JP6611591B2

JP6611591B2 - 免震装置または免震部材

Info

Publication number: JP6611591B2
Application number: JP2015248177A
Authority: JP
Inventors: 弘美吉見
Original assignee: 有限会社グローバルアーツ
Priority date: 2015-12-21
Filing date: 2015-12-21
Publication date: 2019-11-27
Anticipated expiration: 2035-12-21
Also published as: JP2017115899A

Description

本発明は、構造物（建造物や種々の機械等）と基台（基礎、床、地面、岩盤、基盤等）の間における振動の伝達を抑制または低減する免震装置（制振装置を含む。）と、その免震装置に用いられる免震部材とに関する。

地震等の揺れ（縦揺れ、横揺れ）による建造物の破壊を抑制したり、加振源となる機械から発生する振動や騒音等の伝達を抑制するために、種々の免震装置または制振装置が提案されている。これらに関連する記載が、例えば下記の特許文献にある。

特開平８−２９１８４５号公報特開２００３−９７０８６号公報特開２００４−１１８８３号公報特開２０１０−５９７６４号公報特開２０１０−１１６６６５号公報

上記の各特許文献にあるように、種々の免震装置、制振装置または防振装置がこれまでに提案されているが、本発明は、そのような従来の免震装置等とは全く発想を異にする新たなタイプの免震装置と、その免震装置に用いられる免震部材とを提供することを目的とする。

本発明者はこの課題を解決すべく鋭意研究した結果、例えば、対向配置された一対のプレートから均等に突出された複数の半球状の突起を、相互に球面部分で接触させることにより、プレート間で伝達される振動（変位または振幅）を抑制または低減することを思いついた。この着想を発展させて具現化させることにより、以降に述べる本発明を完成するに至った。

《免震装置》
（１）本発明の免震装置は、基台と構造物の間または支持体中に介装される免震装置であって、第一基板と該第一基板の一面側から突出しており完全な半球状の球状面からなる第一当接部を有する第一突起とを有する第一免震部材と、第二基板と該第二基板の一面側から突出しており完全な半球状の球状面からなる第二当接部を有する第二突起とを有する第二免震部材と、を備えてなり、該第一免震部材の一面側と該第二免震部材の一面側とを対向配置した際に、第一当接部と第二当接部とが当接し得ることを特徴とする。

（２）本発明の免震装置によれば、第一免震部材と第二免震部材を対向配置した際に、第一当接部と第二当接部が当接して、それらの間で振動（揺れ）が伝達される。この際、第一当接部と第二当接部はそれぞれ球状面からなるため、両者は点状に接触し、両者間で振動が分散され易くなる。このため本発明の免震装置を用いれば、基台側から構造物側または構造物側から基台側へ伝達される振動が、安定的に抑制または低減され得る。

《免震部材》
本発明は、上述した免震装置としてのみならず、その免震装置に用いられる免震部材（第一免震部材または第二免震部材）としても把握できる。なお、第一免震部材と第二免震部材は、同形状でもよいし、突起や基板の形態（形状、大きさ等）の他、端部の形態等が異なる異形状でもよい。

《その他》
本明細書でいう「第一」と「第二」、「一面側」と「他面側」、「縦方向」、「横方向」または「上下方向」等は、本発明を説明するための便宜的な呼称であり、本発明の内容を特に限定するものではない。

本発明の一実施例である免震装置を設置した状態を示す断面図である。その免震装置を構成する一対の免震部材を示す斜視図である。

上述した本発明の構成要素に、本明細書中から任意に選択した一つまたは二つ以上の構成要素を付加し得る。製造方法に関する構成要素は、一定の場合（構造または特性により「物」を直接特定することが不可能であるかまたは非実際的である事情（不可能・非実際的事情）等がある場合）、プロダクトバイプロセスとして「物」に関する構成要素ともなり得る。いずれの実施形態が最良であるか否かは、対象、要求性能等によって異なる。

《突起》
（１）突起の配置は種々考えられる。例えば、第一免震部材の一面側と第二免震部材の一面側とを対向配置した際に、第一当接部が、第一突起の周囲に等間隔に配置された３つ以上の第二突起の各第二当接部と当接すると好適である。一つの突起が、対向配置された３つ以上の突起にそれぞれ設けられた当接部で当接していることにより、振動方向が変化しても、対向する突起同士が安定的に接触し、それらの間で振動が安定的に抑制または低減され易くなる。一つの突起に対向配置される突起数（当接する突起数）は、対向配置される突起同士の接触性や免震部材の生産性や幾何学的配置性等を考慮して、例えば、４つとすると好ましい。

