JP2009228855A - 免震用積層ゴム - Google Patents
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Abstract
【課題】水平変形時の曲げ剛性の低下による荷重支持能力の低下による座屈を抑制し、荷重支持能力、せん断変形能力を高めることのできる免震用積層ゴムを提供する。
【解決手段】ゴム層4と中間鋼板5を交互に積層して加硫接着し、かつ中心に中空部8を設けるとともに、各中間鋼板5の外径をゴム層4の外径より大きく形成して各中間鋼板5の外周面を露出させており、中空部8にはゴム層4と一体加硫成型した中心ゴム体7を設けている。
【選択図】図1
【解決手段】ゴム層4と中間鋼板5を交互に積層して加硫接着し、かつ中心に中空部8を設けるとともに、各中間鋼板5の外径をゴム層4の外径より大きく形成して各中間鋼板5の外周面を露出させており、中空部8にはゴム層4と一体加硫成型した中心ゴム体7を設けている。
【選択図】図1
Description
本発明は、免震用積層ゴム、特に住宅など軽量構造物に好適な免震用積層ゴムに関する。
住宅など軽量構造物用の免震用積層ゴムは、長周期化を図る場合、水平剛性を小さくするために受圧面積を小さく、ゴム総厚を大きくする方法が採られる。この時、座屈を防止するために、見掛けの二次形状係数(S2)が大きくなるように、積層ゴムの外径、内径を大きくした中空構造を採っている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、積層ゴム外径、内径を大きくした中空構造を採る上記免震用積層ゴムでは、水平変形能力は向上するが、大変形時の曲げ剛性の低下により荷重支持能力が低下し、これによる座屈現象が生じやすいという問題がある。
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、水平変形時の曲げ剛性の低下による荷重支持能力の低下による座屈を抑制し、荷重支持能力、せん断変形能力を高めることのできる免震用積層ゴムを提供することにある。
本発明の免震用積層ゴムは、請求項1に記載のように、ゴム層と中間鋼板を交互に積層して加硫接着し、かつ中心に中空部を設けるとともに、各中間鋼板の外径をゴム層の外径より大きく形成して各中間鋼板の外周面を露出させており、前記中空部には前記ゴム層と一体加硫成型した中心ゴム体を設けていることに特徴を有するものである。
このような構成の免震用積層ゴムによれば、各中間鋼板の外径をゴム層の外径より大きく形成して各中間鋼板の外周面を露出するといった鋼板露出構造にしているため、中空部を設ける積層ゴムの加硫成型時には、中間鋼板の位置決め保持は該中間鋼板の外径部からでき、すなわち中間鋼板の外周を囲む加硫成型用金型(中型)の内周に複数本の溝を設け、各溝に各中間鋼板の外周縁を嵌合させて位置決め保持することができるため、加硫成型時に中間鋼板同士間の隙間および中空部にゴム層および中心ゴム体の材料であるゴムを一体加硫で充填可能であり、中空部にゴム層と一体加硫された中心ゴム体を形成することにより曲げ剛性を大きくすることができる。したがって、水平変形時の曲げ剛性の低下による荷重支持能力の低下による座屈を抑制でき、荷重支持能力、せん断変形能力を高めることができる。
また、中間鋼板の外径はゴム層の外径より大きく形成することにより中間鋼板の投影形状の断面二次モーメントを大きくて曲げ剛性を更に大きくすることができて、水平変形時の曲げ剛性の低下による荷重支持能力の低下による座屈の抑制効果を更に高める。
このような構成の免震用積層ゴムによれば、各中間鋼板の外径をゴム層の外径より大きく形成して各中間鋼板の外周面を露出するといった鋼板露出構造にしているため、中空部を設ける積層ゴムの加硫成型時には、中間鋼板の位置決め保持は該中間鋼板の外径部からでき、すなわち中間鋼板の外周を囲む加硫成型用金型(中型)の内周に複数本の溝を設け、各溝に各中間鋼板の外周縁を嵌合させて位置決め保持することができるため、加硫成型時に中間鋼板同士間の隙間および中空部にゴム層および中心ゴム体の材料であるゴムを一体加硫で充填可能であり、中空部にゴム層と一体加硫された中心ゴム体を形成することにより曲げ剛性を大きくすることができる。したがって、水平変形時の曲げ剛性の低下による荷重支持能力の低下による座屈を抑制でき、荷重支持能力、せん断変形能力を高めることができる。
また、中間鋼板の外径はゴム層の外径より大きく形成することにより中間鋼板の投影形状の断面二次モーメントを大きくて曲げ剛性を更に大きくすることができて、水平変形時の曲げ剛性の低下による荷重支持能力の低下による座屈の抑制効果を更に高める。
請求項1記載の免震用積層ゴムは、請求項2に記載のように、前記ゴム層および中心ゴム体には高減衰ゴムを使用した構成を採用することができる。この構成によると、ゴム層の材料としてゴム自体に減衰性能を付加させた高減衰ゴムを使用しているので、免震支承として必要な荷重支持機能、復元機能、減衰機能を集約できる。
