(57)【要約】【課題】簡易な構成でロッキングを抑制可能な免震装置を提供する。【解決手段】鉛直用積層ゴム体２０及び取付プレート２２Ａの円中心部分には、鉛直用積層ゴム体２０を厚み方向（矢印Ｂ方向）に貫通する貫通穴２８が形成されている。貫通穴２８には、挿入凸部材３０が挿入されている。挿入凸部材３０は、円柱状とされ、一端部３０Ｂが取付プレート２２Ｂの上面に固定されると共に、他端部３０Ａが貫通穴２８から鉛直用積層ゴム体２０の外側へ突出されている。挿入凸部材３０の他端部３０Ａは、構造物５０の挿入穴５２に挿入される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平用ゴムと水平用金属板とが交互に積層された水平用積層ゴム体と、
前記積層方向に弾性変形可能な鉛直用弾性部材が設けられ、前記水平用積層ゴム体よりも鉛直方向の剛性が小さく、前記水平用積層ゴム体に前記積層方向と同方向に積層される鉛直用免震体と、
前記鉛直用弾性部材を貫通し、前記積層方向に沿って前記鉛直用弾性部材と並列に配置され、前記鉛直用弾性部材から外側へ突出して構造物に構成された支持穴に挿入される挿入凸部材と、
を備えた免震装置。
【請求項２】
前記鉛直用弾性部材は、前記水平用ゴムよりも厚みが厚い鉛直用ゴムで構成され、前記鉛直用免震体は、前記鉛直用ゴムと鉛直用金属板とが交互に積層されて構成された鉛直用積層ゴム体であること、を特徴とする請求項１に記載の免震装置。
【請求項３】
前記挿入凸部材は、振動が入力されていない状態で、前記鉛直用積層ゴム体と非接触であること、を特徴とする請求項２に記載の免震装置。
【請求項４】
前記鉛直用免震体は、前記鉛直用弾性体が上面に固定される基礎板を備え、
前記挿入凸部材の一端は前記基礎板に固定されていること、を特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の免震装置。
【請求項５】
前記鉛直用弾性部の外側に、前記鉛直用弾性部材と並列に配置され、前記鉛直用弾性部材から外側へ突出して構造物の水平方向の移動を規制する補強凸部材、を更に備えた請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の免震装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、免震装置に用いられる積層ゴム体、及び、この積層ゴム体を用い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。そして、この免震装置として、水平方向だけでなく鉛直方向の振動に対応する、いわゆる３次元免震装置が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
ところで、３次元免震装置では、鉛直方向に剛性の低い構成を有しているため、ロッキング現象が生じやすい。そのため、特許文献３では、ばねと油圧シリンダーでロッキングを抑制しているが、装置が大がかりとなってしまい、施工に手間がかかると共に、コストも高くなってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２６４６４３
【特許文献２】特開平６−３４６６２８
【特許文献２】特開２００４−６９０６７
【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、簡易な構成でロッキングを抑制可能な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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の第１の態様に係る免震装置は、水平用ゴムと水平用金属板とが交互に積層された水平用積層ゴム体と、前記積層方向に弾性変形可能な鉛直用弾性部材が設けられ、前記水平用積層ゴム体よりも鉛直方向の剛性が小さく、前記水平用積層ゴム体に前記積層方向と同方向に積層される鉛直用免震体と、前記鉛直用弾性部材を貫通し、前記積層方向に沿って前記鉛直用弾性部材と並列に配置され、前記鉛直用弾性部材から外側へ突出して構造物に構成された支持穴に挿入される挿入凸部材と、を備えている。
【０００７】
本発明の第１の態様では、水平用積層ゴム体と鉛直用免震体とが積層されている。鉛直用免震体は、水平用積層ゴム体よりも鉛直方向の剛性が小さく、主に鉛直方向の振動減衰機能を発揮する。
【０００８】
その一方で、鉛直用免震体は、鉛直方向に剛性の低い構成を有しており、ロッキング現象が生じやすいため、挿入凸部材が備えられている。挿入凸部材は、鉛直用弾性部材を貫通して、積層方向に沿って鉛直用弾性部材と並列に配置されている。そして、鉛直用弾性部材の外側へ突出して構造物に構成された支持穴に挿入される。このような挿入凸部材を、構造物の転倒モーメントに抗することの可能な剛性を有する部材とすることにより、簡易な構成で、鉛直用弾性部材の傾倒、及び、構造物の傾倒に対して反力を与えることができ、ロッキングを抑制することができる。
【０００９】
本発明の第２の態様に係る免震装置は、前記鉛直用弾性部材は、前記水平用ゴムよりも厚みが厚い鉛直用ゴムで構成され、前記鉛直用免震体は、前記鉛直用ゴムと鉛直用金属板とが交互に積層されて構成された鉛直用積層ゴム体であること、を特徴とする。
【００１０】
このように、鉛直用免震体を、鉛直用ゴムと鉛直用金属板とを交互に積層して、水平用積層ゴム体と同様の構成にすることができる。
【００１１】
本発明の第３の態様に係る免震装置は、前記挿入凸部材が、振動が入力されていない状態で、前記鉛直用積層ゴム体と非接触であること、を特徴とする。
