上下免震システム
【課題】許容負担荷重を広範囲に亘って任意に設定することができ、質量が大きな建屋に適用可能なものも得ることができる上下免震システムを提供すること。
【解決手段】上下免震システム１を構成するにあたり、建屋ピストン挿入口２１ａと免震用ピストン挿入口２２ａとを有する液体貯留槽２と、建屋ピストン挿入口２１ａから滑動自在に液体貯留槽に挿入されて建屋Ｂの下方に配置される建屋用ピストン部３と、免震用ピストン挿入口２２ａから滑動自在に液体貯留槽に挿入される免震用ピストン部４と、液体貯留槽の外部に配置されて免震用ピストン部に連結され、免震用ピストン部が振動したときに該振動を減衰させる振動吸収部５とを設け、液体貯留槽は、建屋用ピストン部および免震用ピストン部の各々が挿入されることによって密閉容器となるように構成し、建屋用ピストン部の断面積と前記免震用ピストン部の断面積とは互いに異なる値とする。
【解決手段】上下免震システム１を構成するにあたり、建屋ピストン挿入口２１ａと免震用ピストン挿入口２２ａとを有する液体貯留槽２と、建屋ピストン挿入口２１ａから滑動自在に液体貯留槽に挿入されて建屋Ｂの下方に配置される建屋用ピストン部３と、免震用ピストン挿入口２２ａから滑動自在に液体貯留槽に挿入される免震用ピストン部４と、液体貯留槽の外部に配置されて免震用ピストン部に連結され、免震用ピストン部が振動したときに該振動を減衰させる振動吸収部５とを設け、液体貯留槽は、建屋用ピストン部および免震用ピストン部の各々が挿入されることによって密閉容器となるように構成し、建屋用ピストン部の断面積と前記免震用ピストン部の断面積とは互いに異なる値とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上下免震システムに関し、特に建屋の上下方向の振動を免震する上下免震システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地震時に建屋の振動を抑える免震装置には、積層ゴムやすべり支承等を利用して水平方向の振動を低減させる水平免震装置と、建屋の下部に配置した空気ばね等のばねによって建屋を弾性支持することで上下方向の振動を低減させる上下免震装置とがある。また、水平免震装置と上下免震装置とを並設した三次元免震装置（特許文献１および特許文献２参照）や、伸縮方向と直交する方向に弾性的に変位して免震作用を行う複数の免震手段を被免震体と基礎との間に斜めに立設して水平方向および垂直方向の免震を行う三次元免震装置（特許文献３参照）も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−８２５４２号公報
【特許文献２】特開２００１−４１２８３号公報
【特許文献３】特開平８−１７７９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、直下型の大地震では強い縦揺れが起こるため、質量が小さい建屋のみならず質量が大きい建屋についても適用可能な上下免震システムが求められる。建屋の下部に配置したばねによって建屋を弾性支持することで上下方向の振動を低減させる上下免震装置では、ばねの剛性を高めることによって質量の大きな建屋でも該建屋を弾性支持することが可能になるが、ばねの剛性を高めると建屋の固有上下振動周期を地震動の上下振動周期よりも長くすることが困難になって免震性が低下する。このため、現在実用化されている上下免震装置は上下免震可能な許容負担荷重が比較的小さく、質量が大きい建屋には適用することができない。
【０００５】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、質量が大きい建屋に適用可能なものも得ることができる上下免震システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決し、目的を達成するために、本発明の上下免震システムは、断面積が互いに異なる少なくとも２つの開口部を有し、内部に液体を貯留する液体貯留槽と、前記２つの開口部の一方から滑動自在に前記液体貯留槽に挿入されて建屋の下方に配置される建屋用ピストン部と、前記２つの開口部の他方から滑動自在に前記液体貯留槽に挿入される免震用ピストン部と、前記液体貯留槽の外部に配置されて前記免震用ピストン部に連結され、前記免震用ピストン部が振動したときに該振動を減衰させる振動吸収部と、を備え、前記液体貯留槽は、前記建屋用ピストン部および前記免震用ピストン部の各々が挿入されることによって密閉容器となり、前記建屋用ピストン部の断面積と前記免震用ピストン部の断面積とは互いに異なる値であることを特徴とする。
【０００７】
本発明の他の上下免震システムは、上記の上下免震システムにおいて、前記建屋用ピストン部の断面積は前記免震用ピストン部の断面積よりも小さいことを特徴とする。
【０００８】
本発明の更に他の上下免震システムは、上記の上下免震システムにおいて、前記建屋用ピストン部の断面積は前記免震用ピストン部の断面積よりも大きいことを特徴とする。
【０００９】
本発明の更に他の上下免震システムは、上記の上下免震システムにおいて、前記振動吸収部は、前記免震用ピストン部が振動したときに該振動を打ち消す向きの弾性力を前記免震用ピストン部に加える弾性変形部と、前記弾性変形部に並設され、該弾性変形部が単振動したときに該単振動を減衰させる減衰部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の上下免震システムでは、建屋用ピストン部の断面積に対する免震用ピストン部の断面積の比、および振動吸収部の剛性を適宜選定することによって、建屋の固有上下振動周期を地震動の上下振動周期よりも長くすることができる。また、使用時における液体貯留槽内の液体の圧力が許容負担荷重となる。したがって、本発明の上下免震システムでは、建屋用ピストン部の断面積に対する免震用ピストン部の断面積の比、振動吸収部の剛性、および液体貯留槽の耐圧性を適宜選定することによって、上下免震可能な許容負担荷重を選定することができ、質量が小さな建屋に適用可能なものはもとより、質量が大きな建屋に適用可能なシステムも得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の上下免震システムの一例を概略的に示す部分断面図である。
【図２】図２は、図１に示した上下免震システムの免震動作時の状態を概略的に示す部分断面図である。
