特開 2023-25607 免震構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023025607

(43)【公開日】2023-02-22

(54)【発明の名称】免震構造

(51)【国際特許分類】

   E04H 9/02 20060101AFI20230215BHJP

   F16F 15/02 20060101ALI20230215BHJP

【ＦＩ】

E04H9/02 331D

F16F15/02 L

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021130958

(22)【出願日】2021-08-10

(71)【出願人】

【識別番号】000000549

【氏名又は名称】株式会社大林組

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100154003

【弁理士】

【氏名又は名称】片岡 憲一郎

(72)【発明者】

【氏名】青山 優也

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 智大

(72)【発明者】

【氏名】湯川 正貴

【テーマコード（参考）】

2E139

3J048

【Ｆターム（参考）】

2E139AA01

2E139AA05

2E139AB11

2E139AC19

2E139CA11

2E139CA12

2E139CA16

2E139CC02

2E139CC07

2E139CC10

3J048AA07

3J048CB22

3J048DA03

3J048EA38

(57)【要約】

【課題】引張材を長くすることなく固有周期を長周期化することが可能な免震構造を提供することである。
【解決手段】下部構造物２と上部構造物３との間に設けられる免震構造１であって、下部構造物２及び上部構造物３の何れか一方に固定された固定構造１０と、下部構造物２及び上部構造物３の何れか他方に水平方向に移動自在に支持された可動構造２０と、固定構造１０の固定構造端部１０ｂと、可動構造２０の可動構造端部２０ｃと、に連結された引張材３０と、下部構造物２、上部構造物３及び可動構造２０のそれぞれに傾動自在に連結された傾動材４０と、を有することを特徴とする免震構造１。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

下部構造物と上部構造物との間に設けられる免震構造であって、
前記下部構造物及び前記上部構造物の何れか一方に固定された固定構造と、
前記下部構造物及び前記上部構造物の何れか他方に水平方向に移動自在に支持された可動構造と、
前記固定構造の固定構造端部と、前記可動構造の可動構造端部と、に連結された引張材と、
前記下部構造物、前記上部構造物及び前記可動構造のそれぞれに傾動自在に連結された傾動材と、
を有することを特徴とする免震構造。

【請求項2】

前記傾動材が、
一端側において前記下部構造物及び前記上部構造物の何れか一方に傾動自在に連結され、
他端側において前記下部構造物及び前記上部構造物の何れか他方に傾動自在に連結され、
前記一端側と前記他端側との間において前記可動構造に傾動自在に連結されている、請求項１に記載の免震構造。

【請求項3】

前記傾動材が、
一端側において前記下部構造物及び前記上部構造物の何れか他方に傾動自在に連結され、
他端側において前記可動構造に傾動自在に連結され、
前記一端側と前記他端側との間において前記下部構造物及び前記上部構造物の何れか一方に固定された支持材に傾動自在に連結されている、請求項１に記載の免震構造。

【請求項4】

前記傾動材が、
一端側において前記下部構造物及び前記上部構造物の何れか他方に傾動自在に連結され、
他端側において前記可動構造に傾動自在に連結され、
前記一端側と前記他端側との間において前記固定構造に傾動自在に連結されている、請求項１に記載の免震構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、下部構造物と上部構造物との間に設けられる免震構造に関する。

【背景技術】

【0002】

建築物などの構造物において、地震の際に地面から伝達される振動を低減するために、基礎などの下部構造物と上部構造物との間に免震構造を設けるようにしたものが知られている。

【0003】

このような免震構造として、従来、下部構造物に固定された複数の斜めバーと、上部構造物に固定された複数の逆斜めバーと、斜めバーの上端に設けられた上部ケーシングと逆斜めバーの下端に設けられて上部ケーシングよりも下方に配置された下部ケーシングとに連結された引張材（連結部材）とを有し、下部構造物に対して上部構造物を引張材により単振り子式に支持するようにした構成のものが知られている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平２－３５１４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

