(57)【要約】【課題】小型且つ低コストで構成できる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のすべり支承１０４が積層され、復元部材１１０が、すべり支承１０４を取り囲むように、円筒状に形成される。すべり支承を１つのみ備えたものと比較して、復元部材１１０の内径を小さくすることが可能になる。【選択図】　　　　図１
2004100930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部材と軽量構造物との間に配置されて軽量構造物を支持部材に対して水平方向に相対移動可能に支持する支承と、この支承の周囲を取り囲むように筒状に配置され、支持部材と軽量構造物との水平方向への相対移動によって変形する変形部材と、
を有する軽量構造物用免震装置であって、
前記支承が、鉛直方向に沿って複数積層され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】
前記複数の支承の水平方向の摩擦係数が略同一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】
前記複数の支承のうち隣接する支承が、これらの同一面が対向するように配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２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。図９には、このような免震装置の一例が示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
この免震装置では、下部フランジ１６に固定された支承盤２０上を、上部フランジ１８に固定された支承台２２が摺動する構造の支承（いわゆるすべり支承）が用いられている。支承盤２０及び支承台２２の周囲には、円筒状の粘弾性体２４が配置されており、地震等によって土台基礎２６と上部構造物２８とが水平方向に相対移動すると、粘弾性体２４が変形して復元力を発揮するようになっている。
【０００４】
ところで、このような構成の免震装置では、円筒状の粘弾性体２４の内径として、支承１４の直径と、粘弾性体２４の最大変形量の２倍とを加えた長さを確保する必要があり、免震装置１２が大型になる。また、粘弾性体２４が大型になると、より多くの材料（弾性材料）が必要になるので、コスト高を招くおそれもある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２６２８６３公報
【０００６】
【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、小型且つ低コストで構成できる軽量構造物用免震装置を得ることを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明では、支持部材と軽量構造物との間に配置されて軽量構造物を支持部材に対して水平方向に相対移動可能に支持する支承と、この支承の周囲を取り囲むように筒状に配置され、支持部材と軽量構造物との水平方向への相対移動によって変形する変形部材と、を有する軽量構造物用免震装置であって、前記支承が、鉛直方向に沿って複数積層されていることを特徴とするを特徴とする。
【０００８】
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。
【０００９】
本発明では、支持部材と軽量構造物との間に配置された支承が、軽量構造物を支持部材に対して水平方向に相対移動可能に支持している。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。支承の周囲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。
【００１０】
支承は、鉛直方向（すなわち、軽量構造物の荷重を支持する方向）に沿って複数積層されている。したがって、支承を１つのみ配置した構成と比較して、変形部材の内径を小さくしても、必要な変形量を確保することができる。これにより、軽量構造物用免震装置を小型化することが可能となる。また、変形部材を小型化することによる低コスト化を図ることも可能となる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記複数の支承の水平方向の摩擦係数が略同一とされていることを特徴とする。
【００１２】
これにより、複数の支承の変位量が略均等になる。このため、複数の支承で水平方向の摩擦係数がそれぞれ異なっている構成と比較して、変形部材の内径をより小さくすることが可能になる。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記複数の支承のうち隣接する支承が、これらの同一面が対向するように配置されていることを特徴とする。
【００１４】
これにより、対向した部分では部品を共通化できるので、部品点数を少なくして、より低コストで軽量構造物用免震装置を構成することが可能になる。
【００１５】
【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、積層された複数（本実施形態では２つ）のすべり支承１０４Ａ、１０４Ｂと、復元部材１１０、及びすべり支承１０４Ａ、１０４Ｂの間に配置される中間板１１８とを含んで構成されている。
【００１６】
建物基礎１０６の台部１０６Ｂ上には、ボルト１１４によって、略環状の取り付けフランジ１２０が固定されている。取り付けフランジ１２０の内側は台部１０６Ｂから離間するように階段状に形成されており、取り付けフランジ１２０と台部１０６Ｂとの間に端板１３０が配置されている。端板１３０は取り付けフランジ１２０に対しボルト１１４で固定されている。
【００１７】
