JP2006316955A - 免震ゴム支承体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 減衰性能を向上させるようにした免震ゴム支承体及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 複数のゴム層２と鋼板３とを上下方向に交互に積層させたゴム積層体４と、ゴム積層体４の中央部に配置した高減衰ゴム体５と、ゴム積層体４の上下面に固定された支承板６ａ、６ｂとにより構成し、ゴム積層体４の中央部に配置した高減衰ゴム体５を上下方向に圧縮した状態で免震ゴム支承体１の中に組み込んだことを特徴とする免震ゴム支承体１及びその製造方法。
【選択図】 図１

Description

この発明は免震ゴム支承体及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、減衰性能を向上させるようにした免震ゴム支承体及びその製造方法に関する。

地震発生時の建物等の構造物の揺れや倒壊などによる被害を最小限に抑えるための免震ゴム支承体として、ゴム層と鋼板とを上下方向に交互に積層させたゴム積層体の中央部に粘性体又は粘弾性ゴムを充填させて、減衰機能を付与するようにした提案が幾つかある（例えば、特許文献１、２参照）。しかしながら、何れの提案にあっても、免震ゴム支承体が有する減衰性能は積層ゴム体や粘性体又は粘弾性ゴムの材料特性により支配され、減衰性能を向上させるには限界があった。
特開平５−２０２６３６号公報 特開平１１−２５７４２６号公報

この発明の目的は、上述する問題点を解消するもので、高面圧状態の構成を組み込むことにより減衰性能を向上させるようにした免震ゴム支承体及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するためのこの発明の免震ゴム支承体は、複数のゴム層と鋼板とを上下方向に交互に積層させた環状のゴム積層体と、該ゴム積層体の中央部に配置した高減衰ゴム体と、前記ゴム積層体の上下面に固定された支承板とからなる免震ゴム支承体において、前記高減衰ゴム体が圧縮された状態で前記ゴム積層体の中央部に組み込まれたことを要旨とする。

また、この発明の免震ゴム支承体の製造方法は、複数のゴム層と鋼板とを上下方向に交互に積層させた環状のゴム積層体と、該ゴム積層体の中央部に配置した高減衰ゴム体と、前記ゴム積層体の上下面に固定された支承板とからなる免震ゴム支承体を製造するに際して、（１）あらかじめ前記高減衰ゴム体を加硫しておき、前記支承板の上面に前記高減衰ゴム体と同等の高さを有する空洞を中央部に形成した前記ゴム積層体を成形して加硫し、該ゴム積層体の加硫直後の加熱状態において、前記空洞の中に加硫済みの前記高減衰ゴム体を挿入し、前記高減衰ゴム体の上面から支承体を当接して一体的に固定する、又は（２）前記支承板の上面に前記高減衰ゴム体を挿入する空洞を中央部に有する前記ゴム積層体を成形して加硫すると共に、加硫後のゴム積層体の空洞に、別に用意した前記空洞の高さより高く形成した高減衰ゴム体を挿入し、次いで、前記高減衰ゴム体の上面から支承体を当接して一体的に固定する、ことを要旨とする。

この発明によれば、免震ゴム支承体を、複数のゴム層と鋼板とを上下方向に交互に積層させた環状のゴム積層体と、ゴム積層体の中央部に配置した高減衰ゴム体と、ゴム積層体の上下面に固定された支承板とにより構成し、ゴム積層体の中央部に配置した高減衰ゴム体を上下方向に圧縮した状態で免震ゴム支承体の中に組み込んだので、免震ゴム支承体の構成部材の中に上下の支承板に対して高面圧状態の構成部材を配置したことにより、免震ゴム支承体全体としての減衰性能を向上させることができる。

以下、この発明の構成につき添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１はこの発明の実施形態による免震ゴム支承体の一例を示す断面図、図２は図１のＸ−Ｘ矢視断面図である。

図１及び図２において，免震ゴム支承体１は、複数のゴム層２と鋼板３とを上下方向に交互に積層させたゴム積層体４と、このゴム積層体４の中央部に配置した高減衰ゴム体５と、ゴム積層体４の上下面に固定された支承板６ａ、６ｂとから構成されている。そして、高減衰ゴム体５は上下方向に圧縮された状態でゴム積層体４の中央部に組み込まれている。

このように免震ゴム支承体１の構成部材の中に、上下の支承板６ａ、６ｂに対して高面圧状態の構成部材として高減衰ゴム体５を組み込むことにより、免震ゴム支承体１全体としての減衰性能を向上させることができる。

