(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、このシリンダに対して摺動自在に配されたピストンと、このピストンに一端が連結されたピストンロッドと、ピストンにより画成されたピストンの一端面側の室とピストンの他端面側の室とを連通するオリフィス通路と、両室に配された流体と、ピストンを、ピストンロッドの他端側に向かって付勢する付勢手段とを具備しており、ピストンロッド及びシリンダのうちのいずれか一方は、構造物及び基礎のうちのいずれか一方に形成された凹所に当接する当接手段を具備している免震支承用のロック機構。
【請求項２】
ピストンの一端面側の室とピストンの他端面側の室と間における一方の方向の流体の移動を許容する一方向弁付き通路を更に具備しており、一方向弁付き通路は、その通路径がオリフィス通路の通路径よりも実質的に十分に大であるように、形成されている請求項１に記載の免震支承用のロック機構。
【請求項３】
一方向弁付き通路は、ピストンに設けられている請求項２に記載の免震支承用のロック機構。
【請求項４】
ピストンロッドは、ピストンの一端面側の室とピストンの他端面側の室とのいずれか一方の室を貫通して伸びた円柱体からなり、当該一方の室と他方の室とは、シリンダに取り囲まれている請求項１から３のいずれか一項に記載の免震支承用のロック機構。
【請求項５】
ピストンロッドは、シリンダの内周面に摺動自在に嵌装された有底の円筒体からなり、ピストンの一端面側の室とピストンの他端面側の室とのいずれか一方の室は、シリンダに取り囲まれており、他方の室は、ピストンロッドに取り囲まれている請求項１から３のいずれか一項に記載の免震支承用のロック機構。
【請求項６】
両室に配された流体は液体である請求項１から５のいずれか一項に記載の免震支承用のロック機構。
【請求項７】
オリフィス通路は、ピストンに設けられている請求項１から６のいずれか一項に記載の免震支承用のロック機構。
【請求項８】
付勢手段は、一端ではピストンに当接し、他端では、シリンダに当接して当該シリンダ内に配されたコイルばねを具備している請求項１から７のいずれか一項に記載の免震支承用のロック機構。
【請求項９】
構造物と基礎との間に配されて構造物を支持すると共に、剪断変形並びに転がり及び滑り変位のうち少なくとも一方により構造物を免震する免震支承と、請求項１から７のいずれか一項に記載の免震支承用のロック機構とを具備しており、免震支承用のロック機構は、一端では、当接手段を介して構造物の下面及び基礎の上面のうちのいずれか一方に形成された凹所に当接しており、他端では、構造物の下面及び基礎の上面のうちのいずれか他方に固着されている免震支持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビルディング、マンション（集合住宅）又は一戸建て住宅等の構造物を免震支持する免震支承を、基礎に対して構造物に加わる相対的な水平方向の力が風等によるものであって一定値以下の場合には、作動させないようにする免震支承用のロック機構及びこの免震支承用のロック機構を用いた免震支持装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
免震支承は、構造物と基礎との間に配されて、地震等による基礎の振動を構造物に減衰させて伝達して、構造物を過度に振動させないようにし、而して、地震等による構造物の破壊、倒壊などを防止する。
【０００３】
免震支承としては、転がり若しくは滑りを用いるもの又はいわゆる積層ゴムの剪断変形を用いるもの等が提案されているが、地震等による基礎の振動を構造物に伝達させないようにするには、通常、転がり若しくは滑りを用いるものでは転がり易く若しくは滑り易く、また積層ゴムの剪断変形を用いるものでは剪断変形し易く設計される。
【０００４】
ところで、転がり易く若しくは滑り易く又は剪断変形し易いことは、本来の地震による振動以外の風等の構造物自体に加わる少しの水平方向の力によっても容易に振動されることになり、構造物が前記のようにビルディング、マンション又は一戸建て住宅等であると、逆に居住性を劣化させることになる。
【０００５】
免震支承は、このような二律背反の特性を満足する必要があるが、未だこの要求を満足するものは提案されていない。
【０００６】
