JPH04140526A - 積層ゴム体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は積層ゴム体の製造方法に関し、詳しくは建築物
などの構造物の基礎から伝達される振動エネルギーを減
少させることにより、構造物や機器類を地震や振動から
保護する免震支承、車両通過時の防振の働きをする橋梁
用のゴム支承バッド又は防振ゴムや回転などの動力伝達
装置等に使用される積層ゴム体の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

免震支承、ゴム支承バッド又は防振ゴムや動力伝達装置
等に使用される積層ゴム体は、複数の硬質板と軟質のゴ
ム状弾性板とを交互に積層した積層体を加硫接着により
一体化した構造を有する。

この積層ゴム体の一種である免震支承は、第１７図に示
す金型（１）を用いて製造されるのが一般的である。こ
の金型（１）は、上型（２）及び下型（３）と、二分割
以上の縦割り構造を有する円筒形状の側面型（４）とで
構成される。上記免震支承の製造における加硫工程では
、複数の硬質板（５）（５）−とゴム状弾性板（６）（
６Ｌ−・とを交互に積層した積層体（７）の上下面に硬
質の取付用フランジ（８）（９）を配置した上で、これ
を上述した上下型（２）（３）及び側面型（４）からな
る金型（１）内の密封した状態で、上下型（２）（３）
に接する上下熱盤（図示せず）により金型（１）内の積
層体（７）を上下から加圧すると共に加熱することによ
り上記積層体（７）のゴムを加硫して一体化している。

尚、上記金型（１）では、積層した硬質板（５）（５）
・・−の中心位置合わせや、加硫後の免震支承の離型を
容易にする目的で上下型（２）（３）に貫通孔（１０）
（１１）を形成し、この貫通孔（１０）　　（１１）及
び積層体（７）の貫通孔に鋼棒（１２）を挿通させてい
る。

ところで、上記免震支承の基本性能を決定する一つの特
性値である鉛直ばね定数に関して所期の特性値を得るに
は、積層体（７）のゴム状弾性板（６）の厚みが所定の
設計厚みになっていることが必須条件である。しかし、
上述した加硫時、ゴム状弾性板（６）（６）、−・は固
化前に一時的に流動性を持つため、加圧状態にある積層
体（７）ではゴム状弾性板（６）（６）、−の厚みが変
化しばらつきが生じ、特に、上下型（２）（３）の貫通
孔（１０）　　（１１）から流動化したゴムが流出して
最上下のゴム状弾性板（６）（６）の厚みが薄（なって
しまう。

そこで、上記ゴム状弾性板（６）（６Ｌ−の厚みを所定
の設計厚みにするため、積層体（７）の硬質板（５）（
５）−の間隔を保持する方法が採られている。一般的に
は、第１８ＦＩ！Ｊに示すように金型（１）の側面型（
４）の内周壁に複数のｉｌ　（１３）（Ｉ３）　−を設
け、この溝（１３）　　（１３）−・−に硬質板（５）
（５Ｌ−−ｍ−の外周端部を嵌入させた状態で積層体（
７）を金型（１）内に密封して加硫により一体化する方
法がある。また、本出願人が先に出願した特願平１−３
４４６９８号に開示した方法は、第１９図に示すように
積層体（７）の中央に筒形中空部（１４）を設け、この
筒形中空部（１４）に中子（１５）を嵌入させてその中
子（１５）に挿入した支持金具（１６）の複数のくし状
＃　（１７）　　（１７）−に硬質板（５）（５Ｌ−の
内周端部を嵌め込んだ状態で積層体（７）を金型（１）
内に密封して加硫により一体化している。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述したように金型（１）の側面型（４）の
内周壁に溝（１３）　　（１３）・−を設けて硬質板（
５）（５）−・−の間隔を上記溝（１３）　　（１３）
・−に嵌まる外周端部で保持する方法では、硬質板（５
）（５）・−・の外周端部を側面型（４）の内周壁の４
　（１３）　　（１３）−・−に嵌め込むのに手間がか
かり積層体（７）の金型（１）へのセツティングが非常
に困難であった。また、ゴム状弾性板（６）（６）−・
の外周部の厚みのばらつきは確かに抑えられるが、最上
下のゴム状弾性板（６）（６）の中心部の厚みが他より
薄くなる。これは、積層体（７）が金型（１）の上下型
（２）（３）に接する上下熱盤により上下から加熱され
るため、最上下のゴム状弾性板（６）（６）が速やかに
昇温しでそのゴム材料が流動化する。この時、金型（１
）の上下型（２）（３）の中心部に設けられた貫通孔（
１０）　　（１１）から流動化したゴムが流出し、硬質
板（５）（５）＝−の外周端部の間隔を＠　（１３）（
１３）−・−で規制しているにもかかわらず、最上下の
ゴム状弾性板（６）（６）の中心部での厚みが薄くなる
。更に、硬質板（５）（５）−の外周端部を突出させて
ｉＢ　（１３）　　（１３）　−・に嵌め込まなければ
ならないため、免震支承の耐候性及び耐久性の向上を図
る外被ゴムを積層体（７）の外周面に被着しようとする
場合、積層体（７）の加硫と同時に行うことが不可能で
、積層体（７）の加硫後に外被ゴムを加硫接着する二段
加硫を行うか、または外被ゴムを接着剤で加硫後の積層
体に接着しなけ汀ばならず、工数が増加すると共にコス
トアップになるという問題があった。

