JP2000120781A

JP2000120781A - 免震構造体

Info

Publication number: JP2000120781A
Application number: JP29223898A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Azuma; 賢一東
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1998-10-14
Filing date: 1998-10-14
Publication date: 2000-04-25

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、優れた免震性能を有するとともに
クリープ特性及び耐候性に優れ、更に、床面に振動が生
ずることのない免震構造体を提供する。【解決手段】本発明の免震構造体１は、硬質板21と軟
質板22とが交互に複数個積層されてなる複合積層体２
と、支持機構３よりなる免震構造体１であって、上記軟
質板は、炭素数２〜２０のアルキル基を有するアルキル
（メタ）アクリレートの単独重合体又は共重合体からな
り、上記支持機構３は、上記複合積層体２の上下方向の
厚みを一定の圧縮厚みに保持するとともに、地震時には
上下方向に伸縮するように構成されていることを特徴と
するので、優れた免震性能を有するとともに、クリープ
特性及び耐候性に優れ、更に、常に快適な歩行感を保持
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オフィスビル、住
宅、橋梁等の構造物の免震支持部材として用いられる免
震構造体に関する。

【０００２】

【従来の技術】オフィスビル、住宅、橋梁等の構造物を
地震災害から守るために、地震時の揺れを抑制する免震
装置が種々開発されている。このような免震装置は、構
造物の基礎体と当該構造物との間に介在させることによ
り、地震入力エネルギーの水平成分と鉛直成分とを、弾
性歪みエネルギーとして吸収するものである。このよう
な免震装置としては、従来から、積層ゴムアイソレー
タ、空気バネ、金属コイルバネ等が一般に用いられてい
る。

【０００３】積層ゴムアイソレータとしては、複数個の
鋼板等からなる剛性を有する硬質板と、ゴム等からなる
粘弾性的性質を有する軟質板とを、交互に積層した免震
構造体が一般的であり、ビルや橋梁等の免震装置として
広く用いられている。

【０００４】このような免震構造体の軟質板を構成する
ゴム等の弾性体としては、天然ゴム系のゴムが用いられ
ているのが一般的であるが、他の材料としては、高価で
はあっても、耐老化性、耐熱性に優れていることから、
シリコーンゴム系のゴムが用いられるようになった。

【０００５】このような免震構造体に用いられるゴム
は、以下のようなバネ特性を有するように設計されてい
る。すなわち、ゴム等の水平方向のバネ定数Ｋ_Hは、搭
載荷重をＭとして、水平方向の固有振動数ｆ_Hが下記式
を満たすように設計されている。

【０００６】ｆ_H＝（１／２π）（Ｋ_H／Ｍ）^1/2

【０００７】ｆ_Hは、構造物の水平方向での免震固有周
期の逆数で、目的とする免震性能にもよるが、免震固有
周期が１〜１０秒の間で設定される。ゴムの水平方向の
バネ定数Ｋ_Hは、搭載荷重を受ける受圧面積Ａとゴムの
剪断弾性係数Ｇとゴムの積層物トータルの厚さｎｔ_Rと
を用いて下記式で表される。

【０００８】Ｋ_H＝Ａ・Ｇ／ｎｔ_R

【０００９】即ち、ｆ_H＝（１／２π）〔（Ａ・Ｇ／ｎ
ｔ_R）／Ｍ〕^1/2となる。

【００１０】低中層ビル、工場等の建築構造物であれ
ば、搭載重量は数百ｔにも及ぶため、ゴムの剪断弾性係
数Ｇとしては、６〜１５ｋｇｆ／ｃｍ²のものが使用さ
れている。しかしながら、戸建住宅においては、搭載重
量が軽量であるため、数十ｔにしかならず、免震性能を
確保しようとすると、上記式から明らかなように、ゴム
の剪断弾性係数Ｇを小さくする必要があり、例えば、
０．０５〜６のＧを有するゴムが必要であった。

【００１１】しかしながら、天然ゴム系のゴムの配合
は、天然ゴムのクリープ性を向上させるために、加硫剤
を配合し、硬さの向上やゴムの加工性や熱膨張を抑制す
るために、充填剤としてカーボンブラック、炭酸カルシ
ウム、クレー、タルク等の無機充填剤を配合することが
多く、また、ゴムの加工性や配合剤の分散性向上や柔ら
かさの調整のために、軟化剤を配合することが多い。更
に、酸化劣化や紫外線劣化防止のために老化防止剤を配
合することが多い。

【００１２】又、天然ゴム以外のゴムとして、耐候性改
善のために、ブチルゴム（ＩＩＲ）、クロロプレンゴム
（ＣＲ）、エチレン−プロピレン共重合ゴム（ＥＰＤ
Ｍ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム（ＮＢ
Ｒ）を、耐熱性改善のために、ケイ素ゴム（シリコンゴ
ム）等を配合することもあるが、基本的には、軟化剤、
充填剤、加硫剤（架橋剤）等が配合されるのが一般的で
ある。

【００１３】このような配合を前提とすると、ゴムの剪
断弾性係数Ｇを小さくするためには、軟化剤の配合量を
多くする以外になく、この場合、クリープ特性が低下
し、長期の搭載荷重に対して、ゴムのへたりが生じて本
来の免震性能を発揮することができなくなるおそれがあ
った。

