免震装置の製造方法
【課題】積層ゴム体の性能値についてのバラツキを低減することの可能な、免震装置の製造方法を提供する。
【解決手段】複数のゴム板１６と複数の金属板２０とを交互に積層し、加硫処理して積層ゴム本体部３０を形成し、積層ゴム本体部３０の水平方向の剛性である本体水平剛性を測定し、測定によって得られた本体水平剛性、及び、完成時の免震装置について要求される要求水平剛性に基づいて、積層ゴム本体部３０に追加が必要な追加水平剛性を求め、追加水平剛性を有する被覆ゴム１８で積層ゴム本体部３０の外周を被覆する。
【解決手段】複数のゴム板１６と複数の金属板２０とを交互に積層し、加硫処理して積層ゴム本体部３０を形成し、積層ゴム本体部３０の水平方向の剛性である本体水平剛性を測定し、測定によって得られた本体水平剛性、及び、完成時の免震装置について要求される要求水平剛性に基づいて、積層ゴム本体部３０に追加が必要な追加水平剛性を求め、追加水平剛性を有する被覆ゴム１８で積層ゴム本体部３０の外周を被覆する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は、ゴム板と金属板とが交互に積層された積層ゴム体を有する免震装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地震等の振動から建築物、構造物を保護するため、従来から免震装置が用いられている。免震装置としては、ゴムシートと鋼板とを交互に積層した積層ゴムを用いたものが知られている（特許文献１、２参照）。このような免震装置の積層ゴムは、一般的に、ゴムシートと鋼板とを加硫処理によって接着する。
【０００３】
ところで、免震装置においては、積層ゴムの性能値は重要であり、特に水平剛性の性能値は重要である。しかしながら、加硫処理を含む様々な要因が複雑に重なり合って、加硫処理後に得られる性能値はバラツキやすい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１４１１８１
【特許文献２】特開２００４−３０８８６１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、上記事実を考慮して成されたものであり、積層ゴムの性能値についてのバラツキを低減することの可能な、免震装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の第１の態様に係る免震装置の製造方法は、複数のゴム板と複数の金属板とが交互に積層された免震装置の製造方法であって、複数のゴム板と複数の金属板とを交互に積層し、加硫処理して積層ゴム本体部を形成し、前記積層ゴム本体部の水平方向の剛性である本体水平剛性を測定し、前記測定によって得られた本体水平剛性、及び、完成時の免震装置について要求される要求水平剛性に基づいて、前記積層ゴム本体部に追加が必要な追加水平剛性を求め、前記追加水平剛性を有する前記被覆ゴムで前記積層ゴム本体部体の外周を被覆するものである。
【０００７】
本発明では、加硫処理後に測定した積層ゴム本体部の本体水平剛性について、完成時の免震装置で要求される要求水平剛性になるように、被覆ゴムで調整する。したがって、当該調整により、免震装置の性能値についてのバラツキを低減することができる。
なお、水平方向の剛性については、せん断弾性率、ばね定数などにより、規定することができる。
【０００８】
本発明の第２の態様に係る免震用積層ゴム体の製造方法は、前記被覆ゴムについて、厚みを調整することにより前記追加水平剛性を得ること、を特徴とする。
【０００９】
被覆ゴムについて、追加水平剛性を設定するためには、被覆ゴムの厚みを調整してもよいし、引張弾性率を調整してもよいが、厚みを調整することにより、簡易に調整することができる。
【００１０】
本発明の第３の態様に係る免震装置の製造方法は、前記加硫処理について、前記本体水平剛性が前記要求水平剛性よりも小さくなるように加硫条件を設定すること、を特徴とする。
【００１１】
このように、加硫処理において、本体水平剛性が要求水平剛性よりも小さくなるように加硫条件を設定することにより、本体水平剛性が要求水平剛性よりも大きくなって調整が困難になるケースを少なくすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように本発明によれば、免震装置の性能値についてのバラツキを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る免震装置の斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る免震装置の断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る免震装置をせん断変形させた状態の断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る積層ゴム本体部の断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る積層ゴム本体部をせん断変形させた状態の断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る免震装置（被覆ゴム接着前）の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態に係る免震装置１０の製造方法ついて図面を参照して説明する。
