JPH1144122A - 積層ゴム支承体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加硫接着工程及びダンパーを不要にしつつも
十分な免震効果を得られる積層ゴム支承体を提供する。 【解決手段】 上下の両取付けフランジ１，２の間に剛
性板３とゴム状弾性板４とを交互に積層した積層体５を
介装する。各ゴム状弾性板を上下から挟む両剛性板との
境界面を非接着状態にして大変形時のハードニング（硬
化）を防止するとともに、接着型のものの場合に必要に
なる一体加硫接着工程を省略する。加えて、積層体の中
心軸に沿って鉛性の柱状エネルギー吸収体６を貫通させ
て配設し、免震装置として用いた場合であっても、積層
ゴム支承体単独で入力加速度の低減化と、エネルギー吸
収体の塑性変形による揺動の減衰との双方を行い得るよ
うにしてダンパーを不要とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、上下方向に交互に
積層された複数の剛性板とゴム状弾性板とを備え、例え
ば建築物等の重量物とそれを支持する地盤側の基礎との
間に配設されて地盤側からの地震動の伝播を遮断・絶縁
する免震等に利用される積層ゴム支承体に関し、特に、
接着工程およびダンパー等を不要にし得る積層ゴム支承
体に係る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、建築物の自重を安定性よく支
持しながら地震発生時には免震機能を果たす免震装置が
知られている。このような免震装置としては、一般に、
地震発生時に上記建築物を地震動の周期よりも長周期で
水平方向に低速で揺動させて地震の入力加速度を低減さ
せるための積層ゴム支承体と、この水平方向の低速の揺
動を吸収させるダンパーとからなるものが知られてお
り、これら積層ゴム支承体とダンパーとが建築物と地盤
側の基礎との上下間に並列に並べられて使用されてい
る。

【０００３】ここで、上記積層ゴム支承体としては、一
般に、複数の剛性板と、未加硫の薄いゴム状弾性板とを
上下方向に交互に積層し、これらを大型の加硫成形機に
より加圧状態で加硫接着して一体化したものが用いられ
ている。

【０００４】一方、このような接着型の積層ゴム支承体
では、水平方向に大変形した時にハードニング（硬化）
が生じバネ定数が上がるため、免震効果が劣化し、そし
て最終的には破断するおそれがある。このため、剛性板
とゴム状弾性板とを非接着にすることが提案されている
（例えば、特公平６−３５７６６号公報、特開平２−１
７６２２７号公報参照）。

【０００５】また、上記の接着型の積層ゴム支承体にお
いて、中心軸に沿って内部を貫通するように柱状の鉛体
を埋め込むようにすることにより、上記の水平方向の低
速の揺動を吸収させて上記のダンパーを不要にすること
も知られている（例えば、特公昭６１−１７９８４号公
報参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、積層ゴム支
承体のゴム状弾性板の外径は一般に５００ｍｍ〜１００
０ｍｍとかなり大形であり、上記従来の接着型の積層ゴ
ム支承体では、複数の剛性板の間に薄いゴム状弾性板を
挟んで多層の積層体とし、この積層体を均一に加硫接着
するには、上記積層体を一体に収容可能な大形の加硫成
形機や上記積層体を同時に加圧するための比較的高圧力
のプレス成形機等の設備と、厳密な温度管理や圧力管理
等の加硫成形条件管理とが必要となる。このため、設備
コストの上昇を招く上に、加硫接着工程に手間を要する
ことになる。しかも、加硫接着するための前処理として
剛性板の表面処理や接着剤塗布等の工程が必要であるた
め、製造のために大幅な工数増大を招いている。

【０００７】また、上記の剛性板とゴム状弾性板とを非
接着にした非接着型の積層ゴム支承体であっても、建築
物等の免震を行うには水平方向の揺動吸収のためのダン
パーが必要になるため、それらの設置作業に手間を要す
ることになる。

