(57)【要約】【課題】本発明は、弾性支承体に関し、高い応力度で長期に亘りクリープやレラクセーションが生じない支承体にすることが課題である。【解決手段】内部にゴムまたは樹脂である受圧体２を装着した曲面形状の収納体３で、前記受圧体２の少なくとも受圧面２ａに圧縮力が作用するようにした弾性支承体１とする。【選択図】図１
2006105291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にゴムまたは樹脂である受圧体を装着した曲面形状の収納体で、前記受圧体の少なくとも受圧面に圧縮力が作用するようにしたこと、
を特徴とする弾性支承体。
【請求項２】
受圧体の受圧面は、収納体の開口部の端面位置よりも低い位置にあること
を特徴とする請求項１に記載の弾性支承体。
【請求項３】
請求項１または２に記載の弾性支承体にボルト挿通用の貫通孔を設け、前記貫通孔にボルトを挿通して当該弾性支承体を介在させて定着させること、
を特徴とするボルト接合方法。
【請求項４】
請求項３に記載のボルト接合方法で少なくとも二つの部材を接合する際に、少なくとも一方の部材におけるボルト挿通用の取付孔を長孔に形成して当該一方の部材の摺動を可能にすることで滑り摩擦エネルギーを吸収すること、
を特徴とする摺動型ダンパー構造。
【請求項５】
請求項３に記載のボルト接合方法で少なくとも二つの部材を接合する際に、一方の部材に対して他方の部材を回転可能にしてその回転時の摩擦エネルギーを吸収すること、
を特徴とする回転型ダンパー構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、弾性支承体とそれによるボルト接合方法更に、弾性支承体を応用したダンパー構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、橋梁の制振構造において、若しくは、建築構造物の免震装置において、エネルギー吸収させるために、図２０に示すように、皿バネ３７等による弾性部材が使用されるものが知られている（特許文献１，２参照）。また、建築構造、機械構造、車両構造等においてボルト締結部でプレストレスを保持したり、車両や建物等の重量構造物を弾性支持したりするために、前記皿バネを始めスプリングワッシャーやバネ座金等が使用されていることが知られている。
【特許文献１】特開２００４−１９７５０２号公報
【特許文献２】特開２００４−１１３１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来の弾性支承体では、長期のクリープやレラクセーションが問題となる。また、高張力ボルトによる摩擦接合構造では、部材同士の接触が異種材料同士の接触であれば、イオン化傾向の差に伴う電食作用により、接触面に錆が発生するおそれがある。この錆の発生により、摩擦係数が変化し、所望の摩擦抵抗力や減衰作用が得られなくなるという課題がある。また、付勢手段としての皿バネが高コストであり、皿バネを積層すると厚さが厚くなり、直径が大きくなる等して現場で使用困難となるという課題がある。更に、他のスプリングワッシャー等では弾性限界エネルギーが小さいので適用範囲が限られてしまうという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係る弾性支承体の上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、内部にゴムまたは樹脂である受圧体を装着し、曲面形状の収納体で拘束し、前記受圧体の少なくとも受圧面に圧縮力が作用するようにすれば、受圧体は三軸圧縮応力状態となり、収納体が降伏しない限り、弾性挙動し続けることである。
【０００５】
前記受圧体の受圧面は、収納体の開口部の端面位置よりも低い位置にすれは、確実な三軸圧縮応力状態を保つことができる。
【０００６】
本発明に係るボルト接合方法の要旨は、前記弾性支承体にボルト挿通用の貫通孔を設け、前記貫通孔にボルトを挿通して当該弾性支承体を介在させて定着させることである。
【０００７】
