JPH11210819A - 粘性ダンパ及びこれを用いた免震構造物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 上部構造体に相対的な縦移動が生じても粘性
剪断抵抗力の大きさを変化させないで、所望に地震の振
動エネルギを減衰させることができる免震構造物用粘性
ダンパ及びこのような免震構造物用粘性ダンパを具備し
た免震構造物を提供する。 【解決手段】 免震構造物用粘性ダンパ１は、粘性体２
を収容する収容体３と、収容体３内に、当該収容体３の
内壁面４と所定の隙間をもって且つ一部の部位５が粘性
体２内に没入されて配された抵抗板６とを具備し、地震
よる収容体３に対する抵抗板６の水平方向Ｈの相対移動
において、部位５による粘性体２の剪断により収容体３
に対する抵抗板６の水平方向Ｈの相対移動のエネルギを
減衰させるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、下部構造体と上部
構造体との間に、下部構造体に対する上部構造体の相対
的な横方向の移動を許容すると共に、この横方向の移動
において下部構造体に対して上部構造体に相対的な縦移
動を生じさせる免震支承装置が配されている免震構造物
に用いて好適な粘性ダンパ及びこのような粘性ダンパを
具備した免震構造物に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】例えば美術館、博物
館、寺院等の建物内には、仏像、彫刻、陶磁器等の貴重
な美術品又は骨董品が展示台上に載置され又は展示ケー
ス内に収容されて展示されているが、展示台又は展示ケ
ースが直接に建物の床上に載置されていると、地震の発
生により転倒して美術品が破壊、損傷される虞がある。

【０００３】このため特公昭６２−３２３００号公報に
記載された免震支承装置を、展示台又は展示ケースと建
物の床と間に介在させて、地震の振動を展示台又は展示
ケースに伝達させないで、地震の振動エネルギを適宜に
吸収して、美術品の破壊、損傷を回避する免震台に用い
ることが提案されている。

【０００４】上記の免震支承装置は、下耐圧板と、この
下耐圧板上に配された中間耐圧板と、この中間耐圧板上
に配される上耐圧板と、中間耐圧板を、水平面内の一の
方向に移動可能とするように下耐圧板上で支持して、下
耐圧板と中間耐圧板との間に介在されたローラベアリン
グと、上耐圧板を、水平面内の他の一の方向に移動可能
とするように中間耐圧板上で支持して、中間耐圧板と上
耐圧板との間に介在された他のローラベアリングとを具
備してなるものであるが、この免震支承装置では、振動
エネルギに対しての減衰量が必ずしも十分でなく、地震
が治まってからも展示台又は展示ケースが振動する虞が
あり、これを防ぐためにこの種の免震支承装置には粘性
ダンパが通常併設される。

【０００５】ところで、粘性体を収容する収容体と、こ
の収容体内に、当該収容体の内壁面と所定の隙間をもっ
て粘性体内に配された抵抗板とを具備した粘性ダンパを
この種の免震支承装置に併設する場合、この免震支承装
置が相対的な横方向の移動を許容すると共に、この横方
向の移動において下部構造体（下耐圧板又は中間耐圧
板）に対して上部構造体（中間耐圧板又は上耐圧板）に
相対的な縦移動を生じさせるために、中間耐圧板又は上
部構造体に取り付けられた抵抗板に収容体に対して同じ
く相対的な縦移動を生じさせることになる。

【０００６】上記の粘性ダンパによって生じる粘性剪断
抵抗力の大きさは、横方向に沿う収容体の内壁面に対面
する抵抗板の粘性体に接する面の面積と、当該収容体の
内壁面と抵抗板の面との隙間間隔（距離）と、隙間に配
された粘性体の粘性と、収容体と抵抗板との間の相対速
度とに関与する結果、上記のように収容体に対して抵抗
板に相対的な縦移動が生じると、抵抗板の粘性体への没
入量が変化して収容体の内壁面に対面する抵抗板の粘性
体に接する面積が変化することになる。このように粘性
体に接する抵抗板の面積が変化すると、これに基づいて
当該粘性ダンパによって生じる粘性剪断抵抗力の大きさ
が変化することとなり、地震の振動エネルギを所望に減
衰させることができなくなる虞がある。

