JPH069259Y2 - 弾性免震支持装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 Ａ．考案の目的 (1)産業上の利用分野 この考案は、建築物等の上部構造の荷重を基礎等の下部
構造に伝達支持するとともに地震時の振動を吸収する積
層ゴム体を使用したいわゆる弾性免震支持装置に関す
る。

(2)従来技術及びその問題点 積層ゴム体を建築物と基礎との間に介装し、免震支持装
置として使用することは近年注目されつつあり、一般住
宅もその例外ではない。

ここで、免震性能は建築物の重量（鉛直荷重）とそれを
支持する免震支持装置の水平ばねからなる固有振動数に
よって決定される。そして、建築物の鉛直荷重の大小に
かかわらず、同一の地震入力に対して同等の免震性能を
補償するために免震装置は同一の水平変形性能が必要と
される。従って、鉛直荷重が小さい一般住宅などの建築
物に用いる積層ゴム体は本来のばね特性を損なうことな
しに同程度の設計水平移動量を確保するように、必然的
にその横断面積に比し丈高い構造となる。従って、この
積層ゴム体をそのまま使用した場合、鉛直荷重による座
屈を生じ易い状態となり、この状態で大きな水平移動が
生じた場合、実用上問題がある。

(3)考案が解決しようとする課題 本考案は上記実情に鑑みなされたものであって、建築物
自体の重量が軽量である建築物への適用を可能とする耐
座屈性のある積層ゴム体を主体とする弾性免震支持装置
を提供することを目的（技術的課題）とする。

Ｂ．考案の構成 (1)課題を解決するための手段 本考案の弾性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、上部構造と
下部構造との間に介装され、ゴム弾性体と補強板とを交
互に積層してなる積層ゴム体において、前記積層ゴム体
の上面及び又は下面並びに該上・下面間に積層ゴム体の
外側に張り出すフランジ部を有する厚肉の鋼板が水平に
配され、前記各鋼板のフランジ部には、鉛直方向のそれ
ぞれ対応する位置に取付け孔が形成され、前記取付け孔
には、球面ジャーナルと該球面ジャーナルを回転動自在
に把持するとともに、前記各鋼板のフランジ部に取り付
けられる軸受体とからなる球面軸受部が設けられ、前記
球面軸受部は、前記各球面ジャーナルの中心を結ぶ線分
上に位置し、所定の曲げ剛性を有するシャフトによって
常に各球面ジャーナルの中心が直線上に位置するように
連結されてなる、ことを特徴とする。

上記構成において、積層ゴム体はその内部に鉛の円柱体
からなる鉛プラグを高さ方向に封入した、いわゆる鉛プ
ラグ入り積層ゴム体をも含むものである。

(2)作用 常時においては、積層ゴム体は上部構造の荷重を下部構
造に伝達支持する。

一方、下部構造に地震等の強力な強制振動力が作用する
と、積層ゴム体はこの振動変位に追従するとともにその
水平ばね特性特性によりこの振動変位の上部構造への伝
達を防止する。

このとき、積層ゴム体は上・下鋼板及び中間鋼板が球面
軸受部を介して各球面ジャーナルの中心が常に直線上に
位置するように所定の曲げ剛性を有するシャフトで連結
されているので、積層ゴム体の中間部の波形状の変形は
シャフトの曲げ剛性により阻止され、よって積層ゴム体
の座屈は防止される。ここで、上・下鋼板及び中間鋼板
とシャフトとの連結手段として回転動自在の球面軸受部
を使用しているため、シャフトが積層ゴム体の水平ばね
特性に影響を及ぼすことはない。

(3)実施例 本考案の弾性免震支持装置の実施例を図面に基づいて説
明する。

第１図〜第３図はその一実施例を示す。すなわち、第１
図は本弾性免震支持装置の設置状態の構造を示す縦断面
図、第２図はその横断面図、第３図はその要部の詳細構
造図である。