本発明に係る摺動型ダンパー構造の要旨は、前記ボルト接合方法で少なくとも二つの部材を接合する際に、少なくとも一方の部材におけるボルト挿通用の取付孔を長孔に形成して当該一方の部材の摺動を可能にすることで滑り摩擦エネルギーを吸収することである。  また、本発明に係る回転型ダンパー構造の要旨は、前記ボルト接合方法で少なくとも二つの部材を接合する際に、一方の部材に対して他方の部材を回転可能にしてその回転時の摩擦エネルギーを吸収することである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の弾性支承体により、弾性限界エネルギーが大きく高応力度で使用でき、構造が簡易で軽量化されており、取り扱いやすくコストが低減される。また、長期使用においてクリープやレラクセーションが生じず、弾性挙動において安定している。
アルミニウム薄板をサンドイッチすることで摩擦係数を従来の２倍程度に上げることができる。接合部において、ボルト本数が半減するだけではなく、滑りを生じた後も耐力低下しないので、塑性設計と同様の設計法が活用できる。
更に、ダンパー構造に使用することで、長期に亘って軸力の低下がわずかであり、安定して確実に、大きなエネルギーを吸収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明に係る弾性支承体１は、図１に示すように、内部にゴムまたは樹脂である受圧体２を装着した曲面形状の収納体３で拘束され、前記受圧体２の少なくとも受圧面２ａに圧縮力が作用するようにしたものである。更に、前記受圧体２の受圧面２ａは、収納体３の開口部の端面位置３ａよりも低い位置にある。
【００１０】
前記受圧体２は、例えば、樹脂として、フッソ樹脂、ポリエチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、アセタール樹脂、ポリプロピレン樹脂、等で形成されている。また、前記収納体３は、例えば、鋼管製、樹脂製、セラミック製等でリング状に形成されており、底板３ｂを有し、その形状においては、図１（Ｂ）に示すように平面視で円形状のほか、楕円状、円弧状等の曲面形状を含むものである。
【００１１】
前記受圧体２は、底板３ｂ側の下半分だけが、前記収納体３に接着剤４を介して、接着されている。このような弾性支承体１は、例えば、車両や建物等の重量構造物を所定のバネ定数で弾性支持するものに使用される。
【００１２】
図２に示すように、底板５に取付孔５ａを有した弾性支承体６を両側に設けて、受圧体２の変形代の間隙を有するバネ構造とする。なお、底板５はリング状の収納体３に溶接で固着されている。
【００１３】
図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、弾性支承体７において、受圧体２と底板５とに、ボルト挿通用の貫通孔９を設け、前記貫通孔にボルトを挿通して当該弾性支承体を介在させて定着させるようにすることができる。また、図３（Ｃ），（Ｄ）に示すように、弾性支承体８において、収納体３に底板５を溶接することもできる。
【００１４】
図４に示すように、受圧体２の一部に薄鋼板１１を間隙をおいて積層して埋設した弾性支承体１０とすることができる。また、図５に示すように、受圧体２の一部に、布１３を積層してこれを収納体３に収納して弾性支承体１２を構成することができる。この布１３としては、例えば、船の帆などに用いる帆布がある。
【００１５】
次に、粘性ダンパーとの組み合わせとして、図６に示すように、受圧体２を収納している筒状の収納体３の外側に、外筒１４があり、その間隙に粘性体１５が配設されてそこに上側から筒状の内筒１６が配設されている。このような構造の弾性支承体１７により、例えば、車両や建物等の重量物の支承材となり、上下方向の振動を低減させる。
【００１６】
更に、重量物の免震支承材として、図７に示すように、転動自在なベアリング１８と一体化させた弾性支承体１９とすることができる。このほか、図８（Ａ）に示すように、通常の免震装置との一体化を図ることもできる。図８（Ｂ）に示すように、金属板をゴムの中に積層して埋設した水平変形用の免震装置の下に受圧体２を配設した弾性支承体２０ａと、免震装置２１と受圧体２及び収納体３とを交互に配設した弾性支承体２０ｂとするものである。
【００１７】
次に、図９に示すように、ボルト用の貫通孔９を有する本発明の弾性支承体７，８を、例えば、基礎アンカーボルトの定着に使用することができる。基礎部２２に埋設したアンカーボルト２３に、定着プレート２５を載置して定着ナット２４を締結する際に、弾性支承体１を用いて締結する。このようにして、本発明に係るボルトの接合方法とすることができる。このボルト接合方法によれば、図１０に示すように、収納体３で拘束される受圧体２の、荷重−変位曲線の傾斜程度が緩く荷重に対して変位量が大きいので、長期に亘りクリープやレラクセーションが生じても定着力の低下が防止される構造となる。
