(57)【要約】【課題】１種類の免震手段で地震時や台風時等における建造物の上下方向の揺れや横方向の揺れを柔軟に吸収でき、また、過大変位を防止し、さらに、部品点数を少なくし得る免制震部材及び免制震装置を提供すること。【解決手段】３個の同一形状の弾性転動体１と、これら３個の弾性転動体１を互いの中心軸線が同一平面上で交差するように略正三角形状に配置し、しかも、これら３個の弾性転動体１を前記略正三角形の頂角部で隣接する弾性転動体１同士を接触させた状態で保持する保持手段２，３とで構成し、前記弾性転動体１は、内部に圧縮空気を充填可能とした。【選択図】図１
2005256494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３個の同一形状の弾性転動体と、これら３個の弾性転動体を互いの中心軸線が同一平面上で交差するように略正三角形状に配置し、しかも、これら３個の弾性転動体を前記略正三角形の頂角部で隣接する弾性転動体同士を接触させた状態で保持する保持手段とで構成し、前記弾性転動体は、内部に圧縮空気を充填可能としたことを特徴とする免制震部材。
【請求項２】
前記弾性転動体を車両用タイヤで構成したことを特徴とする請求項１に記載の免制震部材。
【請求項３】
前記保持手段は、前記略正三角形配置された３個の弾性転動体を上下及び略正三角形周囲から拘束挟持する上下一対の略正三角形枠部材からなり、前記上下一対の略正三角形枠部材は、上下方向に離隔して非接触状態で対向配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の免制震部材。
【請求項４】
前記一方の略正三角形枠部材の中心部に上下方向に延びる過大変位防止用の支柱が設けられており、該支柱の先端が球面形状とされていることを特徴とする請求項３に記載の免制震部材。
【請求項５】
前記上下一対の略正三角形枠部材間で支柱の回りに補助バネが配置され、該支柱に螺合装着されたバネ座によりバネ力を調整可能とされていることを特徴とする請求項４に記載の免制震部材。
【請求項６】
前記請求項１〜５の何れかの免制震部材を建造物の基礎地盤と建造物の土台の複数個所との間にそれぞれ設置して建造物を保持させるとともに、各設置個所の３個の弾性転動体により保持される建造物の上下方向のレベルをセンサで検出させ、該センサにより前記３個の弾性転動体内への圧縮空気供給手段を制御させて建造物を水平に保持させるようになしたことを特徴とする免制震装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、免制震部材及び該部材を使用した免制震装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、従来、免震積層ゴムだけの方式（例えば、特許文献１等）、空気バネだけの方式（例えば、特許文献２等）、免震積層ゴムと空気バネを上下方向に直列配置する方式（例えば、特許文献３、４等）、上下方向配置の免震積層ゴムと横方向配置のオイルダンパーとを併用する方式（例えば、特許文献５等）、上下方向配置の空気バネと横方向配置のバネダンパーとを併用する方式（例えば、特許文献６）、上下方向配置の複数個の空気バネを変位同期手段（連結フレーム）で長方形枠状に連結した方式（例えば、特許文献７）等が公知となっている。
【特許文献１】特開２００４−３６６４８号公報
【特許文献２】特開平１０−１８５６９号公報
【特許文献３】特開平９−１９５５７３号公報
【特許文献４】特開平９−３０２９８４号公報
【特許文献５】特開２００２−２６６９３６号公報
【特許文献６】特開平１０−１２２２９５号公報
【特許文献７】特開平１０−１６９７０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１の方式は、ゴムと鋼板を交互に積み重ね、加硫接着した構造であるため、一戸建て住宅等の小規模建造物に対しては、上下方向には硬く、横方向にも柔らかさが不十分で地震時の建造物の揺れを柔軟に吸収できない傾向があった。また、特許文献２の方式は、横揺れ防止に弱点がある。また、特許文献３，４の方式は、空気バネの横揺れ防止に対する弱点を板バネやアンカーロッド・ゴムブッシュ等の別部材によってカバーしようとするものであるが、免震積層ゴムと空気バネとの２種類の免震手段のの他に別部品が必要であるため部品点数が増加し高価となる。また、特許文献５の方式は、オイルダンパーで横方向の揺れを規制しているが、上下方向の揺れ及び横方向の揺れを免震積層ゴムで受ける構造であるため、一戸建て住宅等の小規模建造物に対しては、上下方向には硬く、横方向にも柔らかさが不十分で地震時の建造物の揺れを柔軟に吸収できない傾向があるとともに、免震積層ゴムとオイルダンパーとの２種類の免震手段が必要となるため部品点数が増加し高価となる。また、特許文献６の方式は、空気バネとバネダンパーとの２種類の免震手段の他に支柱や低摩擦部材が必要であるため部品点数が増加し高価となる。また、特許文献７の方式は、空気バネだけを複数個使用するだけであるが、これらを変位同期手段（連結フレーム）で長方形枠状に連結しているため、部品点数が増加し高価となるとともに、横方向のねじれに対して弱点がある。
