特開 2023-77438 積層ゴム型免震支承

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023077438

(43)【公開日】2023-06-06

(54)【発明の名称】積層ゴム型免震支承

(51)【国際特許分類】

   F16F 15/04 20060101AFI20230530BHJP

   E04H 9/02 20060101ALI20230530BHJP

   F16F 1/30 20060101ALI20230530BHJP

   F16F 1/40 20060101ALI20230530BHJP

【ＦＩ】

F16F15/04 P

E04H9/02 331A

F16F1/30

F16F1/40

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021190669

(22)【出願日】2021-11-25

(71)【出願人】

【識別番号】000003148

【氏名又は名称】ＴＯＹＯ ＴＩＲＥ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000729

【氏名又は名称】弁理士法人ユニアス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】生頼 正祥

【テーマコード（参考）】

2E139

3J048

3J059

【Ｆターム（参考）】

2E139AA01

2E139AB13

2E139CA04

3J048AA01

3J048BA08

3J048DA01

3J048EA38

3J059AB15

3J059BA43

3J059BA54

3J059BD01

3J059BD05

3J059DA43

3J059EA06

3J059GA42

(57)【要約】

【課題】カバーゴムを使用しなくても耐候性を向上できる積層ゴム型免震支承を提供する。
【解決手段】積層ゴム型免震支承は、ゴム板と剛性板とを交互に積層して形成された積層ゴム体と、その積層ゴム体の上下両端面に接合された一対のフランジ板とを備える。剛性板の外周部の厚みは、その剛性板の中心側となる本体部の厚みよりも大きい。かかる構成によれば、カバーゴムを使用しなくても、ゴム板が外気に触れる範囲を減らして耐候性を向上することができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ゴム板と剛性板とを交互に積層して形成された積層ゴム体と、前記積層ゴム体の上下両端面に接合された一対のフランジ板とを備え、
前記剛性板の外周部の厚みが、前記剛性板の中心側となる本体部の厚みよりも大きい、積層ゴム型免震支承。

【請求項2】

前記剛性板の外周部は、前記剛性板の本体部から外周側に向かって厚みが漸増する段差側面を有する、請求項１に記載の積層ゴム型免震支承。

【請求項3】

前記フランジ板の外周部の厚みが、前記フランジ板の中心側となる本体部の厚みよりも大きい、請求項１または２に記載の積層ゴム型免震支承。

【請求項4】

前記ゴム板の外周部は、上下方向に並んだ複数の前記剛性板の外周部の隙間に侵入している、請求項１～３いずれか１項に記載の積層ゴム型免震支承。

【請求項5】

前記剛性板の外周部は、前記剛性板の本体部に対して上下方向の両側に厚みを大きくした形状を有する、請求項１～４いずれか１項に記載の積層ゴム型免震支承。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、積層ゴム型免震支承に関する。

【背景技術】

【0002】

建築構造物や土木構造物などの構造物を地震の振動（震動）から保護する免震装置として、積層ゴム型免震支承（以下、単に「免震支承」と呼ぶ場合がある）が知られている。一般に、免震支承は、ゴム板と金属板とを交互に積層した積層ゴム体を備え、その積層ゴム体の上下両端面に接合された一対のフランジ板を介して下部構造物と上部構造物との間隙に設置される。

【0003】

免震支承は外気に晒される状態で使用されるため、酸素やオゾン、紫外線などの影響によるゴム板の劣化が懸念される。劣化したゴム板が剥がれたり割れたりした場合には、免震支承の性能低下を引き起こす恐れがある。したがって、長期の使用によっても免震支承の性能が確保されるよう、耐候性を向上するための対策を講じてゴム板の劣化を抑えることが肝要である。

