WO2015159626A1 - 免震装置及び複合免震装置 - Google Patents

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WO2015159626A1
WO2015159626A1 PCT/JP2015/057734 JP2015057734W WO2015159626A1 WO 2015159626 A1 WO2015159626 A1 WO 2015159626A1 JP 2015057734 W JP2015057734 W JP 2015057734W WO 2015159626 A1 WO2015159626 A1 WO 2015159626A1
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WO
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moving body
seismic isolation
isolation device
laminated rubber
inclined surface
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PCT/JP2015/057734
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English (en)
French (fr)
Inventor
祐 櫻井
Original Assignee
株式会社ブリヂストン
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
    • F16F1/40—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers consisting of a stack of similar elements separated by non-elastic intermediate layers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/04—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means
    • F16F15/08—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means with rubber springs ; with springs made of rubber and metal

Definitions

  • This disclosure relates to a seismic isolation device and a composite seismic isolation device for isolating a building.
  • the seismic isolation device is installed on the foundation with the lamination direction of laminated rubber oriented vertically, and supports the building.
  • the laminated rubber undergoes shear deformation in the lateral direction, reducing the rolls transmitted from the foundation to the building.
  • the laminated rubber stably supports the building, the rigidity in the lamination direction, so-called vertical rigidity is increased, and the deformation in the vertical direction is reduced. For this reason, the reduction of the pitching which generate
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-144375 discloses a technique for reducing pitching acting on a building.
  • a movable base is accommodated in a pit provided on the ground, and a first laminated rubber having a longitudinal direction as a lamination direction is installed on the movable foundation, and the first laminated rubber is used as a building.
  • the structure which supports is described.
  • a support spring for supporting the movable foundation and the building is provided between the bottom surface of the movable foundation and the bottom surface of the pit, and a second layer in which the stacking direction is a lateral direction between the sidewall of the movable foundation and the sidewall of the pit.
  • Laminated rubber is installed. Thereby, the vertical vibration transmitted from the side wall of the pit to the side wall of the movable foundation is reduced by the second laminated rubber having the laminating direction as the transverse direction by shear deformation in the longitudinal direction.
  • the seismic isolation device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-144375 requires a pit, a movable base, and a support spring to reduce the longitudinal rigidity by shearing the laminated rubber, so that the structure is complicated and the cost is high.
  • the present disclosure aims to provide a seismic isolation device having a small longitudinal rigidity even when a laminated rubber is compressed and deformed to exhibit a seismic isolation function.
  • the seismic isolation device of the first aspect is provided so as to be movable in the laminating direction of the laminated rubber, the laminated rubber, and intersects the moving direction of the first moving body, the first moving body that compresses the laminated rubber.
  • a second moving body provided to be movable in a direction, and a contact portion between the first moving body and the second moving body, and transmitting an external force acting on the second moving body to the first moving body.
  • a movement amount adjusting unit that moves the first moving body and makes the moving amount of the first moving body smaller than the moving amount of the second moving body.
  • the moving amount adjusting unit reduces the moving amount of the first moving body in the laminated rubber direction from the moving amount of the second moving body. That is, the laminated rubber is compressed by the first moving body and is compressed and deformed in the laminating direction. The amount of compressive deformation of the laminated rubber is made smaller than the amount of movement of the second moving body of the seismic isolation device.
  • the rigidity of the movement direction of the 2nd mobile body of a seismic isolation apparatus can be made smaller than the rigidity of the lamination direction of laminated rubber.
  • the shaking in the moving direction of the second moving body in the seismic isolation device can be reduced.
  • the second aspect includes a base body with side walls erected from both ends, and the laminated rubber is attached to one of the side walls with the laminating direction as a lateral direction.
  • the first moving body is movable along the base body, and the second moving body is movable in the vertical direction between the first moving body and the other side wall.
  • the first moving body when the second moving body receives a vertical external force and moves in a direction crossing the moving direction of the first moving body, the first moving body is moved in the laminating direction of the laminated rubber. Compress the laminated rubber from the lateral direction. At this time, the amount of movement of the first moving body in the horizontal direction is made smaller by the movement amount adjusting unit than the amount of movement of the second moving body in the vertical direction. That is, the laminated rubber is compressed by the first moving body and compressed and deformed in the laminating direction, and the amount of compression deformation of the laminated rubber is smaller than the moving amount of the second moving body of the seismic isolation device.
  • the rigidity of the vertical direction of a seismic isolation apparatus can be made smaller than the rigidity of the lamination direction of laminated rubber.
  • the base body includes a base body with side walls erected from both end portions, and a plurality of the laminated rubbers are arranged opposite to each other with the laminating direction as a lateral direction.
  • a plurality of the first moving bodies are attached to the side wall and are arranged to face each other, and are movable in the laminating direction of the plurality of laminated rubbers, and the second moving body is a plurality of the first moving bodies. It is possible to move in the vertical direction.
  • a plurality of laminated rubbers arranged to face each other via the first moving body can be compressed and deformed simultaneously by the vertical movement of one second moving body.
  • the amount of movement of the first moving body in the horizontal direction is made smaller by the movement amount adjusting unit than the amount of movement of the second moving body in the vertical direction. That is, the laminated rubber is compressed by the first moving body and compressed and deformed in the laminating direction, and the amount of compression deformation of the laminated rubber is smaller than the moving amount of the second moving body of the seismic isolation device.
  • the rigidity of the vertical direction of a seismic isolation apparatus can be made smaller than the rigidity of the lamination direction of laminated rubber.
  • the compressive force applied to each laminated rubber can be dispersed, so that the building support as a seismic isolation device can be improved and the individual laminated rubber can be downsized. I can plan.
  • the base body includes a base body with side walls erected from both ends, and a plurality of the laminated rubbers are arranged in parallel with the laminating direction being a lateral direction. Attached to the side wall, the first moving body is movable in the laminating direction of the plurality of laminated rubbers, and the second moving body is between the first moving body and the other side wall. It is possible to move in the vertical direction.
  • the 4th aspect several laminated rubber arrange
  • the amount of movement of the first moving body in the horizontal direction is made smaller by the movement amount adjusting unit than the amount of movement of the second moving body in the vertical direction. That is, the laminated rubber is compressed by the first moving body and compressed and deformed in the laminating direction, and the amount of compression deformation of the laminated rubber is smaller than the moving amount of the second moving body of the seismic isolation device.
  • the rigidity of the vertical direction of a seismic isolation apparatus can be made smaller than the rigidity of the lamination direction of laminated rubber.
  • the compressive force applied to each laminated rubber can be dispersed, so that the building support as a seismic isolation device can be improved and the individual laminated rubber can be downsized. I can plan.
  • the movement amount adjustment unit includes a first inclined surface formed on the first moving body, and a second moving body. A second inclined surface formed and in surface contact with the first inclined surface.
  • the first moving surface when the second moving body receives an external force and moves in a direction intersecting the moving direction of the first moving body, the first moving surface is in contact with the second inclined surface via the first inclined surface. External force is transmitted to the first moving body, and the first moving body is moved in the laminating direction of the laminated rubber. At this time, the amount of movement of the first inclined surface in the horizontal direction is less than the amount of movement of the second inclined surface in the vertical direction. That is, by making the movement amount adjusting portion the first inclined surface and the second inclined surface that come into surface contact, the longitudinal rigidity of the seismic isolation device can be made smaller than the rigidity of the laminated rubber in the laminating direction.
  • the movement amount of the first moving body that is moved by the second moving body is determined by an angle at which the first inclined surface and the second inclined surface are in surface contact. That is, by adjusting the angle at which the first inclined surface and the second inclined surface are in surface contact, it is possible to adjust the amount of movement of the first moving body that the second moving body moves.
