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(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】P2024164421
(43)【公開日】2024-11-27
(54)【発明の名称】免震留具
(51)【国際特許分類】
   F16F 15/02 20060101AFI20241120BHJP
   E04H 9/02 20060101ALI20241120BHJP
   F16F 15/04 20060101ALI20241120BHJP
【FI】
F16F15/02 L
E04H9/02 331D
F16F15/04 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023079882
(22)【出願日】2023-05-15
(71)【出願人】
【識別番号】523178123
【氏名又は名称】小坂 良伸
(74)【代理人】
【識別番号】100166073
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 秀治
(72)【発明者】
【氏名】小坂 良伸
【テーマコード(参考)】
2E139
3J048
【Fターム(参考)】
2E139AA01
2E139AB13
2E139AC19
2E139CA01
2E139CA07
2E139CA13
2E139CA18
2E139CB01
2E139CB04
2E139CB05
2E139CB07
2E139CC02
3J048AA03
3J048BC05
3J048BG02
3J048DA01
3J048EA38
(57)【要約】
【課題】揺れが小さくなると自然に定位置に戻る構造であり、横揺れ及び縦揺れに対して充分な緩衝力を有し、メンテナンスフリーな免震留具を提供する。
【解決手段】 円盤状で、上面側にスリ鉢状凹面11が形成され、下面側の中心部にアンカーボルト1の嵌込筒部12が形成されたスリ鉢状受部材10と、該スリ鉢状受部材10に組み合う球体20と、該球体20を納める球体収納空間31を、中心軸の下端側に有すると共に、中心軸の周囲に鍔部32を有し、球体収納空間31の外周縁から鍔部32の外周縁に向けて、鍔部32の厚みが減少する傾斜部32aが、鍔部32の下面側に形成され、さらに、鍔部32より上方に伸びる上方突出部分36を有する主軸部材30と、該主軸部材30の鍔部32に接触するドーナツ状の皿バネ40と、皿バネ接触部材50と、外筒60と、パッキン70と、中心部が主軸部材30と一体となる土台受部材80とを有する。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
円盤状で、上面側にスリ鉢状凹面が形成されたスリ鉢状受部材と、
該スリ鉢状受部材に組み合う球体と、
該球体を納める球体収納空間を、中心軸の下端側に有すると共に、中心軸の周囲に鍔部を有し、球体収納空間の外周縁から鍔部の外周縁に向けて、鍔部の厚みが減少する傾斜部が、鍔部の下面側に形成され、さらに、鍔部より上方に伸びる上方突出部分を有する主軸部材と、
該主軸部材の鍔部の上方にスライド自在に位置するドーナツ状の弾性体と、
該ドーナツ状の弾性体をスライド自在に収納すると共に、前記スリ鉢状受部材と一体となる外筒と、
該外筒の上面側に位置し、円盤状で、中心部に前記主軸部材が通る中心孔を有し、上面側が土台との接触面となり、中心部が前記主軸部材と一体となる土台受部材とを有することを特徴とする、免震留具。
【請求項2】
円盤状で、上面側にスリ鉢状凹面が形成されたスリ鉢状受部材と、
該スリ鉢状受部材に組み合う球体と、
該球体を納める球体収納空間を、中心軸の下端側に有すると共に、中心軸の周囲に鍔部を有し、球体収納空間の外周縁から鍔部の外周縁に向けて、鍔部の厚みが減少する傾斜部が、鍔部の下面側に形成され、さらに、鍔部より上方に伸びる上方突出部分を有する主軸部材と、
該主軸部材の鍔部の上方にスライド自在に位置するドーナツ状の皿バネと、
該ドーナツ状の皿バネをスライド自在に収納すると共に、前記スリ鉢状受部材と一体となる外筒と、
該外筒の上面に接触するドーナツ状の金属パッキンと、
該外筒の上面に接触する金属パッキンの上面側に位置し、円盤状で、中心部に前記主軸部材が通る中心孔を有し、上面側が土台との接触面となり、前記金属パッキンの上面と接触しつつ外筒の上方に位置し、中心部が前記主軸部材と一体となる土台受部材とを有することを特徴とする、免震留具。
【請求項3】
前記スリ鉢状受部材の中心部に、球体の直径を10とすると、3~5の直径の中心穴が形成されていることを特徴とする、請求項1または2に記載の免震留具。
【請求項4】
前記スリ鉢状受部材の中心部に、球体の直径を10とすると、3~5の直径の中心穴が形成されると共に、該中心穴から外部に通じる水抜通路が形成されていることを特徴とする、請求項1または2に記載の免震留具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、免震留具に関し、詳細には、住宅等の基礎と土台との間に設置する免震留具に関する。
【背景技術】
【0002】
住宅等の地震対策として、特許文献1には、地盤と建物を支える基礎と土台との間に免震空間部を設け、免震空間部の少なくとも三カ所に免震機能部を分散配置しており、免震機能部が下支持体と、下支持体に相対向する上支持体と、上下支持体間に介在する球体とから成り、下支持体に上向き皿状面を、上支持体に下向き皿状面を備え、球体が上向き皿状面と下向き皿状面とに当接していて、地震時に定位置から任意方向に転がり、地震の減少に伴い定位置に自然に戻る構造のものが記載されている。
【0003】
