JP2013057197A - Variable elastic body restriction degree structure and bearing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば建築物や橋梁等の各種構造物を支承する弾性体拘束度可変構造及びこれを用いた支承装置に関する。 The present invention relates to an elastic body restraint degree variable structure that supports various structures such as buildings and bridges and a support device using the same.
建築物や橋梁等の構造物の支承装置には、ゴム板と鉄板とを交互に積層し、これらが加硫接着によって相互に接着されて構成されたゴム支承がある(特許文献1参照)。ゴム支承では、ゴムの変位を拘束することで、鉛直バネ剛性を高める工夫や回転追従性能を向上させる工夫がなされている。例えば、ゴム支承では、ゴム板と鉄板とを交互に積層し、これらを加硫接着することによって、ゴムの流動性を低減し、鉛直バネ剛性を高めるようにしている。 2. Description of the Related Art A bearing device for a structure such as a building or a bridge includes a rubber bearing in which rubber plates and iron plates are alternately stacked and bonded together by vulcanization bonding (see Patent Document 1). In the rubber bearing, by constraining the displacement of the rubber, a device for improving the vertical spring rigidity and a device for improving the rotation follow-up performance are made. For example, in rubber bearings, rubber plates and iron plates are alternately laminated and vulcanized and bonded to reduce the fluidity of rubber and increase the rigidity of the vertical spring.
また、密閉ゴム支承では、ゴム板が下沓となる金属製ポット内に配置され、ゴム板の上にピストン状の上沓が載置され、ゴム板が非圧縮性の流体的に振る舞うように拘束されることで、回転追従性能が得られるように構成されている(特許文献2参照)。なお、この密閉ゴム支承は、鉛直可撓性がないことから金属支承の扱いとなる。 Also, in the sealed rubber bearing, the rubber plate is placed in the metal pot that serves as the lower shell, and the piston-shaped upper flange is placed on the rubber plate so that the rubber plate behaves in an incompressible fluid. It is comprised so that rotation tracking performance may be acquired by being restrained (refer patent document 2). This sealed rubber bearing is handled as a metal bearing because it does not have vertical flexibility.
更に、所謂コンパクト支承では、大きな鉛直荷重を支持するため、上沓と下沓の相対する面にそれぞれ凹部を設け、それぞれの凹部内にゴム層が配設され、鉛直荷重が加わった際にゴムが撓み変形によって半径方向外方に膨出しないようにして、鉛直バネ剛性の向上を図るようにしている(特許文献3参照)。 Furthermore, in so-called compact bearings, in order to support a large vertical load, a concave portion is provided on each of the opposing surfaces of the upper and lower collars, and a rubber layer is disposed in each concave portion. Is prevented from bulging outward in the radial direction due to bending deformation, thereby improving the vertical spring rigidity (see Patent Document 3).
本発明は、載荷物からの荷重に応じて適度な鉛直可撓性を発現しながら高荷重を支持することが出来る弾性体拘束度可変構造及び支承装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the elastic body restraint degree variable structure and support apparatus which can support a high load, expressing moderate vertical flexibility according to the load from a load.
詳しくは、低荷重から高荷重に至る広範な入力に適する鉛直バネ性能を発現させることが出来る弾性体拘束度可変構造及び支承装置を提供することを目的とする。 Specifically, it is an object of the present invention to provide an elastic body restraint degree variable structure and a bearing device capable of expressing vertical spring performance suitable for a wide range of inputs from low loads to high loads.
また、本発明は、高面圧化させながらも、良好な回転追従性を実現出来る弾性体拘束度可変構造及び支承装置を提供することを目的とする。 It is another object of the present invention to provide an elastic body restraint degree variable structure and a support device that can realize good rotation followability while increasing surface pressure.
更に、本発明は、何れかの剛性体と弾性変形拘束体とで構成されるポット部に、弾性体を容易に挿入することができ、組立効率の向上を実現出来る弾性体拘束度可変構造及び支承装置を提供することを目的とする。 Further, the present invention provides an elastic body restraint degree variable structure in which an elastic body can be easily inserted into a pot portion constituted by any rigid body and an elastic deformation restraint body, and an improvement in assembly efficiency can be realized. An object is to provide a bearing device.
本発明に係る弾性体拘束度可変構造は、建築物や橋梁等の各種構造物を支承する支承装置として用いられるものであり、第一剛性体と、第二剛性体と、前記第一剛性体と前記第二剛性体との間に配設される弾性体と、弾性変形した前記弾性体の側面が近接又は当接する位置において、前記弾性体を囲繞する弾性変形拘束体とを備える。そして、前記弾性体の側面及び/又は前記弾性変形拘束体の拘束面には、高さ方向に沿った凸部又は凹部が形成されている。そして、所定以上入力されると、前記弾性体が前記凸部と前記凹部とによって作出される隙間の容積を縮小するように弾性変形し、且つ、変形した前記弾性体が前記弾性変形拘束体に当接及び/又は圧接して前記弾性体の変形が拘束される。例えば、前記弾性体は、前記第一剛性体と前記第二剛性体と前記弾性変形拘束体とによって囲繞されて半密閉状態とされ、前記弾性体への荷重の増大に伴って、より高度な密閉状態へと変化する。このような弾性体拘束度可変構造において、荷重が入力されたときには、入力の大きさに伴って、凸部間の凹部により構成された隙間を埋めるように前記弾性体が変形しながら、前記凸部が前記弾性変形拘束体の拘束面に圧接する程度が増大する。前記弾性変形拘束体は、このような前記弾性体の変形を拘束する。 The elastic body restraint degree variable structure according to the present invention is used as a support device for supporting various structures such as buildings and bridges, and includes a first rigid body, a second rigid body, and the first rigid body. An elastic body disposed between the elastic body and the second rigid body, and an elastic deformation restraining body that surrounds the elastic body at a position where a side surface of the elastic body that is elastically deformed approaches or contacts. And the convex part or recessed part along a height direction is formed in the side surface of the said elastic body, and / or the restraint surface of the said elastic deformation restraint body. When the input is greater than a predetermined value, the elastic body is elastically deformed so as to reduce the volume of the gap created by the convex portion and the concave portion, and the deformed elastic body becomes the elastic deformation restraining body. The deformation of the elastic body is constrained by contact and / or pressure contact. For example, the elastic body is surrounded by the first rigid body, the second rigid body, and the elastic deformation restraining body to be in a semi-sealed state, and the higher the load on the elastic body, the more advanced the elastic body. It changes to a sealed state. In such an elastic body constraint degree variable structure, when a load is input, the elastic body is deformed so as to fill a gap formed by the concave portions between the convex portions according to the magnitude of the input. The degree to which the portion comes into pressure contact with the restraining surface of the elastic deformation restraining body increases. The elastic deformation restraining body restrains such deformation of the elastic body.
前記弾性体は、少なくとも一方の端面の直径が最小となるように形成され、この一方の端面が前記弾性変形拘束体で構成されるポット部に収納される。前記弾性体は、高さ方向に沿って前記凸部又は前記凹部が形成されている。すなわち、前記凸部又は前記凹部が設けられる方向は、前記ポット部への挿入方向と同じである。従って、前記弾性体は、前記ポット部に、前記弾性体の周囲に前記凸部と前記凹部を周回り方向(高さ方向と直交する方向)に設けた場合よりも、挿入時の抵抗を小さくして、円滑に嵌入することが出来る。例えば、前記弾性体は、少なくとも一方の端面の直径が最小となるように形成され、この一方の端面が前記弾性変形拘束体で構成される前記ポット部への挿入面とされる。これにより、容易に前記ポット部に、前記弾性体を挿入することが出来る。また、前記弾性体としては、高さ方向の略中央部の直径が最大となるように、即ち樽状に形成することも出来る。この場合も、少なくとも一方の端面は、最小の直径となり、前記ポット部へ容易に挿入することが出来るようになる。 The elastic body is formed so that the diameter of at least one end face is minimized, and the one end face is housed in a pot portion configured by the elastic deformation restraining body. The elastic body has the convex portion or the concave portion formed along the height direction. That is, the direction in which the convex portion or the concave portion is provided is the same as the insertion direction into the pot portion. Therefore, the elastic body has a smaller resistance at the time of insertion than the case where the convex portion and the concave portion are provided around the elastic body in the circumferential direction (a direction perpendicular to the height direction) in the pot portion. And can be inserted smoothly. For example, the elastic body is formed so that the diameter of at least one end face is minimized, and the one end face is used as an insertion face into the pot portion constituted by the elastic deformation restraining body. Thereby, the said elastic body can be easily inserted in the said pot part. Further, the elastic body can be formed in a barrel shape so that the diameter of the substantially central portion in the height direction is maximized, that is, in a barrel shape. Also in this case, at least one end surface has a minimum diameter, and can be easily inserted into the pot portion.
