(57)【要約】【課題】構造の簡素化を図りつつ水平方向の免震性能を確保するとともに、空気ばねが水平方向にせん断変形しても鉛直方向の免震性能を維持すること。【解決手段】上部構造と下部構造との間に水平方向に沿って複数配設された空気ばね２を備え、空気ばね２は、鉛直方向に延在し上下両端部が封止された膜状筒部材３と、該膜状筒部材３に外嵌された外嵌部材５と、膜状筒部材３の上下両端部にそれぞれ配設されるとともに、上部構造に取り付けられる上取付け部材６および下部構造に取り付けられる下取付け部材７と、を備え、水平方向に隣り合う各空気ばね２の外嵌部材５同士が、連結部材９を介して連結されている免震装置１を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部構造と下部構造との間に水平方向に沿って複数配設された空気ばねを備える免震装置であって、
前記空気ばねは、鉛直方向に延在し上下両端部が封止された膜状筒部材と、該膜状筒部材に外嵌された外嵌部材と、前記膜状筒部材の上下両端部にそれぞれ配設されるとともに、上部構造に取り付けられる上取付け部材および下部構造に取り付けられる下取付け部材と、を備え、
水平方向に隣り合う各空気ばねの外嵌部材同士が、連結部材を介して連結されていることを特徴とする免震装置。
【請求項２】
請求項１記載の免震装置であって、
前記空気ばねは３つ以上備えられ、
これらの空気ばねのうちの１つ若しくは複数における外嵌部材は、前記外嵌部材同士が前記連結部材を介して互いに連結された他の２つの空気ばねのうちの少なくとも一方における外嵌部材に、前記連結部材を介して連結され、
前記１つ若しくは複数の空気ばねは、前記他の２つの空気ばねを通る仮想直線からずれて配設されていることを特徴とする免震装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、免震装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の免震装置として、例えば下記特許文献１に示されるような、上部構造と下部構造との間に水平方向に沿って複数配設された空気ばねを備える構成が知られている。この免震装置では、各空気ばねの上部に滑りパッドが取り付けられており、この滑りパッドが、上部構造に取り付けられた滑り板に対面している。そして、例えば地震動が入力されたときに、上部構造が受ける水平方向の地震応力が、滑りパッドと滑り板とが水平方向にスライド移動することにより緩和される。また、例えば地震時における縦ゆれなどについては、空気ばねにより吸収される。
ところで近年では、免震装置を、滑りパッドや滑り板などを用いずに構成した上で、空気ばねとして、鉛直方向に延在し上下両端部が封止された膜状筒部材と、該膜状筒部材に外嵌された外嵌部材と、膜状筒部材の上下両端部にそれぞれ配設されるとともに、上部構造に取り付けられる上取付け部材および下部構造に取り付けられる下取付け部材と、を備える構成を採用することで、水平方向の免震性能を確保することが検討されている。
この免震装置では、例えば地震動が入力されたときに、各空気ばねの上取付け部材および下取付け部材の水平方向の位置がずらされ、各空気ばねが水平方向にせん断変形することで、上部構造の固有周期が長くなり、上部構造が受ける水平方向の地震応力が緩和される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１６９７０８号公報
【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、前記従来の免震装置では、空気ばねが水平方向にせん断変形したときに空気ばねに発生するモーメントにより、各空気ばねの外嵌部材が水平面に対して傾斜するように膜状筒部材が変形してしまうため、水平方向の免震性能を確保することが難しく、さらに鉛直方向の免震性能を維持するのも困難であった。
【０００５】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、構造の簡素化を図りつつ水平方向の免震性能を確保するとともに、空気ばねが水平方向にせん断変形しても鉛直方向の免震性能を維持することができる免震装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明に係る免震装置は、上部構造と下部構造との間に水平方向に沿って複数配設された空気ばねを備える免震装置であって、前記空気ばねは、鉛直方向に延在し上下両端部が封止された膜状筒部材と、該膜状筒部材に外嵌された外嵌部材と、前記膜状筒部材の上下両端部にそれぞれ配設されるとともに、上部構造に取り付けられる上取付け部材および下部構造に取り付けられる下取付け部材と、を備え、水平方向に隣り合う各空気ばねの外嵌部材同士が、連結部材を介して連結されていることを特徴とする。
