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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022085349
(43)【公開日】2022-06-08
(54)【発明の名称】免震装置
(51)【国際特許分類】
   F16F 15/04 20060101AFI20220601BHJP
   F16F 1/40 20060101ALI20220601BHJP
   E04H 9/02 20060101ALI20220601BHJP
【FI】
F16F15/04 P
F16F1/40
E04H9/02 331A
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2020196978
(22)【出願日】2020-11-27
(71)【出願人】
【識別番号】000003148
【氏名又は名称】TOYO TIRE株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000729
【氏名又は名称】特許業務法人 ユニアス国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】徳永 修一
【テーマコード(参考)】
2E139
3J048
3J059
【Fターム(参考)】
2E139AA01
2E139AC19
2E139CA02
2E139CA03
3J048AA01
3J048BA08
3J048CB21
3J048DA01
3J048EA38
3J059AB01
3J059BA43
3J059BC06
3J059BD05
3J059GA42
(57)【要約】
【課題】空冷式で積層体を冷却する免震装置を提供する。
【解決手段】免震装置は、少なくともゴムによって積層された積層体と、前記積層体の積層方向の両端面に固定された第1端板及び第2端板と、を備え、前記第1端板は、前記第1端板の外周面から前記第1端板の内部まで延びる第1横通気孔を備え、前記第2端板は、前記第2端板の外周面から前記第2端板の内部まで延びる第2横通気孔を備え、前記積層体は、前記第1横通気孔及び前記第2横通気孔とそれぞれ連通する積層体通気孔を備える。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくともゴムによって積層された積層体と、前記積層体の積層方向の両端面に固定された第1端板及び第2端板と、を備え、
前記第1端板は、前記第1端板の外周面から前記第1端板の内部まで延びる第1横通気孔を備え、
前記第2端板は、前記第2端板の外周面から前記第2端板の内部まで延びる第2横通気孔を備え、
前記積層体は、前記第1横通気孔及び前記第2横通気孔とそれぞれ連通する積層体通気孔を備える、免震装置。
【請求項2】
前記第1端板は、円板状に形成され、
前記第1横通気孔は、前記第1端板の外周面から前記第1端板の半径方向に延びる、請求項1に記載の免震装置。
【請求項3】
前記第1端板は、前記積層体に固定される第1内面と、前記第1内面と反対側に配置される第1外面と、を備え、
前記第1横通気孔は、前記第1外面に配置され、
前記第1横通気孔の幅寸法は、前記第1横通気孔の高さ寸法よりも小さい、請求項1又は2に記載の免震装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、免震装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、免震装置として、ゴムシートと鋼板とを交互に積層した積層体を用いたものが知られているが、長周期地震動のように、比較的長時間の揺れが継続する場合、積層体の自己発熱により積層体の温度が上昇し、高温となって、剛性の低下、エネルギー吸収量の低下などの、性能変化が生じることが考えられる。
【0003】
上記問題を解決する免震装置として、特許文献1のような液体を流通させる液体流路が積層体の内部に設けられた液冷式の免震装置が提案されている。しかしながら、液冷式は、液体流路から液体が漏れた場合に積層体の冷却性能が落ちることや、液体流路のメンテナンスが困難であることなどの問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2011-202690号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本開示の目的は、空冷式で積層体を冷却する免震装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の免震装置は、少なくともゴムによって積層された積層体と、前記積層体の積層方向の両端面に固定された第1端板及び第2端板と、を備え、前記第1端板は、前記第1端板の外周面から前記第1端板の内部まで延びる第1横通気孔を備え、前記第2端板は、前記第2端板の外周面から前記第2端板の内部まで延びる第2横通気孔を備え、前記積層体は、前記第1横通気孔及び前記第2横通気孔とそれぞれ連通する積層体通気孔を備える。