なお、前記弾性体は、弾性層と補強板とが積層された積層構造で構成されていても良いし、補強板を含まず単層の弾性層で構成されていても良い。 The elastic body may be configured by a laminated structure in which an elastic layer and a reinforcing plate are stacked, or may be configured by a single elastic layer without including the reinforcing plate.
また、本発明の支承装置は、第一剛性体と、第二剛性体と、第一剛性体と第二剛性体との間に配設される弾性体と、弾性変形した前記弾性体の側面が近接又は当接する位置において、前記弾性体を囲繞する弾性変形拘束体とを備え、弾性体の側面及び/又は弾性変形拘束体の拘束面には、高さ方向に沿った凸部又は凹部が形成されている。支承装置の構成としては、例えば、前記第一剛性体、前記第二剛性体の何れかには、芯材を設け、芯材が上揚防止部と水平変位防止部とを有する構成とすることが出来る。 The support device according to the present invention includes a first rigid body, a second rigid body, an elastic body disposed between the first rigid body and the second rigid body, and a side surface of the elastic body that is elastically deformed. Elastic deformation restraining body surrounding the elastic body at a position where the elastic body approaches or abuts, and a convex portion or a concave portion along the height direction is formed on the side surface of the elastic body and / or the restraining surface of the elastic deformation restraining body. Is formed. As a structure of the support device, for example, a core material is provided in either the first rigid body or the second rigid body, and the core material includes a lifting prevention portion and a horizontal displacement prevention portion. I can do it.
このような支承装置では、所定以上入力されると、前記弾性体拘束度可変構造が、前記弾性体が前記凸部と前記凹部とによって作出される隙間の容積を縮小するように弾性変形し、且つ、変形した前記弾性体が前記弾性変形拘束体に当接及び/又は圧接して前記弾性体の変形が拘束される。 In such a support device, when a predetermined amount or more is input, the elastic body constraint degree variable structure elastically deforms so that the elastic body reduces the volume of the gap created by the convex portion and the concave portion, In addition, the deformed elastic body is brought into contact with and / or pressed against the elastic deformation restraining body, and the deformation of the elastic body is restrained.
本発明では、弾性体を、第一剛性体と第二剛性体と弾性変形拘束体とで囲繞することで、半密閉状態とされた空間部を構成して、密閉ゴム支承のように小さな支承面積にして高荷重支承を実現しながら、弾性体又は弾性変形拘束体の拘束面に凸部又は凹部を設けて、隙間を設けることで、鉛直荷重に対する鉛直可撓変位を実現することが出来る。また、回転作用の際には、凸部又は凹部による隙間により弾性体が変形し、良好な回転追従性を実現出来る。 In the present invention, the elastic body is surrounded by the first rigid body, the second rigid body, and the elastic deformation restraining body to form a semi-sealed space portion, and a small bearing such as a sealed rubber bearing. A vertical flexible displacement with respect to a vertical load can be realized by providing a convex portion or a concave portion on the restraining surface of the elastic body or the elastic deformation restraining body and providing a gap while realizing a high load bearing in an area. In addition, during the rotation action, the elastic body is deformed by the gaps between the convex portions or the concave portions, and good rotation followability can be realized.
また、弾性体又は弾性変形拘束体の拘束面に凸部又は凹部を設けて間隙を設けたことにより、鉛直荷重が大きくなるに連れて鉛直変位量も大きくなるが、その特性は非線形で、鉛直変位に対する鉛直荷重反力の大きさを表すグラフの傾き(拘束度又はバネ定数)は、鉛直変位又は鉛直荷重が大きくなるほど大きくなる。このように、本発明では、弾性変形拘束体の拘束面と弾性体の側面との間に設けた凹部と凸部とによって作出される隙間を設定したことで、荷重が大きくなるほど、鉛直変位量の増加量が小さくなるような特性で、即ち拘束度を可変として、上部構造物を支承することが出来る。また、隙間を小さくするほど、鉛直変位に対する鉛直荷重反力の大きさを表すグラフの傾きの緩やかな範囲(一次勾配)を狭く設定することが出来る。例えば、高荷重になると、例えば死荷重に加え活荷重が加わると、鉛直可撓変位が小さくなり、密閉ゴム支承のように挙動することで、橋梁の端部(橋梁と道路の接続部分)における段差(変位)による車両通過時の振動や騒音を低減することが出来る。なお、低荷重の載荷では、鉛直撓みがあるため、本発明の支承装置は弾性支承装置に属する扱いとし得る。 In addition, by providing convex portions or concave portions on the restraint surface of the elastic body or elastic deformation restraint body and providing a gap, the amount of vertical displacement increases as the vertical load increases. The inclination (constraint degree or spring constant) of the graph representing the magnitude of the vertical load reaction force with respect to the displacement increases as the vertical displacement or the vertical load increases. As described above, in the present invention, the vertical displacement is increased as the load is increased by setting the gap created by the concave portion and the convex portion provided between the restraint surface of the elastic deformation restraint body and the side surface of the elastic body. It is possible to support the superstructure with such a characteristic that the increase amount of is small, that is, the degree of restraint is variable. Further, the smaller the gap is, the narrower the range (primary gradient) of the slope of the graph representing the magnitude of the vertical load reaction force with respect to the vertical displacement can be set. For example, when a heavy load is applied, for example, when a live load is applied in addition to a dead load, the vertical flexible displacement is reduced, and it behaves like a sealed rubber bearing. It is possible to reduce vibration and noise when the vehicle passes due to a step (displacement). It should be noted that the bearing device of the present invention can be treated as belonging to the elastic bearing device because there is vertical deflection at low load.
更に、第一剛性体又は第二剛性体の何れかの剛性体と弾性変形拘束体とで構成されるポット部に、弾性体が収納される。弾性体は、厚さ方向に沿って凸部又は凹部が形成されている。すなわち、凸部又は凹部が設けられる方向は、ポット部への挿入方向と同じである。従って、弾性体は、ポット部に、弾性体の周囲に凸部と凹部を周回り方向(高さ方向と直交する方向)に設けた場合よりも、挿入時の抵抗を小さくして、円滑に嵌入することが出来、また、ポット部に対する弾性体の位置を高精度に設定することが容易となる。 Further, the elastic body is housed in a pot portion constituted by either the first rigid body or the second rigid body and the elastic deformation restraining body. As for the elastic body, the convex part or the recessed part is formed along the thickness direction. That is, the direction in which the convex portion or the concave portion is provided is the same as the insertion direction into the pot portion. Therefore, the elastic body has a smaller resistance at the time of insertion than the case where the pot portion is provided with a convex portion and a concave portion around the elastic body in a circumferential direction (a direction perpendicular to the height direction), and smoothly. It can be inserted, and the position of the elastic body with respect to the pot portion can be easily set with high accuracy.
以下、本発明に係る弾性体拘束度可変構造が適用された支承装置について図面を参照して説明する。なお、以下、支承装置について、以下の順に沿って説明する。 Hereinafter, a bearing device to which an elastic body constraint degree variable structure according to the present invention is applied will be described with reference to the drawings. Hereinafter, the support device will be described in the following order.
1.支承装置の説明
2.弾性体及び弾性変形拘束体の説明
3.支承装置の動作説明
4.弾性体の変形例の説明
5.積層型弾性体の説明
6.補強板の変形例の説明
7.支承装置の変形例1
8.支承装置の変形例2
9.支承装置の変形例3
10.支承装置の変形例4
11.その他の変形例
1. 1. Explanation of
8).
9.
10.
