JP2007315523A - 免震材 - Google Patents

Abstract

【課題】超大型の地震による水平方向と垂直方向の震動に対しても有効でありながら構造が簡単で設作コストが安価となり、上下の嵩が低く被支持物下部への組込みに制約を受けることが少ない免震材を提供する。
【解決手段】一面側に向けて突出する半球状の膨出部２、４を設けた上側取付け板３及び下側取付け板５と、上下の端面に前記膨出部２、４が嵌り合う半球状の凹部６、７が設けられた弾性部材８と、前記上側取付け板３と下側取付け板５及びその間に配置した弾性部材８を結合する締結具１１と、前記弾性部材８を外周から締付ける弾性調整バンド１２とで形成され、前記締結具１１は、上側取付け板３と下側取付け板５の膨出部２、４における頂部の位置と弾性部材８の軸心を貫通し、上側取付け板３と下側取付け板５の膨出部２、５に設けた締結具１１の貫通孔１４が締結具１１の軸径よりも大径になり、上側取付け板３と下側取付け板５の水平及び上下方向の相対的な移動を許容した状態で結合している。
【選択図】図１

Description

この発明は、地震発生時の水平及び上下方向の振動を効果的に吸収して逃がすことで、被支持物を地震の被害から守ることができる免震材に関する。

近年、大きな規模の地震が多発し、地震が発生した場合、その振動により家屋や構造物等の倒壊による人的及び経済的な被害が発生するため、地震による被害を防ぐ各種構造の免震装置が提案されている。

従来の免震装置として、例えば、基礎に固定されるベース部材の上部に横揺れ吸収材を配置し、この横揺れ吸収材の上面に建物固定部材を上下方向に結合された状態で平面的に回転可能となるよう設け、前記横揺れ吸収材が長さ方向に沿って中央から両端下がりの傾斜溝を有し、この傾斜溝内に転動体を上下方向には保持された状態で長さ方向に沿って転動可能となるよう組み込み、この転動体を上記ベース部材に対して平面的に回転可能で該ベース部材と一体動するよう結合し、前記横揺れ吸収材の両側傾斜溝の長さ方向中央の位置に、転動体をこの位置に保持し、横揺れ発生時に転動体の保持を解く転動体係止部が設けられている構造を有している（例えば、特許文献１参照）。

このような免震装置は、地震などによる横揺れは、横揺れ吸収材の両側傾斜溝に沿う転動体の移動によって吸収することができ、また、上下方向の縦揺れは、圧力空気で膨満する内側吸収部材の伸縮で吸収することができ、これにより、水平方向と垂直方向の衝撃を確実に吸収し、超大型の地震による震動に対しても建物の倒壊発生を防ぐことができ、また、横揺れが収まると転動体は係止部へ係合する位置へ自動的に復帰することになる。
特開２００２−１８０６９５号公報

ところで、上記のような従来の免震装置は、水平方向と垂直方向の衝撃を確実に吸収し、超大型の地震による震動に対しても有効であるという利点があるが、構造が複雑で製作コストが高くつくと共に、上下の高さ寸法が高くなり、建物下部への組込みに制約を受けるという点で改善の余地がある。

そこで、この発明の課題は、超大型の地震による水平方向と垂直方向の震動に対しても有効でありながら構造が簡単で設作コストが安価となり、上下の嵩が低く被支持物下部への組込みに制約を受けることが少ない免震材を提供することにある。

上記のような課題を解決するため、この発明は、下面側に向けて突出する半球状の膨出部を設けた上側取付け板と、上面側に向けて突出する半球状の膨出部を設けた下側取付け板と、上下の端面に前記膨出部が嵌り合う半球状の凹部が設けられ、前記上側取付け板と下側取付け板の間に配置する弾性部材と、前記上側取付け板と下側取付け板及びその間に配置した弾性部材を結合する締結具と、前記弾性部材を外周から締付ける弾性調整バンドとで形成されている。

上記締結具は、ボルト・ナットを用い、上側取付け板と下側取付け板の膨出部における頂部に設けた貫通孔と弾性部材の軸心を貫通し、上側取付け板と下側取付け板の貫通孔が締結具の軸径よりも大径に形成され、上側取付け板と下側取付け板の水平及び上下方向の相対的な移動を許容している。

