JPH09242376A

JPH09242376A - 免震装置

Info

Publication number: JPH09242376A
Application number: JP5623996A
Authority: JP
Inventors: Koji Kubo; 孝治久保; Isao Hagiwara; 萩原　　勲; Yoshihide Fukahori; 美英深堀
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1996-03-13
Filing date: 1996-03-13
Publication date: 1997-09-16

Abstract

(57)【要約】【課題】地震、交通振動に効果があり、且つ通常時の
風揺れなどにも影響されない優れた免震、防振性能と、
優れた耐久性を有する免震構造体を提供する。【解決手段】上物１２を支持する複合積層体１６と基
礎１４との間に、粘弾性的性質を有する防振パッド１８
が配置された免震装置１０であって、複合積層体１６の
内部に貫通する空孔２８が設けられ、空孔２８の中に弾
性率１．５×１０ ⁵ｋｇｆ／ｃｍ²以下の高分子材料か
らなる複数枚の摩擦板３０が積層されており、防振パッ
ド１８は５０％モジュラスが１．５〜３ｋｇｆ／ｃ
ｍ²、２５℃における動的剪断弾性率Ｇが１．５〜３ｋ
ｇｆ／ｃｍ²の特性を有する材料で形成される。摩擦板
３０は、空孔２８の中に押込み力７５ｋｇｆから３５０
ｋｇｆで封入され、摩擦板３０は、ナイロン、ポリエチ
レン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル
等やこれらをマトリックスとするＦＲＰを１種あるいは
２種以上組み合わせた材料からなることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明は免震装置に係り、特に風
揺れ、交通振動等の影響を受けやすい戸建住宅等の軽負
荷用としても好適に使用しうる免震装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数個の鋼板等の剛性を有した硬
質板と、粘弾性的性質を有したゴム等の軟質板とを交互
に積層した免震構造体が、中層、低層のビルや橋梁等の
免震装置のゴム支承片として広く用いられている。この
ような免震構造体の軟質板を構成するゴム等の弾性体
は、下記のようなばね特性を有するように設計されるの
が一般である。即ち、ゴム等の弾性体の横ばね定数ＫH
、搭載質量をＭとして、水平方向の固有振動数ｆH は
次の条件を満たすように設計する。

【０００３】

【数１】

【０００４】この固有振動数ｆH は、建物や橋梁などの
重量と、ゴムなどの弾性体の横ばね定数ＫH との比で決
まるので、ビルや橋梁など搭載重量Ｍの大きいものの免
震装置の軟質板を構成する弾性体はばね剛性の大きい材
料、高弾性材料が用いられることが一般的である。これ
を戸建住宅などの軽負荷のものに適用すると、戸建住宅
などは搭載重量Ｍが小さいので、軟質板の材料はばね剛
性の小さい、低弾性のものが必要であった。このような
免震装置は地震に対しては効果があるが、風揺れや交通
振動などの影響を受けてしまう。これら防ぐために、免
震構造体の積層部分に空孔を設けて、その空孔の中に複
数枚の摩擦板を積層したものが特開昭６２−１４１３３
０号等で提案されていた。

【０００５】このような摩擦板を併用した免震構造体
は、低剪断歪み即ち風揺れ等における高弾性、及び高剪
断歪み即ち地震時における低弾性と高減衰性とを合わせ
持つので、地震や交通振動、風揺れなどに効果を発揮す
ることができる。しかしながら、どのような摩擦板でも
これらの特性を発揮できるわけでなく、例えば、摩擦板
に金属板を用いた場合は、高剪断歪み時、即ち地震時に
周囲の複合積層体との接触により、摩擦板が不可逆の変
形を起こし、免震構造体としての機能を発揮できなくな
るという問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の技術に鑑みてなされたものであり、免震装置を戸
建住宅用等の軽量物に適用した場合にも高性能で、耐久
性に優れ、且つ、交通振動の如き微振動から地震の如く
大変形を伴う振動までの各種振動を効果的に防止しうる
免震装置の提供を目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の免震装置は、上
物と基礎との間に、上物を支持する複合積層体と粘弾性
的性質を有する防振パッドが直列に配置された免震装置
であって、該複合積層体は、その内部に貫通する空孔を
設けられ、該空孔の中に弾性率１．５×１０⁵ｋｇｆ／
ｃｍ²以下の高分子材料からなる複数枚の摩擦板を積層
してなる、ことを特徴とする。

