JP2006170394A

JP2006170394A - ゴム積層体

Info

Publication number: JP2006170394A
Application number: JP2004366983A
Authority: JP
Inventors: Tatsu Sakaguchi; 達坂口
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2004-12-20
Filing date: 2004-12-20
Publication date: 2006-06-29
Anticipated expiration: 2024-12-20
Also published as: JP4734913B2

Abstract

【課題】ゴム積層体に回転変形力が作用した際に、その回転変形力に対して体積変化に追従出来るようにし、局部応力の緩和を図ることが出来るゴム積層体を提供することを目的とする。
【解決手段】この発明では、前記各層のゴム層１２に、ゴム積層体１０に回転変形力Ｆｘが作用した際に、その回転変形力Ｆｘに対して体積変化に追従出来るように種々の形態の部位Ｑが設けてある。即ち、ゴム層１２の周縁部の少なくとも一部、またはゴム層１２の上層部、下層部に、前記ゴム層１２の材質に比べて剪断弾性率が低く成る種々の形態の部位Ｑを設け、これによりゴム積層体１０に回転変形力Ｆｘが作用した際に、その回転変形力Ｆｘに対して体積変化に追従出来るようにして局部応力の緩和を図ることが出来るようにしたものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、免震装置等で使用されるゴム積層体にかかわり、更に詳しくはゴム積層体に回転変形力が作用した際に、その回転変形力に対して体積変化に追従出来るようにし、局部応力の緩和を図ることが出来るゴム積層体に関するものである。

一般に、免震装置等で使用されるゴム積層体は、例えば、図５に示すように、複数の硬質板（鋼板等）１と所定の厚さのゴム板等から成る複数のゴム層２とを略平行に交互に積層して構成され、このように構成された積層体３の上下面には、支持プレート４ａ，４ｂを介して上面板５と下面板６とが接着剤やボルト等の締結部材で固定されており、かかる免震装置が従来から数多く提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このような免震装置のゴム積層体は、地震の際にゴム層が地震の揺れに体積変化せずに追従変形することで、免震構築物に対する免震作用を行うようになっている。

然しながら、上述した免震装置は、地震の横揺れに対してゴム積層体の各ゴム層が剪断変形して体積変化することなく追従することが出来るが、縦揺れに対しては上下方向から作用する大きな引っ張り力によりゴム層が体積変化し、それに追従しながら上下に変形する。

この結果、ゴム層の内部が発泡して微細な内部ポーラスが発生し、引っ張り力を取り除いても内部ポーラスが存在したままになる。その残存した内部ポーラスが起点となってクラックが発生し、このクラックが成長すると物性低下や破壊に至ると言う問題があった。また、上記のゴム積層体は、回転変形時の応力状態は端部が過大になることは明らかである。
特開平９−１２５４１０号公報（第１頁〜第３頁、図１）

この発明はかかる従来の問題点に着目し、ゴム積層体に回転変形力が作用した際に、その回転変形力に対して体積変化に追従出来るようにし、局部応力の緩和を図ることが出来るゴム積層体を提供することを目的とするものである。

この発明は上記目的を達成するため、複数枚の硬質板と複数のゴム層とを交互に積層して成るゴム積層体において、前記ゴム層の周縁部の少なくとも一部、またはゴム層の上層部、下層部に、前記ゴム層の材質に比べて剪断弾性率が低く成る部位を設けたことを要旨とするものである。

ここで、前記ゴム層の周縁部の少なくとも一部に、硬質板の外形を小さくし、その部分を、前記ゴム層の材質に比べてゴム硬度が低い材質を用いたり、また硬質板の外形を小さくし、その部分に空隙部を設けて構成することが可能である。

また、前記ゴム層の上層部及び下層部の肉厚を、中央部のゴム層に比べて厚く形成したり、中央部のゴム層に比べて厚く形成すると共に、ゴム硬度が低い材質を用いて構成することも可能である。