  • the movement amount adjustment unit includes a rail provided on a first inclined surface formed in the first moving body, It is a slider formed on the second moving body, provided on the second inclined surface facing the first inclined surface, and sliding across the rail.
  • the second moving body when the second moving body receives an external force and moves in a direction intersecting with the moving direction of the first moving body, the rail provided on the first inclined surface and the slid across the rail.
  • An external force is transmitted to the first moving body via a slider provided on the moving second inclined surface, and the first moving body is moved in the laminating direction of the laminated rubber.
  • the amount of movement of the rail of the first inclined surface in the horizontal direction is less than the amount of movement of the slider of the second inclined surface in the vertical direction. That is, by using the movement amount adjustment unit as a rail and a slider that slides across the rail, the vertical rigidity of the seismic isolation device can be made smaller than the rigidity of the laminated rubber in the lamination direction.
  • the moving amount of the first moving body moved by the second moving body is determined by the mounting angle of the rail and the slider that slides across the rail. That is, by adjusting the mounting angle between the rail and the slider, the amount of movement of the first moving body that is moved by the second moving body can be adjusted. Further, since the first moving body is moved via the rail and the slider, it is possible to reduce the frictional force during the movement.
  • the first inclined surface of the first moving body is formed on a side surface opposite to the laminated rubber and falls in the direction of the laminated rubber. It is characterized by being.
  • the inclination direction of the first inclined surface is a direction that is inclined toward the laminated rubber side, that is, a direction that increases the lateral distance from the laminated rubber toward the base body.
  • the second inclined surface of the second moving body can be supported by the first inclined surface of the first moving body.
  • the slider can be supported by a rail. Further, it is possible to secure a space below the lower end portion of the second moving body and make the second moving body movable in the vertical direction.
  • the seismic isolation device when the first inclined surface has an angle between the first inclined surface and a vertical line passing through the first inclined surface as ⁇ ,
  • the range of the inclination tan ⁇ is 0.9 to 0.001.
  • the tan ⁇ is in the range of 0.9 to 0.001 and is seismically isolated.
  • the longitudinal rigidity of the apparatus can be reduced. That is, the vertical rigidity of the seismic isolation device can be adjusted by the angle ⁇ between the vertical line from the surface of the base body and the first inclined surface.
  • a composite seismic isolation device is any one of the first to eighth seismic isolation devices, and is disposed on or under the seismic isolation device, and the lamination direction of the laminated rubber is the vertical direction. And a seismic isolation device for rolling.
  • the pitching transmitted to the building is reduced by the compression deformation of the laminated rubber of the seismic isolation device. Further, the roll transmitted to the building is reduced by the shear deformation of the laminated rubber of the roll seismic isolation device mounted above or below the seismic isolation device. Thereby, both pitch and roll can be reduced.
  • the present disclosure has the above-described configuration, it is possible to provide a seismic isolation device having low longitudinal rigidity even when the laminated rubber is compressed and deformed to exhibit the seismic isolation function.
  • the seismic isolation device 10 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1A, 1B, 2A, and 2B.
  • the seismic isolation device 10 is installed on the foundation 26 of the building and supports the pillar 24 of the building.
  • the direction of the arrow UP is upward.
  • the seismic isolation device 10 includes a base body 12 that is open at one of the upper and opposite side surfaces.
  • the base body 12 has a bottom plate portion 12B extending in a flat plate shape in the horizontal direction, and side walls 12R and 12L erected upward from both ends of the bottom plate portion 12B.
  • the side walls 12R and 12L function as receiving portions that receive the external force fz applied to the seismic isolation device 10 from the lateral direction.
  • the base body 12 is constructed of steel, reinforced concrete, or the like, and is fixed to the base portion 26 with anchor bolts.
  • a laminated rubber 14 is attached to the side wall 12L of the base body 12.
  • the laminated rubber 14 is a general product widely spread in the market, and a rubber plate and a steel plate having predetermined elasticity are alternately laminated to form a cylindrical shape, a rectangular parallelepiped shape, or a rectangular portion from a rectangular parallelepiped. It is formed in a polygonal shape cut in the direction.
  • the laminated rubber 14 is installed with the laminating direction as a horizontal direction, and is joined to the receiving portion 12L by a flange 18L.
  • the base body 12 is provided with a guide member 20 as a first moving body adjacent to the laminated rubber 14.
  • the guide member 20 is a hexahedron that is formed of steel, concrete, or the like, and has an inclined surface 20F formed on one side surface.
  • the side surface 20B of the guide member 20 is joined to the flange 18R of the laminated rubber 14, and the side surface opposite to the side surface 20B is an inclined surface 20F.
  • the guide member 20 is provided on the base body 12 so as to be movable in the lateral direction, is moved in the direction of the laminated rubber 14, and compresses the laminated rubber with a compression force fx.
  • the inclination direction of the inclined surface 20F is a direction in which the inclined surface is inclined toward the laminated rubber 14 in the front view, that is, from the upper side of the guide member 20 toward the bottom plate portion 12B of the base body 12. Inclined in the direction of increasing distance. Thereby, the inclined surface 22F of the transmission member 22 described later can be supported by the inclined surface 20F of the guide member 20. Further, if the transmission member 22 is moved in the vertical direction, the inclined surface 20F is moved in the horizontal direction by the inclined surface 22F, and the guide member 20 can be moved in the horizontal direction. Further, the bottom surface 22D of the transmission member 22 does not reach the bottom plate portion 12B of the base body 12, and an air layer 28 is formed between the bottom surface 22D and the bottom plate portion 12B. As a result, the transmission member 22 can be moved in the vertical direction.
  • a transmission member 22 as a second moving body is inserted between the guide member 20 and the side wall 12R in a direction orthogonal to the moving direction of the guide member 20. That is, the guide member 20 is movable in the horizontal direction, and the transmission member 22 is movable in the vertical direction.
  • the degree of orthogonality does not have to be exactly 90 degrees, and may be an angle with allowance for manufacturing errors, for example, about 90 degrees ⁇ 10 degrees.
  • the transmission member 22 is formed of steel, concrete, or the like, and a part of one side surface of the heptahedron is an inclined surface 22F.
  • the side surface 22R of the transmission member 22 is guided by the side wall 12R so as to be movable in the vertical direction.
  • a part of the side surface facing the side surface 22R is an inclined surface 22F.
  • the inclined surface 22F and the inclined surface 20F are brought into surface contact with the contact portion Q and function as a movement amount adjusting portion. That is, the transmission member 22, the external force f z applied to the longitudinal direction, is transmitted to the guide member 20 at the contact portion Q, moves the guide member 20 laterally.
  • the longitudinal direction of the external force f z when transmitting member 22 is moved in the vertical direction, the guide member 20 is moved in the horizontal direction, a laminated rubber 14 in which the stacking direction laterally from the side with a force fx Compress and deform.
  • the amount of movement of the guide member 20 in the horizontal direction is less than the amount of movement of the transmission member 22 in the vertical direction by the inclined surface 22F and the inclined surface 20F. That is, the rigidity in the vertical direction of the seismic isolation device 10 can be made smaller than the rigidity in the lamination direction of the laminated rubber 14.
  • supporting the building column 24 with the transmission member 22 is equivalent to supporting the laminated rubber with a small vertical rigidity, and the vertical natural period transmitted to the building column 24 is lengthened. be able to. Thereby, the pitching can be reduced by the seismic isolation device 10.
  • the movement amount of the guide member 20 moved by the transmission member 22 is determined by an angle at which the inclined surface 20F and the inclined surface 22F are in surface contact with each other at the contact portion Q, as will be described later. That is, the amount of movement of the guide member 20 that the transmission member 22 moves can be adjusted by adjusting the angle at which the inclined surface 20F and the inclined surface 22F are in surface contact. At the same time, the longitudinal rigidity of the seismic isolation device 10 can be adjusted.