前記免震機能部は、地震エネルギーを緩衝し得るもので、特に横揺れに対して緩衝力を有するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2002-129772号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1に記載のものは、揺れが小さくなると自然に定位置へと戻る構造であり、横揺れに対しては緩衝力を有するが、縦揺れに対して充分な緩衝力を有していない。
【0006】
したがって、本発明の解決しようとする課題は、揺れが小さくなると自然に定位置に戻る構造であり、横揺れ及び縦揺れに対して充分な緩衝力を有する、免震留具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の課題を解決するための手段は、下記のとおりである。
【0008】
第1に、
円盤状で、上面側にスリ鉢状凹面が形成され、下面側に突出部が形成されたスリ鉢状受部材と、
該スリ鉢状受部材に組み合う球体と、
該球体を納める球体収納空間を、中心軸の下端側に有すると共に、中心軸の周囲に鍔部を有し、球体収納空間の外周縁から鍔部の外周縁に向けて、鍔部の厚みが減少する傾斜部が、鍔部の下面側に形成され、さらに、鍔部より上方に伸びる上方突出部分を有する主軸部材と、
該主軸部材の鍔部の上方にスライド自在に位置するドーナツ状の弾性体と、
該ドーナツ状の弾性体と接触する弾性体接触部材と、
該弾性体接触部材をスライド自在に収納することで、ドーナツ状の弾性体をスライド自在に収納することになると共に、前記スリ鉢状受部材と一体となる外筒と、
該外筒の上面側に位置し、円盤状で、中心部に前記主軸部材が通る中心孔を有し、上面側が土台との接触面となり、下面側には中心孔から外周側に向けて厚みが減少する勾配面を有し、中心部が前記主軸部材と溶接で一体となる土台受部材とを有することを特徴とする、免震留具。
【0009】
第2に、
円盤状で、上面側にスリ鉢状凹面が形成され、下面側の中心部に突出部としてアンカーボルトの嵌込筒部が形成されたスリ鉢状受部材と、
該スリ鉢状受部材に組み合う球体と、
該球体を納める球体収納空間を、中心軸の下端側に有すると共に、中心軸の周囲に鍔部を有し、球体収納空間の外周縁から鍔部の外周縁に向けて、鍔部の厚みが減少する傾斜部が、鍔部の下面側に形成され、さらに、鍔部より上方に伸びる上方突出部分を有する主軸部材と、
該主軸部材の鍔部の上方にスライド自在に位置するドーナツ状の皿バネと、
該皿バネと接触する皿バネ接触部材と、
該皿バネ接触部材をスライド自在に収納することで、ドーナツ状の皿バネをスライド自在に収納することになると共に、前記スリ鉢状受部材と一体となる外筒と、
該外筒の上面に接触するドーナツ状の金属パッキンと、
該外筒の上面に接触する金属パッキンの上面側に位置し、円盤状で、中心部に前記主軸部材が通る中心孔を有し、上面側が土台との接触面となり、下面側には中心孔から外周側に向けて厚みが減少する勾配面を有し、前記金属パッキンの上面と接触しつつ外筒の上方に位置し、中心部が前記主軸部材と一体となる土台受部材とを有することを特徴とする、免震留具。
【0010】
第3に、
前記スリ鉢状受部材の中心部に、球体の直径を10とすると、3~5の直径の中心穴が形成されていることを特徴とする、前記第1または第2に記載の免震留具。
【0011】
第4に、
前記スリ鉢状受部材の中心部に、球体の直径を10とすると、3~5の直径の中心穴が形成されると共に、該中心穴から外部に通じる水抜通路が形成されていることを特徴とする、前記第1または第2に記載の免震留具。
【0012】
第5に、
前記スリ鉢状受部材のスリ鉢状凹面が、中心から外周に向けて0.7~1.3センチメートルの距離で0.5~1.5ミリメートルの高さを有する第1勾配面を有し、第1勾配面に連続して0.7~1.3センチメートルの距離で2.5~3.5ミリメートルの高さを有する第2勾配面を有することを特徴とする、前記第1~第4のいずれか一つに記載の免震留具。
【0013】
第6に、
前記皿バネ接触部材の上面において、複数の同心円上の各位置に複数の突起体を等間隔で設けたことを特徴とする、前記第1~第5のいずれか一つに記載の免震留具。
【0014】
第7に、
前記スリ鉢状受部材のスリ鉢状凹面に、複数の同心円状の溝部を形成すると共に、ヤスリ加工を行うことを特徴とする、前記第1~第6のいずれか一つに記載の免震留具。
【0015】
第8に、
円盤状で、上面側にスリ鉢状凹面が形成され、下面側の中心部に突出部としてアンカーボルトの嵌込筒部が形成されたスリ鉢状受部材と、
該スリ鉢状受部材に組み合う球体と、
該球体を納める球体収納空間を、中心軸の下端側に有すると共に、中心軸の周囲に鍔部を有し、球体収納空間の外周縁から鍔部の外周縁に向けて、鍔部の厚みが減少する傾斜部が、鍔部の下面側に形成され、さらに、鍔部より上方に伸びる上方突出部分を有する主軸部材と、
該主軸部材の鍔部の上方にスライド自在に位置するドーナツ状の皿バネと、
該皿バネを収納するための、上部皿バネ接触部材と下部皿バネ接触部材との分割構造による皿バネ接触部材と、
該皿バネ接触部材をスライド自在に収納することで、ドーナツ状の皿バネをスライド自在に収納することになると共に、前記スリ鉢状受部材と一体となる外筒と、
該外筒の上面側に位置し、円盤状で、中心部に前記主軸部材が通る中心孔を有し、上面側が土台との接触面となり、下面側には中心孔から外周側に向けて厚みが減少する勾配面を有し、中心部が前記主軸部材と一体となる土台受部材とを有することを特徴とする、免震留具。
【0016】
第9に、
円盤状で、上面側にスリ鉢状凹面が形成され、下面側の中心部に突出部としてアンカーボルトの嵌込筒部が形成されたスリ鉢状受部材と、
該スリ鉢状受部材に組み合う球体と、
該球体を納める球体収納空間を、中心軸の下端側に有すると共に、中心軸の周囲に鍔部を有し、球体収納空間の外周縁から鍔部の外周縁に向けて、鍔部の厚みが減少する傾斜部が、鍔部の下面側に形成され、さらに、鍔部より上方に伸びる上方突出部分を有する主軸部材と、
該主軸部材の鍔部の上方にスライド自在に位置するドーナツ状の弾性体と、