【図３】図３は、調和地動の地動周期に対する建屋の固有上下振動周期の比と絶対加速度応答倍率との関係を示すグラフである。
【図４】図４は、建屋用ピストン部の断面積を免震用ピストン部の断面積よりも大きくした上下免震システムの一例を概略的に示す部分断面図である。
【図５】図５は、建屋用ピストン部にトップフランジ部が設けられた上下免震システムの一例を概略的に示す部分断面図である。
【図６】図６は、免震用シリンダ部がその中心軸を水平にして液体貯留槽に設けられた上下免震システムの一例を概略的に示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の上下免震システムの実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明の上下免震システムは、下記の形態のものに限定されるものではない。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の上下免震システムの一例を概略的に示す部分断面図である。同図に示す上下免震システム１は、建屋Ｂの上下方向の振動を免震するシステムであり、液体貯留槽２、建屋用ピストン部３、免震用ピストン部４、および振動吸収部５を備えている。以下、上下免震システム１の各構成要素を詳述した後、上下免震システム１の免震動作について詳述する。
【００１４】
液体貯留槽２は、断面積が互いに異なる少なくとも２つの開口部、具体的には建屋用ピストン挿入口２１ａと免震用ピストン挿入口２２ａとを有し、内部に水等の液体Ｌを貯留する。建屋用ピストン挿入口２１ａは、鉛直な中心軸Ｃ１を有する建屋用シリンダ部２１の上端に、また免震用ピストン挿入口２２ａは、鉛直な中心軸Ｃ２を有する免震用シリンダ部２２の上端にそれぞれ位置している。建屋用シリンダ部２１と免震用シリンダ部２２とは、連結流路部２３によって互いに連通している。液体Ｌは、上下免震システム１の使用に先だって液体貯留槽２に貯留される。
【００１５】
建屋用ピストン部３は、例えば円形の水平断面形状を有し、建屋用ピストン挿入口２１ａから滑動自在に液体貯留槽２に挿入されて、具体的には建屋用シリンダ部２１から液体貯留槽２に挿入されて、建屋の下方に配置される。また、免震用ピストン部４は、例えば円形の水平断面形状を有し、免震用ピストン挿入口２２ａから滑動自在に液体貯留槽２に挿入される。具体的には、免震用シリンダ部２２から液体貯留槽２に挿入される。免震用ピストン部４は、免震用シリンダ部２２に挿入されるピストン本体４１と、ピストン本体４１の上端部に形成されたトップフランジ部４２とを有している。
【００１６】
上下免震システム１では、建屋用ピストン部３の断面積と免震用ピストン部４の断面積とが互いに異なる値に選定されており、建屋用ピストン部３の断面積よりも免震用ピストン部４の断面積の方が大きい。したがって、建屋用シリンダ部２１よりも免震用シリンダ部２２の有効断面積の方が大きい。液体貯留槽２は、建屋用ピストン部３および免震用ピストン部４の各々が挿入されることによって密閉容器となる。
【００１７】
振動吸収部５は、液体貯留槽２の外部に配置されて免震用ピストン部４に連結され、免震用ピストン部４が振動したときに、この振動を減衰させる。上下免震システム１では、弾性変形部６と、上側連結部７ａと、下側連結部７ｂと、減衰部８と、減衰用上側連結部９ａと、減衰用下側連結部９ｂとを用いて振動吸収部５が構成されている。
【００１８】
弾性変形部６は、地震動等によって免震用ピストン部４が免震用シリンダ部２２の中心軸Ｃ２と平行な方向に振動したときに、この振動を打ち消す向きの弾性力を免震用ピストン部４に加える。この弾性変形部６は、例えば一つのコイルばねまたは並列接続された複数のコイルばねからなり、その上端は上側連結部材７ａによって免震用ピストン部４のトップフランジ部４２に、また下端は下側連結部材６ｂによって基礎構造部Ｓにそれぞれ連結される。
【００１９】
減衰部８は、例えば空気ダンパにより構成され、弾性変形部６に並設される。この減衰部８は、一端が閉塞されたシリンダ部８１と、シリンダ部８１に挿入されたピストン部８２とを有する空気ばねである。ピストン部８２は減衰用上側連結部材９ａによって上側連結部材７ａに連結されており、シリンダ部８１は減衰用下側連結部材９ｂによって下側連結部材７ｂに連結されている。この減衰部８は、弾性変形部６が伸張したときには減衰用上側連結部材９ａを介して下向きの弾性力を上側連結部材７ａに加え、弾性変形部６が収縮したときには減衰用上側連結部材９ａを介して上向きの弾性力を上側連結部材７ａに加えて、弾性変形部６が単振動したときに、この単振動を減衰させる。結果として、建屋Ｂの上下方向の振動を減衰させる。
【００２０】
上述の各構成要素を備えた上下免震システム１は、基礎構造部Ｓ上に配置され、建屋Ｂはその下部を建屋用ピストン部３の上部に連結させて建屋用ピストン部３の上方に建築または移築される。例えば、基礎構造部Ｓを作った後に免震制御システム１を構築して液体貯留槽２内に水等の液体Ｌを貯留し、必要に応じて液体貯留槽２上に盛土した後に建屋Ｂが建築または移築される。建屋Ｂは、建屋用ピストン部３を介して液体Ｌ上に浮いた状態で上下免震システム１によって支持される。
【００２１】
通常時、すなわち上下方向に振動する外力が建屋Ｂに加えられていないときには、建屋用ピストン部３から液体Ｌに加えられる圧力と免震用ピストン部４から液体Ｌに加えられる圧力とが互いに釣り合った状態となるので、建屋Ｂは、静止状態を保つ。弾性変形部６および減衰部８は、建屋Ｂの質量に応じた初期変形を生じる。一方、上下方向に振動する外力、例えば地震の縦揺れが建屋Ｂに加えられると、上下免震システム１が免震動作を開始する。
【００２２】
図２は、図１に示した上下免震システムの免震動作時の状態を概略的に示す部分断面図である。図２に示す各構成要素については図１を参照して既に説明しているので、ここではその説明を省略する。図２中の参照符号「ｙ」は地震の縦揺れ時における下向きの地動加速度を表し、白抜きの矢印は地動加速度ｙの向きを示し、参照符号「ｘ」は建屋Ｂに地動加速度ｙが加えられたときの建屋Ｂの下向きの変位量を表し、参照符号「α」は建屋用ピストン部３の断面積に対する免震用ピストン部４の断面積の比を表す。なお、図２には、静止時における建屋Ｂおよびトップフランジ部４２の各々を想像線で描いてある。
【００２３】
