JP2004293062A - 免振装置および免振構築物 - Google Patents

Abstract

【課題】免振装置において、大きな変位量でも沈下現象を十分に抑制できるようにする。
【解決手段】上下の相対するプレート１１、１２間に、ゴムリング等に形成した中空状弾性体２０ａを介在させる。中空状弾性体２０ａの中空部２１内には、球体３０ａが、挟間隔抑制部材３０として、両プレート１１、１２に接触するように介在させられている。球体３０ａは、プレート１２の中央側に設けた窪みに、回転可能に支持されている。免振装置Ａに加えられた横振動は、上下のプレート１１、１２が横方向に相対変位することにより吸収され、最大量相対変位して受け圧面積が減少した状態でも、球体３０ａの介在により沈下現象を十分に抑制することができる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物や橋梁等の構築物の地震時等に受ける力を小さくする免振技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地震被害の大半は、横揺れによるものと言われている。かかる地震時の横揺れ対策として、図８（Ａ）に示すように、上下の円形のプレート１、２間に金属板３とゴム板４とを交互に積層した積層体からなるアイソレータ５を用いて、アイソレータ５のゴム板４を剪断変形させることにより地盤側からの横揺れを吸収し、横揺れを少なくする免振対策が知られている。
【０００３】
かかるアイソレータ５を用いた免振機構では、上記の如く積層させたゴムの横方向の変位により地震時の横揺れを吸収するが、併せて鋼材ダンパ等のダンパを別置き配置することにより、アイソレータ５の積層ゴムの横方向の変位にブレーキをかけて横揺れを早期に収める構成が採用されている。
【０００４】
かかるダンパは、上記の如く、アイソレータとは別に設ける別置き構成も知られているが、アイソレータの中心側に鋼材ダンパを組み込んだ免振アイソレータの構成も良く知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２１０１２２号公報（図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、かかる従来構成では、横震動の吸収に伴う積層ゴムは、図８（Ｂ）に示すように、上下のプレート１、２が平行に横方向に相対変位することにより、相対する面積が少なくなり、すなわち剪断変形量と共に受圧面積が減少するため、上方向からの建物等の大荷重をかかる減少した受け圧面積では支えきれず沈下する減少が発生する。
【０００７】
図８（Ｂ）では、変位する前のアイソレータ５を模式的に破線で、変位した状態のアイソレータ５ａを平行四辺形の実線で模式的に示し、変位前後における沈下量をｄでそれぞれ示した。
【０００８】
かかる沈下変位を許容範囲に収めるには、横変位量をある程度の範囲に抑えなければならない。従来構成では、かかる沈下量を許容範囲に抑えた状態での最大変位量は、例えば、アイソレータの上下の円形プレートの外径を基準とすれば、変位方向に対して、外径の約２５％程度が略限界と言われていた。
【０００９】
そのため、かかる変位量を越える横揺れに対しては、許容限界以上の沈下現象が発生し、実質的に免振機能を果たすことができず、かかる場合に備えて、図８（Ｂ）に示すように、沈下時のみ使用される別の受け座６を設ける等の対策が採用されていた。
【００１０】
また、かかる沈下現象を抑制するためには、当初より受圧面積を大きくとることも考えられる。しかし、かかる受圧面積を大きく確保するためには、免振装置が大型化して、設置面積を大きく確保しなければならない。免振装置側への設置面積が小さい小規模構築物等では簡単に採用できる対策とは言い難い。
【００１１】
さらに、アイソレータの構成においては、正確に金属板とゴム板を接着積層することが求められ、多くの管理工数を必要とし、生産性が悪い。受圧面積を大きくすれば、積層技術もより高度のものが要求され、さらに生産性が悪化することも考えられる。
【００１２】
このように従来構成のアイソレータでは、生産コストが高くなり、結局はアイソレータを高価なものとしていた。建築業界からは、アイソレータのより一層のコストダウンが求められ、十分な免振機能を維持しながら、価格の低減が図れる免振装置技術の開発が強く求められている。
【００１３】
