(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の剛性を有する硬質層と、前記硬質層よりも剛性が低く、かつ粘弾性的性質を有する軟質層とを上下方向に交互に積層した本体と、
前記本体の外周を覆う被覆材と、
前記本体の上下の前記軟質層に各々固着され、前記軟質層と固着される側の面が平面状に形成された一対のフランジ部材と、
前記本体を囲むように前記フランジ部材の前記軟質層と固着される側の面に形成され、前記被覆材の端部が入り込んで固着され、前記本体が水平方向に剪断変形した際に、前記被覆材の一部を前記フランジ部材と前記フランジ部材に最も近い前記硬質層との間に挟持させる環状溝と、
を有する免震構造体。
【請求項２】
前記環状溝には、径方向内側に前記被覆材の端部が固着され、径方向外側には前記端部と前記フランジ部材との境界を覆うシーリング材が固着されている、請求項１に記載の免震構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟質板と硬質板を交互に積層した免振構造体にかかり、特には、剪断変形時の座屈を抑制した免振構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
地震等によって建物等の構造物に作用する水平方向の加振力を低減するために、構造物を軟質板と硬質板を上下方向に交互に積層した免振構造体で支持することが行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１４０９７７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の免振構造体は、軟質板と硬質板を交互に積層した積層ゴム本体の上下部分に取り付け用のフランジ部材が接着されている。
免振構造体は水平方向の加振力を受けると水平方向に剪断変形するため、積層ゴム本体とフランジ部材との間に大きな剪断力が作用する。このため、積層ゴム本体とフランジ部材との接着部分の耐久性が重要である。
【０００５】
例えば、免震構造体の下部に水が触れ、積層ゴム本体の外周側端部から上記接着部分に水が侵入して積層ゴム本体とフランジ部材との間の接着力が低下する場合が考えられるため、該接着力の低下を抑える工夫が必要である。
積層ゴム本体とフランジ部材との接着力が低下すると、剪断変形時に積層ゴム本体とフランジ部材とが離間して免震構造体が機能しなくなる。
【０００６】
従来では、図４に示すように、フランジ部材１００の中央部分１０２がフランジ外周側よりも一段高く加工され、一段高くされた中央部分１０２に積層ゴム本体１０４を接着すると共に、積層ゴム本体１０４の外周面を覆うゴム１０６を中央部分１０２よりも一段低い外周部分１０８へ延設する構成としている。
【０００７】
これにより、積層ゴム本体１０４とフランジ部材１００との接着面をフランジ外周側よりも一段高くして被覆しているゴム１０６の端部から接着面までの距離を長く取ることで、積層ゴム本体１０４とフランジ部材１００との接着面まで水が到達し難くなり、免震構造体の耐久性の向上を図ることができる。
【０００８】
ところで、免振構造体は、水平方向の加振力を受けると図４の実線で示すように水平方向に剪断変形をするが（なお、２点鎖線は通常時の形状）、同時に大きな垂直荷重も支持しているため、大きな垂直荷重を受けた状態で大きく剪断変形すると、上下方向両端側の硬質板１１０（図４では下方のみ図示）の端部が曲げ変形を生じて、荷重を支えることが出来なくなってしまう場合がある。免震構造体では、このような垂直荷重を支えることができなくなってしまう状態を「座屈」と呼んでいる。
【０００９】
硬質板１１０の端部が曲げ変形するのは、図４に示すように積層ゴム本体１０４が大きく剪断変形した最に、硬質板１１０の下方に空間が出来てしまい、荷重を支持できなくなるからである。なお、図示は省略するが、上方向側の硬質板１１０においても同様に曲げ変形をきたす。
【００１０】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、耐久性を確保しつつ耐座屈性能を向上させた免震構造体を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであって、請求項１に記載の発明は、複数枚の剛性を有する硬質層と、前記硬質層よりも剛性が低く、かつ粘弾性的性質を有する軟質層とを上下方向に交互に積層した本体と、前記本体の外周を覆う被覆材と、前記本体の上下の前記軟質層に各々固着され、前記軟質層と固着される側の面が平面状に形成された一対のフランジ部材と、前記本体を囲むように前記フランジ部材の前記軟質層と固着される側の面に形成され、前記被覆材の端部が入り込んで固着され、前記本体が水平方向に剪断変形した際に、前記被覆材の一部を前記フランジ部材と前記フランジ部材に最も近い前記硬質層との間に挟持させる環状溝と、を有する。
【００１２】
次に、請求項１に記載の免震構造体の作用を説明する。
請求項１に記載の免震構造体は、例えば、建物と建物基礎との間に配置され、一方のフランジ部材が建物に、他方のフランジ部材が建物基礎に固定される。
