(57)【要約】【課題】積層ゴムの温度上昇を抑制することの可能な免震装置を提供する。【解決手段】金属板２０には、流体が流通可能な流体流路２２が構成されている。流体流路２２は、金属板２０の一方側と他方側に各々１箇所で開口されており、流体Ｃが流体供給部３０から供給され、流体排出部３２から排出される。流体Ｃは、流体供給部３０、流体流路２２、流体排出部３２を順に経て循環され、積層ゴム体１２内の熱が外部へ放出されて温度上昇が抑制される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴムと複数の金属板とが交互に積層された積層ゴム体を備えた免震装置であって、
前記金属板の少なくとも１枚に、流体を流通させる流体流路が構成されていること、を特徴とする、免震装置。
【請求項２】
前記流体流路は、前記複数の金属板の中で少なくとも前記積層方向の中央部に配置されたものに構成されていること、を特徴とする請求項１に記載の免震装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の免震装置を備えた免震構造システムであって、
前記流体流路に流体を供給する流体供給部と、
前記流体流路から流体を排出させる流体排出部と、
前記流体を流通させる前記流体流通手段と、
を備えた免震構造システム。
【請求項４】
前記積層ゴム体に設置された温度センサを備え、
前記温度センサにより検知された温度が所定の温度以上の場合に、前記流体流通手段を作動させること、を特徴とする、請求項３に記載の免震構造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴムシートと鋼板とを交互に積層した積層ゴムを供えた免震装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地震等の振動から建築物、構造物を保護するため、従来から免震装置が用いられている。免震装置としては、ゴムシートと鋼板とを交互に積層した積層ゴムを用いたものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、積層ゴムは、材料特性により、振動エネルギーを熱エネルギーに変換することで、振動の減衰を行っている。したがって、この免震装置が剪断変形すると、積層ゴムは自己発熱する。特に、長周期地震動のように、比較的長時間の揺れが継続する場合、積層ゴムの自己発熱により積層ゴムの温度が上昇し、高温となって、剛性の低下、エネルギー吸収量の低下などの、性能変化が生じることが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２９９７６２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、上記事実を考慮して成されたものであり、積層ゴムの温度上昇を抑制することの可能な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】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に係る免震装置は、ゴムと複数の金属板とが交互に積層された積層ゴム体を備えた免震装置であって、前記金属板の少なくとも１枚に、流体を流通させる流体流路が構成されていること、を特徴とする。
【０００７】
このように、金属板に流体流路を構成することにより、流体流路に流体を流通させて金属板を冷却して、積層ゴム体の温度上昇を抑制することができる。なお、流体は、液体であっても気体であってもよい。
【０００８】
請求項２に係る免震装置は、前記流体流路が、前記複数の金属板の中で少なくとも前記積層方向の中央部に配置されたものに構成されていること、を特徴とする。
【０００９】
積層ゴム体の中でも、積層方向中心部は特に温度上昇が生じやすいため、上記構成によって、効果的に温度上昇を抑制することができる。
【００１０】
請求項３に係る免震構造システムは、請求項１または請求項２に記載の免震装置を備えた免震構造システムであって、前記流体流路に流体を供給する流体供給部と、前記流体流路から流体を排出させる流体排出部と、前記流体を流通させる前記流体流通手段と、を備えている。
【００１１】
上記免震構造システムによれば、流体供給部から金属板の流体流路に流体が供給されると共に、流体排出部から当該流体が排出され、流通された流体により金属板を冷却して、積層ゴム体の温度上昇を抑制することができる。
【００１２】
請求項４に係る免震構造システムは、前記積層ゴム体に設置された温度センサを備え、
【００１３】
前記温度センサにより検知された温度が所定の温度以上の場合に、前記流体流通手段を作動させること、を特徴とする。
