(57)【要約】【課題】  地震時における上部構造物と下部構造物の相対変位に対してこれを適正に減衰させることができる、反復使用が可能な免震ダンパーを提供する。【解決手段】  免震ダンパー１０は、上部構造物１に固定される筒状の変形部材１１と、下部構造物２に固定され、変形部材１１に対して互いに同軸状にかつ軸方向に摺動可能に配設された変形付与部材２１とを備えている。変形付与部材２１の押圧部２３は、変形部材１１の中立部１３内に配置される。上部構造物と下部構造物の相対変位に対して、変形部材１１と変形付与部材２１が軸方向に移動し、押圧部２３が中立部１３を越えて変形筒部１２に接触し、変形筒部１２を径方向に弾性変形の範囲内で変形させる。押圧部２３と弾性変形した変形筒部１２が互いに軸方向に摺動して相対変位を減衰させる。変形部材の変形が弾性変形の範囲なので、免震ダンパーの反復使用が可能になる。【選択図】    図１
2006153166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部構造物と下部構造物間に介在されて、地震時における該上部構造物と下部構造物の水平方向の相対変位に対してこれを減衰させる免震ダンパーであって、
前記上部構造物と下部構造物の何れか一方に固定される筒状の変形部材と、
前記上部構造物と下部構造物の他方に固定されて、前記変形部材に対して互いに同軸状にかつ軸方向に摺動可能に配設され、該上部構造物と下部構造物の相対変位に応じて前記変形部材を径方向に弾性変形の範囲内で変形させることにより該変形部材との協働により該相対変位を減衰させる変形付与部材とを備え、
さらに、前記相対変位の小さい所定範囲において、前記変形部材が変形しない中立領域を設けていることを特徴とする免震ダンパー。
【請求項２】
上部構造物と下部構造物間に介在されて、地震時における該上部構造物と下部構造物の水平方向の相対変位に対してこれを減衰させる免震ダンパーであって、
前記上部構造物と下部構造物の何れか一方に固定される筒状の変形部材と、
前記上部構造物と下部構造物の他方に固定されて、前記変形部材に対して互いに同軸状にかつ軸方向に摺動可能に配設され、該上部構造物と下部構造物の相対変位に応じて前記変形部材を径方向に弾性変形の範囲内で変形させることにより該変形部材との協働により該相対変位を減衰させる変形付与部材とを備え、
該変形部材のポアソン比が０．２５〜０．３５であり、ヤング率が１０〜３００ＧＰａであることを特徴とする免震ダンパー。
【請求項３】
前記変形部材の径方向の変形が、縮径方向であることを特徴とする前記請求項１又は２に記載の免震ダンパー。
【請求項４】
上部構造物と下部構造物間に介在されて、地震時における該上部構造物と下部構造物の水平方向の相対変位に対してこれを減衰させる免震ダンパーであって、
前記上部構造物と下部構造物の何れか一方に固定される筒状の変形部材と、
前記上部構造物と下部構造物の他方に固定されて、前記変形部財に対して互いに同軸状にかつ軸方向に摺動可能に配設され、該変形部材の径方向内外の両側から該変形部材を挟む挟持部を設けると共に、該挟持部の軸方向中間位置にて該変形部材を径方向に塑性変形させる変位部を設けてなり、該変形部材との協働により該相対変位を減衰させる変形付与部材と
を備えたことを特徴とする免震ダンパー。
【請求項５】
上部構造物と下部構造物間に介在されて、地震時における該上部構造物と下部構造物の水平方向の相対変位に対してこれを減衰させる免震ダンパーであって、
前記上部構造物と下部構造物の何れか一方に固定される筒状の変形部材と、
前記上部構造物と下部構造物の他方に固定されて、前記変形部材に対して互いに同軸状にかつ軸方向に摺動可能に配設され、該上部構造物と下部構造物の相対変位に応じて前記変形部材を拡径方向に塑性変形させる拡径部と該変形部材を縮径方向に塑性変形させる縮径部とが軸方向に配列されてなり、該変形部材との協働により該相対変位を減衰させる変形付与部材と
を備えたことを特徴とする免震ダンパー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家屋等建築物の上部構造物と下部構造物間に介在されて、地震時における上部構造物と下部構造物の水平方向の相対変位に対してこれを減衰させる免震ダンパーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上部構造物と下部構造物の水平方向の相対変位を減衰させるには、例えばＨＤＲ，ＨＤＲ−Ｓ等のゴム材料を用いた免震ゴム支承が用いられている。この免震ゴム支承では、ゴム材料の配合の調整のみでは２０％以上の減衰率を得ることができないため、これらの免震ゴム支承と免震ダンパーを併用し、高い減衰を確保することが考えられている。また、減衰力の自由度が高い免震ダンパーとしては、オイルダンパー等の粘性系のダンパーが知られている。しかし、オイルダンパーは、構造が複雑であることにより高価であると共に、液漏れ等のおそれがあるため、長期にわたってメンテナンスが必要になるという煩雑さがある。
【０００３】
一方、部材の塑性変形を利用した構造としては、例えば特許文献１に示すように、所定長さの連結部材を橋桁と橋台間に架設し、連結部材の両端にストッパを設け、さらに連結部材に係合されて連結部材の変位によって塑性変形することにより水平方向の変位を制限する変位制限装置がストッパ間に介在して設けられた落橋防止装置が知られている。変位制限部材は、連結ケーブルに遊嵌された金属製筒体と、筒体のストッパ側において連結部材に挿嵌されたウエッジプレートを設け、橋桁と橋脚間の変位の際にウエッジプレートによって筒体を拡径させることにより振動を減衰させるものである。しかし、この落橋防止装置は、筒体の塑性変形により振動を減衰させるものであるため、使用が１回に限られ反復使用できないという問題がある。
