(57)【要約】【課題】  上下方向と水平方向と複雑な地震動に対して、上側部材と下側部材が噛み合って外れないようにして大きな引き抜き力に抵抗でき、上側部材と下側部材が振動で移動した後も元の位置に戻るようにして、あらゆる方向の地震動に対応できる免震装置を提供する。【解決手段】  上部移動盤２の中央支持軸３下部に取り付いている移動用円盤４の円形外縁が、上下方向と水平方向に対して縦・横自由に移動しても、下部固定盤８の固定用円盤９の円形内縁にぶつかり噛み合って外れないように設計されているので、上下方向の引き抜き力に対しても大きな耐力を発揮することができ、上部移動盤２の中央支持軸３下部に取り付いている回転移動球５が水平方向に移動しても、常に下部固定盤８の傾斜角度ｅが付いている傾斜基礎版１０の水下にあたる元の位置である中心部分に戻ってくるものである【選択図】      図１
2016125586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部構造物に固定された上部移動盤と、上部移動盤の中央支持軸下部に取り付いている回転移動球が、下部基礎部材に固定された下部固定盤の傾斜基礎版上を水平に移動して、水平地震動のエネルギーを受け開放しながら減衰することを特徴とする免震装置である。
【請求項２】
上部構造物に固定された上部移動盤と、上部移動盤の中央支持軸下部に取り付いている移動用円盤が、下部基礎部材に固定された下部固定盤の固定用円盤との空間内を上下に移動して、上下地震動のエネルギーを受け開放しながら減衰することを特徴とする免震装置である。
【請求項３】
上部構造物に固定された上部移動盤と、上部移動盤の中央支持軸下部に取り付いている移動用円盤が、下部基礎部材に固定された下部固定盤の固定用円盤と、上下方向と水平方向に移動しても噛み合って外れず、上下方向の引き抜き力に対して大きな耐力を発揮することを特徴とする免震装置である。
【請求項４】
上部構造物に固定された上部移動盤と、上部移動盤の中央支持軸下部に取り付いている回転移動球が、下部基礎部材に固定された下部固定盤の傾斜基礎版上を水平に移動しても、常に元の位置である傾斜基礎版の中心部分に戻ってくることを特徴とする免震装置である。
【請求項５】
上部構造物に固定された上部移動盤と、上部移動盤の中央支持軸下部に取り付いている回転移動球が、下部基礎部材に固定された下部固定盤の傾斜基礎版の傾斜角度を変えることにより、水平方向の地震動に対する回転移動球の初期の作動を、小規模震動から中規模振動まで調節できることを特徴とする免震装置である。
【請求項６】
上部構造物に固定された上部移動盤の中央支持軸下部に取り付いている移動用円盤が移動する時に、下部基礎部材に固定された下部固定盤の固定用円盤の円形内縁に取り付けた弾塑性部材が、上下方向と水平方向の地震動に対する衝撃を吸収して減衰することを特徴とする免震装置である。
【請求項７】
上部構造物に固定された上部移動盤と、上部移動盤の中央支持軸下部に取り付いている回転移動球が、下部基礎部材に固定された下部固定盤の傾斜基礎版上を水平に回転しながら移動するので、水平方向の地震動の振動を伝え難く長周期地震に対しての影響が小さいことを特徴とする免震装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構築物と基礎部材の間、又は、柱の注脚と柱頭の間に介装着され、構築物を地震から保護
する免震装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、建築物や橋などの構造部を地震などの振動から保護するために、免震装置が積極的に使用されるようになってきた。従来の免震装置は、ゴムやバネなどを介して構造物を支承することにより、これらの弾力性によって震動を吸収するものがほとんどであった。しかし、ゴムやバネなどは比較的劣化が早いので、長期間使用されることが多い免震装置としては必ずしも適当ではなかった。
【０００３】
そこで、これらの問題を解決する手段として、特開２００６−２８３９５９号公報に示すように、上部構造物に固定され内面が凹状の曲面部分が形成された上側部材と、基礎部材に支持された内面が凹状の曲面部分が形成された下側部材と、それらの２部材との間に介在する上下が対称な凸状の曲面部分を有する転動部材とを備えた免震装置が発案された。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２８３９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来の免震装置は、上側部材と転動部材と下側部材がそれぞれ固定されていないので、上下方向と水平方向との複合した強い複雑な振動に対して、不安定な動きになり上側部材と下側部材が大きくずれて中間の転動部材が外れてしまい、免震機能が停止してしまうという問題が発生する可能性があった。
【０００６】
また、水平方向の振動には効果があるが、上下方向の振動には効果がなかった。また、上側部材と転動部材と下側部材が一体となっていないので、上下方向の大きな引き抜き力に対しての耐力がなかった。さらに、水平方向に大きく変位した状態を、元の位置に戻すことが難しいなどの問題が発生する可能性があった。
【０００７】
