支承装置
【課題】低荷重から高荷重に至る広範な入力に適する鉛直バネ性能を発現させる。
【解決手段】上沓１１と、下沓１２と、上沓１１と下沓１２との間に配設される弾性体１３と、弾性体１３を囲繞する拘束体１６とを備える。拘束体１６と弾性体１３との間には、隙間が設けられており、拘束体１６と上沓１１又は下沓１２の何れかで構成される弾性体１３を収納するポット部の容積に対する隙間の隙間容積率は、０．２８〜５．０１％である。
【解決手段】上沓１１と、下沓１２と、上沓１１と下沓１２との間に配設される弾性体１３と、弾性体１３を囲繞する拘束体１６とを備える。拘束体１６と弾性体１３との間には、隙間が設けられており、拘束体１６と上沓１１又は下沓１２の何れかで構成される弾性体１３を収納するポット部の容積に対する隙間の隙間容積率は、０．２８〜５．０１％である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば建築物や橋梁等の各種構造物を支承する支承装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築物や橋梁等の構造物の支承装置には、ゴム板と鉄板とを交互に積層し、これらが加硫接着によって相互に接着されて構成されたゴム支承がある（特許文献１参照）。ゴム支承では、ゴムの変位を拘束することで、鉛直バネ剛性を高める工夫や回転追従性能を向上させる工夫がなされている。例えば、ゴム支承では、ゴム板と鉄板とを交互に積層し、これらを加硫接着することによって、ゴムの流動性を低減し、鉛直バネ剛性を高めるようにしている。
【０００３】
また、密閉ゴム支承では、ゴム板が下沓となる金属製ポット内に配置され、ゴム板の上にピストン状の上沓が載置され、ゴム板が非圧縮性の流体的に振る舞うように拘束されることで、回転追従性能が得られるように構成されている（特許文献２参照）。なお、この密閉ゴム支承は、鉛直可撓性がないことから金属支承の扱いとなる。
【０００４】
更に、所謂コンパクト支承では、大きな鉛直荷重を支持するため、上沓と下沓の相対する面にそれぞれ凹部を設け、それぞれの凹部内にゴム層が配設され、鉛直荷重が加わった際にゴムが撓み変形によって半径方向外方に膨出しないようにして、鉛直バネ剛性の向上を図るようにしている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１８２０号公報
【特許文献２】特開２０００−１７８９２１号公報
【特許文献３】特開２００９−１３７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、載荷物からの荷重に応じて適度な鉛直可撓性を発現しながら高荷重を支持することが出来る支承装置を提供することを目的とする。
【０００７】
詳しくは、低荷重から高荷重に至る広範な入力に適する鉛直バネ性能を発現させることが出来る支承装置を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、高面圧化させながらも、良好な回転追従性を実現出来る支承装置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】
【０００９】
本発明に係る支承装置は、建築物や橋梁等の各種構造物を支承する支承装置として用いられるものであり、第一剛性体と、第二剛性体と、前記第一剛性体と前記第二剛性体との間に配設される弾性体と、前記弾性体を囲繞する拘束体とを備えている。前記拘束体と前記弾性体との間には、隙間が設けられている。そして、前記拘束体と何れかの剛性体で構成される前記弾性体を収納するポット部の容積に対する前記隙間の隙間容積率は、０．２８〜５．０１％に設定されることを特徴としている。
【００１０】
これにより、本発明に係る支承装置は、面圧約３〜１２Ｎ／ｍｍ２程度の低荷重域では鉛直面内における回転に必要とされる撓みを満足する鉛直撓み量を確保しつつ、面圧約１２〜２５Ｎ／ｍｍ２程度の高荷重域では１ｍｍ以下の鉛直撓み量となって、連続的に配置された被支承物同士の間の鉛直方向における段差が１ｍｍ以下とする鉛直ばね特性を実現出来る。即ち、本発明に係る支承装置は、金属支承装置の扱いではなく、弾性支承装置に属する扱いとし得ると共に、段差を規定内に抑えることが出来る。
【００１１】
前記隙間の隙間容積率の最小値、即ち、最小隙間容積率σｍｉｎ［％］は、Ｗｍａｘを最大許容荷重［ｋＮ］とした場合、下記（１）式を満たす。
σｍｉｎ＝０．３６ｌｏｇＷｍａｘ−１．９６±０．０５・・・（１）
【００１２】
最大許容荷重が５００ｋＮの場合、前記隙間容積率は、０．２８〜５．０１％に設定される。更に、好ましくは、前記隙間容積率は、１．２０〜３．５４％とする。
【００１３】
最大許容荷重が１０００ｋＮの場合、前記隙間容積率は、０．５３〜３．３２％に設定される。更に、好ましくは、前記隙間容積率は、０．７６〜２．８３％とする。
【００１４】
最大許容荷重が３０００ｋＮの場合、前記隙間容積率は、０．９３〜４．９７％に設定される。更に、好ましくは、前記隙間容積率は、０．９９〜２．９３％とする。
【００１５】
最大許容荷重が１００００ｋＮの場合、前記隙間容積率は、１．３６〜４．００％に設定される。更に、好ましくは、前記隙間容積率は、１．６２〜２．６８％とする。
【００１６】
以上のような支承装置は、所定以上の入力がなされると、前記弾性体が前記隙間の容積を縮小するように弾性変形し、且つ、変形した当該弾性体が拘束体に当接及び／又は圧接して当該弾性体の変形が拘束されるように構成される。例えば、前記弾性体は、前記第一剛性体と前記第二剛性体と前記拘束体とによって囲繞されて略密閉状態とされ、前記弾性体への荷重の増大に伴って、より高度な密閉状態へと変化する。このような支承装置において、荷重が入力されたときには、入力の大きさに伴って、前記弾性体の側面又は前記拘束体の拘束面の前記凸部間の凹部により構成された隙間を埋めるように前記弾性体が変形しながら、凸部が前記拘束体の拘束面に圧接する程度が増大する。前記拘束体は、このような前記弾性体の変形を拘束する。
【００１７】
ここで、前記弾性体は、弾性層と補強板とが積層された積層構造で構成されていても良いし、補強板を含まず単層の弾性層で構成されていても良い。前記弾性体を積層構造としたときには、前記補強板の位置又は前記補強板の間の位置の一方に前記凸部又は凹部を形成し、他方に凹部又は凸部を形成すると良い。前記補強板がある場合、前記弾性体は、荷重入力があると、前記補強板の間において、前記弾性体の厚さ方向と略直交する方向に膨出する。前記補強板の間の位置に前記凸部を設けた場合には、弾性変形した前記弾性体の凸部が最初に前記拘束体の拘束面に圧接されることで、前記弾性体が変形し過ぎることを防止出来る。特に、前記補強板間に相当する弾性体周面の局部歪みによる損傷を防止出来る。
【００１８】
前記凸部又は凹部は、例えば、前記弾性体の側面又は前記拘束体の拘束面の周回り方向に連続及び／又は断続的に形成することで、前記作用を効果的に実現することが出来る。