【０００４】
本発明は、１種類の免震手段で地震時や台風時等における建造物の上下方向の揺れや横方向の揺れを柔軟に吸収でき、また、過大変位を防止し、さらに、部品点数を少なくし得る免制震部材及び免制震装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するため本発明は、３個の同一形状の弾性転動体と、これら３個の弾性転動体が互いの中心軸線を同一平面上で交差するように略正三角形状に配置し、しかも、これら３個の弾性転動体を前記略正三角形の頂角部で隣接する弾性転動体同士を接触させた状態で保持する保持手段とで構成し、前記弾性転動体は、内部に圧縮空気を充填可能としたものである。
また、本発明は、前記弾性転動体を車両用タイヤで構成したものである。
【０００６】
前記保持手段は、前記略正三角形配置された３個の弾性転動体を上下及び略正三角形周囲から拘束挟持する上下一対の略正三角形枠部材からなり、前記上下一対の略正三角形枠部材は、上下方向に離隔して非接触状態で対向配置されている。
また、本発明は、前記一方の略正三角形枠部材の中心部に上下方向に延びる過大変位防止用の支柱が設けられており、該支柱の先端が球面形状とされている。
【０００７】
前記上下一対の略正三角形枠部材間で支柱の回りに補助バネが配置され、該支柱に螺合装着されたバネ座によりバネ力を調整可能とされている。
【０００８】
また、本発明の免制震装置は、前記の何れかの免制震部材を建造物の基礎地盤と建造物の土台の複数個所との間にそれぞれ設置して建造物を保持させるとともに、各設置個所の３個の弾性転動体により保持される建造物の上下方向のレベルをセンサで検出させ、該センサにより前記３個の弾性転動体内への圧縮空気供給手段を制御させて建造物を水平に保持させるようになしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、弾性転動体を略正三角形に配置し、圧縮空気を充填することで重量保持を可能とし、建造物の水平制御は弾性転動体の圧縮空気圧を制御することで行い、これによって免制震としての機能と機構を合わせ持った免制震部材とこれを用いた免制震装置を提供することができる。しかも、地震時や台風時等いずれの方向からの外力に対しても３個という最少数の弾性転動体の略正三角形配置によりほぼ一様な空気バネ機能を発揮させて前記外力を柔軟に吸収緩和させることができ、しかも、弾性転動体同士の接触点における摩擦抵抗で振動を抑制させることができる。上記３個の弾性転動体は、車両用タイヤで構成することにより、一戸建て住宅のような比較的小規模建造物に対して十分な重量保持剛性と全方向に対する空気バネ作用によって柔軟な免制震機能を備えた免制震部材を提供することができる。また、本発明によれば、免制震部材の構成部品点数を少なくして安価に提供することができる。さらに、本発明では、過大変位防止用の支柱を設けることによって、過大変位を防止することができる。また、本発明は、補助バネを用いることによって、３個の弾性転動体による空気バネを補助させることができ、しかも、該補助バネを支柱の回りにバネ座を介してバネ力を調整可能に配置することにより、３個の弾性転動体による建造物の下限レベルの設定が可能となる。即ち、圧縮空気充填前に建造物を支柱の先端で支持させておき、この状態でバネ座を上げて補助バネのバネ力を増大させて建造物を支柱の先端から所定レベル（下限レベル）まで持ち上げておき、この状態で３個の弾性転動体内に圧縮空気を充填してさらに所定レベル（上限レベル）まで持ち上げ、これらのレベル間で圧縮空気の供給を制御させて建造物を水平に維持させることが容易に可能となる。例えば、下限レベルとなると圧縮空気の供給を開始させ、上限レベルになると圧縮空気の供給を停止させるのである。なお、下限レベルは補助バネのバネ力の調整により設定しなくてもよい。これらのレベルの検出は、本発明の免制震部材の各設置位置にセンサを設置することにより容易に行われる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る免制震部材Ａの概略平面図、図２は、概略側面図である。これらの図において、本発明の免制震部材Ａは、３個の同一形状の弾性転動体１と、これら３個の弾性転動体１を互いの中心軸線を同一平面上で１２０度の交差角をもって正三角形状に配置し、しかも、これら３個の弾性転動体１を上記正三角形の頂角部で隣接する弾性転動体１同士を接触させた状態で保持する保持手段２，３とで構成し、前記弾性転動体１は、内部に圧縮空気を充填可能としている。
