JP2017180834A - 免震支承体の連結防振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フランジプレートの浮き上がりに対しても、フランジプレートとボルトの軸部との間の受圧面積を維持し、連結部分への負担を軽減し得る連結防振装置をもたらす。【解決手段】積層ゴム支承体３の連結防振装置１について、取付ボルト２の軸部２２側の内筒９を軸部２２に対してその軸方向に相対移動可能とするとともに、下側フランジプレート３３と軸部２２間に設けられた第１弾性体１０及び外筒７の少なくとも一方と取付ボルト２の頭部２１との間に第２弾性体６を配置するようにした。【選択図】図２

Description

本発明は、免震支承体の連結防振装置に関する。

従来より、建築物の自重を安定性よく支持しながら地震発生時には免震機能を果たす免震装置が知られている。このような免震装置として、一般に、地震発生時に上記建築物を地震動の周期よりも長周期で水平方向に低速で揺動させて地震の入力加速度を低減させるための積層ゴム支承体を建築物と地盤側の基礎との間に設置することが行われている。

このような積層ゴム支承体は、一般に、複数の剛性板と、薄いゴム状弾性板とを上下方向に交互に積層したものが用いられている。積層ゴム支承体の建築物及び基礎への取付は、積層ゴム支承体の上下端面に設けられたフランジプレートを介して取付ボルトを締結することにより行われる。

基礎の揺動により、積層ゴム支承体が水平方向や鉛直方向に変形すると、上記取付ボルトにより連結された部分に回転モーメントによる鉛直方向の引張力や水平方向の引張力、及びこれらが同時に作用することにより生じる回転方向の引張力がかかり、連結部分の破損、積層ゴム支承体の損傷や劣化を生じるおそれがある。

そこで、連結部分にゴム弾性体などの緩衝材を介在させて、連結部分にかかる引張力を低減させる技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１によれば、ボルトとフランジプレートとの間に、一方側がフランジプレート側に固定されるとともに、他方側が建築物又は基礎に固定され、鉛直方向のフランジプレートの浮き上がりに対して、せん断変形を生じつつ追随する弾性体を緩衝材として配置する。これにより、鉛直方向に生じる変位を吸収するとともに、過大な応力を積層ゴム支承体に作用させず、積層ゴム支承体の破損や損傷を防止することができる。

特許５６９４１７５号公報

しかしながら、特許文献１に記載のものでは、実際に鉛直方向への変位が生じたときに、緩衝材である弾性体がせん断変形するため、例えばさらに水平方向の引張力が作用した場合には、フランジプレートと取付ボルトの軸部との間の水平力に対する受圧面積が減少し、連結部分への負担が大きくなるという問題がある。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであって、フランジプレートの浮き上がりに対しても、フランジプレートとボルトの軸部との間の受圧面積を維持し、連結部分への負担を軽減し得る連結防振装置をもたらすことを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明では、免震支承体の連結防振装置について、取付ボルトの軸部側の内筒を軸部に対してその軸方向に相対移動可能とするとともに、フランジプレートと軸部間に設けられた弾性構造の少なくとも一部と取付ボルトの頭部との間にさらに追加の弾性体を配置するようにした。

すなわち、ここに開示する免震支承体の連結防振装置は、上下一対の面板を備え、下部構造と上部構造との間に介装される免震支承体を、上記下部構造及び上記上部構造の少なくとも一方に対し、該免震支承体の浮き上がりを許容しながら上記面板にて取付ボルトにより連結するための連結防振装置であって、上記免震支承体の面板には、上記取付ボルトの軸部を挿通可能なボルト挿通孔が穿設されており、上記ボルト挿通孔に挿入固定された外筒と、上記外筒の内側に配置された筒状の第１弾性体と、上記第１弾性体の内側に配置され、上記取付ボルトの軸部を挿通可能な内筒とを備え、上記取付ボルトは、頭部が上記面板から離隔した状態で、軸部が上記内筒に挿通されて上記下部構造及び上記上部構造の少なくとも一方に締結されるようになっており、上記取付ボルトの頭部と、上記外筒及び上記第１弾性体の少なくとも一方との間には、該取付ボルトの軸部周りに位置する筒状の第２弾性体が設けられ、上記内筒は、上記取付ボルトの軸部に対してその軸方向に相対移動可能に設けられていることを特徴とする。

内筒を上記取付ボルトの軸部に対して相対移動可能に設けることにより、面板の浮き上がり時に内筒側が追従して移動し、水平方向や回転方向の引張力に対する受圧面積の減少を抑制することができるから、水平方向ばねが維持されて取付ボルトの保護及び水平力の伝達性が向上する。

また、取付ボルトの頭部と外筒及び第１弾性体の少なくとも一方との間に第２弾性体が存在することにより、面板が浮き上がったときに面板が直接取付ボルトの頭部に接触することを防止し、取付ボルトにかかる衝撃力を緩和することができる。

さらに、外筒が面板のボルト挿通孔に固定され且つ内筒は取付ボルトの軸部に対して相対移動可能であるため、免震支承体に回転方向の引張力が生じても、取付ボルト周りのこじり入力を解消しやすくなり、回転方向に作用する引張力に対応しやすくなるとともに、取付ボルトと面板とのかじりが抑制される。

好ましい態様では、上記第１弾性体と上記第２弾性体との間にスペーサが設けられ、上記外筒、上記第１弾性体及び上記内筒と、上記第２弾性体とは、上記スペーサを隔てて分離している。これにより、面板の厚さ違いには外筒、第１弾性体及び内筒の設計変更で対応することができ、作業性が向上するとともに、コスト面においても有利となる。

別の好ましい態様では、上記第１弾性体と上記第２弾性体とは連続して一体に形成されている。第１弾性体と第２弾性体とを一体に形成することで、連結防振装置の耐久性が向上する。また、連結防振装置の設置が容易となる。