該弾性体を収納するための、上面側弾性体接触部材と下面側弾性体接触部材との分割構造による弾性体接触部材と、
該弾性体接触部材をスライド自在に収納することで、ドーナツ状の弾性体をスライド自在に収納することになると共に、前記スリ鉢状受部材と一体となる外筒と、
該外筒の上面側に位置し、円盤状で、中心部に前記主軸部材が通る中心孔を有し、上面側が土台との接触面となり、下面側には中心孔から外周側に向けて厚みが減少する勾配面を有し、中心部が前記主軸部材と一体となる土台受部材とを有することを特徴とする、免震留具。
【0017】
第10に、
前記弾性体接触部材の外側面において、複数の同心円上の各位置に複数の突起体を等間隔で設けたことを特徴とする、前記第9に記載の免震留具。
【0018】
第11に、
前記水抜通路に通じる水抜溝が形成されており、該水抜溝の天井面が中心から外部に向けて下向き勾配となる傾斜面であることを特徴とする、前記第4に記載の免震留具。
【0019】
ここで、弾性体としては、皿バネの他に、20年以上、好ましくは50年以上の耐久性を確保可能な軟体の物性を有するものであればよく、特殊な防振ゴム、減衰ゴム、バネ入りゴム等を採用することができる。
【0020】
前記主軸部材における鍔部より上方に伸びる上方突出部分については、土台受部材と組み合う部分から上部の外周にネジ山を形成して長軸として形成することができる他に、土台受部材と組み合う部分より上部の外周にねじ山を形成せずに短円柱状の短軸として形成することができる。
【0021】
前記主軸部材における鍔部より上方に伸びる上方突出部分を長軸として、土台受部材と組み合う部分から上部の外周にネジ山を形成したものは、先端部分を土台に形成された貫通孔を通ってナットで固定できる。
【0022】
前記主軸部材における鍔部より上方に伸びる上方突出部分を短軸として、土台受部材と組み合う部分より上部の外周にねじ山を形成しないものは、短軸部分を土台の下面側から形成した短円柱状の凹状部に組み合わせることで固定できる。
【0023】
前記スリ鉢状受部材の下面側に形成された突出部は、基礎の上面側に形成された短円柱状の凹状部に組み合わせるものであり、突出部としてアンカーボルトの嵌込筒部が形成されている場合には、凹状部の中央部から伸びるアンカーボルトに嵌込筒部をねじ込むことで、基礎に形成された凹状部に組み合わせることを可能とする。
【発明の効果】
【0024】
本発明によれば以下の効果を奏することができる。
【0025】
本発明の免震留具は、スリ鉢状凹面が形成されたスリ鉢状受部材と、球体と、主軸部材と、弾性体とを組み合わせた構造なので、揺れが小さくなると自然に定位置へと戻ることが可能であり、横揺れ及び縦揺れに対して充分な緩衝力を有するものである。
【0026】
特に、下面側に外側に向けて厚みが減少する勾配面を有する土台受部材と、弾性体を組み合わせているので、縦揺れを弾性体で対応すると共に、横揺れに対しても、弾性体と土台受部材との間で作用する縦方向の動きに変換することで対応することができる。
【0027】
ここで、例えば、弾性体として皿バネの種類、厚み、枚数、取り付け向きや組み合わせを調整することで、揺れに対する緩衝力を調整することができる。
【0028】
また、ドーナツ状のパッキンを有するものは、防水効果を高めることができるので、メンテナンスフリーで、降雨や床上浸水等の水害対応も可能となる。
【0029】
さらに、スリ鉢状受部材の中心部に中心穴が形成されたものは、中心穴に球体が嵌まり込むことで、定位置が固定されると共に、風等による微小な横揺れの際には球体が動かないようにすることができる。
【0030】
そして、スリ鉢状受部材の中心部に、中心穴と水抜通路が形成されたものは、万が一、水分が内部に侵入しても排出されるので、水分による悪影響を避けることが可能となる。
【0031】
加えて、スリ鉢状受部材のスリ鉢状凹面に、第1勾配面と第2勾配面とを有するものは、小さな揺れの際には第1勾配面で対応し、揺れが大きくなった際にはブレーキ効果が大きい第2勾配面で対応することができる。
【0032】
その上、弾性体接触部材の外側面等の接触面において、突起体を設けたものは、接触面積を減少させることで、固着防止を図ることができるので、いつ発生するか不明な地震の際でも、安定した摩擦状態を提供することができる。
【0033】
さらにまた、スリ鉢状受部材のスリ鉢状凹面に溝部を形成してヤスリ加工を行ったものは、球体をスムーズに動作させることが可能となる。
【0034】
弾性体として、皿バネを採用したものは、ゴム等と比較すると耐久性に優れており、ステンレス等の防サビ対応金属の皿バネとすることで、メンテナンスフリーとなり半永久的に作動し、簡単な構造で作業性に優れ、安価で提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0035】
図1】本発明の免震留具の実施例1について、一部を切断して示す説明図である。
図2A】本発明の免震留具の実施例1について、主軸部材を含む部品の斜視図である。
図2B】本発明の免震留具の実施例1について、皿バネ接触部材を含む部品の斜視図である。
図2C】本発明の免震留具の実施例1について、土台受部材を含む部品の斜視図である。
図2D】本発明の免震留具の実施例1について、皿バネ接触部材の一部の斜視図である。
図2E】本発明の免震留具の実施例1について、球体とスリ鉢状受部材の一部の斜視図である。
図3A】本発明の免震留具の実施例1について、第1動作の説明図である。
図3B】本発明の免震留具の実施例1について、第2動作の説明図である。
図3C】本発明の免震留具の実施例1について、第3動作の説明図である。
図3D】本発明の免震留具の実施例1について、第4動作の説明図である。
図4】本発明の免震留具の実施例2の要部を拡大した説明図である。
図5】本発明の免震留具の実施例3について、一部を切断して示す説明図である。
