圧縮型緩衝体
【課題】この発明は、耐久性があり、弾性体の弾性力を効率よく利用して、圧縮力吸収性能を向上する圧縮型緩衝体を提供することを目的とする。
【解決手段】所望の弾性を有し、圧縮力Ｆの入力を許容する平板弾性ゴム１０と、平板弾性ゴム１０の内部に形成した貫通孔１２と、貫通孔１２の内部に配置した帯状プレート２０と、帯状プレート２０を平板弾性ゴム１０に一体化する加硫接着剤とで構成し、帯状プレート２０を、圧縮力Ｆの圧縮方向、すなわち厚みＤ方向に対して交差する方向に配設した。
【解決手段】所望の弾性を有し、圧縮力Ｆの入力を許容する平板弾性ゴム１０と、平板弾性ゴム１０の内部に形成した貫通孔１２と、貫通孔１２の内部に配置した帯状プレート２０と、帯状プレート２０を平板弾性ゴム１０に一体化する加硫接着剤とで構成し、帯状プレート２０を、圧縮力Ｆの圧縮方向、すなわち厚みＤ方向に対して交差する方向に配設した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、ゴム等の弾性材を用いて圧縮力を吸収することのできる緩衝体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ゴム等の弾性体と他の部材を組合せて構成し、衝撃等の圧縮力吸収性能を向上させた緩衝体が提案されている。
例えば、特許文献１に提案されている緩衝材はゴム材の中に鋼管を埋め込んで一体成形して、ゴム材と鋼管の中間の弾性係数を有する緩衝材を構成し、圧縮力を吸収する圧縮力吸収性能を向上している。
【０００３】
しかし、この特許文献１に提案されている緩衝材は、鋼管の弾性変形を利用しており、圧縮力が繰り返し入力されることによって鋼管は繰り返し変形し、疲労破壊を招く惧れがあり、耐久性に関する信頼性が低かった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２６３３９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、耐久性があり、弾性体の弾性力を効率よく利用して、圧縮力吸収性能を向上する圧縮型緩衝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】
【０００６】
この発明は、所望の弾性を有し、圧縮力の入力を許容する弾性体と、該弾性体の内部に形成した空洞と、該弾性体の内部に配置した薄板材と、該薄板材を前記弾性体に一体化する一体化手段とで構成し、該薄板材を、前記圧縮力の圧縮方向に対して交差する方向に配設した圧縮型緩衝体であることを特徴とする。
【０００７】
上記弾性体は、天然ゴム、合成ゴム等で構成された弾性体であることを含む。
上記薄板材は、金属製や樹脂製等の薄板形状で形成され、適宜の強度を有する板材であることを含む。
上記一体化手段は、弾性体の形成時に薄板材を一体形成する一体化手段、又は形成された弾性体に挿入して一体化する一体化手段であることを含む。
【０００８】
これにより、入力された圧縮力を弾性体で吸収することができる。詳しくは、上記圧縮力が入力された弾性体は弾性変形し、この弾性変形によって圧縮力を吸収することができる。なお、弾性体の内部に空洞を形成しているため、弾性体は、空洞に向かって、すなわち空洞をつぶす方向に変形することができる。この変形によって、弾性体の内部に配置した薄板材は圧縮方向に対して直交する方向の軸を回転中心とした回転移動することとなる。一体化手段によって弾性体と一体化された薄板材の回転移動によって、薄板材と弾性体との境界面にはせん断力が生じ、該せん断力によって弾性体に引張力が付与されることとなる。この引張力によって、入力された圧縮力をより効率的に吸収することができる。
【０００９】
このように、内部に空洞を形成したことにより、入力された圧縮力によって内側に大きく変形し、この変形によって内部に配置した薄板材を回転移動させ、この回転移動により薄板材の境界部分の弾性体に引張力を付与し、弾性体自身が有する弾性性能を最大限に発揮させ、圧縮力吸収性能を向上させた圧縮型緩衝体を得ることができる。
【００１０】
また、弾性体内部に配置された薄板材は付与された圧縮力によって変形しないため、繰り返し荷重による疲労破壊の惧れもなく、耐久性のある圧縮型緩衝体を構成することができる。
【００１１】
この発明の態様として、前記弾性体を、厚み方向の前記圧縮力の入力を許容する平板形状の平板弾性体で構成し、入力される前記圧縮力を前記平板弾性体に伝達する圧縮力伝達薄板材を、前記平板弾性体の前記厚み方向の両端面に備えることができる。
【００１２】
これにより、圧縮力伝達薄板材を介して、前記平板弾性体に対して圧縮力を略均等に入力することができる。また、前記厚み方向の両端面に圧縮力伝達薄板材を備えているため、前記平板弾性体が外部からの損傷を受ける可能性を低減することができる。
【００１３】
また、前記弾性体を、厚み方向の前記圧縮力の入力を許容する平板形状の平板弾性体で構成したことによって、例えば、圧縮力によって面外方向に変形することを防止して、弾性体を確実に内部方向に変形させることができる。
【００１４】
したがって、圧縮力伝達薄板材によって均等に入力された圧縮力によって、内部に配置した薄板材を確実に回転移動させ、この回転移動により、圧縮力吸収性能を確実に向上させることができる。
【００１５】
また、この発明の態様として、前記空洞を、前記平板弾性体の長さ方向に貫通する貫通孔で構成し、前記薄板材を、前記平板弾性体の長さ方向に沿って配設するとともに、前記平板弾性体の厚み方向且つ幅方向に対して交差する方向に配設することができる。
【００１６】
これにより、例えば、空気が密閉された空洞の場合と比較して、前記空洞を、前記平板弾性体の長さ方向に貫通する貫通孔で構成したことによって、厚み方向の変形、すなわち貫通孔を形成する空間をつぶす方向に容易に変形することができる。
【００１７】
また、前記薄板材を、前記平板弾性体の長さ方向、すなわち貫通孔に略平行に配設し、前記平板弾性体の厚み方向且つ幅方向に対して交差する方向に配設したため、厚み方向の変形、すなわち貫通孔を形成する空間をつぶす方向の変形によって、より効率よく薄板材を回転移動させることができる。
【００１８】
また、この発明の態様として、前記薄板材に、厚み方向且つ幅方向で構成された幅方向断面における回転の回転中心となる長さ方向の回転中心軸を備えることができる。
【００１９】
これにより、上記弾性体の変形による薄板材の回転移動を確実にすることができる。詳しくは、例えば圧縮力による前記空洞を形成する空間をつぶす方向の変形によって薄板材に幅方向の力が付与された場合であっても、該幅方向の力を回転中心軸を中心とする回転力に変換して薄板材を回転移動させることができる。したがって、薄板材の回転移動による圧縮力吸収性能を確実に向上させることができる。
【００２０】
また、この発明の態様として、前記薄板材に、前記一体化手段による前記薄板材と前記弾性体との一体化を補強する一体化補強手段を備えることができる。
前記一体化補強手段は、薄板材の肉厚方向に貫通する薄板材貫通孔や、薄板材の表面に形成した凹凸や表面処理による摩擦力増進手段で構成することを含む。
【００２１】
これにより、前記薄板材と前記弾性体との一体化をより堅固にすることができるため、入力された圧縮力による薄板材の回転移動に伴うせん断方向の引張力を境界付近の弾性体に確実に付与することができ、圧縮型緩衝体の圧縮力吸収性能をさらに向上することができる。
【００２２】
また、この発明の態様として、前記弾性体を、ゴム材で構成するとともに、前記一体化手段を、前記ゴム材の加硫時に、前記ゴム材と前記薄板材とを接着する加硫接着で構成することができる。
【００２３】
前記ゴム材は、減衰ゴム等の合成ゴム材や天然ゴム材等であることを含む。