また、積層体（７）の中央に筒形中空部（１４）を設け
、この筒形中空部（工４）に中子（１５）を嵌入させて
その中子（１５）に挿入した支持金具（１６）の複数の
くし状溝（１７）　　（１７）−・で硬質板（５）（５
）−ｍ−の内周端部を保持する方法では、ゴム状弾性板
（６）（６Ｌ−の厚みを正確に維持することができ、且
つ、外被ゴムを積層体（７）の加硫と同時に被着させる
ことができる。しがしながら、上記支持金具（１６）の
くし状溝（１７）　　（１７）−・を硬質板（５）（５
Ｌ−の内周端部に嵌め込むのに手間がかかり、また、そ
の後にゴム配合物を注入する工程もあって工数も多くな
る。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みて提案されたもので
、その目的とするところはゴム状弾性板の厚みのばらつ
きを無くし、外被ゴムを同時に加硫接着することができ
、しかも工数の低減化を図り得る積層ゴム体の製造方法
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明における上記目的を達成するための技術的手段は
、複数の硬質板とゴム状弾性板とを交互に積層した積層
体を金型内に密封して加硫により一体化するに際し、ま
ず第一に、積層体の上下面を断熱した状態で、金型周側
部からの加熱により積層体の外側周面から中心部に向け
て熱が伝わるように上記積層体を加熱することであり、
第二は、金型周側部からの加熱により積層体の外側周面
から中心部に向けて熱が伝わると共に、この伝熱速度に
合わせて金型上下部からの加熱により積層体の上下面の
外周縁部から中央部に向けて熱が伝わるように上記積層
体を加熱することである。

〔作用〕

本発明方法では、積層体の上下面を断熱した状態で金型
周側部からの加熱により、上記積層体をその外側周面か
ら中心部に向けて熱が伝わるように加熱するので、加硫
時、積層体の上部から下部に亘って温度差がほとんど住
じず、上記積層体の外側局面から水平方向に中心部へ向
けて温度勾配ができる。加熱開始直後では、積層体の外
側周面のゴムから速やかに昇温して流動化し、積層体の
中心部のゴムは温度が低いので流動化しない。このよう
にして加熱時間の経過と共に積層体の外側周面から中心
部へ向けてゴムが漸次加硫していく、この積層体の外側
局面から水平方向に中心部へ向かうゴム加硫の進行によ
り硬質板の間隔を保持して各ゴム状弾性板の厚みをその
外側局面から中心部に亘って均一に確保し得る。また、
本発明方法では、硬質板の間隔保持のためにその端部を
支持することなく、単に硬質板とゴム状弾性板を積層す
るのみでゴム加硫するので、外被ゴムの同時加硫ｆｆ並
びに工数の低減化を図り得る。本発明方法では、上述し
た金型周側部からの加熱に加えて、この伝熱速度に合わ
せて金型上下部からの加熱により積層体の上下面の外周
縁部から中央部に向けて熱が伝わるように積層体を加熱
することも可能である。

