(57)【要約】【課題】  環境に負荷を与えずに従来と同等以上の特性を有する制振材及び免震装置を得る。【解決手段】  一対の連結板１２、１４の間に円筒状に形成されて弾性変形し得るゴム体１６が配置される。ゴム体１６の中心に存在する円形の穴部１６Ａに、円筒状に形成された制振材２６が嵌まり込むように配置される。この制振材２６は、それぞれ円板状をした複数の磁石２２が磁化されて磁力により相互に吸着し合うような状態で積み重ねられて、形成されている。【選択図】  図１
2006029348.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ磁化された複数の磁石により形成されたことを特徴とする制振材。
【請求項２】
それぞれ磁化された粒状の磁石を集積して形成されたことを特徴とする制振材。
【請求項３】
粒状の磁石を集積した磁石集積部内に棒状の強磁性体が配置されたことを特徴とする請求項２記載の制振材。
【請求項４】
それぞれ磁化された複数の磁石により形成された制振材と、
制振材と並列的に配置されて弾性変形し得るゴム体と、
を有したことを特徴とする免震装置。
【請求項５】
それぞれ磁化された粒状の磁石を集積して形成された制振材と、
制振材と並列的に配置されて弾性変形し得るゴム体と、
を有したことを特徴とする免震装置。
【請求項６】
制振材が、粒状の磁石を集積した磁石集積部内に棒状の強磁性体を配置した構造とされることを特徴とする請求項５記載の免震装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環境に負荷を与えずに従来と同等以上の特性を有する制振材及び、このような制振材を採用した免震装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、地震の揺れを低減する為に、建築物とこの建築物を支持する地盤との間に配置される免震装置が知られている。そして、この免震装置には、弾性体とされるゴム体だけでなく、揺れに伴う振動を抑える為の制振材が内蔵されていて、これらの部材の複合的な作用により水平方向の振動を吸収することで、地震の揺れを低減し、建築物側に地震の揺れを伝達し難くしていた。
【０００３】
しかし、従来の免震装置の制振材として、制振特性の面から一般に鉛材を使用した鉛プラグが採用されていたが、環境面への配慮が近年重要視されるのに伴い、他の材料に置き換えることが検討されるようになった。
【特許文献１】特開平１−２５０５４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
つまり、免震装置に採用される制振材として、環境に負荷を与えずに従来の制振材と同等以上の制振特性を有するものを開発する必要が生じていた。
本発明は上記事実を考慮し、環境に負荷を与えずに従来と同等以上の特性を有する制振材及び、このような制振材を採用した免震装置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】
【０００５】
請求項１に係る制振材は、それぞれ磁化された複数の磁石により形成されたことを特徴とする。
【０００６】
請求項１に係る制振材の作用を以下に説明する。
本請求項によれば、それぞれ磁化された複数の磁石により制振材が形成されているので、外部から応力が付与された場合には、相互間の磁力に抗しつつ複数の磁石間にずれが生じて変位することで、比較的に低いバネ定数を有すると共に減衰が生じるようになり、この結果として、制振特性を有するようになる。
【０００７】
これに伴い、鉛材による制振材と比較して、繰り返し変位による応力歪み曲線中のヒステリシスで囲まれた範囲の面積の減少が少なくなるので、制振特性が安定していて、従来技術の制振材と同等以上の制振特性を有するようになる。
【０００８】
一方、本請求項の制振材は、それぞれ磁化された複数の磁石により形成されたことで、鉛材を用いずとも上記のような制振特性を得られるようになる。この為、環境に負荷を与えることもなくなる。
【０００９】
請求項２に係る制振材は、それぞれ磁化された粒状の磁石を集積して形成されたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る制振材の作用を以下に説明する。