上記加硫接着は、ゴム材の加硫成型時の熱と圧力を利用して加硫と同時に薄板材とゴム材とを接着する接着手段であり、接着剤を塗布しない直接加硫接着及び接着剤を塗布する間接加硫接着であることを含む。
【００２４】
これにより、ゴム材と薄板材とをさらに確実に一体化させることができるとともに、ゴム材の形成が完了した時点ですでに薄板材との一体化も完了しているため、ゴム材の形成後に薄板材を挿着して一体化する場合と比較して、圧縮型緩衝体を形成する工程を低減することができる。
【発明の効果】
【００２５】
この発明によれば、耐久性があり、弾性体の弾性力を効率よく利用して、圧縮力吸収性能を向上する圧縮型緩衝体を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の一実施例について説明する。
圧縮型緩衝体１の斜視図を示す図１と、圧縮型緩衝体１の平面方向の断面図による説明図を示す図２とともに圧縮型緩衝体１について説明する。
【００２７】
圧縮型緩衝体１は、平面板状の平板弾性ゴム１０と、該平板弾性ゴム１０の正面と背面に配置して平板弾性ゴム１０をサンドイッチ状に挟みこむ鋼板１１と、平板弾性ゴム１０内部に配置した帯状の帯状プレート２０とで構成している。
【００２８】
平板弾性ゴム１０は、縦長且つ幅広の直方体形状で形成され、幅Ｗ（図２において左右方向の長さ）を略３等分する位置に、平板弾性ゴム１０を上下方向に貫通し、平板弾性ゴム１０の厚みＤ（図２において上下方向の長さ）の１／３程度の径を有する円筒形状の貫通孔１２を有するとともに、平板弾性ゴム１０の側面１０ａに貫通孔１２の半分の半円断面で形成した半円柱形状の半円柱凹部１３を備えている。
【００２９】
なお、平板弾性ゴム１０は、高減衰ゴムで構成している。高減衰ゴムは、ゴム分子間の摩擦減衰および分子間に存在する粘性体による粘性減衰をあわせ持つように配合設計されたゴム材料である。
鋼板１１は、平板弾性ゴム１０の正面及び背面の全面を覆う金属製の薄板であり、平板弾性ゴム１０の正面及び背面に接着固定されている。
【００３０】
帯状プレート２０は金属製の帯状の薄板材で構成され、半円柱凹部１３と貫通孔１２の間、及び貫通孔１２同士の間で、平板弾性ゴム１０の長さＬ（図１において上下方向の長さ）に沿って、すなわち貫通孔１２に平行に配置されている。
【００３１】
なお、帯状プレート２０の配置方向は、圧縮力Ｆが付与される前の状態の圧縮型緩衝体１の断面図である図２（ａ）に示すように、厚みＤ方向に対して交差する方向、すなわち隣合う帯状プレート２０，２０とで平面視ハの字形状となるよう配置されている。
【００３２】
また、帯状プレート２０は、加硫接着剤が塗布され、平板弾性ゴム１０の加硫成型時の熱と圧力を利用し平板弾性ゴム１０に間接加硫接着されているが、加硫接着剤を用いない直接加硫接着で接着してもよい。
【００３３】
このように構成された圧縮型緩衝体１を、厚みＤ方向の圧縮力Ｆで圧縮すると、鋼板１１を介して平板弾性ゴム１０に圧縮力Ｆは伝達され、平板弾性ゴム１０は圧縮方向（厚みＤの内側方向）に変形する。
【００３４】
この圧縮方向の変形について詳述すると、入力された圧縮力Ｆによって、貫通孔１２が隣合う帯状プレート２０，２０で構成するハの字状の上側（図２において左側と中央の帯状プレート２０で構成する左側のハの字の場合は図２の上側、中央と右側の帯状プレート２０で構成する右側のハの字の場合は図２の下側）を凸とするおむすび形状になるように、また半円柱凹部１３も貫通孔１２の半断面と同様の形状となるように平板弾性ゴム１０が変形する。
【００３５】
なお、おむすび形状になる変形についてさらに詳述すると、図２（ｂ）に示すように、平面視円形断面の貫通孔１２の等間隔３方向のうち１方向が内側に変形し（矢印ｄｉ）、残る２方向が外側に変形する（矢印ｄｏ）ことで形成される。
【００３６】
これにより、圧縮力Ｆが付与されて変形した状態の圧縮型緩衝体１の断面図である図２（ｂ）に示すように、平板弾性ゴム１０は厚みＤが薄くなり、帯状プレート２０は矢印ｒに示すように回転し、隣合う帯状プレート２０，２０で構成する平面視ハの字形状の裾が広がるように変形する。
【００３７】
このとき、ハの字形状の上側を凸とするおむすび形状になる貫通孔１２及び半円柱凹部１３の変形、及び帯状プレート２０の矢印ｒの回転移動によって、帯状プレート２０と平板弾性ゴム１０との境界部分には、矢印Ｓで示すせん断力Ｓが生じている（図２（ｂ）参照）。
【００３８】
このせん断力Ｓは、帯状プレート２０の両面側において帯状プレート２０の幅方向に平行、且つそれぞれが逆方向に付与される力であり、このせん断力Ｓによって平板弾性ゴム１０には引張力が付与されることとなる。
【００３９】
したがって、圧縮型緩衝体１に入力された圧縮力Ｆは、減衰ゴムで形成され、弾性変形する平板弾性ゴム１０の減衰効果によって、その圧縮力Ｆのエネルギーが吸収され、さらに、上記平板弾性ゴム１０の弾性変形に伴う帯状プレート２０の回転移動によって生じたせん断力Ｓに基づく引張力によって、さらに吸収される。
【００４０】
このように、圧縮型緩衝体１は、平板弾性ゴム１０内部に帯状プレート２０を配置するとともに、該帯状プレート２０と隣り合うように貫通孔１２及び半円柱凹部１３を形成することによって、入力された圧縮力Ｆに対して平板弾性ゴム１０自身が有する弾性性能を十分に発揮して、圧縮力Ｆのエネルギーを効率よく吸収することができる。
【００４１】
なお、貫通孔１２及び半円柱凹部１３の間或いは貫通孔１２同士の間で、帯状プレート２０を互い違いの方向で配置したことによって、貫通孔１２及び半円柱凹部１３をおむすび形状に変形させて、効果的に帯状プレート２０を矢印ｒ方向に回転させることができる。したがって、帯状プレート２０との境界付近での平板弾性ゴム１０に有効に引張力を付与して、圧縮力Ｆを吸収することができる。
【００４２】
また、平板弾性ゴム１０を上下方向に貫通する貫通孔１２を備えているため、容易に貫通孔１２をつぶす方向に変形させることができる。詳述すると、例えば、平板弾性ゴム１０を貫通せず、内側に空気が密閉された空洞の場合、前記空洞内部の空気が圧縮抵抗となり、空洞をつぶす方向の平板弾性ゴム１０の変形を抑制するが、上述したように、貫通孔１２は平板弾性ゴム１０を貫通しているため、貫通孔１２を形成する空間をつぶす方向、すなわち厚み方向に容易に変形することができる。したがって、貫通孔１２をつぶす方向の平板弾性ゴム１０の変形による平板弾性ゴム１０の圧縮力吸収性能を容易に向上することができる。
【００４３】
さらにまた、平板弾性ゴム１０内部に配置された帯状プレート２０は、付与された圧縮力Ｆによって平板弾性ゴム１０内部で回転移動するが、変形しないため、繰り返しの圧縮力Ｆによる繰り返し変形に起因する疲労破壊の惧れもなく、耐久性のある圧縮型緩衝体１を構成することができる。
【００４４】
このように構成した圧縮型緩衝体１を利用した衝撃吸収装置のひとつとして、乗用車１００に装備するバンパー装置１１０について、バンパー装置１１０を装着した乗用車１００の平面図を示す図３とともに説明する。
【００４５】
バンパー装置１１０は乗用車１００の前後端に配置したバンパーであり、内部に幅方向ｗに並列配置した圧縮型緩衝体１を備え、圧縮型緩衝体１は車体前後部に直接固定されている。
【００４６】
この構成により、乗用車１００が前後方向に衝突した場合であっても、衝突の衝撃はバンパー装置１１０内部の圧縮型緩衝体１に圧縮力として入力されるため、圧縮型緩衝体１が衝突の衝撃を吸収することができる。したがって、衝突による衝撃が車体本体に及ぼす影響を低減することができる。
【００４７】
なお、乗用車１００の車体前部が対向車と衝突する場合、車体前部が全て衝突するフルラップ衝突と、車体前部の一部のみが衝突するオフセット衝突がある。道路運送車両法の保安基準では、上記フルラップ衝突及びオフセット衝突の両基準のクリアが義務化されている。フルラップ衝突に比べて衝突面積が小さいオフセット衝突の場合、フルラップ衝突での損傷レベルと同程度のレベルに押えるためには、車体本体の剛性強化が必要となるが、この剛性強化によって車体重量が増加し、車体重量増加に伴う衝突時の慣性力が大きくなり、剛性強化による損傷レベルの低減効果は大きくはなかった。
