JPH0619602Y2 - ゴム支承体 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、道路や鉄道などに設けられる橋梁や建築物等
構造物の支承として用いられるゴム支承体の改良に関す
る。

［従来の技術］ 橋梁を支持するゴム支承体を例にとって従来の技術を説
明する。即ち、近時、例えば車両等が通過する橋では、
ゴム支承体が使用されている。このゴム支承体の代表例
を第４図に示す。第４図に示すようにこのゴム支承体１
００は、対向して配置された２個の金属製の補強板１０
１及び１０２と、補強板１０１及び１０２の対向面１０
１ａ及び１０２ａに固着されて対向面１０１ａ、１０２
ａ間に介在するクロロプレンゴム等の主ゴム層１０３
と、で構成されている。

このゴム支承体１００は、地盤等に所定の間隔をおいて
固設された橋台１０４に橋梁１０５を支持する箇所に用
いられる。

即ち、対向するそれぞれの橋台１０４上に橋梁１０５が
ゴム支承体１００を介在させて支持される。

このようにゴム支承体１００を介在させると、車両通過
時の振動を吸収できることは勿論のこと、気温や乾燥度
の変化に伴う橋梁１０５の熱収縮および熱膨張等で、第
５図に示すように橋梁１０５と橋台１０４とが補強板１
０１及び１０２の水平面方向につまり矢印Ｘ方向に相対
変位したときに、主ゴム層１０３のせん断変形で、その
相対変位を許容させることができる。よって橋梁支承体
１００は、橋梁１０５や橋台１０４の破損を防止し、橋
梁１０５の安全性を確保できる。

［考案が解決しようとする課題］ ところで、橋梁１０５あるいは橋台１０４等の構造物は
一般的にコンクリートあるいは型鋼で形成されており、
橋梁１０５や橋台１０４の成形表面は粗雑で微少凹凸が
存在する。そのため、補強板１０１、１０２のうち、橋
梁１０５や橋台１０４に当接したり当接しなかったりす
る部分が生じ、従って局部載荷の不具合が生じ、その結
果、地震時の水平力が大きい程、またゴム支承体１００
が橋梁１０５を支持する支持応力が小さい程、即ち、橋
梁１０５が軽量である程橋梁１０５の跳ねが大きくな
り、補強板１０１と橋梁１０５あるいは補強板１０２と
橋台１０４間で滑りが生じ易くなることになる。

即ち、橋梁１０５をゴム支承体１００を介して橋台１０
４に支持する場合、地震および／または熱的膨張や収縮
の影響で、長期にわたり使用されると、ゴム支承体１０
０が橋梁１０５から外れる虞れがある。また、ゴム支承
体１００を使用するにあたり、ゴム支承体１００で支え
る橋梁１０５の許容重量の下限があり、下限以下のつま
り軽量の橋梁１０５では、ゴム支承体１００を使用しよ
うとしても補強板１０２の滑りが大きくなる関係でゴム
支承体１００が外れ易く、実質的にゴム支承体１００を
使用できないという問題があった。

ところで、ゴム支承体１００における局部的載荷が生じ
ないように、橋梁あるいは橋台と補強板との間の単なる
なじみ性を確保するだけならば、橋梁、橋台と補強板と
の間に、弾性を有するゴムで形成したゴム層を圧縮状態
で介在させればよい。しかし、この場合には地震および
／または熱的膨張や収縮による水平方向活荷重や、橋梁
１０５を車両が通過する際において通過に伴い上下方向
の荷重等が作用したとき、そのゴム層の接触表面部が波
打ち現象（シャルマック波現象ともいう）を生じて接触
表面部で滑りが生じる。そのためゴム支承体１００を数
１０年と長期にわたり使用すると、ゴム支承体１００が
橋梁１０５から外れることもあり、橋梁１０５および橋
台１０４の保護性が低下することが知られており、未だ
この問題は解決されていない。

本考案は上記した実情に鑑みなされたものあって、ゴム
支承体の接触する部材との滑りを抑制すると共に、シャ
ルマック波現象を抑制でき、これにより支持体および被
支持体に対するより高い安全性を確保でき、しかも従来
に比べて橋梁等の被支持体の許容支持応力の下限を小さ
く設定でき、これにより被支持体の設計許容範囲を拡大
でき、橋梁等の被支持体自身が軽荷重であっても適用し
得るゴム支承体を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本考案者はゴム支承体について鋭意研究した結果、鉛、
銅等の軟質金属の粉末、又は軟質金属酸化物の粉末を含
有する粉末混合ゴム層を、補強板と橋梁等の被支持体と
の間に設ければ、橋梁あるいは橋台等と補強板との滑り
を抑制できることは勿論のこと、シャルマック波現象を
抑制でき、且つ従来に比べて許容支持応力の下限を小さ
く設定でき、橋梁等の被支持体自身が軽荷重であっても
半永久的に安心してゴム支承体を使用できることを発見
した。上記した粉末混合ゴム層が上記効果を達成できる
理由は、必ずしも明らかでないが、軟質金属の粉末粒
子、軟質金属の酸化物の粉末粒子の変形、粉末混合ゴム
層の硬度や摩擦係数に基因すると推察される。