図6】本発明の免震留具の実施例4について、一部を切断して示す説明図である。
図7】本発明の免震留具の実施例5について、一部を切断して示す説明図である。
図8】本発明の免震留具の実施例6の要部の説明図である。
図9】本発明の免震留具の実施例7の要部の説明図である。
図10】本発明の免震留具の実施例8について、一部を切断して示す説明図である。
図11】本発明の免震留具の実施例9について、一部を切断して示す説明図である。
図12】本発明の免震留具の実施例10について、一部を切断して示す説明図である。
図13】本発明の免震留具の実施例11について、一部を切断して示す説明図である。
図14】本発明の免震留具の実施例12の要部の説明図である。
図15】本発明の免震留具の実施例13について、一部を切断して示す説明図である。
図16】本発明の免震留具の実施例14の要部の説明図である。
図17】本発明の免震留具の実施例15の要部の説明図である。
図18】本発明の免震留具の実施例16の要部の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0036】
以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しつつ具体的に説明する。
ここで、添付図面において同一の部材には同一符号を付しており、また重複した説明は省略されている。
【0037】
また、添付図面において、同一部材について多少の変形例や、ネジ山等の一部を省略して示す場合もある。
なお、ここでの説明は本発明が実施される一形態であることから、本発明は当該形態に限定されるものではない。
【実施例0038】
図1または図2A図2Cに示すとおり、本実施例の免震留具は、スリ鉢状受部材10と、直径が1センチメートルの鉄の球体20と、主軸部材30と、弾性体としての皿バネ40と、弾性体接触部材としての皿バネ接触部材50と、外筒60と、パッキン70と、土台受部材80とから構成されている。
【0039】
なお、図1中、符号1は、図示は省略する基礎に埋め込まれたM12規格のアンカーボルトの先端部分を示している。
【0040】
[スリ鉢状受部材]
【0041】
スリ鉢状受部材10は、円盤状で、上面側にスリ鉢状凹面11が形成され、下面側の中心部にはアンカーボルト1の嵌込筒部12が一体となって形成され、略T型断面形状を有するものである。
【0042】
スリ鉢状凹面11は、中心から外周に向けて1センチメートルの距離で1ミリメートルの高さを有する第1勾配面11aを有し、第1勾配面11aに連続して1センチメートルの距離で3ミリメートルの高さを有する第2勾配面11bを有している。
【0043】
このような勾配の程度が途中で異なる勾配面は、雲形定規等の曲線定規を用いることで、形成することができる。
【0044】
スリ鉢状凹面11には、図2Eに示すように、複数の同心円状の溝部11cが形成され、該溝部11cには、ヤスリ加工処理が行われている。
【0045】
図1に示すとおり、スリ鉢状受部材10の中心部には、直径4ミリメートルの中心穴13が形成されている。
【0046】
中心穴13には、外部に向かい斜下方向に通じる直径1ミリメートルの水抜通路14が、90度の間隔を保ち、4箇所形成されている(図示は省略)。
【0047】
嵌込筒部12は、M12規格のアンカーボルト1と組み合うために、内面にネジ山12aが形成されている。
【0048】
[球体]
【0049】
球体20は、耐荷重が約5トンの鉄球で、下側がスリ鉢状受部材10のスリ鉢状凹面11に接触して組み合うものであり、上側は主軸部材30に接している。
【0050】
[主軸部材]
【0051】
主軸部材30は、球体20を納める球体収納空間31を中心軸の下端側に有すると共に、中心軸の周囲に鍔部32を有し、さらに、該鍔部32より上方に伸びる上方突出部分36を有している。
【0052】
本実施例における上方突出部分36は、土台受部材80と組み合う部分から上部の外周にネジ山が形成され、長軸の棒状部を有するものとして形成されている。
【0053】
鍔部32の上面側は、平滑面で、皿バネ40がスライド接触する。
【0054】
鍔部32の裏面側には、球体収納空間31の外周下端縁から鍔部32の外周縁に向けて、鍔部32の厚みが減少する傾斜部32aが形成されている。
【0055】
主軸部材30の長軸の棒状部には、図示は省略するが、土台にナットで固定するために、本実施例ではM12規格のナットと組み合うネジ山が形成されている。
【0056】
主軸部材30の上方突出部分36における土台受部材80と組み合う部分より下側は、ネジ山形成部分の直径よりも太い基部33が形成されている。
【0057】
ここで、該基部33の外周には、ネジ山は形成されていない。
【0058】
その結果、基部33の上端側には、段差部34が形成されている。
【0059】
この段差部34の形成位置は、主軸部材30に後述の土台受部材80を組み合わせた際に、後述のパッキン70の厚みを考慮し、パッキン70を適度に押しつぶして変形させる間隔を保持する位置、及び、後述の皿バネ40の弾性力を考慮して調整されている。
【0060】
[皿バネ]
【0061】
皿バネ(ベルビルスプリング)40は、主軸部材30の鍔部32の平滑面に接触するドーナツ状のものであり、中心に孔を有する円盤状の板を円錐状にしたものである。
【0062】
本実施例では、単体荷重が限界値7397Nである皿バネ40が2枚用いられているが、図面ではタワミ等は省略して平板状のものとして図示されている。
【0063】
ここで、皿バネ40の種類、厚み、枚数、取り付け向きや組み合わせを調整することで、揺れに対する緩衝力を調整することができる。
【0064】
[皿バネ接触部材]
【0065】
皿バネ接触部材50は、中央に開口部を有する円形板51と、円筒状の周囲側壁52とを有し、下面側が開放しており、皿バネ40を収納するものであり、たわみ調整を可能とし、ストッパーの役割を果たすものである(図3C図3D参照)。
