(57)【要約】【課題】ゴムシートのゴム断面を可及的に小さくして水平剛性を小さくすると共に、鉛直荷重に対する確実な支持を可能にして、上下方向への変形を極力無くし、震動周期を長周期化することができる積層ゴム支承型の免震支持装置を提供する。【解決手段】鋼板とゴムシートの積層体のおよそ中央部に鉛直方向に貫通する空洞部が設けられ、前記空洞部内の中央部には、前記積層体の内壁面との間に一定のクリアランスを設けて、当該積層体の水平変形に追従するように、複数の薄板材を積層して成る座屈防止用積板材が、上部取付板の位置よりは若干低いせいで下部取付板に設置されていると共に、同空洞部内に非圧縮性物質が充満されている。【選択図】図１
2004125109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部取付板と下部取付板との間に鋼板とゴムシートとを交互に柱状に積層し接着して成る免震支持装置において、
鋼板とゴムシートの積層体のおよそ中央部に鉛直方向に貫通する空洞部が設けられていること、
前記空洞部内の中央部には、前記積層体の内壁面との間に一定のクリアランスを設けて、当該積層体の水平変形に追従するように、複数の薄板材を積層して成る座屈防止用積板材が、上部取付板の位置よりは若干低いせいで下部取付板に設置されていると共に、同空洞部内に非圧縮性物質が充満されていることを特徴とする、免震支持装置。
【請求項２】
座屈防止用積板材を構成する複数の薄板材同士の面間には、非圧縮性物質が潤滑剤として介在されていることを特徴とする、請求項１に記載した免震支持装置。
【請求項３】
座屈防止用積板材を構成する複数の薄板材同士の面間には、非圧縮性物質を潤滑剤として介在させるスペーサーが設けられていることを特徴とする、請求項１に記載した免震支持装置。
【請求項４】
座屈防止用積板材を構成する薄板材は、金属製、高分子材料製、又はセラミックス製であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載した免震支持装置。
【請求項５】
鋼板とゴムシートの積層体の空洞部内壁面には、非圧縮性物質の漏れ防止用シールが設けられていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一に記載した免震支持装置。
【請求項６】
上部取付板には、座屈防止用積板材を出し入れできる大きさの蓋が設けられていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一に記載した免震支持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、上部取付板と下部取付板との間に鋼板とゴムシートとを交互に柱状に積層し接着して成る積層ゴム支承型免震支持装置の技術分野に属し、更に云えば、直下型の大地震時にも建物重量を安定して支持できる鉛直荷重支持性能を有し、かつ水平剛性が小さい免震支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
免震支持装置に使用する積層ゴム支承の構成は、鋼板と薄いゴムシートとを交互に柱状に積層し接着して成り、鉛直方向の剛性は高く、水平方向の剛性は小さい性能を有する。
【０００３】
しかし、近年、建物の超高層化に伴う単位面積当たりの建物重量の増大が原因で、積層ゴム支承の面圧が大きくなり、ゴムシートが座屈して建物重量を安定して支持することができないという問題が生じている。とはいえ、ゴムシートの座屈を回避するべくゴム断面積を必要な大きさにすると、水平剛性が大きくなるという問題がある。
【０００４】
要するに、従来の積層ゴム支承型の免震支持装置は、免震性能として実施可能な周期に限界がある。よって、建物重量の増大化に対応するためには、従来の積層ゴム支承型の免震支持装置と略同等の鉛直荷重支持性能を有すると共に、小さな水平剛性を発揮する免震支持装置、即ち大重量用で長周期の免震支持装置を実現することが急務とされている。
【０００５】
大重量用で長周期の免震支持装置の水平剛性を小さくするため、鋼板とゴムシートの積層体に空洞部を設け、該空洞部に種々な工夫を施す技術が、下記するように、種々開示され、実施に供されている。
【０００６】
