(57)【要約】【課題】復元力のばらつきが少なく、簡易な免震構造を提供する。【解決手段】支持杆１１は、伸縮可能な支持杆本体１２と、支持杆本体１２の伸張によりエネルギを蓄えると共に蓄えたエネルギにより支持体本体１２を収縮するコイルバネとを有する。対をなす支持杆１１，１１の下端を、間隔をおいて基礎３に揺動自在に連結し、対をなす支持杆１１，１１の他端である上端を、下端の間隔より狭い間隔で建物に揺動自在に連結する。地震により建物が一方の支持杆１１側に移動すると、一方の支持杆１１は伸張することなく一方側に回転し、他方の支持杆１１は伸張しながら一方側に回転し、伸張した他方の支持杆１１のコイルバネが圧縮されてエネルギを蓄えることにより、振動エネルギを吸収する。また、両支持杆１１，１１の少なくとも一方が収縮した所定長さで所定角度回転するから、建物の荷重を支持することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被支持体とこの被支持体を支持する基礎との間に設ける免震装置において、
所定長さで圧縮力に対抗する伸縮可能な支持杆本体と、前記支持杆本体の伸張によりエネルギを蓄えると共に前記蓄えたエネルギにより前記支持体本体を収縮するエネルギ蓄積変換手段とを有する支持杆を用い、
対をなす前記支持杆を備え、前記対をなす支持杆の一端を、間隔をおいて前記基礎に揺動自在に連結し、前記対をなす支持杆の他端を、前記一端の間隔より狭い間隔で前記被支持体に揺動自在に連結したことを特徴とする免震装置。
【請求項２】
前記支持杆は、前記被支持体の振動を減衰する振動減衰手段を備えることを特徴とすることを特徴とする請求項１記載の免震装置。
【請求項３】
３本以上の前記支持杆を備え、前記複数の支持杆の一端を該支持杆の本数に対応する多角形の頂点位置で前記基礎に揺動自在に連結し、前記複数の支持杆の他端を前記多角形の中央側位置で前記被支持体に揺動自在に連結したことを特徴とする請求項１又は２記載の免震装置。
【請求項４】
前記支持杆本体は、一定長さまで伸張した後、引張力に対抗することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の免震装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基礎に支持される建物などの被支持体の免震構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の積層ゴム系免震装置は、積層ゴムの材料特性により、剛性のばらつきが２０％程度存在し、建物の応答に誤差を与えている。一方、滑り支承による免震装置では、別途、復元力のためのバネと減衰力のダンパーを必要とする。
【０００３】
また、全方位水平変位と回転を可能とした球面接触型回転滑り支承体とその支承体を杭頭内に埋設装着した（例えば特許文献１）免震構造なども提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１４４５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の免震構造でも、支承体と別個に積層ゴム系の剛性部材が必要となり、構造が複雑になると共に、コストが掛かる問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題点を考慮してなされたものであり、復元力のばらつきが少なく、簡易な免震構造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】
本発明の免震構造は、被支持体とこの被支持体を支持する基礎との間に設ける免震装置において、所定長さで圧縮力に対抗する伸縮可能な支持杆本体と、前記支持杆本体の伸張によりエネルギを蓄えると共に前記蓄えたエネルギにより前記支持体本体を収縮するエネルギ蓄積変換手段とを有する支持杆を用い、対をなす前記支持杆を備え、前記対をなす支持杆の一端を、間隔をおいて前記基礎に揺動自在に連結し、前記対をなす支持杆の他端を、前記一端の間隔より狭い間隔で前記被支持体に揺動自在に連結したことを特徴とする。
【０００８】
これにより、地震により被支持体が一方の支持杆側に移動すると、一方の支持杆は伸張することなく一方側に回転し、他方の支持杆は伸張しながら一方側に回転し、伸張した他方の支持杆のエネルギ蓄積変換手段がエネルギを蓄えることにより、振動エネルギを吸収し、次は、逆に他方の支持杆が収縮しながら他方側に回転し、一方の支持杆が他方側に回転し、初期位置に戻ると、一方の支持杆が伸張しながら回転し、伸張した一方の支持杆のエネルギ蓄積変換手段がエネルギを蓄えることにより、振動エネルギを吸収し、これを繰り返すことにより、免震効果が得られる。また、両支持杆の少なくとも一方が収縮した所定長さで所定角度回転するから、被支持体の荷重を支持することができる。
