免震装置
【課題】強風による横揺れを抑制することができるとともに、長期間の使用によってもゴムを劣化させることのない免震装置を提供する。
【解決手段】第１の支持部材１１によって建物本体側の固定部材１０を支持することにより、固定部材１０の水平方向への移動を規制することができるので、強風による建物本体の揺れを抑制することができる。この場合、第２の支持部材１２に建物本体側の荷重が加わらないようにすることができるので、長期間の荷重による第２の支持部材１２のゴムの劣化を防止することができる。また、第１の支持部材１１による固定部材１０の支持を解除して第２の支持部材１２のみで固定部材１０を支持することにより、固定部材１０を水平方向に移動自在にすることができるので、第２の支持部材１２によって地盤側の揺れを吸収することができ、地震による建物本体側の揺れを抑制することができる。
【解決手段】第１の支持部材１１によって建物本体側の固定部材１０を支持することにより、固定部材１０の水平方向への移動を規制することができるので、強風による建物本体の揺れを抑制することができる。この場合、第２の支持部材１２に建物本体側の荷重が加わらないようにすることができるので、長期間の荷重による第２の支持部材１２のゴムの劣化を防止することができる。また、第１の支持部材１１による固定部材１０の支持を解除して第２の支持部材１２のみで固定部材１０を支持することにより、固定部材１０を水平方向に移動自在にすることができるので、第２の支持部材１２によって地盤側の揺れを吸収することができ、地震による建物本体側の揺れを抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば一般家屋、マンション、オフィスビル等の建物側と地盤側との間に設けられ、地盤側から建物側へ伝わる地震の揺れを吸収する免震装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば一般家屋、マンション、オフィスビル等の建物では、地震による建物の倒壊を防止するため、耐震強度の高い構造のものが多くなっている。しかしながら、建物の倒壊は防ぐことができても、地震による揺れが激しい場合は、室内の家具が転倒したり、備品が飛散するなど、室外側の被害が大きい場合がある。そこで、建物側と地盤側との間に免震装置を設け、地盤側から建物側へ伝わる地震の揺れを免震装置によって吸収するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。この免震装置は、複数の金属板とゴムとを積層してなり、地震による横揺れをゴムの弾性によって吸収するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２０５４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記免震装置では、地震時以外でも常にゴムによって建物側の構造物が支持されているため、建物が強風を受けた場合には、ゴムの弾性によって建物が横揺れを生じ、免震装置を備えていない建物よりも強風による横揺れが大きくなるという問題点があった。また、前記免震装置では、建物の荷重が常にゴムに加わっているため、長期間の使用によりゴムが劣化し、定期的なメンテナンスを必要とするという問題点もあった。
【０００５】
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、強風による横揺れを抑制することができるとともに、長期間の使用によってもゴムを劣化させることのない免震装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は前記目的を達成するために、免震対象物側と地盤側との間に設置され、地盤側から免震対象物側に伝わる地震の揺れを吸収する免震装置において、前記免震対象物側を水平方向への移動が規制されるように支持する第１の支持部材と、免震対象物側を水平方向に移動自在に支持する第２の支持部材とを備え、第１の支持部材による免震対象物側の支持を解除して第２の支持部材のみで免震対象物側を支持可能に構成している。
【０００７】
これにより、第１の支持部材によって免震対象物側を支持することにより、免震対象物側の水平方向への移動が規制されることから、強風による建物本体の揺れが抑制されるとともに、第２の支持部材に免震対象物側の荷重が加わらないようにすることができる。また、第１の支持部材による免震対象物側の支持を解除して第２の支持部材のみで免震対象物側を支持することにより、第２の支持部材によって免震対象物側に対する地盤側の揺れが吸収される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、第１の支持部材によって免震対象物側を支持することにより、免震対象物側の水平方向への移動を規制することができるので、強風による建物本体の揺れを抑制することができ、強風によって建物本体が無用に揺れることがないという利点がある。この場合、第２の支持部材に免震対象物側の荷重が加わらないようにすることができるので、第２の支持部材がゴムによって形成されている場合、長期間の荷重によるゴムの劣化を防止することができ、メンテナンスの負担を軽減することができる。また、第１の支持部材による免震対象物側の支持を解除し、第２の支持部材のみで免震対象物側を支持することにより、免震対象物側を水平方向に移動自在に支持することができるので、免震対象物側に対する地盤側の揺れを吸収することができ、地震による建物本体側の揺れを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す免震装置の側面図
【図２】免震装置の要部側面断面図
【図３】Ａ−Ａ線矢視方向断面図
【図４】制御系を示すブロック図
【図５】免震装置の動作を示す側面図
【図６】免震装置の動作を示す側面図
【図７】免震装置の動作を示す要部側面図
【図８】免震装置の動作を示す要部側面図
【図９】制御部の動作を示すフローチャート
【図１０】本発明の第２の実施形態を示す免震装置の要部側面図
【図１１】Ｂ−Ｂ線矢視方向断面図
【図１２】免震装置の動作を示す要部側面図
【図１３】免震装置の動作を示す要部側面図
【図１４】本発明の第３の実施形態を示す免震装置の要部側面図
【図１５】免震装置の動作を示す要部側面図
【図１６】本発明の第３の実施形態を示す免震装置の要部側面図
【図１７】免震装置の動作を示す要部側面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１乃至図９は本発明の第１の実施形態を示すもので、免震対象物側の構造物１と地盤側の基礎２との間に設置される免震装置を示すものである。
【００１１】
本実施形態の免震装置は、免震対象物としての建物本体側の構造物１に固定された固定部材１０と、固定部材１０を水平方向への移動が規制されるように支持する第１の支持部材１１と、固定部材１０を水平方向に移動自在に支持する第２の支持部材１２と、地震による地盤側の揺れを検知する地震検知手段として感震スイッチ１３と、固定部材１０を上昇させるための流体を圧送するシリンダ１４と、圧縮空気を吐出することによりシリンダ１４を駆動する空気容器１５と、固定部材１０の上下方向の位置を検知する位置検知手段としての上下一対の位置検知センサ１６と、シリンダ１４及び空気容器１５の動作を制御する制御部１７とを備えている。
【００１２】
固定部材１０は、基板１０ａを介して建物本体側の構造物１の下面に固定された円筒状の部材からなり、その内部には第２の支持部材１２の上端側が上下方向に摺動自在に配置される油圧室１０ｂが設けられている。固定部材１０の下面には第１の支持部材１１に係合する係合部１０ｃが下方に向かって突設され、係合部１０ｃは固定部材１０の周縁に沿って環状に延びるように形成されている。
【００１３】
第１の支持部材１１は、下端を地盤側の基礎２の上面に固定された円柱状の部材からなり、その上面側には第２の支持部材１２の下端側を支持する凹部１１ａが設けられている。凹部１１ａは内周面が上方に向かって広がるテーパ状に形成され、その中央は球面状に形成されている。この場合、凹部１１ａの上面周縁側には固定部材１０の下面周縁側が載置されるとともに、固定部材１０の係合部１０ｃが凹部１１ａの上縁側に係合するようになっている。また、第１の支持部材１１には、シリンダ１４から圧送される流体を流通する流路１１ｂが設けられ、流路１１ｂの一端は第１の支持部材１１の側面に開口し、その他端は凹部１１ａの下端中央部に開口している。
【００１４】
第２の支持部材１２は、水平方向に弾性変形可能な円柱状のゴムからなり、固定部材１０と第１の支持部材１１との間に配置されている。第２の支持部材１２の上端側には油圧室１０ｂの内径と等しい外径を有するピストン部１２ａが設けられ、ピストン部１２ａは固定部材１０の油圧室１０ｂ内に上下方向に摺動自在に配置されている。ピストン部１２ａの外周部はフランジ状に形成され、第２の支持部材１２の上下方向中央側はピストン部１２ａの下端から下方に向かって外径が小さくなるテーパ状に形成されている。第２の支持部材１２の下端側には複数の補強板１２ｂがゴムを間にして上下方向に積層されており、各補強板１２ｂは中央に貫通孔を有する円形の金属板からなる。第２の支持部材１２の下端側は均一な外径で上下方向に延びる円柱状に形成されるとともに、その下端は球面状に形成され、第１の支持部材１１の凹部１１ａの下端中央部に固定されている。第２の支持部材１２には、シリンダ１４から圧送される流体を流通する流路１２ｃが設けられ、流路１２ｃの一端は第２の支持部材１２の下端に開口するとともに、第１の支持部材１１の流路１１ｂの他端に連通している。また、流路１２ｃは第２の支持部材１２の径方向中央を各補強板１２ｂの中央の貫通孔を通って上下方向に延びており、その他端は第２の支持部材１２の上面中央に開口するとともに、固定部材１０の油圧室１０ｂ内に連通している。
【００１５】
感震スイッチ１３は、例えば球体の転動や変位を利用したものなど、所定の大きさ以上の揺れによって電気的にスイッチをオンにする周知の機器からなり、地盤側の基礎２に取り付けられている。
【００１６】
シリンダ１４は一端側に流体としての作動油を収容する油圧シリンダからなり、建物の基礎２側に配置されている。シリンダ１４の一端側は油圧配管１４ａを介して第１の支持部材１１の流路１１ｂの一端に接続され、油圧配管１４ａは第１の電磁弁１４ｂによって開閉するようになっている。シリンダ１４の内部にはピストン１４ａが摺動自在に設けられ、ピストン１４ｃをシリンダ１４の一端側に向かって移動させることにより、作動油を油圧配管１４ａ側に押し出すようになっている。
【００１７】
空気容器１５は、内部に圧縮空気を封入可能な耐圧性の容器からなり、建物の基礎２側に配置されている。空気容器１５は、空気配管１５ａを介してシリンダ１４の他端側に接続され、空気配管１５ａは第２の電磁弁１５ｂによって開閉するようになっている。空気配管１５ａの第２の電磁弁１５ｂとシリンダ１４との間には一端を外部に開放した空気排出管１５ｃの他端が接続され、空気排出管１５ｃは第３の電磁弁１５ｄによって開閉するようになっている。即ち、空気容器１５は、空気配管１５ａを介してシリンダ１４の他端側に圧縮空気を供給することにより、圧縮空気の圧力によってピストン１４ｃをシリンダ１４の一端側に向かって移動させるようになっている。空気容器１５は圧縮機１５ｄを備え、圧縮機１５ｅによって空気容器１５内に空気を供給可能になっている。また、空気容器１５には、空気容器１５内の空気の圧力を検出する圧力センサ１５ｆが設けられている。
