JPH04337130A - 防振支承 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は防振支承に関し、詳しく
は、地震・機械振動・交通振動等により構造物〔建築物
・橋・タンク等〕や、機器類〔電子計算機・医療機器・
保安機器・精密製造機器・分析解析機器等〕、美術工芸
品類などに入力される加速度を低減させる防振支承に関
する。

【０００２】

【従来の技術】構造物、各種機器類や美術工芸品類など
に入力される加速度を低減させる防振支承としては、例
えば、複数の硬質板とゴム状弾性板とを交互に積層した
積層ゴムタイプのものがある。

【０００３】この積層ゴムタイプの防振支承の一例とし
て、図１１及び図１２に示す周囲拘束型のものについて
説明する。この防振支承は、複数の硬質板（１）…〔最
上下の硬質板を（１ａ）（１ｂ）とする〕とゴム状弾性
板（２）…〔最上下の硬質板（１ａ）（１ｂ）に内接す
るゴム状弾性板を（２ａ）（２ｂ）とする〕とを交互に
積層した積層体（３）の中央に上下に貫通する筒形中空
部（４）を設け、その筒形中空部（４）に、上下に硬質
板（５ａ）（５ｂ）が取り付けられた円柱状の粘性体又
は粘弾性体（６）を挿入・充填した構造を有する。

【０００４】上記構造を有する防振支承は、積層体（３
）の最上下の硬質板（１ａ）、及び（１ｂ）を取り付け
板〔図示せず〕を介して建築物や床などの上部構造物、
及び基礎やコンクリートスラブなどに固着することによ
り両者間に介設される。

【０００５】この防振支承では、地震・各種振動等の発
生時、鉛直方向での圧縮変形及び水平方向での剪断変形
により入力加速度を低減し、地震・各種振動等を絶縁し
て構造物、各種機器類や美術工芸品類などを地震・各種
振動等から保護する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の防振支承では、構造物、各種機器類や美術工芸品類
などによる大きな荷重を載荷した状態で、地震・各種振
動等が発生すると、図１３に示すように鉛直方向に圧縮
変形すると共に水平方向に剪断変形する。この時、防振
支承が大きな剪断変形量を受けた場合、同図中鎖線丸印
（ａ）や（ｂ）で示す箇所、特に積層体（３）の最上下
の硬質板（１ａ）（１ｂ）に内接するゴム状弾性板（２
ａ）（２ｂ）で大きな引っ張り応力が発生し、その引っ
張り応力により破断することがあった。本出願人が行な
った実験によれば、特に図中鎖線丸印（ａ’）で示すゴ
ム状弾性板（２ａ）（２ｂ）での破断が多かった。この
位置での破断は、ゴム状弾性板（２）を組成するゴム材
料の強度が高い場合、主にゴム状弾性板（２）と硬質板
（１）との接着界面での応力破壊として起こるものと推
定され、上記ゴム状弾性板（２）を組成するゴム材料の
強度が低い場合、主に図中鎖線丸印（ｃ）で示す箇所に
て引っ張り歪みが多く発生してゴム状弾性板（２）自体
でゴム材料破壊として起こるものと推定される。

【０００７】このように上記防振支承では、大きな剪断
変形量を受けた際にゴム状弾性板（２）での破断により
破壊しやすく、その剪断変形状態で破断する最大変形量
が大きくないため、防振支承としての安全性に欠けると
いう問題があった。

【０００８】そこで、本発明は上記問題点に鑑みて提案
されたもので、その目的とするところは、地震・各種振
動等の発生時、剪断変形状態で破断する最大変形量を増
大させ得る防振支承を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明における上記目的
を達成するための技術的手段は、複数の硬質板とゴム状
弾性板とを交互に積層した防振支承において、最上下の
硬質板に内接する又はそれに続く複数のゴム状弾性板の
剪断方向の変形を拘束する剪断規制手段を設けたことで
ある。

【００１０】また、複数の硬質板とゴム状弾性板とを交
互に積層し、その積層方向の両端に開口する筒形中空部
を形成してその筒形中空部に粘性体又は粘弾性体を挿入
・充填した防振支承においては、上記剪断規制手段とし
て、粘性体又は粘弾性体の上下に配置した硬質板の厚み
をその周囲に位置する最上下の硬質板の厚み以上に大き
くすることである。