【特許文献１】特許第３３３５５９８号公報
【０００４】
これに対して、特許文献２に示すように、芯棒が筒内に同芯状に備えられ，筒内において芯棒の外周部に、ゴムリングが芯棒の外周部と筒の内周部に弾設するように備えられ、芯棒と筒とが軸方向に相対移動することにより、ゴムリングが追従して転動変形するようにされた振動減衰用ダンパーが開示されている。しかし、この振動減衰用ダンパーは、ゴムリングを介して芯棒と筒が軸方向に相対移動するものであるため、大きな振動減衰性能が得られない。また、この振動減衰用ダンパーは、ゴムリングが常に圧縮状態になっており、圧縮されないいわゆる中立状態が無いため、ゴムリングにヘタリが生じてダンパーの耐久性に欠けるという問題がある。
【特許文献２】特開平１１−２９４５３６号公報
【０００５】
また、他の免震ダンパーとして、特許文献３に示すように、運動が誘起される２つの部材間に設けられて、両部材にそれぞれ連結される同心円エレメントと、エレメント間に収容される塑性変形可能な鉛等のエネルギー吸収材の本体と、エレメント間に押出しオリフィスを形成する手段とからなり、エネルギー吸収材の剪断降伏応力に少なくとも近いほぼ静水圧を受け、かつ、エネルギー吸収材が２つの部材に誘起された運動の間、運動を減衰させるためにオリフィスを通して移動させられるものが知られている。しかし、このダンパーの場合、エネルギー吸収材として鉛が用いられため、環境上好ましくなく、また鉛の密封手段が高価であると共に、必ずしも密封の信頼性が高くないという問題がある。
【特許文献３】特表平８−５１０５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記したような問題を解決しようとするもので、地震時における上部構造物と下部構造物の相対変位に対してこれを適正に減衰させる高い減衰性能を有し、簡易な構造であり、反復使用が可能であると共に耐久性の高い免震ダンパー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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の構成上の特徴は、上部構造物と下部構造物間に介在されて、地震時における上部構造物と下部構造物の水平方向の相対変位に対してこれを減衰させる免震ダンパーであって、上部構造物と下部構造物の何れか一方に固定される筒状の変形部材と、上部構造物と下部構造物の他方に固定されて、変形部材に対して互いに同軸状にかつ軸方向に摺動可能に配設され、上部構造物と下部構造物の相対変位に応じて変形部材を径方向に弾性変形の範囲内で変形させることにより変形部材との協働により相対変位を減衰させる変形付与部材とを備え、さらに、相対変位の小さい所定範囲において、変形部材が変形しない中立領域を設けていることにある。
【０００８】
上記のように構成した本発明においては、地震時における上部構造物と下部構造物の相対変位に対して、上部及び下部構造物に固定された変形部材と変形付与部材が軸方向に摺動し、変形付与部材が変形部材を径方向に弾性変形の範囲内で変形させることにより、相対変位を減衰させることができる。このように、変形部材は、弾性変形範囲で変形して振動を減衰させるものであるため、振動減衰後は自動的に変形のない元の形状に戻される。そのため、本発明によれば、免震ダンパーは継続して反復使用が可能になる。また、変形部材は、相対変位の小さい所定範囲において変形を生じない中立領域を設けていることにより、免震ダンパーの上部構造物と下部構造物間への取り付けの際の変形部材の収縮や、あるいは温度変化による変形部材の変動等の小さい変位に対して、変形部材に無用の負荷を加えられることなくこれらの変位に対応できる。そのため、本発明によれば、免震ダンパーの耐久性が高められる。
【０００９】
また、本発明の免震ダンパーにおいては、上部構造物と下部構造物間に介在されて、地震時における該上部構造物と下部構造物の水平方向の相対変位に対してこれを減衰させる免震ダンパーであって、上部構造物と下部構造物の何れか一方に固定される筒状の変形部材と、上部構造物と下部構造物の他方に固定されて、前記変形部材に対して互いに同軸状にかつ軸方向に摺動可能に配設され、該上部構造物と下部構造物の相対変位に応じて前記変形部材を径方向に弾性変形の範囲内で変形させることにより該変形部材との協働により該相対変位を減衰させる変形付与部材とを備え、変形部材のポアソン比が０．２５〜０．３５であり、ヤング率が１０〜３００ＧＰａであることが好ましい。これにより、変形部材の材質がほぼ金属材料に限定され、免震ダンパーの大きな振動減衰性能が確保される。ここで、ポアソン比が０．２５より小さい場合は体積変動率が大きくなり安定した減衰が得られないのに対し、０．３５より大きい場合は流体に近い材料特性となり十分な減衰が得られない。また、ヤング率が１０Ｇｐａより小さい場合は目的の減衰力を確保するためにダンパーの変形部材を大きくする必要があり、３００Ｇｐａより大きい場合は変形付与部材を含む各部位の剛性をアップする必要があるなど、装置自体を構成する上でのバランスが悪くなる。