（１）ゴムシートにのみ複数の空洞部が形成され、同空洞部内に非圧縮性流体が充填され封入された構成の免震支持装置が知られている。これは、従来の空洞部のない積層ゴム支承型の免震支持装置と比して、ゴムシートの断面積を小さくした分の水平剛性を小さくできる。しかも鋼板には空洞部を形成しないので鉛直荷重支持性能が低下する虞もなく、免震支持装置の長周期化を実現できるように見える（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
（２）また、鋼板とゴムシートの積層体の平面上の任意の位置に鉛直方向に貫通する貫通孔を複数個設け、当該貫通孔に液体等の充填材を充填して密閉した構成の免震支持装置も知られている。これは、従来の空洞部のない積層ゴム支承型の免震支持装置と比して、孔部を設けることによりゴムシートの断面積を小さくして水平剛性を小さくでき、また、充填材が鉛直荷重を一部負担するので、免震支持装置の長周期化を実現できるように見える（例えば、特許文献２参照。）。
【０００８】
（３）その他、本出願人が提案した、後述する特願２００１−３７７３０７号の免震支持装置もある。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−８６４０号公報（第２−３頁、図１）
【特許文献２】
特開２００１−８２５３９号公報（第２−３頁、図１）
【００１０】
【本発明が解決しようとする課題】
上記（１）の従来技術は、ゴムシートにのみ空洞部を形成し、鋼板に空洞部を形成しないので、個々のゴムシートに設けた空洞部毎に充填作業を施す必要があり、手間も掛かるしコストも嵩む。また、免震支持装置全体の構造が複雑で故障し易く、一旦故障すると直しづらいという問題があった。
【００１１】
上記（２）の従来技術は、免震支持装置を長周期化する観点から検討すると、水平剛性を小さくできるものの、鋼板にゴムシートと同大の孔部を形成するため、鉛直荷重支持性能の低下をきたす虞があった。
【００１２】
本出願人は、上記の問題を解決するべく、先の特願２００１−３７７３０７号明細書及び図面に記載したような免震支持装置を提案した。
【００１３】
この免震支持装置は、前記明細書の請求項１と図１に特に記載しているように、鋼板に非圧縮性物質を通すに足る程度の小径の孔を設け、ゴムシートに水平剛性を小さくするに足る程度の大径の孔を設け、前記各孔を連通させて一連の空洞部を形成し、該空洞部に非圧縮性物質を充填する構造として、上記問題点をすべて解決した。
【００１４】
しかしながら、この免震支持装置は、万一、直下型の大地震が発生した際に非圧縮性物質が十分に働かなかった場合には、上下方向に大きく変形する虞がある。その際に、免震支持装置を構成するゴムシートが座屈しないまでも漏れ防止用シールが切断して液漏れを生じさせる虞もある等、万全とは云い難く、改善する余地が残されている。
【００１５】
したがって、本発明の目的は、ゴムシートのゴム断面を可及的に小さくして水平剛性を小さくすると共に、鉛直荷重に対する確実な支持を可能にして、上下方向への変形を極力無くし、震動周期を長周期化することができる積層ゴム支承型の免震支持装置を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る免震支持装置は、
上部取付板と下部取付板との間に鋼板とゴムシートとを交互に柱状に積層し接着して成る免震支持装置において、
鋼板とゴムシートの積層体のおよそ中央部に鉛直方向に貫通する空洞部が設けられていること、
前記空洞部内の中央部には、前記積層体の内壁面との間に一定のクリアランスを設けて、当該積層体の水平変形に追従するように、複数の薄板材を積層して成る座屈防止用積板材が、上部取付板の位置よりは若干低いせいで下部取付板に設置されていると共に、同空洞部内に非圧縮性物質が充満されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載した免震支持装置において、
座屈防止用積板材を構成する複数の薄板材同士の面間には、非圧縮性物質が潤滑剤として介在されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載した免震支持装置において、
座屈防止用積板材を構成する複数の薄板材同士の面間には、非圧縮性物質を潤滑剤として介在させるスペーサーが設けられていることを特徴とする。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一に記載した免震支持装置において、
