JP2008082353A - 積層支持体 - Google Patents

Abstract

【課題】製造及び廃棄処理が容易で、高い減衰力を発揮できる積層支持体を得る。
【解決手段】積層弾性体１６の中空部２８内に配設された減衰材３２は、扁平な円柱状に形成された樹脂製の複数枚の樹脂円板３４を互いに接触させて、積層弾性体１６の積層方向（矢印Ｘ方向）に積層することで構成されている。積層弾性体１６がせん断変形すると、樹脂円板３４どうしの摩擦力や、金属板１８及びゴム板２０から作用するせん断力により、樹脂円板３４もせん断変形し、減衰力を発揮する。廃棄処理が困難な鉛等を使用していないので、廃棄処理を容易に行うことができる。また、樹脂円板３４は、従来のプラスチック製のプラグと異なり小サイズなので容易に製造できる
【選択図】図１

Description

本発明は、積層支持体に関する。

従来から、ゴムなどの軟質板と金属などの硬質板とを交互に積層した積層支持体が、免震装置の支承等として使用されている。このような積層支持体には、例えば、中心に中空部を形成し、その内部に鉛製のプラグが圧入されたものがあるが、鉛は廃棄時の処理が困難であるため、これに代えて、例えば特許文献１では、超塑性プラスチック製のプラグを埋設した高減衰支承装置が提案されている。

しかし、大きなサイズの樹脂材料を成形することは難しいため、特許文献１の支承装置を製造することも難しい。
特開２００４−２１１７４５号公報

本発明は上記事実を考慮し、製造及び廃棄処理が容易で、高い減衰力を発揮できる積層支持体を得ることを課題とする。

請求項１に記載の発明では、剛性を有する剛性板と弾性を有する弾性板とが所定の積層方向に交互に積層されて構成され、この積層方向に中空部が形成された積層弾性体と、前記弾性板の厚み以上の厚みを備え、前記中空部内において前記積層方向と同方向に積層された樹脂製の複数の減衰材と、を有することを特徴とする。

したがって、被支持部材上に積層支持体が設置されると、支持部材の荷重が積層弾性体によって支持される。特に、積層弾性体を、剛性板と弾性板とを交互に積層して構成したので、支持部材を支持するための高い剛性が得られる。

積層弾性体の中空部内に配置された減衰材は弾性板の厚み以上の厚みを備え、中空部内において積層方向と同方向に積層された樹脂製とされている。弾性板の厚み以上の厚みを備えているので、積層弾性体のせん断変形によって、減衰材もせん断変形して減衰効果を発揮する。また、本発明の減衰材は、積層弾性体の積層方向と同方向に積層された複数の部材で構成しているので、減衰材に対して極端に大きな力が作用した場合には、減衰材どうしが摺動し、減衰材の破損を防止できる。摺動時の摩擦によっても、減衰効果を発揮できる。

そして、減衰材を樹脂製としているので、廃棄処理が容易となる。また、それぞれの減衰材自体は従来と比較して小サイズなので製造が容易であり、積層支持体としても容易に製造可能となる。この減衰材の樹脂としては、ポリエチレンテレフタラート樹脂とポリエチレン樹脂を含む超塑性プラスチックを挙げることができる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、複数の前記減衰材どうしの対向面に設けられ、減衰材の摺動に対する抵抗を作用させる抵抗手段、を有することを特徴とする。

したがって、減衰材どうしが摺動するときに抵抗を作用させ、より大きな減衰力を発揮させることができる。

抵抗手段として、請求項３に記載のように 前記抵抗手段が、前記対向面に形成されて互いに嵌合する凹部及び凸部、を含んで構成されていてもよいし、請求項４に記載のように、前記抵抗手段が、前記対向面を接着する接着剤、を含んで構成されていてもよい。凹部及び凸部を有する構成では、これらを嵌合させるだけでよいので、接着剤での接着を不要とし、積層弾性体の中空部内への配設を容易にできる。また、接着剤で接着する構成では、減衰材に凹部や凸部を形成する必要がないので、減衰材自体の製造が容易になる。もちろん、抵抗手段として凹部及び凸部と接着剤とを併用する構成でもよい。

本発明は上記構成としたので、製造及び廃棄処理が容易で、高い減衰力を発揮できる積層支持体が得られる。

図１には、本発明の第１実施形態の積層支持体１２が示されている。積層支持体１２は、複数枚の円盤状の金属板１８と、同じく複数枚の円盤状のゴム板２０とを厚み方向に交互に積層した（以下この積層方向を「Ｘ方向」という）積層弾性体１６を備えている。