【００４８】
上述したように、バンパー装置１１０に圧縮型緩衝体１を備えたことによって、車体の剛性を強化する場合と比較して、少ない重量増で、バンパー装置１１０の圧縮力吸収性能を向上することができる。したがって、道路運送車両法の保安基準によるフルラップ衝突及びオフセット衝突の両基準をクリアできるバンパー装置１１０を備えた乗用車１００を構成することができる。
【００４９】
なお、車体の剛性を強化する場合と比較して、少ない重量増で、バンパー装置１１０の圧縮力吸収性能を向上することができるため、乗用車１００の燃費の低下も抑制することもできる。
【００５０】
次に、このように構成した圧縮型緩衝体１を利用した緩衝装置のひとつとして、連続桁橋梁に組み込んだ減衰装置２１０について、減衰装置２１０の設置部分の減衰連結桁橋梁２００の縦断面図を示す図４と、図４に示す断面位置での減衰連結桁橋梁２００の横断面図を示す図５と、図４に示す断面位置での減衰連結桁橋梁２００の平面方向断面図を示す図６とともに説明する。
【００５１】
なお、図５において、中心線ＣＬより左側の横断面図は減衰連結桁橋梁２００の横断面におけるＡ−Ａ矢視方向の断面図を示し、中心線ＣＬより右側の横断面図は減衰連結桁橋梁２００の横断面におけるＢ−Ｂ矢視方向の断面図を示している。また、図６は図４に示すＣ−Ｃ矢視方向の断面図を示し、図４は図５に示すＤ−Ｄ矢視方向の断面図を示している。
【００５２】
減衰連結桁橋梁２００は、橋脚２２０と、該橋脚２２０の上面に設置した支承部２２１を介して支承されるＴ型ＰＣ桁２３０と、減衰装置２１０とで構成されている。
Ｔ型ＰＣ桁２３０は、水平方向の床板２３１と、該床板２３１の底面で橋軸方向（図４において左右方向）に配設された縦長長方形断面の主桁２３２とで構成されている。なお、主桁２３２は幅方向（図５参照）に所定間隔を隔てて複数配置され、隣り合う主桁２３２の間を連結する幅方向の横桁２３３を、橋脚２２０部分に備えている。
【００５３】
また、可動支承のひとつである弾性すべり支承で構成した支承部２２１によって、Ｔ型ＰＣ桁２３０の鉛直荷重を橋脚２２０で支承しているため、Ｔ型ＰＣ桁２３０の水平移動時には１０％程度の摩擦によるエネルギー低減効果を有している。
【００５４】
減衰装置２１０は、Ｔ型ＰＣ桁２３０の横桁２３３の橋軸方向両側に備えた圧縮型緩衝部２１１と、橋脚２２０の橋軸方向両端部のうち横桁２３３に対応する部分の上面を突出させた褄壁２１２とで構成されている。
【００５５】
圧縮型緩衝部２１１は、図４のａ部拡大図や図６のｂ部拡大図に示すように、橋軸方向に２つの平板弾性ゴム１０を並置し、その平板弾性ゴム１０同士の間および平板弾性ゴム１０の両端に配置した鋼板１１とを配置して積層状態に構成している。
【００５６】
圧縮型緩衝部２１１を構成する各平板弾性ゴム１０には、上述した圧縮型緩衝体１の平板弾性ゴム１０と同様に長さ方向（図５において上下方向）に貫通する貫通孔１２と、半円柱凹部１３と、半円柱凹部１３と貫通孔１２或いは貫通孔１２同士の間に配置された帯状プレート２０とを備えている。
圧縮型緩衝部２１１は、横桁２３３と褄壁２１２との間で挟まれるようにして配置している。
【００５７】
このように構成された減衰連結桁橋梁２００に水平地震動が入力されると、詳しくは、支持地盤の水平地震動が橋脚２２０に入力されると、その水平地震動は支承部２２１を介してＴ型ＰＣ桁２３０に入力される。
【００５８】
しかし、横桁２３３の両側で褄壁２１２との間に圧縮型緩衝部２１１を配置しているため、入力された水平地震動は、圧縮型緩衝部２１１に圧縮力として入力され、圧縮型緩衝部２１１が水平地震動の振動エネルギーを吸収する。したがって、橋脚２２０から入力され、Ｔ型ＰＣ桁２３０に伝達される水平地震動を低減することができ、耐久性のある減衰連結桁橋梁２００を構成することができる。
【００５９】
また、圧縮型緩衝部２１１が水平地震動の振動エネルギーを吸収し、Ｔ型ＰＣ桁２３０に伝達される水平地震動を低減することができるため、Ｔ型ＰＣ桁２３０の水平移動量は減少する。したがって、Ｔ型ＰＣ桁２３０と隣接構造物との遊間を狭く設定することができる。
【００６０】
なお、既設橋梁においても、可動支承で支承する橋脚の上面の橋軸方向端部に褄壁２１２を増設し、横桁２３３に圧縮型緩衝部２１１を設置することによって上記既設橋梁を、上記減衰装置２１０を備えた橋梁に改修することができる。
【００６１】
また、箱桁橋梁の場合においては、減衰連結桁橋梁２００の横桁２３３に対応する突出部分を箱桁底面から下方に突出する態様で増設して、該突出部分に圧縮型緩衝部２１１を設置するとともに、橋脚に褄壁２１２を増設することで減衰装置２１０を備えた箱桁橋梁を構成することができる。
【００６２】
さらに、例えば図７に示すように、減衰建築構造物２００ａの減衰装置２１０ａとして圧縮型緩衝部２１１ａを用いてもよい。なお、図７は減衰建築構造物２００ａの説明図を示し、詳しくは、図７（ａ）は減衰装置２１０ａを備えた減衰建築構造物２００ａの縦断面図を示し、図７（ｂ）は図７（ａ）に示すＥ−Ｅ矢視方向の平面方向断面を示し、図７（ｃ）は図７（ｂ）におけるｃ部の拡大図を示している。
【００６３】
この場合、地中で地上構造物２３０ａの鉛直荷重を、支持部材２２１ａを介して支持する基礎構造２２０ａの上面に圧縮型緩衝部２１１ａを設置する平面視八角形の設置凹部２１２ａを設置し、地上構造物２３０ａの底面に下方に突出し、上記設置凹部２１２ａに遊嵌する底面視八角形の八角形突起２０１ａを設置し、設置凹部２１２ａの鉛直内面と八角形突起２０１ａ外面との間に圧縮型緩衝部２１１ａを設置する。
【００６４】
圧縮型緩衝部２１１ａは、図７（ｃ）のｃ部拡大図に示すように、八角形突起２０１ａの径方向、すなわち放射方向に２つの平板弾性ゴム１０を並置し、その平板弾性ゴム１０同士の間および平板弾性ゴム１０の両端に配置した鋼板１１とを配置して積層状態に構成している。
【００６５】
圧縮型緩衝部２１１ａを構成する各平板弾性ゴム１０には、上述した圧縮型緩衝体１の平板弾性ゴム１０と同様に長さ方向（図７（ａ）において上下方向）に貫通する貫通孔１２と、半円柱凹部１３と、半円柱凹部１３と貫通孔１２或いは貫通孔１２同士の間に配置された帯状プレート２０とを備えている。
【００６６】
このように構成された減衰建築構造物２００ａに水平地震動が入力されると、詳しくは、基礎構造２２０ａを介して水平地震動が減衰建築構造物２００ａに入力されると、その水平地震動は支持部材２２１ａを介して地上構造物２３０ａに入力される。
【００６７】
しかし、八角形突起２０１ａと設置凹部２１２ａとの間に圧縮型緩衝部２１１ａを配置しているため、入力された水平地震動は、圧縮型緩衝部２１１ａに圧縮力として入力され、圧縮型緩衝部２１１ａが水平地震動の振動エネルギーを吸収する。したがって、基礎構造２２０ａから入力され、地上構造物２３０ａに伝達される水平地震動を低減することができる。したがって、耐久性のある減衰建築構造物２００ａを構成することができる。
【００６８】
このように上述の構成で構成した圧縮型緩衝体１を利用して衝撃吸収装置や緩衝装置を構成し、入力された圧縮力を効率よく吸収することができるが、さらには図８に示すように、プレートの厚み方向に貫通する薄板材貫通孔２１ａを有する帯状プレート２１で圧縮型緩衝体１ａを構成してもよい。なお、図８（ａ）は圧縮力Ｆが付与される前の状態の圧縮型緩衝体１ａの断面図を示し、図８（ｂ）は圧縮力Ｆが付与されて変形した状態の圧縮型緩衝体１ａの断面図を示す。
【００６９】