本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、地震等の地殻変動による一定値以上の振動に対しては、免震支承を作動可能にし、風等の構造物自体に加わる少しの水平方向の力によっては免震支承を作動させないようにし得る免震支承用のロック機構及びこの免震支承用のロック機構を用いた免震支持装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の免震支承用のロック機構は、シリンダと、このシリンダに対して摺動自在に配されたピストンと、このピストンに一端が連結されたピストンロッドと、ピストンにより画成されたピストンの一端面側の室とピストンの他端面側の室とを連通するオリフィス通路と、両室に配された流体と、ピストンを、ピストンロッドの他端側に向かって付勢する付勢手段とを具備しており、ピストンロッド及びシリンダのうちのいずれか一方は、構造物及び基礎のうちのいずれか一方に形成された凹所に当接する当接手段を具備している。
【０００８】
本発明のロック機構は、オリフィス通路のみでもロック解除を行い得るが、このロック解除を迅速に行わせるために、ピストンの一端面側の室とピストンの他端面側の室と間における一方の方向の流体の移動を許容する一方向弁付き通路を更に具備していてもよく、一方向弁付き通路は、その通路径がオリフィス通路の通路径よりも実質的に十分に大であるように、形成されている。ここで、一方向弁付き通路は、シリンダ等に設けてもよいが、好ましい例ではピストンに設けられる。
【０００９】
本発明では、ピストンロッドは、ピストンの一端面側の室とピストンの他端面側の室とのいずれか一方の室を貫通して伸びた円柱体又はシリンダの内周面に摺動自在に嵌装された有底の円筒体からなり、ピストンロッドが円柱体からなる場合には、一方の室と他方の室とは、シリンダに取り囲まれており、ピストンロッドが円筒体からなる場合には、ピストンの一端面側の室とピストンの他端面側の室とのいずれか一方の室は、シリンダに取り囲まれて、他方の室は、ピストンロッドに取り囲まれている。
【００１０】
本発明において両室に配された流体は、気体又は液体のいずれであってもよいが、好ましくは所望の流動抵抗を期待し得るシリコンオイル等の液体である。
【００１１】
なお、本発明では、両室に配された流体が通るオリフィス通路は、好ましくはピストンに設けられるが、これに代えてシリンダに設けてもよい。
【００１２】
本発明の付勢手段は、通常、コイルばね等の弾性手段で構成されるのが好ましく、コイルばねで構成する場合には、その一端をピストンに当接させ、他端をシリンダに当接させて、当該シリンダ内に配するとよい。
【００１３】
当接手段は、通常、構造物の下面に形成された凹所に当接するように、ピストンロッド及びシリンダのうちのいずれか一方に設けられるが、この当接手段は、単に、凹所に滑り接触するように、ピストンロッド又はシリンダに形成された半球面若しくは半円筒面で具体化してもよいが、これに代えて、好ましくは、ピストンロッドの他端又はシリンダの端部に、回転自在に取り付けた球体又はローラにより具体化する。また、凹所としては、楔状若しくはＶ字状であっても、半球面状、円錐面状若しくは截頭円錐面状のいずれであってもよいが、好ましくは、凹所を半球面状、円錐面状に形成する。当接手段を半球面又は球体から構成し、凹所を半球面状、円錐面状若しくは截頭円錐面状から構成することにより、水平方向のあらゆる方向の力に対して、本発明の免震支承用のロック機構を作動させることができるので好ましい。
【００１４】
本発明の免震支承用のロック機構は、ビルディング、マンション又は一戸建て住宅等の構造物に適用可能であるが、特に、重量が比較的小である一戸建て住宅に用いて好適である。
【００１５】
本発明の免震支持装置は、上述の免震支承用のロック機構と、構造物と基礎との間に配されて構造物を支持すると共に、剪断変形並びに転がり及び滑り変位のうち少なくとも一方により構造物を免震する免震支承とを具備しており、免震支承用のロック機構は、一端では、当接手段を介して構造物の下面及び基礎の上面のうちのいずれか一方に形成された凹所に当接しており、他端では、構造物の下面及び基礎の上面のうちのいずれか他方に固着されている。
【００１６】
本発明の免震支持装置は、免震支承用のロック機構を一個のみ具備したものに限らず、例えば免震支承の周りに対称に配された複数個の免震支承用のロック機構を具備してもよいのである。
【００１７】
