JP2017141942A - Laminate rubber bearing body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建築物や機械装置等の免震構造に用いられる積層ゴム支承体に関する。 The present invention relates to a laminated rubber bearing used in a seismic isolation structure such as a building or a mechanical device.
一般に、ビルや橋梁のような建築、土木構造物、機器等の構造物を地震の振動(震動)から保護する免震装置として、積層ゴム支承体が知られている。 In general, a laminated rubber bearing is known as a seismic isolation device that protects structures such as buildings and bridges, civil engineering structures, and equipment from earthquake vibrations.
積層ゴム支承体は、ゴム状弾性板と硬質板を交互に積層した積層ゴム体を有しており、鉛直方向に高い剛性、水平方向に低い剛性を有する。積層ゴム支承体は、積層ゴム体の上下にフランジプレートを備え、上下のフランジプレートをそれぞれ上下の構造物に連結することによって、構造物の基礎部分や中間階層等の免震層に介装される。 The laminated rubber support has a laminated rubber body in which rubber-like elastic plates and hard plates are alternately laminated, and has high rigidity in the vertical direction and low rigidity in the horizontal direction. Laminated rubber bearings have flange plates on the top and bottom of the laminated rubber body, and the upper and lower flange plates are connected to the upper and lower structures, respectively. The
積層ゴム支承体は、鉛直方向の硬い剛性で上部の構造物を支え、水平方向の柔らかい剛性、つまり、上下のフランジプレート間の相対的な水平方向の変位を許容する十分に小さな水平方向の剛性でせん断変形する。これにより、積層ゴム支承体は、上部の構造物の荷重を支えながら地震による揺れをゆっくりした周期(以下、固有周期という)で伝達するようにして、構造物への地震力を低減する。すなわち、積層ゴム支承体は、上部の構造物を支承しながら地震時には水平方向に柔軟に変形することにより構造物への地震力を低減している。また、このように構成される積層ゴム支承体の積層ゴム体では、一般的に、複数のゴム状弾性板および金属板は、すべて同形で形成されており、各層のゴム状弾性板の水平方向のばね定数と変形能力とが同一となっている。 Laminated rubber bearings support the upper structure with vertical rigidity and are soft enough in the horizontal direction, that is, a sufficiently small horizontal rigidity to allow relative horizontal displacement between the upper and lower flange plates. Shear deformation at. As a result, the laminated rubber bearing body reduces the seismic force on the structure by transmitting the shaking due to the earthquake with a slow period (hereinafter referred to as a natural period) while supporting the load of the upper structure. That is, the laminated rubber bearing body reduces the seismic force on the structure by flexibly deforming in the horizontal direction during an earthquake while supporting the upper structure. Moreover, in the laminated rubber body of the laminated rubber support body configured as described above, generally, the plurality of rubber-like elastic plates and the metal plate are all formed in the same shape, and the horizontal direction of the rubber-like elastic plate of each layer The spring constant and the deformation capacity are the same.
また、積層ゴム支承体では、上下のフランジプレートが相対的に水平方向に大きく変位したときに、その積層ゴム体に歪みが集中する部分が出てくることが知られている。 Moreover, in the laminated rubber bearing body, it is known that when the upper and lower flange plates are largely displaced in the horizontal direction, a portion where strain concentrates on the laminated rubber body.
例えば、地震等による振動の入力がある場合、この入力に伴って積層ゴム支承体全体が大きな剪断変形を起こし、ゴム層には数百%にも及ぶ大きな水平歪みが作用する。特に、積層ゴム体の両端部であり、上下のフランジプレートに接するゴム板の外周部には、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する。これにより、ゴム接着部が剥がれるなど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がある。 For example, when there is an input of vibration due to an earthquake or the like, the entire laminated rubber support body undergoes a large shear deformation in accordance with this input, and a large horizontal strain of several hundred% acts on the rubber layer. In particular, extremely large stresses such as tension on one side and compression on the other side are concentrated on the outer peripheral portions of the rubber plates that are at both ends of the laminated rubber body and are in contact with the upper and lower flange plates. Thereby, there exists a problem that a rubber-bonding part peels off, causes damage or a fracture | rupture of laminated rubber, and cannot obtain a desired durable life.
これに対し、例えば、特許文献1〜5に示すような積層ゴム支承体に関する技術が開示されている。 On the other hand, for example, techniques related to laminated rubber bearings as disclosed in Patent Documents 1 to 5 are disclosed.
特許文献1では、積層ゴム体において、上下両端のゴム層の厚さを最も薄くする等して、ゴム板層の剛性が積層ゴム体の上端および下端から中央部にむかうにつれて漸減するようにした積層ゴム型免震装置が開示されている。この免震装置では、積層ゴム体においてフランジプレートに近いゴム層ほど大きな剛性をもたせ、歪の集中を緩和させている。 In Patent Document 1, in the laminated rubber body, the thickness of the rubber layer at the upper and lower ends is made the smallest so that the rigidity of the rubber plate layer gradually decreases from the upper end and the lower end of the laminated rubber body toward the central portion. A laminated rubber type seismic isolation device is disclosed. In this seismic isolation device, the rubber layer closer to the flange plate in the laminated rubber body has greater rigidity, and the strain concentration is reduced.
