JP2006258132A - ゴム支承 - Google Patents

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Atsushi Shimada
島田　　淳
Yoshihiro Yamane
義洋 山根
Takashi Kojima
小島　　隆
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Abstract

【課題】ゴム層の厚さ寸法を大きくすることなく鉛直方向の引張力及び回転方向の力に対して十分に弾性変形することのできるゴム支承を提供する。
【解決手段】ゴム層１０間に配置される中間補強部材１１を平織り状の高強度繊維によって形成したので、鉛直方向の引張力が加わった場合、或いは回転方向の力が加わった場合に、中間補強部材１１をゴム層１０の弾性変形に追従するように容易に撓ませることができる。これにより、ゴム層１０が引張方向及び回転方向に十分な弾性変形を生ずることができるので、引張力や回転方向の力を繰り返し受けてもゴム層１０が容易に破断することがなく、ゴム層１０の厚さ寸法を大きくすることなく耐久性の向上を図ることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば橋梁や建築物等の構造物を支持するために用いられるゴム支承に関するものである。
従来、例えば橋梁の橋桁を支持するゴム支承としては、図４に示すように、ゴム層１と中間補強板２とを上下方向に交互に積層してなる積層体３と、積層体３の上端面及び下端面にそれぞれ取付けられた一対のフランジプレート４とから構成され、各フランジプレート４を図示しない橋桁側と橋脚側にそれぞれ固定するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
このゴム支承は、ゴム層１の間に配置された複数の中間補強板２がゴム層１に接着されているため、橋桁の自重（死荷重）等の鉛直方向の圧縮力に対してはゴム層１が各中間補強板２によって水平方向外側への弾性変形を規制され、水平方向の変位量が少なく、耐荷力の高い構造となっている。また、水平方向の剪断力に対しては水平方向の変位量が大きく、地震等による橋桁の横揺れを許容するようになっている。
特開２０００−１８２０号公報
ところで、前記ゴム支承においては、例えば地震等による橋桁の縦揺れを生じた場合など、図５(a) に示すように鉛直方向の引張力が加わったときは、鋼材からなる中間補強板２の変形はゴム層１の弾性変形に対して極めて小さいため、ゴム層１の弾性変形に中間補強板２が追従することができない。このため、ゴム層１が各中間補強板２によって水平方向内側への弾性変形を規制され、その分、引張方向に十分な弾性変形を生ずることができない。また、例えば橋桁上を移動する車両等（活荷重）により、図６の実線矢印に示すように回転方向の力が加わったときは、図５(b) に示すようにゴム層１の幅方向一端側に引張力が生じ、他端側に圧縮力が生ずるが、この場合もゴム層１の弾性変形に中間補強板２が追従することができず、中間補強板２によりゴム層１が回転方向に十分な弾性変形を生ずることができない。このため、前述のような引張力や回転方向の力を繰り返し受けると、ゴム層１の破断を生ずるおそれがあり、耐久性の面で懸念が残されていた。また、このようなゴム層１の破断を防止するためにはゴム層１の厚さ寸法を大きくする必要があるが、この場合は積層体３が大型化するとともに、ゴム材料の使用量が増加してコストが高くつくという問題点があった。
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ゴム層の厚さ寸法を大きくすることなく鉛直方向の引張力及び回転方向の力に対して十分に弾性変形することのできるゴム支承を提供することにある。
本発明は前記目的を達成するために、ゴム層と中間補強部材とを上下方向に交互に積層してなる積層体と、積層体の上端面及び下端面にそれぞれ取付けられた一対の板状部材とを備えたゴム支承において、前記中間補強部材を平織り状の高強度繊維によって形成している。
これにより、鉛直方向の引張力が加わった場合、或いは回転方向の力が加わった場合には、平織り状の高強度繊維からなる中間補強部材がゴム層の弾性変形に追従するように容易に撓むことから、ゴム層が引張方向及び回転方向に十分な弾性変形を生ずることができる。
本発明によれば、鉛直方向の引張力が加わった場合、或いは回転方向の力が加わった場合に、ゴム層が引張方向及び回転方向に十分な弾性変形を生ずることができるので、引張力や回転方向の力を繰り返し受けてもゴム層が容易に破断することがなく、ゴム層の厚さ寸法を大きくすることなく耐久性の向上を図ることができる。また、中間補強部材をシート状の部材として取り扱うことができるので、例えばプリプレグのように多数の繊維を引き揃えて樹脂等で形状を保持するといった工程を必要とせず、製造工程の簡素化を図ることができる。