【０００８】本発明の請求項２記載の免震装置は、上物
と基礎との間に、上物を支持する複合積層体と粘弾性的
性質を有する防振パッドが直列に配置された免震装置で
あって、該複合積層体は、その内部に貫通する空孔を設
けられ、該空孔の中に弾性率１．５×１０⁵ｋｇｆ／ｃ
ｍ²以下の高分子材料からなる複数枚の摩擦板を積層し
てなり、且つ、該複合積層体と防振パッドとの間に配置
されて複合積層体を支持し、且つ、貫通孔を有する支持
材と、基礎又は上物から突出して貫通孔に非接触の状態
で緩く嵌合される軸材とを有する、ことを特徴とする。

【０００９】本発明の請求項３記載の免震装置は、前記
粘弾性的性質を有する防振パッドを構成する材料が、５
０％モジュラスが１．５〜３ｋｇｆ／ｃｍ²、２５℃に
おける動的剪断弾性率Ｇが、１．５〜３ｋｇｆ／ｃｍ²
の特性を有するものである、ことを特徴とする。

【００１０】また、ここで用いられる前記摩擦板は、前
記複合積層体の内部に貫通する空孔の中に押込み力７５
ｋｇｆから３５０ｋｇｆで封入されており、前記摩擦板
の厚さｔ_マサツは、前記軟質板１枚の厚さをｔ_Rとしたと
きに、ｔ_マサツ ≦ｔ_Rであり、且つ前記摩擦板の直径ｄ
は、前記複合積層体の高さをＨ、前記軟質板の総厚さを
ｈ、前記硬質板の直径をＤとしたときに、ｄ≧１０（ｈ
／Ｈ）ｔ_マサツ、且つ、０．１≦（ｄ／Ｄ）≦０．８の条
件をみたすことが好ましく、さらに、前記摩擦板が、ナ
イロン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリプロピレ
ン、ポリ塩化ビニル、又は、熱硬化性プラスチック及び
それをマトリックスとしたＦＲＰ（例えば、不飽和ポリ
エステル樹脂のＦＲＰ）を１種あるいは２種以上組み合
わせた材料からなることが好ましい。

【００１１】本発明の免震装置においては、上物が複数
の積層された摩擦板を内部に配置してなる複合積層体に
支持され、且つ、粘弾性的性質を有する防振パッドを備
えているため、使用される粘弾性的性質を有する材料の
働きで、大きな振動から、交通振動などの微振動までを
効果的に免震しうる。さらに、複合積層体を支持する支
持材に設けられた貫通孔に、基礎又は上物から突出した
軸材が、貫通孔に非接触の状態で緩く嵌合されているた
め、微振動の防振には、防振パッドが効果的に働き、地
震等の大きな変形が生じた場合には、支持体とそこに設
けられた貫通孔を貫通する軸材とが一体物として作用
し、防振パッドは、貫通孔と軸材とのクリアランスの範
囲に押さえられ、複合積層体の大変形により免震効果を
発揮することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】

（実施例１）図１は本発明の実施例１に係る免震装置１
０の断面図を示す。免震装置１０は上物（建物）１２と
基礎１４との間に位置し、複合積層体１６と防振パッド
１８が鉛直方向に配置されて構成されている。複合積層
体１６部分は、上物（建物）１２に取り付けられた上面
板２０と、複合積層体１６下方側の面板（支持材）２２
との間に、硬質板２４を３０枚と軟質板２６を３１枚積
層して構成され、硬質板２４としては、外径２５０ｍ
ｍ、内径５０ｍｍ、厚さ１．６ｍｍの鋼板を使用し、軟
質板２６としては、５０％モジュラスが２．３ｋｇｆ／
ｃｍ²、引張り強度が９０ｋｇｆ／ｃｍ²、破断時の伸
びが７６０％、剪断歪２００％における剪断弾性率Ｇ＝
１．９ｋｇｆ／ｃｍ²、及びｔａｎδが０．１１のゴム
材料を用い、外径２５０ｍｍ、内径５０ｍｍ、厚さ２．
５ｍｍとして形成した。