〔実施例〕

本発明に係る積層ゴム体の製造方法の実施例を第１図乃
至第１６図を参照しながら説明する。

本発明方法では第１図及び第２図に示す金型（２１）を
使用する。この金型（２１）は上型（２２）、下型（２
３）及び側面型（２４）で構成される。

上型（２２）の下面及び下型（２３）の上面には側面型
（２４）が嵌合する凹部（２５）　　（２６）が形成さ
れ、その凹部（２５）　　（２６）の周縁部は側面型（
２４）との嵌合を容易にするため、テーバ状に形成され
る。また、上型（２２）及び下型（２３）の凹部（２５
）（２６）には断熱材（２７）　　（２８）が露呈する
ように埋設され、後述するように加硫時、上記断熱材（
２７）　　（２８）により積層体の上部から下部に亘っ
て温度差がほとんどない状態に設定する。尚、上記断熱
材（２７）　　（２８）の材質又は寸法形状は積層体の
寸法形状により適宜選定される。更に、上型（２２）及
び下型（２３）の中央には、積層した硬質板の中心位置
合わせや、加硫後の免震支承の離型を容易にするための
鋼棒（２９）が挿通される貫通孔（３０）　　（３１）
が穿設される。上記鋼棒（２９）と硬質板（３４）の内
径差は小さい方がよく、０．２〜４■程度が好ましい。

次に、側面型（２４）は、加硫時の積層体のセツティン
グ及び加硫後の免震支承の離型を容易にするため、二分
割以上（図では三分割）のブロック（２４ａ）（２４ｂ
）（２４ｃ）に縦割すされた円筒形状をなす。各ブロッ
ク（２４ａ）（２４ｂ）（２４ｃ）は両端に突設された
フランジ部（３２）　　（３２）−でボルト締めにより
一体化される。各ブロック（２４ａ（２４ｂ　）　　（
２４ｃ　）には複数の棒状電熱ヒータ（３３）（３３）
　−が縦方向に埋設され、積層体の外側周面を囲繞する
ように配置される。

上記構成からなる金型（２１）を用いて加硫を行うに先
立って、上記金型（２１）にセツティングすべき積層体
を予備成形する。

まず、複数の硬質板（３４）　　（３４Ｌ−及び軟質の
ゴム状弾性板（３５）　　（３５）・・・を用意する。

各硬質板（３４）は、第３図に示すようにその中央に鋼
棒（２９）が挿通される貫通孔（３６）を有し、この貫
通孔（３６）の内径と上記鋼棒（２９）の外径との差は
０．５日とした。また、加硫前のゴム状弾性板（３５）
の厚みは、加硫後の免震支承での硬質板（３４，）　　
（３４，）−の間隔を規制する設計寸法よりも若干太き
目に設定する。これは側面型（２４）の高さ寸法が加硫
時におけるゴムの熱収縮分を見込んだ設計になっている
ためで、この熱収縮分はゴム配合によって異なる。ここ
で、硬質板（３４）　　（３４）−に対するゴム状弾性
板（３５）　　（３５）・−の成形重量は、加硫後の免
震支承での設計重量と同一であるため、加硫前のゴム状
弾性板（３５）での厚みが加硫後の設計寸法よりも大き
い分、上記ゴム状弾性板（３５）の外周端部を硬質板（
３４）の外周端部に揃えると、ゴム状弾性板（３５）の
中央に硬質板（３４）の貫通孔（３６）よりも大径の貫
通孔（３７）が形成され、硬質板（３４）の中心部が露
呈する空隙部（３８）が形成される。尚、この空隙部（
３８）は、後述するように加硫時、ゴム状弾性板（３５
）の外側局面から中心部へ向かうゴムの流動及び熱膨張
により完全に充填される。