また、特許文献2では、ゴム層の上層部および下層部の肉厚を、積層方向の中央部のゴム層に比べて厚く形成することにより、剪断弾性率が低くなる種々の形態の部位を形成することにより、局部応力の緩和を図るゴム積層体が開示されている。
Moreover, in
また、特許文献3では、フランジ鋼板のゴム接着面に中央凹部を形成し、その中央凹部に積層ゴムの端部が嵌り込ませて、フランジ鋼板との接着端面を長くかつ厚く形成して応力を緩和した免震装置が開示されている。 Moreover, in patent document 3, a center recessed part is formed in the rubber | gum adhesion surface of a flange steel plate, the edge part of laminated rubber is inserted in the center recessed part, and the adhesion end surface with a flange steel plate is formed long and thick, and stress is applied. A relaxed seismic isolation device is disclosed.
特許文献4には、積層ゴム体において、上下のフランジプレートとの接着端面に近づくほど、漸次横断面積が大きくなるように、外表面が内側に向けて縦断面円弧形状に反った湾曲面Rを設けて応力を緩和する免震用積層ゴムが開示されている。 In Patent Document 4, in a laminated rubber body, a curved surface R whose outer surface is curved in an arc shape in a longitudinal section toward an inner side so that a crossing area gradually increases as it approaches an adhesion end surface with upper and lower flange plates. A base-isolated laminated rubber that is provided to relieve stress is disclosed.
特許文献5には、各ゴム層は、同心円で区切られた複数のゴム部材で構成され、互いに隣接するゴム部材は、内側のゴム部材の弾性係数が低く、外側のゴム部材の弾性係数を高くしたことにより外周部の応力を緩和させた免震装置が開示されている。 In Patent Document 5, each rubber layer is composed of a plurality of rubber members separated by concentric circles, and the rubber members adjacent to each other have a low elastic coefficient of the inner rubber member and a higher elastic coefficient of the outer rubber member. Thus, a seismic isolation device has been disclosed in which the stress at the outer peripheral portion is relaxed.
しかしながら、特許文献1では、積層ゴム体においてフランジプレートに近いゴム板層ほど大きな剛性をもたせるために、積層ゴム体において、上下両端のゴム板層の厚さを最も薄くしたり、複数のゴム板層の材質を異ならせたり、ゴム板層毎に変更する必要がありその組み立てに手間がかかる。 However, in Patent Document 1, in order to give the rubber plate layer closer to the flange plate in the laminated rubber body to have greater rigidity, in the laminated rubber body, the thickness of the rubber plate layers at the upper and lower ends is made the smallest or a plurality of rubber plates are used. It is necessary to change the material of the layers or to change each rubber plate layer.
また、特許文献2では、ゴム層の上層部および下層部の肉厚を、積層方向の中央部のゴム層に比べて厚く形成する必要があるので、厚く形成する部分に、外形の小さい鋼板を配置したりする等、その組み立てに手間がかかる。
Moreover, in
また、特許文献3では、フランジ鋼板の中央凹部に端部が嵌まり込むゴム層の応力集中は緩和できるが、そのゴム層近傍のゴム層の応力集中の緩和を十分に図ることができないという問題がある。 Moreover, in patent document 3, although the stress concentration of the rubber layer by which an edge part fits into the center recessed part of a flange steel plate can be relieved, the problem that the stress concentration of the rubber layer near the rubber layer cannot fully be relieved. There is.
さらに、特許文献4では、積層ゴム体において、上下のフランジプレートとの接着端面に近づく部分の外表面に、内側に向けて縦断面円弧形状に反った湾曲面Rを設けるため、その形状からも組立が困難である。 Furthermore, in Patent Document 4, in the laminated rubber body, a curved surface R that warps a circular cross section in the longitudinal section toward the inside is provided on the outer surface of the portion that approaches the adhesion end surface with the upper and lower flange plates. Assembly is difficult.
また、特許文献5には、同心円で区切られた複数のゴム部材で各ゴム層を形成し、且つ、互いに隣接するゴム部材は、内側のゴム部材の弾性係数が低く、外側のゴム部材の弾性係数が高いので、構造が複雑であり、その組立は煩雑であることが予想される。 Further, in Patent Document 5, each rubber layer is formed by a plurality of rubber members separated by concentric circles, and the rubber members adjacent to each other have a low elastic coefficient of the inner rubber member and the elasticity of the outer rubber member. Since the coefficient is high, the structure is complicated and the assembly is expected to be complicated.
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で、上下端部のプレートとの接着部分が剥がれにくく、変形に伴う引っ張り応力や圧縮応力の集中を緩和して、所望の耐久寿命を得ることができる積層ゴム支承体を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and with a simple configuration, the adhesion portion between the upper and lower end portions of the plate is difficult to peel off, and the concentration of tensile stress and compressive stress accompanying deformation is alleviated to achieve desired durability. An object of the present invention is to provide a laminated rubber bearing body capable of obtaining a long life.
