(57)【要約】【課題】変形することで振動エネルギーを吸収する部材に、微少振幅の振動に起因する亀裂や破断が発生することを防止できる免震装置を提供する。【解決手段】免震ダンパー１は、構造物の上部構造体と下部構造体の間に設置され、振動エネルギーを吸収し、上部構造体に接続される上部フランジ２と、下部構造体に接続される下部フランジ３と、上部フランジ２と下部フランジ３との間に配置され、これらを連結し、弾塑性素材で形成された本体１０と、を備え、本体１０表面の少なくとも一部に、被膜部２０を形成した。【選択図】図１
2014001844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の上部構造体と下部構造体の間に設置され、振動エネルギーを吸収する免震装置であって、
前記上部構造体に接続される上部フランジと、
前記下部構造体に接続される下部フランジと、
前記上部フランジと前記下部フランジとの間に配置され、これらを連結し、弾塑性素材で形成された本体と、を備え、
前記本体表面の少なくとも一部に、被膜部を形成した免震装置。
【請求項２】
前記被膜部は、上部フランジの近傍及び前記下部フランジの近傍に形成される請求項１に記載の免震装置。
【請求項３】
前記本体は、
前記上部フランジから垂直方向の下方に延びる上部フランジ近傍部と、
前記下部フランジから垂直方向の上方に延びる下部フランジ近傍部と、
前記上部フランジと前記下部フランジとの略中間位置において、前記上部フランジ近傍部と前記下部フランジ近傍部との中心通る中心軸より水平方向に突出し、屈折する屈折部と、
前記中心軸に対し傾斜して、前記上部フランジ近傍部から前記屈折部に連なる上部傾斜部と、
前記中心軸に対し傾斜して、前記下部フランジ近傍部から前記屈折部に連なる下部傾斜部と、から形成され、
前記被膜部は、前記上部フランジ近傍部、前記下部フランジ近傍部、前記屈折部、前記上部傾斜部の前記屈折部近傍及び前記下部傾斜部の前記屈折部近傍に形成される請求項１又は請求項２に記載の免震装置。
【請求項４】
前記本体は、鉛で形成され、
前記被膜部は、ワセリンが塗布されることで形成される請求項１から請求項３のいずれかに記載の免震装置。
【請求項５】
請求項４に記載の免震装置における前記被膜部の形成方法であって、
前記ワセリンを３８℃から６０℃に温めてから、前記本体に塗布することで、前記被膜部を形成する形成方法。
【請求項６】
構造物の上部構造体と下部構造体の間に設置され、振動エネルギーを吸収する免震装置であって、
前記上部構造体に接続される上部フランジと、
前記下部構造体に接続される下部フランジと、
前記上部フランジと前記下部フランジとの間に配置され、これらを連結し、弾塑性素材で形成された本体と、を備え、
前記本体表面の少なくとも一部に、被膜部を形成し、
前記本体は、鉛で形成され、
前記被膜部は、鉱物油を基油とするグリースが塗布されることで形成される免震装置。
【請求項７】
前記グリースは、ちょう度番号が００号から４号に含まれる請求項６に記載の免震装置。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の免震装置における前記被膜部の形成方法であって、前記本体において、亀裂が発生した部分に、前記グリースを塗布することで、前記被膜部を形成する形成方法。
【請求項９】
前記本体の亀裂が発生した部分に、前記グリースを噴霧することで、前記被膜部を形成する請求項８に記載の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、免震装置に関し、詳しくは、地震時の振動エネルギーを吸収する免震装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、免震装置は、建築物や橋梁等の構造物に設置され、この構造物の上部構造体と基礎側の下部構造体との間に配置される。例えば、構造物には、免震装置として、免震アイソレータと免震ダンパーとが設けられる。このような場合、免震アイソレータは地震時の地盤から伝わる周期が短く振幅が大きい振動を、免震アイソレータにより周期を長くし、免震ダンパーにより振幅を小さくする。
【０００３】
このような免震装置として、例えば、特許文献１には、鋼管の軸方向両端部を除く中間部をスパイラル状に切り落として形成され、両端部と、両端部に連続し、中間部に残されるスパイラル部からなる免震ダンパーが提案されている。