本発明の免震支持装置の免震支承は、ローラからなって当該ローラの転がりを用いるもの若しくは滑り板からなって滑り板に対する滑りを用いるものでも又は鋼板等からなる補強層と天然ゴム等からなるゴム層とを交互に積層してなり、必要に応じて鉛支柱が内部に配された積層ゴムであって、ゴム層の剪断変形を用いるものであってもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を、図に示す好ましい実施例に基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明はこれら実施例に何等限定されないのである。
【００１９】
【実施例】
図１において、本例の免震支承用のロック機構１は、シリンダ２と、シリンダ２に対して軸方向（上下方向）３に摺動自在に配されたピストン４と、ピストン４に一端５が連結されたピストンロッド６と、ピストン４により画成されたピストン４の一端面側の室７とピストン４の他端面側の室８とを連通するオリフィス通路９と、両室７及び８に配されたシリコンオイル等の液体の流体１０と、ピストン４を、ピストンロッド６の他端１１側に向かって付勢する付勢手段１２と、ピストンロッド４及びシリンダ２のうちのいずれか一方、本例ではピストンロッド４の他端１１に設けられて、構造物１３及び基礎１４のうちのいずれか一方、本例では構造物１３に形成された凹所１５に当接する当接手段１６と、ピストン４の一端面側の室７とピストン４の他端面側の室８と間における一方の方向の流体１０の移動、本例では室７から室８への流体１０の移動を許容する一方向弁付き通路１７とを具備している。
【００２０】
シリンダ２は、円筒体２１と、円筒体２１の一端面に固着された下部の板状の蓋体２２と、円筒体２１の他端面に固着された上部のキャップ状の蓋体２３とを具備しており、円筒体２１の内部において、ピストン４と蓋体２２との間で室７を、ピストン４と蓋体２３との間で室８をそれぞれ形成している。
【００２１】
オリフィス通路９及び一方向弁付き通路１７のそれぞれは、ピストン４に設けられている。一方向弁付き通路１７は、その通路径がオリフィス通路９の通路径よりも実質的に十分に大であるように、形成されている。
【００２２】
本例のピストンロッド６は、室８及び蓋体２３を貫通して外部に伸びた円柱体からなり、本例の室７と室８とは、シリンダ２に取り囲まれている。
【００２３】
付勢手段１２は、一端３１ではピストン４の下面３２に当接し、他端３３では、シリンダ２の蓋体２２の上面３４に当接して、当該シリンダ２内の室７に配されたコイルばね３５を具備している。
【００２４】
当接手段１６は、ピストンロッド４の他端１１に固着されたローラ支持部材４１と、ローラ支持部材４１に軸４２を介して回転自在に取り付けられたローラ４３とを具備しており、ローラ４３が凹所１５に当接するようになっている。
【００２５】
なお、室８は流体１０で充満されることなく、その上方に圧縮性の流体、例えば空気等の気体４５が配されている。したがって、室８は外部に対して密閉されている必要はなく、例えば、蓋体２３に貫通孔を形成して、この貫通孔を介して室８と外部とを連通させてもよい。
【００２６】
以上のロック機構１は、図２に示すように、構造物１３と基礎１４との間に配されて構造物１３を支持すると共に、水平方向５１の剪断変形により構造物１３を免震する免震支承、例えば積層ゴムからなる免震支承５２と共に用いられる。ここで、ロック機構１は、一端では、当接手段１６のローラ４３が構造物１３の下面５３の凹所１５に当接して、他端では、シリンダ２の蓋体２２が基礎１４の上面５４に固着されて、構造物１３と基礎１４との間に配される。免震支承５２自体は、よく知られているので説明を省略する。
【００２７】
地震等により構造物１３に対して基礎１４が水平方向５１に振動すると、免震支承５２は、水平方向５１に剪断変形されようとするが、構造物１３に対して基礎１４の水平方向５１の力が一定値以下の場合には、ロック機構１により基礎１４に対する構造物１３の水平方向５１の変位が阻止され、免震支承５２は、水平方向５１に剪断変形されず、構造物１３と基礎１４とは、水平方向５１に同様に振動する。
【００２８】
構造物１３に対して基礎１４の水平方向５１の力が一定値を超えると、コイルばね３５の弾性力に抗する力が凹所１５に当接するローラ４３を介してピストンロッド６に加えられて、これによりピストンロッド６及びピストン４は下降され始めると共にローラ４３は凹所１５から転がり出て、凹所１５外の構造物１３の下面５３に当接して転動して、ロック機構１によるロックが解除されたことになり、これにより免震支承５２は、水平方向５１に剪断変形されることになる。地震等による基礎１４の水平方向５１の振動中、免震支承５２は、水平方向５１に交互に剪断変形されて、この剪断変形により構造物１３への地震等による振動の伝達を減少して、その振動エネルギを減衰させる。
