JP2007113649A - Laminated rubber for base isolation - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、免震用積層ゴムに係り、詳しくは、複数枚の弾性ゴム層と剛性板とが交互に積層された積層体の外周部の全域を覆う被覆ゴムが設けられ、積層体の積層方向両端部にフランジ板が接着固定されて成る免震用積層ゴムに関するものである。 The present invention relates to a seismic isolation laminated rubber, and more specifically, a covering rubber that covers the entire outer periphery of a laminate in which a plurality of elastic rubber layers and rigid plates are alternately laminated is provided. The present invention relates to a seismic isolation laminated rubber in which flange plates are bonded and fixed to both ends in the direction.
この種の免震用積層ゴムとして、従来、積層体の全域を覆うゴムのうち、フランジ板と接する端部を、フランジ板に近付くほど漸次横断面積が大きくなるように形成されたものがあり、例えば、特許文献1や特許文献2において開示されたものが知られている。
As this type of laminated rubber for seismic isolation, conventionally, among the rubber covering the entire area of the laminated body, there is one that is formed such that the end portion in contact with the flange plate gradually increases in cross-sectional area as it approaches the flange plate, For example, those disclosed in
特許文献1のものは、複数の弾性ゴム層と剛性板との全体を覆う被覆ゴムを設けることによって、金属製の剛性板の劣化を防止できるようにしている。その被覆ゴムにおけるフランジ板と接する端部は、積層方向での断面形状が内径方向に向けて凹となる円弧形状若しくは円弧類似形状に反る状態となる湾曲面に形成されている。
The thing of
特許文献2のものは、同様に金属製の剛性板の劣化を防止できるように、複数の弾性ゴム層と剛性板との全体を覆う被覆ゴムを設けており、そのうちのフランジ板と接する端部は、積層方向での断面形状が内径方向に向けて凹となる円弧形状若しくは円弧類似形状に反る状態となる湾曲面が連続して二段に連なる形状に形成されている。
In
これらの従来技術は、積層体の両端部に位置してフランジ板に接する被覆ゴムの両端部分には、剪断変形に伴い一方側では引張り、他方側では圧縮といった極めて大きな応力が集中作用し、積層体と各フランジ板との間の接着が剥がれる等して積層ゴムの損傷や破断を招き、所望の耐久寿命が得られない、という問題を解決すべく採られた手段であった。つまり、被覆ゴム末端の径を漸次増すことにより、応力集中を避けながらフランジ板との接着面積を増大させて、被覆ゴムとフランジ板との接着強度を改善させるものである。
しかしながら、前記特許文献1,2のような対策が採られた積層ゴムであっても、場合によっては依然として被覆ゴムとフランジ板との接着部から「剥がれ」の生じることがあった。即ち、図6に示すように、フランジ板5の外周フランジ部分5Bに接する部位の外径側端部4aから被覆ゴム4の接着剥がれが発生し易く、手直しによる工数増加が新たな問題として認識されてきたのである。
However, even with the laminated rubber for which the measures as described in
本発明の目的は、被覆ゴムとフランジ板とが接する部分の構造を見直すことにより、被覆ゴムの端部がフランジ板から剥がれる「接着剥がれ」の不都合を防止し、不良品の発生を解消させる点にある。 The object of the present invention is to review the structure of the portion where the covering rubber and the flange plate are in contact with each other, thereby preventing the problem of "adhesion peeling" in which the end of the covering rubber is peeled off from the flange plate and eliminating the occurrence of defective products. It is in.