地震の縦揺れ時には、上下免震システム１および建屋Ｂが減衰振動する。建屋用ピストン部３が上下動し、これに伴って液体Ｌが液体貯留槽２内を移動して免震用ピストン部４も上下動するが、免震用ピストン部４が上方に変位すると振動吸収部５から下向きの弾性力が免震用ピストン部４に加えられ、免震用ピストン部４が下方に変位すると振動吸収部５から上向きの弾性力が免震用ピストン部４に加えられるので、建屋Ｂの上下方向の振動が上下免震システム１によって吸収される。すなわち、建屋Ｂが上下免震される。
【００２４】
このときの減衰振動は、地震の縦揺れ時における下向きの地動加速度をｙ［ｍ／ｓ2］、建屋Ｂの質量をＭ［ｋｇ］、液体Ｌの密度をρ［ｋｇ／ｍ3］、建屋用ピストン部３の断面積をＡ［ｍ2］、弾性変形部６の剛性（ばね定数）をｋ［ｋＮ／ｍ2］、減衰部８の減衰係数をｃ［ｋＮ・ｓ／ｍ］、建屋Ｂの下向きの変位量ｘ［ｍ］の時間二階微分値（加速度）をａ［ｍ／ｓ2］、建屋Ｂの下向きの変位量ｘの時間一階微分値（速度）をｖ[ｍ／ｓ]、重力加速度をｇ［ｍ／ｓ2］とすれば、下式（１）によって表される。また、建屋Ｂが式（１）の減衰振動を行っているときの建屋Ｂの固有上下振動周期Ｔは、下式（２）によって表される。
Ｍａ＋[ρｇＡ{１＋(１／α)}＋(ｋ／α2)]ｘ＋(ｃ／α2)ｖ＝−Ｍｙ …（１）
Ｔ＝２π[Ｍ／[ρｇＡ{１＋(１／α)}＋(ｋ／α2)]]1/2 …（２）
【００２５】
図２に示したように、建屋Ｂの下向きの変位量ｘに対するトップフランジ部４２の変位量は「−ｘ／α」となり、このときの弾性変形部６の変位量も「−ｘ／α」となる。したがって、免震用ピストン部４の断面積を建屋用ピストン部３の断面積よりも大きくして比αを１よりも大きくすると、建屋Ｂの下向きの変位量ｘに対する弾性変形部６の変位量「−ｘ／α」が小さくなる。このことから、比αを１よりも大きくすれば、弾性変形部の剛性ｋを大きくすることが可能であることが判る。剛性ｋが大きな弾性変形部６を用いれば、縦揺れ時の建屋Ｂに生じる絶対加速度を小さくすることができる。
【００２６】
また、式（２）より、比αを１よりも大きくすると、弾性変形部６の剛性ｋが大きくても建屋Ｂの固有上下振動周期Ｔが長周期化されることが判る。このことから、比α、および弾性変形部６の剛性ｋを適宜選択することによって、建屋Ｂの固有上下振動周期Ｔを任意に選定であることが判る。固有上下振動周期Ｔを地震動の上下振動周期よりも長くすることによって、建屋Ｂの上下免震が実現される。そして、上下免震システム１では、液体貯留槽２の負担加重が液体Ｌの圧力と等しくなることから、液体貯留槽２の耐圧性を適宜選択することによって許容負担荷重を任意に選定することができる。したがって、たとえ建屋Ｂの質量が大きくても、液体貯留槽２の耐圧性を高めることで建屋Ｂを上下免震する上下免震システム１を得ることができる。
【００２７】
例えば、上下免震システム１の諸元を表１に示すように選定すれば、許容負担荷重が従来の上下免震装置の許容負担荷重を大きく上回る４０５３ｋＮ／ｍ2となり、質量が１．０×１０7ｋｇの建屋Ｂの固有上下振動周期Ｔを２．０ｓと長周期化することができる。
表１
液体の密度ρ ；１．０×１０3ｋｇ／ｍ3
建屋用ピストンの断面積Ａ； ２４．２ｍ2
液体の圧力 ； ４０５３ｋＮ／ｍ2
弾性変形部の剛性ｋ ；９８７×１０6ｋＮ／ｍ
比α ； １００
建屋の質量Ｍ ；１．０×１０7ｋｇ
建屋の固有上下振動周期Ｔ； ２．０ｓ
＊：変形弾性部は、直径３２ｍｍ、長さ４．７ｍのＰＣ鋼棒（ＳＢＰＲ1080/1230）
を２８２２６本集めて作製されたばねを想定。
【００２８】
建屋Ｂの固有上下振動周期Ｔが２．０[ｓ]と長周期化されれば、図３に示すように、地動周期Ｔｙが１．０[ｓ]の調和地動によって建屋Ｂが上下方向に振動したときの絶対加速度応答倍率が約０．３３となるので、上下免震システム１によって応答加速度を１／３程度にまで低減させることができ、大きな上下免震効果が得られる。なお、図３では、減衰部８の減衰計数ｃを０．０２として絶対加速度応答倍率を求めている。
【００２９】
（実施の形態２）
実施の形態１の上下免震システム１では、建屋用ピストン部３の断面積を免震用ピストン部４の断面積よりも小さくして比αを１よりも大きな値に選定しているが、比αを１よりも小さな値に選定しても、建屋Ｂを上下免震することができる上下免震システムを得ることが可能である。
【００３０】
図４は、建屋用ピストン部の断面積を免震用ピストン部の断面積よりも大きくした上下免震システムの一例を概略的に示す部分断面図である。同図に示す上下免震システム１Ａは、建屋用ピストン部３の断面積を免震用ピストン部４の断面積よりも大きくして、建屋用ピストン部３の断面積に対する免震用ピストン部４の断面積の比αを１よりも小さな値に選定している点、および単振動時の周期が非常に長いばねを用いて弾性変形部６を構成している点をそれぞれ除き、図１に示した上下免震システム１と同様の構成を有している。図４においては、図１に示した構成要素と機能が共通する構成要素に、図１で用いた参照符号と同じ参照符号を付してある。
【００３１】
この上下免震システム１Ａでは、建屋用ピストン部３の断面積が免震用ピストン部４の断面積よりも大きいので、弾性変形部６に用いるばねの許容負担荷重よりも質量の大きい建屋Ｂを支持可能である。例えば単振動時の周期が２０[ｓ]のばねを用いて弾性変形部６を構成する場合、このばねの剛性ｋは非常に小さな値であるが、建屋用ピストン部３の断面積に対する免震用ピストン部４の断面積の比αを０．０１とすることで建屋Ｂの固有上下振動周期Ｔを２．０[ｓ]程度とすることがでる。すなわち、ばねの許容負担荷重の１００倍の質量の建屋Ｂを上下免震することが可能になる。
【００３２】
なお、上下免震システム１Ａでは、建屋Ｂの上下免震に要するばねの数を図１の上下免震システム１に比べて低減することが可能になるので、その作製コストを上下免震システム１に比べて低減することも可能になる。すなわち、経済的な免震システムの構築が可能になる。
【００３３】
以上、本発明の上下免震システムについて実施の形態を挙げて説明したが、前述のように、本発明の上下免震システムは上記の形態のシステムに限定されるものではない。例えば、本発明の上下免震システムにおける建屋用ピストン部および免震用ピストン部それぞれの断面形状は、円形、四角形等、適宜選定可能であり、建屋用ピストン部の断面形状と免震用ピストン部の断面形状とは互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、建屋用ピストン部および免震用ピストン部それぞれの数は、それぞれ一つとすることもできるし二以上の複数とすることもでき、上下免震の対象となる建屋の規模に応じて適宜選定可能である。液体貯留槽に建屋用シリンダ部と免震用シリンダ部とを設け、少なくとも一方のシリンダ部の数を複数とする場合、液体貯留槽は、これらのシリンダ部が１つの連結流路部から分岐した構造となる。
