JPH0784814B2

JPH0784814B2 - 免震ゴム

Info

Publication number: JPH0784814B2
Application number: JP61082852A
Authority: JP
Inventors: 美英深堀; 亙関; 利和芳沢; 重信鈴木; 健須賀; 光明前田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1986-04-10
Filing date: 1986-04-10
Publication date: 1995-09-13
Anticipated expiration: 2010-09-13
Also published as: JPS62242068A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は複数個の硬質板と粘弾性的性質を有する軟質板
とを交互に貼り合わせた免震ゴムに関するものであり、
特にフランジ近傍に発生する局部歪を小さくすることに
より、建物と基礎部の両方に安定に固定することを可能
ならしめた、耐震性及び耐久性に優れた免震ゴムに関す
るものである。

〔従来の技術〕

銅板等の硬質板とゴム等の粘弾性的性質を有する軟質板
とを積層した構造体（免震ゴム）が、地震時に要求され
る防振性、吸振性等を満たす支承部材として最近注目を
あびている。

このような免震ゴムは、コンクリートのような剛体建物
と基礎土台との間に、横方向に柔らかい、即ち剪断剛性
率の小さい免震ゴムを挿入することにより、コンクリー
ト建物の固有周期を地震の周期からずらす作用を有し、
かかる作用により、地震により建物が受ける加速度は非
常に小さくなる。

このように支承部材に用いられる免震ゴムは、建物と土
台の間に挿入され、建物全体を支える働きをしているた
め、一旦設置された後は、取替えが困難であり、また、
例え技術的には取替え可能であっても、コスト的にかな
り高いものとなる。このため、免震構造体にはコンクリ
ート構造物と同程度の50〜60年の耐久寿命が要求されて
いる。

免震ゴム10は、通常、第２図（ａ）に示すように、軟質
板R₁,R₂,R₃と硬質板S₁,S₂,S₃との積層構造体１の上下
面、即ち建物２及び基礎３と接する部分にフランジと言
われる厚い鋼板4,5が強固に接着されて構成されてい
る。

このような免震ゴム10においては、地震による変形後は
再び元の位置へ戻る（弾性変形）ことが大きな特徴とさ
れており、このため大地震時には、第２図（ｂ）に示す
如く、建物のゆれに伴い免震ゴム10は大きな剪断変形を
起こし、硬質板S₁〜S₃にはさまれた軟質板R₁〜R₃は数百
％におよぶ大きな引張変形を受ける。とりわけ、軟質板
の中でも、フランジに近い軟質板R₁の表層に近い部分Ｘ
では、剪断変形に伴い硬質板S₁が矢印の方向に曲がるた
め、極めて大きな局部歪が発生し、免震構造体の損傷、
破断の原因となるものと従来より考えられていた。

即ち、今日に至るまで、建物の重量を長期間支えている
免震ゴムに地震時に大きな剪断変形が加わったとき、免
震ゴムの内部にどのような局部応力、局部歪が発生する
かを詳細に解析することはなされておらず、このため、
従来は免震ゴムを実際に変形させてみたときの大体の形
状から、上述の如く、Ｘ部に最大の局部歪が発生するの
ではないかと推測されていたのである。

従って、イギリスやニュージランドでは、このフランジ
付近の最大局部歪による免震ゴムの破壊をさけるため
に、第３図（ａ）の如く、免震ゴム10の取付用フランジ
８、９に凹部8a、8b、9a、9bを設け、この凹部8a、8b、
9a、9bと建物２および基礎３に設けたホルト2a、2b、3
a、3bとを嵌合させて免震ゴム10を取付けている。（こ
のような方式を「ダウエル式」という。）このようにす
ることにより、地震発生時には第３図（ｂ）の如く、フ
ランジ８、９が矢印の方向に曲がり、免震ゴム10におけ
るＡ部に大きな局部歪が発生するのが防止され、免震ゴ
ム10の損傷、破断が防止されると考えられていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

