(57)【要約】【課題】装置自体の小型化を図ることを可能にし、上下方向の振動に対して免震効果を発揮する上下動免震装置を提供する。【解決手段】上部構造体７と下部構造体８の間に介設して、上部構造体７の上下方向Ｔ１の振動に対して免震効果を発揮する上下動免震装置Ａを、弾性体４と補剛体５、６とを交互に積層してなる積層部１と、この積層部１を挟んで水平方向Ｔ２両側にそれぞれ配設され、上端２ａ、３ａ及び下端２ｂ、３ｂをそれぞれ上部構造体７と下部構造体８に回動自在に接続するとともに上端２ａ、３ａと下端２ｂ、３ｂの間にヒンジ部２ｃ、３ｃを備えて屈曲可能に形成された一対のパンタグラフ部２、３とを備えて構成する。また、積層部１は、積層方向Ｔ１の一枚置きに配設された補剛体５を一方のパンタグラフ部２のヒンジ部２ｃに繋げ、他の補剛体６を他方のパンタグラフ部３のヒンジ部３ｃに繋げて設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部構造体と下部構造体の間に介設して、前記上部構造体の上下方向の振動に対して免震効果を発揮する上下動免震装置であって、
弾性体と補剛体とを交互に積層してなる積層部と、該積層部を挟んで水平方向両側にそれぞれ配設され、上端及び下端をそれぞれ前記上部構造体と前記下部構造体に回動自在に接続するとともに前記上端と前記下端の間にヒンジ部を備えて屈曲可能に形成された一対のパンタグラフ部とを備え、
前記積層部が、複数の前記補剛体のうち積層方向の一枚置きに配設された前記補剛体を一方のパンタグラフ部の前記ヒンジ部に繋げ、他の前記補剛体を他方のパンタグラフ部の前記ヒンジ部に繋げて設けられていることを特徴とする上下動免震装置。
【請求項２】
請求項１に記載の上下動免震装置において、
前記上部構造体と前記積層部との間、及び、前記下部構造体と前記積層部との間に、すべり支承がそれぞれ介在されていることを特徴とする上下動免震装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上下方向の振動に対して免震効果を発揮する上下動免震装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高層建物などにおいては、建物と基礎の間など、上部構造体と下部構造体の間に免震装置を介設し、地震時に、上部構造体の固有周期を例えば地震動の卓越周期帯域から長周期側にずらし、応答加速度を小さくして揺れを抑えるようにしている。
【０００３】
そして、この種の免震装置には、高減衰ゴムなどのゴム材（積層ゴム、弾性体）と鋼板（補剛体）とを上下方向に交互に積層してなる積層ゴム型免震装置が多用されている。この積層ゴム型免震装置では、鉛直荷重に対してゴム材及び鋼板によって高ばね化され、水平荷重に対しては、ゴム材が水平方向に変形するように低ばね化されている。このため、地震時にゴム材が水平方向に変形することによって地震エネルギーを吸収し、免震効果が発揮される。
【０００４】
一方、上記従来の積層ゴム型免震装置では、水平方向の免震効果が得られるが、上下方向にはほとんど免震効果を発揮しない。
【０００５】
これに対し、特許文献１には、水平方向に加え、上部構造体の上下方向（鉛直方向）の振動に対して免震効果を発揮する免震装置が開示されている。この免震装置は、Ｈ形鋼などの鋼材を十字型に交差させるとともに鋼材の下面に補強鋼板を一体に溶接してなる高剛性のフレームを挟んで、上下に、ゴム材と鋼板を交互に積層してなる単一の積層ゴム（水平免震機構）と、複数の空気ばね（鉛直免震機構）とを配置し、これら積層ゴム及び空気ばねをそれぞれフレームに固定して一体に構成されている。
【０００６】
そして、上記のように構成した免震装置においては、上下方向の振動（上下変位）が空気ばねによって吸収されて、上部構造体の上下方向の振動に対して免震効果を発揮する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２９１９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の免震装置においては、上下方向の振動を空気ばねで吸収するように構成され、複数の空気ばねを高剛性のフレームで支持するように構成されているため、装置自体が大型化するとともに高価格になり、汎用性に欠けるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑み、装置自体の小型化を図ることを可能にし、上下方向の振動に対して免震効果を発揮する上下動免震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】
【００１０】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
【００１１】
