(57)【要約】【課題】ビルのような大型建築物に適用でき、小さいエネルギーで作動する免震ロック機構を提供する。【解決手段】免震ロック機構１において、基礎スラブ（地盤）８にヒンジ２を介して水平軸回りに回動可能に連結される対のアーム３と、アーム３を回動させる油圧シリンダ（アクチュエータ）１０と、アーム３に連結されるローラ（反力付与部）４と、床スラブ（被免震構造体）９に固定される対の反力受け部３１とを備え、各反力受け部３１を互いに対向するように配置し、各アーム３が回動するのに伴って各ローラ４が反力受け部３１に対峙しないロック解除位置と反力受け部３１に対峙するロック位置の間で移動する構成とした。【選択図】　　図１
2004044196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に対する被免震構造体の動きを拘束する免震ロック機構において、
地盤と被免震構造体の一方に設けられる反力受け部と、地盤と被免震構造体の他方に回動可能に連結されるアームと、このアームを回動させるアクチュエータと、アームに設けられる反力付与部とを備え、アームが回動するのに伴って反力付与部が反力受け部に対峙しないロック解除位置と反力受け部に対峙するロック位置の間で移動する構成としたことを特徴とする免震ロック機構。
【請求項２】
対の前記反力受け部を互いに対向するように配置し、対の前記アームをそれぞれ回動させるアクチュエータと、各アームに設けられる対の前記反力付与部とを備え、各アームが回動するのに伴って各反力付与部が各反力受け部に対峙しないロック解除位置と各反力受け部に対峙するロック位置の間で移動する構成としたことを特徴とする請求項１に記載の免震ロック機構。
【請求項３】
前記アームを略水平軸まわりに回動可能に支持し、ロック位置にて各アームが略水平に延びる構成としたことを特徴とする請求項１または２に記載の免震ロック機構。
【請求項４】
前記アームを略水平軸まわりに回動可能に支持し、アームの回動基端部を地盤側に設け、ロック位置にてアームの回動先端部が回動基端部より上方に位置する構成としたことを特徴とする請求項１または２に記載の免震ロック機構。
【請求項５】
前記反力付与部として前記アームの回動先端部に回転可能に連結される前記ローラを設け、このローラが反力受け部に転接する構成としたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の免震ロック機構。
【請求項６】
前記反力受け部を垂直方向に延びる平面状に形成し、前記ローラを反力受け部へと案内する傾斜面を反力受け部に連接して形成したことを特徴とする請求項５に記載の免震ロック機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地震に対する免震機構を備える建築物が強風によって揺れないようにする免震ロック機構の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地震に対する免震機構を備える建築物は、強風によって揺れる可能性がある。これに対処して、強風時に地盤に対して建築物を支持する免震ロック機構が必要とされている。
【０００３】
従来、この種の免震ロック機構として、次のようなものがあった。
▲１▼摩擦ロック方式の免震ロック機構。これについては例えば特開２０００−８６４４号公報、特開２０００−２２７１３８号公報にて開示されている。
▲２▼油圧ロック方式の免震ロック機構。これについては例えば特開平９−２６４３７６号公報、特開平１１−２７０１８４号公報にて開示されている。
▲３▼積層ゴムの横剛性増大方式の免震ロック機構。これについては例えば特開平９−１７７３６８号公報、特開平９−２４２３７６号公報にて開示されている。
▲４▼ピンロック方式の免震ロック機構。これについては例えば特開２０００−２３０６０１号公報、特開２００１−１４６８５８号公報、特開２００２−８１２２１号公報にて開示されている。
▲５▼シャーピン方式の免震ロック機構。これについては例えば特開平１１−１８２０９２号公報にて開示されている。
