(57)【要約】【課題】厚みが薄く、コンパクト化が可能な支承装置を提供することにある。【解決手段】上部構造物に固定される上沓２と、下部構造物に固定される下沓３と、これらの間に配設されたゴム層４とを備え、前記上沓２には、前記下沓３と相対する面に凹部２a，２ｂが形成され、前記下沓３には、前記上沓２と相対する面で、かつ前記上沓２の凹部に対応する位置に、これらと嵌合する凸部３a，３bが形成され、これらの上沓２と下沓３が前記ゴム層４を介して嵌合して嵌合部Ａ，Ｂが形成されており、互いに嵌合する前記凸部３a，３ｂおよび凹部２a，２ｂは傾斜壁面を有している。さらに、前記凸部３a，３ｂおよび凹部２a，２ｂが相対する面の少なくともいずれか一方には突起部５，６が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部構造物に固定される上枠と、下部構造物に固定される下枠と、これらの間に配設された弾性層とを備え、前記上枠には、前記下枠と相対する面に凹部および／または凸部が形成され、前記下枠には、前記上枠と相対する面で、かつ前記上枠の凹部および／または凸部に対応する位置に、これらと嵌合する凸部および／または凹部が形成され、これらの上枠と下枠が前記弾性層を介して嵌合して嵌合部が形成されている構造物用支承装置であって、
互いに嵌合する前記凸部および凹部は傾斜壁面を有していることを特徴とする支承装置。
【請求項２】
前記凸部および凹部が相対する面の少なくともいずれか一方に突起部が形成されている請求項１に記載の支承装置。
【請求項３】
前記突起部は、前記凸部の頂部および前記凹部の開口縁部の少なくともいずれか一方に形成されており、かつ水平方向に突出している請求項２に記載の支承装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁、建物、機械等を支承するのに好適な支承装置、特に橋梁用支承装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで、橋梁などの上部構造物と橋脚などの下部構造物との間にゴム支承体を配置し、上部構造物から作用する力を下部構造物に伝達して、上部構造の荷重の載荷によるたわみやねじれ変形を吸収することが行われている。このゴム支承体は、上部構造物に固定される上沓と、下部構造物にアンカーボルトにより固定される下沓と、これらの間に配設されたゴム層とから構成される。このゴム支承体により、下向きの鉛直荷重が支持される。
【０００３】
一方、水平荷重および鉛直方向上向きの動きに対しては、例えばゴム支承体の側端部にサイドブロック（移動制限装置）を配置して固定することで上部構造物と下部構造物の水平方向および鉛直方向上向きの動きを制限している。
【０００４】
しかしながら、ゴム支承体により鉛直荷重を支持し、サイドブロックなどの移動制限装置により水平荷重を支持するという構成にすると、ゴム支承体を含めた装置全体が大型化、重量化するとともに、施工が煩雑となり、コストアップが生じるという問題がある。また、装置全体が大型化すると、桁下空間が狭い場合には施工できないことがある。
【０００５】
このような問題を解決するために、特許文献１には、図４および図５に示すようなゴム支承体５０が記載されている。このゴム支承体５０は、上沓５１に、下沓５２と相対する面に凹部５３が形成され、下沓５２には、上沓５１と相対する面でかつ上沓５１の凹部５３に対応する位置に、該凹部８３と嵌合する凸部５４が形成され、これらの上沓５１と下沓５２がゴム層５５を介して嵌合することで嵌合部が形成されている。
これにより、このゴム支承体５０には、上沓５１の水平面と、該水平面と対向する下沓５２の水平面と、これらの水平面間に配設されたゴム層５５とにより鉛直荷重が支持されるとともに、前記嵌合部における凹部５３の内側面と、該側面に対向する前記凸部５４の外側面と、これらの側面間に配設されたゴム層５５とにより水平荷重が支持されるので、このゴム支承体５０のみで鉛直荷重だけでなく水平荷重をも支持することができ、装置の小型化が可能になる。
【０００６】
このようなゴム支承体５０では、凹部５３と凸部５４とが鉛直方向に嵌合しているため、水平方向に作用する力（図５に矢印Ｈで示す）に対して荷重支持能力を向上させるには、荷重支持面積が多く必要となる。
【０００７】