【０００７】
この発明においては、例えば地震動が入力され、各空気ばねの上取付け部材および下取付け部材の水平方向の位置がずらされ、各空気ばねが水平方向にせん断変形したときに、各空気ばねに、外嵌部材が水平面に対して傾斜するように膜状筒部材を変形させるモーメントが発生する。
【０００８】
ここで、水平方向に隣り合う各空気ばねの外嵌部材同士が、連結部材を介して連結されているので、この連結部材を介して外嵌部材同士が連結された両空気ばねに発生する前述の各モーメントは、互いに打ち消しあうこととなる。さらに、これらの両空気ばねのうち、一方に発生するモーメントを、連結部材を介して他方に伝達させて受け止めさせることができる。
【０００９】
したがって、空気ばねが水平方向にせん断変形したときに、膜状筒部材の前述の変形を抑制することが可能になり、各空気ばねの外嵌部材が水平面に対して傾斜するのを抑えることができる。これにより、空気ばねの水平方向の変形性能を向上させることが可能になり、水平方向の免震性能を確保することができる。
またこのように、空気ばねが水平方向にせん断変形したときに、外嵌部材が水平面に対して傾斜するのを抑えることができるので、空気ばねの鉛直方向のばね定数が、水平方向のせん断変形に対して変動するのを抑制することが可能になり、空気ばねの鉛直方向の免震性能も維持することができる。
【００１０】
そして、水平方向に隣り合う各空気ばねの外嵌部材同士を単に連結部材で連結するだけで、前述の作用効果を奏することができるので、この免震装置の構造の簡素化を図ることもできる。
【００１１】
また、前記空気ばねは３つ以上備えられ、これらの空気ばねのうちの１つ若しくは複数における外嵌部材は、前記外嵌部材同士が前記連結部材を介して互いに連結された他の２つの空気ばねのうちの少なくとも一方における外嵌部材に、前記連結部材を介して連結され、前記１つ若しくは複数の空気ばねは、前記他の２つの空気ばねを通る仮想直線からずれて配設されていても良い。
【００１２】
この場合、１つ若しくは複数の空気ばねが、前記仮想直線からずれて配設されているので、各空気ばねが、水平方向のうち、上面視において前記仮想直線に交差する方向にせん断変形した場合であっても、前記仮想直線上に配設された空気ばねに発生するモーメントを、前記１つ若しくは複数の空気ばねに発生するモーメントと打ち消しあわせたり、前記１つ若しくは複数の空気ばねに受け止めさせたりすることで、各空気ばねの外嵌部材が水平面に対して傾斜するのを抑えることができる。
したがって、空気ばねが水平方向のうち前記仮想直線に交差する方向にせん断変形したときにも、前述の作用効果を確実に奏功させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る免震装置によれば、構造の簡素化を図りつつ水平方向の免震性能を確保するとともに、空気ばねが水平方向にせん断変形しても鉛直方向の免震性能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る免震装置の一部断面を含む側面図である。
【図２】図１に示す免震装置の平面図である。
【図３】図１に示す免震装置を構成する外嵌部材および連結部材の斜視図である。
【図４】図１に示す免震装置の作用を説明するための図である。
【図５】図１に示す免震装置の作用を説明するための図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る免震装置の変形例の平面図である。
【図７】図６に示す免震装置を構成する外嵌部材および連結部材の斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る免震装置の変形例における外嵌部材および連結部材の斜視図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る免震装置の変形例における外嵌部材および連結部材の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係る免震装置を説明する。
図１に示すように、免震装置１は、図示しない上部構造と下部構造との間に水平方向に沿って複数配設された空気ばね２を備えている。空気ばね２は、鉛直方向に延在し上下両端部が封止された膜状筒部材３と、該膜状筒部材３に形成された括れ部４に外嵌された外嵌部材５と、膜状筒部材３の上下両端部にそれぞれ配設されるとともに、上部構造に取り付けられる上取付け部材６および下部構造に取り付けられる下取付け部材７と、を備えている。
