(57)【要約】【課題】  本発明は、地震の揺れ方向によらず、設計通りの性能を発揮できるクッション装置の提供を目的とする。【解決手段】  筒部材２内に摺動可能に挿通される軸部材３を有する伸縮部材１と、軸部材３または筒部材２のいずれか一方に取り付けられるとともに伸縮部材１の軸心を中心にして周方向に等間隔に複数配置される緩衝部材４，４と、軸部材３または筒部材２のいずれか他方に取り付けられるとともに緩衝部材４，４と対向するストッパ５とを備えることを特徴とする。【選択図】  図２
2018135900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒部材と、前記筒部材内に摺動可能に挿入される軸部材とを有する伸縮部材と、
前記軸部材または前記筒部材のいずれか一方に取り付けられるとともに、前記伸縮部材の軸心を中心にして周方向に等間隔に複数配置される緩衝部材と、
前記軸部材または前記筒部材のいずれか他方に取り付けられるとともに、前記緩衝部材と対向するストッパとを備える
ことを特徴とするクッション装置。
【請求項２】
前記緩衝部材が、自己復元可能である
ことを特徴とする請求項１に記載のクッション装置。
【請求項３】
前記緩衝部材が取り付けられた前記軸部材又は前記筒部材のいずれか一方が、自在継手を介して擁壁に連結される
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のクッション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、クッション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地震による建物の倒壊防止に利用される免震装置では、建物と基礎との間に建物の重量を支えつつ建物の水平方向への移動を許容するアイソレータと、建物の水平方向の移動を抑制するダンパとを介在させている。このような免震装置では、巨大地震が発生した場合に、建物の周囲に間隔を空けて構築された擁壁に建物が接触して、建物に大きな衝撃が加わるのを防止するため、建物と擁壁との間にオイルダンパや弾性体などからなるクッション装置を設ける場合がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−７７２２９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、地震の揺れ方向は一定ではないため、地震の揺れ方向によっては、建物が基礎に対して水平方向へ回転したり上下動したりしながら、擁壁に接近する場合がある。このような場合、地震の揺れ方向によっては、建物がクッション装置に正対して当たらず、クッション装置が設計通りの性能を発揮できない恐れがある。
【０００５】
そこで、本発明は、地震の揺れ方向によらず、設計通りの性能を発揮できるクッション装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための手段は、筒部材内に摺動可能に挿通される軸部材を有する伸縮部材と、前記軸部材または前記筒部材のいずれか一方に取り付けられるとともに前記伸縮部材の軸心を中心にして周方向に等間隔に複数配置される緩衝部材と、前記軸部材または前記筒部材のいずれか他方に取り付けられるとともに前記緩衝部材と対向するストッパとを備えることを特徴とする。
【０００７】
また、前記緩衝部材が、自己復元可能であるとしてもよい。この構成によると、緩衝部材が自然に元の状態に戻るため、地震が連続して起こった場合であってもクッション機能を発揮できる。
【０００８】
