JP2001108013A - 滑り型免震装置 - Google Patents
滑り型免震装置Info
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- seismic isolation
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 日常的荷重に対するトリガー機能と免震性能
の両立を図れるともに、地震後の残留変位も小さくする
ことができ、しかも、傾き等の寸法誤差の発生にかかわ
らず、設計通りの優れた免震性能を長年月に亘り確保で
きるようにする。 【解決手段】 土台基礎Ｂ側に固定した滑り材２の摩擦
滑り面７と上部構造体Ａ側に固定した滑り材６の摩擦滑
り面８との間の摩擦係数が、初期位置で大きく、水平方
向への相対変位位置で小さくなるような形態に構成され
ているとともに、上部構造体Ａ側の滑り材６の上面に硬
質材９、弾性材１０及び硬質材１１を順次積層固定し、
これらを上部硬質材１１の嵌合によりフォルダプレート
５に支持させ、かつ、フォルダプレート５の周辺部には
滑り材６が弾性材１０に対し水平方向に一定以上ずれ移
動することを阻止するストッパー部１４が設けられてい
る。
の両立を図れるともに、地震後の残留変位も小さくする
ことができ、しかも、傾き等の寸法誤差の発生にかかわ
らず、設計通りの優れた免震性能を長年月に亘り確保で
きるようにする。 【解決手段】 土台基礎Ｂ側に固定した滑り材２の摩擦
滑り面７と上部構造体Ａ側に固定した滑り材６の摩擦滑
り面８との間の摩擦係数が、初期位置で大きく、水平方
向への相対変位位置で小さくなるような形態に構成され
ているとともに、上部構造体Ａ側の滑り材６の上面に硬
質材９、弾性材１０及び硬質材１１を順次積層固定し、
これらを上部硬質材１１の嵌合によりフォルダプレート
５に支持させ、かつ、フォルダプレート５の周辺部には
滑り材６が弾性材１０に対し水平方向に一定以上ずれ移
動することを阻止するストッパー部１４が設けられてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として木造建物
や鉄骨造りの戸建て住宅用建物あるいはプレハブ式建築
物などのような軽量構造物の免震に適用される滑り型免
震装置に関し、詳しくは、基礎等の下部構造体及び上部
構造体側にそれぞれ設けられた滑り材同士を互いに当接
させて地震の発生に伴い両者間に一定以上の水平変位力
が作用したとき、両滑り材の摩擦滑り面での水平方向へ
の相対的な滑り作用によって上部構造体側への変位伝達
を遮断もしくは低減して揺れを抑制するように構成され
ている滑り型免震装置に関するものである。
や鉄骨造りの戸建て住宅用建物あるいはプレハブ式建築
物などのような軽量構造物の免震に適用される滑り型免
震装置に関し、詳しくは、基礎等の下部構造体及び上部
構造体側にそれぞれ設けられた滑り材同士を互いに当接
させて地震の発生に伴い両者間に一定以上の水平変位力
が作用したとき、両滑り材の摩擦滑り面での水平方向へ
の相対的な滑り作用によって上部構造体側への変位伝達
を遮断もしくは低減して揺れを抑制するように構成され
ている滑り型免震装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の滑り型免震装置として、従来、
下部構造体側に、例えば四弗化エチレン樹脂板等の滑り
材を固定する一方、上部構造体側にステンレス板等の滑
り材を固定し、これら両滑り材同士を相互に当接させる
ことにより両滑り材間に摩擦滑り面を形成させ、地震発
生時にはその両摩擦滑り面での滑り作用により免震性能
を発揮させるように構成したものが知られている。ま
た、免震性能の向上を図るべく、上記のような滑り型免
震装置と免震用積層ゴムとを上下に直列に配置した構成
のものも知られている。
下部構造体側に、例えば四弗化エチレン樹脂板等の滑り
材を固定する一方、上部構造体側にステンレス板等の滑
り材を固定し、これら両滑り材同士を相互に当接させる
ことにより両滑り材間に摩擦滑り面を形成させ、地震発
生時にはその両摩擦滑り面での滑り作用により免震性能
を発揮させるように構成したものが知られている。ま
た、免震性能の向上を図るべく、上記のような滑り型免
震装置と免震用積層ゴムとを上下に直列に配置した構成
のものも知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の滑り型
免震装置はいずれも、免震性能を十分に発揮させること
に主眼がおかれ、そのために、地震発生時に両滑り材の
摩擦滑り面同士が滑り動作しやすいように、初期位置
（両摩擦滑り面の滑り作用開始位置）から両摩擦滑り面
が滑り作用により水平方向に相対変位した位置までの滑
り動作範囲の全域に亘って両面間の摩擦係数を小さい一
定の値に設定する構成が採用されている。したがって、
両摩擦滑り面が初期位置にある通常時に上部構造体に風
荷重や生活振動、交通振動などの地震以外で地震時より
も小さい変位力（以下、日常的変位力と称する）が作用
するだけでも、上部構造体が揺れ動きやすく、戸建て住
宅用建物などの軽量構造物の免震に適用した場合、居住
性が大きく損なわれるだけでなく、地震後の残留変位が
大きくなるという問題がある。
免震装置はいずれも、免震性能を十分に発揮させること
に主眼がおかれ、そのために、地震発生時に両滑り材の
摩擦滑り面同士が滑り動作しやすいように、初期位置
（両摩擦滑り面の滑り作用開始位置）から両摩擦滑り面