【０００９】
また、本発明の免震構造は、前記支持杆は、前記被支持体の振動を減衰する振動減衰手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
これにより、地震時に支持杆が伸縮する際、そのエネルギを吸収して被支持体の振動を減衰することができる。
【００１１】
また、本発明の免震構造は、３本以上の前記支持杆を備え、前記複数の支持杆の一端を該支持杆の本数に対応する多角形の頂点位置で前記基礎に揺動自在に連結し、前記複数の支持杆の他端を前記多角形の中央側位置で前記被支持体に揺動自在に連結したことを特徴とする。
【００１２】
地震時には、３本の支持杆が揺動し、この揺動中に少なくとも１本の支持杆が所定長さで回転すると共に、少なくとも１本の支持杆が伸張しながら回転することにより、免震効果を得ることができる。
【００１３】
また、本発明の免震構造は、前記支持杆本体は、一定長さまで伸張した後、引張力に対抗することを特徴とする。
【００１４】
対をなす支持杆をモデルにして説明すると、地震により被支持体が一方の支持杆側に移動すると、一方の支持杆は伸張することなく一方側に回転し、他方の支持杆は伸張しながら一方側に回転し、この他方の支持杆が一定長さまで回転したら、他方の支持杆が引張力に対抗することにより、これ以上、一方側に回転することが防止される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の免震構造によれば、支持杆により、被支持体の支持と変位時のエネルギ吸収とを行うことができ、構造簡易にして、量産効果に優れた免震構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例１を示す免震構造の説明図である。
【図２】同上、被支持体側の連結箇所が異なる説明図である。
【図３】同上、支持杆の断面図である。
【図４】同上、免震構造の概略斜視図である。
【図５】同上、免震構造の概略平面図である。
【図６】同上、免震構造の支持杆の配置が異なる概略平面図である。
【図７】本発明の実施例２を示す免震構造の概略斜視図である。
【図８】同上、免震構造の概略平面図である。
【図９】同上、被支持体側の連結箇所が異なる免震構造の概略平面図である。
【図１０】本発明の実施例３を示す免震構造の概略斜視図である。
【図１１】同上、免震構造の概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。各実施例では、従来とは異なる新規な免震構造を採用することにより、従来にない免震構造が得られ、その免震構造について記述する。
【実施例１】
【００１８】
以下、本発明の実施例を、添付図面を参照して説明する。
【００１９】
図１〜図６は本発明の実施例１を示し、免震装置１は、被支持体たる建物２と、この建物２を支持する基礎３との間に設けられ、少なくとも対をなす支持杆１１，１１を備える。
【００２０】
図３に示すように、前記支持杆１１は、伸縮可能な支持杆本体１２を備え、この支持杆本体１２は、筒状ケース１３と、この筒状ケース１３に挿入された棒状の伸縮杆１４とを備え、この伸縮杆１４が筒状ケース１３の長さ方向に移動することにより、支持杆１１が伸縮する。
【００２１】
前記筒状ケース１３内には、前記支持杆１１の伸張により収縮する圧縮コイルバネ１５を設け、このコイルバネ１５がエネルギ蓄積変換手段である。コイルバネ１５が収縮することにより運動エネルギを蓄積し、コイルバネ１５が圧縮されると、それ以上支持杆１１が伸張することなく、引張力に対抗するよう構成している。また、圧縮されたコイルバネ１５は、蓄積した運動エネルギを弾性復元力として開放し、自信が伸張することにより支持杆１１を収縮する。さらに、支持杆１１の収縮状態（初期状態）における所定長さで、前記伸縮杆１４が筒状ケース１３に係合することにより、前記支持杆１１は圧縮力に対抗し、それ以上収縮することがない。
【００２２】
また、前記支持杆１１には、エネルギ吸収手段として、振動減衰手段たるダンパー機構１６を設け、このダンパー機構１６は、粘性流体を利用して前記支持杆本体１２の伸縮時のエネルギーを吸収することにより前記建物２の振動を吸収し、建物２の振動を減衰するものが用いられる。
【００２３】