免震構造は、一般的に、固有周期を長くすることで免震性能を高めることができる。上記従来の免震構造では、引張材によって構成される振り子の長さによって固有周期が決まるので、より高い免震性能を得るためには引張材をより長くする必要がある。

【0006】

しかし、上記従来の免震構造において引張材を長くするためには、下部構造物と上部構造物との間の上下方向のスペースを大きくする必要がある。そのため、建築物の１階床高さを高くしたり、基礎の底盤の位置をより深くしたりする必要があり、その分、免震構造を設置するためのコストが増加してしまうという問題点があった。

【0007】

本発明は、引張材を長くすることなく固有周期を長周期化することが可能な免震構造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】

【0008】

本発明の免震構造は、下部構造物と上部構造物との間に設けられる免震構造であって、前記下部構造物及び前記上部構造物の何れか一方に固定された固定構造と、前記下部構造物及び前記上部構造物の何れか他方に水平方向に移動自在に支持された可動構造と、前記固定構造の固定構造端部と、前記可動構造の可動構造端部と、に連結された引張材と、前記下部構造物、前記上部構造物及び前記可動構造のそれぞれに傾動自在に連結された傾動材と、を有することを特徴とする。

【0009】

本発明の免震構造は、上記構成において、前記傾動材が、一端側において前記下部構造物及び前記上部構造物の何れか一方に傾動自在に連結され、他端側において前記下部構造物及び前記上部構造物の何れか他方に傾動自在に連結され、前記一端側と前記他端側との間において前記可動構造に傾動自在に連結されていてもよい。

【0010】

本発明の免震構造は、上記構成において、前記傾動材が、一端側において前記下部構造物及び前記上部構造物の何れか他方に傾動自在に連結され、他端側において前記可動構造に傾動自在に連結され、前記一端側と前記他端側との間において前記下部構造物及び前記上部構造物の何れか一方に固定された支持材に傾動自在に連結されていてもよい。

【0011】

本発明の免震構造は、上記構成において、一端側において前記下部構造物及び前記上部構造物の何れか他方に傾動自在に連結され、他端側において前記可動構造に傾動自在に連結され、前記一端側と前記他端側との間において前記固定構造に傾動自在に連結されていてもよい。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、引張材を長くすることなく固有周期を長周期化することが可能な免震構造を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の第１実施形態に係る免震構造の構成を模式的に示した正面図である。

【図2】図１に示す免震構造の、免震動作を行っている状態を示した正面図である。

【図3】本発明の第２実施形態に係る免震構造の構成を模式的に示した正面図である。

【図4】図３に示す免震構造の、免震動作を行っている状態を示した正面図である。

【図5】本発明の第３実施形態に係る免震構造の構成を模式的に示した正面図である。

【図6】図５に示す免震構造の、免震動作を行っている状態を示した正面図である。

【図7】図１に示す第１実施形態に係る免震構造の、上下を反転させた変形例の構成を模式的に示した正面図である。

【図8】図１に示す第１実施形態に係る免震構造の変形例の構成を模式的に示した正面図である。

【図9】図８に示す免震構造の構成を模式的に示した斜視図である。

【図10】図１に示す第１実施形態に係る免震構造の他の変形例の構成を模式的に示した平面図である。

【図11】図１０に示す免震構造の正面図である。

【図12】図１０におけるＡ－Ａ線に沿う断面図である。

【図13】図１０に示す免震構造の、免震動作を行っている状態を示した正面図である。

【図14】図１０に示す免震構造の、下部構造物と上部構造物との間における配置の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明に係る免震構造について、図面を参照しつつ詳細に例示説明する。

【0015】

図１に示すように、本発明の第１実施形態である免震構造１は、下部構造物２と上部構造物３との間に設けられる。免震構造１は、地面から下部構造物２を介して上部構造物３に伝達される水平方向の振動を低減することができる。

【0016】

免震構造１は、下部構造物２と上部構造物３との間に、複数配置することもできる。複数の免震構造１を下部構造物２と上部構造物３との間に配置する際の配置パターンや配置数は、適宜変更可能である。