【００１９】
前記弾性体の側面と前記拘束体の拘束面との間に隙間が形成されていても良い。すなわち、本発明は、少なくとも、大きい荷重が加わったとき、前記弾性体の凸部が拘束体の拘束面に当接しているように構成する。なお、支承装置の組立時等において、前記拘束体の拘束面と前記弾性体の凸部とが当接する程度であっても好い。この場合、前記拘束体内において、組立時に、前記弾性体の位置を容易に位置決め出来る。
【００２０】
前記拘束体は、前記第一剛性体と一体的に設けられていても良く、また、前記第二剛性体と一体的に設けられていても良い。
【発明の効果】
【００２１】
本発明では、弾性体を、第一剛性体と第二剛性体と拘束体とで囲繞することで、略密閉された空間部を構成して、密閉ゴム支承のように小さな支承面積にして高荷重支承を実現しながら、拘束体と弾性体との間に隙間を設けるようにしている。具体的に、拘束体と何れかの剛性体で構成される弾性体を収納するポット部の容積に対する隙間の隙間容積率は、０．３６〜５．０１％である。
【００２２】
これにより、本発明に係る支承装置は、金属支承装置の扱いではなく、弾性支承装置に属する扱いとし得る。そして、鉛直荷重に対する鉛直可撓変位を実現することが出来、また、回転作用の際には、隙間により弾性体が変形し、良好な回転追従性を実現出来る。
【００２３】
また、拘束体と弾性体との間に間隙を設けたことにより、鉛直荷重が大きくなるに連れて鉛直変位量も大きくなるが、その特性は非線形で、鉛直変位に対する鉛直荷重反力の大きさを表すグラフの傾き（拘束度又はバネ定数）は、鉛直変位又は鉛直荷重が大きくなるほど大きくなる。このように、本発明では、拘束体と弾性体との間に設けた隙間を設定したことで、荷重が大きくなるほど、鉛直変位量の増加量が小さくなるような特性で、即ち拘束度を可変として、上部構造物を支承することが出来る。
【００２４】
更に、例えば、支承装置の最大許容荷重が５００ｋＮの場合、隙間容積率を、０．２８〜５．０１％とし、より好ましくは、１．２０〜３．５４％とすることで、上記効果を得ることが出来る。
【００２５】
更に、支承装置の最大許容荷重が１０００ｋＮの場合、隙間容積率を、０．５３〜３．３２％とし、より好ましくは、０．７６〜２．８３％とすることで、上記効果を得ることが出来る。
【００２６】
更に、支承装置の最大許容荷重が３０００ｋＮの場合、隙間容積率を、０．９３〜４．９７％とし、より好ましくは、０．９９〜２．９３％とすることで、上記効果を得ることが出来る。
【００２７】
更に、支承装置の最大許容荷重が１００００ｋＮの場合、隙間容積率を、１．４２〜４．００％とし、より好ましくは、１．６２〜２．６８％とすることで、上記効果を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明を適用した支承装置の通常の使用状態を示す断面図である。
【図２】弾性体の斜視図である。
【図３】凸部及び凹部を縦方向に設けた弾性体の変形例の斜視図である。
【図４】凸部及び凹部を設けない弾性体の変形例の斜視図である。
【図５】上部構造物と下部構造物との間に設置される前（荷重が加わる前）の支承装置の断面図であって、弾性体側面の凸部と拘束体の拘束面との間が非接触の状態を示す。
【図６】上部構造物と下部構造物との間に設置される前（荷重が加わる前）の支承装置の断面図であって、弾性体側面の凸部と拘束体の拘束面との間が当接した状態を示す。
【図７】鉛直方向の変位量と鉛直荷重との関係を示す特性グラフである。
【図８】補強板の位置に凹部を設けた積層型弾性体を用いた支承装置の断面図である。
【図９】補強板の位置に凸部を設けた積層型弾性体を用いた支承装置の断面図である。
【図１０】（Ａ）−（Ｅ）は、積層型弾性体の補強板の変形例を示す断面図である。
【図１１】芯材が上沓を貫通した支承装置の断面図である。
【図１２】図１１の変形例であり、拘束体を下沓に固定した支承装置の断面図である。
【図１３】芯材が上／下沓の何れも非貫通の支承装置の変形例を示す断面図である。
【図１４】図１３を更に具体的にした支承装置の断面図である。
【図１５】拘束体の拘束面に凸部又は凹部を設けた支承装置の断面図であり、補強板の位置に凹部を設けた例を示す。
【図１６】拘束体の拘束面に凸部又は凹部を設けた支承装置の断面図であり、補強板の位置に凸部を設けた例を示す。
【図１７】最大許容荷重が５００ｋＮの支承装置における鉛直荷重と鉛直撓み量との関係を示したグラフである。
【図１８】最大許容荷重が５００ｋＮの支承装置におけると隙間容積率と鉛直撓み量との関係を示したグラフである。
【図１９】最大許容荷重が１０００ｋＮの支承装置における鉛直荷重と鉛直撓み量との関係を示したグラフである。
【図２０】最大許容荷重が１０００ｋＮの支承装置におけると隙間容積率と鉛直撓み量との関係を示したグラフである。
【図２１】最大許容荷重が３０００ｋＮの支承装置における鉛直荷重と鉛直撓み量との関係を示したグラフである。
【図２２】最大許容荷重が３０００ｋＮの支承装置におけると隙間容積率と鉛直撓み量との関係を示したグラフである。
【図２３】最大許容荷重が１００００ｋＮの支承装置における鉛直荷重と鉛直撓み量との関係を示したグラフである。
【図２４】最大許容荷重が１００００ｋＮの支承装置におけると隙間容積率と鉛直撓み量との関係を示したグラフである。
【図２５】最大許容荷重と最小隙間容積率の関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明に係る支承装置について図面を参照して説明する。なお、以下、支承装置について、以下の順に沿って説明する。
【００３０】
１．支承装置の説明
２．弾性体及び拘束体の説明
３．支承装置の動作説明
４．積層型弾性体の説明
５．補強板の変形例の説明
６．支承装置の変形例１
７．支承装置の変形例２
８．支承装置の変形例３
９．支承装置の変形例４
１０．隙間容積の説明
１０−１．最大許容荷重が５００ｋＮの支承装置について
１０−２．最大許容荷重が１０００ｋＮの支承装置について
１０−３．最大許容荷重が３０００ｋＮの支承装置について
１０−４．最大許容荷重が１００００ｋＮの支承装置について
１０−５．総括
１１．その他の変形例
【００３１】
［１．支承装置の説明］
図１に示すように、支承装置１０は、橋桁等の上部構造物１と橋脚や橋台といった下部構造物２との間に装着して水平荷重や鉛直荷重、回転荷重等の各種の荷重を支えると共に、地震や風、動的又は静的交通荷重等による揺動や振動、応力を吸収、分散しつつ、支承する橋梁用支承装置である。この支承装置１０は、第一剛性体としての上沓１１と第二剛性体としての下沓１２との間に支承体となる弾性体１３が介在されている。また、弾性体１３は、上沓１１又は下沓１２（ここでは上沓１１）に固定された拘束体１６によって囲繞されている。
【００３２】