また、前記緩衝部材が取り付けられた前記軸部材又は前記筒部材のいずれか一方が、自在継手を介して擁壁に連結されるようにしてもよい。この構成によると、クッション装置は、建物の向きに合わせて追従できるため、地震の揺れ方向によらず、設計通りのクッション性を発揮する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のクッション装置によれば、ストッパが緩衝部材に常に正対して当接するため、設計通りの性能を発揮できる。また、ストッパが、周方向に等間隔に配置された複数の緩衝部材に正対して当接するため、伸縮部材に偏荷重がかからず、伸縮部材の剛性を下げられる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態に係るクッション装置を備える免震装置を簡略化して示した正面図である。
【図２】本実施の形態に係るクッション装置の取付状態を示す正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視図である。
【図４】図２のクッション装置の建物側との取付部分を拡大して示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、図面を参照しながら本実施の形態について説明する。いくつかの図面を通して付された同じ符号は、同じ部品を示す。
【００１２】
図１に示すように、本実施の形態に係るクッション装置Ｓは、建物Ａと基礎Ｂとの間に介装されるアイソレータＩ及びダンパＤとともに免震装置を構成する。本例のアイソレータＩは、建物Ａの重量を支えつつ建物Ａの上下方向と水平方向の移動を許容する。ダンパＤは、建物Ａの水平方向への移動を抑制する。よって、地震により地盤が揺れると、当該揺れをアイソレータＩが吸収し、建物Ａに伝わる揺れを軽減するとともに、ダンパＤで建物Ａが揺れ続けるのを防止できる。
【００１３】
図１で示す、アイソレータＩは、鋼板とゴムを交互に積層させた積層ゴムである。アイソレータＩが積層ゴムによって構成されると、地震によって地盤が上下左右に揺れる際に、積層ゴムが伸び縮みして建物Ａの上下方向と水平方向の移動を許容する。なお、アイソレータＩの構成は、建物Ａの重量を支えつつ建物Ａの水平方向の移動を許容できる限り適宜変更できる。例えば、アイソレータＩは、建物Ａの荷重をボールで受ける転がり支承や、すべり面を有して基礎Ｂに固定される鋼板と、建物Ａに固定されて上記すべり面上を滑る滑り材とを有して構成される滑り支承であってもよい。
【００１４】
図１で示す、ダンパＤは、液体が充填されたシリンダｄ１と、シリンダｄ１内に摺動自在に挿入されてシリンダｄ１内を二室に区画するピストンｄ３と、このピストンｄ３に連結されてシリンダｄ１内を軸方向に移動するロッドｄ２と、上記二室を連通させるとともに通過する液体の流れに抵抗を与える減衰通路（図示せず）とを有する。つまり、本例のダンパＤは、伸縮する際に二室間を行き来する液体の流れに抵抗を与えて二室間に差圧を生じさせて減衰力を発揮する液圧ダンパである。
【００１５】
ただし、ダンパＤは、建物Ａの水平方向への移動を抑制するものであれば特に限定されず、例えば、金属の延性を利用する鋼材ダンパや鉛ダンパであってもよい。
【００１６】
そして、本例のダンパＤは、シリンダｄ１が建物Ａに連結されるとともに、ロッドｄ２が基礎Ｂに連結されており、建物Ａが地震又は強風によって揺れると、伸縮するので、減衰力を発揮して建物Ａの揺れを抑制できる。
【００１７】
つづいて、クッション装置Ｓについて詳細に説明する。クッション装置Ｓは、図１に示すように、建物Ａと、建物Ａの周囲に間隔を空けて構築された擁壁Ｃの間に介在されている。
【００１８】
本例のクッション装置Ｓは、図２に示すように、筒部材２とこの筒部材２内に摺動可能に挿入される軸部材３とを有する伸縮部材１と、軸部材３に取り付けられるとともに伸縮部材１の軸心を中心にして周方向に等間隔に配置される二つの緩衝部材４，４と、筒部材２に取り付けられるとともに緩衝部材４，４に対向するストッパ５とを備える。
【００１９】
以下、各部について詳細に説明する。本例の軸部材３は、ロッド部６と、ロッド部６の先端に設けられ筒部材２内を摺動自在に移動可能なピストン７を備える。この構成によると、軸部材３の軸方向の移動がガイドとしてのピストン７によって案内されるため、軸部材３が筒部材２に対して軸方向に直動できる。
【００２０】