【００１１】上記筒形中空部に挿入・充填する粘性体又
は粘弾性体は、筒形中空部の体積より若干多めに封入す
るのが好ましい。これにより支承の鉛直支持能力が向上
する。但し、鉛直支持能力がさほど必要とされない場合
には同等か又は少なくてもよい。挿入・充填するものが
減衰性の高い材料を用いた場合には若干多めにして封入
することにより粘性体又は粘弾性体にも鉛直荷重が加わ
り減衰性能を向上させることができる。

【００１２】尚、この防振支承における上記剪断規制手
段としては、粘性体又は粘弾性体の上下の硬質板の厚み
を、その周囲に位置する最上下の硬質板からこれに内接
するゴム状弾性板を介して次の硬質板まで達するように
することが望ましい。また、この硬質板の厚みは、その
周囲に位置する最上下の硬質板に内接するゴム状弾性板
に続く複数のゴム状弾性板に達するまで厚くしてもよい
。但し、その厚みは全ゴム状弾性板の厚みの２０〜３０
％以下とする。

【００１３】更に、上記剪断規制手段としては、最上下
の硬質板の次の硬質板を肉厚にしたり、或いは、最上下
の硬質板に内接するゴム状弾性板の厚みを他のゴム状弾
性板と異ならせることができる。

【００１４】最後に、他の剪断規制手段としては、複数
の硬質板とゴム状弾性板とを交互に積層し、その積層方
向の両端に開口する筒形中空部を形成した防振支承にお
いて、上記筒形中空部の上下開口部に盲栓を挿入・固着
したり、或いは、複数の硬質板とゴム状弾性板とを交互
に積層した防振支承において、最上下の硬質板の外周部
にその積層方向に向けてピンを突設し、その硬質板の次
の硬質板の外周部に穿設した穴に上記ピンを挿入配置す
ることもできる。

【００１５】

【作用】本発明に係る防振支承では、地震・各種振動等
の発生時、上記剪断規制手段により、最上下の硬質板に
内接するゴム状弾性板での剪断方向の変形が拘束される
ので、上記ゴム状弾性板は圧縮方向で変形するが剪断方
向で変形しない。従って、そのゴム状弾性板内部での歪
み・応力が他のゴム状弾性板よりも少なくて緊張状態が
低い。このようにゴム状弾性板での緊張状態が低いと、
内部に発生する回転モーメントが上記ゴム状弾性板に作
用してもそのゴム状弾性板が回転モーメントの作用方向
に引っ張られて伸び、これに他のゴム状弾性板が追従し
て全体的な緊張状態を緩和させることができ、剪断変形
状態で破断する最大変形量の増大を図ることが実現容易
となる。

【００１６】

【実施例】本発明に係る防振支承の実施例を図１乃至図
１０を参照しながら説明する。

【００１７】本発明の特徴は、同図に示すように複数の
硬質板（１１）…〔最上下の硬質板を（１１ａ）（１１
ｂ）とする〕とゴム状弾性板（１２）…〔最上下の硬質
板（１１ａ）（１１ｂ）に内接するゴム状弾性板を（１
２ａ）（１２ｂ）とする〕とを交互に積層した防振支承
において、最上下の硬質板（１１ａ）（１１ｂ）に内接
するゴム状弾性板（１２ａ）（１２ｂ）の剪断方向の変
形を拘束する剪断規制手段（Ａ）を設けたことにあり、
以下、各実施例について具体的に詳述する。

【００１８】図１及び図２に示す第１の実施例の防振支
承は、複数の硬質板（１１）…とゴム状弾性板（１２）
…とからなる積層体（１３）の中央に上下に貫通する筒
形中空部（１４）を設け、その筒形中空部（１４）に、
上下に硬質板（１５ａ）（１５ｂ）が取り付けられた円
柱状の粘性体又は粘弾性体（１６）を挿入・充填した構
造を有するもので、上記剪断規制手段（Ａ）として、粘
性体又は粘弾性体（１６）の上下に配置した硬質板（１
５ａ）（１５ｂ）の厚み（ｍ）をその周囲に位置する積
層体（１３）の最上下の硬質板（１１ａ）（１１ｂ）の
厚み（ｎ）以上に大きくする。

