(57)【要約】【課題】積層ゴム支承に用いられるプラグのゴム層への膨出を、積層ゴム支承全体を通して効果的に抑止する。【解決手段】下部ベースプレート１４Ａと上部ベースプレート１４Ｂの間に複数のゴム層１３Ａと複数の補強板１２とを交互に積層する。ゴム層１３Ａ、補強板１２の各層を略垂直に貫く孔１６を設ける。孔１６に鉛プラグ１７を所定の充填率で圧入する。テーパー状に形成され、織布や編物などの抗張力部材にゴム部材などからなる弾性層を貼着した長尺の積層シート１８をゴム層１３Ａの各々において独立して鉛プラグ１７の周りに巻装する。【選択図】図２
2008232190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム層および補強板を交互に積層した積層ゴムと、
前記積層ゴムの各層を貫いて挿通されたダンパ用のプラグと、
前記ゴム層毎に前記プラグの周りに独立して巻回された抗張力部材とを備え、
前記各ゴム層への前記プラグの膨出が前記抗張力部材により防止される
ことを特徴とする積層ゴム支承。
【請求項２】
前記抗張力部材が織布、織物、金網の何れかであることを特徴とする請求項１に記載の積層ゴム支承。
【請求項３】
前記抗張力部材が長尺のシート部材であり、前記シート部材が前記プラグの周りに複数回巻回されることを特徴とする請求項１に記載の積層ゴム支承。
【請求項４】
前記シート部材は、少なくともその先端側が長手方向に沿って細くなるテーパー状の平面形状を有し、前記シート部材の幅広部を内側として前記シート部材が巻回されることを特徴とする請求項３に記載の積層ゴム支承。
【請求項５】
前記シート部材が弾性層を備えることを特徴とする請求項３に記載の積層ゴム支承。
【請求項６】
ダミープラグに複数のゴム部材と複数の補強板とを交互に嵌め合わせ積層し、これを加硫成形した後、ダミープラグを抜き取った孔にダンパ用のプラグを圧入することにより積層ゴム支承を製造する方法であって、
各段の前記ゴム部材を前記ダミープラグに嵌め合わせる前に、嵌め合わされる前記ゴム部材に対応する位置の前記ダミープラグの周囲に抗張力部材を巻き付けるステップを有する
ことを特徴とする積層ゴム支承の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層ゴム内に挿入されたプラグの塑性変形により振動を減衰する積層ゴム支承に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴム層と鋼板などの補強板を鉛直方向に交互に積層して積層ゴムとし、積層ゴムに各層を貫いた孔を設け、これにダンパ用の柱状の鉛プラグを圧入した積層ゴム支承、あるいは免震装置が知られている。鉛プラグは、ゴム層と補強板によりその周囲を取り囲まれながら、積層ゴムの変形にともなって例えば水平方向に剪断変形される。このとき鉛プラグは塑性変形され、運動エネルギを吸収し橋桁などの被支承体の振動を減衰する。
【０００３】
しかし、積層ゴム支承では、経時的に鉛プラグがゴム層へ膨出し、ゴム層に食い込むため、膨出された鉛プラグが積層ゴム変形時、補強板に干渉して補強板を変形させる。これにより、ゴム層の破壊や剥離、あるいは鉛プラグの早期破壊をもたらすと言う問題がある。特に積層ゴム支承が例えば道路橋などの橋梁の支承に用いられる場合など、被支承体の変位が大きい場合（例えば桁の回転による変位など）、ゴム層を厚く（補強板間距離が例えば１５ｍｍ〜４０ｍｍ）、プラグ径を太く設定する必要があることから、鉛膨出部の干渉により補強板が大きく変形される。したがって、橋梁などに用いられる積層ゴム支承においては耐久性が著しく低下する。一方、鉛プラグのゴム層への膨出の問題に対しては、鉛プラグの周囲全体を布部材により包囲し、鉛プラグのゴム層への膨出を規制したものが提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２０００−０６５１４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特に大きい変位の下で使用される積層ゴム支承では、水平方向への剪断変形において鉛プラグが軸方向に大きく伸張される（例えば初期長さの４倍程度）。このため、特許文献１のように鉛プラグの膨出を抑えるのために布部材で鉛プラグの全体を覆うと、布部材は軸方向に殆ど伸張しないので、変形が大きいとき、鉛プラグの上方部および下方部は殆ど布部材から露出する。したがって、このような部分において鉛プラグのゴム層への膨出を抑止することはできず、必ずしも十分な効果が得られない。
