説明

揺れ止め装置と、それを使用した対振動基礎構造

【課題】地震時の大きな揺れにも、風圧などによって建物などの上部構造が容易に揺れ動かないようにする揺れ止め装置の提供。
【解決手段】基礎1から起立した突出部3と、土台2から下降した垂下部4との、いずれか一方に、他方に向って突出する弾性緩衝部材5を突設する。同じく突出部3と垂下部4との間に、引き寄せ部材6を介在させる。引き寄せ部材5の弾性によって互いに引き寄せ、風圧によって上部構造が動くのを妨げる。地震時には、そのエネルギーによっ引き寄せ部材6の弾性を上回り、弾性緩衝部材5が対向する他方に当接してエネルギーを吸収する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は対振動基礎構造において、地震時の大きな揺れにも、風圧などによって建物などの上部構造が容易に揺れ動かないようにする揺れ止め装置に関するものであり、更に、それを使用した対振動基礎構造にも関するものである。
【背景技術】
【0002】
地震による地盤の揺れを建物の上部躯体に伝えないよう、地盤上の基礎と上部躯体との間に、免震ゴムや、ベアリングを使用した免震装置を配置した免震構造が開発されている。
このような免震構造は、ゴムの柔軟性や、ベアリングの転がり性能を使用して、或る意味、基礎と上部躯体とを切り離す、或いは柔結合して、地震時の揺れを上部躯体に伝えないようにするものである。
【0003】
前記した免振構造は、建物などの上部構造が自在に動く構造だけであると、上部躯体が基礎から落下してしまう危険があり、ベアリングの周りにストッパーとなる段差などを設けて、それ以上ベアリングが動かないようにすることもある。
このような離脱防止構造では、ベアリングがストッパーに衝突したとき、地震のエネルギーが直に建物に作用して、建物が破壊することがあった。
【0004】
また、基礎と上部躯体が切り離された構造であるということは、地盤が揺れていないときでも、上部躯体に何らかの力が作用すると、上部躯体だけが揺れ動いてしまうことを意味している。
例えば風力が作用すると、上部躯体はその力によって押され、その躯体が免震装置によって自在に動くこととなってしまう。
つまりは、折角地震による揺れを免震構造によって免れたが、今度はその免震構造であるがために、風による揺れを許し、常時建物が揺れているような感覚を味わうこととなっていた。
【0005】
このような風力などによる揺れを許さず、地震時の揺れだけを免れる装置として、例えば特開2001−13703号公報に記載されたような技術も開発されている。
同技術は、免震装置の他に電気的な風感知センサと地震感知センサを使用し、風を感知したとき油圧シリンダが作動して、風による揺れを許さず、地震時の揺れだけ免れる機構である。
しかしながら、このような電気的なセンサや油圧シリンダを使用する方法であると、機構が複雑で、高価となるとともに、確実な動きが保証される信頼感のある装置ではなかった。
【特許文献1】特開2001−123703号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
解決しようとする課題は、地震時の大きな振動を受けて上部構造が破損することであり、他方、地震よりも小さな力である風圧によっても揺れ動くことである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明にかかる揺れ止め装置は、地盤上に構築した基礎上に、支承装置によって移動可能に土台を支持した基礎構造に使用する揺れ止め装置であって、
基礎から起立した突出部と、
地盤上に構築した基礎から起立した突出部と、
前記突出部と向き合う土台から下降した垂下部との、
いずれか一方に、他方に向って突出する弾性緩衝部材を突設し、
同じく突出部と垂下部との間に、両者を引き寄せる弾性を有する引き寄せ部材を介在させてなる。
本発明にかかる他の揺れ止め装置は、
弾性緩衝部材としてコイルバネを使用したことを特徴とするものである。
本発明にかかる他の揺れ止め装置は、
引き寄せ部材としてコイルバネを使用したことを特徴とするものである。
本発明にかかる他の対振動基礎構造は、
複数の揺れ止め装置を基礎と土台の間に介在させ、
複数の揺れ止め装置のうち、少なくとも一対の揺れ止め装置の突出部と垂下部とが向き合う方向が、他の対となった揺れ止め装置の突出部と垂下部の向き合う方向と直交することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0008】
本発明は以上のような構成を有するため、以下の効果のうち少なくともいずれか一つの効果を達成するものである。
<a>突出部と垂下部との間に両者を引き寄せる引き寄せ部材を介在させてあるため、風圧によって上部構造が押されたときは、引き寄せ部材の弾性によってその動きを抑制する。