周知の通り、コンクリートのような剛体建物の下に免震
ゴムのような柔軟造物を置いた場合、地震の横揺れ、縦
揺れを受けると、単純な水平運動以外に、垂直運動や回
転運動が発生し、建物のロッキング現象が起こり易い。

このような観点から、地震による揺れの激しい環境下で
使用される免震ゴムは、フランジを介して土台及び基礎
と完全にかつ強固に固定された安定構造であることが望
ましい。

しかるに、第３図（ａ）、（ｂ）に示す従来技術は、フ
ランジ８、９が基礎３にも建物２にも固定されておら
ず、剪断変形に応じて曲がるような構成であるため、建
物は非常に不安定となり、激しいロッキングにより傾動
する可能性もでてくる。即ち、イギリスやニュージラン
ドの場合は、建物の安定性よりも、フランジ付近の局部
歪の低減を重視したのである。

このため、従来より、フランジを介して建物及び基礎に
固定して設置しても、局部応力と局部歪の発生が極めて
少ない免震ゴム（本明細書において、このような免震ゴ
ムを「基礎固定式免震ゴム」と称す。）の出現が強く望
まれていた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記従来の問題点を解決し、建物及び土台に安
定性良く固定して設置することができ、この状態におい
て、局部歪の発生が減少し、また局部歪による損傷及び
破損等が大幅に低減される、改良された免震ゴムを提供
するものであって、複数個の剛性を有する硬質板と粘弾
性的性質を有する軟質板とを交互に貼り合わせた積層構
造体の上下面にフランジが設けられてなる免震ゴムにお
いて、フランジ付近の局部歪を低下させることによって
構造体全体の局部歪を平均化させる手段を設けた免震ゴ
ムであって、該手段として、積層構造体のフランジと接
する部分を、フランジに向けて次第に横断面積が大きく
なるように、その外表面が内側に縦断面円弧状ないし円
弧類似形状に反った湾曲面としたことを特徴とする免震
ゴムを要旨とするものである。

本発明者らは、局部歪による損傷、破損等の問題を生じ
ることのない基礎固定式免震ゴムについて検討を行なう
にあたり、まず、免震ゴムが建物を支えることに起因す
る圧縮変形や、地震時の水平方向の揺れによる剪断変形
を受けるときに、免震ゴム内のどの部分にどのような大
きさの局部歪が発生するかを解析することが重要である
と考え、ゴム材料の大変形応力の解析に着手した。

免震ゴムが長期間建物を支え、かつ大地震の揺れに対し
ても十分安全な構造体である為には、従来の勘による経
験的設計ではなく、理論的定量的設計が不可欠であるこ
とは論を待たない。

ところで、材料の応力解析を行なうには、コンピュータ
によるFEM（有限要素法）解析を用いるのが一般的であ
るが、このFEM解析を行なう際、材料の応力〜歪関係を
線形近似で表示するために、微小変形に対する解析では
計算値と実測結果は一致するが、大変形になると計算値
と実測値の一致性が非常に悪いというのが現状である。

そこで本発明における研究においては、免震ゴムのよう
に特別大変形する構造体に対して、ゴム材料の非線形性
をできるだけ忠実に表示する方法を用い、その結果、圧
縮歪8.5％、剪断歪100％変形時において、第４図に示す
ように、実測（破線）と計算（実線）による変形状態が
十分に一致する解析結果を得ることができた。

しかして、このように、定量的に十分に信頼し得るFEM
解析結果を得ることができることを確認した上で、ま
ず、第５図に示すような、５層のゴム（R₁₁,R₁₂,R₁₃,R
₁₂,R₁₁）、４層の鋼板（S₁₁,S₁₂,S₁₂,S₁₁）及びフラン
ジ４、５からなる免震ゴムに、圧縮歪６％、剪断歪100
％を与えた時の変形状態及び各部の主歪を調べた。その
結果、第６図に示すような変形状態（模式図）のＡ〜Ｅ
の各点で、後掲の第１表の比較例１で示すような歪値が
解析された。即ち、Ａ点＝Ｂ点＝138％、Ｃ点＝Ｄ点＝5
1％、Ｅ点＝80％である。この結果から、中心のR₁₃に比
し、フランジ付近のR₁₁に大きな歪が現れていることが
確認された。