ところが、水平方向の力に対する荷重支持面積を多くするには、凹部５３と凸部５４における鉛直方向の深さおよび高さを大きくし、凹部５３と凸部５４の嵌合長さを大きくする必要がある。そのため、ゴム支承体５０の厚みが大きくなり、支承のコンパクト化を図るのが困難であった。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−３３７００２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、厚みが薄く、コンパクト化が可能な支承装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための本発明の支承装置は、上部構造物に固定されると、下部構造物に固定される下枠と、これらの間に配設された弾性層とを備え、前記上枠には、前記下枠と相対する面に凹部および／または凸部が形成され、前記下枠には、前記上枠と相対する面で、かつ前記上枠の凹部および／または凸部に対応する位置に、これらと嵌合する凸部および／または凹部が形成され、これらの上枠と下枠が前記弾性層を介して嵌合して嵌合部が形成されており、互いに嵌合する前記凸部および凹部は傾斜壁面を有していることを特徴とする。
【００１１】
前記凸部および凹部が相対する面の少なくともいずれか一方には突起部が形成されている。好ましくは、前記突起部は、前記凸部の頂部および前記凹部の開口縁部の少なくともいずれか一方に形成されており、かつ水平方向に突出しているのがよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、互いに嵌合する前記凸部および凹部はいずれも傾斜壁面を有しているので、垂直壁面の場合に比べて、凹部と凸部の嵌合長さが大きくなり、水平方向の力に対する荷重支持面積を多くすることができる。その結果、鉛直荷重支持性能および水平荷重支持性能を損なうことなく、支承装置の厚みを薄くし、支承のコンパクト化を図るのが可能になる。また、支承装置の厚みが同じである場合には、垂直壁面を有する支承装置に比べて、水平荷重支持性能がより一層向上する。
【００１３】
また、前記凸部および凹部が相対する面の少なくともいずれか一方には突起部が形成されているので、水平方向に力が作用した場合に、前記突起部により上枠および下枠が逸脱するのを阻止することができると共に、鉛直荷重による弾性層の膨出を前記突起部により抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態にかかる橋梁用ゴム支承装置について、図面を参照して詳細に説明する。図１はこの実施形態にかかるゴム支承装置を示す断面図であり、図２はその部分拡大断面図である。
【００１５】
図１および図２に示すように、この実施形態にかかるゴム支承装置１は、橋梁などの上部構造物にソールプレート１０を介して固定される上沓２と、橋脚などの下部構造物にベースプレートを介して固定される下沓３と、これらの間に配設されたゴム層４（弾性層）とを備える。
【００１６】
下沓３には、上沓２と相対する面に、略円柱形状の第１の凸部３ａと、該第１の凸部３ａから離隔しかつ第１の凸部３ａを囲む略円筒形状の第２の凸部３ｂとが形成されている。一方、上沓２には、下沓３と相対する面で、かつ、第１の凸部３ａおよび第２の凸部３ｂに対応する位置に、これらと嵌合する第１の凹部２ａおよび第２の凹部２ｂが形成されている。そして、これらの上沓２と下沓３がゴム層４を介して嵌合することで、図１に示すように２つの嵌合部Ａ，Ｂが形成されている。
【００１７】
ゴム層４は、凹部２ａ，２ｂの内周面、凸部３ａ，３ｂの外周面およびその他の水平面を含む全面で上沓２および下沓３と接着されている。ゴム層４は、主成分であるゴム成分に、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、老化防止剤、補強剤、遅延剤、可塑剤、必要に応じて着色剤などの配合剤を配合したものである。特に、ゴム層４の厚さは、５〜５０ｍｍ程度、好ましくは１０〜３０ｍｍ程度であるのがよい。
【００１８】
ゴム成分としては、例えばジエン系ゴムを使用することができる。ジエン系ゴムとしては、天然ゴムの他、クロロプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム等の合成ゴムが挙げられる。加硫剤としては、硫黄、有機過酸化物、亜鉛華、マグネシア等が挙げられる。加硫促進助剤としては、亜鉛華、ステアリン酸等が挙げられる。老化防止剤としては、例えばフェニル−α−ナフチルアミン、Ｎ，Ｎ'−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ’−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン等のアミン系化合物；２,６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、４，４’−ブチリデンビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）等のフェノール系化合物；等が挙げられる。可塑剤としては、例えば石油系プロセス油、タール、ピッチ、天然油脂、動植物油脂、合成可塑剤等が挙げられる。補強剤としては、カーボンブラック、シリカ、ホワイトカーボン等が挙げられる。  