【0066】
すなわち、皿バネ40に限界以上の荷重が生じた際に、周囲側壁52が鍔部32に接触することでストッパーの役割を果たしている(図3D参照)。
【0067】
皿バネ接触部材50の上面である円形板51の表面には、図2Eに示すように、複数の同心円上の各位置に、複数の突起体51aが等間隔で設けられている。
【0068】
該突起体51aにより、固着を防ぐことが可能となり、メンテナンスフリーな減震効果を期待することができる。
【0069】
[外筒]
【0070】
外筒60は、中央に開口部を有する円形板61と、円筒状の周囲側壁62とを有し、下面側が開放しており、皿バネ接触部材50を収納するものである。
【0071】
ここで、図2Eに示すように、円形板51の表面に突起体51aを設ける変わりに、図示は省略するが、該円形板51の表面と接触する円形板61の下面側に、複数の突起体を設けることもできる。
【0072】
周囲側壁62の内面下端部は、円盤状のスリ鉢状受部材10の外周面と溶接処理によって一体となって構成されている。
【0073】
円形板61の内周側の上端角部は、内側に削れるような傾斜部61aを有している。
【0074】
該傾斜部61aは、地震の際に、主軸部材30と共に土台受部材80が動いても、該土台受部材80の位置がスリ鉢状凹面11によって上昇するので、土台受部材80の勾配面80aと接触することはない。
【0075】
[パッキン]
【0076】
パッキン70は、外筒60の上面となる円形板61の表面に接触するドーナツ状のものである。
【0077】
材質は、鉛や錫等の金属が用いられ、締め込んだ際に形状を記憶しておくことができ、揺れが収まった時にもとの定位置になり、水の侵入を防ぐことができるので、定期的なメンテナンスを不要としている。
【0078】
なお、50年以上の耐久性を有する特殊なゴムをパッキンとして採用することもできる。
【0079】
[土台受部材]
【0080】
土台受部材80は、円盤状で、中心部に、主軸部材30の上方突出部分36の段差部34より上部のネジ山形成部分と組み合うネジ山が形成された、中心孔81を有し、土台(図示は省略)との接触面となる上面側が平滑面である。
【0081】
下面側には、中心孔81から外周側に向けて厚みが減少する勾配面80aを有している。
【0082】
組み立てた際には、土台受部材80は、下面側の勾配面80aの形成部分より外周部分がパッキン70の上面と接触しつつ、外筒60の上方側に位置する。
【0083】
土台受部材80の中心孔81を、主軸部材30のネジ山形成部分に組み合わせ、段差部34に当たる位置まで回し込むことで精密な組み立てが可能となり、最後に嵌合部分を溶接処理することで、土台受部材80と主軸部材30とが一体となり、水の侵入を防ぐことが可能となる。
【0084】
次に、図1図3A図3Dを参照しながら、本実施例にかかる免震留具の作用について説明する。
【0085】
[平時](図1参照)
【0086】
平時及び微小な揺れの際は、図1に示すように、主軸部材30の球体収納空間31に収納された球体20の最下端部が、中心孔13に入り込みむと共に、皿バネ40を格納する皿バネ接触部材50が主軸部材30の周囲に均等に位置した状態で、下側の皿バネ40の下方側が主軸部材30の鍔部32の上面に接した状態となり、適度な緩衝力によって球体20が定位置に保持されている。
【0087】
[第1動作](図3A参照)
【0088】
揺れが少し強まると、球体20が中心孔13から飛び出し、スリ鉢状凹面11の第1勾配面11aの所に位置する。
【0089】
この際、主軸部材30も右側に移動し、皿バネ接触部材50との距離が近くなる。
【0090】
[第2動作](図3B参照)
【0091】
さらに揺れが強くなると、球体20はスリ鉢状凹面11の外周方向に向けて更に移動する。
【0092】
この際、主軸部材30の基部33は、皿バネ接触部材50と接触する。
【0093】
[第3動作](図3C参照)
【0094】
第2動作より揺れが強くなると、球体20はスリ鉢状凹面11の第2勾配面11bに進み、外周方向に向けて更に移動する。
【0095】
この際、主軸部材30は、皿バネ接触部材50と共に外周方向に移動する。
【0096】
皿バネ接触部材50内部では、収納されている皿バネ40に力がかかることで、横方向の揺れも縦方向に作用する力として対応することが可能となる。
【0097】
[第4動作](図3D参照)
【0098】
第3動作より揺れが強くなると、球体20はスリ鉢状凹面11の外周方向に向けて更に移動する。
【0099】
この際、主軸部材30は、皿バネ接触部材50と共に外周方向に移動し、皿バネ接触部材50の周囲側壁52の外周面が、外筒60の周囲側壁62の内周面に当たり、限界位置となる。
【0100】
[収束時]
【0101】
揺れが弱くなるにつれて、第4動作、第3動作、第2動作、第1動作へと変化し、揺れが無くなれば平時の状態の所定位置に戻る。
【0102】
ここで、球体20は、スリ鉢状凹面11を低い方に向かって自然に移動するが、皿バネ40の緩衝力も加わるので、よりスムーズに動作することができる。
【0103】
本実施例の免震留具は、スリ鉢状凹面11が形成されたスリ鉢状受部材10と、球体20と、主軸部材30と、皿バネ40とを組み合わせた構造なので、揺れが小さくなると自然に定位置へと戻ることが可能であり、横揺れ及び縦揺れに対して充分な緩衝力を有するものである。
【0104】
特に、図1に示すように、外側に向けて厚みが減少することで形成される勾配面80aを下面側に有する土台受部材80と、皿バネ40を組み合わせることで、より効果的に、縦揺れを皿バネ40で対応すると共に、横揺れに対しても、皿バネ40と土台受部材80との間で作用する縦方向の動きに変換することで対応することができる。
【0105】
ここで、皿バネ40の種類、厚さ、枚数、取り付け向きや組み合わせを調整することで、揺れに対する緩衝力を調整することができる。