【００１９】特に、この第１の実施例では、図２に示す
ように粘性体又は粘弾性体（１６）の上下の硬質板（１
５ａ）（１５ｂ）の厚み（ｍ）を、積層体（１３）の最
上下の硬質板（１１ａ）（１１ｂ）からこれに内接する
ゴム状弾性板（１２ａ）（１２ｂ）を介して次の硬質板
（１１ｃ）（１１ｄ）まで達するようにする。即ち、上
記硬質板（１５ａ）（１５ｂ）の厚み（ｍ）を、硬質板
（１１ａ）（１１ｂ）の厚み（ｎ）にゴム状弾性板（１
２ａ）（１２ｂ）と硬質板（１１ｃ）（１１ｄ）の厚み
分を加えた厚みとする。

【００２０】第１の実施例の防振支承では、地震・各種
振動等の発生時、図３に示すように鉛直方向に圧縮変形
すると共に水平方向に剪断変形する。この時、剪断規制
手段（Ａ）として、粘性体又は粘弾性体（１６）の上下
の硬質板（１５ａ）（１５ｂ）の厚み（ｍ）を積層体（
１３）の最上下の硬質板（１１ａ）（１１ｂ）の次の硬
質板（１１ｃ）（１１ｄ）に達するようにしたことによ
り、最上下の硬質板（１１ａ）（１１ｂ）とその次の硬
質板（１１ｃ）（１１ｄ）とが剪断方向に同様に変位し
、硬質板（１１ａ）（１１ｂ）に内接するゴム状弾性板
（１２ａ）（１２ｂ）での剪断方向の変形が拘束される
ため、ゴム状弾性板（１２ａ）（１２ｂ）は圧縮方向で
変形するが剪断方向で変形しない。従って、そのゴム状
弾性板（１２ａ）（１２ｂ）内部での歪み・応力が他の
ゴム状弾性板（１２）…よりも少なくて緊張状態が低く
なってそのゴム状弾性板（１２ａ）（１２ｂ）の剪断破
壊レベルが高くなる。このようにゴム状弾性板（１２ａ
）（１２ｂ）での緊張状態が低いと、内部に発生する回
転モーメントが上記ゴム状弾性板（１２ａ）（１２ｂ）
に作用してもそのゴム状弾性板（１２ａ）（１２ｂ）が
回転モーメントの作用方向に引っ張られて伸び、これに
他のゴム状弾性板（１２）…が追従してこの他のゴム状
弾性板（１２）…についてもその内部歪みや応力が減少
して全体的な緊張状態を緩和させることができ、より大
きな剪断変形に耐えられることになり剪断変形状態で破
断する最大変形量が増大する。

【００２１】このように各ゴム状弾性板（１２）…の緊
張状態が緩和されると、ゴム状弾性板（１２）…に天然
ゴム等の結晶性ゴム材料を使用した場合でも、そのゴム
材料の結晶化が遅くなるため、ゴム材料が結晶化するポ
イントであるハードニングポイントが大変形領域側に移
行して防振支承としての動的剪断変形時の剛性特性の直
線性が大幅に向上する。尚、上記ゴム弾性板（１２ａ）
（１２ｂ）は剪断変形しないために減衰性能は特に要求
されず、また、そのゴム材料の架橋密度は低温特性が良
好で結晶化が遅い点で高い方がよい。

【００２２】以上、第１の実施例では、剪断規制手段（
Ａ）として、粘性体又は粘弾性体（１６）の上下の硬質
板（１５ａ）（１５ｂ）の厚み（ｍ）を積層体（１３）
の最上下の硬質板（１１ａ）（１１ｂ）の次の硬質板（
１１ｃ）（１１ｄ）に達するようにした場合について説
明したが、本発明はこれに限定されることなく、上記剪
断規制手段（Ａ）は、以下に説明する第２〜第８の実施
例のようにしてもよい。尚、図４乃至図１０では防振支
承の上部のみを示し、その下部は省略する。

【００２３】まず、図４に示す第２の実施例の防振支承
は、粘性体又は粘弾性体（１６）の上下の硬質板（１５
ａ）（１５ｂ）の厚み（ｍ）が、積層体（１３）の最上
下の硬質板（１１ａ）（１１ｂ）の厚み（ｎ）以上であ
るが、その次の硬質板（１１ｃ）（１１ｄ）まで達しな
いようにしたものである。

