JP2002357210A - 締結用弾性ゴムワッシャー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フランジレスにしてコストダウン及び軽量化
を図りつつ、へたりや応力緩和を抑制して変位吸収性能
及び品質を長期に亘り安定よく維持できる締結用弾性ゴ
ムワッシャーを提供する。 【解決手段】 複数枚のシート状繊維補強ゴム１ａ…を
積層し、内外面に耐候性ゴムシート２，３を巻付けてな
るワッシャー本体１の厚さ方向両面に表面の摩擦抵抗が
大きいリング状布製サンドペーパーからなる滑り止め材
４，４をそれぞれ重ね、これらを加圧下で加硫してシー
ト状繊維補強ゴム１ａ…、耐候性ゴムシート２，３及び
滑り止め材４，４を互いに接着し一体化して構成されて
いる

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばシールド工
法によって構築されるシールドトンネルの構成単位であ
るセグメント等の被締結部材をボルト・ナット等のねじ
部材をよって締結する際に、被締結部材と締結ねじ部材
との間に介装して用いられる締結用弾性ゴムワッシャー
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の締結用弾性ゴムワッシャーで
は、地震や地盤沈下等によってシールドセグメント等の
被締結部材間に相対変位が発生したとき、その変位を吸
収することにより被締結部材やねじ部材の破壊、破損を
防止するという変位吸収性能が要求される。

【０００３】このような要求性能を有する締結用弾性ゴ
ムワッシャーとして、従来、実公平７−８８９８号公
報等に開示されているように、複数枚のシート状繊維補
強ゴムあるいはシート状繊維補強ゴムとゴムシートを９
０°間隔あるいは４５°間隔の異方向に等分配置して積
層し、これらを加硫により一体化したものや、複数枚
のシート状繊維補強ゴムを９０°間隔あるいは４５°間
隔の異方向に等分配置して積層した構造のワッシャー本
体の最上層及び最下層にそれぞれ金属製フランジを重
ね、これらフランジを繊維補強ゴムと加硫接着により一
体化してなるものが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
の構成を持つ従来の弾性ゴムワッシャーの場合は、縦剛
性が不足し、図３の仮想線に示すように、軸力（圧縮
力）に対するたわみ量が非常に大きくてへたりが増大
し、それだけ弾性変形量が小さくなるために、大きな軸
力が作用する条件下での使用に際して十分な変形吸収性
能を発揮させることができず、その結果、被締結部材間
の変位が増大すると、ねじ部材や被締結部材に大きな力
が作用し、これに対応させるためにはねじ部材を太く
し、被締結部材の肉厚を大きくする等の不経済かつ作業
性の悪い対策を高じる必要がある。また、ワッシャー本
体の上下端面がゴムで構成されるために、実際の使用に
際しては、ゴム面にボルト頭やナットが直接に接触して
破損されることを防ぐために一般的に上下両面に金属ワ
ッシャーを重ねて使用するが、単に金属ワッシャーを重
ねただけではその金属ワッシャーと弾性ゴムワッシャー
との接触面間でスリップが生じやすく、弾性ゴムワッシ
ャー表面、すなわち、軸力受圧面の拘束力が減少するた
めに、それだけ剛性が低下し締結使用中に応力緩和が生
じやすくなるという問題がある。

【０００５】一方、弾性ゴムワッシャー本体の最上層、
最下層にそれぞれ金属製フランジを加硫接着により一体
化してなるの構成を持ち従来の弾性ゴムワッシャーの
場合は、ワッシャー本体における上下両端の繊維補強ゴ
ム面が金属製フランジで拘束されているために、のも
のに比べて縦剛性を増大することができ、また、ボルト
頭やナットの直接接触によるゴム面の破損防止のために
別個な金属ワッシャーを併用する必要もなく、締結作業
が容易になるという利点を有している反面、上下両面に
金属製フランジが一体化されているために、に比べて
コストが高いとともに、重く、高所での締結作業中に不
測の落下があったときの危険性が高い。その上、ボルト
等のねじ部材とワッシャー中心孔との間には微小な軸心
ずれがあり、この軸心ずれに起因して締結時にねじ部材
とワッシャーとが相対的にすべりを生じ、一旦すべりが
発生すると、ワッシャー本体が局部変形して傾くために
すべりが益々助長されてワッシャー本体に均等な軸力
（圧縮力）が加わらなくなり、その結果、ワッシャー本
体が座屈してへたりを生じるとともに応力緩和も大きく
なり、所定の変位吸収性能を維持できず、品質が不安定
になるという問題がある。

