(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
免震対象物とその支持構造物との間に介装される免振装置のダンパーにおいて、
複数の板材が重ね合わされ所定の方向に互いに摺動しつつ移動可能にボルト・ナット接合され、それらの重合部に前記ボルトによって前記板材同士に圧接力を付与する皿ばねを備えて摩擦ダンパーを構成し、互いに圧接し合う前記板材同士はそれぞれ前記移動方向の相反する側の端部に結合部を備え、この結合部が前記免震対象物と前記支持構造物とにそれぞれ回動自在に取り付けられており、
前記板材は前記両結合部間の全域にわたって重合され、この重合部分に前記ボルト・ナットおよび皿ばねが備えられるとともに前記摩擦ダンパーは前記板材の座屈変形を防止する鋼管でその外周を覆われており、
前記複数の板材は、他の板材より幅広く形成された板材を有し、
前記鋼管は、前記幅広く形成された板材の側部に溶接され一体をなしていることを特徴とする免振装置のダンパー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、免震対象物とその支持構造物との間に介装される免振装置のダンパーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、地震や生活振動などが入力されるのを遮断または低減するのに免震装置が用いられるが、この免震装置は、免震対象物を長周期性をもって支持する支承要素と、振幅（変位量）を抑制するバネ要素と、振動を減衰するダンパー要素とを備えて構成される。上記支承要素としては滑り支承や転がり支承等があり、上記バネ要素としてはコイルバネ等があり、上記ダンパー要素としてはオイルダンパーや摩擦ダンパー等がある。
【０００３】
例えば、免振対象物となる上部構造体と下部構造体との間に上記支承要素と上記バネ要素とを兼ねた積層ゴムと摩擦ダンパーとが介装された免震装置がある。この摩擦ダンパーは、上部構造体から下方に突設された支承体とその下端部と対向する下部構造体の上面に設けられた摩擦材とで構成されている。即ち、上部構造体は積層ゴムと支承体とで支持されており、地震等によって積層ゴムが変形しつつ水平方向に変位すると、前記支承体は摩擦材上を滑動しその変位エネルギーを摩擦による熱エネルギー等に変換して振動を吸収する摩擦ダンパーを構成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記免震装置にあっては、この摩擦ダンパーを構成する支承体も上部構造体を支持しているため装置自身が大型化し、その設置には大がかりな作業が必要となる。また、上部構造体及び下部構造体そのものが摩擦ダンパーを構成するので、摩擦ダンパーは上部構造体及び下部構造体の一部として現場で施工せざるを得ない。このため、施工性が悪く多大な手間と時間がかかるという課題がある。
【０００５】
さらに、この摩擦ダンパーの摩擦力は上部構造体の重量に起因し、この重量は前記積層ゴムと前記支承体とに分散して作用するため、支承体側にかかる重量を所定の荷重に安定させて設定することが難しく、所望の免震効果を得ることができないという課題があった。
【０００６】
また、摩擦ダンパーに代えてオイルダンパーを使用すると比較的容易に取り付けられるものもあるが、封入されたオイルが漏れた場合には再充填する必要があるとともに、運搬時の積載方法や転倒等によって本来の性能が発揮できなくなる場合があるという課題があった。
【０００７】
そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑みて成されたもので、安定した性能を確保し、免震対象物とその支持構造物との間に容易に組み込むことができる免震装置のダンパーを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために請求項１に示す発明は、免震対象物とその支持構造物との間に介装される免振装置のダンパーにおいて、複数の板材が重ね合わされ所定の方向に互いに摺動しつつ移動可能にボルト・ナット接合され、それらの重合部に前記ボルトによって前記板材同士に圧接力を付与する皿ばねを備えて摩擦ダンパーを構成し、互いに圧接し合う前記板材同士はそれぞれ前記移動方向の相反する側の端部に結合部を備え、この結合部が前記免震対象物と前記支持構造物とにそれぞれ回動自在に取り付けられており、前記板材は前記両結合部間の全域にわたって重合され、この重合部分に前記ボルト・ナットおよび皿ばねが備えられるとともに前記摩擦ダンパーは前記板材の座屈変形を防止する鋼管でその外周を覆われており、前記複数の板材は、他の板材より幅広く形成された板材を有し、前記鋼管は、前記幅広く形成された板材の側部に溶接され一体をなしていることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、免震装置を構成するダンパーを単体で機能する摩擦ダンパーとすることができるため現場で組み立てる必要はなく、例えば工場等の設備の整った場所で摩擦ダンパーを組み立てることができる。したがって、容易にかつ短時間で摩擦ダンパーを組み立てることができるとともに、機械作業によって皿ばねの付勢力を調節して所望の摩擦力が作用する摩擦ダンパーを構成することができる。また、この摩擦ダンパーには両端部に結合部が設けられているので、摩擦ダンパーでありながらオイルダンパーのように免震対象物とその支持構造物との間に容易に取り付けることができる。