【００３４】
また、免震用ピストン部の数は、建屋用ピストン部の数と同数であってもよいし、建屋用ピストン部の数とは異なる数であってもよい。液体貯留槽に設ける開口部のうち、建屋用ピストン部が挿入される開口部の数は建屋用ピストン部の数に応じた数とし、免震用ピストン部が挿入される開口部の数は免震用ピストン部の数に応じた数とする。
【００３５】
液体貯留槽に複数の建屋用シリンダ部と複数の免震用シリンダ部とを設ける場合、これら複数の建屋用シリンダ部および免震用シリンダ部それぞれの平面配置は、建屋の平面形状や建屋の敷地の平面形状等に応じて適宜選定可能である。また、液体貯留槽に複数の免震用シリンダ部を設ける場合には、一つの振動吸収部を一つの免震用シリンダ部に連結させることもできるし、一つの振動吸収部を複数の免震用シリンダ部に連結させることもできるし、複数の振動吸収部を一つの免震用シリンダ部に連結させることもできる。地震の縦揺れが収まった後、できるだけ速やかに建屋を静止状態にするという観点からは、一つの弾性変形部に少なくとも一つの減衰部を並設することが好ましい。
【００３６】
必要に応じて、建屋用ピストン部にはトップフランジ部を設けることができる。図５は、建屋用ピストン部にトップフランジ部が設けられた上下免震システムの一例を概略的に示す部分断面図である。同図に示す上下免震システム１Ｂは、建屋用ピストン部３がピストン本体３１とトップフランジ部３２とを備えているという点を除き、図１に示した上下免震システム１と同様の構成を有している。図５に示す構成要素のうちで図１に示した構成要素と共通するものについては、図１で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。建屋用ピストン部３にトップフランジ部３２を設けることによって、建屋Ｂを安定に支持し易くなる。
【００３７】
建屋用ピストン部が挿入される開口部をこの開口部が下方向を向くようにして液体貯留槽に配置し、建屋用ピストン部が建屋および液体貯留槽の各々を下方から支持するように上下免震システムを構成することも可能である。ただし、建屋用ピストン部に掛かる負荷をできるだけ少なくするという観点からは、建屋用ピストン部が挿入される開口部をこの開口部が上方向を向くようにして液体貯留槽に配置することが好ましい。また、液体貯留槽に建屋用シリンダ部を設ける場合には、建屋用シリンダ部に掛かる負荷をできるだけ少なくするという観点から、建屋用シリンダ部をその中心軸が鉛直となるように設けることが好ましい。免震用シリンダ部については、その中心軸を水平や斜めにして液体貯留槽に設けることもできる。
【００３８】
図６は、免震用シリンダ部がその中心軸を水平にして液体貯留槽に設けられた上下免震システムの一例を概略的に示す部分断面図である。同図に示す上下免震システム１Ｃは、免震用シリンダ部２２がその中心軸Ｃ２を水平にして液体貯留槽２に配置されている点、免震用ピストン部４にトップフランジ部４２（図１参照）が設けられていない点、および弾性変形部６および減衰部８の各々が水平配置されて減衰振動時に水平方向に振動するという点をそれぞれ除き、図１に示した上下免震システム１と同様の構成を有している。図６においては、図１に示した構成要素と同一の構成要素、および機能が共通する構成要素の各々に、図１で用いた参照符号と同じ参照符号を付してある。
【００３９】
上下免震システム１Ｃでは、免震用ピストン部４の径を垂直方向に拡大することでその断面積を大きくすることができるので、図１に示した上下免震システム１におけるように免震用ピストン部４の径を水平方向に拡大することでその断面積を大きくするシステムに比べて、建屋Ｂの敷地が狭くても免震用ピストン部４の断面積が大きいシステムを構築し易い。
【００４０】
本発明の上下免震システムは、積層ゴムやすべり支承等を利用して水平方向の振動を低減させる水平免震装置と併設することができる。水平免震装置と併設する場合には、例えば液体貯留槽の下方に水平面新装置が連結される。本発明の上下免震システムを水平免震装置と併設することによって、全方向の地震動を吸収する三次元免震システムを構築することができ、直下型地震が起きても倒壊しない安全性の高い建屋を建築することが可能になる。本発明の上下免震システムについては、上述した以外にも種々の変形、修飾、組み合わせ等が可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 上下免震システム
２ 液体貯留槽
２１ 建屋用シリンダ部
２１ａ ピストン挿入口
２２ 免震用シリンダ部
２２ａ ピストン挿入口
２３ 連結流路部
３ 建屋用ピストン部
３１ ピストン本体
３２ トップフランジ部
４ 免震用ピストン部
４１ ピストン本体
４２ トップフランジ部
５ 振動吸収部
６ 弾性変形部
８ 減衰部
Ｂ 建屋
Ｃ１ 建屋用シリンダ部の中心軸
Ｃ２ 免震用シリンダ部の中心軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上下免震システムに関し、特に建屋の上下方向の振動を免震する上下免震システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地震時に建屋の振動を抑える免震装置には、積層ゴムやすべり支承等を利用して水平方向の振動を低減させる水平免震装置と、建屋の下部に配置した空気ばね等のばねによって建屋を弾性支持することで上下方向の振動を低減させる上下免震装置とがある。また、水平免震装置と上下免震装置とを並設した三次元免震装置（特許文献１および特許文献２参照）や、伸縮方向と直交する方向に弾性的に変位して免震作用を行う複数の免震手段を被免震体と基礎との間に斜めに立設して水平方向および垂直方向の免震を行う三次元免震装置（特許文献３参照）も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−８２５４２号公報
【特許文献２】特開２００１−４１２８３号公報
