JP2544812B2 - 免震装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は、車両交通等による日常の地盤振動、地震そ
の他の振動から建築構造物を保護するための免震装置に
関する。

《従来の技術》 従来、この種の免震装置として例えば実開昭63−1010
5号公報等で開示されているように、積層ゴムによって
構成した柱状の弾性支承体を建築構造物と基礎との間に
設けたものが知られている。

特に、道路や鉄道に近接した場所等に建設される建築
構造物の場合、車両交通等による鉛直方向の微弱な地盤
振動が日常的に発生することから、このような性質の振
動に体する振動吸収性能を高めることができるように、
積層ゴムを厚肉タイプとした弾性支承体の使用が増加す
るものと考えられる。

《発明が解決しようとする課題》 ところで、積層ゴムを厚肉化して鉛直方向の振動に対
する振動吸収性能を高めようとする場合、この厚肉積層
ゴムに組み合せることのできる、即ち鉛直方向の振動を
減衰させることができるダンパが必要となるが、これま
で好ましくは採用できる鉛直ダンパが知られておらず、
厚肉積層ゴムを有効に利用した免震装置の実現が困難で
あった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、厚
肉積層ゴムから成る弾性支承体と好適な鉛直ダンパとの
組み合わせにより、殊に鉛直方向の振動に対して優れた
除振・免震性能を発揮すると共に、同時にこの鉛直ダン
パに、水平方向の振動に対しても有効な振動減衰機能を
発揮させることができる免震装置を提供することをその
目的とする。

《課題を解決するための手段》 本発明は、建築構造物と基礎との間に、該建築構造物
を該基礎上に支持すると共にこれらの相対移動を緩衝す
べく弾性変形する弾性支承体を設けると共に、該弾性支
承体と並列に、粘性材と該粘性材内に鉛直方向に移動可
能に挿入された抵抗体とから成る鉛直ダンパを設け、該
鉛直ダンパを構成する上記粘性材が、上記基礎側に設け
られ上方の上記建築構造物に臨んで開口された第１筒体
内に収容されると共に、上記抵抗体が、該建築構造物側
に設けられ下方の該第１筒体と互いに多重筒体構造を構
成するように該粘性材内に挿入される第２筒体で構成さ
れ、さらに、これら第１及び第２筒体間には、これらに
挟み込まれて配置され両筒体相互の移動によって転動さ
れつつこれらの相対移動を案内する球体状の滑りガイド
を介設したことを特徴とする。

また本発明は、前記第１筒体及び前記第２筒体が、前
記建築構造物と前記基礎との水平方向変位に応じて前記
粘性材に対して該第１筒体の軸方向に該第２筒体を移動
させるために、それぞれ該基礎側及び該建築構造物側に
傾動自在に取り付けられたことを特徴とする。

さらに本発明は、前記傾動自在な取付が、曲げ変形可
能なくびれ部を有するスチールロッドで行われることを
特徴とする。

《作 用》 本発明によると、建築構造物と基礎との間に弾性支承
体と鉛直ダンパとを並列配置で設け、この鉛直ダンパ
を、粘性材とその内方に鉛直方向に移動可能に挿入した
抵抗体とから構成したので、鉛直方向の振動時には粘性
材と抵抗体との相対移動によって相互間に鉛直方向の剪
断抵抗が発生し、これにより極めて効果的な免震作用が
発揮される。

また鉛直ダンパを、建築構造物側及び基礎側に設けた
互いに多重筒体構造を成す各筒体で構成すれば、コンパ
クトな構成でありながら抵抗体としての筒体と粘性材と
の接触面積を十分に確保でき、確実な免震機能を発揮す
る。

さらに第１及び第２筒体間にこれらに挟み込んで配置
して、両筒体相互の移動によって転動されつつこれらの
相対移動を案内する球体状の滑りガイドを設けているの
で、その転動作用で両筒体の移動を案内するこの球体状
の滑りガイドにより、粘性材と抵抗体との接触面積等に
よって決定されるダンパ性能にほとんど影響を与えるこ
となく、両筒体の相対移動を円滑かつ確実に行わせるこ
とができる。