【図面の簡単な説明】
【0007】
図1】一実施形態に係る免震装置の断面図
図2】同実施形態に係る免震装置が変形した状態を示す断面図
図3】同実施形態に係る免震装置の上面図
図4図3のIV方向の拡大矢視図
図5】他の実施形態に係る免震装置を示す側面図
図6】さらに他の実施形態に係る免震装置の上面図
図7】さらに他の実施形態に係る免震装置の断面図
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、免震装置における一実施形態について、図1図4を参照しながら説明する。なお、各図(図5図7も同様)において、図面の寸法比と実際の寸法比とは、必ずしも一致しておらず、また、各図面の間での寸法比も、必ずしも一致していない。
【0009】
図1図4に示すように、本実施形態に係る免震装置1は、建物などの第1構造体5に固定される第1端板2(上端板ともいう)と、基礎などの第2構造体6に固定される第2端板3(下端板ともいう)と、第1端板2及び第2端板3の間に配置され、変形可能な積層体4と、を備える。地震などで第2構造体6が振動すると、積層体4が変形し、振動エネルギーの一部が熱エネルギーに変換され、第1構造体5に伝わる振動が減衰される。
【0010】
本実施形態においては、第1端板2は、積層体4の上方に配置され、第2端板3は、積層体4の下方に配置されている。なお、例えば、第1端板2は、積層体4の下方に配置され、第2端板3は、積層体4の上方に配置されてもよい。
【0011】
第1端板2は、積層体4に固定される第1内面S11(下面)と、第1内面S11と反対側に配置される第1外面S12(上面)と、を備える。そして、第2端板3は、積層体4に固定される第2内面S21(上面)と、第2内面S21と反対側に配置される第2外面S22(下面)と、を備える。
【0012】
第1内面S11は、積層体4の上端面に固定され、第2内面S21は、積層体4の下端面に固定される。そして、第1内面S11及び第2内面S21と積層体4の両端面とのそれぞれの固定は、例えば、接着である。
【0013】
第1外面S12は、第1構造体5に固定され、第2外面S22は、第2構造体6に固定される。そして、第1端板2及び第1構造体5と第2端板3及び第2構造体6とのそれぞれの固定は、例えば、ボルト及びナットによる締結である。
【0014】
第1端板2及び第2端板3は、円板状に形成されている。そして、第1端板2及び第2端板3の材質は、例えば、金属である。ここで、円板状とは、完全な円状の板でなくてもよく、略円状の板も含む。なお、第1端板2及び第2端板3は、例えば、正方形状に形成されてもよい。
【0015】
積層体4は、ゴムによって上下方向に積層された円柱状に形成されている。そして、第1端板2及び第2端板3の外径は、積層体4の外径よりも大きい。なお、例えば、積層体4は、金属板とゴムとを交互に積層されたものであってもよい。
【0016】
第1端板2は、第1端板2の外周面から積層体4まで延びる第1通気孔21(上側通気孔ともいう)を備える。第2端板3は、第2端板3の外周面から積層体4まで延びる第2通気孔31(下側通気孔ともいう)を備える。そして、積層体4は、第1通気孔21及び第2通気孔31を連通する積層体通気孔41を備える。
【0017】
斯かる構成によれば、振動によって積層体4に熱が生じた際、積層体通気孔41の中の空気が積層体4の熱で暖められ、積層体通気孔41の中の空気と免震装置1の外の空気との温度差によって空気の流れが生じる。これにより、積層体通気孔41の中の空気と免震装置1の外の空気とが入れ換えられ、振動によって熱が生じた積層体4を空冷式で冷却することができる。
【0018】
また、地震などによる振動で積層体4が変形した際、積層体通気孔41の体積が小さくなったときに積層体通気孔41の中の空気が積層体通気孔41から押し出され、積層体通気孔41の体積が大きくなったときに免震装置1の外の空気が積層体通気孔41の中に吸い込まれる。
【0019】
第1通気孔21は、第1端板2の外周面から第1端板2の半径方向の内方に向かって延びる第1横通気孔21a(上側横通気孔ともいう)と、第1端板2の中心に設けられ、第1横通気孔21aから積層体4まで延びる第1中心通気孔21b(上側中心通気孔ともいう)と、第1中心通気孔21bから離れた位置に設けられ、第1横通気孔21aから積層体4まで延びる第1周辺通気孔21c(上側周辺通気孔ともいう)と、を備える。即ち、第1横通気孔21aは、第1中心通気孔21b又は第1周辺通気孔21cを介して間接的に積層体通気孔41と連通している。
