(57)【要約】【課題】例えば地震発生時に建築物等に伝達される振動エネルギーを減少させる振動エネルギー吸収装置に係り、地震等の振動エネルギーを吸収したときにもゴム等よりなる弾性体が所定の限度以上に昇温するがことなく、耐久性および安定性のよい装置を提供する。【解決手段】鋼板等の硬質板１とゴム等の弾性体２とを上下方向に交互に複数積層してなる積層体３に、上下方向に貫通する中空部ｈを設け、その中空部内に地震等の振動エネルギーを吸収するエネルギー吸収体４を収容配置した振動エネルギー吸収装置において、振動エネルギー吸収時に発生する熱を装置本体外に放出させる放熱手段を備えたことを特徴とする。その放熱手段としては、例えば装置本体の近傍に蓄熱体９を設ける。あるいは振動エネルギー吸収装置を設置する建築物等の構造体の少なくとも一部を金属体１２で形成したものにあっては、その金属体を放熱手段として利用する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板等の硬質板とゴム等の弾性体とを上下方向に交互に複数積層してなる積層体に、上下方向に貫通する中空部を設け、その中空部内に地震等の振動エネルギーを吸収するエネルギー吸収体を収容配置した振動エネルギー吸収装置において、振動エネルギー吸収時に発生する熱を装置本体外に放出させる放熱手段を備えたことを特徴とする振動エネルギー吸収装置。
【請求項２】
上記放熱手段として熱容量の大きい金属よりなる蓄熱体を装置本体の近傍に設け、その装置本体から上記蓄熱体に直接もしくは熱伝導体を介して熱を伝達するようにした請求項１に記載の振動エネルギー吸収装置。
【請求項３】
上記の振動エネルギー吸収装置を設置する建築物等の構造体の少なくとも一部を金属体で形成してなり、その金属体を前記の放熱手段として利用して上記装置本体からの熱を上記金属体に直接もしくは熱伝導体または／および蓄熱体を介して導くようにした請求項１に記載の振動エネルギー吸収装置。
【請求項４】
上記蓄熱体および熱伝導体が、鉄、銅、アルミニウムのうちのいずれか金属またはいずれかの金属を主体とした合金よりなる請求項２または３に記載の振動エネルギー吸収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば地震発生時に建築物や土木構造物もしくは精密機器等に伝達される振動エネルギーを減少させるための振動エネルギー吸収装置に関する。更に詳しくは、鋼板等の硬質板とゴム等の弾性体とを上下方向に交互に複数積層してなる積層体中に、地震等の振動エネルギーを吸収するエネルギー吸収体を設けた振動エネルギー吸収装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来たとえば地震発生時に建築物や土木構造物等に伝達される振動エネルギーを減少させるための振動エネルギー吸収装置として下記特許文献１が提案されている。図６および図７は上記のような振動エネルギー吸収装置の装置本体Ａの一例を示すもので、鋼板等の硬質板１とゴム等の弾性体２とを上下方向に交互に複数積層してなる積層体３を上下一対の基板５・５間に配置し、その両基板５・５および積層体３の中心部に形成した上下方向に貫通する中空部（貫通穴）ｈ内に地震等の振動エネルギーを吸収する鉛等の弾塑性体よりなるエネルギー吸収体４を収容配置した構成である。なお上記図７の縦断面図において、硬質板１と弾性体２およびエネルギー吸収体４の断面を表すハッチング（斜線）は煩雑を避けるため省略した。
【０００３】
上記積層体３およびエネルギー吸収体４の上下両端部には、上記基板５を介して取付板６がボルト７等で一体的に取付けられ、その取付板６に形成した取付孔６ａにボルト８等を挿通して建築物や土木構造物等に取付けるもので、例えば図８に示すようなビル等の建築物にあっては、その建築物の上部構造体Ｂと、その土台等の下部構造体Ｃとの間に上記の振動エネルギー吸収装置の装置本体Ａを１つ若しくは複数個配置して、上下の取付板６をそれぞれ上記構造体Ｂ、Ｃに取付ける。また例えば図９に示すような橋梁等の土木構造物にあっては、橋桁等の上部構造体Ｂと橋脚等の下部構造体Ｃとの間に、振動エネルギー吸収装置の装置本体Ａを１つ若しくは複数個配置して上下の取付板６を上記と同様に各構造体Ｂ、Ｃに取付ければよい。
