(57)【要約】【課題】連結部材が負担する応力を低減し、連結部材の軽量化が可能になる免震装置を提供する。【解決手段】上段の積層ゴム１ａの下フランジ３ａの外縁部７ａ、下段の積層ゴム１ｂの上フランジ５ｂの外縁部７ｂに、連結部材１３側でフランジ高さ方向の断面が拡幅するように斜め方向に切欠いた切欠部９ａ、切欠部９ｂがそれぞれ設けられる。免震装置２では、連結部材１３の上側に、上段の積層ゴム１ａが切欠部９ａ同士が対向するように複数配置され、連結部材１３の下側に、下段の積層ゴム１ｂが切欠部９ｂ同士が対向するように複数配置される。また、対向する切欠部９ａの間、対向する切欠部９ｂの間には嵌合材１５が嵌合される。さらに、上段および下段の嵌合材１５と連結部材１３とが、連結治具３１を用いて連結される。【選択図】図１
2014196814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下にフランジ部を取り付けた免震部材を、各段に複数配置し、上段と下段の免震部材を連結部材を介して上下に連結した免震装置であって、
少なくとも上段または下段の一方において、隣り合う前記免震部材の対向する前記連結部材側のフランジ部の間に嵌合する嵌合材を配置し、
前記嵌合材と前記連結部材とを連結したことを特徴とする免震装置。
【請求項２】
隣り合う前記免震部材の対向する前記連結部材側のフランジ部に、前記連結部材側が拡幅するように切欠いた切欠部を設け、前記嵌合材を、前記切欠部の間に嵌合するように配置したことを特徴とする請求項１記載の免震装置。
【請求項３】
前記切欠部は、前記フランジ部を斜め方向に切欠いたものであることを特徴とする請求項２に記載の免震装置。
【請求項４】
上段と下段の免震部材を、上下で位置が対応するように配置し、
上段と下段の双方において、隣り合う前記免震部材の対向する前記連結部材側のフランジ部の間に嵌合する嵌合材を配置し、
上段および下段の前記嵌合材と前記連結部材とを連結したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の免震装置。
【請求項５】
前記連結部材が、上段または下段の前記免震部材に対応する平面位置に空洞を有する鋼板であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の免震装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、免震部材を多段に配置した免震装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、原子力施設等の重量構造物における免震装置として、各段に複数個ずつ配置した積層ゴムを連結部材により上下に連結して多段に重ねた多段積層ゴムが多用されている。
この連結部材としては、鋼板が多く用いられる（特許文献１、２を参照）。また、特許文献１には、曲げ剛性を向上させるために、鋼板にリブや凹凸を設けることが記載されている。
【０００３】
一般に、積層ゴムと連結部材とは、下段の積層ゴムの上フランジ、連結部材、上段の積層ゴムの下フランジを通しボルトで固定する方法や、下段の積層ゴムの上フランジ側と上段の積層ゴムの下フランジ側からそれぞれボルトを差し込んで連結部材に固定する方法で連結される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−４１８７４号公報
【特許文献２】特開２０１１−１２２６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
連結部材の厚さは、積層ゴムに大きな水平変形を与えても、連結部材の最大モーメントが全塑性モーメントを超えないという条件を満たすよう設定されている。この際、積層ゴムのフランジは応力を負担しない条件となっているため、連結部材の部材厚が厚くなるという問題点がある。部材厚が大きいと重量が大きくなり、運搬や施工が困難となる。
