JPH0439970Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、建築物等の構造物の荷重を支持す
るとともに地震時の振動を吸収する構造物用免震
支持装置に関し、更に詳しくは、粘性せん断抵抗
を利用する免震支持装置に関する。

［従来の技術］ この種の構造物用免震支持装置として、特開昭
59−179970号公報（以下「先行技術」という）が
ある。

第３図に該先行技術の免震装置の構造を示す。
この装置は設置物の基部Ｇを取り付けた取付け盤
ａと基礎部Ｂに固定した固定盤ｂとの間に、下面
に低摩擦材をｃを有し、固定盤ｂと間〓を存して
粘性抵抗面ｄを有する支承体ｅを設け、その外側
を中空円筒ゴムｆで包囲し、その内部に前記間〓
を満たすように粘性体ｇを封入してなるものであ
る。この構成により、地震その他の外力により構
造物が強制振動を受けると、低摩擦材ｃを介して
支承体ｅが固定盤ｂ上をすべり、このすべり変位
に伴い支承体ｅの下面と固定盤ｂの上面とは両面
間に介在する粘性体ｇにより粘性せん断抵抗力を
受けて支承体ｅひいては構造物の変位を阻止する
こととなる。

しかして、この装置は粘性せん断抵抗力による
ので地震の振動に対して鋭敏に作用し、地震エネ
ルギを速やかに減衰させ、かつ、水平方向にはあ
らゆる方向に移動することができる。

しかしながら、地震時の構造物は負反力あるい
は転倒モーメントを受けてこの支持装置において
上揚力が作用することがある。この上揚力が構造
物の鉛直荷重以下であれば格別の問題はないが、
該上揚力が支持装置に作用する鉛直荷重を上回る
とき支持装置の支承体の下面と固定盤の上面との
間〓に変化（間隔を大きくする）をもたらし、減
衰機能を低下させるという問題を生ずる。特に、
この種装置を軽量の建築物（例えば１〜３層程度
の住宅用建築物）への適用を図る場合、この問題
は大きな技術的課題となつてくる。

［本考案の技術的課題］ 本考案は上記先行技術の有する問題を解消すべ
くなされたものであり、二面間の間〓に介在した
粘性体の二面間の相対運動により生ずる粘性せん
断抵抗力の振動吸収作用を有効に利用し、上部構
造物に作用する上揚力を拘束する手段を設け、上
揚力の作用する状態においても減衰機能に変化を
与えることのない免震支持装置を得ることをその
技術的課題とする。

［本考案の構成］ 本考案の構造物用免震支持装置は上記目的を達
成するため、次の構成（技術的手段）を採る。す
なわち、上部構造の下面より垂設され、下端に
抵抗板を水平に取り付けた支承体と、実質的に
下板と上板とよりなり、前記抵抗板を移動域を存
して水平方向に移動自在に収容する基礎に固定さ
れたケーシングと、前記ケーシング内に充填さ
れた粘性体とからなり、前記上部構造と前記ケ
ーシングもしくは基礎とに反力をとつて該上部構
造の初期位置への復元をなす復元手段とからな
り、前記抵抗板はその上下面に微少間〓を保持
する軸受材を介して前記ケーシングの下板及び上
板により上下方向の移動を拘束され、前記抵抗
板の下面と下板の上面と、前記抵抗板の上面と上
板の下面と、並びにこれらの相対向する面の間に
介在する粘性体とにより粘性せん断抵抗発生部を
形成してなる、ことを特徴とする。

上記構成において、抵抗板の上下面に突出して
設けられた軸受材は、上部構造の荷重を下部構造
に伝達する支持作用を奏するとともに、ケーシン
グの上板及び下板に挟着された抵抗板の円滑な摺
動を行わせ、かつ上板及び下板と抵抗板との微少
間〓を保持する、多機能の役目を果すものであ
る。

また、粘性体としては、通常の粘性体、例えば
シリコン油の外に、特に減衰特性の向上を図るべ
く高粘度の粘性体、例えばポリイソブレチン、ポ
リプロピレン、ポリブテンなどの高分子粘性体、
あるいはアスフアルトなどが使用される。