【００１８】
同様にして、図１１に示すように、鉄道のレール２６の連結部に前記弾性支承体７，８を使用することで、夏冬の温度変化による伸縮や長期的なボルトの緩みに対応して、ほとんど締結力が低下することが無く、健全な接合状態を維持するものである。更に、図１２に示すように、例えば、プレキャスト鉄筋コンクリート構造の柱と梁等の接合部で、弾性支承体７，８を使用するものである。また、土木構造物の鉄筋コンクリート製のセグメント同士の接合部にも同様の目的で使用することができる。
【００１９】
図１３に示すように、鉄骨構造において高張力ボルト接合する際に、鉄骨材２７，２８に摩擦係数を上げる摩擦材２８ａを挟んでボルト２３，ナット２４及び弾性支承体で締結するものである。前記摩擦材２８ａは、例えば、アルミニウム板、銅板、鉛板、真鍮板、チテン板、亜鉛板、ニケッル板、タリウム板、ステンレス板、銀板、金板、白金板、インジウム板、バリウム板、それらの合金板、それらのメッキ鋼板の非鉄金属板、または、アルミナ板、ジルコニア板、チタニア板、酸化亜鉛板、ムライト板、窒化珪素板、窒化硼素板、窒化アルミニウム板、サイアロン板、炭化珪素板、炭化チタン板、ほう化物板、硫化物板、それらの複合板のセラミックス板などである。
【００２０】
そして、図１４に示すように、少なくとも一方の鉄骨材２７におけるボルト挿通用の取付孔を長孔２７ａに形成して当該一方の部材の摺動を可能にすることで滑り摩擦エネルギーを吸収する摺動型ダンパー構造において、ボルトの接合部に本発明に係る弾性支承体７，８を使用するものである。これにより、前記鉄骨材２７と摩擦材２８ａの間において摩耗により板厚が減っても、弾性支承体７，８によりボルト２３の軸力の低下が防止されるものである。
【００２１】
前記鉄骨材２７，２８のうちの他方の鉄骨材２８においてブラスト等の粗面処理を施して、前記摩擦板２８ａと鉄骨材２７との界面で摺動する。また、前記鉄骨材２７，２８と摩擦材２８ａとが異種金属である場合には、電食が生じるので、図１４に示すように、それを防ぐために摩擦材２８ａの周囲を粘弾性材２９等でシールしている。更に、図１５（Ａ）に示すように、前記摩擦材２８ａにおける摩耗粉を巻き込まないように、当該摩擦材２８ａを摺動方向に分割したり、図１５（Ｂ）に示すように、摩擦材表面にフェースライン２８ｂを設けたりしている。
【００２２】
前記摺動型ダンパー構造を、図１６に示すように、鉄骨構造のブレース端部の接合部に設けることで、制震構造においても適用することができる。また、図１７に示すように、鉄骨構造における間柱３０の両端部の接合に前記摺動型ダンパー構造を適用することで、ロッキング曲げ変形を利用してエネルギーを吸収する制震構造となる。
【００２３】
このほか、図１８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すように、鉄筋コンクリート構造の耐震壁３１において、その側面側には間隙を設け、上面と梁３２下の空間に、互いにＴ型断面の鉄骨３３、３４をアンカーし、それらの水平方向の相対変形を利用した摺動型ダンパー構造とすることができる。また、同図（Ｄ）に示すように、固定側にも摩擦材を用いても良いし、滑り面から連続する一体の摩擦材３５としてもよい。
【００２４】
図１９に示すように、本発明の弾性支承体７，８を使用してボルト接合するにおいて、一方の部材に対して他方の部材を回転可能にして接合し、その回転時の摩擦エネルギーを吸収する用にした回転型ダンパー構造である。図１９（Ａ）に示すように、例えば、４枚の板３６を互いに回転可能にして、且つ、ボルト２３，ナット２４でボルト接合し、ワッシャーの代わりに図１９（Ｃ）に示すように、弾性支承体７，８を使用する。これにより、例えば、免震装置の一部に使用することで、図１９（Ｂ）に示すように、±10cm〜±80cmぐらいの大変形の範囲の振動エネルギーを吸収させることができる。この弾性支承体７，８により、長期に亘り前記板３６を挟装している前記ボルト２３の軸力の低下が防止されて、安定して回転摩擦によるエネルギーを吸収する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る弾性支承体１の縦断面図（Ａ）と、平面図（Ｂ）とである。