が滑り作用により水平方向に相対変位した位置までの滑
り動作範囲の全域に亘って両面間の摩擦係数を小さい一
定の値に設定する構成が採用されている。したがって、
両摩擦滑り面が初期位置にある通常時に上部構造体に風
荷重や生活振動、交通振動などの地震以外で地震時より
も小さい変位力（以下、日常的変位力と称する）が作用
するだけでも、上部構造体が揺れ動きやすく、戸建て住
宅用建物などの軽量構造物の免震に適用した場合、居住
性が大きく損なわれるだけでなく、地震後の残留変位が
大きくなるという問題がある。
【０００４】また、戸建て住宅用建物などの軽量構造物
においては、それの構築時に基礎等の下部構造体と上部
構造体との間に設計許容範囲を越えた段差が生じると
か、所定の水平精度が出ないで両構造体相互間に傾きが
生じるとかの寸法誤差を生じやすい。また、構築時には
生じなてなくても構造物の経年使用に伴い地盤の変動や
構造物構成部材の強度特性の変化等によって段差や傾き
などの寸法誤差が発生することは避けられない。
においては、それの構築時に基礎等の下部構造体と上部
構造体との間に設計許容範囲を越えた段差が生じると
か、所定の水平精度が出ないで両構造体相互間に傾きが
生じるとかの寸法誤差を生じやすい。また、構築時には
生じなてなくても構造物の経年使用に伴い地盤の変動や
構造物構成部材の強度特性の変化等によって段差や傾き
などの寸法誤差が発生することは避けられない。
【０００５】ところで、従来の滑り型免震装置では、上
記の段差や傾き等の寸法誤差を吸収し修正する機能がな
いために、寸法誤差の発生に伴って該免震装置に偏荷重
が加わることになり、その結果、両滑り材の摩擦滑り面
が片当たりしたり、摩擦係数が変動したりして、安定し
た摩擦力での滑り作用が得られず、設計通りの免震性能
を発揮させ、かつ、それを維持することができないとい
う問題もあった。
記の段差や傾き等の寸法誤差を吸収し修正する機能がな
いために、寸法誤差の発生に伴って該免震装置に偏荷重
が加わることになり、その結果、両滑り材の摩擦滑り面
が片当たりしたり、摩擦係数が変動したりして、安定し
た摩擦力での滑り作用が得られず、設計通りの免震性能
を発揮させ、かつ、それを維持することができないとい
う問題もあった。
【０００６】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、日常的変位力に対して抵抗するトリガー機能と地震
発生時の免震性能との両立を図ることができるととも
に、地震後の残留変位も小さくすることができ、しか
も、傾き等の寸法誤差の発生にかかわらず、設計通りの
優れた免震性能を長年月に亘り確保できる滑り型免震装
置を提供することを目的としている。
で、日常的変位力に対して抵抗するトリガー機能と地震
発生時の免震性能との両立を図ることができるととも
に、地震後の残留変位も小さくすることができ、しか
も、傾き等の寸法誤差の発生にかかわらず、設計通りの
優れた免震性能を長年月に亘り確保できる滑り型免震装
置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る滑り型免震装置は、下部構造体側に設
けられた滑り材と上部構造体側に設けられた滑り材とを
相互に当接させて両者間に一定以上の水平変位力が作用
したとき、相対的に水平方向に変位可能な摩擦滑り面が
構成されてなる滑り型免震装置において、上記下部構造
体側の滑り材の摩擦滑り面及び上部構造体側の滑り材の
摩擦滑り面は、初期位置での摩擦係数が水平方向に相対
変位した位置での摩擦係数よりも大きくなるような形態
に構成されており、上部構造体側の滑り材の上面には、
硬質材、弾性材及び硬質材が順次積層固定され、そのう
ち最上位の硬質材のみを上部構造体側に固定の滑り材支
持部材に形成された嵌合凹部に嵌合させることにより滑
り材、下部硬質材、弾性材及び上部硬質材が上部構造体
側に支持されていると共に、上記支持部材の周辺部に
は、弾性体に対して滑り材が水平方向に一定以上ずれ移
動することを阻止するストッパー部が設けられているこ
とを特徴とするものである。
に、本発明に係る滑り型免震装置は、下部構造体側に設
けられた滑り材と上部構造体側に設けられた滑り材とを
相互に当接させて両者間に一定以上の水平変位力が作用
したとき、相対的に水平方向に変位可能な摩擦滑り面が
構成されてなる滑り型免震装置において、上記下部構造
体側の滑り材の摩擦滑り面及び上部構造体側の滑り材の
摩擦滑り面は、初期位置での摩擦係数が水平方向に相対
変位した位置での摩擦係数よりも大きくなるような形態
に構成されており、上部構造体側の滑り材の上面には、
硬質材、弾性材及び硬質材が順次積層固定され、そのう
ち最上位の硬質材のみを上部構造体側に固定の滑り材支
持部材に形成された嵌合凹部に嵌合させることにより滑
り材、下部硬質材、弾性材及び上部硬質材が上部構造体
側に支持されていると共に、上記支持部材の周辺部に
は、弾性体に対して滑り材が水平方向に一定以上ずれ移
動することを阻止するストッパー部が設けられているこ
とを特徴とするものである。
【０００８】上記構成の本発明によれば、上部構造体側
及び下部構造体側に設けられた両滑り材の摩擦滑り面の
摩擦係数を、初期位置では大きく、かつ、水平方向に相
対変位した位置では小さくなるように差をつけたことに
より、通常時には上部構造体に作用する風荷重等の日常
的荷重に対して高い抵抗を与えて不要な揺れ動きを抑制
するトリガー機能を発揮させつつ、地震発生時には両滑
り材の摩擦滑り面同士が滑り動作しやすくなり、下部構
