JP2001090777A - 免震装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 下面に、下側へ突出する段差部１ａを有する
上板１と、上面に、この上板１の段差部１ａの下側に対
向するように上側へ突出する段差部２ｂを有する下板２
と、ゴム状弾性層６と剛性板層７とが上下方向に交互に
積層されてなり、最上部及び最下部が共にゴム状弾性層
６であって上記上板１及び下板２の各段差部１ａ，２ａ
にそれぞれ固定された積層部５とを備えた免震装置Ａに
対して、地震発生時に剛性板層７の剛性板が変形するの
を抑制して、高面圧下であっても良好な免震性能が得ら
れるようにする。 【解決手段】 上板１及び下板２の各段差部１ａ，２ａ
の外周面全周を、積層部５の剛性板層７の外周面に対し
て、該積層部５の最上部及び最下部の各ゴム状弾性層６
における厚さｔの２．５倍以上離れた水平方向外側に位
置させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築物等の上部構
造物と基礎との間に設けられ、地震に対する該上部構造
物の揺れを抑えるようにした免震装置に関する技術分野
に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の免震装置としては積
層ゴムタイプのものがよく知られており、このものは、
例えば図４に示すように、上部構造物に連結される上板
１０１と、該上板１０１の下側に対向して設けられかつ
基礎に連結される下板１０２とを備えている。この上板
１０１及び下板１０２間には、複数の円形のゴム状弾性
層１０６，１０６，…と鋼板等の剛性板からなる剛性板
層１０７，１０７，…とが上下方向において略同心状に
交互に積層された積層部１０５が設けられ、この積層部
１０５の最上部及び最下部は共にゴム状弾性層１０６と
なるように構成されている。上記各ゴム状弾性層１０６
及び各剛性板層１０７は、加硫接着により互いに固定さ
れており、それらの外径は全て同じ値に設定されてい
る。上記積層部１０５の外周側には、該積層部１０５の
各剛性板層１０７の鋼板等が錆びないように被覆ゴム部
１１０が設けられている。この積層部１０５の各ゴム状
弾性層１０６と被覆ゴム部１１０とは、通常、積層部１
０５の加硫成形時に一体に形成されるものである。そし
て、上記積層部１０５の各ゴム状弾性層１０６及び各剛
性板層１０７の鉛直剛性で上部構造物の荷重を支持し、
地震時の横揺れに対しては、その各ゴム状弾性層１０６
のせん断変形により水平方向の変位と力とを吸収するよ
うに構成されている。

【０００３】このような積層ゴムタイプの免震装置おい
ては、通常、上板１０１の下面には下側へ突出する段差
部１０１ａが、下板１０２の上面には上側へ突出する段
差部１０２ａがそれぞれ設けられており、この各段差部
１０１ａ，１０２ａに、上記積層部１０５の最上部及び
最下部に位置する各ゴム状弾性層１０６が加硫接着によ
りそれぞれ固定されている。この各段差部１０１ａ，１
０２ａの径は、積層部１０５の各剛性板層１０７と同じ
に設定されている。そして、上記被覆ゴム部１１０は、
上記各段差部１０１ａ，１０２ａの外周面を覆った状態
で上板１０１及び下板１０２に固定されている。このよ
うな段差部１０１ａ，１０２ａを設ける理由としては、
積層部１０５の最上部及び最下部に位置する各ゴム状弾
性層１０６並びにこれらと一体の被覆ゴム部１１０の上
板１０１及び下板１０２に対する接着面積を出来る限り
大きくするためである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のよ
うに上板１０１及び下板１０２の各段差部１０１ａ，１
０２ａの径が積層部１０５の各剛性板層１０７と同じに
設定されたものでは、地震発生時に各ゴム状弾性層１０
６が上部構造物の荷重を支持した状態でせん断変形する
と、各剛性板層１０７が上板１０１及び下板１０２の各
段差部１０１ａ，１０２ａに対して水平方向にずれるの
で、各剛性板層１０７の外周部の一部が各段差部１０１
ａ，１０２ａの外周面に対して水平方向外側に突出し、
このため、積層部１０５の最上部近傍においては各剛性
板層１０７の上板１０１の段差部１０１ａ外周面から水
平方向に突出した部分が、上板１０１の段差部１０１ａ
外周面に略相当する位置で折れ曲がって上側に変形する
と共に、最下部近傍においては各剛性板層１０７の下板
１０２の段差部１０２ａ外周面から水平方向に突出した
部分が同様に下側に変形してしまうという問題がある
（図５参照）。この剛性板の変形は、最上部のゴム状弾
性層１０６の直ぐ下側に位置する剛性板層１０７と最下
部のゴム状弾性層１０６の直ぐ上側に位置する剛性板層
１０７とにおいて顕著である。このように各剛性板層１
０７の剛性板が変形すると、免震装置の水平バネ定数が
小さくなり、地震に対して上部構造物の揺れを有効に抑
えることができなくなる。特に、近年、１つの建築物に
おいて免震装置の使用個数を減らすことによって免震化
のコストダウンを図ろうとする傾向にあり、この場合に
は、上部構造物によって積層部１０５に加わる圧力がよ
り一層増大して、各剛性板層１０７が変形し易くなり、
免震性能が低下してしまう。

