JPH0464745A - 免震支持装置 - 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） この発明は、建物、橋梁および機械装置等の構造体を下
から支えて上記構造体に地震または付近を連通する車両
の振動等を伝えないようにするための免震支持装置に関
するものである。

（従来の技術） 建物、橋梁および機械装置等の構造体を下から支えて上
記構造体に地震または付近を通過する車両の振動等を伝
えないようにするための免震支持装置として、平面状に
配列された複数個の弾性柱状体と、これら複数個の弾性
柱状体を覆う安定盤とを交互に積み重ねて上記弾性柱状
体を多段に配置すると共に、各段の弾性柱状体を上記の
安定盤で連結した構造のものにおいて、地震発生時の共
振を避けるため、上記安定盤の一部を中空に形成して安
定盤の質量を軽減し、これにより上記免震支持装置の固
有振動数を低下することが知られている（特開昭６２−
２２４７５０号公報参照）。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記公知の装置は、安定盤の一部を中空
に形成して軽量化するものであるから、安定盤の強度を
維持する必要上、軽量化にも限度があり、そのため固有
振動数の低下が不十分になって共振の際の振動伝達率が
大きいという問題があった。また、弾性柱状体がゴムと
鉄板とを交互に積層したものであるため、等価粘性減衰
率が低（て減衰性能が不足し、そのため弾性柱状体を中
空の筒状に形成し、その中心孔に鉛等の粘性体を封入す
る等の手段により、ダンパーを設置する必要が生じ、小
型化することができなかった。なお、上記の等価粘性減
衰率は、第１１図において、横軸に変位δ、縦軸に力Ｐ
をとって描いた弾性ヒステリシスループの面積をＳ、縦
軸方向の長さをａ、横軸方向の長さをｂとしたとき、次
式で算出されるｈｅｑである。

この発明は、弾性柱状体の減衰性能を高めることにより
、共振点以外の領域においてはもちろん、共振点におい
ても振動伝達率を低下させ、これにより、ダンパーを必
要としない免震支持装置を提供するものである。

（課題を解決するための手段） この発明の免震支持装置（第１図参照）は、ゴム状弾性
体からなる多数個の弾性柱状体２が一平面内に並ぶ複数
個を１組として上下方向の多段に、かつ上下の段の弾性
柱状体２．２間に上記１組の弾性柱状体２にまたがる支
持板１を介して積み重ねられ、上記の支持板１および弾
性柱状体２が両者の接触部で一方を他方に嵌合して連結
されており、上記の弾性柱状体２がゴム中に有機繊維コ
ードを水平に、かつ多層に配置して形成されていること
を特徴とする。なお、第１図において、Ｍは構造体、Ｂ
は基礎である。

上記の支持板１および弾性柱状体２を連結するには、第
２図において支持板１に形成された四部１ａと弾性柱状
体２の端部とを嵌合してもよく、また第２図において弾
性柱状体２の端面に開口する凹部２ａと、支持板１に突
設された突起１ｂとを嵌合してもよい。なお、弾性柱状
体２の両端に鉄板等の硬質板２ｂ　（第２図参照）を固
着することができる。

弾性柱状体２に使用するゴムは、前記の等価粘性減衰率
が５０％以下の通常ゴムまたは高減衰ゴムのいずれでも
よく、高減衰ゴムを使用した場合は、特に高い減衰率が
得られる。

高減衰ゴムとしては、Ｉ、２ブタジエンゴム、ブチルゴ
ム、ビニルイソプレンゴム、シリコーンゴム、ノーソレ
ックス等の側鎖を多く有し、それ自体が単独で高減衰率
のゴム、及びこれらの側鎖を多（有するゴムと例えば天
然ゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレン
デイエンゴム、ニトリルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、
クロロプレンゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジェ
ンゴム、ブタジェンゴム、エチレン酢ビゴム、可塑化ビ
ニルゴム等の汎用ゴムとを混合し、上記の減衰率を１０
〜５０％に調整したゴム、または上記の汎用ゴムにグラ
ファイト、マイカ、酸化チタン、アスベスト、粉末アル
ミナ、セミコンカーボン、タルク、クレー等の充填材を
混入し、上記の減衰率に調整したゴム等が挙げられる。

上記の高減衰ゴムおよび汎用ゴム等のゴム中に配置され
る有機繊維コードは、ナイロン、ポリエステル、ポリプ
ロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、綿、レーヨ
ン等の有機繊維からなるものであり、上記繊維の曲げ弾
性率は５００ｋｇ／■２以下、特に３００ｋｇ／■２以
下が好ましい。そして、上記の繊維コードが好ましくは
５■以下、特に３閣以下のピッチで配列されてすだれ織
およびメツシュ等の目の粗い織物に製織される。