【００１４】特開平８−９３８４５号公報には、複数個
の鋼板等の剛性を有する硬質板と、粘弾性的性質を有す
る軟質板とを交互に積層した免震構造体において、内側
が硬いゴムで形成され、外側が柔らかいゴムで形成され
た軟質板が開示されている。しかしながら、構造が複雑
で高価になることやゴムの機能を２分化するので各々の
剪断変形上でのバランスをとることが困難になる欠点が
あった。例えば、ゴム材料の剪断弾性係数は、温度の影
響を受けて変化するが、上記発明では、二つのゴム材料
の温度変化に対する剪断変形割合が同一でない場合に
は、温度免震性能が温度によって変化することとなり実
用上の問題があった。

【００１５】又、上記免震構造体は、一戸建て住宅にお
いては一般的に梁と基礎面との間に所定間隔毎に配設さ
れて使用される。しかしながら、床面を歩行等すること
によって床面に上方から荷重をかけると、上記免震構造
体が上下方向に圧縮され、この免震構造体の上下方向の
圧縮によって床面が下方に撓み床面に振動が生じ歩行感
損なわれるといった問題があった。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、優れた免震
性能を有するとともにクリープ特性及び耐候性に優れ、
更に、床面を歩行する等して床面に上方から荷重をかけ
た場合にあっても床面が下方に向かって撓み床面に振動
が生ずることのない免震構造体を提供する。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の免震構
造体は、剛性を有する硬質板と粘弾性的性質を有する軟
質板とが交互に複数個積層されてなる複合積層体と、支
持機構よりなる免震構造体であって、上記軟質板は、炭
素数２〜２０のアルキル基を有するアルキル（メタ）ア
クリレートの単独重合体又は共重合体からなり、上記支
持機構は、常態においては上下方向に一定長さを保持し
て上記複合積層体の上下方向の厚みを一定の圧縮厚みに
保持するとともに、上記複合積層体が地震時に水平方向
に歪んだ場合には該複合積層体の歪み変形に追従して上
下方向に伸縮するように構成されていることを特徴とす
る。

【００１８】そして、請求項２に記載の免震構造体は、
請求項１に記載の免震構造体において、複合積層体の上
下面に上下固定板が一体に積層され、上側固定板を梁
に、下側固定板を基礎面に固定するように構成されてお
り、上記上下固定板の対向面間に支持機構が配設されて
いることを特徴とする。

【００１９】又、請求項３に記載の免震構造体は、請求
項２に記載の免震構造体において、支持機構は、上下方
向に伸縮自在に接続された上側支持部材と下側支持部材
とからなり、上記上下支持部材のいずれか一方の端部に
はシリンダが一体に設けられているとともに、他方の端
部には上記シリンダに上下方向に変位可能に挿嵌された
ピストンが一体に設けられ、上記ピストンの先端面を上
記シリンダの内底面に当接、受止させることによって上
記上側支持部材の上端部と上記下側支持部材の下端部と
の間の間隔を複合積層体の圧縮厚み寸法に保持するよう
に構成しており、更に、上側支持部材の上端部を上側固
定板の下面に自在継ぎ手を介して連結しているととも
に、下側支持部材の下端部を下側固定板の上面に自在継
ぎ手を介して連結していることを特徴とする。

【００２０】

【作用】本発明の免震構造体を使用するには、免震構造
体を基礎面と梁との間に所定間隔毎に配設、固定する。
上記免震構造体は、常態において上下方向に一定高さを
保持して複合積層体の上下方向の厚みを一定圧縮厚みに
保持する支持機構を備えているので、上記免震構造体に
上記梁を介して上方から下方に向かって押圧力が加えら
れた場合にあっても上記免震構造体の複合積層体は上下
方向に圧縮することはない。よって、上記免震構造体が
受止している梁が免震構造体の圧縮に起因して下方に撓
み、該梁に架設している床面が下方に撓み、床面に振動
を生じ歩行感を損ねるといったことはない。

【００２１】一方、地震が発生して基礎面が水平方向に
振動すると、上記免震構造体の複合積層体を構成する炭
素数２〜２０のアルキル基を有するアルキル（メタ）ア
クリレートの単独重合体又は共重合体からなる軟質板が
水平方向に弾性歪みを起こして地震の水平振動エネルギ
ーを弾性歪みエネルギーとして吸収する。この際、上記
支持機構は、上記複合積層体の水平方向への弾性歪みに
追従して上下方向に伸縮し上記複合積層体の水平方向の
歪み変形を阻害することはなく上記複合積層体の免震性
能は完全且つ確実に発揮される。

【００２２】そして、地震が収まった場合には、上記免
震構造体の複合積層体は元の状態に弾性復元するととも
に上記支持機構も元の状態に復帰して次の地震に備える
ものである。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の免震構造体の一例を図面
を参照しつつ説明する。免震構造体１は、図１に示した
ように、剛性を有する硬質板21と粘弾性的性質を有する
軟質板22とが交互に複数個積層されてなる複合積層体２
と、支持機構３より構成される。

【００２４】上記複合積層体２の剛性を有する硬質板21
としては特に限定されず、例えば、金属、セラミック
ス、プラスチックス、ＦＲＰ（繊維強化プラスチッ
ク）、ポリウレタン、木材、紙板、スレート板、コンク
リート板、化粧板等が挙げられ、硬質板21の剛性は、ヤ
ング率で１×１０⁷Ｐａ以上が好ましい。

【００２５】上記粘弾性的性質を有する軟質板22は、炭
素数２〜２０のアルキル基を有するアルキル（メタ）ア
クリレートの単独重合体又は共重合体（以下、アルキル
（メタ）アクリレート重合体ともいう）からなる。

