(57)【要約】【課題】積層弾性体の変形測定時に変形量の測定が容易な積層支持体と、この積層支持体を用いた変形測定方法を得る。【解決手段】積層支持体１２の積層弾性体１６は、金属板１８とゴム板２０とを張り合わされ、これらの外側端面を周囲から被覆する被覆ゴム２２を有する。被覆ゴム２２の外周面には、ＬＥＤ２６が取り付けられている。積層弾性体１６がせん断変形した状態で、ＬＥＤ２６を発光させて撮影し、変形量を測定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性を有する弾性板と剛性を有する剛性板とが所定の積層方向に交互に積層されて構成された積層弾性体と、
前記積層弾性体の積層方向の両端部において積層弾性体よりも側方に張り出すフランジ部を有する取付板と、
前記積層弾性体の外周部分を被覆する被覆部材と、
前記被覆部材に取り付けられ、自発光する発光部材と、
を有する積層支持体。
【請求項２】
前記発光部材が複数設けられている請求項１に記載の積層支持体。
【請求項３】
前記発光部材が、前記積層方向では前記弾性板の間隔の整数倍の間隔で配置されている請求項２に記載の積層支持体。
【請求項４】
前記発光部材と前記被覆部材の間に、前記発光部材を保持すると共に前記被覆部材に貼着される保持部材が介在されている請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の積層支持体。
【請求項５】
前記保持部材の前記被覆部材に接触する取付面積よりも、前記発光部材が接触する保持面積が小さくされている請求項４に記載の積層支持体。
【請求項６】
前記保持部材が、前記被覆部材から前記発光部材に向かって径が漸減される円錐台状に形成されている請求項５に記載の積層支持体。
【請求項７】
前記保持部材が、
シート状に形成されて前記被覆部材に貼着されるシート部と、
光透過性の部材により形成され、前記シート部との間に空隙を構成すると共に前記発光部材をこの空隙内に位置するように保持する空隙構成部と、を有する請求項５に記載の積層支持体。
【請求項８】
前記保持部材が接着剤により前記被覆部材に接着されている請求項４〜請求項７のいずれか１項に記載の積層支持体。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の積層支持体に対し、前記積層方向と直交する方向に力を作用させて積層弾性体をせん断変形させた状態で、前記発光部材を発光させて積層支持体を撮影する積層支持体の変形測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、免震装置の支承等として使用可能な積層支持体と、その変形測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、たとえば非特許文献１に記載されているように、ゴム（弾性板）と鋼板（剛性板）とが交互に積層された積層弾性体を有する支承（積層支持体）が、免震装置の支承等として使用されている。このような積層支持体では、積層弾性体の周囲を、たとえばゴム製の被覆部材で被覆することで、積層弾性体をオゾン等から保護できるようにした構造のものがある。
【０００３】
ところで、積層弾性体の変位測定やひずみ解析等のために、上記の被覆部材の表面にマーキングを施し、積層支持体をせん断変形させて撮影して、その変位量を測定することがある。しかし、被覆部材に、撮影時の照明が反射してしまうと、マーキング部分の判別が困難になる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】鹿島  都市防災研究会  編著、「都市・建築防災シリーズ４  制震・免震技術」、鹿島出版会、１９９６年１０月５日、ｐ．１０８−１０９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、積層弾性体の変形測定時に変形量の測定が容易な積層支持体と、この積層支持体を用いた変形測定方法を得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明では、弾性を有する弾性板と剛性を有する剛性板とが所定の積層方向に交互に積層されて構成された積層弾性体と、前記積層弾性体の積層方向の両端部において積層弾性体よりも側方に張り出すフランジ部を有する取付板と、前記積層弾性体の外周部分を被覆する被覆部材と、前記被覆部材に取り付けられ、自発光する発光部材と、を有する。
【０００７】