【0004】

従来、耐候性に優れたゴム材料からなるカバーゴムによって積層ゴム体の外周面を被覆し、ゴム板が外気に触れないようにする手法が公知である（例えば、特許文献１）。しかしながら、かかる手法では、カバーゴムを形成するためのゴム部材を準備し、それを積層ゴム体に貼り合わせる作業が必要になるので、部材点数や工数が増大してしまうという不都合があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開昭６２－８３１３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本開示は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、カバーゴムを使用しなくても耐候性を向上できる積層ゴム型免震支承を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の積層ゴム型免震支承は、ゴム板と剛性板とを交互に積層して形成された積層ゴム体と、前記積層ゴム体の上下両端面に接合された一対のフランジ板とを備え、前記剛性板の外周部の厚みが、前記剛性板の中心側となる本体部の厚みよりも大きい。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の積層ゴム型免震支承の一例を模式的に示す縦断面図

【図2】図１の矩形枠ＲＦで囲まれた領域の拡大図

【図3】水平方向に撓み変形した免震支承を示す縦断面図

【図4】本開示の別実施形態における剛性板の外周部を示す縦断面図

【図5】本開示の別実施形態における剛性板の外周部を示す縦断面図

【図6】本開示の別実施形態における免震支承の要部を示す縦断面図

【図7】本開示の別実施形態における免震支承の要部を示す縦断面図

【発明を実施するための形態】

【0009】

本開示の積層ゴム型免震支承の実施形態について図面を参照しながら説明する。

【0010】

図１に示す積層ゴム型免震支承１（以下、単に「免震支承１」と呼ぶ場合がある）は、ゴム板２０と剛性板３０とを交互に積層して形成された積層ゴム体１０と、その積層ゴム体１０の上下両端面に接合された一対のフランジ板１１，１２とを備える。免震支承１は、全体として柱状に形成されている。本実施形態では、免震支承１が円柱状に形成されているが、これに限られず、例えば平面視で四角形や六角形をなす角柱状に形成されていても構わない。

【0011】

免震支承１は、図示しない下部構造物（例えば、建物基礎）と、図示しない上部構造物（例えば、建物躯体）との間隙に設置される。免震支承１は、フランジ板１１を介して下部構造物に取り付けられ、フランジ板１２を介して上部構造物に取り付けられる。それらの構造物とフランジ板１１，１２との間には、必要に応じて滑り板や取付フランジなどを介在させてもよい。尚、図１は、そのような間隙への設置に伴う負荷を受けていない、無負荷状態にある免震支承１を示す。特に断らない限り、後述する隙間３０ｇやゴム板２０の寸法などは、免震支承１を間隙に設置する前の無負荷状態における寸法を指す。

【0012】

積層ゴム体１０は、その外周面をゴムで被覆したものではない。即ち、この免震支承１では、カバーゴムが使用されていない。積層ゴム体１０は、複数枚のゴム板２０と、複数枚の剛性板３０とを用いて構成されている。本実施形態では、九枚のゴム板２１～２９と、八枚の剛性板３１～３８とが用いられている。本明細書では、各ゴム板を「ゴム板２１～２９」と個別的に称しつつ、これらを一括して「ゴム板２０」と総称する。また、各剛性板を「剛性板３１～３８」と個別的に称しつつ、これらを一括して「剛性板３０」と総称する。

【0013】

ゴム板２０は、耐クリープ性に優れたゴム材で形成されることが好ましい。特に限定されないが、ゴム板２０は、天然ゴムをベースとしたゴム材で形成され、これに各種合成ゴムを併用することも可能である。合成ゴムとしては、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴムなどのジエン系ゴムの他、エチレンプロピレンゴムなどのオレフィン系ゴムが例示される。剛性板３０は、鋼板などの金属製の板材で形成されている。但し、これに限られるものではなく、セラミックやプラスチック、繊維強化プラスチックなど非金属製の板材で形成することも可能である。

【0014】

図２は、図１の矩形枠ＲＦで囲まれた領域を拡大した図であり、剛性板３８の外周部の周辺を示している。本実施形態では剛性板３１～３８の形状が互いに同じであるため、図２に示した剛性板３７，３８を参照して「剛性板３０」の説明を行う場合がある。同様に、図２に示したゴム板２８，２９を参照して「ゴム板２０」の説明を行う場合がある。本実施形態の免震支承１では、剛性板３０の外周部３０ｐの厚みＴｐが、剛性板３０の中心側（図２では左側）となる本体部３０ｂの厚みＴｂよりも大きい。即ち、Ｔｐ＞Ｔｂの関係が成立する。これにより、カバーゴムを使用していないにも関わらず、ゴム板２０が外気に触れる範囲を減らして耐候性を向上できる。

