(57)【要約】【課題】  地震による構造物の浮き上がりを防止すると共に基礎と土台をすべり支承する、より簡易な構成の浮き上がり防止装置を提供する。【解決手段】  浮き上がり防止装置１００は、基礎１０に固定される第１剛体板１と、第１剛体板１に積層されて土台の梁２０に固定される第２剛体板２を備える。一対の剛体連結子３ａ・３ｂの両端に備わる半球体を、相反する向きに開口する一対の第１及び第２凹部１１ａ・１２ａ、１１ｂ・１２ｂに収容し、第１及び第２剛体板１・２を離反困難に、かつ、遊動自在に結合する構造とした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎に固定される第１剛体板と、この第１剛体板に積層されて土台に固定される第２剛体板と、これら第１及び第２剛体板を連結する一対の剛体連結子と、を備える浮き上がり防止装置であって、
前記第１及び第２剛体板は、一定の間隔を設けて互いに相反する向きに開口する一対の第１及び第２球面凹部と、この一対の第１及び第２球面凹部の底部にそれぞれ形成されて互いに連通する一対の第１及び第２貫通穴と、を有し、
前記剛体連結子は、前記第１及び第２貫通穴に揺動自在に収容される軸部と、この軸部の両端部に設けられ前記第１及び第２球面凹部に対向して収容される第１及び第２球面凸部と、を備え、
前記第１及び第２剛体板は、これらの積層方向及びこれらの積層方向と直交する方向からの応力に対して前記第１及び第２球面凹部と前記第１及び第２球面凸部が互いに当接されて、当該第１及び第２剛体板が互いに離反しないように相対的な変位が規制される構造物の浮き上がり防止装置。
【請求項２】
請求項１記載の構造物の浮き上がり防止装置において、
前記第１球面凸部を収容する前記第１球面凹部の内壁面は、当該第１球面凹部の中心軸上の第１点を中心とする第１球面で規定され、
前記第２球面凸部を収容する前記第２球面凹部の内壁面は、当該第２球面凹部の中心軸上の第２点を中心とする第２球面で規定される構造物の浮き上がり防止装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の構造物の浮き上がり防止装置において、
前記第１及び第２剛体板は、それぞれ円板状に形成される構造物の浮き上がり防止装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の構造物の浮き上がり防止装置において、
前記第１剛体板は、前記一対の第１球面凹部の略中心に前記基礎に固定されるめねじ部を有し、前記第２剛体板は、前記一対の第２球面凹部の略中心に前記土台に固定されるボルトを有する構造物の浮き上がり防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物の浮き上がり防止装置に関する。特に、構造物の土台と基礎を支承して、地震時において構造物が基礎から浮き上がることを防止する装置に関する。この構造物として、例えば、コンクリート製の布基礎の上に建築される建築物が挙げられる。
【背景技術】
【０００２】
近年、建築物を地震から守る地震対策技術の基本となる耐震・免震・制震などの技術開発が活性化している。免震技術の内、土台と基礎を積層ゴム体で支承する積層ゴム体支承は、広く用いられている。しかし、一般に、積層ゴム体は圧縮には強いが引張りには弱いとされ、免震構造としては、積層ゴム体支承に減衰装置や浮き上がり防止装置を加えた複合技術が用いられることがある。
【０００３】
前述の浮き上がり防止装置として、免震建物の浮き上がりを確実に防止することのできる、接地面積が小さく、かつ、緊結箇所の少ないコンパクトな建物の浮き上がり防止装置が発明されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１による建物の浮き上がり防止装置は、下部構造物と上部構造物との間に介挿される、建物の浮き上がりを防止するための浮き上がり防止装置であって、上部構造物に回転可能に取り付けられた第１の連結部材と、下部構造物に回転可能に取り付けられた第２の連結部材と、前記第１及び第２の連結部材を互いに回転可能に結合する結合部材と、を備えたことを特徴としている。