【００１６】
上取付け部材６および下取付け部材７はそれぞれ、水平方向に沿って延びる板状体である。また膜状筒部材３は、例えば弾性体材料（例えばゴム材料など）で形成されている。この膜状筒部材３の上下両端部はそれぞれ、上取付け部材６、下取付け部材７で各別に封止され、膜状筒部材３の内部は気密に保持されている。図示の例では、膜状筒部材３の上下両端部はそれぞれ、上取付け部材６の下面、下取付け部材７の上面に接着されている。なお、膜状筒部材３の上下両端部がそれぞれ、各取付け部材６、７に接着されず、各取付け部材６、７に密接してセルフシールすることで、膜状筒部材３の内部が気密に保持されていても良い。
膜状筒部材３内の空気室８には、加圧空気が充填されている。図示の例では、空気室８は、膜状筒部材３および両取付け部材６、７によって画成された空間となっている。なお空気室８は、例えば空気ばね２の外部に設けられた図示しない補助タンクの内部に連通されていても良い。
【００１７】
括れ部４は、膜状筒部材３の周方向に沿って延び、膜状筒部材３に鉛直方向に間隔をあけて複数（図示の例では２つ）形成されている。また外嵌部材５は、膜状筒部材３よりも硬度が高い材料（例えば金属材料など）で環状に形成され、水平方向にそって配設されている。
【００１８】
そして本実施形態では、水平方向に隣り合う各空気ばね２の外嵌部材５同士が、連結部材９を介して連結されている。図示の例では、連結部材９は、水平方向に隣り合う各空気ばね２の外嵌部材５同士において、水平方向に対向する部分同士を連結している。この連結部材９は、例えば金属材料で形成された棒状体とされ、水平方向に隣り合う両空気ばね２の一方から、他方の裏側に回り込むように湾曲したりせずに、水平方向に沿って真直に延在している。
【００１９】
ここで図２に示すように、空気ばね２は３つ備えられており、図３に示すように、３つの空気ばね２のうち、一の空気ばね２の外嵌部材５は、外嵌部材５同士が連結部材９を介して互いに連結された他の２つの空気ばね２の外嵌部材５に、連結部材９を介して各別に連結されるとともに、図２に示すように、一の空気ばね２は、他の２つの空気ばね２を通る仮想直線２０からずれて配設されている。つまり、複数の空気ばね２は、同一直線上に配設されておらず、図示の例では、同一円周上に配設されており、全ての空気ばね２の外嵌部材５は、互いに連結部材９を介して連結されている。
【００２０】
複数の空気ばね２を通る同一の仮想円２１の周方向に互いに隣り合う空気ばね２間の間隔は、互いに同等となっている。そして図３に示すように、外嵌部材５および連結部材９で構成される連結体１０は、上面視において、外嵌部材５を角部とするとともに連結部材９を辺部とする正多角形状をなしている。図示の例では、連結体１０の前記上面視形状は、正三角形状となっている。
【００２１】
次に、以上のように構成された免震装置１の作用について説明する。
この免震装置１では、例えば地震時における縦ゆれなどについては、各空気ばね２が鉛直方向に弾性変形することで吸収される。
【００２２】
また、例えば地震動が入力されたときに、各空気ばね２の上取付け部材６および下取付け部材７の水平方向の位置がずらされ、各空気ばね２が水平方向にせん断変形することで、上部構造の固有周期が長くなり、上部構造が受ける地震応力が緩和される。この際、図４に示すように、各空気ばね２には、外嵌部材５が水平面に対して傾斜するように膜状筒部材３を変形させるモーメントが発生する。
【００２３】
ここで図５に示すように、水平方向に隣り合う各空気ばね２の外嵌部材５同士が、連結部材９を介して連結されているので、この連結部材９を介して互いに連結された外嵌部材５を備える両空気ばね２に発生する前述のモーメントは、互いに打ち消しあうこととなる。さらに、これらの両空気ばね２のうち、一方に発生するモーメントを、連結部材９を介して他方に伝達させて受け止めさせることができる。
したがって、空気ばね２が水平方向にせん断変形したときに、膜状筒部材３の前述の変形を抑制することが可能になり、各空気ばね２の外嵌部材５が水平面に対して傾斜するのを抑えることができる。
【００２４】
以上説明したように、本実施形態に係る免震装置１によれば、空気ばね２が水平方向にせん断変形したときに、外嵌部材５が水平面に対して傾斜するのを抑えることができるので、空気ばね２の水平方向の変形性能を向上させることが可能になり、水平方向の免震性能を確保することができる。
またこのように、空気ばね２が水平方向にせん断変形したときに、外嵌部材５が水平面に対して傾斜するのを抑えることができるので、空気ばね２の鉛直方向のばね定数が、水平方向のせん断変形に対して変動するのを抑制することが可能になり、空気ばね２の鉛直方向の免震性能も維持することができる。
