(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
布状体に弾性材を圧延接着したものを加熱しない状態で所望数積層し、その積層方向に直交する方向から圧力を載荷し（予圧工程）、その後に、成型用金型に装填して加硫反応させることを特徴とする積層体の製造方法。
【請求項２】
天然、合成、金属もしくはそれらの混合等の繊維による布状体を、天然ゴム、合成ゴム、合成樹脂等の弾性材と交互に加熱しない状態で所望数積層し、その積層状態を載荷方向に直交する方向に布状体と弾性材が交互になるように積層させ、それに圧力を載荷させた状態で加硫した請求項１の方法により製造した積層体。
【請求項３】
請求項２による積層体を、その積層状態が載荷方向に直交する方向になるように橋梁や高速道路の脚と桁間に配置した免震構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、橋梁や高速道路の桁と脚との間の緩衝材等の構造物の連結部や緩衝部に用いる積層体の製造方法およびその積層体さらにその積層体を用いた免震構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、高速道路の脚にかかる桁の端部の構造は、図７に示す構造となっている。図において、１は脚、２は桁であり、桁２の端部には設置部３が突出形成されており、この設置部３が脚１の上面にゴムによる免震材４を介して設置され、相対向する桁２同志の端部は連結材５によって連結されている。６は脚１に形成した落桁防止壁である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような桁と脚の構造の設置部と落桁防止壁のような箇所において、地震等の場合、桁が前後に移動するようなことが発生するが、その運動を減衰させたり受けたりすることができず、わずかな揺れで桁を移動させてしまったり、位置がずれてしまったりすることがある。
【０００４】
また、脚の上面に配置した免震材は、ゴム性であるために初期のばね性を高める構造にすると荷重が作用したときの変形モードが漸増型となるために初期の対応は可能でもエネルギーの吸収量が効率的でないという問題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は、積層体を、布状体に弾性材を圧延接着したものを加熱しない状態で所望数積層し、その積層方向に直交する方向から圧力を載荷し、その後に、成型用金型に装填して加熱反応させる製造方法を特徴とする。
また、天然、合成、金属もしくはそれらの混合等の繊維による布状体を、天然ゴム、合成ゴム、合成樹脂等の弾性材と交互に加熱しない状態で所望数積層し、その積層状態を載荷方向に直交する方向に布状体を弾性材が交互になるように積層させ、それに圧力を載荷した状態で加硫した上記方法により製造した積層体である。
また、上記積層体を、その積層状態が載荷方向に直交する方向になるように橋脚や高速道路の脚と桁間に配置して免震構造とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態例を図面を用いて説明する。
図１は桁と脚の構造の設置部の説明図、図２は支承材の断面図、図３は斜視図、図４は加熱前のブロック成型体の説明図であり、図４に示す如く、天然、合成、金属もしくはそれらの混合等による繊維による布状体７を、天然ゴム、合成ゴム、合成樹脂等の弾性材８と交互になるように所望数積層した構造であり、その積層するに際し、布状体７の片面もしくは両面に弾性材８を圧延接着したものを積層した構造である。
【０００７】
このような積層体で桁２と脚１の落桁防止壁６の間に支承材９を配置する。
この支承材９は、断面形状Ｖ型の長尺体であり、脚部１０を落桁防止壁６に固定して頭部１１を桁２の設置部３端面に当接させるものである。
そこで、この支承材９の積層状態は、頭部１１および脚部１０に平行に形成した構造とする。なお、この積層状態は、すべての積層間隔が同一である必要はなく、部分によって積層間隔をかえることは自由であり、例えば、頭部１１から脚部１０にかけて順次に積層間隔を変えることは有効である。
【０００８】
また、必要に応じて脚部１０にフランジ状に形成した固着部１２内には固定用の金属板１３を埋設したり、図５に示す如く、脚部１０に係止突起１４を形成してこの係止突起１４を落桁防止壁６に埋設して取り付けるようにしてもよい。
このような積層構造にする方法は、ゴム単体とは異なり布状体７と弾性材８との積層材であるために、押し出し機や圧入機による成形はできない。そこでまず、上記の布状体７に弾性材８を圧延接着して必要幅の帯状体にし、この帯状体を脚部や頭部等に合致した形状に裁断して必要な枚数もしくは所定の形状となるように積層してブロックとする（図４）。
【０００９】