【００１８】
各位置検知センサ１６は、例えば発光部及び受光部を有する周知の光学式センサからなり、互いに上下方向に間隔をおいて配置されている。即ち、各位置検知センサ１６は、固定部材１０の側面に設けた被検知部１６ａに検知光を照射することにより、所定の高さ位置まで上昇した固定部材１０の被検知部１６ａを上方の位置検知センサ１６によって検知し、所定の高さ位置まで下降した固定部材１０の被検知部１６ａを下方の位置検知センサ１６によって検知するようになっている。
【００１９】
制御部１７は、例えばマイクロコンピュータによって構成され、感震スイッチ１３、第１の電磁弁１４ｂ、第２の電磁弁１５ｂ、第３の電磁弁１５ｄ、圧力センサ１５ｆ、圧縮機１５ｅ及び位置検知センサ１６に接続されている。また、制御部１８はタイマ１７ａを備えている。
【００２０】
以上のように構成された免震装置は、建物本体側の構造物１と地盤側の基礎２との間に設置され、複数箇所に設けた固定部材１０、第１及び第２の支持部材１１，１２によって建物本体を支持するようになっている。この場合、シリンダ１４及び空気容器１５を複数箇所の固定部材１０、第１及び第２の支持部材１１，１２ごとに設けるようにしてもよいが、油圧配管１４ａを分岐して複数の固定部材１０、第１及び第２の支持部材１１，１２ごとにシリンダ１４及び空気容器１５を一つずつ設けるようにしてもよい。また、図１に示すように第２の支持部材１２のピストン部１２ａは固定部材１０の油圧室１０ｂ内の上方に位置しているが、固定部材１０の下端と第１の支持部材１１の上端とが互いに上下方向に当接しているため、構造物１側の荷重は固定部材１０と第１の支持部材１１に加わるようになっている。この場合、固定部材１０の係合部１０ｃが第１の支持部材１１の凹部１１ａに係合することにより、第１の支持部材１１に対する固定部材１０の水平方向への移動が規制されるようになっている。従って、建物本体が強風を受けた場合でも、固定部材１０が第１の支持部材１１に対して水平方向に移動することがなく、強風による建物本体の横揺れが抑制される。
【００２１】
また、前記免震装置では、図７に示すようにシリンダ１４によって作動油が固定部材１０の油圧室１０ｂ内に流入すると、油圧によって固定部材１０が所定の高さ位置まで上昇し、固定部材１０と第１の支持部材１１とが上下方向に分離して第１の支持部材１１による固定部材１０の支持が解除される。これにより、固定部材１０の係合部１０ｃと第１の支持部材１１の凹部１１ａとの係合も解除されるため、固定部材１０が第２の支持部材１２のみによって支持される。その際、固定部材１０は第２の支持部材１２の弾性により水平方向に移動自在に支持されることから、図８に示すように地盤側の基礎２に地震による横揺れが生じた場合でも、地盤側の横揺れが第１の支持部材１１から固定部材１０に伝わることがなく、第２の支持部材１２の弾性変形によって地盤側の横揺れが吸収される。地震の揺れが停止した後は、第２の支持部材１２の復元力によって固定部材１０が元の位置に戻される。また、大規模な地震が発生した後、暫くの間は余震が続くと考えられるため、例えば１ヶ月程度が経過した後、固定部材１０を下降して再び第１の支持部材１１によって支持することにより、強風による建物本体の揺れが抑制される。
【００２２】
ここで、図９のフローチャートを参照し、前述した固定部材１０の上昇及び下降に関する制御部１７の動作について説明する。尚、初期状態では、第１の電磁弁１４ｂは開放、第２の電磁弁１５ｂは閉鎖、第３の電磁弁１５ｄは閉鎖しているものとし、空気容器１５内には所定圧力Ｐ1 の圧縮空気が充填されているものとする。
【００２３】
まず、所定の大きさ以上の地震による揺れ（例えば震度５）によって感震スイッチ１３がオンになると（Ｓ１）、空気配管１５ａの第２の電磁弁１５ｂを開放する（Ｓ２）。これにより、図５に示すように空気容器１５の圧縮空気が空気配管１５ａを介してシリンダ１４の他端側に流入し、圧縮空気の圧力によってピストン１４ｃがシリンダ１４の一端側に向かって移動する。その際、シリンダ１４の一端側に収容されていた作動油がピストン１４ｃによって油圧配管１４ａ側に押し出され、第１の支持部材１１の流路１１ｂ及び第２の支持部材１２の流路１２ｃから作動油が固定部材１０の油圧室１０ｂに流入する。これにより、固定部材１０が油圧室１０ｂの油圧によって上昇し、上方の位置検知センサ１６によって固定部材１０が所定の高さ位置まで上昇したことが検知されると（Ｓ３）、油圧配管１４ａの第１の電磁弁１４ｂを閉鎖し（Ｓ４）、タイマ１７ａによる計時を開始する（Ｓ５）。これにより、固定部材１０が第２の支持部材１２のみによって支持される。この後、所定時間Ｔ1 （例えば１ヶ月）が経過したらならば（Ｓ６）、空気排出管１５ｃの第３の電磁弁１５ｄと油圧配管１４ａの第１の電磁弁１４ｂをそれぞれ開放する（Ｓ７，Ｓ８）。これにより、建物側の重量により固定部材１０が下降するとともに、油圧室１０ｂ内から作動油が押し出され、図６に示すように油圧配管１４ａの作動油がシリンダ１４内の一端側に戻される。その際、シリンダ１４に流入する作動油によってピストン１４ｃがシリンダ１４の他端側に向かって移動するとともに、シリンダ１４の他端側から押し出される空気が空気排出管１５ｃから外部に放出され、シリンダ１４内の一端側に作動油が流入した分だけピストン１４ｃがシリンダ１４の他端側に移動する。また、油圧室１０ｂ内から作動油が流出することにより固定部材１０が下降し、下方の位置検知センサ１６によって固定部材１０が所定の高さ位置（固定部材１０の下端と第１の支持部材１１の上端とが当接する位置）まで下降したことが検知されると（Ｓ９）、空気配管１５ａの第２の電磁弁１５ｂと空気排出管１５ｃの第３の電磁弁１５ｄをそれぞれ閉鎖する（Ｓ１０，Ｓ１１）。これにより、固定部材１０が第１の支持部材１１によって支持される。次に、圧縮機１５ｅを作動し（Ｓ１２）、圧縮機１５ｅによって空気容器１５内に空気を供給するとともに、圧力センサ１５ｆの検出圧力Ｐが前記圧力Ｐ1 以上になったならば（Ｓ１３）、圧縮機１５ｅを停止し（Ｓ１４）、ステップＳ１に戻る。
【００２４】
このように、本実施形態の免震装置によれば、固定部材１０を水平方向への移動が規制されるように支持する第１の支持部材１１と、固定部材１０を水平方向に移動自在に支持する第２の支持部材１２とを備えているので、第１の支持部材１１によって建物本体側の固定部材１０を支持することにより、強風による建物本体の揺れを抑制することができ、強風によって建物本体が無用に揺れることがないという利点がある。この場合、第２の支持部材１２に建物本体側の荷重が加わらないようにすることができるので、長期間の荷重による第２の支持部材１２のゴムの劣化を防止することができ、メンテナンスの負担を軽減することができる。また、第１の支持部材１１による固定部材１０の支持を解除して第２の支持部材１２のみで固定部材１０を支持することにより、第２の支持部材１２によって地盤側の揺れを吸収することができるので、地震による建物本体側の揺れを抑制することができる。
【００２５】
また、固定部材１０と第１の支持部材１１とを上下方向に分離させることにより第１の支持部材１１による固定部材１０の支持を解除するようにしたので、第１の支持部材１１による固定部材１０の支持を容易に解除することができ、構造の簡素化を図ることができる。
【００２６】
この場合、固定部材１０側を油圧（流体の圧力）によって上昇させることにより固定部材１０と第１の支持部材１１とを上下方向に分離させるようにしたので、建物側の重量が大きい場合でも固定部材１０側を確実に上昇させることができ、実用化に際して極めて有利である。
【００２７】
また、固定部材１０が第２の支持部材１２に対して上下方向に移動するように構成するとともに、固定部材１０と第２の支持部材１２との間の油圧室１０ｂに作動油を流入することにより固定部材１０を油圧によって上昇させるようにしたので、固定部材１０及び第２の支持部材１２の外部に油圧室を設ける必要がなく、構造の簡素化及び小型化を図ることができる。
【００２８】
更に、固定部材１０を上昇させるための作動油をピストン１４ｃによって押し出すシリンダ１４と、予め内部に充填した圧縮空気を吐出可能な空気容器１５とを備え、空気容器１５から吐出される空気の圧力によりピストン１４ｃを駆動してシリンダ１４から作動油を押し出すようにしたので、電力を用いることなくシリンダ１４のピストン１４ｃを駆動することができ、ポンプのように電力を必要とする油圧駆動源を用いた場合に比べ、地震による災害で停電した場合でも作動油を確実に圧送することができるという利点がある。
【００２９】
また、上方の位置検知センサ１６によって固定部材１０が所定の高さ位置まで上昇したことを検知するようにしたので、建物の複数箇所に設けられた固定部材１０の上昇位置を等しくすることができ、固定部材１０を第２の支持部材１２のみで支持する際に建物本体側を水平に保つことができる。
【００３０】
更に、下方の位置検知センサ１６によって固定部材１０が所定の高さ位置まで下降したことを検知するようにしたので、固定部材１０を常に第１の支持部材１１と当接する位置まで下降させることができ、固定部材１０を下降させた際に固定部材１０を第１の支持部材１１によって確実に支持することができる。
【００３１】
また、感震スイッチ１３によって所定の大きさ以上の地震による揺れが検知されるまでは、第１の支持部材１１によって固定部材１０を支持し、感震スイッチ１３によって所定の大きさ以上の揺れが検知されると、第１の支持部材１１による固定部材１０の支持を解除して第２の支持部材１２のみで固定部材１０を支持するようにしたので、地震が発生した際に速やかに免震状態に切り換えることができ、地震による建物本体側の揺れを確実に抑制することができる。
【００３２】
更に、第１の支持部材１１による固定部材１０の支持が解除されると、所定時間Ｔ1 が経過した後に再び第１の支持部材１１によって固定部材１０を支持するようにしたので、所定時間Ｔ1 が経過するまでの間は第２の支持部材１２によって地震の揺れを吸収することができ、大規模な地震が発生した後の余震による揺れも効果的に抑制することができる。
【００３３】
また、第２の支持部材１２を水平方向に弾性変形可能なゴムによって形成することにより固定部材１０を水平方向に移動自在に支持するようにしたので、地震の揺れが停止した後、第２の支持部材１２の復元力によって固定部材１０を元の位置に戻すことができ、固定部材１０を元の位置に戻すためのダンパー等を別途設ける必要がないという利点がある。
【００３４】
尚、前記実施形態では、感震スイッチ１３によって所定の大きさ以上の揺れが検知されると、第１の支持部材１１による固定部材１０の支持を解除するようにしたものを示したが、任意に操作可能なスイッチにより、第１の支持部材１１による固定部材１０の支持を人為的に解除するようにしてもよい。
【００３５】
また、前記実施形態では、第１の支持部材１１による固定部材１０の支持が解除された後、所定時間Ｔ1 が経過した後に再び第１の支持部材１１によって固定部材１０を支持する動作を自動で行うようにしたものを示したが、任意に操作可能なスイッチにより、第１の支持部材１１によって再び固定部材１０を支持する動作を人為的に行うようにしてもよい。
【００３６】
図１０乃至図１３は本発明の第２の実施形態を示すもので、前記第１の実施形態と同等の構成部分には同一の符号を付して示す。
【００３７】