端板１３０には、下側のすべり支承１０４Ａを構成するすべり受け板１１２が固定されている。すべり受け板１１２は、硬質材料（例えばステンレスなどの金属）で構成されており、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の上面及び端板１３０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。
【００１８】
また、すべり支承１０４Ａは、ボルト１１４によって中間板１１８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、図示しない取り付け金具及び緩衝部材を介して、すべり板１２２が固着されている。すべり板１２２は、表面が平滑で、且つ所定の剛性を有する材料（たとえばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などの樹脂）で構成されている。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。
【００１９】
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。
【００２０】
これに対し、鉄骨架台１０８にも、取り付けフランジ１２０がボルト１１４によって固定され、さらに、取り付けフランジ１２０と鉄骨架台１０８との間に配置された端板１３０がボルト１１４によって取り付けフランジ１２０に固定されている。そして、上側のすべり支承１０４Ｂは、下側のすべり支承１０４Ａと同一構成で、且つ上下を逆にして配置されており、それぞれの中心線Ｃが一致する（同軸となる）ように、上側のすべり支承１０４Ｂのホルダー１１６がボルト１１４によって中間板１１８に固定されている。そして、下側のすべり支承１０４Ａと同様に、ホルダー１１６に固着されたすべり板１２２がすべり受け板１１２のすべり面１１２Ｓに沿って滑る。
【００２１】
なお、このように、上下のすべり支承１０４Ａ、１０４Ｂは同一構成とされているので、すべり受け板１１２とすべり板１２２との摩擦係数は、それぞれのすべり支承１０４Ａ、１０４Ｂで略同一の値になっている。
【００２２】
復元部材１１０は、２つのすべり支承１０４Ａ、１０４Ｂを取り囲むように、円筒状に形成されており、ゴムによって構成されている。復元部材１１０は、すべり支承１０４Ａ、１０４Ｂと同軸になるように、上下の取り付けフランジ１２０に固着されている。また、復元部材１１０の軸方向中央には、中間板１１８の外縁部分が収容され、復元部材１１０と中間板１１８とがこの部分において一体化されている。
【００２３】
このようにすべり支承１０４Ａ、１０４Ｂは復元部材１１０によって取り囲まれているので、すべり板１２２の移動範囲がすべり面１１２Ｓ上に制限されている。また、復元部材１１０と中間板１１８とによってすべり受け板１１２が覆われているので、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。
【００２４】
なお、復元部材１１０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ｔａｎδで表される））０．１〜０．６）を挙げることができる。
【００２５】
なお、この軽量構造物用免震装置１０２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。
【００２６】
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、２つのすべり支承１０４Ａ、１０４Ｂ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。それぞれのすべり支承１０４Ａ、１０４Ｂでは、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、図示しない緩衝部材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。
【００２７】
また、すべり支承１０４Ａ、１０４Ｂは略同一構造とされているので、すべり受け板１１２とすべり板１２２との摩擦係数は、それぞれのすべり支承１０４Ａ、１０４Ｂで略同一の値になっている。このため、すべり支承１０４Ａ、１０４Ｂの中心線Ｃが略一致した状態を維持している。
【００２８】
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、図２に示すように、復元部材１１０を構成しているゴムがせん断変形し、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。特に、本実施形態の軽量構造物用免震装置１０２では、すべり支承１０４Ａ、１０４Ｂの中心線Ｃが略一致した状態を維持しつつ復元部材１１０が変形するので、中間板１１８の上下で、復元部材１１０の変形量が均一化される。
【００２９】
ここで、本実施形態の軽量構造物用免震装置１０２では、軽量構造物の荷重を支持する方向、すなわち鉛直方向に複数（２つ）のすべり支承１０４Ａ、１０４Ｂを積層しており、すべり支承を１つのみ備えたものと比較して、復元部材１１０の内径を小さくすることが可能になっている。この点につき、以下に詳述する。
【００３０】
図３に示す軽量構造物用免震装置１５２では、すべり支承１５４を１つのみ備えているが、これ以外の基本的構成は、第１実施形態の軽量構造物用免震装置１０２と略同一とされている。したがって、同一部材には同一符号を付している。
【００３１】
この軽量構造物用免震装置１５２では、すべり支承１５４の直径をＤ、復元部材１１０が最も変形したとき（図４参照）の変形量（最大変形量）をＴとすると、復元部材１１０の内径Ｌとしては、
Ｌ＝Ｄ＋２×Ｔ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（１）
を少なくとも確保しておく必要がある（これよりも内径が小さいと、復元部材１１０は変形の途中ですべり支承１５４に接触してしまい、以降の変形が不可能になる）。