本考案は上記したように軟質金属の粉末、軟質金属の酸
化物の粉末を含有する粉末混合ゴム層を設ければ、橋梁
や橋台等とゴム支承体との間におけるシャルマック波抑
制効果を考慮した「格別のなじみ性」と、ゴム支承体自
身の支持応力の下限を改善し得るという発見に基づき完
成されたものである。

ここで、「格別のなじみ性」とは、粉末混合ゴム層がシ
ャルマック波現象を起こさない程度の硬度を有すると共
に、橋梁等の被支持体または橋台等の支持体、補強板の
いずれとも滑りが生じにくい性質のことである。

即ち、本考案に係るゴム支承体は、少なくとも２個互い
に対向して配置され外側に配置された１個が橋台等の支
持体側に係合し他の外側に配置された１個が橋梁等の被
支持体側に係合する補強板と、補強板の対向面に固着さ
れて対向面間に介在し補強板の面方向の相対変位に伴っ
てせん断変形する主ゴム層とを具備してなるゴム支承体
において、外側に配置された２個の補強板のうち少なく
とも一方は、一方の補強板が係合する支持体又は被支持
体に対向する面に、鉛、銅等の軟質金属の粉末、軟質金
属の酸化物の粉末の少なくとも１方を含有し、主ゴム層
よりも硬度が大きい粉末混合ゴム層をもつことを特徴と
するものである。

補強板は、平行状態又はほぼ平行状態で互いに対向して
配置されている。補強板の数は通常２枚であるが、３
枚、４枚であってもよく、あるいはそれ以上であっても
よい。外側に配置された１個の補強板は、従来のゴム支
承体と同様に橋台等の支持体に係合する。又、他の外側
に配置された１個の補強板は、従来のゴム支承体と同様
に橋梁等の被支持体に係合する。補強板の材質は、通
常、金属である。殊にステンレス鋼が好ましい。耐腐食
性、強度などの面で優れているからである。補強板の厚
みは、ゴム支承体の薄肉化、重量軽減、価格抑制を考慮
して設定するが、例えば１〜２mmとすることができる。
補強板の平面形状は円形ないし四角形が好ましいが、特
殊な例では多角形状でもよい。

主ゴム層は、補強板の対向面に固着されて該対向面間に
介在した弾性変形可能な部材である。この主ゴム層の材
質はゴムである。殊にクロロプレン系のゴムが好まし
い。耐候性などが優れているからである。主ゴム層を補
強板の対向面に固着させる手段としては、加硫接着、接
着剤による後接着を用いることができる。主ゴム層の厚
みは適宜選択できるが、例えば５〜３０mmとすることが
できる。なお、主ゴム層を固着した補強板は、従来のゴ
ム支承体と同様に、補強板の面方向に相対変位すること
ができる。

さて本考案では、外側に配置された２個の補強板のう
ち、少なくとも一方の外面側には、軟質金属の粉末、軟
質金属の酸化物の粉末の少なくとも１種を含有する粉末
混合ゴム層が設けられている。軟質金属としては、鉛、
銅、場合によっては亜鉛、純鉄等を採用することができ
る。特に、酸化鉛（ＰｂＯ）を採用することができる。
酸化鉛としてはリサージを用いることができる。軟質金
属、軟質金属酸化物の粉末粒子の大きさは、適宜選択さ
れるが、粒径１μ〜１００μとすることができる。粉末
混合ゴム層のうち軟質金属が占める割合は適宜選択され
るが、通常、重量％で、４５〜９２％とすることができ
る。軟質金属が酸化鉛（ＰｂＯ）である場合には、粉末
混合ゴム層のうち酸化鉛（ＰｂＯ）が占める割合は５０
〜９０％とすることができる。粉末混合ゴム層を形成す
るゴムとしては、天然ゴム、クロロプレン系等のゴムを
採用することができる。特殊な例では、粉末混合ゴム層
は、繊維が混合したゴムで形成することもでき、あるい
は、内部気泡をもつゴムで形成することもできる。粉末
混合ゴム層の厚みは適宜選択するが、例えば１〜３mmと
することができる。粉末混合ゴム層には、加硫剤、軟化
剤、老化防止剤などを含有させることができる。粉末混
合ゴム層の表面は通常、平滑面である。