本請求項によれば、それぞれ磁化された粒状の磁石を集積して制振材が形成されているので、外部から応力が付与された場合には、相互間の磁力に抗しつつ粒状の磁石間にずれが生じて変位することで、比較的に低いバネ定数を有すると共に減衰が生じるようになり、この結果として、制振特性を有するようになる。
【００１１】
これに伴い、請求項１と同様に鉛材による制振材と比較して、繰り返し変位による応力歪み曲線中のヒステリシスで囲まれた範囲の面積の減少が少なくなるので、制振特性が安定していて、従来技術の制振材と同等以上の制振特性を有するようになる。
【００１２】
一方、本請求項の制振材は、それぞれ磁化された粒状の磁石を集積して形成されたことで、請求項１と同様に鉛材を用いずとも上記のような制振特性を得られるようになる。この為、環境に負荷を与えることもなくなる。
【００１３】
請求項３に係る制振材の作用を以下に説明する。
本請求項では請求項２と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、粒状の磁石を集積した磁石集積部内に棒状の強磁性体が配置されたという構成を有している。
【００１４】
つまり、粒状の磁石と比較して大きな棒状の強磁性体が磁石集積部内に配置された構造と制振材がなっていることで、粒状の磁石同士がずれる際にこの棒状の強磁性体が抵抗となる。従って、バネ定数が不十分で最適な制振特性が得られない場合などに、棒状の強磁性体を磁石集積部内に配置することで、バネ定数を必要な大きさに高めることが可能となる。
【００１５】
請求項４に係る免震装置は、それぞれ磁化された複数の磁石により形成された制振材と、
制振材と並列的に配置されて弾性変形し得るゴム体と、
を有したことを特徴とする。
【００１６】
請求項４に係る免震装置の作用を以下に説明する。
本請求項によれば、それぞれ磁化された複数の磁石により制振材が形成され、さらに、この制振材と並列的にゴム体が配置された免震装置となっている。
【００１７】
従って、本請求項では、それぞれ磁化された複数の磁石により形成された制振材を採用しているので、外部から応力が付与された場合には、請求項１と同様に相互間の磁力に抗しつつ複数の磁石間にずれが生じて変位することで、比較的に低いバネ定数を有すると共に減衰が生じるようになり、この結果として制振特性を有するようになる。
【００１８】
これに伴い、鉛材による制振材と比較して、請求項１と同様に繰り返し変位による応力歪み曲線中のヒステリシスで囲まれた範囲の面積の減少が少なくなるので、制振特性が安定していて、従来技術の制振材と同等以上の制振特性を有するようになる。
【００１９】
以上の結果として、本請求項に係る免震装置によれば、地震が生じた場合でも、制振材と並列的に配置されて弾性変形するゴム体とこの制振材との間の複合的な作用で地震の揺れを低減し、建築物側に地震の揺れが伝達し難くなる。
【００２０】
一方、本請求項の免震装置に用いられる制振材は、それぞれ磁化された複数の磁石により形成されたことで、鉛材を用いずとも上記のような良好な制振特性を得られる。この為、本請求項の免震装置によれば環境に負荷を与えることもない。
【００２１】
請求項５に係る免震装置は、それぞれ磁化された粒状の磁石を集積して形成された制振材と、
制振材と並列的に配置されて弾性変形し得るゴム体と、
を有したことを特徴とする。
【００２２】
請求項５に係る免震装置の作用を以下に説明する。
本請求項によれば、それぞれ磁化された粒状の磁石を集積して制振材が形成され、さらに、この制振材と並列的にゴム体が配置された免震装置となっている。
【００２３】
従って、本請求項では、それぞれ磁化された粒状の磁石を集積して形成された制振材を採用しているので、外部から応力が付与された場合には、相互間の磁力に抗しつつ粒状の磁石間にずれが生じて変位することで、比較的に低いバネ定数を有すると共に減衰が生じるようになり、この結果として制振特性を有するようになる。
【００２４】
これに伴い、鉛材による制振材と比較して、請求項１と同様に繰り返し変位による応力歪み曲線中のヒステリシスで囲まれた範囲の面積の減少が少なくなるので、制振特性が安定していて、従来技術の制振材と同等以上の制振特性を有するようになる。
