(57)【要約】【課題】ゴム積層体に上下方向から引っ張り力が作用した際に、その引っ張り力に対する体積変化に追従出来るようにし、ゴム層内に発生した内部ポーラスが残存するのを抑制するように構成したゴム積層体を提供する。【解決手段】ゴム積層体１０は、複数の鋼板等から成る硬質板１１と所定の厚さのゴム板等から成るゴム層１２とを略平行に交互に積層して構成され、このように構成された積層体１３の上下面には、支持プレート１４ａ，１４ｂが取付けられている。ゴム層１２は、前記硬質板１１と交差する方向に分割された複数のゴム部材１５により構成することで、ゴム部材１５同士に当接面１６が形成される。この発明の第１実施形態では、方形状に形成された複数のゴム部材１５同士を組合せてゴム層１２を構成し、全てのゴム層に空隙が生ずる部位を設けてある。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の硬質板と複数のゴム層とを交互に積層して成るゴム積層体において、
前記ゴム層の少なくとも一層に、ゴム積層体に引っ張り力が作用した際、空隙が生ずる部位を設けたことを特徴とするゴム積層体。
【請求項２】
前記ゴム層の少なくとも一層を、前記硬質板と交差する方向に分割された複数のゴム部材で構成し、ゴム積層体に引っ張り力が作用した際、ゴム部材同士の当接面に空隙が生じるようにした請求項１に記載のゴム積層体。
【請求項３】
前記ゴム層の少なくとも一層の表面または内部に、前記硬質板と交差する方向に切り込み部を形成し、ゴム積層体に引っ張り力が作用した際、その切り込み部に空隙が生じるようにした請求項１に記載のゴム積層体。
【請求項４】
前記ゴム部材の当接面及び切り込み部が、鉛直面，傾斜面または球面の何れか一つで構成した請求項２または３に記載のゴム積層体。
【請求項５】
前記空隙が生ずる部位は、ゴム層が加硫後の部材である場合には、ゴム層の表面または内部に前記硬質板と交差する方向に切り込みを入れて形成し、ゴム層が加硫前の部材である場合には、前記ゴム層の表面または内部に形成した切り込み部、またはゴム層同士の当接面に、非接着部材を介在させて形成して成る請求項１，２，３または４に記載のゴム積層体。
【請求項６】
前記非接着部材は、未加硫ゴム層に非接着のテープ状，液状、または所定の容積を有する部材から選ばれた一つを使用する請求項５に記載のゴム積層体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、免震装置等で使用されるゴム積層体にかかわり、更に詳しくはゴム積層体に上下方向から引っ張り力が作用した際に、その引っ張り力に対する体積変化に追従出来るようにしたゴム積層体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、免震装置等で使用されるゴム積層体は、例えば、図１２に示すように、複数の硬質板（鋼板等）１と所定の厚さのゴム板等から成る複数のゴム層２とを略平行に交互に積層して構成され、このように構成された積層体３の上下面には、支持プレート４ａ，４ｂを介して上面板５と下面板６とが接着剤やボルト等の締結部材で固定されており、かかる免震装置が従来から数多く提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような免震装置のゴム積層体は、地震の際にゴム層が地震の揺れに体積変化しないで追従変形することで、免震構築物に対する免震作用を行うようになっている。
【０００４】
然しながら、上述した免震装置は、地震の横揺れに対してゴム積層体の各ゴム層が剪断変形して体積変化することなく追従することが出来るが、縦揺れに対しては上下方向から作用する大きな引っ張り力によりゴム層が体積変化し、それに追従しながら上下に変形する。
【０００５】
この結果、ゴム層の内部が発泡して微細な内部ポーラスが発生し、引っ張り力を取り除いても内部ポーラスが存在したままになる。その残存した内部ポーラスが起点となってクラックが発生し、このクラックが成長すると物性低下や破壊に至ると言う問題があった。
【特許文献１】特開平９−１２５４１０号公報（第１頁〜第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明はかかる従来の問題点に着目し、ゴム積層体に上下方向から引っ張り力が作用した際に、その引っ張り力に対する体積変化に追従出来るようにし、ゴム層内に発生した内部ポーラスが残存するのを抑制するように構成したゴム積層体を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は上記目的を達成するため、複数の硬質板と複数のゴム層とを交互に積層して成るゴム積層体において、前記ゴム層の少なくとも一層に、ゴム積層体に引っ張り力が作用した際、空隙が生ずる部位を設けたことを要旨とするものである。
