JP3239929B2 - 免震支持装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は構造体を地震から保
護するための免震支持装置に関し、更に詳細には、交通
振動などの微振動から中・大規模地震まで優れた減衰効
果を発揮する免震支持装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】構造体を地震から保護
するための免震支持装置としては、従来、粘弾性体と補
強板とを交互に積層してなる免震支持装置の積層方向に
設けられた中空部に鉛からなるエネルギ吸収体を密封し
てなるものが実用化されている。

【０００３】このような従来の免震支持装置は、一般に
大規模の地震（震度５以上）を想定して減衰力並びに相
対変位を決定しているため、交通振動などの微振動はも
ちろんのこと、小・中規模の地震（震度２〜４程度）で
は、等価剛性が大きく固有周期が小さくなるため、あま
り免震効果が得られないという欠点がある。

【０００４】本発明は前記事情に鑑み案出されたもので
あって、本発明の目的は、交通振動などの微振動から、
中・大規模の地震まで優れた減衰効果を発揮する免震支
持装置を提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は以下の構成をとる。

【０００６】すなわち、本発明は、粘弾性体と補強板と
を交互に積層してなり、上下端部側の粘弾性体の夫々に
埋め込まれた上部及び下部補強取付板を有した荷重支承
部と、この荷重支承部内に配されるエネルギー吸収部
と、荷重支承部の上部及び下部補強取付板の夫々に取り
付けられた上部及び下部取付板とを具備しており、上部
構造と下部構造との間に上部及び下部取付板を介して介
装されて使用される免震支持装置であって、エネルギー
吸収部は、荷重支承部に設けられた中空部に封入された
鉛体を具備しており、中空部における荷重支承部と鉛体
との間には、荷重支承部に取り囲まれる一方、鉛体を取
り囲んで粘弾性体から形成された粘弾性層が介装されて
おり、粘弾性層の上端部は、中空部の上端部を規定する
上部補強取付板の内周面に取り囲まれており、粘弾性層
の下端部は、中空部の下端部を規定する下部補強取付板
の内周面に取り囲まれており、微振動又は小規模の地震
等による上部構造と下部構造との間の相対的な小さい水
平変位では、この水平変位を粘弾性層により吸収させ
て、鉛体への当該水平変位の伝達を禁止し、当該水平変
位を越える大規模の地震等による上部構造と下部構造と
の間の相対的な大きい水平変位では、粘弾性層を介して
鉛体へ当該水平変位を伝達して、鉛体を塑性変形させ
て、この鉛体の塑性変形により水平変位エネルギーを吸
収するようにした免震支持装置である。

【０００７】また本発明では、粘弾性体から形成された
粘弾性層を２層以上の構造としてもよく、例えば２層構
造とする場合、１層目はバネ定数の小さな層、２層目を
バネ定数の大きな層とし、該粘弾性層のバネ定数を非線
形とする。これにより、微振動から小規模地震、中・大
規模地震まで、より優れた減衰効果を発揮させることが
できる。このように本発明では、粘弾性層は、非線形の
バネ定数を有するように少なくとも２層からなっていて
もよい。

【０００８】そして、前記粘弾性層は中空部に封入され
る鉛体の直径や予め想定される振動変位の量を見込んで
厚さ１〜２０ｍｍに形成される。また、粘弾性体と補強
板とを加硫接着により互いに一体化し、この加硫接着に
おいてエネルギー吸収部の粘弾性層も荷重支承部に一体
に形成される。

【０００９】さらにまた、前記粘弾性層に前記免震支持
装置の積層方向に延びる複数の溝を設けて該粘弾性層の
バネ定数を非線形とすることにより、上記と同様、微振
動から小規模地震、中・大規模地震まで、優れた減衰効
果を発揮することができる。

【００１０】上記粘弾性層に使用される粘弾性体として
は、例えば、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、
ブチルゴム、天然ゴム、シリコンゴム、ポリウレタン等
のゴム材料や該ゴム材料にグラファイト、カーボンブラ
ック、アスファルト等の充填剤を配合したものあるい
は、発泡ポリウレタン等のスポンジ状材料等が用いられ
る。

【００１１】本発明によれば、微振動や小規模の地震に
より免震支持装置に小さい水平変化が作用すると、該水
平変位により該免震支持装置にせん断変形が生じる。該
せん断変形は該免震支持装置の中空部に封入された等価
剛性の大きな鉛体にはほとんど作用することなく内壁と
鉛体との間に介装された粘弾性層にて吸収するため本発
明の免震支持装置は該微振動に対して優れた免震効果を
発揮する。

