特許 6049523 免震装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6049523

(24)【登録日】2016年12月2日

(45)【発行日】2016年12月21日

(54)【発明の名称】免震装置

(51)【国際特許分類】

   F16F 15/02 20060101AFI20161212BHJP

   E04H 9/02 20060101ALI20161212BHJP

   F16F 15/04 20060101ALN20161212BHJP

   F16F 1/40 20060101ALN20161212BHJP

【ＦＩ】

   F16F15/02 K

   E04H9/02 331A

   !F16F15/04 P

   !F16F1/40

【請求項の数】5

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-73306(P2013-73306)

(22)【出願日】2013年3月29日

(65)【公開番号】特開2014-196812(P2014-196812A)

(43)【公開日】2014年10月16日

【審査請求日】2015年11月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000213297

【氏名又は名称】中部電力株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000001373

【氏名又は名称】鹿島建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096091

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 誠一

(72)【発明者】

【氏名】島本 龍

(72)【発明者】

【氏名】竹中 康雄

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 修央

(72)【発明者】

【氏名】中山 尚之

(72)【発明者】

【氏名】引田 真規子

(72)【発明者】

【氏名】高岡 栄治

【審査官】 鎌田 哲生

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−２９４２４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１２１３２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２９３９５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１０７３８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５５−０６５６４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−０１４３４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１９１９８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２５０１７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第５５０２９３２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第５８０６２５０（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｆ １５／００−１５／０８

Ｅ０４Ｈ ９／００− ９／１６

Ｆ１６Ｆ １／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水平方向の振動に対する免震部材を連結部材により上下に連結した免震装置であって、
前記連結部材が、複数の鋼材を井桁状に配置して形成されたことを特徴とする免震装置。

【請求項2】

前記鋼材が、Ｈ型鋼であることを特徴とする請求項１記載の免震装置。

【請求項3】

前記連結部材において、井桁状に配置された鋼材の上下に鋼板が取り付けられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の免震装置。

【請求項4】

前記連結部材が、複数のＨ型鋼を平面上交差するように上下に配置して井桁状に形成されたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の免震装置。

【請求項5】

前記連結部材が、複数のＨ型鋼を同一の平面で井桁状に配置して形成されたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の免震装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、免震部材を多段に配置した免震装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、原子力施設等の重量構造物における免震装置として、各段に複数個ずつ配置した積層ゴムを連結部材により上下に連結して多段に重ねた多段積層ゴムが多用されている。
この連結部材としては、鋼板が多く用いられる（特許文献１、２を参照）。また、特許文献１には、曲げ剛性を向上させるために、鋼板にリブや凹凸を設けることが記載されており、特許文献２には、連結部材として厚鋼板の他、Ｈ型鋼等を版状に組んで使用することが記載されている。
また、このような免震装置では積層ゴムにより振動エネルギーを熱エネルギーに変換して振動を減衰させるが、この際に発生する熱を放熱して積層ゴムの性能劣化を防ぐため、特許文献３には、積層ゴムにおいて、ゴム間の金属板を周囲に突出させて放熱部とすることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開昭６２−４１８７４号公報

【特許文献2】特開２０１１−１２２６０２号公報

【特許文献3】特開２０１１−２０２６９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、連結部材を鋼板で構成する場合、水平力に対する強度を確保するため板厚が２００ｍｍ程度と厚くなり、その重量が大きくなるため、連結部材の搬送や免震装置の製作が困難であるという問題があった。Ｈ型鋼等を版状に組んで用いる場合でも、現地加工や組み立て易さ、重量などの点で課題があった。
また、連結部材の重量が大きくなることにより、連結部材固有の振動が生じやすく、積層ゴムの挙動と免震装置全体の挙動が異なるものとなり、構造物の振動性能に影響を及ぼす可能性があった。
さらに、免震装置には前記のような発熱の問題もあり、特許文献３のように積層ゴム自体に放熱の仕組みを設けるほか、連結部材としても放熱の仕組みを有していると、効率よく放熱を行うことができ望ましい。

【0005】

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、連結部材の搬送や免震装置の製作が容易であるとともに、連結部材の軽量化により連結部材固有の振動を低減することができる免震装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前述した目的を達成するための本発明は、水平方向の振動に対する免震部材を連結部材により上下に連結した免震装置であって、前記連結部材が、複数の鋼材を井桁状に配置して形成されたことを特徴とする免震装置である。