このようにして免震構造体が適用された建築物が、地震等によって建物基礎に対し水平方向に相対移動（振動）すると、本体がせん断変形（弾性変形）して、振動のエネルギーの一部を吸収すると共に、復元力を発揮する。
【００１３】
建築物と建物基礎との水平方向の相対移動量が比較的小さい場合には、本体は剪断変形するものの、外周面がフランジ部材に接触することは無いが、相対移動量が大きくなると本体の外周面を覆っている被覆材がフランジ部材に接触してフランジ部に対して荷重支持面積が増大する。そして、フランジ部材に最も近い剛性板の端部とフランジ部材との間に軟質層と被覆材が挟持され、荷重による該端部の曲げ変形が抑えられるので、免震構造体が座屈し難くなり、耐座屈性能が向上する。
【００１４】
また、この免震構造体では、被覆材の端部分が、積層ゴム本体の外周から径方向外側へ離れた位置に形成した環状溝に入り込んで固着されているため、本体とフランジ部材との接着面までの距離が十分に確保されており、本体とフランジ部材との接着面に水が浸入し難く、免震構造体の耐久性が十分に確保される。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の免震構造体において、前記環状溝には、径方向内側に前記被覆材の端部が固着され、径方向外側には前記端部と前記フランジ部材との境界を覆うシーリング材が固着されている。
【００１６】
次に、請求項２に記載の免震構造体の作用を説明する。
請求項２に記載の免震構造体では、環状溝の径方向内側部分に被覆材の端部を固着し、径方向外側部分にシーリング材を固着し、被覆材の端部とフランジ部材との境界部分をシーリング材で覆うことで、水の浸入経路（被覆材とフランジ部材との接着面）の上流側にシーリング材が配置されることなり、被覆材の端部側から水が浸入し難くなり、耐久性を更に向上させることが出来る。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、請求項１に記載の免震構造体は上記の構成としたので、耐久性を確保しつつ、耐座屈性能を向上させることができる、という優れた効果を有する。
【００１８】
また、請求項２に記載の免震構造体は上記の構成としたので、耐久性を更に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る免震構造体の通常時の縦断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る免震構造体の剪断変形時の縦断面図である。
【図３】第２の実施形態に係る免震構造体の要部の断面図である。
【図４】従来の免震構造体の剪断変形時の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［第１の実施形態］
図１には、本発明の第１の実施形態に係る免震構造体１０が示されている。免震構造体１０は、例えば、支持部材の一例である建物基礎１２と、被支持部材の一例である建築物１４の底部との間に配置される。
【００２１】
免震構造体１０は、各々円盤状に形成された複数の内部鋼板１６とゴム板１８とを鉛直方向に交互に積層して構成された積層ゴム本体２０を有している。なお、本実施形態では、内部鋼板１６の厚さは全て同一であり、ゴム板１８の厚さも全て同一である。
【００２２】
内部鋼板１６とゴム板１８とは加硫接着により（あるいは接着剤により）強固に張り合わされており、これらが不用意に分離したり位置ズレしたりしないようになっている。そして、積層ゴム本体２０が水平方向のせん断力を受けると、弾性的にせん断変形する。
したがって、建築物１４が地震等によって建物基礎１２に対し水平方向に相対移動（振動）すると、免震構造体１０が全体として弾性的にせん断変形し、この振動のエネルギーを吸収する。
【００２３】
ここで、上記のように、内部鋼板１６とゴム板１８とを交互に積層したことで、積層方向に荷重が作用しても、積層ゴム本体２０の圧縮（すなわちゴム板１８の圧縮）が抑制されている。したがって、ゴム板１８を十分にせん断変形させてエネルギーを吸収すると共に、復元力を発揮することが可能になっている。
【００２４】
積層ゴム本体２０はさらに、内部鋼板１６とゴム板１８の外側端面を周囲から被覆する被覆材２２を有している。
被覆材２２には、ゴム板１８よりも耐候性に優れたゴム等の材料を用いることが好ましく、この被覆材２２によって内部鋼板１６及びゴム板１８に対して外部から雨（水）や光が直接的に作用しなくなり、内部鋼板１６及びゴム板１８が酸素やオゾン、紫外線などによって劣化することが防止される。なお、被覆材２２は、場合によってはゴム板１８と同一の材料によって形成しても良い。
【００２５】
積層ゴム本体２０の積層方向両端（上端及び下端）のゴム板１８には、積層ゴム本体２０よりも大径で、かつ一定厚さの円盤状に形成された鋼板等からなるフランジ部材２４が加硫接着されている。なお、フランジ部材２４は、積層ゴム本体２０のゴム板１８の接着される側の面は、平面である。
積層ゴム本体２０は、フランジ部材２４の中心に配置されており、フランジ部材２４には、積層ゴム本体２０のゴム板１８が接着されている側の面に、積層ゴム本体２０よりも大径とされた環状溝２６が積層ゴム本体２０と同軸的に形成されている。環状溝２６は、エンドミル等で簡単に加工することができる。
【００２６】