【００２５】
以上の結果として、本請求項に係る免震装置によれば、地震が生じた場合でも、制振材と並列的に配置されて弾性変形するゴム体とこの制振材との間の複合的な作用で地震の揺れを低減し、建築物側に地震の揺れが伝達し難くなる。
【００２６】
一方、本請求項の免震装置に用いられる制振材は、それぞれ磁化された粒状の磁石を集積して形成されたことで、請求項１と同様に鉛材を用いずとも上記のような制振特性を得られるようになる。この為、環境に負荷を与えることもなくなる。
【００２７】
請求項６に係る免震装置の作用を以下に説明する。
本請求項では請求項５と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、制振材が、粒状の磁石を集積した磁石集積部内に棒状の強磁性体を配置した構造とされるという構成を有している。
【００２８】
つまり、粒状の磁石と比較して大きな棒状の強磁性体が磁石集積部内に配置された構造と制振材がなっていることで、粒状の磁石同士がずれる際にこの棒状の強磁性体が抵抗となる。従って、バネ定数が不十分で最適な制振特性が得られない場合などに、棒状の強磁性体を磁石集積部内に配置することで、バネ定数を必要な大きさに高めることが、この免震装置では可能となる。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように本発明の上記構成によれば、環境に負荷を与えずに従来と同等以上の特性を有する制振材及び、このような制振材を採用した免震装置を提供できるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明に係る制振材及び免震装置の第１の実施の形態を、図１から図３に基づき説明する。図１及び図２に示すように、本実施の形態に係る免震装置１０の上下部分をそれぞれ円板状に形成された連結板１２、１４が構成している。この内の下側の連結板１２が地盤と当接し、また上側の連結板１４が建築物の下部に当接するような構造になっている。
【００３１】
また、これら一対の連結板１２、１４の間には、中心部分に円形の穴部１６Ａを有しつつ円筒状に形成されたゴム体１６が配置されている。このゴム体１６は、リング状に形成されて弾性変形し得るゴム製のゴムリング１８と、リング状に形成されて剛性を維持する為の金属製の金属リング２０とが、交互に複数枚ずつ配置された形の構造になっている。
【００３２】
一方、これら一対の連結板１２、１４は、ゴム体１６の上下端にそれぞれ加硫接着されて取り付けられており、また、これら一対の連結板１２、１４の中心には、それぞれ途中に段部を有した円形の貫通穴１２Ａ、１４Ａが形成されている。但し、これら貫通穴１２Ａ、１４Ａに対応した大きさであって外周側にフランジを有した蓋材３０が、ボルト３２によるねじ止めによって、一対の連結板１２、１４にそれぞれ固定されることで、貫通穴１２Ａ、１４Ａがそれぞれ閉鎖されている。
【００３３】
このゴム体１６の中心に存在する円形の穴部１６Ａには、円筒状に形成された制振材２６が嵌まり込むように、配置されており、また、この制振材２６は、それぞれ円板状をした複数の磁石２２が磁化されて磁力により相互に吸着し合うような状態で積み重ねられて形成されている。この為、本実施の形態では、弾性変形し得るゴム体１６が、それぞれ磁化された複数の磁石２２により形成された制振材２６と、並列的に配置された構造になっている。
【００３４】
そして、図１に示すように、これらの内のゴム体１６の大きさは、直径Ｄ１が例えば１．５ｍ程度とされ、高さＨ１が４０ｃｍ程度とされている。また、制振材２６の大きさは、直径Ｄ２が３０ｃｍ程度とされ、高さＨ２が４５ｃｍ程度とされている。
【００３５】
次に、本実施の形態に係る免震装置１０の製造を以下に説明する。
この免震装置１０を作製する際には、まず円板状をした複数の磁石２２を作製し、これら複数の磁石２２にそれぞれ着磁してから、これら複数の磁石２２を積み重ねて円筒状の制振材２６を作製する。つまり、制振材２６はそれぞれ円板状をした複数の磁石２２が磁化された状態で積み重ねられた構造になっている。