11. Other variations
[1.支承装置の説明]
図1に示すように、支承装置10は、橋桁等の上部構造物1と橋脚や橋台といった下部構造物2との間に装着して水平荷重や鉛直荷重、回転荷重等の各種の荷重を支えると共に、地震や風、動的又は静的交通荷重等による揺動や振動、応力を吸収、分散しつつ、支承する橋梁用支承装置である。この支承装置10は、第一剛性体としての上沓11と第二剛性体としての下沓12との間に支承体となる弾性体13が介在されている。また、弾性体13は、上沓11又は下沓12(ここでは上沓11)に固定された弾性変形拘束体16によって囲繞されている。
[1. Description of bearing device]
As shown in FIG. 1, a bearing
上沓11は、金属やセラミックス、或いは硬質樹脂やFRPの如くの強化樹脂等の剛性素材によって構成することが好ましいが、必ずしも剛性素材に限定されるものではなく、弾性素材や剛性素材と弾性素材とを組み合せた材料によっても構成することが出来る。各種素材から構成される上沓11は、平面形状が略多角形、略円形、略長円径、略楕円形等の適宜の形状に設定することが出来るが、方形又は円形とすることが製造上、或いは施工上、交換上有利である。なお、上沓11は、外表面を全体的に弾性体等の被覆層で覆って、耐候性、防錆効果を得るように構成しても良い。
The
上部構造物1に対する上沓11の固定手段は、例えばボルト、ナット等の締結手段を用いて上沓11を上部構造物に対して直接的に固定しても良いが、ここでは、上沓11よりも広面積の板状をなす上部プレート3を用いて上沓11を上部構造物1に対して間接的に固定している。上沓11の上部構造物1への固定方法は、これらの例に限定されるものではない。
As a means for fixing the
なお、可動支承装置として用いるとき等は、上沓11の上部、例えば上沓11と上部プレート3との間に摺滑部材4を配設して、上部構造物1と支承装置10とを相対変位可能に固定しても良い。この摺滑部材4としては、例えば、フッ化炭素樹脂の一種であるポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の如くの低摩擦係数の表面を有するプレート等を、上沓11の上面に固定したり、又は上部構造物1や上部構造物1に固定される取付手段側の下面に固定することによって構成することが可能である。
When used as a movable support device, the sliding
下沓12は、上沓11同様、金属やセラミックス、或いは硬質樹脂やFRPの如くの強化樹脂等の剛性素材によって構成することが好ましいが、必ずしも剛性素材に限定されるものではなく、弾性素材や剛性素材と弾性素材との組み合せた材料によって構成することも出来る。各種素材から構成される下沓12は、平面形状が略多角形、略円形、略長円径、略楕円形等の適宜の形状に設定することが出来るが、方形又は円形とすることが製造上、又は施工上、交換上で有利である。下沓12の平面形状等は、必ずしも上沓11と一致させる必要はないが、各部のサイズと、凸部や凹部の形状や位置等は下沓12の設定と上沓11の設定を互いに整合させる必要がある。なお、下沓12は、外表面を全体的に弾性体等の被覆層で覆って、耐候性、防錆効果を得るように構成することも出来る。
The
下部構造物2に対する下沓12の固定手段は、例えばボルト、ナット等の締結手段を用いて下沓12を下部構造物2に対して直接的に固定しても良いが、ここでは、下沓12よりも広面積の板状をなす下部プレート5の如くの下部固定手段を用いて下沓12を下部構造物2に対して間接的に固定している。下沓12の下部構造物2への固定方法は、これらの例に限定されるものではない。
As a means for fixing the
なお、可動支承装置として用いるとき等は、下沓12の下部、例えば下部プレート5と下沓12との間に摺滑部材6を配設して、下部構造物2と支承装置10とを相対変位可能に固定しても良い。この摺滑部材6としては、例えば、PTFEの如くの低摩擦係数の表面を有するプレート等を、下沓12の下面に固定したり、又は下部構造物2や下部構造物2に固定される取付手段側の上面に固定することが可能である。
When used as a movable bearing device, a sliding
尚、上沓11や下沓12の直接的又は間接的な固定は、着脱可能な方法とするのが好ましく、ボルト、ナット等による締結はその一例である。
The direct or indirect fixing of the
[2.弾性体及び弾性変形拘束体の説明]
弾性体13は、天然ゴムや合成ゴム、熱可塑性エラストマや熱硬化性エラストマを用いることができ、これらの中でも天然ゴムを主成分として使用することが好ましい。具体的なエラストマ成分としては、例えば、天然ゴム(NR)、ポリイソプレンゴム(IR)、ポリブタジエンゴム(BR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、クロロプレンゴム(CR)、エチレン−プロピレンゴム、ブチルゴム(IIR)、ハロゲン化ブチルゴム(臭素化、塩素化等)、アクリルゴム、ポリウレタン、シリコーンゴム、フッ化ゴム、多硫化ゴム、ハイパロン、エチレン酢酸ビニルゴム、エピクロルヒドリンゴム、エチレン−メチルアクリレート共重合体、スチレン系エラストマ、ウレタン系エラストマ、ポリオレフィン系エラストマ、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体(SIS)、エポキシ化天然ゴム、trans−ポリイソプレン、ノルボルネン開環重合体(ポリノルボルネン)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ハイスチレン樹脂、イソプレンゴム等のゴムを一種単独、或いは二種以上を併用することが出来る。
[2. Explanation of elastic body and elastic deformation restraint body]
As the
図2に示す弾性体13は、例えば、円柱状をなし、内部に鉄板といった剛性の補強板が設けられていない弾性層が一つ(単層)のものを示している。この弾性体13は、側面に、高さ(厚さ)方向に沿った直線状の凸部14と凹部15が周回り方向に互いに平行に等間隔に設けられている。なお、凸部14と凹部15は、図2に示すように、高さ(厚さ)方向に連続して構成されていてもよいが、高さ方向に断続的であってもよい。また、直線状の凸部14と凹部15の周回り方向の間隔は、等間隔でなくてもよい。
The
また、図3に示す弾性体13も、円柱状をなし、内部に補強板が設けられていない弾性層が一つ(単層)のものを示している。この弾性体13は、側面に、高さ(厚さ)方向に沿った波線状の凸部14と凹部15が周回り方向に互いに平行に等間隔に設けられている。なお、凸部14と凹部15は、図3に示すように、高さ方向に連続して構成されていてもよいが、高さ方向に断続的であってもよい。また、波線状の凸部14と凹部15の周回り方向の間隔は、等間隔でなくてもよい。
Further, the
以上のような弾性体13は、図1に示す例では、下沓12上に配設され、下沓12によって支持される。弾性体13は、上沓11と下沓12との間を接着して高支圧化しても良いが、接着しないことにより、良好な回転追従性を実現することも出来る。
In the example shown in FIG. 1, the
また、弾性体13は、図1に示すように、弾性変形拘束体16によって囲繞されている。弾性変形拘束体16は、弾性体13の外径よりやや大きい内径を有する円筒体であり、上沓11又は下沓12の何れか、図1では上沓11の外周部に固定されている。例えば、上沓11と弾性変形拘束体16との結合は、ボルト・ナット等の固定手段16bを用いても良い。なお、固定手段16bとしては、上沓11と弾性変形拘束体16の何れか一方に雄ねじを設け、他方に雌ねじを設け、これらを互いに螺合して結合するねじ締結によったり、溶接したり、従来公知の結合方法等で行うことも出来る。弾性変形拘束体16の下沓12側の先端部は、下沓12の外周部の外側に位置し、固定されていない。これにより、上沓11は、鉛直荷重の入力があっとき、弾性体13を圧縮しながら鉛直下向きに移動することが出来る。すなわち、弾性変形拘束体16の下沓12側の先端部が下沓12の外周部の外側に位置することで、下沓12が上沓11と下沓12の間に配設される弾性体13の剪断変形を抑制する機能や、弾性体13を略密閉状態に拘束して高支圧化させるピストンの役割を実現する。かくして、下沓12に支持された弾性体13は、上面が上沓11、側面が弾性変形拘束体16によって包囲され、半密閉の空間に配設されることになる。支承装置10は、半密閉のゴム支承となり、小さな支承面積にして高荷重を支承することが可能となる。
The