【００１１】
また、ボルトや皿ばねは板材の全域に分散されて配設されるので摩擦ダンパーが局部的に大型化することはなく、設置個所を選ばず狭い設置スペースであっても取り付けることができる。
【００１２】
さらに、相対変位する板材は鋼管によって座屈変形が防止されるので、安定したダンパー性能を確保することができ、またこの鋼管によって皿ばねおよびボルトナットが覆われて外部に露出しないので、露出する部分であっても適用することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の免震装置のダンパーに適した免震構造の一実施形態を示す概略図、図２はダンパーの平断面図、図３は図２の側断面図、図４は図２のＡ−Ａ断面図である。
【００１４】
本発明の免震装置のダンパーは、例えば建物の上部基礎１２と下部基礎１６との間に積層ゴム１４とともに介装され、上部基礎１２と下部基礎１６とからそれらの対向する側に向かってそれぞれ突設された上下の固定部材２０に回動自在にピン結合され、建物に入力される振動エネルギーなどの外力を吸収する摩擦ダンパー３０である。ここで、積層ゴム１４と摩擦ダンパー３０とは上部基礎１２と下部基礎１６との間に多数備えられ、複数の摩擦ダンパー３０はそれぞれ対をなして直交する方向に向けられて設置されていることが望ましい。
【００１５】
この摩擦ダンパー３０は、前記下固定部材２０ａに取り付けられる下ダンパーユニット３２と、前記上固定部材２０ｂに取り付けられる上ダンパーユニット３８とで構成されている。
【００１６】
下ダンパーユニット３２は短冊状の板材でなる３枚の圧接板３４とこれら圧接板３４を一体として固定部材２０に結合する結合部材３６とで構成されている。
【００１７】
前記３枚の圧接板３４は、その板面が互いに対向され適宜間隔を隔てた状態で、それらの長手方向の一方の端部が結合部材３６に溶接されている。
【００１８】
結合部材３６は、前記固定部材２０を挟む２枚の軸受け板３６ａとこれら軸受け板３６ａの一端を間隔を隔てて接合する接合部３６ｂとで構成され、この接合部３６ｂに軸受け板３６ａと反対側から前記圧接板３４が溶接されている。前記軸受け板３６ａには、この下ダンパーユニット３２を固定部材２０にピン接合するための貫通孔３６ｃが設けられ、この貫通孔３６ｃには固定部材の開口２０ｃと共に回動軸４４が挿通される。
【００１９】
前記上ダンパーユニット３８は、前記下ダンパーユニット３２と同様の板材でなり間隔を隔てた２枚の圧接板４０とそれらの一端部に設けられた前記結合部材３６とで構成されている。結合部材３６には下ダンパーユニット３２と同様にその接合部３６ｂに軸受け板３６ａと反対側から前記圧接板４０が溶接されている。
【００２０】
前記下ダンパーユニット３２の３枚の圧接板３４間にそれぞれ、前記上ダンパーユニット３８の２枚の圧接板４０が挿入されて５枚の圧接板３４、４０は重合されている。下ダンパーユニット３２の圧接板３４にはそれぞれ幅方向の中央に位置させて、長手方向に適宜間隔を隔ててボルト４６が貫通される複数の挿通孔３４ａが設けられ、この挿通孔３４ａに対応させて上ダンパーユニット３８の圧接板４０には、その長手方向に沿わせて長穴４０ａが形成されている。重合された各圧接板３４、４０には、前記挿通孔３４ａおよび長穴４０ａを避けてそれぞれ摩擦板４８が固定されている。ここで、摩擦板４８は熱硬化型樹脂を結合材として、アラミド繊維，ガラス繊維，ビニロン繊維，カーボンファイバー，アスベストなどの繊維材料と、カシューダスト，鉛などの摩擦調整材と、硫酸バリュームなどの充填剤とからなる複合摩擦材料で形成され、一定の摩擦係数を有する摩耗の著しく少ない特性を備える。
【００２１】
前記５枚の圧接板３４、４０の重合部の挿通孔３４ａと長穴４０ａとにボルト４６を貫通させ、その突出した部分に７枚の皿ばね５０ａを重ね合わせた皿ばねユニット５０を挿通させてナット５２で締結し、皿ばねユニット５０を圧縮させる。この皿ばねユニット５０の圧縮による弾発力が各圧接板３４、４０間の摩擦板４８を押圧するように付勢する。
【００２２】