好ましい態様では、上記第１弾性体は、複数の筒状弾性体と筒状剛性部材とが半径方向に交互に積層された積層構造を有している。取付ボルトと内筒との間にかじりが生じた場合であっても、第１弾性体が積層構造を有していることにより、せん断変形で面板の浮き上がりに追従するため、取付ボルトの保護機能を維持することができる。また、かじりの発生を防止すべくボルト挿通孔を大きくする等の措置を講ずる必要が無いため、容易に設置することができる。

好ましい態様では、上記取付ボルトの頭部と上記第２弾性体との間にワッシャが配置されている。これにより、面板浮き上がり時に、第２弾性体が取付ボルトの頭部に接触するような場合であっても、ワッシャを設けていることで、第２弾性体に係る衝撃力を緩和し、第２弾性体の劣化を防止することができる。

好ましい態様では、上記免震支承体は、上記上下一対の面板間に、複数のゴム状弾性板及び剛性板が交互に積層された積層体を備えている。これにより、建築構造物や土木建築物の免震構造、水平力分散構造として、地盤側の基礎等の下部構造と、例えばビル、橋梁、塔等の上部構造との間に介装され得る。

好ましい態様では、上記取付ボルトの軸部は、上記下部構造又は上記上部構造のベースプレートに締結されている。これにより、ベースプレートの交換のみで種々のボルトサイズに対応することができる。

好ましい態様では、上記外筒の内周面は、上記取付ボルトの頭部側に向かって拡径された外筒凹部を有しており、上記第１弾性体は、上記外筒の内周面に沿うように上記取付ボルトの頭部側に向かって拡径された段差部を有しており、上記内筒の外周面は、上記第１弾性体の内周面に沿うように上記取付ボルトの頭部側に向かって拡径された内筒凸部を有している。これにより、面板が浮き上がったときに、内筒が外筒に追従して確実に上昇し得る。

好ましい態様では、上記外筒は、上記面板にボルト固定されている。これにより、浮き上がった面板が下降するときに、外筒を面板とともに確実に下降させることができる。

好ましい態様では、上記取付ボルトと上記内筒との間に、筒状の保護用スペーサが配置されており、上記取付ボルトは、上記保護用スペーサに挿通固定されており、上記内筒は、上記保護用スペーサに対し相対移動可能に設けられている。これにより、面板の移動に伴う取付ボルトへの水平方向の負荷を低減させる、すなわちせん断負荷を抑制することができる。

以上述べたように、本発明によると、内筒を上記取付ボルトの軸部に対して相対移動可能に設けることにより、面板の浮き上がり時に内筒側が追従して移動し、水平方向や回転方向の引張力に対する受圧面積の減少を抑制することができるから、水平方向ばねが維持されて取付ボルトの保護及び水平力の伝達性が向上する。また、取付ボルトの頭部と外筒及び第１弾性体の少なくとも一方との間に第２弾性体が存在することにより、面板が浮き上がったときに面板が直接取付ボルトの頭部に接触することを防止し、取付ボルトにかかる衝撃力を緩和することができる。さらに、外筒が面板のボルト挿通孔に固定され且つ内筒は取付ボルトの軸部に対して相対移動可能であるため、免震支承体に回転方向の引張力が生じても、取付ボルト周りのこじり入力を解消しやすくなり、回転方向に作用する引張力に対応しやすくなるとともに、取付ボルトと面板とのかじりが抑制される。

図１は、本発明の第１実施形態に係る連結防振装置を備えた免震連結支承体の取付状態を模式的に示す断面図である。 図２は、図１に示す連結防振装置の拡大断面図である。 図３は、図１に示す免震連結支承体の使用状態を模式的に示す断面図である。 図４は、図１に示す免震連結支承体の使用状態を模式的に示す断面図である。 図５は、本発明の第２実施形態に係る連結防振装置の図２相当図である。 図６は、本発明の第３実施形態に係る連結防振装置の図２相当図である。 図７は、本発明の第４実施形態に係る連結防振装置の縦断面図である。 図８は、本発明の第５実施形態に係る連結防振装置の図７相当図である。 図９は、本発明の第６実施形態に係る連結防振装置の図７相当図である。 図１０は、本発明の第６実施形態に係る連結防振装置の図７相当図である。 図１１は、本発明の第６実施形態に係る連結防振装置の図７相当図である。 図１２は、本発明の第６実施形態に係る連結防振装置を備えた免震連結支承体の使用状態を模式的に示す図４相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。

（第１実施形態）
＜積層ゴム支承体について＞
図１に示すように、本実施形態に係る連結防振装置１が適用される積層ゴム支承体（免震支承体）３は、複数のゴム状弾性板３４及び剛性板３５が交互に積層された積層体３１と、この積層体３１の上面及び下面に設けられた上下一対のフランジプレート（面板）３２，３３とを備えている。

積層ゴム支承体３は、建築構造物や土木建築物の免震構造、水平力分散構造として、地盤側の基礎等の下部構造１６と、例えばビル、橋梁、塔等の上部構造１５との間に介装されている。上部構造１５及び下部構造１６の各々下面及び上面には、積層ゴム支承体３を取り付けるための上側ベースプレート４２及び下側ベースプレート４３が設けられており、積層ゴム支承体３は、上記フランジプレート３２，３３を介して、ベースプレート４２，４３にボルト締結されている。上部構造１５及び下部構造１６は、ベースプレート４２，４３を備えることで、ベースプレート４２，４３の交換のみで種々のボルトサイズに対応することができる。

積層体３１のゴム状弾性板３４は、下部構造１６の揺動を吸収して上部構造１５への伝達を抑制するためのものである。ゴム状弾性板３４は、例えば５００ｍｍ〜２０００ｍｍの外径を有するように、天然ゴムもしくは合成ゴムをベースとして、例えばマイカやフェライト等の配合剤を添加することにより高減衰の特性を有するようにしたものであり、予め加硫成形されて１枚毎に形成されたものである。

剛性板３５は、積層ゴム支承体３に上部構造１５の荷重を支持するための耐力を与えるものである。剛性板３５は、所定の板厚を有する例えば鋼板等の金属板材により形成されたものであり、上記各ゴム状弾性板３４よりも所定寸法だけ大きい外径を有するように形成されている。