【００１５】
図１〜図３には、本発明の実施形態に係る免震装置１０が示されている。免震装置１０は、積層ゴム体１２、及び、取付プレート１４Ａ、１４Ｂを備えている。積層ゴム体１２は、複数枚の円板状の金属板２０と、複数枚の円板状のゴム板１６とを厚み方向（矢印Ｂ方向）に交互に積層した積層体とされている。
【００１６】
金属板２０とゴム板１６とは、加硫接着により強固に一体化されている。このように、ゴム板１６だけでなく、金属板２０を使用してこれらを交互に積層したことで、鉛直方向（矢印Ｂ方向）の荷重に対しては所定の剛性を有し、水平方向（矢印Ｅ方向）の荷重に対してはばね機能を発揮すると共に所定の変形量を確保することが可能になっている。
【００１７】
金属板２０の外径は、積層ゴム体１２の外径よりも小さくされており、金属板２０の外縁には、全周に亘って、円筒状に被覆ゴム１８が配置されている。被覆ゴム１８によって金属板２０及びゴム板１６の積層部分が覆われており、金属板２０が外部へ露出せず劣化が防止されている。
【００１８】
積層ゴム体１２の厚み方向（矢印Ｂ方向）の両端側には、取付プレート１４Ａ、１４Ｂが固着されている。取付プレート１４Ａ、１４Ｂは、肉厚の円環状の鋼板で構成されている。
【００１９】
取付プレート１４Ａ、１４Ｂはそれぞれ、地盤に設置される基礎（図示省略）及び免震装置１０上に設置される構造物（図示省略）に固定される。
【００２０】
上記構成の免震装置１０は、構造物と基礎の間に配置されて、通常時、構造物から鉛直方向の荷重を受けている。地震などにより基礎と構造物とが水平方向の成分をもって相対移動すると、図３に示すように、積層ゴム体１２がせん断変形して振動エネルギーが一部吸収されるようになっている。
【００２１】
次に、本実施形態の免震装置１０の製造方法について説明する。
【００２２】
まず、ゴム板１６となる未加硫のゴムシートと金属板２０を交互に積層させ。取付けプレート１４Ａ、１４Ｂを積層方向Ｂの両端部に配置する。そして、加硫処理を行い、未加硫ゴムシートを加硫、硬化させると共に、ゴム板１６と金属板２０と接着させる。これにより、積層ゴム本体部３０が製造される（図４参照）。
【００２３】
ここで、当該加硫処理は、積層ゴム本体部３０の水平方向の剛性（本体水平剛性Ｆ１）が、完成時の免震装置１０について要求される要求水平剛性Ｆ０よりも、小さくなるように設定することが好ましい。このように加硫条件を設定することにより、加硫処理後に、本体水平剛性Ｆ１が要求水平剛性Ｆ０よりも大きくなって、後述する調整が困難になるケースを少なくすることができる。
【００２４】
次に、加硫処理して形成された積層ゴム本体部３０をせん断変形させ（図５参照）、積層ゴム本体部３０の本体水平剛性Ｆ１を測定する。そして、測定によって得られた本体水平剛性Ｆ１、及び、完成時の免震装置１０において求められる要求水平剛性Ｆ０に基づいて、追加すべき追加水平剛性Ｆ２を求める。そして、求められた追加水平剛性Ｆ２が得られるように、被覆ゴム１８を調整する。
【００２５】
被覆ゴム１８は、図６に示されるように、取付け前は、帯状のゴム板であり、長手方向の長さＬ１、短手方向の長さＬ２となっている。当該被覆ゴム１８の厚みｔまたは引張弾性率Ｅ、あるいは厚みｔ及び引張弾性率Ｅの両方を追加水平剛性Ｆ２に基づいて調整することにより、被覆ゴム１８について所望の追加水平剛性Ｆ２を得ることができる。すなわち、本体水平剛性Ｆ１に追加水平剛性Ｆ２を追加することにより、要求水平剛性Ｆ０に近い水平剛性を得ることができる。
【００２６】
ここで、追加水平剛性Ｆ２に基づく、被覆ゴム１８の厚みｔの算出方法の一例について説明する。積層ゴム本体部３０の外径をＤ、積層ゴム本体部３０の高さをＨ、ゴム板１６の総積層厚さをＴｒとし、被覆ゴム１８の１軸固定２軸引張り下における引張弾性率をＥ、厚さをｔ、内部ゴムの等価せん断弾性率をＧとする。積層ゴム本体部３０において、せん断ひずみ１００％の変形時における水平方向の剛性を１００ａ％上昇させたいとする。追加すべき水平剛性（追加水平剛性Ｆ２）は、（式１）となる。また、１００％せん断変形時に、被覆ゴム１８の変形によって生じる水平剛性（水平せん断力）は、（式２）のように表すことができる。