【０００５】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、上記のように上板及び
下板に段差部がそれぞれ設けられた積層ゴムタイプの免
震装置に対して、その構成を改良することによって、地
震発生時に剛性板層の剛性板が変形するのを抑制して、
高面圧下であっても良好な免震性能が得られるようにす
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明では、上板及び下板の各段差部の外周面
全周を、積層部の剛性板層の外周面よりも水平方向外側
に位置させるようにした。

【０００７】具体的には、請求項１の発明では、下面
に、下側へ突出する段差部を有し、上部構造物に連結さ
れる上板と、上面に、上記上板の段差部の下側に対向す
るように上側へ突出する段差部を有し、基礎に連結され
る下板と、ゴム状弾性層と剛性板層とが上下方向に交互
に積層されてなり、最上部及び最下部が共にゴム状弾性
層であって上記上板及び下板の各段差部にそれぞれ固定
された積層部とを備え、地震に対する上記上部構造物の
揺れを抑えるようにした免震装置を対象とする。

【０００８】そして、上記上板及び下板の各段差部の外
周面全周が、上記積層部の剛性板層の外周面よりも水平
方向外側に位置しているものとする。

【０００９】上記の構成により、地震発生時にゴム状弾
性層がどの方向にせん断変形しても、積層部の最上部近
傍に位置する剛性板層の外周部が上板の段差部の外周面
に対して水平方向外側に突出しないようにすることがで
きると共に、最下部近傍に位置する剛性板層の外周部が
下板の段差部の外周面に対して水平方向外側に突出しな
いようにすることができる。この結果、最上部及び最下
部近傍に位置する剛性板層において剛性板が変形するの
を抑制することができ、高面圧下であっても高い免震性
能が得られるようになる。

【００１０】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、上板の段差部の外周面と積層部の剛性板層の外周
面との間の水平距離が、該積層部の最上部のゴム状弾性
層における厚さの２．５倍以上に設定され、下板の段差
部の外周面と上記積層部の剛性板層の外周面との間の水
平距離が、該積層部の最下部のゴム状弾性層における厚
さの２．５倍以上に設定されているものとする。

【００１１】このことにより、ゴム状弾性層のせん断ひ
ずみが２５０％以下であれば、最上部のゴム状弾性層の
直ぐ下側に位置する剛性板層の外周部が上板の段差部に
対して水平方向外側に突出することはなく、最下部のゴ
ム状弾性層の直ぐ上側に位置する剛性板層の外周部が下
板の段差部に対して水平方向外側に突出することはな
い。この結果、最も変形し易い上記両剛性板が変形する
のを確実に抑制することができる。よって、比較的大き
なせん断ひずみが生じても、良好な免震性能が得られ
る。

【００１２】請求項３の発明では、請求項１又は２の発
明において、積層部の外周側に、該積層部のゴム状弾性
層と一体形成されかつ剛性板層の外周面を覆う被覆ゴム
部が設けられ、上記被覆ゴム部は、上板及び下板の各段
差部の外周面を覆った状態で上板及び下板に固定されて
いるものとする。

【００１３】このことで、積層部の最上部及び最下部に
位置する各ゴム状弾性層並びにこれらと一体の被覆ゴム
部の上板及び下板に対する接着面積を確保して、積層部
と上板及び下板との固定を確実に行うことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１及び図２は、本発明の実施形態
に係る免震装置Ａを示し、この免震装置Ａは、周縁部に
設けたボルト挿通孔１ｂに挿通されるボルトを介して上
部構造物に連結される上板１と、同じく周縁部に設けた
ボルト挿通孔２ｂに挿通されるボルトを介して基礎に連
結される下板２とを備えている。この上板１の下面中央
部には、下側へ突出する円形の段差部１ａが設けられ、
下板２の上面中央部には、上板１の段差部１ａの下側に
対向するように上側へ突出する円形の段差部２ａが設け
られている。