【0106】
また、ドーナツ状の鉛や錫等の金属によるパッキン70によって、降雨や水害等における防水効果を高めることができる。
【0107】
さらに、スリ鉢状受部材10の中心部に中心穴13が形成されたものは、中心穴13に球体20が嵌まり込むことで、定位置が固定されると共に、微小な横揺れの際には球体20が動かないようにすることができる。
【0108】
そして、スリ鉢状受部材10の中心部に、中心穴13と水抜通路14が形成されたものは、万が一、水分が内部に侵入しても排出されるので、水分による悪影響を避けることが可能となる。
【0109】
加えて、スリ鉢状受部材10のスリ鉢状凹面11に、勾配の程度が途中で異なる第1勾配面11aと第2勾配面11bとを有するものは、揺れの程度に応じて段階的に対応可能であり、例えば、小さな揺れの際には第1勾配面11aで対応し、揺れが大きくなった際にはブレーキ効果が大きい第2勾配面11bで対応することができる。
【0110】
その上、皿バネ接触部材50の上面において、突起体51aを設けたものは、外筒60との接触面積を減少させることで、固着防止を図ることができる。
【0111】
さらにまた、スリ鉢状受部材10のスリ鉢状凹面11に溝部11cを形成してヤスリ加工を行ったものは、球体20をスムーズに動作させることが可能となる。
【実施例0112】
本実施例は、図4に示すとおり、パッキン70の上方に位置する土台受部材80で支持される土台90と外装材91との間に設けた土台水切92における基礎93側の取り付け部分を考慮し、スリ鉢状受部材10と周囲側壁62の一部に空間94を形成したものである。
【0113】
該空間94が存在することで、地震時の水平方向の揺れに対して、外装材91や土台水切92が破損するのを防止することが可能となる。
【実施例0114】
本実施例は、図5に示すとおり、皿バネ401を収納するための皿バネ接触部材が、上部皿バネ接触部材501と下部皿バネ接触部材502との分割構造によるものである。
【0115】
ここで、荷重やたわみを考慮して、皿バネ401の種類、数、向きを考慮して組み合わせたものを用いている。
【実施例0116】
本実施例は、図6に示すとおり、ドーナツ状の高減衰ゴムによる弾性体402と、該弾性体402を収納するための弾性体接触部材として、内周の下側方向に短円筒状壁を一体に形成した上面側弾性体接触部材503と、内周の上側方向に短円筒状壁を一体に形成した下面側弾性体接触部材504との分割構造を採用したものである。
【0117】
弾性体402の上面と上面側弾性体接触部材503とは接着剤によって固定されており、同様に、弾性体402の下面と下面側弾性体接触部材504とは接着剤によって圧着固定されている。
【0118】
図示は省略するが、上面側弾性体接触部材503の上面や下面側弾性体接触部材504の下面に、複数の同心円上の各位置に複数の突起体を等間隔で設けることもできる。
【0119】
本実施例では、図11に示す実施例と同様に、直下型地震の激しい上下地震動で、弾性体402が瞬間的に著しく圧縮された場合であっても、内周側に位置する短円筒状壁同士が接触することで、球体20が中心部から外れることを防止することができる。
【0120】
また、本実施例のドーナツ状の高減衰ゴムによる弾性体402は、外周の側面が開放しているので、強く圧縮された際には、外側に膨張し、図12に示す実施例と同様に、衝撃を吸収することができる。
【実施例0121】
本実施例は、図7に示すとおり、図1示す実施例1の免震留具と同様に、スリ鉢状受部材10と、直径が1センチメートルの鉄の球体20と、主軸部材30と、皿バネ40と、皿バネ接触部材50と、外筒60と、パッキン70と、土台受部材80とから構成されている。
【0122】
実施例1の免震留具と異なる構造は、図1に示す、アンカーボルト1及び該アンカーボルト1を嵌め込む嵌込筒部12を有していないである点である。
【0123】
したがって、本実施例に示す免震留具は、基礎の上にそのまま設置し、土台受部材80で土台を受けるものである。
【実施例0124】
本実施例は、図8に示すように、パッキン70の内周側に円形板61の上面に固定されたリング状のパッキン止部材71を設けたものであり、その他は図1に示す実施例1と同様の構造である。
【0125】
パッキン止部材71を設けることで、パッキン70が潰れた際に、内周方向への潰れを防止することができる。
【実施例0126】
本実施例は、図9に示すように、スリ鉢状受部材10の下面側に、水抜通路14に通じる水抜溝15が形成されており、該水抜溝15の天井面が中心穴から外部に向けて下向き勾配となる傾斜面15aであり、その他は図1に示す実施例1と同様の構造である。
【0127】
水抜溝15を形成することで、内部に侵入した水を、外部に効果的に排出できるが、特に、水滴が表面張力により外部に向けて下向き勾配の傾斜面15aを伝わるので、外部により効果的を排出することが可能となる。
【実施例0128】
本実施例は、図10に示すとおり、ドーナツ状の高減衰ゴムによる弾性体402と、該弾性体402を上下で挟み込むために、弾性体接触部材が、ドーナツ状の弾性体上面側平板505と弾性体下面側平板506とで構成されている。
【0129】
弾性体上面側平板505と弾性体下面側平板506との距離となる弾性体402の厚みは、球体20の直径より短いものとすることで、直下型地震の激しい上下地震動で、弾性体402が瞬間的に著しく圧縮された場合であっても、弾性体下面側平板505と弾性体下面側平板506とが接触し、球体20が中心部から外れることを防止することができる。
【0130】
ここで、図示は省略するが、弾性体上面側平板505の上面や弾性体下面側平板506の下面に、図2D中の突起体51aと同様に、各々複数の突起体を形成することで、接触面における固着を防止することもできる。
【0131】
弾性体上面側平板505の内側には、弾性体402に喰い込む複数の突起体505aが設けられている。