造体から上部構造体への変位伝達を遮断もしくは低減し
て所定の免震性能を十分に発揮させることが可能であ
り、かつ、免震装置の動作時における摩擦係数の値が小
さくなることで、地震後の残留変位も小さく抑えること
が可能となる。
及び下部構造体側に設けられた両滑り材の摩擦滑り面の
摩擦係数を、初期位置では大きく、かつ、水平方向に相
対変位した位置では小さくなるように差をつけたことに
より、通常時には上部構造体に作用する風荷重等の日常
的荷重に対して高い抵抗を与えて不要な揺れ動きを抑制
するトリガー機能を発揮させつつ、地震発生時には両滑
り材の摩擦滑り面同士が滑り動作しやすくなり、下部構
造体から上部構造体への変位伝達を遮断もしくは低減し
て所定の免震性能を十分に発揮させることが可能であ
り、かつ、免震装置の動作時における摩擦係数の値が小
さくなることで、地震後の残留変位も小さく抑えること
が可能となる。
【０００９】その上、上部構造体側の滑り材の上面（滑
り摩擦面に対する背面）には、硬質材、弾性材及び硬質
材を順次積層介在させ、そのうち硬質材を支持部材に嵌
合させることでそれら各材を上部構造体側に支持させて
いるので、免震対象構造物の構築時や経年使用に伴い下
部構造体と上部構造体との間に設計許容範囲を越えた段
差や傾き等の寸法誤差が発生した場合、その寸法誤差を
弾性材の変形で吸収させて免震装置に若干の偏荷重が加
わったとしても、両滑り材の摩擦滑り面の片当たりや摩
擦係数の変動を抑え、各位置で安定した摩擦力の滑り作
用が得られて設計通りのトリガー機能及び免震性能を発
揮させ、かつ、それを維持させることが可能である。ま
た、摩擦滑り面での摩擦力の影響で弾性材と滑り材との
間が剥離したとしても、剥離した滑り材が一定以上にず
れ移動することを支持部材の周辺に設けたストッパー部
で阻止することが可能であるから、剥離が発生したこと
を知らないままでの使用時においても滑り作用による所
定の免震性能を確保することが可能である。
り摩擦面に対する背面）には、硬質材、弾性材及び硬質
材を順次積層介在させ、そのうち硬質材を支持部材に嵌
合させることでそれら各材を上部構造体側に支持させて
いるので、免震対象構造物の構築時や経年使用に伴い下
部構造体と上部構造体との間に設計許容範囲を越えた段
差や傾き等の寸法誤差が発生した場合、その寸法誤差を
弾性材の変形で吸収させて免震装置に若干の偏荷重が加
わったとしても、両滑り材の摩擦滑り面の片当たりや摩
擦係数の変動を抑え、各位置で安定した摩擦力の滑り作
用が得られて設計通りのトリガー機能及び免震性能を発
揮させ、かつ、それを維持させることが可能である。ま
た、摩擦滑り面での摩擦力の影響で弾性材と滑り材との
間が剥離したとしても、剥離した滑り材が一定以上にず
れ移動することを支持部材の周辺に設けたストッパー部
で阻止することが可能であるから、剥離が発生したこと
を知らないままでの使用時においても滑り作用による所
定の免震性能を確保することが可能である。
【００１０】上記構成の滑り型免震装置において、両滑
り材の摩擦滑り面の初期位置での摩擦係数が相対変位位
置での摩擦係数よりも大きくなるような形態に構成する
手段としては、両摩擦滑り面のうち少なくとも一方の摩
擦滑り面を初期位置と変位位置とで摩擦係数の異なる材
質から構成したり、面の加工粗度に差を付ける構成とし
たり、さらには、請求項２に記載のように、下部構造体
側の滑り材の摩擦滑り面及び上部構造体側の滑り材の摩
擦滑り面同士の初期位置での接触面積を水平方向に相対
変位した位置での接触面積よりも大きくする構成とした
りすることが考えられる。このうち、特に接触面積を変
化させる構成の場合には、接触面積の大きい初期位置で
は単位面積当りの面圧が低いことから摩擦係数が大きく
なり、接触面積の小さい変位位置では単位面積当りの面
圧が増加することから摩擦係数が小さくなるといった滑
り材（摩擦材）が本来的に有する面圧−摩擦係数特性
（図５参照）を有効に活用することが可能で、摩擦滑り
面を形状的に工夫するのみの簡単かつ低コストな構造改
良を施すだけで、既述したトリガー機能及び免震性能の
両立を図ることができる。
り材の摩擦滑り面の初期位置での摩擦係数が相対変位位
置での摩擦係数よりも大きくなるような形態に構成する
手段としては、両摩擦滑り面のうち少なくとも一方の摩
擦滑り面を初期位置と変位位置とで摩擦係数の異なる材
質から構成したり、面の加工粗度に差を付ける構成とし
たり、さらには、請求項２に記載のように、下部構造体
側の滑り材の摩擦滑り面及び上部構造体側の滑り材の摩
擦滑り面同士の初期位置での接触面積を水平方向に相対
変位した位置での接触面積よりも大きくする構成とした
りすることが考えられる。このうち、特に接触面積を変
化させる構成の場合には、接触面積の大きい初期位置で
は単位面積当りの面圧が低いことから摩擦係数が大きく
なり、接触面積の小さい変位位置では単位面積当りの面
圧が増加することから摩擦係数が小さくなるといった滑
り材（摩擦材）が本来的に有する面圧−摩擦係数特性
（図５参照）を有効に活用することが可能で、摩擦滑り
面を形状的に工夫するのみの簡単かつ低コストな構造改
良を施すだけで、既述したトリガー機能及び免震性能の
両立を図ることができる。
【００１１】なお、上記構成の滑り型免震装置におい
て、両滑り材の摩擦滑り面は設置状態で水平面に沿う平
面形状のものが好ましいが、これ以外に、水平面に対し
て上方または下方に少し凹曲した、例えば、サイクロイ
ド曲線面、放物曲線面または円弧面などに形成されたも
のであってもよい。