【0015】

積層ゴム体１０の外周面には、上下方向に並んだ剛性板３０の外周部３０ｐの隙間３０ｇが形成されている。隙間３０ｇは、フランジ板１１の外周部と剛性板３０（剛性板３１）の外周部３０ｐとの間、及び、フランジ板１２の外周部１２ｐと剛性板３０（剛性板３８）の外周部３０ｐとの間にも形成されている。かかる隙間３０ｇが形成されていることにより、鉛直方向の免震支承１の撓み変形が可能となる。また、厚みＴｐが厚みＴｂよりも大きいために、隙間３０ｇの大きさはゴム板２０の厚みＴ２０よりも小さい。これにより、そうでない場合と比べて、ゴム板２０が外気に触れる範囲を少なくできる。

【0016】

隙間３０ｇの大きさは、特に限定されるものではなく、免震支承１の撓み変形などを勘案して適宜に設定可能である。但し、ゴム板２０が外気に触れる範囲を減らして耐候性を向上する観点から、隙間３０ｇは、ゴム板２０の厚みＴ２０の２０％以下であることが好ましく、１０％以下であることがより好ましい。同様の観点から、隙間３０ｇは１０ｍｍ以下であることが好ましく、５ｍｍ以下であることがより好ましい。但し、鉛直方向の撓み変形を発揮できるよう、隙間３０ｇは０ｍｍを超えていることが好ましい。尚、免震支承１を間隙に設置した後の負荷状態において、隙間３０ｇは、実質的に０ｍｍでもよいが、鉛直方向の撓み変形を確保する観点から０ｍｍを超えていることが好ましい。外周部３０ｐの厚みＴｐは、本体部３０ｂの厚みＴｂの２倍以上であることが好ましく、３倍以上であることがより好ましい。厚みＴｂは、例えば３．２～４．５ｍｍである。

【0017】

剛性板３０の本体部３０ｂの上下面は、それぞれ水平方向に延在した平坦面で形成されている。その本体部３０ｂには、ゴム板２０の中心側となる本体部２０ｂが積層されている。ゴム板２０の本体部２０ｂの上下面は、それぞれ水平方向に延在した平坦面で形成されている。厚みＴ２０は、本体部２０ｂにおける厚みであり、剛性板３０の本体部３０ｂの隙間に相当する。厚みＴ２０は、例えば３．３～１２ｍｍである。この厚みＴ２０で延在する本体部２０ｂの領域を十分に確保する観点から、外周部３０ｐの長さＬｐは本体部３０ｂの長さＬｂ（図１参照）の２０％以下であることが好ましい。また、長さＬｐは、１０ｍｍ以上であることがより好ましい。

【0018】

剛性板３０の外周部３０ｐは、本体部３０ｂから外周側（図２では右側）に向かって厚みが漸増する段差側面３０ｓを有する。外周部３０ｐは、段差側面３０ｓを含む厚み変化部３０Ｘと、剛性板３０の外周端３０ｅを含む厚み一定部３０Ｙとで構成されている。この免震支承１では、本体部３０ｂと外周部３０ｐとの厚みの違いによる段差を伴うため、図３のように水平方向の撓み変形を起こすと、その段差付近でゴム体２０にせん断応力が作用する。本実施形態では、段差側面３０ｓで剛性板３０の厚みを漸増させていることにより、ゴム体２０に付与されるせん断応力の軽減を図ることができ、延いてはゴム体２０の損傷が抑えられる。かかる観点から、段差側面３０ｓの傾斜角度θは９０度以下が好ましく、６７．５度以下がより好ましく、４５度以下が更に好ましい。