【特許文献３】特開平８−１７７９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、直下型の大地震では強い縦揺れが起こるため、質量が小さい建屋のみならず質量が大きい建屋についても適用可能な上下免震システムが求められる。建屋の下部に配置したばねによって建屋を弾性支持することで上下方向の振動を低減させる上下免震装置では、ばねの剛性を高めることによって質量の大きな建屋でも該建屋を弾性支持することが可能になるが、ばねの剛性を高めると建屋の固有上下振動周期を地震動の上下振動周期よりも長くすることが困難になって免震性が低下する。このため、現在実用化されている上下免震装置は上下免震可能な許容負担荷重が比較的小さく、質量が大きい建屋には適用することができない。
【０００５】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、質量が大きい建屋に適用可能なものも得ることができる上下免震システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決し、目的を達成するために、本発明の上下免震システムは、断面積が互いに異なる少なくとも２つの開口部を有し、内部に液体を貯留する液体貯留槽と、前記２つの開口部の一方から滑動自在に前記液体貯留槽に挿入されて建屋の下方に配置される建屋用ピストン部と、前記２つの開口部の他方から滑動自在に前記液体貯留槽に挿入される免震用ピストン部と、前記液体貯留槽の外部に配置されて前記免震用ピストン部に連結され、前記免震用ピストン部が振動したときに該振動を減衰させる振動吸収部と、を備え、前記液体貯留槽は、前記建屋用ピストン部および前記免震用ピストン部の各々が挿入されることによって密閉容器となり、前記建屋用ピストン部の断面積と前記免震用ピストン部の断面積とは互いに異なる値であることを特徴とする。
【０００７】
本発明の他の上下免震システムは、上記の上下免震システムにおいて、前記建屋用ピストン部の断面積は前記免震用ピストン部の断面積よりも小さいことを特徴とする。
【０００８】
本発明の更に他の上下免震システムは、上記の上下免震システムにおいて、前記建屋用ピストン部の断面積は前記免震用ピストン部の断面積よりも大きいことを特徴とする。
【０００９】
本発明の更に他の上下免震システムは、上記の上下免震システムにおいて、前記振動吸収部は、前記免震用ピストン部が振動したときに該振動を打ち消す向きの弾性力を前記免震用ピストン部に加える弾性変形部と、前記弾性変形部に並設され、該弾性変形部が単振動したときに該単振動を減衰させる減衰部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の上下免震システムでは、建屋用ピストン部の断面積に対する免震用ピストン部の断面積の比、および振動吸収部の剛性を適宜選定することによって、建屋の固有上下振動周期を地震動の上下振動周期よりも長くすることができる。また、使用時における液体貯留槽内の液体の圧力が許容負担荷重となる。したがって、本発明の上下免震システムでは、建屋用ピストン部の断面積に対する免震用ピストン部の断面積の比、振動吸収部の剛性、および液体貯留槽の耐圧性を適宜選定することによって、上下免震可能な許容負担荷重を選定することができ、質量が小さな建屋に適用可能なものはもとより、質量が大きな建屋に適用可能なシステムも得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の上下免震システムの一例を概略的に示す部分断面図である。
【図２】図２は、図１に示した上下免震システムの免震動作時の状態を概略的に示す部分断面図である。
【図３】図３は、調和地動の地動周期に対する建屋の固有上下振動周期の比と絶対加速度応答倍率との関係を示すグラフである。
【図４】図４は、建屋用ピストン部の断面積を免震用ピストン部の断面積よりも大きくした上下免震システムの一例を概略的に示す部分断面図である。
【図５】図５は、建屋用ピストン部にトップフランジ部が設けられた上下免震システムの一例を概略的に示す部分断面図である。
【図６】図６は、免震用シリンダ部がその中心軸を水平にして液体貯留槽に設けられた上下免震システムの一例を概略的に示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の上下免震システムの実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明の上下免震システムは、下記の形態のものに限定されるものではない。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の上下免震システムの一例を概略的に示す部分断面図である。同図に示す上下免震システム１は、建屋Ｂの上下方向の振動を免震するシステムであり、液体貯留槽２、建屋用ピストン部３、免震用ピストン部４、および振動吸収部５を備えている。以下、上下免震システム１の各構成要素を詳述した後、上下免震システム１の免震動作について詳述する。
【００１４】
液体貯留槽２は、断面積が互いに異なる少なくとも２つの開口部、具体的には建屋用ピストン挿入口２１ａと免震用ピストン挿入口２２ａとを有し、内部に水等の液体Ｌを貯留する。建屋用ピストン挿入口２１ａは、鉛直な中心軸Ｃ１を有する建屋用シリンダ部２１の上端に、また免震用ピストン挿入口２２ａは、鉛直な中心軸Ｃ２を有する免震用シリンダ部２２の上端にそれぞれ位置している。建屋用シリンダ部２１と免震用シリンダ部２２とは、連結流路部２３によって互いに連通している。液体Ｌは、上下免震システム１の使用に先だって液体貯留槽２に貯留される。
【００１５】
建屋用ピストン部３は、例えば円形の水平断面形状を有し、建屋用ピストン挿入口２１ａから滑動自在に液体貯留槽２に挿入されて、具体的には建屋用シリンダ部２１から液体貯留槽２に挿入されて、建屋の下方に配置される。また、免震用ピストン部４は、例えば円形の水平断面形状を有し、免震用ピストン挿入口２２ａから滑動自在に液体貯留槽２に挿入される。具体的には、免震用シリンダ部２２から液体貯留槽２に挿入される。免震用ピストン部４は、免震用シリンダ部２２に挿入されるピストン本体４１と、ピストン本体４１の上端部に形成されたトップフランジ部４２とを有している。
【００１６】
上下免震システム１では、建屋用ピストン部３の断面積と免震用ピストン部４の断面積とが互いに異なる値に選定されており、建屋用ピストン部３の断面積よりも免震用ピストン部４の断面積の方が大きい。したがって、建屋用シリンダ部２１よりも免震用シリンダ部２２の有効断面積の方が大きい。液体貯留槽２は、建屋用ピストン部３および免震用ピストン部４の各々が挿入されることによって密閉容器となる。