本発明の積層ゴム支承体の一つの態様は、
複数枚のゴム状弾性板と複数枚の中間硬質板とが交互に積層して接合して形成される積層ゴム体と、
前記積層ゴム体の上下両端面に接合される端部硬質板と、
を有し、
前記複数枚のゴム状弾性板は、前記積層ゴム体の上端から積層方向の中央部へむかう少なくとも一枚以上および前記積層ゴム体の下端から積層方向の中央部へむかう少なくとも一枚以上のゴム状弾性板の外周部の厚みが当該ゴム状弾性板の中心側の本体部の厚みよりも厚い構成を採る。
One aspect of the laminated rubber bearing of the present invention is:
A laminated rubber body formed by alternately laminating and joining a plurality of rubber-like elastic plates and a plurality of intermediate hard plates;
End hard plates joined to the upper and lower end faces of the laminated rubber body;
Have
The plurality of rubber-like elastic plates are at least one piece extending from the upper end of the laminated rubber body to the central portion in the laminating direction and at least one rubber piece extending from the lower end of the laminated rubber body to the central portion in the laminating direction. A configuration is adopted in which the thickness of the outer peripheral portion of the elastic plate is thicker than the thickness of the main body portion on the center side of the rubber-like elastic plate.
本発明によれば、簡易な構成で、上下端部のプレートとの接着部分が剥がれにくく、変形に伴う引っ張り応力や圧縮応力の集中を緩和して、所望の耐久寿命を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a desired durable life by reducing the concentration of tensile stress and compressive stress associated with deformation with a simple configuration, in which the adhesive portions of the upper and lower end portions are not easily peeled off.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る一実施の形態の積層ゴム支承体10の構成を模式的に示す縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing the configuration of a laminated rubber bearing
図1に示す積層ゴム支承体10は、複数枚のゴム状弾性板21〜24と複数枚の中間硬質板31、32とを交互に積層して接合して一体化してなる積層ゴム体40と、この積層ゴム体40の上下両端に接合される端部硬質板51、52とを有する。なお、中間硬質板31、32および端部硬質板51、52は、鋼板の他、セラミック、プラスチック、繊維強化プラスチック等、金属製板であっても非金属製板であっても構わない。また、中間硬質板31、32、端部硬質板51、52およびゴム状弾性板21〜24の形状は、特に限定は無く、円形、楕円形、方形や、五角形、六角形などの多角形としてもよい。
A laminated
端部硬質板51、52は、積層ゴム体40の積層方向である上下両側から挟持して、積層ゴム体40の上下両端面に接合される。端部硬質板51、52は、端部硬質板51、52において半径方向の側面、つまり、外周側の端面(側周面)が、積層ゴム体40の外周面よりも半径方向(側方)に突出するように、配置されている。
The end
ゴム状弾性板21〜24は、中間硬質板31、32の直径又は一辺の長さよりも小さい直径または一辺の長さを有するようにしてもよい。
The rubber-like
ゴム状弾性板21〜24は、優れた耐クリープ特性を有している天然ゴム(NR)をベースとしたゴム材より構成される。また、天然ゴム以外の各種合成ゴムを、本発明の効果を阻害しない範囲で、天然ゴムと併用することができる。このような合成ゴムとしては、例えば、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ブチルゴム(IIR)等のジエン系ゴムの他、エチレンプロピレンゴム(EPM)等のオレフィン系ゴムが挙げられる。
The rubber-like
天然ゴムは、優れた耐クリープ特性を有しており、この特性を維持する観点から、他の合成ゴムを併用する場合、少なくとも天然ゴムは、ゴム成分全体の50質量%以上、好ましくは、75質量%以上、更に好ましくは、90質量%以上に配合されることが好ましい。天然ゴムを単独で使用する場合には、爵解剤により粘度を調整して使用してもよい。 Natural rubber has excellent creep resistance. From the viewpoint of maintaining this property, when other synthetic rubber is used in combination, at least natural rubber is at least 50% by mass, preferably 75% of the total rubber component. It is preferable that it is blended in an amount of not less than mass%, more preferably not less than 90 mass%. When natural rubber is used alone, it may be used after adjusting the viscosity with a disinfectant.