本実施形態の免震装置は、建物本体側の構造物１に固定された固定部材２０と、固定部材２０を水平方向への移動が規制されるように支持する第１の支持部材２１と、固定部材２０を水平方向に移動自在に支持する第２の支持部材２２とを備えている。また、本実施形態の免震装置は、第１の実施形態と同様の感震スイッチ１３、シリンダ１４、空気容器１５、上下一対の位置検知センサ１６及び制御部１７と、これらに付帯する他の構成とを備えているが、その構成及び動作は何れも第１の実施形態と同様であるため、図示及び説明は省略する。
【００３８】
固定部材２０は、建物本体側の構造物１の下面に固定された高さの低い円柱状の部材からなり、その下面には第２の支持部材２２に接触する球面状の凹部２０ａが設けられている。固定部材２０の下面には第１の支持部材２１に係合する係合部２０ｂが下方に向かって突設され、係合部２０ｂは固定部材２０の周縁に沿って環状に延びるように形成されている。
【００３９】
第１の支持部材２１は、下端を地盤側の基礎２の上面に固定された高さの低い円柱状の部材からなり、その上面には第２の支持部材２２に接触する球面状の凹部２１ａが固定部材２０の凹部２０ａと上下方向に間隔をおいて対向するように設けられている。第１の支持部材２１の上面には固定部材２０の係合部２０ｂが係合する凹状の係合部２１ｂが設けられ、係合部２１ｂは第１の支持部材２１の周縁に沿って環状に延びるように形成されている。また、第１の支持部材２１には、第１の実施形態のシリンダ１４から圧送される作動油を流通する油圧ホース２１ｃが挿通される挿通孔２１ｄが設けられ、挿通孔２１ｄの一端は第１の支持部材２１の側面に開口し、その他端は凹部２１ａに開口している。油圧ホース２１ｃは可撓性を有する周知の高圧ホースからなり、その一端側はシリンダ１４の油圧配管１４ａに接続されている。また、挿通孔２１ｄの他端側は凹部２１ａ内に向かって内径が拡大するように形成され、油圧ホース２１ｃの曲げを許容するようになっている。
【００４０】
第２の支持部材２２は、径方向に弾性変形可能な球状のゴムからなり、固定部材２０の凹部２０ａと第１の支持部材２１の凹部２１ａとの間に転動自在に配置されている。第２の支持部材２２は中空状に形成され、その内部空間は油圧室２２ｂを形成している。第２の支持部材２２には油圧ホース２１ｃの他端が接続され、油圧ホース２１ｃは第２の支持部材２２の油圧室２２ａに連通している。
【００４１】
以上のように構成された免震装置は、第１の実施形態と同様、建物本体側の構造物１と地盤側の基礎２との間に設置され、複数箇所に設けた固定部材２０、第１及び第２の支持部材２１，２２によって建物本体を支持するようになっている。この場合、図１０に示すように固定部材２０の下端と第１の支持部材２１の上端とが互いに上下方向に当接しているが、第２の支持部材２２は各凹部２０ａ，２１ａによって上下方向に圧縮されており、構造物１側の荷重は固定部材２０と第１の支持部材２１に加わるようになっている。その際、固定部材２０の係合部２０ｂが第１の支持部材２１の係合部２１ｂに係合することにより、第１の支持部材２１に対する固定部材２０の水平方向への移動が規制されるようになっている。従って、建物本体が強風を受けた場合でも、固定部材２０が第１の支持部材２１に対して水平方向に移動することがなく、強風による建物本体の横揺れが抑制される。
【００４２】
また、本実施形態の免震装置では、シリンダ１４によって作動油が油圧ホース２１ｃから第２の支持部材２２の油圧室２２ａ内に流入すると、図１２に示すように油圧によって第２の支持部材２２が径方向に膨張し、第２の支持部材２２によって固定部材２０が押し上げられる。これにより、固定部材２０が所定の高さ位置まで上昇し、固定部材２０と第１の支持部材２１とが上下方向に分離して第１の支持部材２１による固定部材２０の支持が解除される。これにより、固定部材２０の係合部２０ｂと第１の支持部材２１の係合部２１ｂとの係合も解除されるため、固定部材２０が第２の支持部材２２のみによって支持される。その際、固定部材２０は第２の支持部材２２が各凹部２０ａ，２１ａに接触しながら転動することにより水平方向に移動自在に支持されることから、図１３に示すように地盤側の基礎２に地震による横揺れが生じた場合でも、地盤側の横揺れが第１の支持部材２１から固定部材２０に伝わることがなく、第２の支持部材２２の転動によって地盤側の横揺れが吸収される。その際、揺れが大きい場合は、第２の支持部材２２の転動に加え、第２の支持部材２２の弾性変形によっても地盤側の横揺れが吸収される。地震の揺れが停止した後は、第２の支持部材１２が各凹部２０ａ，２１ａの中央に戻ろうとする復元作用により、固定部材２０が元の位置に戻される。また、大規模な地震が発生した後、暫くの間は余震が続くと考えられるため、第１の実施形態と同様、例えば１ヶ月程度が経過した後、固定部材２０を下降して再び第１の支持部材２１によって支持することにより、強風による建物本体の揺れが抑制される。
【００４３】
このように、本実施形態の免震装置によれば、第１の実施形態と同様、固定部材２０を水平方向への移動が規制されるように支持する第１の支持部材２１と、固定部材２０を水平方向に移動自在に支持する第２の支持部材２２とを備えているので、第１の支持部材２１によって建物本体側の固定部材２０を支持することにより、強風による建物本体の揺れを抑制することができ、強風によって建物本体が無用に揺れることがないという利点がある。この場合、第２の支持部材２２に建物本体側の荷重が加わらないようにすることができるので、長期間の荷重による第２の支持部材２２のゴムの劣化を防止することができ、メンテナンスの負担を軽減することができる。また、第１の支持部材２１による固定部材２０の支持を解除して第２の支持部材２２のみで固定部材２０を支持することにより、第２の支持部材２２によって地盤側の揺れを吸収することができるので、地震による建物本体側の揺れを抑制することができる。
【００４４】
また、第２の支持部材２２を径方向に伸縮可能な中空状のゴムによって形成し、第２の支持部材２２内に作動油を流入することにより第２の支持部材２２を油圧によって膨張させて固定部材２０を上昇させるようにしたので、第２の支持部材２２の外部に油圧室を設ける必要がなく、構造の簡素化及び小型化を図ることができる。
【００４５】
更に、第２の支持部材２２の転動によって地盤側の揺れを吸収するようにしたので、固定部材２０、第１及び第２の支持部材２１，２２の高さ寸法を小さくすることができ、例えば一般家屋等のように建物本体側の構造物１と地盤側の基礎２との間の上下方向のスペースが小さい場合に有利である。
【００４６】
この場合、第２の支持部材２２を球状に形成するとともに、固定部材２０と第２の支持部材２１に互いに対向するように設けられた球面状の凹部２０ａ，２１ａ間に転動自在に配置したので、地震の揺れが停止した後、第２の支持部材２２が各凹部２０ａ，２１ａの中央に戻ろうとする作用により、固定部材２０を元の位置に戻すことができ、固定部材２０を元の位置に戻すためのダンパー等を別途設ける必要がないという利点がある。
【００４７】
図１４及び図１５は本発明の第３の実施形態を示すもので、前記第１の実施形態と同等の構成部分には同一の符号を付して示す。
【００４８】
本実施形態の免震装置は、建物本体側の構造物１に固定された固定部材３０と、固定部材３０を水平方向への移動が規制されるように支持する第１の支持部材３１と、固定部材３０を水平方向に移動自在に支持する第２の支持部材３２と、第２の支持部材３２を上下方向に移動させる可動部材３３とを備えている。また、本実施形態の免震装置は、第１の実施形態と同様の感震スイッチ１３、シリンダ１４、空気容器１５、上下一対の位置検知センサ１６及び制御部１７と、これらに付帯する他の構成とを備えているが、その構成及び動作は何れも第１の実施形態と同様であるため、図示及び説明は省略する。
【００４９】
固定部材３０は、建物本体側の構造物１の下面に固定された高さの低い円柱状の部材からなり、その下面には第２の支持部材３２に接触する球面状の凹部３０ａが設けられている。固定部材３０の下面には第１の支持部材３１に係合する係合部３０ｂが下方に向かって突設され、係合部３０ｂは固定部材３０の周縁に沿って環状に延びるように形成されている。
【００５０】
第１の支持部材３１は、下端を地盤側の基礎２の上面に固定された高さの低い円柱状の部材からなり、その上面側には第２の支持部材３２が上下方向に摺動自在に係合する油圧室３１ａが設けられている。第１の支持部材３１の上面には固定部材３０の係合部３０ｂが係合する凹状の係合部３１ｂが設けられ、係合部３１ｂは第１の支持部材３１の周縁に沿って環状に延びるように形成されている。また、第１の支持部材３１には、シリンダ１４から圧送される作動油を流通する流路３１ｂが設けられ、流路３１ｂの一端は第１の支持部材３１の側面に開口し、その他端は油圧室３１ａの下端中央部に開口している。
【００５１】
第２の支持部材３２は、金属製の球状の部材からなり、固定部材３０と可動部材３３との間に転動自在に配置されている。
【００５２】
可動部材３３は、第１の支持部材３１の油圧室３１ａに上下方向に摺動自在に設けられたピストン状の部材からなり、その上面には第２の支持部材３２に接触する球面状の凹部３３ａが設けられている。凹部３３ａは固定部材３０の凹部３０ａと上下方向に間隔をおいて対向するように形成され、各凹部３０ａ，３３ａ間には第２の支持部材３２が転動自在に配置されている。可動部材３３の外周面には油圧室３１ａの内周面との間を密閉するシール部材３３ｂが設けられ、シール部材３３ｂは環状のゴムからなる。
【００５３】
以上のように構成された免震装置は、第１の実施形態と同様、建物本体側の構造物１と地盤側の基礎２との間に設置され、複数箇所に設けた固定部材３０、第１の支持部材３１、第２の支持部材３２及び可動部材３３によって建物本体を支持するようになっている。この場合、図１４に示すように固定部材３０の下端と第１の支持部材３１の上端とが互いに上下方向に当接し、構造物１側の荷重が固定部材３０と第１の支持部材３１に加わるようになっている。その際、固定部材３０の係合部３０ｂが第１の支持部材３１の係合部３１ｂに係合することにより、第１の支持部材３１に対する固定部材３０の水平方向への移動が規制されるようになっている。従って、建物本体が強風を受けた場合でも、固定部材３０が第１の支持部材３１に対して水平方向に移動することがなく、強風による建物本体の横揺れが抑制される。
【００５４】
また、本実施形態の免震装置では、シリンダ１４によって作動油が流路３１ｂから第１の支持部材３１の油圧室３１ａ内に流入すると、図１５に示すように油圧によって可動部材３３が上方へ移動し、固定部材３０が第２の支持部材３２と共に押し上げられる。これにより、固定部材３０が所定の高さ位置まで上昇し、固定部材３０と第１の支持部材３１とが上下方向に分離して第１の支持部材３１による固定部材３０の支持が解除される。これにより、固定部材３０の係合部３０ｂと第１の支持部材３１の係合部３１ｂとの係合も解除されるため、固定部材３０が第２の支持部材３２のみによって支持される。その際、固定部材３０は第２の支持部材３２が各凹部３０ａ，３３ａに接触しながら転動することにより水平方向に移動自在に支持されることから、地盤側の基礎２に地震による横揺れが生じた場合でも、地盤側の横揺れが第１の支持部材３１から固定部材３０に伝わることがなく、第２の支持部材３２の転動によって地盤側の横揺れが吸収される。地震の揺れが停止した後は、第２の支持部材３２が各凹部３０ａ，３３ａの中央に戻ろうとする復元作用により、固定部材３０が元の位置に戻される。また、大規模な地震が発生した後、暫くの間は余震が続くと考えられるため、第１の実施形態と同様、例えば１ヶ月程度が経過した後、固定部材３０を下降して再び第１の支持部材３１によって支持することにより、強風による建物本体の揺れが抑制される。