請求項1に係る発明は、複数枚の弾性ゴム層2と剛性板1とが交互に積層された積層体3の外周部の全域を覆う被覆ゴム4が設けられ、前記積層体3の積層方向両端部にフランジ板5,6が接着固定されて成る免震用積層ゴムにおいて、
前記被覆ゴム4における前記フランジ板5,6と接する端部4Aが、前記積層方向で前記フランジ板5,6に近付く程径が大となる先拡がり状端部に形成されるとともに、前記先拡がり状端部4Aの外径側端部4aが、前記フランジ板5,6に形成された環状凹入溝7に嵌り込んで接着されていることを特徴とするものである。
The invention according to
An
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の免震用積層ゴムにおいて、前記環状凹入溝7は、その断面形状が前記積層方向厚みの薄い扁平な矩形を呈するものに形成されていることを特徴とするものである。
The invention according to
請求項3に係る発明は、請求項1又は2に記載の免震用積層ゴムにおいて、前記先拡がり状端部4Aの外表面は、これの前記積層方向での断面形状が内径方向に向けて凹となる円弧形状若しくは円弧類似形状に反る状態となる湾曲面R、若しくはその湾曲面が連続して二段に連なる形状R1,R2に形成されていることを特徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, in the seismic isolation laminated rubber according to the first or second aspect, the outer surface of the flared
請求項4に係る発明は、請求項1〜3の何れか一項に記載の免震用積層ゴムにおいて、前記フランジ板5,6にはその中央フランジ部分5A,6Aを積層体側に向けて隆起させる段部5C,6Cが形成され、前記先拡がり状端部4Aにおける外径側端部4aは、前記段部5C,6Cよりも外径側において前記フランジ板5,6の表面8,9からの厚みh1が前記段部5C,6Cの段差hと同一又はほぼ同一となる段差付ゴム端部分に形成されていることを特徴とするものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the seismic isolation laminated rubber according to any one of the first to third aspects, the
請求項5に係る発明は、請求項4に記載の免震用積層ゴムにおいて、前記環状凹入溝7の内径側端における前記積層方向に沿う内縦壁部7bと、前記段部5C,6Cの外径側端における前記積層方向に沿う外縦壁部12,13とが互いに連続した単一の周面となるように、前記環状凹入溝7と前記段部5C,6Cとが径方向に隣合わせて形成されていることを特徴とするものである。
The invention according to
請求項1の発明によれば、詳しくは実施例において説明するが、被覆ゴムをフランジ板に圧接させて貼り合せる際に、接着剤が環状凹入溝に留まって確実に外径側端部と凹入溝とが接着されるようになるから、必要十分な接着剤量が確保されて、外径側端部と環状凹入溝とが強固に接着され、先拡がり状端部がフランジ板から剥離するおそれを解消可能となる。その結果、被覆ゴムとフランジ板とが接する部分の構造を見直すことにより、被覆ゴムの端部がフランジ板から剥がれる不都合が生じる場合における剥がれ始めの箇所である被覆ゴムの外径側端部と環状凹入溝、即ちフランジ板とが、十分な量の接着剤によって強固の接着され、従来構造のものに比べて引き剥がし耐力が大きく向上して、被覆ゴムの端部とフランジ板とが剥がれる不都合を防止して、不良品の発生を解消させることが可能となる免震用積層ゴムを提供することができる。
According to the invention of
請求項2の発明によれば、環状凹入溝の断面形状が扁平な矩形を呈するから、外径側端部の外周壁の下部と環状凹入溝の外周壁とが接着されていて、剥がれ方向に対するせん断方向の力に抗する接着面として作用するから、面を引き剥がす方向に作用する場合(外径側端部の下面と環状凹入溝の底面との接着)に比べて、大なる引き剥がし耐力を発揮できるようになる。また、扁平な環状凹入溝であるから、掘り込み深さが浅くて切削加工等の廉価な加工手段によって平易に形成できる利点もある。その結果、環状凹入溝の加工性に優れるようにしながら、請求項1の発明による前記作用効果が強化される免震用積層ゴムを提供することができる。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、先拡がり状端部の外表面が内径方向に向けて縦断面円弧形状もしくは円弧類似形状に反った湾曲面とされている場合には、大変形に伴う湾曲面での屈曲変形時に、その屈曲箇所に深い皺を発生することがなくなり、これによって、繰り返し変形を受けても、被覆ゴムの損傷や破断につながる最も大きな原因となる被覆ゴム端部の割れや亀裂の発生を防止することが可能で、積層ゴム全体の免震性能及び耐久寿命を増進させることができる。また、湾曲面が連続して二段に連なる形状に形成される場合には、大変形時には、最も被覆厚さの大きい二段湾曲面の接続頂部が最深部に位置する形態で屈曲することから深い皺の発生が全くなくなり、従って、被覆ゴム端部の割れや亀裂の発生を確実に防止して免震用積層ゴム全体の耐久寿命を一段と増進できる利点がある。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、被覆ゴムの先拡がり状端部が積層ゴム全体の変形に対する緩衝(クッション)領域として機能するようになり、大変形時に各フランジ板と被覆ゴムとの接着箇所に応力が集中することが軽減され、接着剥がれが抑制又は回避できるとともに、その剥がれに起因する損傷の発生も防止することが可能となる利点が得られる。
