JP5497528B2

JP5497528B2 - 積層ゴム支承

Info

Publication number: JP5497528B2
Application number: JP2010107994A
Authority: JP
Inventors: 栄上田
Original assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Current assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Priority date: 2010-05-10
Filing date: 2010-05-10
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2030-05-10
Also published as: JP2011236957A

Description

本発明は、積層ゴム支承に関する。さらに詳しくは、弾塑性金属材料プラグ挿入型積層ゴム支承に関する。

集合住宅、ビル（商業ビルなど）、官庁建物、病院、工場、戸建て住宅など免震建物の支承装置として、積層ゴム支承が用いられている。積層ゴム支承としては、鉛、錫などのプラグが挿入された鉛（錫）プラグ挿入型積層ゴム支承、およびこのようなプラグを有さない積層ゴム支承が挙げられる。

地震の際の振動減衰能力の観点から、鉛（錫）プラグ挿入型積層ゴム支承が、一般的に用いられている（特許文献１〜３）。鉛（錫）プラグは、通常、金属性のキャッププレートによって塞がれており、直接空気などと接触しない。しかし、キャッププレートが固定されているフランジプレートも金属製であり、キャッププレートとフランジプレートとの固定部分は、金属接触部となるため、例えば、特許文献１に記載のように単にボルトで固定するだけでは、微小な隙間が存在する。

このような隙間から水が侵入してプラグと接触すると、鉛、錫などを含む成分が溶出して、土壌中に漏洩したり、あるいは空気が侵入すると、鉛、錫などの酸化物が大気中に漏洩したりする。鉛、錫などは重金属であり、土壌中、大気中などに漏洩すると、環境に悪影響を与えることになる。

このような漏洩を防止するために、特許文献２の免震支承装置では、キャッププレートの代わりにゴム柱を用いて、接着剤で固定している。しかし、接着剤で固定するだけでは、完全に隙間を塞ぐことは困難である。

一方、特許文献３の積層ゴム支承体では、シール材が用いられているものの、シール材は、鉛などの成分の漏洩を防止する目的ではなく、鉛の被拘束性が保持できなくなることを防止する目的で用いられている。すなわち、特許文献３のようなシール材の使用方法では、鉛などの成分の漏洩を防止することはできない。

特開平１０−１６８８２２号公報特開２００５−２３３２０５号公報特開２００９−１１５１７６号公報

本発明の目的は、優れた振動減衰能力を有し、さらにプラグとして用いられる鉛、錫などの成分が大気中、土壌中などに漏洩せず環境汚染を防止し得る積層ゴム支承を提供することにある。

本発明は、鋼板とゴム層とを交互に積層した積層体、フランジプレート、キャッププレート、シール手段、および弾塑性金属材料プラグを備える積層ゴム支承を提供し、該積層ゴム支承は、該積層体が、積層方向に貫通する貫通孔を有し、該貫通孔に密着するように該弾塑性金属材料プラグが挿入され、該弾塑性金属材料プラグの上下端面が、それぞれ該キャッププレートに接触し、該積層体の上下端面が、それぞれ該フランジプレートに接合され、該キャッププレートが、該フランジプレートに嵌合され、そして該フランジプレートと該キャッププレートとの隙間が、該シール手段によって封止されている。

１つの実施態様では、上記弾塑性金属材料プラグは、鉛プラグまたは錫プラグである。

ある実施態様では、上記シール手段は、Ｏリング、グランドパッキン、樹脂系封止剤およびガスケットからなる群より選択される少なくとも１種である。

本発明によれば、優れた振動減衰能力を有し、さらにプラグとして用いられる鉛、錫などの成分が大気中、土壌中などに漏洩せず環境汚染を防止し得る積層ゴム支承を提供することができる。

本発明の積層ゴム支承の一実施態様を示す縦断面図である。本発明の積層ゴム支承において、弾塑性金属材料プラグの端面を、キャッププレートおよびシール手段によって封止する一実施態様を示す縦断面図である。本発明の積層ゴム支承において、弾塑性金属材料プラグの端面を、キャッププレートおよびシール手段によって封止する他の実施態様を示す縦断面図である。本発明の積層ゴム支承において、弾塑性金属材料プラグの端面を、キャッププレートおよびシール手段によって封止するさらに他の実施態様を示す縦断面図である。本発明の積層ゴム支承において、弾塑性金属材料プラグの端面を、キャッププレートおよびシール手段によって封止する別の実施態様を示す縦断面図である。本発明の積層ゴム支承において、弾塑性金属材料プラグの端面を、キャッププレートおよびシール手段によって封止するさらに別の実施態様を示す縦断面図である。本発明の積層ゴム支承において、弾塑性金属材料プラグの端面を、キャッププレートおよびシール手段によって封止する他の実施態様を示す縦断面図である。本発明の積層ゴム支承において、弾塑性金属材料プラグの端面を、キャッププレートおよびシール手段によって封止するさらに他の実施態様を示す縦断面図である。本発明の積層ゴム支承において、弾塑性金属材料プラグの端面を、キャッププレートおよびシール手段によって封止する別の実施態様を示す縦断面図である。

