JPH11336838A - 滑り支承装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 滑り接触を利用することにより、従来
の積層ゴムに比べて大きな水平変位に対応することがで
き、しかも水平変位が小さい場合にも復元力が働き、固
体摩擦が発生せず、安定した減衰力が得られる。 【解決手段】 ゴム状弾性体からなる筒体２４とその
上下の開口端を塞ぐ上部取付け板２１および下部取付け
板２２とで形成された密閉箱内に複数枚の剛性板２６を
積み重ねて粘性流体と共に封入し、剛性板２６同士を粘
性流体を介して接触させ、剛性板２６間の滑りにより筒
体２４を弾性的に変形させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、構造物とその下
のベースとの間に介設して上記構造物の水平移動を許容
する滑り支承装置に関し、水平方向に伸縮または振動す
る橋、建物、車両の車体その他の支持に利用される。

【０００２】

【従来の技術】構造物、例えば橋の伸縮や振動による一
端の水平移動を許容する支承装置として複数枚の硬質板
の滑り接触とゴムの剪断変形を利用したものが知られて
いる。図１は、その一例を示し、１は下部鋼板で、基礎
上に固定されている。この下部鋼板１の上にゴム支承体
２および鉄板３を介してフッ素樹脂板４が固定され、こ
のフッ素樹脂板４の上面が滑り面を構成している。そし
て、このフッ素樹脂板４の上に鉄板製の上側滑り支承板
５が重ねられ、この滑り支承板５が可動支承板６を介し
て橋架（図示されていない）の一端下面に固定される。
なお、橋架の他端は基礎にヒンジで連結される。

【０００３】上記の滑り支承装置では、橋架の一端の水
平変位（矢印Ｐ参照）に対し、ゴム支承体２の剪断変形
反力および滑り面の滑り抵抗のバランスにより、ゴム支
承体２が変形したり、滑りが発生したり、または両者が
混在したりするが、変位に対する復元力はゴム支承体の
ゴム弾性のみによるため、滑りのみが生じた際は復元力
が働かない。また、滑り面は固体摩擦であるため、摩擦
力がばらつき易く、変位に対する減衰力が不安定にな
り、また滑り面の面積が小さく、その平滑性が損なわれ
易く、滑り抵抗が増大する等の問題があった。

【０００４】また、減衰力のあるゴム支承のみを利用し
た装置として、図２の鉄道車両用空気ばねが知られてい
る。図２において、１０はゴム製の円筒状ダイアフラム
であり、その上端ビード部がトッププレート１１の下面
に固定され、下端ビード部がロアープレート１２の外周
部に固定され、このロアープレート１２の下に上部基板
１３と、１枚交互に重ねられたドーナツ形の複数枚のゴ
ム板１４および硬質板１５と、下部基板１６とを加硫接
着により一体化してなる積層ゴム１７が固定され、上記
トッププレート１１の下面中央にスライドプレート１８
が、またロアープレート１２の上面にフッ素樹脂板１９
がそれぞれ固定されている。なお、トッププレート１１
の上面中央には、空気供給用の中空軸１１ａが、また下
部基板１６の下面中央には台車側に接続するためのノッ
クピン１６ａがそれぞれ突設されている。

【０００５】この図２の装置では、積層ゴム１７の水平
方向変位がゴム板１４の剪断変形に依存するので、その
大きさをあまり大きくとれない。したがって、ダイアフ
ラム１０の膨らみを大きくしてダイアフラム１０にも水
平方向変位を分担させる必要があり、そのため外径寸法
が大きくなっていた。また、ダイアフラム１０および積
層ゴム１７の中空部に空気が封入されずに水平変位が生
じる場合に備え、スライドプレート１８とフッ素樹脂板
１９の組み合わせを用い、その対向面で滑り接触させる
構造になっているため、滑りによる摩損が生じていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、滑り接触
を利用することにより、従来の積層ゴムに比べて大きな
水平変位に対応することができ、しかも水平変位が小さ
い場合にも復元力が働き、固体摩擦が発生せず、安定し
た減衰力が得られるようにしたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の滑り支承装置
は、ゴム状弾性体からなる筒体とその上下の開口端を塞
ぐ上部取付け板および下部取付け板とで形成された密閉
箱内に複数枚の剛性板を積み重ねて粘性流体と共に封入
し、剛性板同士が粘性流体を介して接触し、剛性板間の
滑りにより筒体が弾性変形するようにしたことを特徴と
する。

