(57)【要約】【課題】本発明は複数の流体圧緩衝器の設置作業を効率良く行えることを課題とする。【解決手段】震動減衰装置２０は、一対のシリンダ２２Ａ、２２Ｂの間が第１の固定部材８０の締結部材４０により連結される。締結部材４０は、左右両側に起立するフランジ４２、４４をシリンダ２２Ａ、２２Ｂのフランジ２３Ａ、２３Ｂに固定される。ピストンロッド２４Ａ、２４Ｂは、先端部２６Ａ、２６Ｂが第２の固定部材８１の接続機構９０を介して締結部１００に締結される。第２の固定部材８１は、球面軸受６２が圧入される軸受支持部材６４を有する。軸受支持部材６４は、球面軸受６２を貫通する取付ピン６６を介して左側のブラケット６８に連結される。締結部材４０の端部４６は、シリンダ２２Ａ、２２Ｂの端部よりも軸方向に突出するように延在形成され、軸受支持部材５２を有する。軸受支持部材５２は、球面軸受５０を貫通する取付ピン５４を介してブラケット５６に連結される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物を支持する免震部材と、前記建物と地盤との間に設置され、前記地盤から入力された震動を減衰する震動減衰手段を備えた免震システムであって、
前記震動減衰手段は、
一端側が前記建物または前記地盤の何れか一方と締結される第１固定手段と、
一端側が前記建物または前記地盤の何れか他方と締結される第２固定手段と、
前記第１固定手段の他端側と前記第２固定手段の他端側との間に接続される複数の流体圧緩衝器と、
前記第１及び第２固定手段の一端側と他端側の間にそれぞれ設けられる自在継手と、を備え、
前記第１固定手段の他端側は、並列に複数配される前記流体圧緩衝器の隣接する間に設けることを特徴とする免震システム。
【請求項２】
前記流体圧緩衝器は、
作動流体が充填されるシリンダと、
該シリンダ内に挿入されて前記シリンダ内を２つの圧力室に画成するピストンと、
一端が前記ピストンに連結され、他端が前記シリンダの一端部から外部に延出されたピストンロッドと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の免震システム。
【請求項３】
前記第１、第２の固定手段の少なくとも一方には、前記流体圧緩衝器の軸方向への移動を規制し、軸方向と直交する側への移動を許容する接続機構を設けることを特徴とする請求項１、２の何れかに記載の免震システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は地震による建物の震動を免震すると共に、震動減衰装置により震動を減衰するように構成された免震システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地震による震動がビル等の大きな建物に伝達されないように構成された免震システムでは、建物を積層ゴムにより揺動可能に支持すると共に、建物の複数の箇所に油圧緩衝器などからなる震動減衰装置を多数配置することで建物の震動を減衰させている。従来の震動減衰装置としては、例えば、１０００ｋＮの減衰力を発生させるように構成された大型の油圧緩衝器がある（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２０００−２５７６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記免震システムにおいては、多数の震動減衰装置を建物と基礎との間に設置する場合、設置スペースの制約から震動減衰装置の小型化、省スペース化が要望されている。
【０００５】
また、免震システムでは、建物が大きくなるほど震動減衰装置の設置数が増加するため、設置作業にかなりの労力を要することになることから、設置工事にかかる手間を削減することも要望されている。
【０００６】
そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決した免震システム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】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
（１）本発明は、建物を支持する免震部材と、前記建物と地盤との間に設置され、前記地盤から入力された震動を減衰する震動減衰手段を備えた免震システムであって、
前記震動減衰手段は、
一端側が前記建物または前記地盤の何れか一方と締結される第１固定手段と、
一端側が前記建物または前記地盤の何れか他方と締結される第２固定手段と、
前記第１固定手段の他端側と前記第２固定手段の他端側との間に接続される複数の流体圧緩衝器と、
前記第１、第２の固定手段の一端側と他端側の間にそれぞれ設けられる自在継手と、を備え、
前記第１固定手段の他端側は、並列に複数配される前記流体圧緩衝器の隣接する間に設けることを特徴とする。
（２）本発明の前記流体圧緩衝器は、
作動流体が充填されるシリンダと、
該シリンダ内に挿入されて前記シリンダ内を２つの圧力室に画成するピストンと、
一端が前記ピストンに連結され、他端が前記シリンダの一端部から外部に延出されたピストンロッドと、
を備えることを特徴とする。
（３）本発明は、前記第１、第２の固定手段の少なくとも一方には、前記流体圧緩衝器の軸方向への移動を規制し、軸方向と直交する側への移動を許容する接続機構を設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数の流体圧緩衝器を並列に連結すると共に、複数の流体圧緩衝器の間に第１の固定部材の他端側を配することにより、全長を短くして小型化及び省スペース化を図ることができると共に、各流体圧緩衝器のピストン動作による減衰力を合計することで減衰力を数倍に増大することができるので、多数の震動減衰装置を設置する場合の設置数を削減して設置作業の手間を大幅に削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による免震システムの一実施例を模式的に示す構成図である。
【図２】震動減衰装置の一実施例を示す平面図である。
【図３】図２中Ｙ１−Ｙ１線に沿う縦断面図である。
【図４】図２中Ｘ−Ｘ線に沿う縦断面図である。
【図５】震動減衰装置の変形例を示す平面図である。
【図６】図２中Ｙ２−Ｙ２線に沿う縦断面図である。
【図７】震動減衰装置の変形例である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
【００１１】
図１は本発明による免震システムの一実施例を模式的に示す構成図である。図１に示されるように、建物１０は、例えば、マンションやオフィスビルなどの建築物からなり、基礎１２上に複数の免震部材１４を介して支持されている。免震部材１４としては、例えば、ゴム板と鉄板とを交互に積層された積層ゴムが用いられる。また、建物１０と基礎１２との間には、流体圧緩衝器などからなる震動減衰装置（震動減衰手段）２０が設けられている。本実施例では、上記免震部材１４と震動減衰装置２０とにより免震システム３０が構成される。
【００１２】
ここで、震動減衰装置２０の構成について説明する。
【００１３】
図２は本発明による震動減衰装置の一実施例を示す平面図である。図３は図２中Ｙ１−Ｙ１線に沿う縦断面図である。図４は図２中Ｘ−Ｘ線に沿う縦断面図である。
【００１４】
図２乃至図４に示されるように、震動減衰装置２０は、１本あたり１０００ｋＮの減衰力を発揮する一対の流体圧緩衝器２０Ａ、２０Ｂを組み合わせて最大減衰力を２０００ｋＮとするように構成したものである。流体圧緩衝器２０Ａ、２０Ｂは、夫々シリンダ２２Ａ、２２Ｂと、ピストンロッド２４Ａ、２４Ｂとを有する油圧緩衝器からなる。
【００１５】
尚、本実施例では、一対の油圧緩衝器を平行に配置し、シリンダ間を連結する構成を一例として説明するが、油圧緩衝器以外のものとして例えば、空圧緩衝器を用いても良い。また、連結された緩衝器数は、２つに限らず、２つ以上の緩衝器を平行に配置して連結する構成としても良い。
