JPH01116132A - 周囲拘束型の免震装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上■剋且公立 本発明は、加圧すると容易に変形し、変形に対して大き
なエネルギ吸収作用を示すが、変形に対する復元力が殆
どない粘性流体の周囲を拘束することによって、大きな
鉛直剛性を与え、構造物及び機器の免震及び防振に使用
できるようにした周囲拘束型の免震装置に関する。

従米坐肢止 建築物等の構造物用の免震装置として、積層ゴムベアリ
ングが広く利用され始めており、それらは次の３タイプ
に分類される。

第１のタイプは、第６図（ａ）　（ｂ）に示すように薄
いゴム板（１）と鋼板（２）を交互に積層・固着した積
層ゴムベアリング（イ）で、水平剪断剛性に対する鉛直
圧縮剛性の比が極めて大きいため、地震動に対して重量
物である構造物を安定性良く支持した状態で、地震エネ
ルギの構造物への伝達を小さくする。

第２のタイプは、上記第１のタイプの積層ゴムベアリン
グにおいて、振動エネルギの吸収効果を与えるために、
第７図＋８）　（ｂ）に示すように、鉛プラグ（３）を
貫設した鉛−積層ゴムベアリング（ロ）である〔特公昭
６１−１７９８４号）。このタイプは内部に封入した鉛
の塑性歪みによる履歴減衰によって、地震によって生じ
る構造物の振動振幅を低減し、かつ速く減衰させる。

第３のタイプは、上記第６図（ａ）　（ｂ）に示す積層
ゴムベアリング（イ）において、薄いゴム板（１）に高
減衰ゴムを使用することによって、積層体自体に減衰機
能を与えた高減衰積層ゴムベアリング（ハ）である。

Ｂ＜２１°　しよ゛と　る口 上記第１のタイプの積層ゴムベアリング（イ）は減衰性
が悪く、地震時の構造物の振動振幅が大きく、安全性に
欠ける為、通常別途にダンパーを配置しなければならな
い。このため復元力の作用点と減衰力の作用点が異なり
、構造物に不要な損れ振動を与えてしまう恐れがあった
。

又設置工事費が高くつく等の問題点もあった。

また上記第２のタイプの鉛−積層ゴムベアリング（ロ）
は、微振動に対して鉛の鉛直剛性及び剪断初期剛性が高
い為、防振性能が悪く車輌の通過等によって発生する交
通振動等を伝達してしまう。従って振動を嫌う機器類を
設置する建物、床への通用は困難であった。また、鉛の
塑性のため大変形後の原点への回復が遅い等の問題点も
あった。

また、上記第３のタイプの高減衰積層ゴムベアリング（
ハ）は、使用される減衰性の高いゴムのクリープ量が大
きく、水平変位に対する復元力も乏しい。そしてクリー
プ量は並設される高減衰積層ゴムベアリングの各寸法等
によって異なる為、免震動作の結果、建物の不同沈下現
象を生じさせ構造物体に不要な応力を発生させる等の問
題点があった。

ロ　占　７゛　るための　− 上述した積層ゴムベアリング（イ）の設置においては不
要な回転モーメントを与えてしまうこと、鉛−積層ゴム
ベアリング（ロ）が微振動を構造物に伝達してしまうこ
と、及び高減衰積層ゴムベアリング（ハ）がクリープを
生じ易いこと等の問題点を一つの免震装置において、−
挙に解決するために、本発明が提供する周囲拘束型の免
震装置は、次の構造を有する。

すなわち圧縮永久歪みの少ないゴム状弾性体及び硬質体
を上下方向に交互に積層固着した外囲体と、上下の受圧
板間に挟まれた状態で上記外囲体内に封入され外囲体に
よる外周へのはらみ出しの規制によって大きな鉛直剛性
を示す粘性流体とを具備したことを特徴とする。

皿 上記手段において、粘性流体は、その周囲を外囲体によ
って拘束されて、水平方向に大きな変形能力を有したま
ま高い鉛直剛性が与えられる。また水平方向の変形に対
する復元力が外囲体を構成する圧縮永久歪みの少ないゴ
ム状弾性体によって与えられる。さらに、粘性流体が水
平変形時に減衰作用を発揮するので、減衰機能ををする
高性能の免震装置が得られる。

