(57)【要約】【課題】安定した減衰性能を得ることができると共に施工性が低下するのを防止することができる免震装置を提供することを目的とする。【解決手段】一対のフランジ板２，３の間に、硬質板４１と軟質板４２とが交互に積層されたせん断変形可能な積層体４が介在されており、少なくとも積層体４を積層方向に貫通する孔部１０が形成されていると共に、孔部１０の内側に振動を減衰させる減衰材５が収容されている免震装置１において、孔部１０の内側のうち、減衰材５の軸方向両側のうちの少なくとも一方側の部分に、減衰材５よりも線膨張係数の高い充填材６が充填されている。【選択図】図１
2012052644.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のフランジ板の間に、硬質板と軟質板とが交互に積層されたせん断変形可能な積層体が介在されており、
少なくとも該積層体を積層方向に貫通する孔部が形成されていると共に、該孔部の内側に振動を減衰させる減衰材が収容されている免震装置において、
前記孔部の内側のうち、前記減衰材の軸方向両側のうちの少なくとも一方側の部分に、該減衰材よりも線膨張係数の高い充填材が充填されていることを特徴とする免震装置。
【請求項２】
請求項１に記載の免震装置において、
前記孔部の内側のうち、前記減衰材の軸方向両側の部分に、前記充填材がそれぞれ充填されていることを特徴とする免震装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層体を備えた免震装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の免震装置として、従来、例えば下記特許文献１に記載されているような、ゴム等からなる軟質板と鋼板などからなる硬質板とを交互に積層した積層体（積層ゴム）に減衰材が貫設された免震装置が知られている。この免震装置には、積層体を積層方向に貫通する孔部が形成されており、その孔部の内側に減衰材が収容されている。減衰材は、振動を減衰させるダンパー部材であり、例えば前記した孔部の内側に圧入された鉛プラグ等である。また、上記した積層体は、その積層方向の両側にそれぞれ配設された一対のフランジ板の間に介在されている。そして、これら一対のフランジ板のうちの下側のフランジ板を基礎等の下部構造に固定させると共に上側のフランジ板を建物等の上部構造に固定させることで、下部構造と上部構造との間に免震装置が介装される。この免震装置によれば、積層体のせん断変形時に減衰材が塑性変形することにより振動エネルギーを吸収することができ、上部構造に伝達される振動を減衰させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１１５１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した従来の免震装置では、ゴム等からなる軟質板と鉛などからなる減衰材との線膨張係数が異なるため、環境温度に起因する積層体の温度変化によって孔部の充填率が変化するおそれがある。この孔部の充填率は免震装置の減衰性能に影響を与えるため、孔部の充填率が変化することで減衰性能が変化するおそれがある。例えば、積層体の温度が上昇すると、線膨張係数が大きいゴム製の軟質板が積層方向に膨張し、積層体の高さ寸法（積層方向の寸法）が大きくなり、孔部の内容積が大きくなる。このとき、鉛製の減衰材は上記軟質板に比べて線膨張係数が小さいため、温度上昇によって減衰材の長さ寸法（積層方向の寸法）が変化せず、或いは、仮に減衰材が膨張して長さ寸法が大きくなっても、減衰材の長さ寸法の増大量が積層体の高さ寸法の増大量に比べて小さくなる。その結果、孔部の内側のうち、減衰材の軸方向側の部分に空隙が生じ、孔部の充填率が低下する。そして、孔部の充填率の低下により、振動の減衰性能が低下することになる。このように従来の免震装置では、減衰性能の温度依存性が大きく、減衰性能が不安定であるという問題が存在する。
【０００５】
また、上記した従来の免震装置では、ゴム等からなる軟質板と鉛などからなる減衰材との線膨張係数が異なるため、環境温度に起因する積層体の温度低下によって免震装置が変形するおそれがある。すなわち、積層体の温度が低下すると、線膨張係数が大きいゴム製の軟質板が積層方向に収縮し、積層体の高さ寸法が小さくなる。このとき、鉛製の減衰材は上記軟質板に比べて線膨張係数が小さいため、温度低下によって減衰材の長さ寸法が変化せず、或いは、仮に減衰材が収縮して長さ寸法が小さくなっても、減衰材の長さ寸法の縮小量が積層体の高さ寸法の縮小量に比べて小さくなる。その結果、減衰材によって一対のフランジ板の中心部がそれぞれ突っ張られた状態となり、一対のフランジ板がそれぞれ曲面状に湾曲して免震装置が太鼓状に変形することになる。このように免震装置が変形すると、減衰性能に影響が出るだけでなく、施工性が低下するという問題が生じる。
