(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形孔を有する複数の薄いゴム板と、円形孔を有する複数の薄い鋼板とが交互に積み重ねられ、その上下に円形孔を有する鋼製の取り付け板が配置されて高温高圧下で加硫接着され、複数のゴム板の円形孔と、複数の鋼板の円形孔と、上下の取り付け板の円形孔とにより上下に貫通した鉛プラグ挿入孔が形成された積層体と、
前記積層体の鉛プラグ挿入孔に装着された円柱状の鉛プラグとを備える免震用積層ゴム装置を製造する方法であって、
前記鉛プラグを、前記積層体が常温となった際の、前記積層体の上下の取り付け板に取着した蓋板により上下が閉塞された前記鉛プラグ挿入孔の容積と等しいか、あるいはそれより僅かに大きい体積の円柱状に予め形成しておき、
前記加硫接着後で加硫接着時の熱により前記積層体が熱膨張している間に、前記鉛プラグを前記鉛プラグ挿入孔に圧入し、
前記鉛プラグ挿入孔の上下を、前記積層体の上下の取り付け板に取着した蓋板により閉塞し、
前記積層体の温度の低下による前記積層体の高さの減少に伴い、前記蓋板から前記鉛プラグの上下端に軸方向の圧縮応力が作用することにより、前記鉛プラグが拡径して、前記鉛プラグの外周部が前記ゴム板の内周部に食い込んだ状態となるようにした、
ことを特徴とする免震用積層ゴム装置の製造方法。
【請求項２】
前記鉛プラグ挿入孔に挿入する前の鉛プラグの外径は、常温となった際の鋼板の円形孔の内径に等しい寸法か、あるいは、常温となった際の鋼板の円形孔の内径よりも僅かに小さい寸法で形成されていることを特徴とする請求項１記載の免震用積層ゴム装置の製造方法。
【請求項３】
前記鉛プラグ挿入孔に挿入する前の鉛プラグの高さは、常温となった積層体の鉛プラグ挿入孔の高さよりも僅かに大きい寸法で形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の免震用積層ゴム装置の製造方法。
【請求項４】
円形孔を有する複数の薄いゴム板と、円形孔を有する複数の薄い鋼板とが交互に積み重ねられ、その上下に円形孔を有する鋼製の取り付け板が配置されて高温高圧下で加硫接着され、複数のゴム板の円形孔と、複数の鋼板の円形孔と、上下の取り付け板の円形孔とにより上下に貫通した鉛プラグ挿入孔が形成された積層体と、
前記積層体の鉛プラグ挿入孔に装着された円柱状の鉛プラグとを備える免震用積層ゴム装置を製造する方法であって、
前記加硫接着後で加硫接着時の熱により前記積層体が熱膨張している間に、前記積層体の下側の取り付け板に蓋板を取着して前記鉛プラグ挿入孔の下部を閉塞すると共に、前記鉛プラグ挿入孔に溶融状態の鉛を流し込んで充填し凝固させて鉛プラグを形成し、かつ、前記積層体の上側の取り付け板に蓋板を取着して前記鉛プラグ挿入孔の上部を閉塞し、
前記積層体の温度の低下による前記積層体の高さの減少に伴い、前記蓋板から前記鉛プラグの上下端に軸方向の圧縮応力が作用することにより、前記鉛プラグが拡径して、前記鉛プラグの外周部が前記ゴム板の内周部に食い込んだ状態となるようにした、
ことを特徴とする免震用積層ゴム装置の製造方法。
【請求項５】
前記鉛プラグ挿入孔は積層体の中心軸に沿って設けられていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の免震用積層ゴム装置の製造方法。
【請求項６】
前記鉛プラグ挿入孔は複数設けられていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の免震用積層ゴム装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は免震用積層ゴム装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