（２）突起の形状も、球状面からなる当接部を有する範囲内で種々考えられる。例えば、第一突起と第二突起がそれぞれ略半球状をしていると、突起の形状を簡素化できて好ましい。なお、各突起は、完全な半球状でなくてもよく、例えば、頂部が当接しない平坦部となっている形状も、ここでいう「略半球状」に含まれる。

また、第一突起と第二突起が共に略半球状である場合、両者の大きさ（例えば半径）等は必ずしも同じでなくてもよいが、第一突起と第二突起が同形状であると、免震部材の設計や製作が容易となり好ましい。

さらに、第一免震部材の一面側と第二免震部材の一面側とを対向配置した際に、第一突起の第一頂部が第二基板の一面側にある第二底面部に当接し得ると共に第二突起の第二頂部が第一基板の一面側にある第一底面部に当接し得ると好ましい。これにより、対向配置された突起同士が球状面からなる当接部間で当接することに加えて、その突起の頂部と基板の底面部との間でも当接するようになる。その結果、対向配置された免震部材で伝達される振動は、当接部間の接触に依って横方向へ分散されるのみならず、頂部と底面部との接触に依って縦方向へも分散されるようになる。こうして免震部材間で振動が安定的に抑制または低減されるようになる。

《材質》
第一突起と第二突起の少なくとも一方は、金属等の実質的な剛体よりも弾性率が低い弾性材からなると好適である。これにより、各突起間で、安定した接触性、振動（揺れ）の緩和や減衰等を図ることが可能となる。勿論、突起のみならず、基板も弾性材からなると、同様に好ましい。さらにいえば、第一免震部材と第二免震部材が全体的に、同じ弾性材からなると、優れた免震性に加えて、一体成形等による生産性も高めることができて好ましい。

弾性材は、例えば、ゴム（エラストマーを含む）、合成樹脂、それらの複合材等であり、免震装置の要求仕様に応じた特性を有するものが選択される。なお、複合材は、例えば、金属製の芯材（強化材）とその芯材を被包する樹脂やゴム等からなる被覆材（母材／マトリックス）とからなると好ましい。

ゴムまたは合成樹脂を用いた弾性材は、一般的に耐候性や耐久性等に優れるが、長期間の使用により、酸化等によって経年劣化等も生じ得る。そこで、各突起、さらには基板等を構成する弾性材は、その劣化を抑制する劣化抑制材により被包されていると好適である。このような劣化抑制材として、可塑性を有する軟質ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、アミン系老化防止材、フェノール系老化防止材等を用いることができる。

《免震装置》
本発明の免震装置は、設置現場で一対の免震部材を対向配置して完成させたものでもよいし、設置現場へ持ち込まれる前から、予め一対の免震部材が対向配置しているものでもよい。後者の場合、免震装置は、例えば、第一免震部材と第二免震部材が、各突起がある一面側同士を対向配置した状態で筐体内に収容されたものであると、取扱性に優れて好ましい。この場合、前述した劣化抑制材の充填または封入等も容易となる。なお、筐体は、対向配置された免震部材間の変位に追従できると好ましい。

本発明の免震装置は、ビルや家屋等の建造物に用いる他、大きな振動等を生じる機械に用いてもよい。また、本発明の免震装置は、通常、それら構造物（建造物や種々の機械等）と基台（基礎、床、地面、岩盤、基盤等）との間に設置されるが、支持体中（構造物内または基台内）に配設、収容または埋設等されるものでもよい。

本発明の一実施例である免震装置Ｓを図１および図２に示した。図１は設置後の免震装置Ｓを示し、図２は設置前の免震装置Ｓの要部を示す。図１からわかるように、免震装置Ｓは、建造物または大型プレス機械等の構造物の支柱Ｃと、基礎（基台）の支柱Ｂとの間に介装されて埋設等される。

免震装置Ｓは、対向配置される一対の第一免震部材１および第二免震部材２と、それらの外周囲を囲繞する筒状のケース３（筐体）と、第一免震部材１、第二免震部材２およびケース３によって形成された内部空間内に充填された軟質材４を主体としてなる劣化抑制材からなる。なお、免震装置Ｓの支柱Ｃまたは支柱Ｂへの固定は、ボルト等（図略）によりなされる。また、第一免震部材１と第二免震部材２の上下関係は、図１に示す逆でもよい。