【００１３】複合積層体１６の支持材２２には、貫通孔
４３が設けられている。この複合積層体１６の積層体中
央部に設けた中空部２８に、摩擦板３０として、外径４
９．８ｍｍ、厚さ１．５ｍｍのナイロン板（ナイロン６
６製）を９９枚、隣接する摩擦板間に隙間ができないよ
うに充填し、その上面板２０にＭ５０のメスネジを切
り、Ｍ５０のオスネジを切ったフタ３２を押込み、圧縮
力を加えた。そのときのトルクは５ｋｇｍ、押込み力は
３００ｋｇｆであった。さらに、この積層体の外周を天
然ゴム系ゴム材料を用いた外被ゴム３４で被覆して複合
積層体１０を構成した。

【００１４】防振パッド１８としては、５０％モジュラ
スが２．０ｋｇｆ／ｃｍ²、引張り強度が１００ｋｇｆ
／ｃｍ²、破断時の伸びが７００％のゴム材料を用い
て、直径２４０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの形状に成形した。

【００１５】支持材２２及び基礎１４に固定された下面
板３６には、両面にキープレート３８、４０を接着した
防振パッド１８を嵌合させるための直径２４１ｍｍ、深
さ７ｍｍの凹部を設け、該凹部内に直径２４０ｍｍ、厚
さ１０ｍｍのキープレート３８、４０付き防振パッド１
８を嵌合させた。

【００１６】支持材２２は大きな剪断力がかかった場合
の防振パッド１８の大変形を防ぐための軸材４２を貫通
させるための貫通孔４３が設けられ、軸材であるＭ２０
のボルト４２は、基礎から突出して貫通孔４３に非接触
の状態で緩く嵌合される。即ち、振動の余地を確保し
て、軸材４２を貫通孔４３に緩く嵌合させるため、支持
材２２のキリ穴（貫通孔４３）は内径が２６ｍｍとさ
れ、軸材であるボルト４２との隙間が周囲に３ｍｍ設け
てある。ボルト４２に螺合されているナット４４は地震
時のロッキング現象を防止するためのものであり、支持
材２２に接する程度に締められている。地震時或いは風
揺れ時に軸材４２と支持材２２が直接衝突しないよう
に、軸材４２には緩衝層である１ｍｍ厚のゴムカバー４
６を巻いて、接触時の衝撃の緩和と衝突音が発生の防止
を図っている。

【００１７】ここで、本発明の免震装置に用いられる摩
擦板について詳細に説明する。摩擦板は、弾性率１．５
×１０⁵ｋｇｆ／ｃｍ²以下の高分子材料、好ましくは
１．１×１０⁵ｋｇｆ／ｃｍ²以下、更に好ましくは、
８．５×１０⁴ｋｇｆ／ｃｍ ²以下の高分子材料で形成
される。

【００１８】例えば、摩擦板にジアリルフタレートを用
いた場合の弾性率の１例は、１．１×１０⁵ｋｇｆ／ｃ
ｍ²、ガラス繊維補強（３０％）の６６ナイロンを用い
た場合の弾性率の１例は、８．５×１０⁴ｋｇｆ／ｃｍ
²、実施例１に示した６６ナイロン単体を用いた場合の
弾性率の１例は、２．９×１０⁴ｋｇｆ／ｃｍ²であ
る。

【００１９】本発明に用いる摩擦板の材料は高分子材料
に限られる。高分子材料としては、具体的には、例え
ば、熱可塑性プラスチックとして、ポリアミド（ナイロ
ン）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、
ガラス繊維強化ポリスチレン、ポリ−Ｐ−キシレン、ポ
リ酢酸ビニル、ポリアクリレート、ポリメタアクリレー
ト、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、フッ素系プ
ラスチック、ポリアクリロニトリル、ポリビニルエーテ
ル、ポリビニルケトン、ポリエーテル、ポリカーボネイ
ト、熱可塑性ポリエステル、ジエン系プラスチック、ポ
リウレタン系プラスチック、芳香族ポリアミド、ポリフ
ェニレン、シリコーンなどを用いることができる。ま
た、熱硬化性プラスチック及びそれをマトリックスとし
たＦＲＰ（例えば、不飽和ポリエステル樹脂のＦＲＰ）
等も用いることができる。これらのプラスチックは単体
で用いても、複数の種類を複合して用いてもよく、ま
た、可塑剤や充填剤を添加してもよく、ＦＲＰの如くガ
ラス繊維やカーボン繊維などの補強材を混合して用いて
もよい。

【００２０】本発明に用いる免震構造体の構造として
は、前記に示したように、上下の面板の間に剛性を有し
た硬質板と粘弾性的性質を有した軟質板とを、それぞれ
複数個、交互に積層した複合積層体の内部に孔を設け、
その中に複数の摩擦板を積層してなるものである。

