(57)【要約】【課題】制振金属の疲労を短時間で回復して余震の揺れを確実に減衰する免震装置を得る。【解決手段】弾性変形し得るゴムリング１８と、剛性を維持する為の金属リング２０とが、交互に複数枚ずつ配置されて外側積層体１６が形成される。外側積層体１６の中心部分に、アルミニウムによって円筒状に形成された制振金属２２が嵌まり込むように配置されていて、この制振金属２２を形成するアルミニウムの純度を９９．９９５％以上としている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性を有した弾性板と剛性を有した硬質板とが交互に積層された形の積層体と、
積層体に並んで配置される制振金属と、
を有する免震装置であって、
制振金属が、純度９９．９９５％以上の金属材料により形成されることを特徴とする免震装置。
【請求項２】
制振金属が、純度９９．９９９％以上の金属材料により形成されることを特徴とする請求項１記載の免震装置。
【請求項３】
制振金属を形成する金属材料が、アルミニウムとされることを特徴とする請求項１或いは請求項２に記載の免震装置。
【請求項４】
ＪＩＳのＡ硬度で９０以上とされ且つ弾性限界での伸び量を２００％以上とした弾性樹脂製のバッファ材が、積層体と制振金属との間に配置されることを特徴とする請求項１記載の免震装置。
【請求項５】
バッファ材を形成する弾性樹脂が、ウレタン材とされることを特徴とする請求項４記載の免震装置。
【請求項６】
制振金属が、外周面に螺旋状に突出した突条を有した円筒形に形成されることを特徴とする請求項４或いは請求項５に記載の免震装置。
【請求項７】
積層体の両側部に連結板が配置され、制振金属の両端部がこの連結板にそれぞれ嵌合されて支持されることを特徴とする請求項４から請求項６の何れかに記載の免震装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制振金属の疲労を短時間で回復して余震の揺れを確実に減衰し得る免震装置震装置に関し、さらには環境に負荷を与えずに従来と同等以上の制振特性を有する免震装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、地震の揺れを低減する為に、建築物とこの建築物を支持する地盤との間に配置される免震装置が知られている。そして、この免震装置は、ゴム板と積層板とを積層した積層ゴムだけでなく、揺れに伴う振動を抑える為の制振金属をも構成部材としていて、これらの部材の複合的な作用で地震の揺れを減衰して低減し、建築物側に地震の揺れを伝達し難くしていた。
【０００３】
しかし、従来の免震装置の制振金属として、制振特性の面から一般に鉛材が使用されていたが、地震が生じて地震による大きな地震波が一旦発生した場合、繰り返しの変位を伴う大きな地震波の入力により、制振金属が疲労して制振特性が低下することがあった。そして、疲労回復特性の特に良好な鉛材であっても、制振特性を回復するのに例えば一ヶ月程度の時間を要する為、本震後に大きな余震が発生した場合、従来の免震装置では余震の揺れを十分に減衰できず、建築物に余震の揺れが直接伝達されていた。
【０００４】
他方、環境面への配慮が近年重要視されるのに伴い、制振金属を鉛材からアルミニウムやスズ等の他の金属材料に置き換えることが検討されるようになったが、これらの他の金属材料は、疲労回復特性が鉛材と比較して一層低いことから、単に置き換えて採用することは困難であった。
【特許文献１】特開平１−２５０５４７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上より、本震後に大きな余震が発生した場合でも、制振金属の疲労を短時間で回復して余震の揺れを十分に減衰できる免震装置を開発する必要性が生じていた。さらには、環境に負荷を与えずに高い制振特性を有する免震装置を開発する必要性も生じていた。
本発明は上記事実を考慮し、制振金属の疲労を短時間で回復して余震の揺れを確実に減衰し得る免震装置を提供することが目的であり、さらには環境に負荷を与えずに従来と同等以上の制振特性を有する免震装置を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る免震装置は、弾性を有した弾性板と剛性を有した硬質板とが交互に積層された形の積層体と、
積層体に並んで配置される制振金属と、
を有する免震装置であって、
制振金属が、純度９９．９９５％以上の金属材料により形成されることを特徴とする。
【０００７】
請求項１に係る免震装置の作用を以下に説明する。