【００２６】上記アルキル（メタ）アクリレートとして
は、例えば、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メ
タ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリ
レート、イソオクチル（メタ）アクリレート、ｎ−オク
チル（メタ）アクリレート、イソノニル（メタ）アクリ
レート、ラウリル（メタ）アクリレート、イソミリスチ
ル（メタ）アクリレート、ｎ−ステアリル（メタ）アク
リレート、イソステアリル（メタ）アクリレート、セチ
ル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘプタデシル（メタ）ア
クリレート、ｎ−ヘキサデシル（メタ）アクリレート、
ｎ−ペンタデシル（メタ）アクリレート、ｎ−オクタデ
シル（メタ）アクリレート、ｎ−ノナデシル（メタ）ア
クリレート、ｎ−エイコシル（メタ）アクリレート等が
挙げられる。

【００２７】上記アルキル（メタ）アクリレートの共重
合体は、上記アルキル（メタ）アクリレートと共重合可
能なモノマーと上記アルキル（メタ）アクリレートとの
共重合体であり、共重合可能なモノマーとしては粘着剤
の合成に一般に使用されているモノマーが使用される。

【００２８】上記共重合可能なモノマーとしては、例え
ば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、スチレン、イソ
ボロニル（メタ）アクリレート等の他、極性基を有する
モノマーが挙げられる。

【００２９】上記極性基を有するモノマーとしては、例
えば、（メタ）アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イ
タコン酸等のカルボキシル基含有モノマー、これらの無
水物；（メタ）アクリロニトリル、Ｎ−ビニルピロリド
ン、Ｎ−ビニルカプロラクタム、アクリロイルモルホリ
ン、（メタ）アクリルアミド、ジメチルアミノエチル
（メタ）アクリレート、ジエチルアミノエチル（メタ）
アクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド
等の含窒素モノマー、２−ヒドロキシエチル（メタ）ア
クリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレ
ート、４−ヒドロキシブチルアクリレート、カプロラク
トン変成（メタ）アクリレート、ポリオキシエチレン
（メタ）アクリレート、ポリオキシプロピレン（メタ）
アクリレート等の水酸基を有するモノマー; アシッドホ
スホキシエチル( メタ) アクリレート、３ークロロー２
ーアシッドホスホキシプロピル（メタ）アクリレート等
の分子内にリン酸基を有する、炭素数２〜２０のアルキ
ル基を有するアルキル（メタ）アクリレート等が挙げら
れる。

【００３０】上記共重合可能なモノマーは、上記硬質板
21との接着力向上や、免震性能に関わる剪断弾性係数Ｇ
の調整に用いられるが、硬質板21が金属の場合は分子内
にリン酸基を有する、炭素数２〜２０のアルキル基を有
するアルキル（メタ）アクリレートが好適に使用でき
る。

【００３１】この場合、分子内にリン酸基を有する、炭
素数２〜２０のアルキル基を有するアルキル（メタ）ア
クリレートの共重合比率が少なくなると、極性が低下し
金属に対する接着性が低下し、多くなると凝集力が高く
なり接着性が低下するので、分子内にリン酸基を有さな
い、上記炭素数２〜２０のアルキル基を有するアルキル
（メタ）アクリレート９５〜９９．８重量％と分子内に
リン酸基を有する、炭素数２〜２０のアルキル基を有す
るアルキル（メタ）アクリレート０．２〜５重量％が共
重合されるのが好ましく、より好ましくは、それぞれ９
６〜９９．５重量％と０．５〜４重量％である。

【００３２】上記アルキル（メタ）アクリレート重合体
は、重量平均分子量が、４０万〜８００万であるものが
好ましい。４０万未満であると、分子量が小さくなりす
ぎてクリープ性が低下し、８００万を超えると、硬すぎ
るため、免震性能が低下する。

【００３３】上記アルキル（メタ）アクリレート重合体
は、クリープ特性を向上させるために、架橋剤又は架橋
性モノマーによって架橋処理が施されているものが好ま
しい。上記架橋剤としては特に限定されず、例えば、イ
ソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、アジリジン
系架橋剤、メラミン系架橋剤等が挙げられる。

【００３４】上記架橋性モノマーとしては特に限定され
ず、例えば、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレー
ト、（ポリ）エチレングリコールジ（メタ）アクリレー
ト、（ポリ）プロピレングリコールジ（メタ）アクリレ
ート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレー
ト、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、ペ
ンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリメ
チロールプロパントリメタクリレート、（メタ）アクリ
ル酸アリル、（メタ）アクリル酸ビニル、ジビニルベン
ゼン、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレー
ト、ウレタンアクリレート等が挙げられる。

【００３５】上記架橋性モノマー又は架橋剤の含有量
は、上記アルキル（メタ）アクリレート重合体１００重
量部に対し、０．０１〜５．０重量部が好ましい。０．
０１重量部末満であると、架橋度合が不足し、必要な凝
集力が得られため、クリープ特性が低下し、５重量部を
超えると、架橋密度が高くなりすぎ、得られた重合体が
もろくなる。より好ましくは、０．０２〜３重量部であ
る。

【００３６】上記アルキル（メタ）アクリレート重合体
は、ゲル分率が６０〜１００重量％であるものが好まし
い。６０重量％未満であると、クリープ性が低下する。
上記ゲル分率とは、上記重合体１ｇをテトラヒドロフラ
ン（ＴＨＦ）１００ｇに浸漬し、２３℃で１週間振とう
機にかけた後、不溶分の量を測定した際の、上記重合体
１ｇに対する不溶分の割合を百分率で表したものであ
る。