【００２１】地震時などには、この摩擦板は免震構造体
の剪断変形に合わせて移動し、図３に示すようなヒステ
リシスループを描く。図３は、荷重８ｔｏｎを負荷した
免震構造体に、ｆ＝０．２Ｈｚのサイン波で、２００％
歪の振動を与えた時のヒステリシスループ（歪−力）を
示すグラフである。本発明の免震装置に用いられる免震
構造体のヒステリシスループは、図３のように必ず正勾
配のループでなければならない。例えば、ステンレス板
を摩擦板に用いると、その時のヒステリシスループは図
４のようになり、戻り変形過程で負勾配の部分ができ
る。金属の摩擦板は、剪断変形時に周囲の複合積層体の
軟質板や硬質板との接触により不可逆の変形を起こすか
らである。即ち、この不可逆変形部分が隣接する硬質板
に引っかかり、ヒステリシスループに負の勾配を発生さ
せると同時に不連続な衝撃音を発生して軟質板を傷つ
け、免震構造体の破壊の原因にもなりかねない。

【００２２】ここで、実施例１に用いた摩擦板３０に荷
重８ｔｏｎを負荷し、振動数ｆ＝０．２Ｈｚで、剪断歪
２００％で振動させた時のヒステリシスループを図５に
示す。これにより、実施例１に用いた摩擦板３０は負勾
配を持たない安定したヒステリシスループを描くことが
わかる。即ち、摩擦板に高分子材料（ナイロン）を用い
ることにより、永久変形を伴うことなく、理想的なヒス
テリシスループが得られている。

【００２３】本発明の摩擦板の厚さをｔ_マサツとし、軟質
板１枚の厚さをｔ_Rとしたとき、ｔ _マサツはｔ_R以下であ
ることが好ましい。また、この時の摩擦板の直径ｄは、
複合積層体の高さをＨ、軟質板の総厚さをｈとしたとき
に、ｄ≧１０（ｈ／Ｈ）ｔ_マサ _ツとなることが好ましい。

【００２４】即ち、硬質板１枚の厚さをｔ_S、硬質板の
枚数をｎ枚としたときに、Ｈ＝（ｎ＋１）ｔ_R＋ｎｔ_S ｈ＝（ｎ＋１）ｔ_R このとき、上下の面板間の摩擦板の枚数をｍ枚とする
と、Ｈ＝ｍｔ_マサツとなる。剪断歪み２００％時における摩擦板の重なり部
分は、摩擦板の直径ｄの８０％以上あることが望ましい
ので、２ｈ／ｍ≦ｄ／５ｄ≧１０（ｈ／ｍ）＝１０（ｈ／Ｈ）ｔ_マサツとなる。更に好ましくは、剪断歪２００％時における摩
擦板の重なり部分は、摩擦板の直径ｄの９０％以上ある
ことが望ましく、ｄ≧２０（ｈ／ｍ）ｔ_マサツである。また、摩擦板の直径ｄは、硬質板の直径をＤと
すると、０．１≦（ｄ／Ｄ）≦０．８であることが好ましい。更に好ましくは、０．１≦（ｄ／Ｄ）≦０．６である。ｄ／Ｄが０．８を越えると摩擦力が大きくなり
過ぎ、免震構造体のバネ剛性とのバランスがくずれ、復
元力が損なわれてしまう。ｄ／Ｄが０．１未満になる
と、初期剛性が不足し、風揺れの防止ができなくなって
しまう。

【００２５】本発明の摩擦板は、複合積層体を貫通する
孔の中に押込み力７５ｋｇｆから、３５０ｋｇｆで封入
することが好ましい。更に好ましくは、１００ｋｇｆか
ら、３５０ｋｇｆである。封入する圧力が３５０ｋｇｆ
を超えると、免震構造体が垂直方向に大きく引き伸ばさ
れることになり、使用時即ち載荷時の初期の沈み込み量
を勘案しても３５０ｋｇｆが限度である。又、押込み力
７５ｋｇｆ未満では圧縮力が不十分であり、免震構造体
として十分な摩擦力を得ることができない。

【００２６】本発明の免震装置における防振パッドは、
該複合積層体の一方の面板（支持材）と、基礎又は上物
のいずれかとの間に設置された、粘弾性的性質を有した
材料からなるパッドであり、この防振パッドは、本実施
例１にある如く、複合積層体１６と基礎１２との間に位
置するものであっても、上物１４と複合積層体１６との
間に位置するものであってもよい。