【００５５】
このように、本実施形態の免震装置によれば、第１及び第２の実施形態と同様、固定部材３０を水平方向への移動が規制されるように支持する第１の支持部材３１と、固定部材３０を水平方向に移動自在に支持する第２の支持部材３２とを備えているので、第１の支持部材３１によって建物本体側の固定部材３０を支持することにより、強風による建物本体の揺れを抑制することができ、強風によって建物本体が無用に揺れることがないという利点がある。また、第１の支持部材３１による固定部材３０の支持を解除して第２の支持部材３２のみで固定部材３０を支持することにより、第２の支持部材３２によって地盤側の揺れを吸収することができるので、地震による建物本体側の揺れを抑制することができる。
【００５６】
この場合、第２の実施形態と同様、第２の支持部材３２を球状に形成するとともに、固定部材３０と可動部材３３に互いに対向するように設けられた球面状の凹部３０ａ，３３ａ間に転動自在に配置したので、地震の揺れが停止した後、第２の支持部材３２が各凹部３０ａ，３３ａの中央に戻ろうとする作用により、固定部材３０を元の位置に戻すことができ、固定部材３０を元の位置に戻すためのダンパー等を別途設ける必要がないという利点がある。
【００５７】
図１６及び図１７は本発明の第４の実施形態を示すもので、前記第１の実施形態と同等の構成部分には同一の符号を付して示す。
【００５８】
本実施形態の免震装置は、建物本体側の構造物１に固定された固定部材４０と、固定部材４０を水平方向への移動が規制されるように支持する第１の支持部材４１と、固定部材４０を水平方向に移動自在に支持する第２の支持部材４２とを備えている。また、本実施形態の免震装置は、第１の実施形態と同様の感震スイッチ１３、シリンダ１４、空気容器１５、上下一対の位置検知センサ１６及び制御部１７と、これらに付帯する他の構成とを備えているが、その構成及び動作は何れも第１の実施形態と同様であるため、図示及び説明は省略する。
【００５９】
固定部材４０は、上端を建物本体側の構造物１の下面に固定された円柱状の部材からなり、その下面側には第２の支持部材４２の下端側を支持する凹部４０ａが設けられている。凹部４０ａは内周面が下方に向かって広がるテーパ状に形成され、その中央は球面状に形成されている。
【００６０】
第１の支持部材４１は、基板４１ａを介して地盤側の基礎２の上面に固定された円筒状の部材からなり、その内部には第２の支持部材４２の下端側が上下方向に摺動自在に配置される油圧室４１ｂが設けられている。第１の支持部材４１の上面には固定部材４０の凹部４０ａに係合する係合部４１ｃが上方に向かって突設され、係合部４１ｃは第１の支持部材４１の周縁に沿って環状に延びるように形成されている。この場合、第１の支持部材４１の上面周縁側に固定部材４０の下面周縁側が載置されるとともに、第１の支持部材４１の係合部４１ｃが固定部材４０の凹部４０ａの下縁側に係合するようになっている。また、第１の支持部材４１には、シリンダ１４から圧送される流体を流通する流路４１ｄが設けられ、流路４１ｄの一端は基板４１ａの側面に開口し、その他端は基板４１ａの上面中央部から油圧室４１ｂ内に開口している。
【００６１】
第２の支持部材４２は、水平方向に弾性変形可能な円柱状のゴムからなり、第１の支持部材４１と固定部材４０との間に配置されている。第２の支持部材４２の下端側には油圧室４１ｂの内径と等しい外径を有するピストン部４２ａが設けられ、ピストン部４２ａは第１の支持部材４１の油圧室４１ｂ内に上下方向に摺動自在に配置されている。ピストン部４２ａの外周部はフランジ状に形成され、第２の支持部材４２の上下方向中央側はピストン部４２ａの上端から上方に向かって外径が小さくなるテーパ状に形成されている。第２の支持部材４２の上端側には複数の補強板４２ｂがゴムを間にして上下方向に積層されており、各補強板４２ｂは中央に貫通孔を有する円形の金属板からなる。第２の支持部材４２の下端側は均一な外径で上下方向に延びる円柱状に形成されるとともに、その下端は球面状に形成され、固定部材４０の凹部４０ａの上端中央部に固定されている。
【００６２】
以上のように構成された免震装置は、建物本体側の構造物１と地盤側の基礎２との間に設置され、複数箇所に設けた固定部材４０、第１及び第２の支持部材４１，４２によって建物本体を支持するようになっている。この場合、図１６に示すように第２の支持部材４２のピストン部４２ａは固定部材４０の油圧室４１ｂ内の下方に位置しているが、固定部材４０の下端と第１の支持部材４１の上端とが互いに上下方向に当接しているため、構造物１側の荷重は固定部材４０と第１の支持部材４１に加わるようになっている。この場合、第１の支持部材４１の係合部４１ｃが固定部材４０の凹部４０ａに係合することにより、第１の支持部材４１に対する固定部材４０の水平方向への移動が規制されるようになっている。従って、建物本体が強風を受けた場合でも、固定部材４０が第１の支持部材４１に対して水平方向に移動することがなく、強風による建物本体の横揺れが抑制される。
【００６３】
また、前記免震装置では、図１７に示すようにシリンダ１４によって作動油が第１の支持部材４１の油圧室４１ｂ内に流入すると、油圧によって固定部材４０が所定の高さ位置まで上昇し、固定部材４０と第１の支持部材４１とが上下方向に分離して第１の支持部材４１による固定部材４０の支持が解除される。これにより、第１の支持部材４１の係合部４１ｃと固定部材４０の凹部４０ａとの係合も解除されるため、固定部材４０が第２の支持部材４２のみによって支持される。その際、固定部材４０は第２の支持部材４２の弾性により水平方向に移動自在に支持されることから、地盤側の基礎２に地震による横揺れが生じた場合でも、地盤側の横揺れが第１の支持部材４１から固定部材４０に伝わることがなく、第２の支持部材４２の弾性変形によって地盤側の横揺れが吸収される。地震の揺れが停止した後は、第２の支持部材４２の復元力によって固定部材４０が元の位置に戻される。また、大規模な地震が発生した後、暫くの間は余震が続くと考えられるため、例えば１ヶ月程度が経過した後、固定部材４０を下降して再び第１の支持部材４１によって支持することにより、強風による建物本体の揺れが抑制される。
【００６４】
このように、本実施形態の免震装置によれば、第１の実施形態と同様、固定部材４０を水平方向への移動が規制されるように支持する第１の支持部材４１と、固定部材４０を水平方向に移動自在に支持する第２の支持部材４２とを備えているので、第１の支持部材４１によって建物本体側の固定部材４０を支持することにより、強風による建物本体の揺れを抑制することができ、強風によって建物本体が無用に揺れることがないという利点がある。この場合、第２の支持部材４２に建物本体側の荷重が加わらないようにすることができるので、長期間の荷重による第２の支持部材４２のゴムの劣化を防止することができ、メンテナンスの負担を軽減することができる。また、第１の支持部材４１による固定部材４０の支持を解除して第２の支持部材４２のみで固定部材４０を支持することにより、第２の支持部材４２によって地盤側の揺れを吸収することができるので、地震による建物本体側の揺れを抑制することができる。
【００６５】
この場合、第２の支持部材４２が地盤側の第１の支持部材４１に対して上下方向に移動するように構成するとともに、第１の支持部材４１と第２の支持部材４２との間の油圧室４１ｂに作動油を流入することにより固定部材４０を油圧によって上昇させるようにしたので、第１の支持部材４１及び第２の支持部材４２の外部に油圧室を設ける必要がなく、構造の簡素化及び小型化を図ることができる。
【符号の説明】
【００６６】
１…構造物、２…基礎、１０…固定部材、１１…第１の支持部材、１２…第２の支持部材、１３…感震スイッチ、１４…シリンダ、１４ｃ…ピストン、１５…空気容器、１６…位置検知センサ、１７…制御部、２０…固定部材、２０ａ…凹部、２１…第１の支持部材、２１ａ…凹部、２２…第２の支持部材、３０…固定部材、３０ａ…凹部、３１…第１の支持部材、３２…第２の支持部材、３３…可動部材、３３ａ…凹部、４０…固定部材、４１…第１の支持部材、４２…第２の支持部材。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば一般家屋、マンション、オフィスビル等の建物側と地盤側との間に設けられ、地盤側から建物側へ伝わる地震の揺れを吸収する免震装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば一般家屋、マンション、オフィスビル等の建物では、地震による建物の倒壊を防止するため、耐震強度の高い構造のものが多くなっている。しかしながら、建物の倒壊は防ぐことができても、地震による揺れが激しい場合は、室内の家具が転倒したり、備品が飛散するなど、室外側の被害が大きい場合がある。そこで、建物側と地盤側との間に免震装置を設け、地盤側から建物側へ伝わる地震の揺れを免震装置によって吸収するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。この免震装置は、複数の金属板とゴムとを積層してなり、地震による横揺れをゴムの弾性によって吸収するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２０５４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記免震装置では、地震時以外でも常にゴムによって建物側の構造物が支持されているため、建物が強風を受けた場合には、ゴムの弾性によって建物が横揺れを生じ、免震装置を備えていない建物よりも強風による横揺れが大きくなるという問題点があった。また、前記免震装置では、建物の荷重が常にゴムに加わっているため、長期間の使用によりゴムが劣化し、定期的なメンテナンスを必要とするという問題点もあった。
【０００５】
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、強風による横揺れを抑制することができるとともに、長期間の使用によってもゴムを劣化させることのない免震装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は前記目的を達成するために、免震対象物側と地盤側との間に設置され、地盤側から免震対象物側に伝わる地震の揺れを吸収する免震装置において、前記免震対象物側を水平方向への移動が規制されるように支持する第１の支持部材と、免震対象物側を水平方向に移動自在に支持する第２の支持部材とを備え、第１の支持部材による免震対象物側の支持を解除して第２の支持部材のみで免震対象物側を支持可能に構成している。
【０００７】
これにより、第１の支持部材によって免震対象物側を支持することにより、免震対象物側の水平方向への移動が規制されることから、強風による建物本体の揺れが抑制されるとともに、第２の支持部材に免震対象物側の荷重が加わらないようにすることができる。また、第１の支持部材による免震対象物側の支持を解除して第２の支持部材のみで免震対象物側を支持することにより、第２の支持部材によって免震対象物側に対する地盤側の揺れが吸収される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、第１の支持部材によって免震対象物側を支持することにより、免震対象物側の水平方向への移動を規制することができるので、強風による建物本体の揺れを抑制することができ、強風によって建物本体が無用に揺れることがないという利点がある。この場合、第２の支持部材に免震対象物側の荷重が加わらないようにすることができるので、第２の支持部材がゴムによって形成されている場合、長期間の荷重によるゴムの劣化を防止することができ、メンテナンスの負担を軽減することができる。また、第１の支持部材による免震対象物側の支持を解除し、第２の支持部材のみで免震対象物側を支持することにより、免震対象物側を水平方向に移動自在に支持することができるので、免震対象物側に対する地盤側の揺れを吸収することができ、地震による建物本体側の揺れを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す免震装置の側面図