▲６▼ワイヤロープロック方式の免震ロック機構。これについては例えば特開２０００−２９１２９０号公報にて開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、▲１▼の摩擦ロック方式の免震ロック機構にあっては、発生摩擦力は「摩擦係数×押し付け力」となるので、実効摩擦力は押し付け力の数割しか得られない。従って、建築物に大きな風圧の掛かるビルにおいては、風揺れに抗して揺れを止めるために、膨大な押し付け力を発生させる必要が有り、駆動装置の大型化を招き、製品のコストアップを招くという問題点があった。また、摩擦係数は摩擦面の状況により変化するものであり、安定した摩擦力が得られないという問題点もあった。
【０００５】
▲２▼油圧ロック方式の免震ロック機構にあっては、次の問題点があった。
・作動油自身に圧縮性が有る上、内部に溶け込んでいる空気が容易に圧縮されるために、建築物からの力が加えられると、ダンパないしはシリンダ内部に閉じこめられた作動油が建築物の移動力に見合う反力（圧力）が発生するまで圧縮されて、ピストンロッドが縮められるので、建築物の揺れを止める機能が不完全であった。
・免震作動の際には、ダンパないしはシリンダ内部の作動油がピストン前側の部屋と後ろ側の部屋を行き来する必要があるが、大地震の際にはピストン伸縮速度が速いため、行き来する作動油流量が非常に多くなるために管路面積を大きくしなければならないことから、配管を太くせねばならず、作動油の流れを制御するバルブも、大流量に対応するために大型のものを使用しなければならないため、装置の大型化を招き、製品のコストアップを招く。
【０００６】
▲３▼積層ゴムの横剛性増大方式の免震ロック機構にあっては、横移動抵抗力が大きくなるため、免震作動を開始できる入力レベルが高くなることから免震時の応答加速度が高くなり、免震性能が低下するという問題点があった。
【０００７】
▲４▼ピンロック方式の免震ロック機構にあっては、ピンとピン穴の位置が一致しないためピンを差し込めない場合が生じるという問題点があった。
【０００８】
▲５▼シャーピン方式の免震ロック機構にあっては、ピンが切断された直後、急激に建築物に対する拘束力が解放されるため、拘束力解放直後に大きな応答加速度が建築物に生じて免震本来の目的が阻害される。また、風圧により建築物に生じる移動力は、地震による建築物移動力より大きい場合があり、シャーピンの設定剪断力によっては地震では切断されず、風圧による建築物の移動力によって切断されてしまう現象が起こる可能性があった。
【０００９】
▲６▼ワイヤロープロック方式の免震ロック機構にあっては、ビルに生じるような大きな風による移動力を阻止するには、ワイヤロープが太くなることから自由に屈曲させることができずに施工作業が大変であること、および外力によってワイヤロープが繰り出されることを阻止するために、ウィンチのブレーキ力も大きくしなければならないために、装置の大型化を招き、製品のコストアップを招くという問題点があった。
【００１０】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ビルのような大型建築物に適用でき、小さいエネルギーで作動する免震ロック機構を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、地盤に対する被免震構造体の動きを拘束する免震ロック機構に適用する。
【００１２】
そして、地盤と被免震構造体の一方に設けられる反力受け部と、地盤と被免震構造体の他方に回動可能に連結されるアームと、このアームを回動させるアクチュエータと、アームに設けられる反力付与部とを備え、アームが回動するのに伴って反力付与部が反力受け部に対峙しないロック解除位置と反力受け部に対峙するロック位置の間で移動する構成としたことを特徴とするものとした。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明において、対の反力受け部を互いに対向するように配置し、対のアームをそれぞれ回動させるアクチュエータと、各アームに設けられる対の反力付与部とを備え、各アームが回動するのに伴って各反力付与部が各反力受け部に対峙しないロック解除位置と各反力受け部に対峙するロック位置の間で移動する構成としたことを特徴とするものとした。