【００３７】上記アルキル（メタ）アクリレート重合体
中には、上記重合体の剪断弾性係数Ｇの調整や、加工性
の調整のために、充填剤が含有されていてもよい。該充
填剤としては特に限定されず、例えば、微粒子又は中空
微粒子が挙げられる。上記微粒子としては、例えば、ガ
ラスビーズ、シリカビーズ、アルミナ、合成雲母等の無
機微粒子；ポリアクリル酸エチル、ポリウレタン、ポリ
エチレン、ポリプロピレン等の有機微粒子等が挙げられ
る。上記中空微粒子としては、例えば、ガラスバルー
ン、シラスバルーン、フライアッシュバルーン等の無機
中空微粒子；ポリメタクリル酸メチル、アクリロニトリ
ル−塩化ビニリデン共重合体、ポリスチレン、フェノー
ル樹脂等の有機中空微粒子等が挙げられる。

【００３８】上記微粒子又は中空微粒子の含有量は、上
記アルキル（メタ）アクリレート重合体１００重量部に
対し、１８０重量部以下が好ましい。比重が小さい中空
微粒子では、２０重量部がより好ましく、比重が１前後
の微粒子又は中空微粒子では、１０〜６０重量部がより
好ましく、比重が２以上であるような重い無機微粒子で
は、７０〜１５０重量部がより好ましい。

【００３９】上記微粒子又は中空微粒子の含有量は、体
積分率において、５０体積％以下であるのが好ましい。
５０体積％を超えると、剪断弾性係数Ｇが大きくなり、
免震性能が低下する。

【００４０】上記軟質板22は、０．１〜１Ｈｚにおける
剪断弾性係数Ｇが、０．０５〜６ｋｇｆ／ｃｍ²である
ものが好ましい。０．０５ｋｇｆ／ｃｍ²未満では、剪
断弾性係数Ｇが小さすぎるため、クリープ性が低下し、
６ｋｇｆ／ｃｍ²を超えると、硬すぎるため、免震性能
が発揮されない。より好ましくは、０．０６〜３ｋｇｆ
／ｃｍ²である。

【００４１】上記アルキル（メタ）アクリレート重合体
の製造方法としては特に限定されず、例えば、溶液重合
法、乳化重合法、塊状重合法等が挙げられるが、軟質板
22の厚みは、０．５〜５ｍｍといった高厚みが必要な場
合があり、このような高厚みを得るためには、塊状重合
法の１つである光重合法が好ましい。他の重合法では、
有機溶剤や水にアルキル（メタ）アクリレートのモノマ
ーを数十％の割合で希釈して重合するため、板状に成形
するためには、後に有機溶剤や水を揮発させる必要があ
り、そのため、高厚みで板状にして揮発させると、製造
された板状品に、揮発時の発泡によって形成された気泡
が残るといった問題がある。一方、気泡をなくすために
は、長時間かけて低温でゆっくり揮発させなければなら
ず、経済的に不利である。

【００４２】上記光重合法においては、上記炭素数２〜
２０のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレー
トを含むモノマー組成物１００重量部に対して、光重合
開始剤を０．０１〜５重量部含む組成物を光重合させ、
上記アルキル（メタ）アクリレート重合体を製造するの
が好ましい。

【００４３】上記光重合開始剤としては特に限定され
ず、例えば、４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル
（２−ヒドロキシ−２−プロピル）ケトン（ダロキュア
−２９５９：メルク社製）；α−ヒドロキシ−α，α′
−ジメチル−アセトフェノン（ダロキュア１１７３：メ
ルク社製）；メトキシアセトフェノン、２，２−ジメト
キシ−２−フェニルアセトフェノン（イルガキュア６５
１：チバガイギー社製）、２−ヒドロキシ−２−シクロ
ヘキシルアセトフェノン（イルガキュア１８４：チバガ
イギー社製）等のアセトフェノン系；ベンジルジメチル
ケタール等のケタール系；ハロゲン化ケトン、アシルホ
スフィノキシド、アシルホスフォナート等が挙げられ
る。

【００４４】上記光重合開始剤の含有量が０．０１重量
部未満であると、重合転化率が低下し、モノマー臭のき
つい成形物しか得られず、５重量部を超えると、ラジカ
ル発生量が多くなり、分子量が低下してしまい、必要な
剪断弾性係数Ｇが得られなくなるおそれがある。より好
ましくは、０．０５〜３重量部である。上記光開始剤の
量により、重量平均分子量を上記した値に調整すること
ができる。

【００４５】上記光重合において、光照射に用いられる
ランプ類としては特に限定されないが、光波長４５０ｎ
ｍ以下に発光分布を有するものが好ましく、例えば、低
圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ケ
ミカルランプ、ブラックライトランプ、マイクロウェー
ブ励起水銀灯、メタルハライドランプ等が挙げられる。

【００４６】なかでも、ケミカルランプが、重合開始剤
の活性波長領域の光を効率よく発光すると共に、重合開
始剤以外の組成物の光吸収が少ないため、内部まで、光
が透過し、高厚膜の重合体を製造することができるので
好ましい。

【００４７】上記ランプによる光重合性組成物への光照
射強度は、得られるポリマーの重合度を左右する因子で
あり、目的とする重合体の性能毎に適宜制御されるもの
であるが、通常のアセトフェノン基を有する開裂型の重
合開始剤を配合した場合、０．１〜１００ｍＷ／ｃｍ²
が好ましい。上記重合開始剤の光分解に有効な波長領域
は、重合開始剤の種類により異なるが、通常、３６５〜
４２０ｎｍである。

