JPH0439968Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は防振装置に関し、とくに建物等の構
造物に使用される防振装置における水平方向のば
ね特性を改善したものである。

〔従来の技術〕

従来、建物や原子炉等の構造物に対して地震が
発生したときの振動による被害を防止する装置
（免震装置）として、たとえば第４図に示す構造
のものが使用されている。この免震装置は、ゴム
等の弾性支持体１の内部に補強用の薄鋼板２を適
宜の間隔をおいて平行に埋設した円柱状の中実構
造に成形されており、その上下両端にはそれぞれ
受圧板３，４を取り付けている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

一般に、上記免震装置の弾性支持体は、地震に
よる水平変位が生じたときでも座屈しない高さと
外径寸法をもつ形状に成形されている。したがつ
て、この弾性支持体をたとえば軽量構造物のよう
な鉛直方向の支持荷重が小さい場所に設置した場
合には、水平方向の許容変位量は確保できるけれ
ども水平方向の固有振動数が許容値を超えて防振
性能が低下することになる。

また、この場合に水平方向の許容固有振動数を
確保して防振性能の低下を防止しようとすれば、
弾性支持体の外径寸法を小さく成形して水平方向
のばね定数を小さくする必要があるが、このよう
にすると、水平方向の変位量が座屈しない限度に
制約され、許容変位量を確保することができなく
なるという問題がある。

この考案は上記のような問題を解決して、水平
方向のばね定数が小さい形状で高い座屈強度をも
ち、支持荷重が小さい場合でも水平方向の許容変
位量と許容固有振動数とを確保でき、又防振装置
の共振を防ぐ目的をもつて、振動減衰力を有する
必要があるが、この作用をも自ら有し、格別に摩
擦ダンパー等の減衰装置を付加せしめる必要のな
い防振装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案の防振装置は、ゴム等の可撓性材料か
らなる弾性支持体に、鉛直中心軸線に沿つて上下
両端に開口する中空部を設けて弾性支持体の上下
両端に受圧板を取り付け、中空部内に複数の摺動
板を中空部とほぼ同一高さまで積層し、摺動板が
相互に水平方向に摺動できるようにしている。

〔作用〕

この考案の防振装置に負荷される鉛直方向の荷
重は、平常時においては直立状態のときの弾性支
持体の全平面で支持されるだけでなく、摺動板の
全平面によつて分担支持される。

防振装置が地震による水平方向の力を受けた時
は、弾性支持体の水平変位による力が摺動板に加
えられて、摺動板が相互に摺動し、弾性支持体の
中空部の変形形状と同じ形状に水平方向に移動し
て階段状に傾斜する。

防振装置の水平変位時においては、弾性支持体
と摺動板との変位位置における上端面の鉛直投影
面と固定された下端面との重なり部分の面積のう
ち、弾性支持体の重なり面積に負荷される鉛直荷
重が弾性支持体により支持され、それ以外の重な
り面積に負荷される鉛直荷重が摺動板により支持
される。

防振装置の弾性支持体は中空部を有しているた
め、同一外径寸法の中実弾性支持体に比べて水平
方向のばね定数が小さく、支持荷重が小さい場合
でも水平方向の許容変位量と許容固有振動数とを
確保することができる。

この考案の防振装置の弾性支持体と中実弾性支
持体との水平方向のばね定数が同一であるとした
場合、この考案の弾性支持体では中実弾性支持体
に比べて高さに対する外径寸法の比を大きく設定
することができるから、大きな水平変位が生じて
も座屈変形を起こさない防振装置となる。

さらに、防振装置は、共振を防ぐ目的をもつ
て、減衰力を有する必要があるが、この考案は摺
動板の間の摩擦力により減衰力を発生し、格別に
摩擦ダンパー等の減衰装置を付加する必要がない
か、あるいは付加すべき減衰装置は小型化あるい
は少なくすることができる。又建物は風荷重等に
より揺れ易い傾向があり又は防振する必要のない
小型地震等の微弱振動に対しては反つて地面に対
し、固定することがのぞましい場合が多い。この
考案は、摺動板の静摩擦力により一定力以上の振
動力に対してのみ動作するトリガー作用を有する
のでこの目的に合つたのぞましい防振性能を有せ
しめることができる。