この支承装置10の組立方法について図1を参照して説明すると、先ず、上沓11と弾性変形拘束体16とを固定手段16bを用いて結合し、弾性体13を収納するポット部11aを形成する。そして、弾性体13を下沓12上に載置した後、弾性体13をポット部11aに嵌入する。又は、ポット部11aに弾性体13を嵌入した後に下沓12を弾性体13上に配置する。弾性体13は、上述のように、側面に、高さ方向の凸部14と凹部15とが設けられている。すなわち、凸部14と凹部15が設けられた方向は、ポット部11aへの挿入方向と同じである。したがって、ポット部11aには、ポット径とほぼ同じ略円柱状の弾性体13を、凸部14と凹部15を周回り方向(高さ方向と直交する方向)に設けた場合よりも、挿入時の抵抗を小さくして、円滑に嵌入することが出来る。なお、弾性変形拘束体16は、下沓12に固定手段16bを用いて結合し、ポット部11aを設け、このポット部11aに弾性体13を嵌入するようにしてもよい。勿論、支承装置10の組立方法は、上記の例に限定されるものではない。
The assembly method of the
ここで、弾性体13と弾性変形拘束体16との大きさの関係について説明すると、図1の例では、支承装置10が上部構造物1と下部構造物2との間に設置され、支承装置10に対して上部構造物1の荷重によって弾性体13が変形している状態(死荷重が加わった状態)において、弾性体13の側面の凸部14が弾性変形拘束体16の内周面の拘束面16aに当接した状態となっている。つまり、図4に示すように、上部構造物1と下部構造物2との間に設置される前は、弾性体13の側面の凸部14が弾性変形拘束体16の内周面の拘束面16aとの間が非接触の状態で、隙間が設けられた状態となっており、上部構造物1と下部構造物2との間に設置されると、上部構造物1の死荷重によって、弾性体13の側面の凸部14が弾性変形拘束体16の内周面の拘束面16aに当接した状態となる。なお、死荷重の載荷時には、弾性体13の側面の凸部14が弾性変形拘束体16の内周面の拘束面16aと非接触で、通常の使用範囲を超える高い荷重(例えば大型車両等の交通荷重による活荷重)があった際に、弾性体13の側面の凸部14が弾性変形拘束体16の内周面の拘束面16aと当接し、更なる高荷重の入力によって拘束面16aに凸部14、並びに、凹部15の膨出変形した部分が圧接されるようにしても良い。このような場合にあっても、弾性体13は、高さ(厚さ)方向に沿って凸部14と凹部15とが設けられているので、円滑にポット11aに挿入することが出来る。
Here, the relationship between the sizes of the
更に、図5に示すように、上部構造物1と下部構造物2との間に設置される前において、弾性体13の側面の凸部14が弾性変形拘束体16の内周面の拘束面16aに当接した状態であっても良い。この場合、弾性体13を弾性変形拘束体16内に配設する際、弾性変形拘束体16内における弾性体13を正確に位置決めすることが出来る。また、弾性体13は、高さ(厚さ)方向に沿って凸部14と凹部15とが設けられているので、円滑にポット11aに挿入することが出来る。なお、弾性変形拘束体16の拘束面16aと弾性体13との間は、公差程度の微小間隙が存在していてもよい。
Furthermore, as shown in FIG. 5, the
[3.支承装置の動作説明]
以上のような支承装置10では、上部構造物1と下部構造物2との間に設置されると、図1に示すように、弾性体13は、通常の使用範囲の荷重(例えば死荷重や死荷重+車両通行時の活荷重)によって、圧縮され、弾性体13の凸部14は、弾性体13を囲繞した弾性変形拘束体16の拘束面16aに近接又は当接した位置となる。支承装置10は、弾性体13が鉛直荷重の大きさに応じた弾性変形をし、この弾性変形によって側面の凸部14が凹部15により構成された隙間を埋めるように変形しながら、弾性変形拘束体16の拘束面16aに圧接される。すなわち、弾性体13の変位量は、弾性変形拘束体16によって制限される。
[3. Explanation of operation of bearing device]
In the
このような支承装置10では、下沓12に支持された弾性体13を、上沓11と弾性変形拘束体16によって囲繞し、弾性体13の側面に凸部14と凹部15とを設けて、拘束面16aとの間に所定の隙間を有する半密閉された空間部を設けて構成する。従って、入力初期や低荷重の入力時には、鉛直荷重に対する鉛直可撓変位をしながら入力の高荷重化に伴って、徐々に鉛直変位量の増加量が小さくなって弾性率が高くなり、大きな荷重の入力に対しては密閉ゴム支承のように挙動して、小さな支承面積にして高荷重支持を実現する。
In such a
また、低荷重から高荷重の入力に亘って鉛直面内における回転力の作用時には、弾性体13が弾性変形拘束体16によって部分的に支持されながらも凸部14又は凹部15による隙間により弾性体13が変形し、弾性体への極端な負荷なく、良好な回転追従性を実現出来る。
In addition, when a rotational force is applied in the vertical plane over a low load to a high load input, the
ここで、図6に、鉛直方向の変位量と鉛直荷重との関係を示す。
線100・・・一般的な積層ゴム支承を示す。
なお、ここで言うゴム支承は、弾性体が積層ゴムであり、内部に複数枚の鋼板が設けられた地震時水平力分散型ゴム支承や免震支承であり、密閉ゴム支承ではなく、荷重が加わった際の変位が拘束されていない支承である。
線101・・・弾性変形拘束体16の内径(ポット部11aの内径)に対して弾性体13の外形を小さくし、凸部14と凹部15を大きく形成して、拘束面16aと弾性体13の側面との間の隙間を大きくしたときの特性を示す。(隙間大)
線102・・・拘束面16aと弾性体13の側面との間の隙間を線101の場合より小さくしたときの特性を示す。(隙間中)
線103・・・拘束面16aと弾性体13の側面との間の隙間を最も小さくしたときの特性を示す。(隙間小)
FIG. 6 shows the relationship between the amount of vertical displacement and the vertical load.
In addition, the rubber bearing mentioned here is a horizontal force distribution type rubber bearing or seismic isolation bearing with an elastic body made of laminated rubber and a plurality of steel plates inside, and is not a sealed rubber bearing but a load. It is a bearing that is not restrained from displacement when applied.
図6の線100で示す参考例となるゴム支承では、鉛直荷重が大きくなるに連れて鉛直変位量も略比例的に大きくなり、グラフの傾き(拘束度又はバネ定数)はほぼ一定である。これに対して、本発明の線101−103の例によれば、鉛直荷重が大きくなるに連れて鉛直変位量も大きくなるが、その特性は非線形である。すなわち、鉛直変位に対する鉛直荷重反力の大きさを表すグラフの傾き(拘束度又はバネ定数)は、鉛直変位又が大きくなるほど大きくなる。このように、支承装置10は、拘束面16aと弾性体13の側面との間に凹部15と凸部14とによる隙間を設けることで、大きな荷重が入力されたときほど、より高度な密閉状態に変化して鉛直変位量の増加量が小さくなるような特性で、すなわち拘束度を可変として、上部構造物1を支承することが出来る。すなわち、この支承装置10では、適度な鉛直可撓性を有しながら高荷重を支持することが出来る。また、線101−103の例を見ると、隙間が小さい程、鉛直変位に対する鉛直荷重反力の大きさを表すグラフの傾きの緩やかな範囲(一次勾配)を狭く設定することが出来る。すなわち、鉛直変位が小さくなる。
In the rubber bearing as a reference example indicated by the
このように、この支承装置10は、高荷重が加わると、鉛直可撓変位が小さくなり、密閉ゴム支承のように挙動する。すなわち、支承装置10においては、支承する上部構造物1の種類、用途等に応じて、図6の線101−103のおける使用範囲を設定していくことになる。従って、例えば、支承装置10は、死荷重に活荷重が加わったとき、グラフの急勾配の範囲(二次勾配)の領域に含まれるようにすることで、車両通過時の振動や騒音を低減することが出来るようになる。
Thus, this bearing
[4.弾性体の変形例の説明]