  • the vertical natural frequency characteristic of the seismic isolation device 10 will be described.
  • the vertical line passing through the inclined surface 20F is G
  • the inclination angle of the contact line Q between the vertical line G and the inclined surface 20F and the inclined surface 22F is ⁇
  • the external force f z is applied to the transmission member 22.
  • the vertical natural frequency is obtained by changing the tilt angle ⁇ under the condition of acting downward.
  • the base body 12, the guide member 20, and the transmission member 22 exert a force only in the vertical direction of the contact surface, and the frictional force at the contact portion Q can be ignored. Further, the gravity acting on the guide member 20 and the transmission member 22 is ignored. Also, when an external force f z is applied downward to the power transmitting member 22, the transmission member 22 is moved downward. At this time, the lateral compressive force Fx is transmitted to the guide member 20 by the contact portion Q between the inclined surface 22F of the transmission member 22 and the inclined surface 20F of the guide member 20. As a result, the guide member 20 moves laterally, side 20B compresses the laminated rubber 14 in the compression force F x.
  • the upper surface of the transmission member 22, external force acts f z is downward, only the transmission member 22 is displaced .delta.z, moves vertically downward, and the movable guide member 20 is laterally compressing the laminated rubber 14, stacked It acts compressive force F x to the rubber 14, the laminated rubber 14 to have been displaced by [delta] x. Since the inclination angle of the contact portion Q is ⁇ , the following expressions (1) and (2) are established by the law of action and reaction, the balance of force, and the physical shape. Thus, the vertical stiffness K z of the seismic isolation device 10 can be expressed as in Equation (3) using the compression stiffness K x of the seismic isolation rubber.
  • the vertical period T z of the seismic isolation device 10 can be expressed as in Expression (4) using the period T x of the laminated rubber 14 when the load F x is applied.
  • the cycle T x of the laminated rubber 14 can be expressed as in Expression (5) using the surface pressure ⁇ of the laminated rubber 14, the compression elastic modulus E c of the internal rubber sheet, and the total rubber thickness h.
  • A is a cross-sectional area of the laminated rubber 14. That is, the same surface pressure sigma, compression modulus E c of the inner rubber sheet, when using the laminated rubber 14 having a total thickness h of the rubber, the vertical period of the laminated rubber 14, depending on the cross-sectional area A or compression f x do not do.
  • ⁇ is expressed by Equation (6).
  • FIG. 2B shows the result of obtaining the vertical natural frequency using the above equation.
  • Vertical natural frequencies were obtained for three types of laminated rubbers A, B, and C having different outer diameters.
  • the laminated rubber A has characteristics of an outer diameter of 800 mm, an axial force of 4920 kN, a vertical rigidity of 2420 kN / mm, a period of 0.09 sec, and a frequency of 11 Hz
  • the laminated rubber B has an outer diameter of 1000 mm, an axial force of 10200 kN, and a vertical rigidity of 3770 kN. / Mm, period 0.104 sec, frequency 9.58 Hz
  • laminated rubber C has outer diameter 1500 mm, axial force 23000 kN, vertical rigidity 8540 kN / mm, period 0.104 sec, frequency 9.6 Hz. Yes.
  • the inclination tan ⁇ of the contact portion Q with respect to the vertical line G is changed within the range of the inclination tan ⁇ in the range of 0.9 to 0.001, and the vertical The frequency was determined.
  • the result of decreasing the vertical natural frequency by decreasing tan ⁇ was shown.
  • the frequency of the conventional laminated rubber, and the stacking direction vertically, a characteristic when the compressive force is applied f x in the longitudinal direction of the laminated rubber 14.
  • the vertical natural frequency of the seismic isolation device 10 can be reduced and the vertical rigidity can be reduced.
  • the range where the inclination tan ⁇ is 0.9 to 0.001 is a range determined in order to confirm the effect, and the right range of the present embodiment is not limited to the above range. If the inclination tan ⁇ is in the range of less than 1 to 0.001, the effect is exhibited and it is included in the right range of the present embodiment.
  • the seismic isolation device 10 can reduce the pitching transmitted between the foundation 26 and the pillar 24 of the building.
  • the seismic isolation device 30 according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
  • the seismic isolation device 30 is provided with a rail 36 and a linear motion guide provided with a slider 38 straddling the rail 36 at the contact portion Q of the guide member 32 and the transmission member 34.
  • This is different from the first embodiment. The difference will be mainly described.
  • a rail 36 as a movement amount adjusting unit is attached to the inclined surface 32F of the guide member 32 at the same inclination angle as the inclined surface 32F, and the inclined surface 34F of the transmission member 34 has the same inclination as the inclined surface 34F.
  • a slider 38 as a movement amount adjusting unit is attached at an angle. The slider 38 straddles the rail 36 and slides on the rail 36.
  • the transmission member 34 receives the external force fz and moves in a direction intersecting the movement direction of the guide member 32, thereby straddling the rail 36 provided on the first inclined surface and the rail 36. through the slider 38 provided on the second inclined surface sliding Te, moved the guide member 32 in the direction of the laminated rubber 14, is compressed by the compression force f x the laminated rubber 14 in the stacking direction.
  • the movement amount of the guide member 32 moved by the transmission member 34 is determined by the angle of the rail 36 and the slider 38 that slides across the rail 36. That is, by adjusting the mounting angle between the rail 36 and the slider 38, the amount of movement of the guide member 32 moved by the transmission member 34 can be adjusted. Moreover, since it moves via the rail 36 and the slider 38, the frictional force at the time of sliding can be reduced.
  • the linear motion guide has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and for example, a sliding member using a metal bearing for the sliding portion may be used.
  • a seismic isolation device 40 according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 4A and 4B.
  • the seismic isolation device 40 is different from the first embodiment in that two laminated rubbers 42A and 42B are arranged to face each other. The difference from the first embodiment will be mainly described.
  • the base body 12 of the seismic isolation device 40 has two laminated rubbers 42A and 42B arranged opposite to each other, and two guide members 44A and 44B arranged adjacent to the respective laminated rubbers 42A and 42B. Installed.
  • the flange 48L of the laminated rubber 42A is joined to the side wall 12L provided in the seismic isolation device 40
  • the flange 49R of the laminated rubber 42B is joined to the side wall 12R.
  • the flange 48R of the laminated rubber 42A is joined to the guide member 44A, and the flange 49L of the laminated rubber 42B is joined to the guide member 44B. Further, the inclined surface 44AF of the guide member 44A and the inclined surface 44BF of the guide member 44B are opposed to each other at the center.
  • the transmission member 46 is disposed between the guide member 44A and the guide member 44B so as to be movable in the vertical direction, the inclined surface 46FA of the transmission member 46 is in surface contact with the inclined surface 44AF and the contact portion QA, and the inclined surface 46FB is Surface contact is made with the inclined surface 44BF at the contact portion QB.
  • the two laminated rubbers 42A and 42B can be simultaneously compressed and deformed via the guide members 44A and 44B by the vertical movement of one transmission member 46.
  • the transmission member 46 is subjected to a large external force f z, laminated rubber 42A, the compression force f x A Add to 42B, the f x B, it can be reduced by dispersing the two.
  • the building support of the seismic isolation device 40 can be improved and the individual laminated rubbers 42A and 42B can be downsized.
  • the linear motion guide provided with the rail 36 described in the second embodiment and the slider 38 straddling the rail 36 is used for the contact portion QA or QB of the transmission member 46 and the guide members 44A and 44B. May be.
  • the two laminated rubbers 42A and 42B have been described as examples. However, the present invention is not limited to this, and a configuration in which four or more laminated rubbers and a guide member are arranged to face each other may be used.