【００１０】
また、上記免震ダンパーにおいて、変形部材の径方向の変形が、縮径方向であることが好ましい。これにより、変形付与部材の組み付けが簡易にされて、免震ダンパーの製造が容易になるため、免震ダンパーが安価に提供される。
【００１１】
また、本発明の他の特徴としては、上部構造物と下部構造物間に介在されて、地震時における上部構造物と下部構造物の水平方向の相対変位に対してこれを減衰させる免震ダンパーであって、上部構造物と下部構造物の何れか一方に固定される筒状の変形部材と、上部構造物と下部構造物の他方に固定されて、変形部材に対して互いに同軸状にかつ軸方向に摺動可能に配設され、変形部材の径方向内外の両側から変形部材を挟む挟持部を設けると共に、挟持部の軸方向中間位置にて変形部材を挟んで径方向に塑性変形させる変位部を設けてなり、変形部材との協働により相対変位を減衰させる変形付与部材とを備えたことにある。  
【００１２】
他の特徴においては、地震時における上部構造物と下部構造物の相対変位に対して、上部及び下部構造物に固定された変形部材と変形付与部材が軸方向に摺動し、変形付与部材の挟持部で変形部材を挟むと同時に挟持部の軸方向中間位置で変位部により変形部材を径方向に塑性変形させながら移動することにより、相対変位を十分に減衰させることができる。また、変形付与部材が、変形部材を挟持部で挟持しつつ変位部で塑性変形させることができることにより、水平方向の連続した相対変位に対してもこれを有効に減衰させることができる。また、変形部材は変位部で塑性変形するが、挟持部で変形のない元の形状に戻されることにより変形部材に余分な歪が残らないため、免震ダンパーは反復使用が可能になると共に、その耐久性が確保される。
【００１３】
また、本発明のその他の特徴としては、上部構造物と下部構造物間に介在されて、地震時における上部構造物と下部構造物の水平方向の相対変位に対してこれを減衰させる免震ダンパーであって、上部構造物と下部構造物の何れか一方に固定される筒状の変形部材と、上部構造物と下部構造物の他方に固定されて、変形部材に対して互いに同軸状にかつ軸方向に摺動可能に配設され、上部構造物と下部構造物の相対変位に応じて変形部材を拡径方向に塑性変形させる拡径部と変形部材を縮径方向に塑性変形させる縮径部とが軸方向に配列されてなり、変形部材との協働により相対変位を減衰させる変形付与部材とを備えたことにある。  
【００１４】
その他の特徴においては、地震時における上部構造物と下部構造物の相対変位に対して、上部及び下部構造物に固定された変形部材と変形付与部材が軸方向に摺動し、変形付与部材の拡径部が変形部材を拡径方向に塑性変形させると共に縮径部が変形部材を縮径方向に塑性変形させることにより、相対変位を十分に減衰させることができる。このように、変形付与部材が、拡径部と縮径部とにより変形部材の拡径と縮径方向の塑性変形を連続して行わせることができることにより、水平方向の連続した相対変位に対してもこれを有効に減衰させることができる。また、変形部材が拡径と縮径の変形の繰り返しであるため、免震ダンパーは反復使用が可能になる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明においては、変形付与部材が変形部材を径方向に弾性変形の範囲内で変形させることにより相対変位を減衰させることができるため、免震ダンパーは十分な減衰性能を維持しつつその反復使用が可能になる。また、本発明においては、変形部材が変形しない中立領域が設けられていることにより、免震ダンパーの上部構造物と下部構造物間への取り付けの際の変形部材の収縮等に対して変形部材に無用の負荷を与えることなく対応でき、免震ダンパーの耐久性が高められる。さらに、変形部材の材質が金属材料のように適度な弾性を有する材質に限定されることにより、コンパクトで大きな減衰が得られる。
【００１６】
また、本発明においては、変形付与部材の挟持部で変形部材を挟むと共に、挟持部の軸方向中間位置で変位部により変形部材を径方向に塑性変形させながら移動することにより、相対変位を十分に減衰させることができると共に、水平方向の連続した相対変位に対してもこれを有効に減衰させることができる。また、本発明においては、変形部材は変位部で塑性変形するが、挟持部で変形のない元の形状に戻されることにより変形部材に余分な歪が残らないため、免震ダンパーは反復使用が可能になると共に、その耐久性が確保される。
【００１７】
また、本発明においては、変形付与部材の拡径部が変形部材を拡径方向に塑性変形させると共に縮径部が変形部材を縮径方向に塑性変形させることにより、相対変位を十分に減衰させることができると共に、水平方向の連続した相対変位に対してもこれを有効に減衰させることができ、さらに変形部材が拡径と縮径の変形の繰り返しであるため、免震ダンパーの反復使用が可能になる。さらに、本発明においては、いずれの免震ダンパーも、変形付与部材と変形部材の２部材により形成された簡易な構造であるので安価に提供され、また、鉛を含まないので環境問題の心配が無いと共に、鉛の処理に伴うコストアップもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施例について図面を用いて説明する。図１，図２は、実施例１に係る建築物の免震ダンパーを一部破断正面図及び拡大断面図により示したものである。免震ダンパー１０は  建築物の上部構造物１に固定される筒状の変形部材１１と、下部構造物２に固定され、変形部材１１に対して互いに同軸状にかつ軸方向に摺動可能に配設された変形付与部材２１とを備えている。免震ダンパー１０は、上部構造物１と下部構造物２の相対変位に応じて、変形付与部材２１によって変形部材１１を径方向外方に弾性変形の範囲内で変形させることにより相対変位を減衰させるものである。なお、免震ダンパー１０の左右については、図面における左右方向に合わせるものとする。