この積層支持体では、被覆部材によって、積層弾性体（弾性板及び剛性板）がオゾン等から保護される。被覆部材には、発光部材が取り付けられており、発光部材は自ら発光する。したがって、積層弾性体をせん断変形させて撮影したときに、発光部材の光を撮影することで、反射光等の影響を受けすに、変形量を容易に測定できる。発光部材の光自体を撮影するので、従来のマーキング等も不要となる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記発光部材が複数設けられている。
【０００９】
すなわち、発光部材を複数設けることで、より高精度で積層弾性体の変形量を測定可能となる。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記発光部材が、前記積層方向では前記弾性板の間隔の整数倍の間隔で配置されている。
【００１１】
このように、発光部材を弾性板の間隔の整数倍の間隔で配置すると、さらに高精度で積層弾性体の変形量を測定可能となる。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記発光部材と前記被覆部材の間に、前記発光部材を保持すると共に前記被覆部材に貼着される保持部材が介在されている。
【００１３】
このように、発光部材と被覆部材との間に保持部材を介在させることで、発光部材を被覆部材に直接的に取り付ける必要がなくなるので、発光部材として、被覆部材に貼着しやすさ等を考慮する必要がなくなると共に、発光部材の被覆部材への取り付けが容易になる。
【００１４】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の発明において、前記保持部材の前記被覆部材に接触する取付面積よりも、前記発光部材が接触する保持面積が小さくされている。
【００１５】
すなわち、保持部材の被覆部材に対する接触面積（取付面積）が相対的に大きいので、より確実に保持部材を被覆部材に貼着することができる。また、保持部材に対し発光部材が接触する保持面積は相対的に小さいので、積層弾性体のせん断変形時における被覆部材の歪みの影響が、発光部材を保持している部分では少なくなり、発光部材の保持状態をより確実に維持できるようになる。
【００１６】
請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の発明において、前記保持部材が、前記被覆部材から前記発光部材に向かって径が漸減される円錐台状に形成されている。
【００１７】
したがって、簡単な構造で、上記の取付面積よりも保持面積が小さくされた保持部材を構成できる。しかも、このように保持部材を円錐台状に形成すると、発光部材の周囲を覆っている領域が狭くなり、発光部材をより広い範囲で視認可能となる。
【００１８】
請求項７に記載の発明では、請求項５に記載の発明において、前記保持部材が、シート状に形成されて前記被覆部材に貼着されるシート部と、光透過性の部材により形成され、前記シート部との間に空隙を構成すると共に前記発光部材をこの空隙内に位置するように保持する空隙構成部と、を有する。
【００１９】
したがって、簡単な構造で、上記の取付面積よりも保持面積が小さくされた保持部材を構成できる。しかも、発光部材は空隙、すなわちシート部から離間した維持で、光透過性の空隙構成部で保持されるので、発光部材がシート部に接触配置されている構成と比較して、発光部材をより広い範囲で視認可能となる。
【００２０】
請求項８に記載の発明では、請求項４〜請求項７のいずれか１項に記載の発明において、前記保持部材が接着剤により前記被覆部材に接着されている。
【００２１】
接着剤により、容易に保持部材を被覆部材に接着（貼着）できる。
【００２２】
請求項９に記載の発明では、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の積層支持体に対し、前記積層方向と直交する方向に力を作用させて積層弾性体をせん断変形させた状態で、前記発光部材を発光させて積層支持体を撮影する。
【００２３】
この積層支持体の変形測定方法では、積層方向と直交する方向に力を作用させて積層弾性体をせん断変形させた状態で、積層支持体を撮影して積層弾性体の変形を測定する。請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の積層支持体に対し、この変形測定方法を行うので、撮影時には発光部材を発光させて撮影することで、反射光等の影響を受けすに、変形量を容易に測定できる。なお、ここでいう積層弾性体の「変形」には、積層弾性体の全体としてのひずみや変形のほか、各部分ごとの変位も含む。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は上記構成としたので、積層弾性体の変形測定時に変形量の測定が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態の積層支持体を積層弾性体がせん断変形していない状態で示す一部破断正面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の積層支持体を構成する保持突起及びＬＥＤを拡大して示す平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の積層支持体を積層弾性体がせん断変形している状態で示す正面図である。