【００１７】
振動吸収部５は、液体貯留槽２の外部に配置されて免震用ピストン部４に連結され、免震用ピストン部４が振動したときに、この振動を減衰させる。上下免震システム１では、弾性変形部６と、上側連結部７ａと、下側連結部７ｂと、減衰部８と、減衰用上側連結部９ａと、減衰用下側連結部９ｂとを用いて振動吸収部５が構成されている。
【００１８】
弾性変形部６は、地震動等によって免震用ピストン部４が免震用シリンダ部２２の中心軸Ｃ２と平行な方向に振動したときに、この振動を打ち消す向きの弾性力を免震用ピストン部４に加える。この弾性変形部６は、例えば一つのコイルばねまたは並列接続された複数のコイルばねからなり、その上端は上側連結部材７ａによって免震用ピストン部４のトップフランジ部４２に、また下端は下側連結部材６ｂによって基礎構造部Ｓにそれぞれ連結される。
【００１９】
減衰部８は、例えば空気ダンパにより構成され、弾性変形部６に並設される。この減衰部８は、一端が閉塞されたシリンダ部８１と、シリンダ部８１に挿入されたピストン部８２とを有する空気ばねである。ピストン部８２は減衰用上側連結部材９ａによって上側連結部材７ａに連結されており、シリンダ部８１は減衰用下側連結部材９ｂによって下側連結部材７ｂに連結されている。この減衰部８は、弾性変形部６が伸張したときには減衰用上側連結部材９ａを介して下向きの弾性力を上側連結部材７ａに加え、弾性変形部６が収縮したときには減衰用上側連結部材９ａを介して上向きの弾性力を上側連結部材７ａに加えて、弾性変形部６が単振動したときに、この単振動を減衰させる。結果として、建屋Ｂの上下方向の振動を減衰させる。
【００２０】
上述の各構成要素を備えた上下免震システム１は、基礎構造部Ｓ上に配置され、建屋Ｂはその下部を建屋用ピストン部３の上部に連結させて建屋用ピストン部３の上方に建築または移築される。例えば、基礎構造部Ｓを作った後に免震制御システム１を構築して液体貯留槽２内に水等の液体Ｌを貯留し、必要に応じて液体貯留槽２上に盛土した後に建屋Ｂが建築または移築される。建屋Ｂは、建屋用ピストン部３を介して液体Ｌ上に浮いた状態で上下免震システム１によって支持される。
【００２１】
通常時、すなわち上下方向に振動する外力が建屋Ｂに加えられていないときには、建屋用ピストン部３から液体Ｌに加えられる圧力と免震用ピストン部４から液体Ｌに加えられる圧力とが互いに釣り合った状態となるので、建屋Ｂは、静止状態を保つ。弾性変形部６および減衰部８は、建屋Ｂの質量に応じた初期変形を生じる。一方、上下方向に振動する外力、例えば地震の縦揺れが建屋Ｂに加えられると、上下免震システム１が免震動作を開始する。
【００２２】
図２は、図１に示した上下免震システムの免震動作時の状態を概略的に示す部分断面図である。図２に示す各構成要素については図１を参照して既に説明しているので、ここではその説明を省略する。図２中の参照符号「ｙ」は地震の縦揺れ時における下向きの地動加速度を表し、白抜きの矢印は地動加速度ｙの向きを示し、参照符号「ｘ」は建屋Ｂに地動加速度ｙが加えられたときの建屋Ｂの下向きの変位量を表し、参照符号「α」は建屋用ピストン部３の断面積に対する免震用ピストン部４の断面積の比を表す。なお、図２には、静止時における建屋Ｂおよびトップフランジ部４２の各々を想像線で描いてある。
【００２３】
地震の縦揺れ時には、上下免震システム１および建屋Ｂが減衰振動する。建屋用ピストン部３が上下動し、これに伴って液体Ｌが液体貯留槽２内を移動して免震用ピストン部４も上下動するが、免震用ピストン部４が上方に変位すると振動吸収部５から下向きの弾性力が免震用ピストン部４に加えられ、免震用ピストン部４が下方に変位すると振動吸収部５から上向きの弾性力が免震用ピストン部４に加えられるので、建屋Ｂの上下方向の振動が上下免震システム１によって吸収される。すなわち、建屋Ｂが上下免震される。
【００２４】
このときの減衰振動は、地震の縦揺れ時における下向きの地動加速度をｙ［ｍ／ｓ2］、建屋Ｂの質量をＭ［ｋｇ］、液体Ｌの密度をρ［ｋｇ／ｍ3］、建屋用ピストン部３の断面積をＡ［ｍ2］、弾性変形部６の剛性（ばね定数）をｋ［ｋＮ／ｍ2］、減衰部８の減衰係数をｃ［ｋＮ・ｓ／ｍ］、建屋Ｂの下向きの変位量ｘ［ｍ］の時間二階微分値（加速度）をａ［ｍ／ｓ2］、建屋Ｂの下向きの変位量ｘの時間一階微分値（速度）をｖ[ｍ／ｓ]、重力加速度をｇ［ｍ／ｓ2］とすれば、下式（１）によって表される。また、建屋Ｂが式（１）の減衰振動を行っているときの建屋Ｂの固有上下振動周期Ｔは、下式（２）によって表される。
Ｍａ＋[ρｇＡ{１＋(１／α)}＋(ｋ／α2)]ｘ＋(ｃ／α2)ｖ＝−Ｍｙ …（１）
Ｔ＝２π[Ｍ／[ρｇＡ{１＋(１／α)}＋(ｋ／α2)]]1/2 …（２）
【００２５】
図２に示したように、建屋Ｂの下向きの変位量ｘに対するトップフランジ部４２の変位量は「−ｘ／α」となり、このときの弾性変形部６の変位量も「−ｘ／α」となる。したがって、免震用ピストン部４の断面積を建屋用ピストン部３の断面積よりも大きくして比αを１よりも大きくすると、建屋Ｂの下向きの変位量ｘに対する弾性変形部６の変位量「−ｘ／α」が小さくなる。このことから、比αを１よりも大きくすれば、弾性変形部の剛性ｋを大きくすることが可能であることが判る。剛性ｋが大きな弾性変形部６を用いれば、縦揺れ時の建屋Ｂに生じる絶対加速度を小さくすることができる。
【００２６】
また、式（２）より、比αを１よりも大きくすると、弾性変形部６の剛性ｋが大きくても建屋Ｂの固有上下振動周期Ｔが長周期化されることが判る。このことから、比α、および弾性変形部６の剛性ｋを適宜選択することによって、建屋Ｂの固有上下振動周期Ｔを任意に選定であることが判る。固有上下振動周期Ｔを地震動の上下振動周期よりも長くすることによって、建屋Ｂの上下免震が実現される。そして、上下免震システム１では、液体貯留槽２の負担加重が液体Ｌの圧力と等しくなることから、液体貯留槽２の耐圧性を適宜選択することによって許容負担荷重を任意に選定することができる。したがって、たとえ建屋Ｂの質量が大きくても、液体貯留槽２の耐圧性を高めることで建屋Ｂを上下免震する上下免震システム１を得ることができる。
【００２７】
例えば、上下免震システム１の諸元を表１に示すように選定すれば、許容負担荷重が従来の上下免震装置の許容負担荷重を大きく上回る４０５３ｋＮ／ｍ2となり、質量が１．０×１０7ｋｇの建屋Ｂの固有上下振動周期Ｔを２．０ｓと長周期化することができる。