【図２】免震装置の要部側面断面図
【図３】Ａ−Ａ線矢視方向断面図
【図４】制御系を示すブロック図
【図５】免震装置の動作を示す側面図
【図６】免震装置の動作を示す側面図
【図７】免震装置の動作を示す要部側面図
【図８】免震装置の動作を示す要部側面図
【図９】制御部の動作を示すフローチャート
【図１０】本発明の第２の実施形態を示す免震装置の要部側面図
【図１１】Ｂ−Ｂ線矢視方向断面図
【図１２】免震装置の動作を示す要部側面図
【図１３】免震装置の動作を示す要部側面図
【図１４】本発明の第３の実施形態を示す免震装置の要部側面図
【図１５】免震装置の動作を示す要部側面図
【図１６】本発明の第３の実施形態を示す免震装置の要部側面図
【図１７】免震装置の動作を示す要部側面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１乃至図９は本発明の第１の実施形態を示すもので、免震対象物側の構造物１と地盤側の基礎２との間に設置される免震装置を示すものである。
【００１１】
本実施形態の免震装置は、免震対象物としての建物本体側の構造物１に固定された固定部材１０と、固定部材１０を水平方向への移動が規制されるように支持する第１の支持部材１１と、固定部材１０を水平方向に移動自在に支持する第２の支持部材１２と、地震による地盤側の揺れを検知する地震検知手段として感震スイッチ１３と、固定部材１０を上昇させるための流体を圧送するシリンダ１４と、圧縮空気を吐出することによりシリンダ１４を駆動する空気容器１５と、固定部材１０の上下方向の位置を検知する位置検知手段としての上下一対の位置検知センサ１６と、シリンダ１４及び空気容器１５の動作を制御する制御部１７とを備えている。
【００１２】
固定部材１０は、基板１０ａを介して建物本体側の構造物１の下面に固定された円筒状の部材からなり、その内部には第２の支持部材１２の上端側が上下方向に摺動自在に配置される油圧室１０ｂが設けられている。固定部材１０の下面には第１の支持部材１１に係合する係合部１０ｃが下方に向かって突設され、係合部１０ｃは固定部材１０の周縁に沿って環状に延びるように形成されている。
【００１３】
第１の支持部材１１は、下端を地盤側の基礎２の上面に固定された円柱状の部材からなり、その上面側には第２の支持部材１２の下端側を支持する凹部１１ａが設けられている。凹部１１ａは内周面が上方に向かって広がるテーパ状に形成され、その中央は球面状に形成されている。この場合、凹部１１ａの上面周縁側には固定部材１０の下面周縁側が載置されるとともに、固定部材１０の係合部１０ｃが凹部１１ａの上縁側に係合するようになっている。また、第１の支持部材１１には、シリンダ１４から圧送される流体を流通する流路１１ｂが設けられ、流路１１ｂの一端は第１の支持部材１１の側面に開口し、その他端は凹部１１ａの下端中央部に開口している。
【００１４】
第２の支持部材１２は、水平方向に弾性変形可能な円柱状のゴムからなり、固定部材１０と第１の支持部材１１との間に配置されている。第２の支持部材１２の上端側には油圧室１０ｂの内径と等しい外径を有するピストン部１２ａが設けられ、ピストン部１２ａは固定部材１０の油圧室１０ｂ内に上下方向に摺動自在に配置されている。ピストン部１２ａの外周部はフランジ状に形成され、第２の支持部材１２の上下方向中央側はピストン部１２ａの下端から下方に向かって外径が小さくなるテーパ状に形成されている。第２の支持部材１２の下端側には複数の補強板１２ｂがゴムを間にして上下方向に積層されており、各補強板１２ｂは中央に貫通孔を有する円形の金属板からなる。第２の支持部材１２の下端側は均一な外径で上下方向に延びる円柱状に形成されるとともに、その下端は球面状に形成され、第１の支持部材１１の凹部１１ａの下端中央部に固定されている。第２の支持部材１２には、シリンダ１４から圧送される流体を流通する流路１２ｃが設けられ、流路１２ｃの一端は第２の支持部材１２の下端に開口するとともに、第１の支持部材１１の流路１１ｂの他端に連通している。また、流路１２ｃは第２の支持部材１２の径方向中央を各補強板１２ｂの中央の貫通孔を通って上下方向に延びており、その他端は第２の支持部材１２の上面中央に開口するとともに、固定部材１０の油圧室１０ｂ内に連通している。
【００１５】
感震スイッチ１３は、例えば球体の転動や変位を利用したものなど、所定の大きさ以上の揺れによって電気的にスイッチをオンにする周知の機器からなり、地盤側の基礎２に取り付けられている。
【００１６】
シリンダ１４は一端側に流体としての作動油を収容する油圧シリンダからなり、建物の基礎２側に配置されている。シリンダ１４の一端側は油圧配管１４ａを介して第１の支持部材１１の流路１１ｂの一端に接続され、油圧配管１４ａは第１の電磁弁１４ｂによって開閉するようになっている。シリンダ１４の内部にはピストン１４ａが摺動自在に設けられ、ピストン１４ｃをシリンダ１４の一端側に向かって移動させることにより、作動油を油圧配管１４ａ側に押し出すようになっている。
【００１７】
空気容器１５は、内部に圧縮空気を封入可能な耐圧性の容器からなり、建物の基礎２側に配置されている。空気容器１５は、空気配管１５ａを介してシリンダ１４の他端側に接続され、空気配管１５ａは第２の電磁弁１５ｂによって開閉するようになっている。空気配管１５ａの第２の電磁弁１５ｂとシリンダ１４との間には一端を外部に開放した空気排出管１５ｃの他端が接続され、空気排出管１５ｃは第３の電磁弁１５ｄによって開閉するようになっている。即ち、空気容器１５は、空気配管１５ａを介してシリンダ１４の他端側に圧縮空気を供給することにより、圧縮空気の圧力によってピストン１４ｃをシリンダ１４の一端側に向かって移動させるようになっている。空気容器１５は圧縮機１５ｄを備え、圧縮機１５ｅによって空気容器１５内に空気を供給可能になっている。また、空気容器１５には、空気容器１５内の空気の圧力を検出する圧力センサ１５ｆが設けられている。
【００１８】
各位置検知センサ１６は、例えば発光部及び受光部を有する周知の光学式センサからなり、互いに上下方向に間隔をおいて配置されている。即ち、各位置検知センサ１６は、固定部材１０の側面に設けた被検知部１６ａに検知光を照射することにより、所定の高さ位置まで上昇した固定部材１０の被検知部１６ａを上方の位置検知センサ１６によって検知し、所定の高さ位置まで下降した固定部材１０の被検知部１６ａを下方の位置検知センサ１６によって検知するようになっている。
【００１９】
制御部１７は、例えばマイクロコンピュータによって構成され、感震スイッチ１３、第１の電磁弁１４ｂ、第２の電磁弁１５ｂ、第３の電磁弁１５ｄ、圧力センサ１５ｆ、圧縮機１５ｅ及び位置検知センサ１６に接続されている。また、制御部１８はタイマ１７ａを備えている。
【００２０】
以上のように構成された免震装置は、建物本体側の構造物１と地盤側の基礎２との間に設置され、複数箇所に設けた固定部材１０、第１及び第２の支持部材１１，１２によって建物本体を支持するようになっている。この場合、シリンダ１４及び空気容器１５を複数箇所の固定部材１０、第１及び第２の支持部材１１，１２ごとに設けるようにしてもよいが、油圧配管１４ａを分岐して複数の固定部材１０、第１及び第２の支持部材１１，１２ごとにシリンダ１４及び空気容器１５を一つずつ設けるようにしてもよい。また、図１に示すように第２の支持部材１２のピストン部１２ａは固定部材１０の油圧室１０ｂ内の上方に位置しているが、固定部材１０の下端と第１の支持部材１１の上端とが互いに上下方向に当接しているため、構造物１側の荷重は固定部材１０と第１の支持部材１１に加わるようになっている。この場合、固定部材１０の係合部１０ｃが第１の支持部材１１の凹部１１ａに係合することにより、第１の支持部材１１に対する固定部材１０の水平方向への移動が規制されるようになっている。従って、建物本体が強風を受けた場合でも、固定部材１０が第１の支持部材１１に対して水平方向に移動することがなく、強風による建物本体の横揺れが抑制される。
【００２１】
また、前記免震装置では、図７に示すようにシリンダ１４によって作動油が固定部材１０の油圧室１０ｂ内に流入すると、油圧によって固定部材１０が所定の高さ位置まで上昇し、固定部材１０と第１の支持部材１１とが上下方向に分離して第１の支持部材１１による固定部材１０の支持が解除される。これにより、固定部材１０の係合部１０ｃと第１の支持部材１１の凹部１１ａとの係合も解除されるため、固定部材１０が第２の支持部材１２のみによって支持される。その際、固定部材１０は第２の支持部材１２の弾性により水平方向に移動自在に支持されることから、図８に示すように地盤側の基礎２に地震による横揺れが生じた場合でも、地盤側の横揺れが第１の支持部材１１から固定部材１０に伝わることがなく、第２の支持部材１２の弾性変形によって地盤側の横揺れが吸収される。地震の揺れが停止した後は、第２の支持部材１２の復元力によって固定部材１０が元の位置に戻される。また、大規模な地震が発生した後、暫くの間は余震が続くと考えられるため、例えば１ヶ月程度が経過した後、固定部材１０を下降して再び第１の支持部材１１によって支持することにより、強風による建物本体の揺れが抑制される。
【００２２】
ここで、図９のフローチャートを参照し、前述した固定部材１０の上昇及び下降に関する制御部１７の動作について説明する。尚、初期状態では、第１の電磁弁１４ｂは開放、第２の電磁弁１５ｂは閉鎖、第３の電磁弁１５ｄは閉鎖しているものとし、空気容器１５内には所定圧力Ｐ1 の圧縮空気が充填されているものとする。
【００２３】
まず、所定の大きさ以上の地震による揺れ（例えば震度５）によって感震スイッチ１３がオンになると（Ｓ１）、空気配管１５ａの第２の電磁弁１５ｂを開放する（Ｓ２）。これにより、図５に示すように空気容器１５の圧縮空気が空気配管１５ａを介してシリンダ１４の他端側に流入し、圧縮空気の圧力によってピストン１４ｃがシリンダ１４の一端側に向かって移動する。その際、シリンダ１４の一端側に収容されていた作動油がピストン１４ｃによって油圧配管１４ａ側に押し出され、第１の支持部材１１の流路１１ｂ及び第２の支持部材１２の流路１２ｃから作動油が固定部材１０の油圧室１０ｂに流入する。これにより、固定部材１０が油圧室１０ｂの油圧によって上昇し、上方の位置検知センサ１６によって固定部材１０が所定の高さ位置まで上昇したことが検知されると（Ｓ３）、油圧配管１４ａの第１の電磁弁１４ｂを閉鎖し（Ｓ４）、タイマ１７ａによる計時を開始する（Ｓ５）。これにより、固定部材１０が第２の支持部材１２のみによって支持される。この後、所定時間Ｔ1 （例えば１ヶ月）が経過したらならば（Ｓ６）、空気排出管１５ｃの第３の電磁弁１５ｄと油圧配管１４ａの第１の電磁弁１４ｂをそれぞれ開放する（Ｓ７，Ｓ８）。これにより、建物側の重量により固定部材１０が下降するとともに、油圧室１０ｂ内から作動油が押し出され、図６に示すように油圧配管１４ａの作動油がシリンダ１４内の一端側に戻される。その際、シリンダ１４に流入する作動油によってピストン１４ｃがシリンダ１４の他端側に向かって移動するとともに、シリンダ１４の他端側から押し出される空気が空気排出管１５ｃから外部に放出され、シリンダ１４内の一端側に作動油が流入した分だけピストン１４ｃがシリンダ１４の他端側に移動する。また、油圧室１０ｂ内から作動油が流出することにより固定部材１０が下降し、下方の位置検知センサ１６によって固定部材１０が所定の高さ位置（固定部材１０の下端と第１の支持部材１１の上端とが当接する位置）まで下降したことが検知されると（Ｓ９）、空気配管１５ａの第２の電磁弁１５ｂと空気排出管１５ｃの第３の電磁弁１５ｄをそれぞれ閉鎖する（Ｓ１０，Ｓ１１）。これにより、固定部材１０が第１の支持部材１１によって支持される。次に、圧縮機１５ｅを作動し（Ｓ１２）、圧縮機１５ｅによって空気容器１５内に空気を供給するとともに、圧力センサ１５ｆの検出圧力Ｐが前記圧力Ｐ1 以上になったならば（Ｓ１３）、圧縮機１５ｅを停止し（Ｓ１４）、ステップＳ１に戻る。