【図４】本発明の第１実施形態の積層支持体に適用可能な保持突起及びＬＥＤを拡大して示す平面図である。
【図５】本発明の第２実施形態の積層支持体を積層弾性体がせん断変形していない状態で示す正面図である。
【図６】本発明の第２実施形態の積層支持体を構成する保持部材及びＬＥＤを拡大して示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１には、本発明の第１実施形態の積層支持体１２が示されている。積層支持体１２は、複数枚の円板状の金属板１８と、同じく複数枚の円板状のゴム板２０とを厚み方向に交互に積層した（以下この積層方向を「Ｘ方向」という）積層弾性体１６を備えている。
【００２７】
積層弾性体１６のＸ方向両端面には、フランジ板１４が固定されている。フランジ板１４は、積層弾性体１６よりも側方に張り出すフランジ部１４Ｆを備えており、このフランジ部１４Ｆに形成された図示しないボルト孔にボルトを挿通して、積層支持体１２が、支持部材（たとえば、建物基礎、土台、地盤等）及び被支持部材（たとえば、オフィスビル、病院、集合住宅、美術館、公会堂、学校、庁舎、神社仏閣、橋梁等）に取り付けられる。取付け状態では、被支持部材が積層支持体１２を介して支持部材に支持される。
【００２８】
積層弾性体１６を構成する金属板１８とゴム板２０とは加硫接着により（あるいは接着剤により）強固に張り合わされており、これらが不用意に分離したり位置ズレしたりしないようになっている。そして、積層支持体１２が水平方向のせん断力を受けると、積層弾性体１６も弾性的にせん断変形する。
【００２９】
したがって、支持部材と被支持部材とが水平方向に相対移動（振動）すると、積層弾性体１６が全体として弾性的にせん断変形する。ここで、上記のように、金属板１８とゴム板２０とを交互に積層したことで、積層方向に荷重が作用しても、積層弾性体１６の圧縮変形（すなわちゴム板２０の圧縮）が抑制されている。
【００３０】
積層弾性体１６はさらに、金属板１８とゴム板２０の外側端面を周囲から被覆する被覆ゴム２２を有している。被覆ゴム２２によって金属板１８及びゴム板２０に外部から雨や光が作用しなくなり、酸素やオゾン、紫外線などによる劣化が防止される。また、被覆ゴム２２は、厚さが一定とされており、その強度にばらつきがでないようにされている。なお、被覆ゴム２２はゴム板２０と同一の材料によって形成することができる。この場合、ゴム板２０と被覆ゴム２２とを別体で形成しておき、後工程で加硫接着等によって一体化させることが可能である。あるいは、被覆ゴム２２とゴム板２０を接着剤等で接着してもよい。
【００３１】
被覆ゴム２２の外周面には、複数の保持突起２４が貼着されており、それぞれの保持突起２４にはＬＥＤ２６が取り付けられている。保持突起２４は本発明に係る保持部材の一例であり、被覆ゴム２２の外周面には、保持部材である保持突起２４を介して、ＬＥＤ２６が取り付けられている。ＬＥＤ２６は、図示しない電源から配線２８によって電力供給を受けることが可能とされ、任意のタイミングで発光させることができる。特に、配線２８は、図３に示すように積層弾性体１６がせん断変形した状態で、この変形に支障がない構造及び配置とされている。
【００３２】
図２にも詳細に示すように、保持突起２４は、略円錐台状に形成されており、大径の下底面が被覆ゴム２２への取付面２４Ａとされる。本実施形態では、取付面２４Ａは接着剤によって被覆ゴム２２の外周面に接着されている。これに対し、小径の上底面は、ＬＥＤ２６が接触配置されており、本発明に係る保持面２４Ｂとなっている。すなわち、保持突起２４は、取付面２４Ａから保持面２４Ｂに向かって径が漸減されており、保持突起２４のこのような形状からも分かるように、取付面２４Ａの面積（被覆ゴム２２に接触する取付面積）よりも、保持面２４Ｂの面積（ＬＥＤ２６が接触する保持面積）が小さくなっている。なお、取付面２４Ａは、積層弾性体１６（被覆ゴム２２）の外周面に対応させて、あらかじめ僅かに湾曲されていてもよい。同様に、保持面２４Ｂは、ＬＥＤ２６の形状に合わせて湾曲されている。
【００３３】