これにより、平板弾性ゴム１０は薄板材貫通孔２１ａを貫通して、帯状プレート２１の両側の平板弾性ゴム１０を一体化することができる。したがって、帯状プレート２１と平板弾性ゴム１０との境界部分に生じるせん断力Ｓによって平板弾性ゴム１０に確実に引張力を付与することができる。よって、確実な圧縮力吸収性能を有する圧縮型緩衝体１ａを構成することができる。
【００７０】
また、図９に示すように、プレートの厚み方向に突出する一体化凸部２２ａを備えた帯状プレート２２で圧縮型緩衝体１ｂを構成してもよい。なお、図９（ａ）は圧縮力Ｆが付与される前の状態の圧縮型緩衝体１ｂの断面図を示し、図９（ｂ）は圧縮力Ｆが付与されて変形した状態の圧縮型緩衝体１ｂの断面図を示す。
【００７１】
帯状プレート２２は、図９に示すように、帯状プレート２２の両側のそれぞれの面において、帯状プレート２２の長さ方向の中央位置より矢印ｒの先端側の長さ方向半面に、半円断面で突出する半円柱形状の一体化凸部２２ａを複数備えている。
【００７２】
これにより、平板弾性ゴム１０と帯状プレート２２との一体化をより堅固なものとできるため、貫通孔１２や半円柱凹部１３をつぶす方向の平板弾性ゴム１０の変形による矢印ｒ方向の回転移動によって、エネルギーをロスすることなく平板弾性ゴム１０と帯状プレート２２との境界部分にせん断力Ｓを生じることができる。したがって、平板弾性ゴム１０に、確実に引張力を付与することができる。よって、確実な圧縮力吸収性能を有する圧縮型緩衝体１ｂを構成することができる。
【００７３】
なお、帯状プレート２２に一体化凸部２２ａを備えずとも、帯状プレート２２の表面に施した粗化処理によって、平板弾性ゴム１０と帯状プレート２２との一体化をより堅固なものとすることができる。
【００７４】
さらにまた、図１０及び１１に示すように、回転軸２３ａを備えた帯状プレート２３で圧縮型緩衝体１ｃを構成してもよい。なお、図１０（ａ）は圧縮型緩衝体１ｃの斜視図を示し、図１０（ｂ）は１ｂの分解斜視図を示している。図１１（ａ）は圧縮力Ｆが付与される前の状態の圧縮型緩衝体１ｃの平面図を示し、図１１（ｂ）は圧縮力Ｆが付与されて変形した状態の圧縮型緩衝体１ｃの平面図を示す。
【００７５】
圧縮型緩衝体１ｃは、圧縮型緩衝体１と同様に貫通孔１２及び半円柱凹部１３を備えた平板弾性ゴム１０と、平板弾性ゴム１０の上下端から突出する長さＬで形成された鋼板１１ｂとで構成している。
【００７６】
なお、鋼板１１ｂの上下の突出部分における上下端の所望の位置に回転軸２３ａの遊嵌を許容する平面視Ｕ字状の遊嵌リング２３ｂを備えている。詳述すると、平板弾性ゴム１０の手前側（図１１において下側）の鋼板１１ｂの上端の幅Ｗ方向左右位置にひとつずつ計２つの遊嵌リング２３ｂを備え、奥側（図１１において上側）の鋼板１１ｂの上端の幅Ｗ方向中央位置にひとつの遊嵌リング２３ｂを備えている。鋼板１１ｂの下端はこの逆であり、手前側中央にひとつの遊嵌リング２３ｂを備え、奥側左右にそれぞれ遊嵌リング２３ｂを備えている。
【００７７】
帯状プレート２３は、帯状プレートの上下端面の幅方向及び肉厚方向の中央位置に配置し、平板弾性ゴム１０と一体化された状態で平板弾性ゴム１０の上下面より突出する回転軸２３ａを備えている。なお、回転軸２３ａは、圧縮型緩衝体１ｃにおいて、回転自在及び厚みＤ方向にスライド自在に遊嵌リング２３ｂに遊嵌している。
【００７８】
このように構成した圧縮型緩衝体１ｃを厚みＤ方向の圧縮力Ｆで圧縮すると、圧縮型緩衝体１と同様に、平板弾性ゴム１０が圧縮方向に変形する。このとき、圧縮型緩衝体１ｃの貫通孔１２及び半円柱凹部１３も圧縮型緩衝体１と同様の変形をする。
【００７９】
その平板弾性ゴム１０の変形によって、帯状プレート２３は矢印ｒに示すように回転し、隣合う帯状プレート２３で構成する平面視ハの字形状が広がるように変形する。
【００８０】
このとき、帯状プレート２３は、貫通孔１２及び半円柱凹部１３の矢印ｄｉ及び矢印ｄｏ方向の変形によって、例えば幅Ｗ方向の力が付与されることもあるが、帯状プレート２３は回転軸２３ａを介して遊嵌リング２３ｂによって幅Ｗ方向の移動が規制されているため、幅Ｗ方向の力を矢印ｒ方向の回転力に変換し、圧縮力Ｆによる平板弾性ゴム１０の変形に基づく帯状プレート２３の回転量を増大することができる。
【００８１】
したがって、回転量が増大した帯状プレート２３と平板弾性ゴム１０との境界部分に生じるせん断力Ｓを増大させ、このせん断力Ｓに伴って平板弾性ゴム１０に付与される引張力も増大するため、圧縮型緩衝体１ｃのエネルギー吸収性能を向上することができる。
【００８２】
この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の圧縮型緩衝体は、圧縮型緩衝体１，１ａ，１ｂ，１ｃまたは圧縮型緩衝部２１１，２１１ａに対応し、
以下同様に、
弾性体及び平板弾性体は、平板弾性ゴム１０に対応し、
空洞及び貫通孔は、貫通孔１２に対応し、
薄板材は、帯状プレート２０，２１，２２，２３に対応し、
一体化手段は、間接加硫接着に対応し、
圧縮力伝達薄板材は、鋼板１１，１１ｃに対応し、
厚み方向は、厚みＤに対応し、
幅方向は、幅Ｗに対応し、
長さ方向は、長さＬに対応し、
一体化補強手段は、薄板材貫通孔２１ａや一体化凸部２２ａに対応し、
回転中心軸は、回転軸２３ａに対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】圧縮型緩衝体の斜視図。
【図２】圧縮型緩衝体の説明図。
【図３】圧縮型緩衝体を利用したバンパー装置を備えた乗用車の平面図。
【図４】減衰装置の設置部分の減衰連結桁橋梁の縦断面図。
【図５】減衰連結桁橋梁の横断面図。
【図６】減衰連結桁橋梁の平面方向断面図。
【図７】減衰建築構造物の説明図。
【図８】別の実施形態の圧縮型緩衝体の説明図。
【図９】別の実施形態の圧縮型緩衝体の説明図。
【図１０】さらに別の実施形態の圧縮型緩衝体の説明図。
【図１１】さらに別の実施形態の圧縮型緩衝体の説明図。
【符号の説明】
【００８４】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ…圧縮型緩衝体
１１，１１ｃ…鋼板
１０…平板弾性ゴム
１２…貫通孔
２０，２１，２２，２３…帯状プレート
２１ａ…薄板材貫通孔
２２ａ…一体化凸部
２３ａ…回転軸
２１１，２１１ａ…圧縮型緩衝部
Ｄ…厚み
Ｆ…圧縮力
Ｌ…長さ
Ｗ…幅
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、ゴム等の弾性材を用いて圧縮力を吸収することのできる緩衝体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ゴム等の弾性体と他の部材を組合せて構成し、衝撃等の圧縮力吸収性能を向上させた緩衝体が提案されている。
例えば、特許文献１に提案されている緩衝材はゴム材の中に鋼管を埋め込んで一体成形して、ゴム材と鋼管の中間の弾性係数を有する緩衝材を構成し、圧縮力を吸収する圧縮力吸収性能を向上している。
【０００３】
しかし、この特許文献１に提案されている緩衝材は、鋼管の弾性変形を利用しており、圧縮力が繰り返し入力されることによって鋼管は繰り返し変形し、疲労破壊を招く惧れがあり、耐久性に関する信頼性が低かった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２６３３９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、耐久性があり、弾性体の弾性力を効率よく利用して、圧縮力吸収性能を向上する圧縮型緩衝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】
【０００６】