【００１９】
変形部材１１は、薄肉の金属製パイプ（ポアソン比＝０．２８、ヤング率＝２１０Ｇｐａ）である変形筒部１２と、上構造物１に固定される取付部１５と、変形筒部１２の一端と取付部１５を球面受け構造で連結している連結部１７とを備えている。球面受け構造とは、上部構造物１と下部構造物２の軸方向，軸直角方向及び上下方向の相対変位に応じて取付部１５に対して変形筒部１２が追従できる構造である。ただし、連結部１７については、球面受け構造に限らず、それと同等の機構を備えたものであればよい。変形筒部１２は、軸方向の中間にて所定の軸方向長さの部分に内周面が周方向全周に沿って均一深さでわずかに凹んだ中立領域である中立部１３を設けている。すなわち、中立部１３は、その内径Ｄ３が変形筒部１２の中立部１３以外の部分の内径Ｄ１より径が大きい凹部である。中立部１３の軸方向長さは後述するＬ１，Ｌ２，Ｌ３を合わせた長さである。また、変形筒部１２は、中立部１３との境界において断面円弧状に丸められた曲面部１２ａになっている。
【００２０】
変形付与部材２１は、薄肉の金属製パイプである基部２２と、基部２２の一端（図示右端）に固定された厚肉の金属製で筒状の押圧部２３と、下部構造物２に固定される取付部２５と、基部２２の他端（図示左端）と取付部１５を球面受け構造で連結している連結部２７とを備えている。基部２２の外径は、変形筒部１２の内径Ｄ１より小さくされている。押圧部２３は、軸方向長さがＬ１になっており、この長さＬ１については押圧部２３の変形部材１１内への圧入力の設定値に応じて決められる。また、押圧部２３の外径はＤ２であり、Ｄ２は変形筒部１２の内径Ｄ１より大きく、かつ中立部１３の内径Ｄ３より小さくなっている。また、押圧部２３の軸方向両端は、断面円弧状に丸められた曲面部２３ａになっている。そして、変形付与部材２１は、変形部材１１の先端開口１２ｂから内部に圧入されて、押圧部２３が変形部材１１の中立部１３内に配置された状態にされる。
【００２１】
免震ダンパー１０は、図１に示すように、変形部材１１が取付部１５にて上部構造物１に固定され、変形付与部材２１が取付部２５によって下部構造物２に固定されることにより建築物に組み付けられる。このとき、変形付与部材２１の押圧部２３は、図２に示すように、変形部材１１の中立部１３内に配置されてその外周面が中立部１３の内周面との間にわずかな隙間を隔てて配置されており、変形付与部材２１が変形部材１１と接触することなく浮いた自由な状態にされている。また、押圧部２３の基部２２側端部と中立部１３の先端側端部との間にＬ２の隙間が設けられており、押圧部２３の先端と中立部１３の取付部１５側端部との間にＬ３の隙間が設けられている。これらの隙間Ｌ２，Ｌ３の長さは、建築物の建築時の収縮量と温度変化による水平方向の変動量等を考慮して決められる。これにより、変形部材１１が、変形付与部材２１によって拘束されない自由な状態にある。なお、免震ダンパー１０の上部及び下部構造物１，２への固定については、上記実施例と逆に行われてもよい。
【００２２】
上記構成の実施例１においては、地震時における上部構造物１と下部構造物２の相対変位に対して、上部構造物１に固定された変形部材１１と下部構造物２に固定された変形付与部材２１が軸方向に移動することにより、変形付与部材２１の押圧部２３が変形部材１１の中立部１３から外れて薄肉金属パイプである変形筒部１２に接触し始め、変形筒部１２を径方向に弾性変形の範囲内で変形させる。この押圧部２３と弾性変形した変形筒部１２が互いに軸方向に摺動することにより、上部構造物１と下部構造物２の相対変位を減衰させることができる。ここで、変形部材１１は、弾性変形範囲で変形して相対変位を減衰させるものであるため、減衰後に押圧部２３が中立部１３に戻されると、変形筒部１２の弾性変形は解消して自動的に元の形状に戻される。そのため、免震ダンパー１０は長期にわたって反復使用が可能であり、ダンパーのコストが大幅に低減される。
【００２３】
また、上部構造物１と下部構造物２の相対変位の小さい所定範囲において、変形部材１１が変形付与部材２１によって変形しない中立部１３が設けられていることにより、免震ダンパー１０の上部構造物１と下部構造物２間への取り付けの際の変形部材１１の収縮や、あるいは温度変化による変形部材１１の変動等の小さい変位に対して、変形部材１１に無用の負荷を与えることなく対応できる。そのため、免震ダンパー１０の耐久性が確保される。また、免震ダンパー１０は、変形部材１１及び変形付与部材２１の２部材のみにより簡易に構成されるため、安価に提供される。さらに、免震ダンパー１０は、オイルダンパーのように油漏れ等を考慮する必要がないため、その使用時でのメンテナンスも不要である。
【００２４】
つぎに、実施例２について，図３及び図４により説明する。
