(57)【要約】【課題】改良型であるＳＰＲ型の積層ゴム支承装置に更に改良を加えることにより、本来の利点を損なうことなく減衰率をＬＲＢ型の積層ゴム支承装置並みの水準に引き上げるようにする。【解決手段】複数枚の弾性ゴム層１と剛性板２とを交互に積層して成る積層体３の中央部に積層方向に貫通する孔７が形成され、その貫通孔７に柱状の鉛芯材８を挿入するとともに、その柱状鉛芯材８の外周面と貫通孔７の内周面との間の環状空間部９に、積層体３のせん断変形に伴う柱状鉛芯材８のせん断変形を拘束する筒形拘束体１０を介装して構成される積層ゴム支承装置において、筒形拘束体１０は、これの積層方向で弾性ゴム層１に相当する部分が弾性ゴム層１に食い込む状態に膨出された略蛇腹状のものに形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の弾性ゴム層と剛性板とを交互に積層して成る積層体の中央部又はその周辺部に積層方向に貫通する孔が形成され、その貫通孔に柱状の鉛芯材を挿入するとともに、その柱状鉛芯材の外周面と前記貫通孔の内周面との間の環状空間部に、前記積層体のせん断変形に伴う前記鉛芯材のせん断変形を拘束する筒形拘束体を介装して構成される積層ゴム支承装置であって、
前記筒形拘束体は、これの前記積層方向で前記弾性ゴム層に相当する部分が前記弾性ゴム層に食い込む状態に膨出された略蛇腹状のものに形成されている積層ゴム支承装置。
【請求項２】
前記柱状鉛芯材は、前記筒形拘束体の内側形状に合致する略蛇腹状を呈するように、前記柱状鉛芯材の前記積層方向で前記弾性ゴム層に相当する部分が前記弾性ゴム層に食い込む又は食い込もうとする状態に膨出されている請求項２に記載の積層ゴム支承装置。
【請求項３】
前記筒形拘束体は、互いに密に隣接させて螺旋状に巻き付けられたスチールコードと、このスチールコードを覆ってその内外周面に及ぶように形成されて前記スチールコードに加硫接着により一体化される収容ゴム層とから構成されている請求項１又は２記載の積層ゴム支承装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は積層ゴム支承装置に係り、詳しくは、複数枚の弾性ゴム層と剛性板とを交互に積層して成る積層体と、その中央部又はその周辺部に形成された貫通孔に挿入された柱状の鉛芯材とを有して成る積層ゴム支承装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の積層ゴム支承装置、即ち、複数枚の弾性ゴム層と剛性板とを交互に積層して成る積層体の中央部又はその周辺部に積層方向に貫通する孔が形成され、その貫通孔に柱状の鉛芯材を挿入するとともに、その柱状鉛芯材の外周面と前記貫通孔の内周面との間の環状空間部に、前記積層体のせん断変形に伴う前記鉛芯材のせん断変形を拘束する筒形拘束体を介装して構成されるＳＰＲ型の積層ゴム支承装置としては、特許文献１に開示されたものが知られている。
【０００３】
つまり、柱状鉛芯材の外周に筒状拘束部材を配置したＬＲＢ型の積層ゴム支承装置（Ｌｅａｄ  Ｒｕｂｂｅｒ  Ｂｅａｒｉｎｇ：鉛プラグ入り積層ゴム支承装置）とすることにより、特許文献２の図５に示されるように、大なるせん断変形が生じた際に剛性板が鉛芯材に食い込んで鉛芯材が局部変形したり、鉛芯材が弾性ゴム層に食い込むように膨出変形して弾性ゴム層を損傷させたりする不都合を回避できるようにした技術である。因みに、このような不都合が生じると、せん断変形特性あるいは減衰特性が損なわれて長期に亘って所期の振動エネルギー吸収・減衰性能を保持することができないという問題に発展する。
【０００４】
前述の特許文献１に示されるＳＰＲ型の積層ゴム支承装置（Ｓｐｒｉｎｇ  Ｃｏｎｆｉｎｅｄ  Ｐｂ  Ｒｂｂｅｒ  Ｂｅａｒｉｎｎｇ：スプリング拘束型鉛プラグ入り積層ゴム支承装置）では、柱状鉛芯材とこれを挿通する貫通孔との環状空間部内に、積層ゴム本体のせん断変形時に伴って塑性せん断変形する鉛芯材の全外周面を取り囲んで、鉛芯材が弾性ゴム板に食い込んだり、剛性板が鉛芯材に食い込んだりすることを防止すべく、コイルスプリングのような鋼線等の硬質材料製の線材を、所定のせん断変形特性を保持するために螺旋状に巻き付けてなる筒形の拘束部材を積層ゴム本体に加硫接着により一体化して介在させた構成のものである。