次に、上述した複数の硬質板（３４）　　（３４Ｌ−と
ゴム状弾性板（３５）　　（３５）−・−とを交互に積
層する、この積層作業は第４図に示すように底板（３９
）の中央に支柱（４０）を立設した積層治具（４１）を
用いて行われる。即ち、硬質板（３４）　　（３４）−
とゴム状弾性板（３５）　　（３５Ｌ−とを、その貫通
孔（３６）　　（３７）に積層治具（４１）の支柱（４
０）を挿通させて硬質板（３４）　　（３４）・−を中
心位置合わせしながら交互に積層する。この時、その最
上下には硬質の受圧板（４２）　　（４３）が配置され
る。そして、第５図に示すように＊Ｎ作業を終了した積
層体（４４）の外周に帯板状の未加硫の外被ゴム（４５
）を巻き付ける。この外被ゴム（４５）の厚みは金型（
２１）の側面型（２４）の内径と硬質板（３４）　　（
３４）の外径との差の％よりもわずかに太き目に設定さ
れる。このようにして外被ゴム（４５）を巻着した積層
体（４４）を、加硫時間の短縮化を図るためにオーブン
内で予熱（例えば１００℃で６０分）する。

以上のようにして積層体り４４）を予備成形した後、金
型（２１）にセツティングして加硫を行う。

具体的には、予備成形した積層体（４４）を、その周囲
から三分割されたブロック（２４ａ）（２４ｂ）（２４
Ｃ）からなる側面型（２４）で締付け、下型（２３）及
び上型（２２）をその側面型（２４）に上下から嵌着す
ることにより上記積層体（４４）を金型（２１）内に密
封する。この状態で、第６図に示すように金型（２１）
の上下型（２２）　　（２３）と接する上下加圧盤（４
６）　　（４７）に−より上下型（２２）　　（２３）
を加圧する。そして、側面型（２４）に埋設した電熱ヒ
ータ（３３）　　（３３）・−による加熱で、積層体（
４４）をその外側局面から水平方向に中心部へ向けて熱
が伝わるように加熱する。この時、積層体（４４）の最
上下には上下型（２２）　　（２３）の断熱材（２７）
　　（２８）が配置されるので、上記積層体（４４）の
上部から下部に亘って均一に保温状態に設定されて温度
差がほとんど生じない。

一方、電熱ヒータ（３３）　　（３３）−・・の加熱に
より積層体（４４）の外側周面から水平方向に中心部へ
向けて温度勾配ができ、これにより積層体（４４）の外
側周面のゴムから速やかに昇温して流動化し、積層体（
４４）の中心部のゴムは温度が低いので流動化しない。

そして、加熱時間の経過と共に積層体（４４）の外側周
面から中心部へ向けてゴムが漸次加硫していく、尚、こ
の加熱時間の経過と共に積層体（４４）での外周部から
中心部に亘って水平方向の温度差もなくなり、最終的に
ほぼ等しくなる。上記積層体（４４）の外側局面から水
平方向に中心部へ向かうゴム加硫の進行により、積層体
（４４）の中心部近傍のゴムが昇温して流動化する時点
では、積層体（４４）の外側周面のゴムがすでに加硫し
ているため、硬質板（３４）　　（３４）−の間隔は保
持されて各ゴム状弾性板（３５）　　（３５）・・・の
厚みはその外側周面から中心部に亘って均一に確保され
る。この時、加硫前のゴム状弾性板（３５）（３５）−
・−の中心部近傍の空隙部（３Ｂ）　　（３８）−・−
は、上述した加硫の進行でゴムの流動及び熱膨張により
完全に充填される。従って、加硫後の免震支承での硬質
板（３４）　　（３４Ｌ−の間隔、即ち、ゴム状弾性板
（３５）　　（３５）−・・の厚みはその外側周面から
中心部に亘って設計寸法通りに所定値に確保される。尚
、外被ゴム（４５）は積層体（４４）の加硫と同時にそ
の積層体（４４）に加硫接着される。