この特許文献１の免震ダンパーは、地震時において、中間部が変形することで振動エネルギーを吸収し、振動の振幅を小さくする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２２７８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、構造物の上部構造体には、地震時の大きな振幅の振動の他に、中小地震、風、交通振動、地盤の常時微動等に対する構造物の応答による微少振幅の振動が繰り返し発生している。このため、例えば、特許文献１の免震ダンパーの中間部のように振動により変形する部材は、平時において、微少振幅の振動による変形が繰り返されている。この中間部のように、免震装置において、変形することで振動エネルギーを吸収する部材は、弾塑性素材で形成される。弾塑性素材で形成された部材は、地震時の大きな振幅の振動に対しては塑性変形して、振動エネルギーを吸収する。一方、弾塑性素材で形成された部材は、微少振幅の振動に対しては弾性変形して、振動エネルギーを吸収する。
【０００６】
しかしながら、弾塑性素材で形成された部材は、微少振幅の振動であっても、この振動が繰り返されることで表面に金属疲労による亀裂が発生し、更に繰り返されることで破断する。この部材が破断した場合、免震装置は、振動エネルギーを吸収することができず、地震時において、所定の免震性能を発揮できない。
【０００７】
本発明は、変形することで振動エネルギーを吸収する部材に、微少振幅の振動に起因する亀裂や破断が発生することを防止できる免震装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）  構造物の上部構造体と下部構造体の間に設置され、振動エネルギーを吸収する免震装置であって、前記上部構造体に接続される上部フランジと、前記下部構造体に接続される下部フランジと、前記上部フランジと前記下部フランジとの間に配置され、これらを連結し、弾塑性素材で形成された本体と、を備え、前記本体表面の少なくとも一部に、被膜部を形成した免震装置。
【０００９】
（１）の発明によれば、構造物の上部構造体と下部構造体の間に設置され、振動エネルギーを吸収する免震装置において、上部フランジを上部構造体に接続し、下部フランジを下部構造体に接続し、弾塑性素材で形成した本体を上部フランジと下部フランジとの間に配置し、これらを連結し、本体表面の少なくとも一部に、被膜部を形成した。
【００１０】
これにより、免震装置は、上部フランジが上部構造体の振動に追従し、下部フランジが下部構造体の振動に追従する。そして、上部フランジと下部フランジとの間でこれらを連結する本体が変形して振動エネルギーを吸収することで、構造物の振動を収束させる。本体は、弾塑性素材で形成したので、地震に起因するような振幅が大きい振動に対しては塑性変形して振動エネルギーを吸収し、中小地震、風、交通振動、地盤の常時微動等に対する構造物の応答に起因する微少振幅の振動に対しては弾性変形して振動エネルギーを吸収する。
更に、この本体表面の少なくとも一部に、被膜部を形成したので、微少振幅の振動が繰り返されることによって本体表面に金属疲労による亀裂が発生し、更に本体が破断するのを防止できる。
したがって、変形することで振動エネルギーを吸収する部材に、微少振幅の振動に起因する亀裂や破断が発生することを防止できる。
【００１１】
（２）  前記被膜部は、上部フランジの近傍及び前記下部フランジの近傍に形成される（１）に記載の免震装置。
【００１２】
ここで、従来、本体は、微少振幅の振動に対して弾性変形する場合、上部フランジ及び下部フランジに接続された部分の近傍に応力が集中するため、上部フランジの近傍及び下部フランジの近傍の表面に亀裂が発生し、更にはこの部分において破断していた。
しかしながら、（２）の発明によれば、本体において、微少振幅の振動に起因する亀裂や破断が発生しやすい部分である、上部フランジの近傍及び下部フランジの近傍に被膜部を形成した。これにより、変形することで振動エネルギーを吸収する部材に、微少振幅の振動に起因する亀裂や破断が発生することを防止できる。
【００１３】
（３）  前記本体は、前記上部フランジから垂直方向の下方に延びる上部フランジ近傍部と、前記下部フランジから垂直方向の上方に延びる下部フランジ近傍部と、前記上部フランジと前記下部フランジとの略中間位置において、前記上部フランジ近傍部と前記下部フランジ近傍部との中心通る中心軸より水平方向に突出し、屈折する屈折部と、前記中心軸に対し傾斜して、前記上部フランジ近傍部から前記屈折部に連なる上部傾斜部と、前記中心軸に対し傾斜して、前記下部フランジ近傍部から前記屈折部に連なる下部傾斜部と、から形成され、前記被膜部は、前記上部フランジ近傍部、前記下部フランジ近傍部、前記屈折部、前記上部傾斜部の前記屈折部近傍及び前記下部傾斜部の前記屈折部近傍に形成される（１）又は（２）に記載の免震装置。