【００４８】上記光重合反応は、空気中の酸素及び光重
合性組成物に溶解する酸素によって反応が阻害されるの
で、光照射は、酸素の阻害を消去しうるような方法を採
る必要がある。上記方法としては、例えば、光重合性組
成物を表面離型処理したＰＥＴやテフロン等のフィルム
によって覆い、このフィルムを介して光重合性組成物へ
光を照射する方法、窒素ガス、炭酸ガス等の不活性ガス
により酸素を置換した光透過性の窓を有するイナートゾ
ーン中で光重合性組成物へ光を照射する方法等が挙げら
れる。後者の方法において、光重合性組成物の重合転化
率が９９．７％以上になる程度まで充分に重合反応を完
結させるためには、雰囲気中の酸素濃度は５０００ｐｐ
ｍ以下である必要がある。好ましくは、３００ｐｐｍ以
下である。

【００４９】本発明の免震構造体１は、上記硬質板21と
上記軟質板22とを複数枚交互に積層一体化して円柱体や
角柱体等の柱状体に形成されてなり、鉛直方向にかかる
荷重に耐え、大きな変形を起こさない。上記硬質板21及
び上記軟質板22の１枚の厚みは、かかる荷重によって異
なるが、０．０５〜１００ｍｍが好ましい。０．０５ｍ
ｍ未満であると、積層枚数が飛躍的に増加し、製造コス
トがかかり、１００ｍｍを超えると、鉛直方向の荷重に
対して大きな変形が生じ易くなる。より好ましくは、
０．５〜５０ｍｍである。各層の厚みは、それぞれ異な
っていてもよい。

【００５０】上記複合積層体２の積層枚数は、上記硬質
板21及び上記軟質板22の合計で、３〜５万枚が好まし
く、その用途やかかる荷重により適宜設定される。本発
明の免震構造体には、その上下に貫通する孔が１カ所以
上形成されていてもよく、その孔の中に、例えば、鉛、
錫、その他各種の材料等が封入されていても良い。

【００５１】上記柱状体の複合積層体２の上下面には、
図１に示したように、一定厚みを有する上下固定板41、
42が積層一体化されてなる。上記上下固定板41、42は、
平面形状が上記複合積層体２の平面形状よりも一回り大
きい大きさを有し且つ上下面が平坦面に形成されている
ものであれば、特に限定されることはなく、例えば、平
面円形状、平面矩形状等が挙げられる。

【００５２】そして、具体的には、上記上下固定板41、
42は、梁Ｂ又は基礎面Ｃに固定可能なものであれば特に
限定されず、例えば、金属、セラミックス、プラスチッ
クス、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）、ポリウレタ
ン、木材、紙板、スレート板、コンクリート板、化粧板
等が挙げられる。

【００５３】そして、上記上下固定板41、42の上記複合
積層体２よりも外側部分における対向面間には複数個の
支持機構３、３・・・が配設されている。該支持機構３
を上記固定板41、42の対向面間に配設する態様は、特に
限定されるものではないが、上記複合積層体２を中心と
して対称的に配設することが好ましく、例えば、上下固
定板41、42が平面円形状である場合には上記複合積層体
２を中心として線対称となるように一対の支持機構３を
配設することが好ましく、上下固定板41、42が平面矩形
状である場合には、上下固定板41、42の互いに対角線状
に位置する隅部に一対の支持機構３を配設することが好
ましく、四隅部全てに支持機構３を配設するのが更に好
ましい。

【００５４】上記支持機構３は、図１に示したように、
上下方向に伸縮自在に接続され且つ一定長さを有する上
下支持部材31、32からなる。上記下側支持部材32の上端
部には上方に向かって開口した有底円筒状のシリンダ32
1 が一体に設けられてあり、該シリンダ321 の内底面を
後述するピストン311 の先端面を受止する受止面321aに
形成している。

【００５５】上記上側支持部材31の下端部には上記シリ
ンダ321 の上端開口部よりも僅かに小さい平面形状を有
する円柱状体からなるピストン311 が一体に設けられて
おり、このピストン311 を上記下側支持部材32のシリン
ダ321 に該シリンダ321 に対して上下方向に摺動変位可
能に挿嵌している。

【００５６】なお、シリンダ321 を有底角筒状とすると
ともに、ピストン311 を該シリンダ321 に対応させた角
柱状としてもよいが、地震時における水平方向の捻じり
変形に対応すべく、シリンダ321 を有底円筒状に、ピス
トン311 を該シリンダ311 に対応した円柱状に形成する
ことが好ましい。

【００５７】更に、上記上側支持部材31の上端部を上記
上側固定板41の下面に自在継ぎ手５を介して連結してい
るとともに、上記下側支持部材32の下端部を上記下側固
定板42の上面に自在継ぎ手５を介して連結して、上記支
持機構３をその上下支持部材31、32が鉛直方向に起立し
た状態に上記上下固定板41、42の対向面間に配設してい
る。

【００５８】そして、複合積層体２が載荷重により圧縮
した時に、ピストン311 の先端面（下端面）がシリンダ
321 の受止面321aに当接して複合積層体２がそれ以上圧
縮しないように構成されている。即ち、上記上側支持部
材31の上端部と上記下側支持部材32の下端部との間の間
隔、換言すれば、上記上下固定板41、42の対向面間の常
態における間隔は上記複合積層体２の圧縮厚み寸法に合
致して構成されている。従って、上記複合積層体２は常
態においては鉛直方向に起立状態の上記上下支持部材3
1、32によって上下方向の圧縮を規制されており、上記
複合積層体２に上記載荷重以上の動荷重や静荷重が作用
しても上記複合積層体２はそれ以上圧縮することはな
い。