この発明は、所望の弾性を有し、圧縮力の入力を許容する弾性体と、該弾性体の内部に形成した空洞と、該弾性体の内部に配置した薄板材と、該薄板材を前記弾性体に一体化する一体化手段とで構成し、該薄板材を、前記圧縮力の圧縮方向に対して交差する方向に配設した圧縮型緩衝体であることを特徴とする。
【０００７】
上記弾性体は、天然ゴム、合成ゴム等で構成された弾性体であることを含む。
上記薄板材は、金属製や樹脂製等の薄板形状で形成され、適宜の強度を有する板材であることを含む。
上記一体化手段は、弾性体の形成時に薄板材を一体形成する一体化手段、又は形成された弾性体に挿入して一体化する一体化手段であることを含む。
【０００８】
これにより、入力された圧縮力を弾性体で吸収することができる。詳しくは、上記圧縮力が入力された弾性体は弾性変形し、この弾性変形によって圧縮力を吸収することができる。なお、弾性体の内部に空洞を形成しているため、弾性体は、空洞に向かって、すなわち空洞をつぶす方向に変形することができる。この変形によって、弾性体の内部に配置した薄板材は圧縮方向に対して直交する方向の軸を回転中心とした回転移動することとなる。一体化手段によって弾性体と一体化された薄板材の回転移動によって、薄板材と弾性体との境界面にはせん断力が生じ、該せん断力によって弾性体に引張力が付与されることとなる。この引張力によって、入力された圧縮力をより効率的に吸収することができる。
【０００９】
このように、内部に空洞を形成したことにより、入力された圧縮力によって内側に大きく変形し、この変形によって内部に配置した薄板材を回転移動させ、この回転移動により薄板材の境界部分の弾性体に引張力を付与し、弾性体自身が有する弾性性能を最大限に発揮させ、圧縮力吸収性能を向上させた圧縮型緩衝体を得ることができる。
【００１０】
また、弾性体内部に配置された薄板材は付与された圧縮力によって変形しないため、繰り返し荷重による疲労破壊の惧れもなく、耐久性のある圧縮型緩衝体を構成することができる。
【００１１】
この発明の態様として、前記弾性体を、厚み方向の前記圧縮力の入力を許容する平板形状の平板弾性体で構成し、入力される前記圧縮力を前記平板弾性体に伝達する圧縮力伝達薄板材を、前記平板弾性体の前記厚み方向の両端面に備えることができる。
【００１２】
これにより、圧縮力伝達薄板材を介して、前記平板弾性体に対して圧縮力を略均等に入力することができる。また、前記厚み方向の両端面に圧縮力伝達薄板材を備えているため、前記平板弾性体が外部からの損傷を受ける可能性を低減することができる。
【００１３】
また、前記弾性体を、厚み方向の前記圧縮力の入力を許容する平板形状の平板弾性体で構成したことによって、例えば、圧縮力によって面外方向に変形することを防止して、弾性体を確実に内部方向に変形させることができる。
【００１４】
したがって、圧縮力伝達薄板材によって均等に入力された圧縮力によって、内部に配置した薄板材を確実に回転移動させ、この回転移動により、圧縮力吸収性能を確実に向上させることができる。
【００１５】
また、この発明の態様として、前記空洞を、前記平板弾性体の長さ方向に貫通する貫通孔で構成し、前記薄板材を、前記平板弾性体の長さ方向に沿って配設するとともに、前記平板弾性体の厚み方向且つ幅方向に対して交差する方向に配設することができる。
【００１６】
これにより、例えば、空気が密閉された空洞の場合と比較して、前記空洞を、前記平板弾性体の長さ方向に貫通する貫通孔で構成したことによって、厚み方向の変形、すなわち貫通孔を形成する空間をつぶす方向に容易に変形することができる。
【００１７】
また、前記薄板材を、前記平板弾性体の長さ方向、すなわち貫通孔に略平行に配設し、前記平板弾性体の厚み方向且つ幅方向に対して交差する方向に配設したため、厚み方向の変形、すなわち貫通孔を形成する空間をつぶす方向の変形によって、より効率よく薄板材を回転移動させることができる。
【００１８】
また、この発明の態様として、前記薄板材に、厚み方向且つ幅方向で構成された幅方向断面における回転の回転中心となる長さ方向の回転中心軸を備えることができる。
【００１９】
これにより、上記弾性体の変形による薄板材の回転移動を確実にすることができる。詳しくは、例えば圧縮力による前記空洞を形成する空間をつぶす方向の変形によって薄板材に幅方向の力が付与された場合であっても、該幅方向の力を回転中心軸を中心とする回転力に変換して薄板材を回転移動させることができる。したがって、薄板材の回転移動による圧縮力吸収性能を確実に向上させることができる。
【００２０】
また、この発明の態様として、前記薄板材に、前記一体化手段による前記薄板材と前記弾性体との一体化を補強する一体化補強手段を備えることができる。
前記一体化補強手段は、薄板材の肉厚方向に貫通する薄板材貫通孔や、薄板材の表面に形成した凹凸や表面処理による摩擦力増進手段で構成することを含む。
【００２１】
これにより、前記薄板材と前記弾性体との一体化をより堅固にすることができるため、入力された圧縮力による薄板材の回転移動に伴うせん断方向の引張力を境界付近の弾性体に確実に付与することができ、圧縮型緩衝体の圧縮力吸収性能をさらに向上することができる。
【００２２】
また、この発明の態様として、前記弾性体を、ゴム材で構成するとともに、前記一体化手段を、前記ゴム材の加硫時に、前記ゴム材と前記薄板材とを接着する加硫接着で構成することができる。
【００２３】
前記ゴム材は、減衰ゴム等の合成ゴム材や天然ゴム材等であることを含む。
上記加硫接着は、ゴム材の加硫成型時の熱と圧力を利用して加硫と同時に薄板材とゴム材とを接着する接着手段であり、接着剤を塗布しない直接加硫接着及び接着剤を塗布する間接加硫接着であることを含む。
【００２４】
これにより、ゴム材と薄板材とをさらに確実に一体化させることができるとともに、ゴム材の形成が完了した時点ですでに薄板材との一体化も完了しているため、ゴム材の形成後に薄板材を挿着して一体化する場合と比較して、圧縮型緩衝体を形成する工程を低減することができる。
【発明の効果】
【００２５】
この発明によれば、耐久性があり、弾性体の弾性力を効率よく利用して、圧縮力吸収性能を向上する圧縮型緩衝体を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の一実施例について説明する。
圧縮型緩衝体１の斜視図を示す図１と、圧縮型緩衝体１の平面方向の断面図による説明図を示す図２とともに圧縮型緩衝体１について説明する。
【００２７】
圧縮型緩衝体１は、平面板状の平板弾性ゴム１０と、該平板弾性ゴム１０の正面と背面に配置して平板弾性ゴム１０をサンドイッチ状に挟みこむ鋼板１１と、平板弾性ゴム１０内部に配置した帯状の帯状プレート２０とで構成している。
【００２８】
平板弾性ゴム１０は、縦長且つ幅広の直方体形状で形成され、幅Ｗ（図２において左右方向の長さ）を略３等分する位置に、平板弾性ゴム１０を上下方向に貫通し、平板弾性ゴム１０の厚みＤ（図２において上下方向の長さ）の１／３程度の径を有する円筒形状の貫通孔１２を有するとともに、平板弾性ゴム１０の側面１０ａに貫通孔１２の半分の半円断面で形成した半円柱形状の半円柱凹部１３を備えている。
【００２９】
なお、平板弾性ゴム１０は、高減衰ゴムで構成している。高減衰ゴムは、ゴム分子間の摩擦減衰および分子間に存在する粘性体による粘性減衰をあわせ持つように配合設計されたゴム材料である。
鋼板１１は、平板弾性ゴム１０の正面及び背面の全面を覆う金属製の薄板であり、平板弾性ゴム１０の正面及び背面に接着固定されている。
【００３０】
帯状プレート２０は金属製の帯状の薄板材で構成され、半円柱凹部１３と貫通孔１２の間、及び貫通孔１２同士の間で、平板弾性ゴム１０の長さＬ（図１において上下方向の長さ）に沿って、すなわち貫通孔１２に平行に配置されている。
【００３１】