【００２７】防振パッド１８は、上物又は基礎に取り付
けられた面板と、複合積層体の支持材との間に、粘弾性
的性質を有する材料、例えば、ゴム製のパッドを設置す
ることによって配置されるが、ゴム製のパッドに換えて
ゴム製パッドの両面に鉄板を接着剤、加硫接着等の方法
により接着させた硬質板付きパッドを用いることもでき
る。防振パッドは、粘弾性的性質を有する材料１層から
構成されていても、粘弾性的性質を有する材料と硬質板
との３〜５層程度の積層体から構成されていてもよい。

【００２８】防振パッドを取り付ける場合に、支持材や
基礎又は上物に直接接着してもよいが、実施例１にある
如く、取付け部位に防振パッドが嵌合しうるような凹部
を形成し、キープレートを介して取り付けることが、取
付る際の位置決めが正確に行える観点から好ましい。こ
こで、キープレートとは、防振パッドを固定するため
の、防振パッドが嵌合しうる凹部を有する又は平版状の
支持板を指し、材質としては、十分な剛性、硬度を有す
るものであれば、鉄、アルミニウム等の金属、ポリアミ
ド、硬質塩化ビニル、ＦＲＰ等の樹脂等を使用すること
ができる。

【００２９】本発明の免震装置に用いられる防振パッド
の形状は、円柱状、角柱状いずれでも良く、また、円柱
状、角柱状の中心部をくり抜いたドーナツ状でも構わな
い。大きさや厚みは特に制限はなく、要求される防振性
能によって適宜選択することができるが、通常は厚みが
５〜２０ｍｍ程度のものが好適に使用できる。

【００３０】防振パッドを構成する粘弾性的性質を有し
た材料としては、５０％モジュラスが１．５〜３ｋｇｆ
／ｃｍ²、２５℃における動的剪断弾性率Ｇが、１．５
〜３ｋｇｆ／ｃｍ²の特性を有するものが好ましく、５
０％モジュラスが１．５〜２．５ｋｇｆ／ｃｍ²、動的
剪断弾性率Ｇが、１．５〜２．５ｋｇｆ／ｃｍ²のもの
が好ましい。

【００３１】各種材料の５０％モジュラス及び動的剪断
弾性率Ｇは、例えば、ＪＩＳＫ６３０１、Ｋ６３９４
に準拠して測定することができる。

【００３２】ここで、粘弾性的性質を有する材料の具体
例としては、熱可塑ゴム、ウレタンゴム、各種の加硫ゴ
ム、未加硫ゴム、微架橋ゴム、プラスチックス等の有機
材料、これらの発泡体、アスファルト、粘土等の無機材
料、これらの混合材料など各種の材料であって、上記粘
弾性的性質を有するものを選択して用いることができ
る。

【００３３】防振パッド１８において、上面板２０から
突出して貫通孔４３に非接触の状態で緩く嵌合される軸
材４２は、地震などで剪断歪２００％にも達する大変形
が生じた場合に、防振パッド１８の変形を防止する強度
があれば特に、素材、サイズ、配置数等に制限はない
が、通常は、上面板２０から鉛直方向に突出して配置さ
れ、軸材４２の外径は１５〜２５ｍｍ程度であり、免震
パッド１８の少なくとも４箇所、好ましくは、１２箇所
に配置されることが好ましい。軸材４２の長さは免震パ
ッド１８のサイズに適合するように選択される。

【００３４】また、軸材４２を貫通させるための支持材
２２に、設けられた貫通孔４３の内径は、軸材４２の外
径より０．５〜３ｍｍ大きくなしてあることが好まし
い。０．５ｍｍよりも小さいと設置が非常に困難とな
り、僅かなサイズや設置位置の狂いによって、軸材４２
と支持材２２とが接触し、防振パッド１８による微振動
の免震効果を阻害し、３ｍｍを超えると遊びが大きくな
り、大変形時の変形防止効果が低下するため、いずれも
好ましくない。

【００３５】振動時に軸材４２と支持材２２が直接衝突
するのを防止するために、軸材４２には緩衝層を設ける
ことが好ましい。緩衝層には、ゴム、エラストマー、高
分子発泡材料などが好適に使用され、例えば、１〜２ｍ
ｍ程度の厚さで軸材４２周囲に配置される。