【特許文献１】特開２００４−２２５４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図６は、特許文献１による浮き上がり防止装置の一実施形態を示す図である。本願の図６は、特許文献１の図１に対応している。図６において、免震建物８０は、土台８１と基礎８２との間に積層ゴム８３が配置されている。浮き上がり防止装置９０は、土台８１と基礎８２との間に介挿され、免震建物８０の浮き上がりを防止する。
【０００６】
図６において、浮き上がり防止装置９０は、土台８１の下部と基礎８２の上部とにそれぞれ取り付けられた一対のベースプレート９１ａ・９１ｂを備えている。そして、一対のベースプレート９１ａ・９１ｂに、それぞれ第１及び第２のユニバーサルジョイント９２ａ・９２ｂが装着されている。
【０００７】
第１及び第２のユニバーサルジョイント９２ａ・９２ｂは、それぞれ一対をなすアーム９２ｄ・９２ｅを有している。アーム９２ｄ・９２ｅのそれぞれの他端側が、十字型の平面形状を有するピンを備えた第３のユニバーサルジョイント９２ｃに結合されている。浮き上がり防止装置９０は、アーム９２ｄの延長方向とアーム９２ｅの延長方向が、「く」の字状になるように屈曲させた状態で取り付けられている。
【０００８】
特許文献１による発明は、次の三つの機能を満たしているとしている。その第１は、土台８１と基礎８２の間に生じる、免震層の最大６０ｃｍ程度の任意方向の水平変位に追従する機能である。その第２は、浮き上がりが発生する最大水平変位時に、有効にその引き抜き力を負担する機能である。その第３は、免震層（積層ゴム８３）や土台８１と基礎８２の平面的な多少のねじれに追従する機能である。
【０００９】
特許文献１による発明は、圧縮に対しては積層ゴム８３が担保し、引張りに対しては浮き上がり防止装置９０が担保している。しかし、浮き上がり防止装置を一対の剛体板で構成し、基礎と土台の引張りを担保することが考えられてもよい。そして、任意方向の水平変位が僅かとなる浮き上がり防止装置が考えられてもよい。つまり、土台と基礎の水平方向のずれが僅かであれば、地震後の建物の再利用には支障がないと考えられる。もちろん、剛体の浮き上がり防止装置に積層ゴムに換わる復元装置が併用されれば更によい。又、図６に示された浮き上がり防止装置９０は、構成品も多く、より簡易な構成の浮き上がり防止装置が望まれる。つまり、これらが本発明の課題といってよい。
【００１０】
本発明は、かかる従来の問題点を解決すべく、地震による構造物の浮き上がりを防止すると共に基礎と土台をすべり支承する、より簡易な構成の浮き上がり防止装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
発明者は、上記の目的を達成するために、一方の剛体板は基礎に固定され、他方の剛体板は土台に固定されて、積層される一対の剛体板からなり、両端に半球体を備える剛体連結子で、この一対の剛体板を遊動自在に連結する構造とし、以下のような新たな浮き上がり防止装置を発明した。
【００１２】
（１）  基礎に固定される第１剛体板と、この第１剛体板に積層されて土台に固定される第２剛体板と、これら第１及び第２剛体板を連結する一対の剛体連結子と、を備える浮き上がり防止装置であって、前記第１及び第２剛体板は、一定の間隔を設けて互いに相反する向きに開口する一対の第１及び第２球面凹部と、この一対の第１及び第２球面凹部の底部にそれぞれ形成されて互いに連通する一対の第１及び第２貫通穴と、を有し、前記剛体連結子は、前記第１及び第２貫通穴に揺動自在に収容される軸部と、この軸部の両端部に設けられ前記第１及び第２球面凹部に対向して収容される第１及び第２球面凸部と、を備え、前記第１及び第２剛体板は、これらの積層方向及びこれらの積層方向と直交する方向からの応力に対して前記第１及び第２球面凹部と前記第１及び第２球面凸部が互いに当接されて、当該第１及び第２剛体板が互いに離反しないように相対的な変位が規制される構造物の浮き上がり防止装置。
【００１３】
（１）の発明は、基礎に固定される第１剛体板を備えている。そして、第１剛体板に積層されて、土台に固定される第２剛体板を備えている。更に、第１剛体板と第２剛体板を連結する一対の剛体連結子を備えている。
【００１４】
例えば、基礎は建築用のコンクリート製の布基礎であってよく、土台は梁でよく、この梁は建築用の角材であってよく、チャンネル材又は角パイプからなる鉄骨梁でもよい。例えば、第１剛体板は後述するようにめねじ部が設けられ、基礎に設けられるアンカーボルトにめねじ部が締結されて、第１剛体板が基礎に固定されてもよい。第２剛体板は後述するようにボルトが設けられ、土台の梁にこのボルトがナットで締結されて、第２剛体板が土台に固定されてもよい。