【０００６】
本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、安定した減衰性能を得ることができると共に施工性が低下するのを防止することができる免震装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る免震装置は、一対のフランジ板の間に、硬質板と軟質板とが交互に積層されたせん断変形可能な積層体が介在されており、少なくとも該積層体を積層方向に貫通する孔部が形成されていると共に、該孔部の内側に振動を減衰させる減衰材が収容されている免震装置において、前記孔部の内側のうち、前記減衰材の軸方向両側のうちの少なくとも一方側の部分に、該減衰材よりも線膨張係数の高い充填材が充填されていることを特徴としている。
【０００８】
このような特徴により、積層体が温度変化によって膨張又は収縮して孔部の内容積が変化した場合、上記温度変化に伴い充填材が孔部内において膨張又は収縮する。これにより、上記温度変化による孔部の充填率の変化が抑制される。具体的に説明すると、積層体の温度が上昇すると、軟質板が積層方向に膨張して積層体の積層方向の寸法が大きくなり、孔部の内容積が増大する。このとき、熱膨張による減衰材の積層方向寸法の増大量が積層体の積層方向寸法の増大量に比べて小さくても、充填材が減衰材に比べて大きく熱膨張することで、孔部の充填率の低下が抑えられる。また、積層体の温度が低下すると、軟質板が積層方向に収縮して積層体の積層方向の寸法が小さくなる。このとき、熱収縮による減衰材の積層方向寸法の縮小量が積層体の積層方向寸法の縮小量に比べて小さくても、充填材が減衰材に比べて大きく熱収縮することで、孔部の充填率の上昇が抑えられると共に、フランジ板が減衰材によって突っ張られにくくなり、免震装置の変形が抑えられる。
【０００９】
また、本発明に係る免震装置は、前記孔部の内側のうち、前記減衰材の軸方向両側の部分に、前記充填材がそれぞれ充填されていることが好ましい。
これにより、積層体が温度変化によって膨張又は収縮して孔部の内容積が変化した場合、減衰材の軸方向両側の部分に配設された両側の充填材が上記温度変化に伴いそれぞれ膨張又は収縮する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る免震装置によれば、振動の減衰性能の温度依存性が小さくなり、安定した減衰性能を得ることができる。また、温度低下による免震装置の変形が抑制されるので、施工性が低下するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態を説明するための免震装置の破断斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態を説明するための免震装置の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る免震装置の実施の形態について、図面に基いて説明する。
【００１３】
図１に示す免震装置１は、基礎等の図示せぬ下部構造と建物本体等の図示せぬ上部構造との間に介装され、上部構造を下部構造に対して相対的に水平移動可能に支持する装置である。この免震装置１の概略構成としては、図１に示すように、上下に対向して配置された下フランジ板２及び上フランジ板３（本発明における一対のフランジ板）と、下フランジ板２と上フランジ板３の間に介在された積層体４と、積層体４に貫設されたプラグ５（本発明における減衰材）と、を備えている。
【００１４】
下フランジ板２は、下部構造に固定される固定部材であり、上フランジ板３は上部構造に固定される固定部材である。下フランジ板２及び上フランジ板３は、平面視円形の硬質板であり、例えば鋼板からなる。これら下フランジ板２及び上フランジ板３は、それぞれ積層体４の断面形状よりも大径に形成されており、これら下フランジ板２及び上フランジ板３の各外周部は、全周に亘って積層体４の径方向外側に向けて突出されている。また、下フランジ板２及び上フランジ板３の各外周部には、周方向に間隔をあけて複数の図示せぬボルト孔が形成されており、例えばアンカーボルト等を介して下部構造や上部構造にそれぞれ固定される。
【００１５】
図２に示すように、積層体４は、複数の軟質板４０と硬質板４１とが上下方向に交互に積層された積層部４５と、上記した積層部４５の外周を全周に亘って被覆する被覆部４２と、積層部４５の上端面及び下端面にそれぞれ接合された上端板４３及び下端板４４と、を備える柱状体である。積層部４５は、水平方向にせん断変形可能なせん断変形部である。複数の軟質板４０と硬質板４１は、それぞれ平面視円形状に形成されており、積層部４５は、略円柱形状に形成されている。
【００１６】