【0132】
弾性体上面側平板506の内側には、弾性体402に喰い込む複数の突起体506aが設けられている。
【0133】
これらの突起体505a、突起体506aが、弾性体402の上面や下面に喰い込むと共に、弾性体上面側505及び弾性体下面側平板506とで弾性体402を挟み込むことで、弾性体402が固定されている。
【0134】
他の実施例における図3Dに示す状態の際は、弾性体402が圧縮され側面方向に膨張することで、外周方向に膨張した部分が周囲側壁62の内面側に接触することで反力が働き、地震により発生した垂直方向及び水平方向の揺れを軽減することが可能となる。
【実施例0135】
本実施例は、図11に示すとおり、ドーナツ状の高減衰ゴムによる弾性体402と、該弾性体402を上下で挟み込むために、ドーナツ状の弾性体上面側平板505と弾性体下面側平板506とで構成されている。
【0136】
弾性体上面側平板505の内側、中央には、弾性体402の上面側の中央付近に入り込むストッパーリング505bが形成され、弾性体下面側平板506の内側、中央には、弾性体402の下面側の中央付近に入り込むストッパーリング506bが形成されている。
【0137】
ここで、ストッパーリング505bとストッパーリング506bとの間隔Lは、球体20の直径より小さくなるように構成されている。
【0138】
このように間隔Lを調整することで、直下型地震の激しい上下地震動で、弾性体402が瞬間的に著しく圧縮された場合であっても、ストッパーリング505bとストッパーリング506bとの存在によって、球体20が中心部から外れることを防止することができる。
【0139】
本実施例のドーナツ状の高減衰ゴムによる弾性体402は、外周側の側面と内周側の側面の両側面が開放しているので、強く圧縮された際には、側面から外側に膨張し、図12に示す実施例と同様に、衝撃を吸収することができる。
【実施例0140】
本実施例は、図12に示すように、周囲側壁62の内側に、短円筒状のゴム製の衝撃吸収材63を取り付けたものである。
【0141】
衝撃吸収材63を設けることで、他の実施例における図3Dに示す状態に示すよう、皿バネ接触部材50の周囲側壁52が周囲側壁62に当たろうとした際には、衝撃吸収材63が潰れて衝撃を吸収することができる。
【0142】
また、鍔部32の外周側面に、ゴム製の衝撃吸収材35を取り付けることもできる。
【0143】
衝撃吸収材35を設けることで、他の実施例における図3Dに示す状態に示すよう、鍔部32の外周側面が周囲側壁62に当たろうとした際には、衝撃吸収材35が潰れて衝撃を吸収することができる。
【実施例0144】
本実施例は、図13に示すとおり、図1示す実施例1の免震留具と同様に、スリ鉢状受部材10と、直径が1センチメートルの鉄の球体20と、主軸部材30と、皿バネ40と、皿バネ接触部材50と、外筒60と、パッキン70と、土台受部材80とから構成されている。
【0145】
実施例1の免震留具と異なる構造は、図1に示す、突出部として、スリ鉢状受部材10の下面側に、基礎の上面側に形成された短円柱状の凹状部に組み合わせ可能な大きさの短円柱状突出部16が形成されていることである。
【0146】
本実施例の免震留具を基礎に設置する際には、基礎の上面に形成された短円柱状の凹状部に、短円柱状突出部16を填め込むように組み合わせる。
【0147】
したがって、本実施例に示す免震留具は、基礎の上に填め込んで設置し、土台受部材80で土台を受けるものである。
【実施例0148】
本実施例は、図14に示すように、円形板61の上面の円周方向に平溝状の凹部61bを形成する共に、該凹部61bの形状に合致する凸部を有する二段パッキン72を組み合わせたものであり、その他は図1に示す実施例1と同様の構造である。
【0149】
二段パッキン72を採用することで、ズレなく簡単にパッキンを設置することができる。
【実施例0150】
本実施例は、図15に示すとおり、図1示す実施例1の免震留具と同様に、スリ鉢状受部材10と、直径が1センチメートルの鉄の球体20と、主軸部材30と、皿バネ40と、皿バネ接触部材50と、外筒60と、パッキン70と、土台受部材80とから構成されている。
【0151】
実施例1の免震留具と異なる構造は、図15に示すように、主軸部材30における鍔部32より上方に伸びる上方突出部分36については、土台受部材80と組み合う部分より上部の外周にねじ山を形成せずに短円柱状の短軸として形成したことである。
【0152】
このように、上方突出部分36を短軸として、土台受部材80と組み合う部分より上部の外周にねじ山を形成しないものは、図示は省略するが、短軸部分を土台の下面側から形成した短円柱状の凹状部に組み合わせることで固定できる。
【実施例0153】
本実施例の全体構成は、図11に示す実施例9と同様であるが、図16に示すとおり、ドーナツ状の高減衰ゴムによる有孔弾性体412と、該有孔弾性体412を上下で挟み込むために、円盤状の上面側弾性体挟持板515と下面側弾性体挟持板516とを備えている。
【0154】
図16中、(A)は、有孔弾性体412、上面側弾性体挟持板515、下面側弾性体挟持板516の分解斜視図であり、(B)は、(A)に示す3点を組み合わせた状態で縦断し、αの方向から縦断部分を表した要部の説明図である。
【0155】
有孔弾性体412には、外周と内周の中間で均等な間隔を有する4箇所に、貫通状態で湾曲した細長孔形状の湾曲細長開孔部412aが形成されている。
【0156】
上面側弾性体挟持板515は、上面側に複数の突起515aが形成され、下面側の外周と内周の中間で均等な間隔を有する4箇所に(図示は省略)、各細長開孔部412aに組み合わせ可能な形状の湾曲細長凸部515bが下向きに形成されている。
【0157】
下面側弾性体挟持板516は、下面側に複数の突起516aが形成され(図示は領略)、上面側の外周と内周の中間で均等な間隔を有する4箇所に、各細長開孔部412aに組み合わせ可能な形状の湾曲細長凸部516bが上向きに形成されている。