According to the invention of
請求項5の発明によれば、内縦壁部と外縦壁部とが別々に形成される場合よりも、加工工程の削減による生産効率向上やコストダウンが可能になるとともに、接着剥がれ方向に対してせん断方向に広い面積での接着層が形成されることになり、より剥がれに対して強い接着構造となる利点がある。
According to the invention of
以下に、本発明による免震用積層ゴムの実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図1は免震用積層ゴム全体の判断面図、図2は被覆ゴムの端部を示す拡大断面図、図3はせん断変形時における被覆ゴムの端部を示す拡大断面図、図4,5は、それぞれ被覆ゴムの端部の別構造を示す断面図である。 Embodiments of the seismic isolation laminated rubber according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a judgment plane view of the seismic isolation laminated rubber as a whole, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the end of the coated rubber, FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the end of the coated rubber during shear deformation, These are sectional drawings which show another structure of the edge part of a covering rubber, respectively.
〔実施例1〕
図1は本発明による免震用積層ゴム全体の断面構造を示し、この免震用積層ゴムCは、基本的に、薄肉鋼板等の複数枚の剛性板1と弾性ゴム層2とを交互に積層してなる積層体3の外周部の全域が、耐候性及び耐食性に優れた筒状の被覆ゴム4で覆われているとともに、積層体3の積層方向の両端部、すなわち、上下両端部には建物等の上部構造体A及び建築基礎等の下部構造体Bに対する取付用のフランジ板5,6がゴムの加硫時に一体に接着固定されて構成されている。
[Example 1]
FIG. 1 shows a cross-sectional structure of the entire seismic isolation laminated rubber according to the present invention. This seismic isolation laminated rubber C basically comprises a plurality of
ここで、積層体3を構成する弾性ゴム層2としては、天然ゴム系ゴム材料や高減衰ゴム材料が使用され、被覆ゴム4としては、天然ゴム(NR)、SBR、IR、CR、EPDMなどの耐候性及び耐薬品性に優れたゴム材料が使用される。また、剛性板1としては、鋼板、鉄板、アルミ板、銅板、SUS板等の金属板以外に、硬質プラスチック板を使用してもよい。さらに、免震用積層ゴムCは、水平方向のあらゆる向きの揺れに対応できるように、円柱形状とすることが好ましいが、四角形、五角形などの多角形状であってもよい。
Here, as the
前述のような基本構成から成る免震用積層ゴムCにおいて、各フランジ板5,6は、図2に示すように、積層体側に向けて隆起されるように厚さの厚い中央フランジ部分5A,6A、及びこれらよりも厚さの薄い外周フランジ部分5B,6Bから構成されるとともに、外周フランジ部分5B,6Bの内径側端には、断面形状が上下方向(積層方向)厚みの薄い扁平な矩形を呈する環状凹入溝7が形成されている。この環状凹入溝7は、切削加工によって比較的容易かつ廉価に形成されるが、鋳造、鍛造等の他の加工手段によって形成されるものであっても良い。
In the seismic isolation laminated rubber C having the basic structure as described above, as shown in FIG. 2, the
中央フランジ部分5A,6Aの厚みは、外周フランジ部分5B,6Bの厚みより厚さh1(通常h1=3mmであるが、3mm以上でも可)だけ厚く設定されている。また、環状凹入溝7の外周フランジ部分5B,6Bの内向き外面8,9からの深さはh2(h2=2mm)に設定されており、その結果、環状凹入溝7の底面7aと中央フランジ部分5A,6Aの上面10,11との段部5C,6Cは高さh1+h2(=5mm以上)に設定されている。
The thickness of the