【０００６】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、連結部材が負担する応力を低減し、連結部材の軽量化が可能になる免震装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した目的を達成するための本発明は、上下にフランジ部を取り付けた免震部材を、各段に複数配置し、上段と下段の免震部材を連結部材を介して上下に連結した免震装置であって、少なくとも上段または下段の一方において、隣り合う前記免震部材の対向する前記連結部材側のフランジ部の間に嵌合する嵌合材を配置し、前記嵌合材と前記連結部材とを連結したことを特徴とする免震装置である。
【０００８】
これにより、水平力に対し、連結部材の応力を嵌合材を介してフランジに負担させることができるため、連結部材が負担する応力が小さくなる。連結部材は、負担する応力が小さくなれば、部材厚さを従来より薄くすることが可能となり、重量が軽くなり、運搬性や施工性が向上する。
【０００９】
隣り合う前記免震部材の対向する前記連結部材側のフランジ部に、前記連結部材側が拡幅するように切欠いた切欠部を設け、前記嵌合材を、前記切欠部の間に嵌合するように配置することが望ましい。
これにより、嵌合材とフランジ部をかみ合わせ、連結部材の応力を嵌合材を介してフランジ部に好適に伝達できるようになる。
【００１０】
前記切欠部は、例えば、前記フランジ部を斜め方向に切欠いたものである。
これにより、切欠部の間にくさび状の嵌合材を嵌合させ、これにより連結部材の応力をフランジ部に確実に伝達できる。
【００１１】
また、上段と下段の免震部材を、上下で位置が対応するように配置し、上段と下段の双方において、隣り合う前記免震部材の対向する前記連結部材側のフランジ部の間に嵌合する嵌合材を配置し、上段および下段の前記嵌合材と前記連結部材とを連結することが望ましい。
これにより、連結部材の応力を、上下の免震部材のフランジ部で負担できるようになり、さらに連結部材を薄くできる。また、嵌合材の位置を上下で対応させ、連結部材と、該連結部材を挟むように配置される上下の嵌合材とを連結一体化するので、この連結部の強度が高まる。
【００１２】
また、前記連結部材は、上段または下段の前記免震部材に対応する平面位置に空洞を有する鋼板であってもよい。
本発明では、連結部材の応力が一部フランジ部で負担され、連結部材に加わる応力を低減できるので、免震部材に対応する位置で連結部材に空洞を設け、連結部材のさらなる軽量化が可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、連結部材が負担する応力を低減し、連結部材の軽量化が可能になる免震装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】免震装置２の立面図
【図２】免震装置２の構成部材を示す図
【図３】図１の矢印Ａ−Ａによる断面を見た図
【図４】図１の範囲Ｂの拡大図
【図５】連結部材１３ａを示す図
【図６】免震装置の他の実施形態を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて、本発明の免震装置の実施形態について詳細に説明する。本発明の免震装置は、例えば原子力施設などの重量構造物の下部に据え付けて免震に用いるものであるが、それ以外の構造物に用いることも可能である。
【００１６】
［第１の実施形態］
まず、本発明の第１の実施形態に係る免震装置について説明する。
【００１７】
図１は、第１の実施形態の免震装置２の立面図である。図２は、免震装置２の構成部材を示す図である。図２（ａ）は、積層ゴム１ａ、１ｂの立面図である。図２（ｂ）は、連結部材１３の平面図である。図２（ｃ）は、嵌合材１５の斜視図である。図３は、免震装置２について、図１に示す矢印Ａ−Ａによる断面を見たもので、図３（ａ）は嵌合材１５等を連結部材１３に取り付ける前を示し、図３（ｂ）は嵌合材１５等を取り付けた後を示す。
【００１８】
図１等に示すように、免震装置２は、積層ゴム１ａ、１ｂ、連結部材１３、嵌合材１５等からなる。
