(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0013】
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。
【0014】
[第1の実施形態]
まず、本発明の第1の実施形態の免震装置について説明する。
【0015】
図1は、第1の実施形態の免震装置1の立面図である。
図1に示すように、第1の実施形態の免震装置1は、積層ゴム31a、31b(免震部材)、連結部材21等からなり、同一平面で複数個ずつ配置した積層ゴム31a、31bを、連結部材21を用いて上下に連結し多段に重ねたものである。
【0016】
積層ゴム31aは上段に配置され、積層ゴム31bは下段に配置される。なお、免震装置1では、上段の積層ゴム31aおよび下段の積層ゴム31bが、それぞれ2×2列に配置され、その平面位置が対応する。積層ゴム31a、31b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。
【0017】
図1に示すように、積層ゴム31a、31bは、それぞれ本体33の下端に下フランジ35a、35b、上端に上フランジ37a、37bを有する。これらのフランジは、例えば鋼板等で形成される。
また、上段の積層ゴム31aの下フランジ35aには、所定の位置にボルト孔(不図示)が設けられる。下段の積層ゴム31bの上フランジ37bにも、上記のボルト孔と対応する平面位置に、ボルト孔(不図示)が設けられる。これらのボルト孔は、積層ゴム31a、31bと連結部材21を連結する際に用いられる。
【0018】
連結部材21は、上段の積層ゴム31aと下段の積層ゴム31bとの間に配置される。次に、
図2、
図3を参照して、この連結部材21について説明する。
【0019】
図2は、連結部材21の構成部材を示す図である。
図2(a)はL字プレート2の平面図、
図2(b)はL字プレート7の平面図、
図2(c)は抑えプレート13の平面図、
図2(d)は部材片17および部材片19の斜視図である。
【0020】
連結部材21は、
図2(a)〜(c)に示すL字プレート2、7、抑えプレート13を用いて製作される。これらのプレートは、適切な強度を有する鋼板で形成される。
【0021】
図2(a)、
図2(b)に示すように、L字プレート2、7は、平面がL字型の板片である。
【0022】
図2(a)に示すL字プレート2は、他のプレートと連結するための孔3a、3bを有する。孔3aはL字プレート2の辺部4の端部付近に設けられ、孔3bはL字プレート2の角部6に設けられる。L字プレート2は、さらに、積層ゴム31a、31bのフランジと連結するための孔5を有する。孔5は、辺部4の中央部付近に2つ設けられる。
【0023】
図2(b)に示すL字プレート7は、他のプレートと連結するための孔9を有する。孔9は、L字プレート7の角部16に設けられる。L字プレート7は、さらに、積層ゴム31a、31bのフランジと連結するための孔11を有する。孔11は、辺部8の中央部付近に2つ設けられる。
【0024】
なお、L字プレート7の厚みは、L字プレート2の厚みと同じとする。また、L字プレート7の辺部8の幅8aは、L字プレート2の辺部4の幅4aと同じであり、L字プレート7の辺部8の長さ8bは、L字プレート2の辺部4の長さ4bから上記の幅4aを引いたものである。
【0025】
図2(c)に示すように、抑えプレート13は、平面が正方形の板片である。抑えプレート13は、他のプレートと連結するための孔15を有する。孔15は、抑えプレート13の四隅に1つずつ設けられる。
【0026】
図2(d)に示すように、本実施形態では、3枚のL字プレートを上下に層状に重ねて部材片17、19が形成される。
【0027】
部材片17は、2枚のL字プレート7の間にL字プレート2を挟むようにして、これらのプレートの角部を合わせて上下に重ねたものである。この時、上面および下面のL字プレート7の孔9と、L字プレート2の孔3bとが上下に連通し、プレート連結用孔12aを形成する。また、上面および下面のL字プレート7の孔11と、L字プレート2の孔5とが上下に連通し、フランジ取付用孔14aを形成する。
また、部材片17は、部材片19との組み合わせ部分となる端部23に凸部25を有する。この凸部25は、L字プレート2の辺部4が、L字プレート7の辺部8に比して前記の幅4aだけ長く、その分、辺部4の端部が突出することによるものである。前記したように、この端部には孔3aが配置されている。