【００１４】
（３）の発明によれば、本体において、上部フランジ近傍部を上部フランジから垂直方向の下方に延ばし、下部フランジ近傍部を下部フランジから垂直方向の上方に延ばし、屈折部を上部フランジと下部フランジとの略中間位置において、上部フランジ近傍部と下部フランジ近傍部との中心通る中心軸より水平方向に突出させて屈折させて、上部傾斜部を中心軸に対し傾斜させ、上部フランジ近傍部から屈折部に連ならせ、下部傾斜部を中心軸に対し傾斜させ、下部フランジ近傍部から屈折部に連ならせ、被膜部を、上部フランジ近傍部、下部フランジ近傍部、屈折部、上部傾斜部の屈折部近傍及び下部傾斜部の屈折部近傍に形成した。
【００１５】
このように本体を形成することで、本体を、上部フランジと下部フランジとの距離より長く形成できるので、本体の変形性能が向上し、本体を単に下部フランジから上部フランジまで垂直に延ばした場合と比べ、地震に起因する振幅が大きい振動の振動エネルギーの吸収能力を大幅に向上できる。
【００１６】
ここで、本体は、振動に対して変形する場合、上部フランジ及び下部フランジに接続された部分と中心軸より水平方向に突出し、屈折する屈折部とが支点となり変形する。このため、上部フランジ及び下部フランジに接続された部分と屈折部を中心とした部分に応力が集中する。このため、上部フランジ近傍部、下部フランジ近傍部、屈折部、上部傾斜部の屈折部近傍及び下部傾斜部の屈折部近傍は、微少振幅の振動に起因する亀裂や破断が発生しやすい部分となる。
【００１７】
しかしながら、（３）の発明によれば、この亀裂や破断が発生しやすい部分である、上部フランジ近傍部、下部フランジ近傍部、屈折部、上部傾斜部の屈折部近傍及び下部傾斜部の屈折部近傍に被膜部を形成した。これにより、地震に起因する振幅が大きい振動の振動エネルギーを効果的に吸収するともに、変形することで振動エネルギーを吸収する部材に、微少振幅の振動に起因する亀裂や破断が発生することを防止できる免震装置を提供できる。
【００１８】
（４）  前記本体は、鉛で形成され、前記被膜部は、ワセリンが塗布されることで形成される（１）から（３）のいずれかに記載の免震装置。
【００１９】
ここで、鉛は、塑性変形能力に優れるため、エネルギー吸収部材として優れた性能を有する。又、鉛は、炭素鋼等の鉄鋼材と比べ、振動を繰り返したときの応力振幅の限界点（疲労限界）が無いため、低い応力振幅でも金属疲労により亀裂が生じるとされている。
又、更に、本発明者は、鉛の表面にワセリンを塗布すると、鉛を繰り返し変形させたときに、ワセリンを塗布しない場合と比べ、鉛の表面における亀裂の発生が極めて少ないことを発見した。
【００２０】
（４）の発明によれば、本体を鉛で形成し、ワセリンを塗布することで被膜部を形成した。これにより、地震に起因する振幅が大きい振動の振動エネルギーをより効果的に吸収するともに、変形することで振動エネルギーを吸収する部材における、微少振幅の振動に起因する亀裂や破断の発生をより効果的に防止できる免震装置を提供できる。
【００２１】
（５）  （４）に記載の免震装置における前記被膜部の形成方法であって、前記ワセリンを３８℃から６０℃に温めてから、前記本体に塗布することで、前記被膜部を形成する形成方法。
【００２２】
ここで、ワセリンの融点は、３８℃から６０℃とされている。
（５）の発明によれば、ワセリンを３８℃から６０℃に温めてから、本体に塗布することで、被膜部を形成する。これにより、ワセリンを３８℃から６０℃に温めることで、ワセリンを液体にしてから、本体に塗布するので、微少振幅の振動に起因する亀裂や破断の発生をより効果的に防止できる免震装置において、被膜部を形成するための作業性が向上する。
【００２３】
（６）  構造物の上部構造体と下部構造体の間に設置され、振動エネルギーを吸収する免震装置であって、前記上部構造体に接続される上部フランジと、前記下部構造体に接続される下部フランジと、前記上部フランジと前記下部フランジとの間に配置され、これらを連結し、弾塑性素材で形成された本体と、を備え、前記本体表面の少なくとも一部に、被膜部を形成し、前記本体は、鉛で形成され、前記被膜部は、鉱物油を基油とするグリースが塗布されることで形成される免震装置。
【００２４】
ここで、更に、本発明者は、上記ワセリンの他に、鉛の表面に鉱物油を基油とするグリースを塗布すると、鉛を繰り返し変形させたときに、ワセリン又は鉱物油を基油とするグリースを塗布しない場合と比べ、鉛の表面における亀裂の発生が極めて少ないことを発見した。即ち、本発明者は、鉛の表面にワセリン又は鉱物油を基油とするグリースを塗布することで、鉛に疲労限界を与えることができることを発見した。鉛に疲労限界を与えることで、免震装置における鉛で形成された本体は、微少振幅の振動であれば何回繰り返されたとしても、亀裂が発生しないと推定される。