【０００６】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、フランジレスにしてコストダウン及び軽量化を図り
つつ、へたりや応力緩和を抑制して変位吸収性能及び品
質を長期に亘り安定よく維持することができる締結用弾
性ゴムワッシャーを提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る締結用弾性ゴムワッシャーは、複数枚
のシート状繊維補強ゴムを積層し、加硫接着により一体
化してなる締結用弾性ゴムワッシャーであって、ワッシ
ャー本体の厚さ方向両面には締結ねじ部材及び被締結部
材側の当接面との間の摩擦抵抗を大きくする滑り止め材
が設けられていることを特徴とするものである。

【０００８】上記構成の本発明によれば、金属製フラン
ジを加硫接着により一体化してなる従来品に比べて製作
面でのコストダウン及び軽量化が図れる。その上、ボル
ト等のねじ部材とワッシャー中心孔との間に微小な軸心
ずれがあっても、締結時にねじ部材とワッシャーとの相
対的なすべりを滑り止め材の大きな摩擦抵抗によって防
いでワッシャー本体の全域には均等な軸力（圧縮力）が
与えられることになるために、軸力（圧縮力）に対する
たわみ量が非常に小さくワッシャー本体の座屈によるへ
たりを減少するとともに、応力緩和も抑制して所定の変
位吸収性能及び品質を長期に亘って安定よく維持するこ
とが可能である。

【０００９】特に、上記構成の締結用弾性ゴムワッシャ
ーにおける滑り止め材として、請求項２に記載のよう
に、布製サンドペーパーを用いる場合は、滑り止め材の
存在にかかわらず弾性ゴムワッシャー本来の変位吸収性
能を十分に確保することができる。

【００１０】また、上記滑り止め材としての布製サンド
ペーパーは、ワッシャー本体に単に積層接着するだけで
もよいが、請求項３に記載のように、ワッシャー本体に
加硫接着により一体化することにより、品質の安定化を
図ることができる。

【００１１】なお、シート状繊維補強ゴムは、ナイロ
ン、ポリエステル、ポリプロピレン、レーヨン、アラミ
ド繊維からなるフィラメントまたはその撚り糸を編織し
たすだれ織物やメッシュ織物に、天然ゴムやエチレンプ
ロピレンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ブタ
ジエンゴム等の合成ゴムをトッピングしてトッピングコ
ードとし、これを円形リング状に打ち抜いたものを使用
する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
にもとづいて説明する。図１は本発明に係る締結用弾性
ゴムワッシャーの縦断面図であり、この弾性ゴムワッシ
ャー１０は、円形リング状に打ち抜いたトッピングコー
ドからなる複数枚のシート状繊維補強ゴム１ａ…をコー
ド方向が９０°間隔あるいは４５°間隔ずつ時計方向に
ずらせて積層したワッシャー本体１の内外面に耐候性ゴ
ムシート２，３を巻付けるとともに、そのワッシャー本
体１の厚さ方向両面に表面の摩擦抵抗が大きいリング状
布製サンドペーパーからなる滑り止め材４，４をそれぞ
れ重ね、これを加圧下で加硫してシート状繊維補強ゴム
１ａ…、耐候性ゴムシート２，３及び滑り止め材４，４
を互いに接着し一体化することにより構成されている。

【００１３】上記のように構成された締結用弾性ゴムワ
ッシャー１０は、図２に示すように、例えばシールドト
ンネルの構成単位であるセグメント等の被締結部材５，
６をボルト７とナット８からなるねじ部材をよって締結
する際に、ボルト７の頭部７ａと一方の被締結部材５と
の間及びナット８と他方の被締結部材６との間にそれぞ
れ介装してボルト７とナット８とを締め付けることによ
り、両被締結部材５，６同士を締結し、地震や地盤沈下
等によって両被締結部材５，６間に相対変位が発生した
とき、その変位を弾性ゴムワッシャー１０で吸収させる
べく用いられる。