【０００５】
ＬＲＢ型の積層ゴム支承装置では、せん断変形時に鉛芯材が弾性ゴム層に侵入するので、鉛芯材には大きなせん断変形による大なる減衰作用を得ることができるが、反面、前述の不都合によって履歴依存性が大きいという不利がある。そして、ＳＰＲ型の積層ゴム支承装置では、前述のように、鉛芯材が弾性ゴム層に食い込むことによる不都合（大なる履歴依存性）が起きないという利点を得るものではあるが、その反面、ＬＲＢ型のような大なる減衰率は期待できないものであった。
【特許文献１】特開２００３−２１４４９３号公報
【特許文献２】特開２００１−１５９４４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、改良型であるＳＰＲ型の積層ゴム支承装置に更に改良を加えることにより、本来の利点を損なうことなく減衰率をＬＲＢ型の積層ゴム支承装置並みの水準に引き上げるようにする点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、複数枚の弾性ゴム層１と剛性板２とを交互に積層して成る積層体３の中央部又はその周辺部に積層方向に貫通する孔７が形成され、その貫通孔７に柱状の鉛芯材８を挿入するとともに、その柱状鉛芯材８の外周面と前記貫通孔７の内周面との間の環状空間部９に、前記積層体３のせん断変形に伴う前記柱状鉛芯材８のせん断変形を拘束する筒形拘束体１０を介装して構成される積層ゴム支承装置において、
前記筒形拘束体１０は、これの前記積層方向で前記弾性ゴム層１に相当する部分が前記弾性ゴム層１に食い込む状態に膨出された略蛇腹状のものに形成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項２に記載の積層ゴム支承装置において、前記柱状鉛芯材８は、前記筒形拘束体の内側形状に合致する略蛇腹状を呈するように、前記柱状鉛芯材の前記積層方向で前記弾性ゴム層１に相当する部分が前記弾性ゴム層１に食い込む又は食い込もうとする状態に膨出されていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載の積層ゴム支承装置において、前記筒形拘束体１０は、互いに密に隣接させて螺旋状に巻き付けられたスチールコード１３と、このスチールコード１３を覆ってその内外周面に及ぶように形成されて前記スチールコード１３に加硫接着により一体化される収容ゴム層１１とから構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、筒形拘束体が予め弾性ゴム層に食い込む状態に膨出された略蛇腹状に形成されているので、地震等によって水平方向に大きく変形するせん断変形時は、柱状鉛芯材が弾性ゴム層に食い込むように変形することが可能であるから、ＬＲＢ型のもののようにせん断変形が多く掛かり、大なる減衰作用を得ることが可能になる。そして、柱状鉛芯材の変形がある程度進行すると筒形拘束体によってそれ以上の変形が防止されるから、変形し続けることによる履歴依存性の悪さ（大なる履歴依存性）が改善されるようにもなる。その結果、改良型であるＳＰＲ型の積層ゴム支承装置に更に改良を加えることにより、本来の利点を損なうことなく減衰率をＬＲＢ型の積層ゴム支承装置並みの水準に引き上げることが可能な積層ゴム支承装置を提供することができた。
【００１１】
請求項２の発明によれば次のような作用効果がある。即ち、筒形拘束体のみが略蛇腹状である場合（請求項１の発明）には、積層体のせん断変形によって柱状鉛芯材における弾性ゴム層に相当する箇所が筒形拘束体の内面に当接するまで膨張変形している間は、せん断変形が実質的には掛からないため、変形初期には初期の振動減衰作用が期待できない不都合、所謂「鉛が食い込み変形するため初期性能が損なわれる」というおそれがある。これに対して、本請求項２のものでは、柱状鉛芯材も予め筒形拘束体の内側形状に合致するように弾性ゴム層に相当する箇所を膨出させてあるから、積層体がせん断変形すれば柱状鉛芯材も即座にせん断変形が掛かることになり、上述の不都合（初期性能が損なわれること）が解消されるようになる。その結果、請求項１の発明による作用効果を、作動の初期であっても所期通りに発揮させることができて、より総合性能に優れる積層ゴム支承装置を提供することができた。
