JP6678467B2 - 積層ゴム支承体 - Google Patents

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

特開平１１−１４１１８０号公報 特開２００６−１７０３９４号公報 特開２００４−２７８６７１号公報 特開２００２−１４７５２７号公報 特開２０１０−１８０９５９号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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密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において、
前記積層ゴム体において積層方向の中央部に配置されるゴム状弾性板の上下面は、平坦面であり、水平に配置されており、
前記積層ゴム体の上端から積層方向の前記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前記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くなるように、それぞれ、外周部のテーパ部により前記外周部が中央部より薄い中間硬質板に接合されている構成を採る。

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。

本発明に係る一実施の形態の積層ゴム支承体の構成を模式的に示す縦断面図 同積層ゴム支承体の外周部分の要部構成を示す概略拡大断面図 本発明に係る一実施の形態の積層ゴム支承体の変形例１の要部構成を模式的に示す縦断面図 本発明に係る一実施の形態の積層ゴム支承体の変形例２の要部構成を模式的に示す縦断面図 本発明に係る一実施の形態の積層ゴム支承体の変形例３の要部構成を模式的に示す縦断面図 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 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 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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

＜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。

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。

＜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。

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。

＜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。

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。

＜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。

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。

＜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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (5)

1. 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密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において、
   前記積層ゴム体において積層方向の中央部に配置されるゴム状弾性板の上下面は、平坦面であり、水平に配置されており、
   前記積層ゴム体の上端から積層方向の前記中央部へむかう少なくとも一枚以上三枚以下および前記積層ゴム体の下端から積層方向の前記中央部へむかう少なくとも一枚以上三枚以下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くなるように、それぞれ、外周部のテーパ部により前記外周部が中央部より薄い中間硬質板に接合されている、
   ことを特徴とする積層ゴム支承体。
2. 前記ゴム状弾性板の外周部は、前記本体部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、
   ことを特徴とする請求項１記載の積層ゴム支承体。
3. 前記ゴム状弾性板の長さをＤ１、前記テーパ状のテーパ部の長さをＬとしたとき、ＬとＤ１の比率Ｌ／Ｄ１が０．０２〜０．０４である、
   ことを特徴とする請求項２記載の積層ゴム支承体。
4. 前記ゴム状弾性板の外周部の厚みは、前記ゴム状弾性板の本体部の２倍以下の厚みである、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の積層ゴム支承体。
5. 前記ゴム状弾性板の側周面は、厚さ方向中央部において、丸みがつけられて内側に凹んでいる、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の積層ゴム支承体。

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