【００１５】上記上板１及び下板２の各段差部１ａ，２
ａ間には、複数の円形のゴム状弾性層６，６，…と剛性
板層７，７，…とが上下方向において略同心状に交互に
積層されてなる積層部５が設けられている。この各剛性
板層７は１枚（複数枚であってもよい）の鋼板８からな
っている。上記各ゴム状弾性層６及び各剛性板層７は、
加硫接着により互いに固定されており、それらの外径は
全てＤに設定されている。この積層部５の最上部及び最
下部は、共にゴム状弾性層６であって、上記上板１及び
下板２の各段差部１ａ，２ａに対して加硫接着により同
心状にそれぞれ固定されている。

【００１６】上記上板１及び下板２の各段差部１ａ，２
ａの外周面全周は、上記積層部５の各剛性板層７の外周
面よりも水平方向外側に位置しており、上板１の段差部
１ａの外周面と積層部５の各剛性板層７の外周面との間
の水平距離が、積層部５の最上部のゴム状弾性層６にお
ける厚さｔの２．５倍以上に設定され、下板２の段差部
２ａの外周面と積層部５の各剛性板層７の外周面との間
の水平距離が、積層部５の最下部のゴム状弾性層６にお
ける厚さｔ（この実施形態では、上記最上部のゴム状弾
性層６と同じに設定している）の２．５倍以上に設定さ
れている。つまり、各段差部１ａ，２ａの外径Ｄｆは、 Ｄｆ≧Ｄ＋２．５ｔ×２ を満たすように設定されている（図２参照）。

【００１７】上記積層部５の外周側には、該積層部５の
各ゴム状弾性層６と一体形成されかつ各剛性板層７の外
周面を覆う被覆ゴム部１０が設けられ、この被覆ゴム部
１０により各剛性板層７の鋼板８に錆びが発生するのを
防止している。そして、上記被覆ゴム部１０の最上部及
び最下部は、径方向外側に突出して上板１及び下板２の
各段差部１ａ，２ａの外周面を覆った状態で上板１及び
下板２に加硫接着により固定されている。

【００１８】尚、上記上下板１，２及び積層部５の略中
心部には、該上下板１，２並びに積層部５の各ゴム状弾
性層６及び各剛性板層７を上下方向に連続して貫通する
貫通孔９が形成されている。この貫通孔９は、積層部５
の加硫成形時に加熱用熱源と接続した棒状部材を挿入し
て積層部５内部にも加熱用熱を良好に伝達させること
や、上下板１，２並びに積層部５の各ゴム状弾性層６及
び各剛性板層７の位置決め等を目的として設けられるも
のである。

【００１９】以上の構成からなる免震装置Ａを、建築物
等の上部構造物と基礎との間に設けた場合、積層部５の
各ゴム状弾性層６及び各剛性板層７の鉛直剛性で上部構
造物の荷重を支持する一方、地震発生時には各ゴム状弾
性層６のせん断変形により水平方向の変位と力とを吸収
する。このとき、従来の免震装置のように上板１及び下
板２の各段差部１ａ，２ａの外径Ｄｆが剛性板層７の外
径Ｄと同じであれば、最上部近傍に位置する各剛性板層
７の鋼板８の外周部が上板１の段差部１ａ外周面から水
平方向に突出してその突出した部分が、上板１の段差部
１ａ外周面に略相当する位置で折れ曲がって上側に変形
すると共に、最下部近傍に位置する各剛性板層７の鋼板
８の外周部が下板２の段差部２ａ外周面から水平方向に
突出してその突出した部分が同様に下側に変形してしま
う。