<b>地震時の横揺れは、突出部と垂下部の一方に取付けた弾性緩衝部材が、他方に当たることでそのエネルギーを吸収して、上部構造にその衝撃を伝達しない。
<c>電気的なセンサなどを使用せず、風力と地震時の地盤の揺れとではその動きが異なるメカニカルな構造によって、停電などの事情に左右されず、確実にその動きが保証されることになる。
また、その構成も簡易で、メインテナンスのコストや手間などもほとんど必要ない。
<d>複数個の揺れ止め装置をのうち、少なくとも一つの揺れ止め装置を、他の揺れ止め装置と交差するよう配置することにより、建物の全周のいずれかの方角からの風による揺れも妨げ、いずれかの方向の地震の揺れにも対処することができる対振動基礎構造となる。
【実施例1】
【0009】
以下、図に示す実施例に基づき、本発明を詳細に説明する。
<1> 土台と地盤
本発明において、地盤の上に構築され、地震の振動を受ける部分を基礎1と呼び、支承装置によって支えられ、建物躯体などの上部構造を支える部分を土台2と呼ぶ。
本発明において実施するのは、従来の免振構造でも耐振構造でもなく、地震による振動にも、風圧による揺れにも対処することが可能な、全く新たな対振動基礎構造として実施するものである。
土台2の上に載せるのは、必ずしも建物躯体などの構造物だけでなく、地震の振動を免れたい精密機器や壊れやすい陶器などの商品、墓石、あるいは貴重な美術品などを直接載せることもある。
【0010】
<2> 支承装置
基礎1の上に土台2を支えるのは、支承装置Aである。
支承装置Aとしては、公知の免振装置も使用できるが、実施例では下端にベアリング10が取付けられ、伸縮可能なシリンダ11の外周にコイルスプリング12が配された支承装置Aが使用されている。
支承装置Aは土台2の下面に固定され、下端のベアリング10は、基礎1上に固定された金属製皿状の受け部13の上に載っている。
ベアリング10は、受け部13の上を自在に転がることが出来る。
つまりは、土台2は、基礎1に対して自由に移動可能である。
地震の横揺れは、ベアリング10が転がることによって土台2に伝達せず、縦揺れはスプリング12とシリンダによって吸収して、土台2に伝えない。
図5において、支承装置Aは土台2の中心近傍に9個配置され、土台2を支えている。
【0011】
<3> 揺れ止め装置の全体構造
揺れ止め装置Bは、基礎1から突出した突出部3と、土台4から下降した垂下部4と、突出部3と垂下部4との間に介在させた弾性緩衝部材5と、両者の間に介在させ、両者を引き寄せるよう作用する引き寄せ部材6から成る。
突出部3と垂下部4とは、必ずしもそのためののみ設ける必要はなく、基礎1や土台2から突出するものがあれば、それを突出部3か垂下部4として兼用することも可能である。
【0012】
<4> 突出部と垂下部
基礎1から上方に突出した突出部3と、土台2から下降した垂下部4とが、間隔を空けて向き合っている。
実施例では、突出部3と垂下部4としてH形鋼が使用されており、突出部3は基礎1から垂直に起立し、垂下部4は土台2から垂直に下降している。
【0013】
<5> 弾性緩衝部材
突出部3と垂下部4のうち、いずれか一方、実施例では垂下部4側に、弾性緩衝部材5が取付けられている。
実施例では、弾性緩衝部材5としてコイルスプリングが使用されているが、その他ゴム製やウレタン製の緩衝部材なども広く使用できる。
弾性緩衝部材5の先端は、他方の突出部3の側面に接触するか、側面直前まで至っているが、突出部には当接していないかのいずれかである。
突出部3の側面には、左右に張出し部31・31が設けられており、弾性緩衝部材5に対して突出部3が相対的に横移動しても、弾性緩衝部材5が当接するようになっている。
【0014】
<6> 引き寄せ部材
前記した突出部3と垂下部4との間には、同じく弾性を有する引き寄せ部材6が介在されて、両者を引き寄せている。
実施例では、引き寄せ部材6としてコイルスプリングが使用されている。
引き寄せ部材6としてのコイルスプリングは、その弾性が、弾性緩衝部材5として使用したコイルスプリングよりも弾性力が小さい。
引き寄せ部材6としても、ゴムやウレタンなどの材質が使用できる。
【0015】
<7>配置
図5に示すように、以上のような揺れ止め装置Bが、土台2の四隅に、それぞれ二台づつ配置されている。
四隅に配置された二台の揺れ止め装置B・Bは、一方の対となった揺れ止め装置Bの突出部3と垂下部4の向き合う方向と、他方の対となった揺れ止め装置Bの突出部3と垂下部4の向き合う方向が、直交している。
【0016】
<7> 位置復帰装置
図5において、土台2の四隅には、位置復帰装置Cが配置されている。
位置復帰装置Cは、弾性復帰部材であるコイルスプリング14の両端が取付け金具15・15に取付けられ、その取付け金具15・15が、基礎1と土台2にボルトやアンカーによって固定されて、位置復帰装置Cが基礎1と土台2の間に介在している。