更に前記ゴム層の上層部及び下層部の肉厚を、中央部のゴム層に比べて厚く形成すると共に、硬質板の外径を小さくし、その部分のゴム層の周縁部の少なくとも一部に、ゴム層の材質に比べてゴム硬度が低い材質、または空隙部を設けて構成することも可能である。

このように、ゴム層の周縁部の少なくとも一部、またはゴム層の上層部、下層部に、前記ゴム層の材質に比べて剪断弾性率が低く成る部位を設けたことにより、ゴム積層体に回転変形力が作用した際に、その回転変形力に対して体積変化に追従出来るようにし、局部応力の緩和を図ることが出来る。

この発明は、上記のように複数枚の硬質板と複数のゴム層とを交互に積層して成るゴム積層体において、前記ゴム層の周縁部の少なくとも一部、またはゴム層の上層部、下層部に、前記ゴム層の材質に比べて剪断弾性率が低く成る種々の形態の部位を設けることで、ゴム積層体に回転変形力が作用した際に、その回転変形力に対して体積変化に追従出来るようにして局部応力の緩和を図ることが出来、この結果、ゴム積層体の耐久性を延ばすことが出来る効果がある。

以下、添付図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。

図１は、この発明の第１実施形態を示すゴム積層体の縦断正面図、図２は図１のゴム積層体に回転変形力が作用した場合の変形状態を示す断面図を示し、このゴム積層体１０は、複数枚の鋼板等から成る硬質板１１と所定の厚さのゴム板等から成るゴム層１２とを略平行に交互に積層して構成され、このように構成された積層体１３の上下面には、支持プレート１４ａ，１４ｂが取付けられている。

なお、この実施形態では、硬質板１１の枚数は７枚であり、ゴム層１２は８層で構成してあるが、硬質板１１の枚数、及びゴム層１２の層数は限定されるものではない。

この発明では、前記各層のゴム層１２に、ゴム積層体１０に回転変形力Ｆｘが作用した際に、その回転変形力Ｆｘに対して体積変化に追従出来るように種々の形態の部位Ｑが設けてある。即ち、ゴム層１２の周縁部の少なくとも一部、またはゴム層１２の上層部、下層部に、前記ゴム層１２の材質に比べて剪断弾性率が低く成る種々の形態の部位Ｑを設け、これによりゴム積層体１０に回転変形力Ｆｘが作用した際に、その回転変形力Ｆｘに対して体積変化に追従出来るようにして局部応力の緩和を図ることが出来るようにしたものである。

図１及び図２は、ゴム層１２の周縁部の少なくとも一部にゴム層１２の材質に比べて剪断弾性率が低く成る種々の形態の部位Ｑを設けた実施形態であって、具体的には、上層部、下層部から二番目の硬質板１１ａ，１１ｂの外形を小さくし、その部分に位置するゴム層１２ａ，１２ｂの材質を、前記ゴム層１２の材質に比べてゴム硬度が低い材質を用いて構成したり、またはその部分に所定の大きさの円筒状の空隙部１５ａ，１５ｂをそれぞれ相対向して形成したものである。なお、ゴム積層体１０の平面形状が方形状の場合には、相対向するそれぞれの面の上下２ヵ所に形成することも可能である。

このように構成することで、ゴム積層体１０に回転変形力Ｆｘが作用した場合、ゴム層１２の一方の周縁部の剪断弾性率が低く成る部位Ｑが図２に示すように外側に膨出し、相対向する他方が内側に膨出して（図中Ｐ部）体積変化に追従出来る結果、ゴム積層体１０の端部に作用する局部応力を、その部位Ｑにより緩和することが出来、ゴム積層体１０のゴム層１２の亀裂や損傷を未然に防止でき、耐久性を延ばすことが可能となる。

また、他の実施形態としては、図３及び図４に示すように、前記ゴム層１２の上層部１２ｘ及び下層部１２ｙの肉厚Ｔを、中央部のゴム層１２の肉厚ｔに比べて厚く形成したり、または中央部のゴム層１２の肉厚ｔに比べて肉厚Ｔを厚く形成すると共に、中央部のゴム層１２のゴム硬度に比べてゴム硬度が低い材質を用いて構成するものである。