【００２５】
（６）の発明によれば、本体を鉛で形成し、鉱物油を基油とするグリースを塗布することで被膜部を形成した。これにより、地震に起因する振幅が大きい振動の振動エネルギーをより効果的に吸収するともに、変形することで振動エネルギーを吸収する部材における、微少振幅の振動に起因する亀裂や破断の発生をより効果的に防止できる免震装置を提供できる。
【００２６】
（７）  前記グリースは、ちょう度番号が００号から４号に含まれる（６）に記載の免震装置。
ここで、本発明における「ちょう度番号」は、ＪＩＳ  Ｋ２２２０において分類されるちょう度番号であり、グリースの外観的硬さを表示するものである。ちょう度番号００号から４号は、常温における外観的硬さの状態は、半流動状（ちょう度０００号）から極めて硬（ちょう度６号）で示される範囲のうち、軟から硬の範囲である。
（７）の発明によれば、ちょう度番号が００号から４号に含まれるグリースで被膜部を形成することで、グリースを塗布しやすく、なおかつグリースが重力により下方に流れてしまうのを防止できる。
【００２７】
（８）  （６）又は（７）に記載の免震装置における前記被膜部の形成方法であって、前記本体において、亀裂が発生した部分に、前記グリースを塗布することで、前記被膜部を形成する形成方法。
（８）の発明によれば、本体の亀裂が発生した部分に、グリースを塗布することで、被膜部を形成する。これにより、本体に亀裂が発生している免震装置において、被膜部を形成することで、亀裂が拡大していくのを防止できる。
【００２８】
（９）  前記本体の亀裂が発生した部分に、前記グリースを噴霧することで、前記被膜部を形成する（８）に記載の形成方法。
ここで、免震装置は、建築物最下部と基礎との間に設けられる。このため、既設の免震装置の周囲において、十分な作業スペースを確保するのは困難である。
（９）の発明によれば、本体の亀裂が発生した部分に、グリースを噴霧することで、被膜部を形成するので、例えば、作業スペースが確保できず、刷毛やローラ等の塗布具が届かない部分にも、スプレー等の噴霧器でグリースを噴霧することで被膜部を形成できる。又、グリースを噴霧することで、亀裂内部にもグリースが浸透し被膜部を形成できる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、変形することで振動エネルギーを吸収する部材に、微少振幅の振動に起因する亀裂や破断が発生することを防止できる免震装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る免震ダンパーの斜視図である。
【図２】（ａ）は本発明の第１実施形態に係る免震ダンパーを図１中右側から視た図であり、（ｂ）は本発明の第１実施形態に係る免震ダンパーを図１中後ろ側から視た図である。
【図３】本発明の第１実施形態の変形例に係る免震ダンパーを示す図である。（ａ）は、変形例に係る免震ダンパーの側面図である。（ｂ）は、変形例に係る免震ダンパーの背面図である。
【図４】加振された後の変形例に係る免震ダンパーにおける上部フランジ近傍部の写真である。
【図５】本発明の第２実施形態の変形例に係る免震ダンパーの背面図である。
【図６】加振された後の変形例に係る免震ダンパーにおける屈折部の写真である。
【図７】本発明の第２実施形態の変形例に係る免震ダンパーにおける、加振による亀裂発生及び破断時までの加振の繰返し回数を示す図である。
【図８】加振された後の変形例に係る免震ダンパーにおける屈折部の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。又、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
【００３２】
［第１実施形態］
＜免震ダンパー１の構成＞
まず、本発明の第１実施形態に係る免震ダンパー１の構成について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る免震ダンパー１の斜視図である。図２において、（ａ）は本発明の第１実施形態に係る免震ダンパー１を図１中右側から視た図であり、（ｂ）は本発明の第１実施形態に係る免震ダンパー１を図１中後ろ側から視た図である。
【００３３】
免震ダンパー１は、免震装置の一例であり、構造物の上部構造体と下部構造体の間に設置され、振動エネルギーを吸収する。
免震ダンパー１は、上部構造体に接続される上部フランジ２と、下部構造体に接続される下部フランジ３と、上部フランジ２と下部フランジ３との間に配置され、これらを連結する本体１０と、を備える。