【００２４】また、図５に示す第３の実施例の防振支承
は、粘性体又は粘弾性体（１６）の上下の硬質板（１５
ａ）（１５ｂ）の厚み（ｍ）が、積層体（１３）の最上
下の硬質板（１１ａ）（１１ｂ）の厚み（ｎ）以上で、
更にその次の硬質板（１１ｃ）（１１ｄ）を越えるよう
にしたものである。

【００２５】次に、図６に示す第４の実施例の防振支承
では、第１の実施例のように粘性体又は粘弾性体（１６
）の上下の硬質板（１５ａ）（１５ｂ）の厚み（ｍ）を
、積層体（１３）の最上下の硬質板（１１ａ）（１１ｂ
）の次の硬質板（１１ｃ）（１１ｄ）まで達するように
した上で、更に、積層体（１３）の最上下の硬質板（１
１ａ）（１１ｂ）の次の硬質板（１１ｃ）（１１ｄ）を
肉厚（ｔ）にする。このように硬質板（１１ｃ）（１１
ｄ）を肉厚（ｔ）にすれば、防振支承が剪断変形した場
合に粘性体又は粘弾性体（１６）の硬質板（１５ａ）（
１５ｂ）が積層体（１３）の硬質板（１１ｃ）（１１ｄ
）に強く当たっても、上記硬質板（１１ｃ）（１１ｄ）
が変形したり、或いは、引っ張られて撓んだ硬質板（１
１ｃ）（１１ｄ）が硬質板（１５ａ）（１５ｂ）から外
れたりすることを未然に防止することができる。尚、こ
の第４の実施例は、第１の実施例以外にも第２、第３の
実施例についても適用可能である。

【００２６】更に、図７に示す第５の実施例のように積
層体（１３）の最上下の硬質板（１１ａ）（１１ｂ）に
内接するゴム状弾性板（１２ａ）（１２ｂ）の厚み（ｓ
）を他のゴム状弾性板（１２）よりも薄くしたり、或い
は、図８に示す第６の実施例のように上記ゴム状弾性板
（１２ａ）（１２ｂ）の厚み（ｓ）を他のゴム状弾性板
（１２）よりも厚くしたりして、上記ゴム状弾性板（１
２ａ）（１２ｂ）の厚み（ｓ）を他のゴム状弾性板（１
２）と異ならせてもよい。 また、ゴム状弾性板（１２ａ）（１２ｂ）は他のゴム状
弾性板（１２）と異なるゴム材料とすることも可能であ
る。 尚、この第５及び第６の実施例は、第１の実施例に適用
した場合であるが、これは第２、第３及び第４の実施例
についても適用可能であるのは勿論である。

【００２７】以上、第１〜第６の実施例では、積層体（
１３）の筒形中空部（１４）に粘性体又は粘弾性体（１
６）を挿入・充填した周囲拘束型の防振支承において、
剪断規制手段（Ａ）として、粘性体又は粘弾性体（１６
）の最上下の硬質板（１５ａ）（１５ｂ）の厚み（ｍ）
を積層体（１３）の最上下の硬質板（１１ａ）（１１ｂ
）の厚み（ｎ）よりも大きくすることについて説明した
が、本発明はこれに限定されない。

【００２８】例えば、図９に示す第７の実施例の防振支
承は、複数の硬質板（１１）…とゴム状弾性板（１２）
…とを交互に積層した積層体（１３）の中央に上下に貫
通する筒形中空部（１４）を設けた防振支承において、
剪断規制手段（Ａ）として、その筒形中空部（１４）の
上下開口部に盲栓（１７）を挿入・固着した構造のもの
である。この盲栓（１７）は、第１〜第３の実施例で説
明した硬質板（１５ａ）（１５ｂ）での厚み（ｍ）と同
様、その先端部までの長さが設定される。即ち、図示で
は、先端部までの長さが積層体（１３）の最上下の硬質
板（１１ａ）（１１ｂ）の次の硬質板（１１ｃ）（１１
ｄ）に達する。尚、盲栓（１７）の先端部までの長さは
最上下の硬質板（１１ａ）（１１ｂ）の厚み以上であれ
ばよく、次の硬質板（１１ｃ）（１１ｄ）に達しなくて
も、また、その硬質板（１１ｃ）（１１ｄ）を越えるも
のであってもよい。