【０００４】
上記のようにして上下の構造体Ｂ，Ｃ間に配置した振動エネルギー吸収装置の装置本体Ａは、建築物等を安定に支持しながら地震発生時には水平方向に変形して地震エネルギーを減少させるもので、従来のいわゆる免震アイソレータと免震ダンパとの両方の機能を併せ持った働きをする。その結果、上記アイソレータとダンパとを各々別々に配置した場合に比べて、設置スペースを削減できると共に、施工性も向上するという利点がある。
【０００５】
ところで、上記のような振動エネルギー吸収装置によって地震等の振動エネルギーを吸収した場合、そのエネルギーは熱に転換されるが、その熱は素早く装置外に放出する必要がある。この放熱がスムーズに行われないと装置内部に熱がこもり温度が上昇してエネルギー吸収体や前記の積層体を構成するゴム等よりなる弾性体に悪影響を及ぼすおそれがある。特にゴムは１００℃以上では劣化の可能性があり注意が必要である。
【０００６】
しかしながら、上記転換熱の主な発生源であるエネルギー吸収体は前記の積層体に囲まれているので熱がこもりやすく、また従来の振動エネルギー吸収装置の一般的な放熱方法としては、上記積層体に接している周囲の空気や、前記取付板等を介して建築物を構成するコンクリート等に熱を逃がすことになるが、これらは通常、熱伝導や比熱もしくは熱容量が小さいため、熱を逃がす効率が悪く、往々にして上記弾性体が所定の限度以上に昇温して劣化する等のおそれがあった。
【０００７】
【特許文献１】特許第３３６０８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記の問題点に鑑みて提案されたもので、前記のような振動エネルギー吸収装置におけるエネルギー吸収体が地震等の振動エネルギーを吸収したときにもゴム等よりなる弾性体が所定の限度以上に昇温するがことなく、耐久性および安定性のよい振動エネルギー吸収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】
【０００９】
上記の目的を達成するために本発明による振動エネルギー吸収装置は、以下の構成にしたものである。すなわち、鋼板等の硬質板とゴム等の弾性体とを上下方向に交互に複数積層してなる積層体に、上下方向に貫通する中空部を設け、その中空部内に地震等の振動エネルギーを吸収するエネルギー吸収体を収容配置した振動エネルギー吸収装置において、振動エネルギー吸収時に発生する熱を装置本体外に放出させる放熱手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上記のように振動エネルギー吸収時に発生する熱を装置本体外に放出させる放熱手段を備えたことによって、振動エネルギー吸収時に発生する熱が装置本体内にこもることなく、装置本体外に素早く放出させることができる。その結果、ゴム等よりなる弾性体への熱伝導が低減され、その弾性体が所定の限度以上に上昇して劣化するのを未然に且つ良好に防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明による振動エネルギー吸収装置をビル等の建築物に適用した場合を例にして図に示す実施形態に基づいて具体的に説明する。図１は本発明による振動エネルギー吸収装置を設置した建築物の下部の一部縦断正面図、図２はその一部の拡大図である。
【００１２】
上記図１および図２に示す振動エネルギー吸収装置の装置本体Ａは、やや簡略して表したものであるが、前記従来例と同様に、鋼板等の硬質板１とゴム等の弾性体２とを上下方向に交互に複数積層してなる積層体３を上下一対の基板５・５間に配置し、その両基板５・５および積層体３の中心部に形成した上下方向に貫通する中空部（貫通穴）ｈ内にエネルギー吸収体４を収容配置した構成である。