［作用］ 常時においては、上部構造の荷重は支承体より
抵抗板の下面の下部軸受材を介してケーシングの
下板に伝達され、構造物は安定して支持される。

構造物に地震等の急激な外力が作用すると構造
物は強制振動を起こし、この振動変位は支承体を
介して抵抗板の動きとなり、基礎に固定されたケ
ーシングとの間に相対運動が生じる。この相対運
動は結局、軸受材を介して微少間〓を隔てて相対
向する二面（抵抗板の上面と上板の下面、及び抵
抗板の下面と下板の上面）間の相対変位となる
が、これらの二面間には粘性体が介在するのでこ
れらの板面には変位方向とは反対方向に粘性せん
断抵抗力が生じることになる。この結果、構造物
はこの粘性せん断抵抗力による制動力を受け、そ
の振動を速やかに減衰させることとなる。

なお、粘性せん断抵抗は間〓に反比例し、流体
の浸つている部分の面積及び２面の相対速度に正
比例するから、流体の浸つている部分の面積や相
対速度が大きいほど、そして移動板とケーシング
との間〓が小さい（換言すれば軸受材の厚さが小
さい）ほど大きな抵抗力を得ることができる。

そして、粘性体に高粘度の高分子粘性体を用い
るとき、この傾向は一層顕著になる。すなわち、
この粘性体は非ニユートン流体特性、即ち擬塑性
流体特性（流体の速度が大きくなる程高粘度から
低粘度に変化して流動し易くなり、抵抗力の増加
の度合が小さくなる現象。抵抗力は速度のほぼ
0.5〜0.6乗に比例する。）を示し、振動する構造
物に対し、より効果的な減衰特性を発揮すること
になる。

構造物の振動に上揚力が加わつたとき、粘性せ
ん断抵抗力を受ける抵抗板は上下移動が拘束され
ているので、この上揚力を阻止するとともに粘性
せん断抵抗発生部位の間〓を一定に保ち、該間〓
の変化に起因する粘性体の粘性せん断抵抗力の変
化（減少）はない。

構造物の振動は止んでケーシング内における抵
抗板の位置が当初の位置より偏心しているとき、
復元手段も歪を受けエネルギーが蓄積された状態
となつているので構造物は該復元手段の復元力に
より徐々に押されることになる。粘性せん断抵抗
は緩慢な力に対しては殆ど抵抗力を生ぜず、下部
軸受材の良好なすべりにより容易に元の位置に復
帰することとなり、次の地震動に備えることとな
る。

［効果］ 本考案の構造物用免震支持装置は、上記構成よ
りなるとともに作用を奏するものであるので、以
下の特有の効果を有する。

本装置によれば、構造物が軽量である場合に
特に問題となる上揚力を有効に阻止することが
でき、上揚力が加わつた際にも粘性せん断抵抗
発生部の〓間を一定に保ち安定した減衰性能を
発揮することができる。

本装置によれば、粘性せん断抵抗発生部が抵
抗板の上下の２箇所に形成され、従来のものよ
りも大きな粘性せん断抵抗力を得ることがで
き、それだけ装置を小型化することができる。
このため、軽量構造物へ適用して特に有効であ
る。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図は本考案の免震支持装置の一実施例を示
す。

ここに、Ｇは上部構造、Ｂは基礎である。

本装置Ｈは、上部構造Ｇと基礎Ｂとの間に介装
され、以下の各要素からなる。

１は基礎Ｂに固定されるケーシングであつて、
下板２と、該下板２の上面に設けられた囲壁３
と、該囲壁３の開口部を覆い中央に円孔状の開口
５を有する上板４とからなる。ケーシング１の形
状は、方形箱、円筒形を問わず適宜形状のものが
採用されうるが、本実施例では円筒形のものを示
す。下板２，囲壁３、上板４から組み立てられる
ケーシング１は十分な液密性を有する。このた
め、これらの各部材の衝接面に適宜のシール部材
（Ｏリング、ガスケツト）が配される。

