JP5524683B2 - ゴム支承体 - Google Patents

Description

本発明は、ゴム板と剛性板とを交互に積層してなるゴム支承体、特に免震装置等に用いられるゴム支承体の重量を、所要の強度を確保しつつ低減させる技術に関するものである。

従来から地震等の振動入力から建築物、構造物を保護するため、例えば特許文献１，２には、ゴムシートと鋼板とを交互に積層したゴム支承体からなる免震装置が開示されている。

しかるに、このようなゴム支承体は、単一種類の重量の重い鋼板が、全体にわたって剛性板として使用されていることから、ゴム支承体の重量が必然的に大きくなり、それ故に、そのゴム支承体の製造や、運搬、施工および設置が困難であった。

特開平１１−１４１１８１号公報 特開２００４−３０８８６１号公報

本発明は、建築物等への地震等の振動入力に対する所要の強度を確保してなお、特に重量を有効に低減させたゴム支承体を提供するものである。

積層ゴムの変形時の応力は一般的に、図４（ａ）に単層パット（ゴム支承体の一枚のゴム板に相当）が圧縮荷重を受ける際に生じる剪断応力を模式的に示すように、パットの中心位置が最も応力が小さく、端部に向かって応力が増加し、また、図４（ｂ）にゴム支承体が剪断変形する際に発生するモーメントを模式的に示すように、ゴム支承体の積層端で応力が最も大きくなる。

そこで、前記剛性板の少なくとも一部において、ゴム支承体の変形時に生じる応力が小さい領域に、比重が相対的に小さく強度の相対的に低い硬質部材を配置し、その応力が大きい領域には、比重および強度がともに大きい硬質部材を用いることで、従来のゴム支承体に比べて、比重の小さい硬質部材を用いることに基づき、ゴム支承体全体の重量を低減することができる。

この発明のゴム支承体は、ゴム板と剛性板とを交互に積層してなるものであって、前記剛性板の少なくとも一部を、比重および強度の異なる二種以上の硬質部材の組み合わせにより構成してなることを特徴とするものである。

ここで、強度とは、外力に対する材料の最大限度の抵抗値をいい、金属材料はＪＩＳ Ｚ２２４１、プラスチック材料はＪＩＳ Ｋ７１３３で測定するものとする。

また、本発明のゴム支承体においては、前記剛性板の少なくとも一部の、比重および強度が相対的に高い硬質部材を、比重および強度の低い硬質部材の周りに配設して構成する。

また好ましくは、前記剛性板の少なくとも一部の、比重および強度が相対的に高い硬質部材を、ゴム板と剛性板との積層方向の上部および下部に配設するものである。

本発明に係るゴム支承体では、剛性板の少なくとも一部を、比重および強度の異なる二種以上の硬質部材の組み合わせにより構成して、例えば、鋼板より比重および強度の低い硬質部材を部分的に含むことで、ゴム支承体全体の重量を低減させることができるとともに、ゴム支承体の応力の大きい所定の領域に、比重および強度が相対的に高い硬質部材を配置することで、建築物への地震等の振動入力を低減することができる。その結果、ゴム支承体の製造、運搬および施工性を向上させることができる。

本発明の免震構造の一の実施形態を示す幅方向断面図である。 本発明の免震構造の他の実施形態を示す幅方向断面図である。 本発明の免震構造の一の実施形態を示す幅方向断面図である。 （ａ）は、単層パットが圧縮荷重を受ける際に生じる剪断応力を模式的に示す幅方向断面図であり、（ｂ）は、ゴム支承体が剪断変形する際に発生するモーメントを模式的に示す幅方向断面図である。

以下に、図面を参照しながら本発明の免震構造を詳細に説明する。
図１は、本発明の免震構造の一の実施形態を示す幅方向断面図である。

図示のゴム支承体１は、例えば、複数枚の円盤状の剛性板および、複数枚の円盤状の弾性状のゴム板２が交互に均一の厚さで積層してなり、上下方向に延びるゴム積層体３と、このゴム積層体３の上端及び下端に固定されたゴム積層体３よりも側方に迫り出した、それぞれの取付面板４とを具える。

ゴム支承体１は、取付面板４に形成された図示しないボルト孔にボルトを挿通して、建造物とそれの基礎とに取り付けられ、建造物はゴム支承体１を介して支持される。

ここで、ゴム積層体３の外周には、円筒状に被覆ゴムが配置して、剛性板が外部へ露出することを防ぐことや、またゴム積層体３の中心に免震プラグを圧入して、この免震プラグが塑性変形することで振動のエネルギーを吸収する構成とすることもできる。

ゴム積層体３は、例えば剛性板と、例えば未加硫ゴム組成物のような部材とを積層した後に、例えば加硫接着により強固に張り合わせて、それらが不用意に分離したり、位置ズレしないようにする。