【００５９】次に、上記免震構造体１の使用要領を説明
する。先ず、上記免震構造体１をその下側固定板42の下
面が基礎面Ｃに当接した状態で基礎面Ｃ上に所定間隔毎
に載置した後、その下側固定面42と上記基礎面Ｃとを釘
やボルト等の公知の手段を用いて固定、一体化する。し
かる後、上記免震構造体１の上側固定板41の上面に梁Ｂ
を載置し、該梁Ｂと上記上側固定板41とを釘やボルト等
の公知の手段を用いて固定、一体化する。そして、上記
梁Ｂ上に床板を架設することによって床面を形成する。
この状態にすると、上側固定板41に梁Ｂや床材等の上部
構造体の載荷重がかかって複合積層体２が圧縮し、上側
支持部材31のピストン311 の先端面が下側支持部材32の
シリンダ321 の受止面321aに当接して複合積層体２がそ
れ以上圧縮し得ない形態を維持する。

【００６０】上記床面上を歩行すると、上記梁Ｂを介し
て上記免震構造体１に荷重がかかるが、上記の如く、常
態においては、上記支持機構３の上下支持部材31、32が
起立状態で且つこれ以上収縮できない状態で上記上下固
定板41、42間に配設されており、上記上下固定板41、42
の対向面間の間隔を一定間隔、即ち、上記複合積層体２
の厚み寸法に保持していることから、上記複合積層体２
は上記荷重にもかかわらず上下方向に圧縮することはな
く、よって、上記梁Ｂが下方に向かって撓み、床面に振
動が生ずるといった不測の事態は生じない。

【００６１】又、地震が発生して基礎面Ｃが水平方向に
揺れた場合、図２に示したように、上記複合積層体２は
一定の圧縮厚みを維持した状態で水平方向に歪んで地震
の水平方向のエネルギーを弾性歪みエネルギーとして吸
収する。この際、この複合積層体２の歪み変形に応じ
て、該複合積層体２の上下面に積層一体化した上下固定
板41、42も水平方向にずれた状態となる。そして、この
上下固定板41、42の水平方向のずれに対応して、該上下
固定板41、42の対向面間に配設されている支持機構３の
上側支持部材31のピストン311 が上記下側支持部材32の
シリンダ321 から所定長さだけ離間して上記支持機構３
は円滑に伸長するとともに、上記上下支持部材31、32は
上記自在継ぎ手５、５を介して上記上下固定板41、42に
対して上記複合積層体２の歪み方向に円滑に傾倒し、上
記支持機構３は上記複合積層体２の歪み変形方向に円滑
に伸長、傾倒する。よって、上記支持機構３が地震時の
複合積層体２の歪み変形を阻害し免震性能を損なうとい
った不測の事態は生じない。

【００６２】そして、地震が収まって基礎面Ｃの水平方
向の振動が収まった時には、上記水平方向に歪んでいた
複合積層体２は元の柱状体に弾性復元し、この複合積層
体２の元の状態への復帰に伴って、該複合積層体２の上
下面に固定した上下固定板41、42も元の状態に復帰する
とともに、上記上下支持部材31、32も上記自在継ぎ手
５、５を介して鉛直に起立した状態となり、更に、上記
上側支持部材31のピストン311 はその先端面を上記下側
支持部材32のシリンダ321 の受止面321aに当接した状態
に復帰し、上記上側支持部材31の上端部と上記下側支持
部材32の下端部との間の間隔、即ち、上記上下固定板4
1、42の対向面の間の間隔は上記複合積層体２の厚み寸
法に合致した状態となり地震前の状態に完全に復帰し次
の地震に備える（図１参照）。

【００６３】上記では、上記複合積層体２を柱状体と
し、該複合積層体２の上下面に該複合積層体２の平面形
状よりも大きい大きさを有する上下固定板41、42を積層
一体化して、該上下固定板41、42の上記複合積層体２よ
りも外側部分における対向面間に上記支持機構３を配設
した場合を説明したが、図３に示したように、上記複合
積層体２を筒状体に形成して、この筒状体の内側空間部
内における上下固定板41、42の対向面間に上記支持機構
３を配設してもよい。なお、図１に示した免震構造体１
と同様の構造の部分については同一符号を付してその説
明を省略する。

【００６４】又、上記では、上記支持機構３の上記上側
支持部材31のピストン311 と上記下側支持部材のシリン
ダ321 とはその対向面において面接触しながら互いに上
下方向に摺動変位していたが、図４乃至図６に示したよ
うに、上記支持機構３の上記上側支持部材31のピストン
311 と上記下側支持部材のシリンダ321 との対向面にベ
アリングを介在させておけば、上記支持機構３（上下支
持部材31、32）の伸縮をより円滑に行うことができる。

【００６５】即ち、上記下側支持部材32のシリンダ321
の内周面を平坦面に形成する一方、上記上側支持部材31
のピストン311 の外周面にベアリング311aを上下方向に
所定間隔毎に複数列配設し、上記ピストン311 のベアリ
ング311aを上記シリンダ321の内面に転動させながら、
上記ピストン311 を上記シリンダ321 に対して相対的に
上下動させることによって、上記支持機構３（上下支持
部材31、32）の伸縮を、その上下支持部材31、32が水平
方向に妄動することなくより円滑に行うことができる。
なお、図１に示した免震構造体１と同様の構造の部分に
ついては同一符号を付してその説明を省略する。

【００６６】更に、上記ベアリング311aの代わりに、図
７乃至図９に示したように、上記下側支持部材32のシリ
ンダ321 の内周面に所定間隔毎に内底面（受止面321a）
から上端開口端面に亘って上下方向に延びるレール321b
を配設するとともに、上記上側支持部材31のピストン31
1 の外周面に上下方向に回動自在に軸支され且つ上記レ
ール321bに噛合する転子311bを配設し、上記ピストン31
1 の転子311bを上記シリンダ321 のレール321b上に沿っ
て回動させながら、上記ピストン311 を上記シリンダ32
1 に対して相対的に上下動させることによって、上記支
持機構３（上下支持部材31、32）の伸縮を、その上下支
持部材31、32が水平方向に妄動することなくより円滑に
行うことができる。

