(57)【要約】【課題】低コストで構成でき、しかも、支持部材と軽量構造物との相対移動のエネルギーを確実に吸収して免震可能な軽量構造物用免震装置を得る。【解決手段】軽量構造物用免震装置１０２は、すべり支承１０４と、復元部材１１０とで構成される。すべり支承１０４は、復元部材１１０の自然状態での高さＬに対し、据付状態での高さＴが、０．９５Ｌ≦Ｔ≦１．０５Ｌを満たすように鉄骨架台１０８を支持するので、ゴム体は、据付状態であっても本来的に有している特性を確実に発揮できる。従来のようにゴムと金属板とを積層する必要がないので、低コストとなる。【選択図】　　　　図１
2004028296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部材上に設置されて軽量構造物を支持すると共に、支持部材と軽量構造物とを水平方向に相対移動可能とする支承と、
前記支持部材と前記軽量構造物との間に配置され、これらの水平方向への相対移動によって弾性変形する変形部材と、
を備え、
前記支承が、前記変形部材の自然状態での高さＬに対し、前記支持部材と前記軽量構造物との間に配置されたときの高さＴが、０．９５Ｌ≦Ｔ≦１．０５Ｌとなるように軽量構造物を支持していることを特徴とする軽量構造物用免震装置。
【請求項２】
前記支承が、受け板と、この受け板のすべり面に沿ってすべるすべり部材と、を備えたすべり支承とされていることを特徴とする請求項１に記載の軽量構造物用免震装置。
【請求項３】
前記すべり面と前記すべり部材との動摩擦係数が０．０１〜０．０９とされていることを特徴とする請求項２に記載の軽量構造物用免震装置。
【請求項４】
前記すべり面が下向きとなるように前記支承が配置されていることと特徴とする請求項２又は請求項３に記載の軽量構造物用免震装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軽量構造物用免震装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
支持部材に対し、軽量構造物（被支持部材）を免震して支持する免震装置が知られている。このような免震装置では、支持部材上の支承によって上部構造物が支持されると共に、支持部材と上部構造物とが水平方向に相対移動可能とされている。さらに、支持部材と上部構造物との間には、これらの相対移動によって弾性変形する復元部材が配置されている。地震が発生すると、支持部材と上部構造物とが水平方向に相対移動するが、復元部材の弾性力によってこの相対移動が抵抗を受け、復元力が作用するため、相対移動のエネルギーが吸収される。
【０００３】
ところで、従来の復元部材では、上記した弾性力を確実に発揮させるために、ゴムと金属板とを積層した構造とされていた。しかしながら、このような積層構造ではの復元部材では、製造コストが高くなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事実を考慮し、低コストで構成でき、しかも、支持部材と軽量構造物との相対移動のエネルギーを確実に吸収して免震可能な軽量構造物用免震装置を得ることを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明では、支持部材上に設置されて軽量構造物を支持すると共に、支持部材と軽量構造物とを水平方向に相対移動可能とする支承と、前記支持部材と前記軽量構造物との間に配置され、これらの水平方向への相対移動によって弾性変形する変形部材と、を備え、前記支承が、前記変形部材の自然状態での高さＬに対し、前記支持部材と前記軽量構造物との間に配置されたときの高さＴが、０．９５Ｌ≦Ｔ≦１．０５Ｌとなるように軽量構造物を支持していることを特徴とする。
【０００６】
なお、ここでいう「支持部材」とは、支承を介して軽量構造物を支持するものであればよく、例えば、一般的な戸建住宅の基礎、土台、地盤等を含む。また、「軽量構造物」としては、例えば、戸建て住宅、仮設住宅、小型プラント、実験設備等の諸設備、実験装置等の諸装置などが挙げられる。これらの軽量構造物の重量としては、２００トン以下が好ましく、１００トン以下がより好ましい。軽量構造物の設置面積としては、５００ｍ２以下が好ましく、３００ｍ２以下がより好ましい。
【０００７】