【００１１】
上記弾性転動体１は、車両用タイヤで構成するのが好ましい。即ち、車両用タイヤは、中心部に剛性の高いホイールリムを備えており、外力に対して高い変形抵抗を有している。しかし、１個だけでは中心軸線に直交する平面内の外力に対して空気バネとしての機能は得られるが、他の方向の外力に対して倒れる等により空気バネの機能に差がでる不具合がある。そこで、これを３個使用し、それらの中心軸線を同一平面上で１２０度の交差角をもって正三角形状に配置し、しかも、それらを正三角形の頂角部で接触させ、この状態を保持手段２，３で保持させる。この場合、各弾性転動体１は、保持手段２，３に対して、中心軸線回りで回転可能に支持してもよく、回転を拘束して支持させてもよい。
【００１２】
上記保持手段２，３は、正三角形配置された３個の弾性転動体１を上下及び正三角形周囲から拘束挟持する上下一対の正三角形枠部材２，３からなり、これら上下一対の正三角形枠部材２，３は、上下方向に離隔して非接触状態で対向配置されている。これにより、３個の弾性転動体１は、いかなる方向からの外力に対しても、正三角形状の形態を継続して維持させることが可能となり、空気バネの機能に差がでることを防止することができる。なお、上下一対の正三角形枠部材２，３の各頂角部には各弾性転動体１の自由移動を規制する規制板２ａ，３ａが設けられている。
【００１３】
上記下方の正三角形枠部材３の中心部には、上下方向に延びる過大変位防止用の支柱４が設けられており、この支柱４の先端４ａは球面形状とされている。そして、下側の正三角形枠部材３の中心部の支柱４の回りに補助バネ５が配置されている。この補助バネ５は、支柱４に螺合装着されたバネ座６によりバネ力を調整可能とされている。なお、補助バネ５の上下両端部が当接するバネ座６の上面及び上側の正三角形枠部材２の下面中央には補助バネ５の横ずれを防止するバネ受けが設けられている。
【００１４】
上記構造の免制震部材Ａは、図２に示すように、建造物７の基礎地盤８と建造物７の土台７ａの複数個所（図３参照）との間にそれぞれ設置して建造物７を保持させるとともに、各設置個所の３個の弾性転動体１により保持される建造物７の上下方向のレベルをセンサ９で検出させ、該センサ９により前記３個の弾性転動体１内への圧縮空気供給手段１０を制御させて建造物７を水平に保持させるようにしている。
【００１５】
上下一対の正三角形枠部材２，３には、図２に示すように、取付プレート２ｂ，３ｂが一体に設けられており、建造物７の基礎地盤８には、下側の正三角形枠部材３の取付プレート３ｂがボルト・ナット等の締結部材１１により固着され、建造物７の土台７ａには、上側の正三角形枠部材２の取付プレート２ｂがボルト・ナット等の締結部材１２により直接、或いは、肉厚の金属板１３を介して固定されている。
【００１６】
センサ９は、基礎地盤８に対する建造物７の上限レベルＨと下限レベルＬとを検出して制御手段１４に伝達する機能をもつもので各種のセンサが使用可能である。このセンサ９が検出したレベル信号により制御手段１４を介して３個の弾性転動体１内への圧縮空気供給手段１０を制御させるものである。本実施形態では、基礎地盤８側に設けた支柱４の先端４ａに対する建造物７の土台７ａ側の取付プレート２ｂの下面のレベルをセンサ９で検出させるようにした場合を示している。
【００１７】
圧縮空気供給手段１０は、図２、図３に示すように、コンプレッサ１５と、このコンプレッサ１５から各位置の３個の弾性転動体１に圧縮空気を供給する空気配管１６と、この空気配管１６の基部に設置された電磁弁１７とから構成されている。図２、図３の実施形態は、１台の共通のコンプレッサ１５から各位置の免制震部材Ａの３個の弾性転動体１に空気配管１６が分岐され、各分岐された空気配管１６に１個の電磁弁１７が設置され、該電磁弁１７の設置位置より下流側において、各空気配管１６がさらに３本に分岐されて３個の弾性転動体１に接続されている。即ち、各設置位置における３個の弾性転動体１は、共通の電磁弁１７によって圧縮空気の供給が制御されるようになっている。各弾性転動体１は、注入用逆止弁１８を有し、前記空気配管１６に接続されている。この注入用逆止弁１８は、圧縮空気が電磁弁１７を経由して供給されることにより自動的に開動作して圧縮空気を弾性転動体１内に注入充填させ、電磁弁１７からの圧縮空気の供給が停止されると自動的に閉動作して弾性転動体１内に充填された圧縮空気の流出を防止する機能を有しているものが使用されている。なお、上記電磁弁１７は、図２においては、大気放出口１９を備えた三方弁を使用した場合を例示している。