本発明の目的は、免振装置において、大きな変位量でも沈下現象を十分に抑制できるようにすることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の免振装置は、上下のプレート間に介在させられ、プレート間隔が狭くなるのを抑制する挟間隔抑制部材と、前記挟間隔抑制部材から離して、前記挟間隔抑制部材を囲むように、前記上下のプレート間に介在させられる弾性部材とを有することを特徴とする。かかる構成において、前記弾性部材は、上下のプレート方向に中空部を通した中空状ゴム体に形成され、前記挟間隔抑制部材は前記中空部の内側に設けられていることを特徴とする。
【００１５】
上記いずれかの構成において、前記挟間隔抑制部材は、前記上下のプレートの一方のプレートの一部分に、介在位置が限定されていることを特徴とする。
【００１６】
前記いずれかの構成において、前記上下のプレートが、互いに平行に相対変位する変位状態から、相対変位する前の元の原状状態に復帰する際には、前記挟間隔抑制部材は、介在位置復帰手段により、前記変位状態で介在される変位状態介在位置から、前記原状状態で介在される原状状態介在位置に復帰させられることを特徴とする。
【００１７】
かかる構成において、前記介在位置復帰手段は、前記プレートの前記挟間隔抑制部材の介在面を、前記変位状態介在位置に対して前記原状状態介在位置を窪ませた手段であることを特徴とする。
【００１８】
前記いずれかの構成において、前記挟間隔抑制部材は、前記プレートとの間に、プレート面を移動するスライダを介在させて設けられていることを特徴とする。
【００１９】
以上の構成のいずれかにおいて、前記挟間隔抑制部材は、球体に形成されていることを特徴とする。かかる構成において、前記球体は、表面に弾性層を有していることを特徴とする。
【００２０】
あるいは、前記挟間隔抑制部材は、前記上下のプレートと平行な方向で切断した断面形状が等方性形状である柱状体に形成されていることを特徴とする。
【００２１】
本発明は、以上のいずれかの構成の免振装置を、建物、橋梁等の構築物に使用したことを特徴とする免振構築物である。
【００２２】
本発明の免振装置では、上下のプレートを水平方向に相対変位させることにより、免振装置に入った地震等に基づく横方向の振動を吸収して長周期化し、免振装置上に設けた建物等の構築物の地震時の横揺れに対する共振を防止することができる。
【００２３】
横振動を吸収すべく上下のプレートが相対的変位を起こす際には、挟間隔抑制部材を囲むように介在させた弾性部材が引き伸ばされる。弾性部材が引き伸ばされると、上下プレートの横方向の変位量に応じて元に戻そうとする復元力が発生し、かかる引き伸ばしを収めようとするブレーキ機能が作用する。そのため、従来構成とは異なり、ダンパ機能部を免振機能部とは別置き構成とすることなく、免振装置の横揺れを早期に収めることができる。
【００２４】
すなわち、本発明の構成では、弾性部材が横振動を吸収する免振機能と、弾性部材の横揺れを早期に収めるダンパ機能との双方を担っている構成と言える。
【００２５】
かかる本発明の構成では、上記免振機能とダンパ機能との双方を担っている弾性部材に囲まれた状態で、挟間隔抑制部材が上下のプレート間に介在させられているため、水平方向の相対変位量が大きくなっても、すなわち、受け圧面積が小さくなっても、上方からの荷重に挟間隔抑制部材が抗して、従来構成では問題となる水平変位量が大きくなって受け圧面積が小さくなった場合の沈下現象を十分に阻止、あるいは十分に抑制することができる。
【００２６】
挟間隔抑制部材の介在位置を、上下のプレートの下のプレート面の一部分、例えば、中央、あるいは中央付近に限定しておけば、地震等で上下のプレートが横方向に相対変位して横揺れ吸収等の免振機能が発揮され、その後に元の状態に上下のプレートが戻った場合でも、挟間隔抑制部材の介在位置が下のプレート面の中央、あるいは中央付近にあるため、その後の地震等の横揺れ吸収に備えることができる。
【００２７】
本発明の如き挟間隔抑制部材の介在位置を限定する構成を採用しない場合には、横方向の相対変位が終了して元の状態に復帰しても、挟間隔抑制部材の介在位置は定まらず、復帰毎に介在位置が変わる可能性がある。
【００２８】
万が一にも、挟間隔抑制部材の介在位置が、弾性部材の近傍、あるいは接触する位置となった場合には、かかる状態で地震等が発生すると、上下のプレートが横方向に相対変位しようとしても、挟間隔抑制部材が弾性部材の斜め方向に倒れるようにして引き伸ばされるのを妨げて、十分な免振機能が発揮されないこととも想定される。
【００２９】
このように、上記介在位置を限定する構成は、かかる障害が万が一にも発生しないようにする効果を示す。
【００３０】
なお、かかる障害が発生しないようにする手段としては、次のような手段も考えられる。すなわち、上下のプレートが、互いに平行に相対変位する変位状態から、相対変位する前の元の原状状態に復帰する際に、前記挟間隔抑制部材を、介在位置復帰手段により、前記変位状態で介在される変位状態介在位置から、前記原状状態で介在される原状状態介在位置に復帰させられるようにしてもよい。