【００１５】
剛体とは剛性の高い物体であってよく、例えば、剛体とは、外部から力が働いたときに、その変形が無視できると考えられる物体と、定義されている。本発明に即して言えば、第１及び第２剛体板の平面に圧縮荷重が作用したときに、板厚の歪による変形が無視できると考えてよい。一方、剛体連結子は棒状部材であり、当該棒状部材の引張応力に対して歪による変形が無視できると考えてよい。例えば、第１及び第２剛体板と剛体連結子は、鋼材を加工して所望の形状を得ることができる。
【００１６】
第１及び第２剛体板の外形は、後述する円板状でもよく、矩形でもよく、多角形でもよい。一方の剛体板が円板であって、他方の剛体板が矩形であってもよい。第１剛体板と第２剛体板の板厚は、同じでもよく、異なっていてもよい。平行する２平面を有する板体であれば、本発明による第１及び第２剛体板に含まれる。
【００１７】
連結とは、つなぎ合わせることであってよく、剛体連結子が第１剛体板と第２剛体板を機械的につなぎ合わせることであってよい。本発明において、剛体連結子が第１剛体板と第２剛体板を連結するとは、第１剛体板と第２剛体板が離間したり、相対的に変位はするが、離間しないことを意味している。そして、離間とは連結関係が維持されているが、離反とは連結関係が消滅して分離されることを意味している。連結子とは、第１及び第２剛体板に対して連結子が従属的な関係であるという程度の意味合いであって、剛体連結子の命名に換えて剛体連結部材としてもよい。
【００１８】
そして、（１）の発明は、第１及び第２剛体板は、一定の間隔を設けて互いに相反する向きに開口する一対の第１及び第２球面凹部を有している。第１及び第２剛体板は、一対の第１及び第２球面凹部の底部にそれぞれ形成されて互いに連通する一対の第１及び第２貫通穴を有している。一方、剛体連結子は、第１及び第２貫通穴に揺動自在に収容される軸部を備えている。剛体連結子は、軸部の両端部に設けられ、第１及び第２球面凹部に対向して収容される第１及び第２球面凸部を備えている。
【００１９】
ここで、一対の第１球面凹部は基礎側に開口し、その開口は第１球面の直径より小さい円形となっている。つまり、第１球面凹部は部分的球面を形成している。一対の第２球面凹部は土台側に開口し、その開口は第２球面の直径より小さい円形となっている。つまり、第２球面凹部は部分的球面を形成している。
【００２０】
そして、一対の第１球面凹部の底部に、一対の第１貫通穴が形成される。一対の第２球面凹部の底部に、一対の第２貫通穴が形成される。一対の第１貫通穴と一対の第２貫通穴は、それぞれ相互に連通している。
【００２１】
軸部が第１及び第２貫通穴に揺動自在に収容されるとは、軸部の直径に比べて第１及び第２貫通穴の直径が十分に大きいことであってよく、例えば、第１及び第２貫通穴はそれぞれ直円錐台状に形成されている。そして、この直円錐台状の第１及び第２貫通穴において、上底面より直径の大きいそれぞれの下底面が対向するように、第１剛体板に第２剛体板が積層されている。
【００２２】
第１球面凹部は第１球面凸部に対向し、第２球面凹部は第２球面凸部に対向している。より正確には、第１球面凹部の球面内壁が第１球面凸部の球面外壁に対向し、第２球面凹部の球面内壁が第２球面凸部の球面外壁に対向している。
【００２３】
そして、前記球面内壁に前記球面外壁が対向するとは、前記球面内壁に前記球面外壁が当接している状態を含み、前記球面内壁と前記球面外壁が離間している状態を含んでいる。本発明による浮き上がり防止装置が基礎と土台間に設置された状態では、剛体連結子の自重により、第２球面凹部は第２球面凸部に当接し、第１球面凹部は第１球面凸部から離間している。
【００２４】
浮き上がり防止装置を設置後は、上下方向の振動により、剛体連結子のみが上下動し、第２球面凹部は第２球面凸部から離間し、第１球面凹部は第１球面凸部に当接する瞬間的な状態も在りえなくはないが、本発明の目的とする基礎と土台の相対的移動規制機能に影響するものではない。
【００２５】
例えば、第１及び第２球面凸部には、上円底面と、この上円底面より直径の大きい下円底面が形成される。上円底面と下円底面は、相反する向きに互いに平行となっている。そして、上円底面と下円底面間の側面が球面に形成される。このような第１及び第２球面凸部を有する剛体連結子は、前記対をなす上円底面が対向するように、又は、前記対をなす下円底面が相反する向きになるように、第１及び第２球面凸部が軸部の両端部に取り付けられる。