積層弾性体１６のＸ方向両端面には、フランジ板１４が固定されている。フランジ板１４は、積層弾性体１６よりも側方に張り出すフランジ部１４Ｆを備えており、このフランジ部１４Ｆに形成された図示しないボルト孔にボルトを挿通して、積層支持体１２が、支持部材（たとえば、建物基礎、土台、地盤等）及び被支持部材（たとえば、オフィスビル、病院、集合住宅、美術館、公会堂、学校、庁舎、神社仏閣等）に取り付けられる。取付け状態では、被支持部材が積層支持体１２を介して支持部材に支持される。

フランジ板１４の中央には孔部１４Ｈが形成されており、後述するように減衰材３２が中空部２８に充填された状態で、蓋部材２６で閉塞される。

積層弾性体１６を構成する金属板１８とゴム板２０とは加硫接着により（あるいは接着剤により）強固に張り合わされており、これらが不用意に分離したり位置ズレしたりしないようになっている。そして、積層支持体１２が水平方向のせん断力を受けると、積層弾性体１６も弾性的にせん断変形する。

したがって、支持部材と被支持部材とが水平方向に相対移動（振動）すると、図３及び図５に示すように、積層弾性体１６が全体として弾性的にせん断変形し、この振動のエネルギーを吸収する。ここで、上記のように、金属板１８とゴム板２０とを交互に積層したことで、積層方向に荷重が作用しても、積層弾性体１６の圧縮（すなわちゴム板２０の圧縮）が抑制されている。したがって、ゴム板２０十分にせん断変形させてエネルギーを吸収すると共に、復元力を発揮することが可能になっている。

積層弾性体１６はさらに、金属板１８とゴム板２０の外側端面を周囲から被覆する被覆材２２を有している。被覆材２２によって金属板１８及びゴム板２０に外部から雨や光が作用しなくなり、酸素やオゾン、紫外線などによる劣化が防止される。また、被覆材２２は、厚さが一定とされており、その強度にばらつきがでないようにされている。なお、被覆材２２はゴム板２０と同一の材料によって形成することができる。この場合、ゴム板２０と被覆材２２とを別体で形成しておき、後工程で加硫接着等によって一体化させることが可能である。あるいは、被覆材２２とゴム板２０を接着剤等で接着してもよい。

積層弾性体１６の中心には、積層弾性体１６を積層方向に貫通する中空部８が形成されており、中空部２８内には、減衰材３２が配設されている。減衰材３２は、図７にも示すように、扁平な円柱状に形成された樹脂製の複数枚の樹脂円板３４を互いに接触させて、積層弾性体１６の積層方向（矢印Ｘ方向）に積層することで構成されている。

図２にも詳細に示すように、樹脂円板３４のそれぞれの厚さ（軸方向の高さ）は、ゴム板２０の厚さよりも大きくされている。したがって、図３及び図４４に示すように、積層弾性体１６がせん断変形したときには、樹脂円板３４のそれぞれも確実にせん断変形するようになっている。

このような構成とされた第１実施形態の積層支持体１２では、支持部材と被支持部材との水平方向への相対移動（振動）により、図３に示すように積層弾性体１６が弾性的にせん断変形し、この振動のエネルギーを吸収する。このとき、減衰材３２は全体としてせん断変形し、上記の振動のエネルギーを吸収する。

ここで、本実施形態では、減衰材３２を構成する複数の樹脂円板３４が、ゴム板２０の厚さ以上の厚さを有している。したがって、積層弾性体１６がせん断変形するときには、樹脂円板３４どうしの摩擦力や、金属板１８及びゴム板２０から作用するせん断力により、樹脂円板３４もせん断変形し、減衰力を発揮する。

このとき、積層弾性体１６のせん断変形の程度が比較的小さい場合には、樹脂円板３４どうしの摩擦力により、これらが互いに摺動する（横方向にずれる）ことはない。

図５に示すように、積層弾性体１６のせん断変形の程度が所定量を超えて大きくなったときには、樹脂円板３４に作用する横方向に力が、樹脂円板３４どうしの静止摩擦力を超えるので、図６に示すように、樹脂円板３４どうしが横方向に摺動する（滑る）。この摺動により、たとえ樹脂円板３４を破壊させるほど大きな力が作用しても、この力の一部を摺動によって吸収するので、樹脂円板３４の破壊を防止できる。また、この摺動による樹脂円板３４どうしの摩擦力によっても、減衰力を発揮できる。

このように、本実施形態では、積層弾性体１６のせん断変形時に、減衰材３２、すなわち樹脂円板３４をせん断変形させて、確実に減衰力を発揮させることができる。

しかも、従来のように、廃棄処理が困難な鉛等を使用していないので、廃棄処理を容易に行うことができる。

また、樹脂円板３４は、従来のプラスチック製のプラグと異なり小サイズなので容易に製造できる。したがって、積層支持体１２としても、製造が容易になる。たとえば、大型の積層支持体１２では、減衰材３２も大型になるが、樹脂円板３４は小型のものを用いて、積層支持体１２を製造できる。