薄いゴム板と薄い鋼板が交互に積み重ねて形成された積層体と、この積層体の中心の鉛プラグ挿入孔に装着された鉛プラグとからなる免震用積層ゴム装置は各種の免震装置に使用されている。
このような免震用積層ゴム装置では、「鉛を挿入する時に重要な点は、鉛プラグが孔にぴったりと合って、鋼板に密着すると共に、ゴム層の中にやや食い込む必要がある」とされている「例えば、Ｓｋｉｎｎｅｒ，Ｒ．Ｉ．，Ｗ．Ｈ．Ｒｏｂｉｎｓｏｎ  ａｎｄ  Ｇ．Ｈ．ＭｃＶｅｒｒｙ，Ａｎ  Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｔｏ  Ｓｅｉｓｍｉｃ  Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ，Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ＆  Ｓｏｎ  Ｌｔｄ，  Ｅｎｇｌａｎｄ，１９９３，ｐｐ９７(邦訳：川島一彦，北川良和「免震設計入門」、鹿島出版社、１９９６年、ｐ７８)。
一方、従来の免震用積層ゴム装置の製造方法では、ゴム板と鋼板からなる積層体を先に製作し、積層体が冷却されてから鉛プラグを鉛プラグ挿入孔に挿入していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、従来の製造方法では、鉛プラグを積層体の鉛プラグ挿入孔に挿入する際に、鉛プラグの外周部が鉛プラグ挿入孔の内周部にぴったりと合って、鉛プラグの外周部が鋼板の内周部に密着すると共に、鉛プラグの外周部がゴム層の中にやや食い込んだ状態とするには、熟練を要し、歩止まりを向上できない不具合があった。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、鉛プラグの外周部が鉛プラグ挿入孔の内周部にぴったりと合って、鉛プラグの外周部が鋼板の内周部に密着すると共に、鉛プラグの外周部がゴム層の中にやや食い込んだ状態の免震用積層ゴム装置を簡単に製造できる免震用積層ゴム装置の製造方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明は、円形孔を有する複数の薄いゴム板と、円形孔を有する複数の薄い鋼板とが交互に積み重ねられ、その上下に円形孔を有する鋼製の取り付け板が配置されて高温高圧下で加硫接着され、複数のゴム板の円形孔と、複数の鋼板の円形孔と、上下の取り付け板の円形孔とにより上下に貫通した鉛プラグ挿入孔が形成された積層体と、前記積層体の鉛プラグ挿入孔に装着された円柱状の鉛プラグとを備える免震用積層ゴム装置を製造する方法であって、まず、前記鉛プラグを、前記積層体が常温となった際の、前記積層体の上下の取り付け板に取着した蓋板により上下が閉塞された前記鉛プラグ挿入孔の容積と等しいか、あるいはそれより僅かに大きい体積の円柱状に予め形成しておく。そして、前記加硫接着後で加硫接着時の熱により前記積層体が熱膨張している間に、前記鉛プラグを前記鉛プラグ挿入孔に圧入する。次に、前記鉛プラグ挿入孔の上下を、前記積層体の上下の取り付け板に取着した蓋板により閉塞し、前記積層体の温度の低下による前記積層体の高さの減少に伴い、前記蓋板から前記鉛プラグの上下端に軸方向の圧縮応力が作用することにより、前記鉛プラグが拡径して、前記鉛プラグの外周部が前記ゴム板の内周部に食い込んだ状態となるようにした。
