JPH01198940A - 免振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は免振装置に係わり、特に、建築構造物全体を大
地震時等の大振動から保護し得るとともに、中小地震時
等の中小振動及び通常時における外部からの微小振動等
の制振性能に優れた免振装置に関する。

（従来の技術） 従来この種の免振装置としては、本出願人が先に特開昭
６１−１５１３７７号公報にて提案したものがある。

当該提案の免振装置は、建築構造物とその基礎との間に
、ゴム板と鋼板とを積層してなる弾性体と、一端を上記
基礎に固定させ他端を上建築構造物に遊嵌させた鋼棒で
なるメインダンパーとを設け、その遊嵌部には更にゴム
等の緩衝材を介設したものである。

この免振装置によれば、建築構造物の鉛直荷重は上記弾
性体を介して上記基礎に支持され、中小地震時や通常時
における水平方向の中小振動及び微振動は上記弾性体と
緩衝材とによって吸収されて減衰されるようになってい
る。また、大地震時等にその水平方向の変位が所定値を
超えたときには、メインダンパーの鋼棒が基礎と建築構
造物とに相互に係合し、その鋼棒の弾性および塑性変形
で振動エネルギーを大きく吸収することにより、建築構
造物の横滑り等を可及的に抑えてその全体を保護しうる
ようになっている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、本出願人はその後種々の実験を行なった
結果、上記従来ものに改良の余地があることを見出した
。

すなわち、上記従来のものではメインダンパーと建築構
造物との間の遊嵌部に緩衝材を詰込んで、この緩衝材に
よって中小地震時の振動エネルギー及び通常時における
車両等の走行による微振動等を吸収減衰させるようにし
ているが、その緩衝材はメインダンパーと建築構造物と
の遊嵌部に環状に詰込む関係上、スペースの上で量的に
また緩衝に機能する面積的に制約があり、充分なエネル
ギー吸収能力を持たせることができなかった。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、中小地震時等における中小振動及び通
常時における外部からの微小振動等を有効に制振でき、
かつ大地震時等にはその大振動から建築構造物全体を保
護し得る免振装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記の目的を達成するために、建築構造物と基
礎との間に、上記建築構造物の鉛直荷重を支持するとと
もに水平荷重に対して弾性変形して建築構造物と基礎と
の水平方向への相対変位を許容する弾性体と、大地震時
等に上記水平荷重に対する上記相対変位量が所定値を超
えると上記建築構造物と基礎とに相互に係合してその水
平方向の振動エネルギーを吸収するメインダンパーと、
上記相対変位量が上記所定値以下のときにその水平方向
の振動エネルギーを粘弾性体の曲げ変形及び剪断で吸収
するサブダンパーとを介装した免振装置において、上記
サブダンパーの粘弾性体を、加圧手段を介して重力方向
に圧縮させて基礎と建築構造物との間に介在させた。

（作　用） 上記構成の本発明によれば、通常時に車両の走行等によ
って基礎に伝達されてくる微振動及び中小地震時等の中
小振動は、その振動エネルギーがサブダンパーの粘弾性
体の剪断と曲げ変形とによって吸収されて、建築構造物
に伝達されるエネルギー量が減衰、緩衝され、もってそ
の建築構造物の揺れが可及的に抑えられる。この際、粘
弾性体は基礎と建築構造物との間に加圧手段を介して介
在させるので、その使用量及びその緩衝に機能する面積
等に対して設置スペース上からの厳しい制約がなく、充
分な量の粘弾性体を使用してかつ大きな剪断面積で微振
動乃至中小振動の振動エネルギーを可及的に吸収させる
ことができる。

（実　施　例） 以下に、本発明の好適な一実施例を添附図面に基づき詳
述する。

第１図は本発明に係る免振装置の一実施例を示し、第２
図はその配設位置を示している。

図示するように、免振装置２は建築構造物４と基礎６と
の間に介装されて、その建築構造物４の四隅等にそれぞ
れ配設される。

各免振装置２は建築構造物４の鉛直荷重を支持するとと
もに水平荷重によって水平方向に変位して建築構造物４
と基礎６との相対変位を許容する弾性体８と、その水平
方向の相対変位が所定値を超えるとそれら基礎６と建築
構造物４とに相互に係合して水平方向の振動エネルギー
を吸収するメインダンパー１０と、上記相対変位が所定
値以下の時のその水平方向の振動エネルギーを粘弾性体
（粘性抵抗と弾性性質を合わせもつ材料で、例えば、樹
脂、あるいは樹脂にフェライトを混ぜ合せたようなもの
）１２の剪断と曲げ変形とで吸収するサブダンパー１４
とから構成されている。

上記弾性体８は、平板状のゴム板１６と、これと同じ形
状の鋼板１８とを交互に積層して、その上下端にエンド
プレート２０を取付けたものであって、建築構造物４の
鉛直荷重を分担して支持するだけの耐荷重性を有してい
るとともに、水平荷重に対して変位して主に地震時等の
水平方向の振動を吸収する機能を有している。