免震装置２は、積層ゴム１ａ、１ｂ（免震部材）を同一平面で複数個ずつ配置したものを、連結部材１３を用いて上下に連結し多段に重ねたものである。積層ゴム１ａ、１ｂとしては、免震機能を有する従来のものを適宜使用可能である。
【００１９】
図１、図２（ａ）等に示すように、積層ゴム１ａ、１ｂは、それぞれ下端に下フランジ３ａ、３ｂ（フランジ部）、上端に上フランジ５ａ、５ｂ（フランジ部）を有する。これらのフランジは、例えば鋼板等で形成される。
【００２０】
本実施形態では、上段の積層ゴム１ａの下フランジ３ａ（連結部材１３側のフランジ部）の外縁部７ａに、連結部材１３側でフランジ高さ方向の断面が拡幅するように斜め方向に切欠いた切欠部９ａが設けられる。
さらに、下段の積層ゴム１ｂの上フランジ５ｂ（連結部材１３側のフランジ部）の外縁部７ｂにも、同様に、連結部材１３側でフランジ高さ方向の断面が拡幅するように斜め方向に切欠いた切欠部９ｂが設けられる。
【００２１】
また、図３（ａ）に示すように、上段の積層ゴム１ａの下フランジ３ａには、所定の位置にボルト孔２３ａが設けられる。下段の積層ゴム１ｂの上フランジ５ｂにも、上記のボルト孔２３ａと対応する位置に、ボルト孔（後述するボルト孔２３ｂ）が設けられる。
【００２２】
図１、図２（ｂ）等に示すように、連結部材１３は、矩形平面の一枚物の鋼板であり、上段の積層ゴム１ａの下フランジ３ａおよび下段の積層ゴム１ｂの上フランジ５ｂを連結するためのフランジ用ボルト孔１７が設けられる。また、嵌合材１５を連結するための嵌合材用ボルト孔１９も設けられる。
【００２３】
図１、図２（ｃ）等に示すように、嵌合材１５は、棒状の部材であり、四角形の隣り合う２隅を斜めに切欠いたくさび状の断面を有する。嵌合材１５には、連結部材１３と連結するためのボルト孔２１が設けられる。
【００２４】
図１、図３（ａ）等に示すように、免震装置２では、上段の積層ゴム１ａおよび下段の積層ゴム１ｂが、それぞれ２×２列に配置され、上段の積層ゴム１ａと、下段の積層ゴム１ｂの位置が対応する。
【００２５】
上段の４つの積層ゴム１ａは、縦横に隣り合う積層ゴム１ａ同士で、切欠部９ａが対向するように配置される。同様に、下段の４つの積層ゴム１ｂも、縦横に隣り合う積層ゴム１ｂ同士で、切欠部９ｂが対向するように配置される。
【００２６】
図１、図３（ｂ）等に示すように、上段では、隣り合う積層ゴム１ａの対向する切欠部９ａの間に、嵌合材１５が嵌合するように配置される。下段においても、隣り合う積層ゴム１ｂの対向する切欠部９ｂの間に、嵌合材１５が嵌合するように配置される。
積層ゴム１ａ、１ｂはグリッド状に配置されており、これらの嵌合材１５は各積層ゴム１ａ、１ｂの間で十字状に縦横に配置される。
【００２７】
嵌合材１５のテーパ部２９（図２（ｃ）参照）の傾斜角度は、積層ゴム１ａの下フランジ３ａの切欠部９ａや積層ゴム１ｂの上フランジ５ｂの切欠部９ｂの傾斜角度に合わせて決定され、対向する切欠部９ａや切欠部９ｂの間に嵌合材１５が嵌るようになっている。
【００２８】
図１に示すように、上下段の嵌合材１５と連結部材１３とは、連結治具３１を用いて連結される。また、上段の積層ゴム１ａの下フランジ３ａ、連結部材１３、下段の積層ゴム１ｂの上フランジ５ｂは、連結治具３３を用いて連結される。
【００２９】
図４は、これらの連結部付近を拡大したものであり、図１に示す範囲Ｂの拡大図である。
【００３０】
連結治具３１は、頭付きボルト３１ａとナット３１ｂとからなり、上下段の嵌合材１５のボルト孔２１と連結部材１３の嵌合材用ボルト孔１９の位置を合わせ、上段の嵌合材１５側から頭付きボルト３１ａを挿入し、下段の嵌合材１５側からナット３１ｂを締め込むことにより、上下段の嵌合材１５と連結部材１３とが連結される。
【００３１】
また、連結治具３３も、頭付きボルト３３ａとナット３３ｂからなり、上段の積層ゴム１ａの下フランジ３ａのボルト孔２３ａ、連結部材１３のフランジ用ボルト孔１７、下段の積層ゴム１ｂの上フランジ５ｂのボルト孔２３ｂの位置を合わせ、上段の積層ゴム１ａの下フランジ３ａ側から頭付きボルト３３ａを挿入し、下段の積層ゴム１ｂの上フランジ５ｂ側からナット３３ｂを締め込むことにより、上段の積層ゴム１ａの下フランジ３ａ、連結部材１３、下段の積層ゴム１ｂの上フランジ５ｂが連結される。