本発明は上述した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、下部固定盤の内空間内を、一体となった上部移動盤が水平移動と上下移動を繰り返すことで、上記の諸問題に対応できる免震装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上部構造物に固定された上部移動盤と、上部移動盤の中央支持軸下部に取り付いている回転移動球が、下部基礎部材に固定された下部固定盤の傾斜基礎版上を水平に移動して、水平地震動のエネルギーを受けて開放しながら減衰することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明は、上部構造物に固定された上部移動盤と、上部移動盤の中央支持軸下部に取り付いている移動用円盤が、下部基礎部材に固定された下部固定盤の固定用円盤との空間内を上下に移動して、上下地震動のエネルギーを受け開放しながら減衰することを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明は、上部構造物に固定された上部移動盤と、上部移動盤の中央支持軸下部に取り付いている移動用円盤が、下部基礎部材に固定された下部固定盤の固定用円盤と、上下方向と水平方向に移動しても噛み合って外れず、上下方向の引き抜き力に対して大きな耐力を発揮することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明は、上部構造物に固定された上部移動盤と、上部移動盤の中央支持軸下部に取り付いている回転移動球が、下部基礎部材に固定された下部固定盤の傾斜基礎版上を水平に移動しても、常に元の位置である傾斜基礎版の中心部分に戻ってくることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明は、上部構造物に固定された上部移動盤と、上部移動盤の中央支持軸下部に取り付いている回転移動球が、下部基礎部材に固定された下部固定盤の傾斜基礎版の傾斜角度を変えることにより、水平方向の地震動に対する回転移動球の初期の作動を、小規模震動から中規模振動まで調節できることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明は、上部構造物に固定された上部移動盤の中央支持軸下部に取り付いている移動用円盤が移動する時に、下部基礎部材に固定された下部固定盤の固定用円盤の円形内縁に取り付けた弾塑性部材が、上下方向と水平方向の地震動に対する衝撃を吸収して減衰することを特徴とするものである。
【００１４】
さらに、本発明は、上部構造物に固定された上部移動盤と、上部移動盤の中央支持軸下部に取り付いている回転移動球が、下部基礎部材に固定された下部固定盤の傾斜基礎版上を水平に回転しながら移動するので、水平方向の地震動を伝え難く長周期地震に対しても影響が小さいことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
上述したように構成された免震装置は、上部構造物に固定された上部移動盤と、上部移動盤の中央支持軸下部に取り付いている移動用円盤が、下部基礎部材に固定された下部固定盤の固定用円盤との内部空間内を、上下方向と水平方向に移動しながら、大きな地震動のエネルギーを効果的に受けて開放し減衰することができるので、建築物の基礎部分や中間階の柱脚は勿論のこと、橋やその他の構造物などにも対応ができる免震装置である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る免震装置の全体構造を示す平面図と断面図である。
【図２】図２は図１の使用個所が、柱脚と柱頭の場合の断面図と平面図である。
【図３】図３は図１が、地震動により地盤と建物が移動する時の変位量を示す図面である。
【図４】図４は図１の傾斜基礎版の傾斜角が、5°と15°の場合の図面と傾斜角がｅ（0°〜20°）の場合の力のベクトル図面である。
【図５】図５は図１の免震装置の部材面を曲線に加工した場合の図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の免震装置は、図１に示すように、上部構造物１に固定された上部移動盤２と、上部移動盤の中央支持軸３の下部に取り付いている移動用円盤４と回転移動球５が、下部基礎部材７に固定された下部固定盤８の固定用円盤９と傾斜基礎版１０との内部空間内を、上下方向と水平方向に移動して地震動のエネルギーを受け開放しながら減衰するものである。
【００１８】
そして、本発明の免震装置に最も影響を及ぼすのが水平方向の地震動に対する最大変位量ｃ（cm）で、その影響を直接受ける上部移動盤２と下部固定盤８の水平変位量ｙ（cm）は、下記の数式１によって求まることが科学的に分かっている。下記の数式１の水平変位量ｙ（cm）を求める算出根拠となる各物理量である地震時の加速度ａ（gal）は、下記の表１の内閣府の「地震被害想定支援マニュアル」と過去の大地震である阪神・淡路大震災の数値を参考にし、πは数学的な定数である3.1415であり、固有周期ｆ（Hz）は、地盤の場合キラーパルスと呼ばれる一番不利な１Hzを採用して、それぞれの実用的な値を算定し水平の変位量ｙ（cm）を示した。
建物の加速度「200 gal」（震度５弱に相当）の場合、ｙ＝5.07 cm、
地盤の加速度「400 gal」（震度５強に相当）の場合、ｙ＝10.13 cm、
地盤の加速度「600 gal」（震度６弱に相当）の場合、ｙ＝15.20 cm、
地盤の加速度「800 gal」（阪神大震災に相当）の場合、ｙ＝20.27 cm、
上記の算定値より、建築物の変位量と地盤の変位量とをプラスした最も不利な最大変位量ｃは「5.07+20.27＝25.34 cm」となり、水平方向は「約25 cm」程度の移動寸法が必要となる。