なお、本例では、ロッド部６の先端に設けられたピストン７によって軸部材３の軸方向の移動が案内されているが、軸部材３が筒部材２に対して軸方向に移動するようになっていればガイドの構成はこれに限られず、例えば、ガイドとしてのピストン７をロッド部６の先端ではなく途中に設けるようにしてもよい。あるいは、ロッド部６の外径を筒部材２の内径と略同径にして、ロッド部６を筒部材２の内周に摺動可能にしてもよい。この場合には、ロッド部６で軸部材３の軸方向の移動を直接案内できるため、ピストン７の構成を省略できる。
【００２１】
なお、本例では、伸縮部材１は抵抗なく伸縮できる構成となっており、減衰力を発揮するものではない。ただし、伸縮部材１の構成を伸縮時に減衰力を発揮する液圧ダンパとしてもよい。この場合には、伸縮部材１が、ダンパＤとともに建物Ａの揺れを抑制できる。
【００２２】
また、本例の軸部材３は、ロッド部６の基端に設けられて緩衝部材４，４を保持する取付部８を有する。本例の取付部８は、ロッド部６の基端に接続する基部８ａと、基部８ａを中心に図２中上下に延びるホルダ部８ｂを備えて形成されている。この基部８ａには、ホルダ部８ｂの長手方向に対して直交する方向に貫通するピン孔（図示せず）が設けられている。
【００２３】
そして、本例ではホルダ部８ｂの筒部材側の面には、伸縮部材１の軸心を中心にして１８０度の位相差をもって配置された二つの緩衝部材４，４が連結具１６，１６を介して取り付けられている。また、図２に示すように、ホルダ部８ｂの反筒部材側の面である先端面は、球面形状であって、縦断面視で円弧状の湾曲面とされている。
【００２４】
また、緩衝部材４は、本例においては、テレスコピック型の液圧ダンパとされており、収縮時に自身の収縮を妨げる減衰力を発揮することができるようになっている。
【００２５】
本例のストッパ５は、円盤状の当接面を有する環状部材であって、図２に示すように、ロッド部６が挿通されるとともに筒部材２の軸部材側端部に固定されて、当接面が緩衝部材４，４に対向するようになっている。なお、ストッパ５は、取付部８に取り付けられた全ての緩衝部材４，４に当接可能な大きさの当接面を備えている限り、形状は特に限定されない。
【００２６】
そして、上記構成では、伸縮部材１が収縮すると、ストッパ５が軸部材３のロッド部６に沿って緩衝部材４に接近するため、ストッパ５と緩衝部材４が常に正対した状態で当接する。また、緩衝部材４が、伸縮部材１の軸心を中心にして周方向に等間隔に配置されているため、ストッパ５が緩衝部材４，４に当接する際に、全ての緩衝部材４，４と均等に当接する。
【００２７】
また、前述したとおり、クッション装置Ｓは、建物Ａと擁壁Ｃの間に介在されている。具体的には、図２に示すように、伸縮部材１の軸部材３が、自在継手１０を介して擁壁Ｃに連結されるとともに、筒部材２が、ブラケット２０を介して建物Ａに連結されている。
【００２８】
本例の自在継手１０は、擁壁Ｃに固定されたベース１１と、このベース１１から建物Ａ側に向けて水平方向に延びて鉛直方向に並べて設けられる一対の支持部１２，１２と、これらの支持部１２，１２の先端側間に支持部１２，１２に対して回転可能に取り付けられた枠体１３を備える。
【００２９】
この枠体１３は、図３に示すように、支持部１２，１２に対してピン１７，１７を介してそれぞれ回転可能に連結された一対の横板１３ａ，１３ａと、各横板１３ａ，１３ａの図中左右端間に架け渡される一対の縦板１３ｂ，１３ｂを備えて枠状に形成されている。これにより、枠体１３は、ピン１７，１７を軸にして地盤に対して左右方向に回転できる。また、枠体１３の一対の縦板１３ｂ，１３ｂの中間位置には、ピン１４が架け渡されている。そして、図２，図３に示すように、取付部８の基部８ａに設けられたピン孔（図示せず）にこのピン１４が挿通されており、これにより、軸部材３は、ピン１４の軸回りである地盤に対して上下方向に回転可能に枠体１３に連結されている。
【００３０】
よって、本例の伸縮部材１の軸部材３は、自在継手１０によって擁壁Ｃに対して上下左右に揺動可能に取り付けられており、首振動作が可能となっている。