この発明において、高減衰ゴム体５の支承板６ａ、６ｂに当接する面積は、ゴム積層体４の支承板６ａ、６ｂに当接する面積より小となるように調整するとよい。これにより、高減衰ゴム体５をゴム積層体４よりも高い圧力で加圧することができるので、高面圧状態を保持するように形成することができる。

ここで、高減衰ゴム体５の支承板６ａ、６ｂに対する総圧力が、ゴム積層体４の支承板６ａ、６ｂに対する総圧力と略同一となるように調整するとよい。

図１では、高減衰ゴム体５が塊状のゴムからなる場合を例示したが、高減衰ゴム体５には複数の鋼板を水平方向に介在させて、高減衰ゴム体５を複数の高減衰ゴム層と鋼板とを上下方向に交互に積層させた積層体とすることができる。また、高減衰ゴム体５の形態についても、図２に示すような四角柱形態に限られることなく、円柱形態又は多角柱形態となるように形成することができる。

この発明において、ゴム積層体４を構成するゴム層を天然ゴムで構成し、高減衰ゴム体５を熱可塑ゴム又はジエン系ゴムをベースとしたカーボンブラック充填ゴムで構成するようにするとよい。さらに好ましくは、高減衰ゴム体５には等価粘性減衰定数が０．３以上、好ましくは０．５以下のゴムを使用するとよい。これにより、加速度・速度・変位の振動を低減させるに充分な効果が得られる。

ここで、ゴムの等価粘性減衰定数とは、ゴムの非線形復元力特性を、等価な線形復元力と減衰に置き換えたときの減衰定数をいい、この減衰定数は、出願人の開示に係る特開２００２−２０５４６号公報に記載のせん断特性値（Ｈｅｑ）と同様に求めることができ、せん断試験機にて、ゴム積層体及び粘弾性ゴムへの鉛直荷重をそれぞれ１０ＭＰａ、０ＭＰａ、変形周波数０．５Ｈｚ、１００％歪みとして求めた等価粘性減衰定数をいう。

以下、この発明の免震ゴム支承体１の製造方法について述べる。この発明の免震ゴム支承体１の製造方法は２つの実施形態からなり、第１の実施形態では、上述する免震ゴム支承体１を製造するに際して、図３に示すように、支承板６ｂの上面に高減衰ゴム体５を収容する空洞７を中央部に形成したゴム積層体４を成形し、これを加硫する。この際、ゴム積層体４の空洞７における高さｈ１を、加硫直後において空洞７に収容する高減衰ゴム体５の高さｈ２（図４参照）と同等（ｈ１＝ｈ２）になるように設定する。

そして、ゴム積層体４の加硫が終了した直後の加熱された状態（約１３５℃）において、図４に示すように、あらかじめ製造しておいた高減衰ゴム体５をゴム積層体４の空洞７の中に挿入し、高減衰ゴム体５の上面から支承板６ａを当接して一体的に固定して免震ゴム支承体１が得られる。

その後、免震ゴム支承体１は空気中で冷却されて、ゴム積層体４を構成するゴムが上下方向に収縮し、ゴム積層体４の高さはｈ１からｈ３（図１参照）に収縮（ｈ１＞ｈ３）する。この収縮率は、ゴムの種類や厚さなどによって異なるものの、通例５％程度を示す。これにより、高減衰ゴム体５の高さはｈ２からｈ３に圧縮（ｈ２＞ｈ３）されて、所望の免震ゴム支承体１となる。

この場合において、高減衰ゴム体５の空洞７への挿入は、ゴム積層体４が加熱された状態の段階で行なう必要があり、上述するように加硫が終了した直後に行なうことが製造工程の上で最も望ましいが、一旦冷却された状態のゴム積層体４を加硫直後の温度（約１３５℃）になるまで加温して行なうことができる。

この発明の免震ゴム支承体１の製造方法における第２の実施形態では、前述する図３に示すように、先ず最初に支承板６ｂの上面に高減衰ゴム体５を挿入する空洞７を中央部に有するゴム積層体４を成形して加硫する。次いで、図５に示すように、加硫後の空冷されたゴム積層体４の空洞７に、別に用意した空洞７の高さｈ１より高く形成した高減衰ゴム体５（高さｈ４）を挿入し、次いで、高減衰ゴム体５の上面から支承板６ａを当接して一体的に固定して免震ゴム支承体１を得る。これにより、高減衰ゴム体５は上下方向に圧縮された状態を保持し、所望の免震ゴム支承体１となる。