【００２７】
【数１】
【００２８】
【数２】
【００２９】
（式１）＝（式２）となればよいので、被覆ゴム１８の厚みｔは、（式３）のように求めることができる。
【００３０】
【数３】
【００３１】
次に、追加水平剛性Ｆ２を有する被覆ゴム１８を、積層ゴム本体部３０の外周に巻回し、外周面に接着させる。被覆ゴム１８は、未加硫のゴム板を積層ゴム本体部３０の外周に巻回して加硫処理を行い積層ゴム本体部３０の外周面に接着させてもよいし、加硫済みのゴム板を接着剤を用いて積層ゴム本体部３０の外周面に接着させてもよい。
【００３２】
上記のようにして、免震装置１０を製造することができる。本実施形態の製造方法によれば、積層ゴム本体部３０の加硫製造後に、被覆ゴム１８で水平剛性を調整することができるので、完成時において得られる免震装置１０の水平剛性、すなわち、水平方向の性能値についてのバラツキを低減することができる。
【００３３】
なお、本実施形態では、積層ゴム本体部３０は、外周にゴムを巻回さずに製造したが、未加硫のゴムシートを巻回して加硫処理を行い、ゴム被覆された積層ゴム本体部を製造してもよい。この場合には、ゴム被覆のさらに外側に被覆ゴム１８を巻いて、免震装置１０の水平方向剛性を調整することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１０ 免震装置
１２ 積層ゴム体
１６ ゴム板
１８ 被覆ゴム
２０ 金属板
３０ 積層ゴム本体部
Ｆ０ 要求水平剛性
Ｆ１ 本体水平剛性
Ｆ２ 追加水平剛性
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は、ゴム板と金属板とが交互に積層された積層ゴム体を有する免震装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地震等の振動から建築物、構造物を保護するため、従来から免震装置が用いられている。免震装置としては、ゴムシートと鋼板とを交互に積層した積層ゴムを用いたものが知られている（特許文献１、２参照）。このような免震装置の積層ゴムは、一般的に、ゴムシートと鋼板とを加硫処理によって接着する。
【０００３】
ところで、免震装置においては、積層ゴムの性能値は重要であり、特に水平剛性の性能値は重要である。しかしながら、加硫処理を含む様々な要因が複雑に重なり合って、加硫処理後に得られる性能値はバラツキやすい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１４１１８１
【特許文献２】特開２００４−３０８８６１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、上記事実を考慮して成されたものであり、積層ゴムの性能値についてのバラツキを低減することの可能な、免震装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の第１の態様に係る免震装置の製造方法は、複数のゴム板と複数の金属板とが交互に積層された免震装置の製造方法であって、複数のゴム板と複数の金属板とを交互に積層し、加硫処理して積層ゴム本体部を形成し、前記積層ゴム本体部の水平方向の剛性である本体水平剛性を測定し、前記測定によって得られた本体水平剛性、及び、完成時の免震装置について要求される要求水平剛性に基づいて、前記積層ゴム本体部に追加が必要な追加水平剛性を求め、前記追加水平剛性を有する前記被覆ゴムで前記積層ゴム本体部体の外周を被覆するものである。
【０００７】
本発明では、加硫処理後に測定した積層ゴム本体部の本体水平剛性について、完成時の免震装置で要求される要求水平剛性になるように、被覆ゴムで調整する。したがって、当該調整により、免震装置の性能値についてのバラツキを低減することができる。
なお、水平方向の剛性については、せん断弾性率、ばね定数などにより、規定することができる。
【０００８】
本発明の第２の態様に係る免震用積層ゴム体の製造方法は、前記被覆ゴムについて、厚みを調整することにより前記追加水平剛性を得ること、を特徴とする。
【０００９】
被覆ゴムについて、追加水平剛性を設定するためには、被覆ゴムの厚みを調整してもよいし、引張弾性率を調整してもよいが、厚みを調整することにより、簡易に調整することができる。
【００１０】
本発明の第３の態様に係る免震装置の製造方法は、前記加硫処理について、前記本体水平剛性が前記要求水平剛性よりも小さくなるように加硫条件を設定すること、を特徴とする。
【００１１】