複数の硬質板４１は、例えば鋼板からなる板材であり、下フランジ板２や上フランジ板３と平行に配設されている。また、上端板４３及び下端板４４は、例えば鋼板等からなる硬質の板材であり、円形状に形成されている。上端板４３及び下端板４４は、上記した硬質板４１よりも厚く、且つ、積層部４５よりも大径の板材である。上端板４３は、上フランジ板３の下面に重ね合わせられており、下端板４４は、下フランジ板２の上面に重ね合わせられている。
【００１７】
また、軟質板４０及び被覆部４２は、それぞれ弾性変形可能な弾性材料からなり、一体に形成されている。具体的には、軟質板４０及び被覆部４２はそれぞれ加硫ゴムからなり、上記した複数の硬質板４１、上端板４３及び下端板４４と共に未加硫の軟質板４０及び被覆部４２を加硫させることで、軟質板４０及び被覆部４２と複数の硬質板４１、上端板４３及び下端板４４とが加硫接着されている。
なお、上記した軟質板４０及び被覆部４２はゴム以外であってもよく、例えば軟質樹脂で形成することも可能である。また、上記した硬質板４１、上端板４３及び下端板４４は、鋼板以外であってもよく、例えば硬質樹脂からなる板材であってもよい。
【００１８】
また、上記した下フランジ板２、上フランジ板３及び積層体４には、積層体４の中心軸線Ｏに沿って上下方向に延在する孔部１０が形成されている。この孔部１０は、プラグ５を収容する平面視円形の孔であり、積層体４の中心軸線Ｏ上に形成されている。また、孔部１０は、上下方向に貫通した貫通孔である。すなわち、上記した下フランジ板２、上フランジ板３及び積層体４には、互いに連通する円形孔がそれぞれ形成されており、これらの円形孔によって孔部１０が形成されている。なお、上記した下フランジ板２の下面及び上フランジ板３の上面には、後述するキャップ体７の頭部７０が嵌合される平面視円形の凹部２０，３０がそれぞれ形成されており、これら凹部２０，３０の底面で孔部１０の両端がそれぞれ開口されている。
【００１９】
上記した孔部１０の内側には、プラグ５及び充填材６，６がそれぞれ収容されており、孔部１０の両端部は、キャップ体７，７によってそれぞれ閉塞されている。
【００２０】
プラグ５は、積層体４のせん断変形時に塑性変形することで振動エネルギーを吸収するダンパー部材であり、例えば円柱形状の鉛プラグからなる。このプラグ５は、孔部１０のうち、積層部４５に形成された部分（積層領域部１０Ａ）の内側に収容されており、積層部４５に貫設されている。詳しく説明すると、プラグ５は、孔部１０と同径若しくは孔部１０よりも若干大径に形成されており、孔部１０の何れか一方の端部から圧入されて孔部１０の積層領域部１０Ａの内側に隙間無く充填されている。このプラグ５の長さ寸法（軸方向寸法）は、積層領域部１０Ａの長さ寸法（軸方向寸法）以上であり、プラグ５の上端面は積層部４５の上端面と面一、若しくは積層部４５の上端面よりも上方にあり、また、プラグ５の下端面は積層部４５の下端面と面一、若しくは積層部４５の下端面よりも下方にある。つまり、プラグ５は、少なくとも積層領域部１０Ａの全長に亘って充填されている。なお、上記したプラグ５は、鉛プラグ以外であってもよく、例えば、錫や合金等の他の金属からなる部材であってもよい。さらに、上記したプラグ５は、金属製以外の部材であってもよく、例えばゴムに鉄粉等を混合させたエラストマー部材であってもよい。
【００２１】
充填材６は、プラグ５よりも線膨張係数が高い円柱形状（円盤形状）の部材である。具体的には、充填材６は、線膨張係数が1.0×10-4（1/K）〜5.0×10-4（1/K）であって、体積弾性率が5.0×102（N/mm2）〜2.5×103（N/mm2）の部材であり、例えば天然ゴム等のゴム材料からなる。この充填材６は、孔部１０のうち、両側の硬質部分（下フランジ板２及び下端板４４、並びに上フランジ板３及び上端板４３）にそれぞれ形成された部分（硬質領域部１０Ｂ）の内側にそれぞれ収容されており、孔部１０の内側のうちのプラグ５の軸方向両側の部分にそれぞれ配置されている。つまり、充填材６は、プラグ５に対して軸方向に隣接して配置されており、積層領域部１０Ａの内側に入っていない状態となっている。また、充填材６は、孔部１０と同径若しくは孔部１０よりも若干大径に形成されており、孔部１０の何れか一方の端部から圧入されて孔部１０の内側に隙間無く充填されている。
【００２２】
キャップ体７は、孔部１０の両端を閉塞する栓体であり、その概略構成としては、円盤状の頭部７０と、頭部７０に突設された円柱形状の軸部７１と、を備えている。頭部７０は、下フランジ板２や上フランジ板３の凹部２０，３０内に嵌合されている。軸部７１は、孔部１０の両端部の内側に嵌合されており、上記した充填材６に対して軸方向に隣接して配置されている。
【００２３】
次に、上記した構成の免震装置１の作用について説明する。
【００２４】