【００３４】
上部フランジ２及び下部フランジ３は、平面視正方形の板状体の鋼材（例えば、ＳＳ４００）で形成されている。又、上部フランジ２及び下部フランジ３は、表面に防錆処理がされている。又、第１実施形態において、上部フランジ２及び下部フランジ３は、平面視で１辺７５０ｍｍの正方形、厚さ３８ｍｍに形成されている。尚、上部フランジ２及び下部フランジ３は、要求される免震性能に応じて、任意の大きさ及び厚さとすることができる。
【００３５】
上部フランジ２には、図１中上下方向に貫通する複数の貫通孔２ａが形成され、下部フランジ３には図１中上下方向に貫通する複数の貫通孔３ａが形成されている。上部フランジ２は、貫通孔２ａに挿通された固定ボルト（例えば、Ｍ３０）により上部構造体に固定される。又、下部フランジ３は、貫通孔３ａに挿通された固定ボルト（例えば、Ｍ３０）により下部構造体に固定される。
【００３６】
又、上部フランジ２は、上部構造体と接続する面（図１中上側の面）の摩擦係数が０．４以上になるようにブラスト処理がされている。又、下部フランジ３は、下部構造体と接続する面（図１中下側の面）の摩擦係数が０．４以上になるようにブラスト処理がされている。又、上部フランジ２は、下部フランジ３を垂直方向に８８６ｍｍ移動した位置に配置される。即ち、上部フランジ２の下面と下部フランジ３の上面の間には、垂直方向に８４８ｍｍ（８８６ｍｍ−上部フランジ２の厚さ３８ｍｍ）の高さを有する空間が形成され、この空間に本体１０が配置される。
【００３７】
本体１０は、断面円形状の柱状体が、上部フランジ２と下部フランジ３との間の空間における略中間位置において、図１中前方向に曲げられた形状に形成されている。具体的には、本体１０は、下方から上方に向かって順に、下部フランジ近傍部１１、下部傾斜部１２、屈折部１３、上部傾斜部１４及び上部フランジ近傍部１５が連なって形成されている。又、本体１０は、弾塑性素材としての純度９９．９９％以上の鉛で形成されている。又、第１実施形態において、本体１０は、高さが８４８ｍｍで形成されている。尚、本体１０は、要求される免震性能や構造物の設置スペースに応じて、任意の高さとすることができる。又、本体１０は、以下に説明する第１実施形態における各部の断面の直径も、要求される免震性能や構造物の設置スペースに応じて、任意の寸法とすることができる。
【００３８】
下部フランジ近傍部１１は、上部フランジ近傍部１５と下部フランジ近傍部１１との中心を通る中心軸Ｃ（図２参照）を中心として配置され、下部フランジ３とホモゲン溶着により固着され、下部フランジ３から垂直方向の上方に延びている。又、下部フランジ近傍部１１は、下部フランジ３との固着部分は、下部傾斜部１２に連なる部分より断面の直径が広く形成されている。具体的には、下部フランジ近傍部１１は、下部フランジ３との固着部分の断面の直径は４１０ｍｍであり、この直径が２６０ｍｍまでなだらかに小さくなり、下部傾斜部１２に連なる。
【００３９】
下部傾斜部１２は、中心軸Ｃ（図２参照）に対し傾斜して、下部フランジ近傍部１１から孤を描きつつ屈折部１３に連なる。下部傾斜部１２は、断面の直径が２４０ｍｍで形成されている。
【００４０】
屈折部１３は、中心軸Ｃ（図２参照）より水平方向に突出し、略くの字形状に屈折する。
【００４１】
上部傾斜部１４は、中心軸Ｃ（図２参照）に対し傾斜して、上部フランジ近傍部１５から孤を描きつつ屈折部１３に連なる。上部傾斜部１４は、断面の直径が２４０ｍｍで形成されている。
【００４２】
上部フランジ近傍部１５は、中心軸Ｃ（図２参照）を中心として配置され、上部フランジ２とホモゲン溶着により固着され、上部フランジ２から垂直方向の下方に延びている。又、上部フランジ近傍部１５は、上部フランジ２との固着部分は、上部傾斜部１４に連なる部分より断面の直径が広く形成されている。具体的には、上部フランジ近傍部１５は、上部フランジ２との固着部分の断面の直径は４１０ｍｍであり、この直径が２６０ｍｍまでなだらかに小さくなり、上部傾斜部１４に連なる。
【００４３】
免震ダンパー１は、上記の通り構成することで、弾性剛性が３０，０００ｋＮ／ｍ、降伏荷重２２０ｋＮ、限界変形量８００ｍｍの特性を有する。
【００４４】
更に、免震ダンパー１は、本体１０の下部フランジ近傍部１１、下部傾斜部１２、上部傾斜部１４及び上部フランジ近傍部１５に、被膜部２０が形成されている。
被膜部２０は、本体１０の各部の表面において、ワセリンが１６０μｍの厚さで塗布されて形成されている。第１実施形態において、ワセリンは、健栄製薬製の白色ワセリンを用いているが、ワセリンと称される薬品であれば任意のものを用いることができる。
【００４５】