本発明の積層ゴム支承を、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の積層ゴム支承の一実施態様を示す縦断面図である。図１の積層ゴム支承１は、鋼板１１１とゴム層１１２とを交互に積層した積層体１１、フランジプレート１２、キャッププレート１３、シール手段１４、および弾塑性金属材料プラグ１５を備える。

本発明に用いられる積層体１１は、鋼板１１１とゴム層１１２との積層構造を有する。

鋼板１１１としては、例えば、鉄系の鋼板、ステンレス系の鋼板などが挙げられる。これらの鋼板の中でも、腐食しにくいステンレス系の鋼板などが好ましい。

ゴム層１１２に用いられるゴム材料としては、例えば、天然ゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴムなどが挙げられる。

鋼板１１１とゴム層１１２との積層数は、積層ゴム支承として用いられ得る積層数であれば特に限定されず、好ましくは２０層〜６０層、より好ましくは３０層〜５０層である。さらに、積層体１１の上面および底面は、いずれもゴム層１１２であることが好ましい。

積層体１１の側面は、通常、被覆ゴム１１３で被覆されている。被覆ゴム１１３に用いられるゴム材料としては、上記のゴム層１１２に用いられるゴム材料が挙げられる。

積層体１１の形状は、免震建物の構造、大きさ、設置される地形などによって適宜設定され得る。例えば、円柱状、角柱状などが挙げられる。角柱状としては、四角柱が挙げられる。積層体１１の材料の性状に方向性がない点で、円柱状が好ましい。

積層体１１は、通常、後述する弾塑性金属材料プラグ１５を挿入するための貫通孔を有する。貫通孔は、好ましくは、積層体１１の中心付近で積層方向に上面から底面まで貫通するように形成される。貫通孔の断面形状としては円形、四角形などが挙げられ、通常、円形である。貫通孔の断面形状が円形の場合、直径は、好ましくは５０ｃｍ〜５００ｃｍ、より好ましくは９０ｃｍ〜３５０ｃｍである。さらに、貫通孔は、複数形成されてもよい。

本発明に用いられるフランジプレート１２は、一般的な積層ゴム支承に用いられるフランジプレートが用いられる。フランジプレート１２は、積層体１１の上下端面に接合され、通常、鉄製、ステンレス製など金属製の板である。フランジプレート１２の形状、大きさ、厚みなどは、積層体１１の形状、大きさなどに応じて適宜設定され得る。

フランジプレート１２には、通常、後述するキャッププレート１３を嵌合するための孔が、積層体１１の貫通孔に対応する場所に形成されている。

本発明に用いられるキャッププレート１３は、後述する弾塑性金属材料プラグ１５の上下端面に接触させる。キャッププレート１３の弾塑性金属材料プラグ１５に接する接触端面は、好ましくは平均平面粗さ５μｍ〜２５μｍに形成され、弾塑性金属材料プラグ１５に対するアンカー効果により地震エネルギーを入力し易い構造となっている。平均平面粗さが５μｍ未満の場合は、十分なアンカー効果が得られないおそれがある。また、平均平面粗さが２５μｍより大きい場合でも、アンカー効果が得られるが、２５μｍで十分なアンカー効果が得られるため、２５μｍを超える平均平面粗さは特に必要ない。キャッププレート１３は、通常、鉄製、ステンレス製など金属製である。

キャッププレート１３は、一般的に、弾塑性金属材料プラグ１５の上下端面に接触させる際にフランジプレート１２に嵌合される。しかし、上記のように、フランジプレート１２とキャッププレート１３との嵌合部分は、金属接触部となり微小な隙間が存在する。この隙間からの水、空気などの侵入、鉛、錫などを含む成分の漏洩を防ぐために、本発明においては、シール手段１４が用いられる。シール手段１４によって、フランジプレート１２とキャッププレート１３との隙間が封止される。