なお本発明の免震装置において、鉛直荷重は、大部分を
粘性流体が負担し、またエネルギ吸収は主に粘性体体の
分子間摩擦によって行われるという点で、上記鉛−ＭＮ
ゴムベアリング（ロ）とは、その機構が本質的に相異す
る。鉛−積層ゴムベアリング（ロ）では鉛直荷重を周囲
の鋼板と薄いゴム板の積層体が負担し、エネルギー吸収
は、鉛の塑性変形によって行われるからである。

また本発明の免震装置は、粘性流体を復元力を与える外
囲体で囲んでいるので、復元力の作用点と減衰力の作用
点を同一点にする事ができ構造物に不要な捩れ振動を与
えない。

また、本発明の免震装置は鉛−積層ゴムベアリング（ロ
）のような剛体（鉛）を用いていないため微振動時にも
水平剪断剛性が小さく交通振動に対する防振もできる。

皇上透 本発明は、粘性流体を内部に封入して拘束する外囲体の
構造に対応して、いくつかの実施例が考えられる。

その、代表的なものを、以下環に説明する。

本発明の周囲拘束型の免震装置（Ａ）の第１の実施例は
、第１図（ａ）　（ｂｌに示すように、円筒状の外囲体
（１０）の上下方向に形成された貫通孔、　（１１）内
に、上下の受圧板（１３）　　（１３）の間に挟んだ状
態で粘性流体（１２）を封入する。なお粘性流体（１２
）の密閉に完全を期すために、弾性体の袋（１４）を用
い、これを袋固定フランジ（１５）を用いて受圧板（１
３）に固定している。

この外囲体（１０）は、圧縮永久歪みの小さいゴム状弾
性体（１６）とリング状又はスパイラル状の硬質体（１
７）を加硫接着又は貼り合せ等により固着積層化したも
のである。又硬質体の代わりに鋼線等の線材を使用して
もよい。なお、外囲体（１０）の上下面にリング状の受
圧板（１８）（１８）が別に設けられているのは組付の
便宜を考慮したもので、この受圧板（１８）　　（１８
）は粘性流体の受圧板（１３）　　（１３）と一体化さ
れていてもよい。

次に、本発明の免震装？１ｆｆｉ（Ａ）の第２の実施例
について説明する。

第２図（ａ）　（ｂｌに示す第２の実施例は、第１図（
ａ）（ｂ）に示す実施例において、粘性流体（１２）の
流動を規制して、減衰効果を向上させるため、複数の粘
性流体剪断抵抗板（１９）を平行配置したものである。

この粘性流体剪断抵抗板（１９）は、ゴム状弾性体（２
０）で所定間隔を保って連結され、袋固定フランジ（１
５）に支持させである、この実施例は、粘性流体（１２
）の剪断抵抗力をゴム状弾性体（２０）を介して有効に
上下の受圧板（１３）　　（１３）に伝え、粘性流体剪
断抵抗板（１９）の隙間を一定に保持し減衰機能を向上
させている。

本発明の免震装置（Ａ）の他の実施例としては、第３図
（ａ）　（ｂ）に示す第３の実施例、第４図（ａｌ（ｂ
）に示す第４の実施例、及び第５図（ａ）　（ｂ）　（
Ｃ）に示す第５の実施例がある。

これらの実施例は、粘性流体（１２）を複数の室に封入
してもよいこと、その形状が円柱又は角柱等の任意の形
状を取り得ること、及び粘性流体剪断抵抗板（１９）を
硬質板（１７）と一体形成してもよいこと等を示してい
る。この第３〜第５の実施例では、粘性流体（１２）を
直接外囲体（１０）内に封入している。これは外囲体（
１０）に密閉性を持たせれば、前記弾性体の袋（１４）
は必ずしも必要ではないからである。