また、本発明は、円形孔を有する複数の薄いゴム板と、円形孔を有する複数の薄い鋼板とが交互に積み重ねられ、その上下に円形孔を有する鋼製の取り付け板が配置されて高温高圧下で加硫接着され、複数のゴム板の円形孔と、複数の鋼板の円形孔と、上下の取り付け板の円形孔とにより上下に貫通した鉛プラグ挿入孔が形成された積層体と、前記積層体の鉛プラグ挿入孔に装着された円柱状の鉛プラグとを備える免震用積層ゴム装置を製造する方法であって、前記加硫接着後で加硫接着時の熱により前記積層体が熱膨張している間に、前記積層体の下側の取り付け板に蓋板を取着して前記鉛プラグ挿入孔の下部を閉塞すると共に、前記鉛プラグ挿入孔に溶融状態の鉛を流し込んで充填し凝固させて鉛プラグを形成し、かつ、前記積層体の上側の取り付け板に蓋板を取着して前記鉛プラグ挿入孔の上部を閉塞する。そして、前記積層体の温度の低下による前記積層体の高さの減少に伴い、前記蓋板から前記鉛プラグの上下端に軸方向の圧縮応力が作用することにより、前記鉛プラグが拡径して、前記鉛プラグの外周部が前記ゴム板の内周部に食い込んだ状態となるようにした。
【０００５】
本発明によれば、加硫接着時の熱により積層体が熱膨張している間に、鉛プラグを鉛プラグ挿入孔に挿入し、あるいは、加硫接着時の熱により積層体が熱膨張している間に、鉛プラグ挿入孔に溶融状態の鉛を流し込み充填し凝固させて鉛プラグを形成し、そして、積層体の温度低下による積層体の高さの減少に伴い、鉛プラグ挿入孔の上下を閉塞している蓋板から鉛プラグの上下端に軸方向の圧縮応力が作用することにより、鉛プラグが拡径して、鉛プラグの外周部がゴム板の内周部に食い込んだ状態となるようにしたので、積層体が常温になった際に、鉛プラグの外周部が鉛プラグ挿入孔の内周部にぴったりと合って、鉛プラグの外周部が鋼板の内周部に密着すると共に、鉛プラグの外周部がゴム層の中にやや食い込んだ状態となり、そのため、鉛プラグを、その機能が十分に発揮される状態で積層体に装備することが、非常に容易になる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
図１は本実施の形態に係る方法により製造される免震用積層ゴム装置の断面正面図を示す。
免震用積層ゴム装置１２は、積層体１４と鉛プラグ１６から構成されている。前記積層体１４は、加硫されていない未加硫のゴムからなる複数の薄い環板状のゴム板１８と、前記ゴム板１８と内径および外径が等しい複数の薄い環板状の鋼板２０とが積み重ねられ、高温高圧のもとで加硫接着により接合されることで構成されている。
各ゴム板１８と鋼板２０はそれぞれ中心に円形孔１８０２、２００２を有しており、免震用積層ゴム装置１２の中心部には複数のゴム板１８と鋼板２０の各円形孔１８０２、２００２により鉛プラグ挿入孔２２が免震用積層ゴム装置１２の中心軸に沿って上下に貫通して形成されている。
【０００７】
本実施の形態では、積層体１４は、その上下に配置された鋼製の環板状の取り付け板２４を含んで構成され、これら上下の取り付け板２４は、前記加硫接着時に上下に位置するゴム板１８に接合されている。
前記上下の取り付け板２４もそれぞれ中心に円形孔２４０２を有しており、この円形孔２４０２の内径は鋼板２０の円形孔２００２と等しい寸法で形成されている。
したがって、本実施の形態では、鉛プラグ挿入孔２２はこれら上下の取り付け板２４の円形孔２４０２を含んで構成され、各取り付け板２４の円形孔２４０２の周囲には環状の凹部２６が形成されている。
前記鉛プラグ１６は円柱状を呈し、鉛プラグ１６は前記鉛プラグ挿入孔２２に挿入されている。
前記凹部２６に蓋板２８が取着され、鉛プラグ挿入孔２２および鉛プラグ１６の上下部が蓋板２８により閉塞されている。
上記の構成からなる免震用積層ゴム装置１２は以下の方法により製造される。
【０００８】
実施例１
鉛プラグ１６を、前記積層体１４が常温(設置する地域、場所、季候によって異なるが例えば、２０°Ｃから３０°Ｃの範囲である)となった際の、鉛プラグ挿入孔２２の容積よりも僅かに大きい体積に予め形成しておく。
厳密には、鉛プラグ１６を、前記積層体１４が常温となった際の、複数の鋼板２０の円形孔２００２の内周部と上下の取り付け板２４の円形孔２４０２の内周部とを接続する想像線で形成される円柱体の容積（即ち、積層体の上下の取り付け板に取着した蓋板により上下が閉塞された鉛プラグ挿入孔２２の容積）と等しいか、あるいはそれより若干大きい体積に予め形成しておく。