このように積層したブロックに、積層方向と直交する方向から圧力を載荷する（予圧工程）。この場合の圧力は、少なくとも加熱（加硫）反応時の載荷圧力を上回る圧力であり、例えば８０ｋｇ／ｃｍ2 程度である。
こうして圧力を載荷したブロックを成型用金型に装填し、以降はゴムの加硫工程と同様の工程により製品が完成する。
【００１０】
なお、固着部１２内に金属板１３を設ける場合には、上記の積層工程中に埋設しておいてもよい。
このようにした積層体を支承材として用いることにより、支承材に荷重が載荷した場合、初期は脚部１０がその荷重を分担して受持ち、そのためばね性も高くなる。この場合には断面内に埋設された布状体７が弾性材８の剪断方向の変位を拘束するためにその剪断方向に硬いばねを実現することができる。このばねは積層の積層間隔や布状体７の繊維の材質を変えることにより可変である。
【００１１】
さらに、圧縮荷重を載荷すると頭部１１が脚部１０の間に入り込むような変形がはじまり荷重が上昇せずに変位のみが進行する座屈変形がはじまる。この場合に、頭部１１に埋設してある布状体７間に弾性材８が浸透して入り込んでいるために荷重を負担している脚部１０の自立性を損なうのを防止することができる。
なお、このような座屈変形を実現するために布状体７の伸び率が１０％以上あるとよい。
【００１２】
積層方向に対して傾斜する方向の荷重が作用して剪断方向に分力が発生する荷重が作用した場合は、従来のゴム製の場合では分力が作用した側の脚部が屈服変形となるのに対し、本発明では、分力方向に平行に変形する。このことは、断面内に埋設した布状体７間の弾性材８のみが変形を受け持つ積層材の基本的な変形が出現することによってわかる。
【００１３】
さらに、荷重を載荷したとき、ゴム単体の場合は脚部の中に頭部が入り込んだ状態が進行するために反力のみが上昇することになり、例えば、桁の移動がこの領域まで達した場合には桁に損害を発生させることになる。しかし、本発明によると、頭部の限界変形状態になると、内部に積層した布状体７の引張破断が作用して極限状態を定量化することができ、しかも、与えられた過大なエネルギーを布状体７の破断に消費していくことにより、たとえ内部で破断が進行しても反力が上昇しないために桁に損害を与えることがない（図６参照）。
【００１４】
このような本発明によると、ゴム単体のものに比べて約３倍程度のエネルギー吸収量を有することができ、これは、もしこの支承材をゴム単体で作ると本発明の支承材の３倍の材料容積を必要とすることになる。
したがって、支承材をゴム単体で作ることも可能であるが、上記積層体に比べて大型のもとなるが、施工箇所に応じては使用できないことはない。
【００１５】
このように本発明による支承材は、吸収エネルギーが大きいために小型化が可能となり、設置容積が少なくてすむと共に取り付け作業性がよい。
なお、支承材には上記の断面形状Ｖ型の長尺体の他に多くの形態のものや使用目的のものがあるが、それらの多くの使用目的や形態の支承材において対応することができ、例えば脚１０と桁２の設置部３の間に配置する板状の免震材４をこの積層体で形成することにより上記と同様な作用・効果が得られる。
【００１６】
【発明の効果】
以上詳細に説明した本発明によると、載荷方向に直交する方向に布状体を弾性材と交互になるように積層した積層材で構成したことにより、ゴム単体の支承材に比較して、荷重載荷の初期には布状体が弾性材の剪断方向の変位を拘束するために、載荷方向に直交する方向に硬いばね性を発揮するために大きなエネルギー吸収量が実現できる効果を有する。
【００１７】
また、断面形状Ｖ型の支承材として使用した場合には、上記の硬いばね性の発揮と共に頭部に荷重がかかると頭部が脚部間に入り込むように変形が始まり荷重が上昇せずに変位のみが進行して座屈変形がおきることになり、大きなエネルギーの吸収が可能となる効果を有する。
また、この支承材に荷重が載荷して限界変形状態になると、弾性材に埋設した布状体に引張破断が作用することにより、極限状態を定量化することが可能となり、しかも、与えられた過大なエネルギーを内部の布状体の破断に消耗することになり、たとえ内部で破断が進行しても反力が上昇しないために接続物体側に対して安全であるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】桁と脚の構造の設置部の説明図
【図２】支承材の断面図
【図３】斜視図
【図４】加熱前のブロック成型体の説明図
【図５】係止突起を設けた形態の説明図
【図６】反力と圧縮量の関係を示すグラフ
【図７】桁と脚の構造の設置部の従来例の説明図
【符号の説明】
１  脚
２  桁
３  設置部
４  免震材
６  落桁防止壁
７  布状体
８  弾性材
９  支承材
１０  脚部
１１  頭部
１８  支承材
【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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