【0028】
部材片19は、2枚のL字プレート2の間にL字プレート7を挟むようにして、これらのプレートの角部を合わせて上下に重ねたものである。この時、上面および下面のL字プレート2の孔3bと、L字プレート7の孔9とが上下に連通し、プレート連結用孔12bを形成する。また、上面および下面のL字プレート2の孔5と、L字プレート7の孔11とが上下に連通し、フランジ取付用孔14bを形成する。
また、部材片19は、部材片17との組み合わせ部分となる端部27に凹部29を有する。この凹部29は、L字プレート7の辺部8が、L字プレート2の辺部4に比して前記の幅4aだけ短く、その分が窪みとなることによるものである。この時、L字プレート2の辺部4の端部は凹部29の側壁を形成する。前記したように、この端部には孔3aが配置されている。
【0029】
図3は連結部材21を示す図であり、
図3(a)は平面図、
図3(b)は斜視図である。なお、
図3(a)は抑えプレート13を配置する前の状態である。また、
図3(a)では積層ゴム31aの配置を点線で示した。
【0030】
図3(a)に示すように、連結部材21では、4つの部材片19を、L字の角部を突き合わせて十字に組み合わせ、残りの4つの部材片17を、この十字と合わせて田字状の格子が形成されるように外周部に配置し、4つの部材片19と組み合わせる。
【0031】
連結部材21の外周部の部材片17と部材片19との組み合わせ部分では、部材片17の凸部25(
図2(d)参照)が、部材片19の凹部29(
図2(d)参照)に側方から挿し込まれる。このとき、部材片19の上面および下面のL字プレート2の辺部4の端部と、部材片17のL字プレート2の辺部4の端部が重ねて配置された状態となり、各L字プレート2の孔3aが上下に連通し、プレート連結用孔12cが形成される。
【0032】
図3(b)に示すように、十字に組み合わされた4つの部材片19の角部の突き合わせ部分では、4つの部材片19の角部に跨るように、上面45および下面47に抑えプレート13が配置される。このとき、上面45および下面47の抑えプレート13の4つの孔15のそれぞれが、4つの部材片19のプレート連結用孔12b(
図2(d)参照)と上下に連通する。
【0033】
図3(b)に示すように組み合わされた連結部材21の各プレートは、連結治具39(
図1参照)を用いて一体化される。連結治具39はボルトとナットにより構成され、
図3(b)に示すプレート連結用孔12a、12c、およびプレート連結用孔12bと抑えプレート13の孔15が連通した孔に、上面側からボルトを通し、下面側からナットを締め込んで、各プレートが連結される。なお、連結治具39としては、ボルトやナットの替わりに、せん断ピンを用いてもよい。
このようにして、部材片17、19を平面において組み合わせて、連結部材21が製作される。連結部材21は、上段および下段の積層ゴム31a、31bに対応する平面位置が空洞部分となるように格子状に形成される。
【0034】
図1に示す免震装置1では、上段の積層ゴム31a、下段の積層ゴム31bが、連結部材21の空洞の位置に対応するように配置されるが、このとき、前記した上段の積層ゴム31aの下フランジ35aのボルト孔と、下段の積層ゴム31bの上フランジ37bのボルト孔が、
図3(a)等に示す連結部材21の部材片17、19のフランジ取付用孔14a、14bと連通する。
【0035】
免震装置1を構成する上段の積層ゴム31a、連結部材21、下段の積層ゴム31bは、連結治具41を用いて連結される。
連結治具41は、ボルトおよびナットで構成され、上記のように連通するように形成された孔に、上段の積層ゴム31aの下フランジ35a側からボルトを通し、下段の積層ゴム31bの上フランジ37b側からナットを締め込んで、各部材が連結される。あるいは、このように通しボルトを用いる代わりに、前記の下フランジ35a側、上フランジ37b側のそれぞれから連結部材21にボルトをねじ込んで、上段の積層ゴム31aと下段の積層ゴム31bを、それぞれ連結部材21に連結してもよい。
このようにして、
図1に示す免震装置1が製作される。
【0036】
