JP6496597B2

JP6496597B2 - 免震装置

Info

Publication number: JP6496597B2
Application number: JP2015085059A
Authority: JP
Inventors: 阿久津　悟; 悟阿久津; 中村　昌弘; 昌弘中村
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2015-04-17
Filing date: 2015-04-17
Publication date: 2019-04-03
Anticipated expiration: 2035-04-17
Also published as: JP2016205465A

Description

本発明は、免震装置に関するものである。

従来、建築物等において地震時の揺れを抑えるために、内部鋼板とゴム層が交互に積層された積層ゴムからなる免震装置が用いられており、積層ゴムとして平面視角型形状の角型積層ゴムが用いられる場合、角型積層ゴムの角部への応力集中が生じないように、角型積層ゴムの角部を面取りした面取り形状（内部鋼板及びゴム層共に）とし、応力集中を抑えることが行われている。

一方、免震装置として、例えば、上板及び下板の円形の各段差部の外周面全周が、ゴム状弾性層と剛性板層とが交互に積層された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免震装置（特許文献１参照）が知られている。この従来の免震装置は、上板及び下板の円形の各段差部の外周面全周が、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で、地震発生時に各ゴム状弾性層のせん断変形により水平方向の変位と力とを吸収する際、最も変形し易い剛性板層の鋼板の変形を抑えている。

特開２００１−９０７７７号公報

しかしながら、従来の角型積層ゴムが用いられた免震装置においては、積層ゴムのせん断変形時、積層ゴム下層の内部鋼板への曲げ応力が発生し易かった。
そこで、この発明の目的は、硬質板と軟質板を交互に積層した角型の積層体のせん断変形時、硬質板への曲げ応力の発生を抑制することができる免震装置を提供することである。

上記目的を達成するため、この発明に係る免震装置は、硬質板と軟質板を、軟質板を積層方向の両端として交互に積層した、平面視角型の積層体の積層方向両側にフランジを配置し、上記平面視において、前記硬質板の角部に該角部を面取りした形状の面取り縁部を形成し、前記硬質板の面取り縁部を前記フランジの中心部側に突設された段差部からなる積層体配置部の角部より内側に位置させたことを特徴とする。この発明に係る免震装置によれば、硬質板と軟質板を交互に積層した角型の積層体のせん断変形時、硬質板への曲げ応力の発生を抑制することができる。

この発明の免震装置では、前記硬質板の面取り縁部の、前記フランジの積層体配置部の角部からの距離は、前記軟質板の厚さの２倍以上５倍以下であることが好ましい。この構成によれば、積層体において２００％以上５００％以下のせん断変形が生じた場合でも、硬質板への曲げ応力の発生を抑制することができる。
この発明の免震装置では、前記面取り縁部を、前記硬質板のうち、少なくとも前記積層体の積層方向両端に位置する前記硬質板に形成したことが好ましい。この構成によれば、積層体のせん断変形時、最も曲げ応力が発生し易い積層方向両端に位置する硬質板に曲げ応力を発生し難くすることができる。

この発明によれば、硬質板と軟質板を交互に積層した角型の積層体のせん断変形時、硬質板への曲げ応力の発生を抑制することができる免震装置を提供することができる。

この発明の一実施の形態に係る免震装置の平面図である。図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

以下、この発明を実施するための一形態について図面を参照して説明する。
図１から図３に示すように、本実施形態の免震装置１０は、内部鋼板（硬質板）１１と内部ゴム（軟質板）１２を、内部ゴム１２を積層方向の両端として交互に積層した、平面視角型（この例では、正方形）の積層体１３の、積層方向両側にフランジ１４を配置している。この免震装置１０は、例えば、建築物等の基礎と上部構造物との間に配置され、地震時における上部構造物の揺れを抑えるように機能する。

積層体１３は、段差部（積層体配置部）１５上に配置されている。即ち、積層体１３の積層方向両端は、角型（この例では、正方形）の板体からなる各フランジ１４の段差部１５の段差面（表面）に重ねて、それぞれ内部ゴム１２を密着させている。この段差部１５は、各外壁がフランジ１４の各辺から所定長さ分内側（フランジ平面中心部側）に位置するように、フランジ１４の中心部に突設されており、段差面は、角型（この例では、正方形）に形成されている。

積層体１３の内部鋼板１１は、段差部１５の段差面と略同一形状の角型（この例では、段差面と同一の大きさの正方形）の板体の角部を面取りした形状の面取り縁部１１ａを形成し、この面取り縁部１１ａを、フランジ１４の段差部１５の角部１５ａより内側（フランジ平面中心部側）に位置させている（図１，３参照）。即ち、内部鋼板１１にあって応力等が集中する角部を面取りした形状に形成し、積層体１３の角部において、内部鋼板１１だけ、角部の内側に後退した形状に形成されている。フランジ１４と段差部１５は、一体に形成されていても良い。

積層体１３を形成する各内部鋼板１１とそれらの間の各内部ゴム１２、及び積層体１３の積層方向両端の各内部ゴム１２と各フランジ１４の段差部１５は、何れも加硫接着により互いに固定され、積層体１３と段差部１５が固定され一体化した状態で加硫することにより、積層体１３の外周面と段差部１５の外周面は被覆ゴムにより一体的に覆うことができる（図１〜３参照）。内部ゴム１２は、例えば天然ゴムからなり、被覆ゴムは、例えば合成ゴムからなる。