図において、Ｇは建築物等の上部構造、Ｂは基礎等の下
部構造である。

本弾性免震支持装置Ｈは、積層ゴム体１と該積層ゴム体
１に付置される座屈防止装置２とを含み、上部構造Ｇと
下部構造Ｂとの間に介装される。積層ゴム体１は上部構
造Ｇの荷重を下部構造Ｂに伝達し支持するとともに、上
・下部構造Ｇ，Ｂ間の相対的振動変位を吸収する。ま
た、座屈防止装置２はこの積層ゴム体１に作用する鉛直
荷重及び水平変位に伴う座屈を防止する機能をもつ。

以下、各部の細部構造を説明する。

積層ゴム体１は、厚肉の鋼板よりなる上部取付け鋼板３
及び下部取付け鋼板４を介して、上部構造Ｇの下面及び
下部構造Ｂの上面に適宜の固定手段（例えばアンカーボ
ルト）により固定される。

上部取付け鋼板３と下部取付け鋼板４との間にはゴム弾
性板６と薄肉の鋼板よりなる補強板７とが交互に配さ
れ、これらは加硫接着により強固に一体化されている。
補強板７は繊維補強硬質ゴム板や繊維補強合成樹脂（Ｆ
ＲＰ）板であってもよい。

この積層ゴム体１は横断面に比し丈高に形成され、その
中間位置に１又は複数の厚肉の中間鋼板９が介装されて
いる。

上部取付け鋼板３、下部取付け鋼板４及び中間鋼板９は
それぞれ側方に張り出すフランジ部３ａ，４ａ，９ａを
有し、これらのフランジ部３ａ，４ａ，９ａに後述する
球面軸受部用の取付け孔３ｂ，４ｂ，９ｂが穿設されて
いる。これらの取付け孔３ｂ，４ｂ，９ｂは鉛直方向に
同一位相を保って設けられる。座屈防止装置２はこれら
の取付け孔３ｂ，４ｂ，９ｂに設置される。

なお、この積層ゴム体１に鉛プラグが封入されるものに
あっては、鉛プラグは各鋼板３，４，９間に介装される
態様、あるいは、鋼板３，４，９を貫いて装入される態
様等を採る。

座屈防止装置２は、鉛直方向のそれぞれ対応する位置に
形成された取付け孔３ｂ，４ｂ，９ｂに取り付けられる
球面軸受部１１と該球面軸受部１１に貫通状に挿通支持
されるシャフト１５とからなる。

球面軸受部１１は、球面体の中心を貫通する貫通孔１２
ａが穿設された球面ジャーナル１２と、上部取付け板
３、下部取付け板４及び中間鋼板９のフランジ部３ａ，
４ａ，９ａに取り付けられ、該球面ジャーナル１２を抱
持する軸受体１３とからなる。但し、最下端に配される
球面ジャーナル１２は貫通孔１２ａを有さず、シャフト
１５に一体に固定されていわゆる球軸頭をなす。

軸受体１３は上・下体１３Ａ，１３Ｂよりなるととも
に、それぞれは半球状のジャーナル抱持部１３ａとフラ
ンジ部１３ｂとからなり、フランジ部１３ｂをもって上
・下取付け板３，４及び中間鋼板９のフランジ部３ａ，
４ａ，９ａに固定される。そして、ジャーナル抱持部１
３ａの内面により球面ジャーナル１２を回転自在に抱持
する。すなわち、軸受体１３は上下に孔１４が開けら
れ、この孔１４にシャフト１５が遊挿され、ジャーナル
抱持抱持部１３ａの内面で球面ジャーナル１２と摺接す
る。

シャフト１５は十分に剛性を有しそれ自体でたわむこと
がない。そして、シャフト１５はその下端を最下部の球
面ジャーナル１２に固設され、他の球面ジャーナル１２
の貫通孔１２ａに挿通自在とされ、上端は最上部の球面
ジャーナル１２を貫通して上部構造Ｇの下面に形成した
凹部１０に臨んで配される。