て、両滑り材の摩擦滑り面は設置状態で水平面に沿う平
面形状のものが好ましいが、これ以外に、水平面に対し
て上方または下方に少し凹曲した、例えば、サイクロイ
ド曲線面、放物曲線面または円弧面などに形成されたも
のであってもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
にもとづいて説明する。図１は本発明の第１の実施形態
による滑り型免震装置を適用した構造物の全体構成を示
す概略図であり、同図において、Ａは木造建物や鉄骨造
りの戸建て住宅用建物、あるいはプレハブ式建築物など
の軽量構造物における上部構造体、Ｂは下部構造体とな
る土台基礎で、これら上部構造体Ａと土台基礎Ｂとの間
に免震装置Ｃを介在させて、通常時は上部構造体Ａの荷
重を支持しその荷重を土台基礎Ｂ側に伝達するととも
に、地震発生により土台基礎Ｂ側に一定以上の水平変位
力が作用した時は両者Ａ，Ｂ間の相対変位を許容して土
台基礎Ｂ側から上部構造体Ａへの変位伝達を遮断もしく
は低減し上部構造体Ａの揺れを抑制するものである。
にもとづいて説明する。図１は本発明の第１の実施形態
による滑り型免震装置を適用した構造物の全体構成を示
す概略図であり、同図において、Ａは木造建物や鉄骨造
りの戸建て住宅用建物、あるいはプレハブ式建築物など
の軽量構造物における上部構造体、Ｂは下部構造体とな
る土台基礎で、これら上部構造体Ａと土台基礎Ｂとの間
に免震装置Ｃを介在させて、通常時は上部構造体Ａの荷
重を支持しその荷重を土台基礎Ｂ側に伝達するととも
に、地震発生により土台基礎Ｂ側に一定以上の水平変位
力が作用した時は両者Ａ，Ｂ間の相対変位を許容して土
台基礎Ｂ側から上部構造体Ａへの変位伝達を遮断もしく
は低減し上部構造体Ａの揺れを抑制するものである。
【００１３】上記滑り型免震装置Ｃは、図２及び図３に
示すように、土台基礎Ｂ側に固定した基板１の上面に円
板状の滑り材２が固着されている一方、上部構造体Ａの
下面に固定した基板３の下面中央部には、フォルダ４及
びフォルダプレート５（滑り材支持部材）を介して四弗
化エチレン樹脂板などからなる滑り材６が固定支持され
ており、これら両滑り材２，６を相互に当接させること
で、地震発生に伴い上部構造体Ａと土台基礎Ｂとの間に
一定以上の水平変位力が作用したとき、水平方向に相対
的に滑り変位可能な摩擦滑り面７，８が形成されてい
る。
示すように、土台基礎Ｂ側に固定した基板１の上面に円
板状の滑り材２が固着されている一方、上部構造体Ａの
下面に固定した基板３の下面中央部には、フォルダ４及
びフォルダプレート５（滑り材支持部材）を介して四弗
化エチレン樹脂板などからなる滑り材６が固定支持され
ており、これら両滑り材２，６を相互に当接させること
で、地震発生に伴い上部構造体Ａと土台基礎Ｂとの間に
一定以上の水平変位力が作用したとき、水平方向に相対
的に滑り変位可能な摩擦滑り面７，８が形成されてい
る。
【００１４】上記土台基礎Ｂ側の滑り材２の摩擦滑り面
７は、該滑り材２の中央部にあり、上部構造体Ａ側の滑
り材６の摩擦滑り面８の面積Ｓｆと等しい面積Ｓｐを有
し平坦な面に形成された円形状の中央摩擦面部分７ａ
と、この中央摩擦面部分７ａの外周部にあり、図３に明
示するように、全域に多数のディンプル７ｃが形成され
て中央摩擦面部分７ａと同一水平面内に位置する円環状
周辺摩擦面部分７ｂとから構成されている。この構成に
よって、通常時の初期位置では滑り材６の摩擦滑り面８
が滑り材２の摩擦滑り面７のうちの中央摩擦面部分７ａ
に接触して両者８，７の接触面積がＳｆ＝Ｓｐの関係に
保たれ、地震の発生に伴い土台基礎Ｂ側に一定以上の水
平変位力が作用して滑り材２と６が相対的に水平方向に
滑り移動し始めた変位位置では滑り材６の摩擦滑り面８
が滑り材２の摩擦滑り面７のうちの周辺摩擦面部分７ｂ
に接触して両者８，７の接触面積がＳｆ＞Ｓｐの関係に
なり、もって、図５に示す面圧−摩擦係数の特性図から
も明らかなように、接触面積の大きい初期位置では単位
面積当りの面圧（ｋｇｆ／ｃｍ2 ）が低いことから摩擦
係数が大きくなり、接触面積の小さい変位位置では単位
面積当りの面圧が増加することから摩擦係数が小さくな
るような形態に構成されている。
７は、該滑り材２の中央部にあり、上部構造体Ａ側の滑
り材６の摩擦滑り面８の面積Ｓｆと等しい面積Ｓｐを有
し平坦な面に形成された円形状の中央摩擦面部分７ａ
と、この中央摩擦面部分７ａの外周部にあり、図３に明
示するように、全域に多数のディンプル７ｃが形成され
て中央摩擦面部分７ａと同一水平面内に位置する円環状
周辺摩擦面部分７ｂとから構成されている。この構成に
よって、通常時の初期位置では滑り材６の摩擦滑り面８
が滑り材２の摩擦滑り面７のうちの中央摩擦面部分７ａ
に接触して両者８，７の接触面積がＳｆ＝Ｓｐの関係に
保たれ、地震の発生に伴い土台基礎Ｂ側に一定以上の水
平変位力が作用して滑り材２と６が相対的に水平方向に
滑り移動し始めた変位位置では滑り材６の摩擦滑り面８
が滑り材２の摩擦滑り面７のうちの周辺摩擦面部分７ｂ
に接触して両者８，７の接触面積がＳｆ＞Ｓｐの関係に
なり、もって、図５に示す面圧−摩擦係数の特性図から
も明らかなように、接触面積の大きい初期位置では単位
面積当りの面圧（ｋｇｆ／ｃｍ2 ）が低いことから摩擦
係数が大きくなり、接触面積の小さい変位位置では単位
面積当りの面圧が増加することから摩擦係数が小さくな
るような形態に構成されている。
【００１５】一方、上部構造体Ａ側の滑り材６の上面に
は、図４に明示するように、鋼板等の円形下部硬質材