ところで、弾性体13は、図7のように構成することもできる。図7(A)の弾性体13は、縦断面を略台形状とし、一方の端面13aと他方の端面13bの直径を異ならせ、円錐台状とし、一方の端面13aを、ポット部11aの内径より小径とする。すなわち、一方の面13aを最小径とする。そして、この弾性体13にあっても、側面に、高さ(厚さ)方向に沿った直線状又は波線状の凸部14と凹部15が周回り方向に互いに平行に設けられている(図7の例は直線状)。このような弾性体13は、図7(B)に示すように、一方の面13aをポット部11aへの挿入面として、ポット部11a内に挿入される。これにより、弾性体13は、一方の面13aをポット部11a内に容易に挿入することが出来る。その後、弾性体13は、ポット部11a内に押し込まれることになるが、この際、高さ(厚さ)方向に沿った波線状の凸部14と凹部15が設けられているので、ポット部11a内に、挿入時の抵抗を小さくして、円滑に位置決めされた状態で嵌入することが出来る。なお、弾性体13の他方の面13bは、ポット部11aの内径より大径であってもよいし、小径であってもよい。大径であれば、ポット部11a内に位置決めされた状態で挿入することができ、また、小径であれば、全体をポット部11a内に円滑に挿入することが出来る。
[4. Description of Elastic Body Modifications]
By the way, the
また、弾性体13は、図8のように構成することもできる。図8の弾性体13は、円柱状の本体部の側面に高さ(厚さ)方向に沿った凸部14と凹部15とを周回り方向に互いに平行となるように設けられている。ここで、凸部14は、本体部の側面からの高さが高さ(厚さ)方向の中程において最も高くなるように形成され、全体が樽型をなすように形成されている。また、図8の弾性体13では、少なくとも一方の端面がポット部11aの内径より小径となっている。なお、図8では、相対する端面13a,13bの直径は同じである。このような弾性体13は、何れの端面もポット部11aへの挿入面とすることが出来、組立を容易に行うことが出来る。弾性体13は、何れかの端面がポット部11a内に挿入されると、次いで、ポット部11a内に押し込まれることになるが、この際、高さ(厚さ)方向に沿った波線状の凸部14と凹部15が設けられているので、ポット部11a内に、挿入時の抵抗を小さくして、円滑に位置決めされた状態で嵌入することが出来る。
Moreover, the
更に、弾性体13は、死荷重や活荷重が加わったとき、厚さ方向中程が最も大径となるように膨出する特性を有する。死荷重や活荷重が加わったとき、弾性体13は、厚さ方向中程の膨出した凸部14が最初に弾性変形拘束体16の拘束面16aに圧接され、次第にその周辺が拘束面16aに圧接されるように弾性変形が拘束されることで、弾性体13の応力分布を均一にすることが出来る。
Further, the
更に、図9は、図8の樽型の弾性体13の変形例であって、更に、周回り方向に沿った凸部14aが設けられている。厚さ方向に沿った凸部14と直交する凸部14aは、例えば、凸部14より低くなるように形成されている。これにより、この弾性体13は、ポット部11aへの挿入方向と直交する方向に設けられた凸部14aが、ポット部11aへの挿入時の抵抗が大きくならないようにしている。なお、この例において、凸部14aの間隔や本数は、特に限定されるものではない。なお、図8及び図9の例において、縦の凸部14は、図7のように波線状であっても良い。
Further, FIG. 9 is a modified example of the barrel-shaped
なお、本発明において、弾性体13の凸部14と凹部15は、弾性体13の高さ(厚さ)方向に沿って設けられていれば、その形状や本数や間隔等は特に限定されるものではない。
In the present invention, the shape, the number, the interval, and the like of the
[5.積層型弾性体の説明]
以上の例では、弾性層が単層の弾性体13を用いた支承装置10を説明したが、弾性体13としては、図10に示すように、弾性層と補強板とが積層された積層構造の弾性体17であっても良い。弾性体17は、内部に補強板17aが設けられ、弾性層17bが複数設けられ、補強板17aと弾性層17bとが加硫接着によって相互に接着されている。単層の弾性体13は、荷重が加わると、自由側面が側方に押し出され、特に厚さ方向の中央部を中心として膨出する。積層型の弾性体17では、補強板17aがあることで、弾性体17の自由側面の膨出が抑制され、耐荷力が増大する。但し、補強板17aの間の弾性層17bの側面も、自由側面であるから荷重の大きさに応じて、側方に僅かに膨出する。しかし、支承装置10では、弾性変形拘束体16が弾性体17の変形を拘束するので膨出量は僅かとなる。この弾性体17にあっても、側面に、高さ(厚さ)方向に沿った凸部18と凹部19が周回り方向に設けられている。
[5. Explanation of laminated elastic body]
In the above example, the supporting
弾性体17は、弾性層17bの自由側面が僅かに膨出して凸部18が先ず弾性変形拘束体16の拘束面16aに圧接されるが、弾性層17bの膨出量は、拘束面16aによって拘束される。従って、弾性体17は、高荷重が入力されている際でも内部の補強板17aの周囲における弾性層17bに対する局部応力を緩和することが出来る。また、内部の補強板17aが高荷重によってもつぶれにくくなり、補強板17aを薄くすることが出来、支承装置10の全体の厚さの薄型化を実現出来る。
In the
積層型弾性体17と弾性変形拘束体16との大きさの関係については、弾性体13の場合と同様で、図4や図5を用いて説明したように、設置前において、弾性体17の側面の凸部18が弾性変形拘束体16の内周面の拘束面16aとの間が非接触の状態であっても良いが、接触した状態としても良い。この場合、組立時に、弾性体17の側面の凸部18が弾性変形拘束体16の内周面の拘束面16aと接触するようになり、位置決め性が向上するので好ましい。凸部18と拘束面16aが接触する場合、挿入時の抵抗が大きくなるが、凸部18と凹部19は、弾性体17の高さ(厚さ)方向に沿って設けられているので、挿入時の抵抗を緩和することが出来る。なお、本発明において、入力が無い(無荷重)時点での弾性体と弾性変形拘束体との接触の有無は特に限定されるものではなく、例えば、大きな荷重が入力されたときに、弾性体17の側面の凸部18が弾性変形拘束体16の内周面の拘束面16aと接触するようにしても良い。
The relationship between the size of the laminated
なお、上沓と弾性変形拘束体とを一体に構成してもよい。図10の例では、上沓11と弾性変形拘束体16とを鉛直方向視において重ねて一体化するように構成している。また、積層型の弾性体17において、鉛直荷重支持性能や水平荷重支持性能、並びに鉛直回転性能は、弾性層の面積や厚さ、数、補強板の面積や厚さ、数等によって調節することが出来る。また。弾性変形拘束体16は、上沓11の下面の外周側に固定されている。例えば、上沓11と弾性変形拘束体16との結合は、ボルト・ナット等の固定手段16bを用いても良い。また、固定手段16bとしては、上沓11と弾性変形拘束体16の何れか一方に雄ねじを設け、他方に雌ねじを設け、これらを互いに螺合して結合するねじ締結によったり、溶接したり、従来公知の結合方法等で行うことも出来る。
In addition, you may comprise an upper collar and an elastic deformation | transformation restraint body integrally. In the example of FIG. 10, the
[6.補強板の変形例の説明]
積層型の弾性体17に用いる補強板17aは、具体的に、図11に示すように構成することが出来る。図11(A)に示す例では、上沓11の弾性体17が配設される側の面の中央部に、突出部21aを設け、突出部21aの周囲に環状の凹部21bを設けている。また、下沓12の弾性体17が配設される側の面の中央部に、突出部22aを設け、突出部22aの周囲に凹部21bを設けている。したがって、上沓11と下沓12との間に配設される弾性体17は、中央部が薄肉部で、周囲が環状に厚肉部となっている。この弾性体17の内部には、厚肉部となる外周領域に、環状の補強板17aが設けられる。この弾性体17において、側面には、高さ(厚さ)方向に沿って凸部18と凹部19が連続して又は断続的に設けられている。また、弾性体17の中央部には、拘束度調節のため、空隙部23aを設けるようにしても良い。このような弾性体17は、中央部が薄肉部で、周囲が環状の厚肉部となっているので、回転追従性を向上させることが出来る。
[6. Description of modification of reinforcing plate]
Specifically, the reinforcing
図11(B)は、図11(A)の変形例で、下沓12の弾性体17が配設される側の面が平坦に形成され、上沓11側のみに、突出部21aと凹部21bとが設けられている。この弾性体17では、下沓12の弾性体17が配設される側の面が平坦に形成されているので、下沓12や弾性体17の形状を簡素化することが出来、加工コストを削減出来る。この例でも、弾性体17の中央部に、空隙部23aを設けるようにしても良い。また、弾性体17の側面には、高さ(厚さ)方向に沿って凸部18と凹部19が連続して又は断続的に設けられている。
FIG. 11 (B) is a modification of FIG. 11 (A), in which the surface on the side where the