【００１９】
上沓２および下沓３としては、例えば鋼板等の金属板、セラミックス、硬質プラスチック板等の材料を用いることができる。上沓２の厚さｔ2は、１０〜１５０ｍｍ程度、好ましくは２０〜１００ｍｍ程度であるのがよく、下沓３の厚さｔ3は、１０〜１５０ｍｍ程度、好ましくは２０〜１００ｍｍ程度であるのがよい。また、凹部２ａ，２ｂの深さｔ4は、５〜１００ｍｍ程度、好ましくは１５〜５０ｍｍ程度であるのがよく、凸部３ａ，３ｂの高さｔ５は、５〜１００ｍｍ程度、好ましくは１５〜５０ｍｍ程度であるのがよい。
【００２０】
上沓２および下沓３は、例えば切削加工などの公知の手段を用いて鋼板等の材料に凹部および／または凸部を形成して作製することができる。また、凸部を形成する他の方法としては、例えば溶接等の手段を用いて鋼板等の材料に凸部となる材料を別途接合する方法が挙げられる。
【００２１】
上沓２における第１の凹部２ａの内周面および第２の凹部２ｂの両内周面は、いずれも斜面状の傾斜壁面２１で構成されている。さらに、これらの凹部２ａ、２ｂの傾斜した開口縁部には、水平方向に突出する突起部５が形成されている。
一方、下沓３における前記第１の凸部３ａの外周面および第２の凸部３ｂの内外周面は、いずれも斜面状の傾斜壁面３１で構成されている。さらに、これらの凸部３ａ、３ｂの傾斜した頂部には、水平方向に突出する突起部６が形成されている。
【００２２】
相対する傾斜壁面２１および傾斜壁面３１は同じ傾斜角度を有するのが好ましい。傾斜角度は、特に限定されるものではないが、鉛直線に対して約４０°〜８０°、好ましくは約５０°〜７０°であるのがよい。傾斜角度がこの範囲より小さいと、垂直壁面に比べて水平方向の力に対する荷重支持面積の増大による効果があまり期待できないおそれがある。また、傾斜角度が前記範囲を超えると、水平方向の力に対する荷重支持性能に支障をきたすおそれがある。
【００２３】
このように凹部２ａ，２ｂの周面と凸部３ａ，３ｂの周面とを傾斜壁面で形成しているので、凹部２ａ，２ｂおよび凸部３ａ，３ｂに作用する水平力に対する荷重支持面積が垂直面に比べて増大する。そのため、図２に示す凹部２ａ，２ｂと凸部３ａ，３ｂとの嵌合長さＬを小さくすることができる。
【００２４】
前記突起部５、６は、水平方向に３〜５ｍｍ程度突出しているのがよい。突起部５、６は、それぞれ前記凸部３ａ、３ｂの頂部および前記凹部２ａ、２ｂの開口縁部の全周に形成されているのが好ましいが、連続せずに部分的に、例えば所定の間隔をあけて、突起部５、６が形成されていてもよい。また、突起部５、６の形成位置は、凸部３ａ、３ｂの頂部および前記凹部２ａ、２ｂの開口縁部であるのが好ましいが、前記凸部３ａ、３ｂおよび凹部２ａ、２ｂが相対する面のいずれか（例えば傾斜壁面２１、３１および水平面のうちの所定部位）であれば構わない。さらに、突起部５、６はいずれか一方のみでもよい。
【００２５】
以上のように構成された支承装置では、図２に矢印Ｍで示すような鉛直荷重が加わった場合、その力でゴム層4が矢印Ｎで示す方向に膨出する。これにより鉛直荷重を支持することができる。ところが、凹部２ａ，２ｂと凸部３ａ，３ｂは周面を傾斜壁面で形成しているので、ゴム層4が膨出しやすい。ゴム層4の膨出量が過度に増えると、ゴム層4の歪が大きくなって、耐久性が低下することが懸念される。しかし、本実施形態では、前記凸部３ａ、３ｂおよび凹部２ａ、２ｂにそれぞれ突起部５、６が形成されているので、該突起部５、６によってゴム層4が過度に膨出するのを抑制することができる。
【００２６】
一方、凹部２ａ，２ｂと凸部３ａ，３ｂとは周面を傾斜壁面で形成している関係上、前記凸部３ａ、３ｂおよび凹部２ａ、２ｂの嵌合長さＬ（図２を参照）が小さいと、水平方向に力が作用した場合に、上沓１２と下沓１３とが相互に逸脱しやすくなる。しかし、本実施形態では、前記凸部３ａ、３ｂおよび凹部２ａ、２ｂにそれぞれ突起部５、６が形成されているので、上沓１２と下沓１３とが相互に逸脱するのを抑制することができる。換言すれば、突起部５、６によって上沓１２と下沓１３とが相互に逸脱するのが抑制されているので、前記凸部３ａ、３ｂおよび凹部２ａ、２ｂの嵌合長さＬを小さくすることができ、支承装置の薄型化、コンパクト化が可能となる。