【００１４】
このように、温度センサにより積層ゴム体の温度を検知して、温度が所定の温度以上の場合に、流体流通手段を作動させることにより、適切に温度上昇を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように本発明によれば、積層ゴムの温度上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る免震構造システムの断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る免震装置の金属板の水平方向断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る免震装置がせん断変形した状態の断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る免震構造システムの変形例の断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る免震構造システムの変形例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態に係る免震装置１０について図面を参照して説明する。
【００１８】
図１及び図２には、本発明の第１実施形態に係る免震装置１０及び免震構造システム１１が示されている。免震装置１０は、積層ゴム体１２、及び、取付プレート１４Ａ、１４Ｂを備えている。積層ゴム体１２は、複数枚の円板状の金属板２０と、複数枚の円板状のゴム１６とを厚み方向（矢印Ｂ方向）に交互に積層した積層体とされている。
【００１９】
金属板２０とゴム１６とは、加硫接着により強固に一体化されている。このように、ゴム１６だけでなく、金属板２０を使用してこれらを交互に積層したことで、鉛直方向（矢印Ｂ方向）の荷重に対しては所定の剛性を有し、水平方向（矢印Ｅ方向）の荷重に対してはばね機能を発揮すると共に所定の変形量を確保することが可能になっている。
【００２０】
図２に示すように、各々の金属板２０には、流体が流通可能な流体流路２２が構成されている。流体流路２２は、金属板２０の一方側と他方側に各々１箇所で開口され、内部で分岐２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの３本に分岐されている。流体流路２２は、図２（Ｂ）に示すように、金属板２０の１／２の厚みを有する金属板２０Ｋに各々凹溝２２Ｍを構成し、２枚の金属板２０Ｋを、図２（Ｃ）に示すように、凹溝２２Ｍが向き合うように重ね合わせて形成することができる。なお、金属板２０は、鋼板などで構成することができる。
【００２１】
積層ゴム体１２の厚み方向（矢印Ｂ方向）の両端側には、取付プレート１４Ａ、１４Ｂが固着されている。取付プレート１４Ａ、１４Ｂは、肉厚の円環状の鋼板で構成されている。取付プレート１４Ａ、１４Ｂは、ゴム１６の側面（積層ゴム体１２の側面）径方向外側に突出されている。
【００２２】
取付プレート１４Ａ、１４Ｂはそれぞれ、地盤に設置される基礎（図示省略）及び免震装置１０上に設置される構造物（図示省略）に固定される。この状態で、地盤（及び基礎）と構造物とが水平方向に相対移動すると、この相対移動の振動エネルギーが、積層ゴム体１２のせん断変形によって一部吸収されるようになっている。
【００２３】
各々の金属板２０の流体流路２２の一端には、流体供給部３０が接続されている。また、金属板２０の流体流路２２の他端には、流体排出部３２が接続されている。流体供給部３０及び流体排出部３２には、管体３４が接続されている。管体３４は、流体供給部３０の各々と接続されたものが１本に合流されると共に、流体排出部３２の各々と接続されたものが１本に合流されている。各々合流された管体３４は、流体貯留部３６に連結されている。
【００２４】
流体貯留部３６には、冷却用の流体Ｃが貯留されている。冷却用の流体Ｃとしては、水を用いることができる。流体貯留部３６内の流体Ｃは、管体３４に取り付けられた流体流通手段としてのポンプ３８により矢印Ｘ方向に流動され、流体供給部３０を経て流体流路２２へ供給される。そして、流体流路２２を経て流体排出部３２から排出され、管体３４を経て流体貯留部３６へ戻る。なお、流体貯留部３６は必ずしも必要ではなく、流体供給部３０側の管体３４と流体排出部３２側の管体３４とを直接連結させてもよい。
【００２５】
本実施形態では、免震装置１０、流体供給部３０、流体排出部３２、及び、ポンプ３８で免震構造システム１１が構成されている。
【００２６】
積層ゴム体１２には、温度センサ４０が設置されている。温度センサ４０は、積層ゴム体１２の温度を検知可能とされており、検知した温度がゴム１６の特性に影響を与えるとされる、所定の作動温度Ｈを超えた場合には、ポンプ３８へ作動信号を出力するようになっている。作動温度Ｈは、１０℃〜４０℃程度に設定することができる。