【０００５】
本発明は、積層ゴム支承に用いられるプラグのゴム層への膨出を、積層ゴム支承全体を通して効果的に抑止することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の積層ゴム支承は、ゴム層および補強板を交互に積層した積層ゴムと、積層ゴムの各層を貫いて挿通されたダンパ用のプラグと、ゴム層毎にプラグの周りに独立して巻回された抗張力部材とを備え、各ゴム層へのプラグの膨出が抗張力部材により防止されることを特徴としている。
【０００７】
抗張力部材は織布、織物、金網の何れかであることが好ましい。抗張力部材は長尺のシート部材であり、シート部材はプラグの周りに複数回巻回されることが好ましい。またシート部材は少なくともその先端側が長手方向に沿って細くなるテーパー状の平面形状を有することが好ましく、このときシート部材は幅広部を内側として巻回される。また、シート部材は弾性層を備えることが好ましい。
【０００８】
また、本発明の積層ゴム支承の製造方法は、ダミープラグに複数のゴム部材と複数の補強板とを交互に嵌め合わせ積層し、これを加硫成形した後、ダミープラグを抜き取った孔にダンパ用のプラグを圧入することにより積層ゴム支承を製造する方法であって、各段のゴム部材をダミープラグに嵌め合わせる前に、嵌め合わされるゴム部材に対応する位置のダミープラグの周囲に抗張力部材を巻き付けるステップを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように、本発明によれば、積層ゴム支承に用いられるプラグのゴム層への膨出を、積層ゴム支承全体を通して効果的に抑止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態である積層ゴム支承の概観を示す斜視図であり、図２は、図１のII−II線に沿った積層ゴム支承の側断面図である。
【００１１】
本実施形態の積層ゴム支承は、複数のゴム（ＪＩＳＫ６２５３における硬度Ａ８〜１２）と複数の補強板とを交互に積層して加硫成形した積層ゴムに補強板と垂直な孔を設け、この孔に鉛等からなるダンパ用のプラグを圧入したものである。図１に示されるように本実施形態において、積層ゴム支承１０は、例えば略直方体形状をなす。積層ゴム１１内には、図２に示されるように、所定間隔で平行に複数の補強板１２が配置され、補強板１２の間にはゴム層１３Ａが設けられる。
【００１２】
補強板１２には、例えば薄板状の鋼板が用いられ、積層ゴム１１の最上部および最下部には、例えば平面形状においては補強板１２と略同寸法であるが、相対的に厚みのあるベースプレート１４Ａ、１４Ｂ（積層ゴムの変形に対して剛性を維持する板部材）が配置される。また、ベースプレート１４Ａ、１４Ｂの各々には、フランジプレート１５Ａ、１５Ｂがボルトなどの取付具（図示せず）を用いて取付けられる。
【００１３】
なお、図１においては、フランジプレート１５Ａ、１５Ｂが取付けられる前の状態が示される。また、ゴム層１３Ａは、補強板１２よりも一回り大きく、補強板１２およびベースプレート１４Ａ、１４Ｂは、その周囲をゴム層１３Ａを含むゴム部材１３によって取り囲まれる。
【００１４】
積層ゴム１１には、上部ベースプレート１４Ｂから下部ベースプレート１４Ａまで貫通し、各層に対して略垂直な例えば４つの円柱状の孔１６が設けられる。４つの孔１６にはそれぞれ、円柱状の鉛プラグ１７が所定の充填率で圧入される。また、孔１６において、各ゴム層１３Ａに対応する位置には、織布または編物とゴムとを重ね合わせた積層シート１８が配置され、ゴム層１３Ａにおける孔１６の内周面を形成する。
【００１５】
図３に、鉛プラグ１７の周辺部の拡大断面図を示し、図４に積層シート１８の平面図を示す。また、図５に積層シート１８の構造を示す部分拡大斜視図を示す。
【００１６】
図３に示すように、積層シート１８はゴム層１３Ａに設けられた孔１６の内周面を形成する。また、図４に示されるように、積層シート１８は、長手方向に略対称であり、所定の長さ（例えば一巻き分）に渡って幅が一定である幅広部１８Ａと、幅広部１８Ａから延出し、先端に行くにしたがって細くなるテーパー状に成形されたテーパー部１８Ｂを備えた帯状のシート部材であり、孔１６の周囲に幅広部１８Ａを内側、テーパー部１８Ｂを外側として巻回される。
【００１７】
図５に示されるように、積層シート１８は、織布または編物など、少なくともシート長手方向に殆ど伸縮せず、鉛プラグ１７の水平方向への歪みに対して十分な強度（抵抗性）を持つ抗張力部材１９に、ゴムなどの弾性部材（高度Ａ８〜１２）２０を接着または溶着したものである（弾性層）。
