(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の未加硫ゴムシートと複数枚の内部鋼板とを交互に積層させると共に、その上下部に端部鋼板を積層させた積層ゴム構造体であって、前記内部鋼板の略中央部に所定の大きさの貫通穴を等間隔に形成し、前記内部鋼板及び端部鋼板の長手方向の端末部近傍に、複数の位置決め用のボルト挿通孔を形成して成る積層ゴム構造体。
【請求項２】
前記貫通穴の穴径を、直径１mm〜４０mmに設定した請求項１に記載の積層ゴム構造体。
【請求項３】
複数枚の未加硫ゴムシートと、略中央部に所定の大きさの貫通穴を等間隔に形成すると共に長手方向の端末部近傍に複数の位置決め用のボルト挿通孔を形成した複数枚の内部鋼板とを交互に積層させ、この積層体の上下部に長手方向の端末部近傍に複数の位置決め用のボルト挿通孔を形成した端部鋼板を積層させて積層ゴム構造体を構成し、該積層ゴム構造体をモールド内に組み込んで上下熱盤により加圧・加熱して一体的に成形する積層ゴム構造体の製造方法であって、
前記複数枚の未加硫ゴムシートと、複数枚の内部鋼板とを交互に積層させる際、治具本体の位置決めピンに、端部鋼板の端末部近傍に形成されたボルト挿通孔と、内部鋼板の端末部近傍に形成されたボルト挿通孔とを挿通させて位置決めを行いながら積層させると共に、端部鋼板と内部鋼板との間には、未加硫ゴムシートを中間に挟んで交互に積層させて一体的に加硫成形する積層ゴム構造体の製造方法。
【請求項４】
複数枚の未加硫ゴムシートと、複数枚の内部鋼板とを交互に積層させると共に、上下部に端部鋼板を積層させ、更に前記端部鋼板と前記内部鋼板との空隙部及び前記内部鋼板と前記内部鋼板との空隙部に、凹状の係合部を備えた所定の厚さの複数枚のスペーサを介在させてゴム積層体を構成し、該ゴム積層体をモールド内に組み込んで上下熱盤により加圧・加熱して一体的に成形する積層ゴム構造体の製造方法であって、
前記複数枚のスペーサに形成した凹状の係合部に、内部鋼板及び端部鋼板の端末部を係合させ、一体的に加硫成形する積層ゴム構造体の製造方法。
【請求項５】
板状の治具本体の長手方向一側面に、複数枚の未加硫ゴムシートと、複数枚の内部鋼板とを交互に積層させると共に、上下部に端部鋼板を積層させる際に付当てる付当て板を鉛直に立設し、平面部の両側に、前記複数枚の未加硫ゴムシートと複数枚の内部鋼板とを交互に積層させると共に、上下部に端部鋼板を積層させる際、内部鋼板及び端部鋼板の長手方向の端末部近傍に形成されたボルト挿通孔に嵌合する位置決めピンを立設したことを特徴とする積層ゴム構造体の製造方法に用いる治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、積層ゴム構造体，積層ゴム構造体の製造方法及びその製造方法に用いる治具にかかわり、更に詳しくは構造物の上下梁間に介在させて地震時等の制振に利用する粘弾性ダンパー（またはブレースダンパー）を構成する積層ゴム構造体，積層ゴム構造体の製造方法及びその製造方法に用いる治具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ビル等の構造物や橋梁等の土木構造物の上下梁間には、図９に示すように、風や中小地震による小さな揺れから大地震による大きな揺れに至るまで幅広く制振効果を発揮させるために、上梁１と下梁２の間に粘弾性ダンパー３（またはブレースダンパーと呼称される）を介在させることが知られている。
【０００３】
上記の粘弾性ダンパー３は、複数枚の未加硫ゴムシートと複数枚の加硫接着剤を塗布した内部鋼板とを交互に積層させると共に、その上下部に補強鋼板を積層させてモールド内に組み込み、加硫プレスの上下熱盤により加圧，加熱することにより一体的に加硫成形する。
【０００４】
そして、一体的に成形された粘弾性ダンパー３は、ブラケットを介して架構の上梁１と下梁２のガセットプレート４ａ，４ｂに高力ボルトを介して連結することにより構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような複数枚の未加硫ゴムシートと複数枚の加硫接着剤を塗布した内部鋼板及び上下部に端部鋼板を積層させた積層体を上下熱盤により加圧，加熱する際、体積が大きく、ゴムの熱伝導率が悪いため、図１０に示すように加硫中の製品内部に大きな温度分布が生じて来る。
【０００６】