この発明の弾性柱状体２は、上記の織物に前記の汎用ゴ
ムまたは高減衰ゴムをトッピングし、得られたシート状
のトッピングゴムを円形、正方形等の任意形状に切断し
、この切断されたトッピングゴムのみを多数枚積層し、
金型に装着し加硫接着により一体化して製造することが
でき、この場合は上記の織物が支持板１と平行に、かつ
多層に配置される。また、上記のトンピングゴムと、ゴ
ム製の板またはシートとを交互に積層し、これらを加硫
接着してもよい。

上記のトッピングコードを積層する際、その−部に鉄板
等の硬質板を介在させることができる。

ただし、上下方向に並ぶすだれ織またはメツシュのピッ
チ、すなわちコードのピッチは、８閣以下、特に３閣以
下が好ましく、トッピングコードの厚みが大きいときは
、トッピングコードのみを積層してゴムの板またはシー
トの積層を省略することが好ましく、弾性柱状体２中の
繊維コードの占有体積は、弾性柱状体の全体積の５〜５
０％、特に１０〜５０％に設定することが好ましい。

上記の高減衰ゴムまたは汎用ゴムを使用したトッピング
コードの積層に際しては、均一性を高めるためにコード
の方向を層ごとに所望の角度ずつ、例えば４５度または
９０度ずつ位相を順にずらせて積層することが好ましい
。

また、円板状のトッピングコードを積層する代わりに、
弾性柱状体２の高さと同じ幅を有する長尺のトッピング
コードを巻き芯上に多層に巻き付け、所望の直径になっ
たものを加硫してもよく、この場合は支持板１と平行な
平面内に渦巻き線状のコードが位置し、このコードが支
持板１と平行に、かつ多層に配置される。

上記のようにシート状のトッピングコードを弾性柱状体
２の１個分ずつ積層し、金型に入れて加硫する代わりに
、上記のトッピングコードから多数枚の孔あき円板を切
り取り、これを棒状の巻き芯に嵌め込んで両端にフラン
ジ円板を固定したり、２枚のフランジ円板の間の巻き芯
に幅の広い長尺のトッピングコードを巻き付けたりして
上記弾性柱状体２の複数個分に相当する長さの円柱状複
合体を成形し、この円柱状複合体に布を巻付けて締付は
固定し、これを巻き芯と共に加硫缶に入れて高温の空気
または蒸気で加熱し、加硫終了後の円柱状複合体を所望
の長さに切断して弾性柱状体２を製造することができる
。

この場合、上記のトッピングコード間にゴム板または鉄
板等を適宜に介在させてもよい。なお、上記の円柱状複
合体に布を巻き付けて固定する代わりに、周方向の複数
部分に分割可能な割り筒を被せて締付は固定してもよく
、また外側支持円筒と内側ゴムチューブとからなる二重
構造の加硫用チューブを被せ、この加硫用チューブに高
温高圧の流体を導入して上記内側ゴムチューブを円柱状
複合体の表面に圧接してもよい。

しかして、横振動だけでなく、縦振動も吸収する必要が
ある場合は、第４図に示すように、多段に重なる弾性柱
状体中の一部の段の弾性柱状体を、上記の繊維コードを
有しない防振ゴム製とすることができる。

（作用） 上記の弾性柱状体２の複数個を上下の平行な支持板１の
間に介在させ、上記の支持板１および弾性柱状体２を連
結し、これを複数段に積み重ね、任意の構造体Ｍとその
基礎Ｂとの間に介在させると、上記の弾性柱状体２が縦
振動および横振動の双方を吸収する。そして、弾性柱状
体に有機繊維コードがすだれ織やメツシュ等の織物の形
、または渦巻き線の形で支持板】と平行に、かつ多層に
配置されることにより、支持板１と平行なコード層の上
下のゴム層がコード層のコート間隙を貫通するゴムによ
って連結され、ゴム層とコード層の結合が強化され、か
つ縦剛性が鉄板とゴム板の積層体と同程度に向上して高
荷重に耐えることができると共に、横剛性がゴム単体の
ものと同程度に維持されて大きい横振動を吸収する。特
にゴムとして汎用ゴムを使用し、繊維コードの占有体積
を全体積の５〜５０％に設定することにより、１０％以
上の等価粘性減衰率が得られ、共振点においても振動伝
達率が著しく低下すると共に、縦剛性が所望の水準に維
持される。ただし、上記の占有体積が５０％を超えると
、弾性が不足して歪みが回復しなくなる。一方、ゴムと
して等価粘性減衰率１０〜５０％の高減衰ゴムを使用し
た場合は、弾性柱状体２として１５％以上の高い等価粘
性減衰率が得られ、振動伝達率が更に低下し、地震等に
よる振動を一層迅速に減衰させることができる。ただし
、ゴムの等価粘性減衰率が１０％未満では、特に高減衰
ゴムを使用した効果が得られず、反対にゴムの等価粘性
減衰率が５０％を超えると、歪みの回復力が不足し、か
つ粘着性が増して成形が困難になる。

