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公開番号2025007322
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-17
出願番号2023108624
出願日2023-06-30
発明の名称免震ダンパー及び免震構造
出願人国立大学法人大阪大学,JFEシビル株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類F16F 7/12 20060101AFI20250109BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】大規模な地震動により水平方向及び鉛直方向に大きな相対変位が発生しても、減衰部材の過度の変形を抑制して減衰性能を確実に発揮することができる免震ダンパーを提供する。
【解決手段】構造物下部4と基礎5との間に設置され、大規模な地震動のときに作動する免震ダンパー6であって、構造物下部及び基礎の一方に一端が固定されている減衰部材10と、減衰部材の他端に固定され、構造物下部及び基礎の他方に対向して配置された変位部15と、構造物下部及び基礎の他方に配置されており、大規模な地震動のときの変位部の水平方向の相対変位を減衰部材に伝達する減衰作動部16と、大規模な地震動のときに変位部が水平面に対して傾斜しながら回転しようとするのを規制する回転変位規制部4a、18と、を備えている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
構造物下部と基礎との間に設置され、大規模な地震動のときに作動する免震ダンパーであって、
前記構造物下部及び前記基礎の一方に一端が固定されている減衰部材と、
前記減衰部材の他端に固定され、前記構造物下部及び前記基礎の他方に対向して配置された変位部と、
前記構造物下部及び前記基礎の他方に配置されており、大規模な地震動のときの前記変位部の水平方向の相対変位を前記減衰部材に伝達する減衰作動部と、
大規模な地震動のときに前記変位部が水平面に対して傾斜しながら回転しようとするのを規制する回転変位規制部と、を備えていることを特徴とする免震ダンパー。
続きを表示（約 940 文字）【請求項２】
前記変位部は、前記減衰部材の他端に連結部を介して固定されている円板形状の変位板であり、
前記減衰作動部は、前記構造物下部及び前記基礎の他方の面に固定され、前記変位板の外周を囲っている円環形状の水平変位作動部材であり、
前記回転変位規制部は、前記連結部が貫通する中央貫通孔を設けて前記水平変位作動部材に固定された円板形状の第１回転規制部材と、前記構造物下部及び前記基礎の他方の面とで構成され、これらが前記変位板を鉛直方向から挟むことで前記変位板の回転を規制していることを特徴とする請求項１記載の免震ダンパー。
【請求項３】
前記第１回転規制部材の中央貫通孔の内径は、円板形状とした前記変位板の外径以下の寸法に設定されていることを特徴とする請求項２記載の免震ダンパー。
【請求項４】
前記変位部は、中央貫通孔を設けて前記減衰部材の他端に固定されている変位板であり、
前記減衰作動部は、前記構造物下部及び前記基礎の他方の面に固定した第１回転規制部材から突出して前記変位板に設けた前記中央貫通孔に貫通している円柱形状の水平変位作動部材であり、
前記回転変位規制部は、前記第１回転規制部材と、前記水平変位作動部材の開放端に固定した円板形状の第２回転規制部材とで構成され、これらが前記変位板を鉛直方向から挟むことで前記変位板の回転を規制していることを特徴とする請求項１記載の免震ダンパー。
【請求項５】
前記変位板の前記中央貫通孔の内径は、円板形状とした前記第２回転規制部材の外径以下の寸法に設定されていることを特徴とする請求項４記載の免震ダンパー。
【請求項６】
前記減衰部材は、平面視において十字方向に延在する４枚の免震板で構成されていることを特徴とする請求項１記載の免震ダンパー。
【請求項７】
請求項１から６の何れか１項に記載の免震ダンパーと、構造物下部と基礎との間に設置され、常時の微小な変位や中小の地震動のときに構造物の鉛直荷重を支持しながら水平方向に移動して小さな水平変位のエネルギーを吸収する免震装置と、を備えていることを特徴とする免震構造。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、大規模な地震動のときに作動する免震ダンパー及びその免震ダンパーを備えた免震構造に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