また、上記上側取付け板と下側取付け板の膨出部内にそれぞれ椀形の弾性体を組み込み、上記締結具が、この両弾性体を介して前記上側取付け板と下側取付け板及びその間に配置した弾性部材を結合している構造とすることができる。

ここで、一対となる上記上側取付け板と下側取付け板は共に等しい構造を有し、四隅にボルト孔を設けた矩形板に内部中空の膨出部を形成し、この膨出部の頂部に貫通孔が設けられた構造になっている。

上記弾性部材と弾性体は硬質のゴムを用い、弾性部材は円軸状に形成され、上下の端面に膨出部が嵌り合う半球状の凹部と、上下凹部間の軸心位置に締結具の挿通孔が設けられ、また、弾性体は、膨出部の内部に納まる半球状の椀形に形成され、その頂部に締結具の挿通孔が設けられている。

上記弾性調整バンドは、弾性部材に外嵌する円筒体を二つ割とした構造を有し、両側端部を互いにボルト・ナットで結合し、弾性部材の周囲に対する締め付け力を調整することにより、弾性部材の弾性力を硬軟変化させることができる。

上記上側取付け板は、上面にボルト・ナットを用いて蓋板を重ねた状態で構造物の土台を支持し、下側取付け板は、下面にボルト・ナットを用いて蓋板を重ねた状態でベース板を介して基礎上にアンカーボルトで固定される。

従って、構造物の重量は弾性部材を上下に圧縮する状態で支持され、地震の発生による水平方向の振動は、下側取付け板の移動を弾性部材の横方向への撓みによって逃がすことができ、上側取付け板で支持した構造物に振動を伝えないことになる。

また、上下方向の振動は、下側取付け板の上下動を弾性部材の上下方向への伸縮によって吸収することで、構造物に伝わらないようにする。

この発明によると、上下の取付け板をその間に弾性部材を挟んだ状態で結合し、弾性部材の外周を弾性調整バンドで締め付けるようにしたので、水平方向の振動は、下側取付け板の移動を弾性部材の横方向への撓みによって逃がすことができ、上下方向の振動は、下側取付け板の上下動を弾性部材の上下方向への伸縮によって吸収することで、地震による振動を確実に吸収することができ、構造物を地震から保護することができる。

また、上下の取付け板と弾性部材は、半球状の膨出部と半球状の凹部の嵌まり合い状態で結合したので、弾性部材の撓み方向に制限がなく、全方向の水平振動に対して対応することができる。

更に、弾性調整バンドで弾性部材の締め付け力を調整し、支持する構造物の条件に合わせて弾性部材の弾性力を設定することにより、構造物の条件に応じた最適の性能にセットすることができ、しかも、上下の取付け板をその間に弾性部材を挟んだ状態で結合したので、構造が簡単で製作コストが安価となり、上下の嵩が低く構造物への組込みに制約を受けることが少ない。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１乃至図５のように、免震材１は、下面側に向けて突出する半球状の膨出部２を設けた上側取付け板３と、同じく上面側に向けて突出する半球状の膨出部４を設けた下側取付け板５と、弾力性に優れた硬質のゴムを用いて円軸状に形成され、上下の端面に前記膨出部２と４が嵌り合う半球状の凹部６と７が設けられ、前記上側取付け板３と下側取付け板５の間に配置する弾性部材８と、前記上側取付け板３と下側取付け板５の膨出部２と４内にそれぞれ組み込んだ椀形の弾性体９、１０と、前記弾性体９、１０を介して上側取付け板３と下側取付け板５及びその間に配置した弾性部材８を結合する締結具１１と、前記弾性部材８を外周から締付ける弾性調整バンド１２とで形成されている。

上記一対となる上側取付け板３と下側取付け板５は共に等しい構造を有し、四隅にボルト孔１３ａを設けた矩形板１３の中央部に内部中空の膨出部２、４を形成し、この膨出部２、４の頂部に締結具１１が遊嵌する貫通孔１４が設けられた構造になっている。