【００３１】
原状状態介在位置としては、例えば、プレート面の中央、あるいは中央近傍範囲に設定しておけばよい。中央、中央近傍範囲、すなわち、中央あるいは実質的に中央と見做せる範囲に設定しておけば、上記のような挟間隔抑制部材の位置の偏りに基づく問題が発生しない。どの方向からの横振動に対しても、同じように、すなわち等方的に横揺れ吸収の相対変位を発揮することができる。
【００３２】
挟間隔抑制部材の介在位置は、上記のように、その周囲を囲む弾性部材から方向性による偏りがないように、等方的であることが好ましい。偏りが有る場合には、弾性部材にはその引き伸ばし状況が起き易い方向と、起きにくい方向とが発生して、免振装置をどの方向から振動が来るか想定しにくい地震等に十分に備えることができない。免振機能における異方性が発生しないようにすることが好ましい。
【００３３】
かかる構成において、前記介在位置復帰手段としては、前記プレートの前記挟間隔抑制部材の介在面を、前記変位状態介在位置に対して前記原状状態介在位置を窪ませた手段を採用すればよい。
【００３４】
かかる手段を採用しておけば、上下のプレート間に挟まれた状態で、上からの荷重に押さえつけられながら、上下のプレートの相対変位に際してはプレート面上を移動することとなるが、かかる移動した挟間隔抑制部材は、窪み部側に移動し易い状態になっている。
【００３５】
すなわち、原状状態介在位置から外れて変位状態介在位置に有る場合には、挟間隔抑制部材には常に窪み側に移動しようとする付勢が働くようにすることができ、相対変位終了後原状状態に復帰する際には、容易に窪み側に挟間隔抑制部材が移動して、原状状態介在位置に自ずから戻るようにすることができる。
【００３６】
前記プレートの前記挟間隔抑制部材の介在面を、前記変位状態介在位置に対して前記原状状態介在位置を窪ませるようにするには、例えば、変位状態介在位置と原状状態介在位置とをテーパ面で結ぶように、すなわち、プレートの介在面を中央が窪んだすり鉢状に形成しておけばよい。
【００３７】
以上のいずれかの構成では、挟間隔抑制部材はプレートとできるだけ摩擦抵抗が働かないようにしておけば、相対変位がし易く、すなわち、弱い横振動に対しても敏感に応答することができて好ましい。そこで、かかる良好な応答性を確保するためには、例えば、以上のいずれかの免振装置の構成において、挟間隔抑制部材とプレートとの間に、挟間隔抑制部材とプレートとの摩擦抵抗を低減する円滑材を設けるようにしてもよい。
【００３８】
かかる構成を採用することにより、上下のプレートの相対変位に際して、両プレート間に介在させた挟間隔抑制部材のプレートが変位しようとするのを妨げることなく、地震時の横振動の揺れに対応して円滑な変位を行い振動吸収を行うことができる。円滑材としては、例えば油等の液状、ワックス等の固体状のものを使用することができる。
【００３９】
また、前記挟間隔抑制部材を、プレートとの間に、プレート面を移動するスライダを介在させるようにして設けても構わない。かかる構成も、挟間隔抑制部材がプレートが変位しようとするのを妨げることなく、地震時の横振動の揺れに対する応答性を確保する効果を有する。
【００４０】
かかる応答性を確保する手段としては、挟間隔抑制部材の構成に着目して、例えば、挟間隔抑制部材を球体に構成することも考えられる。あるいは、球体の表面に複数の突起を設けて、プレートとの接触面積をより小さくするようにしても構わない。
【００４１】
一方、球体の表面に弾性層を設けておけば、上下のプレートの相対変位が発生した際に、プレート面に接触する側の球体の弾性層がプレートの移動方向に若干なりとも引き伸ばされ、元に戻そうとする復元力が働く。かかる復元力は、前記説明の弾性部材の引き伸ばしに際して発生する復元力と相まって、上下のプレートの横方向の変位にブレーキをかける作用を示す。すなわち、球体の表面に弾性層を設けることにより、挟間隔抑制部材にダンパ機能を付与することができる。
【００４２】
また、挟間隔抑制部材は、球体以外にも、例えば、上下のプレートと平行な方向で切断した断面形状が等方性形状である柱状体に形成しても構わない。挟間隔抑制部材の形状としては、上下のプレートが横振動を吸収するために横方向に相対変位した際の受け圧面積の減少に対して、上方からの荷重に抗することができる形状であればよい。
【００４３】
上記柱状体の形状としては、上下のプレートと平行な方向で切断した断面形状を、円形、あるいは正多角形等の等方性形状に形成しておけば、横振動の吸収における等方性が確保できるため、どの方向からの振動が来るか予測できない地震等に十分に対応させることができて好ましい。