ところで、本出願人は第１図及び第２図に示す金型（２
１）を用いて実験を行った。その時、側面型（２４）の
１ブロツク（２４ａ　）　　（２４ｂ　）　　（２４ｃ
　）に直径１６ｍ、×長さ９０鶴で２００Ｗの電熱ヒー
タ（３３）を８本埋設し、上下型（２２）　　（２３）
の凹部（２５）　　（２６）に、厚み２鶴、竺伝導率０
．１２Ｋｃａｌ／ｍｈ’ｃの断熱材（２７）　　（２８
）を埋設した。そして、上記金型（２１）に積層体（４
４）をセツティングした後、上下型（２２）　　（２３
）を上下加圧盤（４６）（４７）で加圧し、側面型（２
４）の温度を所定の加硫温度、例えば１５０℃に一定保
持した状態で積層体（４４）を加硫した。この時、第７
図に示すように積層体（４４）の内部の９箇所（Ａ）〜
（Ｉ）での温度測定を行い、第８図に示すような温度分
布特性が得られた。同図の特性曲線から明らかなように
、積層体（４４）の上部から下部に亘って温度差が生じ
ず、外側局面から中心部に向けて順次昇温していくこと
を確認した。また、本出願人は、加硫後の免震支承を金
型（２１）から取り外し、この免震支承を切断すること
により、ゴム状弾性板（３５）　　（３５）−・の厚み
が外側周面から中心部に亘って均一になっていることも
確認した。

向、上記実施例では、金型（２１）の側面型（２４）に
埋設した加熱手段として、電熱ヒータ（３３）（３３）
　−を用いた場合について説明したが、本発明はこれに
限定されることな（、例えば、第９図及び第１Ｏ図に示
すように水蒸気などの熱流体を用いて側面型（２４）の
各ブロック（２４ａ　）　　（２４ｂ　）（２４Ｃ）に
上下方向に亘って複数段（図では三段）のスチーム管（
４８）　　（４８）−を配設するようにしてもよく、上
記電熱ヒータ（３３）　　（３３）−或いは水蒸気など
の熱流体以外の加熱手段を用いてもよいのは勿論である
。

また、積層体（４４）の上下面を断熱する手段として、
断熱材（２７）　　（２８）を用いる以外にも、例えば
上下加圧１１（４６）　　（４７）に温度コントロール
装置を付設して熱の出入りがないように温調する等の種
々の方法を採用し得る。

本発明方法では、上記断熱材（２７）　　（２８）の代
わりに、金型上下部からの加熱により積層体（４４）の
上下面の外周縁部から中央部に向けて熱が伝わるように
積層体（４４）を加熱するようにしてもよい、具体的に
は、例えば、第１１図及び第１２図に示すように金型（
２１）の上下型（２２）　　（２３）に複数のリング状
電熱ヒータ（４９）　−（５０）・・−を同心状に夫々
埋設し、金型（２１）の側面型（２４）の電熱ヒータ（
３３）・−・の加熱により積層体（４４）の外側周面か
ら中心部に向けて熱が伝わるようにすると同時に、その
伝熱速度に合わせて上下型（２２）（２３）の電熱ヒー
タ（４９）−・−（５０）・−・の加熱により積層体（
４４）の上下面の外周縁部から中央部に向けて熱が伝わ
るように積層体（４４）を加熱する。尚、図では電熱ヒ
ータ（３３）　−・（４９）・・−（５０）−・を用い
たが、これの代わりにスチーム管等を用いてもよいのは
勿論である。

更に、上記実施例では、第３図に示すように加硫前のゴ
ム状弾性板（３５）の中心部近傍に空隙部（３８）を予
め設けるようにしたが、本発明方法ではこの空隙部（３
８）は必ずしも必要ではない。

以上説明した実施例は、単純積層タイプの免震支承の場
合であるが、硬質板とゴム状弾性板の積層体の中心部に
、高減衰能を有する粘弾性体を挿入、充填するための筒
形中空部を有した周囲拘束型の免震支承の場合も、同様
の方法で製造することができる。

この場合は、鋼棒（２９）の代わりに、第１３図に示す
ようにテーバ状の中子（５１）を用いる。これは、加硫
後、この筒形中空部（５２）に別途製造した粘弾性体を
挿入しやすくするためである。従って、粘弾性体を注入
する場合は、特に、テーバ形状とする必要はない。また
、このテーバ状の中子（５１）には、第１４図に示すよ
うに、縦方向に二個以上のブレード（５３）−が付けで
ある。これは、積層する硬質板（３４）の内径を中子（
５１）のテーバ面に沿って変える必要がないようにする
ためである。