ゴム状弾性板21〜24において中間硬質板31間に配置されるゴム状弾性板24の上下面は、平坦面であり、水平に配置されており、中間硬質板31に接合される。上下面が平坦面であるゴム状弾性板は、積層ゴム体40において積層方向の中央部分に配置される。
The upper and lower surfaces of the rubber-like
ゴム状弾性板21〜23は、積層ゴム体40を形成する複数枚のゴム状弾性板21〜24のうち、積層ゴム体40の上端から積層方向の中央部へむかう少なくとも一枚以上および下端から積層方向の中央部へむかう少なくとも一枚以上のゴム状弾性板である。ゴム状弾性板21〜23では、端部硬質板51、52に最も近いゴム弾性板23から、積層方向の中央部に向かって、ゴム弾性板22、21の順に位置している。
Among the plurality of rubber-like
ゴム状弾性板21〜23は、それぞれ、外周部20aの厚みが外周部20aより中心側のゴム本体部(本体部)20bの厚みよりも厚い。図1においてゴム状弾性板22を参照すると、その外周部20aの厚みが、外周部20aより中心側のゴム本体部(本体部)20bの厚みよりも厚い。本実施の形態では、ゴム本体部20bは、ゴム状弾性板の本体部の一例である。
In the rubber-like
ゴム状弾性板21〜24の外周部の端面である側周面には、厚さ方向中央部において、側方に開口し、且つ、丸みが付けられた凹みであるR状の凹部25が形成されている。
On the side peripheral surface that is the end surface of the outer peripheral portion of the rubber-like
図2は、本発明に係る一実施の形態の積層ゴム支承体10の外周部分の要部構成を示す概略拡大断面図である。なお、図2において積層ゴム支承体10の中心軸線をCLで示す。また、図2では、積層ゴム体40の下端から積層方向の中央部へむかう少なくとも一枚以上のゴム状弾性板として、積層ゴム支承体10において下部を構成する端部硬質板52に最も近い順に位置する一枚以上のゴム状弾性板21〜23を示す。これと同様に、積層ゴム体40の上端から積層方向の中央部へむかう少なくとも一枚以上のゴム状弾性板として、積層ゴム支承体10において上部を構成する端部硬質板51に最も近い順に位置する一枚以上の複数のゴム状弾性板が配置される。よって、端部硬質板51に近いゴム状弾性板21〜23の説明は省略する。
FIG. 2 is a schematic enlarged cross-sectional view showing the configuration of the main part of the outer peripheral portion of the
ゴム状弾性板21〜24の凹部25は、それぞれのゴム状弾性板21〜24の厚みと、それぞれのゴム状弾性板21〜24を上下で挟む中間鋼板31、32、端部硬質板51、52とに接する位置との関係によって、同様に設定される。よって、ここでは、凹部25の構成を、図2のゴム状弾性板22の凹部25と、この凹部を上下で挟む中間鋼板32との位置関係について付した符号を用いて説明する。
The
すなわち、ゴム積層体40の各ゴム状弾性板21〜24の凹部25は、それぞれのゴム状弾性板21〜24の厚さ方向中央部において、R<0.5tR(但し、tRはゴム状弾性板の1枚の厚さを示す。)に示す曲率半径Rを有する丸みがつけられて内側に凹む凹状底部25aを有する。加えて、凹部25は、凹状底部25aと、それぞれの凹部25を上下で挟む中間硬質板31、32、端部硬質板52との間において、凹部25の凹状底部25aに接する傾斜面25bを有する。さらに、それぞれの凹部25を上下で挟む中間硬質板31、32、端部硬質板52の側周端部からの水平方向寸法をL1、傾斜面25bが、凹部25を上下で挟む各硬質板31、32、52と接する位置の各硬質板31、32、52の側周端面からの水平方向寸法をL2とするとき、L2/L1の値が0.4〜0.5としている。なお、図2に示すD3は、中間硬質板31、32の外径を示し、D4は、中間硬質板31、32の中心側の直線状の本体部の外径を示す。
さらに、図2に示すゴム状弾性板22の凹部25のように、後述するテーパが付けられたテーパ部322aを有する中間硬質板32で挟まれる凹部25では、凹状底部25aから、中間硬質板32においてテーパが付けられたテーパ部322aと、テーパの無い直線状の本体部とが接する位置までのテーパ部長さをLとして、ゴム状弾性板22の長さ(直径または辺の長さ)をD1とするとき、L/D1の値が0.02〜0.04となっている。
That is, the
Further, as in the
このように各ゴム状弾性板21〜24は、凹部25を備えるので、積層ゴム支承体10が構造物を高面圧で支承した状態で、地震等の振動による高剪断歪み(水平方向への大きな変形)が加わっても、それぞれのゴム状弾性板21〜24を挟む上下の硬質板31、32、51、52間から外部にはみ出すはらみ出し(膨出し)が少なくなる。加えて、積層ゴム体40の上下端のそれぞれから積層方向の中央部へむかうゴム状弾性板21〜23の外周部20aの厚みが各ゴム状弾性板21〜23の本体部20bの厚みより厚い。これにより、ゴム状弾性板21〜23の接着部分への応力集中を減少できる。
Thus, since each rubber-like elastic plate 21-24 is provided with the recessed
なお、積層ゴム体40において、ゴム状弾性板21〜23を含むゴム状弾性板は、10枚以上45枚以下であることが好ましく、更に、好ましくは、24枚以上35枚以下であることが好ましい。ここでは、26枚のゴム状弾性板(ゴム状弾性板21〜23を含む)とこれらゴム状弾性板間に配置される硬質板とを交互に積層して接合することによって積層ゴム体40が形成される。なお、積層ゴム体40の全ゴム状弾性板をゴム状弾性板22としてもよい。
ゴム状弾性板21〜23のそれぞれにおいて、外周部20aの厚みが中心側の本体部の厚みよりも厚い形状は、上下に配置される中間硬質板31、32の形状に対応する。
In the
In each of the rubber-like
中間硬質板31、32は、鋼板である場合、その表面に錆を防止するための表面処理加工を施した表面処理鋼板、具体的には、亜鉛をめっきした亜鉛めっき鋼板、スズをめっきした錫めっき鋼板(ブリキ)、クロム酸処理を施したティンフリースチール(錫無し鋼板)等でもよい。中間硬質板31、32とゴム状弾性板21〜23とは、加硫接着により接合されている。