弾性復帰部材としては、コイルスプリングの他、減衰ゴムなどの弾性材料も使用可能である。
【0017】
<8>風圧による動作
上記したように、基礎1と土台2は、複数の揺れ止め装置Bが少なくとも2方向を向くように交差し、尚かつ、対となった揺れ止め装置Bが、二箇所に離隔して同方向へ引き寄せているため、一方向へ引き寄せられるのではなく、突出部3と垂下部4との間の間隔を適宜間隔に保ちながら、引き寄せ部材6の引張り力によって土台2側が容易に動かないよう維持している。
すなわち、風圧が土台2上の建物躯体(図示せず)を押しても、引き寄せ部材6の弾性によって動きが妨げられ、風圧によって土台2が動くことはない。
【0018】
<11>地震時の作動
地震による強い揺れが作用して、そのエネルギーが揺れ止め装置Bの引き寄せ部材6の弾性を上回り、基礎1側が振動する。
土台2は、支承装置Aによって支えられており、基礎1が動いても、支承装置Aのベアリング10が受け部13の上を転がり、またコイルスプリング12によって縦揺れを吸収して、土台2に振動を伝えない。
地震の振動によって基礎1が揺れると、突出部3側面が垂下部4の弾性緩衝部材5に当接し、その弾性によって地震のエネルギーを吸収し、地震の揺れを緩やかに吸収する。
【0019】
<12>位置復帰装置の作動
基礎1が揺れたとき、支承装置Aのベアリング10によって土台2は地盤1に対して相対的に移動するが、揺れが収まったとき、位置復帰装置Cのコイルスプリング14が土台2を基礎1上の元の位置に引き戻すことになる。
位置復帰装置Cの上下端は、取付け金具15・15によって地盤1や土台2と連結しているため、地震によって土台2に対する地盤1の位置がズレて、コイルスプリング14が伸びても、コイルスプリング14の緩やかな弾性によって元の位置へ引き戻すことになる。
また、風圧によって建物躯体が土台2とともに浮き上ろうとするのを位置復帰装置Cの弾性によって引き戻して妨げる。
【0020】
<13>地震の収束
地震が収まると、前記したように位置復帰装置Cによって、基礎1に対して土台2が元の位置に引き戻される。
【実施例2】
【0021】
以上の実施例では、揺れ止め装置Bを二個づつ四隅に配し、そのふたつの揺れ止め装置B・Bの突出部3と垂下部4の向き合う方向を直交させたが、突出部3と垂下部4のうち、いずれか一方を基礎1若しくは土台2の中心近傍に一つ配し、他方をその周囲に四つ配するようにしてもよい。
一つの突出部3か垂下部4のいずれかと、四つの他方との間に、それぞれ弾性緩衝部材5と引き寄せ部材6を介在させ、四方からの風圧や地震の揺れに対して対応出来ることになる。




【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】揺れ止め装置の斜視図
【図2】揺れ止め装置の側面図
【図3】支承装置の側面図
【図4】位置復帰装置の側面図
【図5】土台に対する各装置の配置図
【符号の説明】
【0023】
A:支承装置
B:揺れ止め装置
C:位置復帰装置
1:基礎
2:土台
3:突出部
4:垂下部
5:弾性緩衝部材
6:引き寄せ部材
10:ベアリング
11:シリンダ
12:コイルスプリング
13:受け部
14:コイルスプリング
15:取付け金具

【特許請求の範囲】
【請求項1】
地盤上に構築した基礎上に、支承装置によって移動可能に土台を支持した基礎構造に使用する揺れ止め装置であって、
基礎から起立した突出部と、
前記突出部と向き合う土台から下降した垂下部との、
いずれか一方に、他方に向って突出する弾性緩衝部材を突設し、
同じく突出部と垂下部との間に、両者を引き寄せる弾性を有する引き寄せ部材を介在させてなる、
揺れ止め装置。
【請求項2】
弾性緩衝部材としてコイルバネを使用したことを特徴とする
請求項1記載の揺れ止め装置。
【請求項3】
引き寄せ部材としてコイルバネを使用したことを特徴とする
請求項1又は2記載の揺れ止め装置。
【請求項4】
請求項1乃至3のいずれか1項に記載された揺れ止め装置を用いた対振動基礎構造であって、
複数の揺れ止め装置を基礎と土台の間に介在させ、
複数の揺れ止め装置のうち、少なくとも一対の揺れ止め装置の突出部と垂下部とが向き合う方向が、他の対となった揺れ止め装置の突出部と垂下部の向き合う方向と直交することを特徴とする対振動基礎構造。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2009−264085(P2009−264085A)
【公開日】平成21年11月12日(2009.11.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−118554(P2008−118554)
【出願日】平成20年4月30日(2008.4.30)
【出願人】(307022594)株式会社豊四季 (4)
【Fターム(参考)】