【００１２】
このように、挿入凸部材を鉛直用積層ゴム体と非接触とすることにより、簡易に製造することができる。
【００１３】
本発明の第４の態様に係る免震装置は、前記鉛直用免震体は、前記鉛直用弾性体が上面に固定される基礎板を備え、前記挿入凸部材の一端は前記基礎板に固定されていること、を特徴とする。
【００１４】
このように、鉛直用弾性体が固定される基礎板に、挿入凸部材の一端を固定することにより、鉛直用弾性体を貫通する挿入凸部材を鉛直用弾性体と並列配置することができる。
【００１５】
本発明の第５の態様に係る免震装置は、前記鉛直用弾性部の外側に、前記鉛直用弾性部材と並列に配置され、前記鉛直用弾性部材から外側へ突出して構造物の傾倒を規制する補強凸部材、を更に備えたものである。
【００１６】
補強凸部材を、挿入鉛直用弾性部に並列に配置して、より強固に構造物の傾倒を規制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように本発明によれば、簡易な構成の検針装置で、ロッキングを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る免震装置の斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る免震装置の断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る免震装置を構造物と基礎との間に配置した状態を示す断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る免震装置の動作状態を示す断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る免震装置を構造物と基礎との間に配置した状態を示す断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る免震装置の上面図である。
【図７】比較例に係る免震装置の動作状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第１実施形態］
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。
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が示されている。免震装置１０は、水平用積層ゴム体１２、及び、鉛直用積層ゴム体２０を備えている。
【００２０】
水平用積層ゴム体１２は、複数枚の円板状の水平用金属板１８と、複数枚の円板状の水平用ゴム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。水平用金属板１８と水平用ゴム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、水平用ゴム１６だけでなく、水平用金属板１８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。
【００２１】
水平用金属板１８の外径は、水平用積層ゴム体１２の外径よりも小さくされており、水平用金属板１８の外縁には、円筒状に被覆ゴム１９が配置されている。この被覆ゴム１９によって水平用金属板１８が覆われており、水平用金属板１８が外部へ露出せず劣化が防止されている。
【００２２】
水平用積層ゴム体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。
【００２３】
取付プレート１４Ａ、１４Ｂはそれぞれ、地盤に設置される基礎５４（図３参照）、及び、鉛直用積層ゴム体２０の後述する取付プレート２２Ｂ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、水平用積層ゴム体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。
【００２４】
鉛直用積層ゴム体２０は、複数枚の円板状の鉛直用金属板２４と、複数枚の円板状の鉛直用ゴム２６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。鉛直用ゴム２６は、水平用ゴム１６よりも厚みが厚く、鉛直用積層ゴム体２０の鉛直方向の剛性は、水平用積層ゴム体１２の鉛直方向の剛性よりも小さく、固有振動周波数が小さくなっている。例えば、水平用ゴム１６の固有振動周波数は２〜４／ｓｅｃに、鉛直用積層ゴム体２０の固有振動周波数は０．３〜３／ｓｅｃに設定することができる。鉛直用金属板２４と鉛直用ゴム２６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、鉛直方向の剛性を小さくすることにより、の鉛直用積層ゴム体２０の鉛直方向（矢印Ｂ方向）の弾性変形により、振動の減衰機能を発揮することが可能になっている。
【００２５】
鉛直用積層ゴム体２０の厚み方向（矢印Ｂ方向）の両端側には、取付プレート２２Ａ、２２Ｂが固着されている。取付プレート２２Ａ、２２Ｂは、肉厚の円環状の鋼板で構成されている。
【００２６】
鉛直用金属板２４の外径は、鉛直用積層ゴム体２０の外径よりも小さくされており、鉛直用金属板２４の外縁には、円筒状に被覆ゴム２５が配置されている。この被覆ゴム２５によって鉛直用金属板２４が覆われており、鉛直用金属板２４が外部へ露出せず劣化が防止されている。取付プレート２２Ａ、２２Ｂはそれぞれ、構造物５０、及び、水平用積層ゴム体１２の取付プレート１４Ａに固定される。この状態で、鉛直方向の振動エネルギーが、鉛直用積層ゴム体２０の弾性変形によって一部吸収されるようになっている。