本発明の上下動免震装置は、上部構造体と下部構造体の間に介設して、前記上部構造体の上下方向の振動に対して免震効果を発揮する上下動免震装置であって、弾性体と補剛体とを交互に積層してなる積層部と、該積層部を挟んで水平方向両側にそれぞれ配設され、上端及び下端をそれぞれ前記上部構造体と前記下部構造体に回動自在に接続するとともに前記上端と前記下端の間にヒンジ部を備えて屈曲可能に形成された一対のパンタグラフ部とを備え、前記積層部が、複数の前記補剛体のうち積層方向の一枚置きに配設された前記補剛体を一方のパンタグラフ部の前記ヒンジ部に繋げ、他の前記補剛体を他方のパンタグラフ部の前記ヒンジ部に繋げて設けられていることを特徴とする。
【００１２】
この発明において、上部構造体と下部構造体が相対的に上下に変位した場合には、一対のパンタグラフ部がそれぞれ、上端、下端、及びヒンジ部で回動して屈曲角が変わるように変形する。そして、一方のパンタグラフ部のヒンジ部に繋がる補剛体と他方のパンタグラフ部のヒンジ部に繋がる他の補剛体とがそれぞれ水平方向に変位する。これにより、上下方向（鉛直方向）の振動に対しては、上下方向の変位（変形）を水平方向の変位に変換して弾性体に作用させ、免震効果を発揮させることが可能になる。一方、水平方向の振動に対しては、従来の積層型免震装置を組み合わせることにより免震効果を得ることが可能になる。
【００１３】
また、本発明の上下動免震装置は、前記上部構造体と前記積層部との間、及び、前記下部構造体と前記積層部との間に、すべり支承がそれぞれ介在されていることが好ましい。
これにより、上部構造体の鉛直荷重が上下のすべり支承及び積層部を介して下部構造体に伝達される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の上下動免震装置によれば、上下方向の振動に対しては、上端、下端、及びヒンジ部で回動して一方のパンタグラフ部のヒンジ部に繋がる補剛体と他方のパンタグラフ部のヒンジ部に繋がる他の補剛体とがそれぞれ水平方向に変位することにより、上下方向の変位（変形）を水平方向の変位に変換して弾性体（積層部）に作用させ、免震効果を発揮させることが可能になる。
【００１５】
そして、このように一対のパンタグラフ部を設け、上下方向の振動を積層部で吸収することが可能になるため、従来の複数の空気ばねを備えた免震装置と比較し、装置自体を積層ゴム型免震装置並みの大きさに小型化することが可能になるとともに、低コスト化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る上下動免震装置を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る上下動免震装置を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る上下動免震装置を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照し、本発明の第１の実施形態に係る上下動免震装置について説明する。本実施形態は、上部構造体と下部構造体の間に介設して、上部構造体の上下方向の振動に対して免震効果を発揮する上下動免震装置に関するものである。
【００１８】
本実施形態の上下動免震装置Ａは、図１に示すように、積層部１と一対のパンタグラフ部２、３とを備えて構成されている。
【００１９】
積層部１は、ゴム材（積層ゴム、弾性体）４と鋼板（補剛体）５、６とを交互に積層して形成されている。また、本実施形態の積層部１は、複数の鋼板５、６のうち積層方向（上下方向Ｔ１）の一枚置きに配設された鋼板５が一端５ａ同士を繋げ、他の鋼板（他の補剛体）６が他端６ｂ同士を繋げて形成されている。また、このとき、一枚置きに配設された鋼板５と他の鋼板６は、水平方向Ｔ２にずらして配設されており、互いの一端５ａ、６ａ同士及び他端５ｂ、６ｂ同士の水平方向Ｔ２の間に所定の隙間をあけて配設されている。
【００２０】
一方、一対のパンタグラフ部２、３は、積層部１を挟んで水平方向Ｔ２両側にそれぞれ配設されている。また、各パンタグラフ部２、３は、上端２ａ、３ａを上部構造体７に回動自在に接続し、下端２ｂ、３ｂを下部構造体８に回動自在に接続して設けられている。
さらに、各パンタグラフ部２、３は、上端２ａ、３ａと下端２ｂ、３ｂの間にヒンジ部２ｃ、３ｃを備えて屈曲可能に形成されている。
【００２１】
また、積層部１は、一端５ａ同士を繋げた鋼板５の一端５ａ側を一方のパンタグラフ部２のヒンジ部２ｃに繋げ、他端６ｂ同士を繋げた他の鋼板６の他端６ｂ側を他方のパンタグラフ部３のヒンジ部３ｃに繋げて設けられている。
【００２２】
そして、上記構成からなる本実施形態の上下動免震装置Ａにおいては、下部構造体８に対し上部構造体７が相対的に上下方向（鉛直方向）Ｔ１に振動（変位）した場合、一対のパンタグラフ部２、３がそれぞれ、上端２ａ、３ａ、下端２ｂ、３ｂ、及びヒンジ部２ｃ、３ｃで回動して屈曲角が変わるように変形する。そして、一方のパンタグラフ部２のヒンジ部２ｃに繋がる鋼板５と他方のパンタグラフ部３のヒンジ部３ｃに繋がる他の鋼板６とがそれぞれ水平方向Ｔ２（図１の引張力に対する変位方向、圧縮力に対する変位方向）に変位する。これにより、上下方向Ｔ１の振動に対しては、上下方向Ｔ１の変位（変形）を水平方向Ｔ２の変位に変換して積層部１のゴム材４に作用させ、免震効果が発揮される。
