JPS63293340A - 積層ゴム支承体 - 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〕 本発明は基礎と建築物との間、スラブと床材との間、あ
るいは床と精密機器との間に設置され、これらの構造体
を弾性的に支持することにより、地震の震動から保護し
たり、通行車両等の外部振動から絶縁または防振するた
めに用いられる免震除振支持用の積層ゴム支承体に関す
る。

〔従来の技術〕

基礎上に構築される建物や据付は台上に設置される精密
機器等においては、地震や通行車両等による外部からの
振動の伝達を極力低減することを要求される場合がある
。

特に、原子力設備、コンピューター、半導体製造装置あ
るいは電子顕微鏡など高い安全性や精密さを要する構造
体にあっては、広い周波数にわたって振動の大きい地震
動から微振動まで遮断することが要請される。

このような要請に応じるため、基台に対し構造体を弾性
支持するために上記積層ゴム支承体が使用される。

この免震支持用の積層ゴム支承体は、ゴムその他のエラ
ストマー材の層と金属板や硬質プラスチ７り扱などの補
強板とを交互に一体的に積層した構造をなしており、通
常、その上下端に取付は孔を有するフランジプレートが
焼付は等で一体的に固着されている。

このような８Ｉ層ゴム支承体は、縦方向には高いぼね定
数を有し、横方向には低いぼね定数を有しており、緩方
向ばね定数Ｋｖと横方向ばね定数Ｋｈとの縦横ばね定数
比Ｋ　ｖ　／　Ｋ　ｈが９００以上であることが要求さ
れている。

この種の従来の積層ゴム支承体にあっては、低荷重支持
に使用する場合は直径を小さくするか高さを大きくして
振動吸収能を維持しているが、このようにすると座屈荷
重が低下し、変形能力が低下するという問題がある。

かかる問題に鑑み、＠層ゴムを中空円筒形状にすること
により直径を大きく維持するとともに高さを低くするこ
とが提案されている。

しかし、単に中空円筒状にするだけでは、縦方向（鉛直
方向）の剛性低下が顕しく所望の縦横ばね定数比Ｋ　ｖ
　／　Ｋ　ｈを保ことができなくなるという問題があっ
た。

また、積層ゴム支承体の減衰特性がエラストマー層自体
の内部粘性減衰作用のみであるため、振動減衰能が過小
になるという問題もあった。

そこで、積層ゴム支承体を中空円筒形状にするとともに
、中空部に液体や粘弾性材などの充填材を封入すること
により積層ゴムの自由表面積を減少させて積層ゴムの変
形を拘束し、縦ばね定数ＫＶの過度の低下を阻止すると
ともに振動減衰能を確保しようとする構造が例えば特開
昭６１−２１５８２４において提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記従来の中空部に充填材を封入する構造では
、縦ばね定数Ｋｖの増加については有効に作用し縦横ば
ね定数比Ｋｖ／Ｋｈを所定の範囲まで高めることができ
るが、地震力など低周波大振幅の振動に対する振動減衰
力を充分に高めることが困難であった。

〔問題を解決するための手段〕

本発明は上記従来技術に鑑みなされたものであり、廁ば
ね定数を高く維持して縦横ばね定数比を維持しながら内
部損失を増大させて振動減衰能を向上させることができ
、さらに高周波微振動の吸収能にもすぐれた積層ゴム支
承体を提供することを目的とする。

本発明は、エラストマー層と補強板とを交互に積層した
積層ゴムを中空構造とし、上下端面を密閉するとともに
、中空部の上下面の少なくとも一方に中空部内へ突出す
る突起を設け、該中空部に充填材を封入することにより
、上記目的を達成するものである。

上記構成における充填材としては、水や油等の液体、ゴ
ムやプラスチック等の弾性体あるいはアスファルトや粘
土等の可塑性体などを使用することができる。

また、第２の本発明は、エラストマー層と補強板とを交
互に積層した積層ゴムを中空構造とし、中空部に生ゴム
を含む複合材料を充填するとともに、上下端面を密閉す
ることにより、上記目的を達成するものである。