【０００８】
ここで、前記ゴム層の少なくとも一層を、前記硬質板と交差する方向に分割された複数のゴム部材で構成し、ゴム積層体に引っ張り力が作用した際、ゴム部材同士の当接面に空隙が生じるように構成し、また前記ゴム層の少なくとも一層を表面または内部に、前記硬質板と交差する方向に切り込み部を形成し、ゴム積層体に引っ張り力が作用した際、その切り込み部に空隙が生じるように構成するものである。また、前記ゴム部材の当接面及び切り込み部が、鉛直面，傾斜面または球面の何れか一つで構成するものである。
【０００９】
更に、前記空隙が生ずる部位は、ゴム層が加硫後の部材である場合には、ゴム層の表面または内部に前記硬質板と交差する方向に切り込みを入れて形成し、ゴム層が加硫前の部材の場合には、前記ゴム層の表面または内部に形成した切り込み部、またはゴム層同士の当接面に、非接着部材を介在させて形成するものである。また、前記非接着部材としては、未加硫ゴム層に非接着のテープ状，液状、または所定の容積を有する部材から選ばれた一つを使用する。
【００１０】
このように、ゴム層の少なくとも一層に、ゴム積層体に引っ張り力が作用した際、空隙が生ずる部位を設けたことにより、ゴム積層体に上下方向から引っ張り力が作用した際には、各ゴム部材の界面に空隙が出来る結果、引っ張り力に対する体積変化に追従出来、また引っ張り力が作用しない時や、圧縮力や剪断力が作用した場合には、各ゴム部材の界面が相互に接触し合うことでバネ機能を発揮させて、ゴム積層体のゴム層の物性低下や破壊を有効に防止することが出来るものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明は、上記のようにゴム層の少なくとも一層に、ゴム積層体に引っ張り力が作用した際、空隙が生ずる部位を設けたので、ゴム積層体に上下方向から引っ張り力が作用した際には、各ゴム部材の界面に空隙が出来る結果、引っ張り力に対する体積変化に追従出来、また引っ張り力が作用しない時や、圧縮力や剪断力が作用した場合には、各ゴム部材の界面が相互に接触し合うことでバネ機能を発揮させて、ゴム積層体のゴム層の物性低下や破壊を有効に防止することが出来る効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。
【００１３】
図１は、この発明を実施したゴム積層体全体の一部切欠した斜視断面図を示し、このゴム積層体１０は、複数の鋼板等から成る硬質板１１と所定の厚さのゴム板等から成るゴム層１２とを略平行に交互に積層して構成され、このように構成された積層体１３の上下面には、支持プレート１４ａ，１４ｂが取付けられている。
【００１４】
この発明では、前記ゴム層１２の少なくとも一層に、ゴム積層体１０に引っ張り力Ｆが作用した際、空隙Ｘが生ずる部位を設けたものである。
【００１５】
前記空隙Ｘが生ずる部位の具体的な構成としては、例えば、図１及び図２の全体平面図に示すように、前記ゴム層１２を、前記硬質板１１と交差する方向に分割された複数のゴム部材１５により構成することで、ゴム部材１５同士に当接面１６が形成される。この発明の第１実施形態では、方形状に形成された複数のゴム部材１５同士を組合せてゴム層１２を構成し、全てのゴム層に空隙が生ずる部位を設けてある。
【００１６】
また、前記ゴム部材１５同士の当接面１６は、水平な硬質板１１に対して鉛直面，傾斜面または球面の何れか一つで構成するように形成してあり、ゴム積層体１０に上下方向から引っ張り力Ｆが作用した際には、各ゴム部材１５同士の当接面１６（界面）に図１の破線に示すような円弧状の空隙Ｘが出来るものである。
【００１７】
この結果、ゴム積層体１０のゴム層１２は、引っ張り力Ｆに対する体積変化に追従出来、またゴム積層体１０に、引っ張り力Ｆが作用しない時や、圧縮力や剪断力が作用した場合には、各ゴム部材１５同士の当接面１６（界面）が相互に接触し合うことでバネ機能を発揮させて、ゴム積層体１０のゴム層の物性低下や破壊を有効に防止することが出来る。
【００１８】