  • a seismic isolation device 50 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 5A and 5B. As shown in FIG. 5A, the seismic isolation device 50 is different from the first embodiment in that three laminated rubbers 52A, 52B, and 52C are arranged in one direction in parallel. The difference from the first embodiment will be mainly described.
  • Three laminated rubbers 52A, 52B, 52C are arranged in parallel in the Y-axis direction on the base body 62 of the seismic isolation device 50, and correspond to the flange positions of the respective laminated rubbers 52A, 52B, 52C.
  • a guide member 54 having an increased length in the direction is provided.
  • the flanges 58L, 59L, and 60L of the laminated rubbers 52A, 52B, and 52C are joined to the side wall 62L that is lengthened in the Y-axis direction, and the flanges 58R, 59R, and 60R of the laminated rubbers 52A, 52B, and 52C are the Y-axis.
  • the guide members 54 whose directions are elongated are joined to each other.
  • the guide member 54 is movable in the lateral direction, and an inclined surface 54F is formed at the center.
  • the inclined surface 54F of the guide member 54 is in surface contact with the inclined surface 56F of the transmission member 56 at the contact portion Q. Yes.
  • the transmission member 56 is movable in the vertical direction. According to this configuration, the guide member 54 can be moved in the horizontal direction by the vertical movement of the transmission member 56.
  • a large external force f z are three laminated rubber 52A from the transfer member 56, 52B, are transmitted simultaneously to 52C.
  • a linear motion guide provided with the rail 36 described in the second embodiment and the slider 38 straddling the rail 36 on the contact surface of the guide member 54 and the transmission member 56 may be used.
  • three laminated rubbers 52A, 52B, and 52C have been described as examples. However, the present invention is not limited to this, and two or four or more laminated rubbers may be arranged in parallel. Good.
  • a composite seismic isolation device 60 according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. 6A.
  • the composite seismic isolation device 60 includes the seismic isolation device 40 described in the third embodiment, and a laminated rubber having a lamination direction as a vertical direction under the base body 12 of the seismic isolation device 40.
  • a seismic isolation device 62 for rolling is provided.
  • the roll seismic isolation device 62 is joined to the base portion 26 by the lower flange 66D, and joined to the bottom plate portion 12B of the base body 12 of the seismic isolation device 40 by the upper flange 66U. Further, the transmission member 46 of the seismic isolation device 40 supports the pillar 24 of the building on the upper surface. According to this structure, the pitching transmitted between the base part 26 and the pillar 24 of a building is reduced by the compression deformation of the laminated rubbers 42A and 42B of the seismic isolation device 40. Further, due to the shear deformation of the laminated rubber 64 of the roll seismic isolation device 62, the roll transmitted between the foundation 26 and the building column 24 is reduced. That is, both the longitudinal vibration and the lateral vibration can be reduced by the composite seismic isolation device 60.
  • the seismic isolation apparatus 40 demonstrated in 3rd Embodiment
  • the seismic isolation apparatus 10, 30, 50 demonstrated in 1st Embodiment, 2nd Embodiment, and 4th Embodiment. Any of these may be used.
  • the composite seismic isolation device 70 includes the seismic isolation device 40 described in the third embodiment, and a laminated rubber 64 having a lamination direction as a vertical direction on the transmission member 46 of the seismic isolation device 40.