このようなゴム支承体１は、振動により水平方向の剪断力を受けた際には、ゴム積層体３が全体として弾性的に剪断変形して、振動のエネルギーを効果的に吸収して、減衰性能等を有することで、振動を速やかに減衰することができる。
また、剛性板とゴム板２とを交互に積層したことで、上下方向に荷重が作用しても、ゴム積層体３の圧縮が抑制されて、復元力を発揮することができる。その結果、ゴム積層体３は剪断変形量の抑制および、上下ばねの増加する効果を発揮できる。

そしてこのゴム支承体１では、剛性板の少なくとも一部、図では全ての剛性板を、比重および強度の異なる二種以上の硬質部材の組み合わせ、図では、比重および強度が相対的に高い第一硬質部材５を、比重および強度の低い第二硬質部材６の周りに配設して構成する。

また好ましくは、ゴム積層体３に配置する第二硬質部材６の直径ｒは、ゴム積層体３の直径Ｒ、第一硬質部材５の強度ａと第二硬質部材６の強度ｂの比がａ：ｂの場合には、Ｒ×ａ／ｂ以下で設けることが好ましく、この範囲では、ゴム支承体１の重量を低減してなお、第二硬質部材６の強度を確保することができる。

図２は、本発明のゴム支承体の他の実施形態を示す幅方向断面図である。
なお、先の図に示したゴム支承体と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
この実施形態では、比重および強度が相対的に高い第一硬質部材１５を、ゴム積層体３の積層方向の上部および下部に、比重および強度の低い第二硬質部材６を積層方向の中間部に配置する。

好ましくは、ゴム積層体３に配置する第二硬質部材１６の高さｈは、ゴム積層体３の高さＨ、第一硬質部材１５の強度ａと第二硬質部材１６の強度板ｂの比がａ：ｂの場合には、Ｈ×ａ／ｂ以下に設けることが好ましく、この範囲では、ゴム支承体１の重量を低減してなお、第二硬質部材１６の強度を確保することができる。

図３は、本発明のゴム支承体の他の実施形態を示す幅方向断面図である。
なお、先の図に示したゴム支承体と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
この実施形態では、比重および強度が相対的に高い第一硬質部材２５を、比重および強度の低い第二硬質部材２６の周りで、ゴム積層体３の積層方向の上部および下部に配置し、第二硬質部材２６を積層方向の中間部に高さｈおよび直径ｒの範囲で配置する。

ところで、それぞれの硬質部材は適宜必要に応じ選択することができるが、例えば第一硬質部材の比重は５．０、その強度が３００ＭＰａであり、第二硬質部材の比重は１．０〜５．０、その強度が１００ＭＰａ〜３００ＭＰａであることができ、具体的には、第一硬質部材としてはＳＳ４００等の鋼板、第二硬質部材としては、アルミ鋼板やフェノール樹脂のプラスチック等を用いることができる。

次に、図および表１に示すような構造を有し、表２に示すような硬質部材を用いて、それぞれの諸元を表３に示すように変化させた実施例ゴム支承体１〜３および、比較例ゴム支承体とのそれぞれにつき、総重量と重量比を算定した。
なお、比較例ゴム支承体は、硬質部材以外の構造については改変を要しないため、実施例ゴム支承体に準ずるものとした。

（ゴム支承体の総重量）
実施例ゴム支承体１〜３および、比較例ゴム支承体とのそれぞれにつき、取付面板を除く総重量を算定し、その評価結果を表４に示す。

（ゴム支承体の重量比）
実施例ゴム支承体１〜３および、比較例ゴム支承体とのそれぞれにつき、取付面板を除く総重量を算定測定し、その評価結果を表４に示す。

表４の結果から、実施例ゴム支承体１〜３では、比較例ゴム支承体に対して、ゴム支承体の総重量と重量比を低減することができた。

１ ゴム支承体
２ ゴム板
３ ゴム積層体
４ 取付面板
５，１５，２５ 第一硬質部材
６，１６，２６ 第二硬質部材

Claims (2)

1. ゴム板と剛性板とを交互に積層してなるゴム支承体において、
   前記剛性板の少なくとも一部を、比重および強度の異なる二種以上の硬質部材の組み合わせにより構成し、
   前記剛性板の少なくとも一部の、比重および強度が相対的に高い硬質部材を、比重および強度の低い硬質部材の周りに配設して構成してなることを特徴とするゴム支承体。
2. 前記剛性板の少なくとも一部の、比重および強度が相対的に高い硬質部材を、ゴム板と剛性板との積層方向の上部および下部に配設してなる請求項１に記載のゴム支承体。

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