前述した如く、免震ゴムの剪断変形によってフランジ付
近の引張側（即ち、第６図のＡ）部に大きな局部歪が現
れるということは、従来より、多くの人が経験的に信じ
てきたことである。しかしながら、本発明者らによる上
記解析で更に重要なことは、フランジ付近のゴムR₁₁に
は、引張側Ａのみならず、圧縮側ＢにＡと同等以上に大
きな局部歪が現れるということである。

更に検討を重ねた結果、免震ゴムに圧縮変形と剪断変形
が加わった場合、フランジ付近の引張側Ａと圧縮側Ｂに
大きな局部歪が発生し、このような局部歪の偏在は、フ
ランジに隣接するゴム層R₁₁のみならずR₁₂のゴム層にも
及んでいること（もし、ゴム層の数が非常に多い場合に
は、更に中心側のゴム層に影響を及ぼす。）から、本発
明の主目的である、局部歪によって損傷、破損等が大幅
に低減された基礎固定式免震ゴムの開発を可能となすに
は、このフランジ付近に特に偏在する局部歪を減少させ
ることが不可欠であることを見出し、本発明を完成させ
た。

この解析結果は、本発明に関する研究において、極めて
重要な知見を与えた。即ち、第３図（ａ），（ｂ）に示
すような、イギリス、ニュージーランドで用いられてい
る引張側のフランジが曲がるダウエル方式の場合、確か
にＡ部の局部歪を小さくする効果はあるものの、このよ
うな構成はＢ部の局部歪をより増加させる結果となり、
全体としてはフランジ付近のＢ部からの破壊を引き起こ
す原因となる。従って、ダウエル方式は、フランジ付近
の局部歪を小さくして破壊に対する安全率を増加させる
には到らず、ロッキングの危険性を導入したにすぎない
と言える。

本発明は、世界で始めて可能とされ、また成功された、
このような解析結果に基づくものである。

〔作用〕

本発明の免震ゴムは次のような特徴を有する。

フランジ付近に、最大局部歪等の大きな局部歪が集
中することなく、免震ゴム全体に幅広く平均的に分布し
ている。

免震ゴム中に発生する最大局部歪が大幅に低減して
いる。

このようなことから、局部歪による免震構造体の損傷、
破損等の問題が解消される。

更に、免震ゴムの積層構造体表面部に特殊ゴムを用いた
場合には、免震ゴムの耐久安全性をより向上させること
ができる。

〔実施例〕

以下図面を参照して実施例について説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る免震ゴム20の縦断面図
である。この免震ゴム20は、粘弾性的性質を有するゴム
等の軟質板11と、鋼板等の剛性を有する硬質板12とが交
互に積層された積層構造体13の上下面にフランジ４、５
が設けられている。

しかして、本実施例の免震ゴム20は、積層構造体13のフ
ランジ４、５と接する部分は、フランジに向けて次第に
横断面積が大きくなるように、その外表面が内側に縦断
面円弧状ないし円弧類似形状に反った湾曲面とされてい
る。

この積層構造体13のフランジ４、５と接する部分に形成
される湾曲面の縦断面円弧形状の円弧の半径は、小さす
ぎると湾曲面を設けたことによる局部歪低減効果が低
く、逆に大きすぎると免震ゴムの製造が非常に困難とな
る。

従って、この湾曲面の円弧形状は、第１図のVII部の拡
大図である７図に示すように、軟質板11の厚さｋ、硬質
板12の厚さｈに対して、半径Ｌが、好ましくはより好ましくはとりわけであるようなものとするのが望ましい。