また、高減衰ゴムの特性で、低ひずみ時は剛性が高いため、風荷重や交通振動等に対してトリガー機能を十分に果たすことができる。さらに、高減衰ゴムの減衰性能により地震時の応答変位を低く抑えられるので、フェイルセーフ機能も果たすことができる。
中心ゴム体にも高減衰ゴムを使用することにより水平剛性アップを抑えつつ、減衰性能を大幅にアップさせることができるので、風荷重等に対してトリガー機能を更にアップさせることができる。また、地震時の応答変位を低く抑えるとともに限界性能をアップさせてフェイルセーフ機能も更にアップさせることができる。
また、高減衰ゴムの特性で、低ひずみ時は剛性が高いため、風荷重や交通振動等に対してトリガー機能を十分に果たすことができる。さらに、高減衰ゴムの減衰性能により地震時の応答変位を低く抑えられるので、フェイルセーフ機能も果たすことができる。
中心ゴム体にも高減衰ゴムを使用することにより水平剛性アップを抑えつつ、減衰性能を大幅にアップさせることができるので、風荷重等に対してトリガー機能を更にアップさせることができる。また、地震時の応答変位を低く抑えるとともに限界性能をアップさせてフェイルセーフ機能も更にアップさせることができる。
請求項1又は2記載の免震用積層ゴムは、請求項3に記載のように、前記中間鋼板の板厚を前記ゴム層の厚みよりも厚くした構成を採用することができる。この構成によると、中間鋼板の外径をゴム層の外径より大きく形成することと相俟って中間鋼板の投影形状および断面方向の断面二次モーメントを大きくする剛直な構造となって曲げ剛性を更に一層大きくすることができ、これにより水平変形時の曲げ剛性の低下による荷重支持能力の低下による座屈の抑制効果を更に一層向上でき、前述した従来の中空構造の免震積層ゴムよりも、荷重支持能力、せん断変形能力を一層高めることができる。
本発明の免震用積層ゴムによれば、水平変形時の曲げ剛性の低下による荷重支持能力の低下による座屈を抑制できて荷重支持能力、せん断変形能力を高めことができ、とくに住宅など軽量構造物の長周期化を図ることができて有利である。
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づき説明する。図1は本発明の一実施例の免震用積層ゴムの断面図、図2は図1の免震用積層ゴムの加硫成型用金型の断面図である。
本発明に係る免震用積層ゴム1は、図1に示すように、上部連結板2および下部連結板3間にゴム層4と中間鋼板5とが交互に積層され加硫接着された積層ゴム本体6と、積層ゴム本体6内にゴム層4と一体加硫成型された中心ゴム体7とを備えている。
積層ゴム本体6は、ドーナツ形状のゴム層4と、ゴム層4の内径と同一内径でかつゴム層4の外径より大きい外径のドーナツ形状の中間鋼板5を交互に積層して中心に中空部8を設けている。この中空部8に中心ゴム体7が一体加硫成型されることになる。ゴム層4および中心ゴム体7には天然ゴムや高減衰ゴムが用いられる。
中間鋼板5の外径はゴム層4の外径より大きくして各中間鋼板5の外周面が露出する構造としている。中間鋼板5の板厚をゴム層4の厚みよりも厚く(ゴム層厚の1〜3倍)している。このように中間鋼板5の板厚をゴム層4の厚みよりも厚くすることと、中間鋼板5の外径をゴム層4の外径より大きくすることにより、中間鋼板5の投影形状および断面方向の断面二次モーメントを大きくして剛直で曲げ剛性を上げることができ、これにより水平変形時の曲げ剛性の低下による荷重支持能力の低下による座屈を抑制し、荷重支持能力、せん断変形能力を高めることができる。
中間鋼板5は接着下地処理として化成処理により、リン酸亜鉛被膜を形成することで防錆効果を付与しており、さらに露出部分にエポキシ樹脂を塗布することにより防錆機能を高めている。
中間鋼板5の外径はゴム層4の外径より大きくして各中間鋼板5の外周面が露出する構造としている。中間鋼板5の板厚をゴム層4の厚みよりも厚く(ゴム層厚の1〜3倍)している。このように中間鋼板5の板厚をゴム層4の厚みよりも厚くすることと、中間鋼板5の外径をゴム層4の外径より大きくすることにより、中間鋼板5の投影形状および断面方向の断面二次モーメントを大きくして剛直で曲げ剛性を上げることができ、これにより水平変形時の曲げ剛性の低下による荷重支持能力の低下による座屈を抑制し、荷重支持能力、せん断変形能力を高めることができる。
中間鋼板5は接着下地処理として化成処理により、リン酸亜鉛被膜を形成することで防錆効果を付与しており、さらに露出部分にエポキシ樹脂を塗布することにより防錆機能を高めている。
次に、このように構成された免震用積層ゴム1の製造方法について説明する。
この免震用積層ゴム1は一体加硫成型するので、加硫成型用金型が使用される。加硫成型用金型は、図2に示すように、上型10、中型11、下型12および芯型(コアピン)13からなり、中型11の内周には複数本の溝14を上下方向に所定間隔置きに設けている。この加硫成型用金型に、下部連結板3、複数の中間鋼板4、および上部連結板2を組み込む。その際、中型11の各溝14に各中間鋼板4の露出外周縁を嵌合させて位置決め保持する。