In the case where the intermediate
図2に示すように、中間硬質板31は、水平配置され、その上下面は平坦面である。中間硬質板31は、積層ゴム体40において積層方向の中央部分に配置される。
As shown in FIG. 2, the intermediate
中間硬質板31、32は、外周部322で、ゴム状弾性板21〜23において厚みが増加した外周部20aに接合される。中間硬質板31、32は、硬質板本体部324で、ゴム状弾性板21〜23のゴム本体部20bに接合される。
The intermediate
中間硬質板32は、端部硬質板51、52の近くに配置される。ここでは、中間硬質板32は、端部硬質板51、52側から1段目と2段目の硬質層を形成する。一段目の硬質層を形成する中間硬質板32は、端部硬質板52とともに、端部硬質板51、52側から1段目のゴム状弾性板23の上下に配置される。
The intermediate
また、端部硬質板51、52側から2段目の中間硬質層を形成する中間硬質板32は、一段目の中間硬質板32とともに、端部硬質板51、52側から2段目のゴム層を形成するゴム状弾性板22の上下で接合される。
Further, the intermediate
中間硬質板32において、ゴム状弾性板21〜23に接合される面は、外周部322においてゴム状弾性板21〜23に接合される側の面を、硬質板本体部324の水平な面よりも薄くなるようにテーパ状に傾斜させている。このように、中間硬質板32は、その外周部322の厚みが外周部322より中心側の硬質板本体部324の厚みよりも薄い。
In the intermediate
ここでは、中間硬質板32の上下面において、中心側の硬質板本体部324の水平な上下面に対して、外周部322の上下面の双方を、中心側から外縁側に向かって漸次接近するようにテーパ(テーパ面)が付けられ、テーパ部322aが形成される。テーパ部322aによりテーパ部322aの先端で接続される外縁部には、硬質板本体部324よりも厚みが薄く、且つ、積層方向と直交する面が平坦面である薄肉直線部322bが連続する。
Here, on the upper and lower surfaces of the intermediate
これらテーパ部322aおよび薄肉直線部322bに上下方向で接合するゴム状弾性板21〜23の部位が、ゴム状弾性板21〜23の外周部20aである。また、中間硬質板32において、外周部322より中心側の硬質板本体部324に接合するゴム状弾性板21〜23の部位が、ゴム状弾性板21〜23の本体部20bである。
The portions of the rubber-like
すなわち、ゴム状弾性板21〜23は、テーパ部322aおよび薄肉直線部322bを有する中間硬質板32が、上下の少なくとも一方に配置されることにより、外周部20aが本体部20bよりも厚くなる。このように、ゴム状弾性板21〜23の外周部20aは、ゴム本体部20b側から外周側に向かってテーパ状に漸次厚くなるように形成されている。ゴム状弾性板21〜23の外周部20aの厚みは、ゴム状弾性板21〜23の本体部20bの厚みより大きく本体部20bの2倍以下の厚みである。外周部20aの厚みが、本体部20bの厚みの2倍以下であれば、従来の上下面フラットなゴム状弾性板や中間硬質板を製造する金型を加工して、容易に製造できる。一方、外周部20aの厚みが本体部20bの厚みの2倍より大きい場合では、製造するに際し、金型自体を大きく加工する必要が生じ、その加工に手間がかかりコストもかさむことになる。
That is, in the rubber-like
中間硬質板32では、上下面において、外周部322(ここではテーパ部322a)と硬質板本体部324とが連続する部位は曲面であることが好ましい。中間硬質板32およびこれに接合されるゴム状弾性板21〜23において角の無い外面を有するように形成され、より好適に変形させることができる。
In the intermediate
積層ゴム支承体10では、端部硬質板51、52の近くに配置されるゴム状弾性板21〜23は、中心側の本体部(中心部分に相当)20bの厚みよりも外周部20aの厚みが厚い。これにより、地震の時など変形時の応力が集中する積層ゴム支承体10の上下端部の外周部分の応力を緩和できる。
In the
このように本実施の形態によれば、積層ゴム支承体10の上下2〜3層で、外周部322が薄い中間硬質板32を用いて、交互に積層するゴム状弾性板21〜23の外周部20aを厚くしている。これにより、上下面を平面とした中間硬質板31およびゴム状弾性板を交互に積層した従来構造とを比較しても、鉛直剛性、水平剛性の減少を最小限に抑えられ、双方の積層ゴム支承体の鉛直剛性、水平剛性は略同一である。すなわち、積層ゴム支承体10は、従来構造と同様に、荷重支承能力、固有周期(例えば4秒)を維持しつつ、局所的に、積層ゴム体40、ひいては、積層ゴム支承体10における引っ張り応力(鉛直方向への引き抜き方向の応力)の集中或いは圧縮応力を緩和して、変形能力の向上を図ることができる。これにより、所望の耐久寿命を得ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the outer circumferences of the rubber-like
また、本実施の形態によれば、積層ゴム支承体10の積層体40を構成するゴム状弾性板を金型で成型して、容易に、中間硬質板32に積層させるゴム状弾性板21〜23の外周部20aの厚みを本体部20bの厚みよりも厚くすることができる。すなわち、特許文献1と異なり、積層ゴム体40において、上下両端のゴム板層の厚さを最も薄くしたり、複数のゴム板層の材質を異ならせたり、ゴム板層毎に変更する必要がなく、その組み立てを容易に行うことができる。また、特許文献2と異なり、ゴム層の上層部および下層部の肉厚を、積層方向の中央部のゴム層に比べて厚く形成したり、外形の小さい鋼板を別途用意する必要もない。さらに、特許文献3と異なり、端部硬質板51、52が固定される上下構造物に設けたフランジプレートを加工する必要が無い。さらに、特許文献4と異なり、積層ゴム体において、上下のフランジプレートとの接着端面に近づく部分の外表面を複雑な形状に加工する必要もなく、簡易な構成で、積層ゴム体40の上下に接合する端部硬質板51、52との接着部分が剥がれにくく、変形に伴う引っ張り応力や圧縮応力の集中を緩和できる。
Further, according to the present embodiment, the rubber-like
<変形例1>