【００２６】
例えば、剛体連結子は、頭部を第２球面凸部とし、ねじ部を軸部とした皿頭ねじ状に形成し、この皿頭ねじ状部材にねじ合わされるナットを第１球面凸部とし、皿頭ねじ状部材と第１球面凸部を組み合させて、所望の一実施態様の剛体連結子を得ることができる。
【００２７】
この一実施態様の剛体連結子は、次のように、第１及び第２剛体板に組み込まれる。最初に、第１貫通穴と第２貫通穴が相互に連通するように、第１剛体板と第２剛体板を組み合わせる。次に、前記皿頭ねじ状部材を第２球面凹部側から第２貫通穴に挿入する。次に、第１貫通穴から第１球面凹部側に突出した前記皿頭ねじ状部材に、第１球面凸部をねじ止めする。第１球面凸部と第２球面凸部の対向距離が所定間隔になるまでねじ込んで組立を完了する。なお、組立完了後は、前記皿頭ねじ状部材と第１球面凸部の結合関係が維持できるように緩み止め対策が施されることが好ましい。
【００２８】
このように組立られた浮き上がり防止装置において、第１及び第２球面凸部が第１及び第２球面凹部に収容されるとは、第１及び第２球面凸部がそれぞれ第１及び第２球面凹部の内壁面に沿って従動可能であり、一対の剛体連結子は第１及び第２剛体板に対する姿勢を変更可能としていることを意味している。一対の剛体連結子は、第１及び第２剛体板に対して、一定の拘束はあるものの、遊動自在に保持されているということができる。
【００２９】
そして、（１）の発明は、第１及び第２剛体板は、これらの積層方向及びこれらの積層方向と直交する方向からの応力に対して第１及び第２球面凹部と第１及び第２球面凸部が互いに当接される。そして、第１及び第２剛体板が互いに離反しないように相対的な変位が規制される。
【００３０】
例えば、地震による垂直方向の振動、すなわち第１及び第２剛体板の積層方向からの応力に対しては、一対の剛体連結子がその姿勢を変えることなく、第１及び第２球面凹部と第１及び第２球面凸部が互いに当接されることにより、第１剛体板と第２剛体板が互いに離反しないように上下方向の変位を規制している。すなわち、土台が基礎から浮き上がることを防止している。地震による垂直方向の荷重に対しては、本発明による浮き上がり防止装置は、剛性・耐力を向上して抵抗する、いわゆる剛構造を有しているということもできる。
【００３１】
一方、地震による水平方向の振動、すなわち第１及び第２剛体板の積層方向と直交する方向からの応力に対しては、一対の剛体連結子がその姿勢を変えて、第１及び第２球面凹部と第１及び第２球面凸部が互いに当接されることにより、第１剛体板と第２剛体板が互いに離反しないように水平方向の相対的な変位を規制している。すなわち、土台が基礎から浮き上がることを防止している。地震による水平方向の荷重に対しては、本発明による浮き上がり防止装置は、第１剛体板と第２剛体板がすべり支承する免震装置であるということもできる。
【００３２】
このように、（１）の発明は、基礎に固定される第１剛体板と、土台に固定される第２剛体板が積層される一対の剛体板からなり、両端に半球体を備える剛体連結子で第１及び第２剛体板を遊動自在に結合する構造とした。（１）の発明による浮き上がり防止装置は、一対の剛体板を基礎と土台間に介装することにより、基礎と土台の圧縮を担保している。一方、剛体連結子が一対の剛体板を遊動自在に連結しているので、基礎と土台の引張りを担保している。（１）の発明による浮き上がり防止装置は、基礎と土台をすべり支承している。（１）の発明による浮き上がり防止装置に積層ゴムに換わる復元装置が併用されれば更によい。（１）の発明による浮き上がり防止装置は、構成を簡易としている。
【００３３】
（２）  （１）記載の構造物の浮き上がり防止装置において、前記第１球面凸部を収容する前記第１球面凹部の内壁面は、当該第１球面凹部の中心軸上の第１点を中心とする第１球面で規定され、前記第２球面凸部を収容する前記第２球面凹部の内壁面は、当該第２球面凹部の中心軸上の第２点を中心とする第２球面で規定される構造物の浮き上がり防止装置。
【００３４】