【０００９】
この場合、鉛プラグ１６の外径は、常温となった際の鋼板２０の円形孔２００２および上下の取り付け板２４の円形孔２４０２の内径と等しいか僅かに小さい寸法で形成しておく。
また、鉛プラグ１６の高さは、常温となった際の鉛プラグ挿入孔２２の高さよりも僅かに大きい寸法で形成しておく。
【００１０】
そして、ゴム板１８、鋼板２０、上下の取り付け板２４の加硫接着後で加硫接着時の熱により積層体１４が熱膨張している間に、前記体積を有する鉛プラグ１６を鉛プラグ挿入孔２２に圧入する。
次に、取り付け板２４の凹部２６に蓋板２８を取着し、鉛プラグ挿入孔２２および鉛プラグ１６の上下部を蓋板２８によって閉塞する。
【００１１】
一般に、ゴム板１８、鋼板２０、上下の取り付け板２４の加硫接着は１５０°Ｃ程度で行なわれるので、積層体１４の温度は１５０°Ｃから時間の経過に伴って徐々に下がっていき、この温度の下降に伴い積層体１４が熱膨張した状態から徐々に収縮していき、積層体１４の高さが減少していく。
そして、積層体１４の高さの減少に伴い、鉛プラグ挿入孔２２の高さも減少するので、前記蓋板２８から鉛プラグ１６の上下端に軸方向の圧縮応力が作用し、鉛プラグ１６が拡径されていくことになる。
したがって、鉛プラグ１６の外周部が積層体１４の鉛プラグ挿入孔２２の内周部にぴったりと合い、鉛プラグ１６の外周部が鋼板２０および上下の取り付け板２４の内周部に密着すると共に、鉛プラグ１６の外周部がゴム板１８の内周部にやや食い込んだ状態となった免震用積層ゴム装置１２が、熟練を要することなく簡単に得られることは無論のこと、鉛プラグ１６の圧入もより簡単に行なえるようになる。
【００１２】
この場合、鉛プラグ１６の高さを、常温となった際の鉛プラグ挿入孔２２の高さより大きい寸法で形成しておくと、鉛プラグ１６の外径を、常温に戻った際の鋼板２０の円形孔２００２および上下の取り付け板２４の円形孔２４０２の内径より小さい寸法で円柱状に形成しておいても、加硫接着後の積層体１４の温度の低下による積層体１４の高さの減少に伴い前記蓋板２８から鉛プラグ１６の上下端に軸方向の圧縮応力が作用するので、鉛プラグ１６の外周部が積層体１４の鉛プラグ挿入孔２２の内周部にぴったりと合い、鉛プラグ１６の外周部が鋼板２０および上下の取り付け板２４の内周部に密着すると共に、鉛プラグ１６の外周部がゴム板１８の内周部にやや食い込んだ状態となった免震用積層ゴム装置１２が得られる。
すなわち、鉛プラグ１６の高さを、常温となった際の鉛プラグ挿入孔２２の高さより大きい寸法で形成し、鉛プラグ１６の外径を、常温に戻った際の鋼板２０の円形孔２００２および上下の取り付け板２４の円形孔２４０２の内径より小さい寸法で形成しておけば、鉛プラグ１６の圧入がより簡単に行なえるようになる。
【００１３】
実施例２
ゴム板１８、鋼板２０、上下の取り付け板２４の加硫接着後で加硫接着時の熱により積層体１４が熱膨張している間に、下側の取り付け板２４の凹部２６に蓋板２８が取着される。
次に、溶融状態の鉛が鉛プラグ挿入孔２２に流し込まれて充填される。充填された鉛は凝固して鉛プラグ１６を形成する。
次に、上側の取り付け板２４の凹部２６に蓋板２８が取着され、鉛プラグ挿入孔２２の上部が蓋板２８により閉塞される。これらの作業は、全て加硫接着時の熱により積層体１４が熱膨張している間に行われる。
一般に、ゴム板１８、鋼板２０、上下の取り付け板２４の加硫接着は１５０°Ｃ程度で行なわれるので、積層体１４の温度は１５０°Ｃから時間の経過に伴って徐々に下がっていき、この温度の下降に伴い積層体１４が熱膨張した状態から徐々に収縮していき、積層体１４の高さや鉛プラグ挿入孔２２の容積も減少していく。
【００１４】
一方、鉛プラグ１６を構成する鉛の熱膨張率は、鋼板２０や上下の取り付け板２４を構成する鋼材の熱膨張率よりも大きいものの、ゴム板１８を構成するゴムの熱膨張率は、これら鉛の熱膨張率と鋼材の熱膨張率に比べ極めて大きい。