図3は、本発明に係る一実施の形態の積層ゴム支承体10の変形例1の要部構成を模式的に示す縦断面図である。なお、以下の各変形例の積層ゴム支承体10A〜10Eにおいて、積層ゴム支承体10と基本的構成は同様であるので、積層ゴム支承体10の構成要素と同様の構成要素には同符号同名称を付して説明は省略する。
<Modification 1>
FIG. 3 is a vertical cross-sectional view schematically showing a main part configuration of Modification 1 of the laminated
図3の積層ゴム支承体10Aは、積層ゴム支承体10の構成において、上側の端部硬質板51に最も近い一枚以上(図3では2枚)の中間硬質板32Aの外周部322Aの片面にのみテーパ面(テーパ部)3221を設けた構造である。これに対応して、積層ゴム支承体10Aでは、中間硬質板32Aのテーパ面3221を有する外周部322Aに積層されるゴム状弾性板26の外周部26aの厚みが、当該ゴム状弾性板26の中心部分を含む本体部26bの厚みよりも厚くなっている。また、積層ゴム体40Aの下端(図1に示す下側の端部硬質板52でもよい)から積層方向の中央部へむかう一枚以上のゴム状弾性板の外周部の厚みも、ゴム状弾性板の中心側の本体部の厚みよりも厚く形成される。
よって、上下面を平面とした中間硬質板を用いた構造と比較して、鉛直剛性、水平剛性が略同一であり、荷重支承能力、固有周期を維持しつつ、局所的に、積層ゴム支承体10Aにおける引っ張り応力の集中或いは圧縮応力に対する変形能力の向上を図ることができる。
3A is a single side of the outer
Therefore, compared to a structure using an intermediate hard plate whose upper and lower surfaces are flat, the vertical rigidity and horizontal rigidity are substantially the same, and the laminated rubber bearing body is locally maintained while maintaining the load bearing capacity and natural period. Tensile stress concentration in 10A or improvement in deformation capability against compressive stress can be achieved.
<変形例2>
図4は、本発明に係る一実施の形態の積層ゴム支承体10の変形例2の要部構成を模式的に示す縦断面図である。
<
FIG. 4 is a longitudinal cross-sectional view schematically showing the configuration of the main part of
図4の積層ゴム支承体10Bは、積層ゴム支承体10の構成における複数の中間硬質板のうち、端部硬質板(図4では端部硬質板51)に最も近い中間硬質板として、中間硬質板32と同様の構成の一枚の中間硬質板32Bを配置した構造である。これにより、中間硬質板32Bに上下で接合するゴム状弾性板27の外周部27aの厚みが、ゴム状弾性板27の中心側の本体部27bの厚みよりも厚くなっている。なお、積層ゴム支承体10Bでは、積層ゴム体40Bの下端(図1に示す下側の端部硬質板52でもよい)から積層方向の中央部へむかう少なくとも一枚以上(ここでは2枚)のゴム状弾性板の外周部の厚みも同様に、ゴム状弾性板の中心側の本体部の厚みよりも厚く形成されている。これにより、変形例1と同様の効果を得ることができる。
The laminated
<変形例3>
図5は、本発明に係る一実施の形態の積層ゴム支承体10の変形例3の要部構成を模式的に示す縦断面図である。
<Modification 3>
FIG. 5 is a longitudinal cross-sectional view schematically showing the configuration of the main part of Modification 3 of the laminated
図5の積層ゴム支承体10Cは、積層ゴム支承体10の構成における複数の中間硬質板のうち、外周部の厚みが中心部(中心側の本体部)の厚みより厚いゴム状弾性板が積層する少なくとも一方の端部硬質板、ここでは、積層ゴム体40Cの上面に固定される端部硬質板53に、中間硬質板32Cにおける外周部322のテーパ部322aのテーパ面と同様に、テーパ面(テーパ部に相当)5331を設ける。これにより、端部硬質板53のテーパ面5331側の面と、中間硬質板32Cとの間に配置されるゴム状弾性板28の外周部28aの厚みを、ゴム状弾性板28の中心部28bの厚みよりも厚くしている。なお、積層ゴム支承体10Cは、積層ゴム体40Cの下端(図1に示す下側の端部硬質板52でもよい)から積層方向の中央部へむかう少なくとも一枚以上(ここでは3枚)のゴム状弾性板の外周部の厚みも同様に、ゴム状弾性板の中心側の本体部の厚みよりも厚く形成されている。これにより、変形例1と同様の効果を得ることができる。
The laminated rubber bearing body 10C in FIG. 5 is a laminate of rubber-like elastic plates whose outer peripheral thickness is thicker than the thickness of the central portion (main body portion) among the plurality of intermediate hard plates in the configuration of the laminated
<変形例4>
図6は、本発明に係る一実施の形態の積層ゴム支承体の変形例4の要部構成を模式的に示す縦断面図である。
<Modification 4>
FIG. 6 is a vertical cross-sectional view schematically showing a main part configuration of Modification 4 of the laminated rubber bearing body according to the embodiment of the present invention.