本請求項の免震装置によれば、弾性を有した弾性板と剛性を有した硬質板とが交互に積層された形の積層体に並んで制振金属が配置されており、この制振金属が純度９９．９９５％以上の金属材料により形成される構成となっている。従って、本請求項に係る免震装置によれば、地震が生じた場合には、相互に並列的に配置されてそれぞれ変形する積層体と制振金属との間の複合的な作用で地震の揺れを減衰して低減し、建築物側に地震の揺れが伝達され難くなる。
【０００８】
そして、地震が生じて地震による大きな地震波が入力された後には、本請求項の免震装置であっても、地震波による繰り返し変位が入力されるのに伴い、積層体及び制振金属がこの変位の入力に合わせて変形する結果、制振金属が疲労して制振特性が低下する。
【０００９】
但し、純度９９．９９５％以上の金属材料により制振金属が形成されていることから、制振金属として従来一般的に使用されている純度９９．９９％程度の金属材料と比較して、延性が向上するだけでなく再結晶温度が低下して、本請求項で用いられる制振金属の疲労回復が常温であっても速まるようになる。このことから、本請求項の免震装置では、地震直後に短時間で当初の制振特性にまで復帰できるようになり、制振特性を安定的に保つことが可能となる。
【００１０】
以上より、本震後に大きな余震が発生した場合であっても、本請求項の免震装置によれば、制振金属の疲労が短時間で回復して当初の制振特性にまで復帰していることから、制振性能を十分且つ安定的に発揮して揺れを低減できるようになる。従って、本請求項によれば、余震による揺れを確実に減衰して建築物側に揺れが直接伝達されなくなる結果として、建築物の安全性が向上する。
【００１１】
請求項２に係る免震装置の作用を以下に説明する。
本請求項では請求項１と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、制振金属が純度９９．９９９％以上の金属材料により形成されるという構成を有している。つまり、本請求項では、制振金属を形成する金属材料の純度が９９．９９９％以上とされていることから、再結晶温度が更に低下して、本請求項で用いられる制振金属の疲労回復が一層速まり、より短時間で制振金属の疲労が回復されるようになる。
【００１２】
請求項３に係る免震装置の作用を以下に説明する。
本請求項では請求項１及び請求項２と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、制振金属を形成する金属材料が、アルミニウムとされるという構成を有している。
【００１３】
制振金属として従来用いられていた鉛材と比較して疲労回復特性が悪い金属材料であっても、純度を高めれば再結晶温度が低下して制振金属として採用可能となるので、本請求項では、本来的に再結晶温度があまり高くないアルミニウムの純度を９９．９９５％以上或いは９９．９９９％以上に高めて、制振金属として用いることにした。
【００１４】
従って、本請求項によれば、再結晶温度が常温以下にまで確実に低下して常温でも制振金属の疲労回復特性が高まることから、地震が生じた場合でも、地震直後に短時間であって確実に制振金属の疲労が回復されるようになる。この結果として、本請求項に係る免震装置は、鉛材を制振金属として用いずとも十分な疲労回復特性が得られるようになり、余震の際にも、環境に負荷を与えずに従来の免震装置と同等以上の制振特性を有するようになった。
【００１５】
請求項４に係る免震装置の作用を以下に説明する。
本請求項では請求項１と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、ＪＩＳのＡ硬度で９０以上とされ且つ弾性限界での伸び量を２００％以上とした弾性樹脂製のバッファ材が、積層体と制振金属との間に配置されるという構成を有している。
【００１６】
つまり、本請求項では、積層体と制振金属との間にバッファ材を配置し、このバッファ材がＪＩＳのＡ硬度で９０以上の弾性樹脂製とされたことで、高い硬度を有するバッファ材の存在によって、積層体の硬質板が制振金属に接触しないようになり、これに伴って積層体の硬質板の接触によって制振金属が損傷することが無くなる。すなわち、ＪＩＳのＡ硬度で９０未満の硬さのバッファ材では、硬さが不十分で硬質板が制振金属に接触する可能性が生じる結果として、制振金属に損傷が発生するおそれを有する。
【００１７】
また、このバッファ材が、弾性限界での伸び量を２００％以上とした弾性樹脂とされることで、大きな本震や余震の発生に伴う大きな積層体の変位にも対応できるようになった。すなわち、弾性限界での伸び量が２００％未満のバッファ材では、大きな積層体の変位に十分に対応できずにバッファ材が破損するおそれを有する。
【００１８】
以上より、本請求項に係る免震装置では、上記のように大きな積層体の変位に十分に対応できるバッファ材の存在により、制振金属が損傷することが無くなって、高減衰を生じさせつつも免震装置の耐久性が向上するようになる。
