JP7390208B2 - 免震装置 - Google Patents
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Description
鉛直方向に交互に積層された硬質材料層及び軟質材料層を有する、積層構造体を備えた、免震装置であって、
前記積層構造体の上側及び下側のうち少なくともいずれか一方の端における前記積層構造体の軸直方向断面積Aが、前記積層構造体の軸線方向中心における前記積層構造体の軸直方向断面積Bよりも、大きい。
本発明の免震装置によれば、耐座屈性能を向上できる。
前記積層構造体の上側及び下側のうち前記少なくともいずれか一方の端における前記積層構造体の軸直方向断面積Aが、前記積層構造体の軸線方向中心における前記積層構造体の軸直方向断面積Bの1.1~3.0倍であると、好適である。
これによれば、免震性能を向上しつつ、耐座屈性能をより向上できる。
前記積層構造体の上側及び下側のうち前記少なくともいずれか一方の端に最も隣接する前記硬質材料層の軸直方向断面積Cが、前記積層構造体の軸線方向中心に最も隣接する前記硬質材料層の軸直方向断面積Dよりも、大きいと、好適である。
これによれば、免震性能を向上しつつ、耐座屈性能をより向上できる。
前記積層構造体の上側及び下側のうち前記少なくともいずれか一方の端における前記積層構造体の軸直方向断面での形状が、前記積層構造体の軸線方向中心における前記積層構造体の軸直方向断面での形状とは、異なると、好適である。
これによれば、免震性能を向上しつつ、耐座屈性能をより向上できる。
以下に、図面を参照しつつ、この発明に係る免震装置の実施形態を例示説明する。各図において共通する構成要素には同一の符号を付している。
以下では、説明の便宜のため、図1~図4の各実施形態の免震装置1について併せて説明する。
図1~図4に示すように、免震装置1は、上下一対のフランジプレート21、22(以下、それぞれ「上側フランジプレート21」、「下側フランジプレート22」ともいう。)と、積層構造体3と、を備えている。
軟質材料層5は、硬質材料層4よりも硬さの低い(柔らかい)、軟質材料から構成されている。軟質材料層5を構成する軟質材料としては、弾性体が好適であり、ゴムがより好適である。軟質材料層5を構成し得るゴムとしては、天然ゴム又は合成ゴム(高減衰ゴム等)が好適である。図1~図4の各例のように、各軟質材料層5の厚さは、互いに同じであると、好適であるが、各軟質材料層5の厚さは、互いに異なっていてもよい。
被覆層6は、軟質材料層5と一体に構成されている。
図1~図4の各例において、被覆層6は、硬質材料層4及び軟質材料層5の外周側の表面の全体を覆っていており、ひいては、積層構造体3の外周側の表面の全体を構成している。ただし、被覆層6は、硬質材料層4及び軟質材料層5の外周側の表面の一部のみを覆っていてもよく、ひいては、積層構造体3の外周側の表面の一部のみを構成していてもよい。また、被覆層6は、設けられていなくてもよく、その場合、積層構造体3の外周側の表面は、硬質材料層4及び軟質材料層5の外周側の表面のみから構成される。
なお、本明細書において、「軸直方向断面積」とは、軸直方向断面における面積を指す。
図1及び図3の各実施形態において、積層構造体3は、積層構造体3の上側及び下側の両方の端部側において、フレア部3Fを有している。図2及び図4の各実施形態において、積層構造体3は、積層構造体3の上側及び下側のうちいずれか一方の端部側のみ(具体的には下側の端部側のみ)において、フレア部3Fを有している。
まず、図1~図4の各実施形態の免震装置1は、上述のとおり、積層構造体3の上側及び下側のうち少なくともいずれか一方の端30における積層構造体3の軸直方向断面積Aが、積層構造体3の軸線方向中心33における積層構造体3の軸直方向断面積Bよりも、大きい。
これにより、仮に、積層構造体3の軸線方向の各位置における積層構造体3の軸直方向断面積が、図1~図4の各例での積層構造体3の軸線方向中心33における積層構造体3の軸直方向断面積Bと同じである場合に比べて、免震装置1の水平変形時において、積層構造体3がよりしっかりと軸線方向に支えられるので、免震装置1が座屈しにくくなる(言い換えれば、免震装置1の耐座屈性能を向上できる)。
また、図1~図4の各実施形態の免震装置1によれば、仮に、積層構造体3の軸線方向の各位置における積層構造体3の軸直方向断面積が、図1~図4の各例での積層構造体3の上側及び下側のうち上記少なくともいずれか一方の端30(フレア部3Fにおける軸線方向外側の端30)における積層構造体3の軸直方向断面積Aと同じである場合に比べて、免震装置1を柔らかくすることができるので、構造物の長周期化が可能となり(言い換えれば、構造物がよりゆっくりと揺れるようになり)、ひいては、免震装置1の免震性能を向上できる。