以上説明したように、第1の実施形態では、複数のプレートを上下に重ねた部材片17、19を、上段および下段の積層ゴム31a、31bに対応する平面位置が空洞部分となるように組み合わせ連結して一体化し、連結部材21が製作される。部材片17、19を構成するL字プレート2、7は、連結部材として従来用いられてきた一枚物の鋼板と比較して、厚みを3分の1程度とでき、寸法も小さくなるため、重量が軽くなる。さらに、連結部材21は、積層ゴム31a、31bに対応する位置が空洞でありプレートの使用量も少なくて済む。従って、連結部材21が、このように小さく軽量な個々のプレートに小割した状態で現場まで容易に運搬できるようになるとともに、これらのプレートを現場で組立てて連結部材21が容易に製作でき、免震装置1の施工も容易になる。さらに、連結部材21は空洞部分を有するので、積層ゴム31a、31b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21の空洞部分に放出する事によって、積層ゴム31a、31bの発熱による性能劣化を防ぐ事が可能になる利点もある。
また、連結部材21は、大量生産に適した単純な形状のプレートを用いて形成されるため、製作費が安価であるという利点もある。さらに、各プレートはボルトやナット、あるいはせん断ピンなどを用いて容易に連結でき、溶接作業も不要である。
【0037】
また、連結部材21において、4つの部材片19の組み合わせ部分では、4つの部材片19の角部に跨るように、上面45および下面47に抑えプレート13が配置される。そして、抑えプレート13で部材片19を上下から抑えつつ、連結治具39を用いて上面および下面の抑えプレート13と4つの部材片19のそれぞれとが連結される。
さらに、連結部材21の外周部の部材片17と部材片19との組み合わせ部分では、部材片19の上面および下面のL字プレート2の端部と、部材片17のL字プレート2の端部が重ねて配置された状態で、連結治具39を用いて上下に連結される。
以上のようにして連結を行うことで、部材片の組み合わせ部分の一体性が高まり、連結部材21に十分な剛性を与えることができるようになる。
【0038】
なお、連結部材21は、上記したものに限ることはない。例えば、上記の部材片17と部材片19の組み合わせ部分では、前記の4つの部材片19の組み合わせ部分と同様に、隣り合う2つの部材片19に跨るように、プレート連結用孔12cに対応する2箇所に孔を設けた抑えプレートを上面45および下面47に配置し、連結治具39を用いて、この抑えプレートと、それぞれの部材片19等とを上下に連結してもよい。これにより、部材片17と部材片19の組み合わせ部分の一体性をより高めることができる。
【0039】
また、各部材片17、19は、3枚のL字プレートを重ねて構成するものに限らず、例えば5枚のL字プレートを重ねて構成するものであってもよい。この場合であれば、部材片17の前記の端部23に上下2箇所の凸部25を設けるとともに、部材片19の前記の端部27にも上下2箇所の凹部29を設け、各凸部25を各凹部29に挿し込んだ状態で、連結治具39を用いて上下に連結し、各部材片17、19を組み合わせることも可能である。
あるいは、各部材片17、19は、2枚のL字プレートを重ねて構成するものであってもよく、例えばこの場合、部材片17、19の組み合わせ部分では、一方の部材片17の1枚のL字プレートの端部と、他方の部材片19の1枚のL字プレートの端部を重ねた状態で連結治具39を用いて上下に連結することもできる。
【0040】
このように、連結部材は、第1の実施形態で示したものに限ることはない。以下、連結部材の構成が異なる第2の実施形態の免震装置について説明する。第2の実施形態では、第1の実施形態と異なる点について主に説明し、第1の実施形態と同様の点については説明を省略する。
【0041】
[第2の実施形態]
図4は、第2の実施形態の免震装置10の立面図である。第2の実施形態の免震装置10は、第1の実施形態と同様、上段および下段の積層ゴム31a、31bを連結部材を用いて上下に連結したものであるが、第2の実施形態の免震装置10の連結部材93は、その構成において第1の実施形態の免震装置1の連結部材21と異なる。以下、この連結部材93について
図5、6を用いて説明する。
【0042】
図5は、連結部材93の構成部材を示す図である。
図5(a)はL字プレート51の平面図、
図5(b)はL字プレート59の平面図、
図5(c)は山型プレート65の平面図、
図5(d)は山型プレート71の平面図、
図5(e)は抑えプレート77の平面図、