【0017】

下部構造物２は、地面に直接または間接に固着した構造物である。上部構造物３は、下部構造物２の上方に構築された構造物である。本実施の形態では、下部構造物２は建築物の基礎であり、上部構造物３は例えばビルディング、倉庫、木造の建物などの建築物である。

【0018】

なお、下部構造物２は、地面に固着した構造物であれば、建築物の基礎に限らず、例えば建築物の下層階を構成する部分などの他の構造物であってもよい。下部構造物２を建築物の下層階を構成する部分とした場合には、上部構造物３は建築物の上層階を構成する部分である。

【0019】

免震構造１は、固定構造１０、可動構造２０、引張材３０及び傾動材４０を備えている。

【0020】

固定構造１０は、下部構造物２及び上部構造物３の何れか一方に固定される。本実施形態では、固定構造１０は、下部構造物２に固定されている。

【0021】

固定構造１０は、例えば、上下方向に延びる柱状に構成された柱部１０ａと、柱部１０ａの上端部に水平方向に梁状に突出して設けられた固定構造端部１０ｂとを備え、柱部１０ａの下端において下部構造物２の上面に固定された構成とすることができる。固定構造１０は、例えば鋼材等により、上部構造物３の自重や積載荷重、地震荷重、風荷重等を含む、固定構造１０に伝達される荷重の組み合わせを支持可能な所定の剛性を有するように構成される。

【0022】

固定構造１０は、固定構造端部１０ｂを備えて下部構造物２及び上部構造物３の何れか一方に固定される構成であれば、１本の柱部１０ａの端部に固定構造端部１０ｂが片持ちされたＬ字形状に限らず、例えばトラス構造、門型構造など、その形状ないし構成は種々変更可能である。

【0023】

可動構造２０は、下部構造物２及び上部構造物３の何れか他方（固定構造１０が固定されていない方）に水平方向に移動自在に支持される。本実施形態では、可動構造２０は、上部構造物３に水平方向に移動自在に支持されている。可動構造２０は、上部構造物３に対して水平方向の何れの方向に向けても移動自在であり、上部構造物３から加えられる鉛直力を支持している。

【0024】

可動構造２０は、例えば、上下方向に延びる柱状に構成された柱部２０ａと、柱部２０ａの上端部に設けられた基部２０ｂと、柱部２０ａの下端部に水平方向両側に梁状に突出して設けられた可動構造端部２０ｃとを備え、基部２０ｂにおいて上部構造物３の下面に水平方向に移動自在に支持された構成とすることができる。この場合、可動構造２０を上部構造物３に対して水平方向の何れの方向に向けても移動自在に支持するために、例えば直動転がり支承（ＣＬＢ）、ローラー機構などの支持機構２１を、基部２０ｂと上部構造物３の下面との間に設けた構成とすることができる。可動構造２０を上部構造物３の下面に水平方向に移動自在に支持する支持機構２１としては、上記した直動転がり支承（ＣＬＢ）、ローラー機構に限らず、可動構造２０を上部構造物３に対して水平方向の何れの方向にも移動自在に支持することができるものであれば、種々の構成のものを用いることができる。

【0025】

可動構造端部２０ｃは、固定構造端部１０ｂよりも低い位置に配置される。可動構造２０は、例えば鋼材等により、上部構造物３と免震構造１の自重や積載荷重、地震荷重、風荷重等を含む、可動構造２０に伝達される荷重の組み合わせを支持可能な所定の剛性を有するように構成される。

【0026】

可動構造２０は、可動構造端部２０ｃを備えて下部構造物２及び上部構造物３の何れか他方に水平方向に移動自在に支持される構成であれば、１本の柱部２０ａの上端部に基部２０ｂが設けられ、下端部に可動構造端部２０ｃが両側に突出して設けられた逆Ｔ字形状に限らず、例えばトラス構造、門型構造など、その形状ないし構成は種々変更可能である。