  • the seismic isolation device 62 for rolling is provided.
  • the base isolation device 40 the bottom plate portion 12B of the base body 12 is joined to the base portion 26, and the transmission member 46 is joined to the lower flange 66D. Further, the pillar 24 of the building is supported by the upper flange 66U of the seismic isolation device 62 for rolling.
  • the pitching transmitted between the foundation part 26 and the pillar 24 of a building is reduced by the compression deformation of the laminated rubbers 42 ⁇ / b> A and 42 ⁇ / b> B of the seismic isolation device 40.
  • the shear deformation of the laminated rubber 64 of the roll seismic isolation device 62 the roll transmitted between the foundation 26 and the building column 24 is reduced. That is, both longitudinal vibration and lateral vibration can be reduced by the composite seismic isolation device 70.
  • the seismic isolation apparatus 40 demonstrated in 3rd Embodiment
  • the seismic isolation apparatus 10, 30, 50 demonstrated in 1st Embodiment, 2nd Embodiment, and 4th Embodiment. Any of these may be used.

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Abstract

　積層ゴムと、前記積層ゴムの積層方向へ移動可能に設けられ、前記積層ゴムを圧縮する第１移動体と、前記第１移動体の移動方向と交差する方向へ移動可能に設けられた第２移動体と、前記第１移動体と前記第２移動体の接触部に設けられ、前記第２移動体に作用する外力を前記第１移動体へ伝えて移動させると共に、前記第１移動体の移動量を、前記第２移動体の移動量より少なくする移動量調整部と、を有する免震装置。

Description

免震装置及び複合免震装置
　本開示は、建物を免震する免震装置及び複合免震装置に関する。
　免震装置は、積層ゴムの積層方向を縦方向へ向けて基礎部に設置され、建物を支持している。地震時には、積層ゴムが横方向へせん断変形して、基礎部から建物へ伝達される横揺れを軽減している。一方、積層ゴムは、建物を安定して支持するため、積層方向の剛性、いわゆる鉛直剛性を大きくし、縦方向の変形を小さくしている。このため、地震や交通振動等で発生し、基礎部から建物へ伝達される縦揺れの軽減が不十分であった。
　建物に作用する縦揺れを軽減させる技術には、例えば特開平９－１４４３７５号公報がある。
　特開平９－１４４３７５号公報には、地盤に設けられたピットに可動基礎を収容し、可動基礎の上に、縦方向を積層方向とした第１積層ゴムを設置し、第１積層ゴムで建物を支持する構成が記載されている。可動基礎の底面とピットの底面との間には、可動基礎及び建物を支持する支持バネが設けられ、可動基礎の側壁とピットの側壁との間には、積層方向を横方向とした第２積層ゴムが設置されている。
　これにより、ピットの側壁から可動基礎の側壁へ伝達される縦揺れを、積層方向を横方向とした第２積層ゴムが、縦方向へせん断変形して軽減させる。
　しかし、特開平９－１４４３７５号公報の免震装置は、積層ゴムをせん断変形させて縦方向の剛性を小さくするため、ピット、可動基礎及び支持バネを必要とし構造が複雑でコストが高くなる。
　本開示は、上記事実に鑑み、積層ゴムを圧縮変形させて免震機能を発揮させても、縦方向の剛性が小さい免震装置を提供することを目的とする。
　第１の態様の免震装置は、積層ゴムと、前記積層ゴムの積層方向へ移動可能に設けられ、前記積層ゴムを圧縮する第１移動体と、前記第１移動体の移動方向と交差する方向へ移動可能に設けられた第２移動体と、前記第１移動体と前記第２移動体の接触部に設けられ、前記第２移動体に作用する外力を前記第１移動体へ伝えて移動させると共に、前記第１移動体の移動量を、前記第２移動体の移動量より少なくする移動量調整部と、を有する。
　第１の態様によれば、第２移動体が、外力を受けて第１移動体の移動方向と交差する方向へ移動したとき、第１移動体が積層ゴムの積層方向へ移動され、積層ゴムを積層方向へ圧縮する。このとき、移動量調整部により、第２移動体の移動量より、第１移動体の積層ゴム方向の移動量が少なくされている。即ち、積層ゴムは、第１移動体で圧縮されて積層方向へ圧縮変形する。積層ゴムの圧縮変形量は、免震装置の第２移動体の移動量より小さくされている。
　これにより、免震装置の第２移動体の移動方向の剛性を、積層ゴムの積層方向の剛性より小さくすることができる。この結果、免震装置における、第２移動体の移動方向の揺れを軽減できる。
　第２の態様は、第１の態様の免震装置において、両端部から側壁が立設されたベース体を備え、前記積層ゴムは、積層方向を横方向にして一方の前記側壁に取付けられ、前記第１移動体は、前記ベース体に沿って移動可能とされ、前記第２移動体は、前記第１移動体と他方の前記側壁との間を、縦方向へ移動可能とされている。
　第２の態様によれば、第２移動体が、縦方向の外力を受けて第１移動体の移動方向と交差する方向へ移動したとき、第１移動体が積層ゴムの積層方向へ移動され、積層ゴムを横方向から圧縮する。このとき、移動量調整部により、第２移動体の縦方向への移動量より、第１移動体の横方向の移動量が少なくされている。即ち、積層ゴムは、第１移動体で圧縮されて積層方向へ圧縮変形され、積層ゴムの圧縮変形量は、免震装置の第２移動体の移動量より小さい。
　これにより、免震装置の縦方向の剛性を、積層ゴムの積層方向の剛性より小さくすることができる。この結果、例えば、免震装置の第２移動体で建物を支持すれば、縦方向の剛性が小さくされた積層ゴムで建物を支持することと等価となり、建物に伝達される縦揺れを軽減することができる。
　第３の態様は、第１の態様の免震装置において、両端部から側壁が立設されたベース体を備え、前記積層ゴムは、積層方向を横方向にして、複数個が対向配置されて前記側壁に取付けられ、前記第１移動体は、複数個が対向配置され、複数個の前記積層ゴムの積層方向へそれぞれ移動可能とされ、前記第２移動体は、複数の前記第１移動体の間を、縦方向へ移動可能とされている。
　第３の態様によれば、１つの第２移動体の縦方向の移動で、第１移動体を介して対向配置された複数の積層ゴムを、同時に圧縮変形させることができる。このとき、移動量調整部により、第２移動体の縦方向への移動量より、第１移動体の横方向の移動量が少なくされている。即ち、積層ゴムは、第１移動体で圧縮されて積層方向へ圧縮変形され、積層ゴムの圧縮変形量は、免震装置の第２移動体の移動量より小さい。
　これにより、免震装置の縦方向の剛性を、積層ゴムの積層方向の剛性より小さくすることができる。
　また、第２移動体が大きな外力を受けても、個々の積層ゴムに加える圧縮力を分散させることができので、免震装置としての建物の支持力向上や、個々の積層ゴムの小型化が図れる。
　第４の態様は、第１の態様の免震装置において、両端部から側壁が立設されたベース体を備え、前記積層ゴムは、積層方向を横方向にして、複数個が並列に配置されて前記側壁に取付けられ、前記第１移動体は、複数個の前記積層ゴムの積層方向へ移動可能とされ、前記第２移動体は、前記第１移動体と他方の前記側壁との間を、縦方向へ移動可能とされている。
　第４の態様によれば、１つの第２移動体の縦方向の移動で、第１移動体を介して並列に配置された複数の積層ゴムを、同時に圧縮させることができる。このとき、移動量調整部により、第２移動体の縦方向への移動量より、第１移動体の横方向の移動量が少なくされている。即ち、積層ゴムは、第１移動体で圧縮されて積層方向へ圧縮変形され、積層ゴムの圧縮変形量は、免震装置の第２移動体の移動量より小さい。