【００３６】本実施例１の場合、地震時などには、軸材
４２により支持板２２と基礎１４が固定された状態とな
って、複合積層体１６のみが剪断変形を受けるが、剪断
変形に合わせて移動する中空部に充填された摩擦板３０
同志の摩擦によって、振動が効果的に減衰され、複合積
層体１６が破断を引き起こす程のダメージが起こること
がない。さらに、複合積層体と面板との間に設けられた
粘弾性的性質を有した防振パッド１８が交通振動を効果
的に減衰する。このため、一度の地震で免震効果が失わ
れることなく、耐久性のある免震効果を有するととも
に、地震などの大変形のみならず、交通振動などの微小
振動に対しても優れた免震、防振性能を発揮するもので
ある。

【００３７】本発明の免震装置に用いられる複合積層体
においては、軟質板に用いられる材料は、前記した免震
パッドに使用される材料と同様のものが好適に使用され
る。

【００３８】これらの材料は、平板状に成形され、軟質
板として用いられる。軟質板の形状は特に制限はない
が、本発明の免震装置においては、柱状の中空部を有す
る態様が好ましいことから、中央に中空部を有する所謂
円柱状のものが使用され、個々の軟質板はドーナツ盤状
の形状を有する。軟質板の厚みには特に制限はなく、使
用される材料及び所望の免震性能によって選択できる
が、一般には、１〜４ｍｍ程度の厚みのものが使用され
る。

【００３９】これらの材料は単独で用いても、複数種を
混合して用いてもよく、全体が均一な材料で形成されて
いてもよいが、内側部分に高ダンピング材料、外側部分
にクリープ性能の良くかつ柔らかい材料等と二種類以上
を組み合わせて使用してもよい。

【００４０】また、複合積層体を構成する硬質板として
は、金属、セラミックス、プラスチックス、ＦＲＰ、ポ
リウレタン、木材、紙板、スレート板、化粧板等所要の
剛性を有する各種の材料を使用することができる。ここ
で、所要の剛性とは、設計条件により大きく変わるが、
剪断変形した時、座屈現象が生じにくい剛性を意味す
る。

【００４１】硬質板の厚み、形状には特に制限はなく、
使用される材料及び所望の免震性能によって選択できる
が、その厚みは、一般には、０．５〜２ｍｍ程度の厚み
のものが使用される。また、形状は、積層される軟質板
と同様、中央に中空部を有することが好ましく、通常
は、併用する軟質板と同じ形状のものを用いる。

【００４２】前記軟質板と硬質板とを交互に複数段積層
して複合積層体を構成するものである。軟質板及び硬質
板、それぞれの形状、面積及び厚さは前記した如く要求
される免震性能によって異なるが、通常は、複合積層体
は前記した如く、中空部を有する円柱状を示し、軟質板
及び硬質板両者の形状が同じドーナツ盤状をなし、且
つ、表面積も同じであるものが汎用されている。

【００４３】本発明の免震装置に耐候性を付与するた
め、複合積層体の外側を耐候性の優れた材料で被覆して
も良い。この被覆材料としては、例えば、ブチルゴム、
アクリルゴム、ポリウレタン、シリコンゴム、フッ素ゴ
ム、多硫化ゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＲＰ及び
ＥＰＤＭ）、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポ
リエチレン、エチレン酢酸ビニルゴム、クロロプレンゴ
ムなどを用いることができる。これらの材料は単独で
も、二種類以上をブレンドしても良い。また、天然ゴ
ム、イソプレンゴムスチレンブタジエンゴム、ブタジエ
ンゴム、ニトリルゴム、熱可塑ゴム等とブレンドしても
良い。

【００４４】（実施例２）図２は本発明の実施例２に係
る免震装置４０の断面図を示す。免震装置４０は上物
（建物）１２と基礎１４との間に位置し、防振パッド１
８と複合積層体１６が鉛直方向に直列に配置されて構成
されている。

【００４５】防振パッド１８は両面に防振パッド１８が
嵌合しうる凹部を設けたキープレート３８、４０と接着
され、上物（建物）１２に取り付けられた上面板２０
と、複合積層体１６上方側の支持材２２との間に配置さ
れている。