【図２】同本発明の他の態様の弾性支承体６の縦断面図（Ａ）と、平面図（Ｂ）とである。
【図３】同弾性支承体７の縦断面図（Ａ）と平面図（Ｂ）、弾性支承体８の縦断面図（Ｃ）と平面図（Ｄ）とである。
【図４】同弾性支承体１０の縦断面図（Ａ）と、底面図（Ｂ）とである。
【図５】同弾性支承体１２の縦断面図（Ａ）と、平面図（Ｂ）とである。
【図６】同弾性支承体１７の縦断面図である。
【図７】同弾性支承体１９の縦断面図である。
【図８】同弾性支承体２０ａ，２０ｂの縦断面図（Ａ），（Ｂ）である。
【図９】同本発明に係るボルト接合方法を示す断面図である。
【図１０】本発明に係る弾性支承体６の荷重（Ｎ）と撓み（δ）との関係を示す線図である。
【図１１】同本発明に係る弾性支承体７，８によるボルト接合方法の例を示す説明図である。
【図１２】同本発明に係る弾性支承体７，８によるボルト接合方法の例を示す説明図である。
【図１３】本発明に係る弾性支承体７，８による摺動型ダンパー構造を示す断面図である。
【図１４】摩擦板２７，２８の平面図である。
【図１５】摩擦板２８の変形例を示す平面図（Ａ），（Ｂ）である。
【図１６】本発明に係る摺動型ダンパー構造をブレースに適用した例を示す拡大説明図（Ａ）と、Ａ−Ａ線に沿った断面図（Ｂ）と、その全体の位置を示す概略説明図（Ｂ）とである。
【図１７】間柱３０に摺動型ダンパーを適用した例を示す説明図（Ａ）と、その全体の位置を示す概略説明図（Ｂ）とである。
【図１８】耐震壁３１に摺動型ダンパー構造を適用した例を示す正面図（Ａ）と、側面図（Ｂ）と、拡大断面図（Ｃ）と、他の例の拡大断面図（Ｄ）とである。
【図１９】本発明に係る回転型ダンパー構造の使用状態説明図（Ａ），（Ｂ）と、一部の底面図（Ｃ）とである。
【図２０】従来例における皿バネ３７の使用状態の断面図（Ａ）と、平面図（Ｂ）とである。
【符号の説明】
【００２６】
１          弾性支承体、
２          受圧体、                    ２ａ      受圧面、
３          収納体、                    ３ａ      端面位置、
３ｂ        底板、
４          接着剤、
５          底板、                      ５ａ      取付孔、
６          弾性支承体、
７          弾性支承体、
８          弾性支承体、
９          貫通孔、
１０        弾性支承体、
１１        薄鋼板、
１２        弾性支承体、
１３        布、
１４        外筒、
１５        粘性、
１６        内筒、
１７        弾性支承体、
１８        ベアリング、
１９        弾性支承体、
２０ａ，２０ｂ              弾性支承体、
２１        免震装置、
２２        基礎部、
２３        ボルト、
２４        定着ナット、
２５        定着プレート、
２６        レール、
２７，２８  鉄骨材、
２７ａ      長孔、
２８ａ      摩擦材、                   ２８ｂ    フェースライン、
２９        粘弾性材、
３０        間柱、
３１        耐震壁、
３２        梁、
３３，３４  鉄骨、
３５        摩擦材、
３６        板。
【図１】
2006105291.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006105291.tif 000005
【図４】
2006105291.tif 000006
【図５】
2006105291.tif 000007
【図６】
2006105291.tif 000008
【図７】
2006105291.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2006105291.tif 000021
【図２０】
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