詳細には、被膜部２０は、下部フランジ近傍部１１において、断面の直径が２６０ｍｍの下部傾斜部１２に連なる部分の全周に形成されている。又、被膜部２０は、屈折部１３と、この屈折部１３を中心として、下部傾斜部１２の外周において屈折部１３近傍及び上部傾斜部１４の外周において屈折部１３近傍と、に形成されている。又、被膜部２０は、上部フランジ近傍部１５において、断面の直径が２６０ｍｍの上部傾斜部１４に連なる部分の全周に形成されている。
【００４６】
又、被膜部２０は、ワセリンを３８℃から６０℃に温めてから、本体１０の下部フランジ近傍部１１、下部傾斜部１２、上部傾斜部１４及び上部フランジ近傍部１５に塗布され形成される。被膜部２０は、新たに製造された免震ダンパー１において適用されるのみでなく、既設の被膜部が形成されていない免震ダンパーに、ワセリンを３８℃から６０℃に温め、液体にしてから吹き付けたり、刷毛で塗布したりすることで、形成してもよい。
【００４７】
＜免震ダンパー１の作用効果＞
次に、免震ダンパー１の作用について説明する。
構造物の上部構造体と下部構造体の間に設置され免震ダンパー１は、上部フランジ２が上部構造体に接続され、下部フランジ３が下部構造体に接続されている。
第１の作用として、免震ダンパー１は、地震に起因するような振幅が大きい振動に対しては鉛製の本体１０が塑性変形して振動エネルギーを吸収する。
【００４８】
第２の作用として、免震ダンパー１は、中小地震、風、交通振動、地盤の常時微動等に対する構造物の応答に起因する微少振幅の振動が構造物に発生した場合、上部フランジ２が上部構造体の振動に追従し、下部フランジ３が下部構造体の振動に追従する。そして、免震ダンパー１は、上部フランジ２と下部フランジ３との間でこれらを連結する本体１０が弾性変形して振動エネルギーを吸収することで、構造物の振動を収束させる。
【００４９】
このとき、本体１０は、上部フランジ２に溶着された上部フランジ近傍部１５及び下部フランジ３に溶着された下部フランジ近傍部１１と屈折部１３とが支点となり変形する。このため、上部フランジ近傍部１５及び下部フランジ近傍部１１と、屈折部１３を中心とした部分に応力が集中する。そして、上記のような微少振幅の振動が、例えば、３００，０００回以上繰り返された場合、上部フランジ近傍部１５、下部フランジ近傍部１１、屈折部１３、上部傾斜部１４の屈折部１３近傍及び下部傾斜部１２の屈折部１３近傍に金属疲労による亀裂が発生し、更に、亀裂が発生した回数の３０〜４０倍の回数の振動が繰り返された場合、本体１０が破断するおそれもある。
【００５０】
しかしながら、免震ダンパー１は、上部フランジ近傍部１５、下部フランジ近傍部１１、屈折部１３、上部傾斜部１４の屈折部１３近傍及び下部傾斜部１２の屈折部１３近傍に被膜部２０を形成した。これにより、変形することで振動エネルギーを吸収する本体１０に、微少振幅の振動に起因する亀裂や破断が発生することを防止できる。
【実施例１】
【００５１】
以下、本発明について、実施例１を挙げて詳細に説明する。尚、本発明は以下に示す実施例１に何ら限定されるものではない。
実施例１では、上記第１実施形態の変形例に係る免震ダンパー１Ａを用いて、微少振幅の振動が繰り返された場合における、ワセリンが塗布されることにより形成された被膜部２０が奏する効果を確認した。
図３は、本発明の第１実施形態の変形例に係る免震ダンパー１Ａを示す図である。（ａ）は、変形例に係る免震ダンパー１Ａの側面図である。（ｂ）は、変形例に係る免震ダンパー１Ａの背面図である。
変形例に係る免震ダンパー１Ａは、被膜部２０が、上部フランジ近傍部１５において、上部傾斜部１４に連なる部分の半周にのみ形成されている点だけが上記第１実施形態に係る免震ダンパー１と異なる。
【００５２】
実施例１では、免震ダンパー１Ａに対し正弦波加振（５Ｈｚ）を行い、本体１０における金属疲労による亀裂の有無を確認した。詳細には、まず、前後方向±１ｍｍの振動を３７８，０００回繰り返し加振し、その後、左右方向±１ｍｍの振動を３７８，０００回繰り返し加振した。又、加振終了後に、本体１０を強制的に１５０ｍｍ水平変形させ、亀裂を開口させて亀裂発生の有無を確認した。
【００５３】
図４は、加振された後の変形例に係る免震ダンパー１Ａにおける上部フランジ近傍部１５の写真である。
図４において、上部フランジ近傍部の左側（Ｍの記載の下）は被膜部２０が形成された部分であり、上部フランジ近傍部の左側（Ａの記載の下）は被膜部２０が形成されていない部分である。
【００５４】
図４に示すように、被膜部２０が形成された部分は、亀裂の発生が極めて少なく、一方、被膜部２０が形成されていない部分は、亀裂が発生していた。これにより、被膜部２０を形成することで、微少振幅の振動が繰り返されることで本体表面に発生する金属疲労による亀裂を抑制できることが確認できた。