シール手段１４としては、例えば、パッキン（Ｏリング、グランドパッキンなど）、樹脂系封止剤（エポキシ樹脂、シリコンシーラントなどの液状ガスケット）、ガスケットなどが挙げられる。これらの中でも、Ｏリング、グランドパッキン、樹脂系封止剤、ガスケットなどが好ましい。

Ｏリング、グランドパッキンなどのパッキンは、キャッププレート１３の形状に応じて適宜設定され得、断面の形状は、例えば、円形状、角形状などである。Ｏリングを用いる場合、中空Ｏリングを用いてもよい。Ｏリングの材料としては、例えば、上記のゴム材料などが挙げられる。グランドパッキンの材料としては、上記のゴム材料、フッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレンなど）、黒鉛（膨張黒鉛など）、ポリアミド、ポリエチレンなどが挙げられる。また、繊維補強されたグランドパッキンなども用いられる。

樹脂系封止剤としては、エポキシ樹脂、シリコンシーラントなどの液状ガスケットの硬化性樹脂が挙げられる。樹脂系封止剤は、硬化後に柔軟性を有するものでもよく、剛性を有するものでもよい。

ガスケットとしては、上記ゴム材料でなるシート、黒鉛（膨張黒鉛など）でなるシート、フッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレンなど）でなるシート、ポリアミドでなるシートポリエチレンでなるシートなどが挙げられる。

本発明に用いられる弾塑性金属材料プラグ１５は、弾塑性金属製のため、振動に伴って変形し、変形した後に元の形状に戻りやすい性質を有する。このような弾塑性金属材料プラグ１５を用いることによって、積層ゴム支承の振動減衰能力を補強することができる。

弾塑性金属材料プラグ１５としては、鉛プラグおよび錫プラグが好ましく、純度が高い（９９．９％以上）鉛および錫を用いたプラグがより好ましい。

弾塑性金属材料プラグ１５は、積層体１１に設けられた貫通孔に密着するように挿入されるため、形状、大きさなどは、貫通孔に応じて適宜設定され得る。

図２〜９に、本発明の積層ゴム支承において、弾塑性金属材料プラグの端面を、キャッププレートおよびシール手段によって封止する種々の実施態様を示す。

図２は、シール手段１４がパッキンである実施態様を示す。

図２の積層ゴム支承は、弾塑性金属材料プラグ１５が積層体１１の貫通孔に密着するように挿入され、キャッププレート１３が弾塑性金属材料プラグ１５の上下端面に接触させる際にフランジプレート１２に嵌合され、ボルトで固定されている。フランジプレート１２とキャッププレート１３との間に生じる隙間にパッキンが装着されている。パッキンはＯリングである。パッキンを挿入する溝は、図２では、フランジプレート１２に形成されているが、キャッププレート１３に形成されていてもよい。

このように、パッキンを装着することによって、フランジプレート１２とキャッププレート１３との隙間が封止され、水、空気などの侵入、鉛を含む成分の漏洩を防止することができる。Ｏリングの代わりにグランドパッキンを用いてもよい。

図３は、シール手段１４として積層体１１のゴム層１１２の一部を利用する実施態様を示す。

図３の積層ゴム支承は、弾塑性金属材料プラグ１５が積層体１１の貫通孔に密着するように挿入され、キャッププレート１３が弾塑性金属材料プラグ１５の上下端面に接触させる際にフランジプレート１２に嵌合され、ボルトで固定されている。この積層ゴム支承では、キャッププレート１３と弾塑性金属材料プラグ１５との接触面において、キャッププレート１３の径を弾塑性金属材料プラグ１５の径よりも大きくしている。そのため、キャッププレート１３は、ゴム層１１２の一部とも接触し、キャッププレート１３をボルトでフランジプレート１２に固定する際に、キャッププレート１３によってゴム層１１２の一部が圧迫されて隙間が封止される。

このように、積層体１１のゴム層１１２の一部を利用することによって、フランジプレート１２とキャッププレート１３との隙間が封止され、水、空気などの侵入、鉛を含む成分の漏洩を防止することができる。

図４は、シール手段１４が樹脂系封止剤である実施態様を示す。

図４の積層ゴム支承は、弾塑性金属材料プラグ１５が積層体１１の貫通孔に密着するように挿入され、キャッププレート１３が弾塑性金属材料プラグ１５の上下端面に接触させる際にフランジプレート１２に嵌合され、ボルトで固定されている。この積層ゴム支承では、ボルトで固定する代わりに、フランジプレート１２とキャッププレート１３との隙間に、樹脂系封止剤を注入し硬化させている。樹脂系封止剤はエポキシ樹脂である。