この第２の本発明における生ゴムを含む複合材料として
は、カーボンを添加した生、ゴム、砂鉄や砂などの粒子
を添加した生ゴム、ランダム金網を埋め込んだ生ゴム、
あるいは同芯円にバイアス金網を埋め込んだ生ゴムなど
を使用することができる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図は本発明の第一実施例による積層ゴム支承体の縦
断面図であり、第２図は第１図中の線■−ｎに沿った横
断面図である。

第１図および第２図において、複数のゴム状弾性材のエ
ラストマー層１と複数の金属板または硬質プラスチック
板の補強板２とを交互に積層して一体化された積層ゴム
３は、中心部に空腔４を有する中空構造になっている。

積層ゴム３の中空部４は上下端面に端面プレート５．６
を焼付けまたは接着等で固着することにより密閉される
が、該端面プレート５．６の内面すなわち中空部４の上
下面には該中空部内へ突出する突起７．８が設けられて
いる。

なお、この端面プレート５．６はその張り出し部５Ａ、
６Ａを利用して所定位置に固定されるものであり、例え
ば取付は孔１１が形成される。

また、密閉された前記中空部４内には、充填材９が封入
されている。

この充填材９ば、中空形状の８Ｉ層ゴム３が変形すると
き中空部４内で流動変形するが、その時の摩擦抵抗また
は弾性抵抗によって積層ゴム３の縦ばね定数ＫＶを高め
るとともに、微振動吸収性能を保持したまま内部損失に
よる振動減衰能の向上を実現するためのものである。

前記充填材９としては、水や油等の液体、ゴムやプラス
チック等の弾性体、あるいはアスファルトや粘土等の可
塑性体など、流動抵抗または変形抵抗を示す性質の材料
であれば、種々のものを使用することができる。

また、第１図および第２図の実施例では、前記突起７．
８を富士山型の形状にしたが、この突起の形状はその他
種々の形状に選定することができる。

以上説明した実施例によれば、積層ゴム３を中空構造に
するとともにその内部４に充填材９を封入したので、縦
横ばね定数比Ｋ　ｖ　／　Ｋ　ｈを所望の高い値（例え
ば９００以上）に保持しうる低荷重用の免震支持用積層
ゴム支承体を容易に得ることができる。

また、従来の弾塑性ダンパーを組合わせて用いる場合と
は異なり、微小変形時においても充分な減衰作用を生じ
させることができる。

さらに、中空部４の上下面より内部へ突出する突起７．
８を設けたので、弾性変形する際の充填材９の内部損失
（摩擦損失）を増大させることにより、振動減衰能を一
層向上させることができる。

なお、減衰能の大きさおよび周波数特性については、前
記充填材９の材質を選択することにより、広い範囲で適
切なものに開整することができる。

第３図は本発明の第二実施例による積層ゴム支承体の縦
断面図であり、第４図は第３図中の線■−ＩＶに沿った
横断面図である。

この第二実施例の構造は、突起７．８を中空円筒型にす
る点で前述の第一実施例の構造と相違しており、その他
の部分は実質上同じであり、したがって、第１図および
第２図の各部に対応する部分をそれぞれ同一番号で表示
し、その詳細説明は省略する。

図示の第二実施例によっても、前述の第一実施例の場合
と同様、縦横ばね定数比を高い値に維持できるとともに
微小変形時においても充分な減衰作用を生じさせること
ができ、さらに、突起７．８を設けることにより充填材
９の内部損失を増大させ振動減衰能を一層向上させうる
積層ゴム支承体が得られた。

以上図示の実施例では突起７．８を富士山型にする場合
および中空円筒型にする場合を例示したが、この突起７
．８は変形時の充填材９の内部損失を増大させるもので
あれば種々の形状に自由に選定することができるもので
ある。