実施例２の免震ダンパー３０は、建築物の上部構造物１に固定される筒状の変形部材３１と、下部構造物２に固定され、変形部材３１に対して互いに同軸状にかつ軸方向に摺動可能に配設された変形付与部材４１と、変形付与部材４１を挟んで変形部材３１の外周面に被覆された蛇腹状チューブであるカバー４７とを備えている。免震ダンパー３０は、変形付与部材４１によって変形部材３１を外周面側から押圧して縮径方向に弾性変形させる構造となっているため、変形付与部材４１が上記変形付与部材２１に比べて基部２２に相当する部分がないコンパクトな構造になっているのである。免震ダンパー３０は、上部構造物１と下部構造物２の相対変位に応じて、変形付与部材４１によって変形部材３１を径方向に弾性変形の範囲内で変形させることにより、上部及び下部構造物１，２の相対変位を減衰させるものである。
【００２５】
変形部材３１は、上記変形部材１１と同様の構造であり、薄肉の金属製パイプ（ポアソン比＝０．２８、ヤング＝２１０Ｇｐａ）である変形筒部３２と、上構造物１に固定される取付部３５と、変形筒部３２の一端と取付部３５を球面受け構造で連結している連結部３７とを備えている。変形筒部３２は、軸方向の中間にて所定の軸方向長さの部分に外周面が周方向全周に沿って均一深さでわずかに凹んだ中立領域である中立部３３を設けている。中立部３３は、その外径Ｄ３が変形筒部３２の中立部３３以外の部分の外径Ｄ１より径が小さい凹部である。中立部３３の軸方向長さは後述するＬ１，Ｌ２，Ｌ３を合わせた長さである。また、変形筒部３２は、中立部３３との境界において断面円弧状に丸められた曲面部３２ａになっている。
【００２６】
変形付与部材４１は、厚肉の金属製で軸方向長さの短い環状の押圧部４２と、下部構造物２に固定される取付部４４と、押圧部４２の外周面の一部と取付部４４を球面受け構造で連結している連結部４６とを備えている。押圧部４２の軸方向長さＬ１については、押圧部４２の変形筒部３２外周面への圧入力の設定値に応じて決められる。また、押圧部４２の内径はＤ２であり、Ｄ２は変形筒部３２の外径Ｄ１より小さく、かつ中立部３３の外径Ｄ３より大きくなっている。また、押圧部４２の軸方向両端は、断面円弧状に丸められた曲面部４２ａになっている。そして、変形付与部材４１は、変形部材３１外周面に圧入により嵌合されて、押圧部４２が変形部材３１の中立部３３内に配置された状態にされる。
【００２７】
さらに、変形付与部材４１の軸方向両側でそれぞれカバー４７が変形部材３１の外周面に嵌め合わされてその外周面を被覆している。両カバー４７は、それぞれ内側端部にて変形付与部材４１に固定され、外側端部にて変形部材３１の両端側外周位置にて固定されており、変形付与部材４１の軸方向への移動に応じて軸方向に伸縮自在に変形するようになっている。両カバー４７は、変形部材３１の外周面に埃等が付着することを防止し、変形付与部材４１の変形部材３１の外周面上の軸方向へのスムーズな移動を確保するものである。
【００２８】
免震ダンパー３０は、上記免震ダンパー１０と同様に、図３に示すように建築物に組み付けられる。このとき、変形付与部材４１の押圧部４２は、図４に示すように、変形部材３１の中立部３３内に配置されてその内周面が中立部３３の外周面との間にわずかな隙間を隔てて配置されており、変形付与部材４１が変形部材３１と接触することなく自由な状態にされている。また、押圧部４２の左右両端と中立部３３の間にＬ２，Ｌ３の隙間が設けられており、隙間Ｌ２，Ｌ３の長さは、建築物の建築時の収縮量と温度変化による水平方向の変動量等を考慮して決められる。これにより、変形部材３１が、変形付与部材４１によって拘束されない中立領域にある。なお、免震ダンパー３０の上部及び下部構造物１，２への固定については、上記実施例と逆に行われてもよい。
【００２９】
上記構成の実施例２においても、実施例１と同様に、地震時における上部構造物１と下部構造物２の相対変位に対して、変形付与部材４１の押圧部４２が変形部材３１の中立部３３の範囲を越えると変形筒部３２に接触し始めて変形筒部３２を径方向に弾性変形の範囲内で変形させる。この押圧部４２と弾性変形した変形筒部３２が互いに軸方向に摺動することにより、上部構造物１と下部構造物２の相対変位を減衰させることができる。また、変形部材３１は、弾性変形範囲で変形して相対変位を減衰させるものであるため、減衰後に押圧部４２が中立部３３に戻されると、変形筒部３２の弾性変形は解消して自動的に元の形状に戻される。そのため、免震ダンパー１０は長期にわたって反復使用が可能であり、ダンパーのコストが大幅に低減される。
【００３０】
また、上部構造物１と下部構造物２の相対変位の小さい所定範囲において、変形部材３１が変形付与部材４１によって変形しない中立部３３が設けられていることにより、免震ダンパー３０の上部構造物１と下部構造物２間への取り付けの際の変形部材３１の収縮や、あるいは温度変化による変形部材３１の変動等の小さい変位に対して、変形部材３１に無用の負荷を与えることなく対応できる。そのため、免震ダンパー３０の耐久性が確保される。さらに、免震ダンパー３０は、変形部材３１及び変形付与部材４１の２部材のみにより簡易に構成されていることに加えて、実施例１の変形付与部材２１の長尺な基部に相当する部分がないコンパクトな変形付与部材４１によって変形部材３１を外周面側から押圧して縮径方向に弾性変形させる簡易な構造であるため、安価に提供される。また、免震ダンパー３０は、変形付与部材４１が実施例１の変形付与部材２１に比べて簡易にかつ短くされているため、設置空間が少なくされ、特に狭い場所に設置するのに好適である。さらに、免震ダンパー３０は、オイルダンパーのように油漏れ等を考慮する必要がないため、その使用時でのメンテナンスも不要である。