【００１６】
図６に示すように、各シリンダ２２Ａ、２２Ｂは、中空円筒形状に形成され、内部には作動流体としての作動油が充填されている。シリンダ２２Ａ、２２Ｂの内部は、後述するように、ピストンロッド２４Ａ、２４Ｂの端部に連結されたピストンにより２つの圧力室に画成されている。また、シリンダ２２Ａ、２２Ｂの上側には、作動油をシリンダ２２Ａ、２２Ｂ内に補給するための補助タンク２５Ａ、２５Ｂが設けられている。
【００１７】
一対のシリンダ２２Ａ、２２Ｂの間は、延在方向が同一方向（Ｘ方向）となるように平行に配された状態で、外周が側方から締結部材４０により連結される。締結部材４０は、鉄などの金属板からなり、シリンダ２２Ａ、２２Ｂの外周に対向するように軸方向（Ｘ方向）に延在する直線状のフランジ４２、４４を有する。
【００１８】
また、シリンダ２２Ａ、２２Ｂは、互いに対向する外周側方に突出するフランジ２３Ａ、２３Ｂを有する。締結部材４０は、左右両側に起立するフランジ４２、４４をシリンダ２２Ａ、２２Ｂのフランジ２３Ａ、２３Ｂに対向させた状態で突き合わせ、シリンダ２２Ａ、２２Ｂと締結部材４０との両フランジ間を溶接によって一体的に固定する。尚、両フランジの接合手段としては、溶接に限らず、例えば、ボルトとナットなどの締結部材を用いても良い。
【００１９】
締結部材４０の端部４６は、シリンダ２２Ａ、２２Ｂの端部よりも軸方向（Ｘ方向）に延出するように延在形成されている。端部４６は、自在継手を構成する球面軸受５０が圧入される軸受支持部材５２を有する。軸受支持部材５２は、球面軸受５０を貫通する取付ピン５４を介して右側のブラケット５６に揺動可能に連結される。尚、右側のブラケット５６は、例えば、建物の基礎側（固定側）の埋込みボルトなどに締結される。このように、第１の固定部材８０は、自在継手を構成する球面軸受５０が圧入される軸受支持部材５２を有する締結部材４０、取付ピン５４、ブラケット５６から構成される。
【００２０】
したがって、締結部材４０は、シリンダ２２Ａ、２２Ｂとの間に挿入されて側方で重なり合う状態にシリンダ２２Ａ、２２Ｂの外周に固定されるため、シリンダ２２Ａ、２２Ｂから軸方向（Ｘ方向）への突出長さが短くなるように設けられている。よって、震動減衰装置２０は、軸方向の全長が短くなるように構成されており、取付スペースが小さくなり、省スペース化が図られている。
【００２１】
シリンダ２２Ａ、２２Ｂの左端から軸方向（Ｘａ方向）に延出するピストンロッド２４Ａ、２４Ｂは、先端部２６Ａ、２６Ｂが接続機構９０を介して鉄骨またはコンクリート壁などからなる締結部１００に連結される。また、締結部１００と、ピストンロッド２４Ａ、２４Ｂの間は自在継手を構成する球面軸受６２が圧入される軸受支持部材６４と軸受支持部材６４の内周側に設けられる球面軸受６２と、球面軸受６２を貫通する取付ピン６６と、取付ピン６６を介して左側のブラケット６８とが設けられ、締結部１００に対して揺動可能に連結される。尚、左側の締結部１００は、例えば、積層ゴムなどにより免震支持された建物の可動側の埋込みボルトなどに締結される。このように、第２の固定部材８１は、自在継手を構成する球面軸受６２が圧入される軸受支持部材６４、球面軸受６２を貫通する取付ピン６６、接続機構９０、ブラケット６８、締結部１００から構成される。
【００２２】
ここで、接続機構９０について詳述する。一対の流体圧緩衝器２０Ａ、２０Ｂをピストンロッド２４Ａ、２４Ｂの延在方向が同一方向となるように平行に配置した構成では、一体にした場合、減衰力や摩擦力の違いにより初期作動時に同時に伸縮せず、何れか一方のピストンロッドに曲げ力（モーメント）が加わることで軸受け部分或いは摺動部分にかじり（２部材が擦れ合う現象）が発生する可能性が考えられる。
【００２３】
本実施の形態では、その対応として、ブラケット６８と締結部１００との間に、軸方向の移動を規制すると共に、軸方向（Ｘ方向）と直交する半径方向への移動を許容する接続機構９０を設ける。