図5(f)は部材片81および部材片83の斜視図である。
【0043】
連結部材93は、
図5(a)〜(e)に示すL字プレート51、59、山型プレート65、71、抑えプレート77を用いて製作される。これらのプレートは、適切な強度を有する鋼板で形成される。
【0044】
図5(a)、
図5(b)に示すように、L字プレート51、59は、平面がL字型の板片であり、L字の角を辺部54、58に対し45°方向に直線状に切欠いて切欠部57、63としたものである。
【0045】
図5(a)に示すL字プレート51は、他のプレートと連結するための孔53を有する。孔53は、L字プレート51の辺部54の端部付近に設けられる。L字プレート51は、さらに、積層ゴム31a、31bのフランジと連結するための孔55を有する。孔55は、辺部54の中央部付近に2つ設けられる。
【0046】
図5(b)に示すL字プレート59は、積層ゴム31a、31bのフランジと連結するための孔61を有する。孔61は、辺部58の中央部付近に2つ設けられる。
【0047】
図5(c)、
図5(d)に示すように、山型プレート65、71は、底辺と、底辺の両端部から底辺に直交して同じ方向に延びる同じ長さの2つの側辺と、両側辺の端部から該側辺に対して45°方向で互いに向かい合う方向に延び、山型を形成する2つの頂辺により構成される山型五角形の板片である。
【0048】
図5(c)に示す山型プレート65は、他のプレートと連結するための孔67a、67bを有する。孔67aは、山型プレート65の底辺側の端部付近で両側に1つずつ設けられる。孔67bは、山型プレート65の頂部68付近に設けられる。また、山型プレート65は、積層ゴム31a、31bのフランジと連結するための孔69を有する。孔69は、山型プレート65の中央部付近で、幅方向の両側に2つづつ設けられる。
【0049】
図5(d)に示す山型プレート71は、他のプレートと連結するための孔73を有する。孔73は、山型プレート71の頂部70付近に設けられる。山型プレート71は、さらに、積層ゴム31a、31bのフランジと連結するための孔75を有する。孔75は、山型プレート71の中央部付近で、幅方向の両側に2つづつ設けられる。
【0050】
なお、L字プレート51、59、山型プレート65、71の厚みは同じとする。また、L字プレート59の辺部58の幅58aは、L字プレート51の辺部54の幅54aと同じであり、L字プレート59の辺部58の長さ58bは、L字プレート51の辺部54の長さ54bから上記の幅54aを引いたものである。
さらに、山型プレート65、71の幅65a、71aは、いずれも上記の幅54aの2倍とする。また、山型プレート71の長さ71bは、山型プレート65の長さ65bから上記の幅54aを引いたものとする。
【0051】
図5(e)に示すように、抑えプレート77は、平面が正方形の板片である。抑えプレート77は、他のプレートと連結するための孔79を有する。孔79は、抑えプレート77の四隅に1つずつ設けられる。
【0052】
図5(f)に示すように、本実施形態では、3枚のL字プレートを上下に層状に重ねて部材片81が形成されるとともに、3枚の山型プレートを上下に層状に重ねて部材片83が形成される。
【0053】
部材片81は、2枚のL字プレート59の間にL字プレート51を挟むようにして、これらのプレートの切欠部を合わせて上下に重ねたものである。この時、上面および下面のL字プレート59の孔61と、L字プレート51の孔55とが上下に連通し、フランジ取付用孔62aを形成する。
また、部材片81は、部材片83との組み合わせ部分となる端部85に凸部87を有する。この凸部87は、L字プレート51の辺部54が、L字プレート59の辺部58に比して前記の幅54aだけ長く、その分端部が突出することによるものである。前記したように、この端部には孔53が配置されている。
【0054】
部材片83は、2枚の山型プレート65の間に山型プレート71を挟むようにして、これらのプレートの頂部を合わせて上下に重ねたものである。この時、上面および下面の山型プレート65の孔67bと、山型プレート71の孔73とが上下に連通し、プレート連結用孔74aを形成する。また、上面および下面の山型プレート65の孔69と山型プレート71の孔75とが上下に連通し、フランジ取付用孔62bを形成する。
