JPH0868234A - 免震装置 - Google Patents

免震装置

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JPH0868234A
JPH0868234A JP20578694A JP20578694A JPH0868234A JP H0868234 A JPH0868234 A JP H0868234A JP 20578694 A JP20578694 A JP 20578694A JP 20578694 A JP20578694 A JP 20578694A JP H0868234 A JPH0868234 A JP H0868234A
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JP
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seismic isolation
support
isolation device
force
teflon
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JP20578694A
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Koji Kubo
孝治 久保
Toshikazu Yoshizawa
利和 芳沢
Yoshihide Fukahori
美英 深堀
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Bridgestone Corp
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Bridgestone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、地震、交通振動に効果があり、且
つ風揺れなどには影響されない免震装置を提供する。 【構成】 地盤と構築物との間に配設される免震装置に
おいて、剛性を有した硬質板と粘弾性的性質を有した軟
質板とを、それぞれ複数個、交互に積層した免震構造体
と、前記基盤に取り付けられる第1の支持体と前記構築
物に取り付けられる第2の支持体を有し、第1の支持体
と第2の支持体とが所定値以上の横力が入力された場合
にのみ横方向に自由に相対変位可能に構成された風揺れ
等の影響を受けることのない免震装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は免震装置に係り、特に風
揺れ等の影響を受けやすい戸建住宅等の軽負荷用として
好適に用いられる免震装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、複数個の鋼板等の剛性を有した硬
質板と、粘弾性的性質を有したゴム等の軟質板とを交互
に積層した免震構造体が、中層、低層のビルや橋梁等の
免震装置のゴム支承片として広く用いられている。この
ような免震構造体の軟質板を構成するゴム等の弾性体
は、下記のようなばね特性を有するように設計されるの
が一般である。即ち、ゴム等の弾性体の横ばね定数K
H、搭載質量をMとして、水平方向の固有振動数fHは
次の条件を満たすように設計する。
【数1】 この固有振動数fH は、建物や橋梁などの重量と、ゴム
などの弾性体の横ばね定数KH との比で決まるので、ビ
ルや橋梁など搭載重量Mの大きいものの免震装置の軟質
板を構成する弾性体はばね剛性の大きい材料、高弾性材
料が用いられることが一般的である。これを戸建住宅な
どの軽負荷のものにに適用すると、戸建住宅等は搭載重
量Mが小さいので、軟質板の材料はばね剛性の小さい、
低弾性のものが必要であった。従来の免震装置は、この
ような免震構造体を複数個用いたものが一般的であっ
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような免震装置に
おいて、従来は地震や交通振動に対応するだけでなく、
風揺れなどの影響も受けてしまうという問題があった。
特に従来ビル、橋梁等の重量の大きいものに用いられて
いた免震構造体を戸建用住宅等の軽負荷物に適用する場
合、重量が小さいため、軟質板を構成するゴム等の弾性
体のばね剛性は小さく設計する必要がある。そのため、
このばね剛性の小さい材料は、低弾性で柔らかいので、
地震等以外の通常の状態で、特に風揺れ等の影響を受け
やすくなってしまう。
【0004】本発明は、このような従来の技術に鑑みて
なされたものであり、免震装置をビルや橋梁等重量の大
きいものをのみを対象とするばかりでなく、特には戸建
住宅用等の軽重量物に応用展開を図った場合でも、風揺
れなどの影響を受けないより高性能の免震装置を提供す
るものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明では、基盤と構築
物との間に配設される免震装置において、剛性を有した
硬質板と粘弾性的性質を有した軟質板とを、それぞれ複
数個、交互に積層した免震構造体と、前記基盤に取り付
けられる第1の支持体と前記構築物に取り付けられる第
2の支持体を有し、第1の支持体と第2の支持体とが所
定値以上の横力が入力された場合にのみ横方向に自由に