図示せぬ下部構造と図示せぬ上部構造との間に上記した免震装置１を介装させると、免震装置１によって支持された上部構造の振動系の固有周期が長くなり、例えば地震時に上部構造が受ける応力が緩和される。具体的には、地震等によって下部構造が振動すると、積層体４の積層部４５が水平方向にせん断変形する。これにより、上部構造に伝達される振動が低減される。また、上述した積層部４５のせん断変形に伴いプラグ５が塑性変形する。これにより、振動エネルギーが吸収され、上部構造に伝達される振動が減衰される。また、上記した免震装置１では、充填材６が積層部４５の部分にかかってなく、孔部１０の積層領域部１０Ａには全長に亘ってプラグ５が延設されているので、上述したプラグ５による減衰効果が適性に得られる。
【００２５】
また、上記した免震装置１では、図２に示すように、積層体４が温度変化によって上下方向に膨張又は収縮して孔部１０の内容積が変化した場合、上記温度変化に伴い充填材６が孔部１０内において膨張又は収縮する。これにより、上記温度変化による孔部１０の充填率の変化が抑制される。
【００２６】
例えば、環境温度が高くて積層体４の温度が上昇すると、軟質板４０が上下方向に膨張して積層体４の高さ寸法が大きくなり、孔部１０の内容積が増大する。このとき、熱膨張によるプラグ５の長さ寸法の増大量が積層体４の高さ寸法の増大量に比べて小さくても、充填材６がプラグ５に比べて大きく熱膨張することで、孔部１０の充填率の低下が抑えられる。
【００２７】
また、環境温度が低くて積層体４の温度が低下すると、軟質板４０が積層方向に収縮して積層体４の高さ寸法が小さくなる。このとき、熱収縮によるプラグ５の長さ寸法の縮小量が積層体４の高さ寸法の縮小量に比べて小さくても、充填材６がプラグ５に比べて大きく熱収縮することで、孔部１０の充填率の上昇が抑えられると共に、下フランジ板２や上フランジ板３がプラグ５によって突っ張られにくくなり、免震装置１の変形が抑えられる。
【００２８】
特に、上記した免震装置１では、プラグ５の軸方向両側に充填材６，６がそれぞれ配設されているので、積層体４が温度変化によって膨張又は収縮した場合に、孔部１０の両端部における充填率の変化がそれぞれ抑制されると共に、下フランジ板２及び上フランジ板３の変形がそれぞれ抑えられる。
【００２９】
上記した免震装置１によれば、積層体４の温度変化による孔部１０の充填率の変化が抑制されるので、振動の減衰性能の温度依存性が小さくなり、安定した減衰性能を得ることができる。
また、温度低下による免震装置１の変形が抑制されるので、施工性が低下するのを防止することができる。
【００３０】
また、上記した免震装置１によれば、プラグ５の軸方向両側に充填材６，６がそれぞれ配設されており、積層体４が温度変化によって膨張又は収縮した場合に孔部１０の両端部における充填率の変化がそれぞれ抑制されるので、特に安定した減衰性能を得ることができる。
また、プラグ５の軸方向両側に充填材６，６がそれぞれ配設されており、下フランジ板２及び上フランジ板３の変形がそれぞれ抑えられるので、免震装置１の形状変化を確実に抑制することができ、施工性が低下するのを確実に防止することができる。
【００３１】
以上、本発明に係る免震装置の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記した実施の形態では、プラグ５の軸方向の両側に充填材６，６がそれぞれ配設されているが、本発明は、プラグ５の軸方向の何れか一方側にのみ充填材６が配設されていてもよい。
また、本発明は、積層体が斜めに傾けて設置され、積層体が水平面に対して傾斜した方向にせん断変形する構成であってもよい。
【００３２】
また、上記した実施の形態では、積層体４の上端部に上端板４３が設けられ、積層体４の下端部に下端板４４が設けられているが、本発明は、上記した上端板４３や下端板４４を省略することも可能である。この場合、積層体４の軟質板４０が下フランジ板２や上フランジ板３に加硫等によって接着された構成であってもよい。
【００３３】
また、上記した実施の形態では、積層体４の中心部分に１本のプラグ５（減衰材）が貫設されているが、本発明は、積層体４に複数の減衰材が貫設された構成であってもよい。その場合、複数の減衰材は均等に配置されていることが好ましいが、積層体４の中心部分に配置されている必要はなく、減衰材の位置は適宜変更可能である。
【００３４】
その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１  免震装置
２  下フランジ板（フランジ板）
３  上フランジ板（フランジ板）
４  積層体
５  プラグ（減衰材）
６  充填材
１０  孔部
４０  軟質板
４１  硬質板
【図１】
2012052644.tif 000003
【図２】
2012052644.tif 000004