本発明では、支持部材上で軽量構造物を支持する支承が、支持部材と軽量構造物とを水平方向に相対移動可能としている。したがって、地震等によって横揺れ（水平方向の揺れ）が発生しても、軽量構造物と支持部材との相対移動により、この揺れが直接的には軽量構造物に伝わらなくなる。支持部材と軽量構造物との間には変形部材が配置されているので、軽量構造物と支持部材との相対移動で変形部材が弾性変形し、弾性力が復元力として作用する。これにより、相対移動が制限されるとともに、このエネルギーが吸収される。
【０００８】
支承は、変形部材の自然状態での高さＬに対し、支持部材と軽量構造物との間に配置されたときの高さＴが、０．９５Ｌ≦Ｔ≦１．０５Ｌとなるように軽量構造物を支持している。換言すれば、変形部材は、支持部材と軽量構造物との間に配置されたとき、自然状態からの変形量が一定範囲に制限され、過度に押し縮められたり引き伸ばされたりしていないことになる。したがって、変形部材は、支持部材と軽量構造物との間に配置された状態であっても、自然状態での特性を確実に発揮し、変形部材として求められる機能を果たす。このため、変形部材として、従来のようにゴムと金属板との積層構造とする必要がなく、たとえばゴムのみとすることができ、軽量構造物用免震装置を低コストで構成できる。
【０００９】
請求項１に記載の発明において、「支承」は、上記した作用を奏すれば特にその構造は限定されないが、たとえば、請求項２に記載のように、受け板と、この受け板のすべり面に沿ってすべるすべり部材と、を備えたすべり支承とすることができる。このすべり支承のすべり面とすべり部材との動摩擦係数としては、請求項３に記載のように、０．０１〜０．０９とすることができる。
【００１０】
請求項４に記載の発明では、請求項２又は請求項３に記載の発明において、前記すべり面が下向きとなるように前記支承が配置されている。
これにより、すべり面への埃などの異物の付着を防止できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１には、本発明の第１実施形態の軽量構造物用免震装置１０２を、支持部材の一例である建物基礎１０６と、軽量構造物の一例である戸建住宅の鉄骨架台１０８（あるいはＰＣ板）との間に配置した状態が示されている。軽量構造物用免震装置１０２は、すべり支承１０４と、復元部材１１０とで構成されている。
【００１２】
図２にも詳細に示すように、すべり支承１０４は、建物基礎１０６の台部１０６Ｂ上に固定されるすべり受け板１１２を有している。すべり受け板１１２の上面はすべり面１１２Ｓとされている。台部１０６Ｂの上面は平坦に形成されており、これによって、すべり受け板１１２（特に、すべり面１１２Ｓ）の平面性が確保されている。
【００１３】
また、すべり支承１０４は、ボルト１１４によって鉄骨架台１０８に固定されるホルダー１１６を有している。ホルダー１１６の下面には、後述する防塵カバー１２８を挟んで、ボルト１１４により取り付け金具１１８が固定されている。取り付け金具１１８の内側は中空部とされ、ゴム等の弾性体からなる緩衝部材１２０を介して、すべり板１２２が固着されている。取り付け金具１１８とすべり受け板１１２とは非接触となっているが、すべり板１２２はすべり受け板１１２とは接触しており、すべり板１２２はすべり面１１２Ｓ上をすべるようになっている。なお、すべり板１２２とすべり受け板１１２との間には、塗膜で構成される摺動材１２４が配設され、これらの動摩擦係数を所定の範囲としている。動摩擦係数としては、０．０１〜０．０９の範囲とすることが好ましい。動摩擦係数の値が０．０１未満の場合には、たとえば強風などによっても戸建住宅が水平方向に移動してしまうおそれがあるが、０．０１以上とすることで、このような移動は阻止できる。また、動摩擦係数が０．０９を超えると、すべり板１２２とすべり受け板１１２との摩擦が、戸建住宅と地面との相対移動の抵抗になるおそれがあるが、０．０９以下とすることで、この抵抗を少なくし、戸建住宅と地面とを確実に相対移動させることができる。なお、すべり受け板１１２のすべり面１１２Ｓには、必要に応じて、ワックス等の潤滑剤を塗布し、上記動摩擦係数を所定の数値とすることが好ましい。
【００１４】
すべり受け板１１２の外周からは、環状の制限壁１２６が立設されている。制限壁１２６は、すべり板１２２の移動範囲をすべり面１１２Ｓ上に制限している。
【００１５】
ホルダー１１６と取り付け金具１１８とに挟持された防塵カバー１２８は、その外周が、制限壁１２６よりも外側に位置する大きさとされている。これにより、すべり受け板１１２が防塵カバー１２８によって覆われるので、すべり面１１２Ｓへの埃などの異物の付着あるいは雨水の浸入等が防止されている。