９、ゴム板等の円形弾性材１０及び鋼板等の円形上部硬
質材１１が順次積層接着固定されており、そのうち最上
位の上部硬質材１１のみを上記フォルダプレート５に形
成された円形の嵌合凹部１２に嵌合させることにより、
滑り材６、下部硬質材９、弾性材１０及び上部硬質材１
１を上部構造体Ａ側に支持させている。また、上記フォ
ルダプレート５の周辺部には、下向きに突出して滑り材
６が弾性材１０に対して水平方向に一定以上ずれ移動す
ることを阻止するように下部硬質材９及び弾性材１０の
外周面との間に適当な環状隙間１３を隔てて円筒状のス
トッパー部１４が一体形成されている。なお、図２及び
図３において、１５は滑り型免震装置Ｃの外周を取り囲
むように配置された防塵、防雨用の弾性カバーである。
は、図４に明示するように、鋼板等の円形下部硬質材
９、ゴム板等の円形弾性材１０及び鋼板等の円形上部硬
質材１１が順次積層接着固定されており、そのうち最上
位の上部硬質材１１のみを上記フォルダプレート５に形
成された円形の嵌合凹部１２に嵌合させることにより、
滑り材６、下部硬質材９、弾性材１０及び上部硬質材１
１を上部構造体Ａ側に支持させている。また、上記フォ
ルダプレート５の周辺部には、下向きに突出して滑り材
６が弾性材１０に対して水平方向に一定以上ずれ移動す
ることを阻止するように下部硬質材９及び弾性材１０の
外周面との間に適当な環状隙間１３を隔てて円筒状のス
トッパー部１４が一体形成されている。なお、図２及び
図３において、１５は滑り型免震装置Ｃの外周を取り囲
むように配置された防塵、防雨用の弾性カバーである。
【００１６】上記のように構成された滑り型免震装置Ｃ
によれば、通常時の初期位置では、図２及び図３の実線
に示すように、上部構造体Ａ側の滑り材６における摩擦
滑り面８と土台基礎Ｂ側の滑り材２の摩擦滑り面７のう
ち中央摩擦面部分７ａとが等しい接触面積Ｓｆ＝Ｓｐで
全面接触しているために、図５の特性図からも明らかな
ように、接触面の単位面積当りの面圧が低く、かつ、摩
擦係数が大きくて両者６，２が動きにくい状態にある。
したがって、このような通常状態、すなわち、初期状態
で上部構造体Ａに風荷重等の日常的荷重が作用したとし
ても、両滑り材６，２の相対変位を規制するトリガー機
能が発揮されて上部構造体Ａの不要な揺れを防止するこ
とが可能である。
によれば、通常時の初期位置では、図２及び図３の実線
に示すように、上部構造体Ａ側の滑り材６における摩擦
滑り面８と土台基礎Ｂ側の滑り材２の摩擦滑り面７のう
ち中央摩擦面部分７ａとが等しい接触面積Ｓｆ＝Ｓｐで
全面接触しているために、図５の特性図からも明らかな
ように、接触面の単位面積当りの面圧が低く、かつ、摩
擦係数が大きくて両者６，２が動きにくい状態にある。
したがって、このような通常状態、すなわち、初期状態
で上部構造体Ａに風荷重等の日常的荷重が作用したとし
ても、両滑り材６，２の相対変位を規制するトリガー機
能が発揮されて上部構造体Ａの不要な揺れを防止するこ
とが可能である。
【００１７】そして、地震発生により土台基礎Ｂ側に一
定以上の水平変位力が作用して両滑り材６，２が相対的
に水平方向に滑り移動し始めた変位位置では、つまり、
免震装置Ｃが動作開始した後には、図２及び図３の仮想
線に示すように、上部構造体Ａ側の滑り材６における摩
擦滑り面８が土台基礎Ｂ側の滑り材２の摩擦滑り面７の
うち周辺摩擦面部分７ｂに接触して両者６，２の接触面
積がＳｆ＞Ｓｐの関係になる。この摩擦接触面積の減少
に伴い図５の特性図からも明らかなように、単位面積当
りの面圧が急激に増加し、かつ、摩擦係数が小さくな
り、上部構造体Ａと土台基礎Ｂとが相対的に滑り移動し
やすい状態となる。したがって、地震に伴う土台基礎Ｂ
側の水平変位が摩擦滑り面８，７ｂでの相対的な滑り移
動によって上部構造体Ａ側に伝達されることを遮断もし
くは抑制し免震性能を十分に発揮させることが可能であ
る。また、該免震装置Ｃの動作時における摩擦係数の値
が小さくなることで、地震後の残留変位も小さく抑える
ことが可能となる。
定以上の水平変位力が作用して両滑り材６，２が相対的
に水平方向に滑り移動し始めた変位位置では、つまり、
免震装置Ｃが動作開始した後には、図２及び図３の仮想
線に示すように、上部構造体Ａ側の滑り材６における摩
擦滑り面８が土台基礎Ｂ側の滑り材２の摩擦滑り面７の
うち周辺摩擦面部分７ｂに接触して両者６，２の接触面
積がＳｆ＞Ｓｐの関係になる。この摩擦接触面積の減少
に伴い図５の特性図からも明らかなように、単位面積当
りの面圧が急激に増加し、かつ、摩擦係数が小さくな
り、上部構造体Ａと土台基礎Ｂとが相対的に滑り移動し
やすい状態となる。したがって、地震に伴う土台基礎Ｂ
側の水平変位が摩擦滑り面８，７ｂでの相対的な滑り移
動によって上部構造体Ａ側に伝達されることを遮断もし
くは抑制し免震性能を十分に発揮させることが可能であ
る。また、該免震装置Ｃの動作時における摩擦係数の値
が小さくなることで、地震後の残留変位も小さく抑える
ことが可能となる。
【００１８】因みに、上記滑り材６の摩擦滑り面８と滑
り材２の摩擦滑り面７との摩擦接触面積を、初期状態に
おける面圧が約４０ｋｇｆ／ｃｍ2 に、動作開始後にお
ける面圧が約１６０ｋｇｆ／ｃｍ2 になるような設定し
たとすると、図５の面圧−摩擦係数特性図からも明らか
なように、動作開始後における摩擦係数の値が初期状態
の値の約（１／２）となり、日常的荷重に対するトリガ
ー機能と、地震動に対する優れた免震性能との両立を達
成することが可能となる。