また、部材片83は、部材片81との組み合わせ部分となる端部89に凹部91を有する。この凹部91は、山型プレート71の長さ71bが、山型プレート65の長さ65bに比して前記の幅54aだけ短く、その分が窪みとなることによるものである。この時、山型プレート65の底辺側の端部は凹部91の側壁を形成する。前記したように、この端部には孔67aが配置されている。
【0055】
図6は連結部材93を示す図であり、
図6(a)は平面図、
図6(b)は斜視図である。なお、
図6(a)は抑えプレート77を配置する前の状態である。また、
図6(a)では、前記の
図3(a)と同様、積層ゴム31aの配置を点線で示した。
【0056】
図6(a)に示すように、連結部材93では、4つの部材片83を、山型の頂部を突き合わせて十字に組み合わせ、残りの4つの部材片81を、この十字と合わせて田字状の格子が形成されるように外周部に配置し、4つの部材片83と組み合わせる。
【0057】
連結部材21の外周部の部材片81と部材片83との組み合わせ部分では、部材片83の凹部91(
図5(f)参照)に、両側から部材片81の凸部87(
図5(f)参照)が挿し込まれる。このとき、部材片83の上面および下面の山型プレート65の底辺側の端部と、部材片81のL字プレート51の辺部54の端部が重ねて配置された状態となり、山型プレート65の孔67aと、L字プレート51の孔53が上下に連通し、プレート連結用孔74bが形成される。
【0058】
図6(b)に示すように、十字に組み合わされた4つの部材片83の頂部の突き合わせ部分では、4つの部材片83の頂部に跨るように、上面97および下面98に抑えプレート77が配置される。このとき、上面97および下面98の抑えプレート77の4つの孔79のそれぞれが、4つの部材片83のプレート連結用孔74a(
図5(f)参照)と上下に連通する。
【0059】
図6(b)に示すように組み合わされた連結部材93の各プレートは、連結治具39(
図4参照)を用いて一体化される。前記と同様、連結治具39はボルトおよびナットで構成され、
図6(b)に示すプレート連結用孔74b、およびプレート連結用孔74aと抑えプレート77の孔79が連通した孔に、上面側からボルトを通し、下面側からナットを締め込んで、各プレートが連結される。
このようにして、部材片81、83を平面において組み合わせて、連結部材93が製作される。連結部材93は、上段および下段の積層ゴム31a、31bに対応する平面位置が空洞部分となるように格子状に形成される。
【0060】
図4に示す免震装置10では、上段の積層ゴム31a、下段の積層ゴム31bが、連結部材93の空洞の位置に対応するように配置されるが、このとき、前記した上段の積層ゴム31aの下フランジ35aのボルト孔と、下段の積層ゴム31bの上フランジ37bのボルト孔が、
図6(a)等に示す連結部材93の部材片81、83のフランジ取付用孔62a、62bと連通する。
【0061】
免震装置10を構成する上段の積層ゴム31a、連結部材93、下段の積層ゴム31bは、連結治具41を用いて連結される。
前記と同様、連結治具41は、ボルトおよびナットで構成され、上記のように連通するように形成された孔に、上段の積層ゴム31aの下フランジ35a側からボルトを通し、下段の積層ゴム31bの上フランジ37b側からナットを締め込んで、各部材が連結される。このようにして、
図4に示す免震装置10が製作される。
【0062】
以上説明した第2の実施形態でも、第1の実施形態と同様、連結部材93の運搬性が向上する等の効果が得られる。
このように、連結部材は、複数の板片を上下に重ねた部材片を、平面上空洞となる部分を有するように複数組み合わせたものであれば、その構成は種々考えられる。上記の空洞の位置も、必ずしも積層ゴム31a、31bの平面位置に対応するものに限ることはない。
【0063】
さらに、上記の実施形態では、上下2段の積層ゴムを連結部材を介して連結したが、積層ゴムの連結段数はこれに限らない。同一段における積層ゴムの数や配置も、上記の実施形態のように2×2列で4個配置するものに限らず、様々に定めることができる。
【0064】
加えて、上記の実施形態では、積層ゴムを免震部材として用い、これを多段に配置した免震装置について説明したが、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。
【0065】
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。