〔実施例〕

以下、この考案の実施例について図面を参照し
て説明する。

第１図はこの考案の実施例を示す縦断側面図で
ある。

同図において、符号１０は弾性支持体であり、
この弾性支持体１０は、ゴム等の可撓性材料から
なる環状の弾性板１１と薄肉鋼材からなる補強板
１２とを交互に多段に積層し、上端面と下端面に
はそれぞれ環状の上面板１４と下面板１６を同心
状に接着して中空円筒状に成形されている。

上記弾性支持体１０の上面板１４と下面板１６
には、それぞれ受圧板１５，１７をボルト１８，
１９によつて取り付け、弾性支持体１０の上下両
端を閉塞している。

弾性支持体１０の中空部１３には、中空部１３
の高さとほぼ同一の高さに積層した複数枚の摺動
板２０が収容されている。この摺動板２０は、鋼
材その他のウレタン板、合成樹脂板等圧縮力に対
して高い受圧力を有する材料により平板状に成形
されており、積層された状態で相互に水平方向に
摺動できるようになつているが、成形素材によつ
てはその表裏面にふつ素樹脂その他適度な摩擦係
数を有する材料によるコーテイングを施したもの
を使用するのが好ましい。

上記構成の防振装置を建物等の構造物と地盤等
の床面との間に設置した場合、鉛直方向に負荷さ
れる荷重は、平常時の直立状態においては弾性支
持体１０の全平面と、中空部１３に積層されてい
る摺動板２０の全平面との双方の面積で支持され
るから、弾性支持体１０は全荷重を部分的に負担
すればよく、弾性支持体２０が受ける圧縮応力は
単なる中空体の場合よりも小さくなる。

また、地震が発生した場合、第２図および第３
図に示すように弾性支持体１０が水平方向に変位
して傾斜するが、これに伴つて弾性支持体１０が
水平方向の力を受ける側の内周面によつて中空部
１３に積層されている摺動板２０に押圧力が加え
られるため、この押圧力により摺動板２０が相互
に摺動しながら水平方向に移動し、弾性支持体１
０の変形時の形状と同一形状に傾斜した階段状に
なる。

このように弾性支持体１０が水平方向に変死し
たときは、固定されている下端面２２に対して水
平変位した上端面２１を鉛直下方に投影した重な
り部分の面積２４のうち、弾性支持体１０の重な
り面積２４ａによつて鉛直方向の荷重の一部を弾
性支持体１０が支持し、その余の大部分の荷重は
弾性支持体１０の重なり面積２４ａを除いた部分
の重なり面積２４ｂによつて摺動板２０が支持す
るから、この場合においても弾性支持体１０に生
ずる圧縮応力が増大することはない。

したがつて、弾性支持体１０が中空状に成形さ
れていても、摺動板２０を積層しない単なる中空
体とは異なり、鉛直荷重による弾性支持体１０の
圧縮ひずみの増加は小さいためクリープ現象を大
幅に低減することができる。

また、上記の防振装置の弾性支持体１０は中空
部１３が設けられているため、中実弾性支持体と
同一外径寸法に成形した場合に比べて水平方向の
剛性が低く、水平方向のばね定数が小さくなるか
ら、鉛直方向の支持荷重が小さい場合でも水平方
向に大きな変位が得られるだけでなく、固有振動
数も小さくなるから、防振性能が低下することは
ない。

さらに、上記防振装置の弾性支持体１０は、水
平方向のばね定数を中実弾性支持体と同一値のも
のに成形する場合、高さ寸法を同一とすれば中実
弾性支持体よりも大きな外径寸法に設定すること
ができるから、地震が発生したときに大きな水平
変位が生じても座屈変形を起こさない。

上記の防振装置の作動時において、弾性支持体
１０の中空部１３に積層されている摺動板２０が
弾性支持体１０の水平変位に伴つて水平移動して
も、摺動板２０それ自体には原形状態に復元する
力がないから、弾性支持体１０の水平方向のばね
定数には何らの影響も与えない。