積層ゴム本体２０の外周面を被覆している被覆材２２は、フランジ部材２４の外周方向へ向けて若干量延びてから環状溝２６に入り込んでおり、フランジ部材２４の積層ゴム本体２０のゴム板１８が接着されている側の面、及び環状溝２６の溝壁面全体に接着されている。
【００２７】
また、フランジ部材２４には複数のボルト孔２８が形成されており、ボルト孔２８を挿通させたボルト３０にナット３２を締め付けることで、上側のフランジ部材２４を建築物１４の底部に、下側のフランジ部材２４を建物基礎１２に固定している。
【００２８】
因みに、本実施形態の免震構造体１０は、積層ゴム本体２０の外径が６００〜１６００ｍｍ、フランジ部材２４の直径が８００〜１９００ｍｍ、フランジ部材２４の厚みが３０〜４５ｍｍ、環状溝２６の深さが１０ｍｍ程度、環状溝２６の幅が５ｍｍ程度であるが、本発明はこれらの寸法に限定されるものではない。
【００２９】
（作用）
このようにして免震構造体１０が適用された建築物１４が、地震等によって、建物基礎１２に対し水平方向に相対移動（振動）すると、積層ゴム本体２０がせん断変形（弾性変形）して、この振動のエネルギーの一部を吸収すると共に、復元力を発揮する。
【００３０】
ここで、本実施形態の積層ゴム本体２０は水平断面が円形とされているので、変形に方向性が生じない。したがって、水平方向のどのような方向の振動であっても、積層ゴム本体２０は確実に弾性変形して、このエネルギーを吸収できる。
【００３１】
ところで、建築物１４と建物基礎１２との水平方向の相対移動量が大きくなると、図２に示すように、建築物１４の変位している方向（矢印Ａ方向）の積層ゴム本体２０の下端側の外周面を覆っている被覆材２２の一部分が、基礎側のフランジ部材２４の上面に接触して荷重支持面積を増大させ、最も下側に配置された内部鋼板１６の矢印Ａ方向側の端部と基礎側のフランジ部材２４との間にゴム板１８、及び被覆材２２が挟持されて、該端部を下側から支持するので、内部鋼板１６の端部が上方から作用する荷重によって曲げ変形すること、即ち、免震構造体１０の座屈が抑えられる。
【００３２】
なお、図２に示すように、積層ゴム本体２０の上端側においても被覆材２２の一部分がフランジ部材２４に接触し、最も上側に配置された内部鋼板１６の矢印Ａ方向側とは反対方向側の端部とフランジ部材２４との間にゴム板１８、及び被覆材２２が挟持されて、該端部を上側から支持するので、内部鋼板１６の端部が曲げ変形することが抑えられている。
このようにして、本実施形態の免震構造体１０は、耐座屈性能の向上が図られている。
【００３３】
また、本実施形態の免震構造体１０では、被覆材２２の端部分を、積層ゴム本体２０の外周から径方向外側へ離れた位置に形成した環状溝２６に入り込ませて接着しているため、従来の免震構造体と同様に、被覆材２２の端部から積層ゴム本体２０とフランジ部材２４との接着面までの距離が十分に確保されており、積層ゴム本体２０とフランジ部材２４との接着面に水が浸入し難く、免震構造体１０の耐久性は十分に確保される。
【００３４】
また、本実施形態のフランジ部材２４は、全体が一定厚さであるため、例えば、鋼板を円形に切り抜き、その後、エンドミル等で環状溝２６を加工するのみで良いため、従来の段差を設けたフランジ部材に比較して加工部分が少なくて済み、製造が容易である。
【００３５】
［第２の実施形態］
次に、免震構造体１０の第２の実施形態を図３にしたがって説明する。なお、第１の実施形態と同一構成には同一符合を付し、その説明は省略する。
図３に示すように、本実施形態のフランジ部材２４の環状溝２６は、第１の実施形態の環状溝２６よりも幅広に形成され、被覆材２２の端部は、環状溝２６の内部において径方向内側に固着され、径方向外側に弾性シーリング材（コーキング材。シリコンゴム等の周知の材料が適用可能。）３４が固着されている。
【００３６】
したがって、本実施形態では、被覆材２２の端部が弾性シーリング材３４で覆われることとなり、第１の実施形態よりも更に水の浸入に対して強い構造となっており、耐久性を更に向上させることができる。
【００３７】
［その他の実施形態］
上記実施形態では、硬質層として鋼板を用い、軟質層としてゴム板を用いたが、硬質層は鋼以外の材料で構成されていても良く、軟質層はゴム以外の材料で形成されていても良く、従来の免震構造体に用いられる材料は全て適用可能である。
【００３８】
上記実施形態では、複数枚の内部鋼板１６の厚みが全て一定であったが、フランジ部材２４に近い内部鋼板１６の厚みを他の内部鋼板１６よりも厚く形成しても良い。
【００３９】
上記実施形態では、フランジ部材２４の厚みが一定であったが、少なくとも積層ゴム本体２０の接着される側の面が平面状であれば良く、反対側の面は平面状でなくても良い。
【符号の説明】
【００４０】
１０      免震構造体
１６      内部鋼板（硬質層）
１８      ゴム板（軟質層）
２０      積層ゴム本体（本体）
２２      被覆材
２４      フランジ部材
２６      環状溝
３４      シーリング材
【図１】
0005577147.tif 000002
【図２】
0005577147.tif 000003
【図３】
0005577147.tif 000004
【図４】
0005577147.tif 000005