このように、加硫処理において、本体水平剛性が要求水平剛性よりも小さくなるように加硫条件を設定することにより、本体水平剛性が要求水平剛性よりも大きくなって調整が困難になるケースを少なくすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように本発明によれば、免震装置の性能値についてのバラツキを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る免震装置の斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る免震装置の断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る免震装置をせん断変形させた状態の断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る積層ゴム本体部の断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る積層ゴム本体部をせん断変形させた状態の断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る免震装置（被覆ゴム接着前）の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態に係る免震装置１０の製造方法ついて図面を参照して説明する。
【００１５】
図１〜図３には、本発明の実施形態に係る免震装置１０が示されている。免震装置１０は、積層ゴム体１２、及び、取付プレート１４Ａ、１４Ｂを備えている。積層ゴム体１２は、複数枚の円板状の金属板２０と、複数枚の円板状のゴム板１６とを厚み方向（矢印Ｂ方向）に交互に積層した積層体とされている。
【００１６】
金属板２０とゴム板１６とは、加硫接着により強固に一体化されている。このように、ゴム板１６だけでなく、金属板２０を使用してこれらを交互に積層したことで、鉛直方向（矢印Ｂ方向）の荷重に対しては所定の剛性を有し、水平方向（矢印Ｅ方向）の荷重に対してはばね機能を発揮すると共に所定の変形量を確保することが可能になっている。
【００１７】
金属板２０の外径は、積層ゴム体１２の外径よりも小さくされており、金属板２０の外縁には、全周に亘って、円筒状に被覆ゴム１８が配置されている。被覆ゴム１８によって金属板２０及びゴム板１６の積層部分が覆われており、金属板２０が外部へ露出せず劣化が防止されている。
【００１８】
積層ゴム体１２の厚み方向（矢印Ｂ方向）の両端側には、取付プレート１４Ａ、１４Ｂが固着されている。取付プレート１４Ａ、１４Ｂは、肉厚の円環状の鋼板で構成されている。
【００１９】
取付プレート１４Ａ、１４Ｂはそれぞれ、地盤に設置される基礎（図示省略）及び免震装置１０上に設置される構造物（図示省略）に固定される。
【００２０】
上記構成の免震装置１０は、構造物と基礎の間に配置されて、通常時、構造物から鉛直方向の荷重を受けている。地震などにより基礎と構造物とが水平方向の成分をもって相対移動すると、図３に示すように、積層ゴム体１２がせん断変形して振動エネルギーが一部吸収されるようになっている。
【００２１】
次に、本実施形態の免震装置１０の製造方法について説明する。
【００２２】
まず、ゴム板１６となる未加硫のゴムシートと金属板２０を交互に積層させ。取付けプレート１４Ａ、１４Ｂを積層方向Ｂの両端部に配置する。そして、加硫処理を行い、未加硫ゴムシートを加硫、硬化させると共に、ゴム板１６と金属板２０と接着させる。これにより、積層ゴム本体部３０が製造される（図４参照）。
【００２３】
ここで、当該加硫処理は、積層ゴム本体部３０の水平方向の剛性（本体水平剛性Ｆ１）が、完成時の免震装置１０について要求される要求水平剛性Ｆ０よりも、小さくなるように設定することが好ましい。このように加硫条件を設定することにより、加硫処理後に、本体水平剛性Ｆ１が要求水平剛性Ｆ０よりも大きくなって、後述する調整が困難になるケースを少なくすることができる。
【００２４】
次に、加硫処理して形成された積層ゴム本体部３０をせん断変形させ（図５参照）、積層ゴム本体部３０の本体水平剛性Ｆ１を測定する。そして、測定によって得られた本体水平剛性Ｆ１、及び、完成時の免震装置１０において求められる要求水平剛性Ｆ０に基づいて、追加すべき追加水平剛性Ｆ２を求める。そして、求められた追加水平剛性Ｆ２が得られるように、被覆ゴム１８を調整する。
【００２５】
被覆ゴム１８は、図６に示されるように、取付け前は、帯状のゴム板であり、長手方向の長さＬ１、短手方向の長さＬ２となっている。当該被覆ゴム１８の厚みｔまたは引張弾性率Ｅ、あるいは厚みｔ及び引張弾性率Ｅの両方を追加水平剛性Ｆ２に基づいて調整することにより、被覆ゴム１８について所望の追加水平剛性Ｆ２を得ることができる。すなわち、本体水平剛性Ｆ１に追加水平剛性Ｆ２を追加することにより、要求水平剛性Ｆ０に近い水平剛性を得ることができる。
【００２６】