【0007】

本発明では、複数の鋼材を井桁状に組み合わせた連結部材を用いて、免震部材を上下に連結する。免震部材は、例えば積層ゴムであるが、これ以外の免震機能を有するものであってもよい。
そして、連結部材は、構成部材である個々の鋼材を小割りした状態で現場に搬送し、これらを現場で組み立てて製作することができるため、従来のように鋼板を用いる場合に比べ、搬送性が改善される。また、連結部材は、Ｈ型鋼等を版状に組むのではなく、個々の鋼材を井桁状に組み合わせて構成するので、軽量化を図ることができ、かつ簡易な構成であるため現地での加工や組み立ても容易で、これと免震部材を連結して免震装置を現場で簡単に製作できる。部材の交換あるいは撤去時には、その解体も容易である。
さらに、連結部材の軽量化により、地震時等における連結部材固有の振動を低減し、個々の免震部材の挙動と免震装置全体の挙動を近づけることができる。
また、連結部材は鋼材間に空洞部分を有するので、免震部材が作動する事により発生する熱を、その上または下にある連結部材の空洞部分に放出する事によって、免震部材の発熱による性能劣化を防ぐ事が可能になる。前記の特許文献３のようにゴム間の金属板を放熱部とするなどして積層ゴム自体に放熱の仕組みを設けるほか、本発明のように連結部材にて放熱の仕組みを設けることで、効率よく放熱を行うことができる。

【0008】

前記鋼材は、Ｈ型鋼であることが望ましい。
Ｈ型鋼を用いることにより、軽量かつ高強度の連結部材を製作できる。

【0009】

前記連結部材において、井桁状に配置された鋼材の上下に鋼板が取り付けられてもよい。
これにより、水平力を鋼板を介して各鋼材および各免震部材に分散して負担させ、免震性能をさらに向上させることができる。

【0010】

前記連結部材は、例えば、複数のＨ型鋼を平面上交差するように上下に配置して井桁状に形成される。
Ｈ型鋼を上下に配置し井桁状に組み合わせることにより、連結部材が容易に製作できる。また、部材の交換あるいは撤去時には、上下に配置したＨ型鋼を解体すればよいので、連結部材の解体も容易である。

【0011】

また、前記連結部材は、複数のＨ型鋼を同一の平面で井桁状に配置して形成されてもよい。
Ｈ型鋼を同一の平面で井桁状に配置して連結部材を製作することで、連結部材の一体性を高め、水平振動を連結部材を介してより確実に免震部材に伝えることができるようになる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、連結部材の搬送や免震装置の製作が容易であるとともに、連結部材の軽量化により連結部材固有の振動を低減することができる免震装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】免震装置４の概要を示す図

【図2】連結部材１の斜視図

【図3】免震装置１４の概要を示す図

【図4】連結部材１１の斜視図

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面に基づいて、本発明の免震装置の実施形態について詳細に説明する。本発明の免震装置は、例えば原子力施設などの重量構造物の下部に据え付けて免震に用いるものであるが、それ以外の構造物に用いることも可能である。

【0015】

［第１の実施形態］
まず、図１、図２を用いて本発明の第１の実施形態に係る免震装置について説明する。
図１は、第１の実施形態に係る免震装置４の概要を示す図である。図１（ａ）は、免震装置４の立面図である。図１（ｂ）は、免震装置４の水平方向の断面図であり、図１（ａ）の矢印Ａ−Ａによる断面図である。図１（ｂ）では、積層ゴム３と連結部材１の位置関係を示すため、積層ゴム３の上フランジ７の図示を省略し、積層ゴム３の位置を点線で示した。

【0016】

図１に示すように、免震装置４は、連結部材１、複数の積層ゴム３（免震部材）等からなる。
免震装置４は、積層ゴム３を同一平面で複数個ずつ配置したものを、連結部材１を用いて上下に連結し多段に重ねたものである。積層ゴム３としては、免震機能を有する従来のものを適宜使用可能である。図１（ａ）では、ｎ段目の積層ゴム３（ｎ）と、ｎ＋１段目の積層ゴム３（ｎ＋１）との連結部を図示している。

【0017】

図２は、連結部材１の斜視図である。図１、図２に示すように、連結部材１は、複数のＨ型鋼１ａおよび複数のＨ型鋼１ｂからなる井桁状部材２として形成される。

【0018】

Ｈ型鋼１ａは、所定の間隔で複数平行に配置される。また、Ｈ型鋼１ｂは、Ｈ型鋼１ａの下方で、長手方向がＨ型鋼１ａの長手方向と平面上直交するように、所定の間隔で複数平行に配置される。このようにして複数のＨ型鋼１ａと複数のＨ型鋼１ｂを上下に井桁状に配置して、井桁状部材２が形成される。
これらＨ型鋼１ａとＨ型鋼１ｂは、取付け板とボルト等で緊結する等の方法により、一体化される。