【００５５】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
第２実施形態は、被膜部２０が鉱物油を基油とするグリースを塗布することで形成されている点が第１実施形態と異なる。
第２実施形態における本体１０の構成は第１実施形態と同様の構成であるので、その説明を省略する。
【００５６】
第２実施形態における被膜部２０は、本体１０の各部の表面において、グリース（例えば、リチウム複合石鹸グリース）が８０ｇ／ｍ２の厚さで塗布されて形成されている。第２実施形態において、グリースは、リチウム複合石鹸基グリースを用いているが、鉱物油を基油とするグリースであれば、カルシウム石鹸基グリース、アルミニウムコンプレックス石鹸基グリース、リチウムコンプレックス石鹸基グリース等の任意のグリースを用いることができる。又、グリースは、ＪＩＳ  Ｋ２２２０において分類されるちょう度番号が００号から４号に含まれるものを用いることができる。
尚、被膜部２０が形成される部分は、第１実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００５７】
第２実施形態における被膜部２０は、グリースを刷毛やローラにより、本体１０の表面に塗布して形成する。又、第２実施形態における被膜部２０は、グリースを希釈し、スプレー等により、本体１０の表面に噴霧して形成してもよい。第２実施形態における被膜部２０は、新たに製造された免震ダンパー１において適用されるのみでなく、既設の被膜部が形成されていない免震ダンパーにおいて亀裂が発生した部分に、グリースを噴霧することで、形成してもよい。
【実施例２】
【００５８】
以下、本発明について、実施例２を挙げて詳細に説明する。尚、本発明は以下に示す実施例２に何ら限定されるものではない。
実施例２では、上記第２実施形態の変形例に係る免震ダンパー１Ｂを用いて、微少振幅の振動が繰り返された場合における、リチウム複合石鹸グリース（住鉱潤滑剤（株）製）を８０ｇ／ｍ２の厚さで塗布したことにより形成した被膜部２０が奏する効果を確認した。
図５は、本発明の第２実施形態の変形例に係る免震ダンパー１Ｂの背面図である。
変形例に係る免震ダンパー１Ｂは、被膜部２０が、屈折部１３の背面側左半分にのみ形成されている点だけが上記第２実施形態に係る免震ダンパー１と異なる。
【００５９】
実施例２では、免震ダンパー１Ｂに対し正弦波加振（５Ｈｚ）を行い、本体１０における金属疲労による亀裂の有無を確認した。詳細には、まず、前後方向±１ｍｍの振動を３２４，０００回繰り返し加振し、その後、左右方向±１ｍｍの振動を３４２，０００回繰り返し加振した。又、加振終了後に、本体１０を強制的に１５０ｍｍ水平変形させ、亀裂を開口させて亀裂発生の有無を確認した。
【００６０】
図６は、加振された後の変形例に係る免震ダンパー１Ｂにおける屈折部１３の写真である。
図６において、屈折部１３の左側（Ｎの記載の上）は被膜部２０が形成された部分であり、屈折部１３の右側（Ｍの記載の上）は被膜部２０が形成されていない部分である。
【００６１】
図６に示すように、被膜部２０が形成された部分は、亀裂の発生がなく、一方、被膜部２０が形成されていない部分は、亀裂が発生していた。これにより、被膜部２０を形成することで、微少振幅の振動が繰り返されることで本体表面に発生する金属疲労による亀裂を抑制できることが確認できた。
又、上記実施例２おいて、リチウム複合石鹸グリース（住鉱潤滑剤（株）製）を１６０ｇ／ｍ２の厚さで塗布した被膜部２０及び同リチウム複合石鹸グリースを４０ｇ／ｍ２の厚さで塗布した被膜部２０を形成した場合も、亀裂の発生がないことも確認できた。
【実施例３】
【００６２】
以下、本発明について、実施例３を挙げて更に詳細に説明する。尚、本発明は以下に示す実施例３に何ら限定されるものではない。
実施例３では、上記第２実施形態の変形例に係る免震ダンパー１Ｃ（図示せず）を用いて、微少振幅の振動が繰り返された場合における、グリース塗布により形成した被膜部２０が奏する効果を測定し、特に上述の微小振幅の振動の繰返しに対する破断発生等の抑制効果を確認した。
【００６３】
尚、実施例３においては、グリースとして、リチウム複合石鹸グリース（住鉱潤滑剤（株）製）を用いた。同リチウム複合石鹸グリースの塗布量は１００ｇ／ｍ２（約７０ｇ／基）とした。又、上記グリースを、鉛製の本体１０の全面に、ナイロンスポンジを用いて手塗りした。本発明の第２実施形態の変形例に係る免震ダンパー１Ｃは、免震ダンパーとして「Ｕ１８０型鉛ダンパー」を試験体として採用し、又、被膜部２０が本体１０の全面に形成されている点だけが上記第２実施形態に係る免震ダンパー１と異なる。