【００３２】
これに対し、本発明の軽量構造物用免震装置１０２では、複数（ｎ個、本実施形態では２個）のすべり支承１０４を積層しており、しかも、復元部材１１０の変形量が中間板１１８の上下で均一化されているため、復元部材１１０の内径Ｌとしては、
Ｌ＝Ｄ＋２×（Ｔ／ｎ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（２）
を確保しておけばよい。たとえば、Ｄ＝１００ｍｍ、Ｔ＝３００ｍｍとすると、図３に示す軽量構造物用免震装置１５２では、Ｌ＝７００ｍｍとなるが、本実施形態の軽量構造物用免震装置１０２ではＬ＝４００となる。
【００３３】
このように、本実施形態の軽量構造物用免震装置１０２では、図３の軽量構造物用免震装置１５２と比較して、復元部材１１０の内径の必要長が短くて済む。これにより、軽量構造物用免震装置１０２の小型化を図ることができる。復元部材１１０を構成する材料（特にゴム）の量が少なくて済むので、低コストで軽量構造物用免震装置１０２を構成することも可能になる。
【００３４】
なお、上記式（２）から分かるように、本発明では、積層されるすべり支承１０４の個数ｎを多くするほど、復元部材１１０の内径の必要長を短くすることが可能であるが、あまりに多くすると、すべり支承１０４を積層した状態で全体での高さが高くなるため、設置が困難になることもある。したがって、すべり支承１０４の個数ｎとしては、２〜４程度とすることが好ましい。
【００３５】
また、必ずしも復元部材１１０の変形量が中間板１１８の上下で均一化されている必要はないが、均一化されている構成では、均一化されていない構成と比較して、復元部材１１０の内径の必要長をより短くすることができる。
【００３６】
すべり支承１０４の配置としては、図１に示したものに限定されないが、図１では、２つのホルダー１１６の中間板１１８への取り付けに関し、それぞれのホルダー１１６の同一面が対向しており、ボルト１１４を共通化して取り付けできるので、部品点数が少なくて済む。これ以外に、図５や図６に示すような配置でもよい。
【００３７】
図５に示す例では、上側の端板１３０の下面及び、中間板１１８の下面にすべり受け板１１２が固定されており、２つのすべり支承１０４Ａ、１０４Ｂのすべり板１２２がそれぞれ、対応するすべり受け板１１２に接触するように、すべり支承１０４Ａ、１０４Ｂが同一方向に配置されている。また、図６に示す例では、中間板１１８の上下両面にすべり受け板１１２が固定されており、２つのすべり支承１０４Ａ、１０４Ｂのすべり板１２２がそれぞれ、対応するすべり受け板１１２に接触するように、すべり支承１０４Ａ、１０４Ｂが向き合わされて配置されている。このように、複数のすべり支承は、軽量構造物の荷重を確実に支持すると共に、軽量構造物と支持部材との水平方向への相対移動に不用意に抵抗を生じさせないように積層されていればよい。さらに、この条件をみたせば、本発明の支承としては、上記したすべり支承に限定されない。たとえば、転がり支承であってもよい。
【００３８】
また、中間板１１８は、その外縁部分が復元部材１１０に収容されて一体化されている必要はない。すなわち、図７に示すように、中間板１１８が復元部材１１０に収容されていない構成でもよい。ただし、この構成では、復元部材１１０が変形したときに、中間板１１８の角部が局所的に復元部材１１０に接触して食い込まないようにするために、復元部材１１０に、中間板１１８が接触する硬質の接触部材１２４を埋め込むことが好ましい。
【００３９】
復元部材１１の変形部分、すなわち、上下の取り付けフランジ１２０間の部分は、ゴム以外の部材を含まない構成（総ゴム）であってもよいが、図８に示すように、板状の金属板１２６と、同じく板状のゴム板１２８とが厚み方向に積層された、いわゆる積層ゴムでもよい。積層ゴムでは、水平方向への必要な変形量は確保しつつ、上下方向により多くの荷重を支持できる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明は上記構成としたので、小型且つ低コストで構成できる。
【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変形前の状態で示す一部破断正面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の軽量構造物用免震装置を変形後の状態で示す一部破断正面図である。
【図３】支承が積層されていない軽量構造物用免震装置を変形前の状態で示す一部破断正面図である。
【図４】支承が積層されていない軽量構造物用免震装置を変形後の状態で示す一部破断正面図である。
【図５】本発明の第１実施形態の軽量構造物用免震装置の別の例を変形前の状態で示す一部破断正面図である。
【図６】本発明の第１実施形態の軽量構造物用免震装置のさらに別の例を変形前の状態で示す一部破断正面図である。
【図７】本発明の第１実施形態の軽量構造物用免震装置のさらに別の例を変形前の状態で示す一部破断正面図である。
【図８】本発明の第１実施形態の軽量構造物用免震装置のさらに別の例を変形前の状態で示す一部破断正面図である。
【図９】従来の免震装置を示す概略図である。
【符号の説明】
１０２　　軽量構造物用免震装置
１０４　　すべり支承（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
【図１】
2004100930.tif 000003
【図２】
2004100930.tif 000004
【図３】
2004100930.tif 000005
【図４】
2004100930.tif 000006
【図５】
2004100930.tif 000007
【図６】
2004100930.tif 000008
【図７】
2004100930.tif 000009
【図８】
2004100930.tif 000010
【図９】
2004100930.tif 000011