【００４４】
以上の説明では、横振動がどの方向から来ても十分に免振機能が発揮されるような構成を前提としたが、一定方向からの横振動が十分に吸収できれば良い場合には、挟間隔抑制部材の介在位置の等方性にこだわる必要はなく、介在位置を偏らせる構成を採用しても構わない。
【００４５】
同様に、挟間隔抑制部材の形状においても、上下のプレートと平行な方向で切断した断面形状を、人工的な横振動をかわす目的の免振装置であれば、横振動の方向性が略一定方向と見做せる場合には、その方向における振動吸収性を強調できるような異方性形状に形成しても構わない。例えば、振動方向に沿った長さが、振動方向に交差する方向の長さより長く設定した形状とすることも考えられる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００４７】
（実施の形態１）
図１（Ａ）は、本発明の免振装置の側断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の上方からみた様子を示す平面図であり、（Ｃ）は横変位時の状況を示す側断面図である。
【００４８】
本実施の形態では、免振装置Ａは、図１（Ａ）に示すように、上下のプレート１１、１２の間に、中空状弾性体２０ａに形成された弾性部材２０が、その上下両端側が固定された状態で介在されている。かかる中空状弾性体２０ａは、その中空部２１が、上下のプレート１１、１２方向に通され、例えば、上下のプレートに平行な方向に切断した場合の断面形状が円環状のゴムリングに形成されている。
【００４９】
中空部２１内には、球体３０ａに形成された挟間隔抑制部材３０が、その上下がプレート１１、１２にそれぞれ接触するようにして介在されている。図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、球体３０ａは、下のプレート１２の中央位置を球体３０ａが嵌合するような窪みに形成して、かかる窪みに球体３０ａが回転可能に嵌められている。
【００５０】
上のプレート１１は、球体３０ａを介在させる側の介在面１１ａは平らに形成されて、球体３０ａと接触している。球体３０ａは、金属等の素材で剛球に形成され、免振装置Ａの上のプレート１１にかかる荷重を十分に支持できるようになっている。
【００５１】
このように構成された免振装置Ａは、図示はしないが、従来構成の免振装置と同様に使用することができ、例えば、上のプレート１１に、建物等の構築物の底面側を固定し、下のプレート１２を構築物の地盤に設けた基礎側に固定して使用する。因みに、図１（Ｂ）には、構築物の底面側への取付けボルトのボルト孔１１ｂを示した。
【００５２】
このようにして構築物側に取り付けた状態で、地震等により横振動が発生すると、免振装置Ａの構築物に固定した上のプレート１１と、基礎側に固定した下のプレート１２とが、水平方向に相対変位して、発生した横振動の吸収を行う。図１（Ｃ）には、かかる横振動の吸収を行う上下のプレート１１、１２の横方向に相対変位を起こしている状況を示している。
【００５３】
図１（Ａ）に示す相対変位を起こしていない元の状態、すなわち原状状態では、球体３０ａは、下のプレート１２の窪みの位置に静止された状態で、上方からの構築物等の荷重を支持している。
【００５４】
尚、ここで、球体３０ａが原状状態にあり静止している状態で、その重心位置から降ろした垂線が下のプレート１２面と交わる位置を、以下、原状状態介在位置３１と呼ぶ場合がある。
【００５５】
かかる原状状態で、上記のように地震等により発生した横振動が免振装置Ａに伝わると、上下のプレート１１、１２は、中空状弾性体２０ａを引き伸ばしながら、図１（Ｃ）に示すように、水平方向に相対的に横変位を起こす。かかる横変位に対して、挟間隔抑制部材３０としての球体３０ａは、下のプレート１２の原状介在位置３１に留まった状態で回転することにより、上のプレート１１の横方向の変位を発生させるべく転がり支承している。
【００５６】
中空状弾性体２０ａは、横方向の変位量に応じて弾性的に引き伸ばされるが、併せて、引き伸ばし方向とは逆方向に向けて、変位量に応じた復元力が発生する。かかる復元力により、横方向への変位が抑制され、元の状態に引き戻されるようになる。
【００５７】
図１（Ｃ）に示す場合には、上のプレート１１が紙面右側に、下のプレート１２が紙面左側に互いに逆方向に相対変位している場合を示しているが、かかる状態から、図１（Ａ）に示す原状状態に戻り、さらに上のプレート１１が紙面左側に、下のプレート１２が紙面右側に相対変位して、左右の横方向の変位により横振動を吸収している。かかる左右の横方向の変位に際して、常に、中空状弾性体２０ａには復元力が働くこととなる。
【００５８】
