JPH11257426A - 免震装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造コストの高騰を抑制しつつ、単体で復元
力と減衰力といった全ての免震機能を確保し、かつ、安
定した免震機能を確保することのできる免震装置を提供
する。 【解決手段】 上部構造体と下部構造体のそれぞれに固
定される一対の取付基板４・５と、これらの取付基板間
に一体に介装される積層ゴム６とを備え、上記積層ゴム
の内部に中空部６ａを形成するとともに、上記取付基板
の一つに、上記中空部に連通する貫通孔４ａを形成し、
上記中空部内に減衰材７を充填し、上記貫通孔に封止部
材８を装着して、この封止部材によって上記減衰材を加
圧してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種構造物の上部
構造体と下部構造体との間に介装される免震装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種構造物を免震構造とするため
に、この構造物の基礎部分や中間階層等に免震装置を介
装して、地震等によって地盤から構造物に伝播しようと
する振動を減衰させて、構造物の躯体に生じる応力や変
形を少なくするような工法が開発されている。

【０００３】そして、従来の上記免震装置として、天
然ゴム系積層ゴム支承とダンパとを組み合わせた構造、
高減衰積層ゴム支承、鉛プラグ入り積層ゴム支承、
天然ゴム系積層ゴム支承と弾性すべり支承とを組み合
わせた構造等が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の免
震装置は、線形バネとダンパとの組み合わせなので、機
能が明快であるといった利点があるものの、天然ゴム系
積層ゴム支承だけでは減衰効果が小さいことから、別途
ダンパを設置する必要があることから構造が複雑である
といった問題点を有している。

【０００５】また、上記の免震装置は、積層ゴムのみ
で、全ての免震機能、すなわち、復元力と減衰力を発生
することができるため構造の簡素化を図ることができる
反面、の免震装置に比べてコストが高いといった問題
点や、高減衰積層ゴムの特性、換言すれば免震装置の免
震機能が、温度に左右されるといった問題点を有してい
る。

【０００６】一方、上記の免震装置は、上記の免震
装置と同様に、一つの支承で復元力と減衰力とを発生す
ることができるが、上記の免震装置に比べてコストが
高いといった問題点を有している。

【０００７】さらに、上記の免震装置は、天然ゴム系
積層ゴム支承と弾性すべり支承との負担軸力の分担率を
適切に設定することが可能であり、これによって長周期
化ならびに高減衰化が可能であるが、負担軸力が変化す
ると減衰力が大きく変化することにより、その調整が煩
雑であるといった問題点を有している。

【０００８】本発明は、このような従来の各免震装置が
有する課題を有効に解決するためになされたもので、製
造コストの高騰を抑制しつつ、単体で復元力と減衰力と
いった全ての免震機能を確保し、かつ、安定した免震機
能を確保することのできる免震装置を提供することを目
的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の免震装
置は、上部構造体と下部構造体のそれぞれに固定される
一対の取付基板と、これらの取付基板間に一体に介装さ
れる積層ゴムとを備え、上記積層ゴムの内部に中空部を
形成するとともに、上記取付基板の一つに、上記中空部
に連通する貫通孔を形成し、上記中空部内に減衰材を充
填し、上記貫通孔に封止部材を装着して、この封止部材
によって上記減衰材を加圧してなることを特徴とするも
のである。

【００１０】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の上記封止部材を上記貫通孔に螺着しておき、上
記封止部材の螺子込み量を調整することにより、上記減
衰材の加圧量を調整可能としたことを特徴とし、さら
に、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２
に記載の上記封止部材を、上記取付基板の表面よりも内
側に位置させたことを特徴とするものである。

【００１１】請求項１ないし請求項３の何れかに記載の
発明によれば、地震等が発生して下部構造体と上部構造
体とに水平方向に相対移動が生じると、積層ゴムが剪断
方向に弾性変形することにより復元力が得られ、また、
積層ゴム中の中空部に充填されている減衰材に摩擦力が
発生して、水平地震力が熱エネルギへ変換・吸収されて
減衰力が得られる。