なお、本実施例において、この湾曲面の円弧形状又は円
弧類似形状とは、第７図のような円弧形状の他に、これ
に類似した形状で局部応力を低減させる効果を有するも
のであれば良く、例えば第８図（ａ），（ｂ）の如き１
又は複数の直線の組合せによるもの、第８図（ｃ）の如
き直線と円弧の組合せによるもののような形状等が挙げ
られる。

ところで、鋼板等の硬質板とゴム等の軟質板との積層体
である支承部材において、硬質板のエッジ部に接触して
いる軟質板の部分に過大な応力及び歪が発生し、この部
分で損傷を起こしやすいということは周知の事実であ
る。

そこで、従来、このような硬質板のエッジ部と接触する
軟質板の局部的な応力を減少させるために、第９図に示
す如く、軟質板21の側面に、縦断面形状が外に向かって
凹曲面を成す凹部を形成したゴム支承片が知られている
（実公昭58−30818）。

しかしながら、硬質板と軟質板が多数枚貼り合わされた
構造を有する免震ゴムにおいては、各軟質板に凹曲面を
設けることは、モールドとの離型性を悪くする、モール
ドのコスト高になるなどの問題がある。特に軟質板の厚
さが小さい場合には、このような問題点が一層著しくな
る。

また、上記従来の積層構造体においては、鋼板等の硬質
板の端面が外部に露出しているので、この端面の部分か
ら腐食が進行し易いという問題もしる。なお、このよう
な腐食を防ぐために、防振ゴムなどにおいて、外部に露
出する金属板側周面を塗装などによって被覆することも
行われているが、免震ゴムの場合、使用期間が著しく長
いこと（例えばコンクリート構造物の場合、60年程度の
耐久性は満たさなければならない）を考えると、このよ
うな塗装による方法では、長期間に亘って耐久性を保障
することは困難である。

このような問題を解決するために、第１図に示す実施例
においては、硬質板12の側端面を外側に脹らみ出した断
面円弧状ないし円弧類似形状のものとすると共に、この
硬質板の外周囲部分をも特殊ゴム14で覆って、硬質板11
を外皮層の内部に埋め込むよう構成した。

この場合、硬質板12の側端面に形成される膨出部の断面
円弧形状の円弧の半径は、第７図に示すｒの値で、好ましくは 0.1mm≦ｒより好ましくは 0.3mm≦ｒとりわけ 0.5mm≦ｒとするのが望ましい。

なお、この膨出部の円弧形状又は円弧類似形状とは、上
記の円弧以外に、局部応力を低減させるべく円弧的な働
きをするもの、例えば第10図（ａ），（ｂ）の如く、複
数の直線状切断面よりなるもの、又は、第10図（ｃ）の
如く、直線状切断面と円弧の組合せよりなるものなど、
様々な円弧類似形状を含む。

本実施例の如く、硬質板12のエッジ部を曲線又は直線の
組合せにってなめらかなものとすることにより、エッジ
部の接触している軟質板11部分に発生する応力又は歪を
大幅に低減させることが可能となる。

ところで、免震ゴムは、使用中、常に外気にさらされて
いるため、酸素、湿度、オゾン、紫外線、原子力用にお
いては放射線、海辺における場合では海風、により長期
劣化を受ける。また、建物を支えているため、常に圧縮
荷重を受けており、平常時でもゴム層の表面部にはかな
りの引張応力が付与されている。特に、長期使用によっ
てクリープ量が大きくなると、例え圧縮歪が数％〜10％
であっても、表面部での引張歪は100〜300％にもおよぶ
ことになる。その上、大地震発生時には、免震ゴムは10
0〜200％の剪断歪を受けるために、この歪が複合化さ
れ、免震ゴムの表面部も非常に大きな歪を受けることに
なる。そして、免震ゴムの表面部ゴムの外気による劣化
は、引張応力や引張歪が大きくなればなる程一層進行す
る。