【００１２】
請求項３の発明によれば、螺旋状に形成されるスチールコードとこれを被覆する収容ゴム層とによる廉価で生産性に優れる筒形拘束体としながら、請求項１又は２による作用効果を奏することができる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明による積層ゴム支承装置の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、図１は積層ゴム支承装置の構造を示す断面図、図２は減衰構造部の構造を示す要部の断面図、図３〜図５は本発明のＳＰＲ型、ＬＲＢ型、従来のＳＰＲ型における積層体の変形具合を示す模式図である。
【００１４】
〔実施例１〕
図１に実施例１による積層ゴム支承装置の全体縦断面図を示している。この積層ゴム支承装置２０は橋梁用として好適なものであり、積層体３の上下両端に、上部構造物Ａ及び下部構造物ＢにアンカーＣ，Ｃ等を介して固定支持自在な取付板５，５がせん断キー６，６により固定接合されて構成されている。積層体３は、複数枚の弾性ゴム層１と、薄鋼板等から成る複数枚の剛性板２とを上下交互に積層し、かつ、その上下に厚肉フランジ４を配置するとともに、それら積層物（弾性ゴム層１、剛性板２、厚肉フランジ４，４）の外周に被覆ゴム１Ａを配置し、これらを加硫接着により一体化して構成されている。
【００１５】
積層体３の中央部には、その積層方向に貫通する貫通孔７が形成されており、この貫通孔７内に柱状の鉛芯材８が挿入され、その柱状鉛芯材８の外周面と貫通孔７の内周面との間の環状空間９内には筒形拘束体１０が介装されている。つまり、柱状の鉛芯材８と筒形拘束体１０とで減衰構造部が構成されている。筒形拘束体１０は、積層体３が地震等によって水平力を受けてせん断変形する際に柱状鉛芯材８を拘束して、柱状鉛芯材８が弾性ゴム層１に食い込んだり、剛性板２が柱状鉛芯材８に食い込んだりすることを防止するためのものである。
【００１６】
筒形拘束体１０は、図１，図２に示すように、スチールコード１３を互いに密に隣接させて螺旋状に巻き付けて成る拘束本体１２と、この拘束本体１２を覆ってその内外周面に及ぶように形成されてスチールコード１３に加硫接着により一体化される収容ゴム層１１とから成り、積層体３の積層方向（上下方向）で弾性ゴム層１に相当する部分が弾性ゴム層１に食い込む状態に膨出された略蛇腹状のものに形成されている。つまり、弾性ゴム層１に侵入する外周膨出拘束部１０ａが形成されている。そして、柱状鉛芯材８は、柱状鉛芯材８の積層方向で弾性ゴム層１に相当する部分が弾性ゴム層１に食い込む又は食い込もうとする状態に膨出されて、筒形拘束体１０の内側形状に合致する略蛇腹状を呈するように形成されている。つまり、外周膨出拘束部１０ａの内側部分に入り込む状態（弾性ゴム層１に食い込む又は食い込もうとする状態）の外周膨出鉛部８ａが形成されている。
【００１７】
上述のように、本発明による積層ゴム支承装置Ｃでは、最初から筒形拘束体１０が弾性ゴム層１に食い込む状態に構成され、かつ、柱状鉛芯材８も筒形拘束体１０の内面形状に沿う略蛇腹状に形状されており、突出外周部８Ａが新たに形成されている分、積層方向視（上下方向視）の投影面積が増加しているから、地震等による大きな水平方向の変位時においては、柱状鉛芯材８に従来に比べてせん断変形が多く掛かり、大なる減衰作用を得ることができる。つまりＳＰＲ型でありながらＬＲＢ型並の減衰率を奏することが可能になる。そして、柱状鉛芯材８その周囲が筒形拘束体１０で拘束されているので、ＬＲＢ型のように弾性ゴム層１に柱状鉛芯材８が変形して食い込むように侵入し続けることが解消されるため、履歴依存性を小さくすることができる。
【００１８】
その結果、改良型であるＳＰＲ型の積層ゴム支承装置に更に改良（筒型拘束体１０及び柱状鉛芯材８で成る減衰構造部を、予め弾性ゴム層１に食い込む略蛇腹形状に形成すること）を加えることにより、本来の利点（変形し続けることが無く、履歴依存性に優れること）を損なうことなく減衰率をＬＲＢ型の積層ゴム支承装置並みの水準に引き上げるようにすることができたのでる。