【0027】

引張材３０は鉛直姿勢で配置され、その上端部において固定構造１０の固定構造端部１０ｂに連結されるとともに、その下端部において可動構造２０の可動構造端部２０ｃに連結されている。これにより、引張材３０は、下部構造物２に固定された固定構造１０に対して上部構造物３に支持された可動構造２０を吊り下げ保持している。引張材３０は、例えば、鋼材等により上下方向（鉛直方向）に沿って延びるとともに、上部構造物３と可動構造２０の自重や積載荷重、地震荷重、風荷重等を含む、引張材３０に伝達される荷重の組み合わせを支持可能な引張り強度を有する棒状のものとすることができるが、当該荷重を支持可能な引張り強度を有するワイヤー、チェーン等であってもよい。

【0028】

引張材３０は、固定構造端部１０ｂ及び可動構造端部２０ｃのそれぞれに対して、例えばユニバーサルジョイントを用いた連結構造、リング部材を用いた連結構造、ピン結合などにより連結されることで、水平方向の何れの方向に向けても傾動自在（回動自在）となっている。これにより、地震などによって下部構造物２が上部構造物３に対して水平方向に振動すると、引張材３０は、当該振動により、固定構造端部１０ｂと可動構造端部２０ｃとの間で振り子のように振動方向に傾動する。

【0029】

傾動材４０は、下部構造物２、上部構造物３及び可動構造２０のそれぞれに傾動自在に連結されている。本実施形態では、傾動材４０は、下部構造物２が上部構造物３に対して水平方向に振動したときに生じる水平方向の荷重を可動構造２０に伝達可能な所定の剛性を有する棒状に形成されている。傾動材４０は、その下端部（一端側）において、下部構造物２に、例えばユニバーサルジョイントを用いた連結構造、リング部材を用いた連結構造、ピン結合などの連結機構４１により連結されており、下部構造物２に対して水平方向の何れの方向に向けても傾動自在（回動自在）となっている。同様に、傾動材４０は、その上端部（他端側）において、上部構造物３に、例えばユニバーサルジョイントを用いた連結構造、リング部材を用いた連結構造、ピン結合などの連結機構４２により連結されており、上部構造物３に対して水平方向の何れの方向に向けても傾動自在（回動自在）となっている。さらに、傾動材４０は、上端部と下端部との間（一端側と他端側の間）において、可動構造２０の可動構造端部２０ｃの引張材３０が連結される部分とは反対側の側端部に、例えばユニバーサルジョイントを用いた連結構造、リング部材を用いた連結構造、ピン結合などの連結機構４３により連結されており、可動構造２０に対して水平方向の何れの方向に向けても傾動自在（回動自在）となっている。これにより、地震などによって下部構造物２が上部構造物３に対して水平方向に振動すると、傾動材４０は、当該振動により、下部構造物２が上部構造物３との間で振動方向に傾動するとともに、当該傾動に伴って可動構造２０を上部構造物３に対して水平方向（振動と同一の方向）に移動させることができる。なお、傾動材４０の可動構造２０への連結部分は、可動構造２０の可動構造端部２０ｃの引張材３０が連結される部分とは反対側の側端部に限らず、例えば、可動構造端部２０ｃの引張材３０との連結部分の近傍、可動構造端部２０ｃの中央部分、柱部２０ａ、柱部２０ａに設けた他の突出部分など、可動構造２０の種々の部位とすることもできる。

【0030】

傾動材４０が下部構造物２と上部構造物３との間で傾動したときに、下部構造物２及び上部構造物３に傾動材４０から軸方向の荷重が伝達されないようにするために、例えば連結機構４１、連結機構４２及び連結機構４３の一部または全てを、傾動材４０が貫通する構成とするなどして、下部構造物２、上部構造物３ないし可動構造２０に対して傾動材４０を傾動自在に支持しつつ軸方向に相対移動自在に支持する構成とし、あるいは傾動材４０を、例えば二重管構造のように伸縮自在の構成とするなど、適宜の構成が設けられる。