【００２３】
したがって、本実施形態の上下動免震装置Ａによれば、上下方向Ｔ１の振動に対しては、上端２ａ、３ａ、下端２ｂ、３ｂ、及びヒンジ部２ｃ、３ｃで回動して一方のパンタグラフ部２のヒンジ部２ｃに繋がる鋼板５と他方のパンタグラフ部３のヒンジ部３ｃに繋がる他の鋼板６とがそれぞれ水平方向Ｔ２に変位することにより、上下方向Ｔ１の変位（変形）を水平方向Ｔ２の変位に変換して積層部１のゴム材４に作用させ、免震効果を発揮させることが可能になる。なお、水平方向の振動に対しては、従来の積層型免震装置を組み合わせることにより免震効果を得ることが可能である。
【００２４】
そして、このように一対のパンタグラフ部２、３を設け、上下方向Ｔ１の振動を積層部１で吸収することが可能になるため、従来の複数の空気ばねを備えた免震装置と比較し、装置自体を積層ゴム型免震装置並みの大きさに小型化することが可能になるとともに、低コスト化することが可能になる。
【００２５】
［第２の実施の形態］
次に、図２、図３を参照し、本発明の第２の実施形態に係る上下動免震装置について説明する。
なお、上述した第１の実施の形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００２６】
本実施形態の上下動免震装置Ａには、図２に示すように、上部構造体７と積層部１との間、及び、下部構造体８と積層部１との間にすべり支承９がそれぞれ介在されている。このすべり支承９は、略球面状（曲面状）の滑り面を有する曲面滑り材１０と、曲面滑り材１０の滑り面に摺接された支承体１１と、を備えている。
【００２７】
詳しく説明すると、上部構造体７と積層部１との間に介在された上側のすべり支承９では、積層部１の上端の鋼板５の上面に、上面に滑り面が形成された曲面滑り材１０が固定されており、上部構造体７の下面に支承体１１が垂設されている。前記した支承体１１の下端面は、略半球面状に形成されており、曲面滑り材１０の滑り面に摺接されている。
下部構造体８と積層部１との間に介在された下側のすべり支承９では、積層部１の下端の鋼板５の下面に、下面に滑り面が形成された曲面滑り材１０が固定されており、下部構造体８の上面に支承体１１が立設されている。前記した支承体１１の上端面は、略半球面状に形成されており、曲面滑り材１０の滑り面に摺接されている。
【００２８】
また、本実施形態の上下動免震装置Ａでは、図３に示すように、平面視においてパンタグラフ部２、３が四方、つまり互いに直交する位置にそれぞれ配設されている。すなわち、上下動免震装置Ａには、一方の水平方向Ｔ２に並べられた第一の一対のパンタグラフ部２Ａ、３Ａと、一方の水平方向Ｔ２に直交する他方の水平方向Ｔ３に並べられた第二の一対のパンタグラフ部２Ｂ、３Ｂと、が備えられている。
【００２９】
上記した構成からなる上下動免震装置Ａによれば、上部構造体７の鉛直荷重が上下のすべり支承９及び積層部１を介して下部構造体８に伝達される。つまり、前記した上下のすべり支承９及び積層部１によって上部構造体７の荷重が支持される。これにより、上部構造体７からパンタグラフ部２、３に伝達される鉛直荷重が低減され、パンタグラフ部２、３の鉛直荷重負担を軽減させることができる。その結果、大規模構造物にも当該上下動免震装置Ａを適用することが可能となる。
【００３０】
また、上記した構成からなる上下動免震装置Ａでは、水平方向の振動が入力されると、その水平力の方向と直交する方向に並べられた一対のパンタグラフ部２、３を介して水平方向変位に変換されて積層部１に伝達される。例えば、一方の水平方向Ｔ２に沿った水平力が作用すると、他方の水平方向Ｔ３に並べられた第二の一対のパンタグラフ部２Ｂ、３Ｂを介して積層部１が水平変位する。これにより、当該上下動免震装置Ａによって水平振動に対する免震効果を得ることができる。
【００３１】
以上、本発明に係る上下動免震装置の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１  積層部
２、２Ａ、２Ｂ  一方のパンタグラフ部
２ａ  上端
２ｂ  下端
２ｃ  ヒンジ部
３、３Ａ、３Ｂ  他方のパンタグラフ部
３ａ  上端
３ｂ  下端
３ｃ  ヒンジ部
４  ゴム材（弾性体）
５  積層方向の一枚置きに配設された鋼板（補剛体）
５ａ  一端
５ｂ  他端
６  他の鋼板（補剛体）
６ａ  一端
６ｂ  他端
７  上部構造体
８  下部構造体
９  すべり支承
Ａ  上下動免震装置
Ｔ１  上下方向（積層方向）
Ｔ２  水平方向
Ｔ３  水平方向
【図１】
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【図２】
2011127753.tif 000004
【図３】
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