【００１２】ここで、復元機能を積層ゴムに持たせ、ま
た、減衰機能を減衰材に持たせてこれらの機能を分担さ
せることにより、上記積層ゴムに天然ゴム等の安価な材
料の使用を可能にし、かつ、減衰材として砂やフッ素樹
脂（ＰＴＦＥ）といった高減衰機能を有するとともに安
価な材料の使用を可能にし、これによって、製造コスト
の低減が図られる。

【００１３】また、上記減衰材を積層ゴム中に、封止部
材によって封入することにより、全体として単一の構成
体となり、構成が簡素化される。

【００１４】ここで、請求項２に記載の発明のように、
上記封止部材を取付基板に螺着し、この封止部材の螺子
込み量を調整して、上記減衰材の加圧量を調整すること
により、この減衰材における摩擦力を調整することがで
き、これによって、減衰機能の調整を容易に行なうこと
ができる。

【００１５】さらに、請求項３に記載の発明のように、
上記封止部材を上記取付基板の表面よりも内側に位置さ
せることにより、この封止部材に直接軸力が加わること
がなく、これによって、上記減衰材に一定した加圧力を
与えることができ、安定した減衰力の履歴ループを得る
ことができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て、図１ないし図４に基づき説明する。図１は、本実施
形態に係わる免震装置が設置された免震構造物を示すも
ので、上部構造体としての建築物１と、下部構造体とし
てのコンクリート基礎２との間に免震装置３を介装して
基礎免震構造としたものである。

【００１７】そして、本実施形態に係わる免震装置３
は、上記建築物１とコンクリート基礎２のそれぞれに固
定される一対の取付基板４・５と、これらの取付基板４
・５間に一体に介装される積層ゴム６とを備え、図２に
示すように、上記積層ゴム６の内部に中空部６ａを形成
するとともに、上記上方の取付基板４に、上記中空部６
ａに連通する貫通孔４ａを形成し、上記中空部６ａ内に
減衰材７を充填し、上記貫通孔４ａに封止部材８を装着
して、この封止部材８によって上記減衰材７を加圧した
構成としている。

【００１８】さらに詳述すれば、上記各取付基板４・５
は、略円盤状に形成されているとともに、その中央部が
肉厚に形成されてボス部４ｂ・５ｂとなされており、こ
れらのボス部４ｂ・５ｂ間に、円柱状の上記積層ゴム６
が一体に装着されている。

【００１９】また、上記各取付基板４・５の、上記各ボ
ス部４ｂ・５ｂを取り囲む位置には、複数の貫通孔９・
１０が周方向に所定間隔をおいて形成されており、これ
らの各貫通孔９・１０に挿通されるアンカーボルト（図
示略）を介して免震装置３が建築物１およびコンクリー
ト基礎２へ一体に固定されるようになっている。

【００２０】上記積層ゴム６は、天然ゴム等によって形
成されているとともに、その中心に厚さ方向に貫通孔が
形成されて上記中空部６ａとなされて、上記上方の取付
基板４の貫通孔４ａに連通させられている。

【００２１】そして、上記貫通孔４ａは、本実施形態に
おいては螺子穴となされており、また、上記封止部材８
の外周面には螺子が形成され、この封止部材８が上記貫
通孔４ａに螺合させられるとともに、その螺子込み量を
調整することにより、上記中空部６ａ内への突出量を調
整することができるようになっている。

【００２２】上記封止部材８は、軸方向に２分割されて
おり、一つの封止部材８を所定位置まで螺子込んだ後
に、他の封止部材８を螺子込んで先行して螺着した封止
部材８へ圧接させることにより、この先行して螺着した
封止部材８の緩みを防止するようになっており、また、
外側に螺着される封止部材８が、その外側の端面が上記
取付基板４の表面よりも内側に位置するように、両封止
部材８の長さが設定されている。