【0020】
第2通気孔31は、第2端板3の外周面から第2端板3の半径方向の内方に向かって延びる第2横通気孔31a(下側横通気孔ともいう)と、第2端板3の中心に設けられ、第2横通気孔31aから積層体4まで延びる第2中心通気孔31b(下側中心通気孔ともいう)と、第2中心通気孔31bから離れた位置に設けられ、第2横通気孔31aから積層体4まで延びる第2周辺通気孔31c(下側周辺通気孔ともいう)と、を備える。即ち、第2横通気孔31aは、第2中心通気孔31b又は第2周辺通気孔31cを介して間接的に積層体通気孔41と連通している。
【0021】
本実施形態において、第1通気孔21(第1横通気孔21a、第1中心通気孔21b、第1周辺通気孔21c)及び第2通気孔31(第2横通気孔31a、第2中心通気孔31b、第2周辺通気孔31c)は、同形状であるが、形状が異なっていてもよい。
【0022】
本実施形態において、第1横通気孔21aは、第1外面S12に設けられた溝であり、第1横通気孔21aの幅寸法W1が第1横通気孔21aの高さ寸法H1よりも小さい。そして、図示していないが、第2横通気孔31aは、第2外面S22に設けられた溝であり、第2横通気孔31aの幅寸法が第2横通気孔31aの高さ寸法よりも小さい。
【0023】
第1横通気孔21a及び第2横通気孔31aの幅寸法を小さくすることにより、第1外面S12及び第2外面S22の面積の減少を抑えることができるため、第1構造体5からの圧力による第1端板2及び第2端板3の変形を抑えることができる。そして、第1横通気孔21a及び第2横通気孔31aの高さ寸法を大きくすることにより、第1横通気孔21a及び第2横通気孔31aを流れる空気の流路を確保することができる。
【0024】
また、本実施形態において、第1横通気孔21aは、第1端板2の外周面から第1端板2の半径方向の内方に直線状に延びている。そして、第2横通気孔31aは、第2端板3の外周面から第2端板3の半径方向の内方に直線状に延びている。
【0025】
第1横通気孔21a及び第2横通気孔31aが直線状であることにより、第1横通気孔21a及び第2横通気孔31aを通る空気の流れを滑らかにすることができる。そして、第1横通気孔21a及び第2横通気孔31aが半径方向の内方に直線状に延びていることにより、第1横通気孔21a及び第2横通気孔31aの長さを短くすることができる。これにより、積層体通気孔41の中の空気と免震装置1の外の空気との入れ換えを効率よく行うことができる。
【0026】
第1横通気孔21aは、第1端板2に複数(本実施形態においては8本)設けられ、全ての第1横通気孔21aが第1端板2の中心P1で繋がっている。そして、第1横通気孔21aは、第1端板2の中心P1を軸として等間隔に配置されている。第2周辺通気孔31cは、図示していないが、第2端板3に複数(本実施形態においては8本)設けられ、全ての第2横通気孔31aが第2端板3の中心で繋がっている。そして、第2横通気孔31aは、第2端板3の中心を軸として等間隔に配置されている。
【0027】
第1周辺通気孔21cは、第1横通気孔21aの上で、且つ、第1外面S12と同心円である第1内円C1及び第1外円C2の上に複数(本実施形態においては第1内円C1の上に4つ、第1外円C2の上に8つ)設けられ、それぞれ等間隔に配置されている。そして、第1内円C1の半径R1は、第1外円C2の半径R2の半分である。
【0028】
第2周辺通気孔31cは、第2横通気孔31aの上で、且つ、第2外面S22と同心円である不図示の第2内円及び第2外円の上に複数(本実施形態においては第2内円の上に4つ、第2外円の上に8つ)設けられ、それぞれ等間隔に配置されている。そして、第2内円の半径は、第2外円の半径の半分である。
【0029】
第1内円C1の半径R1を第1外円C2の半径R2の半分とし、第1内円C1に配置された第1周辺通気孔21cの数を第1外円C2に配置された第1周辺通気孔21cの数の半分(第1周辺通気孔21cの数が半径に比例)とすることにより、第1内円C1及び第1外円C2の円周に対する第1周辺通気孔21cの数を同じにすることができる。また、第1周辺通気孔21cを等間隔に配置することにより、第1構造体5からの圧力が第1端板2の一部に偏ることを防ぐことができる。なお、第2周辺通気孔31c及び第2端板3についても同様である。
【0030】
第1中心通気孔21b及び第1周辺通気孔21cは、第1端板2を上下方向に貫通する貫通孔である。そして、第2中心通気孔31b及び第2周辺通気孔31cは、第2端板3を上下方向に貫通する貫通孔である。
【0031】
積層体通気孔41は、第1中心通気孔21b及び第2中心通気孔31bを連通する積層体中心通気孔41aと、第1周辺通気孔21c及び第2周辺通気孔31cを連通する積層体周辺通気孔41bと、を備える。