ケーシング１において、下板２の上面並びに上
板４の下面は後記する粘性せん断抵抗面となるも
のである、平滑（鏡面）に形成される。また、下
板２は上部構造Ｇの荷重を支えるものであり、ま
た上板４も上部構造Ｇの反力を受けるものである
ので十分な強度を有する。

ケーシング１の周縁にはボルト貫通孔６が穿設
され、また基礎Ｂには該ボルト貫通孔６に対応す
る位置にねじ孔部材７が埋め込まれ、両者間にボ
ルト８を挿し込んでケーシング１を基礎Ｂに碇着
させる。

１０は上部構造Ｇに取り付けられる支承体であ
つて、取付け盤１１と、該取付け盤１１の下面に
溶接等により一体に固定されケーシング１の開口
５内に遊挿された円筒状の支柱部材１２と、該支
柱部材１２の下面に溶接等により一体に固定され
た抵抗板１３とからなる。

抵抗板１３はケーシング１の内部空間に水平面
のあらゆる方向に移動自在に移動域を存して配さ
れる。このため、抵抗板１３はケーシング１の形
状に応じて方形板、円板状等の形状を有するが、
通常は円板状に形成される。また、抵抗板１３の
上下面は粘性せん断抵抗面となるので平滑（鏡
面）に形成される。

この支承体１０は後記する軸受材とともに上部
構造Ｇの荷重を支えるものであるので十分な強度
を要求される。該支承体１０の上部構造Ｇへの取
付けは取付け盤１１に穿設されたねじ孔１４に上
部構造Ｇを貫通するボルト１５を締め込んでなさ
れる。

２０，２１は抵抗板１３の上下面の固着された
軸受材（下部軸受材２０、上部軸受材２１）であ
る。軸受材２０，２１の抵抗板１３の板面からの
突出量はわずか（0.5mm程度）であり、抵抗板１
３はこれらの軸受材２０，２１を介してケーシン
グ１に内部空間の上下面（換言すれば上板４の下
面及び下板２の上面）に衝接し、水平方向の移動
はすべりをもつて自由とされるが、上下方向の移
動は拘束されることになる。

Ｓ１は下部軸受材２０によつて形成された下部
微小間〓、Ｓ２は上部軸受材２１によつて形成さ
れた上部微小間〓である。

下部軸受材２０は構造物の荷重を直接支えるも
のであり、また上部軸受材２１は構造物に上揚力
が作用した際にその力を受けるものであるので、
十分な強度を有するものである。このためこれら
の軸受材２０，２１には、銅合金、薄鋼板上に黒
鉛を含有した銅系焼結合金層を一体に被着形成し
た複層材、あるいは合成樹脂などが使用され、こ
れらは抵抗板１３の上下面に溶接、接着あるいは
埋込み等の方法によつて固着される。

軸受材２０，２１の配置は抵抗板１３の形状に
沿つてその側縁部に適宜等間隔に存して上下同位
置に配されるのが通常であるが、上下の位置をず
らせてもよく、また、下部軸受材２０にあつては
抵抗板１３の下面の中央に１又は複数個配するこ
ともできる。

第２図ａに下部軸受材２０の配置の一態様を示
し、第２図ｂに上部軸受材２１の一態様を示す。

２５はケーシング１内に充填された粘性体であ
る。該粘性体２５はケーシング１の開口部５の立
上げ部分にまで満たされ、開口部５を覆う可とう
性のカバー２７によつて異物の侵入並びに粘性体
の蒸発を防止する。

しかして、ケーシング１内には抵抗板１３の下
面と下板２の上面との対向面、抵抗板１３の上面
と上板４の下面との対向面、抵抗板１３の上面と
上板４の下面との対向面、及びこれらの対向面間
に介在する粘性体２５とで「粘性せん断抵抗発生
部」が形成される。

３０はケーシング１の上板４と上部構造Ｇとの
間に環状に介装されたゴム復元手段である。この
ゴム復元手段３０はゴム材３１を上部拘束具３２
と下部拘束具３３とで把持し、これらの上下拘束
具３２，３３をそれぞれ上部構造Ｇ及びケーシン
グ１の上板４に固定してなる。