【００１４】
第３の発明は、第１または第２の発明において、アームを略水平軸まわりに回動可能に支持し、ロック位置にて各アームが略水平に延びる構成としたことを特徴とするものとした。
【００１５】
第４の発明は、第１または第２の発明において、アームを略水平軸まわりに回動可能に支持し、アームの回動基端部を地盤側に設け、ロック位置にてアームの回動先端部が回動基端部より上方に位置する構成としたことを特徴とするものとした。
【００１６】
第５の発明は、第１から第４のいずれか一つの発明において、反力付与部としてアームの回動先端部に回転可能に連結されるローラを設け、このローラが反力受け部に転接する構成としたことを特徴とするものとした。
【００１７】
第６の発明は、第５の発明において、反力受け部を垂直方向に延びる平面状に形成し、ローラを反力受け部へと案内する傾斜面を反力受け部に連接して形成したことを特徴とするものとした。
【００１８】
【発明の作用および効果】
第１の発明によると、反力付与部が反力受け部から外れたロック解除位置にある状態で地震が発生すると被免震構造体は免震機構を介して変位することが可能となり、免震がはかれる。反力付与部がロック位置に移動すると、反力付与部が反力受け部に対峙して免震機構の作動をロックし、被免震構造体が強風によって揺れないようにする。
【００１９】
アクチュエータは被免震構造体の移動しようとする力を直接受けないため、アームを回動させる駆動力のみを発生すれば良いので、ビルのような大型建築物に適用でき、小さいエネルギーで作動する。
【００２０】
第２の発明によると、対の反力付与部が互いに対向する反力受け部に対峙して地盤に対する被免震構造体の動きを拘束する構造により、被免震構造体を移動させようとする力がアームに対して引っ張り力としてのみ加わるため、アームの座屈強度を考慮しなくても済み、アームの断面積を必要最小限にして、免震ロック機構の小型化がはかれる。
【００２１】
第３の発明によると、被免震構造体を移動させようとする力がアクチュエータに働くことが抑えられるとともに、アームに曲げ応力が生じることを抑えられる。このためアームの断面積を必要最小限にして、免震ロック機構の小型化がはかれる。
【００２２】
第４の発明によると、反力付与部をロック解除位置へと移動させるとき、反力付与部は円弧状の軌跡を持って下降と、反力受け部から離れながら移動する。このため、強風時に地震が発生した場合、反力受け部から被免震構造体の移動力を受けている反力付与部を円滑にロック解除位置へと移動させることができる。
【００２３】
また、地震の影響等によって被免震構造体と地盤の間に若干のズレが生じても、免震ロック機構の作動が円滑に行われる。
【００２４】
第５の発明によると、ローラが反力受け部に転接しながら移動することにより、免震ロック機構の作動が円滑に行われる。
【００２５】
第６の発明によると、ローラが傾斜面及び反力受け部に転接しながら移動することにより、地震の影響等によって被免震構造体と地盤の間に若干のズレが生じても、免震ロック機構の作動が円滑に行われる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２７】
図１において、８は基礎スラブ（地盤）、９はビル等の建築物の躯体を構成する床スラブ（被免震構造体）であり、両者の間には図示しない免震機構が設けられている。この免震機構は例えば積層ゴムまたは転がり軸受等によって構成され、基礎に対して建築物を水平方向について変位可能に支持し、地震発生時に基礎の揺れが建築物に伝わることを抑える働きをする。
【００２８】
基礎スラブ８と床スラブ９の間には免震ロック機構１が設けられる。この免震ロック機構１は基礎スラブ８に対する床スラブ９の動きを拘束し、建築物が強風によって揺れないようにする。
【００２９】