【0032】
積層体中心通気孔41a及び積層体周辺通気孔41bは、積層体4を上下方向に貫通する貫通孔である。そして、積層体周辺通気孔41bは、第1周辺通気孔21c及び第2周辺通気孔31cを連通するために複数(本実施形態においては12つ)設けられている。
【0033】
本実施形態において、第1中心通気孔21b、第2中心通気孔31b、第1周辺通気孔21c、第2周辺通気孔31c、積層体中心通気孔41a及び積層体周辺通気孔41bは、孔径が同一である。
【0034】
以上のように、本実施形態のように、免震装置1は、少なくともゴムによって積層された積層体4と、積層体4の積層方向(上下方向)の両端面に固定された第1端板2及び第2端板3と、を備え、第1端板2は、第1端板2の外周面から第1端板2の内部まで延びる第1横通気孔21aを備え、第2端板3は、第2端板3の外周面から第2端板3の内部まで延びる第2横通気孔31aを備え、積層体4は、第1横通気孔21a及び第2横通気孔31aとそれぞれ連通する積層体通気孔41を備える、という構成が好ましい。
【0035】
斯かる構成によれば、振動によって積層体4に熱が生じた際、積層体通気孔41の中の空気が積層体4の熱で暖められ、積層体通気孔41の中の空気と免震装置1の外の空気との温度差によって空気の流れが生じる。これにより、積層体通気孔41の中の空気と免震装置1の外の空気とが入れ換えられ、振動によって熱が生じた積層体4を空冷式で冷却することができる。
【0036】
また、本実施形態のように、免震装置1は、第1端板2は、円板状に形成され、第1横通気孔21aは、第1端板2の外周面から第1端板2の半径方向に延びる、という構成が好ましい。
【0037】
第1横通気孔21aが直線状であることにより、第1横通気孔21aを通る空気の流れを滑らかにすることができる。そして、第1横通気孔21aが半径方向の内方に直線状に延びていることにより、第1横通気孔21aの長さを短くすることができる。これにより、積層体通気孔41の中の空気と免震装置1の外の空気との入れ換えを効率よく行うことができる。
【0038】
また、本実施形態のように、免震装置1は、第1端板2は、積層体4に固定される第1内面S11と、第1内面S11と反対側に配置される第1外面S12と、を備え、第1横通気孔21aは、第1外面S12に配置され、第1横通気孔21aの幅寸法W1は、第1横通気孔21aの高さ寸法H1よりも小さい、という構成が好ましい。
【0039】
第1横通気孔21aの幅寸法W1を小さくすることにより、第1外面S12の面積の減少を抑えることができるため、第1構造体5からの圧力による第1端板2の変形を抑えることができる。そして、第1横通気孔21aの高さ寸法H1を大きくすることにより、第1横通気孔21aを流れる空気の流路を確保することができる。
【0040】
なお、免震装置1は、上記した実施形態の構成に限定されるものではなく、また、上記した作用効果に限定されるものではない。また、免震装置1は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、下記する各種の変更例に係る構成や方法等を任意に一つ又は複数選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。
【0041】
(1)上記実施形態に係る第1通気孔21においては、第1横通気孔21aは、第1外面S12に設けられた溝であり、第1中心通気孔21b及び第1周辺通気孔21cは、第1端板2を上下方向に貫通する貫通孔である。しかしながら、第1通気孔21は、斯かる形状に限られない。
【0042】
例えば、図5に示すように、第1横通気孔21aは、第1端板2の外周面から第1端板2の半径方向の内方に延びる円状の孔であってもよい。そして、第1中心通気孔21b及び第1周辺通気孔21cは、第1横通気孔21aと積層体通気孔41とを連通し、上下方向に貫通しない非貫通孔であってもよい。また、第1横通気孔21aは、例えば、第1内面S11に設けられた溝であってもよい。なお、第2通気孔31についても同様である。
【0043】
(2)上記実施形態に係る第1横通気孔21aの幅寸法W1は、第1横通気孔21aの高さ寸法H1よりも小さい、という寸法関係である。しかしながら、第1横通気孔21aの幅寸法W1及び高さ寸法H1は、斯かる寸法関係に限られない。例えば、第1横通気孔21aの幅寸法W1は、第1横通気孔21aの高さ寸法H1と同一である、という寸法関係であってもよい。また、例えば、第1横通気孔21aの幅寸法W1は、第1横通気孔21aの高さ寸法H1よりも大きい、という寸法関係であってもよい。なお、第2横通気孔31aについても同様である。
【0044】
(3)上記実施形態に係る第1横通気孔21aは、第1端板2の外周面から第1端板2の半径方向内方に直線状に延びている。しかしながら、第1横通気孔21aは、斯かる形状に限られない。