表１
液体の密度ρ ；１．０×１０3ｋｇ／ｍ3
建屋用ピストンの断面積Ａ； ２４．２ｍ2
液体の圧力 ； ４０５３ｋＮ／ｍ2
弾性変形部の剛性ｋ ；９８７×１０6ｋＮ／ｍ
比α ； １００
建屋の質量Ｍ ；１．０×１０7ｋｇ
建屋の固有上下振動周期Ｔ； ２．０ｓ
＊：変形弾性部は、直径３２ｍｍ、長さ４．７ｍのＰＣ鋼棒（ＳＢＰＲ1080/1230）
を２８２２６本集めて作製されたばねを想定。
【００２８】
建屋Ｂの固有上下振動周期Ｔが２．０[ｓ]と長周期化されれば、図３に示すように、地動周期Ｔｙが１．０[ｓ]の調和地動によって建屋Ｂが上下方向に振動したときの絶対加速度応答倍率が約０．３３となるので、上下免震システム１によって応答加速度を１／３程度にまで低減させることができ、大きな上下免震効果が得られる。なお、図３では、減衰部８の減衰計数ｃを０．０２として絶対加速度応答倍率を求めている。
【００２９】
（実施の形態２）
実施の形態１の上下免震システム１では、建屋用ピストン部３の断面積を免震用ピストン部４の断面積よりも小さくして比αを１よりも大きな値に選定しているが、比αを１よりも小さな値に選定しても、建屋Ｂを上下免震することができる上下免震システムを得ることが可能である。
【００３０】
図４は、建屋用ピストン部の断面積を免震用ピストン部の断面積よりも大きくした上下免震システムの一例を概略的に示す部分断面図である。同図に示す上下免震システム１Ａは、建屋用ピストン部３の断面積を免震用ピストン部４の断面積よりも大きくして、建屋用ピストン部３の断面積に対する免震用ピストン部４の断面積の比αを１よりも小さな値に選定している点、および単振動時の周期が非常に長いばねを用いて弾性変形部６を構成している点をそれぞれ除き、図１に示した上下免震システム１と同様の構成を有している。図４においては、図１に示した構成要素と機能が共通する構成要素に、図１で用いた参照符号と同じ参照符号を付してある。
【００３１】
この上下免震システム１Ａでは、建屋用ピストン部３の断面積が免震用ピストン部４の断面積よりも大きいので、弾性変形部６に用いるばねの許容負担荷重よりも質量の大きい建屋Ｂを支持可能である。例えば単振動時の周期が２０[ｓ]のばねを用いて弾性変形部６を構成する場合、このばねの剛性ｋは非常に小さな値であるが、建屋用ピストン部３の断面積に対する免震用ピストン部４の断面積の比αを０．０１とすることで建屋Ｂの固有上下振動周期Ｔを２．０[ｓ]程度とすることがでる。すなわち、ばねの許容負担荷重の１００倍の質量の建屋Ｂを上下免震することが可能になる。
【００３２】
なお、上下免震システム１Ａでは、建屋Ｂの上下免震に要するばねの数を図１の上下免震システム１に比べて低減することが可能になるので、その作製コストを上下免震システム１に比べて低減することも可能になる。すなわち、経済的な免震システムの構築が可能になる。
【００３３】
以上、本発明の上下免震システムについて実施の形態を挙げて説明したが、前述のように、本発明の上下免震システムは上記の形態のシステムに限定されるものではない。例えば、本発明の上下免震システムにおける建屋用ピストン部および免震用ピストン部それぞれの断面形状は、円形、四角形等、適宜選定可能であり、建屋用ピストン部の断面形状と免震用ピストン部の断面形状とは互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、建屋用ピストン部および免震用ピストン部それぞれの数は、それぞれ一つとすることもできるし二以上の複数とすることもでき、上下免震の対象となる建屋の規模に応じて適宜選定可能である。液体貯留槽に建屋用シリンダ部と免震用シリンダ部とを設け、少なくとも一方のシリンダ部の数を複数とする場合、液体貯留槽は、これらのシリンダ部が１つの連結流路部から分岐した構造となる。
【００３４】
また、免震用ピストン部の数は、建屋用ピストン部の数と同数であってもよいし、建屋用ピストン部の数とは異なる数であってもよい。液体貯留槽に設ける開口部のうち、建屋用ピストン部が挿入される開口部の数は建屋用ピストン部の数に応じた数とし、免震用ピストン部が挿入される開口部の数は免震用ピストン部の数に応じた数とする。
【００３５】
液体貯留槽に複数の建屋用シリンダ部と複数の免震用シリンダ部とを設ける場合、これら複数の建屋用シリンダ部および免震用シリンダ部それぞれの平面配置は、建屋の平面形状や建屋の敷地の平面形状等に応じて適宜選定可能である。また、液体貯留槽に複数の免震用シリンダ部を設ける場合には、一つの振動吸収部を一つの免震用シリンダ部に連結させることもできるし、一つの振動吸収部を複数の免震用シリンダ部に連結させることもできるし、複数の振動吸収部を一つの免震用シリンダ部に連結させることもできる。地震の縦揺れが収まった後、できるだけ速やかに建屋を静止状態にするという観点からは、一つの弾性変形部に少なくとも一つの減衰部を並設することが好ましい。
【００３６】
必要に応じて、建屋用ピストン部にはトップフランジ部を設けることができる。図５は、建屋用ピストン部にトップフランジ部が設けられた上下免震システムの一例を概略的に示す部分断面図である。同図に示す上下免震システム１Ｂは、建屋用ピストン部３がピストン本体３１とトップフランジ部３２とを備えているという点を除き、図１に示した上下免震システム１と同様の構成を有している。図５に示す構成要素のうちで図１に示した構成要素と共通するものについては、図１で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。建屋用ピストン部３にトップフランジ部３２を設けることによって、建屋Ｂを安定に支持し易くなる。
【００３７】
建屋用ピストン部が挿入される開口部をこの開口部が下方向を向くようにして液体貯留槽に配置し、建屋用ピストン部が建屋および液体貯留槽の各々を下方から支持するように上下免震システムを構成することも可能である。ただし、建屋用ピストン部に掛かる負荷をできるだけ少なくするという観点からは、建屋用ピストン部が挿入される開口部をこの開口部が上方向を向くようにして液体貯留槽に配置することが好ましい。また、液体貯留槽に建屋用シリンダ部を設ける場合には、建屋用シリンダ部に掛かる負荷をできるだけ少なくするという観点から、建屋用シリンダ部をその中心軸が鉛直となるように設けることが好ましい。免震用シリンダ部については、その中心軸を水平や斜めにして液体貯留槽に設けることもできる。