【００１９】
請求項５に係る免震装置の作用を以下に説明する。
本請求項では請求項４と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、バッファ材を形成する弾性樹脂が、ウレタン材とされるという構成を有している。つまり、本請求項では、バッファ材を形成する弾性樹脂をウレタン材としたことで、確実に請求項４の作用効果を奏することができる。
【００２０】
請求項６に係る免震装置の作用を以下に説明する。
本請求項では請求項４及び請求項５と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、制振金属が、外周面に螺旋状に突出した突条を有した円筒形に形成されるという構成を有している。
【００２１】
つまり、本請求項では、外周面に螺旋状に突出した突条を有した円筒形に、制振金属が形成されていることから、突条がバッファ材の内周面にくい込んで、制振金属とバッファ材との間にずれが生じにくくなる。この結果、大きな本震や余震の発生に伴う大きな積層体の変位にも対応できるという請求項４の作用効果をより高められるようになった。
【００２２】
請求項７に係る免震装置の作用を以下に説明する。
本請求項では請求項４から請求項６と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、積層体の両側部に連結板が配置され、制振金属の両端部がこの連結板にそれぞれ嵌合されて支持されるという構成を有している。つまり、本請求項では、制振金属の両端部が連結板にそれぞれ嵌合されて拘束されることで、本震や余震等の地震の発生の際に、制振金属がより確実に積層体の変形に追従できるようになる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように本発明の上記構成によれば、制振金属の疲労を短時間で回復して余震の揺れを確実に減衰し得る免震装置を提供できるという優れた効果を有するだけでなく、環境に負荷を与えずに従来と同等以上の制振特性を有する免震装置を提供できるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明に係る免震装置の第１の実施の形態を図１に基づき説明する。図１に示すように、本実施の形態に係る免震装置１０の上下部分をそれぞれ円板状に形成された連結板１２、１４が構成している。この内の下側の連結板１２が地盤と当接し、また上側の連結板１４が建築物の下部に当接するような構造になっている。
【００２５】
また、これら一対の連結板１２、１４の間には、中心部分に円筒形の中空部分を有するような円筒状の内周面１６Ａを備えつつ円筒状に形成された積層体である外側積層体１６が配置されている。この外側積層体１６は、リング状に形成されて弾性変形し得る弾性板であるゴム製のゴムリング１８と、リング状に形成されて剛性を維持する為の硬質板である金属製の金属リング２０とが、交互に複数枚ずつ配置された形の構造になっている。
【００２６】
一方、これら一対の連結板１２、１４は、外側積層体１６の上下端にそれぞれ加硫接着されて取り付けられている。また、これら一対の連結板１２、１４の中心には、それぞれ円形の貫通穴１２Ａ、１４Ａが形成されており、これら一対の連結板１２、１４の外周側にはねじ止め用のボルト穴１２Ｂ、１４Ｂがそれぞれ形成されている。
【００２７】
さらに、この外側積層体１６の中心部分の内部には、金属材料であるアルミニウムによって円筒状に形成された制振金属２２が嵌まり込むように配置されており、このアルミニウムの純度を９９．９９５％以上としている。つまり、本実施の形態に係る免震装置１０では、弾性変形し得る外側積層体１６に対して、高純度のアルミニウム製の制振金属２２が、並列的に配置された構造になっている。
【００２８】
次に、本実施の形態に係る免震装置１０の作用を以下に説明する。
本実施の形態の免震装置１０によれば、弾性を有したゴムリング１８と剛性を有した金属リング２０とが交互に積層されて外側積層体１６が円筒状に形成されている。この円筒状の外側積層体１６の中心部分に、純度９９．９９５％以上のアルミニウムにより円筒状に形成された制振金属２２が、この外側積層体１６と並ぶ形で配置されている。
【００２９】
従って、本実施の形態に係る免震装置１０によれば、地震が生じた場合には、相互に並列的に配置されてそれぞれ変形する外側積層体１６と制振金属２２との間の複合的な作用で地震の揺れを減衰して低減し、建築物側に地震の揺れが伝達され難くなる。
【００３０】