　これにより、免震装置の縦方向の剛性を、積層ゴムの積層方向の剛性より小さくすることができる。
　また、第２移動体が大きな外力を受けても、個々の積層ゴムに加える圧縮力を分散させることができので、免震装置としての建物の支持力向上や、個々の積層ゴムの小型化が図れる。
　第５の態様は、第１～第４のいずれかの態様の免震装置において、前記移動量調整部は、前記第１移動体に形成された第１傾斜面と、前記第２移動体に形成され、前記第１傾斜面と面接触する第２傾斜面である。
　第５の態様によれば、第２移動体が、外力を受けて第１移動体の移動方向と交差する方向へ移動したとき、第２傾斜面と面接触する第１傾斜面を介して、第１移動体に外力が伝達され、第１移動体が積層ゴムの積層方向へ移動される。
　このとき、第２傾斜面の縦方向への移動量より、第１傾斜面の横方向の移動量が少なくされている。即ち、移動量調整部を、面接触する第１傾斜面及び第２傾斜面とすることで、免震装置の縦方向の剛性を、積層ゴムの積層方向の剛性より小さくすることができる。
　ここで、第２移動体が移動させる第１移動体の移動量は、第１傾斜面と第２傾斜面が面接触する角度で決定される。即ち、第１傾斜面と第２傾斜面が面接触する角度を調整することで、第２移動体が移動させる第１移動体の移動量を調整することができる。
　第６の態様は、第１～第４のいずれかの態様の免震装置において、前記移動量調整部は、前記第１移動体に形成された第１傾斜面に設けられたレールと、前記第２移動体に形成され、前記第１傾斜面と対面する第２傾斜面に設けられ、前記レールに跨って摺動するスライダーである。
　第６の態様によれば、第２移動体が、外力を受けて第１移動体の移動方向と交差する方向へ移動したとき、第１傾斜面に設けられたレールと、レールに跨って摺動する第２傾斜面に設けられたスライダーを介して、第１移動体に外力が伝達され、第１移動体が積層ゴムの積層方向へ移動される。
　このとき、第２傾斜面のスライダーの縦方向への移動量より、第１傾斜面のレールの横方向の移動量が少なくされている。即ち、移動量調整部を、レールと、レールに跨り摺動するスライダーとすることで、免震装置の縦方向の剛性を、積層ゴムの積層方向の剛性より小さくすることができる。
　ここで、第２移動体が移動させる第１移動体の移動量は、レールと、レールに跨って摺動するスライダーの取付け角度で決定される。即ち、レールとスライダーの取付け角度を調整することで、第２移動体が移動させる第１移動体の移動量を調整することができる。また、レールとスライダーを介して第１移動体を移動させるので、移動時の摩擦力を低減させることができる。
　第７の態様は、第５又は第６の免震装置において、前記第１移動体の前記第１傾斜面は、前記積層ゴムと反対側の側面に形成され、前記積層ゴムの方向へ倒れていることを特徴としている。
　第７の態様によれば、第１傾斜面の傾斜方向が、積層ゴム側へ倒れている方向、即ち、ベース体に向けて、積層ゴムからの横方向の距離を大きくする方向とされている。これにより、第１移動体の第１傾斜面で、第２移動体の第２傾斜面を支持することができる。若しくは、レールでスライダーを支持することができる。
　また、第２移動体の下端部の下方に空間を確保し、第２移動体を、縦方向に移動可能とすることができる。
　第８の態様は、第７の態様の免震装置において、前記第１傾斜面は、前記第１傾斜面と、前記第１傾斜面を通る鉛直線との間の角度をθとしたとき、傾斜ｔａｎθの範囲が０．９～０．００１である。
　第８の態様によれば、第１傾斜面と、前記第１傾斜面を通る鉛直線との間の角度をθとしたとき、傾斜ｔａｎθを０．９～０．００１の範囲において、免震装置の縦方向の剛性を小さくすることができる。即ち、ベース体の表面からの鉛直線と、第１傾斜面との間の角度θにより、免震装置の縦方向の剛性を調整することができる。
　第９の態様の複合免震装置は、第１～第８のいずれかの免震装置と、前記免震装置の上又は前記免震装置の下に配置され、積層ゴムの積層方向を縦方向とした横揺れ用免震装置と、を有する。
　第９の態様によれば、建物に伝達される縦揺れが、免震装置の積層ゴムの圧縮変形により軽減される。また、建物に伝達される横揺れが、免震装置の上又は下に取付けられた、横揺れ用免震装置の積層ゴムのせん断変形により軽減される。
　これにより、縦揺れと横揺れのいずれも軽減させることができる。
　本開示は、上記構成としてあるので、積層ゴムを圧縮変形させて免震機能を発揮させても、縦方向の剛性が小さい免震装置を提供することができる。
第１実施形態に係る免震装置の基本構成を示す正面図である。 第１実施形態に係る免震装置の基本構成を示す平面図である。 第１実施形態に係る免震装置の面接触部の周波数特性の計算モデルを示す正面図である。 第１実施形態に係る免震装置の面接触部の周波数特性の計算モデルの計算結果をまとめた表である。 第２実施形態に係る免震装置の基本構成を示す正面図である。 第３実施形態に係る免震装置の基本構成を示す正面図である。 第３実施形態に係る免震装置の基本構成を示す平面図である。 第４実施形態に係る免震装置の基本構成を示す正面図である。 第４実施形態に係る免震装置の基本構成を示す平面図である。 第５実施形態に係る免震装置の基本構成を示す正面図である。 第６実施形態に係る免震装置の基本構成を示す正面図である。
（第１実施形態）
　図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂを用いて、第１実施形態に係る免震装置１０について説明する。
　図１Ａの正面図、図１Ｂの平面図に示すように、免震装置１０は、建物の基礎部２６に設置されて建物の柱２４を支持する。なお、本明細書においては、矢印ＵＰの方向を上方としている。
　免震装置１０は、上方及び対向する側面の１つが開放されたベース体１２を備えている。ベース体１２は、平板状に横方向へ延設された底板部１２Ｂと、底板部１２Ｂの両端部から上方へ立設された側壁１２Ｒ、１２Ｌを有している。側壁１２Ｒ、１２Ｌは、免震装置１０に加えられる外力ｆｚを、横方向から受ける受け部として機能する。
　ベース体１２は、鋼材や鉄筋コンクリート等で構築され、アンカーボルトで基礎部２６に固定される。
　ベース体１２の側壁１２Ｌには、積層ゴム１４が取付けられている。積層ゴム１４は、市場に広く普及している一般的な製品であり、所定の弾性を備えたゴム板と鋼鈑を、交互に積層して円柱状、直方体状、又は直方体から角部が縦方向に切り取られた多角形状に形成されている。積層ゴム１４は、積層方向を横方向にして設置され、フランジ１８Ｌで受け部１２Ｌに接合されている。
　ベース体１２には、積層ゴム１４と隣接させて、第１移動体としてのガイド部材２０が設置されている。ガイド部材２０は、鋼材やコンクリート等で形成され、１つの側面に傾斜面２０Ｆが形成された六面体である。ガイド部材２０の側面２０Ｂは、積層ゴム１４のフランジ１８Ｒと接合され、側面２０Ｂと反対側の側面が傾斜面２０Ｆとされている。
　ガイド部材２０は、ベース体１２の上を横方向へ移動可能に設けられ、積層ゴム１４の方向へ移動されて、積層ゴムを圧縮力ｆｘで圧縮する。
　傾斜面２０Ｆの傾斜方向は、正面視において、傾斜面が積層ゴム１４側へ倒れる方向、即ち、ガイド部材２０の上方からベース体１２の底板部１２Ｂへ向けて、積層ゴム１４からの横方向の距離が大きくなる方向へ傾斜している。
　これにより、ガイド部材２０の傾斜面２０Ｆで、後述する伝達部材２２の傾斜面２２Ｆを支持することができる。また、伝達部材２２を縦方向へ移動させれば、傾斜面２２Ｆで傾斜面２０Ｆが横方向へ移動され、ガイド部材２０を横方向へ移動させることができる。
　また、伝達部材２２の底面２２Ｄは、ベース体１２の底板部１２Ｂには達しておらず、底面２２Ｄと底板部１２Ｂの間は空気層２８とされている。この結果、伝達部材２２を縦方向に移動可能とすることができる。
　ガイド部材２０と側壁１２Ｒの間には、第２移動体としての伝達部材２２が、ガイド部材２０の移動方向と直交する方向に挿入されている。即ち、ガイド部材２０は、横方向に移動可能とされており、伝達部材２２は、縦方向へ移動可能とされている。なお、直交の程度は、厳密に９０度である必要はなく、製造誤差等を見込んだ余裕のある角度、例えば、９０度±１０度程度でよい。
　伝達部材２２は、鋼材やコンクリート等で形成され、七面体の１つの側面の一部が傾斜面２２Ｆとされている。伝達部材２２の側面２２Ｒは、縦方向に移動可能に側壁１２Ｒにガイドされている。また、側面２２Ｒと対向する側面の一部が傾斜面２２Ｆとされている。傾斜面２２Ｆと傾斜面２０Ｆは、接触部Ｑで面接触され、移動量調整部として機能する。即ち、伝達部材２２に、縦方向に加えられた外力ｆｚを、接触部Ｑでガイド部材２０へ伝達させ、ガイド部材２０を横方向へ移動させる。