【００６７】

【実施例】以下に本発明の実施例を掲げて更に詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものでは
ない。

【００６８】（実施例１）ブチルアクリレート９５重量
部、アクリル酸５重量部、２，２−ジメチル−２−フェ
ニルアセトフェノン（イルガキュア６５１：チバガイギ
ー社製）０．１重量部、及び、比重０．２５のフライア
ッシュバルーン微粒子（ＸＯＬ−２００：ＰＱコーポレ
ーション社製）５重量部を、均一に分散するまでセパラ
ブルフラスコ中で撹拌、混合した後、窒素ガスでパージ
することにより溶存酸素を除去した。

【００６９】次に、ブラックライトランプでこの原料組
成物に光を照射したところ、原料組成物の温度が上昇す
ると同時に粘度が高くなった。そこで、原料組成物の温
度が５℃上昇したところで、光照射をやめた。その結
果、得られた部分光重合増粘組成物の転化率は３．７
％、粘度は２２００ｃｐｓであった。

【００７０】更に、上記部分光重合増粘組成物に、ヘキ
サンジオールジアクリレート０．１重量部を配合し、こ
の重合用組成物を、離型処理が施された３８μｍの厚み
のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上
に、重合終了時の厚みが１．０±０．１ｍｍとなるよう
に塗工し、更に同じポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）フィルムを、その離型処理面が塗工面と接するよう
にカバーした。

【００７１】次に、ケミカルランプを用い、上記カバー
ＰＥＴフィルム上の照射強度が２ｍｗ／ｃｍ²となるよ
うにランプ高さを調整し、光を８分間照射して、厚み
１．２ｍｍの軟質板22が２枚のＰＥＴフィルムで保護さ
れた積層体を得た。得られた軟質板22の残存モノマーは
０．１重量％未満であり、ゲルパーメーションクロマト
グラフィー（ＧＰＣ）を用いてスチレン換算法で測定し
た重量平均分子量は２００万、ゲル分率は９５％、剪断
弾性係数Ｇは０．４Ｈｚで２．０ｋｇｆ／ｃｍ²であっ
た。

【００７２】上記軟質板22を直径２００ｍｍの平面円形
状に切断形成するとともに、上下固定板41、42として直
径４００ｍｍで且つ厚みが１０ｍｍの平面円形状の亜鉛
メッキ鋼板を、硬質板21として直径２００ｍｍで且つ厚
みが１．０ｍｍの平面円形状の亜鉛メッキ鋼板を用意し
た。

【００７３】上記上下固定板41、42の中央部における対
向面間に、上記軟質板１００枚と上記硬質板９９枚とを
交互に円柱状に積層一体化して、上記硬質板21と上記軟
質板22とが交互に積層一体化されてなる複合積層体２の
上下面に上下固定板41、42が積層一体化されてなるもの
を得た。なお、上記上側固定板41の下面及び上記下側固
定板42の上面には上記軟質板22が当接するようにした。
そして、上記上下固定板41、42の上記複合積層体２より
も外側部分、詳しくは、上記複合積層体２の上下端面の
互いに直角に交叉する直径と上記上下固定板41、42の外
周縁とが交叉する部分の内側近傍部における対向面間の
夫々には、図１に示したような上側支持部材31と下側支
持部材32とがシリンダ321 とピストン311 とを介して上
下方向に伸縮自在に接続されてなる上記支持機構３を配
設することにより免震構造体１を得た。

【００７４】（実施例２）支持機構として図４乃至図６
に示したようなピストン311 の外周面にベアリング311a
を備えた支持機構を用いたこと以外は実施例１と同様に
して免震構造体を得た。

【００７５】（実施例３）支持機構として、図７乃至図
９に示したように、シリンダ321 の内周面にレール321b
を、ピストン311 の外周面に転子311bを備えた支持機構
を用いたこと以外は実施例１と同様にして免震構造体を
得た。

【００７６】（比較例１）支持機構を上下固定板の対向
面間に配設しなかったこと以外は実施例１と同様にして
免震構造体を得た。

【００７７】（比較例２）天然ゴム１００重量部、カー
ボンブラック５０重量部、ポリブテン（１００Ｒ：出光
石油化学社製）９５重量部、硫黄１．５重量部をブレン
ドし、１．２ｍｍ厚みに成形して加硫された軟質板を得
た。軟質板の剪断弾性係数Ｇは３．０ｋｇｆ／ｃｍ²で
あった。軟質板として上記加硫された軟質板を用いたこ
と以外は比較例１と同様にして免震構造体を得た。

【００７８】実施例１乃至実施例３及び比較例１、２で
得られた免震構造体の静撓み量と床振動性能を以下に示
した方法で測定し、その結果を表１に示した。

【００７９】（静撓み量）免震構造体１の上側固定板41
上に８００ｋｇｆの荷重をかけた時の２３℃での免震構
造体１全体の鉛直方向への沈み量を測定し、静撓み量と
した。

【００８０】（床振動性能）落錐試験器を用いて５ｋｇ
ｆの円形の重りを３０ｃｍの高さから落下させた時の上
側固定板41の振動を加速度ピックアップで検出し、０．
２秒後の振動レベルを測定し、床振動性能とした。な
お、周波数としては、２０〜３０Ｈｚ付近の周波数での
振動レベルを測定した。