なお、ゴム層１２を構成する分割された複数のゴム部材１５の形態としては、例えば、図３に示すような長方形状のゴム部材１５ａや、破線に示すようなサイコロ状のゴム部材１５ｂにすることも可能であり、更に五角形以上のブロック体を組合せて構成することも可能である。また、球面や円弧面が接触するようなブロックにより構成することも可能である。この場合、上述したように、ゴム部材１５ａ，１５ｂ同士の当接面１６は、引っ張り力Ｆに対する体積変化に追従出来るように水平な硬質板１１に対して鉛直面，傾斜面または球面の何れか一つとなるように形成する必要がある。
【００１９】
このように、ゴム積層体１０のゴム層１２を、硬質板１１と交差する方向に分割された複数のゴム部材１５で構成することにより、ゴム積層体１０に上下方向から引っ張り力Ｆが作用した際には、各ゴム部材１５同士の当接面１６（界面）に空隙Ｘが出来る結果、引っ張り力Ｆに対する体積変化に追従出来、また引っ張り力Ｆが作用しない時や、圧縮力や剪断力が作用した場合には、各ゴム部材１５同士の界面が相互に接触し合うことでバネ機能を発揮させて、ゴム積層体１０のゴム層１２の物性低下や破壊を有効に防止することが出来るものである。
【００２０】
また、ゴム積層体１０に引っ張り力Ｆが作用した際、空隙Ｘが生ずる部位を設ける第２の手段としては、図４に示すように、ゴム層１２の表面または内部に、前記硬質板１１と交差する方向に切り込み部１７を形成し、ゴム積層体１０に引っ張り力が作用した際、切り込み部１７に空隙Ｘが生じるようにしたものである。
【００２１】
なお、その他の構成及び作用は上記第１実施形態と同様なので同一符号を付して説明は省略する。
【００２２】
次に、前記空隙Ｘが生ずる部位を構成するための具体的な手段を、図５〜図１１を参照しながら説明する。
【００２３】
この空隙Ｘが生ずる部位を構成するための具体的な手段としては、ゴム層１２が加硫後の硬化した部材であるか、または加硫前の未加硫状態の部材であるかにより、その製造方法が異なるものである。
【００２４】
上記図１〜図４に示す各実施形態におて、加硫後のゴム層１２である場合には、所定の形状及び大きさに形成したブロック状の部材を並べてゴム層１２に構成したり、または所定の形状及び大きさに形成したシート状のゴム層１２の表面または内部に、カッター等を使用して前記硬質板１１と交差する方向に切り込みを入れて形成する。更に、接着剤を介してゴム層１２と硬質板とを接着させてゴム積載体を製造する。
【００２５】
また、ゴム層１２が加硫前の部材である場合には、図５及び図６に示すように、所定の形状及び大きさに形成した複数のブロック状またはシート状の加硫前のゴム部材１８間に、非接着部材１９を介在させることで、ゴム積層体１０の加硫成形時に未加硫状態のゴム部材１８同士が密着せず、空隙Ｘが生ずる部位を構成出来るようにしたものである。
【００２６】
このゴム積層体の製造方法は、一般の製造方法と同様に、ゴム層１２と硬質板とを積層した後、加硫成形により一体的に製造する。
【００２７】
前記非接着部材１９としては、図５に示すように、加硫時の熱により溶融せず、ゴム部材１８とは分子結合しない高分子材料（例えば、四フッ化エチレン樹脂等）から成る薄いテープ状部材１９ａを介在させたり、液状シリコ−ン等の液状離型材を塗布することも可能である。なお、テープ状部材１９ａは、ゴム部材１８の接合面の一方に貼付けることが可能な片面に接着剤を塗布したものを使用するのが良い。
【００２８】
また、この他の非接着部材１９としては、図６〜図８に示すように、ゴム層１２を構成するゴム部材１８とは、異種材料から成る板状、断面円形状、断面四角形状の非接着材料（例えば、ゴム部材１８が天然ゴムの場合には、天然ゴムに分子結合しないＮＢＲゴム等）２０ａ，２０ｂ，２０ｃを介在させることで、ゴム積層体１０の加硫成形時に未加硫状態のゴム部材１８同士が密着せず、空隙Ｘが生ずる部位を構成することが出来る。
【００２９】
また、上記図１〜図４の実施形態において、ゴム部材１５同士の当接面１６は、水平な硬質板１１に対して鉛直または傾斜面となるように形成してあるが、このような構成に限定されず、例えば、図９〜図１１に示すように、硬質板１１に対して水平に形成することも可能である。
【００３０】
即ち、図９及び図１０の実施形態では、各ゴム層１２の中央内部に所定の間隔で所定長さの水平なスリット部２１を形成し、このスリット部２１の両端に、応力集中を緩和する環状の中空部２２を形成して空隙Ｘが生ずる部位を構成したものである。このスリット部２１及び中空部２２の形成は、ゴム層１２を複数枚のゴムシートで構成し、このゴムシートの積層時に、円形状に形成したフィルム状またはシート状の非接着部材を配設すると共に、その両側の接着面側に凹部を加工することで構成することが可能である。