【0019】

図１（ａ）に示すように、積層ゴム３は、上面に上フランジ７を、下面に下フランジ５を有する。
積層ゴム３（ｎ）の上フランジ７と連結部材１のＨ型鋼１ｂ、および、積層ゴム３（ｎ＋１）の下フランジ５と連結部材１のＨ型鋼１ａも、取付け板とボルト等で緊結する等の方法により、一体化される。

【0020】

第１の実施形態では、構成部材である複数のＨ型鋼１ａ、複数のＨ型鋼１ｂを現場まで搬送し、これらを現場にて前記のように井桁状に組み合わせて連結部材１を製作し、これと各段の積層ゴム３を連結して免震装置４を組み立てる。

【0021】

このように、第１の実施形態では、連結部材１は、構成部材である個々のＨ型鋼１ａ、１ｂを小割りした状態で現場に搬送し、これらを現場で組み立てて製作することができるため、鋼板を連結部材として用いる前記した従来例と比較して、搬送性を改善することができる。
また、連結部材１は、Ｈ型鋼等を版状に組むのではなく、Ｈ型鋼１ａ、１ｂを上下に配置し井桁状に組み合わせて構成するので、軽量化を図ることができ、かつ簡易な構成であるため現地での加工や組み立ても容易で、これと積層ゴム３を連結して免震装置４を現場で簡単に製作できる。部材の交換あるいは撤去時には、その解体も容易である。
さらに、連結部材１の軽量化により、地震時等における連結部材１固有の振動を低減することができ、個々の積層ゴム３の挙動と免震装置４全体の挙動を近づけることができる。
また、連結部材１は隣り合うＨ型鋼１ａの間やＨ型鋼１ｂの間等に空洞部分を有するので、積層ゴム３が作動する事により発生する熱を、その上または下にある連結部材１の空洞部分に放出する事によって、積層ゴム３の発熱による性能劣化を防ぐ事が可能になる。前記の特許文献３のようにゴム間の金属板を放熱部とするなどして積層ゴム自体に放熱の仕組みを設けるほか、本発明のように連結部材１にて放熱の仕組みを設けることで、効率よく放熱を行うことができる。

【0022】

なお、図１、図２等では、Ｈ型鋼１ａおよびＨ型鋼１ｂを、それぞれ５本ずつ配置したが、より多くのＨ型鋼１ａ、Ｈ型鋼１ｂを、間隔を小さくして配置して用いてもよい。あるいは、Ｈ型鋼１ａ、Ｈ型鋼１ｂの本数を減らし、間隔を大きくして配置してもよい。
このように、用いるＨ型鋼１ａやＨ型鋼１ｂの本数、およびその配置間隔等は、連結部材１として必要な強度、および製作性等を考慮して様々に定めることができる。

【0023】

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係る免震装置について、図３、図４を用いて説明する。
図３は、第２の実施形態の免震装置１４の概要を示す図である。図３（ａ）は、免震装置１４の垂直方向の断面図である。図３（ｂ）は、免震装置１４の水平方向の断面図である。図３（ｃ）は、連結部材１１と積層ゴム３との連結部付近の拡大断面図である。図３（ａ）は、図３（ｂ）に示す矢印Ｃ−Ｃによる断面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す矢印Ｂ−Ｂによる断面図、図３（ｃ）は、図３（ｂ）に示す矢印Ｄ−Ｄによる断面図である。

【0024】

図３に示すように、免震装置１４は、連結部材１１、複数の積層ゴム３等からなる。
免震装置１４は、積層ゴム３を同一平面で複数個ずつ配置したものを、連結部材１１を用いて上下に連結して多段に重ねたものである。図３（ａ）等では、ｎ段目の積層ゴム３（ｎ）と、ｎ＋１段目の積層ゴム３（ｎ＋１）との連結部を図示している。

【0025】

図４は、連結部材１１の斜視図である。なお、図４では、井桁状部材１２の上部の鋼板１３ｂ（図３（ａ）参照）の図示を省略した。
図３、図４に示すように、連結部材１１は、複数のＨ型鋼１１ａおよび複数のＨ型鋼１１ｂからなる井桁状部材１２、鋼板１３ａ、１３ｂから構成される。

【0026】

Ｈ型鋼１１ａは、所定の間隔で複数平行に配置される。また、Ｈ型鋼１１ｂは、Ｈ型鋼１１ａと同一平面で、長手方向がＨ型鋼１１ａの長手方向と直交するように、所定の間隔で複数平行に配置される。このようにして複数のＨ型鋼１１ａと複数のＨ型鋼１１ｂを同一平面で井桁状に配置して、井桁状部材１２が形成される。
これらＨ型鋼１１ａとＨ型鋼１１ｂとは、取付け板とボルト等で緊結する、あるいは溶接する等の方法により、一体化される。