以上のことから、免震ゴムの表面部ゴムに対してはａできる限り引張歪を小さくすることｂ耐候性の優れたゴムを使用することが重要となる。

そこで、本発明者らは、この免震ゴムの表面部の引張歪
と耐候性について、従来の免震ゴムの構造に基づいて以
下のような検討を行なった。

現在提案されている免震ゴムには、次のようなものがあ
る。

第11図に示す如く、ゴム層21と金属板22とが積層さ
れ、金属板22のエッジ部22aは表面に出ているか、薄い
（0.5〜1mm程度）ゴム層で被われている。

第12図に示す如く、ゴム層21と金属板22とが積層さ
れ、金属板22のエッジ部22aは厚い表面ゴム23で被われ
ている。

これらの免震構造体に使用されているゴム材料は、イギ
リス、ニュージーランドにおける天然ゴム系、フランス
におけるクロロプレンゴム系に大別される。

即ち、フランスでは耐候性を重視する結果、クロロプレ
ンゴムを用いており、一方、イギリス、ニュージーラン
ドでは、ゴムの耐破壊特性を重視して、天然ゴムを用い
ている。そして、イギリスでは、天然ゴムの耐候性（耐
熱老化性、耐オゾン性、耐酸化劣化性など）の悪いのを
補うために、第12図の如く、厚い表面ゴム層を形成する
方法が採用されている。（例えば、ロスアンゼルス郊外
に建てられた裁判所に用いられているイギリス製免震ゴ
ムの場合、表面ゴム層厚は75mmとなっている。）本発明者らは、まず静荷重時及び地震時に免震ゴムの外
表面部に発生する引張歪を低減させるために、第12図の
積層構造体の外側を被覆する外表面ゴム23（以下、積層
構造体の鋼板等の硬質板のエッジ端より外表面までの部
分（第12図における厚層Ｔの部分）を「外皮層」と呼
ぶ。）について検討した。

しかして、外皮層の外気にふれる外表面に発生する局部
歪は、外皮層厚Ｔが増加するにつれ、次第に減少する
が、ある程度の厚さに達すると、それ以上厚くしても局
部歪を小さくする作用は極めて乏しくなることが認めら
れた。一方、外皮層の厚さが増加する程、材料的にコス
ト高となるのみならず、加硫を大幅に遅らせるために、
全体として相当のコスト高となる。

このようなことから、外皮層の厚さＴは１〜30mm、望ま
しくは２〜20mm、とりわけ３〜15mmとするのが好まし
い。ただし、免震ゴムに耐火性等の他の性能が特に要求
される場合においては、外皮層を30mmを超える厚さとす
ることも可能である。

一方、前述の通り免震ゴムは常に外気にされされた状態
で使用されるため、免震ゴムの外表面は桑めて耐候性の
優れたゴムで保護されている必要がある。

これに対して、従来の免震ゴムのうち、ゴム材料として
耐候性の良いクロロプレンゴムを用いた場合、クロロプ
レンゴムはヒステリシスロスが大きいためクリープが大
きくなるのはもとより、耐寒性が悪く、低温結晶化し易
いことから、低温においてゴムの硬度が増加するため、
クロロプレンゴムを用いた免震ゴムは本来の免震性能が
発揮できなくなると共に、高価なクロロプレンゴムを用
いることによって製品コストが大幅に増加するという欠
点がある。

一方、天然ゴムは周知の通り耐候性が悪い。劣化した天
然ゴムでは、オゾンクラック発生等、目に見える変化が
起こるだけではなく、弾性率が大幅に増加し、破断強
度、破断時伸びが大幅に低下する。即ち、大気中の長期
劣化によって、天然ゴムは表面に無数のオゾンクラック
を有し、しかも脆い材料に変化してしまうのである。