【００１６】
これに対し、復元部材１１０は、図３に詳細に示すように、円盤状の下フランジ１３２と、下フランジ１３２の中央から立設された略円柱状のゴム体１３６、及びゴム体１３６の上面に固定された円盤状の上フランジ１３４と、を有している。下フランジ１３２は、その周囲のボルト１１４によって台部１０６Ｂに固定されている。上フランジ１３４も、ボルト１１４によって、鉄骨架台１０８に固定されている。
【００１７】
ゴム体１３６は、図３から分かるように、略円柱状に形成されているが、その下部は、下方へ向かってその径が漸増されており、円錐台状の拡径部１３６Ｄが構成されている。拡径部１３６Ｄにより、ゴム体１３６の曲げ変形が抑制される。ゴム体１３６を構成するゴムとしては、たとえば、国際ゴム硬さ（ＩＲＨＤ）が４０〜６０のもの、具体的には、天然ゴムや高減衰ゴム（損失係数（ゴムに作用する応力とひずみの位相差をδとしたときにｔａｎ（δ）で表される）が０．１〜０．６）を挙げることができる。
【００１８】
ゴム体１３６及び上フランジ１３４の周囲には、被覆ゴム１３８が被覆されている。被覆ゴム１３８によってゴム体１３６は紫外線等から保護され、ゴム体１３６の耐久性が向上されている。被覆ゴム１３８の具体的材料としては、たとえば、ＥＰＤＭなどの合成ゴムを挙げることができる。
【００１９】
そして、本実施形態の軽量構造物用免震装置１０２では、復元部材１１０の自然状態での高さＬ（図４参照）に対し、図３に示すように台部１０６Ｂと鉄骨架台１０８との間に据え付けられた状態での高さＴが、
０．９５Ｌ≦Ｔ≦１．０５Ｌ　　　　　　　　　　　　　　　（１）
を満たすように、すべり支承１０４が鉄骨架台１０８を支持している。したがって、復元部材１１０を構成するゴム体１３６は、台部１０６Ｂと鉄骨架台１０８との間に据え付けられた状態で、自然状態からの高さ方向の変形量が一定範囲に制限され、過度に押し縮められたり引き伸ばされたりしていない（好ましくは、全く変形していない）ことになる。
【００２０】
なお、すべり支承１０４及び復元部材１１０の数及び位置は、それぞれに求められる作用を果たすことが可能であれば特に限定されない。また、すべり支承１０４と復元部材１１０の数が一致している必要もない。また、すべり支承１０４及び復元部材１１０を構成している各部材を固定する構造も、特に限定されない。たとえば、上記したボルト１１４やネジなどの係止部材を用いてもよいが、接着剤等による接着や、物理的な嵌合が可能である場合には、これらの方法でもよい。
【００２１】
このような構成とされた第１実施形態の軽量構造物用免震装置１０２では、すべり支承１０４が、建物基礎１０６上で、戸建住宅の鉄骨架台１０８を支持している。すべり支承１０４は、すべり受け板１１２のすべり面１１２Ｓに対してすべり板１２２がすべるので、たとえば、地震等によって建物基礎１０６に横揺れが発生したような場合でも、この揺れは鉄骨架台１０８へ直接的には伝わらなくなる。特に、ホルダー１１６とすべり板１２２との間には、ゴム等の弾性体からなる緩衝部材１２０が介在されているので、たとえば、すべり支承１０４に偏荷重が作用した場合でも、すべり面１１２Ｓと、すべり板１２２の対向面（下面）とが平行に保たれる。
【００２２】
建物基礎１０６と鉄骨架台１０８とが水平方向に相対移動すると、復元部材１１０のゴム体１３６がせん断変形し、その弾性力が、建物基礎１０６及び鉄骨架台１０８に対し復元力として作用する。これにより、建物基礎１０６と鉄骨架台１０８との相対移動が制限されて、これらが相対移動前の位置に戻ろうとすると共に、相対移動のエネルギーが吸収される。
【００２３】
ここで、本実施形態のすべり支承１０４は、復元部材１１０の自然状態での高さＬに対し、台部１０６Ｂと鉄骨架台１０８との間に据え付けられた状態での高さＴが、上記式（１）を満たすように鉄骨架台１０８を支持している。復元部材１１０のゴム体１３６は、据付状態において、自然状態からの上下方向への変形量が一定範囲に制限され、上下に過度に押し縮められたり引き伸ばされたりしていない。したがって、ゴム体１３６は、据付状態であっても、自然状態で本来的に有している特性を確実に発揮できる。このため、復元部材として、従来のようにゴムと金属板とを積層した構造とすることなく、本実施形態ように実質的にゴムのみで構成しても、建物基礎１０６及び鉄骨架台１０８に対する復元力を確実に作用させ、相対移動のエネルギーを吸収して免震することができる。そして、ゴムと金属板とを積層しないので、低コストで復元部材１１０、すなわち軽量構造物用免震装置１０２を構成できる。