座屈防止用積板材を構成する薄板材は、金属製、高分子材料製、又はセラミックス製であることを特徴とする。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一に記載した免震支持装置において、
鋼板とゴムシートの積層体の空洞部内壁面には、非圧縮性物質の漏れ防止用シールが設けられていることを特徴とする。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一に記載した免震支持装置において、
上部取付板には、座屈防止用積板材を出し入れできる大きさの蓋が設けられていることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施形態、及び実施例】
図１Ａ〜Ｃは、請求項１に記載した免震支持装置１０の実施形態を示している。
【００２３】
この免震支持装置１０は、水平剛性を小さくするべく、鋼板１とゴムシート２の積層体１１の中央部に空洞部９を設け、該空洞部９に工夫を施して、直下型の大地震時にも建物重量を安定して支持することができる十分な鉛直荷重支持性能を有する免震支持装置１０、すなわち長周期の免震支持装置を実現しようとする技術的思想に立脚している。
【００２４】
前記免震支持装置１０は、上部取付板４と下部取付板５との間に複数の鋼板１と複数のゴムシート２とを交互に柱状に積層し接着して成り、前記鋼板１と前記ゴムシート２の積層体１１のおよそ中央部に鉛直方向に貫通する空洞部９が設けられ、該空洞部９は、前記上部取付板４と下部取付板５で密閉状態とされている。
【００２５】
また、前記密閉状態とされた空洞部９内の中央部には、前記積層体１１の内壁面との間に一定のクリアランスＸを設けて、当該積層体１１の水平変形に追従するように、複数の薄板材３ａを積層して成る座屈防止用積板材３が、上部取付板４の位置よりは若干（図示例では２ｍｍ程度。図中の符号Ｙ参照）低いせいで下部取付板５に設置されていると共に、同空洞部９内に非圧縮性物質６が充満されている（請求項１記載の発明）。
【００２６】
要するに、この積層ゴム支承型の免震支持装置１０は、通常時には、前記上部取付板４と前記座屈防止用積板材３とは一切接触しておらず、両者の面間（符号Ｙ。以下、クリアランスＹと云う。）には非圧縮性物質が充填されている構成とすることを特徴としている。
【００２７】
即ち、前記免震支持装置１０は、長周期の免震支持装置１０を実現するために、前記積層体１１に空洞部９を設けて水平剛性を小さくし、該空洞部９内には座屈防止用積板材３を設置すると共に非圧縮性物質６を充満させることで、当該非圧縮性物質６の圧力によって、空洞部９を設けたことによる鉛直荷重支持性能の低減を防止する構成としている。また、この免震支持装置１０は、万一、直下型の大地震が発生する等して前記非圧縮性物質６が抜けて鉛直荷重支持性能が低減した場合は、前記クリアランスＹが消滅して、座屈防止用積板材３が前記上部取付板４を直接支持することにより、該座屈防止用積板材３が鉛直荷重支持性能の低減を防止する、いわゆる上下２段構えの構成としているのである。
【００２８】
前記空洞部９は、前記座屈防止用積板材３を十分に収容できる大きさとされ、該座屈防止用積板材３は、前記非圧縮性物質６が抜けた場合に前記積層体１１と共に十分な鉛直荷重支持性能を発揮できることを構造力学上の条件とする。
【００２９】
前記座屈防止用積板材３を構成する薄板材３ａは、低摩擦性の金属製で実施されているがこれに限定されず、高分子材料製、又はセラミックス製で略同様に実施することができる（請求項４記載の発明）。また、複数の薄板材３ａ同士の摩擦をより低減させるべく、座屈防止用積板材３の設置作業の際に、薄板材３ａ同士の面間に、非圧縮性物質を潤滑剤として介在させて施工することが好ましい（請求項２記載の発明）。なお、この場合には、図示は省略するが、前記座屈防止用積板材３を構成する複数の薄板材３ａ同士の面間にスペーサーを設けて実施すると、恒久的に非圧縮性物質６を介在させることができるので、確実に摩擦力を低減できる座屈防止用積板材３を実現でき、免震支持装置１０全体の動きをよりスムーズにすることができて好ましい（請求項３記載の発明）。
【００３０】