【００１９】
実施例１による積層ゴム支承装置２０の作用、効果を目視的な点から簡単に説明すると次のようになる。ＬＲＢ型の積層ゴム支承装置２０Ｌは、図４に示すように、積層体３に形成された貫通孔７に直接柱状鉛芯材８を埋設配置したような構造のものである。しかして、図４（ａ）に示す通常状態（非変形状態）において地震等によって大なる水平方向の力が作用すると、図４（ｂ）に示すように、せん断変形によって柱状鉛芯材８が弾性ゴム層１に食い込むように侵入変形するように、即ち、外周膨出鉛部８ａが形成されるようになり、鉛（柱状鉛芯材８）に大なるせん断変形が生じて十分な減衰作用を出すことができる。しかしながら、鉛（柱状鉛芯材８）が弾性ゴム層１に侵入することにより、履歴依存性が大きいというデメリットがある。
【００２０】
一方、従来のＳＰＲ型の積層ゴム支承装置２０Ｓは、図５に示すように、積層体３に形成された貫通孔７にストレート形状の円筒拘束体１０と柱状鉛芯材８とを埋設配置した構造のものである。しかして、図５（ａ）に示す通常状態（非変形状態）において地震等によって大なる水平方向の力が作用すると、図５（ｂ）に示すように、鉛（柱状鉛芯材８）の周りを円筒拘束体１０で拘束していることから、せん断変形時に鉛（柱状鉛芯材８）の弾性ゴム層１へのそれ以上の侵入は防げるが、鉛（柱状鉛芯材８）自体へのせん断変形量が少なく、ＬＲＢ型のような大なる減衰率を出すことができないのである。
【００２１】
そこで、本発明による積層ゴム支承装置２０は、図３に示すように、予め弾性ゴム層１に食い込む外周膨出鉛部８ａが形成された鉛（柱状鉛芯材８）及び外周膨出拘束部１０ａが形成された円筒拘束体１０を装備するような構造のものである。しかして、図３（ａ）に示す通常状態（非変形状態）において地震等によって大なる水平方向の力が作用すると、図３（ｂ）に示すように、鉛（柱状鉛芯材８）に弾性ゴム層１に食い込むような外周膨出鉛部８ａが形成されているから、せん断変形が多く掛かり大なる減衰作用が発生する。加えて、鉛（柱状鉛芯材８）は円筒拘束体１０で拘束されていることから、ＬＲＢ型のように弾性ゴム層１に侵入するかのように変形し続けることがないため、履歴依存性を小さくすることもできるのである。
【００２２】
〔別実施例〕
本発明は建物用の積層ゴム支承装置にも適用可能である。本明細書においては、発明の趣旨を分り易くするためにＳＰＲ型の積層ゴム支承装置用いて説明しているが、円筒拘束体１０は、スプリングを用いた実施例１の構成に限定されるものではなく、例えばアルミ合金等の単一の材料から成るものでも良い。また、円筒拘束体１０と柱状鉛芯材８とから成る減衰構造部は、実施例１のように積層体３の中央部に一組装備されるだけでなく、例えば、２〜４箇所に分散して配置される構造でも良い。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施例１による積層ゴム支承装置の構造を示す断面図
【図２】図１の減衰構造部の構造を示す要部の拡大断面図
【図３】図１の積層ゴム支承装置の（ａ）通常時と（ｂ）変形時とを示す模式図
【図４】ＬＲＢ型積層ゴム支承装置の（ａ）通常時と（ｂ）変形時とを示す模式図
【図５】ＳＰＲ型積層ゴム支承装置の（ａ）通常時と（ｂ）変形時とを示す模式図
【符号の説明】
【００２４】
１          弾性ゴム層
２          剛性板
３          積層体
７          貫通孔
８          柱状鉛芯材
９          環状空間部
１０        筒形拘束体
１１        収容ゴム層
１３        スチールコード
【図１】
2007113696.tif 000003
【図２】
2007113696.tif 000004
【図３】
2007113696.tif 000005
【図４】
2007113696.tif 000006
【図５】
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