また、積層体の上下面を断熱して側面から加熱する方法
として、上下型に断熱材を、側面型に伝熱ヒータ或いは
スチーム管などを埋設する方法を示したが、例えば免震
支承が小さい場合、第１５図に示すように側面型（２４
）に熱源を埋設せずに上下加圧盤（４６）　　（４７）
に熱源を設けて上下熱盤とし、その熱が側面から伝わる
ようにして製造することもできる。

尚、本発明方法は、上述した免震支承以外にも、例えば
、第１６図に示すように積層ゴムベアリングの製造にも
通用することが可能である。この場合、中子（５４）の
テーバ形状に沿って硬質板（３４）の内径を変えること
になる。

〔発明の効果〕

本発明方法によれば、積層体の加硫時、積層体の上下面
を断熱した状態で、金型周側部からの加熱により積層体
の外側周面から中心部に向けて熱が伝わるように上記積
層体を加熱したり、或いは積層体の上下面を断熱する代
わりに、金型周側部からの加熱に加えて金型上下部から
の加熱により積層体の上下面の外周縁部から中央部に向
けて熱が伝わるようにしたので、硬質板の間隔保持のた
めにその端部を支持することなく、単に硬質板とゴム状
弾性板を積層するのみで、ゴム状弾性板の厚みを均一に
確保することができ、外被ゴムを同時加硫接着できると
共に工数の低減化が容易に図れ、簡便な手段により品質
の良い積層ゴム体を提供できてその実用的価値は大であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１６図は本発明方法の実施例を説明するた
めのもので、第１図は本発明方法に使用する金型及び加
硫前の積層体を示す断面図、第２図は第１図の１−１線
に沿う断面図、第３図は硬質板及び加硫前のゴム状弾性
板を示す斜視図、第４図は第３図の硬質板とゴム状弾性
板の積層状態を示す斜視図、第５図は積層体に外被ゴム
を巻付ける状態を示す斜視図、第６図は第１図の金型及
び上下加圧盤、並びに加硫後の積層ゴム体を示す断面図
、第７図は本出願人が行った実験に基づく積層体での温
度測定ポイントを示す部分断面図、第８図は第７図の温
度測定ポイントでの加硫温度を示す時間−温度特性図、
第９図は金型の他の例を示す断面図、第１０図は第９図
のｎ−ｎ線に沿う断面図、第１１図は第１図の金型にお
ける断熱材の代わりに上下型に電熱ヒータを埋設した金
型及び加硫前の積層体を示す断面図、第１２図は第１１
図の平面図、第１３図は第１図の金型及び中心部に筒形
中空部を有し、中子を挿入した状態の加硫前の積層ら加
熱する手段を説明するための上下熱盤及び加硫後の積層
ゴム体を示す断面図、第１６図は本発明方法を積層ゴム
ベアリングの製造に通用した場合の金型及び加硫前の積
層体を示す断面図である。 第１７図乃至第１９図は積層ゴム体の従来製法で使用す
る金型の二側を示す各断面図である。 （２１）　−金型、　　（２４）　−金型周側部（側面
型）、（３４）　−硬質板、（３５）　−・ゴム状弾性
板、（４４）　−一・積層体。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の硬質板とゴム状弾性板とを交互に積層した
   積層体を金型内に密封して加硫により一体化するに際し
   、積層体の上下面を断熱した状態で、金型周側部からの
   加熱により積層体の外側周面から中心部に向けて熱が伝
   わるように上記積層体を加熱することを特徴とする積層
   ゴム体の製造方法。
2. （２）複数の硬質板とゴム状弾性板とを交互に積層した
   積層体を金型内に密封して加硫により一体化するに際し
   、金型周側部からの加熱により積層体の外側周面から中
   心部に向けて熱が伝わると共に、この伝熱速度に合わせ
   て金型上下部からの加熱により積層体の上下面の外周縁
   部から中央部に向けて熱が伝わるように上記積層体を加
   熱することを特徴とする積層ゴム体の製造方法。