【００３１】
また、前述したように、本例の自在継手１０は、擁壁Ｃに固定されたベース１１に設けられる一対の支持部１２，１２と、これらの支持部１２，１２の先端側間に支持部１２，１２に対して回転可能に取り付けられた枠体１３を備えて構成されており、枠体１３の縦板１３ｂ、１３ｂに架け渡されたピン１４によって、伸縮部材１を支持している。
【００３２】
したがって、ボールジョイントなどのように一点で荷重を支える構造に比べて、本例の自在継手１０は、高荷重に耐え得る。
【００３３】
ただし、自在継手１０の構造は、軸部材３を擁壁Ｃに対して首振動作可能に取り付けられる構成であれば、上述したものには限定されない。
【００３４】
また、図２，図４に示すように、筒部材２の反軸部材側であるボトム側には、環状に形成される取付部１５が設けられており、当該取付部１５がブラケット２０を介して建物Ａに連結されている。図４に示すように、このブラケット２０は、建物Ａに固定されるベース２１と、このベース２１から擁壁Ｃ側に向けて水平方向に延びて水平方向に並べて設けられる一対の支持部２２，２２と、これらの支持部２２，２２間に架け渡されて水平方向に延びるピン２３とを有している。そして、このピン２３は、環状に形成される取付部１５内に挿通されており、これにより、本例では、筒部材２が、ピン２３の軸回りである地盤に対して上下に回転可能に建物Ａに連結されている。
【００３５】
なお、筒部材２を建物Ａに連結する構造はこれに限定されず、例えば、ボールジョイントを介して筒部材２が建物Ａに連結されるとしてもよい。
【００３６】
次に、本実施の形態に係るクッション装置Ｓを備える免震装置の作動について説明する。本例の免震装置は、地震が発生すると、アイソレータＩで地震の揺れを吸収して建物Ａに地震の揺れが伝わるのを抑制するとともに、ダンパＤが減衰力を発揮して建物Ａが揺れ続けるのを抑制する。
【００３７】
しかしながら、巨大地震があった場合には、ダンパＤが減衰力を発揮するにも関わらず、建物Ａが擁壁Ｃ側に向かって大きく動く場合がある。すると、建物Ａ側に取り付けられた筒部材２が軸部材３のロッド部６に沿って移動して伸縮部材１が収縮し、筒部材２の軸部材側端部に固定されたストッパ５が緩衝部材４に当接するため、緩衝部材４が減衰力を発揮する。このように、クッション装置Ｓは、建物Ａと擁壁Ｃとの接近を抑制するとともに、万が一建物Ａと擁壁Ｃとが接触したとしても、その衝撃を緩和できる。
【００３８】
また、地震の揺れ方向は一定ではない。そのため、地震の揺れ方向によっては、積層ゴムからなるアイソレータＩが伸び縮みして建物Ａの上下方向と水平方向の移動を許容するので建物Ａが基礎Ｂに対して回転や上下動しながら擁壁Ｃに接近したりする。
【００３９】
このような場合、擁壁または建物の一方側に緩衝部材を設けるだけの従来の方法では、建物が回転や上下動しながら擁壁に接近すると、緩衝部材に当接する建物または擁壁の他方側の角度が一定でないため、緩衝部材に斜めに当接するなどして地震の揺れ方向によってクッション性能にバラつきが生じる。
【００４０】
これに対して、本例のクッション装置Ｓでは、自在継手１０の枠体１３が、支持部１２，１２に対して、ピン１７を介して水平方向に回転可能に連結されている。そのため、建物Ａが水平方向に回転する場合には、自在継手１０を介して擁壁Ｃに取り付けられた伸縮部材１は、ピン１７を軸にして建物Ａと同じ角度だけ回転する。
【００４１】
また、本例の伸縮部材１の筒部材２は、ピン２３を介して地盤に対して上下に回転可能に支持部２２，２２に連結され、軸部材３は、ピン１４を介して地盤に対して上下に回転可能に枠体１３に連結されている。そのため、建物Ａが上下動する場合には、建物Ａの上下の移動に合わせて、筒部材２と軸部材３も上下に回転して、伸縮部材１が傾斜する。
【００４２】
つまり、本例のクッション装置Ｓにおいては、伸縮部材１は、建物Ａの擁壁Ｃに対する相対変位に対応して上下左右に揺動できる。
【００４３】