図6の積層ゴム支承体10Dは、積層ゴム支承体10の構成において、中間硬質板32に代えて、中間硬質板32の角部を全てR状にして外面全面を曲面とした中間硬質板32Dを用いて構成される。これにより、中間硬質板32Dの形状に応じて、ゴム状弾性板24Dの外面も曲面に形成されるとともに、中間硬質板32Dに積層されるゴム状弾性板29の外周部29aの厚みは、当該ゴム状弾性板29の中心部分を含む本体部29bの厚みよりも厚くなっている。なお、積層ゴム支承体10Dは、積層ゴム体40Dの下端(図1に示す下側の端部硬質板52でもよい)から積層方向の中央部へむかう少なくとも一枚以上(ここでは2枚)のゴム状弾性板の外周部の厚みも同様に、ゴム状弾性板の中心側の本体部の厚みよりも厚く形成されている。これにより、変形例1と同様の効果を得ることができる。また、中間硬質板32Dの外面が曲面であるので、角のある構造と比較して、積層ゴム支承体10Aに加わる応力の緩和を一層図ることができる。この中間硬質板32Dの形状に応じて、ゴム状弾性板24Dの外面も曲面に形成され、同様の作用効果を得ることができる。
The laminated
<変形例5>
図7は、本発明に係る一実施の形態の積層ゴム支承体の変形例5の要部構成を模式的に示す縦断面図である。
<Modification 5>
FIG. 7 is a longitudinal cross-sectional view schematically showing a main part configuration of Modification 5 of the laminated rubber bearing body according to the embodiment of the present invention.
図7の積層ゴム支承体10Eは、積層ゴム支承体10のゴム状弾性板21〜23の構成と異なり、ゴム状弾性板21A〜23Aが、側方に開口するR状の凹部25を有していない構成である。なお、積層ゴム支承体10Eは、積層ゴム体40Eの下端(図1に示す下側の端部硬質板52でもよい)から積層方向の中央部へむかう少なくとも一枚以上(ここでは3枚)のゴム状弾性板の外周部の厚みも同様に、ゴム状弾性板の中心側の本体部の厚みよりも厚く形成されている。これにより、変形例1と同様の効果を得ることができる。
Unlike the configuration of the rubber-like
なお、上記各変形例1〜5における端部硬質板53、中間硬質板32、32A、32B、32C、32Dにおけるテーパの加工は、研削等で容易に行うことができる。
In addition, the taper processing in the end
本発明に係る積層ゴム支承体において、複数枚のゴム状弾性板が、積層ゴム体の上端から積層方向の中央部へむかう少なくとも一枚以上および積層ゴム体の下端から積層方向の中央部へむかう少なくとも一枚以上のゴム状弾性板の外周部の厚みが当該ゴム状弾性板の中心側の本体部の厚みよりも厚い構成であれば、中間硬質板、端部硬質板の外周部は、どのように形成されてもよい。例えば、中間硬質板32の構成において、外周部322を、外縁までテーパ状に形成し、薄肉直線部を無くした構成としてもよい。この構成でも、中間硬質板に接合するゴム状弾性板の外周部は、当該外周の中心側よりも厚みを厚くでき、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
In the laminated rubber support according to the present invention, the plurality of rubber-like elastic plates are at least one piece from the upper end of the laminated rubber body to the central portion in the laminating direction and from the lower end of the laminated rubber body to the central portion in the laminating direction. If the thickness of the outer peripheral portion of at least one rubber-like elastic plate is thicker than the thickness of the main body portion on the center side of the rubber-like elastic plate, It may be formed as follows. For example, in the configuration of the intermediate
図8は、本発明に係る一実施の形態の積層ゴム支承体の実施例の説明に供する縦断面図である。図8では積層ゴム支承体の中間部分を省略している。 FIG. 8 is a longitudinal sectional view for explaining an example of the laminated rubber bearing of one embodiment according to the present invention. In FIG. 8, the intermediate part of the laminated rubber bearing is omitted.