上沓１１は、金属やセラミックス、或いは硬質樹脂やＦＲＰの如くの強化樹脂等の剛性素材によって構成することが好ましいが、必ずしも剛性素材に限定されるものではなく、弾性素材や剛性素材と弾性素材との組合せによって構成される材料によっても構成することが出来る。各種素材から構成される上沓１１は、平面形状が略多角形、略円形、略長円径、略楕円形等の適宜の形状に設定することが出来るが、方形又は円形とすることが製造上、或いは施工上、交換上有利である。なお、上沓１１は、外表面を全体的に弾性体等の被覆層で覆って、耐候性、防錆効果を得るように構成しても良い。
【００３３】
上部構造物１に対する上沓１１の固定手段は、例えばボルト、ナット等の締結手段を用いて上沓１１を上部構造物に対して直接的に固定しても良いが、ここでは、上沓１１よりも広面積の板状をなす上部プレート３を用いて上沓１１を上部構造物１に対して間接的に固定している。上沓１１の上部構造物１への固定方法は、これらの例に限定されるものではない。
【００３４】
なお、可動支承装置として用いるとき等は、上沓１１の上部、例えば上沓１１と上部プレート３との間に摺滑部材４を配設して、上部構造物１と支承装置１０とを相対変位可能に固定しても良い。この摺滑部材４としては、例えば、フッ化炭素樹脂の一種であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の如くの低摩擦係数の表面を有するプレート等を、上沓１１の上面に固定したり、又は上部構造物１や上部構造物１に固定される取付手段側の下面に固定することによって構成することが可能である。
【００３５】
下沓１２は、上沓１１同様、金属やセラミックス、或いは硬質樹脂やＦＲＰの如くの強化樹脂等の剛性素材によって構成することが好ましいが、必ずしも剛性素材に限定されるものではなく、弾性素材や剛性素材と弾性素材との組合せによっても構成される材料によって構成することが出来る。各種素材から構成される下沓１２は、平面形状が略多角形、略円形、略長円径、略楕円形等の適宜の形状に設定することが出来るが、方形又は円形とすることが製造上、又は施工上、交換上で有利である。下沓１２の平面形状等は、必ずしも上沓１１と一致させる必要はないが、各部のサイズと、凸部や凹部の形状や位置等は下沓１２の設定と上沓１１の設定を互いに整合させる必要がある。なお、下沓１２は、外表面を全体的に弾性体等の被覆層で覆って、耐候性、防錆効果を得るように構成することも出来る。
【００３６】
下部構造物に対する下沓１２の固定手段は、例えばボルト、ナット等の締結手段を用いて下沓１２を下部構造物２に対して直接的に固定しても良いが、ここでは、下沓１２よりも広面積の板状をなす下部プレート５の如くの下部固定手段を用いて下沓１２を下部構造物２に対して間接的に固定している。下沓１２の下部構造物２への固定方法は、これらの例に限定されるものではない。
【００３７】
なお、可動支承装置として用いるとき等は、下沓１２の下部、例えば下部プレート５と下沓１２との間に摺滑部材６を配設して、下部構造物２と支承装置１０とを相対変位可能に固定しても良い。この摺滑部材６としては、例えば、ＰＴＦＥの如くの低摩擦係数の表面を有するプレート等を、下沓１２の下面に固定したり、又は下部構造物２や下部構造物２に固定される取付手段側の上面に固定することが可能である。
【００３８】
尚、上沓１１や下沓１２の直接的又は間接的な固定は、着脱可能な方法とするのが好ましく、ボルト、ナット等による締結はその一例である。
【００３９】
［２．弾性体及び拘束体の説明］
弾性体１３は、天然ゴムや合成ゴム、熱可塑性エラストマや熱硬化性エラストマを用いることができ、これらの中でも天然ゴムを主成分として使用することが好ましい。具体的なエラストマ成分としては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレン−プロピレンゴム、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（臭素化、塩素化等）、アクリルゴム、ポリウレタン、シリコーンゴム、フッ化ゴム、多硫化ゴム、ハイパロン、エチレン酢酸ビニルゴム、エピクロルヒドリンゴム、エチレン−メチルアクリレート共重合体、スチレン系エラストマ、ウレタン系エラストマ、ポリオレフィン系エラストマ、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）、エポキシ化天然ゴム、ｔｒａｎｓ−ポリイソプレン、ノルボルネン開環重合体（ポリノルボルネン）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ハイスチレン樹脂、イソプレンゴム等のゴムを一種単独、或いは二種以上を併用することが出来る。
【００４０】
図２に示す弾性体１３ａは、例えば、円柱状をなし、内部に鉄板といった剛性の補強板が設けられていない弾性層が一つ（単層）のものを示している。この弾性体１３ａの側面には、周回り方向に、凸部１４と凹部１５とが設けられている。凸部１４と凹部１５は、図２の例では、互いに平行に、周回り方向に連続して設けられている。
【００４１】
なお、凸部１４と凹部１５は、周回り方向に断続的に設けられていても良い。更に、凸部１４と凹部１５は、厚さ方向の間隔も、等間隔でも、等間隔でなくても良い。更に、図３に示すように、弾性体１３としては、高さ（厚さ）方向に、凸部１４や凹部１５を設けたものであっても良い。更に、図４に示すように、弾性体１３としては、側面に凸部１４や凹部１５を有しないものであってもよい。
【００４２】
以上のような弾性体１３は、図１に示す例では、下沓１２上に配設され、下沓１２によって支持される。弾性体１３は、上沓１１と下沓１２との間を接着して高支圧化しても良いが、接着しないことにより、良好な回転追従性を実現することも出来る。
【００４３】
また、弾性体１３は、図１に示すように、拘束体１６によって囲繞されている。拘束体１６は、弾性体１３の外径よりやや大きい内径を有する円筒体であり、上沓１１又は下沓１２の何れか、図１では上沓１１の外周部に固定されている。例えば、上沓１１と拘束体１６との結合は、ボルト・ナット等の固定手段１６ｂを用いても良い。なお、固定手段１６ｂとしては、上沓１１と拘束体１６の何れか一方に雄ねじを設け、他方に雌ねじを設け、これらを互いに螺合して結合するねじ締結によったり、溶接したり、従来公知の結合方法等で行うことも出来る。拘束体１６の下沓１２側の先端部は、下沓１２の外周部の外側に位置し、固定されていない。これにより、上沓１１は、鉛直荷重の入力があっとき、弾性体１３を圧縮しながら鉛直下向きに移動することが出来る。すなわち、拘束体１６の下沓１２側の先端部が下沓１２の外周部の外側に位置することで、上沓１１と下沓１２の間に配設される弾性体１３の剪断変形を抑制する機能や、弾性体１３を略密閉状態に拘束して高支圧化させるピストンの役割を実現する。かくして、下沓１２に支持された弾性体１３は、上面が上沓１１、側面が拘束体１６によって包囲され、略密閉された空間に配設されることになる。支承装置１０は、略密閉ゴム支承となり、小さな支承面積にして高荷重を支承することが可能となる。
【００４４】