ゴム状弾性板３４及び剛性板３５間、並びに、ゴム状弾性板３４及びフランジプレート３２，３３間の接触面は、加硫接着により一体的に形成されている。

積層ゴム支承体３は、水平方向のあらゆる向きの揺れに対応できるように、円柱形状とすることが好ましいが、四角形、五角形などの多角形状であってもよい。積層ゴム支承体３の形状や構成態様に応じて、ゴム状弾性板３４、剛性板３５、フランジプレート３２，３３の形状等は適宜選択され得る。

フランジプレート３２，３３は、積層ゴム支承体３を各々上部構造１５及び下部構造１６に取り付けるための板状部材であり、鋼板、鉄板、アルミ板、銅板、ＳＵＳ板等の金属板以外に、硬質プラスチック板を使用してもよい。

フランジプレート３２，３３の厚さは、特に限定されるものではないが、一般的に公知の厚さを採用することができ、積層ゴム支承体３を確実に上部構造１５及び下部構造１６に固定するとともに、積層ゴム支承体３の強度を向上させる観点から、例えば２０ｍｍ〜８０ｍｍとすることができる。

上側フランジプレート３２には、一般的なボルト挿通孔３２Ａが複数箇所、例えば８〜１６箇所穿設されている。積層ゴム支承体３は、上側フランジプレート３２を介して、１６本の一般的なボルト（図示せず。）により、上部構造１５の下面に設けられた上側ベースプレート（ベースプレート）４２に固定保持されている。

また、下側フランジプレート３３にも、上記取付ボルト２の軸部２２を挿通可能なボルト挿通孔３３Ａが上側フランジプレート３２のボルト挿通孔３２Ａと同じ数だけ穿設されている。積層ゴム支承体３は、下側フランジプレート３３を介して、取付ボルト２により、下部構造１６の上面に設けられた下側ベースプレート（ベースプレート）に固定保持されている。

ボルト挿通孔３２Ａ，３３Ａの形状は、特に限定されるものではなく、一般的に公知の形状を採用することができ、例えば、軸方向に垂直な断面の形状が円形のものに限らず、楕円形や多角形などの形状を採用することができる。

ボルト挿通孔３２Ａ，３３Ａに挿通される、上記ボルト及び取付ボルト２のサイズは、特に限定されるものではないが、一般的なサイズのものを用いることができ、例えばＭ３０〜Ｍ４２等のサイズのものを用いることができる。

ボルト挿通孔３２Ａ，３３Ａの径は、特に制限されるものではなく、上記取付ボルト２のサイズ及び連結防振装置１の取付けの有無に応じて適宜調節され得るが、連結防振装置１を取付ける場合には、取付ボルト２の十分な保護機能を付与する観点から、例えば４０ｍｍ〜１００ｍｍとすることができる。

ボルト挿通孔３２Ａ，３３Ａの数及び各々に締結されるボルト数は、強度の観点から、同数であることが好ましいが、これに限られるものではない。

＜連結防振装置について＞
そして、図２に示すように、下側フランジプレート３３と取付ボルト２の間には、本実施形態に係る連結防振装置１が配置されている。

連結防振装置１は、積層ゴム支承体３の浮き上がりを許容しながら下側フランジプレート３３と取付ボルト２とを連結する役割を有する。

図２に示すように、連結防振装置１は、ボルト挿通孔３３Ａに挿入固定された外筒７と、外筒７の内側に配置された筒状の第１弾性体１０と、上記第１弾性体１０の内側に配置され、上記取付ボルト２の軸部２２を挿通可能な内筒９とを備えている。

外筒７は、第１弾性体１０を補強しつつ、下側フランジプレート３３の動きに対して確実に追従するようにボルト挿通孔３３Ａに固定されるとともに、連結防振装置１及び取付ボルト２が下側フランジプレート３３の動きにより損傷劣化するのを防ぐ役割を有する。

下側フランジプレート３３のボルト挿通孔３３Ａの内周面及びその積層体３１側の出口周辺を覆うように密着固定されている。外筒７は、例えば、鋼、鉄、アルミ、銅、ＳＵＳ等の金属、硬質プラスチック等を使用することができ、下側フランジプレート３３と同一の材料を使用してもよい。外筒７は、ボルト挿通孔３３Ａに嵌合されて密着固定可能となるように、ボルト挿通孔３３Ａの形状に合わせた形状とすることができる。外筒７は、筒状であり、図２に示すように、軸方向の高さは下側フランジプレート３３の厚さと同程度であり、特に下側ベースプレート４３側は下側フランジプレート３３から突出しないように形成されている。また、取付ボルト２の頭部２１側は、図２に示すように下側フランジプレート３３から突出するサイズであってもよい。外筒７の半径方向の厚さは、特に制限されるものではないが、下側フランジプレート３３に確実に固定する観点から、ボルト挿通孔３３Ａ内に位置する部分については例えば２ｍｍ〜１０ｍｍ、下側フランジプレート３３から突出する部分については、下側フランジプレート３３及び取付ボルト２の保護の観点から、例えば２ｍｍ〜１０ｍｍとすることができる。外筒７の下側フランジプレート３３から取付ボルト２の頭部２１側に突出する部分の軸方向の高さは、下側フランジプレート３３及び取付ボルト２の保護の観点から、例えば３０ｍｍ〜５０ｍｍとすることができる。

第１弾性体１０は、下側フランジプレート３３の動き、特に水平方向の引張力を吸収して取付ボルトにかかる負担を軽減するためのものであり、天然ゴムもしくは合成ゴムを用いることができる。

第１弾性体１０は、外筒７と例えば加硫接着等で密着固定されている。

第１弾性体１０の水平方向のばね定数は、特に制限されるものではないが、下側フランジプレート３３の動きを吸収して取付ボルト２にかかる負担を軽減する観点から、例えば１ｋＮ／ｍｍ〜２０ｋＮ／ｍｍとすることができる。

第１弾性体１０の形状は、筒状であり、外周形状は外筒７の内径に沿った形状であることが好ましく、内周形状は内筒９の外周に沿った形状であることが好ましい。第１弾性体１０の軸方向の高さは、十分な水平方向ばねを維持し取付ボルト２を保護する観点から、下側フランジプレート３３の厚さと同程度であることが好ましい。