本実施例の積層ゴム体１及び上・下部取付け板３，４並
びに中間鋼板９の形状は円形に形成されており、円形に
することにより方向性がなく、自由な配置ができる。な
お、座屈防止装置２を円周方向に６０°間隔に６か所配
したが、例えば９０°間隔に４か所、あるいは１２０°
間隔に３か所配する等、座屈を防止するために必要な数
だけ配することは適宜なし得る設計的配慮である。

この弾性免震支持装置の形状は種々の態様があり、本実
施例に限定されるものではない。第４図はこの弾性免震
支持装置の水平断面形状の種々の態様を示す。

(a)図のものは、積層ゴム体１が円形であり鋼板９が菱
形をなし、座屈防止装置２は鋼板９の長手端部に２か所
配されている。(b)図のものは、積層ゴム体１が円形で
あり、鋼板９のフランジ部９ａが膨出し、その膨出部９
ａに座屈防止装置２が３か所配される。(c)図のもの
は、積層ゴム体１が正方形であり、それに対応して鋼板
９も更に大きな正方形とされ、その四隅に座屈防止装置
２が配される。(d)図のものは、積層ゴム体１が長方形
であり、それに対応して鋼板９も長方形とされ、座屈防
止装置２は積層ゴム体１の長辺の中央の延長線上に配さ
れる。

このような構成よりなる本実施例の弾性免震支持装置Ｈ
は次のように作動する。

常時においては、積層ゴム体１は上部構造Ｇの荷重を下
部構造Ｂに伝達支持する。

地震時においては、強制振動力を受けて上・下部構造
Ｇ，Ｂが相対変位し、積層ゴム体１はこの振動変位に追
従するとともにその水平ばね特性によりこの振動変位の
上部構造Ｇへの伝達を防止する。このとき、積層ゴム体
１は上・下部取付け鋼板３，４及び中間鋼板９間が球面
軸受部１１を介してシャフト１５で連結されているの
で、積層ゴム体中間部の水平変形はシャフト１５の曲げ
剛性により拘束され、よって積層ゴム体１の座屈は防止
される。

すなわち、丈高があり座屈防止装置２を具備しない積層
ゴム体１は、第５図(a)に示すように、上・下部構造
Ｇ，Ｂの相対変位を受けて一律に変形することなく、あ
る振動モードにより波状の変形が生じ、その荷重作用点
は安定位置から大きくずれ、ひいては座屈へと連なる。
しかしながら、本免震装置Ｈにおいては第５図(b)に示
すように、座屈防止装置２の剛度の高いシャフト１５が
直線状を保ち、球面軸受部１１から鋼板３，４，９を介
して積層ゴム体１にその抗力が伝達され、積層ゴム体１
の波形状の変形を防ぎ、可及的直線的な変形となる。こ
れにより、荷重作用点は安定位置内に収まり、座屈は生
じない。そしてまた、積層ゴム体１は、純せん断的変形
となり、積層ゴム体１の理想的な変形が得られるばかり
でなく、鉛プラグが封入された積層ゴム体にあっては該
鉛体の純せん断的変形が得られる。このとき、球面軸受
部１１は積層ゴム体１の変形と剛的なシャフト１５との
なじみを図る。

第６図及び第７図に座屈防止装置の他の態様を示す。

第６図に示す態様の座屈防止装置２′においては、球面
ジャーナル２０とシャフト２１とが一体となっており、
各球面ジャーナル２０間のシャフト２１は入子式になっ
てシャフト２１自体が伸縮できる。各球面ジャーナル２
０は鋼板３，４，９に軸受体２２をもって保持される。

第７図に示す態様の座屈防止装置２″においては、最上
部及び最下部の球面ジャーナル２４がシャフト２５と一
体となっており、該球面ジャーナル２４間のシャフト２
５は入子式になってシャフト２５自体が伸縮でき、該シ
ャフト２５は中間部の球面ジャーナル２４の貫通孔２６
を挿通自在に貫通している。各球面ジャーナル２４は上
記実施例と同様に鋼板３，４，９に軸受体２７をもって
保持される。