【００２４】
接続機構９０は、ブラケット６８のフランジ６９と、フランジ収納ハウジング９４と、滑り部材９８とを有する。
【００２５】
フランジ収納ハウジング９４は、ブラケット６８のフランジ６９の外周を移動可能に支持するように箱状に形成されている。また、フランジ収納ハウジング９４の蓋部９４ａは、フランジ６９の側面と当接して軸方向への移動を規制する。
【００２６】
滑り部材９８は、締結部１００の側面に対してブラケット収納ハウジング９４が軸方向と直交する半径方向（Ｙ方向を含む垂直面の延在方向）に移動できるようにブラケット収納ハウジング９４の内周側に当接する低摩擦部材である。
【００２７】
ブラケット収納ハウジング９４のフランジ部９４ｂは、締結部１００にボルト１０１で固定される。そして、ブラケット収納ハウジング９４は、その内壁が軸方向と直交する半径方向に隙間Ｓを介してブラケット６８のフランジ部６９と対向するように形成されている。そのため、ブラケット収納ハウジング９４は、上記隙間Ｓの範囲で軸方向と直交する半径方向に移動可能に保持されている。尚、上記隙間Ｓは、ピストンロッド２４Ａ、２４Ｂが同時に作動するための逃げであり、Ｙ方向（左右方向）だけでなくＺ方向（上下方向）にも設けられているので、ピストンロッド２４Ａ、２４Ｂの先端部２６Ａ、２６Ｂは軸方向と直交するどの方向にも移動可能である。
【００２８】
このような接続機構９０を設けることにより、初期作動時に一対の流体圧緩衝器２０Ａ、２０Ｂが同時に伸縮しない場合、ブラケット６８が球面軸受６２を介して揺動し、その後にブラケット収納ハウジング９４内をブラケット６８のフランジ部６９が軸方向と直交する半径方向に移動することにより逃げる余地を作ることができる。その結果、一対の流体圧緩衝器２０Ａ、２０Ｂの個体差や経年劣化により同時に伸縮しない場合が生じても、接続機構９０により初期作動時に逃げる余地があるので、ピストンロッド２４Ａ、２４Ｂに曲げ力（モーメント）が作用することを回避でき、曲げ力によってシリンダ２２Ａ、２２Ｂ内でピストンがかじることを防止することができる。
【００２９】
また、流体圧緩衝器２０Ａ、２０Ｂは、夫々個別に組立てられ、組立て完了後は個別に性能試験が行なわれる。流体圧緩衝器２０Ａ、２０Ｂの性能試験を行なうときは、接続機構９０およびシリンダ２２Ａ、２２Ｂの端部に試験用の取付部を介して試験装置に取り付けられる。そして、性能試験に合格した流体圧緩衝器２０Ａ、２０Ｂは、第１の固定部材８０及び第２の固定部材８１により連結されて震動減衰装置２０となる。
【００３０】
従って、震動減衰装置２０では、流体圧緩衝器２０Ａ、２０Ｂのそれぞれが１０００ｋＮの減衰力を同時に発生させることができるので、合計２０００ｋＮの減衰力を発生させることが可能になる。
【００３１】
次に、図５を用いて第２固定部材の変形例を説明する。図５に示す変形例では、ピストンロッド２４Ａ、２４Ｂの先端部２６Ａ、２６Ｂと締結部１００の間に接続機構９０を配した構成になっている。また、締結部１００の接続機構９０'と反対側に自在継手を構成する球面軸受６２が圧入される軸受支持部材６４と軸受支持部材６４の内周側に設けられる球面軸受６２と、球面軸受６２を貫通する取付ピン６６と、取付ピン６６を介して左側のブラケット６８とが設けられている。また、ブラケット６８は、例えば図示せぬ積層ゴムなどにより免震支持された建物の可動側の埋込みボルトなどに締結される。
【００３２】
接続機構９０'内は、図２に示す構成と同様に、ピストンロッド２４Ａ、２４Ｂの先端部２６Ａ、２６Ｂと接続され、内部に球面軸受６２が圧入される軸受支持部材６４、球面軸受６２を貫通する取付ピン６６、取付ピン６６を介して揺動可能に連結されるブラケット６８、ブラケットの軸方向への移動を許容、規制するブラケット収納ハウジング９４から構成される。
【００３３】