なお、第４図に示すように、多段に並ぶ弾性柱状体のう
ち、一部の段の弾性柱状体を上記の繊維コードが積層さ
れた弾性柱状体２とし、他の段の弾性柱状体を、繊維コ
ードを有しない防振ゴムからなる弾性柱状体３とした場
合は、繊維コードを有する弾性柱状体２が水平方向の免
震機能を受は持ち、繊維コードを有しない防振ゴム製の
弾性柱状体３が鉛直方向の防振機能を受は持つ。

また、弾性柱状体２の製造に際し、その複数個分に相当
する長さの円柱状複合体を成形し、これに布を巻付けた
り、割り筒または二重構造の加硫用チューブを被せたり
して加硫した場合は、弾性柱状体２を１個ずつ成形して
金型で加硫する場合に比べ、金型を節約し、加硫に要す
る時間を短縮することができる。

（実施例） 実施例１ ポリエステル繊維コードを経糸に使用してすだれ織を製
織し、このすだれ織をレゾルシンホルマリンで処理した
のち、天然ゴム７０部、ビニルイソプレン３０部、カー
ボン４０部、オイル２５部、老化防止剤８部、加硫剤１
１部からなる高減衰ゴム（ＪＩＳ−Ａゴム硬度：４５度
、等価粘性減衰率：１５％）をトッピングしてトッピン
グコード（厚み１．２１）を作成し、これを切り抜いて
得られた第５図の孔あき円板１０を、そのコード１１の
方向を４５度ずつ順にずらして積層し、加硫して第６図
に示すように外径５０閣、内径２０■、高さ５０■、等
価粘性減衰率２８％の弾性柱状体２を製作した０次いで
、この弾性柱状体２を（第１図参照）、Ｎ１ｍ、横２ｍ
の長方形の２枚の支持板１．１間に縦間隔５０ｃｍ、横
間隔６５ｃｍで合計１２個配置し、上側の支持板ｌ上に
重量２トンの構造体を取付けた。

実施例２ ゴムとして天然ゴム１００部、カーボン４０部、オイル
２５部、老化防止剤８部、加硫剤１１部からなる汎用ゴ
ム（ＪＩＳ−Ａゴム硬度：４０度、等価粘性減衰率：３
．５％）を使用する以外は、実施例１と同様にし等価粘
性減衰率が１５％の弾性柱状体２を製作し、これを実施
例１と同様に支持板１．１間に配置した。

実施例３ 第７図に示される直径２０■、長さ１６５ｍの巻き芯２
１の一端にフランジ２２を固定し、上記の巻き芯２１に
実施例１のトッピングコードから得られた孔あき円板１
０を上記のフランジ２２から１ｍの範囲に嵌装して積層
し、巻き芯２１の他端にフランジ２２を固定して円柱状
複合体２０を成形し、この円柱状複合体２０に布を多層
に巻いて締付は固定し、これを加硫缶に入れて高温の蒸
気で加硫し、しかるのち上記の円柱状複合体２０を取り
出し、ｌ０ＣＩＩの長さに切断して１０個の弾性柱状体
２を得、これを実施例１と同様に支持板１．１の間に配
置した。

実施例４ 実施例３の巻き芯２１に実施例１のトッピングコードか
ら得られた孔あき円板１０と、実施例１の高減衰ゴムか
らなる厚み１．１閣の孔あき円板２３とを交互に嵌装し
、他端にフランジ２２を固定し、上記の積層後に上記の
コード製の孔あき円板１０および高減衰ゴム製の孔あき
円板２３の外周に上記と同じ高減衰ゴムの被覆層２４を
形成して円柱状複合体２５とし、これを実施例３と同様
にして加硫し、切断して弾性柱状体２を得、これを支持
板１．１の間に配置した。

実施例５ 実施例３．４と同じ巻き芯２１に、第９図に示すように
、実施例１のトッピングコード（幅１．Ｏｍ）２６を巻
き付けて円柱状複合体を成形し、これを加硫缶に入れて
加硫したのち切断し、繊維コード２７がフランジ２２に
平行な平面内で渦巻き線状に配置された弾性柱状体２を
得、これを支持板１．１間に配置して免震支持装置を製
作した。