一方、メインダンパー１０は、断面が円形の鋼棒２２と
この鋼棒２２の上下端に配置された一対の上、下部取付
はプレート２４ａ・２４ｂとを備え、上部取付はプレー
ト２４ａは建築構造物４側に設けられた四部２６ａを塞
ぐようにしてその構造物４に固定され、下部取付はプレ
ート２４ｂは基礎に設けられた凹部２６ｂを塞ぐように
してその基礎に固定されている。

上記鋼棒１０はその下端が下部取付はプレート２４ｂを
貫通してその下面に溶着固定され名とともに、上端は上
部取付はプレート２４ｇに開口された挿通孔２８に遊嵌
され、その遊嵌部には所定のクリアランスＳ（２ｍｍ程
度）が開けられている。

すなわち、基礎６と建築構造物４との相対水平変位が上
記クリアランスＳ以上になると鋼棒２２が建築構造物４
と基礎６とに相互に係合して、その水平方向の振動エネ
ルギーを鋼棒２２の弾性変形乃至は塑性変形によって大
きく吸収するようになっている。

他方、サブダンパー１４は、中実円柱゛形状に成型され
た粘弾性体１２と、この粘弾性体１２の上・下端に設け
られた鉄板製の上板３０ａ及び下板３０ｂ１この下板３
０ｂと基礎６との間に介設されて基礎６側に固定されて
敷設された鉄板製の滑り板３２、上記上板３０ａと建築
構造物４との間に介設されて粘弾性体１２を重力方向に
加圧する加圧手段３４とから主に構成されている。

本実施例では、加圧手段３４には、建築構造物４側に上
端部が固定されたパイプ状の雌ネジ部材３６と、この雌
ネジ部材３６に螺合されて下端部が上記上板３０ａの中
央部に溶着固定されたパイプ状の雄ネジ部材３８とから
なるネジジヤツキ様のものが使用されており、その加圧
力は雄ネジ部材３８側を回転させることで任意に調整で
きるようになっている。

また、粘弾性体１２とその上・下端の上板３０ａ及び下
板３０ｂとは加硫接着等で固定されていて、かつ下板３
０ｂは加圧手段３４の加圧力で滑り板３２上に押圧され
つつも、水平方向の荷重によって粘弾性体１２に作用す
る剪断力が上記加圧力に応じて下板３０ｂと滑り板３２
との間に作用する摩擦力を上回ると、その滑り板３２上
を水平方向に摺動するようになっている。

なお、粘弾性体１２はその材料の許容伸び率に応じて高
さが５Ｃ１１〜１０１程度で直径が数１〜数十国程度の
中実円柱状に成型される。この際、その粘弾性体１２の
許容伸び率が大きい場合には、直径を数十個に成型して
１つの塊として使用し、また許容伸び率が小さい場合に
は、直径を数■に成型してこれら小径のものを複数個用
い、壱の個々の円柱形の剪断及び曲げ変形で全体として
の変形能力を高めるようにする。

従って、このようにしてなる免振装置２では、通常時に
車両の走行等によって基礎６に伝達されてくる微振動は
、その振動エネルギーがサブダンパー１４の粘弾性体１
２の剪断と曲げ変形とによって吸収されて、建築構造物
４に伝達されるエネルギー量が減衰、緩衝され、もって
その建築構造物４の揺れが可及的に抑えられる。

また、中小地震時等にはその中小振動は更に弾性体８の
弾性変形によっても吸収、緩衝される。

一方、基礎６と建築構造物４との相対水平変位が所定値
（クリアランスＳ）を超えるような大地震時には、メイ
ンダン、バー１０の鋼棒２２が建築構造物４と基礎６と
に相互に係合し、その鋼棒２２の弾性変形と塑性変形と
でその振動エネルギーを大きく吸収して建築構造物４全
体を横滑り等から保護する。

この際、粘弾性体１２は基礎６と建築構造物４との間に
加圧手段３４を介して重力方向に圧縮して介在させてい
るので、その加圧力に応じて下板３０ｂと滑り板３２と
の間に作用する摩擦力よりも水平荷重によって粘弾性体
１２に作用する剪断力が上回ると、下板３０ｂは滑り板
３２上を摺動することになる。従ってこのときには、粘
弾性体１２自体による減衰性能は低下するが、この場合
その振動エネルギーは摺動時の摩擦熱に変換されて大き
く吸収され、かつその際の滑り始めの時期は加圧手段３
４の設定加圧力で任意に調整できる。