そして、地震が生じて地震による大きな地震波が入力された後には、本実施の形態の免震装置１０であっても、地震波による繰り返し変位が入力されるのに伴い、外側積層体１６及び制振金属２２がこの変位の入力に合わせて変形する結果として、制振金属２２が疲労して制振特性が低下する。
【００３１】
但し、純度９９．９９％以上のアルミニウムによって制振金属２２が形成されていることから、制振金属２２として従来一般的に使用されている純度９９．８％程度の金属材料と比較して、延性が向上するだけでなく再結晶温度が低下して、本実施の形態で用いられる制振金属２２の疲労回復が常温であっても速まるようになる。このことから、本実施の形態の免震装置１０では、地震直後に短時間で当初の制振特性にまで復帰できるようになり、制振特性を安定的に保つことが可能となる。
【００３２】
以上より、本震後に大きな余震が発生した場合であっても、本実施の形態の免震装置１０によれば、制振金属２２の疲労が短時間で回復して当初の制振特性にまで復帰していることから、制振性能を十分且つ安定的に発揮して揺れを低減できるようになる。従って、本実施の形態によれば、余震による揺れを確実に減衰して建築物側に揺れが直接伝達されなくなる結果として、建築物の安全性が向上する。
【００３３】
一方、制振金属として従来用いられていた鉛材と比較して疲労回復特性が悪い金属材料であっても、純度を高めれば再結晶温度が低下して制振金属２２として採用可能となるので、本実施の形態では、本来的に再結晶温度があまり高くないアルミニウムを採用し、このアルミニウムの純度を９９．９９５％以上に高めて、制振金属２２として用いることにした。
【００３４】
従って、本実施の形態によれば、再結晶温度が常温以下にまで確実に低下して常温での制振金属２２の疲労回復特性がより高まるようになる。この結果として、本実施の形態に係る免震装置１０は、鉛材を制振金属２２として用いずとも十分な疲労回復特性が得られるようになり、余震の際にも、環境に負荷を与えずに従来の免震装置と同等以上の制振特性を有するようになった。
【００３５】
また、本実施の形態では、外側積層体１６に並んで配置される円筒状の制振金属２２が、同じく円筒状に形成された外側積層体１６の内部に配置される形とされている為、いずれの方向から免震装置１０に揺れが加わった場合であっても、免震装置１０の制振特性に変化が無く、地震の揺れを一層確実に減衰して低減できるようになる。他方、円筒状の外側積層体１６内に制振金属２２が配置されることから、本実施の形態によれば、免震装置１０の省スペース化にも寄与することになる。
【００３６】
この一方、制振金属２２を純度９９．９９９％以上のアルミニウムを含む金属材料により形成すれば、金属材料の純度が更に高まるのに伴い再結晶温度が更に低下する。この結果として、本実施の形態で用いられる制振金属２２の疲労回復が一層速まり、より短時間で制振金属２２の疲労が回復されるようになる。
【００３７】
次に、本発明に係る免震装置の第２の実施の形態を図２に基づき説明する。尚、第１の実施の形態で説明した部材と同一の部材には同一の符号を付して、重複した説明を省略する。
図２示すように、本実施の形態では第１の実施の形態と同様に、免震装置１０の上下部分をそれぞれ円板状に形成された連結板１２、１４が構成している。これら一対の連結板１２、１４の間には、ゴムリング１８と金属板２０とを交互に積層して形成される外側積層体１６が配置されている。
【００３８】
但し、外側積層体１６の中心部分に存在する円筒形の中空部分が、第１の実施の形態のものより大径とされていて、外側積層体１６の中心部分内に配置された円筒状の制振金属２２との間に、リング状に形成されたウレタン材等の弾性樹脂製のバッファ材２４が嵌まり込むように配置されている。このバッファ材２４を形成する弾性樹脂は、ＪＩＳのＡ硬度で９０以上とされ且つ弾性限界での伸び量が２００％以上とされている。
【００３９】
つまり、バッファ材２４に応力を加えて変形させた場合でも、応力を取り除くと変形量が無くなる限界値である弾性限界が、本実施の形態に適用されるバッファ材２４では、こバッファ材２４の当初の長さの２倍以上の変形量とされる２００％以上の伸び量とされている。
【００４０】
一方、外側積層体１６の上下端にそれぞれ加硫接着されて取り付けられた一対の連結板１２、１４の中心には、それぞれ円形で第１の実施の形態と同一径の貫通穴１２Ａ、１４Ａが形成され、制振金属２２の両端部がこれら一対の連結板１２、１４に第１の実施の形態と同様に、嵌合されて支持されている。  
【００４１】
次に、本実施の形態に係る免震装置１０の作用を以下に説明する。
本実施の形態の免震装置１０によれば、第１の実施の形態と同様の構造とされていて、同様の作用効果を奏するが、本実施の形態では、更に外側積層体１６と制振金属２２との間にバッファ材２４を配置し、このバッファ材２４がＪＩＳのＡ硬度で９０以上のウレタン材等の弾性樹脂製とされている。