【００１３】
上記エネルギー吸収体４の材質は適宜であるが、本実施形態においては錫または錫合金が用いられている。なお錫または錫合金以外に例えばビスマス、アルミニウム、銅、アンチモン、鉛、銀、亜鉛、鉄、インジウム、またはそれらを主体とした合金等を用いることができる。
【００１４】
上記各基板５の外側には、前記従来例と同様に振動エネルギー吸収装置の装置本体Ａを建築物等の構造体に取付けるための鋼板等の金属板よりなる取付板６がそれぞれ不図示のボルト等で一体的に固着されている。その取付板６を含めて上記積層体３、エネルギー吸収体４および基板５・５等で装置本体Ａが構成され、その装置本体Ａは、上記各取付板６を建築物等の上部構造体Ｂおよび基礎等の下部構造体Ｃにそれぞれ不図示のボルト等で直接もしくは中間部材等を介して取付けることによって上記両構造体Ｂ・Ｃ間に介在させる構成である。
【００１５】
そして、本実施形態においては上記装置本体Ａの上側の取付板６は上部構造体Ｂの下面に直接取付け、下側の取付板６は、放熱手段としての熱容量の大きい金属よりなる蓄熱体９を介して基礎等の下部構造体Ｃに取付けたもので、その蓄熱体９は基礎等の下部構造体Ｃ上に設けた立ち上がり基礎等の略箱状の突出部１０内に収容され、その突出部１０は下部構造体Ｃの上面に不図示のボルト等で固定されている。上記蓄熱体９の材質は適宜であるが、好ましくは熱容量および熱伝導率の大きい材質のものを用いるのが望ましい。具体的には、例えば金、銀、銅、鉄、アルミニウムのいずれか又はそれらの金属を主体とした合金等を用いることができる。
【００１６】
上記のように構成すると、地震等の振動エネルギーを吸収する際の振動エネルギー吸収装置の装置本体Ａの変位、特にエネルギー吸収体４の水平方向の繰り返し変位で熱が発生したとき、その熱は上記蓄熱体９に伝達される。特にエネルギー吸収体４の熱は鋼板等の金属板よりなる取付板６を介して、もしくは基板５と取付板６を介して伝達されるもので、以下の実施形態についても同様である。それによって、振動エネルギー吸収装置の装置本体Ａ内、特にエネルギー吸収体４を収容した積層体３の中空部ｈ内に熱がこもることなく、装置本体Ａの外に素早く放出させることができる。その結果、上記積層体３を構成するゴム等よりなる弾性体２（図１，２には符号なし）への熱伝導が低減され、その弾性体が所定の限度以上に上昇して劣化するのを未然に且つ確実に防止することができるものである。
【００１７】
なお上記実施形態は略箱状の突出部１０内に蓄熱体９を収容したが、例えば図３（ａ）のように上記の略箱状の突出部１０をも含めて全体を蓄熱体９で形成してもよく、その場合、蓄熱体９は下部構造体Ｃの上面に不図示のボルト等で固定し、或いは同図（ｂ）のように上部を蓄熱体９、下部を立ち上がり基礎等のブロック状の突出部１０で構成してもよい。さらに例えば同図（ｃ）のように上部構造体Ｂと装置本体Ａとの間に蓄熱体９を介在させてもよく、或いは同図（ｄ）のように蓄熱体９を上部構造体Ｂまたは下部構造体Ｃの中に設けるようにしてもよい。
【００１８】
また例えば図４のように装置本体Ａの側方に蓄熱体９を配置すると共に、その装置本体Ａと蓄熱体９とを熱伝導体１１で接続して、上記装置本体Ａからの熱を上記熱伝導体１１を介して蓄熱体９に伝達するようにしてもよい。その熱伝導体１１の材質は熱伝導率の高いものであれば適宜であるが、例えば、前記蓄熱体９の場合と同様に金、銀、銅、鉄、アルミニウムのいずれか又はそれらの金属を主体とした合金等を用いることができる。その中でも価格や性能を考慮すると鉄が上記の熱伝導体１１として最も適している。前記蓄熱体９についても同様である。
【００１９】