復元手段はその他、ばね、ゴムロツド、ゴム板
等の適宜の弾性力を有するものが適用されるほ
か、その設置も本装置Ｈと独立して上部構造Ｇと
基礎Ｂとに介装させてもよい。

本実施例の免震支持装置は次のように作用す
る。

常時においては、上部構造Ｇの荷重は支承体１
０より抵抗板１３の下面の下部軸受材２１を介し
てケーシング１の下板２に伝達され、構造物は安
定して支持される。

今、構造物に地震等の急激な外力が作用すると
構造物は強制振動を起こし、この振動変位は支承
体１０を介して抵抗板１３の動きとなる。抵抗板
１３は軸受材２０，２１を介してケーシング１の
下板２及び上板４に微小間〓Ｓ１，Ｓ２を存して
対面しているので、抵抗板１３の動きにより両面
間に相対運動が生じ、これらの両面間に介在する
粘性体２５により粘性せん断抵抗力が生じること
になる。この結果、構造物はこの粘性せん断抵抗
力による制動力を受けてその振動を速やかに減衰
させることになる。

構造物の強制振動に付加して上揚力が本装置Ｈ
に作用したとしても、抵抗板１３は上部軸受材２
０を介してケーシング１の上板４によりその上方
の変位は拘束されているので抵抗板１３の浮上り
は阻止され、二面間の間〓、すなわち抵抗板１３
の上下面と下板２及び上板４の面との微小間〓Ｓ
１，Ｓ２が該上揚力によつて変化せず、二面間の
距離の変化に起因する減衰機能の低下は起こらな
い。

構造物の振動が止んでケーシング１内における
抵抗板１３の位置が当初の位置より偏心している
とき、復元手段３０のゴム材３１も歪を受けエネ
ルギーが蓄積された状態となつているので構造物
Ｇは該ゴム材３１の復元力により徐々に押される
ことになる。粘性せん断抵抗は緩慢な力に対して
は殆ど抵抗力が生ぜず、下部軸受材２０の良好な
すべりにより容易に元の位置に復帰することとな
り、次の地震動に備えることとなる。

本考案は上記実施例に限定されるものではなく
本考案の基本的技術思想の範囲内で種々設計変更
が可能である。すなわち、以下の態様は本考案の
技術的範囲内に包含されるものである。

図示した実施例ではケーシング１を個々独立
した下板２、囲壁３、上板４より組立て構成し
たが、下板２と囲壁３とを一体化、もしくは上
板４と囲壁３とを一体化してもよい。

図示の実施例では軸受材２０，２１を抵抗板
１３の上下面に固着した態様を採つたが、それ
らをケーシング１の下板２及び又は上板４に固
着する態様を採ることも可能であり、本考案の
作用、効果に変化はない。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第２図は本考案の実施例を示し、
第１図はその一実施例の縦断面図、第２図ａ，ｂ
は抵抗板への軸受材の取付け配置図である。第３
図は従来例の構造を示す断面図である。 １……ケーシング、２……下板、４……上板、
１０……支承体、１３……抵抗板、２０，２１…
…軸受材、２５……粘性体、３０……復元手段、
Ｇ……上部構造、Ｂ……基礎。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 上部構造Ｇの下面より垂設され、下端に抵抗板
   １３を水平に取り付けた支承体１０と、 実質的に下板２と上板４とによりなり、前記抵
   抗板１３を移動域を存して水平方向に移動自在に
   収容する基礎Ｂに固定されたケーシング１と、 前記ケーシング１内に充填された粘性体２５
   と、 前記上部構造Ｇと前記ケーシング１もしくは基
   礎Ｂとに反力をとつて該上部構造Ｇの初期位置へ
   の復元をなす復元手段３０とからなり、 前記抵抗板１３はその上下面に微少間〓を保持
   する軸受材２０，２１を介して前記ケーシング１
   の下板２及び上板４により上下方向の移動を拘束
   され、 前記抵抗板１３の下面と下板２の上面と、前記
   抵抗板１３の上面と上板４の下面と、並びにこれ
   らの相対向する面の間に介在する粘性体２５とに
   より粘性せん断抵抗発生部を形成してなる、 ことを特徴とする構造物用免震支持装置。