【００３１】
つぎに、実施例３の免震ダンパー５０について図５，図６により説明する。
免震ダンパー５０は、建築物の上部構造物１に固定される筒状の変形部材５１と、下部構造物２に固定され、変形部材５１に対して互いに同軸状にかつ軸方向に摺動可能に組み合わされた筒状の変形付与部材６１とを備えている。免震ダンパー５０は、上部構造物１と下部構造物２の相対変位に応じて、変形付与部材６１によって変形部材５１の塑性変形部材５９を径方向に塑性変形させることによって、上部及び下部構造物１，２の相対変位を減衰させるものである。
【００３２】
変形部材５１は、上構造物１に軸方向一端にて固定される中心支持部５２と、中心支持部５２の根元側（図示右端側）に挿嵌される円形の厚板である第１支持板５５と、中心支持部５２の先端（図示左端）に挿嵌される円形の厚板である第２支持板５７と、第１及び第２支持板５５，５７の対向面にて同軸状にかつ外周縁近傍に沿って固定されて両支持板５５，５７を連結する薄肉金属製の円筒形の塑性変形部材５９と、上部構造物１に固定される取付部３８と、中心支持部５２の根元と取付部３８を球面受け構造で連結している連結部３９とにより構成されている。中心支持部５２は、金属パイプ製の支持棒５２ａを有し、支持棒５２ａの軸方向一端（図示右端）近傍位置に円筒形の位置決め部５３が挿通されて、支持棒５２ａの軸方向他端（図示左端）位置に円筒形の位置決め部５４が挿通され、それぞれ支持棒５２ａに固定されている。位置決め部５３，５４は、それぞれ軸方向の半分が端部に向けて断面円弧状に縮径した曲面部５３ａ，５４ａになっている。また、位置決め部５３，５４は、曲面部５３ａ，５４ａが互いに対向するように配置されている。
【００３３】
第１支持板５５は、中心に支持棒５２ａの内径と略同一の外径を有する貫通孔５５ａを設けており、支持棒５２ａが貫通孔５５ａに摺動可能に挿通されている。また、第１支持板５５の位置決め部５３との対向面には、位置決め部５３の曲面部５３ａが挿嵌可能な凹部５５ｂが形成されている。
【００３４】
第２支持板５７は、中心に支持棒５２ａの内径と略同一の外径を有する貫通孔５７ａを設けており、支持棒５２ａに摺動可能に挿通されている。また、第２支持板５７には，図６−４，５に示すように、外周縁と貫通孔５７ａの間の径方向中間位置において周方向の等間隔に隔てた４ヶ所に、それぞれ挿通孔５７ｂが板を貫通して設けられている。また、第２支持板５７の位置決め部５４との対向面には、位置決め部５４の曲面部５４ａが挿嵌可能な凹部５７ｃが形成されている。
【００３５】
塑性変形部材５９は、容易に塑性変形が可能なように薄肉の軟質金属製（炭素含有量が少ない軟鋼など）であり、軸方向長さが後述する外側部材６３の略半分程度である。塑性変形部材５９は、軸方向一端にて第２支持板５７の外周縁と挿通孔５７ｂとの間に取り付けられて支持棒５２ａに対して同軸状に配設され、他端にて第１支持板５５に取り付けられている。なお、塑性変形部材５９は、必ずしも両端が第１支持板５５と第２支持板５７に取り付けられている必要はなく、分離された状態であってもよい。
【００３６】
変形付与部材６１は、上構造物２に固定される円形の厚板である支持台６２と、支持台６２の外周縁に沿って立設される円筒形の外側部材６３と、外側部材６３の内側にて支持台６２に同軸状に立設される筒状の内側部材６６と、下部構造物２に固定される取付部４８と、支持台６２から外方に水平に延びた支持棒６２ａの先端と取付部４８を球面受け構造で連結している連結部４９とを備えている。外側部材６３は、厚肉の円筒形の金具であり、その右端から軸方向長さで略１／３離れた位置にて、所定の軸方向幅でその内周面から周方向全周に沿って径方向にわずかに突出した環状の内側突出部６４を有している。外側部材６３の内径は、上記第１及び第２支持板５５，５７の外径と略同一の大きさになっている。内側突出部６４は、突出面６４ａが軸方向に平行な平坦面になっており、さらに突出面６４ａの軸方向中間位置にて周方向全周に沿って径方向外方に向けてわずかに凹んだ環状の変位凹部６４ｂになっている。
【００３７】
内側部材６６は、互いに軸方向に平行にかつ円周上に等間隔で配置された４本の丸棒部６７と、丸棒部６７の先端（図示右端）に同軸状に一体で取り付けられた円環状の厚板である変位板部６８とを設けている。内側部材６６は、４本の丸棒部６７の他端側（図示左端）にて支持台６２に同軸状に固定されており、その軸方向長さは外側部材６３の軸方向他端から内側突出部６４の軸方向一端側端に至る長さである。４本の丸棒部６７は、上記第２支持板５７の４つの挿通孔５７ｂの内径と同一の外径を有しており、かつ４つの挿通孔５７ｂに挿通されるように配置されている。
【００３８】
変位板部６８は、その中心に貫通孔６８ａを設けている。貫通孔６８ａの内径は、支持棒５２ａの外径と略同一であり、支持棒５２ａが摺動可能に挿通されるようになっている。変位板部６８の外周面６９ａは、内側突出部６４の突出面６４ａと対向しており、外周面６９ａと突出面６４ａとの間が塑性変形部材５９の厚さ分の隙間になっている。また、外周面６９ａの軸方向中間位置には、周方向全周に沿って径方向外方に向けてわずかに突出した環状の変位凸部６９ｂになっており、内側突出部６４の変位凹部６４ｂと径方向に対向している。この変位板部６８と内側突出部６４とにより塑性変形部材５９を挟む挟持部が構成され、さらに変位凹部６４ｂと変位凸部６９ｂとにより塑性変形部財５９を塑性変形させる変位部が構成されている。