【００３２】
このように、第１の実施形態によれば、上段の複数の積層ゴム１ａを、下フランジ３ａの切欠部９ａが対向するように配置し、下段の複数の積層ゴム１ｂを、上フランジ５ｂの切欠部９ｂが対向するように配置する。そして、対向する切欠部９ａ同士の間、切欠部９ｂ同士の間にそれぞれくさび状の嵌合材１５を嵌合させて配置し、上下段の嵌合材１５と連結部材１３とを連結治具３１を用いて連結する。
【００３３】
これにより、上段の嵌合材１５のテーパ部２９と下フランジ３ａの切欠部９ａとの接触面、下段の嵌合材１５のテーパ部２９と上フランジ５ｂの切欠部９ｂとの接触面から、各フランジに連結部材１３の応力をそれぞれ確実に伝達させることができるため、水平力に対し、連結部材１３が負担する応力が小さくなる。連結部材１３は、負担する応力が小さくなれば、部材厚さを従来より薄くすることが可能となり、重量が軽くなり、運搬性や施工性が向上する。また、上下の嵌合材１５で連結部材１３を挟み込み、これらを連結一体化するので、連結部の強度も高い。
【００３４】
なお、連結部材は第１の実施形態で説明したものに限らない。
図５は、他の連結部材１３ａを示す図である。第１の実施形態の連結部材１３に変えて、図５に示すような、上段の積層ゴム１ａおよび下段の積層ゴム１ｂに対応する平面位置に空洞３９を設け格子状とした鋼板を連結部材１３ａとして用いてもよい。本発明では、連結部材の応力の一部をフランジに負担させ、連結部材に加わる応力を低減させるので、このように、上段の積層ゴム１ａや下段の積層ゴム１ｂに対応する位置で、連結部材１３ａの一部を空洞３９とし、さらなる軽量化を達成することも可能となる。さらに、連結部材としては、Ｈ型鋼を組み合わせたものなど、鋼板以外のものを使用することも可能である。
【００３５】
なお、本実施形態では、上下段の嵌合材１５と連結部材１３とを連結しているが、例えば、嵌合材１５を上段のみに配置して、この嵌合材１５と連結部材１３を連結することも可能である。この場合、嵌合材１５のボルト孔２１にボルトを通し、連結部材１３に設けたボルト穴（不図示）に締め込んで嵌合材１５と連結部材１３を連結することができる。前記の切欠部は、上段の積層ゴム１ａの下フランジ３ａのみに設ければよい。
【００３６】
このように、嵌合材と連結部材の連結の方法については様々なものが考えられる。以下、それらの例を、第２〜第４の実施形態として説明する。
【００３７】
［第２の実施形態］
図６（ａ）は、第２の実施形態に係る免震装置３７の立面図である。
図６（ａ）に示すように、免震装置３７は、上段の積層ゴム１ａと下段の積層ゴム１ｂとが、連結部材１３の上下段で千鳥状に配置される点で、第１の実施形態と異なる。第１の実施形態で説明したものと同様の構成要素については、図等で同じ符号を付し、説明を省略する。
【００３８】
上下段の積層ゴム１ａ、１ｂは、それぞれ切欠部９ａ同士、切欠部９ｂ同士が対向するように配置され、対向する切欠部９ａ、切欠部９ｂの間に、嵌合材１５がそれぞれ嵌合される。ただし、第２の実施形態では嵌合材１５の平面位置は上下で異なっている。
【００３９】
上段の嵌合材１５と連結部材１３は、頭付きボルトである連結治具４１を用い、嵌合材１５のボルト孔２１（図１（ｃ）を参照）と連結部材１３の嵌合材用ボルト孔（不図示）との位置を合わせ、嵌合材１５側から連結治具４１を挿入して締め込むことにより連結される。
下段の嵌合材１５と連結部材１３も同様にして連結される。
【００４０】
この第２の実施形態でも、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
このように、積層ゴムの位置は、上下で対応するものに限らない。さらに、免震装置における積層ゴムの連結段数や、同一段に配置される積層ゴムの数および配置パターンなども様々に定めることができる。
【００４１】
［第３の実施形態］
図６（ｂ）は、第３の実施形態に係る免震装置４３の立面図である。