【0027】

図３（ａ）に示すように、鋼板１３ａは、Ｈ型鋼１１ａとＨ型鋼１１ｂによる井桁状部材１２の下部に取り付けられる。
図３（ｃ）に示すように、Ｈ型鋼１１ａと鋼板１３ａとは、頭付きボルト２３をＨ型鋼１１ａのフランジ２９ｂの孔３１を通して鋼板１３ａのネジ孔２７にねじ込むことにより連結される。Ｈ型鋼１１ｂと鋼板１３ａも、同様にして連結される。

【0028】

また、図３（ａ）に示すように、鋼板１３ｂは、井桁状部材１２の上部に取り付けられる。
図３（ｃ）に示すように、Ｈ型鋼１１ａと鋼板１３ｂとは、頭付きボルト２５を鋼板１３ｂの孔３３およびＨ型鋼１１ａのフランジ２９ａの孔３５に通し、フランジ２９ａの下面側からナット３７を締め込むことにより連結される。Ｈ型鋼１１ｂと鋼板１３ｂも、同様にして連結される。

【0029】

なお、鋼板１３ａあるいは鋼板１３ｂの取り付け方法はこれに限ることはなく、井桁状部材１２と鋼板１３ａ、１３ｂを一体化するように適宜定めることができる。
また、連結部材１１に加わる水平力は主に井桁状部材１２で負担されるので、上記の鋼板１３ａ、１３ｂは、鋼板を連結部材とする前記した従来例に比べ、薄く軽量のものとすることができる。

【0030】

図３、図４に示すように、Ｈ型鋼１１ａは、長手方向の中央付近のウェブ部に複数の孔１９を有する。また、鋼板１３ａ、鋼板１３ｂは、中央付近に孔２１を有する。これらの孔１９、２１は、上記したようなボルトの取付けや、ボルトの締め込みの調整時などに手を入れて連結部材１１の内部から作業を行うためのものである。

【0031】

図３（ａ）等に示すように、積層ゴム３は、上面に上フランジ１７を、下面に下フランジ１５を有する。積層ゴム３（ｎ）の上フランジ１７と鋼板１３ａとは、例えば、ボルト等を用いて緊結される。積層ゴム３（ｎ＋１）の下フランジ１５と鋼板１３ｂも同様に、ボルト等を用いて緊結される。

【0032】

第２の実施形態では、複数のＨ型鋼１１ａ、複数のＨ型鋼１１ｂ、および鋼板１３ａ、１３ｂを現場まで搬送し、現場にてＨ型鋼１１ａ、１１ｂを前記のように井桁状に組み合わせて井桁状部材１２を形成し、その上部と下部に鋼板１３ｂ、１３ａを取り付けて、連結部材１１が製作される。その後、連結部材１１と各段の積層ゴム３を連結して免震装置１４を組み立てる。
なお、Ｈ型鋼１１ａ、１１ｂは予め井桁状に組み合わせたものを現場まで搬送してもよい。

【0033】

これにより、第２の実施形態でも、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
さらに、第２の実施形態では、水平力を鋼板を介してＨ型鋼１１ａ、１１ｂおよび各積層ゴム３に分散して負担させ、免震性能をさらに向上させることができる。
なお、第１の実施形態においても、第２の実施形態と同様、井桁状部材２の上部と下部に鋼板を取り付けて用いてもよい。これにより、上記と同様の効果が得られる。

【0034】

加えて、第２の実施形態では、複数のＨ型鋼１１ａ、１１ｂを同一の平面で井桁状に配置することで、連結部材１１の一体性が高まり、水平振動を連結部材１１を介してより確実に積層ゴム３に伝えることができる。
これに対し、第１の実施形態では、Ｈ型鋼１ａ、１ｂを上下に配置し井桁状に組み合わせて連結部材１が形成されるので、連結部材の製作、解体がより容易である。これら連結部材の構成は必要に応じて選択すればよい。

【0035】

なお、以上の実施形態ではＨ型鋼を直交して交差させ井桁状に配置したが、これに限らず、Ｈ型鋼を斜交させて井桁状に配置することも可能である。
また、連結部材にはＨ型鋼を用いたが、その他の鋼材であってもよい。ただし、Ｈ型鋼を用いることにより、軽量かつ高強度の連結部材が製作できる利点がある。
さらに、積層ゴムに変えて免震機能を有するその他の免震部材、例えば転がり支承など、を用いることも可能である。

【0036】

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【符号の説明】

【0037】

１、１１………連結部材
１ａ、１ｂ、１１ａ、１１ｂ………Ｈ型鋼
２、１２………井桁状部材
３、３（ｎ）、３（ｎ＋１）………積層ゴム
４、１４………免震装置
５、１５………下フランジ
７、１７………上フランジ
１３ａ、１３ｂ………鋼板
２９ａ、２９ｂ………フランジ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】