このようにして、免振装置Ａでは、上下のプレート１１、１２の左右の横方向の変位を繰り返しながら横振動を吸収し、その後横方向の振動が加わらなければ、次第に左右の揺れが減衰して、最終的には図１（Ａ）に示す原状状態に戻る。
【００５９】
かかる左右の揺れの減衰に際して、本発明の免振装置Ａでは、上記の如く、中空状弾性体２０ａの横方向の変位時に復元力が作用するため、従来構成とは異なり、ダンパ機能を別途設けなくても、自ずから早期に減衰させることができる。
【００６０】
また、図１（Ａ）に示すように、球体３０ａの下のプレート１２における原状状態介在位置３１に対応して、上のプレート１１に球体３０ａが接触する接触位置を３２とすれば、図１（Ｃ）に示すように、上下のプレート１１、１２の相対変位の変位量δは、下のプレート１２の原状状態介在位置３１と、変位時おける上のプレート１１の接触位置３２との距離で示すことができる。
【００６１】
上記説明の免振装置Ａでは、中空状弾性体２０ａの外径Ｄに対してかかる変位量δは、最大でその３５％まで可能であることが確認された。勿論、かかる最大変位時でも、球体３０ａが上下のプレート１１、１２に介在させさられているため、受け圧面積が小さくなっても、従来構成とは異なり、沈下現象は発生しない。
【００６２】
上記説明では、球体３０ａをプレート１２の窪みに回転可能に嵌める構成を示したが、単に窪みに嵌める場合よりも、球体３０ａの球面と接触する窪み面に、例えば、油やワックス等の円滑材１３を塗布しておくことで、球体３０ａの良好な回転性を確保することができる。
【００６３】
かかる様子を、図２に、模式的に示した。図２では、円滑材１３は、上下のプレート１１、１２の各々のプレート面に塗布されている。プレート１２では、窪み部分以外のプレート面にも塗布しておけば、免振装置Ａの長期使用において、窪み面の円滑材１３が球体３０ａの回転時の度重なる熱で徐々に蒸発した場合でも、周囲から窪み面に円滑材１３が流れ込み、円滑材切れを防止することができる。
【００６４】
図２に示す上記構成では、円滑材１３を介在させることにより上下のプレート１１、１２との摩擦抵抗を低減させる構成を示したが、この他にも、例えば、窪み面にボールベアリングを設けて球体３０ａの回転性を確保することもできる。
【００６５】
あるいは、球体３０ａの表面に複数の突起又は凹部を設けておき、窪み面との接触面積を球面接触する場合よりも小さくする方法も回転性の確保には有効である。
【００６６】
（実施の形態２）
上記実施の形態では、免振装置Ａのダンパ機能を、免振機能を発揮させる中空状弾性体２０ａに構成した弾性部材２０に持たせる構成を示したが、本実施の形態では、前記実施の形態１で示した弾性部材２０以外の構成に、ダンパ機能を持たせる構成を示す。
【００６７】
すなわち、図３に示すように、剛性の球体３０ａの表面に、弾性層３３を設けるようにしても構わない。かかる弾性層３３を設けておくと、上下のプレート１１、１２が、例えば、図１（Ｃ）に示すように相対変位した場合には、弾性層３３も上下のプレート１１、１２に引きずられて幾分か弾性変形することとなる。
【００６８】
かかる弾性変形が起きると、当然に逆方向に復元力が働き、かかる復元力が横振動を吸収して左右に相対変位する上下のプレート１１、１２の横揺れの早期減衰に有効に作用する。すなわち、ダンパ機能を発揮することとなる。
【００６９】
併せて、弾性層３３は、上からの荷重により若干沈み、プレート１１の介在面との間での摩擦抵抗が増して、横揺れを抑制するように機能する。
【００７０】
図３に示す構成では、球体３０ａにダンパ機能を設けた場合を示したが、図４に示すように、プレート側にダンパ機能を持たせる構成も考えられる。
【００７１】
すなわち、図４（Ａ）に示すように、上のプレート１１の介在面１１ａの表面に弾性層１４を設けるようにしてもよい。かかる弾性層１４表面と球体３０ａとの間の円滑な滑りが確保されない場合には、横振動吸収時の上下のプレート１１、１２の相対変位が円滑に行われにくくなるため、例えば、弾性層１４の表面には、前記説明の円滑材１３を塗布しておけばよい。
【００７２】
地震等により免振装置Ａに横振動が加えられたときは、上のプレート１１と球体３０ａとの間には滑りが発生して、上下のプレート１１、１２は相対的に左右方向に横変位を繰り返して、前記説明のように振動を吸収する。
【００７３】
一方、球体３０ａは、図４（Ｂ）の部分拡大図に示すように、弾性層１４内に若干めり込むような状態になっているため、上記滑りに対しては抵抗となり、上下のプレート１１、１２の相互の横方向変位、すなわち横揺れを減衰しようとするダンパ機能を発揮することとなる。
【００７４】