【００２３】一方、上記減衰材７は、高摩擦力を発生さ
せる材料が用いられるが、具体的には砂等の粒体や粉体
が用いられ、この減衰材７を上記中空部６ａ内に充填し
た後に、上記封止部材８によって加圧することにより、
減衰材７の粒体間あるいは粉体間に、上記加圧力に応じ
た摩擦力を発生させるようになっている。

【００２４】ついで、以上の構成からなる免震装置３の
作用について説明する。まず、封止部材８を取り外して
中空部６ａを開放し、この中空部６ａ内に所定量の減衰
材７を充填した後に、一つの封止部材８を上方の取付基
板４の貫通孔４ａに螺合して上記減衰材７へ接触させる
とともに、想定される地震力や適用される建築物１の仕
様等に対応した加圧力を上記減衰材７に与えるような位
置まで上記封止部材８を螺子込み、さらに、他の封止部
材８を上記貫通孔４ａへ螺合して、先行して螺合した封
止部材８に圧接させることにより、この封止部材８を所
定の位置に固定する。

【００２５】ここで、上記封止部材８によって加圧され
た粒体あるいは粉体からなる減衰材７は、図４に示すよ
うに、円柱状に圧密された状態となり、粒体間あるいは
粉体間が封止部材８によって与えられる加圧力に応じた
力で圧接させられている。

【００２６】このように組み上げられた免震装置３は、
図１に示すように、上記建築物１とコンクリート基礎２
との間の所定位置に設置し、それぞれの上下の取付基板
４・５を、建築物１とコンクリート基礎２とに設けられ
ているアンカーボルトに固定することにより、構造物中
に設置される。

【００２７】そして、地震等が発生した場合、その水平
地震力がコンクリート基礎２から免震装置３を介して建
築物１へ伝播されるが、水平地震力の発生により、上記
免震装置３において、図３に示すように、積層ゴム６が
剪断方向に弾性変形させられるとともに、減衰材７もそ
の外形形状が全体として剪断方向に変形させられ、この
減衰材７の変形時に、減衰材７の粒体や粉体が相対移動
させられるが、これらが所定の加圧力で圧接されている
ことから、これらの相対移動に伴って大きな摩擦力が生
じ、上記水平地震力が、上記減衰材７において上記摩擦
による熱エネルギに変換されて空気中に放出されること
により、上記建築物１へ伝わる水平地震力が大きく減衰
され、また、上記積層ゴム６の弾性エネルギによって復
元力が得られる。

【００２８】このように、上記免震装置３の作用によ
り、建築物１の揺れの周期が長くなり、上記建築物１に
伝わる水平地震力が小さくなるとともに、減衰材７によ
り振動エネルギが減衰され、よってこの建築物の健全性
が確保される。

【００２９】一方、本実施形態に係わる免震装置３にお
いては、復元力を確保するための積層ゴム６中に減衰材
７を封入した構成としたから、復元力と減衰力との全て
の免震機能を単一の構成体によって現出することがで
き、施工が簡便である。

【００３０】また、積層ゴム６に復元力のみを負担させ
ることにより、その材質を比較的安価な天然ゴム系とす
ることが可能となり、また、減衰材７に減衰力のみを負
担させることにより、その材質の選択範囲を拡大して、
安価な砂等の材料を使用可能とし、この結果、製造コス
トの高騰を抑制することができる。

【００３１】そして、封止部材８を取付基板４に螺合す
る構成とすることにより、上記減衰材７に与える加圧力
を調整して、この減衰材７において発生する摩擦力すな
わち減衰力を調整することができ、この結果、設置され
る免震構造物の仕様や想定される地震の大きさに応じた
適切な減衰力とすることができる。