【0158】
ここで、湾曲細長開孔部412a内において、下向きの湾曲細長凸部515bの最下端位置と、上向きの湾曲細長凸部516bの最上端位置と間隔は、実施例9における図11と同様に、球体20の直径より小さくなるように構成されている。
【0159】
このように間隔を調整することで、直下型地震の激しい上下地震動で、有孔弾性体412が瞬間的に著しく圧縮された場合であっても、湾曲細長凸部515bと、湾曲細長凸部516bとが接触することで、球体20が中心部から外れることを防止することができる。
【0160】
また、湾曲細長凸部515bと、湾曲細長凸部516bとが接触する場合であっても、互いの間隔には何も存在しないので、有孔弾性体412自体に性能低下の要因となり得る減少を引き起こす恐れがない。
【0161】
本実施例のドーナツ状の高減衰ゴムによる有孔弾性体412は、外周側の側面と内周側の側面の両側面が開放しているので、強く圧縮された際には、側面から外側に膨張し、図12に示す実施例と同様に、衝撃を吸収することができる。
【実施例0162】
本実施例の主要な構成は、図16に示す実施例14と同様で、ドーナツ状の高減衰ゴムによる有孔弾性体422と、該有孔弾性体422を上下で挟み込むために、円盤状の上面側弾性体挟持板525と下面側弾性体挟持板526とを備えている点は同じであり、同様の作用効果を有している。
【0163】
また、上面側弾性体挟持板525の上面側に突起体525aが形成され、下面側に湾曲細長凸部525bが形成され、下面側弾性体挟持板526の下面側に突起体526aが形成され、上面側に湾曲細長凸部526bが形成されている点も同じである。
【0164】
実施例14との相違点は、該有孔弾性体422の湾曲細長開孔部422aの幅(図16におけるαが示す切断線に沿った開孔部の長さ)が、大きく形成されており、湾曲細長凸部525b及び湾曲細長凸部526bとの間に隙間が形成されている点にある。
【0165】
このように隙間を形成することで、有孔弾性体422が圧縮されて膨張した場合でも、隙間で対応することが可能となる。
【0166】
また、本実施例では、上面側弾性体挟持板525の下面側における有孔弾性体422との接触面に、複数の突起体525cが形成され、下面側弾性体挟持板526の上面側における有孔弾性体422との接触面に、複数の突起体526cが形成されている点も、実施例14との相違点である。
【0167】
このように、有孔弾性体422との接触面に突起体を形成することで、圧縮された際でもズレを防止することが可能となる。
【実施例0168】
本実施例の主要な構成は、図16に示す実施例14と同様で、ドーナツ状の高減衰ゴムによる有孔弾性体432と、該有孔弾性体432を上下で挟み込むために、円盤状の上面側弾性体挟持板535と下面側弾性体挟持板536とを備え、上面側弾性体挟持板535の上面側に複数の突起体535aが形成され、下面側弾性体挟持板536の下面側に複数の突起体536aが形成されている点は同じであり、同様の作用効果を有している。
【0169】
実施例14との相違点は、有孔弾性体432の外周と内周の中間で均等な間隔を有する8箇所(図示は省略)に、貫通状態で円柱形状の円柱状開孔部432aを形成すると共に、該円柱状開孔部432aの位置及び形状に合致するように、上面側弾性体挟持板535の下面側に下向きの円錐台状凸部535bと、下面側弾性体挟持板536の上面側に上向きの円錐台状凸部536bを形成した点である。
【0170】
このように、円柱状開孔部432aと、円錐台状凸部535b及び円錐台状凸部536bとを組み合わせることで、円錐台状凸部535b及び円錐台状凸部536bの側面側に隙間が形成されるので、有孔弾性体432が圧縮されて膨張した場合でも、隙間で対応することが可能となる。
【符号の説明】
【0171】
1 アンカーボルト
10 スリ鉢状受部材
11 スリ鉢状凹面
11a 第1勾配面
11b 第2勾配面
11c 溝部
12 嵌込筒部
12a ネジ山
13 中心穴
14 水抜通路
15 水抜溝
15a 傾斜面
16 短円柱状突出部
20 球体
30 主軸部材
31 球体収納空間
32 鍔部
32a 傾斜部
33 基部
34 段差部
35 衝撃吸収材
36 上方突出部分
40 皿バネ
50 皿バネ接触部材
51 円形板
51a 突起体
52 周囲側壁
60 外筒
61 円形版
61a 傾斜部
61b 凹部
62 周囲側壁
63 衝撃吸収材
70 パッキン
71 パッキン止部材
72 二段パッキン
80 土台受部材
80a 勾配面
81 中心孔
90 土台
91 外装材
92 土台水切
93 基礎
94 空間
401 皿バネ
402 弾性体
412 有孔弾性体
412a 湾曲細長開孔部
422 有孔弾性体
422a 湾曲細長開孔部
432 有孔弾性体
432a 円柱状開孔部
501 上部皿バネ接触部材
502 下部皿バネ接触部材
503 上面側弾性体接触部材
504 下面側弾性体接触部材
505 弾性体上面側平板
505a 突起体
505b ストッパーリング
506 弾性体下面側平板
506a 突起体
506b ストッパーリング
515 上面側弾性体挟持板
515a 突起体
515b 湾曲細長凸部
516 下面側弾性体挟持板
516a 突起体
516b 湾曲細長凸部
525 上面側弾性体挟持板
525a 突起体
525b 湾曲細長凸部
525c 突起体
526 下面側弾性体挟持板
526a 突起体
526b 湾曲細長凸部
526c 突起体
535 上面側弾性体挟持板
535a 突起体
535b 円錐台状凸部
536 下面側弾性体挟持板
536a 突起体
536b 円錐台状凸部
図1
図2A
図2B
図2C
図2D
図2E
図3A
図3B
図3C
図3D
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18