免震ロック機構１は、基礎スラブ８にヒンジ２を介して水平軸回りに回動可能に連結される対のアーム３と、このアーム３を回動させる油圧シリンダ（アクチュエータ）１０と、アーム３に連結されるローラ（反力付与部）４と、床スラブ９に固定される対の反力受け部３１とを備え、この各反力受け部３１を互いに対向するように配置し、各アーム３が回動するのに伴って各ローラ４が反力受け部３１に対峙する構成とする。
【００３０】
ヒンジ２は基礎スラブ８上に設けられるヒンジ架台２１、ヒンジ架台２１上にアイ２２を介して回動可能に連結されるヒンジピン２３と、このヒンジピン２３に連結されアーム３の基端部に固定される対のブラケット２４とを備える。
【００３１】
アーム３はその先端部にボス２６を有し、このボス２６にピン２５が固定される。ローラ４はこのピン２５に転がり軸受または滑り軸受を介して回転可能に連結される。これにより、ローラ４はアーム３と直交する水平軸回りに回転可能に支持され、アーム３の回動に伴って反力受け部３１に転接する。
【００３２】
床スラブ９に固定されるブロック３０が設けられ、このブロック３０に対の反力受け部３１が形成される。各反力受け部３１は垂直方向に延びる平面状に形成される。ブロック３０には反力受け部３１に連接してローラ４を反力受け部６へと案内する傾斜面３２が形成される。この傾斜面３２は垂直線に対して所定角度で傾斜する平面状、または断面円弧状に湾曲する曲面状に形成される。
【００３３】
油圧シリンダ１０はそのシリンダ基端部がヒンジ架台２１に回動可能に連結され、そのロッド先端部がアーム３の途中に回動可能に連結される。
【００３４】
油圧シリンダ１０が図１に２点鎖線で示すように収縮した状態で、ローラ４が反力受け部３１から外れたロック解除位置にある。
【００３５】
油圧シリンダ１０の油室は図示しない配管を介して油圧供給ユニットに接続される。油圧供給ユニットは電磁切換弁等を介して油圧ポンプの吐出圧とタンク圧を選択的に導き、油圧シリンダ１０の伸縮作動及び停止を制御する。
【００３６】
一方、油圧シリンダ１０が図１に実線で示すように伸張した状態で、ローラ４が反力受け部３１に対峙したロック位置にある。
【００３７】
本実施の形態では、ロック位置にて各アーム３が略水平に延びるようにヒンジ２に対して反力受け部３１が配置される。
【００３８】
図３は床スラブ９に対する免震ロック機構１の配置を示す平面図である。２対の免震ロック機構１を互いに直交するＸ方向及びＹ方向に沿って配置し、互いに平行に配置される免震ロック機構１どうしの間に十分な距離が設けられる。これにより、４つのロック機構１を用いて、基礎スラブ８に対する床スラブ９の水平方向の動きが拘束される。
【００３９】
以上のように構成されて、次に作用について説明する。
【００４０】
通常、免震ロック機構１は、各油圧シリンダ１０が収縮しており、各ローラ４が反力受け部３１から外れたロック解除位置にあり、反力受け部３１がローラ４、アーム３及びヒンジ２等に干渉しない位置に保持される。この状態で地震が発生すると建築物は免震機構を介して変位することが可能となり、免震がはかれる。
【００４１】
強風時等、図示しないコントローラを介して自動的にあるいは手動操作にて各油圧シリンダ１０を伸張作動させ、各ローラ４が反力受け部３１に対峙するロック位置に移動する。この状態で、この免震ロック機構１は基礎スラブ８に対する床スラブ９の動きを拘束する。これにより免震機構の作動がロックされ、建築物が強風によって揺れないようにする。
【００４２】
各油圧シリンダ１０が収縮作動し、各ローラ４がロック解除位置とロック位置の間で移動するとき、各ローラ４は傾斜面３２及び反力受け部３１に転接しながら下降する。これにより、地震の影響等によって床スラブ９と基礎スラブ８の間に若干のズレが生じても、免震ロック機構１の作動が円滑に行われる。
【００４３】
このとき、アーム３及びローラ４等に働く重力が各油圧シリンダ１０を収縮作動させる方向に作用するため、その分だけ油圧シリンダ１０に必要な駆動力を削減できる。
【００４４】
免震ロック機構１は対のローラ４が互いに対向する反力受け部３１に対峙して基礎スラブ８に対する床スラブ９の動きを拘束する構造により、地盤に対する建築物の拘束が確実に行われる。そして、免震ロック機構１は免震機構と分離して設けられているため、免震機構の作動に影響を与えない。