【００３６】
これとは別に、ゴムリング１８と金属リング２０とが積層されて形成されるゴム体１６を作製するが、この際に、ゴム体１６の上下に一対の連結板１２、１４を加硫接着してそれぞれ取り付けておくことにする。そしてこの後、連結板１２、１４の貫通穴１２Ａ、１４Ａを通過させて、ゴム体１６の穴部１６Ａ内にこの制振材２６を挿入すると共に、これら連結板１２、１４に蓋材３０をそれぞれ取り付けてねじ止めすることにより、免震装置１０が完成される。
【００３７】
次に、本実施の形態に係る制振材２６及び免震装置１０の作用を以下に説明する。
本実施の形態によれば、それぞれ磁化された複数の磁石２２により制振材２６が形成されており、さらに、この制振材２６と並列的にゴム体１６が配置された構造の免震装置１０となっている。
【００３８】
従って、本実施の形態では、それぞれ磁化された複数の磁石２２により形成された制振材２６を採用しているので、例えば水平方向である図２の矢印Ｘ方向の応力が外部から付与された場合には、相互間の磁力に抗しつつ複数の磁石２２間にずれが生じて変位することで、比較的に低いバネ定数を有すると共に減衰が生じるようになり、この結果として制振特性を有するようになる。
【００３９】
これに伴い、鉛材による制振材と比較して、繰り返し変位による図３（Ａ）の応力歪み曲線中におけるヒステリシス線Ｆで囲まれた範囲の面積の減少が少なくなるので、制振特性が安定していて、従来技術の制振材と同等以上の制振特性を有するようになる。
【００４０】
つまり、外部から応力がこの制振材２６に繰り返して付与された場合、図３（Ａ）の応力歪み曲線中のヒステリシス線Ｆが一定となるように繰り返して制振材２６が変位し、ヒステリシス線Ｆで囲まれた範囲の面積が変化しない。
【００４１】
これに対して、外部から応力が従来用いられていた鉛材に繰り返して付与された場合、図３（Ｂ）の応力歪み曲線中のヒステリシス線Ｆのように繰り返して鉛材が変位し、ヒステリシス線Ｆで囲まれた範囲の面積が次第に小さく変化する。これは変位するのに伴い融点の低い鉛材の温度が上昇し、軟化する結果によると考えられている。このことから、本実施の形態の制振材２６は、鉛材と比較して温度依存性が低く良好な素材といえる。
【００４２】
以上の結果として、本実施の形態に係る免震装置１０によれば、地震が生じた場合でも、制振材２６と並列的に配置されて弾性変形するゴム体１６とこの制振材２６との間の複合的な作用で地震の揺れを低減し、建築物側に地震の揺れが伝達し難くなる。
【００４３】
一方、本実施の形態の免震装置１０に用いられる制振材２６は、それぞれ磁化された複数の磁石２２により形成されたことで、鉛材を用いずとも上記のような良好な制振特性を得られる。この為、本実施の形態の免震装置１０によれば環境に負荷を与えることもない。
【００４４】
次に、本発明に係る制振材及び免震装置の第２の実施の形態を、図４に基づき説明する。尚、第１の実施の形態で説明した部材と同一の部材には同一の符号を付して、重複した説明を省略する。
図４に示すように、本実施の形態に係る免震装置１０は、それぞれ磁化された粒状の磁石４２を集積して制振材４６が形成されるという相違を第１の実施の形態に対して有した構造になっている。但し、第１の実施の形態と同様に、この制振材４６と並列的にゴム体１６が配置された構造ともなっている。
【００４５】
一方、本実施の形態において、粒状の磁石４２を免震装置１０に組み込む前に免震装置１０の外部でそれぞれ着磁してから、これら粒状の磁石４２を集積して組み込むことで、制振材４６を形成することが考えられる。但し、未着磁の状態で磁石４２を免震装置１０内に組み込んだ後に、制振材４６全体で着磁するようにしても良い。またこの際に、粒状の磁石４２同士を接着する為にバインダを制振材４６内に入れる必要はない。
【００４６】
従って、本実施の形態に係る免震装置１０では、それぞれ磁化された粒状の磁石４２を集積して形成された制振材４６を採用しているので、例えば水平方向である図４の矢印Ｘ方向の応力が外部から付与された場合には、相互間の磁力に抗しつつ粒状の磁石４２間にずれが生じて変位することで、第１の実施の形態と同様に比較的に低いバネ定数を有すると共に減衰が生じるようになり、この結果として制振特性を有するようになる。