また、接続機構９０'の別の変形例として、軸受支持部材６４、球面軸受６２、取付ピン６６を廃止し、ピストンロッド２４Ａ、２４Ｂの先端部２６Ａ、２６Ｂに直接ブラケット６８を固定し、ブラケット６８とブラケット収納ハウジング９４により構成してもよい。
【００３４】
ここで、流体圧緩衝器２０Ａ、２０Ｂの内部の構造について図６を参照して説明する。図６は図２中Ｙ２−Ｙ２線に沿う縦断面図である。
【００３５】
図６に示されるように、震動減衰装置２０は、アウタケース１２２の内部に、作動流体（作動油）１３５が充填されたシリンダ２２Ａと、シリンダ２２Ａ内にＸａ、Ｘｂ方向に摺動可能に嵌合されたピストン１３７とを有する。ピストン１３７には、ピストンロッド２４Ａの基端部が固定される。また、震動減衰装置２０は、補助タンク２５Ａと、液通路１２９Ａと、逆止弁１３０と、吸込弁１３１と、減衰弁１３２Ａ、１３２Ｂ（減衰力発生手段）とを有する。
【００３６】
補助タンク２５Ａは、粘性を有する作動油からなる作動流体１３５が充填されており、ピストン１３７の移動に伴う圧力室（左室）１３６ａと圧力室（右室）１３６ｂとの容積変化に応じた作動流体１３５の吸排を補助するためのリザーバタンクである。
【００３７】
液通路１２９Ａ、１２９Ｂは、夫々ピストン１３７により画成されたシリンダ２２Ａ内の２つの圧力室１３６ａ、１３６ｂの一方と補助タンク２５Ａとの間で作動流体１３５を流通させるための通路である。
【００３８】
逆止弁１３０は、圧力室（左室）１３６ａと圧力室（右室）１３６ｂとの圧力差によって開弁または閉弁するようにピストン１３７の左側に設けられ、圧力室（右室）１３６ｂから圧力室（左室）１３６ａへの作動流体１３５の流れのみを許容するように開弁する。
【００３９】
吸込弁１３１は、アウタケース１２２の右端側に設けられ液通路１２９Ｂから圧力室１３６ｂへの作動流体１３５の流れのみを許容するように開閉動作する。
【００４０】
減衰弁１３２Ａ、１３２Ｂは、アウタケース１２２の左端部側に設けられて液通路１２９Ａ、１２９Ｂを流通する作動流体１３５の差圧に応じた減衰力を発生させるように開閉動作する減衰力発生手段であり、２個以上設けられている。
【００４１】
なお、左側の圧力室１３６ａと液通路１２９Ａとの間を連通する経路には、減衰弁１３２Ａを有するＡ系統と、減衰弁１３２Ｂを有するＢ系統との２系統がある。
【００４２】
ここで、上記構成とされた震動減衰装置２０の動作について説明する。ピストン１３７及びピストンロッド２４Ａがアウタケース１２２に対して伸長方向（Ｘａ方向）に移動する際は、ピストン１３７の逆止弁１３０が閉弁し、左側の圧力室１３６ａの圧力が上昇する。ピストン１３７の移動に伴って移動分の作動流体１３５が圧力室１３６ａから減衰弁１３２Ａ、１３２Ｂを通過して液通路１２９Ａ、１２９Ｂに排出される。その際、減衰弁１３２Ａ、１３２Ｂの差圧に応じた弁開度（絞り量）による減衰力がピストン１３７に付与される。
【００４３】
これと共に右側の圧力室１３６ｂにおいては、負圧が発生するため、吸込弁１３１が開弁し、液通路１２９Ａ、１２９Ｂを介して補助タンク２５Ａの作動流体１３５が圧力室１３６ｂに供給される。
【００４４】
また、ピストン１３７及びピストンロッド２４Ａがアウタケース１２２に対して圧縮方向（Ｘｂ方向）に移動する際は、吸込弁１３１が閉弁して、右側の圧力室１３６ｂの圧力が上昇する。ピストン１３７の圧縮動作に伴って圧力室１３６ｂの容積が減少するため、ピストン移動分の作動流体１３５が右側の圧力室１３６ｂからピストン１３７の逆止弁１３０を介して左側の圧力室１３６ａに流出される。そして、ピストンロッド２４Ａが左側の圧力室１３６ａに挿入された体積分の作動流体が減衰弁１３２Ａ、１３２Ｂを通過して液通路１２９Ａ、１２９Ｂに排出される。その際、減衰弁１３２Ａ、１３２Ｂの差圧に応じた弁開度（絞り量）による減衰力がピストン１３７に付与される。
【００４５】