なお、帯状プレート２０の配置方向は、圧縮力Ｆが付与される前の状態の圧縮型緩衝体１の断面図である図２（ａ）に示すように、厚みＤ方向に対して交差する方向、すなわち隣合う帯状プレート２０，２０とで平面視ハの字形状となるよう配置されている。
【００３２】
また、帯状プレート２０は、加硫接着剤が塗布され、平板弾性ゴム１０の加硫成型時の熱と圧力を利用し平板弾性ゴム１０に間接加硫接着されているが、加硫接着剤を用いない直接加硫接着で接着してもよい。
【００３３】
このように構成された圧縮型緩衝体１を、厚みＤ方向の圧縮力Ｆで圧縮すると、鋼板１１を介して平板弾性ゴム１０に圧縮力Ｆは伝達され、平板弾性ゴム１０は圧縮方向（厚みＤの内側方向）に変形する。
【００３４】
この圧縮方向の変形について詳述すると、入力された圧縮力Ｆによって、貫通孔１２が隣合う帯状プレート２０，２０で構成するハの字状の上側（図２において左側と中央の帯状プレート２０で構成する左側のハの字の場合は図２の上側、中央と右側の帯状プレート２０で構成する右側のハの字の場合は図２の下側）を凸とするおむすび形状になるように、また半円柱凹部１３も貫通孔１２の半断面と同様の形状となるように平板弾性ゴム１０が変形する。
【００３５】
なお、おむすび形状になる変形についてさらに詳述すると、図２（ｂ）に示すように、平面視円形断面の貫通孔１２の等間隔３方向のうち１方向が内側に変形し（矢印ｄｉ）、残る２方向が外側に変形する（矢印ｄｏ）ことで形成される。
【００３６】
これにより、圧縮力Ｆが付与されて変形した状態の圧縮型緩衝体１の断面図である図２（ｂ）に示すように、平板弾性ゴム１０は厚みＤが薄くなり、帯状プレート２０は矢印ｒに示すように回転し、隣合う帯状プレート２０，２０で構成する平面視ハの字形状の裾が広がるように変形する。
【００３７】
このとき、ハの字形状の上側を凸とするおむすび形状になる貫通孔１２及び半円柱凹部１３の変形、及び帯状プレート２０の矢印ｒの回転移動によって、帯状プレート２０と平板弾性ゴム１０との境界部分には、矢印Ｓで示すせん断力Ｓが生じている（図２（ｂ）参照）。
【００３８】
このせん断力Ｓは、帯状プレート２０の両面側において帯状プレート２０の幅方向に平行、且つそれぞれが逆方向に付与される力であり、このせん断力Ｓによって平板弾性ゴム１０には引張力が付与されることとなる。
【００３９】
したがって、圧縮型緩衝体１に入力された圧縮力Ｆは、減衰ゴムで形成され、弾性変形する平板弾性ゴム１０の減衰効果によって、その圧縮力Ｆのエネルギーが吸収され、さらに、上記平板弾性ゴム１０の弾性変形に伴う帯状プレート２０の回転移動によって生じたせん断力Ｓに基づく引張力によって、さらに吸収される。
【００４０】
このように、圧縮型緩衝体１は、平板弾性ゴム１０内部に帯状プレート２０を配置するとともに、該帯状プレート２０と隣り合うように貫通孔１２及び半円柱凹部１３を形成することによって、入力された圧縮力Ｆに対して平板弾性ゴム１０自身が有する弾性性能を十分に発揮して、圧縮力Ｆのエネルギーを効率よく吸収することができる。
【００４１】
なお、貫通孔１２及び半円柱凹部１３の間或いは貫通孔１２同士の間で、帯状プレート２０を互い違いの方向で配置したことによって、貫通孔１２及び半円柱凹部１３をおむすび形状に変形させて、効果的に帯状プレート２０を矢印ｒ方向に回転させることができる。したがって、帯状プレート２０との境界付近での平板弾性ゴム１０に有効に引張力を付与して、圧縮力Ｆを吸収することができる。
【００４２】
また、平板弾性ゴム１０を上下方向に貫通する貫通孔１２を備えているため、容易に貫通孔１２をつぶす方向に変形させることができる。詳述すると、例えば、平板弾性ゴム１０を貫通せず、内側に空気が密閉された空洞の場合、前記空洞内部の空気が圧縮抵抗となり、空洞をつぶす方向の平板弾性ゴム１０の変形を抑制するが、上述したように、貫通孔１２は平板弾性ゴム１０を貫通しているため、貫通孔１２を形成する空間をつぶす方向、すなわち厚み方向に容易に変形することができる。したがって、貫通孔１２をつぶす方向の平板弾性ゴム１０の変形による平板弾性ゴム１０の圧縮力吸収性能を容易に向上することができる。
【００４３】
さらにまた、平板弾性ゴム１０内部に配置された帯状プレート２０は、付与された圧縮力Ｆによって平板弾性ゴム１０内部で回転移動するが、変形しないため、繰り返しの圧縮力Ｆによる繰り返し変形に起因する疲労破壊の惧れもなく、耐久性のある圧縮型緩衝体１を構成することができる。
【００４４】
このように構成した圧縮型緩衝体１を利用した衝撃吸収装置のひとつとして、乗用車１００に装備するバンパー装置１１０について、バンパー装置１１０を装着した乗用車１００の平面図を示す図３とともに説明する。
【００４５】
バンパー装置１１０は乗用車１００の前後端に配置したバンパーであり、内部に幅方向ｗに並列配置した圧縮型緩衝体１を備え、圧縮型緩衝体１は車体前後部に直接固定されている。
【００４６】
この構成により、乗用車１００が前後方向に衝突した場合であっても、衝突の衝撃はバンパー装置１１０内部の圧縮型緩衝体１に圧縮力として入力されるため、圧縮型緩衝体１が衝突の衝撃を吸収することができる。したがって、衝突による衝撃が車体本体に及ぼす影響を低減することができる。
【００４７】
なお、乗用車１００の車体前部が対向車と衝突する場合、車体前部が全て衝突するフルラップ衝突と、車体前部の一部のみが衝突するオフセット衝突がある。道路運送車両法の保安基準では、上記フルラップ衝突及びオフセット衝突の両基準のクリアが義務化されている。フルラップ衝突に比べて衝突面積が小さいオフセット衝突の場合、フルラップ衝突での損傷レベルと同程度のレベルに押えるためには、車体本体の剛性強化が必要となるが、この剛性強化によって車体重量が増加し、車体重量増加に伴う衝突時の慣性力が大きくなり、剛性強化による損傷レベルの低減効果は大きくはなかった。
【００４８】
上述したように、バンパー装置１１０に圧縮型緩衝体１を備えたことによって、車体の剛性を強化する場合と比較して、少ない重量増で、バンパー装置１１０の圧縮力吸収性能を向上することができる。したがって、道路運送車両法の保安基準によるフルラップ衝突及びオフセット衝突の両基準をクリアできるバンパー装置１１０を備えた乗用車１００を構成することができる。
【００４９】
なお、車体の剛性を強化する場合と比較して、少ない重量増で、バンパー装置１１０の圧縮力吸収性能を向上することができるため、乗用車１００の燃費の低下も抑制することもできる。
【００５０】
次に、このように構成した圧縮型緩衝体１を利用した緩衝装置のひとつとして、連続桁橋梁に組み込んだ減衰装置２１０について、減衰装置２１０の設置部分の減衰連結桁橋梁２００の縦断面図を示す図４と、図４に示す断面位置での減衰連結桁橋梁２００の横断面図を示す図５と、図４に示す断面位置での減衰連結桁橋梁２００の平面方向断面図を示す図６とともに説明する。
【００５１】
なお、図５において、中心線ＣＬより左側の横断面図は減衰連結桁橋梁２００の横断面におけるＡ−Ａ矢視方向の断面図を示し、中心線ＣＬより右側の横断面図は減衰連結桁橋梁２００の横断面におけるＢ−Ｂ矢視方向の断面図を示している。また、図６は図４に示すＣ−Ｃ矢視方向の断面図を示し、図４は図５に示すＤ−Ｄ矢視方向の断面図を示している。
【００５２】
減衰連結桁橋梁２００は、橋脚２２０と、該橋脚２２０の上面に設置した支承部２２１を介して支承されるＴ型ＰＣ桁２３０と、減衰装置２１０とで構成されている。
Ｔ型ＰＣ桁２３０は、水平方向の床板２３１と、該床板２３１の底面で橋軸方向（図４において左右方向）に配設された縦長長方形断面の主桁２３２とで構成されている。なお、主桁２３２は幅方向（図５参照）に所定間隔を隔てて複数配置され、隣り合う主桁２３２の間を連結する幅方向の横桁２３３を、橋脚２２０部分に備えている。
【００５３】