なお、第５の実施例では、構造体及び基礎部に結合させ
るためのアウタープレー１−　（２０）（２０）が、受
圧板（１３）　　（１３）に外嵌した状態で取付けられ
ている。上側の受圧板（１３）には、封入孔（２１）が
形成され、この封入３Ｊ４Ｊ（２１）は粘性流体（１２
）を封入するためのポルｌ−（２２）を締着することに
より閉塞される。また各粘性流体剪断抵抗板（１９）に
は、図示しない透孔が穿没され、粘性流体（１２）の注
入を可能としている。この第５の実施例の構成は、前記
第２の実施例と同様の考え方に立つ。すなわち粘性流体
を単に密閉するだけではなく、粘性流体剪断抵抗板（１
９）　　（１９）・・・を、小さな間隔ｙで設け、粘性
流体の分子間運動の作用を積極的に高めて、減衰効果を
向上している。この構造は、粘性流体剪断抵抗板（１９
）の間の速度勾配（ｄｖ／ｄｙ）に応じた減衰能力が得
られるという特徴がある。

以上に本発明の周囲拘束型の免震装置Ａの第１〜第５の
実施例について説明をしたが、本発明は、上記各実施例
に現れた各構成部分の特徴を、異なる形式で組合せるこ
とにより、上記実施例以外に多様な構造で実施すること
ができる。

例えば、第１及び第２の実施例では、硬質体（１７）が
外囲体（１０）に完全に埋め込まれ、第３〜第５の実施
例ではこれとは逆に突出しているが、この形状は各実施
例において、いずれをも採用することができる。

なお外囲体（１０）に使用するゴム状弾性体（１６）の
望ましい圧縮永久歪み量としてはＪＩＳ　−Ｋ６３０１
にもとづく７０℃−２２ＨＲ熱処理で３５％以下のもの
が、外囲体（１０）に適切な復元力を与えるために必要
である。これは、特に２０％以下のものが良好な特性を
与える。

また、使用する粘性流体（１２）は動粘度が大きい程に
減衰能力が高くなるが、１０００Ｓｔ−１０万Ｓｔの物
が適当な減衰機能を与えるために好ましい。

逸ｍ九果 本発明によれば、従来の積層ゴムベアリングと置換し得
る鉛直荷重の支持能力を有する免震装置を、流動性を有
する粘性流体の使用により大減衰の効果を与えてローコ
ストに提供できる。

特に本免震装置は、微振動時の防振性をも有し、また粘
性流体を封入する構造から、大きさの制約が少なく、特
性を広い範囲で任意に設計することが可能である。従っ
て建物の免震及び隔環の他に、建物内の床の免震及び防
振対策、および送電機器及び一般機器等の免震及び防振
対策にも適し、ている。

【図面の簡単な説明】

第１図（ｉ））　（ｈ）〜第４図（ａ）　（ｂ）は、本
発明の周囲拘束型の免震装置の第１〜第４の実施例を示
し、各図の（８）は平面図、各図の（ｂ）は断面図であ
る。 第５図＋ａ）　（ｂ）　（Ｃ）は、本発明の周囲拘束型
の免震装置の第５の実施例を示し、その（ａ）は断面図
、その（ｂ）は上側の受圧板の平面図、その（Ｃ１はア
ウタープレートの平面図である。 第６図（ａ）　（ｂ）は、積層ゴムベアリング（イ）又
は高減衰積層ゴムベアリング（ハ）の平面図及び断面図
、第７０図（ａｌ　（ｂ）は、鉛−積層ゴムベアリング
（ロ）の平面図及び断面図である。 （Ａ）−・周囲拘束型の免震装置、 （１０）　−外囲体、　　　（１２）　−粘性流体、（
１３）・−・受圧板、 （１６）−・・圧縮永久歪みの小さいゴム状弾性体、（
１７）−・・−硬質体。 特　許　出　願　人　　住友ゴム工業株式会社　−−〃
　　　　　住友建設株式会社： 代　　　　理　　　　人　　　江　　原　　省　　吾（
−−−−−区　　　　　　　　　　　区 浮　　　　　　　　　　　　惇 ７２　　　１３　　１ｇ 第６図（（２） 第６ｉ１ｂ） 第７Ｌ”４（Ｑ） 第７；２（１：、） つ ３　Ｃ合プうプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮永久歪みの少ないゴム状弾性体及び硬質体を
   上下方向に交互に積層固着した外囲体と、上下の受圧板
   間に挟まれた状態で上記外囲体内に封入され外囲体によ
   る外周へのはらみ出しの規制によって大きな鉛直剛性を
   示す粘性流体とを具備したことを特徴とする周囲拘束型
   の免震装置。