【0019】

本実施形態では、フランジ板１２の外周部１２ｐの厚みが、そのフランジ板１２の中心側となる本体部１２ｂの厚みよりも大きい。本体部１２ｂの厚みは、例えば２５～３８ｍｍである。図２に示すように、フランジ板１２の外周部１２ｐの厚みを大きくしていることにより、剛性板３８の上面における段差の高さｈを大きくしなくても隙間３０ｇを小さくできる。このことは、上述したゴム体２０に作用するせん断応力を軽減するうえで都合がよい。本実施形態では、外周部１２ｐのうち剛性板３０の外周部３０ｐに相対する箇所で部分的に厚みを大きくしているが、これに限られず、外周部１２ｐの全体で厚みを大きくしてもよい。フランジ板１１と剛性板３１の下面との間においても、これと同じ構成であり、フランジ板１１の外周部の厚みは、そのフランジ板１１の中心側となる本体部の厚みよりも大きい。

【0020】

図２に示すように、ゴム板２０の外周部は隙間３０ｇに侵入していることが好ましい。かかる構成によれば、剛性板３０と剛性板３０（またはフランジ板１１、１２）との隙間（特に本体部３０ｂの隙間）にゴムが適正に充填された構造となるため、免震機能を確保するうえで好適である。隙間３０ｇに侵入したゴムは、剛性板３０の外周端３０ｅに達していてもよく、外周端３０ｅから突出していてもよい。或いは、外周端３０ｅから突出したゴムを切除することにより、ゴム板２０の外周端を剛性板３０の外周端３０ｅと面一にしてもよい。

【0021】

本実施形態において、剛性板３０の外周部３０ｐは、剛性板３０の本体部３０ｂに対して上下方向の両側に厚みを大きくした形状を有する。図２に示すように、剛性板３０は、本体部３０ｂの上面から上方に向かう立ち上がり面（段差側面３０ｓ）と、本体部３０ｂの下面から下方に向かう立ち上がり面（段差側面３０ｓ）とを有する。このように上下方向の両側に厚みを大きくしていることにより、剛性板３８の上面及び下面における段差の高さｈを大きくしなくても隙間３０ｇを小さくできる。このことは、上述したゴム体２０に作用するせん断応力を軽減するうえで都合がよい。

【0022】

以上のように、本実施形態の免震支承１は、ゴム板２０と剛性板３０とを交互に積層して形成された積層ゴム体１０と、その積層ゴム体１０の上下両端面に接合された一対のフランジ板１１，１２とを備え、剛性板３０の外周部３０ｐの厚みＴｐが、その剛性板３０の中心側となる本体部３０ｂの厚みＴｂよりも大きい。かかる構成によれば、カバーゴムを使用しなくても、ゴム板２０が外気に触れる範囲を減らして耐候性を向上することができる。

【0023】

本実施形態のように、剛性板３０の外周部３０ｐは、剛性板３０の本体部３０ｂから外周側に向かって厚みが漸増する段差側面３０ｓを有することが好ましい。かかる構成によれば、免震支承１が水平方向に撓み変形したときにゴム体２０に作用するせん断応力の軽減を図ることができ、延いてはゴム体２０の損傷を抑えることができる。

【0024】

本実施形態のように、フランジ板１１，１２の外周部１１ｐ，１２ｐの厚みが、フランジ板１１，１２の中心側となる本体部１１ｂ，１２ｂの厚みよりも大きいことが好ましい。かかる構成によれば、剛性板３８の上面または剛性板３１の下面における段差の高さｈを大きくしなくても隙間３０ｇを小さくできるため、ゴム体２０に作用するせん断応力を軽減するうえで都合がよい。

【0025】

本実施形態のように、ゴム板２０の外周部は、上下方向に並んだ複数の剛性板３０の外周部３０ｐの隙間３０ｇに侵入していることが好ましい。かかる構成によれば、剛性板３０と剛性板３０との間（特に本体部３０ｂの隙間）にゴムが適正に充填された構造となるため、免震機能を確保するうえで好適となる。