保持突起２４及びＬＥＤ２６の数は、特に限定されるものではないが、後述する変形測定方法において、より確実で精度の高い測定を可能にするためには、複数設けられていることが好ましく、さらには、図１に示すように、積層弾性体１６の変形前の状態で、上下方向及び周方向に沿ってそれぞれ所定間隔でマトリックス状に配置されていることがより好ましい。特に、上下方向（積層方向）には、ゴム板２０の間隔の整数倍の間隔で配置されていることが好ましく、さらには、ゴム板２０の間隔と同間隔で配置されてゴム板２０と一対一に対応していることが、より好ましい。
【００３４】
次に、本実施形態の積層支持体１２の変形測定方法を説明する。
【００３５】
本実施形態の積層支持体１２では、積層弾性体１６の外周面に、保持突起２４を介してＬＥＤ２６が取り付けられている。そこで、この積層支持体１２に対し、たとえば図３に示すように、横方向（水平方向）の外力Ｆ１を上側のフランジ板１４に作用させて（下側のフランジいた１４は固定して）積層弾性体１６をせん断変形させる。そして、少なくともこのように積層弾性体１６がせん断変形した状態で、ＬＥＤ２６を発光させ、これをビデオカメラ等を用いて撮影する。あるいは、変形前の状態からＬＥＤ２６を発光させて撮影を開始し、せん断変形の途中から、所定量せん断変形するまで連続的に撮影してもよい。撮影後には、画像の解析等を行い、積層弾性体１６の各部分の変位量や歪みの程度を算出する。
【００３６】
このように、本実施形態の積層支持体１２では、自ら発光する部材であるＬＥＤ２６を用いており、ＬＥＤ２６が発する光を撮影するので、積層弾性体１６の変形量や歪みを、従来よりも正確に測定できる。これに対し、たとえば、積層弾性体１６の表面にマーキングを施し、このマーキングを撮影する方法では、撮影時の照明からの光がマーキングした部分以外で強く反射することがあるため、マーキングした部分と、光を反射している部分との判別が困難になることがある。すなわち、本実施形態では、このような事態が発生しないため、積層弾性体１６の変形量や歪みを容易に、且つ高精度で測定できる。
【００３７】
本実施形態では、ＬＥＤ２６をマトリックス状に配置しているので、ＬＥＤ２６をたとえば無秩序に配置した構成と比較して、積層弾性体１６の各部分の変位量や歪みの程度を、より高精度で算出できる。
【００３８】
しかも、本実施形態では、略円錐台状の保持突起２４を介在させてＬＥＤ２６を積層弾性体１６の被覆ゴム２２の表面に取り付けており、相対的に面積の広い取付面２４Ａが被覆ゴム２２の外周面に接触して貼着されている。このように、広い面積で保持突起２４を被覆ゴム２２に貼着することで、より確実に保持突起２４を被覆ゴム２２に貼着することが可能になる。
【００３９】
また、保持突起２４がＬＥＤ２６を保持する保持面２４Ｂの面積は取付面２４Ａの面積よりも相対的に小さくなっている。したがって、積層弾性体１６のせん断変形時における被覆ゴム２２の歪みの影響が、保持面２４Ｂでは少なくなる。これにより、積層弾性体１６のせん断変形時であっても、ＬＥＤ２６の保持状態をより確実に維持できる。
【００４０】
しかも、円錐台状の保持突起２４を用いると、保持突起２４がＬＥＤ２６の周囲を覆っている領域が少なくなる。換言すれば、ＬＥＤ２６のほとんどの部分が露出されることにうなる。このため、より広い範囲からＬＥＤ２６の光を視認できるようになる。たとえば、図１及び図３に示す例において、中央列２６ＣのＬＥＤ２６だけでなく、右列２６Ｒや左列２６ＬのＬＥＤ２６からの光も、より視認しやすくなる。
【００４１】
なお、第１実施形態において、図４に示す形状の保持突起３４を用いてもよい。この保持突起３４では、略円柱状に形成されており、取付面３４Ａの反対側の面に、ＬＥＤ２６が保持される保持面３４Ｂが形成されている。このような形状の保持突起３４では、図２に示す保持突起２４と比較して、ＬＥＤ２６の周囲を覆う部分は多くなる（ＬＥＤ２６の露出部分が少なくなり、特定の方向からは視認しづらくなるおそれがある）が、保持突起３４の形状は単純化できる。
【００４２】
図５には、本発明の第２実施形態の積層支持体５２が示されている。第２実施形態では、第１実施形態と比較して、保持部材５４の構造が、第１実施形態の保持突起２４とは異なっている。以下において、第１実施形態と同一の構成要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００４３】
第２実施形態の保持部材５４は、図６にも詳細に示すように、シート状に形成されたシート部５６を有している。シート部５６は、被覆ゴム２２の外周面に、第１実施形態と同様に接着剤により接着（貼着）されている。
【００４４】