【０００７】本発明は、前記諸点に鑑みてなされたもの
であって、その目的とするところは、下部構造体に対す
る上部構造体の相対的な横方向の移動を許容すると共
に、この横方向の移動において下部構造体に対して上部
構造体に相対的な縦移動を生じさせる免震支承装置に併
用して好適であって、上部構造体に相対的な縦移動が生
じて抵抗板の粘性体への没入量が変化しても、これによ
っては粘性剪断抵抗力の大きさを変化させないで、所望
に地震の振動エネルギを減衰させることができる粘性ダ
ンパ及びこのような粘性ダンパを具備した免震構造物を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の粘性ダンパは、
粘性体を収容する収容体と、この収容体内に、当該収容
体の内壁面と所定の隙間をもって且つ一部の部位が粘性
体内に没入されて配された抵抗板とを具備しており、収
容体に対する抵抗板の相対移動において、抵抗板の粘性
体内に没入された部位により粘性体を剪断して、この剪
断により収容体に対する抵抗板の相対移動のエネルギを
減衰させるようにした粘性ダンパであって、抵抗板の粘
性体内に没入された部位の幅広平坦面に対面する収容体
の内壁面は、幅広平坦面に近接した近接面と、この近接
面の最下縁及び最上縁に隣接して位置していると共に、
当該近接面と比較して幅広平坦面からより多く離反した
離反面とを具備しており、近接面の最下縁は、収容体に
対する抵抗板の相対移動における抵抗板の粘性体内に没
入された部位の下縁の最大上昇位置よりも上方に配され
ており、近接面の最上縁は、粘性体の上面の最大下降位
置よりも下方に配されている。

【０００９】本発明において、収容体は、下部で免震構
造物の下部構造体に固定されるようになっており、抵抗
板は、上部で免震構造物の上部構造体に固定されるよう
になっている。収容体は、好ましい例では、本体と、こ
の本体の対向する両内面の少なくとも一方に、より好ま
しくは両内面に溶接等により固着された矩形体とを具備
しており、幅広平坦面に対面する矩形体の側壁面が近接
面とされるが、これに代えて、収容体を、本体のみで構
成し、この本体の対向する両内面の少なくとも一方を、
好ましくは、両内面を適宜変形し若しくは肉厚にして、
これにより近接面と離反面とを具備した収容体の内壁面
としてもよい。

【００１０】また、近接面は、必ずしも連続面である必
要はなく、複数の部分近接面の集合体であってもよい。
本体の対向する両内面の夫々に矩形体等を固着して近接
面とする場合、この近接面を互いに対面するように、同
位置に配する必要はなく、一方の近接面が他方の近接面
に対して縦方向及び横方向の少なくとも一方にずれてい
てもよい。粘性体としては、高粘性を有するシリコン製
のものを使用するのが好ましい。

【００１１】本発明では、離反面は、近接面と比較し
て、抵抗板の幅広平坦面からより多く離反していればよ
いのであるが、具体的には、好ましくは、幅広平坦面と
近接面との距離ｄ１と、幅広平坦面と離反面との距離ｄ
２との比ｄ１／ｄ２が１／３以下であればよく、より好
ましくは、１／１０以下であればよい。

【００１２】上記の粘性ダンパを用いた本発明の免震構
造物では、免震構造物の下部構造体と上部構造体との間
に、下部構造体に対する上部構造体の相対的な横方向の
移動を許容すると共に、この横方向の移動において下部
構造体に対して上部構造体に相対的な縦移動を生じさせ
る免震支承装置が配されている。本発明の免震構造物
は、好ましい例では、展示物用の免震台であるが、本発
明は、これに必ずしも限定されず、例えば事業用の免震
ビル、免震集合住宅、免震戸建住宅等であってもよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を、図に
示す好ましい実施例に基づいて更に詳細に説明する。な
お、本発明はこれら実施例に何等限定されないのであ
る。