【００２７】
次に、免震装置１０の作用について説明する。
免震装置１０は、構造物と基礎の間に配置されて、通常時、構造物から鉛直方向の荷重を受けている。地震などにより基礎と構造物とが水平方向の成分をもって相対移動すると、図３に示すように、積層ゴム体１２が、せん断変形し、振動が吸収される。この時、振動エネルギーが熱エネルギーに変換されて、ゴム１６は発熱する。
【００２８】
この熱により、積層ゴム体１２の温度が上昇し、作動温度Ｈを超えると、温度センサ４０から作動信号が出力されて、ポンプ３８が作動する。ポンプ３８の作動により、流体Ｃが矢印Ｘ方向へ流動し、流体供給部３０、流体流路２２、流体排出部３２を順に経て循環される。これにより、流体Ｃが熱媒体となって積層ゴム体１２内の熱が外部へ放出され、積層ゴム体１２の温度上昇が抑制される。
【００２９】
このように、本実施形態では、ゴム１６の熱を、流体流路２２を流れる流体Ｃを介して、外部に放出することができるので、積層ゴム体１２の温度上昇を抑制することができる。特に、地震の震動が長時間継続する場合には、ゴム１６の発熱量が増加することが考えられるが、流体Ｃを介して、効果的に内部の熱を放出することにより、積層ゴム体１２が高温となることによる剛性の低下や、エネルギー吸収量（減衰量）の低下を抑制することができる。
【００３０】
また、本実施形態の免震装置１０の金属板２０は、流体流路２０が構成されており、内部に中空部を有しているので、積層ゴム体１２を加硫成形する際に、流体流路が構成されていない場合と比較して、加硫時間を短縮することができる。
【００３１】
また、本実施形態の免震構造システム１１を用いることにより、構造物の下で構造物を支持する免震装置１０を取り外す際に、積層ゴム体１２を収縮させて、容易に取り外すことができる。すなわち、取り外しの対象となっている免震装置１０の積層ゴム体１２を流体Ｃで冷却して収縮させることにより、他の免震装置１０よりも積層方向Ｂの長さを短くして高さを低くして、容易に取り外すことができる。
【００３２】
なお、本実施形態では、積層ゴム体１２を構成するすべての金属板２０に流体流路２２を構成して冷却を行ったが、必ずしもすべての金属板２０に流体流路２２を構成する必要はなく、一部にのみ構成してもよい。その場合には、図４に示すように、積層方向Ｂの中央部に配置される金属板２０に、流体流路２２を構成することが好ましい。積層ゴム体１２は、取付プレート１４Ａ、１４Ｂから遠い積層方向Ｂの中央部では放熱し難く温度上昇しやすいので、当該部分を冷却することにより、効率よく温度上昇を抑制することができる。
【００３３】
また、本実施形態では、管体３４を各々の金属板２０の流体流路２２へ接続したが、図５に示すように、管体３４から金属板２０への流体Ｃの供給及び排出部は、各々１箇所のみとしてもよい。この場合には、隣り合う金属板２０の流体流路２２同士を、順次連結管３４Ａで連結して、一端側の流体供給部３０から他端側の流体排出部３２までを、１本の流路としてもよい。
【００３４】
また、本実施形態では、温度センサ４０を用いて、積層ゴム体１２の温度が作動温度Ｈを超えた場合にポンプ３８を作動させたが、温度センサ４０は、必ずしも必要ではない。ポンプ３８を常時作動させて流体Ｃを流動させておいてもよいし、所定の震度以上の地震が発生した場合にポンプ３８を作動させるように制御してもよい。
【００３５】
また、本実施形態では、温度センサ４０が作動温度Ｈ以上の温度を検知した場合に、ポンプ３８を作動させたが、所定の範囲内の温度を外れた場合に、ポンプ３８を作動させるように制御してもよい。このように制御することにより、外気温の影響を受けることなく、積層ゴム体１２の温度を一定（例えば、２６℃）に保つことができる。
【００３６】
また、本実施形態では、流体流動手段としてポンプを用いて、流体Ｃを循環させたが、必ずしも循環させる必要はなく、流体供給部３０側から流体Ｃを供給し流体排出部３２側から排出させるものであってもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１０   免震装置
１１   免震構造システム
１２   積層ゴム体
１６   ゴム
２０   金属板
２２   流体流路
３０   流体供給部
３２   流体排出部
３４   管体
３６   流体貯留部
３８   ポンプ
４０   温度センサ
【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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