【０００８】この発明では、複数枚の剛性板が滑り接触
をするので、単なるゴム支承体やゴム板と硬質板とから
なる積層ゴムに比べて大きな水平変位に対応することが
できる。そして、粘性流体の剪断抵抗が特に速い滑りに
対して抵抗力（減衰力）として働くが、剛性板相互の接
触が固体接触でなく、粘性流体を介した滑り接触である
ため、剛性板相互間の摩擦抵抗およびそのばらつきが固
体摩擦に比べて大幅に低下し、減衰力が安定する。しか
も、剛性板がゴム状弾性体製の筒体に封入されており、
ゴム状弾性体の剪断変形および剛性板の滑りが並列に作
用するので、水平変位に対するゴム状弾性体の復元力お
よび滑りに対する粘性流体の粘性抵抗を個別に調整する
ことができる。また、剛性板間の滑り変位によってゴム
状弾性体も変形するので、小さい滑り変位に対しても復
元力を働かせることができる。

【０００９】上記の粘性流体は、ゴム状弾性体に影響を
与えず、剛性板間に流体膜を形成するものであればよ
く、ポリイソブチレン、水ガラス、ピッチ、シリコーン
オイル等が例示されるが、特にシリコーンオイルが好ま
しい。そして、その粘度の選択により減衰力を調整する
ことができる。

【００１０】上記の滑り支承装置は、橋架や建物など固
定構造物とその基礎間に、または車両の台車と車体間に
直接介在させてもよく、または任意の緩衝装置、例えば
前記の積層ゴムまたはダイアフラム式空気ばねを直列に
接続した複合形態で介在させてもよい。

【００１１】積層ゴムと軸線方向に直列に接続して使用
した場合は、免震装置として、積層ゴムの水平変形と上
記剛性板間の滑り変位とにより、更に大きい変位に対応
することが可能になり、その際、粘性流体の粘性により
水平方向振動の減衰作用を選択することが可能になる。

【００１２】ダイアフラム式空気ばねと軸線方向に直列
に接続して使用した場合は、車両用の空気ばね、とりわ
けボルスタレス台車のような水平変位の大きい空気ばね
の変位に対応することが可能になり、空気が抜けた場合
のストッパー部にテフロン等の滑り部材を空気ばね側に
設けなくても、上記剛性板の滑り支承装置がその機能を
果たすことになる。また、粘性流体は、速い変位に対し
て抵抗が大きく、遅い変位に対して抵抗が小さいので、
上記空気ばねを車両用に用いた場合、その水平方向の動
特性を改良することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】実施形態１ 図３において、２１は円板形の上部取付け板であり、下
面中央に段部を介して円形突部２１ａが平坦に形成さ
れ、上面には上記円形突部２１ａを囲むように複数個の
ボルト用座ぐり孔２１ｂが、またその外側に複数個のボ
ルト孔２１ｃが穿孔されている。この上部取付け板２１
の下方に位置する下部取付け板２２は、上部取付け板２
１と対称形に形成され、上面中央に円形突部２２ａが形
成され、下面には複数個のボルト用座ぐり孔２２ｂおよ
び複数個のボルト孔２２ｃが同心状に穿孔されている。