【0031】

図２に示すように、上記構成を有する本実施形態の免震構造１は、地震などによって下部構造物２が上部構造物３に対して水平方向に振動すると、引張材３０が当該振動によって固定構造端部１０ｂと可動構造端部２０ｃとの間で振り子のように振動方向に傾動することで免震動作して、下部構造物２の振動が上部構造物３に伝達されることを抑制することができる。

【0032】

また、上記構成を有する本実施形態の免震構造１は、可動構造２０を上部構造物３に対して水平方向に移動自在に支持された構成とするとともに、傾動材４０を下部構造物２、上部構造物３及び可動構造２０のそれぞれに傾動自在に連結した構成としたので、地震などによって下部構造物２が上部構造物３に対して水平方向に振動すると、図２に示すように、当該振動に伴って傾動材４０が傾動するとともに、傾動材４０の傾動に伴って可動構造２０が上部構造物３に対して振動の方向に向けて水平方向に移動することになる。このとき、連結機構４１と連結機構４３との間の上下方向の距離を１、連結機構４１と連結機構４２との間の上下方向の距離をα（α＞１）、下部構造物２の上部構造物３に対する水平方向の振動の振幅をｘとすると、可動構造２０は水平方向にｘ／α移動することになるので、固定構造端部１０ｂと可動構造端部２０ｃとの間で振り子のように振動方向に傾動する引張材３０の振幅はｘ／αとなる。したがって、引張材３０の振り子長さをＬ、引張材３０の支持重量をｍｇとすると、引張材３０の復元力Ｆ_１は、Ｆ_１＝ｍｇｘ／αＬとなり、傾動材４０の力のつり合いから、下部構造物２の上部構造物３に対する水平方向の復元力Ｆ_２は、Ｆ_２＝Ｆ_１×１／α＝ｍｇｘ／α^２Ｌとなり、下部構造物２の上部構造物３に対する水平剛性ｋは、ｋ＝Ｆ_２／ｘ＝ｍｇ／α^２Ｌとなる。よって、下部構造物２の上部構造物３に対する水平方向の周期Ｔ＝２π（ｍ／ｋ）^１／２＝２πα（Ｌ／ｇ）^１／２となるので、水平方向の振動に対する免震構造１の固有周期は、傾動材４０を用いることなく長さＬの引張材３０のみで振動する従来の構造に対してα倍（α＞１）となる。なお、周期Ｔの倍率は、傾動材４０と可動構造２０との連結部位の上下方向位置を変更することで、種々変更することができる。

【0033】

このように、本実施形態の免震構造１では、可動構造２０を上部構造物３に対して水平方向に移動自在に支持された構成とするとともに、傾動材４０を下部構造物２、上部構造物３及び可動構造２０のそれぞれに傾動自在に連結した構成としたので、引張材３０を長くすることなく、免震動作の際の免震構造１の固有周期を長周期化することができる。

【0034】

また、上記構成を有する本実施形態の免震構造１では、引張材３０を長くすることなく免震動作の際の免震構造１の固有周期を長周期化することができるので、下部構造物２と上部構造物３との間の上下方向のスペースを拡大するために、建築物の１階床高さを高くしたり、基礎の底盤の位置をより深くしたりすることを不要として、免震構造１を設置するためのコストを低減することができる。

【0035】

このように、本実施形態の免震構造１によれば、設置コストを高めることなく、固有周期を長周期化して免震構造１の免震性能を高めることができる。

【0036】

免震構造１は、本発明の第２実施形態として、傾動材４０が、一端側において下部構造物２及び上部構造物３の何れか他方に傾動自在に連結され、他端側において可動構造２０に傾動自在に連結され、一端側と他端側との間において下部構造物２及び上部構造物３の何れか一方に固定された支持材５０に傾動自在に連結された構成とすることもできる。図３には、本発明の第２実施形態として、傾動材４０が、上端部（一端側）において連結機構４２により上部構造物３の下面に傾動自在に連結され、下端部（他端側）において連結機構４１により可動構造２０の可動構造端部２０ｃに傾動自在に連結され、上端部と下端部との間において連結機構４３により下部構造物２に固定された支持材５０に傾動自在に連結された構成の免震構造１を示す。