【００３１】
また、図１１の実施形態では、ゴム層１２を複数枚のゴムシートで構成すると共に、予め異種材料から成る非接着材料（例えば、ゴム部材１８が天然ゴムの場合には、天然ゴムに分子結合しないＮＢＲゴム等）により非接着層２３を形成しておき、この非接着層２３としては、両端に球状部２３ａを備えたアーム状部材２３ｂを形成しておく。
【００３２】
そして、前記複数枚のゴムシートを積層させてゴム層１２を成形する際に、上記の球状部２３ａを備えたアーム状部材２３ｂで構成した非接着層２３を所定の間隔に配設して加硫成形することで、空隙Ｘが生ずる部位を構成するものである。
【００３３】
この実施形態では、予めゴム層１２に水平方向に非接着層２３を介在させて成形しておくことにより、引っ張り変形時には、その界面に空隙ができ、圧縮時には相互に接触し合うことで、バネを発現することが出来る。また端部形状を応力が集中し難い形状にすることで、ゴム積層体の剪断変形性能の低下や破壊を抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明を実施したゴム積層体全体の一部を切欠した斜視断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視に沿ったゴム積層体全体の平面図である。
【図３】分割されたゴム部材の他の実施形態を示す平面図である。
【図４】ゴム積層体のゴム層の他の実施形態を示す一部断面斜視図である。
【図５】ゴム層に空隙が生ずる部位を構成するための具体的な手段の実施形態であって、非接着部材として薄いテープ状部材を介在させる説明図である。
【図６】非接着部材として、異種材料からなる板状の非接着材料を介在させた断面図である。
【図７】非接着部材として、異種材料からなる断面円形状の非接着材料を介在させた断面図である。
【図８】非接着部材として、異種材料からなる断面四角形の非接着材料を介在させた断面図である。
【図９】各ゴム層の中央内部に水平なスリット部を形成した実施形態の断面図である。
【図１０】図９のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図１１】各ゴム層の中央内部に水平な非接着剤を形成した他の実施形態の断面図である。
【図１２】従来のゴム積層体の断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  硬質板                      ２  ゴム層
３  積層体              ４ａ，４ｂ  支持プレート
５  上面板                      ６  下面板
１０  ゴム積層体                １１  硬質板
１２  ゴム層                    １３  積層体
１４ａ，１４ｂ  支持プレート
１５，１５ａ，１５ｂ  ゴム部材
１６  当接面（界面）              Ｘ  空隙
１７  切り込み部                  Ｆ  引っ張り力
１８  ゴム部材                  １９  非接着部材
１９ａ  テープ状部材
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ  非接着材料
２１  スリット部                ２２  中空部
２３  非接着層                ２３ａ  球状部
２３ｂ  アーム状部材
【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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【図６】
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【図７】
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【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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