【００１４】このような使用態様において、締結用弾性
ゴムワッシャー１０におけるワッシャー本体１とボルト
７の頭部７ａ及びナット８との当接面並びにワッシャー
本体１と被締結部材５及び６との当接面間にはそれぞれ
滑り止め材４，４が介在されているので、ボルト７とワ
ッシャー中心孔１ｂとの間に微小な軸心ずれがある状態
で締結したとしても、ボルト７及びナット８とワッシャ
ー１０との相対的なすべりが滑り止め材４，４の大きな
摩擦抵抗によって防止され、ワッシャー本体１の全域に
均等な軸力（圧縮力）を与えることが可能となる。その
ために、図３の実線に示すように、軸力（圧縮力）に対
するワッシャー１０のたわみ量が非常に小さく抑えられ
ワッシャー本体１の座屈によるへたりが減少し、その分
だけワッシャー本体１の応力緩和も抑制されることにな
り、弾性ゴムワッシャー１０本来の変位吸収性能及び品
質を長期に亘って安定よく維持することができる。

【００１５】なお、上記実施の形態では、締結用弾性ゴ
ムワッシャー１０を単独で使用する場合について説明し
たが、これとは別部品として製作されている薄い金属フ
ランジをワッシャー本体１の厚み方向の両面もしくは片
面に配置して併用してもよい。

【００１６】また、上記実施の形態では、セグメント等
の被締結部材５，６をボルト７とナット８からなるねじ
部材をよって締結する際に、図２に示すように、ボルト
７の頭部７ａと一方の被締結部材５との間及びナット８
と他方の被締結部材６との間にそれぞれ締結用弾性ゴム
ワッシャー１０，１０を介装してボルト７とナット８の
締め付けにより、両被締結部材５，６同士を締結する使
用例について説明したが、図４に示すように、ボルト７
側には締結用弾性ゴムワッシャーを介装しないで、ナッ
ト８と他方の被締結部材６との間にのみ締結用弾性ゴム
ワッシャー１０を介装して両被締結部材５，６同士を締
結する場合も、図２の使用例の場合と同等な変位吸収性
能及び品質の安定維持性能を発揮させることが可能であ
る。

【００１７】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の本発明
によれば、フランジレスにして製作面でのコストダウン
及び軽量化を図り得るものでありながら、ボルト等のね
じ部材とワッシャー中心孔との間に微小な軸心ずれがあ
る条件下での締結時にねじ部材とワッシャーとが相対的
にすべることを防いでワッシャー本体の全域に均等な軸
力（圧縮力）を与えることができるので、軸力（圧縮
力）に対するたわみ量を非常に小さくしてワッシャー本
体の座屈によるへたりの減少を図れるとともに、応力緩
和も抑制して所定の変位吸収性能及び品質を長期に亘っ
て安定よく維持することができるという効果を奏する。

【００１８】また、請求項２に記載のように、滑り止め
材として布製サンドペーパーを用いることによって、滑
り止め材の存在にかかわらず弾性ゴムワッシャー本来の
変位吸収性能を十分に確保することができる。

【００１９】さらに、滑り止め材としての布製サンドペ
ーパーを、請求項３に記載のように、ワッシャー本体に
加硫接着により一体化することによって、品質の一層の
安定化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る締結用弾性ゴムワッシャーの縦断
面図である。

【図２】同締結用弾性ゴムワッシャーの使用状態を示す
縦断面図である。

【図３】同締結用弾性ゴムワッシャー及び従来の弾性ゴ
ムワッシャーの軸力とたわみ量の関係を示す性能比較グ
ラフである。

【図４】同締結用弾性ゴムワッシャーの他の使用状態を
示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ ワッシャー本体 １ａ シート状繊維補強ゴム ４ 布製サンドペーパー（滑り止め材） ５，６ 被締結部材 ７ ボルト（ねじ部材） ８ ナット（ねじ部材） １０ 締結用弾性ゴムワッシャー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数枚のシート状繊維補強ゴムを積層
   し、加硫接着により一体化してなる締結用弾性ワッシャ
   ーであって、 ワッシャー本体の厚さ方向両面には締結ねじ部材及び被
   締結部材側の当接面との間の摩擦抵抗を大きくする滑り
   止め材が設けられていることを特徴とする締結用弾性ゴ
   ムワッシャー。
2. 【請求項２】 上記滑り止め材が、布製サンドペーパー
   である請求項１に記載の締結用弾性ゴムワッシャー。
3. 【請求項３】 上記滑り止め材となる布製サンドペーパ
   ーが、ワッシャー本体に加硫接着により一体化されてい
   る請求項２に記載の締結用弾性ゴムワッシャー。