以上述べた球体３０ａの表面に弾性層３３、あるいは上のプレート１１の球体３０ａと接する面に弾性層１４を設ける構成を採用すれば、免振機能を担う前記中空状弾性体２０ａに持たせたダンパ機能と相まって、より効果的に免振装置Ａの横揺れを早期に減衰させることができる。
【００７５】
（実施の形態３）
前記実施の形態１、２では、挟間隔抑制部材３０としての球体３０ａは、上下のプレート１１、１２の相対変位が発生した場合でも、下のプレート１２に設けた窪みに介在位置が限定される構成の場合について説明したが、球体３０ａが上下のプレート１１、１２の相対変位時に移動できるように構成した場合について、以下図５に基づいて説明する。
【００７６】
本実施の形態の免振装置Ａでは、図５（Ａ）に示すように、中空状弾性体２０ａの内側で、上のプレート１１の球体３０ａと接触する面には弾性層１４が設けられている。弾性層１４は、表面が、中央の窪み部に向けてすり鉢状に形成されている。弾性層１４の窪み部は、図５（Ａ）に示す上下のプレート１１、１２が相対変位を起こしていない原状状態において、球体３０ａが原状状態介在位置３１にある場合のプレート１１側の球体３０ａとの接触位置３２に対応させられている。
【００７７】
一方、下のプレート１２の表面には、スライダ滑走部１５が設けられている。スライダ滑走部１５は、図５（Ａ）に示すように、プレート１２面より低い円形平板状に形成されている。
【００７８】
かかるスライダ滑走部１５内に、球体３０ａを回転可能に保持したスライダ１６が設けられている。スライダ１６は、表面に球体３０ａを回転可能に保持する窪みを有する円盤に形成されている。スライダ１６底面とスライダ滑走部１５表面との間には、例えば、前記説明の円滑材１３を設けて、スライダ１６がスライダ滑走部１５内を円滑に自在に移動できるようになっている。
【００７９】
このようにして、本実施の形態の免振装置Ａでは、下のプレート１１のスライダ滑走部１５内に自在移動可能に設けたスライダ１６により回転可能に保持される球体３０ａが、表面がすり鉢状に形成された上のプレート１１に設けた弾性層１４面に接触するようにして、上下のプレート１１、１２間に設けられている。
【００８０】
かかる構成では、地震等に基づく横振動が発生したときには、免振装置Ａの上下のプレート１１、１２が、間に球体３０ａを介在させながら、横方向に相対変位して、横振動の吸収を行う。
【００８１】
かかる横方向の相対変位している状態を、図５（Ｂ）に示した。横方向の変位に際しては、前記実施の形態１で説明したのと同様に、中空状弾性体２０ａが引き伸ばされながら、上下のプレート１１、１２が相対変位する。かかる相対変位が生ずると、球体３０ａはスライダ１６とともに、図５（Ｂ）に示すように、スライダ滑走部１５内を移動して、原状状態介在位置３１から外れた位置（以下、かかる位置を変位状態介在位置と呼ぶ場合がある）に移る。
【００８２】
球体３０ａは、球体３０ａの上方が接触している弾性層１４が表面すり鉢状に形成されているため、図５（Ａ）に示す原状状態介在位置３１から変位状態介在位置に移動するに際しては、すり鉢状に形成された弾性層１４のテーパ面により、多少の抵抗を受けながら移動しなければならない。かかる抵抗は、テーパ面に沿ってすり鉢状の中心部に向けて球体３０ａを戻そうと作用することとなる。かかる作用は、相対変位量が、すなわち横方向の変位量が大きくなる程強く作用する。
【００８３】
このようにして、球体３０ａに対して、変位状態介在位置から原状状態介在位置３１に戻そうとする抵抗を与えながら、上下のプレート１１、１２は左右に相対変位を繰り返して、横振動を吸収することとなる。そのため、横振動の吸収が終了して、免振装置Ａが図５（Ａ）に示すように、元の状態、すなわち、原状状態に復帰する際には、球体３０ａは、原状状態介在位置３１に自ずから戻ることとなる。
【００８４】
弾性層１４の表面すり鉢形状と、スライダ滑走部１５、スライダ１６とからなるスライダ構成とが、挟間隔抑制部材３０としての球体３０ａの介在位置復帰手段として機能している。
【００８５】
かかる上下のプレート１１、１２の横揺れは、上記のように球体３０ａに、図５（Ａ）に示す元の状態、すなわち原状状態に戻そうとする力を働かせながら変位するため、変位に際しては、常に変位量に対応した減衰力を加えながら、すなわちダンパ機能を発揮しながら相対変位を行い、免振装置Ａの横揺れを早期に減衰させることができる。
【００８６】
かかる構成を採用すると、中空状弾性体２０ａの外径Ｄに対してかかる変位量δは、最大で５０％まで変位量拡大を図ることができる。勿論、かかる最大変位量を示した場合でも、従来構成に見られるような深刻な沈下現象は発生せず、弾性層１４の層厚の潰れに対応する程度の微弱な沈下程度に抑制することができる。
【００８７】