【0037】

支持材５０は、例えば、上下方向に延びる柱状に構成された柱部５０ａと、柱部５０ａの上端部に水平方向に梁状に突出して設けられた梁部５０ｂとを備え、柱部５０ａの下端において下部構造物２の上面に固定された構成とすることができる。支持材５０は、例えば鋼材等により、傾動する傾動材４０を支持可能な所定の剛性を有するように構成される。なお、支持材５０は、柱部５０ａを固定構造１０の柱部１０ａと共用し、梁部５０ｂが固定構造１０の柱部１０ａから突出する構成とするなど、固定構造１０に一体に設けた構成とすることもできる。

【0038】

この第２実施形態の免震構造１においても、地震などによって下部構造物２が上部構造物３に対して水平方向に振動すると、図４に示すように、引張材３０が当該振動によって固定構造端部１０ｂと可動構造端部２０ｃとの間で振り子のように振動方向に傾動することで免震動作するとともに、当該振動に伴って傾動材４０が傾動し、可動構造２０が上部構造物３に対して振動の方向に向けて水平方向に移動するので、引張材３０を長くすることなく、免震動作の際の免震構造１の固有周期を長周期化することができる。この第２実施形態の場合では、連結機構４１と連結機構４３との間の上下方向の距離を１とし、連結機構４３と連結機構４２との間の上下方向の距離をαとすることで、免震構造１の固有周期を、傾動材４０を用いることなく長さＬの引張材３０のみで振動する従来の構造の固有周期のα倍（α＞１）とすることができる。

【0039】

免震構造１は、本発明の第３実施形態として、傾動材４０が、一端側において下部構造物２及び上部構造物３の何れか他方に傾動自在に連結され、他端側において可動構造２０に傾動自在に連結され、一端側と他端側との間において固定構造１０に傾動自在に連結された構成とすることもできる。図５には、本発明の第３実施形態として、傾動材４０が、上端部（一端側）において連結機構４２により上部構造物３の下面に傾動自在に連結され、下端部（他端側）において連結機構４１により可動構造２０の可動構造端部２０ｃに傾動自在に連結され、上端部と下端部との間において連結機構４３により固定構造１０の固定構造端部１０ｂの側端部に傾動自在に連結された構成の免震構造１を示す。

【0040】

この第３実施形態の免震構造１においても、地震などによって下部構造物２が上部構造物３に対して水平方向に振動すると、図６に示すように、引張材３０が当該振動によって固定構造端部１０ｂと可動構造端部２０ｃとの間で振り子のように振動方向に傾動することで免震動作するとともに、当該振動に伴って傾動材４０が傾動し、可動構造２０が上部構造物３に対して振動の方向に向けて水平方向に移動するので、引張材３０を長くすることなく、免震動作の際の免震構造１の固有周期を長周期化することができる。この第３実施形態の場合では、連結機構４１と連結機構４３との間の上下方向の距離は引張材３０の長さＬとなるので、連結機構４３と連結機構４２との間の上下方向の距離をαＬとすることで、免震構造１の固有周期を、傾動材４０を用いることなく長さＬの引張材３０のみで振動する従来の構造の固有周期のα倍（α＞１）とすることができる。

【0041】

第３実施形態においては、連結機構４１と連結機構４３とを、例えばユニバーサルジョイントを用いた連結構造、リング部材を用いた連結構造、ピン結合などにすることで、傾動材４０が引張材３０の役割を兼ねた構成とすることも可能である。この場合、引張材３０は省略してもよい。