【００３８】
図６は、免震用シリンダ部がその中心軸を水平にして液体貯留槽に設けられた上下免震システムの一例を概略的に示す部分断面図である。同図に示す上下免震システム１Ｃは、免震用シリンダ部２２がその中心軸Ｃ２を水平にして液体貯留槽２に配置されている点、免震用ピストン部４にトップフランジ部４２（図１参照）が設けられていない点、および弾性変形部６および減衰部８の各々が水平配置されて減衰振動時に水平方向に振動するという点をそれぞれ除き、図１に示した上下免震システム１と同様の構成を有している。図６においては、図１に示した構成要素と同一の構成要素、および機能が共通する構成要素の各々に、図１で用いた参照符号と同じ参照符号を付してある。
【００３９】
上下免震システム１Ｃでは、免震用ピストン部４の径を垂直方向に拡大することでその断面積を大きくすることができるので、図１に示した上下免震システム１におけるように免震用ピストン部４の径を水平方向に拡大することでその断面積を大きくするシステムに比べて、建屋Ｂの敷地が狭くても免震用ピストン部４の断面積が大きいシステムを構築し易い。
【００４０】
本発明の上下免震システムは、積層ゴムやすべり支承等を利用して水平方向の振動を低減させる水平免震装置と併設することができる。水平免震装置と併設する場合には、例えば液体貯留槽の下方に水平面新装置が連結される。本発明の上下免震システムを水平免震装置と併設することによって、全方向の地震動を吸収する三次元免震システムを構築することができ、直下型地震が起きても倒壊しない安全性の高い建屋を建築することが可能になる。本発明の上下免震システムについては、上述した以外にも種々の変形、修飾、組み合わせ等が可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 上下免震システム
２ 液体貯留槽
２１ 建屋用シリンダ部
２１ａ ピストン挿入口
２２ 免震用シリンダ部
２２ａ ピストン挿入口
２３ 連結流路部
３ 建屋用ピストン部
３１ ピストン本体
３２ トップフランジ部
４ 免震用ピストン部
４１ ピストン本体
４２ トップフランジ部
５ 振動吸収部
６ 弾性変形部
８ 減衰部
Ｂ 建屋
Ｃ１ 建屋用シリンダ部の中心軸
Ｃ２ 免震用シリンダ部の中心軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面積が互いに異なる少なくとも２つの開口部を有し、内部に液体を貯留する液体貯留槽と、
前記２つの開口部の一方から滑動自在に前記液体貯留槽に挿入されて建屋の下方に配置される建屋用ピストン部と、
前記２つの開口部の他方から滑動自在に前記液体貯留槽に挿入される免震用ピストン部と、
前記液体貯留槽の外部に配置されて前記免震用ピストン部に連結され、前記免震用ピストン部が振動したときに該振動を減衰させる振動吸収部と、
を備え、
前記液体貯留槽は、前記建屋用ピストン部および前記免震用ピストン部の各々が挿入されることによって密閉容器となり、前記建屋用ピストン部の断面積と前記免震用ピストン部の断面積とは互いに異なる値であることを特徴とする上下免震システム。
【請求項２】
前記建屋用ピストン部の断面積は前記免震用ピストン部の断面積よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の上下免震システム。
【請求項３】
前記建屋用ピストン部の断面積は前記免震用ピストン部の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の上下免震システム。
【請求項４】
前記振動吸収部は、
前記免震用ピストン部が振動したときに該振動を打ち消す向きの弾性力を前記免震用ピストン部に加える弾性変形部と、
前記弾性変形部に並設され、該弾性変形部が単振動したときに該単振動を減衰させる減衰部と、
を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の上下免震システム。
【請求項１】
断面積が互いに異なる少なくとも２つの開口部を有し、内部に液体を貯留する液体貯留槽と、
前記２つの開口部の一方から滑動自在に前記液体貯留槽に挿入されて建屋の下方に配置される建屋用ピストン部と、
前記２つの開口部の他方から滑動自在に前記液体貯留槽に挿入される免震用ピストン部と、
前記液体貯留槽の外部に配置されて前記免震用ピストン部に連結され、前記免震用ピストン部が振動したときに該振動を減衰させる振動吸収部と、
を備え、
前記液体貯留槽は、前記建屋用ピストン部および前記免震用ピストン部の各々が挿入されることによって密閉容器となり、前記建屋用ピストン部の断面積と前記免震用ピストン部の断面積とは互いに異なる値であることを特徴とする上下免震システム。
【請求項２】
前記建屋用ピストン部の断面積は前記免震用ピストン部の断面積よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の上下免震システム。
【請求項３】
前記建屋用ピストン部の断面積は前記免震用ピストン部の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の上下免震システム。
【請求項４】
前記振動吸収部は、
前記免震用ピストン部が振動したときに該振動を打ち消す向きの弾性力を前記免震用ピストン部に加える弾性変形部と、
前記弾性変形部に並設され、該弾性変形部が単振動したときに該単振動を減衰させる減衰部と、
を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の上下免震システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−９９５３８（Ｐ２０１１−９９５３８Ａ）
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５６１０８（Ｐ２００９−２５６１０８）
【出願日】平成２１年１１月９日（２００９．１１．９）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月９日（２００９．１１．９）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【Ｆターム（参考）】
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