従って、第12図のような構成とした場合においても、表
面のゴム層が劣化し、このような劣化層で被われている
と、内部のゴム層は劣化していない場合でも、地震によ
る繰り返し大変形等を受けると、まず表面の劣化層が簡
単に破断し、更にそれが引き金となって内部のゴム層全
体の破断をもたらす可能性がある。（例えば熱劣化性の
優れたＡゴムの表面に、熱劣化性の悪いＢゴムを薄く塗
布してこれを熱劣化させると、Ａゴムの表面に形成され
たＢゴムの熱劣化層のため、折り曲げただけでＡゴムを
簡単に破断することがある。）また、免震ゴムの表面ゴム層に発生したオゾンクラック
等の亀裂から水分が侵入すると、硬質板の金属に錆が発
生し、またこれにより、金属板とゴム層とが剥離する危
険性もある。

免震ゴムには、前述の如く、約60年という長年月にわた
る耐久性が要求されること、多少なりとも劣化した部分
が生じた場合には、これが破断して、免震ゴム全体の破
断につながりかねないこと、地震発生時にはどのような
不測の変形を受けるとも限らず、これがために多少の劣
化も軽視することはできないこと、免震ゴムは建物と人
命を支えるものであることから、その安全性は常に完璧
であるべきであること等を考慮した場合、免震ゴムはそ
の使用の環境下で劣化性の極めて少ないものであること
が望まれる。しかも、あらゆる工場生産に要求されるこ
とであるが、製品コストを低く押さえることは常に要求
されることである。

従って、天然ゴムなどの耐候性の悪いゴムを用いて構成
される免震ゴムの場合、その外表面部を耐候性の優れた
被覆ゴム（以下「特殊ゴム」と称する場合がある。）で
被覆することが要求されてくるのである。

第１図に示す本発明の実施例において、積層構造体13と
の外表面部の特殊ゴム14として好適な耐候性に優れたゴ
ムとしては、例えば、ブチルゴム、アクリルゴム、ポリ
ウレタン、シリコンゴム、フッ素ゴム、多硫化ゴム、エ
チレンプロピレンゴム（EP及びEPDM）、ハイパロン、塩
素化ポリエチレン、エチレン酢酸ビニルゴム、エピクロ
ルヒドリンゴム、クロロプレンゴム等が挙げられる。こ
れらのうち、特にブチルゴム、ポリウレタン、エチレン
プロピレンゴム、ハイパロン、塩素化ポリエチレン、エ
チレン酢酸ビニルゴム、クロロプレンゴムが耐候性の面
からは効果的である。更に軟質板を構成するゴム等との
接着性を考慮した場合には、ブチルゴム、エチレンプロ
ピレンゴム、クロロプレンゴムが望ましく、とりわけエ
チレンプロピレンゴムを用いるのが再も好ましい。

これらのゴム材料は単独で用いても、２種以上をブレン
ドして用いても良い。また、伸び、その他の物性を改良
するために市販ゴム、例えば、天然ゴム、イソプレンゴ
ム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ニトリ
ルゴム等とブレンドしても良い。更に、これらのゴム材
料には、各種充填剤、老化防止剤、可塑剤、軟化剤、オ
イル等、ゴム材料に一般的な配合剤を混合しても良い。
特に、シクロペンタジエン又はジシクロペンタジエン樹
脂を、ゴム材料100重量部に対し10〜40重量部、更にロ
ジン誘導体を５〜20重量部添加することにより、破壊特
性、金属との接着性等が大幅に改良され、極めて有利で
ある。なお、この場合、ロジン誘導体としては、主成分
がアビエチン酸、ピマール酸及びこれらに類似した構造
のカルボン酸の混合物で各種のロジン系エステル、重合
ロジン、水素添加ロジン、硬化ロジン、ハイロジン、樹
脂酸亜鉛、変性ロジン等が挙げられる。