【００２９】
ピストン４の下降により、室７に収容された流体１０は、殆ど流動抵抗なしに主に一方向弁付き通路１７を介して室８に流動する。この流動後において、地震等による基礎１４の水平方向５１の振動中に、ローラ４３が凹所１５に位置する毎に、ばね３５の弾性力は、ピストン４を上昇させようとするが、このピストン４の上昇を行わせるためには、室８から室７への流体１０の流動を同時に行わせる必要があるが、室８から室７への流体１０の流動は、一方向弁付き通路１７に代えて、流動抵抗の大きいオリフィス通路９のみを介して緩慢に行われることになり、而して、基礎１４の水平方向５１の振動中であって、ローラ４３が凹所１５を通過中においては、当該ローラ４３が振動生起前の状態で凹所１５に嵌まり込む程度までにはピストン４の上昇が行われない。したがって、ロック機構１は、一旦ロックの解除を行うと、地震等の振動がある程度の収まるまで、再びロック動作を行わないようになっており、地震等による振動中、免震支承５２は、ロック機構１のロック動作に影響されることなしに、水平方向５１に交互に剪断変形される。
【００３０】
通常、日本の地震を対象とする場合には、ローラ４３が振動生起前の状態で凹所１５に嵌まり込むまでの時間が３０秒から１分程度かかるように、オリフィス通路９の通路径及び流体１０の種類等を選定する。
【００３１】
地震等の振動がある程度に収まると、ローラ４３が振動生起前の状態で凹所１５に嵌まり込み、これによりロック機構１により構造物１３に対する基礎１４の水平方向５１の変位が再び阻止されるようになる。
【００３２】
ロック機構１は、以上のように動作するため、風等により基礎１４に対して構造物１３が水平方向５１に振動されようとしても、これを阻止して構造物１３の風等による振動を防止し得る。
【００３３】
上記のロック機構１では、ピストンロッド６を円柱体から構成し、ピストンロッド６の他端１１に当接手段１６を設けたが、図３に示すように、ピストンロッド６を、シリンダ２の円筒体２１の内周面に摺動自在に嵌装された有底の円筒体から構成し、ピストン４の一端面側の室７をシリンダ２により取り囲み、室８をピストンロッド６により取り囲み、シリンダ２のキャップ状の蓋体２２に当接手段１６を設けて、当接手段１６を基礎１４の上面５４に形成された凹所１５に当接させるようにしてもよい。図３に示す例において、ピストンロッド６の一端５にはピストン４が固着されており、ピストンロッド６の他端１１は、板状の取り付け部材６１を介して構造物１３の下面５３に固着されており、当接手段１６は、ローラ支持部材４１及びローラ４３に加えて、一端が蓋体２２に固着されて、他端にローラ支持部材４１が取り付けられた連結ロッド６２を具備している。なお、取り付け部材６１及び連結ロッド６２を省いて、ピストンロッド６の他端１１を構造物１３の下面５３に、ローラ支持部材４１を蓋体２２に夫々直接固着してもよい。図３に示すロック機構１もまた、図１に示すロック機構１と同様に動作する。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、地震等の地殻変動による一定以上の振動に対しては、免震支承を作動可能にし、風等の構造物自体に加わる少しの水平方向の力によっては免震支承を作動させないようにし得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の免震支承用のロック機構の好ましい一実施例の断面図である。
【図２】図１に示す例を用いた本発明の免震支持装置の好ましい一実施例の説明図である。
【図３】本発明の免震支承用のロック機構の好ましい他の実施例の断面図である。
【符号の説明】
１  免震支承用のロック機構
２  シリンダ
４  ピストン
６  ピストンロッド
７、８  室
９  オリフィス通路
１０  流体
１２  付勢手段
１３  構造物
１４  基礎
１５  凹所
１６  当接手段
【図１】
0003772499.tif 000002
【図２】
0003772499.tif 000003
【図３】
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