【００１２】また、大規模の地震により免震支持装置に
大きな水平変位が作用すると、該水平変位により該免震
支持装置にせん断変形が生じる。該せん断変形は、該免
震支持装置の内壁と鉛体との間に介装された粘弾性層を
介して等価剛性の大きな鉛体へと伝達される。該鉛体
は、該水平変位により塑性変形し、該塑性変形によるエ
ネルギーロスにより、大規模の地震を速やかに吸収し優
れた免震効果を発揮する。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に本発明及び本発明の実施の形
態を、図に示す好ましい実施例に基づいて詳細に説明す
る。なお、本発明はこれら実施例に何等限定されないの
である。

【００１４】

【実施例】図１は本発明の免震支持装置の一実施例を示
し、１は免震支持装置、２は該免震支持装置１を上部構
造に固定するための上部取付板、３は該免震支持装置１
を下部構造に固定するための下部取付板である。該取付
板２・３は、該取付板２・３を免震支持装置１に取り付
けるための複数のダボピン４を備える。

【００１５】免震支持装置１は、粘弾性体５と補強板６
とを交互に積層してなり、その積層方向の両端部には、
前記ダボピン４を嵌合するための孔を有する補強取付板
７を備える。該粘弾性体５、補強板６及び補強取付板７
は、所定方向に積み重ねられた後、加硫接着により一体
化される。

【００１６】免震支持装置１の中央部には、積層方向に
貫通する中空部８が形成されており、該中空部８内に
は、周囲に粘弾性層９を有する鉛体１０が密に封入され
ている。このように免震支持装置１では、中空部におけ
る粘弾性体５と補強板６とを交互に積層してなる荷重支
承部と鉛体１０との間には、荷重支承部に取り囲まれる
一方、鉛体１０を取り囲んで粘弾性体からなる粘弾性層
９が介装されており、荷重支承部は、上下端部側の粘弾
性体５の夫々に埋め込まれた上部及び下部補強取付板７
を有しており、上部及び下部補強取付板７の夫々には、
上部及び下部取付板２・３の夫々が取り付けられてお
り、免震支持装置１は、上部構造と下部構造との間に上
部及び下部取付板２・３を介して介装されて使用され
る。エネルギー吸収部は、荷重支承部に設けられた中空
部８に封入された鉛体１０を具備しており、粘弾性層９
の上端部は、中空部８の上端部を規定する上部補強取付
板７の内周面に取り囲まれており、粘弾性層９の下端部
は、中空部８の下端部を規定する下部補強取付板７の内
周面に取り囲まれている。該鉛体１０は５０ｍｍの直径
を有し、該粘弾性層９は５ｍｍの厚さを有する。

【００１７】小規模の地震などにより免震支持装置に生
ずる水平変位に対しては、鉛体１０にはほとんど作用す
ることなく、該粘弾性層９により吸収される。該粘弾性
層９は、予め前記加硫接着時に一体に形成するか、ある
いは、鉛体の封入時に鉛体の周囲に粘弾性層を形成し
て、鉛体と一緒に封入して形成する。

【００１８】次に本発明の免震支持装置１の作用につい
て説明する。

【００１９】微振動や小規模の地震により下部構造を通
して免震支持装置１に小さな水平変位が作用すると、該
水平変位により該免震支持装置１の補強板６と交互に積
層された各粘弾性体５にせん断変形が生じる。該せん断
変形は、該免震支持装置１の中空部８の内壁と鉛体１０
との間に介装された粘弾性層９へと伝達され、該粘弾性
層９にて吸収されるため、該水平変位の上部構造への伝
達は僅かである。

【００２０】また、大規模の地震により下部構造を通し
て免震支持装置１に大きな水平変位が作用すると、該水
平変位により該免震支持装置１の補強板６と交互に積層
された各粘弾性体５にせん断変形が生じる。該せん断変
形は、該免震支持装置１の中空部８の内壁と鉛体１０と
の間に介装された粘弾性層９へと伝達される。該水平変
位の変位量は、粘弾性層９の厚さよりも大きいので、該
水平変位は、該粘弾性層９を介して鉛体１０へと伝達さ
れる。該鉛体１０は、該水平変位により塑性変形し、該
塑性変形によるエネルギーロスにより、大規模の地震を
速やかに吸収し該水平変位の上部構造への伝達は僅かで
ある。

【００２１】図２および図３は本発明の免震支持装置１
の中空部８の内壁と鉛体１０との間に介装される粘弾性
層１１の他の実施例を示す。

【００２２】本実施例の粘弾性層１１は、免震支持装置
１の中空部８に沿う方向に延びる複数個の溝１２を有す
る。鉛体１０の直径並びに粘弾性層１１の厚さは、前記
実施例と同様であり、該粘弾性層１１に形成された溝１
２は２ｍｍの深さを有する。本実施例は深さ２ｍｍの溝
１２を設けることにより、溝形成部位の粘弾性層のばね
定数を小さくして微振動によって起こる微少変位を吸収
するようにしたものである。