また、本例の伸縮部材１は、ガイドとしてのピストン７によって、軸部材３が筒部材２に対して軸方向に直動するようになっているため、一定の方向に伸縮する。
【００４４】
よって、本例のクッション装置Ｓでは、建物Ａが回転や上下動しながら擁壁Ｃに接近する場合であっても、伸縮部材１は自在継手１０によって上下左右に揺動して建物Ａの擁壁Ｃに対する相対変位に対応しつつ、一定の方向に収縮されるので、建物Ａの向きに関わらず、ストッパ５が緩衝部材４に正対して当接する。
【００４５】
また、本例のクッション装置Ｓでは、緩衝部材４，４とストッパ５が、それぞれ直動方向に伸縮する伸縮部材１の軸部材３と筒部材２に取り付けられている。上記構成によると、ストッパ５と緩衝部材４，４は常に正対する。よって、本例のクッション装置Ｓでは、地震の揺れにより建物Ａが擁壁Ｃに接近する際には、ストッパ５が緩衝部材４，４に必ず正対して当接するため、常に設計通りのクッション性能を発揮する。
【００４６】
さらに、本例のクッション装置Ｓでは、二つの緩衝部材４，４が、伸縮部材１の軸心を中心にして周方向に等間隔に配置、つまり、伸縮部材１の軸心を中心にして１８０度の位相差をもって配置されている。上記構成によると、建物Ａが擁壁Ｃに接近してストッパ５が緩衝部材４，４に当接する際にも、緩衝部材４，４がストッパ５に対して均等に当接する。よって、ストッパ５が取り付けられた筒部材２に偏荷重がかからず、筒部材２の剛性を下げられる。
【００４７】
なお、本例においては、緩衝部材４は、二つしか設けられていないが、必要なクッション性能に合わせて緩衝部材４の数を三つ以上にしてもよい。その場合には、緩衝部材４が、伸縮部材１の軸心方向に対して周方向に等間隔に配置されていればよく、例えば、緩衝部材４が三つの場合には、６０度毎に配置すればよい。
【００４８】
また、本例のクッション装置Ｓでは、軸部材３の取付部８が自在継手１０によって擁壁Ｃに対して上下左右に揺動可能に取り付けられている。上記構成によると、建物Ａが基礎Ｂに対して回転や上下動しながら擁壁Ｃに接近しても、本例のクッション装置Ｓは、建物Ａの擁壁Ｃに対する相対変位に対応して上下左右に揺動するため、地震の揺れ方向によらず、設計通りのクッション性能を発揮できる。
【００４９】
なお、本例のクッション装置Ｓでは、軸部材３に緩衝部材４，４が取り付けられ、筒部材２にストッパ５が取り付けられているが、これらは逆であってもよい。
【００５０】
また、本例においては、緩衝部材４は、オイルダンパによって形成されているが、クッション機能を発揮するものであれば、特に限定されず、例えば、ゴムなどの弾性体や、摩擦ダンパあるいは破断によって衝撃を吸収するものであってもよい。
【００５１】
ただし、緩衝部材４は、ストッパ５と当接してクッション機能を発揮した後に、ストッパ５が離れると元の状態に自然に戻る自己復元可能であるもの、例えば、オイルダンパや弾性体などが好ましい。このようにすると、地震が連続して起こった場合であっても、クッション装置Ｓが何度でもクッション機能を発揮できる。
【００５２】
また、本例では、図２に示すように、軸部材３の取付部８の先端面は、円弧状の湾曲面とされている。この構成によると、当該先端面の図中上側と下側が頂部よりも薄肉になるため、軸部材３がピン１４の軸回りに回転して、取付部８が傾く際にも、先端面が自在継手１０のベース１１に干渉しにくくなる。よって、取付部８とベース１１との間のスペースを小さくできるため、クッション装置Ｓの肥大化を抑制できる。
【００５３】
以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱なく改造、変形及び変更ができるのは当然である。
【符号の説明】
【００５４】
１・・・伸縮部材、２・・・筒部材、３・・・軸部材、４・・・緩衝部材、５・・・ストッパ、１０・・・自在継手、Ｃ・・・擁壁、Ｓ・・・クッション装置
【図１】
2018135900.tif 000003
【図２】
2018135900.tif 000004
【図３】
2018135900.tif 000005
【図４】
2018135900.tif 000006