これらの態様によれば、シャフト２１，２５が上方に突
出しないので上部構造Ｇの下面に凹部１０を形成する必
要がなく、従って上部構造Ｇの断面欠損がない。

第８図に本考案の弾性免震支持装置の他の実施例を示
す。先の実施例と同等の部材については同一の符号が付
されており、その説明は省略する。

この実施例においては、上部取付け板３′のフランジ部
３ａが下方に折り曲げられ、また、下部取付け板４′の
フランジ部４ａが上方に折り曲げられている。これによ
り、上部構造Ｇの下面に凹部１０を形成する必要がな
く、断面欠損が生じず、また、下部構造Ｂにおいては軸
受体１３の収まり具合がよくなる。なお、上部取付け板
３′の折曲げのみの態様を採ることも可能である。

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。

Ｃ．効果 本考案の弾性免震支持装置は上記構成よりなり、作用を
奏するものであるので、シャフトの剛度をもって積層ゴ
ム体の波形状の変形が阻止され、積層ゴム体の直線変形
を促し、座屈を防止するとともに、積層ゴム体の理想的
なせん断変形が得られる。この結果、丈高の高い積層ゴ
ム体の使用が可能となり、垂直荷重が小さく水平変位の
大きな構造物系へのこの種の免震支持装置の適用が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の弾性免震支持装置の実施例を示し、第１
図はその一実施例の設置状態の構造を示す縦断面図、第
２図は第１図のＸ−Ｘ線水平断面図、第３図は要部の詳
細構造図、第４図はこの免震支持装置の水平断面形状の
種々の態様図、第５図はこの免震支持装置の作用を説明
するための説明図、第６図は座屈防止装置の他の実施
例、第７図は座屈防止装置の実に他の実施例、第８図は
この弾性免震支持装置の他の実施例を示す縦断面図であ
る。 １…積層ゴム体、２…座屈防止装置、３…上部取付け鋼
板、３ａ…フランジ、３ｂ…取付け孔、４…下部取付け
鋼板、４ａ…フランジ、４ｂ…取付け孔、６…ゴム弾性
板、７…補強板、９…中間鋼板、９ａ…フランジ、９ｂ
…取付け孔、１１…球面軸受部、１２…球面ジャーナ
ル、１３…軸受体、１５…シャフト

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】上部構造と下部構造との間に介装され、ゴ
   ム弾性体と補強板とを交互に積層してなる積層ゴム体に
   おいて、 前記積層ゴム体の上面及び又は下面並びに該上・下面間
   に積層ゴム体の外側に張り出すフランジ部を有する厚肉
   の鋼板が水平に配され、 前記各鋼板のフランジ部には、鉛直方向のそれぞれ対応
   する位置に取付け孔が形成され、 前記取付け孔には、球面ジャーナルと該球面ジャーナル
   を回転動自在に把持するとともに、前記各鋼板のフラン
   ジ部に取り付けられる軸受体とからなる球面軸受部が設
   けられ、 前記球面軸受部は、前記各球面ジャーナルの中心を結ぶ
   線分上に位置し、所定の曲げ剛性を有するシャフトによ
   って常に各球面ジャーナルの中心が直線上に位置するよ
   うに連結されてなる、 ことを特徴とする弾性免震支持装置。
2. 【請求項２】積層ゴム体の内部に鉛プラグが封入されて
   なる実用新案登録請求の範囲第１項に記載の弾性免震支
   持装置。
3. 【請求項３】シャフトは球面ジャーナルの中心を貫通す
   る貫通孔内に摺動自在に挿通される実用新案登録請求の
   範囲第１項に記載の弾性免震支持装置。
4. 【請求項４】シャフトは球面ジャーナルに剛結され、シ
   ャフト相互が伸縮自在とされる実用新案登録請求の範囲
   第１項に記載の弾性免震支持装置。