【００１８】
なお図６に鉛プラグ１７の周囲に巻回される積層シート１８の状態を斜視図として模式的に示す。図３、図６に示されるように、積層シート１８はテーパー状に成形されているため、内側から外側に行くに従ってシート幅が狭くなるため、巻回された積層シート１８の断面において、外側の輪郭線は、階段状に外側に行くにしたがって幅が狭くなり、例えば略円弧に沿った階段状の輪郭線を形成する。
【００１９】
次に図７を参照して、本実施形態の積層ゴム支承１０の製造工程について説明する。
まず、下部ベースプレート１４Ａに設けられた４つの孔１６に、ダミープラグ２１がそれぞれ嵌め込まれ、各ダミープラグ２１の周囲に積層シート１８が図６に示されるように巻回される。
【００２０】
次に、板状のゴム部材１３１が、下部ベースプレート１４Ａの上に載置される。すなわち、板状のゴム部材１３１は最下部（第１層）のゴム層１３Ａを形成するためのゴム部材であり、ダミープラグ２１に対応する位置にそれぞれ孔１３１Ａが設けられる。各孔１３１Ａは各々ダミープラグ２１に嵌め合わせられ、ゴム部材１３１は下部ベースプレート１４Ａの上に載置される。このとき、孔１３１Ａの直径は、ダミープラグ２１の周りに巻かれた積層シート１８を受容するのに十分な大きさとされる。
【００２１】
次にゴム部材１３１の上に、複数の補強板１２のうち第１層目を構成する補強板１２１が載置される。補強板１２１にはダミープラグ２１の各々に対応し、略同一の直径を有する孔１６が設けられる。補強板１２１の各孔１６はダミープラグ２１の各々に嵌め合わせられ、補強板１２１はこの状態でゴム部材１３１の上に載置される。
【００２２】
その後、ダミープラグ２１の周囲に再び積層シート１８が各々巻かれ、第２層目を形成するゴム部材１３２が、ゴム部材１３１と同様に孔１３２Ａにダミープラグ２１に嵌め合わされた状態で補強板１２１の上に載置される。以下同様に、第２層目の補強板１２２がゴム部材１３２の上に載置され、積層シート１８がダミープラグ２１の周りに巻かれるという作業が繰り返される。これによりゴム部材と補強板は交互に所定の段数積層され、最後に上部ベースプレート１４Ｂが最上段のゴム層を形成するゴム部材の上に載置される。
【００２３】
なお図７には、下部ベースプレート１４Ａの上に、ゴム層１３Ａの中の第１層目を形成するゴム部材１３１が置かれ、その上に第１層目の補強板１２１が置かれた状態において、ダミープラグ２１の１つに積層シート１８が巻かれた状態が示される。
【００２４】
下部ベースプレートの上にゴム部材（１３１、１３２等）、補強板１２、積層シート１８が所定段数積み重ねられ、その上に上部ベースプレート１４Ｂが載置されると、金型内においてこれらに対して所定の圧力、温度の下、加硫処理が施される。これにより、各ゴム層１３Ａを構成するゴム部材は互いに溶着され、所定間隔で平行に配置された複数の補強板１２はゴム部材１３内に封止され、積層ゴム１１が一体成型される。また加硫成型後、ダミープラグ２１は、孔１６から各々抜き取られ、鉛プラグ１７がそれぞれ所定の充填率で孔１６に圧入される。これにより、本実施形態の積層ゴム支承１０が得られる。
【００２５】
次に、図８を参照して、本実施形態の積層ゴム支承１０の作用について説明する。図８は、積層ゴム支承１０が水平方向に剪断変形された状態における内部の様子を模式的に表す部分拡大断面図である。
【００２６】
積層ゴム支承１０に、鉛直荷重（圧縮力）Ｐが掛かると（図２参照）、鉛プラグ１７は、水平方向へ膨張しようとする。補強板１２に取り囲まれた部分では、鉛プラグ１７は補強板１２によりその周囲が拘束されているため、水平方向へと膨出することはできないが、従来のゴム支承のようにゴム部材によってのみ鉛プラグ１７の周囲を拘束する場合、ゴム層１３Ａに取り囲まれる部分では、鉛プラグ１７に対する拘束力が十分でないため、ゴム層１３Ａ内に鉛が膨出してしまう。
【００２７】
しかし、本実施形態の積層ゴム支承１０では、各ゴム層１３Ａにおいて、抗張力部材１９を含む積層シート１８が鉛プラグ１７の周りに巻回されているため、鉛プラグ１７のゴム層１３Ａへの膨出が防止される。また、積層ゴム支承１０が水平方向へ大きく剪断変形される場合、鉛プラグ１７は長手方向に大きく伸張されるが、本実施形態では、積層シート１８が各ゴム層１３Ａ毎に独立して設けられているため、積層シート１８は各ゴム層１３Ａに留まり、隙間は各補強板１２との間に僅かに発生するだけである。したがって、積層ゴム支承１０が水平方向へ大きく剪断変形される場合においても、鉛プラグ１７の各ゴム層１３Ａへの膨出が積層シート１８により防止される。