第１弾性体１０の半径方向の厚さは、特に制限されるものではないが、下側フランジプレート３３の水平方向の動きを吸収する十分な水平方向ばねを付与する観点から、例えば２ｍｍ〜１０ｍｍとすることができる。

また、後述するように、第１弾性体１０は、天然ゴムもしくは合成ゴムの筒状弾性体と筒状剛性部材との積層構造としてもよい。詳細は第２実施形態において説明する。

内筒９は、外筒７と同様の材料を使用することができる。内筒９は、取付ボルト２の軸部２２に対してその軸方向に相対移動可能に設けられている。内筒９の内周の形状及びサイズは取付ボルト２の軸部２２の軸方向に垂直な断面の形状及びサイズと同一とすることができる。内筒９の半径方向の厚さは、特に制限されるものではないが、連結防振装置１を補強・保護する観点から、周方向及び軸方向に一定であることが好ましく、例えば２ｍｍ〜１０ｍｍとすることができる。内筒９の外周形状は、特に限定されるものではないが、内筒９の厚さが周方向に一定の場合には、内筒９の内周形状と同様の形状となる。内筒９の軸方向の高さは、取付ボルト２の保護及び連結防振装置１の補強・保護の観点から、下側フランジプレート３３の厚さと同程度であることが好ましい。内筒９は、第１弾性体１０と例えば加硫接着等で密着固定されている。

なお、外筒７、第１弾性体１０及び内筒９は、下部構造１６の下側ベースプレート４３には固定されていない。外筒７、第１弾性体１０及び内筒９は、取付ボルト２の軸部２２に対してその軸方向に相対移動可能に設けられている。

また、取付ボルト２は、その頭部２１が下側フランジプレート３３から離隔した状態で、その軸部２２が内筒９に挿通されて下側ベースプレート４３に締結されるようになっている。そして、取付ボルト２の頭部２１と、外筒７及び第１弾性体１０との間には、取付ボルト２の軸部２２周りに位置する筒状の第２弾性体６が設けられている。

下側フランジプレート３３の浮き上がり時に、下側フランジプレート３３が取付ボルト２に直接接触すると、取付ボルト２への衝撃が大きく、取付ボルト２の損傷、破損を招く虞がある。第２弾性体６は、下側フランジプレート３３の浮き上がり時に、下側フランジプレート３３が、特に取付ボルト２の頭部２１に直接接触するのを防止し、取付ボルト２にかかる負担を軽減する役割を有している。本実施形態に係る連結防振装置１においては、図１及び図２に示すように、第２弾性体６は、取付ボルト２の頭部２１と、外筒７及び第１弾性体１０との間の空間を埋めるように設けられている。本構成によれば、鉛直方向や水平方向、回転方向の引張力により下側フランジプレート３３が浮き上がった時に、下側フランジプレート３３は頭部２１に直接接触することが防止される。また、下側フランジプレート３３の浮き上がりに伴って第２弾性体６は収縮するため、第２弾性体６の復元力により均一に下側フランジプレート３３が押し戻されて、下側フランジプレート３３の位置の回復が容易となるとともに、下側フランジプレート３３の回復時にかかり得る取付ボルト２への負担が軽減される。なお、第２弾性体６の鉛直方向の厚さは、適宜変更することができる。また、第２弾性体６の材質としては、第１弾性体１０と同様に天然ゴムや合成ゴム等の材料を用いることができる。第１弾性体１０と第２弾性体６の材料は同じでもよく異なっていてもよい。

また、第２弾性体６の鉛直方向のばね定数は、特に制限されるものではないが、下側フランジプレート３３の動きを吸収して取付ボルト２にかかる負担を軽減する観点から、例えば５０Ｎ／ｍｍ〜１ｋＮ／ｍｍとすることができる。第１弾性体１０と第２弾性体６のばね定数は、同じでもよく異なっていてもよい。

第１弾性体１０と第２弾性体６の材料やばね定数は、連結防振装置１が適用される上部構造１５や下部構造１６の設置状況・種類等によって適宜選択され得る。

第２弾性体６の形状は、筒状であり、その内周形状は取付ボルト２の軸部２２の外周形状と同様の形状とすることができる。第２弾性体６の半径方向の厚さは、周方向及び軸方向に一定であってよいし、また図１及び図２に示すように、ワッシャ５及びスペーサ８の接着部分に近づく程厚く、ワッシャ５及びスペーサ８の中間位置あたりで薄い厚さとなるように構成してもよい。なお、第２弾性体６の内周面は、鉛直方向圧縮による変形時に取付ボルト２の軸部２２との擦れによる損傷・劣化を防ぐ観点から、軸部２２の外周面から例えば５ｍｍ〜２０ｍｍ程度離れていることが望ましい。従って、第２弾性体６の内径は、例えば４０ｍｍ〜１００ｍｍとすることができる。また、第２弾性体６の外径は、特に制限されるものではないが、下側フランジプレート３３の浮き上がりに対して取付ボルト２を保護すべく十分な鉛直方向ばねを付与する観点から、例えば３０ｍｍ〜８０ｍｍとすることができる。

図２に示すように、第２弾性体６は、取付ボルト２の頭部２１と、外筒７及び第１弾性体１０との間に配置されている。第２弾性体６は、取付ボルト２の頭部２１と、外筒７又は第１弾性体１０のいずれか一方との間に配置される構成としてもよい。