第一免震部材１は、肉厚な平板状の基板１０（第一基板）と、基板１０の一面側から突出した半球状の突起１１とからなる。第二免震部材２は、肉厚な平板状の基板２０（第二基板）と、基板２０の一面側から突出した突起２１とからなる。突起１１は、縦方向と横方向へ、均等に（等ピッチで）複数配列されている。突起２１は、突起１１と同様に、縦方向と横方向へ、均等に（等ピッチで）複数配列された半球状の突起２１１と、横方向および縦方向の各端部側に複数配列された１／４球状の突起２１２と、突起２１２の両端部側（つまり基板２０の四隅側）にそれぞれ配列された１／８球状の突起２１３とからなる。本実施例では、適宜、突起２１１を指して単に突起２１ともいう。

対向配置される基板１０と基板２０の大きさと、突起１１と突起２１の半径とは、同一である。但し、突起１１の基板１０に対する配置は、突起２１の基板２０に対する配置に対して１／２ピッチずれている。

図１に示すように、第一免震部材１と第二免震部材２を対向配置すると、突起１１または突起２１は、その周囲にある隣接する４つの突起２１または突起１１と、球面部１１ｂ、２１ｂ（第一当接部、第二当接部）でそれぞれ当接する。また、突起１１の頂部１１ａまたは突起２１の頂部２１ａは、基板２０の底面部２０ａまたは基板１０の底面部１０ａでそれぞれ当接する。なお、基板１０の最外側に配列された半球状の突起１１は、基板２０の端部側に配列された１／４球状の突起２１２または１／８球状の突起２１３と、それぞれの球面部で当接する。

従って、対向配置された第一免震部材１と第二免震部材２は、基本的に、突起１１の球面部１１ｂと突起２１の球面部２１ｂとの間における４箇所と、突起１１の頂部１１ａまたは突起２１の頂部２１ａと基板２０の底面部２０ａまたは基板１０の底面部１０ａとの間における１箇所とで、略点状に当接する。このように突起１１と突起２１が５箇所で略点状に当接し合うことにより、第一免震部材１と第二免震部材２の間で振動（揺れ）が分散されて伝達されることとなり、振動の抑制または低減が可能となる。

Ｓ免震装置
Ｃ構造物の支柱
Ｂ基礎（基台）の支柱
１第一免震部材
２第二免震部材
１１突起（第一突起）
１１ａ頂部（第一頂部）
１１ｂ球面部（第一当接部）
２１突起（第二突起）
２１ａ頂部（第二頂部）
２１ｂ球面部（第二当接部）
１０基板（第一基板）
２０基板（第二基板）

Claims

基台と構造物の間または支持体中に介装される免震装置であって、
第一基板と該第一基板の一面側から突出しており完全な半球状の球状面からなる第一当接部を有する第一突起とを有する第一免震部材と、
第二基板と該第二基板の一面側から突出しており完全な半球状の球状面からなる第二当接部を有する第二突起とを有する第二免震部材と、を備えてなり、
該第一免震部材の一面側と該第二免震部材の一面側とを対向配置した際に、第一当接部と第二当接部とが点状に接触して当接し得ること、
前記第一突起の第一頂部は前記第二基板の一面側にある第二底面部に点状に接触して当接し得ると共に前記第二突起の第二頂部は前記第一基板の一面側にある第一底面部に点状に接触して当接し得ること、を特徴とする免震装置。
前記第一免震部材の一面側と前記第二免震部材の一面側とを対向配置した際に、
前記第一当接部は、前記第一突起の周囲に等間隔に配置された３つ以上の前記第二突起の各第二当接部と当接することを特徴とする請求項１に記載の免震装置。
前記第一突起と前記第二突起は、ゴムまたは合成樹脂を用いた弾性材からなることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の免震装置。
前記第一免震部材と前記第二免震部材は、前記一面側同士を対向配置した状態で筐体内に収容されていること、
前記第一免震部材および前記第二免震部材と、それらの外周囲を囲繞する筐体によって形成された内部空間内に軟質材を主体としてなる劣化抑制材を充填し、前記第一突起および前記第二突起は前記劣化抑制材により被包されていること、を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の免震装置。
請求項１〜４のいずれかに記載の免震装置に用いられる第一免震部材または第二免震部材を構成することを特徴とする免震部材。