相対変位可能に構成された横揺れ防止装置とをそれぞれ
前記基盤と前記構築物との間に設けることにより、上記
のような問題点の解決を図った。本発明に用いられる横
揺れ防止装置とは、風などの力に対しては大きい抵抗力
を示し、地震等のある限界を超えた力に対してはその抵
抗力が極端に小さくなる性質有するものである。この様
な特性を持つものとしては、静摩擦力と動摩擦力との関
係、N−Sで引き合う磁力とN−N、S−Sでの反発力
を有する磁石、また、ボールベアリングが穴にはまった
状態から、その穴を抜け出してスム−ズにころがる状態
などが挙げられる。即ち、横揺れ防止装置の第1の支持
体と第2の支持体とがいずれか少なくとも一方に設けら
れた低摩擦板を介して相対変位可能に接合されている横
揺れ防止装置が望ましい。前記低摩擦板はテフロン板な
どの低摩擦の材料が好ましい。また、横揺れ防止装置の
第1の支持体と第2の支持体とが磁石と磁石、または磁
石と磁性体を介して相対変位可能に接合されているもの
でも良い。更にまたは、横揺れ防止装置の第1の支持体
と第2の支持体とが、前記第1の支持体に設けられた窪
みと第2の支持体に取り付けられたボールベアリングを
介して相対変位可能に接合されているものでも良い。本
発明の免震装置は、前記免震構造体と前記横揺れ防止装
置とを組み合わせたものであって、横揺れ防止装置は二
種類以上のものを併用して用いても良い。
【0006】本発明の免震構造体の軟質板に用いられる
材料としては、熱可塑ゴム、ウレタンゴム、各種の加硫
ゴム、未加硫ゴム、微架橋ゴム、プラスチックス等の有
機材料、これらの発泡体、アスファルト、粘土等の無機
材料、これらの混合材料など各種の物を用いることがで
きる。これらの物を単独で用いても良いが、内側部分に
高ダンピング材、外側部分にクリープ性能の良い柔らか
い材料等と二種類以上を組み合わせて用いても良い。ま
た、本発明における硬質板としては、金属、セラミック
ス、プラスチックス、FRP、ポリウレタン、木材、紙
板、スレート板、化粧板等所要の剛性を有する各種の材
料を使用することが出来る。
【0007】本発明の免震構造体の軟質板の材料として
二種類の材料を用いる場合は、内側部分の材料は、剪断
歪10%における tanδが0.3以上であることが好ま
しい。更に好ましくは tanδが0.35以上である。 t
anδが0.3以下では、軽負荷用の免震性能として減衰
量が不十分である。外側部分の材料としては、50%引
張モデュラスが1.0 Kgf/cm2以上から、6.0 Kgf/c
m2以下であることが好ましい。更に好ましくは、引張モ
デュラスが1.5 Kgf/cm2以上から、5.0Kgf/cm2
下である。更に好ましくは引張モデュラスが2.0 Kgf
/cm2以上から、4.0 Kgf/cm2以下である。50%引張
モデュラスが1.0 Kgf/cm2未満の材料はクリ−プ性が
悪く6.0 Kgf/cm2を超えると高弾性過ぎて軽負荷用に
は適さない。また、この時の内側部分の量は、70%以
内、好ましくは50%以内、更に好ましくは30%以内
である。内側部分の量が多いと減衰性能は増すが外側部
分と硬質板との接着面積が減少するため破断強度が低下
してしまう。
【0008】本発明の免震装置に用いる免震構造体に耐
候性を付与するために免震構造体の外側を耐候性の優れ
た材料で被覆しても良い。この被服材料としては、例え
ば、ブチルゴム、アクリルゴム、ポリウレタン、シリコ
ンゴム、フっ素ゴム、多硫化ゴム、エチレンプロピレン
ゴム(ERP及びEPDM)、ハイパロン、塩素化ポリ
エチレン、エチレン酢酸ビニルゴム、クロロプレンゴム
などを用いることが出来る。これらの材料は単独でも二
種類以上をブレンドしても良い。また、天然ゴム、イソ
プレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴ
ム、ニトリルゴムなどとブレンドしても良い。
【0009】本発明の免震装置は、免震構造体の面圧5
0 Kgf/cm2未満、特には面圧30 Kgf/cm2以下、更に好
ましくは面圧20 Kgf/cm2以下の軽負荷用として好適に
用いられる。
【0010】
【作用】本発明では、免震装置において、免震構造体と
横揺れ防止装置とを併設することにより、地震時以外の
風揺れなどの影響を受けない免震装置を得ることができ
た。
【0011】
【実施例1】以下に本発明を図面を参照して実施例1に
ついて具体的に説明する。図1及び図2は本発明の実施
例1に係る免震装置の断面図で、図1は通常時の免震装
置で、図2は地震時の免震装置を示している。図1及び
図2に示す免震装置において、免震構造体1と静摩擦に
よる横揺れ防止装置2とが並列に設けられている。横揺
れ防止装置2は、円柱上の鋼板3と、可動部となる鋼板
4の表面にそれぞれテフロン板5が設けられている。こ
のテフロン同志の静摩擦により、通常時は風の力に対す
る抵抗を発揮して固定し、地震発生時には、図2に示す
ようにこの静摩擦力を上回る力が加わるので、テフロン
同志が自由に滑り、免震の機能が充分に発揮される。図
7は実施例1に用いられる免震構造体の模式的断面図で
ある。軟質板17の外側部分17aとして、50%引張
モデュラスが3.4 Kgf/cm2、引張強度が97 Kgf/c
m2、破断時の伸びが740%、軟質板の内側部分17b