取付ボルト２の頭部２１と第２弾性体６との間にワッシャ５が配置されている。ワッシャ５は設ける構成としてもよいし、設けない構成としてもよい。ワッシャ５を設けた場合には、以下の作用効果を有する。すなわち、本実施形態に係る連結防振装置１では、下側フランジプレート３３が浮き上がると第２弾性体６は取付ボルト２の頭部２１に接触する。ワッシャ５を設けることにより、接触時に生じる衝撃力を緩和して第２弾性体６の劣化を防止することができる。ワッシャ５は、外筒７と同様の材料を使用することができる。ワッシャ５の形状は、特に制限されるものではないが、一般的に公知な例えば円形のドーナツ形状のものを採用することができる。ワッシャ５の内径は、特に制限されるものではなく、一般的に公知のサイズとすることができ、例えば３０ｍｍ〜５０ｍｍとすることができる。ワッシャ５の外径は、特に制限されるものではなく、一般的に公知のサイズとすることができ、例えば５０ｍｍ〜８０ｍｍである。ワッシャ５の軸方向の高さ（取付ボルト２の軸部２２の軸方向の厚さ）は、特に制限されるものではなく、一般的に公知のサイズとすることができ、取付ボルト２及び第２弾性体６の保護の観点から、例えば４．０ｍｍ〜１０ｍｍとすることができる。また、例えば、取付ボルト２の頭部２１の径が第２弾性体６を覆うように十分大きい場合等は、上記衝撃力は、第２弾性体６全体にかかるため、ワッシャ５を設けない構成としてもよい。

第１弾性体１０と第２弾性体６との間にはスペーサ８が設けられている。外筒７、第１弾性体１０及び内筒９と、第２弾性体６とは、スペーサ８を隔てて分離している。これにより、下側フランジプレート３３の厚さ違いには外筒７、第１弾性体１０及び内筒９の設計変更で対応することができ、作業性が向上するとともに、コスト面においても有利となる。スペーサ８は、外筒７と同様の材料を使用することができる。スペーサ８の内径は、特に制限されるものではなく、作業性向上及びコスト面の観点から、例えば３０ｍｍ〜５０ｍｍとすることができる。スペーサ８の外径は、特に制限されるものではなく、作業性向上及びコスト面の観点から、例えば５０ｍｍ〜８０ｍｍとすることができる。スペーサ８の軸方向の高さ（取付ボルト２の軸部２２の軸方向の厚さ）は、特に制限されるものではなく、作業性向上及びコスト面の観点から、例えば２ｍｍ〜１０ｍｍとすることができる。また、スペーサ８を設けない構成としてもよく、この場合には、第３実施形態で後述するように第１弾性体１０と第２弾性体６とを連続して一体に形成することが好ましい。

ワッシャ５、第２弾性体６及びスペーサ８は互いの接触面を例えば加硫接着などで固定させてもよいし、互いに分離させた構成としてもよい。また、スペーサ８は、外筒７、第１弾性体１０及び内筒９とは、非接着の状態とすることが好ましい。

図３は、本実施形態に係る連結防振装置１を備えた積層ゴム支承体３について、下部構造１６の揺動により生じた鉛直方向の引張力に応じて下側フランジプレート３３が浮き上がった状態を示している。本実施形態に係る連結防振装置１によれば、内筒９を取付ボルト２の軸部２２に対して相対移動可能に設けているため、図３に示すように、例えば下側フランジプレート３３が鉛直方向に浮き上がった時には、内筒９側が下側フランジプレート３３の動きに追従して移動する。従って、浮き上がった状態でさらに水平方向や回転方向の引張力が作用した場合であっても、内筒９と下側フランジプレート３３との間の受圧面積の減少を抑制することができ、取付ボルト２の保護及び水平力の伝達性が向上する。また、取付ボルト２の頭部２１と外筒７及び第１弾性体１０との間の空間を埋めるように第２弾性体６が存在することにより、下側フランジプレート３３が浮き上がった時の取付ボルト２にかかる衝撃力が緩和される。

また、図４は、本実施形態に係る連結防振装置１を備えた積層ゴム支承体３について、下部構造１６の揺動により生じた回転方向の引張力に応じて下側フランジプレート３３の一部が浮き上がった状態を示している。外筒７は下側フランジプレート３３のボルト挿通孔３３Ａに固定されているとともに、内筒９は取付ボルト２の軸部２２に対して相対移動可能であるため、こじり入力を解消しやすくなり、回転方向に作用する引張力に対応しやすくなる。そして、取付ボルト２と下側フランジプレート３３とのかじりが抑制される。

また、外筒７、第１弾性体１０及び内筒９と、第２弾性体６とがスペーサ８を介して分離構造を有しているため、鉛直方向の引張力と回転方向の引張力が同時に生じた場合であっても、第２弾性体６の復元力が下側フランジプレート３３に均一に伝わる。

なお、本実施形態において、連結防振装置１は、下部構造１６側の下側ベースプレート４３と下側フランジプレート３３との連結部分に設置されているが、上部構造１５側の上側ベースプレート４２と上側フランジプレート３２との連結部分に設置されてもよい。また、下部構造１６側と上部構造１５側の両方に設置されていてもよい。

（第２実施形態）
以下、本発明に係る他の実施形態について詳述する。なお、これらの実施形態の説明において、第１実施形態と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

本実施形態において、第１弾性体１０は、図５に示すように、筒状弾性体１０Ａと中間筒１０Ｂと筒状弾性体１０Ｃとにより構成されている。すなわち、本実施形態において、第１弾性体１０は、２つの筒状弾性体１０Ａ，１０Ｃと、筒状剛性部材としての中間筒１０Ｂとが半径方向に交互に積層された積層構造を有している。第１弾性体１０は、さらに３以上の筒状弾性体及び２以上の筒状剛性部材を備えた積層構造としてもよい。

筒状弾性体１０Ａ，１０Ｃは、第１実施形態の第１弾性体１０と同様の材料を用いることができる。筒状弾性体１０Ａ，１０Ｃと、中間筒１０Ｂは、例えば一体成形等により互いに接着固定されている。

筒状弾性体１０Ａ，１０Ｃの半径方向の厚さは、特に制限されるものではないが、下側フランジプレート３３の水平方向の動きを吸収する十分な水平方向ばねを付与する観点から、例えば２ｍｍ〜１５ｍｍとすることができる。筒状弾性体１０Ａ，１０Ｃの半径方向の厚さは、互いに同一としてもよく、互いに異なる厚さとしてもよい。