【００１４】上記の下部取付け板２２上にその円形突部
２２ａに嵌合するリング２３を介しゴム円筒（筒体）２
４が固定される。このゴム円筒２４は、その両端に加硫
接着で一体化されたリング２３と内径および外径が等し
く形成され、リング２３は上記円形突部２１ａ、２２ａ
と等しい厚みを有している。そして、ゴム円筒２４の下
端のリング２３が下部取付け板２２の座ぐり孔２２ｂか
ら挿入されたボルト２５で下部取付け板２２に固定され
る。同様に、ゴム円筒２４の上端のリング２３が上部取
付け板２１の座ぐり孔２１ｂから挿入されたボルト２５
で上部取付け板２１に固定され、ゴム円筒２４が上下の
取付け板２１、２２で密閉される。

【００１５】上記のゴム円筒２４には、あらかじめ多数
枚の剛性板２６が粘性流体（シリコーンオイル）と共に
重ねて挿入される。この剛性板２６は、鋼板をゴム円筒
２４の内径とほぼ等しい直径に打抜き、外周を丸く面取
りしたものであり、その重ね枚数は、積み上げ高さがゴ
ム円筒２４の高さと等しくなる程度に設定される。そし
て、ゴム円筒２４に粘性流体と共に充填され、剛性板２
６相互の接触面に粘性流体の油膜が形成される。

【００１６】上記の滑り支承装置２０は、温度の昇降に
伴って水平方向に伸縮する橋架や建物など固定構造物の
一端下面と基礎との間に介設して使用することができ
る。その際、下部取付け板２２がボルト孔２２ｃに通し
たボルトで基礎側の任意部材に接続され、上部取付け板
２１がボルト孔２１ｃに通したボルトで橋架側の任意部
材に接続される。そして、橋架等の伸縮や振動により、
その一端が水平方向に変位すると、隣接する剛性板２６
間に滑りが生じ、この滑りに応じてゴム円筒２４が変形
して傾斜し、橋架等の一端の水平変位を可能にする。こ
の場合、剛性板２６がゴム円筒２４で保護されており、
かつ剛性板２６間に粘性流体が介在するため、多数枚の
剛性板２６の滑り量が均一となり、全体として大きい変
位を可能にする。

【００１７】実施形態２ 図４において、２０は上記図３の滑り支承装置であり、
その上部取付け板２１上に積層ゴム３０が接続されてい
る。積層ゴム３０は、上部基板３１と下部基板３２との
間にドーナツ形のゴム板３３および硬質板（鋼板）３４
を１枚交互に重ね、加硫接着により一体化して作られ、
その下部基板３２が滑り支承装置２０の上部取付け板２
１にボルト（図示されていない）で接続される。そし
て、この積層ゴム３０と直列に接続された滑り支承装置
２０は、実施形態１と同様に、固定構造物とその基礎と
の間に介在させて使用することができる。

【００１８】実施形態３ 図５に示す実施形態３は、車両用としてダイアフラム式
空気ばね４０と直列に接続した実施形態を示す。この図
５において、上記の空気バネ４０は、ゴム製の円筒状ダ
イアフラム１０、トッププレート４１およびロアープレ
ート４２で構成されている。上記のトッププレート４１
は、円筒状ダイアフラム１０を覆う円板状に作られ、上
面中央に空気供給用の中空軸４１ａが突設され、下面に
上記ダイアフラム１０の上端ビード部と係合するビード
リング４１ｂが突設され、このビードリング４１ｂの内
側にゴム製のストッパ４３が、また外側にゴム製のビー
ド押さえ４４がそれぞれ固定されている。一方、ロアー
プレート４２は、上記ダイアフラム１０の下端ビード部
よりも大径の円板状に作られ、上面縁部に沿ってダイア
フラム１０の下端ビード部と係合するビード押さえ４２
ａが形成され、このビード押さえ４２ａの内側にボルト
取付け用の座ぐり孔４２ｂが複数個穿孔されている。