ここで、弾性体１３と拘束体１６との大きさの関係について説明すると、図１の例では、支承装置１０が上部構造物１と下部構造物２との間に設置され、支承装置１０に対して上部構造物１の荷重によって弾性体１３が変形している状態において、弾性体１３の側面の凸部１４が拘束体１６の内周面の拘束面１６ａに当接した状態となっている。つまり、図５に示すように、上部構造物１と下部構造物２との間に設置される前は、弾性体１３の側面の凸部１４が拘束体１６の内周面の拘束面１６ａとの間が非接触の状態で、隙間が設けられた状態となっており、上部構造物１と下部構造物２との間に設置されると、上部構造物１の死荷重によって、弾性体１３の側面の凸部１４が拘束体１６の内周面の拘束面１６ａに当接した状態となる。なお、通常の使用範囲での荷重の際には、弾性体１３の側面の凸部１４が拘束体１６の内周面の拘束面１６ａと非接触で、通常の使用範囲を超える高い荷重があった際に、弾性体１３の側面の凸部１４が拘束体１６の内周面の拘束面１６ａと当接し、更なる高荷重の入力によって拘束面１６ａに凸部１４、並びに、凹部１５の膨出変形した部分が圧接されるようにしても良い。
【００４５】
更に、図６に示すように、上部構造物１と下部構造物２との間に設置される前において、弾性体１３の側面の凸部１４が拘束体１６の内周面の拘束面１６ａに当接した状態であっても良い。この場合、弾性体１３を拘束体１６内に配設する際、拘束体１６内における弾性体１３を正確に位置決めすることが出来る。
【００４６】
以上のように、本発明で用いる弾性体１３は、弾性体１３の側面に凸部１４を設け、凸部１４以外を凹部１５とすることによって、弾性体１３に鉛直荷重が加わった際に、鉛直下向きに変位するようにし、更に、拘束体１６によって、弾性体１３の変形量が制限される構成となっている。従って、このような作用を実現出来るのであれば、弾性体１３の側面に設ける凸部１４と凹部１５を設ける位置や大きさは、上述の例に限定されるものではない。
【００４７】
［３．支承装置の動作説明］
以上のような支承装置１０では、上部構造物１と下部構造物２との間に設置されると、図１に示すように、弾性体１３が、通常の使用範囲の荷重（例えば死荷重や死荷重＋車両通行時の活荷重）によって、圧縮され、弾性体１３の凸部１４は、弾性体１３を囲繞した拘束体１６の拘束面１６ａに近接又は当接した位置となる。支承装置１０は、弾性体１３が鉛直荷重の大きさに応じた弾性変形をし、この弾性変形によって側面の凸部１４が凹部１５により構成された隙間を埋めるように変形しながら、拘束体１６の拘束面１６ａに圧接される。すなわち、弾性体１３の変位量は、拘束体１６によって制限される。
【００４８】
このような支承装置１０では、下沓１２に支持された弾性体１３を、上沓１１と拘束体１６によって囲繞し、弾性体１３の側面と拘束面１６ａとの間に所定の隙間を有する略密閉された空間部を設けて構成することで、重入力の初期や低荷重の入力時には、鉛直荷重に対する鉛直可撓変位を可能としながら入力の高荷重化に伴って、徐々に鉛直変位量の増加量が小さくなって弾性率が高くなり、大きな荷重の入力に対しては密閉ゴム支承のように挙動して、小さな支承面積にして高荷重支持を実現する。また、低荷重から高荷重の入力に亘って鉛直面内における回転力の作用時には、弾性体１３が拘束体１６によって部分的に支持されながらも弾性体１３と拘束体１６との間の隙間により弾性体１３が変形し、弾性体への極端な負荷なく、良好な回転追従性を実現出来る。
【００４９】
ここで、図７に、鉛直方向の変位量と鉛直荷重との関係を示す。
線Ａ・・・密閉ゴム支承ではなく、荷重が加わった際の変位が拘束されていないゴム支承。
線Ｂ・・・拘束体１６の内径（ポット部の内径）に対して弾性体１３の外形を小さくし、凸部１４と凹部１５を大きく形成して、拘束面１６ａと弾性体１３の側面との間の隙間を大きくしたときの特性を示す。（隙間大）
線Ｃ・・・拘束面１６ａと弾性体１３の側面との間の隙間を線Ｂの場合より小さくしたときの特性を示す。（隙間中）
線Ｄ・・・拘束面１６ａと弾性体１３の側面との間の隙間を最も小さくしたときの特性を示す。（隙間小）
線Ｅ・・・拘束面１６ａと弾性体１３の側面との間の隙間を設けない密閉ゴム支承。回転追従性能を有するが、鉛直方向の弾性変位はほとんど無く、金属支承の扱いとなる。
【００５０】
図５の線Ａで示すゴム支承では、鉛直荷重が大きくなるに連れて鉛直変位量もほぼ比例的に大きくなり、グラフの傾き（拘束度又はバネ定数）はほぼ一定である。弾性体１３の側面に凸部１４と凹部１５を設けた線Ｂ−Ｄの例によれば、鉛直荷重が大きくなるに連れて鉛直変位量も大きくなるが、その特性は非線形となる。すなわち、鉛直変位に対する鉛直荷重反力の大きさを表すグラフの傾き（拘束度又はバネ定数）は、鉛直変位が大きくなるほど大きくなる。このように、弾性体１３の側面に凸部１４と凹部１５を設けたときには、大きな荷重が入力されたときほど、より高度な密閉状態に変化して鉛直変位量の増加量が小さくなるような特性で、すなわち拘束度を可変として、上部構造物１を支承することが出来る。すなわち、この支承装置１０では、適度な鉛直可撓性を有しながら高荷重を支持することが出来る。また、線Ｂ−Ｄの例を見ると、隙間が小さい程、鉛直変位に対する鉛直荷重反力の大きさを表すグラフの傾きの緩やかな範囲（一次勾配）を狭く設定することが出来る。すなわち、鉛直変位が小さくなる。更に、線Ｅの密閉ゴム支承では、鉛直方向の弾性変位はほとんど見られない。
【００５１】
特に、弾性体１３の側面に凸部１４と凹部１５を設けた線Ｂ−Ｄの例によれば、高荷重が加わると、鉛直可撓変位が小さくなり、密閉ゴム支承のように挙動する。したがって、線Ｂ−Ｄの例では、支承する上部構造物１の種類、用途等に応じて、線Ｂ−Ｄの使用範囲を設定していくことになる。例えば、死荷重に活荷重が加わったとき、グラフの急勾配の範囲（二次勾配）の領域に含まれるようにすることで、車両通過時の振動や騒音を低減することが出来るようになる。なお、鉛直撓みがあるため、線Ｂ−Ｄの支承装置は、弾性支承装置に属する扱いとし得る。
【００５２】
［４．積層型弾性体の説明］
以上の例では、弾性層が単層の弾性体１３を用いた支承装置１０を説明したが、弾性体１３としては、図８に示すように、弾性層と補強板とが積層された積層構造の弾性体１７であっても良い。弾性体１７は、内部に補強板１７ａが設けられ、弾性層１７ｂが複数設けられ、補強板１７ａと弾性層１７ｂとが加硫接着によって相互に接着されている。単層の弾性体１３は、荷重が加わると、自由側面が側方に押し出され、特に厚さ方向の中央部を中心として膨出する。積層型の弾性体１７では、補強板１７ａがあることで、弾性体１７の自由側面の膨出が抑制され、耐荷力が増大する。但し、補強板１７ａの間の弾性層１７ｂの側面も、自由側面であるから荷重の大きさに応じて、側方に僅かに膨出する。しかし、支承装置１０では、拘束体１６が弾性体１７の変形を拘束するので膨出量は僅かとなる。
【００５３】