【００３９】
免震ダンパー５０の変形部材５１と変形付与部材６１との組み立てについては、例えば以下のように行われる。塑性変形部材５９が取り付けられた第２支持板５７の４つの挿通孔５７ｂに、変形付与部材６１の内側部材６６の４本の丸棒部６７が挿入され、さらに第２支持板５７の貫通孔５７ａ及び変位板部６８の貫通孔６８ａに、先端に位置決め部５４が固定された支持棒５２ａが挿通される。つぎに、第２支持板５７及び塑性変形部材５９の外周側に外側部材６３が挿嵌され、変位板部６８と内側突出部６４が対向するように位置合わせされる。つぎに、第１支持板５５が支持棒５２ａに挿通されると共に外側部材６３の先端側開口内に挿入され、第１支持板５５に塑性変形部材５９の一端側が固定される。ここで、外側部材６３及び内側部材６６が、支持台６２に固定される。その後、支持棒５２ａに位置決め部５３が挿嵌されて支持棒５２ａ一端近傍の規定位置で固定され、免震ダンパー５０として組み立てられる。このように組み立てられた免震ダンパー５０は、変形部材５１の一端側にて上部構造物１に固定され、支持台６２にて下部構造物２に固定される。
【００４０】
上記構成の実施例３においては、地震時における上部構造物１と下部構造物２の相対変位に対して、上部構造物１に固定された変形部材５１と下部構造物２に固定された変形付与部材６１が軸方向に摺動する。変形付与部材６１の内側突出部６４の突出面６４ａと変位板部６８の外周面６９ａで変形部材５１の塑性変形部材５９を挟むと共に、内側突出部６４の変位凹部６４ｂと変位板部６８の変位凸部６９ｂで塑性変形部材５９を径方向外方に塑性変形させながら移動することができる。この塑性変形部材５９の塑性変形により、相対変位を減衰させることができる。また、変形付与部材６１が、変形部材５１の塑性変形部材５９を突出面６４ａ及び外周面６９ａで挟持しつつ変位凹部６４ｂ及び変位凸部６９ｂで塑性変形させることができることにより、水平方向の連続した相対変位に対してもこれを有効に減衰させることができる。また、塑性変形部材５９が、変位凹部６４ｂ及び変位凸部６９ｂで塑性変形するが、突出面６４ａ及び外周面６９ａで元の形状に戻されるため、免震ダンパー５０は長期にわたって反復使用が可能になり、そのためダンパーのコストが大幅に低減される。
【００４１】
また、上部構造物１と下部構造物２間の小さい変位（位置決め部５３，５４が第１支持板５５や第２支持板５７に当接するまでの変位）においては、変形部材５１と、変位板部６８と内側突出部６４とにより構成された挟持部（変位凹部６４ｂと変位凸部６９ｂにより構成された変位部を含む）とが相対的に変位しないため、免震ダンパー５０の上部構造物１と下部構造物２間への取り付けの際の変形部材５１の収縮や、あるいは温度変化による変形部材５１の変動等の小さい変位に対して対しても、変形部材５１に無用の負荷を与えることなく対応できる。そのため、免震ダンパー５０の耐久性が確保される。また、免震ダンパー５０は、変形部材５１及び変形付与部材６１の２部材のみにより簡易に構成されるため、安価に提供される。さらに、免震ダンパー５０は、オイルダンパーのように油漏れ等を考慮する必要がないため、その使用時でのメンテナンスも不要である。
【００４２】
つぎに、実施例４の免震ダンパー７０について図７により説明する。
免震ダンパー７０は、建築物の上部構造物１に固定される筒状の変形部材７１と、下部構造物２に固定され、変形部材７１に対して互いに同軸状にかつ軸方向に摺動可能に配設された筒状の変形付与部材８１とを備えている。免震ダンパー７０は、上部構造物１と下部構造物２の相対変位に応じて、変形付与部材８１によって変形部材７１を径方向に塑性変形させることにより相対変位を減衰させるものである。
【００４３】
変形部材７１は、薄肉の金属製パイプ（炭素含有量が少ない軟鋼など）である変形筒部７２と、上構造物１に固定される取付部７６と、変形筒部７２の一端と取付部７６を球面受け構造で連結している連結部７８とを備えている。ただし、連結部７８については、球面受け構造に限らず、それと同等の機構を備えたものであればよい。変形筒部７２は、軸方向の中間を境界として一端側（図示右端側）の径がＤ１の大径部７３と他端側（図示左端側）の径がＤ２の小径部７４とになっている。径Ｄ１，Ｄ２の大きさについては、減衰量の設定に応じて決定される。
【００４４】
変形付与部材８１は、長尺筒状の外側部材８２と、外側部材８２の内側に同軸状に配置された棒状の内側部材８５と、下部構造物２に固定される取付部８９と、外側部材８２及び内側部材８５の左端と取付部８９を球面受け構造で連結している連結部９１とを備えている。外側部材８２は、薄肉の金属製パイプ製の外筒部８３と、外筒部８３の開口端に周方向全周に沿って固定された円環状の縮径部８４とを設けている。縮径部８４は、内周側が先端から軸方向内方に向けて略４５°で切り欠かれて先端に向けて広がるように漏斗状に傾斜した傾斜面８４ａとなっている。縮径部８４の内径は、小径部７４の外径と同等である。
【００４５】
内側部材８５は、金属丸棒である丸棒部８６と、その軸方向一端に挿嵌された円盤状の拡径部８７と、丸棒部８６の一端側に螺着されて拡径部８７の位置を決めるボルト８８とを設けている。拡径部８７は、左平面側で外周側が先端から軸方向内方に向けて略４５°で切り欠かれて左平面に向けて狭くなるように漏斗状に傾斜した傾斜面８７ａとなっている。拡径部８７の外径は、大径部７３の内径と同等である。縮径部８４が小径部７４と接触する位置と、大径部７３と小径部７４との境界位置との距離は、免震ダンパー７０の上部及び下部構造物１，２への取付の際の収縮量及び温度変化による変動量を考慮して決められる。