上記弾性部材８と弾性体９、１０は、ウレタンゴムのような硬質で弾性に優れたゴムを用い、弾性部材８は円軸状に形成され、上下の端面に膨出部２、４が嵌り合う半球状の凹部６、７と、上下凹部６、７間の軸心位置に締結具１１の挿通孔１５が設けられ、また、弾性体９、１０は、膨出部２、４の内部に納まる半球状の椀形に形成され、その頂部に締結具１１の挿通孔１６が設けられている。

上記締結具１１は、ボルト１１ａとナット１１ｂを用い、膨出部２、４の内部に納まる弾性体９、１０の挿通孔１６と上側取付け板３及び下側取付け板５の膨出部２、４に設けた貫通孔１４、更には弾性部材８の軸心を貫通し、上側取付け板３と下側取付け板５の貫通孔１４がボルト１１ａの軸径よりも大径に形成され、上側取付け板３と下側取付け板５を水平及び上下方向の相対的な移動を許容するように結合している。

上記弾性調整バンド１２は、弾性部材８に外嵌する二つ割の円筒体１２ａと１２ｂで形成され、対向させた両側端部を互いに複数のボルト・ナット１７で結合して弾性部材８を締め付け、弾性部材８の周囲に対する締め付け力を調整することにより、弾性部材８の弾性力を硬軟変化させることができるようになっている。

上記上側取付け板３の上面と下側取付け板５の下面には、それぞれボルト・ナット１８を用いて蓋板１９、２０が重ねた状態で固定される。

この発明の免震材は上記のような構成であり、図２は免震材１の組み立て状態を示し、ボルト１１ａが膨出部２、４の内部に納まる弾性体９、１０の挿通孔１６と上側取付け板３及び下側取付け板５の膨出部２、４に設けた貫通孔１４、更には弾性部材８の軸心を垂直に貫通し、上側取付け板３と下側取付け板５を結合していると共に、弾性調整バンド１２で弾性部材８の外周を締め付けて組み立てられている。

図４と図５は、免震材１を構造物Ａの土台と基礎の間に使用した例を示し、上側取付け板３は、構造物Ａの土台Ｂを上面の蓋板１９を介して押さえ板２１とボルト２２で結合して支持し、下側取付け板５は、下面の蓋板２０に重ねたベース板２３を介して基礎Ｃ上にアンカーボルト２４で固定される。

従って、構造物Ａの重量は弾性部材８を上下に圧縮する状態で支持され、地震の発生による水平方向の振動は、図３（ａ）のように、下側取付け板５の移動をボルト１１ａの傾斜と弾性部材８の横方向への撓みによって逃がすことができ、上側取付け板３で支持した構造物Ａに振動を伝えないことになる。

また、上下縦方向の振動は、図３（ｂ）のように、下側取付け板５の上下動を弾性部材８の上下方向への伸縮によって吸収することで、構造物Ａに伝わらないようにすることができる。

上記免震材１は、上下の取付け板３、５と弾性部材８が、半球状の膨出部２、４と半球状の凹部６、７の嵌まり合い状態で結合しているので、弾性部材８の撓み方向に制限がなく、全方向の水平振動に対して対応することができる。

更に、弾性調整バンド１２で弾性部材８の締め付け力を調整し、支持する構造物Ａの条件に合わせて弾性部材８の弾性力を設定すれば、弾性部材８を構造物Ａの条件に応じた最適の性能にセットすることができ、しかも、上下の取付け板３、５をその間に弾性部材８を挟んだ状態で結合したので、構成部品数が少なく構造が簡単で製作コストが安価となり、上下の嵩が低くなるので構造物Ａへの組込みに制約を受けることが少ないという利点がある。

図６乃至図１０は、免震材１を構造物Ａの吊り下げ支持に使用した例を示し、基礎Ｃに対して構造物Ａの内部に位置する部分で複数箇所に柔軟性のある鋼管柱２５を立設し、鋼管柱２５の上端と最上部の梁の間に支点となる免震材１を配置し、免震材１を介して鋼管柱２５で構造物Ａを支持している。

また、構造物Ａの中間や下部では、四方の梁２６を鋼管柱２５の部分で分断し、鋼管柱２５の外周に、各梁２６の上部に対向する腕板２７を四方に突出するよう固定し、各梁２６と腕板２７の対向面間に免震材１を配置し、上側取付け板３を腕板２７とボルトで結合し、また、下側取付け板５を梁２６とボルトで結合することにより、構造物Ａの重量を免震材１で支持するようにしている。