このように加硫成型用金型に下部連結板3、複数の中間鋼板4、および上部連結板2が組み込まれた後、天然ゴムまたは高減衰ゴムが図外の充填口から中間鋼板5,5同士間、および中空部8と芯型13との間に圧入充填される。その充填後、加硫成型用金型が加熱されることにより、図1のように中間鋼板5,5同士間にゴム層4が加硫成型される同時に、中空部8と芯型13との間に中心孔7aを有する中心ゴム体7が各ゴム層4と一体加硫成型される。
なお、芯型13を除去することにより、免震用積層ゴム1の中空部8には中心孔7aの無い中実状の中心ゴム体7を一体加硫成型することもできる。
なお、芯型13を除去することにより、免震用積層ゴム1の中空部8には中心孔7aの無い中実状の中心ゴム体7を一体加硫成型することもできる。
上記のように一体加硫成型された免震用積層ゴム1は、中空部8に中心ゴム体7をゴム層一体加硫成型しているので、曲げ剛性を大きくすることができ、水平変形時の曲げ剛性の低下による荷重支持能力の低下による座屈を抑制し、荷重支持能力、せん断変形能力を高めることができる。
また、ゴム層4および中心ゴム体7に高減衰ゴムを使用した場合は、水平剛性アップを抑えつつ、減衰性能を大幅にアップさせることができ、風荷重等に対してトリガー機能をアップさせる。また、地震時の応答変位を抑えるとともに限界性能もアップさせてフェイルセーフ機能をアップさせることもできる。なお、中空部8の内径の大きさで中空部8内への充填ゴムの充填量を変えることにより減衰性能を調整することができる。
また、ゴム層4および中心ゴム体7に高減衰ゴムを使用した場合は、水平剛性アップを抑えつつ、減衰性能を大幅にアップさせることができ、風荷重等に対してトリガー機能をアップさせる。また、地震時の応答変位を抑えるとともに限界性能もアップさせてフェイルセーフ機能をアップさせることもできる。なお、中空部8の内径の大きさで中空部8内への充填ゴムの充填量を変えることにより減衰性能を調整することができる。
1 免震用積層ゴム
4 ゴム層
5 中間鋼板
6 積層ゴム本体
7 中心ゴム体
8 中空部
4 ゴム層
5 中間鋼板
6 積層ゴム本体
7 中心ゴム体
8 中空部
Claims (3)
- ゴム層と中間鋼板を交互に積層して加硫接着し、かつ中心に中空部を設けるとともに、各中間鋼板の外径をゴム層の外径より大きく形成して各中間鋼板の外周面を露出させており、前記中空部には前記ゴム層と一体加硫成型した中心ゴム体を設けていることを特徴とする、免震用積層ゴム。
- 前記ゴム層および中心ゴム体には高減衰ゴムを使用している、請求項1記載の免震用積層ゴム。
- 前記中間鋼板の板厚を前記ゴム層の厚みよりも厚くしている、請求項1又は2記載の免震用積層ゴム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008077515A JP2009228855A (ja) | 2008-03-25 | 2008-03-25 | 免震用積層ゴム |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2008077515A JP2009228855A (ja) | 2008-03-25 | 2008-03-25 | 免震用積層ゴム |
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Family
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JP2008077515A Withdrawn JP2009228855A (ja) | 2008-03-25 | 2008-03-25 | 免震用積層ゴム |
Country Status (1)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013002509A (ja) * | 2011-06-14 | 2013-01-07 | Swcc Showa Device Technology Co Ltd | 積層ゴム支承体 |
CN108894102A (zh) * | 2018-08-31 | 2018-11-27 | 袁涌 | 一种高承载力隔震支座及其制造方法 |
CN109162362A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-01-08 | 安徽建筑大学 | 一种弹性抗拉橡胶隔震支座 |
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2008
- 2008-03-25 JP JP2008077515A patent/JP2009228855A/ja not_active Withdrawn
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