【００２８】
更に、本実施形態では、積層シート１８がテーパー形状を有するため、巻回された積層シート１８の断面形状が外側に行くにしたがってその幅が狭くなり、積層ゴム支承１０が水平方向に変形された場合にも、積層シート１８が補強板１２に干渉することなく回転することが可能となり補強板１２の変形を抑えることが可能である。これにより、ゴム層の剥離、破壊および鉛プラグ１７の破壊を抑制できる。また、各ゴム層１３Ａにおいて積層シート１８と接するゴムの形状も段階的にではあるがプラグ軸方向に対して略斜めになるため、ゴム層の剥離、破壊が更に抑制される。
【００２９】
また、鉛直荷重に対しても、積層シート１８が補強板１２に接する面積が少ないため、荷重が積層シート１８によって担われ積層ゴム支承全体の剛性を高めてしまうことを防止できる。これにより、例えば桁回転による積層ゴム支承１０の大きな変形を許容することができる。
【００３０】
また、本実施形態では、積層シート１８を複数回鉛プラグ１７の周りに巻き付けているため、必要な強度を容易に調整、確保できるとともに、積層シート１８に弾性部材２０による弾性層を設けたことにより、積層シート１８に十分な拘束力を持たせるとともに可撓性を持たせることができるので、鉛プラグ１７は、積層ゴム１１の水平鉛直性能を損なうことなく減衰力を発揮することができる。
【００３１】
以上のように、本実施形態によれば、各ゴム層に対応するプラグの周囲に抗張力部材を独立して巻装することにより、積層ゴム支承の水平鉛直性能を損なうことなくプラグのゴム層への膨出を積層ゴム支承全体を通して効果的に抑止することができ、積層ゴム支承の耐久性を向上することができる。
【００３２】
なお、本実施形態では、抗張力部材として織布、編物を例に挙げたが、例えば金属製の網など、少なくとも長手方向に対して十分な抗張力を備えるとともに面方向においては十分な可撓性を有する部材であれば、実施形態に限定されるものではない。また、本実施形態においては、積層シートとしてゴム層を設けたが、抗張力部材が面方向において十分な可撓性を有するならば、ゴム層を省くことも可能である。また更に、本実施形態では、積層シートを複数回巻き付けたが、その強度が十分な場合には巻き付けを１重としてもよい。
【００３３】
本実施形態では、積層ゴムの形状を直方体としたが、円筒形など他の形状であってもよいし、鉛プラグの数も１本以上であればよく、ダンパ用のプラグも鉛に限定されるものではない。
【００３４】
また、本実施形態ではテーパー状の積層シートを巻き付ける構成としたが、例えば積層（同心円的でもよい）された抗張力部材を含み、断面形状における外側輪郭線が円弧状とされた部材を予め成形しておき、これをダミープラグに嵌める構成とすることも可能である。
【００３５】
なお、本実施形態の積層シートは、所定長さに渡って幅が一定である幅広部を備えたため、この部分においてプラグをより強固に拘束することができた。しかし、積層シートは必ずしも幅広部を必要とするものではなく、その全体がテーパー部であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態である積層ゴム支承の概観を示す斜視図である。
【図２】図１のII−II線に沿った積層ゴム支承の側断面図である。
【図３】鉛プラグの周辺部の拡大断面図である。
【図４】積層シートの平面図である。
【図５】積層シートの構造を示す部分拡大斜視図である。
【図６】鉛プラグの周囲に巻回される積層シートの状態を示す斜視図である。
【図７】積層ゴム支承の製造過程を説明するための斜視図である。
【図８】積層ゴム支承が水平方向に剪断変形された状態における内部の様子を模式的に表す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  積層ゴム支承
１１  積層ゴム
１２  補強板
１３Ａ  ゴム層
１７  鉛プラグ
１８  積層シート
１９  抗張力部材
２０  ゴム部材
【図１】
2008232190.tif 000003
【図２】
2008232190.tif 000004
【図３】
2008232190.tif 000005
【図４】
2008232190.tif 000006
【図５】
2008232190.tif 000007
【図６】
2008232190.tif 000008
【図７】
2008232190.tif 000009
【図８】
2008232190.tif 000010