り材２の摩擦滑り面７との摩擦接触面積を、初期状態に
おける面圧が約４０ｋｇｆ／ｃｍ2 に、動作開始後にお
ける面圧が約１６０ｋｇｆ／ｃｍ2 になるような設定し
たとすると、図５の面圧−摩擦係数特性図からも明らか
なように、動作開始後における摩擦係数の値が初期状態
の値の約（１／２）となり、日常的荷重に対するトリガ
ー機能と、地震動に対する優れた免震性能との両立を達
成することが可能となる。
【００１９】また、上部構造体Ａ側の滑り材６の上面に
は硬質材９、弾性材１０及び硬質材１１が順次積層介在
されており、最上位の硬質材１１をフォルダプレート５
の嵌合凹部１２に嵌合させることにより、各材６，９，
１０，１１を上部構造体Ａ側に支持させているので、免
震対象となる軽量構造物の構築時や経年使用に伴い下部
構造体Ｂと上部構造体Ａとの間に設計許容範囲を越える
段差や傾き等の寸法誤差が発生した場合、その寸法誤差
を弾性材１０の平面方向や高さ方向の弾性変形により吸
収させることが可能である。したがって、免震装置Ｃに
若干の偏荷重が加わったとしても、両滑り材６，２の摩
擦滑り面８，７の片当たりや摩擦係数の変動を抑え、各
位置で安定した摩擦力の滑り作用が得られて設計通りの
トリガー機能及び免震性能を発揮させ、かつ、それを維
持させることが可能である。
は硬質材９、弾性材１０及び硬質材１１が順次積層介在
されており、最上位の硬質材１１をフォルダプレート５
の嵌合凹部１２に嵌合させることにより、各材６，９，
１０，１１を上部構造体Ａ側に支持させているので、免
震対象となる軽量構造物の構築時や経年使用に伴い下部
構造体Ｂと上部構造体Ａとの間に設計許容範囲を越える
段差や傾き等の寸法誤差が発生した場合、その寸法誤差
を弾性材１０の平面方向や高さ方向の弾性変形により吸
収させることが可能である。したがって、免震装置Ｃに
若干の偏荷重が加わったとしても、両滑り材６，２の摩
擦滑り面８，７の片当たりや摩擦係数の変動を抑え、各
位置で安定した摩擦力の滑り作用が得られて設計通りの
トリガー機能及び免震性能を発揮させ、かつ、それを維
持させることが可能である。
【００２０】因みに、図６は滑り材６の上面に弾性材１
０を積層介在させてなる本発明の免震装置Ｃについて、
ＪＭＡ ＫＯＢＥ ＮＳによる一次元シミュレーション
を行なった場合の加速度特性結果を示し、図７は弾性材
１０の使用を省いた免震装置について同様な一次元シュ
ミレーションを行なった場合の加速度特性結果を示す。
これら両結果の比較から明らかなように、本発明の免震
装置では、最大加速度が小さくなり、上部構造体Ａの揺
れを十分に抑制するとともに、地震後の残留変位も非常
に小さくすることが可能である。
０を積層介在させてなる本発明の免震装置Ｃについて、
ＪＭＡ ＫＯＢＥ ＮＳによる一次元シミュレーション
を行なった場合の加速度特性結果を示し、図７は弾性材
１０の使用を省いた免震装置について同様な一次元シュ
ミレーションを行なった場合の加速度特性結果を示す。
これら両結果の比較から明らかなように、本発明の免震
装置では、最大加速度が小さくなり、上部構造体Ａの揺
れを十分に抑制するとともに、地震後の残留変位も非常
に小さくすることが可能である。
【００２１】また、地震発生に伴う摩擦滑り面８，７で
の滑り作用の繰り返しなどの影響で弾性材１０が破断さ
れたり、弾性材１０と滑り材６が固定されている下部硬
質材９との間に剥離が発生したりしたとしても、下部硬
質材９がフォルダプレート５周辺の円筒状ストッパー部
１４に当接して滑り材６の一定以上のずれ移動が阻止さ
れることになるので、弾性材１０の破断や剥離の発生を
知らないままで使用している状態で地震が発生したとし
ても、摩擦滑り面８，７での滑り作用は保持されること
になり、所定の免震性能を発揮させことが可能である。
の滑り作用の繰り返しなどの影響で弾性材１０が破断さ
れたり、弾性材１０と滑り材６が固定されている下部硬
質材９との間に剥離が発生したりしたとしても、下部硬
質材９がフォルダプレート５周辺の円筒状ストッパー部
１４に当接して滑り材６の一定以上のずれ移動が阻止さ
れることになるので、弾性材１０の破断や剥離の発生を
知らないままで使用している状態で地震が発生したとし
ても、摩擦滑り面８，７での滑り作用は保持されること
になり、所定の免震性能を発揮させことが可能である。
【００２２】なお、上記第１の実施形態では、両滑り材
６，２の摩擦滑り面８，７が常に同一水平面で接触する
平面摩擦型の滑り型免震装置について説明したが、これ
に限らず、上記摩擦滑り面８，７の接触面が水平面に対
して上方または下方に少し凹曲した、例えば、サイクロ
イド曲線面、放物曲線面または円弧面などに形成された
ものであってもよく、また、滑り移動時に接触面積が小
さくなる周辺摩擦面部分７ｂの表面を、例えば鏡面加工
等の研磨仕上げしたり、テフロン系のすべり材等でコー
ティングしたりして、滑りやすい面に加工して所定の免
震性能を一層を高めるような工夫を施してもよい。
６，２の摩擦滑り面８，７が常に同一水平面で接触する
平面摩擦型の滑り型免震装置について説明したが、これ
に限らず、上記摩擦滑り面８，７の接触面が水平面に対
して上方または下方に少し凹曲した、例えば、サイクロ
イド曲線面、放物曲線面または円弧面などに形成された
ものであってもよく、また、滑り移動時に接触面積が小
さくなる周辺摩擦面部分７ｂの表面を、例えば鏡面加工
等の研磨仕上げしたり、テフロン系のすべり材等でコー
ティングしたりして、滑りやすい面に加工して所定の免