ここで、第１球面凸部の球面の直径は、第１球面凹部の内壁面を規定する第１球面の直径より小さくてもよく、第２球面凸部の球面の直径は、第２球面凹部の内壁面を規定する第２球面の直径より小さくてもよい。しかし、第１及び第２球面凸部の球面の直径は、第１及び第２球面の直径と同じであることが好ましい。互いの球面の接触面積が多くなり、一対の剛体連結子の揺動運動や傾斜運動がスムーズになると考えられる。
【００３５】
第１球面凹部の内壁面を規定する第１球面の中心軸上の第１点は、第１剛体板の外にある仮想点となっている。第２球面凹部の内壁面を規定する第２球面の中心軸上の第２点は、第２剛体板の外にある仮想点となっている。そして、第１及び第２剛体板の縦断面においては、第１及び第２球面はそれぞれ直径より小さい弦を有する劣弧となっている。又、第１及び第２剛体板が水平方向に最大に変位したときに、第１及び第２球面凸部の球面の中心点は、第１及び第２球面の中心点をそれぞれ共有している。
【００３６】
このような浮き上がり防止装置は、水平方向の応力に対して、第１点を頂点とする仮想の円錐の底面円周上を第２点が移動する。又は、水平方向の応力に対して、第２点を頂点とする仮想の円錐の底面円周上を第１点が移動するといってもよい。すなわち、浮き上がり防止装置は、水平方向の応力に対しては、３６０度の全方向に相対的な変位を可能としている。
【００３７】
（３）  （１）又は（２）記載の構造物の浮き上がり防止装置において、前記第１及び第２剛体板は、それぞれ円板状に形成される構造物の浮き上がり防止装置。
【００３８】
丸棒の鋼材を加工して、円板状の第１及び第２剛体板を容易に得ることができる。
【００３９】
（４）  （１）から（３）のいずれかに記載の構造物の浮き上がり防止装置において、前記第１剛体板は、前記一対の第１球面凹部の略中心に前記基礎に固定されるめねじ部を有し、前記第２剛体板は、前記一対の第２球面凹部の略中心に前記土台に固定されるボルトを有する構造物の浮き上がり防止装置。
【００４０】
このめねじが基礎に設けられるアンカーボルトにねじ止めされる。第２剛体板に一対の穴を設け、ねじなどの締結具で土台に第２剛体板を固定してもよい。
【発明の効果】
【００４１】
本発明は、基礎に固定される第１剛体板と、土台に固定される第２剛体板が積層される一対の剛体板からなり、両端に半球体を備える剛体連結子で第１及び第２剛体板を遊動自在に結合する構造とした。本発明による浮き上がり防止装置は、一対の剛体板を基礎と土台間に介装することにより、基礎と土台の圧縮を担保している。一方、剛体連結子が一対の剛体板を遊動自在に連結しているので、基礎と土台の引張りを担保している。本発明による浮き上がり防止装置は、基礎と土台をすべり支承している。本発明による浮き上がり防止装置に積層ゴムに換わる復元装置が併用されれば更によい。本発明による浮き上がり防止装置は、構成を簡易としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００４３】
図１は、本発明による構造物の浮き上がり防止装置の一実施形態を示す斜視分解組立図である。図２は、前記実施形態による構造物の浮き上がり防止装置の正面図である。図２は、図１の縦断面図である。図３は、前記実施形態による構造物の浮き上がり防止装置の平面図である。
【００４４】
図４は、前記実施形態による構造物の浮き上がり防止装置の縦断面図である。図４は、垂直方向の応力に対して、第１剛体板と第２剛体板が離間している状態図である。図５は、前記実施形態による構造物の浮き上がり防止装置の縦断面図である。図５は、水平方向の応力に対して、第１剛体板と第２剛体板が最大変位した状態図である。
【００４５】
最初に本発明による構造物の浮き上がり防止装置の構成を説明する。図１において、浮き上がり防止装置１００は、第１剛体板１と、第２剛体板２と、一対の剛体連結子３ａ・３ｂで構成されている。第１剛体板１は基礎１０に固定されている。第２剛体板２は構造物の土台となる梁２０に固定されている。第１剛体板１に、第２剛体板２が積層されている。一対の剛体連結子３ａ・３ｂは、第１及び第２剛体板１・２を連結している。第１及び第２剛体板１・２の外形は円板状に形成されている。
【００４６】
図１において、構造物は例えば木造建築物であり、基礎１０は建築用のコンクリート製の布基礎である。図１において、土台となる梁２０は木造建築用の角材を示しているが、梁２０はチャンネル材又は角パイプからなる鉄骨梁でもよい。図１又は図２において、第１剛体板１にはめねじ部１ｓが設けられ、基礎に設けられるアンカーボルト１０ｂにめねじ部１ｓが締結されて、第１剛体板１が基礎１０に固定されている。第２剛体板２はボルト２ｂが設けられ、土台の梁２０にボルト２ｂがナット２ｎで締結されて、第２剛体板２が土台に固定されている。