中間筒１０Ｂは、外筒７及び内筒９と同様の材料を用いることができる。筒状弾性体１０Ａ，１０Ｃの水平方向のばね定数は、第１実施形態の第１弾性体１０と同様であってよい。筒状弾性体１０Ａ，１０Ｃの水平方向のばね定数は、同一であっても異なっていてもよい。

中間筒１０Ｂの半径方向の厚さは、特に限定されるものではなく、水平方向に生じる応力を筒状弾性体１０Ａ，１０Ｃ全体に水平方向に均一に伝える観点から、軸方向及び周方向について一定であることが望ましく、例えば２ｍｍ〜１５ｍｍとすることができる。中間筒１０Ｂの軸方向の高さは内筒９の軸方向の高さと同一とすることが好ましい。

本構成によれば、ボルト挿通孔３３Ａを大きくしなくても、取付ボルト２と下側フランジプレート３３とのかじりを抑制することができるので、通常の径のボルト挿通孔であっても容易に設置できる。また、例えば取付ボルト２と内筒９とが引っ掛かったような場合であっても、第１弾性体１０が積層構造を有していることにより、せん断変形で下側フランジプレート３３の浮き上がりに追従するため、取付ボルト２の保護機能を維持することができる。さらに下側フランジプレート３３の浮き上がり後も水平方向ばねの減少が抑制される。また、第２弾性体６は、第１実施形態と同様に、取付ボルト２の頭部２１と外筒７及び第１弾性体１０との間の空間を埋めるように配置されているため、外筒７及び第１弾性体１０の少なくとも一方が第２弾性体６により弾性圧接されており、下側フランジプレート３３の元の位置に戻ろうとする原点復元力を維持することができる。

（第３実施形態）
第１及び第２実施形態において、第１弾性体１０と第２弾性体６とはスペーサ８を介して分離構造を有していたが、本実施形態に係る連結防振装置１では、図６に示すように、スペーサ８を備えず、第１弾性体１０の筒状弾性体１０Ａ，１０Ｃと、第２弾性体６とは、連続して一体に形成されている。すなわち、例えば外筒７、中間筒１０Ｂ、内筒９、及びワッシャ５の剛性材料部品と、第１弾性体１０及び第２弾性体６の弾性体部品とが加硫接着されて一体的に成形された構成とすることができる。

本構成によれば、第１弾性体１０、第２弾性体６を一体に形成することで、連結防振装置１の耐久性が向上する。また、連結防振装置１の設置が容易となる。

（第４実施形態）
本実施形態に係る連結防振装置１では、図７に示すように、取付ボルト２と内筒９との間に、筒状の保護用スペーサ１８を配置する構成となっている。

保護用スペーサ１８は、取付ボルト２を保護するためのものであり、図７に示すように、軸方向に延びる筒状部分１８Ａと、水平方向に延びる板状部分１８Ｂとを備えている。

軸方向に延びる筒状部分１８Ａは、その内側に取付ボルト２の軸部２２を挿通させるための孔を備えた円筒状に形成されている。取付ボルト２の軸部２２は、この筒状部分１８Ａの孔に挿通固定される。これにより、下側フランジプレート３３の移動に伴って生じる、取付ボルト２に対する水平方向の負荷、すなわち取付ボルト２にかかるせん断負荷を効果的に抑制することができる。

また、水平方向に延びる板状部分１８Ｂは、取付ボルト２の頭部２１を保護するためのものであり、筒状部分１８Ａのうち頭部２１に接する個所から水平方向外周側に延びた円板状に形成されている。そして、取付ボルト２の頭部２１は、上記板状部分１８Ｂにより支持されている。板状部分１８Ｂを設けることで、取付ボルト２に対する水平方向の負荷に加え、鉛直方向の負荷についても抑制することができる。なお、板状部分１８Ｂを設けていることから、ワッシャ５の設置を省略することができる。

保護用スペーサ１８の材質は、特に限定されるものではなく、外筒７と同様の材料を用いて形成することができる。

第１〜第３実施形態に係る連結防振装置１では、内筒９は取付ボルト２の軸部２２に対し軸方向に相対移動可能に設けられていたが、第４実施形態に係る連結防振装置１では、内筒９は保護用スペーサ１８の筒状部分１８Ａに対し軸方向に相対移動可能に設けられている。なお、内筒９の内周面と保護用スペーサ１８との軸方向に延びる筒状部分１８Ａとの間には僅かな隙間９Ｃが形成されている。隙間９Ｃを設けることで、下側ベースプレート４３のボルト孔位置と下側フランジプレート３３のボルト挿通孔３３Ａとの位置ずれを吸収し、施工時の組付け性が向上する。隙間９Ｃの径方向の大きさ、すなわち保護用スペーサ１８の筒状部分１８Ａの外周面と内筒９の内周面との距離は、例えば０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度とすることができる。

また、保護用スペーサ１８の筒状部分１８Ａの外周面と、内筒９の内周面とは、摺動面となるが、双方のうちの少なくとも一方の摺動面に、摺動時の摩擦低減の観点から、例えばグリス等の潤滑剤の塗布や、例えばグラファイト、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ）、二硫化モリブデン、潤滑メッキ等の各種表面処理を施す構成としてもよい。本構成によれば、摺動面の摩擦低減により、摺動時の異音の発生や、摺動面の摩耗、損傷等を防止することができる。

第２弾性体６は、第３実施形態と同様に、第１弾性体１０と連続して一体に成形されている一方、後述するように、体積が大幅に低減された構成となっている。具体的には、第６実施形態の説明において後述するように、軸方向の厚さが薄い構成となっており、第２弾性体６における取付ボルト２の頭部２１側の表面と保護用スペーサ１８の水平方向に延びた板状部分１８Ｂの下面との間にはクリアランスＣＬが設けられている。さらに、第２弾性体６の内周面と保護用スペーサ１８との間には、内筒９と保護用スペーサ１８との間の隙間９Ｃと同様に、間隙６Ｃが設けられている。なお、間隙６Ｃの径方向の大きさ、すなわち保護用スペーサ１８の筒状部分１８Ａの外周面と第２弾性体６の内周面との距離は、第２弾性体６の体積を低減させるとともに第２弾性体６の損傷を防ぐ観点から、隙間９Ｃよりも大きな構成となっており、具体的には例えば１ｍｍ〜２０ｍｍとすることができる。第２弾性体６の体積を低減させることで、よりコンパクトな連結防振装置１を得ることができる。