実施例６ 第１０図に示すように、巻き芯２Ｉの左右のフランジ２
２．２２間に同様のフランジ２２を５０ｍ間隔に固定し
、各フランジ２２．２２間に幅５０■のトッピングコー
ド２８を巻き付け、多数個の弾性柱状体が並ぶ円柱状複
合体２９を成形し、これを加硫したのち、フランジ２２
の位置で分割して弾性柱状体２を得、これを第１図の上
下の支持板１．１間に同様に配置した。

実施例７ 天然ゴム１００部、充填剤および補強剤１００部、オイ
ル１７部、安定剤および加硫促進剤１３部、加硫剤３部
からなるゴム組成物を使用し、直径１００腸、高さ４０
■の円柱を成形し、その上下両端に厚み１．６閣の鉄板
を重ね、加硫して硬さがＪＩＳ−Ａ　６０度、伸び４５
０％、破断強度１９０ｋｇ／ｃｊの防振ゴム製の弾性柱
状体３（第４図参照）を作成した。この防振ゴム製弾性
柱状体３を１５個、上段側２枚の支持板（縦１ｍ、横２
ｍ）１．１間に縦間隔３０ＣＩＩ、横間隔２（ＩｃＩＩ
で配置し、下段側に実施例１０トンピングコードからな
る弾性柱状体（内径２０閣、外径５０閣、高さ５０腫）
を６個配置して免震支持装置を作成し、上側の支持板ｌ
上に重量６トンの構造体を取付け、上下方向に２０Ｈｚ
の振動を与えたところ、下方の基礎部に対する振動は約
１７１０に減少した。

（発明の効果） この発明は、上下の平行な支持板間にゴＬ状弾性体から
なる複数個の弾性柱状体を介在させたものであり、この
弾性柱状体がゴムに繊維コードを弾性柱状体の軸線方向
と直角な平面に沿って多層に配置したものであるから、
繊維コードのピッチ、ゴム自体の減衰率を適当に選択す
ることにより、弾性柱状体の減衰率を所望の大きさに増
大して等価粘性減衰率を８％以上に増大することができ
、特にゴム自体の等価粘性減衰率が大きい高減衰ゴムを
選択使用することにより、減衰率をさらに一層増大する
ことができ、そのため共振点から外れた振動であっても
、また共振点の位置の振動であっても、その振動の伝達
率が大幅に低下する。また、請求項２に記載された発明
のように、一部に上記の繊維コードを有しない防振ゴム
を配置した場合は、横振動以外に縦振動が吸収される。

そして、この発明では、水平に並ぶ多数の弾性柱状体と
これらにまたがる支持板とを、両者の接触部で単に一方
を他方に嵌合することにより連結するので、上記弾性柱
状体を容易に配置することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の使用状態の正面図、第２図
および第３図は支持板に弾性柱状体を取付けた状態の縦
断面図、第４図は使用状態の他の例の正面図、第５図は
実施例１のトッピングコードを重ねる状態の分解斜視図
、第６図は弾性柱状体の斜視図、第７図は実施例３０円
柱状複合体の正面図、第８図は実施例４の円柱状複合体
の正面図、第９図は実施例５の円柱状複合体の成形状態
の斜視図ご第１０図は実施例６の円柱状複合体の正面図
、第１１図は減衰率の説明図である。 Ｍ：構造体、Ｂ：基礎、ｌ：支持板、２：トッピングコ
ード装弾性柱状体、３：防振ゴム装弾性柱状体、１０：
トンピングコードの孔あき円板、２７：繊維コード。 第１図 第２図 第３図 特許出願人　　東洋ゴム工業株式会社 代理人　弁理士　　　吉　１）了　司 第５図 フｎ 第７図 第６図 第１１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕ゴム状弾性体からなる多数個の弾性柱状体が一平
   面内に並ぶ複数個を１組として上下方向の多段に、かつ
   上下の段の弾性柱状体間に上記１組の弾性柱状体にまた
   がる支持板を介して積み重ねられ、上記の支持板および
   弾性柱状体が両者の接触部で一方を他方に嵌合して連結
   されており、上記の弾性柱状体がゴム中に有機繊維コー
   ドを水平に、かつ多層に配置して形成されていることを
   特徴とする免震支持装置。 〔２〕多段に配列された弾性柱状体中の一部の段の弾性
   柱状体が有機繊維コードを有しない防振ゴムからなり、
   他の段の弾性柱状体がゴム中に有機繊維コードを水平に
   、かつ多層に配置して形成されている請求項１記載の免
   震支持装置。