【0042】

図１、図３、図５に記載の免震構造１は、何れも、上下を反転させた構成、すなわち固定構造１０を上部構造物３の下面に固定し、可動構造２０を下部構造物２の上面に水平方向に移動自在に支持させた構成とすることができる。図７に、図１に示す第１実施形態に係る免震構造１を上下反転させた構成を示す。図７に示す免震構造１では、固定構造１０は上部構造物３の下面に固定され、可動構造２０は下部構造物２の上面に支持機構２１によって水平方向に移動自在に支持されている。また、引張材３０は、下端において固定構造１０の下端部の固定構造端部１０ｂに傾動自在に連結されるとともに、上端において可動構造２０の上端部の可動構造端部２０ｃに傾動自在に連結されている。さらに、傾動材４０は、下端部において連結機構４１により下部構造物２の上面に傾動自在に連結され、上端部において連結機構４２により上部構造物３の下面に傾動自在に連結され、下端部と上端部との間において連結機構４３により可動構造２０の可動構造端部２０ｃの側端部に傾動自在に連結されている。このように上下を反転させた図７に示す構成においても、図１に示す構成の場合と同様に、連結機構４２と連結機構４３との間の上下方向の距離を１とし、連結機構４１と連結機構４２との間の上下方向の距離をαとすることで、免震構造１の固有周期を、傾動材４０を用いることなく長さＬの引張材３０のみで振動する従来の構造の固有周期のα倍（α＞１）とすることができる。

【0043】

図８は、図１に示す第１実施形態に係る免震構造１の変形例の構成を模式的に示した正面図であり、図９は、図８に示す免震構造１の構成を模式的に示した斜視図である。なお、図８、図９においては、前述した部材に対応する部材に同一の符号を付してある。

【0044】

図１、図３、図５に記載の免震構造１は、何れも、免震効果を生じる最小構成であり、下部構造物２に対して上部構造物３を水平方向に移動自在に支持する構成としては不安定であるので、下部構造物２に対して上部構造物３を安定して水平方向に移動自在に支持することができる構成が必要である。

【0045】

図８、図９に示す免震構造１は、固定構造１０として、４本の柱部１０ａを４本の固定構造端部１０ｂで接続した構成のものを用いるとともに、可動構造２０として、４本の柱部２０ａを、互いに直交するように連結された２本の可動構造端部２０ｃに接続した構成のものを用い、４本の固定構造端部１０ｂと可動構造端部２０ｃの張り出し部分との間に、それぞれ引張材３０（合計４本）を連結し、傾動材４０を、下端部において連結機構４１により下部構造物２に傾動自在に支持させ、上端部において連結機構４２により上部構造物３に傾動自在に支持させるとともに、中間部位を可動構造端部２０ｃの交差部分に設けられた連結機構４３により傾動自在に支持させた構成としている。この場合、連結機構４２及び連結機構４３は、それぞれ傾動材４０が貫通する貫通孔として構成され、傾動材４０を水平方向の何れの方向にも傾動可能に支持するとともに、傾動材４０を軸方向には相対移動自在に支持する構成とされている。

【0046】

このような免震構造１の構成によれば、固定構造１０及び可動構造２０が、それぞれ下部構造物２ないし上部構造物３に確実に支持されるので、下部構造物２に対して上部構造物３を安定して水平方向に移動自在に支持することができる。

【0047】

図１０は、図１に示す第１実施形態に係る免震構造１の他の変形例の構成を模式的に示した平面図であり、図１１は、図１０に示す免震構造１の正面図であり、図１２は、図１０におけるＡ－Ａ線に沿う断面図であり、図１３は、図１０に示す免震構造１の、免震動作を行っている状態を示した正面図である。なお、図８、図９においては、前述した部材に対応する部材に同一の符号を付してある。