シート部５６からは、略半球状の空隙構成部５８が一体成形されている。空隙構成部５８の内部には、シート部５６との間に空隙６０が構成されている。そして、ＬＥＤ２６又は配線２８（図６の例では配線２８）が空隙構成部５８を貫通しており、空隙構成部５８の内部にＬＥＤ２６が保持されている。第１実施形態と同様に、ＬＥＤ２６は、図示しない電源から配線２８によって電力供給を受けることが可能とされ、任意のタイミングで発光させることができる。また、第２実施形態では、少なくとも空隙構成部５８は、光透過性の高い部材（たとえば透明の樹脂）で構成されている。特に、図６に示した例では、ＬＥＤ２６の先端が空隙６０の略中央に位置しており、しかも、被覆ゴム２２の外周面からは離間した（非接触に浮き上がった）位置に保持されている。
【００４５】
第２実施形態では、シート部５６の被覆ゴム２２への対向面（空隙構成部５８が形成されていない面）の全てが、本発明に係る取付面５４Ａとなっている。また、空隙構成部５８のうち、配線２８又はＬＥＤ２６が貫通している部分及び近傍部分が、実質的にＬＥＤ２６を保持しており、本発明に係る保持面５４Ｂとなっている。
【００４６】
このような構成とされた第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、積層弾性体１６をせん断変形させ、ＬＥＤ２６を発光させてビデオカメラ等で撮影するので、積層弾性体１６の表面にマーキング等を施した構成と比較して、積層弾性体１６の変形量や歪みを容易に、且つ高精度で測定できる。
【００４７】
しかも、第２実施形態においても、相対的に面積の広い取付面５４Ａが被覆ゴム２２の外周面に接触して貼着されているので、より確実に保持部材５４を被覆ゴム２２に貼着することが可能になる。加えて、保持部材５４がＬＥＤ２６を保持する保持面５４Ｂの実質的な面積は相対的に小さくなっているので、積層弾性体１６のせん断変形時における被覆ゴム２２の歪みの影響を少なくして、積層弾性体１６のせん断変形時であっても、ＬＥＤ２６の保持状態をより確実に維持できる。
【００４８】
また、保持部材５４、特に空隙構成部５８がＬＥＤ２６の周囲を覆っている領域が少なくなっており、しかも、空隙構成部５８は光透過性の部材により構成されている。より広い範囲からＬＥＤ２６の光を視認できるようになる。
【００４９】
なお、本発明の保持部材としては、上記第１実施形態の保持突起２４、３４や、第２実施形態の保持部材５４に限定されるものではない。要するに、保持部材を用いて、これを積層弾性体１６とＬＥＤ２６との間に介在させることで、被覆ゴム２２へのＬＥＤ２６の取り付けが容易になる。すなわち、被覆ゴム２２にＬＥＤ２６を直接的に取り付ける構造では、取り付け可能なＬＥＤの構造やサイズが制限されることがあるが、保持部材を介在させることで、このような制限がなくなる。そして、ＬＥＤ２６を被覆ゴム２２に対しより容易且つ確実に（強固に）取り付けることも可能になる。
【００５０】
本発明の発光部材としても、上記のＬＥＤ２６に限定されず、一般的な電球であってもよい。ＬＥＤ２６を用いると、低い消費電力で、撮影時に視認するための十分な光量を得ることができ、しかも、発光部材として小型化されるので、好ましい。
【００５１】
発光部材を被覆ゴム２２に取り付ける間隔も、変位量や歪みを確実に測定できれば特に限定されないが、たとえば、上下方向には、前述したように、ゴム板２０の間隔に等しいピッチ、あるいは積層間隔の整数倍の程度の間隔で配置すると、ゴム板２０の１枚ごと（あるいは複数枚ごと）の変位の程度を知ることができるため、高精度で積層弾性体１６の変形量を測定できる。積層弾性体１６の周方向には、少なくとも２列程度のＬＥＤ２６が撮影できるようにすると、高精度で積層弾性体１６の変位量や歪みを測定できる。
【符号の説明】
【００５２】
１２   積層支持体
１６   積層弾性体
１８   金属板
２０   ゴム板
２２   被覆ゴム
２４   保持突起（保持部材）
２４Ａ 取付面
２４Ｂ 保持面
３４   保持突起（保持部材）
３４Ａ 取付面
３４Ｂ 保持面
５２   積層支持体
５４   保持部材
５４Ａ 取付面
５４Ｂ 保持面
５６   シート部
５８   空隙構成部
６０   空隙
【図１】
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【図２】
2011174819.tif 000004
【図３】
2011174819.tif 000005
【図４】
2011174819.tif 000006
【図５】
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【図６】
2011174819.tif 000008