【００４７】
これに伴い、鉛材による制振材と比較して、第１の実施の形態と同様に応力歪み曲線におけるヒステリシスで囲まれた範囲の繰り返し変位による面積の減少が少なくなるので、制振特性が安定していて、従来技術の制振材と同等以上の制振特性を有するようになる。
【００４８】
以上の結果として、本実施の形態に係る免震装置１０によれば、地震が生じた場合でも、第１の実施の形態と同様に制振材４６と並列的に配置されて弾性変形するゴム体１６とこの制振材４６との間の複合的な作用で地震の揺れを低減し、建築物側に地震の揺れが伝達し難くなる。
【００４９】
一方、本実施の形態の免震装置１０に用いられる制振材４６は、それぞれ磁化された粒状の磁石４２を集積して形成されたことで、第１の実施の形態と同様に鉛材を用いずとも上記のような制振特性を得られるようになる。この為、環境に負荷を与えることもなくなる。
【００５０】
尚ここで、磁石４２の粒径として、１μｍ〜２００μｍの範囲が適切と考えられる。つまり、１μｍ未満であった場合には磁力が弱くなり過ぎ、また、２００μｍを越えた場合には充填率が低くなって、磁石同士の接触面積が小さく有効な地震の揺れの減衰が得られないようになるからである。
【００５１】
次に、本発明に係る制振材及び免震装置の第３の実施の形態を、図５に基づき説明する。尚、第１、第２の実施の形態で説明した部材と同一の部材には同一の符号を付して、重複した説明を省略する。
図５に示すように、本実施の形態に係る免震装置１０は、粒状の磁石４２を集積した磁石集積部４４内に棒状の強磁性体４８を配置した構造に制振材４６がなっている。
【００５２】
つまり、第２の実施の形態と異なって、粒状の磁石４２と比較して大きな棒状の強磁性体４８が磁石集積部４４内に配置されたことで、粒状の磁石４２同士がずれる際にこの棒状の強磁性体４８が抵抗となる。従って、バネ定数が不十分で最適な制振特性が得られない場合などに、棒状の強磁性体４８を磁石集積部４４内に配置することで、バネ定数を必要な大きさに高めることが可能となる。
【００５３】
尚、上記第１の実施の形態では、複数の磁石２２により制振材２６が形成されて免震装置１０が形成されていたが、これらの磁石２２を免震装置１０内に入れてから磁石２２を細かく破砕して用いるようにしても良い。
【００５４】
また、上記第３の実施の形態では、強磁性体４８が制振材４６の磁石集積部４４内に配置された構造になっているが、この強磁性体４８の材質として、例えば鉄系の金属を用いることが考えられるが、他の材質であっても良い。一方、上記実施の形態では用いられる磁石の材質としては、錆が発生しないフェライトや、磁力の強い希土類磁石や、例えばアルニコなどの合金磁石等が、考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る免震装置の分解斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る免震装置の断面図である。
【図３】制振材の応力歪み曲線を表すグラフを示す図であって、（Ａ）は第１の実施の形態に係る制振材の応力歪み曲線を表すグラフの図であり、（Ｂ）は鉛材の応力歪み曲線を表すグラフの図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る免震装置の断面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る免震装置の断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０      免震装置
１６      ゴム体
２２      磁石
２６      制振材
４２      磁石
４４      磁石集積部
４６      制振材
４８      強磁性体
【図１】
2006029348.tif 000003
【図２】
2006029348.tif 000004
【図３】
2006029348.tif 000005
【図４】
2006029348.tif 000006
【図５】
2006029348.tif 000007