【００２３】

【発明の効果】本発明は上記構成を採ることにより、以
下の優れた効果を有する。 イ）免震支持装置の中空部の内壁と鉛体との間に粘弾性
層を介装することにより、交通振動等により発生する微
振動から中・大規模の地震動まで優れた免震効果を発揮
する。 ロ）粘弾性層のばね定数を非線形とすることにより、微
振動の免震効果をより一層向上させる。 すなわち、本発明によれば、中空部における荷重支承部
と鉛体との間に、粘弾性体からなる粘弾性層が介装され
ていると共に、上部及び下部取付板が上部及び下部補強
取付板の夫々に取り付けられ、粘弾性層の上端部が、上
部補強取付板の内周面に取り囲まれ、粘弾性層の下端部
が、下部補強取付板の内周面に取り囲まれている結果、
相対的な小さい水平変位を確実に吸収して、鉛体への当
該水平変位の伝達を効果的に禁止でき、特に交通振動な
どの微振動により上部構造が振動されるような不都合を
確実になくし得、また、中空部における荷重支承部と鉛
体との間に、非線形のバネ定数を有するように少なくと
も２層からなると共に粘弾性体から形成された粘弾性層
が介装されている結果、相対的な小さい水平変位を確実
に吸収して、鉛体への当該水平変位の伝達を効果的に禁
止でき、特に交通振動などの微振動により上部構造が振
動されるような不都合を確実になくし得る上に、小規
模、中規模の地震に対しても上部構造への振動の伝達を
確実に好ましく低減でき、したがって、微振動は勿論の
こと小規模地震から大規模地震に対して免震効果を効果
的に発揮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係わる免震支持装置の
縦断面図である。

【図２】本発明の他の実施例に係わる免震支持装置の縦
断面図である。

【図３】図２に示す免震支持装置の横断面図である。

【符号の説明】 ２ 上部取付板 ３ 下部取付板 ５ 粘弾性体 ６ 補強板 ８ 中空部 ９、１１ 粘弾性層 １０ 鉛体 １２ 溝

フロントページの続き (72)発明者 佐々木 浩介 神奈川県藤沢市桐原町８番地 オイレス 工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−176776（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−46247（ＪＰ，Ｕ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粘弾性体と補強板とを交互に積層してな
   り、上下端部側の粘弾性体の夫々に埋め込まれた上部及
   び下部補強取付板を有した荷重支承部と、この荷重支承
   部内に配されるエネルギー吸収部と、荷重支承部の上部
   及び下部補強取付板の夫々に取り付けられた上部及び下
   部取付板とを具備しており、上部構造と下部構造との間
   に上部及び下部取付板を介して介装されて使用される免
   震支持装置であって、エネルギー吸収部は、荷重支承部
   に設けられた中空部に封入された鉛体を具備しており、
   中空部における荷重支承部と鉛体との間には、荷重支承
   部に取り囲まれる一方、鉛体を取り囲んで粘弾性体から
   形成された粘弾性層が介装されており、粘弾性層の上端
   部は、中空部の上端部を規定する上部補強取付板の内周
   面に取り囲まれており、粘弾性層の下端部は、中空部の
   下端部を規定する下部補強取付板の内周面に取り囲まれ
   ており、微振動又は小規模の地震等による上部構造と下
   部構造との間の相対的な小さい水平変位では、この水平
   変位を粘弾性層により吸収させて、鉛体への当該水平変
   位の伝達を禁止し、当該水平変位を越える大規模の地震
   等による上部構造と下部構造との間の相対的な大きい水
   平変位では、粘弾性層を介して鉛体へ当該水平変位を伝
   達して、鉛体を塑性変形させて、この鉛体の塑性変形に
   より水平変位エネルギーを吸収するようにした免震支持
   装置。
2. 【請求項２】 粘弾性層は、非線形のバネ定数を有する
   ように少なくとも２層からなる請求項１に記載の免震支
   持装置。
3. 【請求項３】 粘弾性層は、その厚さが１〜２０ｍｍで
   ある請求項１又は２に記載の免震支持装置。
4. 【請求項４】 荷重支承部の粘弾性体と補強板とは、加
   硫接着により互いに一体化されており、エネルギー吸収
   部の粘弾性層は、荷重支承部に一体に形成されている請
   求項１から３のいずれか一項に記載の免震支持装置。