さらに例えば建築物の柱や梁を金属体で形成されたもの、あるいはコンクリート製の躯体や基礎内に補強用鉄筋や鉄骨等の金属体を埋設したもののように、振動エネルギー吸収装置を設置する建築物等の構造体の少なくとも一部を金属体で形成したものにあっては、上記の金属体を前記の放熱手段として利用して放熱することもできる。図５はその一例を示すもので、建築物等の上部構造体Ｂを構成するコンクリート製躯体またはその基礎等の下部構造体Ｃを構成するコンクリート製の基礎内に埋設した鉄骨等の金属体１２を放熱手段として利用したものである。
【００２０】
すなわち、図５（ａ）は装置本体Ａからの熱を熱伝導体１１を介して上部構造体Ｂに埋設した金属体１２に導くようにした例、同図（ｂ）は装置本体Ａからの熱を蓄熱体９と熱伝導体１１を介して上記金属体１２に導くようにした例、同図（ｃ）は装置本体Ａからの熱を熱伝導体１１を介して下部構造体Ｃに埋設した金属体１２に導くようにした例、同図（ｄ）は装置本体Ａからの熱を蓄熱体９と熱伝導体１１を介して上記金属体１２に導くるようにした例である。
【００２１】
なお図には省略したが、前記建築物の柱や梁等の躯体を金属体で形成したものであって、その金属体が外部に露出しているものにあっては、上記の熱伝導体１１を用いることなく、前記取付板６または蓄熱体９を上記金属体に直接接触させることもできる。また上記実施形態は、蓄熱体９や金属体１２等の放熱手段を、装置本体Ａの上側すなわち上部構造体Ｂ側または装置本体Ａの下側すなわち下部構造体Ｃ側にのみ設けたが、上記両側に設けるようにしてもよい。
【００２２】
上記のように構成された振動エネルギー吸収装置によれば、地震等の振動エネルギー吸収時に発生する装置本体Ａからの熱は、直接もしくは熱伝導体１１を介して蓄熱体９または／および前記金属体１２に伝達される。特にエネルギー吸収体４の熱は、前記の取付板６を介して、もしくは基板５と取付板６を介して上記と同様のプロセスで蓄熱体９または／および前記金属体１２に伝達される。そのため、上記の熱が装置本体Ａ内、特に前記積層体３の中空部ｈ内にこもることなく、外部に素早く且つ効率よく放出させることができるもので、それによって、ゴム等よりなる弾性体への熱伝導が低減され、その弾性体が所定の限度以上に上昇して劣化するのを未然に且つ良好に防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
以上のように本発明による振動エネルギー吸収装置によれば、地震等の振動吸収時に装置本体Ａ内に発生する熱を素早く且つ効率よく放出させることが可能となるもので、その構成は前記実施形態のように適宜変更可能である。その結果、上記のような振動エネルギー吸収装置の設計の自由度が増し産業上の利用可能性を増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による振動エネルギー吸収装置を設置した建築物の下部の正面図。
【図２】上記建築物の下部の一部の拡大縦断面図。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は振動エネルギー吸収装置の変更例を示す同上図。
【図４】振動エネルギー吸収装置の他の変更例を示す同上図。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は振動エネルギー吸収装置の更に他の変更例を示す同上図。
【図６】従来の振動エネルギー吸収装置の一例を示す斜視図。
【図７】上記従来の振動エネルギー吸収装置の縦断面図。
【図８】上記従来の振動エネルギー吸収装置を建築物に施工した例の説明図。
【図９】上記従来の振動エネルギー吸収装置を土木構築物に施工した例の説明図。
【符号の説明】
【００２５】
１  硬質板
２  弾性体
３  積層体
４  エネルギー吸収体
５  基板
６  取付板
７、８  ボルト
９  蓄熱体
１０  突出部
１１  熱伝導体
１２  金属体
Ａ  装置本体
Ｂ  上部構造体
Ｃ  下部構造体
ｈ  中空部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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