【0026】

本実施形態のように、剛性板３０の外周部３０ｐは、剛性板３０の本体部３０ｂに対して上下方向の両側に厚みを大きくした形状を有することが好ましい。かかる構成によれば、剛性板３０の上面及び下面における段差の高さｈを大きくしなくても隙間３０ｇを小さくできるため、ゴム体２０に作用するせん断応力を軽減するうえで都合がよい。

【0027】

免震支承１は、前述の実施形態の構成に限定されるものではなく、前述の作用効果に限定されるものではない。また、免震支承１は、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。例えば、後述する変形例に係る構成から任意に一つ又は複数を選択し、前述した実施形態に代えて又は加えて採用してもよい。下記［１］～［４］に示す変形例は、以下に説明する構成の他は前述の実施形態と同様に構成できるため、共通点を省略して主に相違点について説明する。前述の実施形態で既に説明した構成には、同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

【0028】

［１］前述の実施形態では、段差側面３０ｓにおいて剛性板３０の厚みが直線状（テーパ状）に漸増する例を示したが、これに限られず、例えば図４（Ａ）～（Ｅ）に示すような形態でもよい。（Ａ）の例では、剛性板３０の厚みが凸円弧状に漸増している。（Ｂ）の例では、剛性板３０の厚みが凹円弧状に漸増している。これらの場合、段差側面３０ｓの傾斜角度θは、例えば円弧の始点と終点とを結ぶ直線に基づいて求めればよい。（Ｃ）の例では、剛性板３０が段差側面３０ｓを有していない。（Ｄ）の例では、（Ｃ）の例における本体部３０ｂと外周部３０ｐとの隅部に傾斜面が設けられている。（Ｅ）の例では、（Ｃ）の例における本体部３０ｂと外周部３０ｐとの隅部に小段差が設けられている。

【0029】

［２］前述の実施形態では、剛性板３０の外周部３０ｐが厚み変化部３０Ｘと厚み一定部３０Ｙとを含んでいる例を示したが、これに限られず、例えば図５（Ａ）～（Ｃ）に示すように外周部３０ｐが厚み一定部３０Ｙを有していない形態でもよい。尚、（Ａ）の例では、図２で示した段差側面３０ｓが厚み変化部３０Ｘに設けられている。（Ｂ）の例では、図４（Ａ）で示した段差側面３０ｓが厚み変化部３０Ｘに設けられている。（Ｃ）の例では、図４（Ｂ）で示した段差側面３０ｓが厚み変化部３０Ｘに設けられている。

【0030】

［３］前述の実施形態では、剛性板３０の外周部３０ｐが本体部３０ｂに対して上下方向の両側に厚みを大きくした形状を有する例を示したが、これに限られず、例えば図６に示すような形態でもよい。図６に示す剛性板３０の外周部３０ｐは、本体部３０ｂに対して上側（即ち、上下方向の片側）にだけ厚みを大きくした形状を有している。かかる構成によれば、フランジ板１２の外周部の厚みを大きくする必要がないので、厚み一定の一般的な板材をフランジ板１２に用いることができる。図６の例では上側にだけ厚みを大きくしているが、これに代えて下側にだけ厚みを大きくした形態でもよい。

【0031】

［４］前述の実施形態では、剛性板３１～３８が互いに同じ形状を有する例を示したが、これに限られず、互いに異なる形状を任意に組み合わせて用いることも可能である。例えば、図７の例では、下側にだけ厚みを大きくした外周部３０ｐを剛性板３１～３３に適用し、上下両側に厚みを大きくした外周部３０ｐを剛性板３４，３５に適用し、上側にだけ厚みを大きくした外周部３０ｐを剛性板３６～３８に適用している。かかる構成によれば、厚み一定の一般的な板材を一対のフランジ板１１，１２に用いることができるという利点がある。

【符号の説明】

【0032】

１ 積層ゴム型免震支承
１０ 積層ゴム体
１１ フランジ板
１２ フランジ板
２０ ゴム板
２１～２９ ゴム板
３０ 剛性板
３０ｂ 本体部
３０ｇ 隙間
３０ｐ 外周部
３０ｓ 段差側面
３１～３８ 剛性板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】