上記の防振装置は、弾性支持体１０による防振
効果だけでなく、中空部１３に積層されている摺
動板２０の摩擦抵抗による減衰効果が合わせて得
られるほか、摺動板２０の静摩擦抵抗を適宜選定
することにより、水平方向に加わる力が一定限度
を超えたときに水平変位が生ずるようなトリガー
機能を備えた防振装置として使用することもでき
る。

また、摺動板が弾性支持体の座屈を妨げ、防止
する作用を有するため、弾性支持体の形状を直径
に比し、高さを高くすることが可能となり、弾性
支持体内の変形ひずみ量を少なくし、変形疲労に
対する抵抗力を増し寿命を長くすることができ
る。そのため寸法が細い防振装置の設計が可能と
なり、低荷重の支持物に対して充分なる防振効果
を有するものができる。

上記実施例の弾性支持体１０は、弾性板１１と
補強板１２との積層構造になつているから、弾性
支持体１０の水平変位時に、弾性支持体１０の円
周面が摺動板２０に当接した場合においても弾性
支持体１０が半径方向外側に大きく変形すること
はないが、摺動板２０の移動によりゴムを損傷す
ることを防ぐ目的から弾性支持体１０の内周側に
タイヤコード又は織布又は金網又はコイルばね等
で円筒状に補強材を設けた構成とすることもでき
る。

また本考案においては、弾性支持体１０の補強
板１２を省略して弾性体のみから構成したものを
使用することもできる。

上記実施例においては、弾性支持体の外径と内
径とを、鉛直中心軸線を中心としてそれぞれ一定
にした円筒状にしてあるが、弾性支持体の断面形
状については鉛直中心軸線に沿つて中空部を有す
る形状であればよく、目的とする水平方向のばね
定数に応じて任意の形状に設計変更することがで
きる。

この考案の防振装置は、上記実施例で説明した
建物等の構造物の免震装置として使用する場合に
限らず、振動発生機械の防振装置として使用する
こともできる。

〔考案の効果〕

以上説明したように、この考案の防振装置は、
弾性支持体の鉛直中心軸線に沿つて設けた中空部
に、複数枚の摺動板を水平方向に摺動自在に積層
した構成になつているから、弾性支持体の水平変
位時においても鉛直方向の荷重が弾性支持体と摺
動板とで分担して支持され、弾性支持体単独の場
合のようにクリープ特性が低下することはなく、
また中実の弾性支持体に比べて水平方向のばね定
数が小さく、水平方向のばね定数が同一の中実弾
性支持体よりも外径寸法の大きな形状に成形する
ことができるため、座屈変形を起こさずに大きな
水平変位を得ることができる。

したがつて、この考案によれば、鉛直方向の支
持荷が小さく設定されている場合でも、水平方向
の固有振動数を高くすることなく、又弾性支持体
のひずみ変形を小さくしたまま大きな水平変位量
を確保することができるため、従来のこの種の防
振装置の水平方向のばね特性及び耐久性が改善さ
れ、この考案の防振装置は、自ら摩擦減衰力を有
するため格別な減衰装置を省略するか、少なくす
ることが可能になり、又風荷重、小地震等の防振
を必要としない振動に対しては地面あるいは床面
に対し、固定されているという特徴を有し建物等
の構造物の免震装置としてもつとも有効な装置と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例を示す縦断側面図、
第２図はこの考案の弾性支持体の水平変位時の状
態を示す平面図、第３図は第２図の縦断側面図、
第４図は従来の防振装置を示す縦断側面図であ
る。 図中、１０は弾性支持体、１３は中空部、１
５，１７は受圧板、２０は摺動板である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ゴム等の可撓性材料からなり、鉛直中心軸線に
   沿つて上下両端に開口する中空部が設けられた弾
   性支持体の上下両端を受圧板により閉塞し、前記
   弾性支持体の中空部に、複数枚の摺動板を水平方
   向に摺動自在に中空部の高さとほぼ同一高さに積
   層したことを特徴とする防振装置。