筒状の被覆ゴム4の積層方向両端部は、図2に示すように、上下方向(積層方向)でフランジ板5,6に近付く程径が大となる先拡がり状端部4Aに形成されている。より詳しくは、先拡がり状端部4Aの外表面は、これの積層方向での断面形状が内径方向に向けて凹となる円弧形状(若しくは円弧類似形状)に反る状態となる湾曲面R1,R2が連続して二段に連なる形状に形成されている。そして、先拡がり状端部4Aの外径側端部が、フランジ板5,6に形成された環状凹入溝7に嵌り込んで接着される段差付ゴム端部分4aに形成されている。
As shown in FIG. 2, both ends of the
段差付ゴム端部分4aは、段部5C,6Cよりも外径側においてフランジ板の表面、即ち外周フランジ部分5B,6Bの表面8,9からの厚みh1が、段部5C,6Cの段差hと同一(又はほぼ同一)となる状態に形成されている。従って、段差付ゴム端部分4aの全体厚みはHは、H=h1(=h)+h2(5mm又は5mm以上)に設定されている。そして、環状凹入溝7の内径側端における積層方向に沿う内縦壁部7bと、中央フランジ部分5A,6Aの外径側端における積層方向に沿う外縦壁部12,13とが互いに連続面となるように、凹入溝7と中央フランジ部分5A,6Aとが径方向に隣合わせて形成されている。
The stepped
つまりこの場合は、内縦壁部7bと外縦壁部12,13とによって段部5C,6Cが形成されている。これは、内縦壁部7bと外縦壁部12,13とが別々に形成される場合よりも、加工工程の削減による生産効率向上やコストダウンが可能になるとともに、接着剥がれ方向に対してせん断方向に広い面積での接着層が形成されることになり、より剥がれに対して強い接着構造となる利点がある。また、先拡がり状端部4Aの中央フランジ部分5A,6Aに対する最小被覆厚さWは、被覆ゴム4の積層方向中央部分での剛性板1に対する被覆厚さw1と同一、又はそれ以上に設定されているのが望ましい。
That is, in this case,
以上のように構成された免震用積層ゴムCにおいては、被覆ゴム4の先拡がり状端部4Aにおける段差付ゴム端部分4aが、外周フランジ部分5B,6Bの内径側端に形成された環状凹入溝7に嵌り込んで接着されているので、これら両者を圧接させて貼り合せる際に、接着剤が環状凹入溝7に留まって確実に段差付ゴム端部分4aの下面と14と凹入溝7の底面7aとが接着されるようになる。これにより、必要十分な接着剤が確保されて、段差付ゴム端部分4aと環状凹入溝7とが強固に接着されるようになるので、先拡がり状端部4Aがフランジ板5,6から剥離するおそれを解消可能となる。従来のように、被覆ゴム4の端部が一様な面で接着される状況では、それら両者の圧接によって接着剤が大きく食み出してしまい、必要十分な接着剤量が実質的に取れないことがあったが、本発明ではそのような不都合がまず生じない点で有利である。
In the seismic isolation laminated rubber C configured as described above, the stepped
加えて、段差付ゴム端部分4aの外周壁15の下部と環状凹入溝7の外周壁7cとが接着されていて、剥がれ方向に対するせん断方向の力に抗する接着面として作用するから、面を引き剥がす方向に作用する場合(下面14と底面7aとの接着)に比べて、大なる引き剥がし耐力を奏することが可能になる。その結果、剥がれる不都合が生じる場合における剥がれ始めの箇所である外周壁15の下部と外周壁7cとが、せん断耐力に優れる状態に接着される構成により、従来構造のものに比べて引き剥がし耐力が飛躍的に向上し、被覆ゴム4の端部と各フランジ板5,6とが剥がれる不都合をほぼ完全なまでに解消することが可能になった。
In addition, the lower portion of the outer
また、参考として以下に記す。緩衝(クッション)領域となる段差付ゴム端部分4aに続けて、その外表面が内側に向けて縦断面円弧形状に反った二段の湾曲面R1,R2に連続形成された先拡がり状端部(湾曲面付ゴム部分)4Aを一体形成して被覆ゴム4端部分の被覆厚さを大きく確保してあるので、横方向の大変形に伴い先拡がり状端部4Aは、図3に示されているように、二段湾曲面R1,R2の接続頂部Aを反曲点として屈曲変形し肉厚の大きい接続頂部Aが最深部に位置する屈曲形態となるために、屈曲箇所に深い皺を発生することがなくなる。これによって、繰り返し変形を受けても、積層ゴムCの損傷や破断につながる最も大きな原因となる被覆ゴム4端部に割れや亀裂が発生せず、積層ゴムC全体の免震性能及び耐久寿命を長期に亘って保証することができる。
In addition, it is described below for reference. Following the stepped
〔実施例2〕
実施例2による免震用積層ゴムCは、実施例1による免震用積層ゴムCと各フランジ板及び被覆ゴム4が異なる以外は同じものである。即ち、図4に示すように、各フランジ板5,6の中央フランジ部分5A,6Aの厚みは外周フランジ部分5B,6Bの厚みと同じであり、環状凹入溝7の深さはh2一定のものとなっている。このように、中央部分の厚みが厚くないフランジ板5,6を有する免震用積層ゴムCにも本発明が適用可能である。
[Example 2]