また、可動支承のひとつである弾性すべり支承で構成した支承部２２１によって、Ｔ型ＰＣ桁２３０の鉛直荷重を橋脚２２０で支承しているため、Ｔ型ＰＣ桁２３０の水平移動時には１０％程度の摩擦によるエネルギー低減効果を有している。
【００５４】
減衰装置２１０は、Ｔ型ＰＣ桁２３０の横桁２３３の橋軸方向両側に備えた圧縮型緩衝部２１１と、橋脚２２０の橋軸方向両端部のうち横桁２３３に対応する部分の上面を突出させた褄壁２１２とで構成されている。
【００５５】
圧縮型緩衝部２１１は、図４のａ部拡大図や図６のｂ部拡大図に示すように、橋軸方向に２つの平板弾性ゴム１０を並置し、その平板弾性ゴム１０同士の間および平板弾性ゴム１０の両端に配置した鋼板１１とを配置して積層状態に構成している。
【００５６】
圧縮型緩衝部２１１を構成する各平板弾性ゴム１０には、上述した圧縮型緩衝体１の平板弾性ゴム１０と同様に長さ方向（図５において上下方向）に貫通する貫通孔１２と、半円柱凹部１３と、半円柱凹部１３と貫通孔１２或いは貫通孔１２同士の間に配置された帯状プレート２０とを備えている。
圧縮型緩衝部２１１は、横桁２３３と褄壁２１２との間で挟まれるようにして配置している。
【００５７】
このように構成された減衰連結桁橋梁２００に水平地震動が入力されると、詳しくは、支持地盤の水平地震動が橋脚２２０に入力されると、その水平地震動は支承部２２１を介してＴ型ＰＣ桁２３０に入力される。
【００５８】
しかし、横桁２３３の両側で褄壁２１２との間に圧縮型緩衝部２１１を配置しているため、入力された水平地震動は、圧縮型緩衝部２１１に圧縮力として入力され、圧縮型緩衝部２１１が水平地震動の振動エネルギーを吸収する。したがって、橋脚２２０から入力され、Ｔ型ＰＣ桁２３０に伝達される水平地震動を低減することができ、耐久性のある減衰連結桁橋梁２００を構成することができる。
【００５９】
また、圧縮型緩衝部２１１が水平地震動の振動エネルギーを吸収し、Ｔ型ＰＣ桁２３０に伝達される水平地震動を低減することができるため、Ｔ型ＰＣ桁２３０の水平移動量は減少する。したがって、Ｔ型ＰＣ桁２３０と隣接構造物との遊間を狭く設定することができる。
【００６０】
なお、既設橋梁においても、可動支承で支承する橋脚の上面の橋軸方向端部に褄壁２１２を増設し、横桁２３３に圧縮型緩衝部２１１を設置することによって上記既設橋梁を、上記減衰装置２１０を備えた橋梁に改修することができる。
【００６１】
また、箱桁橋梁の場合においては、減衰連結桁橋梁２００の横桁２３３に対応する突出部分を箱桁底面から下方に突出する態様で増設して、該突出部分に圧縮型緩衝部２１１を設置するとともに、橋脚に褄壁２１２を増設することで減衰装置２１０を備えた箱桁橋梁を構成することができる。
【００６２】
さらに、例えば図７に示すように、減衰建築構造物２００ａの減衰装置２１０ａとして圧縮型緩衝部２１１ａを用いてもよい。なお、図７は減衰建築構造物２００ａの説明図を示し、詳しくは、図７（ａ）は減衰装置２１０ａを備えた減衰建築構造物２００ａの縦断面図を示し、図７（ｂ）は図７（ａ）に示すＥ−Ｅ矢視方向の平面方向断面を示し、図７（ｃ）は図７（ｂ）におけるｃ部の拡大図を示している。
【００６３】
この場合、地中で地上構造物２３０ａの鉛直荷重を、支持部材２２１ａを介して支持する基礎構造２２０ａの上面に圧縮型緩衝部２１１ａを設置する平面視八角形の設置凹部２１２ａを設置し、地上構造物２３０ａの底面に下方に突出し、上記設置凹部２１２ａに遊嵌する底面視八角形の八角形突起２０１ａを設置し、設置凹部２１２ａの鉛直内面と八角形突起２０１ａ外面との間に圧縮型緩衝部２１１ａを設置する。
【００６４】
圧縮型緩衝部２１１ａは、図７（ｃ）のｃ部拡大図に示すように、八角形突起２０１ａの径方向、すなわち放射方向に２つの平板弾性ゴム１０を並置し、その平板弾性ゴム１０同士の間および平板弾性ゴム１０の両端に配置した鋼板１１とを配置して積層状態に構成している。
【００６５】
圧縮型緩衝部２１１ａを構成する各平板弾性ゴム１０には、上述した圧縮型緩衝体１の平板弾性ゴム１０と同様に長さ方向（図７（ａ）において上下方向）に貫通する貫通孔１２と、半円柱凹部１３と、半円柱凹部１３と貫通孔１２或いは貫通孔１２同士の間に配置された帯状プレート２０とを備えている。
【００６６】
このように構成された減衰建築構造物２００ａに水平地震動が入力されると、詳しくは、基礎構造２２０ａを介して水平地震動が減衰建築構造物２００ａに入力されると、その水平地震動は支持部材２２１ａを介して地上構造物２３０ａに入力される。
【００６７】
しかし、八角形突起２０１ａと設置凹部２１２ａとの間に圧縮型緩衝部２１１ａを配置しているため、入力された水平地震動は、圧縮型緩衝部２１１ａに圧縮力として入力され、圧縮型緩衝部２１１ａが水平地震動の振動エネルギーを吸収する。したがって、基礎構造２２０ａから入力され、地上構造物２３０ａに伝達される水平地震動を低減することができる。したがって、耐久性のある減衰建築構造物２００ａを構成することができる。
【００６８】
このように上述の構成で構成した圧縮型緩衝体１を利用して衝撃吸収装置や緩衝装置を構成し、入力された圧縮力を効率よく吸収することができるが、さらには図８に示すように、プレートの厚み方向に貫通する薄板材貫通孔２１ａを有する帯状プレート２１で圧縮型緩衝体１ａを構成してもよい。なお、図８（ａ）は圧縮力Ｆが付与される前の状態の圧縮型緩衝体１ａの断面図を示し、図８（ｂ）は圧縮力Ｆが付与されて変形した状態の圧縮型緩衝体１ａの断面図を示す。
【００６９】
これにより、平板弾性ゴム１０は薄板材貫通孔２１ａを貫通して、帯状プレート２１の両側の平板弾性ゴム１０を一体化することができる。したがって、帯状プレート２１と平板弾性ゴム１０との境界部分に生じるせん断力Ｓによって平板弾性ゴム１０に確実に引張力を付与することができる。よって、確実な圧縮力吸収性能を有する圧縮型緩衝体１ａを構成することができる。
【００７０】
また、図９に示すように、プレートの厚み方向に突出する一体化凸部２２ａを備えた帯状プレート２２で圧縮型緩衝体１ｂを構成してもよい。なお、図９（ａ）は圧縮力Ｆが付与される前の状態の圧縮型緩衝体１ｂの断面図を示し、図９（ｂ）は圧縮力Ｆが付与されて変形した状態の圧縮型緩衝体１ｂの断面図を示す。
【００７１】
帯状プレート２２は、図９に示すように、帯状プレート２２の両側のそれぞれの面において、帯状プレート２２の長さ方向の中央位置より矢印ｒの先端側の長さ方向半面に、半円断面で突出する半円柱形状の一体化凸部２２ａを複数備えている。
【００７２】
これにより、平板弾性ゴム１０と帯状プレート２２との一体化をより堅固なものとできるため、貫通孔１２や半円柱凹部１３をつぶす方向の平板弾性ゴム１０の変形による矢印ｒ方向の回転移動によって、エネルギーをロスすることなく平板弾性ゴム１０と帯状プレート２２との境界部分にせん断力Ｓを生じることができる。したがって、平板弾性ゴム１０に、確実に引張力を付与することができる。よって、確実な圧縮力吸収性能を有する圧縮型緩衝体１ｂを構成することができる。
【００７３】
なお、帯状プレート２２に一体化凸部２２ａを備えずとも、帯状プレート２２の表面に施した粗化処理によって、平板弾性ゴム１０と帯状プレート２２との一体化をより堅固なものとすることができる。
【００７４】
さらにまた、図１０及び１１に示すように、回転軸２３ａを備えた帯状プレート２３で圧縮型緩衝体１ｃを構成してもよい。なお、図１０（ａ）は圧縮型緩衝体１ｃの斜視図を示し、図１０（ｂ）は１ｂの分解斜視図を示している。図１１（ａ）は圧縮力Ｆが付与される前の状態の圧縮型緩衝体１ｃの平面図を示し、図１１（ｂ）は圧縮力Ｆが付与されて変形した状態の圧縮型緩衝体１ｃの平面図を示す。
【００７５】
圧縮型緩衝体１ｃは、圧縮型緩衝体１と同様に貫通孔１２及び半円柱凹部１３を備えた平板弾性ゴム１０と、平板弾性ゴム１０の上下端から突出する長さＬで形成された鋼板１１ｂとで構成している。
【００７６】