図７は震動減衰装置の変形例である。図７に示されるように、変形例では、２つの補助タンク２５Ａ、２５Ｂを一つの補助タンク２５Ｃに一体化するように構成されている。一対の流体圧緩衝器２０Ａ、２０Ｂを並列に連結した震動減衰装置２０では、一対の流体圧緩衝器２０Ａ、２０Ｂが同時に同方向に作動することで２倍の減衰力を発生させることができる。そして、性能試験に合格した流体圧緩衝器２０Ａ、２０Ｂから補助タンク２５Ａ、２５Ｂを外し、流体圧緩衝器２０Ａ、２０Ｂが並列状態で締結部材４０及び第２の固定部材６０により連結された後、一体化された補助タンク２５Ｃを流体圧緩衝器２０Ａ、２０Ｂの上部に取り付ける。これで、当該変形例の構成が完成する。
【００４６】
例えば、使用中の震動減衰装置２０に外力が加わった場合、震動減衰装置２０が損傷し、シリンダ内部の作動流体１３５は外部へ流出することが考えられる。作動流体１３５の流出量が増加すると、補助タンク２５Ｃの油面の位置が下がる。さらに、油面がシリンダ上部の油吸い込み口より低くなると、流体圧緩衝器２０Ａ、２０Ｂが地震による震動により伸長動作または圧縮動作を行なうと、吸い込弁１３１から空気をシリンダ２２Ａ、２２Ｂの内部に吸い込み、シリンダ２２Ａ、２２Ｂ内部の作動流体１３５に空気が混入し、圧縮動作に入った瞬間無効ストロークを生じ、減衰力が立ち上がらなくなるおそれがある。また、振幅が小さい場合は、減衰力が上がらない、若しくは設定より低いまま圧縮動作に行程が切り替わることになる。
【００４７】
このように、流体圧緩衝器２０Ａ、２０Ｂを並列に連結した構成の震動減衰装置２０では、何れか一方で作動流体の漏れが発生し、他方が正常に作動する場合には、作動時にモーメントが発生し、シリンダ２２Ａ、２２Ｂやピストンロッド２４Ａ、２４Ｂに曲げ荷重が加わってしまうことになる。
【００４８】
しかしながら、本変形例では、２つの流体圧緩衝器２０Ａ、２０Ｂに共通の補助タンク２５Ｃを設ける構成としたため、作動流体１３５が何れか一方のシリンダから漏れた場合、２つの流体圧緩衝器２０Ａ、２０Ｂの減衰力が同時に小さくなって作動時にモーメントを発生することがない。従って、作動流体１３５の漏洩が発生した場合でも震動減衰装置２０の減衰力が低下するものの、装置全体が動作不能になることが防止される。
【００４９】
上記実施の形態では、油圧緩衝器からなる複数の流体圧緩衝器を並列に連結する構成を例に挙げたが、これに限らず、油圧緩衝器以外の流体圧緩衝器（例えば、油圧以外の液圧を用いた緩衝器、あるいは空圧緩衝器）を用いた構成のものにも適用できるのは勿論である。
【符号の説明】
【００５０】
１０  建物
１２  基礎
１４  免震部材
２０  震動減衰装置（震動減衰手段）
２０Ａ、２０Ｂ  流体圧緩衝器
２２Ａ、２２Ｂ  シリンダ
２４Ａ、２４Ｂ  ピストンロッド
２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ  補助タンク
３０  免震システム
４０  締結部材
４２、４４  フランジ
５０、６２  球面軸受
５２、６４  軸受支持部材
５４、６６  取付ピン
５６、６８  ブラケット
６９  フランジ部
８０  第１の固定部材
８１  第２の固定部材
９０、９０'  接続機構
９２  ボールジョイント
９４  フランジ収納ハウジング
９６  蓋体
９８  滑り部材
１００  締結部
１２２  アウタケース
１２９Ａ、１２９Ｂ  液通路
１３０  逆止弁
１３１  吸込弁
１３２Ａ，１３２Ｂ  減衰弁
１３５  作動流体（作動油）
１３６ａ、１３６ｂ  圧力室
１３７  ピストン
【図１】
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【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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【図７】
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