さらに、大きな変位量δが発生しようとした場合、外周部の中空柱状弾性体は、挟間隔抑制部材と競り合って弾性的ストッパ機能を有する。
【００８８】
（実施の形態４）
前記実施の形態１〜３では、挟間隔抑制部材３０として球体３０ａを使用した場合について説明したが、かかる挟間隔抑制部材３０の構成としては、球体３０ａ以外の構成を採用しても一向に構わない。本実施の形態では、かかる点について、図６に沿って以下説明する。
【００８９】
本実施の形態の免振装置Ａは、図６に示すように、上下のプレート１１、１２間に、前記実施の形態１と同様に、中空状弾性体２０ａが弾性部材２０として介在して設けられている。中空部２１内には、挟間隔抑制部材３０として、柱状体３０ｂ（３０）が介在させられている。
【００９０】
中空部２１内では、上のプレート１１は表面が平らに形成され、下のプレート１２は、その表面が、図６に示すように、原状状態介在位置３１に向けてすり鉢状に窪んだ表面形状に形成されている。かかる上下のプレート１１、１２の間に、上面が平らに、下面がプレート１２のすり鉢状表面に合わせて円錐面に形成された柱状体３０ｂが介在されている。
【００９１】
柱状体３０ｂの介在については、図６に示すように、上下のプレート１１、１２面には、円滑材１３が塗布され、免振装置Ａが横振動の吸収時に円滑に左右に相対変位することができるようなっている。
【００９２】
また、柱状体３０ｂは、上下のプレート１１、１２に平行に切断した場合の断面形状が、円形の等方性形状に形成されている。これは上記のように横振動吸収に際して、どの方向からの横振動でも同様に吸収できるようにして、横振動の吸収に方向性による偏りが発生しないようにするためである。
【００９３】
このように構成された本実施の形態の免振装置Ａは、図６に示す原状状態で、地震等に基づく横振動をキャッチすると、上下のプレート１１、１２が、前記実施の形態で説明したように、左右に相対変位を起こし、横振動を吸収することとなる。
【００９４】
相対変位を行うに際しては、上のプレート１１は、柱状体３０ｂに対しては、平らなその上面に対して滑りながら、円滑に横方向に変位する。下のプレート１２も、柱状体３０ｂに対しては、横方向に変位するが、かかる変位に際しては、その円錐状の下面はプレート１２のすり鉢状の表面を登るようにして横変位にブレーキをかけるようにして移動する。
【００９５】
このように、上下のプレート１１、１２の相対変位に際しては、柱状体３０ｂは、その下面がプレート１２のすり鉢状表面を上り方向に移動することとなるため、相対変位を抑制する作用、すなわちダンパ機能を発揮することとなる。
【００９６】
併せて、免振装置Ａには、上のプレート１１に設けた建物等の構築物の荷重がかかっているため、変位状態では、柱状体３０ｂには、変位状態介在位置から図６に示す原状状態介在位置３１に戻そうとする力が働くこととなり、上下のプレート１１、１２の相対変位終了後に、図６に示すように、柱状体３０ｂは原状状態介在位置３１に復帰することができる。
【００９７】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で必要に応じて変更してもよい。
【００９８】
例えば、前記実施の形態では、どの方向からの横振動でも同様に振動吸収ができるようにする目的で、振動吸収の等方性を考慮して、中空状弾性体２０ａを円形リング状に、挟間隔抑制部材３０としての柱状体３０ｂの断面を円形に形成した場合を示したが、振動吸収に際しての実質的な等方性が確保される範囲内で、円形以外の、正多角形リング、正多角形断面形状を採用しても構わない。
【００９９】
六角形よりも七角形、八角形等角数が大きくなる程、十分な等方性が確保できで好ましい。さらには、外径あるいは内径のいずれか一方に円形を、他方に正多角形を採用する形状でも構わない。かかる様子を、図７（Ａ）、（Ｂ）にそれぞれ例示した。
【０１００】
また、上記実施の形態の説明では、どの方向から横振動でも同様に振動吸収ができるように構成した場合を説明したが、振動の吸収方向に偏りがあっても構わない場合には、上記円形、正多角形にこだわる必要はない。さらに、挟間隔抑制部材２０を囲む弾性部材３０もリング状に一体に形成することはなく、例えば、図７（Ｃ）に示すように、断列部３４が発生するように設置することも考えられる。
【０１０１】
尚、前記実施の形態で説明したように円滑材を使用する場合には、長期使用において円滑材が蒸発等で気散しないように、弾性部材をゴムリングにする等して断列部を設けることなく中空部をシールできるようにする方が好ましい。
【０１０２】
本発明の適用は、従来構成の免振装置が適用される例えば、建物、橋、塔等の構築物全般に使用することができる。
【０１０３】
【発明の効果】