【００４７】
図１又は図２において、一対の第１球面凹部１１ａ・１１ｂは基礎１０側に開口し、それぞれの開口は一対の第１球面凹部１１ａ・１１ｂの直径より小さい円形となっている。つまり、第１球面凹部１１ａ・１１ｂは部分的球面を形成している。一対の第２球面凹部１２ａ・１２ｂは土台（梁２０）側に開口し、それぞれの開口は一対の第２球面凹部１２ａ・１２ｂの直径より小さい円形となっている。つまり、第２球面凹部１２ａ・１２ｂは部分的球面を形成している。一対の第１球面凹部１１ａ・１１ｂ及び第２球面凹部１２ａ・１２ｂは、一定の間隔Ｄ（図３参照）を設けて互いに相反する向きに開口している。
【００４８】
図２において、一対の第１球面凹部１１ａ・１１ｂの底部に、一対の第１貫通穴１１ｃ・１１ｄが形成されている。一対の第２球面凹部１２ａ・１２ｂの底部に、一対の第２貫通穴１２ｃ・１２ｄが形成されている。一対の第１貫通穴１１ｃ・１１ｄと第２貫通穴１２ｃ・１２ｄは、それぞれ相互に連通している。
【００４９】
剛体連結子３ａは、第１及び第２貫通穴１１ｃ・１２ｃに揺動自在に収容される軸部３ｃを備えている。剛体連結子３ｂは、第１及び第２貫通穴１１ｄ・１２ｄに揺動自在に収容される軸部３ｄを備えている。剛体連結子３ａは、軸部３ｃの両端部に設けられ、第１球面凹部１１ａ及び第２球面凹部１２ａに対向して収容される第１及び第２球面凸部３１ａ・３２ａをそれぞれ備えている。剛体連結子３ｂは、軸部３ｄの両端部に設けられ、第１球面凹部１１ｂ及び第２球面凹部１２ｂに対向して収容される第１及び第２球面凸部３１ｂ・３２ｂをそれぞれ備えている。
【００５０】
以上の説明において、例えば、剛体連結子３ａと剛体連結子３ｂは同じものである。又、第１球面凹部１１ａと第１球面凹部１１ｂ、第２球面凹部１２ａと第２球面凹部１２ｂ、第１貫通穴１１ｃと第１貫通穴１１ｄ、第２貫通穴１２ｃと第２貫通穴１２ｄ、はそれぞれ同じものである。更に、第１球面凸部３１ａと第１球面凸部３１ｂ、第２球面凸部３２ａと第２球面凸部３２ｂ、は同じものである。これらは説明の便宜上、符号を区別したが、これら対をなす構成品又は部位は構造又は作用を同一とするので、以下において特に必要のない限り、一方の説明のみとし、他方の説明は割愛する。
【００５１】
図２において、軸部３ｃの直径に比べて、第１及び第２貫通穴１１ｃ・１２ｃの直径は十分に大きく、軸部３ｃは第１及び第２貫通穴１１ｃ・１２ｃに揺動自在に収容されている。第１及び第２貫通穴１１ｃ・１２ｃはそれぞれ直円錐台状に形成されている。そして、この直円錐台状の第１及び第２貫通穴１１ｃ・１２ｃにおいて、上底面より直径の大きいそれぞれの下底面が対向するように、第１剛体板１に第２剛体板２が積層されている。
【００５２】
図１又は図２において、第１球面凹部１１ａは第１球面凸部３１ａに対向し、第２球面凹部１２ａは第２球面凸部３２ａに対向している。より正確には、第１球面凹部１１ａの球面内壁が第１球面凸部３１ａの球面外壁に対向し、第２球面凹部１２ａの球面内壁が第２球面凸部３２ａの球面外壁に対向している。
【００５３】
本発明において、前記球面内壁に前記球面外壁が対向するとは、前記球面内壁に前記球面外壁が当接している状態を含み、前記球面内壁と前記球面外壁が離間している状態を含んでいる。図１又は図２において、浮き上がり防止装置１００が基礎１０と土台の梁２０間に設置された状態では、剛体連結子３ａの自重により、第２球面凹部１２ａは第２球面凸部３２ａに当接し、第１球面凹部１１ａは第１球面凸部３１ａから離間している。
【００５４】
図１又は図２において、第１及び第２球面凸部３１ａ・３２ａには、上円底面と、この上円底面より直径の大きい下円底面が形成される。上円底面と下円底面は、相反する向きに互いに平行となっている。そして、上円底面と下円底面間の側面が球面に形成されている。このような第１及び第２球面凸部３１ａ・３２ａを有する剛体連結子３ａは、前記対をなす上円底面が対向するように、又は、前記対をなす下円底面が相反する向きになるように、第１及び第２球面凸部３１ａ・３２ａが軸部３ｃの両端部に取り付けられている。
【００５５】