図11(C)は、弾性体17に同心に、環状の複数の補強板17aが同心円状に設けられている。この例では、上沓11と下沓12の相対する面、すなわち弾性体17が配設される面は平坦に形成されている。この例では、上沓11と下沓12の弾性体17が配設される面に突出部21a,22aや凹部21b,22b(図11(A),(B)参照)が設けられていないので、構成が簡素化され、加工コストを削減することが出来る。なお、複数の環状の補強板17aは、内周側に一つでも良く、また、外周側に一つでも良く、その数も特に限定されるものではない。また、図11(C)では、同じ高さに同心に環状の補強板17aを複数設けているが、各補強板17aの設けられる高さは、必ずしも同じで無くて良い。この例においても更に、弾性体17の中央部には、空隙部23aを設けるようにしても良い。更に、弾性体17の側面には、高さ(厚さ)方向に沿って凸部18と凹部19が連続して又は断続的に設けられている。
In FIG. 11C, a plurality of annular reinforcing
図11(D)は、複数の補強板17aが互いに離間して平行に設けられている。この例において、補強板17aの枚数は一枚でも複数枚でも良い。弾性体17の側面には、高さ(厚さ)方向に沿って凸部18と凹部19が連続して又は断続的に設けられている。
In FIG. 11D, a plurality of reinforcing
図11(E)は、補強板17aの表裏に、複数の環状突出部17cが同心円状に設けられている。この例において、補強板17aの枚数は一枚でも複数枚でも良い。また、環状突出部17cの数は、特に限定されるものではなく、例えば一つであっても良い。また、環状突出部17cは、連続した突条部ではなく、断続的なものであっても良い。また、環状突出部17cは、表裏の何れか一方の面のみに設けても良く、また、補強板17aは複数枚設けるようにしても良い。この例では、弾性体17の側面に、高さ(厚さ)方向に沿って凸部18と凹部19が連続して又は断続的に設けられている。
In FIG. 11E, a plurality of
[7.支承装置の変形例1]
図12に示す支承装置30は、下沓12に、芯材31が取り付けられ、上揚防止部と水平変位防止部とを設けたものである。また、この支承装置30は、第一剛性体としての上沓11と第二剛性体としての下沓12との間に弾性層と補強板とが積層された積層構造の弾性体17が介在されている。支承装置30の上沓11は、表裏面に貫通した貫通孔32が穿設されている。貫通孔32には、上沓11の上面側から芯材31が挿入される。この貫通孔32は、上沓11が鉛直下向きに変位する分を考慮して、芯材31の先端面が上沓11の上面から突出することなく一段低くなる深さに形成されている。この貫通孔32には、上揚防止片32aがフランジ状に形成されている。
[7. Modification 1 of bearing device]
A
貫通孔32に挿通される芯材31は、大径部33となる頭部を有する金属性のボルト状部材からなり、先端部である大径部33が上沓11の貫通孔32の内部に収容可能な大きさに設定されている。この芯材31は、上沓11の貫通孔32より弾性体17の略中央部に形成された挿通孔34に挿通され、更に、下沓12の弾性体17の支持面側に形成されたネジ穴35に螺合されることによって固定される。芯材31は、貫通孔32より挿入され、ネジ穴35に固定されたとき、大径部33が貫通孔32内に一段低くなるように収容される。この芯材31は、下沓12に固定されることで、上沓11と下沓12とが水平方向に相対変位しようとした際に、上揚防止片32aの先端面又は貫通孔32の側面が突き当たり、上沓11の変位が規制される。すなわち、芯材31は、水平変位防止部として機能して、過剰に上沓11と下沓12とが水平方向において相対変位することを防止する。更に、芯材31の大径部33は、貫通孔32の上揚防止片32aの開口径より大きく、上揚防止片32aと係合する。芯材31は、上沓11に上揚力、すなわち上沓11が下沓12に対して相対的に上揚しようとする力が加わったとき、下沓12に固定された芯材31の大径部33に上揚防止片32aが係止されることによって、上沓11と下沓12とが乖離することを防止することが出来る。すなわち、大径部33は、上揚防止部としても機能することになる。
The
また、弾性体17は、図12に示すように、弾性変形拘束体16によって囲繞されている。弾性変形拘束体16は、弾性体17の平均外径よりやや大きい内径を有する円筒体であり、上沓11の外周部に固定され、その内側に、弾性体17が収納されるポット部11aが形成されている。例えば、上沓11と弾性変形拘束体16との結合は、ボルト・ナット等の固定手段16bを用いても良い。なお、固定手段16bとしては、上沓11と弾性変形拘束体16の何れか一方に雄ねじを設け、他方に雌ねじを設け、これらを互いに螺合して結合するねじ締結によったり、溶接したり、従来公知の結合方法等で行うことが出来る。
The
弾性変形拘束体16の下沓12側の先端部は、下沓12の外周部の外側に位置し、固定されていない。これにより、上沓11は、鉛直荷重の入力があっとき、弾性体13を圧縮しながら鉛直下向きに変位することが出来る。すなわち、弾性変形拘束体16の下沓12側の先端部は、下沓12の外周部の外側に位置することで、芯材31と協働して、上沓11と下沓12の間に配設される弾性体17の剪断変形を抑制する機能や、弾性体17を半密閉状態に拘束して高支圧化させるシリンダの役割を果たす。かくして、下沓12に支持された弾性体17は、上面が上沓11、側面が弾性変形拘束体16によって包囲され、半密閉された空間に配設されることになる。すなわち、支承装置10は、半密閉ゴム支承となり、小さな支承面積にして高荷重を支承することが可能となる。
The tip of the elastic
このような支承装置30の組立方法について説明すると、先ず、上沓11と弾性変形拘束体16とを固定手段16bを用いて結合し、弾性体13を収納するポット部11aを形成する。そして、弾性体17を下沓12上に載置した後、貫通孔32に芯材31を挿通する前又は後に、弾性体17をポット部11aに嵌入する。又は、貫通孔32に芯材31を挿通する前又は後に、ポット部11aに弾性体13を嵌入し、その後、下沓12を弾性体13上に配置する。弾性体17は、上述のように、側面に、高さ方向の凸部18と凹部19とが設けられているので、挿入時の抵抗を小さくして、円滑に嵌入することが出来る。勿論、支承装置30の組立方法は、上記の例に限定されるものではない。
The assembly method of such a
このような支承装置30にあっても、上述した支承装置10と同様に、下沓12に支持された弾性体17を、上沓11と弾性変形拘束体16によって囲繞することで、半密閉された空間部を構成して、半密閉のゴム支承のようにして小さな支承面積にして高荷重支承を実現しながら、弾性体17の側面に凸部18と凹部19とを設けて、拘束面16aとの間に隙間を設けることで、鉛直荷重に対する鉛直可撓変位を実現することが出来る。また、回転作用の際には、凸部18又は凹部19による隙間により弾性体17が変形し良好な回転追従性を実現出来る。そして、上記図6で示したように、拘束面16aと弾性体17の側面との間に凹部19と凸部18によって隙間を設けることで、大きな荷重が入力されたときほど、より高度な密閉状態に変化して鉛直変位量の増加量を小さくすることが出来る。
Even in such a
なお、この支承装置30において、支承体となる弾性体17は、弾性層が単層の弾性体13であっても良い(図2,図7−図9参照)。また、上下を逆にして、上沓11を下沓とし、下沓12を上沓として用いても良い。更に、上部構造物1と下部構造物2に設置するにあたっては、上述したように、上部プレート3や下部プレート5を介在させて固定しても良いし、更に、摺滑部材4,6を介在させて固定しても良い(図1参照)。
In the
また、図13に示すように、支承装置30は、弾性変形拘束体16を上沓11ではなく、下沓12の外周部に固定手段16bによって固定するようにしても良い。この場合、弾性変形拘束体16の先端部は、上沓11の外周部の外側に位置し固定されていない。そして、下沓12と弾性変形拘束体16とによって構成されたポット部12aに、弾性体17が嵌入され、その後、弾性体17上に上沓11が配設され、芯材31が弾性体17の挿通孔34に挿通され、下沓12のネジ穴35に固定されることになる。図13に示すような支承装置30にあっても、上沓11は、鉛直荷重の入力があっとき、弾性体13を圧縮しながら鉛直下向きに変位することが出来、図12の例と同様な効果を得ることが出来る。
Further, as shown in FIG. 13, the
[8.支承装置の変形例2]
図14に示す支承装置40は、芯材41が上沓11と下沓12とを非貫通としたものである。この支承装置40は、下沓12に、芯材41が取り付けられ、上揚防止部と水平変位防止部とを設けたものである。また、この支承装置40は、第一剛性体としての上沓11と第二剛性体としての下沓12との間に弾性層と補強板とが積層された積層構造の弾性体17が介在されている。
[8.