【００４６】また、支持材２２との間に、粘弾性的性質
を有する材料、例えば、ゴム製のパッドを設置すること
によって配置されるが、ゴム製のパッドに換えてゴム製
パッドの両面に鉄板を接着剤、加硫接着等の方法により
接着させた硬質板付きパッドを用いることもできる。防
振パッドは、粘弾性的性質を有する材料１層から構成さ
れていても、粘弾性的性質を有する材料と硬質板との３
〜５層程度の積層体から構成されていてもよい。

【００４７】防振パッド１８の下方が嵌合している支持
材２２には、上物（建物）１２から鉛直方向に突出した
軸材４２が嵌合される貫通孔４３が設けられ、貫通孔４
３に前記軸材４２が非接触の状態で緩く嵌合される。

【００４８】複合積層体１６は、前記防振パッド１８の
下方に、複合積層体１６上方側の支持材２２と基礎１４
に固定された下面板３６との間に、硬質板２４を３０枚
と軟質板２６を３１枚積層して構成されている。この複
合積層体１６の積層体中央部に設けた中空部２８に、摩
擦板３０として、外径４９．８ｍｍ、厚さ１．５ｍｍの
ナイロン板が９９枚、隣接する摩擦板間に隙間ができな
いように充填し、その上面板２０にＭ５０のメスネジを
切り、Ｍ５０のオスネジを切ったフタ３２を押込み、圧
縮力を加えた。そのときのトルクは５ｋｇｍ、押込み力
は３００ｋｇｆであった。さらに、この積層体の外周を
天然ゴム系ゴム材料を用いた外被ゴム３４で被覆して複
合積層体１６を構成した。

【００４９】本実施例２において用いた防振パッド１８
と、複合積層体１６とは、前記実施例１において用いた
ものと、材料、サイズとも同じものである。

【００５０】本発明の免震装置は、軟質板及び硬質板の
サイズ、積層枚数、中空に配置される摩擦板の素材や積
層枚数、防振ゴムのサイズや素材等の特性を選択するこ
とにより、戸建住宅の如き比較的軽量（軽負荷）物につ
いて、優れた免震性能を示す免震装置を得ることができ
る。ここで、軽負荷物とは、面圧５０ｋｇｆ／ｃｍ²未
満、更には面圧３０ｋｇｆ／ｃｍ²以下、更に好ましく
は面圧２０ｋｇｆ／ｃｍ²以下のものを指す。

【００５１】（免震性能の評価）上記実施例に示した免
震装置１０、４０に、微小振動に対する防振性能及び大
きな剪断力を与えた場合の免震性能の評価を行った。

【００５２】1.微小振動荷重１０ｔ、振動数ｆ＝０．２Ｈｚの正弦波で、剪断歪
１０％で震動を与えた時の剪断剛性（Ｇ）は実施例１及
び２のいずれも２．０ｋｇｆ／ｃｍ²であり、この結果
より、本発明の免震装置である実施例１及び２はいずれ
も、１．５Ｈｚの固有振動を持つ、２Ｈｚ以上の交通振
動に対して十分な防振性能を有することが確認された。

【００５３】2.大振動荷重１０ｔ、振動数ｆ＝０．２Ｈｚの正弦波で、剪断歪
１００％で震動を与えた時、実施例１及び実施例２の剪
断剛性（Ｇ）はいずれも２．７ｋｇｆ／ｃｍ²であり、
ｔａｎδは０．５であった。

【００５４】この結果より、本発明の免震装置である実
施例１及び２は、いずれも剪断歪１００％という大きな
剪断力が加わった場合でも十分な免震性能を有すること
が確認された。

【００５５】本発明の実施例１及び２の免震装置は、い
ずれも微小振動及び大振動のいずれの場合にも優れた防
振性能、免震性能を有していた。また、実施例１及び２
を比較するに、本発明の免震装置は、積層構造体と免震
パッドの配置順序を変更しても免震性能に差異はなく、
いずれの配置順序でも優れた防振性能、免震性能を有す
ることがわかる。

【００５６】（比較例１）実施例１におけるナイロン製
摩擦板に換えて、厚さ１．５ｍｍ、外径４９．８ｍｍの
ステンレス板（ＳＵＳ３０４）を９９枚用いた他は、実
施例１と同様にして免震装置を示す免震装置を製造し
た。この免震装置に用いる免震構造体に荷重８ｔｏｎを
負荷し、振動数ｆ＝０．２Ｈｚで、剪断歪２００％で振
動させた。その時のヒステリシスループを図６に示す。
これによると、戻り変形時の途中からループ波形が乱
れ、原点に戻る前に急激な負勾配を示している。それと
同時に大きな衝撃音を発した。測定終了後、摩擦板を観
察すると、剪断変形させた側の端部の近傍に永久変形が
見られ、この永久変形部が負勾配、衝撃音の原因と推定
される。このような免震構造体を用いた比較例１の免震
装置は、地震などの大きな剪断力がかかった場合に内部
に配置された摩擦板が永久変形を生じて、十分な免震効
果を得られないことがわかった。