したがって、温度低下による積層体１４の高さの減少に伴い、前記蓋板２８から鉛プラグ１６の上下端に軸方向の圧縮応力が作用することにより、この鉛プラグ１６が拡径されていく。
したがって、温度低下による鉛の収縮量は鋼材の収縮量に比べて大きいものの、鉛プラグ１６の外径が拡径されていくことから、常温に下がった際には、鉛プラグ１６の外周部が積層体１４の鉛プラグ挿入孔２２の内周部にぴったりと合い、鉛プラグ１６の外周部が鋼板２０および上下の取り付け板２４の内周部に密着した状態となる。
【００１５】
また、ゴムの熱膨張率は鉛の熱膨張率に比べ極めて大きく、したがって、ゴム板１８の収縮量は鉛の収縮量に比べて極めて大きく、鉛プラグ１６の外周部がゴム板１８の内周部にやや食い込んだ状態となる。
したがって、鉛プラグ１６の外周部が積層体１４の鉛プラグ挿入孔２２の内周部にぴったりと合い、鉛プラグ１６が鉛プラグ挿入孔２２の内周部にやや食い込んだ状態となった免震用積層ゴム装置１２が、熟練を要することなく簡単に得られることになる。
【００１６】
なお、本発明において積層体１４の形状は、平面視した場合、円形のものに限定されず、矩形や多角形など任意である。
また、鉛プラグ挿入孔２２の数も１つに限らず、２つ以上合ってもよく、その場合には、本発明方法により各鉛プラグ挿入孔２２にそれぞれ鉛プラグ１６が装着されることになる。
また、本発明において、鉛プラグ１６の外径と鉛プラグ挿入孔２２の内径が上下にわたって均一寸法である場合について説明したが、鉛プラグ１６の外径と鉛プラグ挿入孔２２の内径はそれぞれ上下において異なっていてもよく、したがって、この場合には、鉛プラグ１６の外周面および鉛プラグ挿入孔２２の内周面は円錐面状に形成されることになる。
また、本発明において、鉛プラグ挿入孔２２に挿入する前の鉛プラグ１６の断面形状は真円のみに限定されず、楕円なども含む。したがって、本発明において円柱状の鉛プラグとは、その断面が真円のものに限定されない。
【００１７】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明は、免震用積層ゴム装置を製造する方法であって、鉛プラグを、積層体が常温となった際の鉛プラグ挿入孔の容積よりも大きい体積の円柱状に予め形成しておき、加硫接着後で加硫接着時の熱により積層体が熱膨張している間に、鉛プラグを鉛プラグ挿入孔に圧入し、鉛プラグ挿入孔の上下を蓋板により閉塞し、積層体の温度の低下による積層体の高さの減少に伴い蓋板から鉛プラグの上下端に軸方向の圧縮応力が作用することにより、鉛プラグが拡径して、鉛プラグの外周部が前記ゴム板の内周部に食い込んだ状態となるようにした。
また、本発明は、加硫接着後で加硫接着時の熱により積層体が熱膨張している間に、積層体の下部に蓋板を取着して鉛プラグ挿入孔に溶融状態の鉛を流し込み、凝固させて鉛プラグを形成した後、蓋板により鉛プラグ挿入孔の上部を閉塞し、積層体の温度の低下による積層体の高さの減少に伴い蓋板から鉛プラグの上下端に軸方向の圧縮応力が作用することにより、鉛プラグが拡径して、鉛プラグの外周部が前記ゴム板の内周部に食い込んだ状態となるようにした。
そのため、本発明によれば、鉛プラグの外周部が鉛プラグ挿入孔の内周部にぴったりと合って、鉛プラグの外周部が鋼板の内周部に密着すると共に、鉛プラグの外周部がゴム層の中にやや食い込んだ状態の免震用積層ゴム装置を、熟練を要することなく簡単に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る方法により製造される免震用積層ゴム装置の断面正面図である。
【符号の説明】
１２  免震用積層ゴム装置
１４  積層体
１６  鉛プラグ
１８  ゴム板
２０  鋼板
２２  鉛プラグ挿入孔
２４  取り付け板
２８  蓋板
【図１】
0004266452.tif 000002