【００１４】

【実施例】図１及び図２において、本例の粘性ダンパ１
は、粘性体２を収容する収容体３と、収容体３内に、当
該収容体３の内壁面４と所定の隙間をもって且つ一部の
部位５が粘性体２内に没入されて配された抵抗板６とを
具備している。

【００１５】収容体３は、底板１１、一対の互いに対向
する側板１２及び１３並びに一対の互いに対向する横板
１４及び１５からなる本体１６と、側板１２及び１３の
対向面１７及び１８に夫々溶接等により固着された矩形
体１９及び２０とを具備している。収容体３は、その下
部で溶接等により免震構造物の下部構造体２１の上面２
２に固定される。なお、底板１１を省いて、収容体３を
取り付ける下部構造物２１の上面２２を底板として用い
てもよい。

【００１６】抵抗板６は、その上部で溶接等により免震
構造物の上部構造体２５の下面２６に固定される。

【００１７】収容体３の内壁面４において、収容体３に
対する抵抗板６の横方向の相対移動方向、本例では水平
方向Ｈに沿う部位５の平坦面、すなわち幅広平坦面３１
及び３２に夫々対面する収容体３の内壁面３３及び３４
は、平坦面３１及び３２に近接する近接面３５及び３６
と、近接面３５及び３６の下縁３７及び３８に隣接して
位置しており、近接面３５及び３６と比較して平坦面３
１及び３２からより多く離反した離反面３９及び４０と
を具備している。このように本例では、部位５の両平坦
面３１及び３２に夫々対面する矩形体１９及び２０の側
壁面が近接面３５及び３６とされており、離反面３９及
び４０と同様の離反面４１及び４２が、近接面３５及び
３６の上縁４３及び４４に隣接して位置して設けられて
いる。近接面３５及び３６の最上縁でもある上縁４３及
び４４は、収容体３に対する抵抗板６の相対移動、本例
では地震による収容体３に対する抵抗板６の縦方向であ
る垂直方向Ｖの相対移動における粘性体２の上面４５の
最大下降位置よりも下方に配されている。

【００１８】近接面３５及び３６の最下縁でもある下縁
３７及び３８は、収容体３に対する抵抗板６の垂直方向
Ｖの相対移動における部位５の下縁５１の最大上昇位置
よりも上方に配されている。

【００１９】部位５の平坦面３１及び３２と近接面３５
及び３６との距離ｄ１と、部位５の平坦面３１及び３２
と離反面３９及び４０並びに４１及び４２との距離ｄ２
との比ｄ１／ｄ２は、１／３以下であり、より好ましい
例では、１／１０以下である。

【００２０】以上の粘性ダンパ１では、収容体３に対す
る抵抗板６の水平方向Ｈの相対移動において、部位５に
より粘性体２を剪断してこの剪断により収容体３に対す
る抵抗板６の水平方向Ｈの相対移動のエネルギを減衰さ
せるようになっている。そして、粘性ダンパ１では、離
反面３９及び４０並びに４１及び４２に比較して近接面
３５及び３６が平坦面３１及び３２に十分に近接して位
置しているため、離反面３９及び４０並びに４１及び４
２と平坦面３１及び３２との間で生じる粘性剪断抵抗に
比較して近接面３５及び３６と平坦面３１及び３２との
間で生じる粘性剪断抵抗が十分に大きくなり、離反面３
９及び４０並びに４１及び４２と平坦面３１及び３２と
の間で生じる粘性剪断抵抗を無視できることになり、結
局、上記の剪断により生じる粘性剪断抵抗は、近接面３
５及び３６と平坦面３１及び３２との間で生じる粘性剪
断抵抗に実質的に依存することになる。