超高層ビルなどの建築構造物や大型の土木構造物は、大規模な地震動に対して安全性が高まるように、構造物下部と基礎との間に、免震ゴムなどの免震装置を設置して地震動を受ける免震構造が採用されている。この免震構造は、地震力が大きくなると建築構造物及び基礎に発生する水平方向の相対変位（以下、水平変位と称する）が非常に大きくなり、建物の内部の設備備品が破損するおそれがある。このため、常時の微小な変位や中小の地震動には免震装置が微振動を吸収し、大規模な地震動のときに免震ダンパーが作動する免震構造が知られている（例えば特許文献１、２の免震ダンパー）。
【０００３】
特許文献１の免震ダンパーは、構造物下部（引用文献１では、上層側構造物と称する）の下面に上端が固定され、基礎（下層側構造物と称する）の上面に下端が水平方向に沿って移動自在に配置された減衰部材（引用文献１では、金属ダンパーと称する）と、減衰部材の下端に一体に設けた円板形状のベースと、基礎の上面に形成されてベースが内部に入り込む円環形状の当接部と、を備えている。そして、大規模な地震動の際の大きな水平変位のときに、当接部の内周面にベースの外周面が当接することで減衰部材が変形し、大規模な地震動のエネルギーを吸収する。
【０００４】
また、特許文献２の免震ダンパーは、基礎（引用文献２では、台座と称する）に下端が固定された減衰部材（引用文献２では、金属減衰部材と称する）と、構造物下部（引用文献２では、床梁と称する）の下面から鉛直方向に突出する変位部（引用文献２では、第２鉛直部と称する）と、変位部の下端に固定された四角形状のフランジと、減衰部材の上端に固定され、フランジの４辺の側部及び上下面に隙間を設けて対向した状態で挟み込んでいる複数のストッパーと、を備えている。そして、大規模な地震動の際に、水平方向に移動したフランジの側部が、移動側に配置されているストッパーの内壁の側部に当接することで減衰部材が変形し、大規模な地震動のエネルギーを吸収する。
【０００５】
ここで、本出願人が先に出願した特許文献３の免震用鋼材ダンパーは、その上部基板及び下部基板が構造物の下部及び基礎に剛結合されて両端固定梁の状態とされているので、免震用鋼材ダンパーに作用する曲げモーメントは抑制され、主に水平方向に働くせん断力に対しての変形挙動となり、その塑性変形によって地震時のエネルギー吸収を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特許第６０８７６０５号公報（図１～図４）
特開２０２２－１８６７９０号公報（図１１～図１３）
特許第７１４０３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これに対して、特許文献１の免震ダンパーは、減衰部材の上端が建築構造物に剛結合されているが、減衰部材の下端は基礎に固定されておらず、減衰部材が片持ち梁状態で配置されていることから、大規模な地震動で建築構造物及び基礎の間に大きな水平変位が発生すると、減衰部材に作用する曲げモーメントが過度に大きくなり、座屈や破断が生じやす
くなる。これにより、特許文献１の免震ダンパーは、十分な地震時のエネルギー吸収が行われないおそれがある。また、片持ち梁状態で配置された減衰部材が揺動することで、減衰部材の下端に設けたベースが水平面に対して傾斜しながら回転することで、基礎の上面に設けた当接部に接触すべきベースが当接部から抜け出てしまい、大規模な地震動の減衰機能が失われてしまうおそれがある。
【０００８】
特許文献２の免震ダンパーは、減衰部材の上端に固定した複数の独立したストッパーが、変位部の下端に固定したフランジに対して上下面に隙間を設けて配置されているので、大きな水平変位が発生すると、フランジの側部に接触したいくつかの独立したストッパーに集中的に荷重がかかるため、ストッパーが破損しやすい。また、四角形のプレートの側面にストッパーを配置していることから、プレートが水平面内で移動する方向によって接触する距離が異なり、減衰部材の挙動にばらつきが生じ、正常な減衰性能が発揮できなくなる。
【０００９】
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、大規模な地震動により水平方向に大きな相対変位が発生しても、減衰部材の過度の変形を抑制して減衰性能を確実に発揮することができる免震ダンパーを提供することにある。また、大規模な地震動によるエネルギーを直接構造物に伝わらないようにすることができる免震構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る免震ダンパーは、構造物下部と基礎との間に設置され、大規模な地震動のときに作動する免震ダンパーであって、構造物下部及び基礎の一方に一端が固定されている減衰部材と、減衰部材の他端に固定され、構造物下部及び基礎の他方に対向して配置された変位部と、構造物下部及び基礎の他方に配置されており、大規模な地震動のときの変位部の水平方向の相対変位を減衰部材に伝達する減衰作動部と、変位部が水平面に対して傾斜しながら回転しようとするのを規制する回転規制部とを備えている。
（【００１１】以降は省略されています）

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