震性能を一層を高めるような工夫を施してもよい。
【００２３】
【発明の効果】以上のように、請求項１及び請求項２に
記載された本発明によれば、上部構造体側及び下部構造
体側に設けられた両滑り材の摩擦滑り面の摩擦係数を初
期位置では大きく、かつ、水平方向に相対変位した位置
では小さくなるように差をつけたことにより、通常時に
は上部構造体に作用する風荷重等の日常的荷重に対して
高い抵抗を与えて不要な揺れ動きを抑制するトリガー機
能を確実に発揮させつつ、地震発生時には両滑り材の摩
擦滑り面同士が滑り動作しやすくしてトリガー機能に背
反する免震性能を十分に発揮させることができる。ま
た、地震発生に伴う免震装置の動作時の摩擦係数の値が
小さいので、地震後の残留変位を小さくして復元性を持
たせることができる。
記載された本発明によれば、上部構造体側及び下部構造
体側に設けられた両滑り材の摩擦滑り面の摩擦係数を初
期位置では大きく、かつ、水平方向に相対変位した位置
では小さくなるように差をつけたことにより、通常時に
は上部構造体に作用する風荷重等の日常的荷重に対して
高い抵抗を与えて不要な揺れ動きを抑制するトリガー機
能を確実に発揮させつつ、地震発生時には両滑り材の摩
擦滑り面同士が滑り動作しやすくしてトリガー機能に背
反する免震性能を十分に発揮させることができる。ま
た、地震発生に伴う免震装置の動作時の摩擦係数の値が
小さいので、地震後の残留変位を小さくして復元性を持
たせることができる。
【００２４】しかも、免震対象構造物の構築時や経年使
用に伴い下部構造体と上部構造体との間に設計許容範囲
を越えた段差や傾き等の寸法誤差が発生しても、その寸
法誤差を弾性材の変形で吸収させることができるから、
免震装置に若干の偏荷重が加わったとしても、両滑り材
の摩擦滑り面の片当たりや摩擦係数の変動を抑え、各位
置で安定した摩擦力の滑り作用が得られ設計通りのトリ
ガー機能及び免震性能を発揮させ、かつ、それを長年月
に亘って維持することができる。加えて、摩擦滑り面で
の摩擦力の影響で弾性材と滑り材との間に剥離が発生し
ても、剥離した滑り材の一定以上のずれ移動を阻止する
ことが可能であるから、剥離の発生を知らないままでの
使用時においても滑り作用による所定の免震性能を確保
することができるという効果を奏し、特に、戸建て住宅
などのように、風荷重等の日常的荷重の影響を蒙りやす
く、また、十分な保守点検体制を採りにくい状況下にあ
る軽量構造物に対する免震装置としてきわめて有効であ
る。
用に伴い下部構造体と上部構造体との間に設計許容範囲
を越えた段差や傾き等の寸法誤差が発生しても、その寸
法誤差を弾性材の変形で吸収させることができるから、
免震装置に若干の偏荷重が加わったとしても、両滑り材
の摩擦滑り面の片当たりや摩擦係数の変動を抑え、各位
置で安定した摩擦力の滑り作用が得られ設計通りのトリ
ガー機能及び免震性能を発揮させ、かつ、それを長年月
に亘って維持することができる。加えて、摩擦滑り面で
の摩擦力の影響で弾性材と滑り材との間に剥離が発生し
ても、剥離した滑り材の一定以上のずれ移動を阻止する
ことが可能であるから、剥離の発生を知らないままでの
使用時においても滑り作用による所定の免震性能を確保
することができるという効果を奏し、特に、戸建て住宅
などのように、風荷重等の日常的荷重の影響を蒙りやす
く、また、十分な保守点検体制を採りにくい状況下にあ
る軽量構造物に対する免震装置としてきわめて有効であ
る。
【図１】本発明の第１の実施形態による滑り型免震装置
を適用した構造物の全体構成を示す概略図である。
を適用した構造物の全体構成を示す概略図である。
【図２】同上滑り型免震装置の縦断面図である。
【図３】同上滑り型免震装置の半截横断面図である。
【図４】図２のＸ部の拡大縦断面図である。
【図５】滑り材の有する面圧−摩擦係数特性の説明図で
ある。
ある。
【図６】第１の実施形態による滑り型免震装置について
ＪＭＡ ＫＯＢＥ ＮＳによる一次元シミュレーション
を行なった結果を示す加速度特性図である。
ＪＭＡ ＫＯＢＥ ＮＳによる一次元シミュレーション
を行なった結果を示す加速度特性図である。
【図７】弾性材の使用を省いた滑り型免震装置について
ＪＭＡ ＫＯＢＥ ＮＳによる一次元シミュレーション
を行なった結果を示す加速度特性図である。
ＪＭＡ ＫＯＢＥ ＮＳによる一次元シミュレーション
を行なった結果を示す加速度特性図である。
２，６ 滑り材 ４ フォルダ ５ フォルダプレート（滑り材支持部材） ７，８ 摩擦滑り面 ９，１１ 硬質材 １０ 弾性材 １２ 嵌合凹部 １４ ストッパー部 Ａ 上部構造体 Ｂ 土台基礎（下部構造体） Ｃ 滑り型免震装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 修一 大阪府大阪市西区江戸堀１丁目17番18号 東洋ゴム工業株式会社内 (72)発明者 上田 栄 兵庫県三田市下内神字打場541番地の１ 日本ピラー工業株式会社三田工場内 Ｆターム(参考） 3J048 AA03 BA03 BF04 DA01 EA38
Claims (2)
- 【請求項１】 下部構造体側に設けられた滑り材と上部
構造体側に設けられた滑り材とを相互に当接させて両者
間に一定以上の水平変位力が作用したとき、相対的に水
平方向に変位可能な摩擦滑り面が構成されてなる滑り型
免震装置において、 上記下部構造体側の滑り材の摩擦滑り面及び上部構造体
側の滑り材の摩擦滑り面は、初期位置での摩擦係数が水
平方向に相対変位した位置での摩擦係数よりも大きくな