図２において、剛体連結子３ａは、頭部を第２球面凸部３２ａとし、ねじ部を軸部３ｃとした皿頭ねじ状に形成し、この皿頭ねじ状部材にねじ合わされるナットを第１球面凸部３１ａとし、皿頭ねじ状部材と第１球面凸部３１ａを組み合させて、所望の一実施態様の剛体連結子３ａを得ることができる。
【００５６】
この一実施態様の剛体連結子３ａは、次のように、第１及び第２剛体板１・２に組み込まれる。最初に、第１貫通穴１１ｃと第２貫通穴１２ｃが相互に連通するように、第１剛体板１と第２剛体板２を組み合わせる。次に、前記皿頭ねじ状部材を第２球面凹部１２ａ側から第２貫通穴１２ｃに挿入する。次に、第１貫通穴１１ｃから第１球面凹部１１ａ側に突出した前記皿頭ねじ状部材に、第１球面凸部３１ａをねじ止めする。第１球面凸部３１ａと第２球面凸部３２ａの対向距離が所定間隔になるまでねじ込んで組立を完了する。
【００５７】
なお、組立完了後は、前記皿頭ねじ状部材と第１球面凸部３１ａの結合関係が維持できるように、軸部３ｃの末端をかしめたり、緩み止め防止剤を塗布するなどの緩み止め対策が施されることが好ましい。
【００５８】
次に、本発明による構造物の浮き上がり防止装置の作用を説明する。
【００５９】
前述のように組立られた浮き上がり防止装置１００において、第１及び第２球面凸部３１ａ・３２ａが第１及び第２球面凹部１１ａ・１２ａに収容されるとは、第１及び第２球面凸部３１ａ・３２ａがそれぞれ第１及び第２球面凹部１１ａ・１２ａの内壁面に沿って従動可能であり、剛体連結子３ａは第１及び第２剛体板１・２に対する姿勢を変更可能としていることを意味している。剛体連結子３ａは、第１及び第２剛体板１・２に対して、一定の拘束はあるものの、遊動自在に保持されているということができる（図５参照）。
【００６０】
そして、第１及び第２剛体板１・２は、これらの積層方向及びこれらの積層方向と直交する方向からの応力に対して第１及び第２球面凹部１１ａ・１２ａと第１及び第２球面凸部３１ａ・３２ａが互いに当接される。そして、第１及び第２剛体板１・２が互いに離反しないように相対的な変位が規制される（図４及び図５参照）。
【００６１】
例えば、地震による垂直方向の振動、すなわち第１及び第２剛体板１・２の積層方向からの応力に対しては、一対の剛体連結子３ａ・３ｂがその姿勢を変えることなく、第１及び第２球面凹部１１ａ・１２ａと第１及び第２球面凸部３１ａ・３２ａが互いに当接されることにより、第１剛体板１と第２剛体板２が互いに離反しないように上下方向の変位を規制している（図４参照）。すなわち、土台が基礎から浮き上がることを防止している。地震による垂直方向の荷重に対しては、本発明による浮き上がり防止装置１００は、剛性・耐力を向上して抵抗する、いわゆる剛構造を有しているということもできる。
【００６２】
図４において、一対の剛体連結子３ａ・３ｂ間の間隙ｔは、少なくとも１ｍｍ、多くとも３ｍｍ、２ｍｍ程度に設定されることが好ましい。
【００６３】
一方、地震による水平方向の振動、すなわち第１及び第２剛体板１・２の積層方向と直交する方向からの応力に対しては、一対の剛体連結子３ａ・３ｂがその姿勢を変えて、第１及び第２球面凹部１１ａ・１２ａと第１及び第２球面凸部３１ａ・３２ａが互いに当接されることにより、第１剛体板１と第２剛体板２が互いに離反しないように水平方向の相対的な変位を規制している（図５参照）。すなわち、土台が基礎から浮き上がることを防止している。地震による水平方向の荷重に対しては、本発明による浮き上がり防止装置１００は、第１剛体板１と第２剛体板２がすべり支承する免震装置であるということもできる。
【００６４】
このように、本発明は、基礎に固定される第１剛体板と、土台に固定される第２剛体板が積層される一対の剛体板からなり、両端に半球体を備える剛体連結子で第１及び第２剛体板を遊動自在に結合する構造とした。本発明による浮き上がり防止装置は、一対の剛体板を基礎と土台間に介装することにより、基礎と土台の圧縮を担保している。一方、剛体連結子が一対の剛体板を遊動自在に連結しているので、基礎と土台の引張りを担保している。本発明による浮き上がり防止装置は、基礎と土台をすべり支承している。本発明による浮き上がり防止装置に積層ゴムに換わる復元装置が併用されれば更によい。本発明による浮き上がり防止装置は、構成を簡易としている。
【００６５】