本発明においては、基本的には前述の外皮層を、上記の
耐候性に優れた特殊ゴムで構成し、その厚さを前述の外
皮層厚さＴと一致されるのが好ましいが、製造上ないし
その他の理由により不可能な場合には、この特殊ゴム13
の厚さ、即ち、第７図の厚さｔは必ずしも外皮層厚さＴ
と一致していなくても良い。その場合、特殊ゴム厚さｔ
は、１〜20mm、望ましくは２〜15mm、とりわけ２〜10mm
とするのが好ましい。このような特殊ゴムＢは、軟質板
11、硬質板12およびフランジ４、５に強固に接着するこ
とが重要であるが、接着はａ軟質板11のゴム材料（以下「内部ゴム」ということ
がある。）と特殊ゴム13とを同時に加硫接着する方法。

ｂ内部ゴムのみ先に加硫した後、特殊ゴムを加硫させ
て接着させる二段式加硫接着法。

ｃ内部ゴム、特殊ゴムを別々に加硫した後、接着剤で
貼り合せる方法。

などにより容易に行える。接着に際し、内部ゴムと特殊
ゴムの接着が不良である場合には、両者の間に両者に対
して接着性の良好な第三のゴム層を介在させても良い。
また、内部ゴム及び／又は特殊ゴムに接着性向上のため
の添加物を配合しても良い。

第１図に示す実施例の如く、硬質板のエッジ部を円弧形
状ないし円弧類似形状に膨出させて適当な厚さの特殊ゴ
ムで被覆することにより、免震ゴムのフランジ付近の局
部歪をより低減化させ、免震ゴム全体として歪の平均化
を計ると共に局部歪の絶対値を低減化させることができ
る。

ところで、第１図に示すような構成により、フランジ付
近の局部歪が小さくなった場合においても、免震ゴムの
他の部分の局部歪が大きくなり、全体としてみると最大
局部歪が低減していないということが一般に起こる可能
性もある。

従って、フランジ付近の局部歪を低減化し、かつ免震ゴ
ム全体の局部歪を平均化すると共に、各部における局部
歪の絶対値を減少させるにはこれまで述べてきた。

（ｉ）積層構造体のフランジと接する部分に形成される
湾曲面の形状。

（ii）硬質板の側端面に形成される膨出部の形状（iii）積層構造体の外表面を被覆する特殊ゴムの厚さによる改良効果を十分引き出すべく、各要素のバランス
を保つことが何より重要である。しかしてこのバランス
は、本発明者らが開発した大変形用FEM計算によって初
めて良好に保たれることが可能とされるのである。

なお、本発明において、硬質板12の材質としては、金
属、セラミックス、プラスチックス、FRP、ポリウレタ
ン、木材、紙板、スレート板、化粧板などを用いること
ができるが、なかでも鋼板が好ましい。また軟質板11と
しては、ゴム状弾性を有するものであって、各種の加硫
ゴム、未加硫ゴムなどの有機材料、これらの発泡体など
各種のものを用いることができるが、加硫ゴムが好まし
い。

このような硬質板と軟質板とを接着させるには、接着剤
を用いたり共加硫すれば良い。

このような本発明の免震ゴムは、免震作用の他に、除振
（防振、制振）等の特性を備えている。

以下、実験例を挙げて本発明をより詳細に説明する。

実験例１第１図に示すような本発明の免震ゴムについて、変形時
の各位の主歪を求めた。

なお、軟質板としては天然ゴムを主体とする加硫ゴム、
硬質板としては鋼板を用い、特殊ゴムとしてはEPDMを主
体とするゴム100重量部に対し、ジシクロペンダジエン
樹脂27重量部、ハイロジン10重量部、その他カーボンブ
ラック等を配合した加硫ゴムを用いた。

また、軟質板厚さ、硬質板厚さｈ、硬質板長さｌ、特殊
ゴム厚さｔ、形状率、硬質板の側端の膨出部となる円弧
の半径ｒ及びフランジに接する積層構造体の湾曲面をな
す円弧の半径Ｌは以下の取りである。