【００２０】しかし、この実施形態では、上板１及び下
板２の各段差部１ａ，２ａの外周面全周が、積層部５の
各剛性板層７の外周面に対して、該積層部５の最上部及
び最下部の各ゴム状弾性層６における厚さｔの２．５倍
以上離れた水平方向外側に位置しているので、各ゴム状
弾性層６のせん断ひずみが２５０％以下であれば、どの
方向にせん断変形しても、最上部のゴム状弾性層６の直
ぐ下側に位置する剛性板層７の外周部が上板１の段差部
１ａに対して水平方向外側に突出することはなく、最下
部のゴム状弾性層６の直ぐ上側に位置する剛性板層７の
外周部が下板２の段差部２ａに対して水平方向外側に突
出することはない（図３参照）。この結果、最も変形し
易い鋼板８（最上部のゴム状弾性層６の直ぐ下側に位置
する剛性板層７及び最下部のゴム状弾性層６の直ぐ上側
に位置する剛性板層７の各鋼板８）の変形を確実に抑え
ることができる。一方、この両剛性板層７，７よりも下
側及び上側であって最上部及び最下部近傍に位置する各
剛性板層７は、各段差部１ａ，２ａの外周面に対して水
平方向に突出する可能性は高いが、たとえ突出したとし
ても、その突出量は小さく、しかも、最上部のゴム状弾
性層６の直ぐ下側に位置する剛性板層７及び最下部のゴ
ム状弾性層６の直ぐ上側に位置する剛性板層７の各鋼板
８の変形が抑えられるので、上記突出した各剛性板層７
の鋼板８の変形はかなり小さくて済む。よって、高面圧
下において比較的大きなせん断ひずみが生じても免震性
能の低下を抑制することができる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よると、下面に、下側へ突出する段差部を有する上板
と、上面に、この上板の段差部の下側に対向するように
上側へ突出する段差部を有する下板と、ゴム状弾性層と
剛性板層とが上下方向に交互に積層されてなり、最上部
及び最下部が共にゴム状弾性層であって上記上板及び下
板の各段差部にそれぞれ固定された積層部とを備えた免
震装置に対して、上板及び下板の各段差部の外周面全周
を、積層部の剛性板層の外周面よりも水平方向外側に位
置させるようにしたことにより、地震発生時に上部構造
物を支持した状態で水平せん断力が作用しても、最上部
及び最下部近傍に位置する剛性板層において剛性板が変
形するのを抑制することができ、高面圧下であっても水
平バネ定数の低下を抑えて良好な免震性能を発揮させる
ことができる。

【００２２】請求項２の発明によると、上板の段差部の
外周面と積層部の剛性板層の外周面との間の水平距離
を、該積層部の最上部のゴム状弾性層における厚さの
２．５倍以上に設定し、下板の段差部の外周面と上記積
層部の剛性板層の外周面との間の水平距離を、該積層部
の最下部のゴム状弾性層における厚さの２．５倍以上に
設定したことにより、比較的大きなせん断ひずみ（２５
０％）であっても、良好な免震性能が得られる。

【００２３】請求項３の発明によると、積層部の外周側
に設けた被覆ゴム部を、上板及び下板の各段差部の外周
面を覆った状態で上板及び下板に固定したことにより、
積層部と上板及び下板とを強固に固定することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る免震装置を示す断面図
である。

【図２】図１の免震装置の下板の段差部近傍を示す部分
拡大断面図である。

【図３】免震装置が荷重を支持してせん断変形した状態
を示す図２相当図である。

【図４】免震装置の従来例を示す断面図である。

【図５】図４の従来の免震装置において荷重を支持して
せん断変形したときにおける下板の段差部近傍の状態を
示す部分拡大断面図である。

【符号の説明】 Ａ 免震装置 １ 上板 １ａ 段差部 ２ 下板 ２ａ 段差部 ５ 積層部 ６ ゴム状弾性層 ７ 剛性板層 １０ 被覆ゴム部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下面に、下側へ突出する段差部を有し、
   上部構造物に連結される上板と、上面に、上記上板の段
   差部の下側に対向するように上側へ突出する段差部を有
   し、基礎に連結される下板と、ゴム状弾性層と剛性板層
   とが上下方向に交互に積層されてなり、最上部及び最下
   部が共にゴム状弾性層であって上記上板及び下板の各段
   差部にそれぞれ固定された積層部とを備え、地震に対す
   る上記上部構造物の揺れを抑えるようにした免震装置で
   あって、 上記上板及び下板の各段差部の外周面全周が、上記積層
   部の剛性板層の外周面よりも水平方向外側に位置してい
   ることを特徴とする免震装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の免震装置において、 上板の段差部の外周面と積層部の剛性板層の外周面との
   間の水平距離が、該積層部の最上部のゴム状弾性層にお
   ける厚さの２．５倍以上に設定され、 下板の段差部の外周面と上記積層部の剛性板層の外周面
   との間の水平距離が、該積層部の最下部のゴム状弾性層
   における厚さの２．５倍以上に設定されていることを特
   徴とする免震装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の免震装置におい
   て、 積層部の外周側に、該積層部のゴム状弾性層と一体形成
   されかつ剛性板層の外周面を覆う被覆ゴム部が設けら
   れ、 上記被覆ゴム部は、上板及び下板の各段差部の外周面を
   覆った状態で上板及び下板に固定されていることを特徴
   とする免震装置。