In the
上沓11は、弾性体17の上面に配設されるものであって、外周部に、弾性変形拘束体16が固定される。例えば、上沓11と弾性変形拘束体16との結合は、ボルト・ナット等の固定手段16bを用いて良い。また、固定手段16bとしては、上沓11と弾性変形拘束体16の何れか一方に雄ねじを設け、他方に雌ねじを設け、これらを互いに螺合して結合するねじ締結によったり、溶接したり、従来公知の結合方法等で行うことが出来る。弾性変形拘束体16の下沓12側の先端部は、フランジ状の上揚防止片42が内側に張り出して形成されている。
The
芯材41は、大径部43となる頭部を有する金属製のボルト状部材からなり、先端部が下沓12の弾性体17の支持面側に形成されたネジ穴44に螺合されることによって固定される。この芯材41は、上端部が大径部43となっており、弾性体17を支持する支持面となっている。また、この大径部43は、上沓11の外周部に固定された弾性変形拘束体16の上揚防止片42に係合する。下沓12に固定された芯材41の大径部43は、上揚防止部ともなって、上沓11に上揚力が加わったとき、上沓11側の上揚防止片42が係止されることで、上沓11と下沓12とが乖離することを防止する。また、この芯材41の大径部43は、弾性変形拘束体16の拘束面16aを摺動するような大きさに形成され、弾性体17を半密閉状態に拘束して高支圧化させるピストンのように機能して、鉛直方向の変位を許容し、また、水平変位防止部となって、芯材41で水平方向の変位を制限する。これにより、過剰に上沓11と下沓12とが水平方向において相対変位することを防止することが出来る。更に、上揚防止片42と下沓12との間は、間隙が設けられており、鉛直下向き上沓11が変位した際に、上揚防止片42が下沓12に突き当たらないようにしている。
The
このような支承装置40の組立方法について説明すると、先ず、弾性変形拘束体16に芯材41を挿入し、芯材41を下沓12のネジ穴44に固定する。これにより、弾性変形拘束体16内には、大径部43とによって、ポット部43aが形成される。この後、ポット部43aには、弾性体17が芯材41の大径部43上に配置される。この際、弾性体17は、上述のように、側面に、高さ方向の凸部18と凹部19とが設けられているので、挿入時の抵抗を小さくして、円滑に嵌入することが出来る。この後、弾性変形拘束体16には、上沓11が固定手段16bによって結合される。勿論、支承装置40の組立方法は、上記の例に限定されるものではない。
The assembly method of the
このような支承装置40にあっても、上述した支承装置10,30と同様に、下沓12に支持された弾性体17を、上沓11と弾性変形拘束体16によって囲繞することで、半密閉された空間部を構成して、密閉ゴム支承のようにして小さな支承面積にして高荷重支持を実現しながら、弾性体17の側面に凸部18と凹部19とを設けて、拘束面16aとの間に隙間を設けることで、鉛直荷重に応じた鉛直可撓変位を可能とすることが出来る。また、回転作用の際には、凸部18又は凹部19による隙間により弾性体17がより一層変形し易くなり、良好な回転追従性を実現出来る。そして、上記図7で示したように、拘束面16aと弾性体17の側面との間に凹部19と凸部18によって隙間を設けることで、大きな入力があったときほど、より高度な密閉状態に変化して高支圧化させ鉛直変位量の増加量を小さくすることが出来る。
Even in such a
なお、この支承装置40において、支承体となる弾性体17は、弾性層が単層の弾性体13であっても良い(図2,図7−図9参照)。また、上下を逆にして、上沓11を下沓とし、下沓12を上沓として用いても良い。更に、上部構造物1と下部構造物2に設置するにあたっては、上述したように、上部プレート3や下部プレート5を介在させて固定しても良いし、更に、摺滑部材4,6を介在させて固定しても良い(図1参照)。
In the
[9.支承装置の変形例3]
図15に示す支承装置50は、図14の支承装置40を更に変形したものである。この支承装置50は、下沓12に、芯材51が取り付けられ、上揚防止部と水平変位防止部とを設けたものである。この支承装置50は、第一剛性体としての上沓11と第二剛性体としての下沓12との間に弾性層17bと補強板17aとが積層された積層構造の弾性体17が介在されている。
[9.
The
上沓11は、弾性体17の上面に配設されるものであって、外周部に、弾性変形拘束体16が固定される。例えば、上沓11と弾性変形拘束体16との結合は、ボルト・ナット等の固定手段16bを用いることが出来る。また、固定手段16bとしては、上沓11と弾性変形拘束体16の何れか一方に雄ねじを設け、他方に雌ねじを設け、これらを互いに螺合して結合するねじ締結によったり、溶接したり、従来公知の結合方法等で行うことが出来る。弾性変形拘束体16の下沓12側の先端部は、フランジ状の上揚防止片52が内側に張り出して形成されている。
The
芯材51は、ベースプレートとなる下沓12に下端部が固定される。芯材51の下端面は、位置決め凸部51aが設けられ、位置決め凸部51aが下沓12側の位置決め凹部51bに嵌合されることで、位置決めされる。また、下沓12には、挿通孔55aが形成され、固定ボルト55bが芯材51の下端部に設けられた固定孔55cに締め付けられることで固定される。芯材51の上端部には、弾性体17を支持する支持面となる大径部53が一体的に設けられる。大径部53は、裏面中央部にネジ穴53aが設けられており、ネジ穴53aに、芯材51の先端部に形成されたネジ部54が締め付けられることで一体化される。なお、固定ボルト55bのボルト頭部は、下沓12の挿通孔55aと連通した凹部55dに突出することなく収容されている。
The lower end portion of the
芯材51と一体の大径部53は、外周部下面が上沓11の外周部に固定された弾性変形拘束体16の上揚防止片52と係合する。下沓12との一体の芯材51の大径部53は、上揚防止部ともなって、上沓11に上揚力が加わったとき、上沓11側の上揚防止片52が係止されることで、上沓11と下沓12とが乖離することを防止する。また、この芯材51の大径部53は、弾性変形拘束体16の拘束面16aを摺動するような大きさに形成され、弾性体17を半密閉状態に拘束して高支圧化させるピストンのように機能して、鉛直方向の変位を許容し、また、水平変位防止部となって、芯材51で水平方向の変位を規制する。これにより、過剰に上沓11と下沓12とが水平方向において相対変位することを防止することが出来る。更に、上揚防止片52と下沓12との間は、間隙が設けられており、鉛直下向きに上沓11が変位した際に、上揚防止片52が下沓12に突き当たらないようにしている。
The large-
このような支承装置50の組立方法について説明すると、例えば、先ず、弾性変形拘束体16に大径部53が固定された芯材51を挿入し、芯材51を下沓12に固定する。これにより、弾性変形拘束体16内には、大径部53とによって、ポット部53bが形成される。この後、ポット部53bには、弾性体17が芯材41の大径部43上に配置される。この際、弾性体17は、上述のように、側面に、高さ方向の凸部18と凹部19とが設けられているので、挿入時の抵抗を小さくして、円滑に嵌入することが出来る。この後、弾性変形拘束体16には、上沓11が固定手段16bによって結合される。勿論、支承装置50の組立方法は、上記の例に限定されるものではない。
The assembly method of the
このような支承装置50にあっても、上述した支承装置10,30,40と同様に、下沓12に支持された弾性体17を、上沓11と弾性変形拘束体16によって囲繞することで、半密閉された空間部を構成して、密閉ゴム支承のようにして小さな支承面積にして高荷重支承を実現しながら、弾性体17の側面に凸部18と凹部19とを設けて、拘束面16aとの間に隙間を設けることで、鉛直荷重に対する鉛直可撓変位を実現することが出来る。また、回転作用の際には、凸部18又は凹部19による隙間により弾性体17がより一層変形し易くなり、良好な回転追従性を実現出来る。そして、上記図6で示したように、拘束面16aと弾性体17の側面との間に凹部19と凸部18によって隙間を設けることで、大きな荷重があったときほど、より高度な密閉状態に変化して鉛直変位量の増加量を小さくすることが出来る。
Even in such a
なお、この支承装置50において、支承体となる弾性体17は、弾性層が単層の弾性体13であっても良い(図2,図7−図9参照)。また、上下を逆にして、上沓11を下沓とし、下沓12を上沓として用いても良い。更に、上部構造物1と下部構造物2に設置するにあたっては、上述したように、上部プレート3や下部プレート5を介在させて固定しても良いし、更に、摺滑部材4,6を介在させて固定しても良い(図1参照)。
In the
[10.支承装置の変形例4]
以上の例では、弾性体13,17の側面に凸部14,18と凹部15,19を設けた場合を説明したが、図16に示すように、弾性体13,17の側面には、凸部14,18と凹部15,19を設けず、代わりに、弾性変形拘束体16の拘束面16aに、高さ(厚さ)方向に沿った凸部61又は凹部62を設けるようにしても良い。なお、支承装置の構造は、図14に示した支承装置40と同一であるため詳細は省略する。なお、ここでは、一例として、積層型弾性体17を用いるようにしている。図16では、弾性変形拘束体16の下沓12側の先端部には、フランジ状の上揚防止片42が内側に張り出すように、ボルト・ナット等の固定手段16cによって固定されている。
[10.