【００５７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなごとく、本発明
の免震装置は、戸建住宅用等の軽重量物に適用した場合
に、高性能で、且つ、交通振動などの微小振動に対して
も優れた防振効果を有し、かつ、耐久性に優れていた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係る免震装置の断面図で
ある。

【図２】本発明の実施例２に係る免震装置の断面図で
ある。

【図３】ナイロン製の摩擦板を配置した免震構造体に
荷重８ｔｏｎを負荷し、振動数ｆ＝０．２Ｈｚで、剪断
歪２００％で振動させた時のヒステリシスループ（歪−
力）を示すグラフである。

【図４】ステンレス板製の摩擦板を配置した免震構造
体に荷重を負荷し、振動させた時のヒステリシスループ
を示すグラフである。

【図５】本発明の実施例１に用いた摩擦板を配置した
免震構造体に荷重を負荷し、振動させた時のヒステリシ
スループを示すグラフである。

【図６】本発明の比較例１に用いた摩擦板を配置した
免震構造体に荷重を負荷し、振動させた時のヒステリシ
スループを示すグラフである。

【符号の説明】

１０：免震装置１６：積層複合体１８：防振パッド２０：上面板２２：積層複合体の支持材２４：硬質板２６：軟質板３０：摩擦板３４：外被ゴム３６：下面板４２：ボルト（軸材）４４：ナット４６：ボルトのゴムカバー（緩衝層）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上物と基礎との間に、上物を支持する複
合積層体と粘弾性的性質を有する防振パッドが直列に配
置された免震装置であって、該複合積層体は、その内部に貫通する空孔を設けられ、
該空孔の中に弾性率１．５×１０⁵ｋｇｆ／ｃｍ²以下
の高分子材料からなる複数枚の摩擦板を積層してなる、
ことを特徴とする免震装置。
【請求項２】上物と基礎との間に、上物を支持する複
合積層体と粘弾性的性質を有する防振パッドが直列に配
置された免震装置であって、該複合積層体は、その内部に貫通する空孔を設けられ、
該空孔の中に弾性率１．５×１０⁵ｋｇｆ／ｃｍ²以下
の高分子材料からなる複数枚の摩擦板を積層してなり、且つ、該複合積層体と防振パッドとの間に配置されて複
合積層体を支持し、且つ、貫通孔を有する支持材と、基
礎又は上物から突出して貫通孔に非接触の状態で緩く嵌
合される軸材とを有する、ことを特徴とする免震装置。
【請求項３】前記粘弾性的性質を有する防振パッドを
構成する材料が、５０％モジュラスが１．５〜３ｋｇｆ
／ｃｍ²、２５℃における動的剪断弾性率Ｇが、１．５
〜３ｋｇｆ／ｃｍ²の特性を有するものである、ことを特徴とする請求項１又は２記載の免震装置。
【請求項４】前記摩擦板が、前記複合積層体の内部に
貫通する空孔の中に押込み力７５ｋｇｆから３５０ｋｇ
ｆで封入されていることを特徴とする請求項１乃至３記
載の免震構造体。
【請求項５】前記摩擦板の厚さｔ_マサツは、前記軟質板
１枚の厚さをｔ_Rとしたときに、ｔ_マサツ ≦ｔ_R
であり、且つ前記摩擦板の直径ｄは、前記複合積層体の
高さをＨ、前記軟質板の総厚さをｈ、前記硬質板の直径
をＤとしたときに、ｄ≧１０（ｈ／Ｈ）ｔ_マサツ０．１≦（ｄ／Ｄ）≦０．８であることを特徴とする請求項１乃至４記載の免震構造
体。
【請求項６】前記摩擦板が、ナイロン、ポリエチレ
ン、ポリエステル、ポリプロピレン、又はポリ塩化ビニ
ルを１種あるいは２種以上組み合わせた材料からなるこ
とを特徴とする請求項１乃至５に記載の免震構造体。