すなわち、凹部２ａ，２ｂと凸部３ａ，３ｂとの嵌合長さＬは、１〜５０ｍｍ、好ましくは１〜２０ｍｍであるのがよい。
【００２７】
上記のようなゴム支承装置１は、例えば金型内に上沓２および下沓３を所定の間隔で配置し、この金型内に、ゴム成分に対して各種配合剤を配合したゴム組成物を射出等により注入して加硫成形と同時に一体に加硫接着することにより製造することができる。
【００２８】
なお、ゴム支承装置１を製造する他の方法としては、ゴム成分に対して各種配合剤を配合したゴム組成物を押出成形等により成形して所定厚みのゴム層を予め作製し、ついで、このゴム層と、上沓２および下沓３とを積層して接着剤等により接着する方法等が挙げられる。接着剤としては、例えば酢酸ビニル系、アクリル系、エチレン共重合体系、ドープセメント、モノマーセメント、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン等の熱可塑性接着剤；クロロプレンゴム系、ニトリルゴム系、再生ゴム系、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）系、天然ゴム系等のゴム系接着剤等が挙げられる。
【００２９】
なお、図１および図２に示したゴム支承装置１では、傾斜壁面２１，３１を有する凹部２ａ，２ｂおよび凸部３ａ，３ｂの形状を略台形状に構成したが、本発明における凹部および凸部は略台形状に限定されるものではない。すなわち、図３に示すように、逆台形状の凹部２ａ′，２ｂ′および凸部３ａ′，３ｂ′であっても同様の効果が得られる。この凹部２ａ′，２ｂ′および凸部３ａ′，３ｂ′は、前記した凹部２ａ，２ｂおよび凸部３ａ，３ｂと傾斜壁面２１′，３１′の傾きが鉛直線を介して逆向きになっている。
【００３０】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内において、種々の改善や変更が可能である。  例えば、前記ゴム層４に代えて、熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマーなどの他の弾性材料を使用しても良い。上記熱可塑性樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネート、ナイロン、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニリデン、フッ素樹脂、ポリブタジエンなどが挙げられる。また、上記熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）としては、ポリスチレン系ＴＰＥ、ポロオレフィン系ＴＰＥ、ポリ塩化ビニル系ＴＰＥ、ポリウレタン系ＴＰＥ（ＴＰＵ）、ポリエステル系ＴＰＥ、ポリアミド系ＴＰＥなどが挙げられる。
【００３１】
また、本発明の弾性支承体は、橋梁用以外に、建物や機械類などの各種構造物にも適用可能である。例えば、建物用弾性支承体は、上部構造物である建物に固定される上枠と、下部構造物である基礎に固定される下枠と、これらの間に配設された弾性層とを備える。機械用弾性支承体は、上部構造物である機械に固定される上枠と、下部構造物である基礎に固定される下枠と、これらの間に配設された弾性層とを備える。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態にかかる支承装置を示す断面図である。
【図２】図１に示す支承装置の一部拡大断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態にかかる支承装置を示す断面図である。
【図４】従来の支承装置を示す一部破断斜視断面図である。
【図５】従来の支承装置の断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１・・・ゴム支承装置
２・・・上沓（上枠）
２a，２b・・・凹部
３・・・下沓（下枠）
３a，３b・・・凸部
４・・・ゴム層（弾性層）
５・・・突起
６・・・突起
２１・・・傾斜壁面
３１・・・傾斜壁面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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