また、第１筒体及び第２筒体を、それぞれ基礎及び建
築構造物に対して傾動可能に取付けた場合には、水平方
向の振動発生時基礎と建築構造物の水平相対変位に応じ
て両筒体は同軸状態で傾動しつつ互いに軸方向に相対移
動することとなるので、粘性材に水平方向成分を持つ剪
断抵抗を発生させることができる。したがって、鉛直ダ
ンパは、水平相対変位によるそれ自体の破損が防止され
るのみならず、水平方向の免震機能をも発揮することに
なる。

さらに、第１及び第２筒体を傾動自在とする取付を、
曲げ変形可能なくびれ部を有するスチールロッドで行う
ことで、鉛直方向振動に対しては剛構造支持とすること
ができて微振動や交通振動等に対応できる一方、水平方
向の振動時には当該スチールロッドに曲げ変形が起こる
ので、回動支持状態を得ることもできる。

《実 施 例》 以下、本発明に係る免震装置の実施例を図面を参照し
て説明する。

第１図〜第３図は第１実施例を示している。

本発明は基本的には、建築構造物１と基礎２との間
に、建築構造物１を基礎２上に支持すると共にこれらの
相対移動を緩衝すべく弾性変形する弾性支承体３を設け
ると共に、弾性支承体３と並列に、粘性材５と粘性材５
内に鉛直方向に移動可能に挿入された抵抗体７とから成
る鉛直ダンパ４を設けて構成される。また、鉛直ダンパ
４を構成する粘性材５が、基礎２側に設けられ上方の建
築構造物１に臨んで開口された第１筒体６内に収容され
ると共に、抵抗体７が、建築構造物１側に設けられ下方
の第１筒体６と互いに多重筒体構造を構成するように粘
性材５内に挿入される第２筒体で構成される。

この実施例では第１図に示すように、建築構造物１と
基礎２との間に、弾性支承体３と鉛直ダンパ４とが互い
に並列配置で設けられている。弾性支承体３は積層ゴム
からなる柱状のもので、比較的ゴム厚が厚い厚肉タイプ
のものとされ、上下端部が座3a、3bを介して建築構造物
１および基礎２に固定されている。

鉛直ダンパ４は第２図および第３図に示すように、粘
性材５を収容する上面が開口された第１筒体たる下部筒
体６と、この下部筒体６の上面開口部を介して粘性材５
内に挿入された下面が開口する抵抗体、即ち第２筒体た
る上部筒体７とからなっている。下部筒体６および上部
筒体７は、建築構造物１および基礎２にそれぞれ柱状連
結具6a、7aを介して固定され、これら筒体6,7相互間に
は、軸方向に沿うこれらの相対移動を許容するために径
方向に数ミリメートルの隙間が設定されている。また本
実施例にあってはこれら両筒体6,7は、径の異なる二つ
の筒体部材6b,7bが群を成すことによって一つの筒体6,7
を構成しており、これらそれぞれ二つの筒体部材6b,7b
で成る筒体6,7が径方向に重ね合わされて多重筒体構造
を構成し、各筒体部材6b,7bの筒壁が径方向に交互に配
置されている。そして、両筒体6,7の筒壁間、例えば中
心側の筒体部材6b,7bの筒壁間には、これらに挟み込ん
でこれら筒体部材6b,7bの軸方向に沿って多段に、且つ
筒壁の周方向に沿って間隔を隔てて、両筒体部材6b,7b
相互の移動によって転動されつつこれらの相対移動を案
内するボールベアリング等で成る球体状の滑りガイド８
が複数設けられ、両筒体6,7の軸方向に沿う相対移動が
確実に行なえるようになっている。