図６（ｂ）に示すように、免震装置４３は、積層ゴムのフランジを段状に切欠く点で、第１の実施形態と異なる。第１の実施形態で説明したものと同様の構成要素については、図等で同じ符号を付し、説明を省略する。
【００４２】
免震装置４３では、上段の積層ゴム１ａの下フランジ３ａの外縁部７ａを、連結部材１３側でフランジ高さ方向の断面が拡幅するように段状に切欠き、切欠部９ｃとする。下段の積層ゴム１ｂの上フランジ５ｂの外縁部７ｂについても、連結部材１３側でフランジ高さ方向の断面が拡幅するように段状に切欠き、切欠部９ｄとする。
さらに、嵌合材１５ａは、上記のような段状の切欠部９ｃ、９ｄに合わせて、四角形の隣り合う２隅を段状に切欠いた凸字状の断面を有する。
【００４３】
免震装置４３では、第１の実施形態の免震装置２と同様に、上段の積層ゴム１ａが、切欠部９ｃ同士が対向するように配置される。下段の積層ゴム１ｂも、同様に切欠部９ｄ同士が対向するように配置される。上段の積層ゴム１ａの対向する切欠部９ｃの間に、嵌合材１５ａが嵌合するように配置される。下段の積層ゴム１ｂの対向する切欠部９ｄの間にも、同様に、嵌合材１５ａが嵌合するように配置され、第１の実施形態と同様、上下段の嵌合材１５ａおよび連結部材１３が連結治具３１で連結される。
【００４４】
この第３の実施形態でも、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
このように、切欠部は、連結部材側でフランジの断面が拡幅するように切欠いて形成されたものであれば、切欠部の間に嵌合する嵌合材とフランジが噛み合い、連結部材の応力を嵌合材を介してフランジに好適に伝達できる。
【００４５】
［第４の実施形態］
図６（ｃ）は、第４の実施形態に係る免震装置４５の立面図である。
図６（ｃ）に示すように、免震装置４５は、積層ゴムのフランジを切欠かない点で、第１の実施形態と異なる。第１の実施形態で説明したものと同様の構成要素については、図等で同じ符号を付し、説明を省略する。
【００４６】
免震装置４５では、上段で隣り合って配置された積層ゴム１ａの対向する下フランジ３ａの間に、嵌合材１５ｂが嵌合するように配置される。下段においても同様、隣り合って配置された積層ゴム１ｂの対向する上フランジ５ｂの間に、嵌合材１５ｂが嵌合するように配置される。
嵌合材１５ｂは、対向するこれらのフランジの間に嵌るよう、四角形の隣り合う２隅を段状に切欠いた凸字状の断面を有し、上下段の嵌合材１５ｂと連結部材１３とが、第１の実施形態と同様、連結治具３１を用いて連結される。
【００４７】
この第４の実施形態でも、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
このように、フランジの切欠きを省略しつつ、フランジの間に嵌合材を配置して免震装置を構成することも可能である。この場合でも、嵌合材を介して連結部材の応力をフランジに伝達することが可能である。
【００４８】
さらに、以上の例では、積層ゴムを免震部材として用い、これを多段に配置した免震装置について説明したが、積層ゴムに変えて免震機能を有するその他の免震部材、例えば転がり支承などを用いることも可能である。
【００４９】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００５０】
１ａ、１ｂ………積層ゴム
２、３７、４３、４５………免震装置
３ａ、３ｂ………下フランジ
５ａ、５ｂ………上フランジ
７ａ、７ｂ………外縁部
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ………切欠部
１３、１３ａ………連結部材
１５、１５ａ、１５ｂ………嵌合材
３１、３３、４１………連結治具
【図１】
2014196814.tif 000003
【図２】
2014196814.tif 000004
【図３】
2014196814.tif 000005
【図４】
2014196814.tif 000006
【図５】
2014196814.tif 000007
【図６】
2014196814.tif 000008