上述するように、この発明の免震ゴム支承体及びその製造方法は、免震ゴム支承体を、複数のゴム層と鋼板とを上下方向に交互に積層させた環状のゴム積層体と、ゴム積層体の中央部に配置した高減衰ゴム体と、ゴム積層体の上下面に固定された支承板とにより構成し、ゴム積層体の中央部に配置した高減衰ゴム体を上下方向に圧縮した状態で免震ゴム支承体の中に組み込み、免震ゴム支承体の構成部材の中に上下の支承板に対して高面圧状態の構成部材を配置することにより、免震ゴム支承体全体としての減衰性能を向上させるもので、簡単な構成でありながら減衰性能の向上を可能にすることから、各種の免震ゴム支承体に幅広く適用することができる。

この発明の実施形態による免震ゴム支承体の一例を示す断面図である。 図１のＸ−Ｘ矢視断面図である。 この発明の実施形態による免震ゴム支承体の製造方法における一工程を説明する断面図である。 この発明の実施形態による免震ゴム支承体の製造方法における他の工程を説明する断面図である。 この発明の実施形態による免震ゴム支承体の製造方法における他の工程を説明する断面図である。

符号の説明

１ 免震ゴム支承体
２ ゴム層
３ 鋼板
４ ゴム積層体
５ 高減衰ゴム体
６ａ、６ｂ 支承板
７ 空洞

Claims (11)

1. 複数のゴム層と鋼板とを上下方向に交互に積層させた環状のゴム積層体と、該ゴム積層体の中央部に配置した高減衰ゴム体と、前記ゴム積層体の上下面に固定された支承板とからなる免震ゴム支承体において、
   前記高減衰ゴム体が圧縮された状態で前記ゴム積層体の中央部に組み込まれた免震ゴム支承体。
2. 前記高減衰ゴム体の前記支承板に当接する面積が、前記ゴム積層体の前記支承板に当接する面積より小である請求項１に記載の免震ゴム支承体。
3. 前記高減衰ゴム体の前記支承板に対する総圧力が、前記ゴム積層体の前記支承板に対する総圧力と略同一である請求項１又は２に記載の免震ゴム支承体。
4. 前記高減衰ゴム体が複数のゴム層と鋼板とを上下方向に交互に積層させた積層体からなる請求項１、２又は３に記載の免震ゴム支承体。
5. 前記ゴム積層体を構成するゴム層が天然ゴムからなり、前記高減衰ゴム体を構成するゴムが熱可塑ゴム又はジエン系ゴムをベースとしたカーボンブラック充填ゴムからなる請求項１〜４のいずれかに記載の免震ゴム支承体。
6. 複数のゴム層と鋼板とを上下方向に交互に積層させた環状のゴム積層体と、該ゴム積層体の中央部に配置した高減衰ゴム体と、前記ゴム積層体の上下面に固定された支承板とからなる免震ゴム支承体を製造するに際して、
   あらかじめ前記高減衰ゴム体を加硫しておき、前記支承板の上面に前記高減衰ゴム体と同等の高さを有する空洞を中央部に形成した前記ゴム積層体を成形して加硫し、該ゴム積層体の加硫直後の加熱状態において、前記空洞の中に加硫済みの前記高減衰ゴム体を挿入し、前記高減衰ゴム体の上面から支承板を当接して一体的に固定する免震ゴム支承体の製造方法。
7. 複数のゴム層と鋼板とを上下方向に交互に積層させた環状のゴム積層体と、該ゴム積層体の中央部に配置した高減衰ゴム体と、前記ゴム積層体の上下面に固定された支承板とからなる免震ゴム支承体を製造するに際して、
   前記支承板の上面に前記高減衰ゴム体を挿入する空洞を中央部に有する前記ゴム積層体を成形して加硫すると共に、加硫後のゴム積層体の空洞に、別に用意した前記空洞の高さより高く形成した高減衰ゴム体を挿入し、次いで、前記高減衰ゴム体の上面から支承板を当接して一体的に固定する免震ゴム支承体の製造方法。
8. 前記高減衰ゴム体の前記支承板に当接する面積を、前記ゴム積層体の前記支承板に当接する面積より小にした請求項６又は７に記載の免震ゴム支承体の製造方法。
9. 前記高減衰ゴム体の前記支承板に対する総圧力を、前記ゴム積層体の前記支承板に対する総圧力と略同一にした請求項６、７又は８に記載の免震ゴム支承体の製造方法。
10. 前記高減衰ゴム体が複数のゴム層と鋼板とを上下方向に交互に積層させた積層体からなる請求項６〜９のいずれかに記載の免震ゴム支承体の製造方法。
11. 前記ゴム積層体を構成するゴム層が天然ゴムからなり、前記高減衰ゴム体を構成するゴムが熱可塑ゴム又はジエン系ゴムをベースとしたカーボンブラック充填ゴムからなる請求項６〜１０のいずれかに記載の免震ゴム支承体の製造方法。

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