即ち、ゴム層１２の上層部１２ｘ及び下層部１２ｙの肉厚Ｔを、中央部のゴム層１２の肉厚ｔに比べて１．５倍〜３．０倍程度の厚さに形成することで、図４に示すように、ゴム積層体１０に回転変形力Ｆｘが作用した場合、ゴム層１２の一方の周縁部の剪断弾性率が低く成る部位Ｑが外側に膨出し、相対向する他方が内側に膨出して（図中Ｐ部）体積変化に追従出来る。

この結果、ゴム積層体１０の端部に作用する局部応力を、その部位Ｑにより緩和することが出来、ゴム積層体１０のゴム層１２の亀裂や損傷を未然に防止でき、耐久性を延ばすことが可能となる。

ゴム層１２の上層部１２ｘ及び下層部１２ｙの肉厚Ｔが、１．５倍未満の場合には、局部応力を緩和することが難しく、また３．０倍以上の場合には、剪断弾性率が低くなり過ぎて局部応力を緩和する効果が低くなる。

更に、他の実施形態としては、上記の第１実施形態と第２実施形態とを組合せた構成にすることも可能である。即ち、前記ゴム層１２の上層部１２ｘ及び下層部１２ｙの肉厚Ｔを、中央部のゴム層１２の肉厚ｔに比べて厚く形成（１．５倍〜３．０倍）すると共に、硬質板１１ａ，１１ｂの外径を小さくし、その部分のゴム層１２ａ，１２ｂの周縁部の少なくとも一部に、ゴム層１２の材質に比べてゴム硬度が低い材質、または円筒状の空隙部１５ａ，１５ｂを設けて構成することも可能である。

この発明の第１実施形態を示すゴム積層体の縦断正面図である。図１のゴム積層体に回転変形力が作用した場合の変形状態を示す断面図である。この発明の第２実施形態を示すゴム積層体の縦断正面図である。図３のゴム積層体に回転変形力が作用した場合の変形状態を示す断面図である。従来のゴム積層体の断面図である。

符号の説明

１硬質板２ゴム層
３積層体４ａ，４ｂ支持プレート
５上面板６下面板
１０ゴム積層体１１硬質板
１１ａ，１１ｂ硬質板
１２ゴム層１２ａ，１２ｂゴム層
１２ｘ上層部１２ｙ下層部
１３積層体１４ａ，１４ｂ支持プレート
１５ａ，１５ｂ空隙部
Ｆｘ回転変形力Ｑ部位
Ｔ肉厚ｔ肉厚
Ｐ膨出部

Claims

複数枚の硬質板と複数のゴム層とを交互に積層して成るゴム積層体において、
前記ゴム層の周縁部の少なくとも一部、またはゴム層の上層部、下層部に、前記ゴム層の材質に比べて剪断弾性率が低く成る部位を設けたことを特徴とするゴム積層体。
前記ゴム層の周縁部の少なくとも一部に、硬質板の外形を小さくし、その部分を、前記ゴム層の材質に比べてゴム硬度が低い材質を用いた請求項１に記載のゴム積層体。
前記ゴム層の周縁部の少なくとも一部に、硬質板の外形を小さくし、その部分に空隙部を設けた請求項１に記載のゴム積層体。
前記ゴム層の上層部及び下層部の肉厚を、中央部のゴム層に比べて厚く形成した請求項１に記載のゴム積層体。
前記ゴム層の上層部及び下層部の肉厚を、中央部のゴム層に比べて厚く形成すると共に、ゴム硬度が低い材質を用いた請求項１に記載のゴム積層体。
前記ゴム層の上層部及び下層部の肉厚を、中央部のゴム層に比べて厚く形成すると共に、硬質板の外径を小さくし、その部分のゴム層の周縁部の少なくとも一部に、ゴム層の材質に比べてゴム硬度が低い材質、または空隙部を設けた請求項１に記載のゴム積層体。