そして、建物が地震等によって水平方向に層間変位すると、この摩擦ダンパー３０は上ダンパーユニット３８と下ダンパーユニット３２とが水平方向に相対変位し、その変位エネルギーを摩擦によって消費して振動を減衰させる。このとき、ボルト頭部４６ａと圧接板３４間、皿ばねユニット５０と圧接板３４およびナット５２間には大型のワッシャ５４を介在させるとボルト軸力が確実に皿ばねユニット５０に入力され所定の摩擦力が得られやすい。
【００２３】
また、下ダンパーユニット３２には、これら圧接板３４、４０をその外部から覆う角形鋼管５６が設けられ、３枚の圧接板３４のうち真ん中に位置する圧接板３４ｂが他の圧接板３４ｃよりわずかに幅広く形成されこの圧接板３４ｂの側部に角形鋼管５６が溶接され一体をなしている。この角形鋼管５６は下ダンパーユニット３２と上ダンパーユニット３８とが相対変位する際にガイドとして作用しそれらの座屈変形を防止する機能を有している。すなわち、この摩擦ダンパー３０は外観上は角形鋼管５６の両端部に固定部材２０との結合部材３６を備えた形態をなしている。
【００２４】
この摩擦ダンパー３０は、工場等で組み立てられて現場に搬入され、下部基礎１２と上部基礎１６とに設けられた固定部材２０を結合部材３６の軸受け板３６ａ間に挟むように上下のダンパーユニット３２、３８を配設し、それら軸受け板３６ａと固定部材２０を貫通する回動軸４４で固定するだけで建物に取り付けることができる。本実施形態では、摩擦ダンパー３０を水平方向の荷重に作用するように設置した例を示したが、これに限るものではない。
【００２５】
すなわち、本実施形態の摩擦ダンパー３０はユニットとして建物とは別体として構成することができるため、摩擦ダンパー３０を現場で組み立てる必要はない。したがって、工場等の充実した設備を使って容易にかつ短時間で摩擦ダンパー３０を組み立てることができるとともに、機械作業によって皿ばねユニット５０の付勢力を正確に調節し所望の摩擦力が作用する摩擦ダンパー３０を構成することができる。
【００２６】
また、摩擦ダンパー３０に押圧力を付勢する皿ばねユニット５０やボルト４６・ナット５２を圧接板３４、４０の全域にわたって分散させてたので、摩擦ダンパー３０が局部的に大型化することなく、狭い上部基礎１６と下部基礎１２との間であっても設置個所を選ばず容易に取り付けることができる。
【００２７】
さらに、摩擦ダンパー３０を構成する圧接板３４、４０の重合部は角形鋼管５６によってその変位方向にガイドされて座屈変形しないので、安定したダンパー性能および高い信頼性を確保することができる。また、その角形鋼管５６によって皿ばねユニット５０およびボルト４６・ナット５２が覆われて外部に露出しないので見映えがよく、露出する部分であっても摩擦ダンパー３０を備えることができる。
【００２８】
本実施形態においては、本摩擦ダンパー３０を建物の上部基礎１２と下部基礎１６との間に介装した免震装置に適用した例を示したがこれに限らず、橋梁や近接する構造物間、連絡通路の取り合い部分など、２つの構造物間に備えられる免震装置であれば適用することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の免震装置のダンパーは、構造物の一部として組み込まれることなく単体として構成される摩擦ダンパーなので、工場等で容易にかつ短時間で組み立てることができるとともに、機械作業によって所望の摩擦力に設定することができるとともに容易に設置することができる。
【００３０】
また、複数のボルトおよび皿ばねを前記板材の全域にわたって分散させたので、摩擦ダンパーが局所的に大型化せず狭い設置スペースであっても自由に組み込むことができる。
【００３１】
更に、前記摩擦ダンパーにはその外周を板材の座屈変形を防止する鋼管で覆うので、安定したダンパー性能を確保することができるとともに、美観を損ねることなく露出する部分にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の免震装置のダンパーに適した免震構造の一実施形態を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す摩擦ダンパーの平断面図である。
【図３】図２の側断面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
１２  下部基礎（支持構造物）
１６  上部基礎（免震対象物）
３０  摩擦ダンパー
３４  圧接板（板材）
３６  結合部材（結合部）
４０  圧接板（板材）
４６  ボルト
５０ａ  皿ばね
５６  角形鋼管（鋼管）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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