【００１９】
（数１）
ｙ＝ａ／（２π・ｆ）２   〜    加速度の算定式  ａ＝ｙ  ｘ（２π・ｆ）２   より
ｙ：変位量（cm）
ａ：加速度（gal）
π：3.1415（定数）
ｆ：固有周期（Hz）
【００２０】
（表１）
地震被害想定支援マニュアル （内閣府より）
震度              ４       ５弱       ５強       ６弱        ６強         ７
加速度（gal）   40-110    110-240    240-520    520-830    830-1500    1500以上  
注記１：最大変位量を算出する地盤の最大加速度は、阪神・淡路大震災時の加速度を参考にすると、水平方向が「800 gal」、上下方向が「340 gal」となる。
注記２：建築物の最大加速度は、質量980 x 層せん断力係数0.2で、約「200 gal」とする。
【００２１】
また、本発明の免震装置に影響を及ぼす上下方向の地震動に対する変位量ｄ（cm）は、一般的に上下方向の加速度は水平方向の加速度の約半分（1／2）程度と考えられており、また、上部構造物である建築物などは上下方向の常時荷重に対して1.5倍の安全率をみて設計されているので、1.5G程度の加速度に対しても安全であると考えられる。そこで、上下方向の地震動に対しての変位量ｄ（cm）は水平変位量ほど大きくなくてもよく、約5〜10cm程度と考えられる。
【００２２】
また、本発明の免震装置は鉄系の金属材料なので、上部移動盤２の中央支持軸３下部に取り付いている移動用円盤４の円形外縁が、上下方向と水平方向に対して縦・横自由に移動しても、下部固定盤８の固定用円盤９の円形内縁にぶつかり噛み合って外れないように設計されているので、上下方向の引き抜き力に対しても充分な耐力を発揮するものである。
【００２３】
また、本発明の上部移動盤２の中央支持軸３下部に取り付いている回転移動球５が水平方向に移動する時、下部固定盤８の傾斜基礎版１０の傾斜角度ｅを１°から２０°までの間で自由に変えることにより、水平方向の地震動に対する回転移動球５の初期の作動を、小規模震動から中規模振動まで調節することができ、水平方向に移動した回転移動球５は、常に水下にあたる元の位置である傾斜基礎版１０の中心部分に戻ってくるものである。
【００２４】
しかも、本発明の上部移動盤２の中央支持軸３下部に取り付いている移動用円盤４が水平方向と上下方向に移動する時、下部固定盤８の固定用円盤９の円形内周部の上面と下面に取り付けた弾塑性部材が、上下方向と水平方向の地震動に対する衝撃を吸収して減衰し、鉄系の金属材料である中央支持軸３に取り付いている移動用円盤４と固定用円盤９との衝突時の傷みや変形を少なくするものである。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本免震装置は、低層住宅から高層ビルディングまでのあらゆる建築物の基礎部分や中間階の柱脚は勿論のこと、橋や鉄塔などの特殊な構造物、その他の土木構造物などにも使用できる免震装置である。
【符号の説明】
【００２６】
１    上部構造物、又は、柱脚（ＲＣ造、Ｓ造、他）
２    上部移動盤（上部構造物、又は、柱脚に固定する）
３    中央支持軸
４    移動用円盤
５    回転移動球
６    潤滑材注入孔
７    下部基礎部材、又は、柱頭（ＲＣ造、Ｓ造、他）
８    下部固定盤（下部基礎部材、又は、柱頭に固定する）
９    固定用円盤
１０    傾斜基礎版
１１    弾塑性部材
１２    傾斜角度（１°〜２０°）
１３    固定用ボルト
１４    柱脚（上部）
１５    柱頭（下部）
ａ    地震時に上部移動盤に働く水平地震動の方向
ｂ    地震時に下部固定盤に働く水平地震動の方向
ｃ    水平方向の最大変位量（cm）
ｄ    上下方向の最大変位量（cm）
ｅ    傾斜基礎版の傾斜角度（度）
ｆ    斜め右上向き方向の力のベクトル
ｇ    鉛直上向き方向の力のベクトル
ｈ    水平右向き方向の力のベクトル
【図１】
2016125586.tif 000003
【図２】
2016125586.tif 000004
【図３】
2016125586.tif 000005
【図４】
2016125586.tif 000006
【図５】
2016125586.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成28年2月24日(2016.2.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部構造物に固定された上部移動盤と、上部移動盤の中央支持軸下部に取り付いている移動用円盤の直径の大きさが、下部基礎部材に固定された下部固定盤の固定用円盤の直径の大きさより大きいので、移動用円盤の外縁部分が、固定用円盤の内縁部分に引っかかって外れず、移動用円盤が下部固定盤の空間内を上下方向や水平方向に自由に移動して、上下地震動のエネルギーを受け開放しながら減衰することを特徴とする免震装置。
【請求項２】
上部構造物に固定された上部移動盤と、上部移動盤の中央支持軸下部に取り付いている移動用円盤の直径の大きさが、下部基礎部材に固定された下部固定盤の固定用円盤の直径の大きさより大きいので、移動用円盤の外縁部分が、固定用円盤の内縁部分に引っかかって外れず、移動用円盤が下部固定盤の空間内を上下方向や水平方向に自由に移動して、上下方向の引き抜き力に対して大きな耐力を発揮することを特徴とする免震装置。