【００２４】
このように、本実施形態の免震装置によれば、固定部材１０を水平方向への移動が規制されるように支持する第１の支持部材１１と、固定部材１０を水平方向に移動自在に支持する第２の支持部材１２とを備えているので、第１の支持部材１１によって建物本体側の固定部材１０を支持することにより、強風による建物本体の揺れを抑制することができ、強風によって建物本体が無用に揺れることがないという利点がある。この場合、第２の支持部材１２に建物本体側の荷重が加わらないようにすることができるので、長期間の荷重による第２の支持部材１２のゴムの劣化を防止することができ、メンテナンスの負担を軽減することができる。また、第１の支持部材１１による固定部材１０の支持を解除して第２の支持部材１２のみで固定部材１０を支持することにより、第２の支持部材１２によって地盤側の揺れを吸収することができるので、地震による建物本体側の揺れを抑制することができる。
【００２５】
また、固定部材１０と第１の支持部材１１とを上下方向に分離させることにより第１の支持部材１１による固定部材１０の支持を解除するようにしたので、第１の支持部材１１による固定部材１０の支持を容易に解除することができ、構造の簡素化を図ることができる。
【００２６】
この場合、固定部材１０側を油圧（流体の圧力）によって上昇させることにより固定部材１０と第１の支持部材１１とを上下方向に分離させるようにしたので、建物側の重量が大きい場合でも固定部材１０側を確実に上昇させることができ、実用化に際して極めて有利である。
【００２７】
また、固定部材１０が第２の支持部材１２に対して上下方向に移動するように構成するとともに、固定部材１０と第２の支持部材１２との間の油圧室１０ｂに作動油を流入することにより固定部材１０を油圧によって上昇させるようにしたので、固定部材１０及び第２の支持部材１２の外部に油圧室を設ける必要がなく、構造の簡素化及び小型化を図ることができる。
【００２８】
更に、固定部材１０を上昇させるための作動油をピストン１４ｃによって押し出すシリンダ１４と、予め内部に充填した圧縮空気を吐出可能な空気容器１５とを備え、空気容器１５から吐出される空気の圧力によりピストン１４ｃを駆動してシリンダ１４から作動油を押し出すようにしたので、電力を用いることなくシリンダ１４のピストン１４ｃを駆動することができ、ポンプのように電力を必要とする油圧駆動源を用いた場合に比べ、地震による災害で停電した場合でも作動油を確実に圧送することができるという利点がある。
【００２９】
また、上方の位置検知センサ１６によって固定部材１０が所定の高さ位置まで上昇したことを検知するようにしたので、建物の複数箇所に設けられた固定部材１０の上昇位置を等しくすることができ、固定部材１０を第２の支持部材１２のみで支持する際に建物本体側を水平に保つことができる。
【００３０】
更に、下方の位置検知センサ１６によって固定部材１０が所定の高さ位置まで下降したことを検知するようにしたので、固定部材１０を常に第１の支持部材１１と当接する位置まで下降させることができ、固定部材１０を下降させた際に固定部材１０を第１の支持部材１１によって確実に支持することができる。
【００３１】
また、感震スイッチ１３によって所定の大きさ以上の地震による揺れが検知されるまでは、第１の支持部材１１によって固定部材１０を支持し、感震スイッチ１３によって所定の大きさ以上の揺れが検知されると、第１の支持部材１１による固定部材１０の支持を解除して第２の支持部材１２のみで固定部材１０を支持するようにしたので、地震が発生した際に速やかに免震状態に切り換えることができ、地震による建物本体側の揺れを確実に抑制することができる。
【００３２】
更に、第１の支持部材１１による固定部材１０の支持が解除されると、所定時間Ｔ1 が経過した後に再び第１の支持部材１１によって固定部材１０を支持するようにしたので、所定時間Ｔ1 が経過するまでの間は第２の支持部材１２によって地震の揺れを吸収することができ、大規模な地震が発生した後の余震による揺れも効果的に抑制することができる。
【００３３】
また、第２の支持部材１２を水平方向に弾性変形可能なゴムによって形成することにより固定部材１０を水平方向に移動自在に支持するようにしたので、地震の揺れが停止した後、第２の支持部材１２の復元力によって固定部材１０を元の位置に戻すことができ、固定部材１０を元の位置に戻すためのダンパー等を別途設ける必要がないという利点がある。
【００３４】
尚、前記実施形態では、感震スイッチ１３によって所定の大きさ以上の揺れが検知されると、第１の支持部材１１による固定部材１０の支持を解除するようにしたものを示したが、任意に操作可能なスイッチにより、第１の支持部材１１による固定部材１０の支持を人為的に解除するようにしてもよい。
【００３５】
また、前記実施形態では、第１の支持部材１１による固定部材１０の支持が解除された後、所定時間Ｔ1 が経過した後に再び第１の支持部材１１によって固定部材１０を支持する動作を自動で行うようにしたものを示したが、任意に操作可能なスイッチにより、第１の支持部材１１によって再び固定部材１０を支持する動作を人為的に行うようにしてもよい。
【００３６】
図１０乃至図１３は本発明の第２の実施形態を示すもので、前記第１の実施形態と同等の構成部分には同一の符号を付して示す。
【００３７】
本実施形態の免震装置は、建物本体側の構造物１に固定された固定部材２０と、固定部材２０を水平方向への移動が規制されるように支持する第１の支持部材２１と、固定部材２０を水平方向に移動自在に支持する第２の支持部材２２とを備えている。また、本実施形態の免震装置は、第１の実施形態と同様の感震スイッチ１３、シリンダ１４、空気容器１５、上下一対の位置検知センサ１６及び制御部１７と、これらに付帯する他の構成とを備えているが、その構成及び動作は何れも第１の実施形態と同様であるため、図示及び説明は省略する。
【００３８】
固定部材２０は、建物本体側の構造物１の下面に固定された高さの低い円柱状の部材からなり、その下面には第２の支持部材２２に接触する球面状の凹部２０ａが設けられている。固定部材２０の下面には第１の支持部材２１に係合する係合部２０ｂが下方に向かって突設され、係合部２０ｂは固定部材２０の周縁に沿って環状に延びるように形成されている。
【００３９】
第１の支持部材２１は、下端を地盤側の基礎２の上面に固定された高さの低い円柱状の部材からなり、その上面には第２の支持部材２２に接触する球面状の凹部２１ａが固定部材２０の凹部２０ａと上下方向に間隔をおいて対向するように設けられている。第１の支持部材２１の上面には固定部材２０の係合部２０ｂが係合する凹状の係合部２１ｂが設けられ、係合部２１ｂは第１の支持部材２１の周縁に沿って環状に延びるように形成されている。また、第１の支持部材２１には、第１の実施形態のシリンダ１４から圧送される作動油を流通する油圧ホース２１ｃが挿通される挿通孔２１ｄが設けられ、挿通孔２１ｄの一端は第１の支持部材２１の側面に開口し、その他端は凹部２１ａに開口している。油圧ホース２１ｃは可撓性を有する周知の高圧ホースからなり、その一端側はシリンダ１４の油圧配管１４ａに接続されている。また、挿通孔２１ｄの他端側は凹部２１ａ内に向かって内径が拡大するように形成され、油圧ホース２１ｃの曲げを許容するようになっている。
【００４０】
第２の支持部材２２は、径方向に弾性変形可能な球状のゴムからなり、固定部材２０の凹部２０ａと第１の支持部材２１の凹部２１ａとの間に転動自在に配置されている。第２の支持部材２２は中空状に形成され、その内部空間は油圧室２２ｂを形成している。第２の支持部材２２には油圧ホース２１ｃの他端が接続され、油圧ホース２１ｃは第２の支持部材２２の油圧室２２ａに連通している。
【００４１】
以上のように構成された免震装置は、第１の実施形態と同様、建物本体側の構造物１と地盤側の基礎２との間に設置され、複数箇所に設けた固定部材２０、第１及び第２の支持部材２１，２２によって建物本体を支持するようになっている。この場合、図１０に示すように固定部材２０の下端と第１の支持部材２１の上端とが互いに上下方向に当接しているが、第２の支持部材２２は各凹部２０ａ，２１ａによって上下方向に圧縮されており、構造物１側の荷重は固定部材２０と第１の支持部材２１に加わるようになっている。その際、固定部材２０の係合部２０ｂが第１の支持部材２１の係合部２１ｂに係合することにより、第１の支持部材２１に対する固定部材２０の水平方向への移動が規制されるようになっている。従って、建物本体が強風を受けた場合でも、固定部材２０が第１の支持部材２１に対して水平方向に移動することがなく、強風による建物本体の横揺れが抑制される。
【００４２】
また、本実施形態の免震装置では、シリンダ１４によって作動油が油圧ホース２１ｃから第２の支持部材２２の油圧室２２ａ内に流入すると、図１２に示すように油圧によって第２の支持部材２２が径方向に膨張し、第２の支持部材２２によって固定部材２０が押し上げられる。これにより、固定部材２０が所定の高さ位置まで上昇し、固定部材２０と第１の支持部材２１とが上下方向に分離して第１の支持部材２１による固定部材２０の支持が解除される。これにより、固定部材２０の係合部２０ｂと第１の支持部材２１の係合部２１ｂとの係合も解除されるため、固定部材２０が第２の支持部材２２のみによって支持される。その際、固定部材２０は第２の支持部材２２が各凹部２０ａ，２１ａに接触しながら転動することにより水平方向に移動自在に支持されることから、図１３に示すように地盤側の基礎２に地震による横揺れが生じた場合でも、地盤側の横揺れが第１の支持部材２１から固定部材２０に伝わることがなく、第２の支持部材２２の転動によって地盤側の横揺れが吸収される。その際、揺れが大きい場合は、第２の支持部材２２の転動に加え、第２の支持部材２２の弾性変形によっても地盤側の横揺れが吸収される。地震の揺れが停止した後は、第２の支持部材１２が各凹部２０ａ，２１ａの中央に戻ろうとする復元作用により、固定部材２０が元の位置に戻される。また、大規模な地震が発生した後、暫くの間は余震が続くと考えられるため、第１の実施形態と同様、例えば１ヶ月程度が経過した後、固定部材２０を下降して再び第１の支持部材２１によって支持することにより、強風による建物本体の揺れが抑制される。
【００４３】