【０００８】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、加硫接着工程
及びダンパーを不要にしつつも十分な免震効果を得られ
る積層ゴム支承体を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、複数の剛性板とゴム状弾性
板とが交互に積層された積層体を有する積層ゴム支承体
を前提として、上記積層体を、互いに隣接する上記剛性
板とゴム状弾性板との境界面が互いに非接着状態で当接
させて形成するものである。加えて、上記積層体の内部
に、上記境界面に沿ったせん断力を受けて繰り返し塑性
変形し得る素材により形成された柱状エネルギー吸収体
を、上記境界面を横切るよう上記剛性板とゴム状弾性板
との積層方向に延びて配設させる構成とするものであ
る。

【００１０】上記の構成の場合、上記ゴム状弾性板が水
平方向に大変形した時であっても、積層体の互いに隣接
する剛性板とゴム状弾性板とが互いに非接着状態で当接
しているため、接着された場合の如く引張による拘束を
受けずにゴム状弾性板自体のバネ特性として線形性が保
たれ、安定した免震効果が得られることになる上に、最
終的にはすべりを生じるため接着された場合の如くゴム
状弾性板自体が破断することはない。なお、上記積層体
を構成する剛性板とゴム状弾性板とが非接着であって
も、この積層ゴム支承体が支持する建築物等の自重を上
下方向に受けるため、その荷重に基づき剛性板とゴム状
弾性板との境界面に作用する摩擦力の方が地震動による
水平方向への移動力よりも上回るため、積層ゴム支承体
としての一体性は保持される。

【００１１】また、上記積層体の内部に柱状のエネルギ
ー吸収体が剛性板とゴム状弾性板との各境界面を横切る
ように内蔵されているため、上記各ゴム状弾性板が水平
方向に変形して揺動した場合であっても、その水平方向
の揺動に基づくせん断力が上記エネルギー吸収体を塑性
変形させる際に吸収されて地震動が急速に減衰されるこ
とになる。このため、建築物の免震のために、従来、積
層ゴム支承体に加えてダンパーを配設する必要があった
ところ、本請求項１記載の発明では積層ゴム支承体単独
で地震時の入力加速度の低減化とその減衰との双方を図
ることが可能になり、免震装置として用いる場合であっ
ても上記のダンパーを省略することが可能になる。

【００１２】さらに、上記の各ゴム状弾性板と各剛性板
と積層作業において、柱状のエネルギー吸収体に順次外
嵌させていけば上記各ゴム状弾性板と各剛性板との相対
的な位置決めが行えるため、上記の積層作業の容易化及
び迅速化が図られるようになる。

【００１３】そして、請求項２記載の発明の如く上記エ
ネルギー吸収体として鉛を素材として形成するようにす
れば、揺動に伴う繰り返しのせん断力を受けても繰り返
しの塑性変形が可能になり、請求項１記載の発明による
作用が確実に得られることになる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基いて説明する。

【００１５】図１及び図２は、本発明の実施形態に係る
積層ゴム支承体を示す。同図において、１，２はそれぞ
れ大径円板状に形成された比較的厚肉の取付けフラン
ジ、３，３，…はそれぞれ比較的薄肉の剛性板、４，
４，…はそれぞれ比較的薄肉のゴム状弾性板であり、こ
れら剛性板３，３，…とゴム状弾性板４，４，…とが上
下方向に交互に積層されて積層体５を構成し、この積層
体５を上下から挟むように上記取付けフランジ１，２が
配設されている。また、同図中６は鉛により形成された
柱状のエネルギー吸収体であり、このエネルギー吸収体
６は上記積層体５の中心軸に沿って上下方向に貫通して
配設されている。

【００１６】上記各ゴム状弾性板４は、天然ゴムもしく
は合成ゴム等により比較的薄肉のドーナッツ形状に形成
されたものであり、例えば５００ｍｍ〜１０００ｍｍの
外径と、上記エネルギー吸収体６の外径とほぼ同じ内径
とを有するように形成されたものである。そして、上記
各ゴム状弾性板４は、予め加硫成形されて１枚毎に個別
に形成されたものである。