【００４５】
免震ロック機構１は対のローラ４が互いに対向する反力受け部３１に対峙して基礎スラブ８に対する床スラブ９の動きを拘束する構造により、風力によって建築物を移動させようとする力がアーム３に対して引っ張り力として加わるため、アーム３の座屈強度を考慮しなくても良く、アーム３の断面積を必要最小限にして、免震ロック機構１の小型化がはかれる。
【００４６】
さらに、ロック位置にて各アーム３が略水平に延びるようにヒンジ２に対して反力受け部３１が配置されているため、建築物を移動させようとする力が油圧シリンダ１０に働くことが抑えられるとともに、アーム３に曲げ応力が生じることを抑えられる。このためアーム３の断面積を必要最小限にして、免震ロック機構１の小型化がはかれる。
【００４７】
油圧シリンダ１０は、建築物の移動しようとする力を直接受けないため、アーム３を回動させる駆動力のみを発生すれば良いので、ビルのような大型建築物に適用でき、小さいエネルギーで作動する。
【００４８】
強風時にローラ４がロック位置にある状態で地震が発生した場合、コントローラはセンサ等を介して地震の発生を検知すると、各油圧シリンダ１０を収縮作動させ、ローラ４をロック解除位置へと移動させる。
【００４９】
次に図４に示す他の実施の形態を説明する。なお、前記実施の形態と同一構成部には同一符号を付す。
【００５０】
本実施の形態では、ロック位置にて各アーム３が傾斜して延び。アーム３の回動先端部が回動基端部より上方に位置するようにヒンジ２に対して反力受け部３１が配置される。
【００５１】
この場合、各油圧シリンダ１０を収縮作動させ、ローラ４をロック解除位置へと移動させるとき、図中矢印で示すように円弧状の軌跡を持って下降するローラ４は、反力受け部３１から離れながら移動する。このため、強風時に地震が発生した場合、反力受け部３１から建築物の移動力を受けているローラ４を円滑にロック解除位置へと移動させることができる。
【００５２】
ローラ４がロック解除位置とロック位置の間で移動するとき、円弧状の軌跡を持って上昇するローラ４は、反力受け部３１から離れながら移動する。このため、これにより、床スラブ９と基礎スラブ８の間に若干のズレが生じても、免震ロック機構１の作動が円滑に行われる。反力受け部３１に連接した傾斜面３２を廃止しても良い。
【００５３】
他の実施の形態として、免震ロック機構１を上下逆に配置して、基礎スラブ８側に反力受け部３１を設け、床スラブ９側にアーム３と油圧シリンダ１０及びローラ４等を設けても良い。この場合、ローラ４をロック位置からロック解除位置へと移動させる場合、アーム３を重力に抗して上昇させる必要がある。
【００５４】
また、免震ロック機構１は、アーム３、油圧シリンダ１０、ローラ４、反力受け部３１をそれぞれ一つづつ設けて、基礎スラブ８に対する床スラブ９の動きを一方向に限定しても良い。
【００５５】
また、反力付与部としてローラ４をアーム３に固定して設け、ローラ４の外周面を反力受け部３１に摺接させる構成としても良い。
【００５６】
アーム３を回動させるアクチュエータは、油圧シリンダ１０に限らず、空気圧シリンダ、電動シリンダ等を用いることも可能である。
【００５７】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す免震ロック機構の正面図。
【図２】同じく平面図。
【図３】同じく免震ロック機構の配置を示す平面図。
【図４】他の実施の形態を示す免震ロック機構の正面図。
【符号の説明】
１　免震ロック機構
２　ヒンジ
３　アーム
４　ローラ（反力付与部）
８　基礎スラブ（地盤）
９　床スラブ（被免震構造体）
１０　油圧シリンダ（アクチュエータ）
３１　反力受け部
【図１】
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【図２】
2004044196.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004044196.tif 000006