なお、本考案では、外側の補強板のうち、少なくとも一
方には、橋梁等の被支持体や橋台等の支持体にくいこん
で掛止する掛止突起を形成することができる。

［作用］ 本考案に係るゴム支承体を使用するにあたっては、外側
の１個の補強板を橋台等の被支持体に接触させると共に
他の外側の１個の補強板を橋梁等の被支持体に接触さ
せ、これによりゴム支承体を橋梁等の被支持体と橋台等
の支持体との間に介在させる。このとき、粉末混合ゴム
層は通常、圧縮状態とされている。

上記のようにゴム支承体を介在させた状態では、橋台等
の支持体及び橋梁等の被支持体が補強板の面方向に相対
変位した場合には、従来と同様に、主ゴム層がせん断変
形すると共に補強板がこれの面方向に相対変位し、これ
により上記相対変位を吸収することができる。

このとき本考案では、外側に配置された補強板の少なく
とも一方には、軟質金属の粉末または軟質金属の酸化物
の粉末を含有する粉末混合ゴム層が形成されている。そ
のため粉末混合ゴム層の外面が橋梁等の被支持体または
橋台等の支持体に当接し、粉末ゴム層が主ゴム層よりも
硬度が大きいことに関連して、シャルマック波現象を抑
制すると共に、橋梁等の被支持体または橋台等の支持体
と、補強板のいずれとも滑りを抑制する。

〔考案の効果〕

本考案に係るゴム支承体によれば、軟質金属の粉末また
は軟質金属酸化物の粉末を含有する粉末混合ゴム層が橋
梁等の被支持体または橋台等の支持体に当接するため、
従来に比較して、橋梁等の被支持体または橋台等の支持
体と粉末混合ゴム層との間の前述の「格別のなじみ性」
を確保することができ、被支持体または支持体と補強板
のいずれとも滑りを抑制できることは勿論のこと、シャ
ルマック波現象を抑制でき、支持体および被支持体のよ
り高い安全性を確保できる。しかも橋梁等の被支持体の
許容支持応力の下限を従来よりも小さくでき、橋梁等の
被支持体が軽量であっても、ゴム支承体を用い得る様に
使用範囲を拡大できるものである。

［実施例］ 本考案に係るゴム支承体の第１実施例を第１図に示す。
本実施例に係るゴム支承体は、橋梁を支持するものであ
り、重層パッド構造であり、４個互いに対向して配置さ
れた補強板１、２、３、４と、補強板１及び２の対向面
１ａ及び２ａに固着されて対向面１ａ及び２ａ間に介在
する主ゴム層５と、補強板２の対向面２ｂ及び補強板３
の対向面３ａに固着されて対向面２ｂ及び３ａ間に介在
する主ゴム層６と、補強板３の対向面３ｂ及び補強板４
の対向面４ａに固着されて対向面３ｂ及び４ａ間に介在
する主ゴム層７とで構成されている。

ここで補強板１、２、３、４は、ステンレス鋼製（ＳＵ
Ｓ３０４）である。補強板１、２、３、４は平面形状が
四角形状であり、厚みが１mm程度、幅が３００mm程度、
長さが５００mm程度である。

主ゴム層５、６、７はクロロプレンゴム製である。主ゴ
ム層５、６、７の硬さは、ＨＳ５０度とされている。主
ゴム層５、６、７は、平面形状が四角形状であり、厚み
が１６mmである。

外側に位置する補強板４の外面４ｂには、粉末混合ゴム
層８が接着されている。接着手段はゴム系接着剤による
後接着である。粉末混合ゴム層８の配合は、重量％で、
天然ゴム１１％、酸化鉛粉末（リサージ）８４％、イオ
ウ１％、軟化剤１％、老化防止剤１％、亜鉛華２％であ
る。本実施例では、粉末混合ゴム層８の硬さはＨＳ８０
程度とされている。粉末混合ゴム層８の厚みは２mm程度
とされている。

本実施例に係るゴム支承体を使用するにあたっては、従
来と同様に、ゴム支承体を橋台１０４と橋梁１０５との
間に介在させる。このようにゴム支承体を介在させた状
態では、地震による地盤変動、列車通過時の衝撃、気温
変化や乾燥度変化による熱収縮および熱膨張により、橋
台１０４及び橋梁１０５が補強板１〜４の面方向へ相対
変位した場合であっても、従来と同様に、主ゴム層５、
６、７のせん断変形により、上記相対変位による衝撃を
吸収することができる。