即ち、上下熱盤に最も近い最上層と最下層のゴム層の温度は、１３０℃前後の温度となり、また中心側の温度は１１０℃〜１２０℃前後の温度になる。特に上下熱盤に最も近い最上層と最下層のゴム層は、昇温が速く、軟化によって上下層のゴムが先に流れてゴム層が薄くなり、製品性能、特に大変形性能を著しく低下させる要因となっていた。
【０００７】
また未加硫ゴムシートの厚みのバラツキが大きい場合には、鋼板によってゴムの流れが拘束され、鋼板の変形により製品不良を発生させていた。更に、従来の積層方法は、ゴムシートと鋼材部品とを交互に直接金型へ成形する方法であり、鋼材部品のセットは長手方向の片端面を金型内面に押し当て、両側面は金型の略中央となるように目測により位置合わせを行っていた。
【０００８】
然しながら、このような作業は、一度鋼材部品をゴムシートに貼付けると密着力が強いため貼り直しが出来ない作業であるため、位置決め作業には非常に神経を使い、また難しい作業であって、多くの手間と時間がかかると言う問題があった。また、鋼材部品の寸法精度を確保するため、鋼材の切断は機械切断加工を実施していたので、コストアップとなる問題があった。
【０００９】
更に、従来の他のダンパーの製造方法としては、図１１に示すように、複数枚の未加硫ゴムシート５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄと複数枚の内部鋼板６ａ，６ｂ，６ｃ及び上下部の端部鋼板７ａ，７ｂとを積層させると共に、空隙部Ｘに複数のスペーサ８を介在させて加硫を行っていた。
【００１０】
然しながら、加硫時には上述したように上下方向の未加硫ゴムシート５ａ，５ｄと、中央部の未加硫ゴムシート５ｂ，５ｃとの温度分布に差があるため、ゴムの流れが各層によって異なり、特に内部鋼板６ａ，６ｃが反り、ゴム厚がバラツクと言う問題があった。
【００１１】
この発明の目的は、ゴム層の厚さの均一化を図ることが出来ると共に、製品の大変形性能及び減衰性能を向上させることが出来、また部材の積層作業における位置決め作業を容易に行うことが出来ると共に、製品不良を防止させることが出来る積層ゴム構造体，積層ゴム構造体の製造方法及びその製造方法に用いる治具を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記目的を達成するため、複数枚の未加硫ゴムシートと複数枚の内部鋼板とを交互に積層させると共に、その上下部に端部鋼板を積層させた積層ゴム構造体であって、前記内部鋼板の略中央部に所定の大きさの貫通穴を等間隔に形成し、前記内部鋼板及び端部鋼板の長手方向の端末部近傍に、複数の位置決め用のボルト挿通孔を形成したことを要旨とするものである。
ここで、前記貫通穴の穴径を、直径１mm〜４０mmに設定するものである。
【００１３】
また、積層ゴム構造体の第１の製造方法は、複数枚の未加硫ゴムシートと、略中央部に所定の大きさの貫通穴を等間隔に形成すると共に長手方向の端末部近傍に複数の位置決め用のボルト挿通孔を形成した複数枚の内部鋼板とを交互に積層させ、この積層体の上下部に長手方向の端末部近傍に複数の位置決め用のボルト挿通孔を形成した端部鋼板を積層させて積層ゴム構造体を構成し、該積層ゴム構造体をモールド内に組み込んで上下熱盤により加圧・加熱して一体的に成形する積層ゴム構造体の製造方法であって、前記複数枚の未加硫ゴムシートと、複数枚の内部鋼板とを交互に積層させる際、治具本体の位置決めピンに、端部鋼板の端末部近傍に形成されたボルト挿通孔と、内部鋼板の端末部近傍に形成されたボルト挿通孔とを挿通させて位置決めを行いながら積層させると共に、端部鋼板と内部鋼板との間には、未加硫ゴムシートを中間に挟んで交互に積層させて一体的に加硫成形することを要旨とするものである。
【００１４】
また、積層ゴム構造体の第２の製造方法は、複数枚の未加硫ゴムシートと、複数枚の内部鋼板とを交互に積層させると共に、上下部に端部鋼板を積層させ、更に前記端部鋼板と前記内部鋼板との空隙部及び前記内部鋼板と前記内部鋼板との空隙部に、凹状の係合部を備えた所定の厚さの複数枚のスペーサを介在させてゴム積層体を構成し、該ゴム積層体をモールド内に組み込んで上下熱盤により加圧・加熱して一体的に成形する積層ゴム構造体の製造方法であって、前記複数枚のスペーサに形成した凹状の係合部に、内部鋼板及び端部鋼板の端末部を係合させ、一体的に加硫成形することを要旨とするものである。
【００１５】
更に、この発明の積層ゴム構造体の製造方法に用いる治具は、板状の治具本体の長手方向一側面に、複数枚の未加硫ゴムシートと、複数枚の内部鋼板とを交互に積層させると共に、上下部に端部鋼板を積層させる際に付当てる付当て板を鉛直に立設し、平面部の両側に、前記複数枚の未加硫ゴムシートと複数枚の内部鋼板とを交互に積層させると共に、上下部に端部鋼板を積層させる際、内部鋼板及び端部鋼板の長手方向の端末部近傍に形成されたボルト挿通孔に嵌合する位置決めピンを立設したことを要旨とするものである。
