(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム層と補強板とを鉛直方向に交互に積層した積層ゴム部と、
該積層ゴム部を鉛直方向に貫通する貫通孔と、
該貫通孔に封入された円柱状の鉛プラグと、
該鉛プラグが発する熱を吸収する吸熱手段とを備え、
該吸熱手段は、前記鉛プラグに封入され、鉛直方向の軸線を有する、断面が矩形状のコイルであって、該コイルの外周面と前記補強板とが当接することを特徴とする鉛プラグ入り積層ゴム体。
【請求項２】
前記吸熱手段は、鉛よりも比熱容量が大きいことを特徴とする請求項１に記載の鉛プラグ入り積層ゴム体。
【請求項３】
前記吸熱手段は、鋼、銅及びアルミニウムから選択される少なくとも一以上の材料からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の鉛プラグ入り積層ゴム体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築構造物における免震構造に用いられる鉛プラグ入り積層ゴム体、特に超高層建築物に適用しても減衰機能を適正に維持することが可能な鉛プラグ入り積層ゴム体に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉛プラグ入り積層ゴム体は、例えば特許文献１に記載のように、ゴム板と鋼板とを積層し、内部に鉛プラグを埋設して形成される。この鉛プラグ入り積層ゴム体の上下にフランジプレートや厚肉鋼板等を取り付けた積層ゴム支承体を構造物と基礎の間に固定し、風や交通等による日常の低レベルの水平力に対しては鉛プラグの剛性によって抵抗し、地震等の大きな水平荷重をゴム板の弾性変形と、鉛プラグの塑性変形とにより減衰させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−０９６２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記積層ゴム支承体を近年増加傾向にある１００ｍを超えるような超高層建築物に適用すると、台風のような強風を繰り返し受けるような場合には、鉛プラグが変形して発熱し昇温する。鉛プラグの温度が上昇するとせん断応力が低下し、地震発生時に十分な減衰機能を得られない虞があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、超高層建築物等に適用しても減衰機能を適正に維持することが可能な鉛プラグ入り積層ゴム体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、本発明は、ゴム層と補強板とを鉛直方向に交互に積層した積層ゴム部と、該積層ゴム部を鉛直方向に貫通する貫通孔と、該貫通孔に封入された円柱状の鉛プラグと、該鉛プラグが発する熱を吸収する吸熱手段とを備え、該吸熱手段は、前記鉛プラグに封入され、鉛直方向の軸線を有する、断面が矩形状のコイルであって、該コイルの外周面と前記補強板とが当接することを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、前記吸熱手段によって鉛プラグの昇温を防止することができるため、鉛プラグのせん断応力の低下を防止し、減衰機能を維持することができる。また、吸熱手段を鉛直方向の軸線を有するコイルとすることで、鉛プラグの昇温を防止しながら水平方向の変位を吸収することもできる。さらに、コイルの断面を矩形状とし、コイルの外周面と補強板とを当接させることで、積層ゴム体の外部への放熱を促進させることができる。
【０００８】
上記鉛プラグ入り積層ゴム体において、前記吸熱手段の比熱容量を鉛よりも大きくすることができる。
【００１０】
前記吸熱手段を、鋼、銅及びアルミニウムから選択される少なくとも一以上の材料から形成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明の鉛プラグ入り積層ゴム体によれば、超高層建築物等に適用しても減衰機能を適正に維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る鉛プラグ入り積層ゴム体を備えた積層ゴム支承体の参考例を示す概略図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】図１の積層ゴム支承体の鉛プラグの内部に配置される吸熱手段としてのコイルを示す図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】図１の積層ゴム支承体の鉛プラグの内部に配置される吸熱手段としての複数の棒状体を示す図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図４】図１の積層ゴム支承体の鉛プラグの内部に配置される吸熱手段としてのコイルの他の例を示す図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係る鉛プラグ入り積層ゴム体（以下「積層ゴム体」と略称する。）