つまり、図８に示すように、積層型の弾性体１７では、側面において、自由側面の弾性層１７ｂの位置に凸部１８を設け、補強板１７ａの位置に凹部１９を設けるようにしている。この場合、凸部１８は、荷重が加わった際、弾性層１７ｂの自由側面が膨出することで、凹部１９より先に拘束体１６の拘束面１６ａに強く圧接されることになる。勿論、本発明では、図９に示すように、補強板１７ａの位置を凸部１８とし、弾性層１７ｂの位置を凹部１９としても良い。この場合、凹部１９となっている弾性層１７ｂの自由側面が僅かに膨出することで、凸部１８と凹部１９の部分が同じように拘束体１６の拘束面１６ａと当接され均等に圧接されるようにすることが出来る。積層型の弾性体１７は、従来最も膨出量が多い補強板間位置の弾性部であるが、この部位に凸部１８を設けた上、拘束体１６の拘束面１６ａによってこの凸部１８周辺の膨出量が拘束されているので、高荷重が入力されている際でも内部の補強板１７ａの周囲における弾性層１７ｂに対する局部応力が緩和される。また、内部の補強板１７ａが高荷重によってもつぶれにくくなり、補強板１７ａを薄くすることが出来、支承装置１０の全体の厚さの薄型化を実現出来る。
【００５４】
積層型弾性体１７と拘束体１６との大きさの関係については、弾性体１３の場合と同様で、図５や図６を用いて説明したように、設置前において、弾性体１７の側面の凸部１８が拘束体１６の内周面の拘束面１６ａとの間が非接触の状態であっても良いが、接触した状態としても良く、この場合、組立時に、弾性体１７の側面の凸部１８が拘束体１６の内周面の拘束面１６ａと接触するようになり、位置決め性が向上するので好ましい。しかしながら入力が無い時点での弾性体と拘束体との接触の有無は特に限定されるものではなく、例えば、大きな荷重が入力されたときに、弾性体１７の側面の凸部１８が拘束体１６の内周面の拘束面１６ａと接触するようにしても良い。
【００５５】
なお、図８及び図９の例では、上沓１１と拘束体１６とを一体に構成している。また、積層型の弾性体１７は、鉛直荷重支持性能や水平荷重支持性能、並びに鉛直回転性能は、弾性層の面積や厚さ、材質、数、補強板の面積や厚さ、数等によって調節することが出来る。また。拘束体１６は、上沓１１の下面の外周側に固定されている。例えば、上沓１１と拘束体１６との結合は、ボルト・ナット等の固定手段１６ｂを用いても良い。また、固定手段１６ｂとしては、上沓１１と拘束体１６の何れか一方に雄ねじを設け、他方に雌ねじを設け、これらを互いに螺合して結合するねじ締結によったり、溶接したり、従来公知の結合方法等で行うことも出来る。
【００５６】
［５．補強板の変形例の説明］
積層型の弾性体１７に用いる補強板１７ａは、具体的に、図１０に示すように構成することが出来る。図１０（Ａ）に示す例では、上沓１１の弾性体１７が配設される側の面の中央部に、突出部２１ａを設け、突出部２１ａの周囲に環状の凹部２１ｂを設けている。また、下沓１２の弾性体１７が配設される側の面の中央部に、突出部２２ａを設け、突出部２２ａの周囲に凹部２１ｂを設けている。したがって、上沓１１と下沓１２との間に配設される弾性体１７は、中央部が薄肉部で、周囲が環状に厚肉部となっている。この弾性体１７の内部には、厚肉部となる外周領域に、環状の補強板１７ａが設けられる。この弾性体１７において、側面には、補強板１７ａの位置に凹部１９が設けられ、弾性層１７ｂの位置に凸部１８が連続して又は断続的に設けられている。勿論、補強板１７ａの位置に凸部１８を設け、弾性層１７ｂの位置に凹部１９を設けるようにしても良い。また、弾性体１７の中央部には、拘束度調節のため、空隙部２３ａを設けるようにしても良い。このような弾性体１７は、中央部が薄肉部で、周囲が環状の厚肉部となっているので、回転追従性を向上させることが出来る。
【００５７】
図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）の変形例で、下沓１２の弾性体１７が配設される側の面が平坦に形成され、上沓１１側のみに、突出部２１ａと凹部２１ｂとが設けられている。この弾性体１７では、下沓１２の弾性体１７が配設される側の面が平坦に形成されているので、下沓１２や弾性体１７の形状を簡素化することが出来、加工コストを削減出来る。この例でも、弾性体１７の中央部に、空隙部２３ａを設けるようにしても良い。また、弾性体１７の側面には、補強板１７ａの位置に凹部１９が設けられ、弾性層１７ｂの位置に凸部１８が連続して又は断続的に設けられている。勿論、補強板１７ａの位置に凸部１８を設け、弾性層１７ｂの位置に凹部１９を設けるようにしても良い。
【００５８】
図１０（Ｃ）は、弾性体１７に同心に、環状の複数の補強板１７ａが同心円状に設けられている。この例では、上沓１１と下沓１２の相対する面、すなわち弾性体１７が配設される面は平坦に形成されている。この例では、上沓１１と下沓１２の弾性体１７が配設される面に突出部２１ａ，２２ａや凹部２１ｂ，２２ｂ（図１０（Ａ），（Ｂ）参照）が設けられていないので、構成が簡素化され、加工コストを削減することが出来る。なお、複数の環状の補強板１７ａは、内周側に一つでも良く、また、外周側に一つでも良く、その数も特に限定されるものではない。また、図１０（Ｃ）では、同じ高さに同心に環状の補強板１７ａを複数設けているが、各補強板１７ａの設けられる高さは、必ずしも同じで無くて良い。この例においても更に、弾性体１７の中央部には、空隙部２３ａを設けるようにしても良い。更に、弾性体１７の側面には、補強板１７ａの位置に凸部１８が設けられ、弾性層１７ｂの位置に凹部１９が連続して又は断続的に設けられている。勿論、補強板１７ａの位置に凹部１９を設け、弾性層１７ｂの位置に凸部１８を設けるようにしても良い。
【００５９】
図１０（Ｄ）は、複数の補強板１７ａが互いに離間して平行に設けられている。この例において、補強板１７ａの枚数は一枚でも複数枚でも良い。この例では、側面に、補強板１７ａの位置に凸部１８が設けられ、弾性層１７ｂの位置に凹部１９が連続して又は断続的に設けられている。勿論、補強板１７ａの位置に凹部１９を設け、弾性層１７ｂの位置に凸部１８を設けるようにしても良い。
【００６０】
図１０（Ｅ）は、補強板１７ａの表裏に、複数の環状突出部１７ｃが同心円状に設けられている。この例において、補強板１７ａの枚数は一枚でも複数枚でも良い。また、環状突出部１７ｃの数は、特に限定されるものではなく、例えば一つであっても良い。また、環状突出部１７ｃは、連続した突条部ではなく、断続的なものであっても良い。この例では、弾性体１７の側面の補強板１７ａの位置に凸部１８が設けられ、弾性層１７ｂの位置に凹部１９が連続して又は断続的に設けられている。勿論、補強板１７ａの位置に凹部１９を設け、弾性層１７ｂの位置に凸部１８を設けるようにしても良い。また、環状突出部１７ｃは、表裏の何れか一方の面のみに設けても良く、また、補強板１７ａは複数枚設けるようにしても良い。
【００６１】
［６．支承装置の変形例１］