The seismic isolation laminated rubber C according to the second embodiment is the same except that the seismic isolation laminated rubber C according to the first embodiment is different from each flange plate and the covering
〔実施例3〕
実施例3による免震用積層ゴムCは、実施例2による免震用積層ゴムCと先拡がり状端部4Aの形状が異なる以外は同じものである。即ち、図5に示すように、先拡がり状端部4Aの外表面は、これの積層方向での断面形状が内径方向に向けて凹となる円弧形状若しくは円弧類似形状に反る状態となる単一の湾曲面Rに形成されている。また、図5に仮想線で示すように、先拡がり状端部4Aを、これの積層方向での断面形状が傾斜した直線面Sとなるように形成されたものでも良い。
Example 3
The seismic isolation laminated rubber C according to the third embodiment is the same as the seismic isolation laminated rubber C according to the second embodiment except that the shape of the tip-end-shaped
〔別実施例〕
環状凹入溝7の断面形状は、下向き狭まりの三角形や正方形、或いは楕円形の下半分のような形等、種々の変更が可能である。
[Another Example]
The cross-sectional shape of the annular recessed
1 剛性板
2 弾性ゴム層
3 積層体
4 被覆ゴム
4A 先拡がり状端部
4a 外径側端部
5,6 フランジ板
5A,6A 中央フランジ部分
5C,6C 段部
7 環状凹入溝
7b 内縦壁部
8,9 フランジ板の表面
12,13 段部の外縦壁部
R 湾曲面
R1,R2 湾曲面が連続して二段に連なる形状
h 段部の段差
h1 外径側端部のフランジ板表面からの厚み
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記被覆ゴムにおける前記フランジ板と接する端部が、前記積層方向で前記フランジ板に近付く程径が大となる先拡がり状端部に形成されるとともに、前記先拡がり状端部の外径側端部が、前記フランジ板に形成された環状凹入溝に嵌り込んで接着されている免震用積層ゴム。 A seismic isolation system in which a covering rubber is provided to cover the entire outer periphery of a laminate in which a plurality of elastic rubber layers and rigid plates are alternately laminated, and flange plates are bonded and fixed to both ends in the stacking direction of the laminate. Laminated rubber for
An end portion of the covering rubber that contacts the flange plate is formed at a tip-end-like end portion that increases in diameter as it approaches the flange plate in the stacking direction, and an outer-diameter side end of the tip-end end portion. A base-isolated laminated rubber having a portion fitted into and bonded to an annular recessed groove formed in the flange plate.
A single peripheral surface in which an inner vertical wall portion along the stacking direction at an inner diameter side end of the annular recess groove and an outer vertical wall portion along the stacking direction at an outer diameter side end of the stepped portion are continuous with each other; The seismic isolation laminated rubber according to claim 4, wherein the annular recessed groove and the stepped portion are formed adjacent to each other in the radial direction.
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Legal Events
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