　詳細には、縦方向の外力ｆｚにより、伝達部材２２が縦方向に移動したとき、ガイド部材２０を横方向へ移動させ、積層方向を横方向にした積層ゴム１４を横方向から力ｆｘで圧縮変形させる。このとき、傾斜面２２Ｆと傾斜面２０Ｆにより、伝達部材２２の縦方向への移動量より、ガイド部材２０の横方向の移動量が少なくされている。即ち、免震装置１０の縦方向の剛性を、積層ゴム１４の積層方向の剛性より小さくすることができる。
　この結果、例えば、伝達部材２２で建物の柱２４を支持すれば、縦方向の剛性の小さい積層ゴムで支持することと等価となり、建物の柱２４へ伝達される鉛直固有周期を長周期化することができる。これにより、免震装置１０で縦揺れを軽減させることができる。
　伝達部材２２が移動させるガイド部材２０の移動量は、後述するように、傾斜面２０Ｆと傾斜面２２Ｆが接触部Ｑで面接触する角度で決定される。即ち、傾斜面２０Ｆと傾斜面２２Ｆが面接触する角度を調整することで、伝達部材２２が移動させるガイド部材２０の移動量を調整できる。同時に、免震装置１０の縦方向の剛性を調整することができる。
　ここで、免震装置１０の鉛直固有周波数特性について説明する。
　図２Ａに示すように、傾斜面２０Ｆを通る鉛直線をＧとし、鉛直線Ｇと、傾斜面２０Ｆと傾斜面２２Ｆの接触部Ｑの傾斜角度をθとし、伝達部材２２に、外力ｆｚが下方向へ作用しているという条件において、傾斜角度θを変化させて鉛直固有周波数を求める。
　計算にあたり、ベース体１２、ガイド部材２０及び伝達部材２２は、互いに接触面の鉛直方向のみに力を及ぼし、接触部Ｑにおける摩擦力は無視できるものとする。また、ガイド部材２０と伝達部材２２に作用する重力は無視する。
　また、伝達部材２２に外力ｆｚが下方向へ作用したとき、伝達部材２２は下方向へ移動する。このとき、伝達部材２２の傾斜面２２Ｆと、ガイド部材２０の傾斜面２０Ｆの接触部Ｑにより、ガイド部材２０に横方向の圧縮力Ｆｘが伝達される。この結果、ガイド部材２０は横方向へ移動し、側面２０Ｂが積層ゴム１４を圧縮力Ｆｘで圧縮する。
　先ず、伝達部材２２の上面に、外力ｆｚが下方へ作用し、伝達部材２２が変位δｚだけ、鉛直下方に移動し、ガイド部材２０が横方向へ移動して積層ゴム１４を圧縮し、積層ゴム１４へ圧縮力Ｆｘが作用して、積層ゴム１４がδｘだけ変位されたとする。
　接触部Ｑの傾斜角度はθであるから、作用反作用の法則、力のつり合い、及び物理的形状により、下式（１）、（２）が成立する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　これより、免震装置１０の鉛直剛性Ｋｚは、免震ゴムの圧縮剛性Ｋｘを用いて、式（３）のように表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　また、免震装置１０の鉛直周期Ｔｚは、荷重Ｆｘが作用している時の積層ゴム１４の周期Ｔｘを用いて、式（４）のように表現できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004

　一般に、積層ゴム１４の周期Ｔｘは、積層ゴム１４の面圧σ、内部ゴムシートの圧縮弾性率Ｅｃ、ゴム総厚ｈを用いて、式（５）のように表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　ここで、Ａは、積層ゴム１４の断面積である。
　即ち、同じ面圧σ、内部ゴムシートの圧縮弾性率Ｅｃ、ゴムの総厚ｈを有する積層ゴム１４を用いたとき、積層ゴム１４の鉛直周期は、断面積Ａまたは圧縮力ｆｘに依存しない。
　この時、式（４）から、通常の積層ゴムに比べ、免震装置１０の鉛直周期はα倍延長されることがわかる。ここで、αは式（６）となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　上式を用いて、鉛直固有周波数を求めた結果を図２Ｂに示す。
　外径が異なる積層ゴムＡ、Ｂ、Ｃの３種類について、鉛直固有周波数を求めた。ここに、積層ゴムＡは外径が８００ｍｍ、軸力４９２０ｋＮ、鉛直剛性２４２０ｋＮ／ｍｍ、周期０．０９ｓｅｃ、周波数１１Ｈｚの特性を備え、積層ゴムＢは外径が１０００ｍｍ、軸力１０２００ｋＮ、鉛直剛性３７７０ｋＮ／ｍｍ、周期０．１０４ｓｅｃ、周波数９．５８Ｈｚの特性を備え、積層ゴムＣは外径が１５００ｍｍ、軸力２３０００ｋＮ、鉛直剛性８５４０ｋＮ／ｍｍ、周期０．１０４ｓｅｃ、周波数９．６Ｈｚの特性を備えている。
　図２Ｂに示すように、積層ゴムＡ、Ｂ、Ｃのそれぞれについて、鉛直線Ｇに対する接触部Ｑの傾斜ｔａｎθを、傾斜ｔａｎθの範囲が０．９～０．００１の範囲で変化させて、鉛直周波数を求めた。いずれの積層ゴムＡ、Ｂ、Ｃにおいても、ｔａｎθを小さくすることで、鉛直固有周波数が減少する結果を示した。ここで、従来積層ゴムの周波数は、積層方向を縦にして、積層ゴム１４の縦方向に圧縮力ｆｘを加えた時の特性である。
　即ち、鉛直線Ｇに対する接触部Ｑの傾斜ｔａｎθを０．９～０．００１の範囲に設定すれば、免震装置１０の鉛直固有周波数を減少させ、鉛直剛性を低減することができる。
　なお、傾斜ｔａｎθが０．９～０．００１の範囲は、効果を確認するために定めた範囲であり、本実施形態の権利範囲は、上記範囲に限定されることはない。傾斜ｔａｎθが１未満～０．００１の範囲であれば効果を発揮し、本実施形態の権利範囲に含まれる。
　上述したように、積層ゴム１４を圧縮変形させて免震機能を発揮させても、縦方向の剛性が小さい免震装置を提供することができる。この結果、免震装置１０で、基礎部２６と建物の柱２４間に伝達される縦揺れを軽減させることができる。
（第２実施形態）
　図３を用いて、第２実施形態に係る免震装置３０について説明する。
　図３に示すように、免震装置３０は、ガイド部材３２と伝達部材３４の接触部Ｑに、レール３６と、レール３６に跨るスライダー３８を備えたリニアモーションガイドが設けられている点において、第１実施形態と相違する。相違点を中心に説明する。
　免震装置３０は、ガイド部材３２の傾斜面３２Ｆに、傾斜面３２Ｆと同じ傾斜角度で移動量調整部としてのレール３６が取付けられ、伝達部材３４の傾斜面３４Ｆに、傾斜面３４Ｆと同じ傾斜角度で移動量調整部としてのスライダー３８が取付けられている。スライダー３８は、レール３６に跨り、レール３６上を摺動する。
　本構成とすることにより、伝達部材３４が、外力ｆｚを受けてガイド部材３２の移動方向と交差する方向へ移動することにより、第１傾斜面に設けられたレール３６と、レール３６に跨って摺動する第２傾斜面に設けられたスライダー３８を介して、ガイド部材３２が積層ゴム１４の方向へ移動され、積層ゴム１４を積層方向へ圧縮力ｆｘで圧縮する。
　このとき、伝達部材３４が移動させるガイド部材３２の移動量は、レール３６と、レール３６に跨って摺動するスライダー３８の角度で決定される。即ち、レール３６とスライダー３８の取付け角度を調整することで、伝達部材３４が移動させるガイド部材３２の移動量を調整することができる。
　また、レール３６とスライダー３８を介して移動させるので、摺動時の摩擦力を低減させることができる。
　なお、本実施形態においては、リニアモーションガイドを例にとり説明したが、これに限定されることはなく、例えば、摺動部に金属性ベアリングを用いた、摺動部材であってもよい。
（第３実施形態）
　図４Ａ及び図４Ｂを用いて、第３実施形態に係る免震装置４０について説明する。
　図４Ａ及び図４Ｂに示すように、免震装置４０は、２個の積層ゴム４２Ａ、４２Ｂを対向配置した点において、第１実施形態と相違する。第１実施形態との相違点を中心に説明する。
　免震装置４０のベース体１２には、対向配置された２個の積層ゴム４２Ａ、４２Ｂと、それぞれの積層ゴム４２Ａ、４２Ｂに隣接させて、２個のガイド部材４４Ａ、４４Ｂが対向配置されて取付けられている。ここで、積層ゴム４２Ａのフランジ４８Ｌは、免震装置４０に設けられた側壁１２Ｌと接合され、積層ゴム４２Ｂのフランジ４９Ｒは、側壁１２Ｒと接合されている。
　また、積層ゴム４２Ａのフランジ４８Ｒは、ガイド部材４４Ａと接合され、積層ゴム４２Ｂのフランジ４９Ｌは、ガイド部材４４Ｂと接合されている。また、ガイド部材４４Ａの傾斜面４４ＡＦと、ガイド部材４４Ｂの傾斜面４４ＢＦは、中央部で対向している。
　伝達部材４６は、ガイド部材４４Ａとガイド部材４４Ｂとの間に、縦方向へ移動可能に配置され、伝達部材４６の傾斜面４６ＦＡが傾斜面４４ＡＦと接触部ＱＡで面接触し、傾斜面４６ＦＢが傾斜面４４ＢＦと接触部ＱＢで面接触している。
　本構成によれば、１つの伝達部材４６の縦方向の移動で、２個の積層ゴム４２Ａ、４２Ｂを、ガイド部材４４Ａ、４４Ｂを介して同時に圧縮変形させることができる。これにより、伝達部材４６が大きな外力ｆｚを受けても、積層ゴム４２Ａ、４２Ｂに加える圧縮力ｆｘＡ、ｆｘＢを、２か所に分散させることで低減することができる。この結果、免震装置４０の建物の支持力向上や、個々の積層ゴム４２Ａ、４２Ｂの小型化が図れる。