In the above example, the case where the
このような支承装置の組立は、弾性変形拘束体16に上沓11を固定手段16bで固定し、ポット部を形成してから、又は、少なくとも弾性変形拘束体16の芯材41を挿入し、上揚防止片42を固定手段16cで固定し、ポット部を形成してから、弾性体17をポット部に嵌入するようにすればよい。
For assembling such a support device, the
図16に示す弾性変形拘束体16の拘束面16aには、高さ(厚さ)方向に沿った凸部61又は凹部62を設けるようにしている。この場合、凸部61は、荷重が加わった際、弾性層17bの自由側面が膨出することで、凹部62より先に、補強板17a,17a間の側方に膨出した側面が圧接されることになる。このように、弾性変形拘束体16の拘束面16aに凸部61と凹部62を設けた場合にも、弾性体13,17の側面に凸部14,18と凹部15,19を設けた場合と類似した作用効果を得ることが出来る。
A
[11.その他の変形例]
以上の例では、弾性体13,17の側面に凸部14,18と凹部15,19を設け場合と、弾性変形拘束体16の拘束面16aに凸部61と凹部62を設けた場合を説明したが、凹部と凸部は、弾性体の側面と弾性変形拘束体16の拘束面16aの両方に設けるようにしてもよい。図17(A)は、弾性体13,17の側面の凸部14,18を設け、凸部14,18が弾性変形拘束体16の拘束面16aの凹部62に入り込んでいる。この際、凹部62の幅は、凸部14,18の幅より大きくなるように形成されている。また、図17(B)は、弾性体13,17の側面の凸部14,18が弾性変形拘束体16の拘束面16aの凸部61とが突き合わされている。ここでは、凸部14,18と凸部61が同じ幅となるように形成されている。なお、この例において、凸部14,18と凸部61とは、幅方向にずれ、完全に、凸部14,18と凸部61とが対向していなくてもよい。図17(C)は、弾性体13,17の側面に凸部14,18と凹部15,19の各幅より、弾性変形拘束体16の拘束面16aの凸部61と凹部62の幅が広くなるように形成されている。この場合、外側に位置する幅広の凸部61には、内側の幅狭の複数の凸部14,18が突き当たることになる。これとは逆に、図17(D)は、弾性変形拘束体16の拘束面16aの凸部61と凹部62の幅より弾性体13,17の側面に凸部14,18と凹部15,19の各幅が広くなるように形成されている。
[11. Other variations]
In the above example, the case where the
図17(A)−(D)の何れの場合であっても、弾性体13,17の凸部14,18は、荷重が加わった際、弾性層の自由側面が膨出することで、弾性変形拘束体16の拘束面16aに圧接されて、凹部15,19や凹部62を埋めるように弾性変形しながらその変形が拘束されることになる。このように、凹部と凸部を弾性体の側面と弾性変形拘束体16の拘束面16aの両方に設けた場合にも、同様な作用効果を得ることが出来る。
In any case of FIGS. 17A to 17D, the
更に、上述の説明では、本発明の支承装置として橋梁用支承装置について説明したが、本発明は橋梁用支承装置に限定されることはなく、各種の構造物の制震、免震用の支承装置として採用することが出来る。 Furthermore, in the above description, the bridge support device has been described as the support device of the present invention. However, the present invention is not limited to the bridge support device, and is used for vibration control and seismic isolation of various structures. It can be employed as a device.
1 上部構造物、2 下部構造物、3 上部プレート、4 摺滑部材、5 下部プレート、6 摺滑部材、10 支承装置、11 上沓、12 下沓、13 弾性体、13(13a,13b,13c) 弾性体、14 凸部、14a 凸部、15 凹部、16 弾性変形拘束体、16a 拘束面、16b,16c 固定手段、17 弾性体、17a 補強板、17b 弾性層、17c 環状突出部、18 凸部、19 凹部、30 支承装置、31 芯材、32 上揚防止片、32a 上揚防止片、33 大径部、34 挿通孔、35 ネジ穴、40 支承装置、41 芯材、42 上揚防止片、43 大径部、43a ポット部、44 ネジ穴、50 支承装置、51 芯材、51a 位置決め凸部、51b 位置決め凹部、52 上揚防止片、53 大径部、53a ネジ穴、53b ポット部、54 ネジ部、55 固定ボルト、55a 固定孔、61 凸部、62 凹部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Upper structure, 2 Lower structure, 3 Upper plate, 4 Sliding member, 5 Lower plate, 6 Sliding member, 10 Support apparatus, 11 Upper rod, 12 Lower rod, 13 Elastic body, 13 (13a, 13b, 13c) Elastic body, 14 convex part, 14a convex part, 15 concave part, 16 elastic deformation restraint body, 16a restraint surface, 16b, 16c fixing means, 17 elastic body, 17a reinforcing plate, 17b elastic layer, 17c annular projecting part, 18 Projection, 19 Concave, 30 Bearing device, 31 Core material, 32 Lifting prevention piece, 32a Lifting prevention piece, 33 Large diameter portion, 34 Insertion hole, 35 Screw hole, 40 Bearing device, 41 Core material, 42 Lifting prevention piece, 43 Large-diameter part, 43a Pot part, 44 Screw hole, 50 Bearing device, 51 Core material, 51a Positioning convex part, 51b Positioning concave part, 52 Lifting prevention piece, 53 Large-diameter part, 53a Di hole, 53b pot portion, 54 screw portion 55 fixed bolts, 55a fixing hole, 61 protrusion, 62 recess
Claims (15)
第二剛性体と、
前記第一剛性体と前記第二剛性体との間に配設される弾性体と、
弾性変形した前記弾性体の側面が近接又は当接する位置において、前記弾性体を囲繞する弾性変形拘束体とを備え、
前記弾性体の側面及び/又は前記弾性変形拘束体の拘束面には、高さ方向に沿った凸部又は凹部が形成されている弾性体拘束度可変構造。 A first rigid body;
A second rigid body;
An elastic body disposed between the first rigid body and the second rigid body;
An elastic deformation restraining body that surrounds the elastic body at a position where the side surface of the elastic body that is elastically deformed approaches or abuts,
The elastic body restraint degree variable structure in which a convex part or a concave part along a height direction is formed on a side surface of the elastic body and / or a restraint surface of the elastic deformation restraint body.
前記弾性体への荷重の増大に伴って、より高度な密閉状態へと変化することを特徴とする請求項1又は2に記載の弾性体拘束度可変構造。 The elastic body is surrounded by the first rigid body, the second rigid body, and the elastic deformation restraint body to be in a semi-sealed state,
The elastic body restraint degree variable structure according to claim 1 or 2, wherein the structure changes to a higher sealed state as the load on the elastic body increases.
第二剛性体と、
第一剛性体と第二剛性体との間に配設される弾性体と、
弾性変形した前記弾性体の側面が近接又は当接する位置において、前記弾性体を囲繞する弾性変形拘束体とを備え、
弾性体の側面及び/又は弾性変形拘束体の拘束面には、高さ方向に沿った凸部又は凹部が形成されている支承装置。 A first rigid body;
A second rigid body;
An elastic body disposed between the first rigid body and the second rigid body;
An elastic deformation restraining body that surrounds the elastic body at a position where the side surface of the elastic body that is elastically deformed approaches or abuts,
A support device in which a convex portion or a concave portion along the height direction is formed on the side surface of the elastic body and / or the constraining surface of the elastic deformation constraining body.
前記芯材は、上揚防止部と水平変位防止部とを有することを特徴とする請求項8に記載の支承装置。 Either the first rigid body or the second rigid body is provided with a core material,
The bearing device according to claim 8, wherein the core member includes a lifting prevention portion and a horizontal displacement prevention portion.
前記弾性体への荷重の増大に伴って、より高度な密閉状態へと変化することを特徴とする請求項8−10の内何れか1項に記載の支承装置。 The elastic body is surrounded by the first rigid body, the second rigid body, and the elastic deformation restraint body to be in a semi-sealed state,
The bearing device according to any one of claims 8 to 10, wherein the bearing device changes to a higher sealed state as the load on the elastic body increases.
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JPH11241750A (en) * | 1997-11-21 | 1999-09-07 | Kaimon:Kk | Sliding type elastic support device for structure and high supporting pressure load supporting member |
-
2011
- 2011-09-08 JP JP2011196104A patent/JP5330472B2/en active Active
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