前記支持杆１１の両端は、ボールジョイント２１により、建物２と基礎３とに３６０度回動可能な揺動可能に連結されている。前記ボールジョイント２１は、筒状ケース１３及び伸縮杆１４の端部に設ける球体２２と、この球体２２を回転可能に抱持するホルダー２３とを備え、このホルダー２３が建物２と基礎３に固設される。
【００２４】
次に、対をなす支持杆１１，１１による免震作用について説明する。図１の説明図では、対をなす支持杆１１，１１を三角形の斜辺位置に配置し、それら支持杆１１，１１の下部を基礎３に間隔をおいて配置し、この間隔は前記三角形の底辺の長さに対応し、この底辺の長さの２分の１が免震の必要距離Ｌとなる。前記支持杆１１，１１の下端の回転中心点Ｐ，Ｑは、ボールジョイント２１の回転中心である。また、対をなす支持杆１１，１１の上端もボールジョイント２１により建物２に連結されるが、説明を容易にするため、支持杆１１，１１の上端の交差位置を中立点Ｋとし、この中立点Ｋで支持杆１１，１１の上端は前記建物２にそれぞれ３６０度回動自在に連結されているものとする。
【００２５】
以下、支持杆１１，１１はこれらを含む二次元で動作すると仮定して説明する。前記支持杆１１は、上述したようにダンパー機構１６を備えており、初期長さより縮まらない構造となっている。支持杆１１，１１が一側（図中右側）に回転し、中立点Ｋから中立点Ｋ´に移動した場合、支持される建物２は一側の支持杆１１に支持される。この時の復元力は、支持される建物２が中立点ＫからＫ´へ上昇したことにより反作用で生じる。尚、復元力を調整するために、上述したように両支持杆１１，１１にはコイルバネ１５が設けられている。
【００２６】
支持杆１１，１１が他側（図中左側）に回転し、中立点Ｋから中立点Ｋ´´に移動した場合は、支持される建物２は他側の支持杆１１により支持される。この時、一側の支持杆１１はダンパーとして機能し、中立点Ｋ´´−回転中心点Ｐのように伸びる。
【００２７】
また、図２に示すように、支持杆１１，１１の他端を交差せずに、間隔をおいて、建物２に連結してもよい。尚、前記他端の間隔は、三角形の底辺に対応する前記一端間の間隔より狭い。この場合、必要距離Ｌは初期状態の上端位置と回転中心点Ｐ，Ｑの横方向の間隔に対応する。
【００２８】
前記対をなす支持杆１１，１１からなる免震構造を用いる場合、図４〜図６に示すように、対をなす支持杆１１，１１を少なくとも２組用意し、これら２組の前記一端間の方向を交差方向に配置すればよく、図４及び図５では、一方の対をなす支持杆１１，１１の一端間をＸ方向、他方の対をなす支持杆１１，１１の他端間をＹ方向に配置し、一方の対をなす支持杆１１，１１の一端間の延長と、他方の対をなす支持杆１１，１１の一端間の延長とが直交する。また、図６では、一方の対をなす支持杆１１，１１の一端間をＸ方向、他方の対をなす支持杆１１，１１の他端間をＹ方向にして配置し、一方の対をなす支持杆１１，１１の一端間の中央において、一方の対をなす支持杆１１，１１の一端間と他方の対をなす支持杆１１，１１の一端間の延長とが直交する。
【００２９】
このように本実施例では、被支持体たる建物２とこの建物２を支持する基礎３との間に設ける免震装置において、所定長さで圧縮力に対抗する伸縮可能な支持杆本体１２と、支持杆本体１２の伸張によりエネルギを蓄えると共に蓄えたエネルギにより支持体本体１２を収縮するエネルギ蓄積変換手段たるコイルバネ１５とを有する支持杆１１を用い、対をなす支持杆１１，１１を備え、対をなす支持杆１１，１１の一端である下端を、間隔をおいて基礎３に揺動自在に連結し、対をなす支持杆１１，１１の他端である上端を、下端の間隔より狭い間隔で建物２に揺動自在に連結したから、地震により建物２が一方の支持杆１１側に移動すると、一方の支持杆１１は伸張することなく一方側に回転し、他方の支持杆１１は伸張しながら一方側に回転し、伸張した他方の支持杆１１のコイルバネ１５が圧縮されてエネルギを蓄えることにより、振動エネルギを吸収し、次は、逆に他方の支持杆１１が収縮しながら他方側に回転し、一方の支持杆１１が他方側に回転し、初期位置に戻ると、一方の支持杆１１が伸張しながら回転し、伸張した一方の支持杆１１のコイルバネ１５がエネルギを蓄えることにより、振動エネルギを吸収し、これを繰り返すことにより、免震効果が得られる。また、両支持杆１１，１１の少なくとも一方が収縮した所定長さで所定角度回転するから、建物２の荷重を支持することができる。
【００３０】
また、このように本実施例では、支持杆１１は、被支持体たる建物２の振動を減衰する振動減衰手段たるダンパー機構１６を備えるから、地震時に支持杆本体１２が伸縮する際、エネルギ吸収手段たるダンパー機構１６がその伸縮動のエネルギを吸収しての建物２の振動を減衰することができる。