の材料としては破断時の伸びが600%、20℃、歪1
0%における tanδが0.45のゴム材料を用いた。
【0012】
【実施例2】図3及び図4は本発明の実施例2に係る免
震装置の断面図で、図3は通常時の免震装置で、図4は
地震時の免震装置を示している。図3及び図4に示す免
震装置において、免震構造体1と磁石による横揺れ防止
装置8とが並列に設けられている。横揺れ防止装置8
は、円柱上の鋼板9と、可動部となる鋼板10の表面に
それぞれ磁石11が設けられている。この磁石は、静止
の状態で、N極11aとS極11bとが引き合うように
図3のように取り付ける。この磁石の吸引力により、通
常時は風の力に対する抵抗を発揮して固定し、地震発生
時には、図4に示すようにこの磁石の吸引力を上回る力
が加わるので自由に滑り、免震の機能が充分に発揮され
る。なお実施例2に用いられる免震構造体も実施例1と
同様である。
【0013】
【実施例3】図5及び図6は本発明の実施例3に係る免
震装置の断面図で、図5は通常時の免震装置で、図6は
地震時の免震装置を示している。図5及び図6に示す免
震装置において、免震構造体1とボ−ルベアリングによ
る横揺れ防止装置12とが並列に設けられている。横揺
れ防止装置12は、ボ−ルベアリング13が円柱内のば
ね14で取り付けられている。このボ−ルベアリング1
3は、静止の状態で、鋼板の窪み15に納まるように設
置される。通常時は風の力程度では、ボ−ルベアリング
13が鋼板の窪み15を乗り越すことが出来ないので風
に対する抵抗を発揮して固定される。また、鋼板の窪み
15とボールベアリング13との間にはガタがあるの
で、交通振動のような微小振動に対して動くことがで
き、免震機能を発揮することができる。更に地震発生時
には、図6に示すように、ボールベアリング13が鋼板
の窪み15を乗り超えてしまうので自由に動くことがで
き、免震の機能が充分に発揮される。なお実施例3に用
いられる免震構造体も実施例1と同様である。
【0014】
【発明の効果】以上の説明から明らかなごとく、軽負荷
用免震装置において、剛性を有した硬質板と粘弾性的性
質を有した軟質板とを積層した免震構造体と、横揺れ防
止装置とを併設することにより、風等の揺れに影響され
ない免震装置を得ることができた。
【0015】
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の実施例1に係る免震装置の通常
時の断面図である。
【図2】図2は本発明の実施例1に係る免震装置の地震
時の断面図である。
【図3】図3は本発明の実施例1に係る免震装置の通常
時の断面図である。
【図4】図4は本発明の実施例1に係る免震装置の地震
時の断面図である。
【図5】図5は本発明の実施例1に係る免震装置の通常
時の断面図である。
【図6】図6は本発明の実施例1に係る免震装置の地震
時の断面図である。
【図7】図7は本発明の実施例1及び2及び3に係る免
震装置に用いられる免震構造体の模式的断面図である。
【符号の説明】
1 :免震構造体 2、8、12 :横揺れ防止装置 3、9 :円柱状鋼板 4、10 :可動部鋼板 5 :テフロン板 6 :地盤 7 :建築物 11 :磁石 11a :磁石N極 11b :磁石S極 13 :ボ−ルベアリング 14 :ばね 15 :鋼板の窪み 16 :硬質板 17 :軟質板 17a :軟質板外側部分 17b :軟質板内側部分 18 :フランジ 19 :外被ゴム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F16F 15/04 A 9138−3J

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 地盤と構築物との間に配設される免震装
    置であって、剛性を有した硬質板と粘弾性的性質を有し
    た軟質板とを、それぞれ複数個、交互に積層した免震構
    造体と、前記基盤に取り付けられる第1の支持体と前記
    構築物に取り付けられる第2の支持体を有し、第1の支
    持体と第2の支持体とが所定値以上の横力が入力された
    場合にのみ横方向に自由に相対変位可能に構成された横
    揺れ防止装置とをそれぞれ前記基盤と前記構築物との間
    に設けてなる免震装置。
  2. 【請求項2】 前記第1の支持体と第2の支持体とがい
    ずれか少なくとも一方に設けられた低摩擦板を介して相
    対変位可能に接合さ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】 前記低摩擦板がテフロン板であることを
    特徴とする請求項2記載の免震装置
  4. 【請求項4】 前記第1の支持体と第2の支持体とが磁
    石と磁石、または磁石と磁性体を介して相対変位可能に
    接合されたことを特徴とする請求項1記載の免震装置
  5. 【請求項5】 前記第1の支持体と第2の支持体とが、
    前記第1の支持体に設けられた窪みと第2の支持体に取
    り付けられたボールベアリングを介して相対変位可能に
    接合されたことを特徴とする請求項1記載の免震装置
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