【００８１】

【表１】

【００８２】

【発明の効果】本発明の免震構造体の構成は上述の通り
なので、複合積層体に起因して優れた免震性能を有する
とともに、クリープ特性及び耐候性に優れている。しか
も、本発明の免震構造体では、常態においては上下方向
に一定長さを保持して上記複合積層体の上下方向の厚み
を一定厚みに保持するとともに、上記複合積層体が地震
時に水平方向に歪んだ場合には該複合積層体の歪み変形
に追従して上下方向に伸縮するように構成されている支
持機構を配設しているので、常態においては、上記支持
機構によって上記複合積層体が上方からの荷重によって
上下方向に圧縮されるのを防止し、上記免震構造体が受
止している梁が不用意に下方に撓み、この梁の下方への
撓みに起因して床面が振動するといった不測の事態は発
生せず、常に快適な歩行感を保持することができる。

【００８３】一方、地震時には、上記支持機構は上記複
合積層体の歪み変形に追従して上下方向に伸縮するよう
に構成され、該支持機構が上記複合積層体の歪み変形を
阻害することはなく、上記複合積層体の免震性能を完全
且つ確実に発揮し得る。

【００８４】そして、上記複合積層体を構成する軟質板
が、炭素数２〜２０のアルキル基を有するアルキル（メ
タ）アクリレート共重合体が、炭素数２〜２０のアルキ
ル基を有するアルキル（メタ）アクリレート９５〜９
９．８重量％と分子内にリン酸基を有する、炭素数２〜
２０のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレー
ト０．２〜５重量％との共重合体であると金属板との接
着性が優れ、変形能力が高く免震性能が優れている。従
って、特に、戸建住宅等の軽量構造物の免震構造体とし
て、好適に使用することができる。

【００８５】又、請求項２に記載の免震構造体のよう
に、複合積層体の上下面に上下固定板が一体に積層さ
れ、上側固定板を梁に、下側固定板を基礎面に固定する
ように構成されており、上記上下固定板の対向面間に支
持機構が配設されている場合には、上側固定板を梁に、
下側固定板を基礎面に固定することによって直ちに基礎
面と梁との間に免震構造体を配設することができ施工効
率を向上させることができる。

【００８６】更に、請求項３に記載の免震構造体のよう
な支持機構を用いた場合には、上下支持部材のいずれか
一方の端部に一体設けたシリンダの内底面に、他方の端
部に一体に設けたピストンの先端面を当接、受止させる
ことによって、複合積層体の圧縮厚み寸法を確実に一定
厚みに保持することができ、床面の振動等を確実に防止
し快適な歩行感を得ることができる。

【００８７】又、上下支持部材は上下固定板に自在継ぎ
手を介して接続されており、全方向への円滑な変位が確
保されているので、水平方向のあらゆる方向の地震に対
応することができ、よって、複合積層体の免震性能を阻
害することなく常に完全且つ確実に複合積層体の免震性
能を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の免震構造体の側面模式図である。

【図２】地震時における免震構造体の歪み状態を示した
側面模式図である。

【図３】本発明の免震構造体の他の一例を示した側面模
式図である。

【図４】本発明の免震構造体の他の一例を示した側面模
式図である。

【図５】図４の支持機構の一部縦断面図である。

【図６】図４の支持機構の一部横縦断面図である。

【図７】本発明の免震構造体の他の一例を示した側面模
式図である。

【図８】図７の支持機構の一部縦断面図である。

【図９】図７の支持機構の一部横縦断面図である。

【符号の説明】

１免震構造体２複合積層体 21 硬質板 22 軟質板３支持機構 31 上側支持部材 311 ピストン 311aベアリング 311b転子 32 下側支持部材 321 シリンダ 321a受止面 321bレール 41 上側固定板 42 下側固定板５自在継ぎ手Ｂ梁Ｃ基礎面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】剛性を有する硬質板と粘弾性的性質を有
する軟質板とが交互に複数個積層されてなる複合積層体
と、支持機構よりなる免震構造体であって、上記軟質板
は、炭素数２〜２０のアルキル基を有するアルキル（メ
タ）アクリレートの単独重合体又は共重合体からなり、
上記支持機構は、常態においては上下方向に一定長さを
保持して上記複合積層体の上下方向の厚みを一定の圧縮
厚みに保持するとともに、上記複合積層体が地震時に水
平方向に歪んだ場合には該複合積層体の歪み変形に追従
して上下方向に伸縮するように構成されていることを特
徴とする免震構造体。
【請求項２】複合積層体の上下面に上下固定板が一体
に積層され、上側固定板を梁に、下側固定板を基礎面に
固定するように構成されており、上記上下固定板の対向
面間に支持機構が配設されていることを特徴とする請求
項１に記載の免震構造体。
【請求項３】支持機構は、上下方向に伸縮自在に接続
された上側支持部材と下側支持部材とからなり、上記上
下支持部材のいずれか一方の端部にはシリンダが一体に
設けられているとともに、他方の端部には上記シリンダ
に上下方向に変位可能に挿嵌されたピストンが一体に設
けられ、上記ピストンの先端面を上記シリンダの内底面
に当接、受止させることによって上記上側支持部材の上
端部と上記下側支持部材の下端部との間の間隔を複合積
層体の圧縮厚み寸法に保持するように構成しており、更
に、上側支持部材の上端部を上側固定板の下面に自在継
ぎ手を介して連結しているとともに、下側支持部材の下
端部を下側固定板の上面に自在継ぎ手を介して連結して
いることを特徴とする請求項２に記載の免震構造体。