図１１に示す支承装置３０は、下沓１２に、芯材３１が取り付けられ、上揚防止部と水平変位防止部とを設けたものである。また、この支承装置３０は、第一剛性体としての上沓１１と第二剛性体としての下沓１２との間に弾性層と補強板とが積層された積層構造の弾性体１７が介在されている。支承装置３０の上沓１１は、表裏面に貫通した貫通孔３２が穿設されている。貫通孔３２には、上沓１１の上面側から芯材３１が挿入され、芯材３１の先端部が上沓１１の上面から突出することなく、上沓１１が鉛直下向きに変位する分を考慮して、先端部が一段低くなるように収容されている。この貫通孔３２の開口端には、上揚防止片３２ａがフランジ状に形成されている。
【００６２】
貫通孔３２に挿通される芯材３１は、大径部３３となる頭部を有する金属性のボルト状部材からなり、先端部である大径部３３が上沓１１の貫通孔３２の内部に収容可能な大きさに設定されている。この芯材３１は、上沓１１の貫通孔３２より弾性体１７の略中央部に形成された挿通孔３４に挿通され、更に、下沓１２の弾性体１７の支持面側に形成されたネジ穴３５に螺合されることによって固定される。芯材３１は、貫通孔３２より挿入され、ネジ穴３５に固定されたとき、大径部３３が貫通孔３２内に一段低くなるように収容される。この芯材３１は、下沓１２に固定されることで、上沓１１と下沓１２とが水平方向に相対変位しようとした際に、芯材３１が上揚防止片３２ａの先端面又は貫通孔３２の側面に突き当たり、下沓１２に固定された芯材３１によって上沓１１の変位が規制される。すなわち、芯材３１は、水平変位防止部として機能して、過剰に上沓１１と下沓１２とが水平方向において相対変位することを防止する。更に、芯材３１の大径部３３は、貫通孔３２の上揚防止片３２ａの開口径より大きく、上揚防止片３２ａと係合する。芯材３１は、上沓１１に上揚力、すなわち上沓１１が下沓１２に対して相対的に上揚しようとする力が加わったとき、下沓１２に固定された芯材３１の大径部３３に上揚防止片３２ａが係止されることによって、上沓１１と下沓１２とが乖離することを防止することが出来る。すなわち、大径部３３は、上揚防止部としても機能することになる。
【００６３】
また、弾性体１７は、図１１に示すように、拘束体１６によって囲繞されている。拘束体１６は、弾性体１３の平均外径よりやや大きい内径を有する円筒体であり、上沓１１の外周部に固定されている。例えば、上沓１１と拘束体１６との結合は、ボルト・ナット等の固定手段１６ｂを用いても良い。なお、固定手段１６ｂとしては、上沓１１と拘束体１６の何れか一方に雄ねじを設け、他方に雌ねじを設け、これらを互いに螺合して結合するねじ締結によったり、溶接したり、従来公知の結合方法等で行うことが出来る。
【００６４】
拘束体１６の下沓１２側の先端部は、下沓１２の外周部の外側に位置し、固定されていない。これにより、上沓１１は、鉛直荷重の入力があっとき、弾性体１３を圧縮しながら鉛直下向きに変位することが出来る。すなわち、拘束体１６の下沓１２側の先端部が下沓１２の外周部の外側に位置することで、芯材３１と協働して、上沓１１と下沓１２の間に配設される弾性体１７の剪断変形を抑制する機能や、弾性体１７を略密閉状態に拘束して高支圧化させるシリンダの役割を果たす。かくして、下沓１２に支持された弾性体１７は、上面が上沓１１、側面が拘束体１６によって包囲され、略密閉された空間に配設されることになる。すなわち、支承装置１０は、略密閉ゴム支承となり、小さな支承面積にして高荷重を支承することが可能となる。
【００６５】
このような支承装置３０にあっても、上述した支承装置１０と同様に、下沓１２に支持された弾性体１７を、上沓１１と拘束体１６によって囲繞することで、略密閉された空間部を構成して、略密閉ゴム支承のようにして小さな支承面積にして高荷重支承を実現しながら、弾性体１７の側面と拘束面１６ａとの間に隙間を設けることで、鉛直荷重に対する鉛直可撓変位を実現することが出来る。また、回転作用の際には、隙間により弾性体１７が変形し良好な回転追従性を実現出来る。そして、上記図７で示したように、拘束面１６ａと弾性体１７の側面との間に隙間を設けることで、大きな荷重が入力されたときほど、より高度な密閉状態に変化して鉛直変位量の増加量を小さくすることが出来る。
【００６６】
なお、この支承装置３０において、支承体となる弾性体１７は、弾性層が単層の弾性体１３であっても良い（図２−４参照）。また、上下を逆にして、上沓１１を下沓とし、下沓１２を上沓として用いても良い。更に、上部構造物１と下部構造物２に設置するにあたっては、上述したように、上部プレート３や下部プレート５を介在させて固定しても良いし、更に、摺滑部材４，６を介在させて固定しても良い（図１参照。）。また、図１２に示すように、支承装置３０は、拘束体１６を上沓１１ではなく、下沓１２の外周部に固定手段１６ｂによって固定するようにしても良い。この場合、拘束体１６の先端部は、上沓１１の外周部の外側に位置し固定されていない。これにより、上沓１１は、鉛直荷重の入力があっとき、弾性体１３を圧縮しながら鉛直下向きに変位することが出来る。
【００６７】
［７．支承装置の変形例２］
図１３に示す支承装置４０は、芯材４１が上沓１１と下沓１２とを非貫通としたものである。この支承装置４０は、下沓１２に、芯材４１が取り付けられ、上揚防止部と水平変位防止部とを設けたものである。また、この支承装置４０は、第一剛性体としての上沓１１と第二剛性体としての下沓１２との間に弾性層と補強板とが積層された積層構造の弾性体１７が介在されている。
【００６８】
上沓１１は、弾性体１７の上面に配設されるものであって、外周部に、拘束体１６が固定される。例えば、上沓１１と拘束体１６との結合は、ボルト・ナット等の固定手段１６ｂを用いて良い。また、固定手段１６ｂとしては、上沓１１と拘束体１６の何れか一方に雄ねじを設け、他方に雌ねじを設け、これらを互いに螺合して結合するねじ締結によったり、溶接したり、従来公知の結合方法等で行うことが出来る。拘束体１６の下沓１２側の先端部は、フランジ状の上揚防止片４２が内側に張り出して形成されている。
【００６９】
芯材４１は、大径部４３となる頭部を有する金属製のボルト状部材からなり、先端部が下沓１２の弾性体１７の支持面側に形成されたネジ穴４４に螺合されることによって固定される。この芯材４１は、上端部が大径部４３となっており、弾性体１７を支持する支持面となっている。また、この大径部４３は、上沓１１の外周部に固定された拘束体１６の上揚防止片４２に係合する。下沓１２に固定された芯材４１の大径部４３は、上揚防止部ともなって、上沓１１に上揚力が加わったとき、上沓１１側の上揚防止片４２が係止されることで、上沓１１と下沓１２とが乖離することを防止する。また、この芯材４１の大径部４３は、拘束体１６の拘束面１６ａを摺動するような大きさに形成され、弾性体１７を略密閉状態に拘束して高支圧化させるピストンのように機能して、鉛直方向の変位を許容し、また、水平変位防止部となって、芯材４１で水平方向の変位を制限する。これにより、過剰に上沓１１と下沓１２とが水平方向において相対変位することを防止することが出来る。更に、上揚防止片４２と下沓１２との間は、間隙が設けられており、鉛直下向き上沓１１が変位した際に、上揚防止片４２が下沓１２に突き当たらないようにしている。