前記非圧縮性物質６は、水平剛性をもたない水などが好適に使用されるが、水に限定されるものではなく、シリコンオイルなど、鋼板１やゴムシート２に化学的・物理的な変化を及ぼさず発火性や引火性のないものであれば略同様に実施することができる。液体の他、粉体、粒体、樹脂、リサイクル材及び他の非圧縮性で難燃性の液体との混合物であっても良い。比熱の大きい材料を充填して耐火性能を持たせても良い。
【００３１】
因みに、図１中の符号７は、取付用ボルト孔を示しており、符号８は、座屈防止用積板材３を出し入れできる大きさの蓋を示しており（請求項６記載の発明）、符号１２は前記蓋８を取り付けるためのボルト孔を示している。なお、前記上部取付板４における前記蓋８との当接部には液漏れ防止用のＯリングを取り付けて実施することが好ましい。
【００３２】
したがって、上記構成の免震支持装置１０によれば、従来の積層ゴム支承型の免震支持装置と比して、空洞部９を設けた大きさだけ鋼板１とゴムシート２の断面積を小さくでき、それに伴い水平剛性を小さくすることができる。また、通常時は、空洞部９に充満している非圧縮性物質６の圧力により前記積層体１１と共に十分な鉛直荷重支持性能を発揮することができ、前記座屈防止用積板材３は、図２Ａ、Ｂに示したように、前記積層体１１の水平変形に追従するように水平変形する。更に、直下型の大地震が発生する等して、万一、前記非圧縮性物質６が抜けた場合は、前記座屈防止用積板材３が前記上部取付板４を直接支持することにより、当該座屈防止用積板材３が前記非圧縮性物質６が分担していた鉛直荷重を請け負い、前記積層体１１と共に十分な鉛直荷重支持性能を発揮することができ、当該座屈防止用積板材３は、図３Ａ、Ｂに示したように、前記上部取付板４を支持しつつ前記積層体１１の水平変形に追従するように水平変形する。
【００３３】
要するに、本発明に係る免震支持装置１０は、万一、直下型の大地震が発生する等して前記非圧縮性物質６が抜けた場合でも、上部取付板４と座屈防止用積板材３との間の数ｍｍ程度の沈みしか生じない、フェールセーフ機構を実現できるのである。
【００３４】
以上に図面に基づいて説明したが、本発明は、図示例の限りではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むことを念のために言及する。
【００３５】
例えば、図４に示したように、免震支持装置１０がより確実且つ恒久的に鉛直荷重支持性能を保持するべく、前記積層体１１の空洞部９の内壁面に非圧縮性物質の漏れ防止用シール１３を設けて実施することもできる（請求項５記載の発明）。また、図５に示したように、前記積層体１１の外壁面に前記鋼板１の防錆用の被覆ゴム１４を取り付けて実施しても良い。更に、図示は省略するが、免震支持装置１０や空洞部９の平面形状は、円形に限らず、方形状、多角形状など任意の形状で実施することができる。
【００３６】
その他、前記空洞部９内の非圧縮性物質６が損失して不足する場合等に作動する与圧装置を更に備えることで、所定の圧力を常に一定に保つことが可能となり、安定した鉛直支持力を恒久的に保持する長周期の免震支持装置を実現することができる。
【００３７】
【本発明の奏する効果】
請求項１〜６に記載した発明に係る免震支持装置によれば、下記する効果を奏する。
１）従来の積層ゴム支承型の免震支持装置と比して、空洞部の大きさだけ鋼板とゴムシートの断面積を小さくでき、それに伴い水平剛性を小さくすることができる。
２）通常時は、空洞部に充満している非圧縮性物質の圧力により前記鋼板とゴムシートの積層体と共に十分な鉛直荷重支持性能を発揮することができる。
３）直下型の大地震が発生する等して、万一、非圧縮性物質が抜けた場合は、座屈防止用積板材が上部取付板を直接支持することにより、当該座屈防止用積板材が前記非圧縮性物質が分担していた鉛直荷重を請け負い、前記積層体と共に十分な鉛直荷重支持性能を発揮することができる。
４）要するに、本発明に係る免震支持装置は、万一、直下型の大地震が発生する等して前記非圧縮性物質が抜けた場合でも、上部取付板と座屈防止用積板材との間の数ｍｍ程度の沈みしか生じないので、上下方向への変形を極力無くすことができ、免震支持装置を構成するゴムシートの座屈や漏れ防止用シールの切断を完全に防止することができる、フェールセーフ機構を実現できる。