また、粘性材５としては、例えばシリコンその他の粘
性流体が適用される。

このような実施例の構成によると、鉛直方向の振動時
には、弾性支承体３を構成する積層ゴムが弾性的に変形
し、その積層ゴム上下間に生じる変形分だけ鉛直ダンパ
４を構成する下部筒体６と上部筒体７とが軸方向に沿っ
て相対移動する。この相対移動に基づいて粘性材５と上
部筒体６とが接触移動し粘性材５に剪断抵抗が発生する
ことにより、鉛直方向の振動に対する抵抗力（減衰力）
が得られ、極めて効果的な免震作用が行なわれる。特
に、下部筒体６および上部筒体７を互いに径の異なる多
重筒体としたことにより、さらには各筒体6,7を複数の
筒体部材6b,7bの群で構成することにより、筒壁と粘性
材５との接触面積を増大させることができ、これにより
コンパクトな構成でありながら大きい剪断抵抗が得ら
れ、高い免震機能を発揮させることができる。なお、鉛
直ダンパ４の大きさおよび両筒体6,7の筒壁数は、建築
構造物１によって任意に設定できるものである。

第４図〜第６図は第２実施例を示している。

この実施例では基本的には、第１筒体である下部筒体
６及び第２筒体である上部筒体７が、建築構造物１と基
礎２との水平方向変位に応じて粘性材５に対して下部筒
体６の軸方向に上部筒体７を移動させるために、それぞ
れ基礎２側及び建築構造物１側に傾動自在に取り付けら
れる。

詳しくは、鉛直ダンパ４を構成する下部筒体６の下端
と上部筒体７の上端とが、それぞれ基礎２および建築構
造物１に対し、ユニバーサル式継手９によって任意方向
に回動可能に取付けられている。即ち、各継手９は第５
図および第６図に示すように、互いに相対回転自在に十
字状に結合されたピンの一方が筒体6,7の端部に形成さ
れた支持枠11に連結されると共に、他方のピンが建築構
造物１または基礎２に設けた支持具12に連結されて構成
される。

そして水平方向の振動が発生した場合には、第４図に
示すように、両筒体6,7が同軸状態のままで傾動し、こ
の状態で両筒体6,7が互いに軸方向に相対移動する。し
たがってこの場合には、粘性材５に水平方向成分をもつ
剪断抵抗が発生すため、鉛直ダンパ４が水平方向の免震
機能をも発揮できるようになる。なお、通常の建築構造
物１は強い地震時に水平方向に±数十cm程変位するが、
このような場合にも十分減衰効果が得られるものであ
る。しかも両筒体6,7の傾動によりこれら自体の破損防
止も図れるようになる。

第７図は第３実施例を示している。

この実施例では、鉛直ダンパ構成用の各筒体6,7が、
曲げ変形可能なスチールロッド13により建築構造物１お
よび基礎２に支持される。このスチールロッド13は例え
ばその略中間部に段違いに小径なくびれ部13aを有し、
両端部が筒体6,7反部および建築構造物１および基礎２
の支持具14に連結されている。その他の構成は前記第１
実施例と略同様である。

このような構成によると、鉛直方向振動に対しては剛
構造支持となり、微振動や交通振動等に対応できるもの
となる。一方、水平方向の振動時にはスチールロッド13
に曲げ変形が起こるので、第２実施例と類似の回動支持
状態が得られる。

《発明の効果》 以上要するに本発明によれば、次のような優れた効果
を発揮する。

（１）建築構造物と基礎との間に弾性支承体と鉛直ダン
パとを並列配置で設け、この鉛直ダンパを、粘性材とそ
の内方に鉛直方向に移動可能に挿入した抵抗体とから構
成したので、鉛直方向の振動時には粘性材と抵抗体との
相対移動によって相互間に鉛直方向の剪断抵抗を発生さ
せることができ、これにより極めて効果的な免震作用を
発揮させることができる。