図５において、第１球面凸部３１ａを収容する第１球面凹部１１ａの内壁面は、第１球面凹部１１ａの中心軸上の第１点Ｐ１を中心とする第１球面で規定されている。第２球面凸部３２ａを収容する第２球面凹部１２ａの内壁面は、第２球面凹部１２ａの中心軸上の第２点Ｐ２を中心とする第２球面で規定されている。
【００６６】
ここで、第１球面凸部３１ａの球面の直径は、第１球面凹部１１ａの内壁面を規定する第１球面の直径より小さくてもよく、第２球面凸部３２ａの球面の直径は、第２球面凹部１２ａの内壁面を規定する第２球面の直径より小さくてもよい。しかし、第１及び第２球面凸部３１ａ・３２ａの球面の直径は、第１及び第２球面の直径と同じであることが好ましい。互いの球面の接触面積が多くなり、一対の剛体連結子３ａ・３ｂの揺動運動や傾斜運動がスムーズになると考えられる（図５参照）。
【００６７】
図５において、第１球面凹部１１ａの内壁面を規定する第１球面の中心軸上の第１点Ｐ１は、第１剛体板１の外にある仮想点となっている。第２球面凹部１２ａの内壁面を規定する第２球面の中心軸上の第２点Ｐ２は、第２剛体板２の外にある仮想点となっている。図５に示された第１及び第２剛体板１・２の縦断面においては、第１及び第２球面はそれぞれ直径より小さい弦を有する劣弧となっている。
【００６８】
又、第１及び第２剛体板１・２が水平方向に最大に変位したときに、第１及び第２球面凸部３１ａ・３２ａの球面の中心点は、第１及び第２球面の中心点Ｐ１・Ｐ２をそれぞれ共有している。第１及び第２剛体板１・２が水平方向に最大に変位したときに、第１球面凸部３１ａの球面の中心軸と、第１球面凹部１２ａの中心軸との交差角度αは、例えば、１５度となっている。
【００６９】
このような浮き上がり防止装置１００は、水平方向の応力に対して、第１点Ｐ１を頂点とする仮想の円錐の底面円周上を第２点Ｐ２が移動する。又は、水平方向の応力に対して、第２点Ｐ２を頂点とする仮想の円錐の底面円周上を第１点Ｐ１が移動するといってもよい。すなわち、浮き上がり防止装置１００は、水平方向の応力に対しては、３６０度の全方向に相対的な変位を可能としている。
【００７０】
本発明による浮き上がり防止装置１００は、基礎１０に固定される第１剛体板１と、土台の梁２０に固定される第２剛体板２が積層される一対の剛体板１・２からなり、両端に半球体を備える一対の剛体連結子３ａ・３ｂで第１及び第２剛体板１・２を遊動自在に結合する構造とした。
【００７１】
本発明による浮き上がり防止装置は、一対の剛体板を基礎と土台間に介装することにより、基礎と土台の圧縮を担保している。一方、剛体連結子が一対の剛体板を遊動自在に連結しているので、基礎と土台の引張りを担保している。本発明による浮き上がり防止装置は、基礎と土台をすべり支承している。本発明による浮き上がり防止装置に積層ゴムに換わる復元装置が併用されれば更によい。本発明による浮き上がり防止装置は、構成を簡易としている。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明による構造物の浮き上がり防止装置の一実施形態を示す斜視分解組立図である。
【図２】前記実施形態による構造物の浮き上がり防止装置の正面図である。
【図３】前記実施形態による構造物の浮き上がり防止装置の平面図である。
【図４】前記実施形態による構造物の浮き上がり防止装置の縦断面図であり、垂直方向の応力に対して、第１剛体板と第２剛体板が離間している状態図である。
【図５】前記実施形態による構造物の浮き上がり防止装置の縦断面図であり、水平方向の応力に対して、第１剛体板と第２剛体板が最大変位した状態図である。
【図６】特許文献１による浮き上がり防止装置の一実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００７３】
１    第１剛体板
２    第２剛体板
３ａ・３ｂ    一対の剛体連結子
３ｃ・３ｄ    軸部
１０    基礎
１１ａ・１１ｂ・１２ａ・１２ｂ    一対の第１及び第２球面凹部
１１ｃ・１１ｄ・１２ｃ・１２ｄ    一対の第１及び第２貫通穴
２０    梁（土台の梁）
３１ａ・３１ｂ・３２ａ・３２ｂ    第１及び第２球面凸部
１００    浮き上がり防止装置
【図１】
2006257665.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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