【0045】
(3-1)例えば、図6に示すように、第1横通気孔21aは、第1端板2の円周方向に延びる複数の円環部L1と第1端板2の外周面から第1端板2の半径方向に延びる直線部L2とを組み合わせた形状であってもよい。また、第1横通気孔21aは、直線部L2を有さない形状であってもよい。なお、第2横通気孔31aについても同様である。
【0046】
(3-2)例えば、第1横通気孔21aは、第1端板2の外周面から第1端板2の半径方向内方に直線状に延びており、第1横通気孔21aの幅寸法W1及び/又は深さ寸法H1が第1端板2の半径方向内方から第1端板2の外周面に向かって大きくなっている、という形状であってもよい。斯かる第1横通気孔21aによって、例えば、積層体4の発熱により暖められ上昇した空気が第1横通気孔21aを流れやすくなり、積層体4の冷却効率が上がる。なお、第2横通気孔31aについても同様である。
【0047】
(4)例えば、図6に示すように、免震装置1は、積層体4を冷却するための冷却部7をさらに備え、冷却部7は、送風又は吸引可能な冷却ファン71と、第1横通気孔21a(第2横通気孔31aでも可)及び冷却ファン71を接続する冷却管72(省略可)と、を備える、という構成であってもよい。冷却管72としては、例えば、チューブを用いることができる。
【0048】
斯かる構成によれば、第1横通気孔21aから積層体通気孔41の中の空気を冷却ファン71で押し出し又は吸引することができる。これにより、積層体通気孔41の中の空気と免震装置1の外の空気とが入れ換えられ、振動によって熱が生じた積層体4を空冷式で冷却することができる。
【0049】
斯かる免震装置1においては、全ての第1横通気孔21aに冷却管72を接続することが好ましい。これにより、冷却管72が繋がっていない第1横通気孔21aから空気が漏れることを防ぐことができ、積層体4の冷却効率を上げることができる。
【0050】
また、例えば、免震装置1は、図6の冷却部7を備える構成において、積層体4の振動又は温度を検知可能なセンサー(不図示)をさらに備える、という構成であってもよい。斯かる構成によれば、積層体4の振動又は温度上昇をセンサーで検知した際に冷却ファン71を稼働させ、積層体4を冷却することができる。
【0051】
(5)上記実施形態に係る第1横通気孔21aは、第1中心通気孔21b又は第1周辺通気孔21cを介して間接的に積層体通気孔41と連通しており、第2横通気孔31aは、第2中心通気孔31b又は第2周辺通気孔31cを介して間接的に積層体通気孔41と連通している。しかしながら、第1通気孔21は、斯かる構成に限られない。例えば、図7に示すように、第1横通気孔21a及び第2横通気孔31aは、直接的に積層体通気孔41と連通している、という構成であってもよい。
【0052】
(6)上記実施形態に係る第1中心通気孔21b、第2中心通気孔31b、第1周辺通気孔21c、第2周辺通気孔31c、積層体中心通気孔41a及び積層体周辺通気孔41bは、孔径が同一である。しかしながら、各通気孔21b~41bは、斯かる寸法関係に限られない。
【0053】
(6-1)例えば、第1中心通気孔21b、第2中心通気孔31b、第1周辺通気孔21c及び第2周辺通気孔31cの孔径は、積層体中心通気孔41a及び積層体周辺通気孔41bの孔径よりも大きい、という寸法関係であってもよい。これにより、第1端板2及び第2端板3を積層体4に固定する際、各通気孔21b~41bの孔位置を合わせるのが容易になる。
【0054】
(6-2)積層体4の中心から離れた部分は、免震装置1の外の空気によって冷却されるので、振動によって積層体4に熱が生じた際、積層体4の中心部分が最も温度が高くなる。そして、積層体中心通気孔41a及び積層体周辺通気孔41bの孔径の大きさによって、積層体4の各部の冷却性能が変わる。そこで、例えば、免震装置1の外の空気によって冷却される積層体4の中心から離れた部分を冷却する積層体周辺通気孔41bは、積層体中心通気孔41aから離れるにつれて孔径が小さくなる、という寸法関係であってもよい。
【符号の説明】
【0055】
1…免震装置、2…第1端板、21…第1通気孔、21a…第1横通気孔、21b…第1中心通気孔、21c…第1周辺通気孔、3…第2端板、31…第2通気孔、31a…第2横通気孔、31b…第2中心通気孔、31c…第2周辺通気孔、4…積層体、41…積層体通気孔、41a…積層体中心通気孔、41b…積層体周辺通気孔、5…第1構造体、6…第2構造体、7…冷却部、71…冷却ファン、72…冷却管、S11…第1内面、S12…第1外面、S21…第2内面、S22…第2外面、W1…幅寸法、H1…高さ寸法
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7