【００２１】したがって、粘性ダンパ１では、地震にお
いて収容体３に対して抵抗板６に水平方向Ｈの相対移動
に加えて垂直方向Ｖの相対移動が生じて抵抗板６の粘性
体２への没入量（部位５の粘性体２に接する面積）が変
化しても、その垂直方向Ｖの相対移動により、部位５の
下縁５１が近接面３５及び３６の下縁３７及び３８を超
えて上昇せず、しかも、抵抗板６の粘性体２への没入量
の変化に起因する粘性体２の上面４５の変動において粘
性体２の上面４５が近接面３５及び３６の上縁４３及び
４４を超えて下降しない限り、近接面３５及び３６と平
坦面３１及び３２との粘性体２を介在した面積が一定で
あり、かつ部位５による粘性体２の剪断で生じる粘性剪
断抵抗が、主に、近接面３５及び３６と平坦面３１及び
３２との間で生じる粘性剪断抵抗に依存した値となる結
果、この値でもって収容体３に対する抵抗板６の水平方
向Ｈ及び垂直方向Ｖの相対移動のエネルギが減衰される
ようになっている。換言すれば、粘性ダンパ１では、収
容体３に対して抵抗板６の相対的な縦移動が生じて抵抗
板６の粘性体２への没入量が変化しても、これによって
は粘性剪断抵抗力の大きさを変化させないで、所望に地
震の振動エネルギを減衰させることができるのである。

【００２２】次に、粘性ダンパ１を免震構造物としての
展示物用の免震台６１に用いた例を図３及び図４に示
す。図３及び図４において、免震台６１は、下部構造物
としての下部枠体６２と、下部枠体６２に対して上部構
造物（次の上部枠体６４に対しては下部構造物となる）
としての中間枠体６３と、下部構造物としての中間枠体
６３に対して上部構造物としての上部枠体６４と、下部
枠体６２と中間枠体６３との間及び中間枠体６２と上部
枠体６４との間に夫々配された複数の免震支承装置６５
とを具備しており、粘性ダンパ１は、免震支承装置６５
と同様に、下部枠体６２と中間枠体６３との間及び中間
枠体６３と上部枠体６４との間に夫々配されている。免
震台６１の上部枠体６４に固定して展示ケース６６等が
載置される。

【００２３】各免震支承装置６５は、同様に構成されて
おり、下部枠体６２と中間枠体６３との間に配された免
震支承装置６５の夫々は、円弧上面７１を有して下部枠
体６２に固着された下部ローラ受け７２と、円弧下面７
３を有して中間枠体６３に固着された上部ローラ受け７
４と、下部ローラ受け７２及び上部ローラ受け７４間に
配されたローラ７５とを具備しており、中間枠体６３と
上部枠体６４との間に配された免震支承装置６５の夫々
は、同じく円弧上面７１を有して中間枠体６３に固着さ
れた下部ローラ受け７２と、円弧下面７３を有して上部
枠体６４に固着された上部ローラ受け７４と、下部ロー
ラ受け７２及び上部ローラ受け７４間に配されたローラ
７５とを具備している。

【００２４】下部枠体６２と中間枠体６３との間に配さ
れて、下部枠体６２に対して中間枠体６３を免震支持す
る免震支承装置６５は、ローラ７５の下部ローラ受け７
２と上部ローラ受け７４との間での転動により下部枠体
６２に対する中間枠体６３の水平方向ＨにおけるＨ１方
向の移動を許容し、Ｈ１方向の移動において下部枠体６
２に対して中間枠体６３に縦移動、すなわちＶ方向の移
動を生じさせ、中間枠体６３と上部枠体６４との間に配
されて、中間枠体６３に対して上部枠体６４を免震支持
する免震支承装置６５は、ローラ７５の下部ローラ受け
７２と上部ローラ受け７４との間での転動により中間枠
体６３に対する上部枠体６４の水平方向ＨにおいてＨ１
方向に直交するＨ２方向の移動を許容し、Ｈ２方向の移
動において中間枠体６３に対して上部枠体６４に縦移
動、すなわちＶ方向の移動を生じさせる。