（第５実施形態）
本実施形態に係る連結防振装置１では、第４実施形態に係る連結防振装置１の構成に加えて、図８に示すように、外筒７、第１弾性体１０、及び内筒９に段差構造を設ける、すなわち、外筒凹部７１、段差部１０Ｅ、及び内筒凸部９１を設ける構成となっている。

外筒凹部７１は、外筒７の内周面であって、取付ボルト２の頭部２１側に設けられており、その頭部２１側に向かって拡径された形状に形成されている。

段差部１０Ｅは、第１弾性体１０に設けられており、外筒７の内周面に沿うように取付ボルト２の頭部２１側に向かって拡径された形状を有している。具体的には、第１弾性体１０の外周面及び内周面が、ともに取付ボルト２の頭部２１側に向かって拡径されるように形成されて、段差部１０Ｅを構成している。換言すると、第１弾性体１０の外周面及び内周面は、外筒７の内周面に沿って、外筒７の外筒凹部７１の形状に追従するように、拡径された形状となっている。

内筒凸部９１は、内筒９の外周面に設けられており、第１弾性体１０の内周面に沿うように取付ボルト２の頭部２１側に向かって拡径された形状を有している。

外筒７、第１弾性体１０、及び内筒９は、互いに接着固定されているため、下側フランジプレート３３の浮き上がりに応じて外筒７が上昇したときには、第１弾性体１０及び内筒９もその動きに追従して上昇する。この上昇は、第１〜第４実施形態に係る連結防振装置１では、ほぼ内筒９、第１弾性体１０、及び外筒７間の接着力のみにより支持されている。この点、本構成によれば、外筒凹部７１、段差部１０Ｅ、及び内筒凸部９１からなる段差構造を設けることで、第１弾性体１０及び外筒７による内筒９の支持力が向上する。そうして、下側フランジプレート３３の浮き上がりに際し、内筒９を外筒７の動きに追従させて確実に取付ボルト２の頭部２１側へ上昇させることができる。

なお、本実施形態では、段差部１０Ｅは、一段であるが、必要に応じて多段に構成してもよい。また、外筒凹部７１、段差部１０Ｅ、及び内筒凸部９１からなる段差構造の位置は、図８に示すように取付ボルト２の頭部２１側に設けられているが、下側ベースプレート４３側に設ける構成としてもよい。

外筒７の外筒凹部７１の径方向の厚さは、特に限定されるものではなく、外筒７、第１弾性体１０及び内筒９のうちボルト挿通孔３３Ａに挿入された部分全体の径方向の厚さの範囲内で連結防振装置１の構成に応じて適宜変更し得る。また、第１弾性体１０における段差部１０Ｅの径方向の最大厚さについても、特に限定されるものではなく、上記範囲内で連結防振装置１の構成に応じて適宜変更し得る。さらに、内筒９の内筒凸部９１の径方向の最大厚さについても、特に限定されるものではなく、上記範囲内で連結防振装置１の構成に応じて適宜変更し得る。

（第６実施形態）
本実施形態に係る連結防振装置１では、第５実施形態に係る連結防振装置１の構成に加え、図９〜図１１に示すように、外筒７を下側フランジプレート３３にボルト固定する構成となっている。

図９に示す構成では、外筒７のうち、下側フランジプレート３３から突出する部分が延設されて外筒延設部７２が設けられている。外筒延設部７２は、ボルト挿通孔３３Ａ周りに円形に形成されている。そして、外筒延設部７２には、複数の外筒ボルト穴７２Ａが形成されている。下側フランジプレート３３の取付ボルト２の頭部２１側の表面には、外筒７が配置されたときに複数の外筒ボルト穴７２Ａが形成された位置に相当する位置に外筒ボルト締結孔３３Ｂが設けられている。そうして、外筒取付ボルト７３が、外筒ボルト穴７２Ａを介して、外筒ボルト締結孔３３Ｂに締結されることにより、外筒７は、下側フランジプレート３３にボルト固定される。なお、図９に示すように、積層体３１のせん断変形に伴い生じるせん断力の作用による外筒７のボルト固定構造の破損を防止する観点から、外筒取付ボルト７３と外筒ボルト穴７２Ａとの間にカラー７８を配置する構成としてもよい。

本構成は、図１０に示すように、外筒延設部７２の外側に外筒取付部材７２Ｂを設ける構成としてもよい。本構成では、外筒ボルト穴７２Ａは、外筒取付部材７２Ｂに設けられており、外筒取付部材７２Ｂが下側フランジプレート３３にボルト固定される。そうして、外筒取付部材７２Ｂと下側フランジプレート３３との間に外筒７の外筒延設部７２が保持されることで、外筒７は下側フランジプレート３３にボルト固定される構成となっている。

また、図１１に示す構成では、外筒７及び下側フランジプレート３３の下側ベースプレート４３側には、それぞれ外筒溝部７５及び下側フランジプレート溝部３３Ｃが形成されている。外筒溝部７５及び下側フランジプレート溝部３３Ｃにおける、取付ボルト２の頭部２１側の面は、図１１に示すように、面一となっている。そして、これら外筒溝部７５及び下側フランジプレート溝部３３Ｃの頭部２１側の面に跨がるように外筒取付板７４が設けられており、外筒取付板７４に形成された外筒取付板ボルト穴７４Ａを通じて、外筒取付板７４は、外筒取付ボルト７３により外筒７にボルト固定されている。