また、粘弾性体１２は基礎６と建築構造物４との間に加
圧手段３４を介して介在させる関係上、その使用量及び
その緩衝に機能する面積等に従来のようなスペース上の
厳しい制約がなく、充分な量の粘弾性体を使用してかつ
大きな剪断面積で微振動乃至中小振動の振動エネルギー
を可及的に吸収させることができるようになる。またこ
れに際しても、建物重量が２０００〜３０００ｔｏｎク
ラスの建築構造物に対して粘弾性体の剪断面積は４００
〜５００ｃ−程度でよく、サブダンパー１４の設置スペ
ース上特に問題になることはない。

なお、本実施例では加圧手段３４はネジジヤツキ様のも
のにしてネジ力で加圧するようにしているので、ガタが
生じ難く、かつ免振建物の完成後においても必要に応じ
て後付けすることも容易である。また、本実施例の免振
装置を２Ｑｔｏｎクラスの免振フレームに取付けて実験
した結果、ミクロンオーダーから２ｃｍ程度までの変位
量範囲に対して減衰定数ｈ−１０〜１５％のほぼ均一な
制振性能が確認でき、実際の通常時の微振動及び地震観
」ｊにおいても振動量が減少することが確認されている
。

尚、本発明の上記実施例ではサブダンパー１４の滑り板
３２は基礎６と下板３０ｂとの間に介設しているが、こ
れとは別に下板を基礎６上に固定し、滑り板を上板３０
ａと雄ネジ部材３８との間に介設し、水平方向の荷重に
よって粘弾性体１２に作用する剪断力が上板と滑り板と
の間に作用する摩擦力を上回った時に、粘弾性体の有害
な変形を防止するために上板３０ａが滑り板の下面を水
平方向に摺動するようにしても良い。

このように、上記実施例ではサブダンパー１４の粘弾性
体１２に大きな剪断力が加わった場合にサブダンパー１
４の下板３０ｂまた上板３０ａが滑り板上を摺動して粘
弾性体１２の有害な変形を防止しているが、これ以外に
サブダンパーとして第３図の構造のものが考えられる。

即ち、サブダンパー１４の下板３０ｂ′の中心位置に所
要径の円形切欠部を設けて基礎６上に固定し、一方上板
３０ａ′を下板３０ｂ′全体に跨がる大きさとし、下板
３０ｂ′と上板３０ａ′との間に筒状粘弾性体１２を設
ける。また、下板３０ｂ′の中心部に位置するようにス
トッパー片４０を上板３０ａ′の下面に垂設する。尚、
上板３０８′の上面を滑り面とし、その上面に摺動可能
な板体３０　ａ　”を積載し、更にこの板体３０　ａ　
”の上面には、第１図と同様にパイプ状の雄ネジ部材３
８によって調節された加圧力が加えられている。また、
図示を省略したが積層ゴム等の弾性体及びメインダンパ
ーは第１図と同様に設けることである。

上記のような構成により、サブダンパー１４の粘弾性体
１２に所定値以上の剪断力が加わった場合、ストッパー
片４０が下板３０ｂ′の円形切欠部の内周端面に当接し
て粘弾性体１２の有害な変形を防止することができ、そ
してこれを越える剪断力が加わった場合には上板３０８
′上を板体３０　ａ　”が水平方向に摺動するのである
。

（効　果） 以上要するに本発明によれば、サブダンパーの粘弾性体
を加圧手段によって重力方向に圧縮しつつ基礎と建築構
造物との間に介在させるので、その粘弾性体の設置スペ
ースに厳しい制約がなく、もって充分な量の粘弾性体を
使用して、かつ剪断面積を大きくして粘弾性体によるエ
ネルギー吸収量を増大させることができる。この結果、
通常時の車両の走行等による微振動及び中小地震時等の
中小振動の制振性能を可及的に向上させることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る免振装置の好適な一実施例を示す
側面図、第２図は各免振装置の配設位置の一例を示す平
面図、第３図は本発明の免震装置における他の実施例に
係るサブダンパー構造部分を示す断面図である。 ２・・・免振装置　　　　　４・・・建築構造物６・・
・基礎　　　　　　　８・・・弾性体１０・・・メイン
ダンパー　１２・・・粘弾性体１４・・・サブダンパー
　　３４・・・加圧手段第１図 儒 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 建築構造物と基礎との間に、上記建築構造物の鉛直荷重
   を支持するとともに水平荷重に対して弾性変形して建築
   構造物と基礎との水平方向への相対変位を許容する弾性
   体と、大地震時等に上記水平荷重に対する上記相対変位
   量が所定値を超えると上記建築構造物と基礎とに相互に
   係合してその水平方向の振動エネルギーを吸収するメイ
   ンダンパーと、上記相対変位量が上記所定値以下のとき
   にその水平方向の振動エネルギーを粘弾性体の曲げ変形
   及び剪断で吸収するサブダンパーとを介装した免振装置
   において、上記サブダンパーの粘弾性体を、加圧手段を
   介して重力方向に圧縮させて基礎と建築構造物との間に
   介在させたことを特徴とする免振装置。