【００２５】下部枠体６２と中間枠体６３との間に配さ
れた粘性ダンパ１においては、その収容体３は、下部で
溶接等により下部枠体６２の上面に固定され、その抵抗
板６は、上部で溶接等により中間枠体６３の下面に固定
されており、中間枠体６３と上部枠体６４との間に配さ
れた粘性ダンパ１においては、その収容体３は、下部で
溶接等により中間枠体６３の上面に固定され、その抵抗
板６は、上部で溶接等により上部枠体６４の下面に固定
されている。

【００２６】以上の免震台６１では、地震により床７６
が水平方向Ｈ１又はＨ２に振動した場合、下部枠体６２
に対して中間枠体６３が水平方向Ｈ１に又は中間枠体６
３に対して上部枠体６４が水平方向Ｈ２に相対的に移動
されると共に、下部枠体６２に対して中間枠体６３が又
は中間枠体６３に対して上部枠体６４が垂直方向Ｖに移
動されて、展示ケース６６への床７６からの水平方向Ｈ
１又はＨ２の振動の伝達を防止するようになっている。
そして、免震台６１では、下部枠体６２に対する中間枠
体６３の水平方向Ｈ１及び垂直方向Ｖの相対移動におい
て又は中間枠体６３に対する上部枠体６４の水平方向Ｈ
２及び垂直方向Ｖの相対移動において、粘性ダンパ１に
より粘性剪断抵抗が生じて、当該相対移動のエネルギが
減衰される。しかも、免震台６１では、下部枠体６２に
対して中間枠体６３が又は中間枠体６３に対して上部枠
体６４が垂直方向Ｖに移動されても、上記のように抵抗
板６の粘性体２への没入量の変化に影響されることなし
に、粘性ダンパ１により所望の粘性剪断抵抗が生じる結
果、地震による床７６に対する展示ケース６６の垂直方
向Ｖ及び水平方向Ｈ１又はＨ２の相対的な振動が可及的
速やかに減衰されることになる。

【００２７】上記の粘性ダンパ１では、側板１２及び１
３の対向面１７及び１８に夫々固着された矩形体１９及
び２０により近接面３５及び３６と離反面３９及び４０
並びに４１及び４２とを形成したが、これに代えて、図
５に示すように側板１２及び１３の中間部を断面コ字状
に曲折させて、近接面３５及び３６と離反面３９及び４
０並びに４１及び４２とを形成してもよい。

【００２８】また、図６に示すように、近接面３５及び
３６が垂直方向Ｖにおいて互いにずれて対面するよう
に、矩形体１９及び２０とを側板１２及び１３の対向面
１７及び１８に夫々溶接等により固着してもよく、この
場合には、近接面３５及び３６の最下縁は、下側の近接
面３６の下縁３８となり、近接面３５及び３６の最上縁
は、上側の近接面３５の上縁４３となり、下縁３８を部
位５の下縁５１の最大上昇位置よりも上方に配し、上縁
４３を粘性体２の上面４５の最大下降位置よりも下方に
配する。

【００２９】更に、図７に示すように、近接面３５及び
３６の夫々が垂直方向Ｖにおいて断続されて配された複
数の部分近接面３５ａ及び３５ｂ並びに３６ａ及び３６
ｂの集合体からなるように、夫々複数の部分矩形体１９
ａ及び１９ｂ並びに２０ａ及び２０ｂからなる矩形体１
９及び２０を側板１２及び１３の対向面１７及び１８に
夫々溶接等により固着してもよく、この場合には、近接
面３５及び３６の最下縁は、下側の部分近接面３６ｂの
下縁３８ｂとなり、近接面３５及び３６の最上縁は、上
側の部分近接面３５ａの上縁４３ａとなり、下縁３８ｂ
を部位５の下縁５１の最大上昇位置よりも上方に配し、
上縁４３ａを粘性体２の上面４５の最大下降位置よりも
下方に配する。