【００３２】さらに、上記封止部材８を取付基板４の貫
通孔４ａの内側に位置させて、上記取付基板４の表面よ
りも後退させておくことにより、建築物１を介して負荷
される軸力が上記減衰材７に直接作用することを防止す
ることができ、この結果、上記減衰材７に対する加圧力
が設定値にほぼ一定に保持されて、安定した免震機能を
得ることができる。

【００３３】なお、上記実施形態において示した各構成
部材の諸形状や寸法等は一例であって、設計要求等に基
づき種々変更可能である。たとえば、上記実施形態にお
いて封止部材８を２分割した構成について示したが、こ
れを単一の封止部材８とすることも可能であり、また、
上記減衰材７を砂等の粒体あるいは粉体として説明した
が、図５に示すように、ステンレス鋼板１１とフッ素樹
脂板１２を交互に積層して構成することも可能である。
さらに、上記実施形態においては基礎免震に適用した例
について説明したが、中間階免震への適用も可能であ
る。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
ないし請求項３の何れかに記載の免震装置によれば、復
元力を確保するための積層ゴム中に減衰材を封入した構
成としたから、復元力と減衰力との全ての免震機能を単
一の構成体によって確保することができるので施工を簡
素化することができるばかりでなく、積層ゴムに復元力
のみを負担させることにより、その材質を比較的安価な
天然ゴム系とすることが可能となり、また、減衰材に減
衰力のみを負担させることにより、その材質の選択範囲
を拡大して、安価な砂等の材料を使用可能とし、これに
よって、製造コストの高騰を抑制することができる。

【００３５】そして、請求項２に記載の発明のように、
上記封止部材を取付基板に螺合した構成とすることによ
り、上記減衰材に与える加圧力を調整して、この減衰材
において発生する摩擦力すなわち減衰力を調整すること
ができ、この結果、設置される免震構造物の仕様や想定
される地震の大きさに応じた適切な減衰力とすることが
できる。

【００３６】さらに、請求項３に記載の発明のように、
上記封止部材を取付基板の貫通孔の内側に位置させて、
上記取付基板の表面よりも後退させておくことにより、
軸力が上記減衰材に直接作用することを防止することが
でき、この結果、上記減衰材に対する加圧力を設定値に
ほぼ一定に保持して、安定した免震機能を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の免震装置の一実施形態が適用された免
震構造物を示す縦断面図である。

【図２】本発明の免震装置の一実施形態を示す縦断面図
である。

【図３】本発明の免震装置の一実施形態の動作を説明す
るための縦断面図である。

【図４】本発明の免震装置の一実施形態に用いられる減
衰材を示す斜視図である。

【図５】本発明の免震装置に用いられる減衰材の他の例
を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 建築物（上部構造体） ２ コンクリート基礎（下部構造体） ３ 免震装置 ４ 取付基板 ４ａ 貫通孔 ５ 取付基板 ６ 積層ゴム ６ａ 中空部 ７ 減衰材 ８ 封止部材 １１ ステンレス鋼板（減衰材） １２ フッ素樹脂板（減衰材）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部構造体と下部構造体のそれぞれに固
   定される一対の取付基板と、これらの取付基板間に一体
   に介装される積層ゴムとを備え、上記積層ゴムの内部に
   中空部を形成するとともに、上記取付基板の一つに、上
   記中空部に連通する貫通孔を形成し、上記中空部内に減
   衰材を充填し、上記貫通孔に封止部材を装着して、この
   封止部材によって上記減衰材を加圧してなることを特徴
   とする免震装置。
2. 【請求項２】 上記封止部材を上記貫通孔に螺着してお
   き、上記封止部材の螺子込み量を調整することにより、
   上記減衰材の加圧量を調整可能としたことを特徴とする
   請求項１に記載の免震装置。
3. 【請求項３】 上記封止部材を、上記取付基板の表面よ
   りも内側に位置させたことを特徴とする請求項１または
   請求項２に記載の免震装置。