【００２４】
なお、復元部材１１０の自然状態での高さＬと、据付状態での高さＴとに、上記した０．９５Ｌ≦Ｔ≦１．０５Ｌの関係があれば、復元部材１１０が必ずしも建物基礎１０６や鉄骨架台１０８に接触している必要はない。たとえば、上フランジ１３４と建物基礎１０６との間に僅かな隙間が生じる（但し、水平方向への建物基礎１０６と鉄骨架台１０８との相対移動によってゴム体１３６は弾性的にせん断変形する）ように復元部材１１０を設置してもよい。この構成では、上フランジ１３４と建物基礎１０６との隙間を適切に設定することで、復元部材１１０の据付状態での高さＴを自然状態での高さＬに一致させることもできる。
【００２５】
図５には、本発明の第２実施形態の軽量構造物用免震装置１５２が示されている。第２実施形態の軽量構造物用免震装置１５２において、第１実施形態の軽量構造物用免震装置１０２と同一の構成要素、部材等については、同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００２６】
第２実施形態では、第１実施形態と比較して、すべり支承１０４が上下逆に配置されており、すべり受け板１１２のすべり面１１２Ｓが下向きになっている。これにより、すべり面１１２Ｓへの埃などの異物の付着が防止されている。また、すべり受け板１１３が鉄骨架台１０８（あるいはＰＣ板）に固定されているので、すべり受け板１１２（特に、すべり面１１２Ｓ）の平面性が確保されている。
【００２７】
なお、第２実施形態では、第１実施形態と比較して、台部１０６Ｂとの高さとの関係から、すべり支承１０４の高さが低くされているが、基本的構成は第１実施形態と同一である。また、第２実施形態の復元部材１１０の構成も、第１実施形態と同一である。
【００２８】
したがって、第２実施形態においても、第１実施形態と同様の作用を奏する。さらに第２実施形態では、すべり面１１２Ｓを下向きとすることで埃などの異物の付着が防止されているので、第１実施形態の防塵カバー１２８が不要となる。これにより、さらに低コストで軽量構造物用免震装置１０２を構成できる。
【００２９】
上記説明では、本発明の支承としてすべり支承１０４を例に挙げたが、支承はこれに限定されない。要するに、上記式（１）の関係を満足するように支持部材上で軽量構造物を支持するものであればよい。また、本発明の変形部材としても、上記した復元部材１１０のゴム体１３６に限定されない。たとえば、ゴム内に必要に応じて金属性の部材（プレートやプラグ）が配置されていてもよい。このような構造であっても、従来のようにゴムと金属板とを積層する必要はないので、低コストとなる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は上記構成としたので、低コストで構成でき、しかも、支持部材と軽量構造物との相対移動のエネルギーを確実に吸収して免震可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の軽量構造物用免震装置を示す正面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の軽量構造物用免震装置を構成するすべり支承を示す一部破断正面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の軽量構造物用免震装置を構成する復元部材を据付状態で示す一部破断正面図である。
【図４】本発明の第１実施形態の軽量構造物用免震装置を構成する復元部材を自然状態で示す正面図である。
【図５】本発明の第２実施形態の軽量構造物用免震装置を示す正面図である。
【符号の説明】
１０２　　軽量構造物用免震装置
１０４　　すべり支承
１０６　　建物基礎（支持部材）
１０８　　鉄骨架台（軽量構造物）
１１０　　復元部材（変形部材）
１３６　　ゴム体
１５２　　軽量構造物用免震装置
【図１】
2004028296.tif 000003
【図２】
2004028296.tif 000004
【図３】
2004028296.tif 000005
【図４】
2004028296.tif 000006
【図５】
2004028296.tif 000007