【００７０】
このような支承装置４０にあっても、上述した支承装置１０，３０と同様に、下沓１２に支持された弾性体１７を、上沓１１と拘束体１６によって囲繞することで、略密閉された空間部を構成して、略密閉ゴム支承のようにして小さな支承面積にして高荷重支持を実現しながら、弾性体１７の側面と拘束面１６ａとの間に隙間を設けることで、鉛直荷重に応じた鉛直可撓変位を可能とすることが出来る。また、回転作用の際には、隙間により弾性体１７がより一層変形し易くなり、良好な回転追従性を実現出来る。そして、上記図７で示したように、拘束面１６ａと弾性体１７の側面との間に隙間を設けることで、大きな入力があったときほど、より高度な密閉状態に変化して高支圧化させ鉛直変位量の増加量を小さくすることが出来る。
【００７１】
なお、この支承装置４０において、支承体となる弾性体１７は、弾性層が単層の弾性体１３であっても良い（図２−４参照）。また、上下を逆にして、上沓１１を下沓とし、下沓１２を上沓として用いても良い。更に、上部構造物１と下部構造物２に設置するにあたっては、上述したように、上部プレート３や下部プレート５を介在させて固定しても良いし、更に、摺滑部材４，６を介在させて固定しても良い（図１参照）。
【００７２】
［８．支承装置の変形例３］
図１４に示す支承装置５０は、図１３の支承装置４０を更に変形したものである。この支承装置５０は、下沓１２に、芯材５１が取り付けられ、上揚防止部と水平変位防止部とを設けたものである。この支承装置５０は、第一剛性体としての上沓１１と第二剛性体としての下沓１２との間に弾性層１７ｂと補強板１７ａとが積層された積層構造の弾性体１７が介在されている。
【００７３】
上沓１１は、弾性体１７の上面に配設されるものであって、外周部に、拘束体１６が固定される。例えば、上沓１１と拘束体１６との結合は、ボルト・ナット等の固定手段１６ｂを用いることが出来る。また、固定手段１６ｂとしては、上沓１１と拘束体１６の何れか一方に雄ねじを設け、他方に雌ねじを設け、これらを互いに螺合して結合するねじ締結によったり、溶接したり、従来公知の結合方法等で行うことが出来る。拘束体１６の下沓１２側の先端部は、フランジ状の上揚防止片５２が内側に張り出して形成されている。
【００７４】
芯材５１は、ベースプレートとなる下沓１２に下端部が固定される。芯材５１の下端面は、位置決め凸部５１ａが設けられ、位置決め凸部５１ａが下沓１２側の位置決め凹部５１ｂに嵌合されることで、位置決めされる。また、下沓１２には、挿通孔５５ａが形成され、固定ボルト５５ｂが芯材５１の下端部に設けられた固定孔５５ｃに締め付けられることで固定される。芯材５１の上端部には、弾性体１７を支持する支持面となる大径部５３が一体的に設けられる。大径部５３は、裏面中央部にネジ穴５３ａが設けられており、ネジ穴５３ａに、芯材５１の先端部に形成されたネジ部５４が締め付けられることで一体化される。なお、固定ボルト５５ｂのボルト頭部は、下沓１２の挿通孔５５ａと連通した凹部５５ｄに突出することなく収容されている。
【００７５】
芯材５１と一体の大径部５３は、外周部下面が上沓１１の外周部に固定された拘束体１６の上揚防止片５２と係合する。下沓１２との一体の芯材５１の大径部５３は、上揚防止部ともなって、上沓１１に上揚力が加わったとき、上沓１１側の上揚防止片５２が係止されることで、上沓１１と下沓１２とが乖離することを防止する。また、この芯材５１の大径部５３は、拘束体１６の拘束面１６ａを摺動するような大きさに形成され、弾性体１７を略密閉状態に拘束して高支圧化させるピストンのように機能して、鉛直方向の変位を許容し、また、水平変位防止部となって、芯材５１で水平方向の変位を規制する。これにより、過剰に上沓１１と下沓１２とが水平方向において相対変位することを防止することが出来る。更に、上揚防止片５２と下沓１２との間は、間隙が設けられており、鉛直下向きに上沓１１が変位した際に、上揚防止片５２が下沓１２に突き当たらないようにしている。
【００７６】
このような支承装置５０にあっても、上述した支承装置１０，３０，４０と同様に、下沓１２に支持された弾性体１７を、上沓１１と拘束体１６によって囲繞することで、略密閉された空間部を構成して、密閉ゴム支承のようにして小さな支承面積にして高荷重支承を実現しながら、弾性体１７の側面と拘束面１６ａとの間に隙間を設けることで、鉛直荷重に対する鉛直可撓変位を実現することが出来る。また、回転作用の際には、隙間により弾性体１７がより一層変形し易くなり、良好な回転追従性を実現出来る。そして、上記図７で示したように、拘束面１６ａと弾性体１７の側面との間に隙間を設けることで、大きな荷重があったときほど、より高度な密閉状態に変化して鉛直変位量の増加量を小さくすることが出来る。
【００７７】
なお、この支承装置５０において、支承体となる弾性体１７は、弾性層が単層の弾性体１３であっても良い（図２−４参照）。また、上下を逆にして、上沓１１を下沓とし、下沓１２を上沓として用いても良い。更に、上部構造物１と下部構造物２に設置するにあたっては、上述したように、上部プレート３や下部プレート５を介在させて固定しても良いし、更に、摺滑部材４，６を介在させて固定しても良い（図１参照）。
【００７８】
［９．支承装置の変形例４］
以上の例では、弾性体１３，１７の側面に凸部１４，１８と凹部１５，１９を設けた場合を説明したが、図１５に示すように、弾性体１３，１７の側面には、凸部１４，１８と凹部１５，１９を設けず、代わりに、拘束体１６の拘束面１６ａに凸部６１又は凹部６２を設けるようにしても良い。なお、支承装置の構造は、図１３に示した支承装置４０と同一であるため詳細は省略する。なお、ここでは、一例として、積層型弾性体１７を用いるようにしている。図１５では、拘束体１６の下沓１２側の先端部には、フランジ状の上揚防止片５２が内側に張り出すように、ボルト・ナット等の固定手段１６ｃによって固定されている。
【００７９】
図１５に示す拘束体１６の拘束面１６ａには、自由側面の弾性層１７ｂの位置に凸部６１を設け、補強板１７ａの位置に凹部６２を設けるようにしている。この場合、凸部６１は、荷重が加わった際、弾性層１７ｂの自由側面が膨出することで、凹部６２より先に、補強板１７ａ，１７ａ間の側方に膨出した側面が圧接されることになる。勿論、本発明では、図１６に示すように、補強板１７ａの位置を凸部６１とし、弾性層１７ｂの位置を凹部６２としても良い。この場合、凹部６２となっている弾性層１７ｂの自由側面が僅かに膨出することで、凸部６１と凹部６２の部分が同じように拘束体１６の拘束面１６ａに圧接されるようにすることが出来る。このように、拘束体１６の拘束面１６ａに凸部６１と凹部６２を設けた場合にも、弾性体１３，１７の側面に凸部１４，１８と凹部１５，１９を設けた場合と類似した作用効果を得ることが出来る。しかし、拘束体１６の内周面側に凸部や凹部を設けて弾性体１３，１７との間に隙間を設けるようにすると、荷重が入力された際に、鉛直変位を生じ、これによって弾性体１３，１７内部に配設された各補強板１７ａの位置が鉛直下方に変位し、補強板１７ａと凸部６１との位置関係が設定位置からズレてしまい所要の性能を発揮できなくなる虞がある上、拘束体１６の剛性内周面を加工するのは、弾性体１３，１７の自由側面（弾性周面）を加工するよりも高コスト化する。このため、凸部や凹部は弾性体１３，１７側に設ける方が好ましい。