【００２９】次に、図１０に示す第８の実施例の防振支
承は、複数の硬質板（１１）…とゴム状弾性板（１２）
…とを交互に積層した防振支承において、剪断規制手段
（Ａ）として、最上下の硬質板（１１ａ）（１１ｂ）と
その次の硬質板（１１ｃ）（１１ｄ）とを他の硬質板（
１１）…よりも外側に延設し、その硬質板（１１ａ）（
１１ｂ）の外周縁部にその内方に向けてピン（１８）を
突設し、そのピン（１８）を次の硬質板（１１ｃ）（１
１ｄ）の外周縁部に穿設した穴（１９）に挿通させた構
造のものである。このピン（１８）及び穴（１９）の構
造は、ピン（１８）が穴（１９）の中を自由に動けるも
のとし、また、硬質板（１１ａ）（１１ｂ）及び（１１
ｃ）（１１ｄ）の周方向に沿って複数箇所設ければよい
。尚、この構造を有する剪断規制手段（Ａ）は、前述し
た積層体（１３）の中央に筒形中空部（１４）を有し、
その筒形中空部（１４）に粘性体又は粘弾性体（１６）
を挿入・充填した周囲拘束型の防振支承についても適用
可能であり、また、第１〜第７の実施例についてこの第
８の実施例を併用するようにしてもよいのは勿論である
。

【００３０】尚、以上の第２〜第８の実施例の防振支承
が地震・各種振動の発生時での動作については前述した
第１の実施例における剪断規制手段（Ａ）の作用と同様
であるため、重複説明は省略する。

【００３１】

【発明の効果】本発明に係る防振支承によれば、複数の
硬質板とゴム状弾性板とを交互に積層した防振支承にお
いて、最上下の硬質板に内接するゴム状弾性板の剪断方
向の変形を拘束する剪断規制手段を設けたことにより、
地震・各種振動等の発生時、上記剪断規制手段により、
最上下の硬質板に内接するゴム状弾性板は圧縮方向で変
形するが剪断方向で変形しない。従って、そのゴム状弾
性板内部での歪み・応力が他のゴム状弾性板よりも少な
くて緊張状態が低くなり、これに他のゴム状弾性板が追
従して全体的な緊張状態を緩和させることができ、剪断
変形状態で破断する最大変形量の増大を図ることが実現
容易となり、剪断破壊レベルの高い安全性に富んだ防振
支承を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る防振支承の第１の実施例を示す断
面図

【図２】図１に示す第１の実施例の防振支承を示す要部
拡大断面図

【図３】図１に示す第１の実施例の防振支承の変形状態
を示す断面図

【図４】第２の実施例の防振支承を示す要部拡大断面図

【図５】第３の実施例の防振支承を示す要部拡大断面図

【図６】第４の実施例の防振支承を示す要部拡大断面図

【図７】第５の実施例の防振支承を示す要部拡大断面図

【図８】第６の実施例の防振支承を示す要部拡大断面図

【図９】第７の実施例の防振支承を示す要部拡大断面図

【図１０】第８の実施例の防振支承を示す要部拡大断面
図

【図１１】積層ゴムタイプで周囲拘束型の防振支承の
従来例を示す断面図

【図１２】図１１に示す防振支承の要部拡大断面図

【図
１３】図１１に示す従来の防振支承の変形状態を示す断
面図

【符号の説明】

１１　　　　　　硬質板 １１ａ　　　　最上の硬質板 １１ｂ　　　　最下の硬質板 １１ｃ　　　　最上の硬質板の次の硬質板１１ｄ　　　
　最下の硬質板の次の硬質板１２　　　　　　ゴム状弾
性板 １２ａ　　　　最上の硬質板に内接するゴム状弾性板１
２ｂ　　　　最下の硬質板に内接するゴム状弾性板１３
　　　　　　積層体 １４　　　　　　筒形中空部 １５ａ　　　　硬質板 １５ｂ　　　　硬質板 １６　　　　　　粘性体又は粘弾性体 １７　　　　　　盲栓 １８　　　　　　ピン １９　　　　　　穴 Ａ　　　　　　剪断規制手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　複数の硬質板とゴム状弾性板とを交互
   に積層した防振支承において、最上下の硬質板に内接す
   る又はそれに続く複数のゴム状弾性板の剪断方向の変形
   を拘束する剪断規制手段を設けたことを特徴とする防振
   支承。