を備えた積層ゴム支承体の参考例を示し、この積層ゴム支承体１は、ゴム層２と補強板３とが交互に積層され、上下に厚肉鋼板４、５を有する積層ゴム体６と、上下構造物に各々取り付けられる取付用鋼板７、８と、取付用鋼板７、８と厚肉鋼板４、５との間で水平力を伝達するとともに、積層ゴム体６の貫通孔６ａに鉛プラグ９を封入するために備えられたせん断キー１０、１１と、鉛プラグ９で生じた熱を吸収する吸熱手段としてのコイル１２と、取付用鋼板７、８と厚肉鋼板４、５とを緊結するボルト１３、１４と、取付用鋼板７、８を上下構造物に取り付けるためのねじ穴１５、１６とで構成される。
【００１５】
コイル１２は、鉛よりも比熱容量の大きい材料で、図２に示すように鉛直方向の軸線を有するコイル状に形成される。表１に示すように、鋼（炭素鋼０．５Ｃ以下）、アルミニウム、銅の比熱容量は鉛の２倍〜４倍程度であり、いずれもコイル１２の材質として適するが、市場価格を考慮して鋼を用いるのが好ましい。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
コイル１２の全体的な寸法、巻数及び線径は、鉛プラグ９の寸法や所望する吸熱効果に基づいて決定することができるが、例えば、コイル１２の材質を鋼（炭素鋼０．５Ｃ以下）とした場合、鉛プラグ９の体積の３分の１をコイル１２の体積で置き換えると、コイル１２全体の熱容量が５０％程度増加し、温度上昇をコイル１２を使用する前の７０％以下に抑えることができる。また、同時に、コイル１２によって積層ゴム支承体１に加わる水平方向の変位を吸収することもできる。
【００１８】
上記構成を有する積層ゴム支承体１を超高層建築物に適用すると、台風等の強風を繰り返し受けた場合でも、鉛プラグ９の変形に伴う温度上昇を小さく抑えることができ、鉛プラグ９のせん断応力の低下を防止し、地震発生時等に所定の減衰機能を発揮することができる。また、積層ゴム支承体１を超高層建築物以外の建築物に適用して鉛プラグ９の温度上昇を抑えることもできる。
【００１９】
図３は、吸熱手段として上記コイル１２に代えて複数の棒状体２２を用いた場合を示す。この棒状体２２の材質もコイル１２と同様に選定することができ、複数の棒状体２２の全体の体積をコイル１２全体の体積と同様とすることで、上記と同様の効果を奏する。
【００２０】
図４は、吸熱手段として上記コイル１２や棒状体２２に代えて、断面が矩形状のコイル３２を鉛プラグ９に内蔵する場合を示す。図示を省略するが、コイル３２の外周面と図１の補強板３とを当接させることで、積層ゴム体６の外部への放熱を促進させることができる。このコイル３２の材質や形状もコイル１２等と同様に選定することができる。
【００２１】
尚、上記実施の形態においては、吸熱手段として鉛よりも比熱容量の大きい固体を選定したが、その他の材質のものを選定することもでき、鉛プラグ９が発する熱を吸収することができれば足りる。
【００２２】
また、上記実施の形態においては、鉛プラグ９を１つ備える積層ゴム体６を例示したがが、複数の鉛プラグを備える積層ゴム体についても本発明を適用することでき、複数の鉛プラグの各々に上記吸熱手段を設けて各々の鉛プラグの減衰機能を適正に維持することができる。
【符号の説明】
【００２３】
１ 積層ゴム支承体
２ ゴム層
３ 補強板
４ 上側厚肉鋼板
５ 下側厚肉鋼板
６  積層ゴム体
７ 上側取付用鋼板
８ 下側取付用鋼板
９  鉛プラグ
１０ 上側せん断キー
１１  下側せん断キー
１２  コイル
１３、１４  ボルト
１５、１６  ねじ穴
２２  棒状体
３２  コイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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