　なお、本実施形態においては、伝達部材４６とガイド部材４４Ａ、４４Ｂの接触部ＱＡ又はＱＢに、第２実施形態で説明したレール３６と、レール３６に跨るスライダー３８を備えたリニアモーションガイドを用いてもよい。
　また、本実施形態では、２個の積層ゴム４２Ａ、４２Ｂを例に取り説明したが、これに限定されることはなく、４個以上の積層ゴム、及びガイド部材を対向配置する構成でもよい。
（第４実施形態）
　図５Ａ、図５Ｂを用いて第４実施形態に係る免震装置５０について説明する。
　図５Ａに示すように、免震装置５０は、３個の積層ゴム５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃが並列に一方向に配置された点において、第１実施形態と相違する。第１実施形態との相違点を中心に説明する。
　免震装置５０のベース体６２には、３個の積層ゴム５２Ａ、５２Ｂ、５２ＣがＹ軸方向に並列に配置され、それぞれの積層ゴム５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃのフランジ位置に対応させて、Ｙ軸方向の長さが大きくされた、ガイド部材５４が設けられている。
　積層ゴム５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃのフランジ５８Ｌ、５９Ｌ、６０Ｌは、Ｙ軸方向の長さが長くされた側壁６２Ｌと接合され、積層ゴム５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃのフランジ５８Ｒ、５９Ｒ、６０Ｒは、Ｙ軸方向の長くされたガイド部材５４と、それぞれ接合されている。
　また、ガイド部材５４は、横方向に移動可能とされ、中央部に傾斜面５４Ｆが形成され、ガイド部材５４の傾斜面５４Ｆは、伝達部材５６の傾斜面５６Ｆと接触部Ｑで面接触している。伝達部材５６は、縦方向へ移動可能とされている。
　本構成によれば、伝達部材５６の縦方向の移動で、ガイド部材５４を、横方向へ移動させることができる。これにより、伝達部材５６から大きな外力ｆｚが３個の積層ゴム５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃへ同時に伝達される。大きな外力ｆｚは、３個の積層ゴム５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃに分散され、個々の積層ゴム５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃに加えられる圧縮力ｆｘＡ、ｆｘＢ、ｆｘＣを減少させることができる。この結果、免震装置５０の建物の支持力向上や、個々の積層ゴムの小型化を図ることができる。
　なお、本実施形態においては、ガイド部材５４と伝達部材５６の接触面に、第２実施形態で説明したレール３６と、レール３６に跨るスライダー３８を備えたリニアモーションガイドを用いてもよい。
　また、本実施形態では、３個の積層ゴム５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃを例に取り説明したが、これに限定されることはなく、２個、又は４個以上の積層ゴムを並列配置してもよい。
（第５実施形態）
　図６Ａを用いて第５実施形態に係る複合免震装置６０について説明する。
　図６Ａに示すように、複合免震装置６０は、第３実施形態で説明した免震装置４０を有し、免震装置４０のベース体１２の下に、積層方向を縦方向とした積層ゴム６４を備えた、横揺れ用免震装置６２を有している。
　即ち、横揺れ用免震装置６２は、下フランジ６６Ｄで基礎部２６と接合され、上フランジ６６Ｕで免震装置４０のベース体１２の底板部１２Ｂと接合される。また、免震装置４０の伝達部材４６は、上面で建物の柱２４を支持する。
　本構成によれば、免震装置４０の積層ゴム４２Ａ、４２Ｂの圧縮変形により、基礎部２６と建物の柱２４の間に伝達される縦揺れが軽減される。また、横揺れ用免震装置６２の積層ゴム６４のせん断変形により、基礎部２６と建物の柱２４との間に伝達される横揺れが軽減される。
　即ち、縦振動及び横振動のいずれも、複合免震装置６０で軽減させることができる。
　なお、本実施形態では、第３実施形態で説明した免震装置４０を用いて説明したが、第１実施形態、第２実施形態、第４実施形態で説明した免震装置１０、３０、５０のいずれを用いてもよい。
（第６実施形態）
　図６Ｂを用いて第６実施形態に係る複合免震装置７０について説明する。
　図６Ｂに示すように、複合免震装置７０は、第３実施形態で説明した免震装置４０を有し、免震装置４０の伝達部材４６の上に積層方向を縦方向とした積層ゴム６４を備えた横揺れ用免震装置６２を有している。
　即ち、免震装置４０は、ベース体１２の底板部１２Ｂが基礎部２６と接合され、伝達部材４６が下フランジ６６Ｄと接合される。また、横揺れ用免震装置６２の上フランジ６６Ｕで建物の柱２４を支持する。
　本構成によれば、免震装置４０の積層ゴム４２Ａ、４２Ｂの圧縮変形により、基礎部２６と建物の柱２４との間に伝達される縦揺れが軽減される。また、横揺れ用免震装置６２の積層ゴム６４のせん断変形により、基礎部２６と建物の柱２４との間に伝達される横揺れが軽減される。
　即ち、縦振動及び横振動のいずれも、複合免震装置７０で軽減させることができる。
　なお、本実施形態では、第３実施形態で説明した免震装置４０を用いて説明したが、第１実施形態、第２実施形態、第４実施形態で説明した免震装置１０、３０、５０のいずれを用いてもよい。
　日本出願２０１４－０８５５１０の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。

Claims (9)

  1. 　積層ゴムと、
    　前記積層ゴムの積層方向へ移動可能に設けられ、前記積層ゴムを圧縮する第１移動体と、
    　前記第１移動体の移動方向と交差する方向へ移動可能に設けられた第２移動体と、
    　前記第１移動体と前記第２移動体の接触部に設けられ、前記第２移動体に作用する外力を前記第１移動体へ伝えて移動させると共に、前記第１移動体の移動量を、前記第２移動体の移動量より少なくする移動量調整部と、
    　を有する免震装置。
  2. 　両端部から側壁が立設されたベース体を備え、
    　前記積層ゴムは、積層方向を横方向にして一方の前記側壁に取付けられ、
    　前記第１移動体は、前記ベース体に沿って移動可能とされ、
    　前記第２移動体は、前記第１移動体と他方の前記側壁との間を縦方向に移動可能とされている請求項１に記載の免震装置。
  3. 　両端部から側壁が立設されたベース体を備え、
    　前記積層ゴムは、積層方向を横方向にして、複数個が対向配置されて前記側壁に取付けられ、
    　前記第１移動体は、複数個が対向配置され、複数個の前記積層ゴムの積層方向へそれぞれ移動可能とされ、
    　前記第２移動体は、複数の前記第１移動体の間を縦方向に移動可能とされている請求項１に記載の免震装置。
  4. 　両端部から側壁が立設されたベース体を備え、
    　前記積層ゴムは、積層方向を横方向にして、複数個が並列に配置されて前記側壁に取付けられ、
    　前記第１移動体は、複数個の前記積層ゴムの積層方向へ移動可能とされ、
    　前記第２移動体は、前記第１移動体と他方の前記側壁との間を縦方向に移動可能とされている請求項１に記載の免震装置。
  5. 　前記移動量調整部は、
    　前記第１移動体に形成された第１傾斜面と、前記第２移動体に形成され、前記第１傾斜面と面接触する第２傾斜面である請求項１～４のいずれか１項に記載の免震装置。
  6. 　前記移動量調整部は、
    　前記第１移動体に形成された第１傾斜面に設けられたレールと、前記第２移動体に形成され、前記第１傾斜面と対面する第２傾斜面に設けられ、前記レールに跨って摺動するスライダーである請求項１～４のいずれか１項に記載の免震装置。
  7. 　前記第１移動体の前記第１傾斜面は、
    　前記積層ゴムと反対側の側面に形成され、前記積層ゴムの方向へ倒れている請求項５又は６に記載の免震装置。
  8. 　前記第１傾斜面は、
    　前記第１傾斜面と、前記第１傾斜面を通る鉛直線との間の角度をθとしたとき、傾斜ｔａｎθの範囲が０．９～０．００１である請求項７に記載の免震装置。
  9. 　請求項１～８のいずれか１項に記載の免震装置と、
    　前記免震装置の上又は前記免震装置の下に配置され、積層ゴムの積層方向を縦方向とした横揺れ用免震装置と、
    　を有する複合免震装置。
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