なお、上記では、樹脂円板３４どうしの対向面を端に接触させ、これらの摩擦力によって、樹脂円板３４の摺動に対する抵抗を発揮させたり、摺動時の摩擦によって減衰力を発揮させたりしたが、本発明の抵抗手段を樹脂円板３４の間に設け、上記の抵抗（摺動させるための条件）や減衰力を調整するようにしてもよい。

抵抗手段としては、たとえば、樹脂円板３４どうしを接着する接着剤を用いることができる。接着剤は、樹脂円板３４の材質や、求める接着力などに応じて、好ましいものを適宜選択して用いればよい。

また、抵抗手段として、樹脂円板３４の対向面どうしに、図８〜図１２に示すように、互いに嵌合する凹部及び凸部を設けてもよい。

図８に示す例では、樹脂円板３６の中央に円柱状の凹部３８Ａ及び凸部３８Ｂを形成している。また、図９に示す例では凹部４２Ａ及び凸部４２Ｂを樹脂円板４０の中央に形成した点は図８に示す例と同じであるが、その形状を、円錐台状としている点が異なっている。

図１０に示す例では、円柱状の凹部４６Ａ及び凸部４６Ｂを、樹脂円板４４の周方向に均等に複数（この例では４つ）形成している。この構成において、円錐台状の凹部及び凸部としてもよい。

図１１に示す例では、樹脂円板４８の端面（対向面）の全体を、一定曲率で湾曲させて、部分球状（略ドーム状）の凹部５０Ａ及び凸部５０Ｂを形成している。図１２に示す例では、樹脂円板５２の端面（対向面）の全体を凹部５４Ａ及び凸部５４Ｂとした点は図１１に示す例と同じであるが、その形状を円錐状とした点が異なっている。

このように、本発明の抵抗手段となる凹部及び凸部としては、各種の形状を挙げることができ、樹脂円板３４どうしの摺動に対する所望の抵抗が得られれば、形状は特に限定されない。

本発明の樹脂円板３４の材料としては、せん断変形による所望の減衰力を発揮できると共に、接触面で所望の摩擦力（摺動抵抗）を発揮できれば特に限定されないが、たとえば、ポリエチレンテレフタラート樹脂とポリエチレン樹脂を含む超塑性プラスチックを挙げることができる。

本発明の一実施形態の積層支持体の全体構成を変形前の状態で示す断面図である。 本発明の一実施形態の積層支持体を変形前の状態で示す部分拡大断面図である。 本発明の一実施形態の積層支持体の全体構成を相対的に変形量が小さい状態で示す断面図である。 本発明の一実施形態の積層支持体を相対的に変形量が小さい状態で示す部分拡大断面図である。 本発明の一実施形態の積層支持体の全体構成を相対的に変形量が大きい状態で示す断面図である。 本発明の一実施形態の積層支持体を相対的に変形量が大きい状態で示す部分拡大断面図である。 本発明の一実施形態の積層支持体に適用される樹脂円板を拡大して示す斜視図である。 本発明に適用可能な樹脂円板の変形例を示す斜視図である。 本発明に適用可能な樹脂円板の変形例を示す斜視図である。 本発明に適用可能な樹脂円板の変形例を示す斜視図である。 本発明に適用可能な樹脂円板の変形例を示す斜視図である。 本発明に適用可能な樹脂円板の変形例を示す斜視図である。

符号の説明

１２ 積層支持体
１４ フランジ板
１４Ｆ フランジ部
１４Ｈ 孔部
１６ 積層弾性体
１８ 金属板
２０ ゴム板
２２ 被覆材
２６ 蓋部材
２８ 中空部
３２ 減衰材
３４ 樹脂円板
３６ 樹脂円板
３８Ａ 凹部
３８Ｂ 凸部
４０ 樹脂円板
４２Ａ 凹部
４２Ｂ 凸部
４４ 樹脂円板
４６Ａ 凹部
４６Ｂ 凸部
４８ 樹脂円板
５０Ａ 凹部
５０Ｂ 凸部
５２ 樹脂円板
５４Ａ 凹部
５４Ｂ 凸部

Claims (4)

1. 剛性を有する剛性板と弾性を有する弾性板とが所定の積層方向に交互に積層されて構成され、この積層方向に中空部が形成された積層弾性体と、
   前記弾性板の厚み以上の厚みを備え、前記中空部内において前記積層方向と同方向に積層された樹脂製の複数の減衰材と、
   を有することを特徴とする積層支持体。
2. 複数の前記減衰材どうしの対向面に設けられ、減衰材の摺動に対する抵抗を作用させる抵抗手段、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の積層支持体。
3. 前記抵抗手段が、前記対向面に形成されて互いに嵌合する凹部及び凸部、
   を含んで構成されていることを特徴とする請求項２に記載の積層支持体。
4. 前記抵抗手段が、前記対向面を接着する接着剤、
   を含んで構成されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の積層支持体。

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