【００３１】
また、このように本実施例では、支持杆本体１２は、一定長さまで伸張した後、引張力に対抗するから、対をなす支持杆１１，１１をモデルにして説明すると、地震により建物２が一方の支持杆１１側に移動すると、一方の支持杆１１は伸張することなく一方側に回転し、他方の支持杆１１は伸張しながら一方側に回転し、この他方の支持杆１１が一定長さまで回転したら、他方の支持杆１１が引張力に対抗することにより、これ以上、一方側に回転することが防止され、この後、コイルバネ１５の弾性復元力により逆方向に戻るようにすることができる。
【実施例２】
【００３２】
図７〜図９は、本発明の実施例２を示し、上記実施例１と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述する。この例では、３本の前記支持杆１１，１１，１１を用い、これら支持杆１１，１１，１１の一端である下端を、ボールジョイント２１により三角形の頂点位置で基礎３に連結し、これら支持杆１１，１１，１１の他端である上端を、ボールジョイント２１により前記三角形の中央側位置で建物２に連結する。そして、長さの等しい３本の前記支持杆１１，１１，１１と基礎３の一部の面により三角錐を形成している。
【００３３】
図７及び図８では、説明のために３本の支持杆１１，１１，１１の他端である上端を交差して図示しているが、図９に示すように、上端間が離れていてもよく、この場合、全ての支持杆１１，１１，１１が伸びる前の初期状態で、全ての支持杆１１，１１，１１の上端は、前記三角形の内側に位置し、言い換えると全ての支持杆１１，１１，１１は、その上端が三角形の中央側に傾いている。
【００３４】
このように本実施例では、３本以上（Ｎ本以上：Ｎは３以上の自然数）の支持杆１１，１１，１１を備え、複数の支持杆１１，１１，１１の一端を該支持杆１１，１１，１１の本数に対応する多角形である三角形（Ｎ角形）の頂点位置で基礎３に揺動自在に連結し、複数の支持杆１１，１１，１１の他端を三角形の中央側位置で被支持体たる建物２に揺動自在に連結したから、地震時には、３本の支持杆１１，１１，１１が揺動し、この揺動中に少なくとも１本の支持杆１１が所定長さで回転すると共に、少なくとも１本の支持杆１１が伸張しながら回転することにより、優れた免震効果を得ることができる。
【実施例３】
【００３５】
図１０及び図１１は、本発明の実施例２を示し、上記実施例１と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述する。この例では、４本の前記支持杆１１，１１，１１，１１を用い、これら４本の支持杆１１，１１，１１，１１と基礎２の一部の面により略四角錐を形成するように４本の支持杆１１，１１，１１，１１が配置されている。
【００３６】
このように本実施例においても、３本以上である４本の支持杆１１，１１，１１，１１を備え、複数の支持杆１１，１１，１１，１１の一端を該支持杆１１，１１，１１，１１の本数に対応する多角形である四角形の頂点位置で基礎３に揺動自在に連結し、複数の支持杆１１，１１，１１，１１の他端を四角形の中央側位置で被支持体たる建物２に揺動自在に連結したから、上記各実施例と同様な作用・効果を奏する。
【００３７】
なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、実施例では、エネルギ蓄積変換手段として、圧縮コイルバネを例示したが、引張コイルバネや、液体圧を用いるものなど各種タイプのものを用いることができる。また、実施例とは逆に、支持杆は、一端側に伸縮杆、他端側に筒状ケースを設けてもよい。さらに、実施例では、３本の支持杆を用いる三角錐タイプものと、４本の支持杆を用いる四角錐タイプのものを示したが、５本以上の五角錐以上のタイプのものでもよい。また、ダンパー機構は、実施例で示した粘性流体を利用したもの以外でも、摩擦を利用したものなど各種タイプのものを用いることができる。
【符号の説明】
【００３８】
１  免震装置
２  建物（被支持体）
３  基礎
１１  支持杆
１２  支持杆本体
１３  筒状ケース
１４  伸縮杆
１５  コイルバネ（エネルギ蓄積変換手段）
１６  ダンパー機構（エネルギ吸収装置）
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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