【００２５】
そして、水平方向に隣り合う各空気ばね２の外嵌部材５同士を単に連結部材９で連結するだけで、前述の作用効果を奏することができるので、この免震装置１の構造の簡素化を図ることもできる。
【００２６】
また図２に示すように、３つの空気ばね２のうちの一の空気ばね２が、他の２つの空気ばね２を通る仮想直線２０からずれて配設されているので、各空気ばね２が、水平方向のうち、上面視において前記仮想直線２０に交差する方向にせん断変形した場合であっても、前記仮想直線２０上に配設された空気ばね２に発生するモーメントを、前記一の空気ばね２に発生するモーメントと打ち消しあわせたり、前記一の空気ばね２に受け止めさせたりすることで、各空気ばね２の外嵌部材５が水平面に対して傾斜するのを抑えることができる。
したがって、空気ばね２が水平方向のうち前記仮想直線２０に交差する方向にせん断変形したときにも、前述の作用効果を確実に奏功させることができる。
【００２７】
なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、前記実施形態では、免震装置１は、３つの空気ばね２を備えているものとしたが、複数の空気ばね２が備えられていれば良く、３つの空気ばね２に代えて２つの空気ばね２が備えられていても良く、３つ以上の空気ばね２が備えられていても良い。
【００２８】
例えば、図６に示す免震装置３０のように、４つの空気ばね２を備えていても良い。
この免震装置３０では、図７に示すように、４つの空気ばね２のうちの２つ空気ばね２の外嵌部材５はそれぞれ、外嵌部材５同士が連結部材９を介して互いに連結された他の２つの空気ばね２の一方における外嵌部材５に、連結部材９を介して連結され、図６に示すように、前記２つの空気ばね２は、前記他の２つの空気ばね２を通る仮想直線２０からずれて配設されている。
図示の例では、連結部材９は、４つの空気ばね２を通る同一の仮想円２１の周方向に互いに隣り合う空気ばね２の外嵌部材５同士を連結している。さらに図７に示すように、この免震装置１では、連結体３１の前記上面視形状は、正方形状となっている。
【００２９】
また前記実施形態では、外嵌部材５が、環状に形成されるとともに、連結部材９が、棒状体とされ、これらの外嵌部材５および連結部材９で連結体１０、３１が構成されるものとしたが、これに限られるものではない。
例えば、図８および図９に示すように、連結体４０、４１が、内部に空気ばね２の膜状筒部材３の括れ部４が嵌合される複数の嵌合孔４２が形成された水平方向に延びる板状体で構成されていても良い。この連結体４０、４１のうち、嵌合孔４２の内周縁部が前記外嵌部材５となり、その他の部分が前記連結部材９となる。
【００３０】
また前記実施形態では、３つ以上の空気ばね２のうちの１つ若しくは複数の空気ばね２の外嵌部材５は、外嵌部材５同士が連結部材９を介して互いに連結された他の２つの空気ばね２のうちの少なくとも一方における外嵌部材５に、連結部材９を介して連結されているものとしたが、これに限られるものではない。つまり、前記１つ若しくは複数の空気ばね２の外嵌部材５と、前記他の２つの空気ばね２の外嵌部材５と、が連結されていなくても良い。
【００３１】
また前記実施形態では、膜状筒部材３には、括れ部４が形成されているものとしたが、括れ部４はなくても良い。
また前記実施形態では、前記仮想円２１の周方向に互いに隣り合う空気ばね２間の間隔は、互いに同等となっているものとしたが、互いに同等でなくても良く、連結体１０の前記上面視形状は、正多角形状でなくても良い。
【００３２】
また前記実施形態では、複数の空気ばね２は、同一円周上に配設されているものとしたが、これに限られるものではない。
さらに前記実施形態では、１つ若しくは複数の空気ばね２は、外嵌部材５同士が連結部材９を介して互いに連結された他の２つの空気ばね２を通る仮想直線２０からずれて配設されているものとしたが、これに限られるものではなく、複数の空気ばね２が全て同一直線上に配設されていても良い。
【００３３】
その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１、３０  免震装置
２  空気ばね
３  膜状筒部材
５  外嵌部材
６  上取付け部材
７  下取付け部材
９  連結部材
２０  仮想直線
【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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