【００１７】また、上記各剛性板３は、所定の板厚を有
する例えば鋼板等の金属板材により比較的薄肉のドーナ
ッツ形状に形成されたものであり、上記各ゴム状弾性板
４よりも所定寸法だけ大きい外径と、上記各ゴム状弾性
板４と同じ内径とを有するように形成されている。

【００１８】さらに、上記エネルギー吸収体６は水平方
向からの交互のせん断力を受けて塑性変形を交互に繰り
返すことにより地震エネルギーを吸収し積層体５の水平
方向の揺動を減衰させるものであり、その上下端部が各
取付けフランジ１，２に対し凹凸嵌合等の手段により連
結されている。

【００１９】そして、それぞれ個別に形成された所定数
の剛性板３，３，…と、同様に個別に形成されたゴム状
弾性板４，４，…とを用いて上下の取付けフランジ１，
２間に積層体５が形成される。すなわち、下側の取付け
フランジ１の中心位置に立設された上記エネルギー吸収
体６に対し１枚のゴム状弾性板４を外嵌させそのゴム状
弾性板４の下面４２（図３参照）を上記取付けフランジ
１の上面１１に対し密着状態で当接させてゴム状弾性板
４を非接着状態で載置し、次に、上記エネルギー吸収体
６に対し１枚の剛性板３を外嵌させその剛性板３の下面
３２を上記ゴム状弾性板４の上面４１に対し密着状態で
当接させてその剛性板３を上記と同様に非接着状態で載
置する。そして、他の１枚のゴム状弾性板４を上記エネ
ルギー吸収体６に外嵌させてそのゴム状弾性板４を上記
剛性板３の上面３１に上記と同様に非接着状態で載置
し、さらに、他の１枚の剛性板３を上記と同様に上記エ
ネルギー吸収体６に外嵌させて上記ゴム状弾性板４の上
面４１に非接着状態で載置するというように、エネルギ
ー吸収体６を中心にしてゴム状弾性板４と剛性板３とを
交互に外嵌させ１枚のゴム状弾性板４を上下方向から挟
む２枚の剛性板３，３との各境界面４２，３１、４１，
３２を非接着の状態にして積層し、最後に上側の取付け
フランジ２を載置して積層ゴム支承体が完成する。

【００２０】この積層ゴム支承体を例えば基礎Ｆ上に所
定の間隔に配置し、下側取付けフランジ１をその取付孔
１２を利用してボルト等で上記基礎Ｆに固定し、上側取
付けフランジ２をその取付孔２２を利用してボルト等で
例えば建築物Ｄの下面に固定するようにする。これによ
り、上記建築物Ｄが所定数の積層ゴム支承体を介して基
礎Ｆ上に支持されることになる。なお、上記のエネルギ
ー吸収体６と上下の各取付けフランジ１，２とを互いに
係合させて連結させるようにすることにより、積層ゴム
支承体を上記の如く基礎Ｆと建築物Ｄとの間に設置する
までの間、積層体５の各剛性板３，３，…とゴム状弾性
板４，４，…とが互いに非接着状態であっても、それら
の互いの位置関係を保持させるための仮止め手段を設け
る必要はなく、そのような仮止め手段、及び、その取付
け、取り外し作業を省略することができる。

【００２１】上記の積層ゴム支承体の場合、積層体５に
より建築物Ｄ等のかなり大きな上載荷重を安定性よく支
持することができる上に、その上載荷重に基づき各ゴム
状弾性板４に作用する圧縮荷重による摩擦力によって各
ゴム状弾性板４を水平方向に変位させようとする外力に
対しても十分に抵抗し得るようになる。また、地震発生
時には、上記積層体５を構成する各ゴム状弾性板４が水
平方向に弾性変形することにより（図４参照）基礎Ｆ側
から入力する地震動を地震動の周期よりも長い周期に変
換、すなわち、比較的ゆっくりとした水平方向の揺動に
変換し、これにより、上部の建築物Ｄに伝達される入力
加速度を低減させることができるようになる。そして、
上記揺動に伴いエネルギー吸収体６に作用するせん断に
よってそのエネルギー吸収体６が塑性変形を繰り返すこ
とになるため、この塑性変形により地震エネルギーが吸
収されて上記水平方向の揺動を急速に減衰させることが
できるようになる。このため、免震装置として用いた場
合に、本実施形態の積層ゴム支承体単独で上記の長周期
への変換と、その揺動の減衰とを行うことができるよう
になり、従来の免震装置におけるダンパーを不要にする
ことができる。これにより、免震装置の全体としても大
幅なコスト低減化を図ることができる上に、免震装置の
設置作業の簡略化及び設置スペースの縮小化を図ること
ができる。