【0048】

下部構造物２に対して上部構造物３を安定して水平方向に移動自在に支持するより好ましい構成として、図１０～図１２に示す構成を採用することもできる。

【0049】

図１０～図１２に示す免震構造１は、固定構造１０として、４本の柱部１０ａの上端部を４本の固定構造端部１０ｂで接続した構成のものを用いるとともに、可動構造２０として、４本の柱部２０ａの下端部を４本の可動構造端部２０ｃで接続するとともに、４本の柱部２０ａの上端部を４本の基部２０ｂで接続した構成のものを用いている。固定構造１０及び可動構造２０は、それぞれ平面視で長方形状となっており、その長辺方向を互いに直交させた姿勢で配置されている。そして、長辺側となる２本の固定構造端部１０ｂと長辺側となる２本の可動構造端部２０ｃとの間に、それぞれ引張材３０（合計４本）を連結し、傾動材４０を、下端部において連結機構４１により下部構造物２に傾動自在に支持させ、上端部において連結機構４２により上部構造物３に傾動自在に支持させるとともに、中間部位を、２本の長辺側の可動構造端部２０ｃの間に支持されたスリーブで構成された連結機構４３により傾動自在に支持させた構成としている。

【0050】

また、図１０～図１２に示す免震構造１では、支持機構２１として直動転がり支承（ＣＬＢ）を用いるようにしている。この場合、支持機構２１は、基部２０ｂの上面に互いに平行に固定された２本の下側ガイドレール２１ａと、上部構造物３の下面に下側ガイドレール２１ａに対して直交する姿勢で固定された２本の上側ガイドレール２１ｂと、それぞれ対応する下側ガイドレール２１ａと上側ガイドレール２１ｂとにスライド移動自在に装着された２つのスライダ２１ｃとを有しており、スライダ２１ｃが下側ガイドレール２１ａ及び上側ガイドレール２１ｂに沿って移動することで、可動構造２０が上部構造物３に対して水平方向に移動することができるようになっている。

【0051】

さらに、図１０～図１２に示す免震構造１では、傾動材４０を可動構造２０に傾動自在に連結する連結機構４３として、球面軸受けを用いるようにしている。具体的には、連結機構４３は、軸心に傾動材４０が貫通固定される球状に形成されており、可動構造２０に設けられた球面に回動自在に支持されている。

【0052】

図１０～図１２に示す免震構造１の構成においても、地震などによって下部構造物２が上部構造物３に対して水平方向に振動すると、図１３に示すように、引張材３０が当該振動によって固定構造端部１０ｂと可動構造端部２０ｃとの間で振り子のように振動方向に傾動することで免震動作するとともに、当該振動に伴って傾動材４０が傾動し、可動構造２０が上部構造物３に対して振動の方向に向けて水平方向に移動するので、引張材３０を長くすることなく、免震動作の際の免震構造１の固有周期を長周期化することができる。

【0053】

また、図１０～図１２に示す免震構造１の構成によれば、固定構造１０及び可動構造２０が、それぞれ下部構造物２ないし上部構造物３に確実に支持されるので、下部構造物２に対して上部構造物３を安定して水平方向に移動自在に支持することができる。さらに、図１０～図１２に示す免震構造１の構成によれば、可動構造２０は、４本の柱部２０ａの上端部と下端部とが、それぞれ４本の可動構造端部２０ｃないし４本の基部２０ｂによって接続された箱型の構成となるので、可動構造２０の剛性を高めて、支持機構２１によって可動構造２０を上部構造物３に確実に水平方向に移動自在に支持させることができる。

【0054】

下部構造物２と上部構造物３との間に、図１０～図１２に示す免震構造１を、４台１組で配置した構成とすることができる。この場合、図１４に示すように、４台の免震構造１を平面視で２列２行となる矩形の配置とすることにより、４台の免震構造１により下部構造物２に対して上部構造物３を安定して水平方向に移動自在に支持することができる。

【0055】

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【符号の説明】

【0056】

１ 免震構造
２ 下部構造物
３ 上部構造物
１０ 固定構造
１０ａ 柱部
１０ｂ 固定構造端部
２０ 可動構造
２０ａ 柱部
２０ｂ 基部
２０ｃ 可動構造端部
２１ 支持機構
２１ａ 下側ガイドレール
２１ｂ 上側ガイドレール
２１ｃ スライダ
３０ 引張材
４０ 傾動材
４１ 連結機構
４２ 連結機構
４３ 連結機構
５０ 支持材
５０ａ 柱部
５０ｂ 梁部

【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】