【００１９】上記の空気ばね４０の下に接続される滑り
支承装置５０は、上記のロアープレート４２、下方の下
部取付け板５１、この下部取付け板５１上に立設したゴ
ム円筒５２、このゴム円筒５２の上端に固定した上部リ
ング５３、この上部リング５３およびゴム円筒５２の内
側に重ねて充填した多数枚の剛性板５４および粘性流体
で構成され、ロアープレート４２が滑り支承装置５０の
上部取付け板を兼ねている。上記の下部取付け板５１の
下面中央には、車両の台車に取付けるためのノックピン
５１ａが突設されている。また、下部取付け板５１、ゴ
ム円筒５２および上部リング５３は、加硫接着で互いに
一体化され、上部リング５３がロアープレート４２の下
面にボルト５５で固定される。

【００２０】この実施形態３の滑り支承装置５０は、下
端の下部取付け板５１がノックピン５１ａで車両の台車
に取付けられ、上部取付け板（ロアープレート）４２が
空気ばね４０を介して中空軸４１ａで車両の車体に取付
けられる。この場合、滑り支承装置５０が従来の積層ゴ
ム（図２参照）に比べて大きい水平方向変位に対応でき
るため、ダイアフラム１０の膨らみ部を小さくすること
ができる。

【００２１】

【発明の効果】上記のとおり、この発明に係る滑り支承
装置は、従来のゴム支承体や積層ゴムに比べて大きな水
平変位に対応することができ、従来の滑り支承装置に比
べて剛性板相互間の摩擦抵抗およびそのばらつきが大幅
に低下し、減衰力が安定し、かつ小さい滑り変位に対し
ても復元力を働かせることができ、橋架や建物など固定
構造物とその基礎間に、または車両の台車と車体間に直
接介在させ、または任意の緩衝装置と直列に接続した複
合形態で介在させて使用することができる。

【００２２】特に請求項２に記載した発明のように、積
層ゴムと直列に接続した場合は、免震装置として用いた
際、水平方向の大きい変位に対応することが可能であ
り、また請求項３に記載した発明のように、ダイアフラ
ム式空気ばねと直列に接続した場合は、空気ばねとし
て、水平方向の大きい変位に対応することが可能にな
り、従来のダイアフラムと積層ゴムとを接続したものに
比べて小型化が可能になる。そして、粘性流体は、速い
変位に対して抵抗が大きく、遅い変位に対して抵抗が小
さいので、空気ばねとしての水平方向の動特性を改良す
るのに有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の滑り支承装置の一例を示す縦断面図であ
る。

【図２】従来の積層ゴムとダイアフラムを用いた空気ば
ねの縦断面図である。

【図３】実施形態１の縦断面図である。

【図４】実施形態２の縦断面図である。

【図５】実施形態３の縦断面図である。

【符号の説明】

１０：ダイアフラム ２０、５０：滑り支承装置 ２１、４２：上部取付け板 ２２、５１：下部取付け板 ２３、５３：リング ２４、５２：ゴム円筒（筒体） ２６、５４：剛性板 ３０：積層ゴム ３１：上部基板 ３２：下部基板 ３３：ゴム板 ３４：硬質板 ４０：ダイアフラム式空気ばね ４１：トッププレート ４２：ロアープレート ４３：ストッパ ４４：ビード押さえ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ゴム状弾性体からなる筒体とその上下の
   開口端を塞ぐ上部取付け板および下部取付け板とで形成
   された密閉箱内に複数枚の剛性板を積み重ねて粘性流体
   と共に封入し、剛性板同士が粘性流体を介して接触し、
   剛性板間の滑りにより筒体が弾性変形するようにしたこ
   とを特徴とする滑り支承装置。
2. 【請求項２】 上部取付け板または下部取付け板に複数
   枚のゴム板および硬質板を交互に積層してなる積層ゴム
   を接続した請求項１に記載の滑り支承装置。
3. 【請求項３】 上部取付け板または下部取付け板にダイ
   アフラム式空気ばねを接続した請求項１記載の滑り支承
   装置。