【００１８】
本発明の実施形態は、以上の構成からなり、次に動作を説明する。本発明の免制震部材Ａは、基礎地盤８と建造物７の土台７ａとの間に上下一対の正三角形枠部材２，３を、その取付プレート２ｂ，３ｂに締結部材１１，１２を締結することにより固着する。例えば、図３に示すように、建造物７の平面形状に対して、四隅等の各角部と各辺の中間部その他所定の位置に本発明の免制震部材Ａを設置するものである。施工順序として、基礎地盤８側の各設置位置に本発明の免制震部材Ａの下側の正三角形枠部材３を取付けておき、その支柱４の先端４ａに上側の正三角形枠部材２を介して建造物７の土台７ａを載せて上側の正三角形枠部材２を土台７ａに取付け固定する。この状態の建造物７の土台７ａの基礎地盤８に対するレベルを最大変位レベルＬＬとする。そして、この状態で、バネ座６を締め上げて補助バネ５を介して建造物７の土台７ａを図２に示す下限レベルＬまで持ち上げる。次に、各電磁弁１７を開動作させてコンプレッサ１５から圧縮空気を各位置の免制震部材Ａの３個の弾性転動体１内に供給充填し、上限レベルＨに達すると、各電磁弁１７を閉動作させる。
【００１９】
この上限レベルＨと下限レベルＬとを制御手段１４に設定登録しておき、センサ９によるレベル検出信号が下限レベルＬになると当該設置位置に対応する電磁弁１７を開動作させ、上限レベルＨになると該電磁弁１７を閉動作させるように制御させる。これにより、本発明の免制震部材Ａの各設置位置における建造物７の土台７ａのレベルが常に上限レベルＨに維持され、建造物７を水平に保持させることができる。そして、地震時や台風時には、外力の作用方向に対して、各位置の３個の弾性転動体１がどの方向にもほぼ同様に弾性変形してほぼ均一な空気バネ作用により外力を柔軟に吸収し、しかも、各弾性転動体１の接触点における摩擦抵抗によって振動を抑制させることができる。
【００２０】
この弾性変形過程において、建造物７の土台７ａが下限レベルＬになると、センサ９により制御手段１４を介して当該位置に対応する電磁弁１７を開動作させて上限レベルＨに回復させる。センサ９の下限レベルＬの検出範囲は下限レベルＬから最大変位レベルＬＬの間である。また、下限レベルＬを超える建造物７の土台７ａの過大変位に対しては、支柱４の先端４ａが最大変位レベルＬＬの位置で支持して阻止するので、建造物７が倒壊することが防止される。支柱４の先端４ａは、球面状としてあるため、建造物７のいずれの方向からの変位に対しても点接触状態で土台７ａの過大変位を支持させることができる。なお、センサ９が最大変位レベルＬＬや下限レベルＬを検出した状態のままで一定時間以上継続すると、装置異常として家人や管理人又は警備会社等に報知させるようにすることができる。
【００２１】
本発明の実施形態は以上からなるが、本発明は、上記実施形態のみに制約されること無く特許請求範囲に記載の範囲内で自由に変形して実施することができる。例えば、３個の弾性転動体１の保持は、１２０度の交差角で設けた３本の中心軸に弾性転動体１をそれぞれ装着し、該中心軸上に建造物７の支持部材を設けてもよい。また、上記実施形態は、３個の弾性転動体１の配置を幾何学的に最良の正三角形配置とした場合を例示したが、本発明は、このような幾何学的に厳密な配置でなく多少変形して実施してもよい。また、建造物７に複数個設置される本発明の免制震部材Ａ毎にコンプレッサ１５と電磁弁１７をまたは電磁弁１７を取付けないでコンプレッサ１５との１対１の対応で設置するようにしてもよい。センサ９の取付け位置は機能が満足すればどの位置でもよい。さらに、支柱４は、基礎地盤８に下端を埋設して実施してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る免制震部材の概略平面図である。
【図２】同部材の概略側面図である。
【図３】同部材の建造物への設置例の概略平面図である。
【符号の説明】
【００２３】
Ａ    免制震部材
１    弾性転動体
２、３    上下一対の正三角形枠部材（保持手段）
４    支柱
５    補助バネ
６    バネ座
７    建造物
８    基礎地盤
９    センサ
１０  圧縮空気供給手段
【図１】
2005256494.tif 000003
【図２】
2005256494.tif 000004
【図３】
2005256494.tif 000005