【００３０】また、近接面３５及び３６を互いに同一の
面積をもって形成する必要はなく、図８に示すように、
近接面３５の面積を近接面３６の面積よりも小さくして
もよく、更に、図９に示すように、平坦面３１に近接す
る近接面３５を省いて、粘性ダンパ１を形成してもよ
い。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、下部構造体に対する上
部構造体の相対的な横方向の移動を許容すると共に、こ
の横方向の移動において下部構造体に対して上部構造体
に相対的な縦移動を生じさせる免震支承装置に併用して
好適であって、上部構造体に相対的な縦移動が生じて抵
抗板の粘性体への没入量が変化しても、これによっては
粘性剪断抵抗力の大きさを変化させないで、所望に地震
の振動エネルギを減衰させることができる粘性ダンパ及
びこのような粘性ダンパを具備した免震構造物を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好ましい一実施例の側面断面説明図で
ある。

【図２】図１の実施例の粘性ダンパの分解斜視図であ
る。

【図３】図１の実施例を免震台に用いた例の正面図であ
る。

【図４】図３の例の側面図である。

【図５】本発明の好ましい他の実施例の側面断面説明図
である。

【図６】本発明の好ましい更に他の実施例の側面断面説
明図である。

【図７】本発明の好ましい更に他の実施例の側面断面説
明図である。

【図８】本発明の好ましい更に他の実施例の側面断面説
明図である。

【図９】本発明の好ましい更に他の実施例の側面断面説
明図である。

【符号の説明】

１ 粘性ダンパ ２ 粘性体 ３ 収容体 ４、３３、３４ 内壁面 ５ 部位 ６ 抵抗板 ３１、３２ 平坦面 ３５、３６ 近接面 ３７、３８ 下縁 ３９、４０ 離反面 ４３、４４ 上縁 ４５ 上面 ５１ 下縁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池永 雅良 神奈川県藤沢市桐原町８番地 オイレス工 業株式会社藤沢事業場内 (72)発明者 持丸 昌己 神奈川県藤沢市桐原町８番地 オイレス工 業株式会社藤沢事業場内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粘性体を収容する収容体と、この収容体
   内に、当該収容体の内壁面と所定の隙間をもって且つ一
   部の部位が粘性体内に没入されて配された抵抗板とを具
   備しており、収容体に対する抵抗板の相対移動におい
   て、抵抗板の粘性体内に没入された部位により粘性体を
   剪断して、この剪断により収容体に対する抵抗板の相対
   移動のエネルギを減衰させるようにした粘性ダンパであ
   って、抵抗板の粘性体内に没入された部位の幅広平坦面
   に対面する収容体の内壁面は、幅広平坦面に近接した近
   接面と、この近接面の最下縁及び最上縁に隣接して位置
   していると共に、当該近接面と比較して幅広平坦面から
   より多く離反した離反面とを具備しており、近接面の最
   下縁は、収容体に対する抵抗板の相対移動における抵抗
   板の粘性体内に没入された部位の下縁の最大上昇位置よ
   りも上方に配されており、近接面の最上縁は、粘性体の
   上面の最大下降位置よりも下方に配されている粘性ダン
   パ。
2. 【請求項２】 収容体は、下部で免震構造物の下部構造
   体に固定されるようになっており、抵抗板は、上部で免
   震構造物の上部構造体に固定されるようになっている請
   求項１に記載の粘性ダンパ。
3. 【請求項３】 収容体は、本体と、この本体の対向する
   両内面の少なくとも一方に固着された矩形体とを具備し
   ており、抵抗板の幅広平坦面に対面する矩形体の側壁面
   が近接面とされている請求項１又は２に記載の粘性ダン
   パ。
4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれか一項に記載の
   粘性ダンパを用いた免震構造物であって、免震構造物の
   下部構造体と上部構造体との間には、下部構造体に対す
   る上部構造体の相対的な横方向の移動を許容すると共
   に、この横方向の移動において下部構造体に対して上部
   構造体に相対的な縦移動を生じさせる免震支承装置が配
   されている免震構造物。
5. 【請求項５】 免震構造物が展示物用の免震台である請
   求項４に記載の免震構造物。