このように、本実施形態の免震装置によれば、第１の実施形態と同様、固定部材２０を水平方向への移動が規制されるように支持する第１の支持部材２１と、固定部材２０を水平方向に移動自在に支持する第２の支持部材２２とを備えているので、第１の支持部材２１によって建物本体側の固定部材２０を支持することにより、強風による建物本体の揺れを抑制することができ、強風によって建物本体が無用に揺れることがないという利点がある。この場合、第２の支持部材２２に建物本体側の荷重が加わらないようにすることができるので、長期間の荷重による第２の支持部材２２のゴムの劣化を防止することができ、メンテナンスの負担を軽減することができる。また、第１の支持部材２１による固定部材２０の支持を解除して第２の支持部材２２のみで固定部材２０を支持することにより、第２の支持部材２２によって地盤側の揺れを吸収することができるので、地震による建物本体側の揺れを抑制することができる。
【００４４】
また、第２の支持部材２２を径方向に伸縮可能な中空状のゴムによって形成し、第２の支持部材２２内に作動油を流入することにより第２の支持部材２２を油圧によって膨張させて固定部材２０を上昇させるようにしたので、第２の支持部材２２の外部に油圧室を設ける必要がなく、構造の簡素化及び小型化を図ることができる。
【００４５】
更に、第２の支持部材２２の転動によって地盤側の揺れを吸収するようにしたので、固定部材２０、第１及び第２の支持部材２１，２２の高さ寸法を小さくすることができ、例えば一般家屋等のように建物本体側の構造物１と地盤側の基礎２との間の上下方向のスペースが小さい場合に有利である。
【００４６】
この場合、第２の支持部材２２を球状に形成するとともに、固定部材２０と第２の支持部材２１に互いに対向するように設けられた球面状の凹部２０ａ，２１ａ間に転動自在に配置したので、地震の揺れが停止した後、第２の支持部材２２が各凹部２０ａ，２１ａの中央に戻ろうとする作用により、固定部材２０を元の位置に戻すことができ、固定部材２０を元の位置に戻すためのダンパー等を別途設ける必要がないという利点がある。
【００４７】
図１４及び図１５は本発明の第３の実施形態を示すもので、前記第１の実施形態と同等の構成部分には同一の符号を付して示す。
【００４８】
本実施形態の免震装置は、建物本体側の構造物１に固定された固定部材３０と、固定部材３０を水平方向への移動が規制されるように支持する第１の支持部材３１と、固定部材３０を水平方向に移動自在に支持する第２の支持部材３２と、第２の支持部材３２を上下方向に移動させる可動部材３３とを備えている。また、本実施形態の免震装置は、第１の実施形態と同様の感震スイッチ１３、シリンダ１４、空気容器１５、上下一対の位置検知センサ１６及び制御部１７と、これらに付帯する他の構成とを備えているが、その構成及び動作は何れも第１の実施形態と同様であるため、図示及び説明は省略する。
【００４９】
固定部材３０は、建物本体側の構造物１の下面に固定された高さの低い円柱状の部材からなり、その下面には第２の支持部材３２に接触する球面状の凹部３０ａが設けられている。固定部材３０の下面には第１の支持部材３１に係合する係合部３０ｂが下方に向かって突設され、係合部３０ｂは固定部材３０の周縁に沿って環状に延びるように形成されている。
【００５０】
第１の支持部材３１は、下端を地盤側の基礎２の上面に固定された高さの低い円柱状の部材からなり、その上面側には第２の支持部材３２が上下方向に摺動自在に係合する油圧室３１ａが設けられている。第１の支持部材３１の上面には固定部材３０の係合部３０ｂが係合する凹状の係合部３１ｂが設けられ、係合部３１ｂは第１の支持部材３１の周縁に沿って環状に延びるように形成されている。また、第１の支持部材３１には、シリンダ１４から圧送される作動油を流通する流路３１ｂが設けられ、流路３１ｂの一端は第１の支持部材３１の側面に開口し、その他端は油圧室３１ａの下端中央部に開口している。
【００５１】
第２の支持部材３２は、金属製の球状の部材からなり、固定部材３０と可動部材３３との間に転動自在に配置されている。
【００５２】
可動部材３３は、第１の支持部材３１の油圧室３１ａに上下方向に摺動自在に設けられたピストン状の部材からなり、その上面には第２の支持部材３２に接触する球面状の凹部３３ａが設けられている。凹部３３ａは固定部材３０の凹部３０ａと上下方向に間隔をおいて対向するように形成され、各凹部３０ａ，３３ａ間には第２の支持部材３２が転動自在に配置されている。可動部材３３の外周面には油圧室３１ａの内周面との間を密閉するシール部材３３ｂが設けられ、シール部材３３ｂは環状のゴムからなる。
【００５３】
以上のように構成された免震装置は、第１の実施形態と同様、建物本体側の構造物１と地盤側の基礎２との間に設置され、複数箇所に設けた固定部材３０、第１の支持部材３１、第２の支持部材３２及び可動部材３３によって建物本体を支持するようになっている。この場合、図１４に示すように固定部材３０の下端と第１の支持部材３１の上端とが互いに上下方向に当接し、構造物１側の荷重が固定部材３０と第１の支持部材３１に加わるようになっている。その際、固定部材３０の係合部３０ｂが第１の支持部材３１の係合部３１ｂに係合することにより、第１の支持部材３１に対する固定部材３０の水平方向への移動が規制されるようになっている。従って、建物本体が強風を受けた場合でも、固定部材３０が第１の支持部材３１に対して水平方向に移動することがなく、強風による建物本体の横揺れが抑制される。
【００５４】
また、本実施形態の免震装置では、シリンダ１４によって作動油が流路３１ｂから第１の支持部材３１の油圧室３１ａ内に流入すると、図１５に示すように油圧によって可動部材３３が上方へ移動し、固定部材３０が第２の支持部材３２と共に押し上げられる。これにより、固定部材３０が所定の高さ位置まで上昇し、固定部材３０と第１の支持部材３１とが上下方向に分離して第１の支持部材３１による固定部材３０の支持が解除される。これにより、固定部材３０の係合部３０ｂと第１の支持部材３１の係合部３１ｂとの係合も解除されるため、固定部材３０が第２の支持部材３２のみによって支持される。その際、固定部材３０は第２の支持部材３２が各凹部３０ａ，３３ａに接触しながら転動することにより水平方向に移動自在に支持されることから、地盤側の基礎２に地震による横揺れが生じた場合でも、地盤側の横揺れが第１の支持部材３１から固定部材３０に伝わることがなく、第２の支持部材３２の転動によって地盤側の横揺れが吸収される。地震の揺れが停止した後は、第２の支持部材３２が各凹部３０ａ，３３ａの中央に戻ろうとする復元作用により、固定部材３０が元の位置に戻される。また、大規模な地震が発生した後、暫くの間は余震が続くと考えられるため、第１の実施形態と同様、例えば１ヶ月程度が経過した後、固定部材３０を下降して再び第１の支持部材３１によって支持することにより、強風による建物本体の揺れが抑制される。
【００５５】
このように、本実施形態の免震装置によれば、第１及び第２の実施形態と同様、固定部材３０を水平方向への移動が規制されるように支持する第１の支持部材３１と、固定部材３０を水平方向に移動自在に支持する第２の支持部材３２とを備えているので、第１の支持部材３１によって建物本体側の固定部材３０を支持することにより、強風による建物本体の揺れを抑制することができ、強風によって建物本体が無用に揺れることがないという利点がある。また、第１の支持部材３１による固定部材３０の支持を解除して第２の支持部材３２のみで固定部材３０を支持することにより、第２の支持部材３２によって地盤側の揺れを吸収することができるので、地震による建物本体側の揺れを抑制することができる。
【００５６】
この場合、第２の実施形態と同様、第２の支持部材３２を球状に形成するとともに、固定部材３０と可動部材３３に互いに対向するように設けられた球面状の凹部３０ａ，３３ａ間に転動自在に配置したので、地震の揺れが停止した後、第２の支持部材３２が各凹部３０ａ，３３ａの中央に戻ろうとする作用により、固定部材３０を元の位置に戻すことができ、固定部材３０を元の位置に戻すためのダンパー等を別途設ける必要がないという利点がある。
【００５７】
図１６及び図１７は本発明の第４の実施形態を示すもので、前記第１の実施形態と同等の構成部分には同一の符号を付して示す。
【００５８】
本実施形態の免震装置は、建物本体側の構造物１に固定された固定部材４０と、固定部材４０を水平方向への移動が規制されるように支持する第１の支持部材４１と、固定部材４０を水平方向に移動自在に支持する第２の支持部材４２とを備えている。また、本実施形態の免震装置は、第１の実施形態と同様の感震スイッチ１３、シリンダ１４、空気容器１５、上下一対の位置検知センサ１６及び制御部１７と、これらに付帯する他の構成とを備えているが、その構成及び動作は何れも第１の実施形態と同様であるため、図示及び説明は省略する。
【００５９】
固定部材４０は、上端を建物本体側の構造物１の下面に固定された円柱状の部材からなり、その下面側には第２の支持部材４２の下端側を支持する凹部４０ａが設けられている。凹部４０ａは内周面が下方に向かって広がるテーパ状に形成され、その中央は球面状に形成されている。
【００６０】
第１の支持部材４１は、基板４１ａを介して地盤側の基礎２の上面に固定された円筒状の部材からなり、その内部には第２の支持部材４２の下端側が上下方向に摺動自在に配置される油圧室４１ｂが設けられている。第１の支持部材４１の上面には固定部材４０の凹部４０ａに係合する係合部４１ｃが上方に向かって突設され、係合部４１ｃは第１の支持部材４１の周縁に沿って環状に延びるように形成されている。この場合、第１の支持部材４１の上面周縁側に固定部材４０の下面周縁側が載置されるとともに、第１の支持部材４１の係合部４１ｃが固定部材４０の凹部４０ａの下縁側に係合するようになっている。また、第１の支持部材４１には、シリンダ１４から圧送される流体を流通する流路４１ｄが設けられ、流路４１ｄの一端は基板４１ａの側面に開口し、その他端は基板４１ａの上面中央部から油圧室４１ｂ内に開口している。
【００６１】
第２の支持部材４２は、水平方向に弾性変形可能な円柱状のゴムからなり、第１の支持部材４１と固定部材４０との間に配置されている。第２の支持部材４２の下端側には油圧室４１ｂの内径と等しい外径を有するピストン部４２ａが設けられ、ピストン部４２ａは第１の支持部材４１の油圧室４１ｂ内に上下方向に摺動自在に配置されている。ピストン部４２ａの外周部はフランジ状に形成され、第２の支持部材４２の上下方向中央側はピストン部４２ａの上端から上方に向かって外径が小さくなるテーパ状に形成されている。第２の支持部材４２の上端側には複数の補強板４２ｂがゴムを間にして上下方向に積層されており、各補強板４２ｂは中央に貫通孔を有する円形の金属板からなる。第２の支持部材４２の下端側は均一な外径で上下方向に延びる円柱状に形成されるとともに、その下端は球面状に形成され、固定部材４０の凹部４０ａの上端中央部に固定されている。
【００６２】
以上のように構成された免震装置は、建物本体側の構造物１と地盤側の基礎２との間に設置され、複数箇所に設けた固定部材４０、第１及び第２の支持部材４１，４２によって建物本体を支持するようになっている。この場合、図１６に示すように第２の支持部材４２のピストン部４２ａは固定部材４０の油圧室４１ｂ内の下方に位置しているが、固定部材４０の下端と第１の支持部材４１の上端とが互いに上下方向に当接しているため、構造物１側の荷重は固定部材４０と第１の支持部材４１に加わるようになっている。この場合、第１の支持部材４１の係合部４１ｃが固定部材４０の凹部４０ａに係合することにより、第１の支持部材４１に対する固定部材４０の水平方向への移動が規制されるようになっている。従って、建物本体が強風を受けた場合でも、固定部材４０が第１の支持部材４１に対して水平方向に移動することがなく、強風による建物本体の横揺れが抑制される。
【００６３】