これによれば、免震性能を向上しつつ、耐座屈性能をより向上できる。
本明細書において、「徐々に増大」とは、一部分で一定に維持されることなく常に連続的に増大する場合に限られず、一部分で一定に維持される場合(例えば、段階的に増大する場合)も含む。
これにより、仮に、積層構造体3の上側及び下側のうち上記少なくともいずれか一方の端部側(具体的には、フレア部3F)において、積層構造体3の軸線方向外側の端30に至るまでの間に、少なくとも一か所において、積層構造体3の軸線方向外側に向かうにつれて積層構造体3の軸直方向断面積が減少する場合に比べて、免震装置1の耐座屈性能を向上できる。また、仮に、積層構造体3の上側及び下側のうち少なくともいずれか一方の端部側(具体的には、フレア部3F)において、積層構造体3の軸線方向外側の端30に至るまで、積層構造体3の軸直方向断面積が一定である場合に比べて、免震装置1の水平方向変形時において、積層構造体3のフレア部3Fにおける外周側部分が、フランジプレート21、22から離れるように軸線方向内側へ反り返ること(以下、「めくれ上がり」という。)を、抑制することができる。それにより、めくれ上がりに起因してフレア部3Fにおける外周側部分において軟質材料層5が疲労したり損傷したりするおそれを、低減でき、ひいては、免震装置1の耐久性を向上できる。
これにより、仮に、積層構造体3の各硬質材料層4の軸直方向断面積が、積層構造体3の軸線方向中心33に最も隣接する硬質材料層41(4)の軸直方向断面積Dと同じである場合に比べて、免震装置1の水平変形時において、各硬質材料層4どうしが軸線方向に重複する領域を増大でき、ひいては、積層構造体3がよりしっかりと軸線方向に支えられるので、免震装置1が座屈しにくくなる(言い換えれば、免震装置1の耐座屈性能を向上できる)。
また、これにより、仮に、積層構造体3の各硬質材料層4の軸直方向断面積が、積層構造体3の上側及び下側のうち上記少なくともいずれか一方の端30(フレア部3Fにおける軸線方向外側の端30)に最も隣接する硬質材料層42(4)の軸直方向断面積Cと同じである場合に比べて、免震装置1を柔らかくすることができるので、構造物の長周期化が可能となり(言い換えれば、構造物がよりゆっくりと揺れるようになり)、ひいては、免震装置1の免震性能を向上できる。
これによれば、免震性能を向上しつつ、耐座屈性能をより向上できる。
これにより、仮に、積層構造体3の各軟質材料層5の軸直方向断面積が、積層構造体3の軸線方向中心33に最も隣接する軟質材料層51(5)の軸直方向断面積Fと同じである場合に比べて、免震装置1の水平変形時において、各軟質材料層5どうしが軸線方向に重複する領域を増大でき、ひいては、積層構造体3がよりしっかりと軸線方向に支えられるので、免震装置1が座屈しにくくなる(言い換えれば、免震装置1の耐座屈性能を向上できる)。
また、これにより、仮に、積層構造体3の各軟質材料層5の軸直方向断面積が、積層構造体3の上側及び下側のうち上記少なくともいずれか一方の端30(フレア部3Fにおける軸線方向外側の端30)に最も隣接する軟質材料層52(5)の軸直方向断面積Eと同じである場合に比べて、免震装置1を柔らかくすることができるので、構造物の長周期化が可能となり(言い換えれば、構造物がよりゆっくりと揺れるようになり)、ひいては、免震装置1の免震性能を向上できる。
積層構造体3の上側及び下側のうち少なくともいずれか一方の端30(フレア部3Fにおける軸線方向外側の端30)における積層構造体3の軸直方向断面での外縁形状は、積層構造体3の軸線方向中心33における積層構造体3の軸直方向断面での外縁形状とは、同じであってもよい。
あるいは、図5及び図6に示す各例のように、積層構造体3の上側及び下側のうち少なくともいずれか一方の端30(フレア部3Fにおける軸線方向外側の端30)における積層構造体3の軸直方向断面での外縁形状は、積層構造体3の軸線方向中心33における積層構造体3の軸直方向断面での外縁形状とは、異なっていてもよい。これによれば、免震性能を向上しつつ、耐座屈性能をより向上できる。例えば、図5の例のように、積層構造体3の上側及び下側のうち少なくともいずれか一方の端30(フレア部3Fにおける軸線方向外側の端30)における積層構造体3の軸直方向断面での外縁形状が円形(図5(a))であり、積層構造体3の軸線方向中心33における積層構造体3の軸直方向断面での外縁形状が四角形(図5(b))であってもよい。あるいは、図6の例のように、積層構造体3の上側及び下側のうち少なくともいずれか一方の端30(フレア部3Fにおける軸線方向外側の端30)における積層構造体3の軸直方向断面での外縁形状が四角形(図6(a))であり、積層構造体3の軸線方向中心33における積層構造体3の軸直方向断面での外縁形状が円形(図6(b))であってもよい。