図8に示すように、直径D1が800mm、厚さtRが6mmである円形のゴム板(ゴム状弾性板)26枚と、直径D4が820mm、厚さが4.5mmである円形の鋼板(中間硬質板31、32)25枚とを交互に重ねて、さらに上下両面に最も近いゴム状弾性板23上に、直径870mm、厚さ22mmの連結鋼板(端部硬質板51、52)2枚をそれぞれ重ねて加硫成形し、積層ゴム支承体10Fとした。また、中心側の本体部の厚み4.5mmから外周部の厚みが2.0mmの薄さになるように形成された中間硬質板32を用いた。中間硬質板32では、Φ760〜φ800の部分にテーパを設けて、中心部から外周部へ薄くした。また、中間硬質板32では、Φ800より外周側で、且つ、外側面のΦ820までの部分に薄肉直線部を設けた。
As shown in FIG. 8, 26 circular rubber plates (rubber elastic plates) having a diameter D1 of 800 mm and a thickness tR of 6 mm, and a circular steel plate having a diameter D4 of 820 mm and a thickness of 4.5 mm ( Two intermediate
なお、荷重支承能力は、鉛直ひずみと面圧により設定される。本実施の形態では、鉛直剛性と、ゴム状弾性板および中間硬質板の受圧面積が同一である。なお、積層ゴム支承体における固有周期は4秒とする。この積層ゴム支承体10Fと、中間硬質板32およびゴム状弾性板21、23を用いることなく、中間硬質板31と両面フラットのゴム状弾性板とを交互に積層した積層ゴム体を有する従来構造の積層ゴム支承体とを、圧縮剪断試験を行って比較した。
The load bearing capacity is set by vertical strain and surface pressure. In the present embodiment, the vertical rigidity and the pressure receiving areas of the rubber-like elastic plate and the intermediate hard plate are the same. The natural period in the laminated rubber bearing is 4 seconds. A conventional structure having a
従来構造の積層ゴム支承体は、剪断歪み470%から480%で破断したが、積層ゴム支承体10Fは、同様の剪断歪みで破断しなかった。
The laminated rubber bearing body of the conventional structure broke at a shear strain of 470% to 480%, but the laminated
なお、積層ゴム体40、40A、40B、40C、40D、40Eにおいて、中間硬質板31、32、32A、32B、32C、32Dとゴム状弾性板21、21A、22、22A、23、23A、24、24D、26、27、28、29の双方の外周部により形成される外周面は、保護ゴム層により被覆されてもよい。
In the
以上、本発明の実施の形態について説明した。なお、以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されない。つまり、上記装置の構成や各部分の形状についての説明は一例であり、本発明の範囲においてこれらの例に対する様々な変更や追加が可能であることは明らかである。 The embodiment of the present invention has been described above. The above description is an illustration of a preferred embodiment of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to this. That is, the description of the configuration of the apparatus and the shape of each part is an example, and it is obvious that various modifications and additions to these examples are possible within the scope of the present invention.
本発明に係る積層ゴム支承体は、簡易な構成で、上下端部のプレートとの接着部分が剥がれにくく、変形に伴う引っ張り応力や圧縮応力の集中を緩和して、所望の耐久寿命を得ることができる効果を有し、免震装置として有用である。 The laminated rubber bearing according to the present invention has a simple configuration, and the adhesive portions with the upper and lower end plates are difficult to peel off, and the concentration of tensile stress and compressive stress accompanying deformation is alleviated to obtain a desired durable life. It is effective as a seismic isolation device.
10、10A、10B、10C、10D、10E、10F 積層ゴム支承体
20a、26a、27a、28a、29a、322、322A 外周部
20b、26b、27b、28b、29b 本体部
21、21A、22、22A、23、23A、24、24D、26、27、28、29 ゴム状弾性板
25 凹部
25a 底部
25b 傾斜面
31、32、32A、32B、32C、32D 中間硬質板
40、40A、40B、40C、40D、40E 積層ゴム体
51、52、53 端部硬質板
322a テーパ部
3221、5331 テーパ面
324 硬質板本体部
10, 10A, 10B, 10C, 10D, 10E, 10F Laminated
Claims (5)
前記積層ゴム体の上下両端面に接合される端部硬質板と、
を有し、
前記複数枚のゴム状弾性板は、前記積層ゴム体の上端から積層方向の中央部へむかう少なくとも一枚以上および前記積層ゴム体の下端から積層方向の中央部へむかう少なくとも一枚以上のゴム状弾性板の外周部の厚みが当該ゴム状弾性板の中心側の本体部の厚みよりも厚い、
ことを特徴とする積層ゴム支承体。 A laminated rubber body formed by alternately laminating and joining a plurality of rubber-like elastic plates and a plurality of intermediate hard plates;
End hard plates joined to the upper and lower end faces of the laminated rubber body;
Have
The plurality of rubber-like elastic plates are at least one piece extending from the upper end of the laminated rubber body to the central portion in the laminating direction and at least one rubber piece extending from the lower end of the laminated rubber body to the central portion in the laminating direction. The thickness of the outer peripheral portion of the elastic plate is thicker than the thickness of the main body portion on the center side of the rubber-like elastic plate,
Laminated rubber bearings characterized by that.
ことを特徴とする請求項1記載の積層ゴム支承体。 The outer peripheral part of the rubber-like elastic plate is formed so as to gradually increase in thickness from the main body part side toward the outer peripheral side,
The laminated rubber bearing body according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2記載の積層ゴム支承体。 When the length of the rubber-like elastic plate is D1, and the length of the tapered portion is L, the ratio L / D1 between L and D1 is 0.02 to 0.04.
The laminated rubber bearing body according to claim 2, wherein:
請求項1から3のいずれか一項に記載の積層ゴム支承体。 The thickness of the outer peripheral portion of the rubber-like elastic plate is less than twice the thickness of the main body portion of the rubber-like elastic plate.
The laminated rubber bearing body according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から4のいずれか一項に記載の積層ゴム支承体。 A side peripheral surface of the rubber-like elastic plate is characterized by being rounded and recessed inward in the central portion in the thickness direction,
The laminated rubber bearing body according to any one of claims 1 to 4.
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