本発明によれば、従来構成より大きな横変位量を確保することかでき、その分従来構成より大きな横振動の吸収を行うことができる。
【０１０４】
従来構成とは異なり、限度一杯に変位が発生しても、沈下現象を十分に抑制することができ、従来構成に見られる別の受け座は不要となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の免振装置の一実施の形態の一例を示す側断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の免振装置を上方から見た平面図であり、（Ｃ）は（Ａ）に示す免振装置の横変位している状況を示す側断面図である。
【図２】円滑材を使用する場合を示す免振装置の側断面図である。
【図３】球体の変形例を示す断面図である。
【図４】（Ａ）は本発明の免振装置の変形例を示す側断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の球体部分を示す部分拡大断面図である。
【図５】（Ａ）は本発明の免振装置の変形例を示す側断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の変位時の様子を示す側断面図である。
【図６】本発明における免振装置の変形例を示す側断面図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）は中空状弾性体の変形例をそれぞれ示す断面図であり、（Ｃ）は断列部を設けた構成の弾性部材を有する免振装置の上から見た様子を示す平面図である。
【図８】（Ａ）は従来構成のアイソレータを示す断面説明図であり、（Ｂ）は変位時における沈下現象を示す断面説明図である。
【符号の説明】
１ プレート
２ プレート
３ 金属板
４ ゴム板
５ アイソレータ
６ 受け座
１１ プレート
１１ａ 介在面
１１ｂ ボルト孔
１２ プレート
１３ 円滑材
１４ 弾性層
１５ スライダ滑走部
１６ スライダ
２０ 弾性部材
２０ａ 中空状弾性体
２１ 中空部
３０ 挟間隔抑制部材
３０ａ 球体
３０ｂ 柱状体
３１ 原状状態介在位置
３２ 接触位置
３３ 弾性層
３４ 断列部
Ａ 免振装置
Ｄ 外径
ｄ 沈下量
δ 変位量

Claims (10)

1. 上下のプレート間に介在させられ、プレート間隔が狭くなるのを抑制する挟間隔抑制部材と、
   前記挟間隔抑制部材から離して、前記挟間隔抑制部材を囲むように、前記上下のプレート間に介在させられる弾性部材とを有することを特徴とする免振装置。
2. 請求項１記載の免振装置において、
   前記弾性部材は、上下のプレート方向に中空部を通した中空状ゴム体に形成され、前記挟間隔抑制部材は前記中空部の内側に設けられていることを特徴とする免振装置。
3. 請求項１または２記載の免振装置において、
   前記挟間隔抑制部材は、前記上下のプレートの一方のプレートの一部分に、介在位置が限定されていることを特徴とする免振装置。
4. 請求項１または２記載の免振装置において、
   前記上下のプレートが、互いに平行に相対変位する変位状態から、相対変位する前の元の原状状態に復帰する際には、
   前記挟間隔抑制部材は、介在位置復帰手段により、前記変位状態で介在される変位状態介在位置から、前記原状状態で介在される原状状態介在位置に復帰させられることを特徴とする免振装置。
5. 請求項４記載の免振装置において、
   前記介在位置復帰手段は、前記プレートの前記挟間隔抑制部材の介在面を、前記変位状態介在位置に対して前記原状状態介在位置を窪ませた手段であることを特徴とする免振装置。
6. 請求項１または２記載の免振装置において、
   前記挟間隔抑制部材は、前記プレートとの間に、プレート面を移動するスライダを介在させて設けられていることを特徴とする免振装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の免振装置において、
   前記挟間隔抑制部材は、球体に形成されていることを特徴とする免振装置。
8. 請求項７記載の免振装置において、
   前記球体は、表面に弾性層を有していることを特徴とする免振装置。
9. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の免振装置において前記挟間隔抑制部材は、前記上下のプレートと平行な方向で切断した断面形状が等方性形状である柱状体に形成されていることを特徴とする免振装置。
10. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の免振装置を、建物、橋梁等の構築物に使用したことを特徴とする免振構築物。

Images