これにより、積層体１３と段差部１５が一体化されるが、積層体１３を形成する各内部鋼板１１の各角部（この例では、各内部鋼板１１毎に四箇所）のみが面取りした形状に形成され、段差部１５の角部は面取りしない形状に形成されているので、各内部鋼板１１の面取り縁部１１ａを、段差部１５の角部１５ａより内側（フランジ平面中心部側）に位置させることになる（図１，３参照）。

上記構成を有することにより、例えば、建築物等の基礎と上部構造物との間に、一方のフランジ１４を基礎側に、他方のフランジ１４を上部構造物側にそれぞれ連結（例えば固定）して配置した本実施形態の免震装置１０は、地震時、上部構造物の荷重が加わり上部構造物の揺れに伴って発生する積層体１３のせん断変形時、最下層の内部鋼板１１に曲げ応力が発生し難くなる。つまり、積層体１３が変形した場合でも、内部鋼板１１を、角部が面取りされない段差部１５によって支えることができるからである。

内部鋼板１１の面取り縁部１１ａの、フランジ１４の段差部１５の角部１５ａからの段差面に沿った距離ｔ（図１、図３参照）は、内部ゴム１２の厚さの２倍以上５倍以下、より好ましくは３倍以上５倍以下、さらに好ましくは４倍以上５倍以下に形成されるのが好ましい。角部１５ａからの距離ｔが２倍以上５倍以下であれば、積層体１３において、通常の地震で規定される略最大のせん断変形を含む、２００％以上から５００％以下のせん断変形が生じた場合でも、内部鋼板１１（特には、その対向線上の隅部）への曲げ応力の発生を抑制することができる。なお、角部１５ａからの距離ｔは、一定が好ましいが、異なるようにすることもでき、この場合、一番下の層の内部鋼板１１を対象とする。

これは、このような積層ゴム構造の積層体１３においては、段差部１５の角部１５ａから面取り縁部１１ａ迄の距離ｔを内部ゴム１２の厚さの２倍以上にすることで、破壊の虞が生じる２００％のせん断変形に対応することができ、一方、４００％のせん断変形が生じた場合に破壊するのが一般的なので、５００％のせん断変形が生じた場合にも耐えることができる、距離ｔを内部ゴム１２の厚さの５倍以下にすることで、破壊する前まで免震装置１０の性能を確保することができるからである。

また、内部鋼板１１の面取り縁部１１ａは、積層体１３を構成する全ての内部鋼板１１に対して行うことが望ましいが、内部鋼板１１のうち、少なくとも積層体１３の積層方向両端に位置する内部鋼板１１に形成されていればよい。積層体１３の積層方向両端に位置する内部鋼板１１に面取縁部１１ａが形成されていれば、積層体１３のせん断変形時、最も曲げ応力が発生し易い積層方向両端に位置する内部鋼板１１に曲げ応力を発生し難くすることができる。

また、面取り縁部１１ａは、一枚の内部鋼板１１について、少なくとも一箇所形成されていれば良く、対角線上の二箇所（せん断変形に方向性がある場合、二箇所でも良い）、更には本実施形態のように全部の角（例えば、正方形の場合四箇所）に形成されているのが好ましい。

また、内部鋼板１１の面取り縁部１１ａは、平面視で本実施形態のように角部両側の辺と交差する直線状に形成される他、曲線状（例えば円弧状）に形成されていても良い。
また、各内部鋼板１１の各角部のみに面取り縁部１１ａが形成されるので、積層体１３と段差部１５が被覆ゴムにより覆われるように加硫する際に、使用する金型を新たに用意する必要がなく、面取り縁部１１ａが形成されない場合に用いられる、内部ゴム１２と被服ゴムからなる積層体の形状に合わせた従来の金型を使用することができる。
なお、本実施形態の免震装置１０にあっては、積層体１３は、平面視角型（この例では、正方形）に形成されているが、例えば、正方形状に限らず長方形状でも良く、平面視における三角形状や四角形状を含む多角形状に形成されていても良い。

１０：免震装置、１１：内部鋼板（硬質板）、１１ａ：面取り縁部、１２：内部ゴム（軟質板）、１３：積層体、１４：フランジ、１５：段差部（積層体配置部）、１５ａ：段差部の角部（積層体配置部の角部）、ｔ：距離

Claims

硬質板と軟質板を、軟質板を積層方向の両端として交互に積層した、平面視角型の積層体の積層方向両側にフランジを配置し、
上記平面視において、
前記硬質板の角部に該角部を面取りした形状の面取り縁部を形成し、前記硬質板の面取り縁部を前記フランジの中心部側に突設された段差部からなる積層体配置部の角部より内側に位置させ、
前記硬質板の面取り縁部の、前記フランジの積層体配置部の角部からの距離は、前記軟質板の厚さの２倍以上５倍以下である、ことを特徴とする免震装置。
前記面取り縁部を、前記硬質板のうち、少なくとも前記積層体の積層方向両端に位置する前記硬質板に形成した、請求項１に記載の免震装置。