なお、鋼板１１ｂの上下の突出部分における上下端の所望の位置に回転軸２３ａの遊嵌を許容する平面視Ｕ字状の遊嵌リング２３ｂを備えている。詳述すると、平板弾性ゴム１０の手前側（図１１において下側）の鋼板１１ｂの上端の幅Ｗ方向左右位置にひとつずつ計２つの遊嵌リング２３ｂを備え、奥側（図１１において上側）の鋼板１１ｂの上端の幅Ｗ方向中央位置にひとつの遊嵌リング２３ｂを備えている。鋼板１１ｂの下端はこの逆であり、手前側中央にひとつの遊嵌リング２３ｂを備え、奥側左右にそれぞれ遊嵌リング２３ｂを備えている。
【００７７】
帯状プレート２３は、帯状プレートの上下端面の幅方向及び肉厚方向の中央位置に配置し、平板弾性ゴム１０と一体化された状態で平板弾性ゴム１０の上下面より突出する回転軸２３ａを備えている。なお、回転軸２３ａは、圧縮型緩衝体１ｃにおいて、回転自在及び厚みＤ方向にスライド自在に遊嵌リング２３ｂに遊嵌している。
【００７８】
このように構成した圧縮型緩衝体１ｃを厚みＤ方向の圧縮力Ｆで圧縮すると、圧縮型緩衝体１と同様に、平板弾性ゴム１０が圧縮方向に変形する。このとき、圧縮型緩衝体１ｃの貫通孔１２及び半円柱凹部１３も圧縮型緩衝体１と同様の変形をする。
【００７９】
その平板弾性ゴム１０の変形によって、帯状プレート２３は矢印ｒに示すように回転し、隣合う帯状プレート２３で構成する平面視ハの字形状が広がるように変形する。
【００８０】
このとき、帯状プレート２３は、貫通孔１２及び半円柱凹部１３の矢印ｄｉ及び矢印ｄｏ方向の変形によって、例えば幅Ｗ方向の力が付与されることもあるが、帯状プレート２３は回転軸２３ａを介して遊嵌リング２３ｂによって幅Ｗ方向の移動が規制されているため、幅Ｗ方向の力を矢印ｒ方向の回転力に変換し、圧縮力Ｆによる平板弾性ゴム１０の変形に基づく帯状プレート２３の回転量を増大することができる。
【００８１】
したがって、回転量が増大した帯状プレート２３と平板弾性ゴム１０との境界部分に生じるせん断力Ｓを増大させ、このせん断力Ｓに伴って平板弾性ゴム１０に付与される引張力も増大するため、圧縮型緩衝体１ｃのエネルギー吸収性能を向上することができる。
【００８２】
この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の圧縮型緩衝体は、圧縮型緩衝体１，１ａ，１ｂ，１ｃまたは圧縮型緩衝部２１１，２１１ａに対応し、
以下同様に、
弾性体及び平板弾性体は、平板弾性ゴム１０に対応し、
空洞及び貫通孔は、貫通孔１２に対応し、
薄板材は、帯状プレート２０，２１，２２，２３に対応し、
一体化手段は、間接加硫接着に対応し、
圧縮力伝達薄板材は、鋼板１１，１１ｃに対応し、
厚み方向は、厚みＤに対応し、
幅方向は、幅Ｗに対応し、
長さ方向は、長さＬに対応し、
一体化補強手段は、薄板材貫通孔２１ａや一体化凸部２２ａに対応し、
回転中心軸は、回転軸２３ａに対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】圧縮型緩衝体の斜視図。
【図２】圧縮型緩衝体の説明図。
【図３】圧縮型緩衝体を利用したバンパー装置を備えた乗用車の平面図。
【図４】減衰装置の設置部分の減衰連結桁橋梁の縦断面図。
【図５】減衰連結桁橋梁の横断面図。
【図６】減衰連結桁橋梁の平面方向断面図。
【図７】減衰建築構造物の説明図。
【図８】別の実施形態の圧縮型緩衝体の説明図。
【図９】別の実施形態の圧縮型緩衝体の説明図。
【図１０】さらに別の実施形態の圧縮型緩衝体の説明図。
【図１１】さらに別の実施形態の圧縮型緩衝体の説明図。
【符号の説明】
【００８４】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ…圧縮型緩衝体
１１，１１ｃ…鋼板
１０…平板弾性ゴム
１２…貫通孔
２０，２１，２２，２３…帯状プレート
２１ａ…薄板材貫通孔
２２ａ…一体化凸部
２３ａ…回転軸
２１１，２１１ａ…圧縮型緩衝部
Ｄ…厚み
Ｆ…圧縮力
Ｌ…長さ
Ｗ…幅
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望の弾性を有し、圧縮力の入力を許容する弾性体と、
該弾性体の内部に形成した空洞と、
該弾性体の内部に配置した薄板材と、
該薄板材を前記弾性体に一体化する一体化手段とで構成し、
該薄板材を、前記圧縮力の圧縮方向に対して交差する方向に配設した
圧縮型緩衝体。
【請求項２】
前記弾性体を、厚み方向の前記圧縮力の入力を許容する平板形状の平板弾性体で構成し、
入力される前記圧縮力を前記平板弾性体に伝達する圧縮力伝達薄板材を、前記平板弾性体の前記厚み方向の両端面に備えた
請求項１に記載の圧縮型緩衝体。
【請求項３】
前記空洞を、前記平板弾性体の長さ方向に貫通する貫通孔で構成し、
前記薄板材を、前記平板弾性体の長さ方向に沿って配設するとともに、
前記平板弾性体の厚み方向且つ幅方向に対して交差する方向に配設した
請求項２に記載の圧縮型緩衝体。
【請求項４】
前記薄板材に、
厚み方向且つ幅方向で構成された幅方向断面における回転の回転中心となる長さ方向の回転中心軸を備えた
請求項１、２或いは３に記載の圧縮型緩衝体。
【請求項５】
前記薄板材に、
前記一体化手段による前記薄板材と前記弾性体との一体化を補強する一体化補強手段を備えた
請求項１から４のうちいずれかに記載の圧縮型緩衝体。
【請求項６】
前記弾性体を、ゴム材で構成するとともに、
前記一体化手段を、
前記ゴム材の加硫時に、前記ゴム材と前記薄板材とを接着する加硫接着で構成した
請求項１から５のうちいずれかに記載の圧縮型緩衝体。
【請求項１】
所望の弾性を有し、圧縮力の入力を許容する弾性体と、
該弾性体の内部に形成した空洞と、
該弾性体の内部に配置した薄板材と、
該薄板材を前記弾性体に一体化する一体化手段とで構成し、
該薄板材を、前記圧縮力の圧縮方向に対して交差する方向に配設した
圧縮型緩衝体。
【請求項２】
前記弾性体を、厚み方向の前記圧縮力の入力を許容する平板形状の平板弾性体で構成し、
入力される前記圧縮力を前記平板弾性体に伝達する圧縮力伝達薄板材を、前記平板弾性体の前記厚み方向の両端面に備えた
請求項１に記載の圧縮型緩衝体。
【請求項３】
前記空洞を、前記平板弾性体の長さ方向に貫通する貫通孔で構成し、
前記薄板材を、前記平板弾性体の長さ方向に沿って配設するとともに、
前記平板弾性体の厚み方向且つ幅方向に対して交差する方向に配設した
請求項２に記載の圧縮型緩衝体。
【請求項４】
前記薄板材に、
厚み方向且つ幅方向で構成された幅方向断面における回転の回転中心となる長さ方向の回転中心軸を備えた
請求項１、２或いは３に記載の圧縮型緩衝体。
【請求項５】
前記薄板材に、
前記一体化手段による前記薄板材と前記弾性体との一体化を補強する一体化補強手段を備えた
請求項１から４のうちいずれかに記載の圧縮型緩衝体。
【請求項６】
前記弾性体を、ゴム材で構成するとともに、
前記一体化手段を、
前記ゴム材の加硫時に、前記ゴム材と前記薄板材とを接着する加硫接着で構成した
請求項１から５のうちいずれかに記載の圧縮型緩衝体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−１６２３６５（Ｐ２００９−１６２３６５Ａ）
【公開日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９７９（Ｐ２００８−２９７９）
【出願日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【出願人】（５０８０１０８５７）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【出願人】（５０８０１０８５７）
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]