ここで、追加水平剛性Ｆ２に基づく、被覆ゴム１８の厚みｔの算出方法の一例について説明する。積層ゴム本体部３０の外径をＤ、積層ゴム本体部３０の高さをＨ、ゴム板１６の総積層厚さをＴｒとし、被覆ゴム１８の１軸固定２軸引張り下における引張弾性率をＥ、厚さをｔ、内部ゴムの等価せん断弾性率をＧとする。積層ゴム本体部３０において、せん断ひずみ１００％の変形時における水平方向の剛性を１００ａ％上昇させたいとする。追加すべき水平剛性（追加水平剛性Ｆ２）は、（式１）となる。また、１００％せん断変形時に、被覆ゴム１８の変形によって生じる水平剛性（水平せん断力）は、（式２）のように表すことができる。
【００２７】
【数１】
【００２８】
【数２】
【００２９】
（式１）＝（式２）となればよいので、被覆ゴム１８の厚みｔは、（式３）のように求めることができる。
【００３０】
【数３】
【００３１】
次に、追加水平剛性Ｆ２を有する被覆ゴム１８を、積層ゴム本体部３０の外周に巻回し、外周面に接着させる。被覆ゴム１８は、未加硫のゴム板を積層ゴム本体部３０の外周に巻回して加硫処理を行い積層ゴム本体部３０の外周面に接着させてもよいし、加硫済みのゴム板を接着剤を用いて積層ゴム本体部３０の外周面に接着させてもよい。
【００３２】
上記のようにして、免震装置１０を製造することができる。本実施形態の製造方法によれば、積層ゴム本体部３０の加硫製造後に、被覆ゴム１８で水平剛性を調整することができるので、完成時において得られる免震装置１０の水平剛性、すなわち、水平方向の性能値についてのバラツキを低減することができる。
【００３３】
なお、本実施形態では、積層ゴム本体部３０は、外周にゴムを巻回さずに製造したが、未加硫のゴムシートを巻回して加硫処理を行い、ゴム被覆された積層ゴム本体部を製造してもよい。この場合には、ゴム被覆のさらに外側に被覆ゴム１８を巻いて、免震装置１０の水平方向剛性を調整することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１０ 免震装置
１２ 積層ゴム体
１６ ゴム板
１８ 被覆ゴム
２０ 金属板
３０ 積層ゴム本体部
Ｆ０ 要求水平剛性
Ｆ１ 本体水平剛性
Ｆ２ 追加水平剛性
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のゴム板と複数の金属板とが交互に積層された積層ゴム体を有する免震装置の製造方法であって、
複数のゴム板と複数の金属板とを交互に積層し、加硫処理して積層ゴム本体部を形成し、
前記積層ゴム本体部の水平方向の剛性である本体水平剛性を測定し、
前記測定によって得られた本体水平剛性、及び、完成時の免震装置について要求される要求水平剛性に基づいて、前記積層ゴム本体部に追加が必要な追加水平剛性を求め、
前記追加水平剛性を有する前記被覆ゴムで前記積層ゴム本体部の外周を被覆する、免震装置の製造方法。
【請求項２】
前記被覆ゴムについて、厚みを調整することにより前記追加水平剛性を得ること、を特徴とする請求項１に記載の免震装置の製造方法。
【請求項３】
前記加硫処理は、前記本体水平剛性が前記要求水平剛性よりも小さくなるように加硫条件を設定すること、を特徴とする請求項１または請求項２に記載の免震装置の製造方法。
【請求項１】
複数のゴム板と複数の金属板とが交互に積層された積層ゴム体を有する免震装置の製造方法であって、
複数のゴム板と複数の金属板とを交互に積層し、加硫処理して積層ゴム本体部を形成し、
前記積層ゴム本体部の水平方向の剛性である本体水平剛性を測定し、
前記測定によって得られた本体水平剛性、及び、完成時の免震装置について要求される要求水平剛性に基づいて、前記積層ゴム本体部に追加が必要な追加水平剛性を求め、
前記追加水平剛性を有する前記被覆ゴムで前記積層ゴム本体部の外周を被覆する、免震装置の製造方法。
【請求項２】
前記被覆ゴムについて、厚みを調整することにより前記追加水平剛性を得ること、を特徴とする請求項１に記載の免震装置の製造方法。
【請求項３】
前記加硫処理は、前記本体水平剛性が前記要求水平剛性よりも小さくなるように加硫条件を設定すること、を特徴とする請求項１または請求項２に記載の免震装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１５９１７６（Ｐ２０１２−１５９１７６Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０８１７（Ｐ２０１１−２０８１７）
【出願日】平成２３年２月２日（２０１１．２．２）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２日（２０１１．２．２）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
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