また、この突起７．８については、上下で異なる形状の
ものにしたり、上下いずれか一方のみに充分高い突起を
設ける構成にすることもできる。

第５図は第２の本発明による積層ゴム支承体の実施例構
造を示縦断面図であり、第６図は第５図中の線Ｖｌ−Ｖ
Ｔに沿った横断面図である。

第５図および第６図において、複数のゴム状弾性材のエ
ラストマー屓２１と複数の金属板または硬質プラスチッ
ク坂の補強＠２２とを交互に積層して一体化された積層
ゴム２３は、中心部に空腔（中空部）２４を有する中空
構造になっており、該空腔（中空部）は上下端面に端面
プレート２５．２６を焼付けまたは接着などで固着する
ことにより密閉される。

而して、第２の本発明によれば、前記中空部２４内に生
ゴムを含む複合材料２９が充填されている。

生ゴムは粘性の高い塑性材料であり、殆ど弾性を有して
いない。また、生ゴムの粘性および塑性は略一定であり
、生ゴムのみでは粘性や塑性を調整することができず、
したがって、減衰能の大きさや周波数特性を使用条件に
合わせることができない。

面して、第２の本発明によれば、中空部２４内に封入さ
れる充填材２９として、生ゴムに他の材料を混合したり
あるいは生ゴム内に他の部材を埋め込んだりすることに
より粘性および塑性を調整した複合材料が使用される。

第７図は前記複合材料の具体例を示す模式図である。

第７図の（Ａ＞は生ゴムにカーボンを添加した充填材２
９を示し、カーボンを添加することにより縦ばね定数Ｋ
Ｖを高めて減衰能を調整することができる。

第７図の（Ｂ）は生ゴムに砂鉄または砂の粒子を添加し
た充填材２９を示す。

所望の粒径を有する粒子を添加することにより、（Ａ）
の場合と同様、縦ばね定数ＫＶを高めるとともに減衰能
を調整することができる。

第７図の（Ｃ）は生ゴムにランダムな金網またはスティ
ールウールを添加した充填材２９を示す。

このようなワイヤ状または不織布状の金属繊維を混入す
る（埋め込む）ことにより、前述と同様、低荷重時でも
縦ばね定数Ｋｖを高めるとともに減衰能を効果的に向上
させることができ、縦横ばね定数比を好ましい値に設定
でき、しかも、微振動吸収性能を保持したまま内部損失
を増大させて減衰能を向上させることができる。

第７図の（Ｄ）は生ゴムに同志関係の複数の中空円筒形
状バイアス金網を埋め込む構造の充填材２９を示す。

以上第５図〜第７図で説明した第２の本発明の実施例に
よれば、高い粘性および塑性を示す生ゴムにカーボン、
砂鉄または金網などの調整材を組合わせた複合材料を充
填材として使用し、これを中空部４に封入して中空構造
の積層ゴム支承体を構成したので、次のような効果を達
成することができた。

（ｉ）まず、中空部２４に充填材２９を封入したので、
中空形状の積層ゴム２３の自由表面積を減少させ、縦横
ばね定数比Ｋ　ｖ　／　Ｋ　ｈを所望の高い値（例えば
９００以上）に維持することができ、しかも、従来の弾
塑性ダンパーを組合わせて用いる場合と異なり、微小変
形時においても充分な減衰作用を生じうる積層ゴム支承
体が得られた。

（１１）さらに、充填材２９として生ゴムとカーボン、
砂鉄または金網などの塑性調整材とを組合わせた複合材
料を使用するので、振動荷重によって変形する際の充填
材２９の内部損失（摩擦損失）を適切な値まで増大させ
ることができ、もって地震などにおける振動減衰能を一
層向上させうる積層ゴム支承体が得られた。