【００４２】
このことから、高い硬度を有するバッファ材２４の存在によって、外側積層体１６の金属リング２０が制振金属２２に接触しないようになり、これに伴って外側積層体１６の金属リング２０の接触によって、制振金属２２が損傷することが無くなる。すなわち、ＪＩＳのＡ硬度で９０未満の硬さのバッファ材２４では、硬さが不十分で金属リング２０が制振金属２２に接触する可能性が生じる結果として、制振金属２２に損傷が発生するおそれを有する。
【００４３】
具体的には、金属リング２０の内周面が強く接触して制振合金２２の表面に傷が付き、最終的に制振合金２２が金属リング２０によって切断された場合、免震装置１０により十分な制振特性が得られないようになる。
【００４４】
また、このバッファ材２４が、弾性限界での伸び量を２００％以上とした弾性樹脂とされていることから、大きな本震や余震の発生に伴う大きな外側積層体１６の変位にも対応できるようになった。すなわち、弾性限界での伸び量が２００％未満のバッファ材２４では、外側積層体１６の大きな変位に十分に対応できずにバッファ材２４が破損するおそれを有する。
【００４５】
以上より、本実施の形態に係る免震装置１０では、上記のように大きな外側積層体１６の変位に十分に対応できるバッファ材２４の存在により、制振金属２２が損傷することが無くなって、高減衰を生じさせつつも免震装置１０の耐久性が向上するようになる。
【００４６】
他方、外側積層体１６の両側部に配置された一対の連結板１２、１４に、制振金属２２の両端部がそれぞれ嵌合されて支持されて、制振金属２２の両端部が拘束されることで、本震や余震等の地震の発生の際に、両端部が連結板１２、１４と一体的に移動するのに伴って、制振金属２２が確実に外側積層体１６の変形に追従できるようにもなる。
【００４７】
次に、本発明に係る免震装置の第３の実施の形態を図３に基づき説明する。尚、第１の実施の形態で説明した部材と同一の部材には同一の符号を付して、重複した説明を省略する。
本実施の形態も第１及び第２の実施の形態と同様の構造を有し、同様の作用効果を奏するが、本実施の形態では、図３示すようにバッファ材２４を有する他、更に制振金属２２が、外周面に螺旋状に突出した突条２２Ａを有した円筒形に形成された構造になっている。
【００４８】
つまり、本実施の形態によれば、外周面に螺旋状に突出した突条２２Ａを有した円筒形に制振金属２２が形成されていることから、この突条２２Ａがバッファ材２４の内周面にくい込んで、制振金属２２とバッファ材２４との間にずれが生じにくくなる。この結果として、大きな本震や余震の発生に伴う大きな外側積層体１６の変位にも確実に対応できる為、第１及び第２の実施の形態の作用効果をより一層高められるようになった。
【００４９】
尚、上記各実施の形態では、制振金属用の金属としてアルミニウムを採用したが、スズを用いることにしても良い。この場合、通常のアルミニウムの再結晶温度が１５０〜２００℃であり、通常のスズの再結晶温度が０〜２５℃であるので、これらの金属材料の純度を高めることにより、容易に常温にまで再結晶温度が低下することになる。さらに、制振金属用の金属材料としては、上記の金属以外に、鉄、ニッケル、銅、マグネシウム、亜鉛等を採用することも考えられる。
【００５０】
また、第３の実施の形態では、制振金属２２の外周面に螺旋状に細く突出した突条２２Ａを有している構造としたが、この突条２２Ａの幅を広げるのに伴い、細い螺旋状の溝部が相対的に存在する形の構造としても良い。つまり、制振金属２２とバッファ材２４との間で、凹凸部分が逆の構造になっても良いことになる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る免震装置の一部破断した斜視図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る免震装置の一部破断した斜視図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る免震装置の一部破断した斜視図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０      免震装置
１６      外側積層体（積層体）
１８      ゴムリング（弾性板）
２０      金属リング（硬質板）
２２      制振金属
２２Ａ    突条
２４      バッファ材
【図１】
2007132499.tif 000003
【図２】
2007132499.tif 000004
【図３】
2007132499.tif 000005