５）したがって、水平剛性を小さくでき、恒久的に鉛直荷重支持性能を効率良く発揮することができる、非常にシンプルな構造で経済的にも大変優れた、長周期の免震支持装置を実現することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａは、本発明に係る免震支持装置の実施形態を示した立面図であり、Ｂは、ＡのＡ−Ａ線矢視図であり、Ｃは、ＡのＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図２】Ａ、Ｂは、通常時の免震支持装置の水平変形状態を概略的に示した立面図である。
【図３】Ａ、Ｂは、非圧縮性物質が抜けた場合の免震支持装置の水平変形状態を概略的に示した立面図である。
【図４】本発明に係る免震支持装置の異なる実施形態を示した部分断面図である。
【図５】本発明に係る免震支持装置の異なる実施形態を示した部分断面図である。
【符号の説明】
１　　鋼板
２　　ゴムシート
３　　座屈防止用積板材
３ａ　薄板材
４　　上部取付板
５　　下部取付板
６　　非圧縮性物質
７　　取付用ボルト孔
８　　蓋
９　　空洞部
１０　　免震支持装置
１１　　積層体
１２　　蓋用ボルト孔
１３　　漏れ防止用シール
１４　　被覆ゴム
Ｘ　　水平方向のクリアランス
Ｙ　　鉛直方向のクリアランス
【図１】
2004125109.tif 000003
【図２】
2004125109.tif 000004
【図３】
2004125109.tif 000005
【図４】
2004125109.tif 000006
【図５】
2004125109.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成14年10月7日(2002.10.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
上部取付板と下部取付板との間に鋼板とゴムシートとを交互に積層し接着して成る積層体を有する免震支持装置において、
この積層体に鉛直方向に貫通する空洞部が設けられ、前記空洞部内には、前記積層体の内壁面との間に一定のクリアランスを設けて、当該積層体の水平変形に追従するように、複数の薄板材を積層して成る座屈防止用積板材が設置されていると共に、同空洞部内に非圧縮性物質が充満されていることを特徴とする、免震支持装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る免震支持装置は、
上部取付板と下部取付板との間に鋼板とゴムシートとを交互に積層し接着して成る積層体を有する免震支持装置において、
この積層体に鉛直方向に貫通する空洞部が設けられ、前記空洞部内には、前記積層体の内壁面との間に一定のクリアランスを設けて、当該積層体の水平変形に追従するように、複数の薄板材を積層して成る座屈防止用積板材が設置されていると共に、同空洞部内に非圧縮性物質が充満されていることを特徴とする。




【手続補正書】
【提出日】平成14年10月30日(2002.10.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
上部取付板と下部取付板との間に鋼板とゴムシートとを交互に柱状に積層し接着して成る免震支持装置において、
鋼板とゴムシートの積層体のおよそ中央部に鉛直方向に貫通する空洞部が設けられていること、
前記空洞部内の中央部には、前記積層体の内壁面との間に一定のクリアランスを設けて、当該積層体の水平変形に追従するように、複数の薄板材を積層して成る座屈防止用積板材が、上部取付板の位置よりは若干低いせいで下部取付板に設置されていると共に、同空洞部内に非圧縮性物質が充満されていることを特徴とする、免震支持装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る免震支持装置は、
上部取付板と下部取付板との間に鋼板とゴムシートとを交互に柱状に積層し接着して成る免震支持装置において、
鋼板とゴムシートの積層体のおよそ中央部に鉛直方向に貫通する空洞部が設けられていること、
前記空洞部内の中央部には、前記積層体の内壁面との間に一定のクリアランスを設けて、当該積層体の水平変形に追従するように、複数の薄板材を積層して成る座屈防止用積板材が、上部取付板の位置よりは若干低いせいで下部取付板に設置されていると共に、同空洞部内に非圧縮性物質が充満されていることを特徴とする。