なお、本明細書で説明する各例において、積層構造体3の上側及び下側のうち少なくともいずれか一方の端30(フレア部3Fにおける軸線方向外側の端30)における積層構造体3の軸直方向断面での外接円E30(図5(a)、図6(a))は、積層構造体3の軸線方向中心33における積層構造体3の軸直方向断面での外接円E33(図5(b)、図6(b))と、同じでもよいし又はそれより大きくてもよい。
あるいは、図5及び図6に示す各例のように、積層構造体3のフレア部3Fにおける積層構造体3の軸直方向断面での外縁形状は、積層構造体3のフレア部3Fよりも軸線方向内側の中央部における積層構造体3の軸直方向断面での外縁形状とは、異なっていてもよい。これによれば、免震性能を向上しつつ、耐座屈性能をより向上できる。例えば、図5の例のように、積層構造体3のフレア部3Fにおける積層構造体3の軸直方向断面での外縁形状が円形(図5(a))であり、積層構造体3のフレア部3Fよりも軸線方向内側の中央部における積層構造体3の軸直方向断面での外縁形状が四角形(図5(b))であってもよい。あるいは、図6の例のように、積層構造体3のフレア部3Fにおける積層構造体3の軸直方向断面での外縁形状が四角形(図6(a))であり、積層構造体3のフレア部3Fよりも軸線方向内側の中央部における積層構造体3の軸直方向断面での外縁形状が円形(図6(b))であってもよい。
一方、積層構造体3が、図2及び図4の各例のように、その上側及び下側のうちいずれか一方の端部側のみにおいてフレア部3Fを有する場合は、図1及び図3の各例のように、その上側及び下側の両方の端部側においてフレア部3Fを有する場合に比べて、免震装置1の製造時において、積層構造体3を構成する各硬質材料層4及び各軟質材料層5の積層作業等がしやすくなるので、免震装置1の製造性を向上できる。
21:上側フランジプレート(フランジプレート)、 22:下側フランジプレート(フランジプレート)、
3:積層構造体、 30:積層構造体の軸線方向外側(上側又は下側)の端、 31:積層構造体の上側の端、 32:積層構造体の下側の端、 33:積層構造体の軸線方向中心、 3F:フレア部、
4:硬質材料層、 41:積層構造体の軸線方向中心に最も隣接する硬質材料層、 42:積層構造体のフレア部における軸線方向外側(上側又は下側)の端に最も隣接する硬質材料層、
5:軟質材料層、 51:積層構造体の軸線方向中心に最も隣接する軟質材料層、 52:積層構造体のフレア部における軸線方向外側(上側又は下側)の端に最も隣接する軟質材料層、
6:被覆層、
O:中心軸線、
E30、E33:外接円
Claims (3)
- 鉛直方向に交互に積層された硬質材料層及び軟質材料層を有する、積層構造体を備えた、免震装置であって、
前記積層構造体の上側及び下側のうち少なくともいずれか一方の端における前記積層構造体の軸直方向断面積Aが、前記積層構造体の軸線方向中心における前記積層構造体の軸直方向断面積Bよりも、大きく、
前記積層構造体の上側及び下側のうち前記少なくともいずれか一方の端における前記積層構造体の軸直方向断面での形状が、前記積層構造体の軸線方向中心における前記積層構造体の軸直方向断面での形状とは、異なり、
前記積層構造体の上側及び下側のうち前記少なくともいずれか一方の端における前記積層構造体の軸直方向断面での外接円は、前記積層構造体の軸線方向中心における前記積層構造体の軸直方向断面での外接円と、同じ大きさである、免震装置。 - 前記積層構造体の上側及び下側のうち前記少なくともいずれか一方の端における前記積層構造体の軸直方向断面積Aが、前記積層構造体の軸線方向中心における前記積層構造体の軸直方向断面積Bの1.1~3.0倍である、請求項1に記載の免震装置。
- 前記積層構造体の上側及び下側のうち前記少なくともいずれか一方の端に最も隣接する前記硬質材料層の軸直方向断面積Cが、前記積層構造体の軸線方向中心に最も隣接する前記硬質材料層の軸直方向断面積Dよりも、大きい、請求項1又は2に記載の免震装置。
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