このとき本実施例では、補強板４には、酸化鉛粉末を８
４％含有する粉末混合ゴム層８が設けられているので、
粉末混合ゴム層８と橋梁１０５との当接性が向上し、局
部載荷を極力回避することができ、又、波打ち現象（シ
ャルマック波現象）を回避することができる。

又、橋梁が軽荷重であっても従来に比べて下限支持応力
を低下させ得る。具体的には下限支持応力が従来１５Kg
/cm²であったのに対し、本実施例では１０Kg/cm²とする
ことができる。

ところで、酸化鉛を含有しないゴム材料からなるゴム層
を補強板４の外面４ｂに設けた場合には、補強板１、
２、３、４の面方向に力が作用した際、水平変位は主ゴ
ム層５、６、７および、酸化鉛を含有しない前記ゴム層
が分担する。そのため、せん断ひずみ量が増し、せん断
弾性係数（Ｇ）（せん断応力／ひずみ量）が低下する。
この点本実施例では、補強板１、２、３、４の面方向に
力が作用した際、水平変位に対しては主ゴム層５、６、
７が負担するだけで、酸化鉛粉末を含有する粉末混合ゴ
ム層８はほとんど負担しない。主ゴム層５、６、７に比
較して硬度が硬いためである。そのため、せん断弾性係
数（Ｇ）の低下は生じないかあるいは生じにくい。

また、酸化鉛を含有する粉末混合ゴム層８は絶縁性をも
つので、電気的腐蝕による弊害を防止することができ
る。

本考案に係るゴム支承体の第２実施例を第２図に示す。
第２図に示すように第２実施例に係るゴム支承体は第１
実施例に係るゴム支承体と基本的に同じ構成であり、従
って基本的に同じ作用効果を果す。但し以下の点で異な
る。即ち、本実施例に係るゴム支承体は、補強板１０及
び１１が互いに対向して配置されており、補強板１０の
対向面１０ａと補強板１１の対向面１１ａとの間には、
一枚の主ゴム層１２が配置されている。そして補強板１
１の外面に、粉末混合ゴム層８が接着されている。

本考案に係るゴム支承体の第３実施例を第３図に示す。
第３図に示すように第３実施例に係るゴム支承体は第１
実施例に係るゴム支承体と基本的に同じ構成であり、従
って基本的に同じ作用効果を果す。但し以下の点で異な
る。即ち本実施例では、補強板１は、掛止突起１４をも
つ。掛止突起１４は、棒状をなし、その軸芯が補強板１
に対して垂直になるように、常温溶接により補強板１に
複数本固着されている。この実施例では、補強板１は、
橋台１０４に係止する掛止突起１４をもつので、ゴム支
承体を橋台１０４側に固定することができる。本考案は
上例の如く橋梁１０５の支承に用いられる他、他の建築
物の支承に用いることができる。例えば、基礎と建築物
との間に介在させ、耐震用の支承体として有効に使用で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例を示し、ゴム支承体の斜視
図である。第２図は本考案の第２実施例を示し、ゴム支
承体の斜視図であり、第３図は本考案の第３実施例を示
し、上下を逆にしたゴム支承体の斜視図である。第４
図、第５図は、従来のゴム支承体の使用状態を示す縦断
面図である。 図中、１〜４は補強板、５、６、７は主ゴム層、８は粉
末混合ゴム層、１４は掛止突起、１０４は橋台、１０５
は橋梁をそれぞれ示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 丸喜 繁雄 愛知県小牧市大字北外山字哥津3600 東海 ゴム工業株式会社内 (72)考案者 氏家 考二 千葉県柏市加賀２―３―９ (56)参考文献 特公 昭59−18500（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭60−11133（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも２個互いに対向して配置され、
   外側に配置された１個が橋台等の支持体側に係合し他の
   外側に配置された１個が橋梁等の被支持体側に係合する
   補強板と、 該補強板の対向面に固着されて該対向面間に介在し、該
   補強板の面方向の相対変位に伴ってせん断変形する主ゴ
   ム層とを具備してなるゴム支承体において、 外側に配置された２個の該補強板のうち少なくとも一方
   は、該一方の補強板が係合する支持体又は被支持体に対
   向する面に、鉛、銅等の軟質金属の粉末および該軟質金
   属の酸化物の粉末の少なくとも１種を含有し、主ゴム層
   よりも硬度が大きい粉末混合ゴム層をもつことを特徴と
   するゴム支承体。