【００２２】また、これらの際、上記各ゴム状弾性板４
は上下の各剛性板３に対し互いに非接着状態にされてい
るため、水平方向に大振幅の揺動を受けて水平方向に大
変形しても最終的には滑りを生じて破断することはな
く、安定した免震効果を持続させることができるように
なる。

【００２３】さらに、積層体５を形成する上で、各ゴム
状弾性板４を個別に予め加硫成形した後に各剛性板３と
非接着状態で交互に積層していけばよいため、従来の接
着型の積層ゴム支承体と比べ、積層体全体での加硫接着
工程が不要になる。このため、大型の加硫成形機等の設
備が不要になるだけでなく、従来必要であった一体加硫
接着のための面倒な条件管理や加硫接着ための剛性板３
の接着剤塗布工程等も不要になり、従来の接着型のもの
と比して大幅なコスト低減化を図ることができる。しか
も、その上に、上記の各ゴム状弾性板４と各剛性板３と
積層作業において、柱状のエネルギー吸収体６に順次外
嵌させていけば上記各ゴム状弾性板４と各剛性板３との
相対的な位置決めが行えるため、上記の積層作業を容易
かつ迅速に行うことができるようになる。

【００２４】＜他の実施形態＞なお、本発明は上記実施
形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態
を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、
建築物の免震装置としての用途を示したが、これに限ら
ず、例えば大型機械、設備等のダンパー等としての用途
に用いてもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１または請
求項２記載の発明における積層ゴム支承体によれば、地
震発生時等に入力加速度の低減化と、その減衰との双方
の機能を積層ゴム支承体単独で発揮させることができ、
免震装置として用いる場合にダンパーを不要にして設置
作業の簡略化及びコストの低減化を図ることができる。
しかも、その製造において、積層体全体としての一体加
硫接着工程を不要にすることができる上に、積層作業に
おいてエネルギー吸収体に対し各ゴム状弾性板や各剛性
板を外嵌させていくことにより、それらの相対位置決め
を容易に行うことができ、これにより、製造コストの大
幅な低減化をも図ることができる。これにより、十分な
免震効果を得つつ安価な積層ゴム支承体を提供すること
ができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す縦断面図である。

【図２】図１のものを一部切欠いて示す斜視図である。

【図３】図１の部分拡大図である。

【図４】地震動の入力により水平方向に変形した状態を
示す図１対応図である。

【符号の説明】

３ 剛性板 ４ ゴム状弾性板 ５ 積層体 ６ 柱状エネルギー吸収体 ３１，４２ 境界面 ３２，４１ 境界面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の剛性板とゴム状弾性板とが交互に
   積層された積層体を有する積層ゴム支承体において、 上記積層体は、互いに隣接する上記剛性板とゴム状弾性
   板との境界面が互いに非接着状態で当接されて形成され
   ており、 上記積層体の内部には、上記境界面に沿ったせん断力を
   受けて繰り返し塑性変形し得る素材により形成された柱
   状エネルギー吸収体が、上記境界面を横切るよう上記剛
   性板とゴム状弾性板との積層方向に延びて配設されてい
   ることを特徴とする積層ゴム支承体。
2. 【請求項２】 請求項１において、 エネルギー吸収体は鉛により形成されていることを特徴
   とする積層ゴム支承体。