また、前記免震装置では、図１７に示すようにシリンダ１４によって作動油が第１の支持部材４１の油圧室４１ｂ内に流入すると、油圧によって固定部材４０が所定の高さ位置まで上昇し、固定部材４０と第１の支持部材４１とが上下方向に分離して第１の支持部材４１による固定部材４０の支持が解除される。これにより、第１の支持部材４１の係合部４１ｃと固定部材４０の凹部４０ａとの係合も解除されるため、固定部材４０が第２の支持部材４２のみによって支持される。その際、固定部材４０は第２の支持部材４２の弾性により水平方向に移動自在に支持されることから、地盤側の基礎２に地震による横揺れが生じた場合でも、地盤側の横揺れが第１の支持部材４１から固定部材４０に伝わることがなく、第２の支持部材４２の弾性変形によって地盤側の横揺れが吸収される。地震の揺れが停止した後は、第２の支持部材４２の復元力によって固定部材４０が元の位置に戻される。また、大規模な地震が発生した後、暫くの間は余震が続くと考えられるため、例えば１ヶ月程度が経過した後、固定部材４０を下降して再び第１の支持部材４１によって支持することにより、強風による建物本体の揺れが抑制される。
【００６４】
このように、本実施形態の免震装置によれば、第１の実施形態と同様、固定部材４０を水平方向への移動が規制されるように支持する第１の支持部材４１と、固定部材４０を水平方向に移動自在に支持する第２の支持部材４２とを備えているので、第１の支持部材４１によって建物本体側の固定部材４０を支持することにより、強風による建物本体の揺れを抑制することができ、強風によって建物本体が無用に揺れることがないという利点がある。この場合、第２の支持部材４２に建物本体側の荷重が加わらないようにすることができるので、長期間の荷重による第２の支持部材４２のゴムの劣化を防止することができ、メンテナンスの負担を軽減することができる。また、第１の支持部材４１による固定部材４０の支持を解除して第２の支持部材４２のみで固定部材４０を支持することにより、第２の支持部材４２によって地盤側の揺れを吸収することができるので、地震による建物本体側の揺れを抑制することができる。
【００６５】
この場合、第２の支持部材４２が地盤側の第１の支持部材４１に対して上下方向に移動するように構成するとともに、第１の支持部材４１と第２の支持部材４２との間の油圧室４１ｂに作動油を流入することにより固定部材４０を油圧によって上昇させるようにしたので、第１の支持部材４１及び第２の支持部材４２の外部に油圧室を設ける必要がなく、構造の簡素化及び小型化を図ることができる。
【符号の説明】
【００６６】
１…構造物、２…基礎、１０…固定部材、１１…第１の支持部材、１２…第２の支持部材、１３…感震スイッチ、１４…シリンダ、１４ｃ…ピストン、１５…空気容器、１６…位置検知センサ、１７…制御部、２０…固定部材、２０ａ…凹部、２１…第１の支持部材、２１ａ…凹部、２２…第２の支持部材、３０…固定部材、３０ａ…凹部、３１…第１の支持部材、３２…第２の支持部材、３３…可動部材、３３ａ…凹部、４０…固定部材、４１…第１の支持部材、４２…第２の支持部材。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
免震対象物側と地盤側との間に設置され、地盤側から免震対象物側に伝わる地震の揺れを吸収する免震装置において、
前記免震対象物側を水平方向への移動が規制されるように支持する第１の支持部材と、
免震対象物側を水平方向に移動自在に支持する第２の支持部材とを備え、
第１の支持部材による免震対象物側の支持を解除して第２の支持部材のみで免震対象物側を支持可能に構成した
ことを特徴とする免震装置。
【請求項２】
前記免震対象物側と第１の支持部材とを上下方向に分離させることにより第１の支持部材による免震対象物側の支持を解除するように構成した
ことを特徴とする請求項１記載の免震装置。
【請求項３】
前記免震対象物側を流体の圧力によって上昇させることにより免震対象物側と第１の支持部材とを上下方向に分離させるように構成した
ことを特徴とする請求項２記載の免震装置。
【請求項４】
前記免震対象物側を上昇させるための流体をピストンによって押し出すシリンダと、
内部に充填された圧縮空気を吐出可能な空気容器とを備え、
空気容器から吐出される空気の圧力によりピストンを駆動してシリンダから流体を押し出すように構成した
ことを特徴とする請求項３記載の免震装置。
【請求項５】
前記免震対象物側が第２の支持部材に対して上下方向に移動するように構成するとともに、
免震対象物側と第２の支持部材との間に流体を流入することにより免震対象物側を流体の圧力によって上昇させるように構成した
ことを特徴とする請求項３または４記載の免震装置。
【請求項６】
前記第２の支持部材が地盤側に対して上下方向に移動するように構成するとともに、
地盤側と第２の支持部材との間に流体を流入することにより免震対象物側を流体の圧力によって上昇させるように構成した
ことを特徴とする請求項３または４記載の免震装置。
【請求項７】
前記第２の支持部材を少なくとも上下方向に伸縮可能な中空状に形成し、
第２の支持部材の内部に流体を流入することにより第２の支持部材を流体の圧力によって少なくとも上下方向に膨張させて免震対象物側を上昇させるように構成した
ことを特徴とする請求項３または４記載の免震装置。
【請求項８】
前記免震対象物側の上下方向の位置を検知する位置検知手段を備え、
位置検知手段によって検知される所定の位置まで免震対象物側を上下方向に移動させるように構成した
ことを特徴とする請求項３、４、５、６または７記載の免震装置。
【請求項９】
地震による地盤側の揺れを検知する地震検知手段を備え、
地震検知手段によって所定の大きさ以上の揺れが検知されるまでは、第１の支持部材によって支持し、地震検知手段によって所定の大きさ以上の揺れが検知されると、第１の支持部材による免震対象物側の支持を解除して第２の支持部材のみで免震対象物側を支持するように構成した
ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載の免震装置。
【請求項１０】
前記第１の支持部材による免震対象物側の支持が解除されると、所定時間が経過した後に再び第１の支持部材によって免震対象物側を支持するように構成した
ことを特徴とする請求項９記載の免震装置。
【請求項１１】
前記第２の支持部材を少なくとも水平方向に弾性変形可能な部材によって形成した
ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０記載の免震装置。
【請求項１２】
前記第２の支持部材を水平方向に転動可能な部材によって形成した
ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０記載の免震装置。
【請求項１３】
前記第２の支持部材を球状に形成するとともに、免震対象物側と地盤側に互いに対向するように設けられた球面状の凹部間に転動自在に配置した
ことを特徴とする請求項１２記載の免震装置。
【請求項１】
免震対象物側と地盤側との間に設置され、地盤側から免震対象物側に伝わる地震の揺れを吸収する免震装置において、
前記免震対象物側を水平方向への移動が規制されるように支持する第１の支持部材と、
免震対象物側を水平方向に移動自在に支持する第２の支持部材とを備え、
第１の支持部材による免震対象物側の支持を解除して第２の支持部材のみで免震対象物側を支持可能に構成した
ことを特徴とする免震装置。
【請求項２】
前記免震対象物側と第１の支持部材とを上下方向に分離させることにより第１の支持部材による免震対象物側の支持を解除するように構成した
ことを特徴とする請求項１記載の免震装置。
【請求項３】
前記免震対象物側を流体の圧力によって上昇させることにより免震対象物側と第１の支持部材とを上下方向に分離させるように構成した
ことを特徴とする請求項２記載の免震装置。
【請求項４】
前記免震対象物側を上昇させるための流体をピストンによって押し出すシリンダと、
内部に充填された圧縮空気を吐出可能な空気容器とを備え、
空気容器から吐出される空気の圧力によりピストンを駆動してシリンダから流体を押し出すように構成した
ことを特徴とする請求項３記載の免震装置。
【請求項５】
前記免震対象物側が第２の支持部材に対して上下方向に移動するように構成するとともに、
免震対象物側と第２の支持部材との間に流体を流入することにより免震対象物側を流体の圧力によって上昇させるように構成した
ことを特徴とする請求項３または４記載の免震装置。
【請求項６】
前記第２の支持部材が地盤側に対して上下方向に移動するように構成するとともに、
地盤側と第２の支持部材との間に流体を流入することにより免震対象物側を流体の圧力によって上昇させるように構成した
ことを特徴とする請求項３または４記載の免震装置。
【請求項７】
前記第２の支持部材を少なくとも上下方向に伸縮可能な中空状に形成し、
第２の支持部材の内部に流体を流入することにより第２の支持部材を流体の圧力によって少なくとも上下方向に膨張させて免震対象物側を上昇させるように構成した
ことを特徴とする請求項３または４記載の免震装置。
【請求項８】
前記免震対象物側の上下方向の位置を検知する位置検知手段を備え、
位置検知手段によって検知される所定の位置まで免震対象物側を上下方向に移動させるように構成した
ことを特徴とする請求項３、４、５、６または７記載の免震装置。
【請求項９】
地震による地盤側の揺れを検知する地震検知手段を備え、
地震検知手段によって所定の大きさ以上の揺れが検知されるまでは、第１の支持部材によって支持し、地震検知手段によって所定の大きさ以上の揺れが検知されると、第１の支持部材による免震対象物側の支持を解除して第２の支持部材のみで免震対象物側を支持するように構成した
ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載の免震装置。
【請求項１０】
前記第１の支持部材による免震対象物側の支持が解除されると、所定時間が経過した後に再び第１の支持部材によって免震対象物側を支持するように構成した
ことを特徴とする請求項９記載の免震装置。
【請求項１１】
前記第２の支持部材を少なくとも水平方向に弾性変形可能な部材によって形成した
ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０記載の免震装置。
【請求項１２】
前記第２の支持部材を水平方向に転動可能な部材によって形成した
ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０記載の免震装置。
【請求項１３】
前記第２の支持部材を球状に形成するとともに、免震対象物側と地盤側に互いに対向するように設けられた球面状の凹部間に転動自在に配置した
ことを特徴とする請求項１２記載の免震装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１３−９６４８７（Ｐ２０１３−９６４８７Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３９１９９（Ｐ２０１１−２３９１９９）
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（５０６３７８３６０）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（５０６３７８３６０）
【Ｆターム（参考）】
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