第８図〜第１１図は以上説明した積層ゴム支承体の使用
状況を例示する図である。

第８図および第９図は積層ゴム支承体５０を単独に使用
し、１個づつで建築物や装置、機器などの構造体６０を
基礎や床などの基台７０上に弾性支持する場合の側面図
および平面図である。

第１０図および第１１図は安定板８０で複数（図示の例
は４個）の積層ゴム支承体５０の上下端面を連結したも
のを複数段（例えば５〜１０段）にわたって組付けた多
段免震ユニット１００を使用し、建築物や装置、機器な
どの構造体６０を、該多段免震ユニットを介して、基礎
や床などの基台７０上に弾性支持する場合の側面図およ
び平面図である。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなごと（、本発明によれば、エラ
ストマー層と補強板とを交互に積層した積層ゴムを中空
構造とし、上下端面を密閉するとともに、中空部の上下
面の少なくとも一方に中空部内へ突出する突起を設け、
該中空部に充填材を封入する構成にしたので、縦ばね定
数を高くして縦横ばね定数比を維持しながら、充填材に
よる内部損失を大きくして減衰能を向上させうる！ａＦ
ｓゴム支承体が得られる。

また、第２の本発明によれば、エラストーマ一層と補強
板とを交互に積層した積層ゴムを中空構造とし、中空部
に生ゴムを含む複合材料を先頃するとともに上下端面を
密閉する構成にしたので、上記中空部内に突起を設ける
場合と同様、幡ばね定数比を維持しながら、充填材によ
る内部損失を大きくして減衰能を向上させうる積層ゴム
支承体が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による積層ゴム支承体の一実施例の縦断
面図、第２図は第１図中の線ｎ−ｎに沿った横断面図、
第３図は本発明による積層ゴム支承体の他の実施例の縦
断面図、第４図は第３図中の線ＩＶ−ＩＶに沿った横断
面図、第５図は第２の本発明の基本構成の縦断面図、第
６図は第５図中の線Ｖｌ−Ｖｌに沿った横断面図、第７
ＦＩ！Ｊの（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ第５図中の充填材
の種類を例示する模式的斜視図、第８図は積層ゴム支承
体を単独で使用する状態を例示する側面図、第９図は第
８図の平面図、第１０図は積層ゴム支承体を多段免震ユ
ニットとして組立てて使用する状態を例示する側面図、
第１１図は第１Ｏ図の平面図である。 １．２　Ｌ−−−−−−−−一・エラストマー層、２．
２２−−−−・−補強板、３．２３・・−−−−−・・
−・積層ゴム、４．２４−−−−−一・−中空部、７．
８・−−−−−−−−−一突起、９．２９−−ｍ−・−
−−−−−充填材。 代理人　弁理士　　大　音　康　別 箇１図 第２図 ＠３　図 第５図 ２２−−一軸°係級　　　　２９−−−１．頃材２３−
′ｉ屡°′°６第６１閾 第８図 第９図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）エラストマー層と補強板とを交互に積層した積層
   ゴムを中空構造とし、上下端面を密閉するとともに、中
   空部の上下面の少なくとも一方に中空部内へ突出する突
   起を設け、該中空部に充填材を封入することを特徴とす
   る積層ゴム支承体。
2. （２）前記充填材が水や油等の液体、ゴムやプラスチッ
   ク等の弾性体あるいはアスファルトや粘土等の可塑性体
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の積
   層ゴム支承体。
3. （３）エラストマー層と補強板とを交互に積層した積層
   ゴムを中空構造とし、中空部に生ゴムを含む複合材料を
   充填するとともに上下端面を密閉することを特徴とする
   積層ゴム支承体。
4. （４）前記複合材料がカーボンを添加した生ゴム、砂鉄
   等の粒子を添加した生ゴム、ランダム金網を埋め込んだ
   生ゴム、あるいは同芯円にバイアス金網を埋め込んだ生
   ゴムであることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載
   の積層ゴム支承体。