（２）また鉛直ダンパを、建築構造物側及び基礎側に設
けた互いに多重筒体構造を成す各筒体で構成したので、
コンパクトな構成でありながら抵抗体としての筒体と粘
性材との接触面積を十分に確保でき、確実な免震機能を
発揮させることができる。

（３）さらに第１及び第２筒体間にこれらに挟み込んで
配置して、両筒体相互の移動によって転動されつつこれ
らの相対移動を案内する球体状の滑りガイドを設けてい
るので、その転動作用で両筒体の移動を案内するこの球
体状の滑りガイドより、粘性材と抵抗体との接触面積等
によって決定されるダンパ性能にほとんど影響を与える
ことなく、両筒体の相対移動を円滑かつ確実に行わせる
ことができる。

（４）また、第１筒体及び第２筒体を、それぞれ基礎及
び建築構造物に対して傾動可能に取付けたので、水平方
向の振動発生時基礎と建築構造物の水平相対変位に応じ
て両筒体は同軸状態で傾動しつつ互いに軸方向に相対移
動することとなり、粘性材に水平方向成分を持つ剪断抵
抗を発生させることができる。したがって鉛直ダンパ
は、水平相対変位によるそれ自体の破損が防止されるの
みならず、水平方向の免震機能をも発揮することができ
る。

（５）さらに、第１及び第２筒体を傾動自在とする取付
を、曲げ変形可能なくびれ部を有するスチールロッドで
行うことで、鉛直方向振動に対しては剛構造支持とする
ことができて微振動や交通振動等に対応できる一方、水
平方向の振動時には当該スチールロッドに曲げ変形が起
こるので、回動支持状態を得ることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る免震装置の第１実施例を示す全体
構成図、第２図は第１図の要部を拡大して示す側断面
図、第３図は第２図のIII−III線矢視図、第４図は第２
実施例を示す構成図、第５図は第４図の要部拡大図、第
６図は第５図の一部を示す側面図、第７図は第３実施例
を示す要部拡大断面図である。 １……建築構造物、２……基礎 ３……弾性支承体、４……鉛直ダンパ ５……粘性材 ６……第１筒体（下部筒体） ７……抵抗体（第２筒体，上部筒体） ８……球体状の滑りガイド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柏原 康則 東京都千代田区神田司町２丁目３番地 株式会社大林組東京本社内 (56)参考文献 特開 昭63−275825（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−187860（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】建築構造物と基礎との間に、該建築構造物
   を該基礎上に支持すると共にこれらの相対移動を緩衝す
   べく弾性変形する弾性支承体を設けると共に、該弾性支
   承体と並列に、粘性材と該粘性材内に鉛直方向に移動可
   能に挿入された抵抗体とから成る鉛直ダンパを設け、 該鉛直ダンパを構成する上記粘性材が、上記基礎側に設
   けられ上方の上記建築構造物に臨んで開口された第１筒
   体内に収容されると共に、上記抵抗体が、該建築構造物
   側に設けられ下方の該第１筒体と互いに多重筒体構造を
   構成するように該粘性材内に挿入される第２筒体で構成
   され、 さらに、これら第１及び第２筒体間には、これらに挟み
   込まれて配置され両筒体相互の移動によって転動されつ
   つこれらの相対移動を案内する球体状の滑りガイドを介
   設したことを特徴とする免震装置。
2. 【請求項２】前記第１筒体及び前記第２筒体が、前記建
   築構造物と前記基礎との水平方向変位に応じて前記粘性
   材に対して該第１筒体の軸方向に該第２筒体を移動させ
   るために、それぞれ該基礎側及び該建築構造物側に傾動
   自在に取り付けられたことを特徴とする請求項１記載の
   免震装置。
3. 【請求項３】前記傾動自在な取付が、曲げ変形可能なく
   びれ部を有するスチールロッドで行われることを特徴と
   する請求項２記載の免震装置。