るような形態に構成されており、 上部構造体側の滑り材の上面には、硬質材、弾性材及び
硬質材が順次積層固定され、そのうち最上位の硬質材の
みを上部構造体側に固定の滑り材支持部材に形成された
嵌合凹部に嵌合させることにより滑り材、下部硬質材、
弾性材及び上部硬質材が上部構造体側に支持されている
と共に、 上記支持部材の周辺部には、弾性体に対して滑り材が水
平方向に一定以上ずれ移動することを阻止するストッパ
ー部が設けられていることを特徴とする滑り型免震装
置。 - 【請求項２】 下部構造体側の滑り材の摩擦滑り面及び
上部構造体側の滑り材の摩擦滑り面同士の初期位置での
接触面積を水平方向に相対変位した位置での接触面積よ
りも大きくすることで、両摩擦滑り面の摩擦係数が初期
位置よりも水平変位位置で小さくなるような形態に構成
されている請求項１または２に記載の滑り型免震装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28817799A JP2001108013A (ja) | 1999-10-08 | 1999-10-08 | 滑り型免震装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28817799A JP2001108013A (ja) | 1999-10-08 | 1999-10-08 | 滑り型免震装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001108013A true JP2001108013A (ja) | 2001-04-20 |
Family
ID=17726818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28817799A Pending JP2001108013A (ja) | 1999-10-08 | 1999-10-08 | 滑り型免震装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001108013A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005257001A (ja) * | 2004-03-12 | 2005-09-22 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | すべり型免震装置のすべり板 |
| JP2018025222A (ja) * | 2016-08-09 | 2018-02-15 | 清水建設株式会社 | 免震機構 |
| CN114622661A (zh) * | 2022-03-09 | 2022-06-14 | 广州大学 | 一种自恢复斜面摩擦限位耗能装置 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61192941A (ja) * | 1985-02-20 | 1986-08-27 | Toshiba Corp | 構造物の免震装置 |
| JPS63210303A (ja) * | 1987-02-24 | 1988-09-01 | オリエンタル建設株式会社 | 水平力分散式弾性支承装置 |
| JPH0492965U (ja) * | 1990-12-27 | 1992-08-12 | ||
| JPH0658009A (ja) * | 1992-08-04 | 1994-03-01 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | 振動減衰装置 |
| JPH1018434A (ja) * | 1996-06-28 | 1998-01-20 | Fujikura Ltd | 構造物の免震構造 |
| JPH1073145A (ja) * | 1996-06-14 | 1998-03-17 | Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd | 構造物の免震滑り支承 |
-
1999
- 1999-10-08 JP JP28817799A patent/JP2001108013A/ja active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Cited By (4)
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| JP2018025222A (ja) * | 2016-08-09 | 2018-02-15 | 清水建設株式会社 | 免震機構 |
| CN114622661A (zh) * | 2022-03-09 | 2022-06-14 | 广州大学 | 一种自恢复斜面摩擦限位耗能装置 |
| CN114622661B (zh) * | 2022-03-09 | 2022-11-01 | 广州大学 | 一种自恢复斜面摩擦限位耗能装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040810 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061222 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070410 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070807 |