【００６４】
実施例３では、免震ダンパー１Ｃを３基用意し、それぞれを、実施例３ａ、実施例３ｂ、参考例の試験体とした。各試験体に対し、それぞれ、下記に示す通りの正弦波加振を行い、本体１０における金属疲労による亀裂及び破断の有無を確認した。
実施例３ａ：振幅±１ｍｍ（１０Ｈｚ）
実施例３ｂ：振幅±２ｍｍ（５Ｈｚ）
参考例：振幅±１０ｍｍ（１Ｈｚ）
加振方向は全て前後方向で実施した。加振は原則８時間／日とし、破断と判断されるまで上記の一定振幅加振を継続した。
【００６５】
尚、実施例３ａ及び実施例３ｂにおける±１ｍｍ〜±２ｍｍの振幅は、本発明に係る免震ダンパーの現実の使用時における、風、交通振動、地盤の常時微動等に起因する微小振幅の振動を想定したものである。参考例の振幅は、そのような微小振幅の範囲を超えたより大きな振幅の振動として想定したものである。
【００６６】
上記各試験体における亀裂発生時までの加振の繰返し回数（下記表１中（Ａ１））、及び破断時までの加振の繰返し回数（下記表１中（Ａ２））をそれぞれ測定した。そして、各繰返し回数について、微小振動に対する鉛製の一般的な免震ダンパーの疲労曲線との対比における評価を行った。一般的な免震ダンパーの疲労曲線（以下、単に「疲労曲線」と言う）として、「安永亮ほか：鉛ダンパーの風応答に関する研究（その２）微小変位での高サイクル疲労特性、日本建築学会学術講演梗概集２０１０．９」に記載の疲労曲線を対比基準として採用した。疲労曲線の示す亀裂発生時に係る加振の繰返し回数（下記表１中（Ｂ１））及び破断時に係る加振の繰返し回数（下記表１中（Ｂ２））と、各試験体におけるそれぞれの繰返し回数（Ａ１、Ａ２）の対比結果（下記表１中（Ｃ１）、（Ｃ２））を表１に示す。又、図７は、以上の測定結果及び対比結果をグラフ化したものである。
【００６７】
【表１】
2014001844.tif 000003
【００６８】
図８は、実施例３ａにおける約１５０万回の加振の繰返し後の試験体の屈折部１３の写真である。疲労曲線に基づけば、すでに破断する繰返し回数であるが、実施例３ａの試験体には僅かな亀裂の発生は認められるものの破断には到っていない。
【００６９】
表１及び図７に示す通り、実施例３ａの試験体においては、疲労曲線の繰返し回数に対する対比で、亀裂発生時の繰返し回数は５．７倍、破断時の繰返し回数は３．１倍であった。又、実施例３ｂの試験体における同対比は、亀裂発生時の繰返し回数は４．７倍。破断時の繰返し回数は２．５倍であった。参考例の試験体においては、同対比について、疲労曲線との明確な差異は認められなかった。
【００７０】
表１、図７、及び図８に示す通り、本体１０へのグリース塗布による被膜部２０の形成によって、特に、±１〜２ｍｍ程度の微少振幅の振動が繰り返されることに起因して発生する亀裂発生及び破断を、極めて効果的に抑制できることを、定量的なデータに基づいて確認することができた。
【００７１】
又、上記結果より、例えば、本体１０において既に微細な亀裂が発生している場合においても、当該亀裂発生部分に、上記同様にグリースを塗布して被膜部２０を形成することにより、微細な亀裂がその周辺の亀裂未発生部分に拡大していくことを抑制することも十分に可能であると考えられる。
【００７２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例示に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。本発明はその他の様々な実施形態を取ることが可能であり、例えば、上記実施形態では、免震装置として免震ダンパーを例に説明したが、これに限らず、中央部分に鉛柱を配置した免震アイソレータに本発明を適用し、鉛柱に被膜部を形成してもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１    免震ダンパー
２    上部フランジ
３    下部フランジ
１０  本体
１１  下部フランジ近傍部
１２  下部傾斜部
１３  屈折部
１４  上部傾斜部
１５  上部フランジ近傍部
２０  被膜部
【図１】
2014001844.tif 000004
【図２】
2014001844.tif 000005
【図３】
2014001844.tif 000006
【図５】
2014001844.tif 000007
【図７】
2014001844.tif 000008
【図４】
2014001844.tif 000009
【図６】
2014001844.tif 000010
【図８】
2014001844.tif 000011