【００１６】
このように、内部鋼板に所定の大きさの貫通穴を所定の間隔で形成したことにより、各層のゴムが鋼板の貫通穴を通して移動可能となり、各ゴム層の厚さが均一になると共に、製品の大変形性能及び減衰性能を向上させることが出来、厚みのバラツキの大きな未加硫ゴムシートを積層，加硫しても略均一な製品を製造することが出来るものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。
【００１８】
図１は、この発明を実施した積層ゴム構造体の一部切欠した正面図、図２は図１の平面図、図３は内部鋼板１２の平面図、図４は図１のＡーＡ矢視拡大断面図を示し、この積層ゴム構造体１０は、複数枚（この実施形態では４枚であるが、枚数には限定されない）の未加硫ゴムシート１１と加硫接着剤を塗布した複数枚（この実施形態では３枚であるが、枚数には限定されない）の内部鋼板１２とを交互に積層させると共に、その上下部に端部鋼板１３を積層させて積層ゴム構造体１０を構成する。
【００１９】
前記中央に位置する鋼板１２及びその両側に位置する二枚の鋼板１２の略中央部には、所定の大きさの貫通穴１５が等間隔で形成してあり、この貫通穴１５の穴径は、直径１mm〜４０mmに設定してある。
【００２０】
前記貫通穴１５の穴径が４０mmを超えると、内部鋼板の剪断面積減少による剪断力の低下や、剪断変形時の鋼板曲げ特性による座屈が生じ、また貫通穴１５の穴径が直径１mm以下の場合には、鋼板の貫通穴を通して上下未加硫ゴムシートのゴム移動ができなくなるため、ゴム層の厚さのバラツキが大きくなると言う問題があった。
【００２１】
以上のように、内部鋼板１２の略中央部に所定の大きさの貫通穴１５を等間隔で形成したことにより、各層のゴムが鋼板１２の貫通穴１５を通して移動可能となり、各ゴム層の厚さが均一になると共に、製品の大変形性能及び減衰性能を向上させることが出来、また厚みのバラツキの大きな未加硫ゴムシートを積層，加硫しても略均一な製品を製造することが出来る。
【００２２】
特に、大変形（剪断変位が５００％以上）への追従性が要求されるラバーダンパーに、この発明にかかる積層ゴム構造体を使用することによって製品の大変形性能及び減衰性能を向上させることが出来るものである。
【００２３】
図５〜図７は、積層ゴム構造体の製造方法に用いる治具を示し、図５は治具本体１６の平面図、図６は図５のＢ−Ｂ矢視断面図、図７は図６のＣ−Ｃ矢視断面図を示し、前記治具本体１６の長手方向の一側面には、付当て板１７が鉛直に立設され、また平面部１８の両側には、前記内部鋼板１２及び端部鋼板１３の長手方向の端末部近傍に形成されたボルト挿通孔１２ａ，１３ａよりやや細い位置決めピン１９ａ，１９ｂが立設されている。
【００２４】
そして、このような治具本体１６を用いてゴムシートと鋼板とを交互に積層させることで、孔位置寸法精度を確保した位置決め容易な積層作業を行うことが出来るものである。
【００２５】
次に、積層ゴム構造体の製造方法について説明する。
先ず、４枚の未加硫ゴムシート１１と、複数の貫通穴１５を設けた３枚の内部鋼板１２を交互に積層させると共に、上下部に端部鋼板を１３を積層させて積層ゴム構造体１０を製造する場合には、上述したような治具本体１６の位置決めピン１９ａ，１９ｂに、端部鋼板１３の端末部近傍に形成されたボルト挿通孔１３ａと、内部鋼板１２の端末部近傍に形成されたボルト挿通孔１２ａとを挿通させて位置決めを行いながら積層させると共に、端部鋼板１３と内部鋼板１２との間には、未加硫ゴムシート１１を中間に挟んで交互に積層させて作業を行うものである。
【００２６】
このような方法により積層させて構成した積層ゴム構造体１０を図示しないモールド内に組み込んで加硫プレス装置の上下熱板により加圧・加熱することにより鋼板１２の貫通穴１５を通して上下未加硫ゴムシート１１のゴムを移動させながら一体的に加硫成形するものである。
【００２７】
以上のような製造方法により積層ゴム構造体を製造することで、鋼板１２の貫通穴１５を通して未加硫ゴムシート１１のゴム材料の移動が容易となり、内部鋼板１２を挟んでゴム層の厚さが均一となり、製品の大変形性能及び減衰性能を向上させることが出来るものである。特に、厚みのバラツキの大きな未加硫ゴムシートを積層，加硫しても略均一な製品を製造することが出来る。