図９〜図１１の構成によれば、浮き上がった下側フランジプレート３３が下降するときに、外筒７を下側フランジプレート３３とともに確実に下降させることができる。

外筒取付部材７２Ｂや外筒取付板７４の材質は、特に限定されるものではないが、好ましくは外筒７と同様の材料を用いて形成することができる。

なお、上記第４〜第６実施形態に係る連結防振装置１では、第２弾性体６の厚さは、第１〜第３実施形態のものと比較して薄い構成となっている。

この点、図１２に、図９に示す連結防振装置１を備えた積層ゴム支承体３について、下側フランジプレート３３の一部が浮き上がった状態を示している。図１２に示すように、下側フランジプレート３３が浮き上がった状態となっても、第２弾性体６の軸方向の厚さが薄いため、第２弾性体６の頭部２１側は、保護用スペーサ１８の板状部分１８Ｂに到達しないか、ほとんど到達しない構成となっている。言い換えると、下側フランジプレート３３の移動に伴い、保護用スペーサ１８の板状部分１８Ｂの下面と第２弾性体６との軸方向のクリアランスＣＬは増減する一方、第２弾性体６の圧縮変形は全く生じないか、ほとんど生じない構成となっている。なお、第１〜第３実施形態に係る連結防振装置１では、下側フランジプレート３３が浮き上がった後、第２弾性体６の復元力により均一に押し戻される構成であった。これに対し、第４〜第６実施形態に係る連結防振装置１では、第２弾性体６のボリュームを低減させるとともにクリアランスＣＬを設ける構成とすることで、いわばクリアランスＣＬの軸方向の高さの増減により下側フランジプレート３３の位置の変化を吸収する構成となっている。そうして、第２弾性体６の損傷を防ぐとともに、よりコンパクトな連結防振装置１をもたらすことができる。

本発明は、フランジプレートの浮き上がりに対しても、フランジプレートとボルトの軸部との間の受圧面積を維持し、連結部分への負担を軽減し得るので、極めて有用である。

１ 連結防振装置
２ 取付ボルト
３ 積層ゴム支承体（免震支承体）
５ ワッシャ
６ 第２弾性体
６Ｃ 間隙
７ 外筒
８ スペーサ
９ 内筒
９Ｃ 隙間
１０ 第１弾性体
１０Ａ，１０Ｃ 筒状弾性体
１０Ｂ 中間筒（筒状剛性部材）
１０Ｅ 段差部
１５ 上部構造
１６ 下部構造
１８ 保護用スペーサ
１８Ａ 筒状部分
１８Ｂ 板状部分
２１ 頭部
２２ 軸部
３１ 積層体
３２ 上側フランジプレート（面板）
３３ 下側フランジプレート（面板）
３３Ａ ボルト挿通孔
３３Ｂ 外筒ボルト締結孔
３３Ｃ 下側フランジプレート溝部
３４ ゴム状弾性板
３５ 剛性板
４２ 上側ベースプレート（ベースプレート）
４３ 下側ベースプレート（ベースプレート）
７１ 外筒凹部
７２ 外筒延設部
７２Ａ 外筒ボルト穴
７２Ｂ 外筒取付部材
７３ 外筒取付ボルト
７４ 外筒取付板
７４Ａ 外筒取付板ボルト穴
９１ 内筒凸部
ＣＬ クリアランス

Claims (10)

1. 上下一対の面板を備え、下部構造と上部構造との間に介装される免震支承体を、上記下部構造及び上記上部構造の少なくとも一方に対し、該免震支承体の浮き上がりを許容しながら上記面板にて取付ボルトにより連結するための連結防振装置であって、
   上記免震支承体の面板には、上記取付ボルトの軸部を挿通可能なボルト挿通孔が穿設されており、
   上記ボルト挿通孔に挿入固定された外筒と、
   上記外筒の内側に配置された筒状の第１弾性体と、
   上記第１弾性体の内側に配置され、上記取付ボルトの軸部を挿通可能な内筒と
   を備え、
   上記取付ボルトは、頭部が上記面板から離隔した状態で、軸部が上記内筒に挿通されて上記下部構造及び上記上部構造の少なくとも一方に締結されるようになっており、
   上記取付ボルトの頭部と、上記外筒及び上記第１弾性体の少なくとも一方との間には、該取付ボルトの軸部周りに位置する筒状の第２弾性体が設けられ、
   上記内筒は、上記取付ボルトの軸部に対してその軸方向に相対移動可能に設けられている
   ことを特徴とする免震支承体の連結防振装置。
2. 請求項１において、
   上記第１弾性体と上記第２弾性体との間にスペーサが設けられ、
   上記外筒、上記第１弾性体及び上記内筒と、上記第２弾性体とは、上記スペーサを隔てて分離している
   ことを特徴とする免震支承体の連結防振装置。
3. 請求項１において、
   上記第１弾性体と上記第２弾性体とは連続して一体に形成されていることを特徴とする免震支承体の連結防振装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項において、
   上記第１弾性体は、複数の筒状弾性体と筒状剛性部材とが半径方向に交互に積層された積層構造を有していることを特徴とする免震支承体の連結防振装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項において、
   上記取付ボルトの頭部と上記第２弾性体との間にワッシャが配置されていることを特徴とする免震支承体の連結防振装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項において、
   上記免震支承体は、上記上下一対の面板間に、複数のゴム状弾性板及び剛性板が交互に積層された積層体を備えたことを特徴とする免震支承体の連結防振装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項において、
   上記取付ボルトの軸部は、上記下部構造又は上記上部構造のベースプレートに締結されていることを特徴とする免震支承体の連結防振装置。
8. 請求項３において、
   上記外筒の内周面は、上記取付ボルトの頭部側に向かって拡径された外筒凹部を有しており、
   上記第１弾性体は、上記外筒の内周面に沿うように上記取付ボルトの頭部側に向かって拡径された段差部を有しており、
   上記内筒の外周面は、上記第１弾性体の内周面に沿うように上記取付ボルトの頭部側に向かって拡径された内筒凸部を有している
   ことを特徴とする免震支承体の連結防振装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項において、
   上記外筒は、上記面板にボルト固定されている
   ことを特徴とする免震支承体の連結防振装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１項において、
    上記取付ボルトと上記内筒との間に、筒状の保護用スペーサが配置されており、
    上記取付ボルトは、上記保護用スペーサに挿通固定されており、
    上記内筒は、上記保護用スペーサに対し相対移動可能に設けられている
    ことを特徴とする免震支承体の連結防振装置。

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