図１乃至図３は本発明の一実施形態を示すもので、図１はゴム支承の側面断面図、図２はその動作を示す側面断面図、図３はその製造工程における分解斜視図である。
このゴム支承は、ゴム層１０と中間補強部材１１とを上下方向に交互に積層してなる積層体１２と、積層体１２の上端面及び下端面にそれぞれ取付けられた一対の板状部材としてのフランジプレート１３とから構成されている。中間補強部材１１は平織り状の高強度繊維、即ち多数の縦方向繊維と横方向繊維とを互い交差させて編んだシート状の部材によって形成され、中間補強部材１１に用いる高強度繊維としては、直径０．２ｍｍ〜２．０ｍｍのアラミド繊維（例えば、東レ・デュポン(株)製商品名：ケブラー２９）が好ましい。
前記ゴム支承を製造する場合は、図３に示すように、ゴム層１０となる未加硫ゴム材料１０′と、接着剤を塗布した中間補強部材１１とを交互に重ね合わせ、これを加硫成型することにより積層体１２を形成した後、積層体１２の上端面及び下端面にそれぞれ各フランジプレート１３を加硫接着する。
以上のように構成されたゴム支承を橋梁に設置し、ゴム支承によって橋桁を支持する場合には、ゴム層１０の間に配置された複数の中間補強部材１１がゴム層１０に接着されているため、橋桁の自重（死荷重）等の鉛直方向の圧縮力に対しては、ゴム層１０が各中間補強板１１によって水平方向外側への弾性変形を規制されることにより、水平方向の変位量が少なく、橋桁が安定して支持される。この場合、中間補強部材１１は平織り状の高強度繊維によって形成されていることから、中間補強部材１１の縦方向繊維と横方向繊維によって積層体１２の前後方向及び左右方向の何れにも高い引張強度を保つことができる。また、水平方向の剪断力に対しては同方向への変位量が大きく、地震等による橋桁の横揺れが許容される。
ここで、例えば地震等による橋桁の縦揺れを生じた場合など、図２(a) に示すように鉛直方向の引張力が加わったときは、ゴム層１０が水平方向内側へ弾性変形しようとするが、高強度繊維からなる中間補強部材１１は水平方向内側へ容易に撓むため、中間補強部材１１がゴム層１０の弾性変形に追従し、ゴム層１０が引張方向に十分な弾性変形を生ずることができる。
また、例えば橋桁上を移動する車両等（活荷重）により回転方向の力が加わった場合など、図２(b) に示すようにゴム層１０の幅方向一端側に引張力が生じ、他端側に圧縮力が生じた場合には、前述と同様、中間補強部材１１は水平方向内側へ容易に撓み、且つ曲げ方向にも撓むため、中間補強部材１１がゴム層１０の弾性変形に追従し、ゴム層１０が回転方向に十分な弾性変形を生ずることができる。
このように、本実施形態によれば、ゴム層１０間に配置される中間補強部材１１を平織り状の高強度繊維によって形成したので、鉛直方向の引張力が加わった場合、或いは回転方向の力が加わった場合に、中間補強部材１１をゴム層１０の弾性変形に追従するように容易に撓ませることができる。これにより、ゴム層１０が引張方向及び回転方向に十分な弾性変形を生ずることができるので、引張力や回転方向の力を繰り返し受けてもゴム層１０が容易に破断することがなく、ゴム層１０の厚さ寸法を大きくすることなく耐久性の向上を図ることができる。
また、中間補強部材１１が平織り状の高強度繊維によって形成されているので、中間補強部材１１をシート状の部材として取り扱うことができ、例えばプリプレグのように多数の繊維を引き揃えて樹脂等で形状を保持するといった工程を必要とせず、製造工程の簡素化を図ることができる。
更に、中間補強部材１１に用いる高強度繊維をアラミド繊維によって形成したので、強度の高い中間補強部材１１を安価に製造することができ、低コスト化を図ることができる。
尚、前記実施形態では、中間補強部材１１に用いる高強度繊維としてアラミド繊維を例示したが、他の種類の高強度繊維として、カーボン繊維、ガラス繊維、金属繊維等を用いることも可能である。
本発明の一実施形態を示すゴム支承の側面断面図 ゴム支承の動作を示す側面断面図 ゴム支承の製造工程における分解斜視図 従来例を示すゴム支承の側面断面図 従来のゴム支承の動作を示す側面断面図 活荷重による回転方向の力を受ける場合の説明図
符号の説明
１０…ゴム層、１１…中間補強部材、１２…積層体、１３…フランジプレート。

Claims (2)

  1. ゴム層と中間補強部材とを上下方向に交互に積層してなる積層体と、積層体の上端面及び下端面にそれぞれ取付けられた一対の板状部材とを備えたゴム支承において、
    前記中間補強部材を平織り状の高強度繊維によって形成した
    ことを特徴とするゴム支承。
  2. 前記中間補強部材に用いる高強度繊維をアラミド繊維によって形成した
    ことを特徴とする請求項１記載のゴム支承。
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