このように、接着剤ではなく樹脂系封止剤を用いることによって、フランジプレート１２とキャッププレート１３との隙間が封止され、水、空気などの侵入、鉛を含む成分の漏洩を防止することができる。エポキシ樹脂の代わりにシリコンシーラントを用いてもよい。

図５は、シール手段１４が樹脂系封止剤である実施態様を示す。

図５の積層ゴム支承は、弾塑性金属材料プラグ１５が積層体１１の貫通孔に密着するように挿入され、キャッププレート１３が弾塑性金属材料プラグ１５の上下端面に接触させる際にフランジプレート１２に嵌合され、ボルトで固定されている。フランジプレート１２とキャッププレート１３との間に生じる隙間に、樹脂系封止剤を注入し硬化させている。樹脂系封止剤はエポキシ樹脂である。

図６〜図９は、シール手段１４がガスケットである実施態様を示す。

図６および図７の積層ゴム支承は、弾塑性金属材料プラグ１５が積層体１１の貫通孔に密着するように挿入され、キャッププレート１３が弾塑性金属材料プラグ１５の上下端面に接触させる際にフランジプレート１２に嵌合され、ボルトで固定されている。

図６の積層ゴム支承では、フランジプレート１２とキャッププレート１３との水平方向の接触面の全面に、ガスケットが装着されている。一方、図７の積層ゴム支承では、フランジプレート１２とキャッププレート１３との水平方向の接触面の全面ではなく、ボルトの位置よりも内側の接触面にガスケットが装着されている。

図８の積層ゴム支承は、弾塑性金属材料プラグ１５が積層体１１の貫通孔に密着するように挿入され、キャッププレート１３が弾塑性金属材料プラグ１５の上下端面に接触させる際にフランジプレート１２に嵌合され、ボルトで固定されている。この積層ゴム支承では、キャッププレート１３と弾塑性金属材料プラグ１５との接触面にガスケットが装着されている。

図９の積層ゴム支承は、弾塑性金属材料プラグ１５が積層体１１の貫通孔に密着するように挿入され、キャッププレート１３が弾塑性金属材料プラグ１５の上下端面に接触させる際にフランジプレート１２に嵌合され、ボルトで固定されている。この積層ゴム支承では、フランジプレート１２とキャッププレート１３との間にガスケットが装着されている。

このように、ガスケットを装着することによって、フランジプレート１２とキャッププレート１３との隙間が封止され、水、空気などの侵入、鉛を含む成分の漏洩を防止することができる。

以上、本発明を詳細に説明したが、上記実施態様は例示にすぎず、本発明はこれらの実施態様に限定されるものではない。

本発明によれば、優れた振動減衰能力を有し、さらにプラグとして用いられる鉛、錫などの成分が大気中、土壌中などに漏洩せず環境汚染を防止し得る積層ゴム支承を提供することができる。したがって、本発明の積層ゴム支承は、集合住宅、ビル（商業ビルなど）、官庁建物、病院、工場、戸建て住宅など免震建物の支承装置として用いられる。

１積層ゴム支承
１１積層体
１１１鋼板
１１２ゴム層
１１３被覆ゴム
１２フランジプレート
１３キャッププレート
１４シール手段
１５弾塑性金属材料プラグ

Claims

鋼板とゴム層とを交互に積層した積層体、フランジプレート、キャッププレート、シール手段、および弾塑性金属材料プラグを備える積層ゴム支承であって、
該積層体が、積層方向に貫通する貫通孔を有し、該貫通孔に密着するように該弾塑性金属材料プラグが挿入され、
挿入された弾塑性金属材料プラグの上下端面と積層体の上下端面が面一であり、
該弾塑性金属材料プラグの上下端面が、それぞれ該キャッププレートに接触し、
キャッププレートの弾塑性金属材料プラグに接する接触端面が平均平面粗さ５μｍ以上であり、
該積層体の上下端面が、それぞれ該フランジプレートに接合され、
該キャッププレートが、該フランジプレートに嵌合され、そして
該フランジプレートと該キャッププレートとの隙間が、該シール手段によって封止されている、
積層ゴム支承。
前記弾塑性金属材料プラグが、鉛プラグまたは錫プラグである、請求項１に記載の積層ゴム支承。
前記シール手段が、Ｏリング、グランドパッキン、樹脂系封止剤およびガスケットからなる群より選択される少なくとも１種である、請求項１または２に記載の積層ゴム支承。