【００２７】
鉛直用積層ゴム体２０及び取付プレート２２Ａの円中心部分には、鉛直用積層ゴム体２０を厚み方向（矢印Ｂ方向）に貫通する貫通穴２８が形成されている。貫通穴２８には、挿入凸部材３０が挿入されている。挿入凸部材３０は、円柱状とされ、一端部３０Ｂが取付プレート２２Ｂの上面に固定されると共に、他端部３０Ａが貫通穴２８から鉛直用積層ゴム体２０の外側へ突出されている。挿入凸部材３０は、振動が入力されていない状態で、貫通穴２８を構成する鉛直用積層ゴム体２０の内壁とは非接触とされている。挿入凸部材３０は、一般構造用圧延鋼材／ＳＳ４００、溶接構造用圧延鋼材／ＳＭ４９０などの、剛性の高い金属材料で構成することができる。挿入凸部材３０の他端部３０Ａは、後述する、構造物５０の挿入穴５２に挿入される。
【００２８】
構造物５０には、その底部に挿入穴５２が構成されている。挿入凸部材３０の鉛直用積層ゴム体２０の外側への突出長Ｌは、挿入穴５２の深さよりも短くなっている。したがって、図３に示すように、構造物５０の下面に取付プレート２２Ａを固定して、挿入穴５２に挿入凸部材３０の取付プレート２２Ａから突出した部分をすべて挿入することができる。
【００２９】
挿入穴５２に挿入された挿入凸部材３０の他端部３０Ａは、挿入穴５２を構成する構造物５０の内面壁とは、振動が入力されていない状態で、非接触とされている。
【００３０】
次に、免震装置１０の作用について説明する。
【００３１】
免震装置１０は、構造物５０と基礎５４の間に配置されて、取付プレート１４Ｂが基礎５４に、取付プレート２２Ａが構造物５０の下面に固定される。そして、挿入凸部材３０は、構造物５０の挿入穴５２に挿入される。
【００３２】
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５４と構造物５０との水平方向の相対移動の際には、水平用積層ゴム体１２のせん断変形により、振動エネルギーの一部が吸収され、振動を減衰することができる。
【００３３】
鉛直方向の振動成分については、鉛直用積層ゴム体２０の鉛直方向の弾性変形により、一部が吸収され、振動を減衰することができる。このとき、挿入凸部材３０を備えず、単に鉛直用ゴム２６と鉛直用金属板２４を積層した積層体を鉛直方向の振動減衰に用いると、図７に示すように、構造物５０の転倒モーメントＭによって、鉛直用ゴム２６の弾性変形が偏り、ロッキングが生じる。
【００３４】
本実施形態のように、挿入凸部材３０を備えると、発生する構造物５０の転倒モーメントＭは、図４に示すように、挿入凸部材３０からの反力Ｆにより抑制される。したがって、構造物５０のロッキングを抑制することができる。
【００３５】
本実施形態の免震装置１０によれは、上記のように、挿入凸部材３０の一端部３０Ｂを鉛直用積層ゴム体２０に挿入して並列配置すると共に、他端部３０Ａを構造物５０の挿入穴５２に挿入するという簡易な構成で、ロッキングを抑制することができる。
【００３６】
なお、本実施形態では、鉛直用積層ゴム体２０を、鉛直方向の振動減衰のために用いたが、他の鉛直方向に弾性変形可能な部材、例えば、空気ばねなどのバネ類を、鉛直用積層ゴム体２０に代えて用いてもよい。
【００３７】
［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。本実施形態では、第１実施形態と同様の部分については、同一の符号を付して図示し、詳細な説明は省略する。
【００３８】
本実施形態では、補助凸部材３２を備えている点、及び、構造物５０への取り付け構造、が第１実施形態と異なり、その他の構成については、第１実施形態と同様である。
【００３９】
補助凸部材３２は、図５及び図６に示すように、円柱形状とされ、取付プレート２２Ｂの上面に４本立設されている。４本の補助凸部材３２は、取付プレート２２Ｂの外周縁に沿って等間隔で取付プレート２２Ｂの上面に固定されており、取付プレート２２Ａから上へ延出して、挿入凸部材３０と略同じ高さとされている。補助凸部材３２は、挿入凸部材３０と同様に、剛性の高い金属材料で構成することができる。
【００４０】
構造物５０は、底部に、被支持部５６が形成されている。被支持部５６は、構造物５０の下面から円柱状に突出され、中央に挿入穴５２が形成されている。
【００４１】
免震装置６０は、構造物５０の被支持部５６と基礎５４の間に配置されて、取付プレート１４Ｂが基礎５４に、取付プレート２２Ａが被支持部５６の下面に固定される。そして、挿入凸部材３０は、挿入穴５２に挿入される。
【００４２】
本実施形態においても、鉛直方向の振動成分については、鉛直用積層ゴム体２０の鉛直方向の弾性変形により、一部が吸収され、振動を減衰することができる。このとき、構造物５０の転倒モーメントＭは、挿入凸部材３０からの反力Ｆにより抑制される。さらに、本実施形態では、補助凸部材３２を備えているので、構造物５０の被支持部５６の傾倒をより確実に抑制することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１０   免震装置
１２   水平用積層ゴム体
１６   水平用ゴム
１８   水平用金属板
２０   鉛直用積層ゴム体
２４   鉛直用金属板
２６   鉛直用ゴム
２８   貫通穴
３０   挿入凸部材
３０Ａ 他端部
３０Ｂ 一端部
３２   補助凸部材
５０   構造物
５２   挿入穴
５４   基礎
６０   免震装置
【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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