【００２８】
また、内部鋼板１２と端部鋼板を１３とは、治具本体１６を用いてゴムシートと鋼板とを交互に積層させることで、孔位置寸法精度を確保した位置決め容易な積層作業を行うことが出来るものである。
【００２９】
また、この発明の他の積層ゴム構造体の製造方法としては、図８に示すように複数枚の未加硫ゴムシート２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄと、複数枚の内部鋼板２２ａ，２２ｂ，２２ｃとを交互に積層させると共に、上下部に端部鋼板２３ａ，２３ｂを積層させ、更には空隙部Ｘａには、凹状の係合部２４を備えた所定の厚さの複数枚のスペーサ２０を介在させて、該凹状の係合部２４に内部鋼板２２ａ，２２ｂ，２２ｃ及び端部鋼板２３ａ，２３ｂの端末部を係合させてゴム積層体１０Ａを構成する。
そして、該ゴム積層体１０Ａをモールド内に組み込んで上下熱板により加圧・加熱して一体的に成形する積層ゴム構造体の製造するものである。
【００３０】
このように、複数枚のスペーサ２０の凹状の係合部２４に、内部鋼板２２ａ，２２ｂ，２２ｃ及び端部鋼板２３ａ，２３ｂの端末部とを係合させた状態で加硫成形することで、加硫時のゴム圧力により内部鋼板２２ａ，２２ｃの反りを防止することが出来、またゴム部分の容積が一定となるので、ゴム層の厚さにバラツキの少ない積層体を製造することが出来る。更に、ゴム部分の容積を容易に推定できるので、充填するゴム量の最適化を図ることが出来る。
【００３１】
なお、スペーサ２０の係合部４は、凹部に限定されず、凸状として内部鋼板２２ａ，２２ｂ，２２ｃ及び端部鋼板２３ａ，２３ｂの端末部を凹状の係合部としても良い。
【００３２】
【発明の効果】
この発明は、上記のように構成したので、以下のような優れた効果を奏するものである。
▲１▼．積層ゴム構造体のゴム層の厚さの均一化を図ることが出来、製品の大変形性能及び減衰性能を向上させることが出来る上に、製品不良を防止させることが出来る。
▲２▼．ボルト孔位置寸法精度が確保でき、孔位置寸法検査が不要となり、積層作業の工数低減を図ることができ、コストダウンを図ることが出来る。
▲３▼．積層作業のスキルが不要となり、誰もが容易に作業を行うことが出来る。
▲４▼．鋼材部品のガス切断作業が可能となり、加工費用のコストダウンを図ることが出来る。
▲５▼．加硫時のゴム圧力により内部鋼板の反りを防止することが出来る。
▲６▼．ゴム部分の容積が一定となるので、ゴム層の厚さにバラツキの少ない積層体を製造することが出来る。
▲７▼．ゴム部分の容積を容易に推定できるので、充填するゴム量の最適化を図ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を実施した積層ゴム構造体の一部切欠した正面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】内部鋼板の平面図である。
【図４】図１のＡーＡ矢視拡大断面図である。
【図５】治具本体の平面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ矢視断面図である。
【図８】この発明の他の積層ゴム構造体の製造方法の説明図である。
【図９】積層ゴム構造体を粘弾性ダンパーとして使用した場合の従来例を示す説明図である。
【図１０】従来の積層ゴム構造体を加硫成形する際の製品内部の温度分布を示す説明図である。
【図１１】従来の他の積層ゴム構造体の製造方法の説明図である。
【符号の説明】
１０  積層ゴム構造体
１１  未加硫ゴムシート
１２  内部鋼板
１２ａ  ボルト挿通孔
１３  端部鋼板
１３ａ  ボルト挿通孔
１５  貫通穴
１６  治具本体
１７  付当て板
１８  平面部
１９ａ，１９ｂ  位置決めピン
２０  スペーサ
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ  未加硫ゴムシート
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ  内部鋼板
２４  凹状の係合部
１０Ａ  ゴム積層体
Ｘａ  空隙部
【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】
0004148595.tif 000009
【図９】
0004148595.tif 000010
【図１０】
0004148595.tif 000011
【図１１】
0004148595.tif 000012