このように、基礎Ｃに立設した鋼管柱２５で免震材１を介して構造物Ａを支持するようにすると、地震発生時の水平方向の振動で鋼管柱２５は上端の免震材１を支点に傾動し、中間や下部の免震材１は、上側取付け板３の移動をボルト１１ａの傾斜と弾性部材８の横方向への撓みによって逃がすことができ、これによって、構造物Ａの横揺れ発生を抑えることができる。

また、上下の揺れに対しては、鋼管柱２５の上下動を弾性部材８の上下方向への伸縮によって吸収することで、構造物に伝わらないようにすることができる。

図１１と図１２は、免震材１を構造物Ａの筋交い材２８に長さ方向の伸縮性を導入するために使用した例を示し、柱２９と土台Ｂのコーナと梁２６と柱２９のコーナの対角位置にコーナ金具３０を固定し、免震材１の一方の蓋板２０に設けた取付けブラケット３１をコーナ金具３０にボルト３２で結合し、他方の蓋板１９に設けた取付けブラケット３３を筋交い材２８にボルト３４で結合し、上側取付け板３と下側取付け板５を結合するボルト３５の両端にゴム製のクッション材３６を組み込み、弾性部材８とクッション材３６の伸縮弾性によって筋交い材２８に長さ方向の伸縮性を付勢し、構造物Ａに揺れが生じた場合に、構造物Ａの木組みに対して補強となる筋交い材２８が伸縮することで筋交い材２８に過度な負荷がかからないようにすることができる。

免震材の構造を示す分解した斜視図 （ａ）は免震材の組み立て状態を示す縦断正面図、（ｂ）は（ａ）の矢印ｂ−ｂの一部横断平面図 （ａ）は免震材の横揺れ吸収時の作動状態を示す縦断正面図、（ｂ）は免震材の縦揺れ吸収時の作動状態を示す縦断正面図 免震材で構造物を支持した状態を示す斜視図 免震材で構造物を支持した状態を示す縦断正面図 免震材で構造物を支持した使用状態を示す建物全体の正面図 免震材で構造物を支持した使用状態を示す建物全体の平面図 免震材で構造物を支持した使用状態を示す建物全体の横断平面図 免震材を介して鋼管柱で構造物を支持した使用状態を示す拡大した一部縦断正面図 免震材を介して鋼管柱で構造物を支持した使用状態を示す拡大した横断平面図 免震材を構造物の筋交い材の伸縮性付与に用いた正面図 免震材を構造物の筋交い材の伸縮性付与に用いた拡大正面図

符号の説明

１ 免震材
２ 膨出部
３ 上側取付け板
４ 膨出部
５ 下側取付け板
６、７ 凹部
８ 弾性部材
９、１０ 弾性体
１１ 締結具
１２ 弾性調整バンド
１３ 矩形板
１４ 貫通孔
１５ 挿通孔
１６ 挿通孔
１７ ボルト・ナット
１８ ボルト・ナット
１９、２０ 蓋板
２１ 押さえ板
２２ ボルト
２３ ベース板
２４ アンカーボルト
２５ 鋼管柱
２６ 梁
２７ 腕板

Claims (2)

1. 一面側に向けて突出する半球状の膨出部を設けた一対の取付け板と、上下の端面に前記膨出部が嵌り合う半球状の凹部が設けられ、前記一対の取付け板の間に配置する弾性部材と、前記一対の取付け板及びその間に配置した弾性部材を結合する締結具と、前記弾性部材を外周から締付ける弾性調整バンドとからなり、前記締結具は、両取付け板の膨出部における頂部の位置と弾性部材の軸心を貫通し、両取付け板の膨出部に設けた締結具の貫通孔が締結具の軸径よりも大径になっている免震材。
2. 上記一対の取付け板の膨出部内にそれぞれ椀形の弾性体を組み込み、上記締結具が、この両弾性体を介して前記一対の取付け板及びその間に配置した弾性部材を結合している請求項１に記載の免震材。

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