【００４６】
免震ダンパー７０は、図７に示すように、変形部材７１が取付部７６にて上部構造物１に固定され、変形付与部材８１が取付部８９によって下部構造物２に固定されることにより建築物に組み付けられる。なお、免震ダンパー７０の上部及び下部構造物１，２への取り付けについては、上記実施例と逆に行われてもよい。
【００４７】
上記構成の実施例４においては、地震時における上部構造物１と下部構造物２の相対変位に対して、上部構造物１に固定された変形部材７１と下部構造物２に固定された変形付与部材８１が軸方向に摺動し、変形付与部材８１の拡径部８７が変形部材７１を拡径方向に塑性変形させると共に縮径部８４が変形部材７１を縮径方向に塑性変形させる。それにより、免震ダンパー７０は、上部及び下部構造物１，２の相対変位を減衰させることができる。また、変形付与部材８１が、拡径部８７と縮径部８４とを有していることにより、水平方向の連続した相対変位に対してもこれを有効に減衰させることができる。また、変形部材７１が拡径と縮径の変形の繰り返しであるため、免震ダンパー７０は反復使用が可能であり、そのためダンパーのコストが大幅に低減される。
【００４８】
また、上部構造物１と下部構造物２の相対変位の小さい所定範囲において、縮径部８４が小径部７４と接触する位置及び拡径部８７と大径部７３と接触する位置と、大径部７３と小径部７４との境界位置の間に所定距離が設けられていることにより、免震ダンパー１０の上部構造物１と下部構造物２間への取り付けの際の変形部材７１の収縮や、あるいは温度変化による変形部材７１の変動等の小さい変位に対して、変形部材７１に無用の負荷を与えることなく対応できる。そのため、免震ダンパー７０の耐久性が高められる。また、免震ダンパー７０は、変形部材７１及び変形付与部材８１の２部材のみにより簡易に構成されるため、安価に提供される。さらに、免震ダンパー７０は、オイルダンパーのように油漏れ等を考慮する必要がないため、その使用時でのメンテナンスも不要である。
【００４９】
なお、上記各実施例に示した免震ダンパーについては、一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、変形付与部材と変形部材の２部材の協働により上部及び下部構造物の相対変位を適正にかつ安価に減衰させることができ、また免震ダンパーの反復使用が可能であると共にその耐久性が確保され、さらに、免震ダンパーが鉛を含まないので環境問題の心配が無く、鉛の処理に伴うコストアップもないので、有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施例１である免震ダンパーを概略的に示す一部破断正面図である。
【図２】図１に示す円ＩＩで囲まれた部分を拡大して示す断面図である。
【図３】実施例２である免震ダンパーを概略的に示す一部破断正面図である。
【図４】図３に示す円ＩＶで囲まれた部分を拡大して示す断面図である。
【図５】実施例３である免震ダンパーを概略的に示す一部破断正面図である。
【図６−１】図５に示すＸ１−Ｘ１線方向の断面図である。
【図６−２】図５に示すＸ２−Ｘ２線方向の断面図である。
【図６−３】図５に示すＸ３−Ｘ３線方向の断面図である。
【図６−４】図５に示すＸ４−Ｘ４線方向の断面図である。
【図６−５】図５に示すＸ５−Ｘ５線方向の断面図である。
【図６−６】図５に示すＸ６−Ｘ６線方向の断面図である。
【図７】実施例４である免震ダンパーを概略的に示す一部破断正面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０…免震ダンパー、１１…変形部材、１２…変形筒部、２１…変形付与部材、２２…基部、２３…押圧部、３０…免震ダンパー、３１…変形部材、３２…変形筒部、３３…中立部、４１…変形付与部材、４２…押圧部、５０…免震ダンパー、５１…変形部材、５２…中心支持部、５５…第１支持板、５７…第２支持板、５９…塑性変形部材、６１…変形付与部材、６２…支持台、６３…外側部材、６４…内側突出部、６６…内側部材、６７…丸棒部、６８…変位板部、７０…免震ダンパー、７１…変形部材、７２…変形筒部、７３…大径部、７４…小径部、８１…変形付与部材、８２…外側部材、８４…縮径部、８５…内側部材、８６…丸棒部、８７…拡径部。
【図１】
2006153166.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006153166.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６−１】
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【図６−２】
2006153166.tif 000009
【図６−３】
2006153166.tif 000010
【図６−４】
2006153166.tif 000011
【図６−５】
2006153166.tif 000012
【図６−６】
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【図７】
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