ｋ＝10mm ｈ＝2mm ｌ＝70mm ｔ＝5mm 形状率＝l/4k＝1.75 ｒ＝1mm Ｌ＝0.92×（ｈ＋ｋ）＝11.04mm このような構成の免震ゴムに、圧縮歪６％、剪断歪100
％を加えた時の変形形状の模式図を第13図に示す。また
第13図に表示された各点における主歪のFEM解析値を第
１表に示す。

なお比較例として第５図に示す免震ゴム（材質形状率、
ゴム厚さ、鋼板厚さは同様）について同様に実験を行な
い、第６図に示す各点の主歪の測定値を第１表に併記す
る。

第１表より、実施例の免震ゴムはフランジ付近の引張側、圧縮側の局部歪の大幅な低
下免震ゴム全体としての局部歪の平均化最大局部歪の大幅低減などが達成され、本発明の効果は極めて明白である。

〔発明の効果〕

本発明の免震ゴムは局部歪の発生が極めて効果的に減少
されることから、局部歪による免震ゴムの損傷、破断等
が少なくなり、極めて耐久性に優れたものとなる。しか
も、フランジを介して建物及び基礎に固定することがで
きることから、建物等を安定に支承することが可能とな
る。

このような、本発明の免震ゴムは、本発明に関する研究
において、変形時に免震ゴムに発生する局部歪の定量的
解析が可能となったことにより、初めて実現したもので
あり、従来の免震ゴムとは明確に区別されるべきもので
あり、その学問的、工業的意義は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る免震ゴムの縦断面図、第
２図及び第３図は従来例を示す断面図であって、各々
（ａ）は平常時、（ｂ）は地震発生時を示す。第４図は
一般的な免震ゴムのFEM解析結果を示す図、第５図は主
歪の解析に用いた従来の免震ゴムの断面図、第６図は第
５図の免震ゴムの変形時の模式図である。第７図は第１
図のVII部の拡大図、第８図は（ａ）〜（ｃ）はフラン
ジ付近の湾曲面の例を示す図、第９図は従来の免震ゴム
の一部断面図、第10図（ａ）〜（ｃ）は硬質板の側端面
の膨出部の例を示す図、第11図及び第12図は従来の免震
ゴムの断面図、第13図は実験例における実施例ゴムの変
形時の模式図である。４、５……フランジ、11……軟質板、12……硬質板、 13……積層構造体、14……特殊ゴム、20……免震ゴム。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数個の剛性を有する硬質板と粘弾性的性
質を有する軟質板とを交互に貼り合わせた積層構造体の
上下面にフランジが設けられてなる免震ゴムにおいて、
フランジ付近の局部歪を低下させることによって構造体
全体の局部歪を平均化させる手段を設けた免震ゴムであ
って該手段として、積層構造体のフランジと接する部分を、
フランジに向けて次第に横断面積が大きくなるように、
その外表面が内側に縦断面円弧状ないし円弧類似形状に
反った湾曲面としたことを特徴とする免震ゴム。
【請求項２】積層構造体のフランジと接する部分に形成
される湾曲面の縦断面円弧形状は、硬質板の厚さｈおよ
び軟質板の厚さｋに対してを満たす半径Ｌを有する円弧形状であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項に記載の免震ゴム。
【請求項３】硬質板の側端部は外側に断面円弧状ないし
円弧類似形状に膨出した形状であり、且つ積層構造体の
外表面は耐候性に優れた被覆ゴムで覆われていることを
特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の免震ゴム。
【請求項４】硬質板の側端面に形成される膨出部の断面
円弧形状は、ｒ≧0.1mm を満たす半径ｒを有する円弧形状であることを特徴とす
る特許請求の範囲第３項に記載の免震ゴム。
【請求項５】積層構造体の外表面を被覆する耐候性に優
れた被覆ゴムのゴム厚さが１〜30mmであることを特徴と
する特許請求の範囲第３項又は第４項に記載の免震ゴ
ム。