【００８０】
［１０．隙間容積の説明］
以下、隙間容積について説明する。具体的に、最大許容荷重毎に、弾性体１３の側面と拘束体１６の拘束面１６ａとの間の隙間の容積を異ならせて、上沓１１又は下沓１２の何れかと拘束体１６とによって構成された弾性体１３を収納するポット部１６ｄに対する隙間容積の割合（以下、隙間容積率とも言う。）を異ならせた支承装置１０を作製し、作製した支承装置１０について、鉛直荷重を付加して鉛直撓み量を測定した。なお、ここでは、図４に示すような側面に凸部１４や凹部１５を有しない弾性体１３を用いた。
【００８１】
［１０−１．最大許容荷重が５００ｋＮの支承装置について］
最大許容荷重が５００ｋＮの支承装置１０において、下記表１に示すように、弾性体１３の側面と拘束体１６の拘束面１６ａとの間の隙間容積率を異ならせたサンプル１−５の支承装置１０を作製し、作製した支承装置１０について、鉛直荷重を付加して鉛直撓み量を測定した。
【００８２】
【表１】
【００８３】
ここで、表１中の弾性体１３の体積とは、例えば、図５に示すように、支承装置１０が上部構造物１と下部構造物２との間に設置される前の弾性体１３の外径ｄ１及び高さｈ１より算出した弾性体１３の体積を示している。更に、隙間の容積とは、弾性体１３の体積と、拘束体１６の拘束面１６ａの内径ｄ２及び高さｈ２より算出した拘束体１６の拘束面１６ａ内（ポット部１６ｄ）の容積との差を示している。更にまた、隙間容積率とは、ポット部１６ｄの容積に対する隙間の容積の割合を示している。
【００８４】
図１７は、最大許容荷重が５００ｋＮの支承装置１０における鉛直荷重と鉛直撓み量の関係を示している。縦軸は、鉛直荷重［ｋＮ］を示し、横軸は、鉛直撓み量［ｍｍ］を示している。更に、図１７中の線Ａは、図７の線Ａに相当するゴム支承を参考例として示し、線Ｅは、図７の線Ｅに相当する密閉ゴム支承を参考例として示している。更に、図１７中の６０〜２５０ｋＮの間（図１７中の線ｍ１と線ｍ２の間）は、面圧約３〜１２Ｎ／ｍｍ２程度の低荷重域を示し、２５０〜５００ｋＮの間（図１７中の線ｍ２と線ｍ３の間）は、面圧約１２〜２５Ｎ／ｍｍ２程度の高荷重域を示している。
【００８５】
図１７によれば、サンプル１−５は、鉛直荷重が大きくなるに連れて鉛直変位量も大きくなる非線形であり、鉛直撓み量に対する鉛直荷重の大きさを表すグラフの傾き（拘束度又はバネ定数）は、鉛直撓み量が大きくなるほど大きくなっていることが分かる。即ち、図７の線Ｂ−Ｄと同じような特徴を有する線となる。また、サンプル１−５は、隙間容積率が小さい程、鉛直撓み量に対する鉛直荷重の大きさを表すグラフの傾きの緩やかな範囲（一次勾配）を狭く設定することが出来る。即ち、鉛直変位が小さくなっていることが分かる。
【００８６】
更に、図１８は、最大許容荷重５００ｋＮ載荷時の隙間容積率と鉛直撓み量の関係を示している。縦軸は、隙間容積率［％］を示し、横軸は、鉛直撓み量［ｍｍ］を示している。図１８によれば、隙間容積率と鉛直撓み量は、鉛直撓み量［ｍｍ］をｘとし、隙間容積率［％］をｙとした場合、下記（２）式のような関係を有していることが分かる。
ｙ＝１．７４ｘ２．４９・・・（２）
【００８７】
ここで、道路橋支承便覧（平成１６年４月：社団法人日本道路協会）には、支承装置について、回転撓みの照査上、１／１５０ｒａｄ程度撓むことが出来ることが望ましいとされている。回転撓みの照査上において撓み量が足りないと、金属支承の扱いとなってしまい問題が生じる。即ち、最大許容荷重が５００ｋＮの支承装置１０においては、撓み量δ＝有効直径÷２÷１５０の式より、撓み量が０．５３ｍｍ（図１７中の線Ｌ１）以上有ることが必要である。なお、ここで言う有効直径は、弾性体１３の外周端部（面圧を受けない部分）を考慮して、設定直径より若干（直径で１０ｍｍ以下程度）小さめの寸法としている。
【００８８】
更に、上記道路橋支承便覧には、段差の照査上、圧縮変位量（段差）の許容値が１ｍｍ以内とされている。即ち、支承装置１０が上部構造物１と下部構造物２との間に設置され、死荷重を支持している状態から活荷重による撓み量を１ｍｍ以内に抑える必要がある。従って、最大許容荷重が５００ｋＮの支承装置１０においては、撓み量を、０．５３ｍｍ（図１７中の線Ｌ１）に１ｍｍを加えた１．５３ｍｍ（図１７中のＬ２）以内に撓みを抑える必要がある。
【００８９】
即ち、最大許容荷重が５００ｋＮの支承装置１０においては、撓み量を０．５３ｍｍ（図１７中の線Ｌ１）以上１．５３ｍｍ（図１７中の線Ｌ２）以下とする必要がある。換言すると、サンプル１−５の二次勾配の領域が、撓み量０．５３ｍｍ（図１７中の線Ｌ１）と１．５３ｍｍ（図１７中の線Ｌ２）の間を通るようにする必要がある。
【００９０】
ここで、上記（２）式に鉛直撓み量０．５３ｍｍを代入すると、隙間容積率が０．３６％となり、上記（２）式に鉛直撓み量１．５３ｍｍを代入すると、隙間容積率が５．０１％となる。従って、上記２つの規定を満たすためには、最大許容荷重が５００ｋＮの支承装置１０において、隙間容積率を０．３６〜５．０１％とすれば良いことが分かる。
【００９１】
図１７によれば、サンプル１−５は何れも、隙間容積率が０．３６〜５．０１％を満たし、二次勾配の領域が、撓み量０．５３ｍｍ（図１７中の線Ｌ１）と１．５３ｍｍ（図１７中の線Ｌ２）の間を通っている。従って、サンプル１−５は何れも、金属支承装置の扱いではなく、弾性支承装置に属する扱いとし得ると共に、段差を規定内に抑えることが出来る。
【００９２】
更に、最大許容荷重が５００ｋＮの支承装置１０において、隙間容積率の最小値、即ち、最小隙間容積率を０．３６％とすることも可能であるが、実際の使用を考えると、図１７及び表１より、最小隙間容積率を１．２０％とすることが好ましい。更に、隙間容積率の最大値、即ち、最大隙間容積率を５．０１％とすることも可能であるが、実際の使用を考えると、図１７及び表１より、最大隙間容積率を３．５４％とすることが好ましい。即ち、最大許容荷重が５００ｋＮの支承装置１０において、実際の使用を考えると、隙間容積率を１．２０〜３．５４％とすることが好ましい。
【００９３】
［１０−２．最大許容荷重が１０００ｋＮの支承装置について］
最大許容荷重が１０００ｋＮの支承装置１０において、上記表１に示すように、弾性体１３の側面と拘束体１６の拘束面１６ａとの間の隙間容積率を異ならせたサンプル６−１１の支承装置１０を作製し、作製した支承装置１０について、鉛直荷重を付加して鉛直撓み量を測定した。
【００９４】
図１９は、最大許容荷重が１０００ｋＮの支承装置１０における鉛直荷重と鉛直撓み量との関係を示している。縦軸は、鉛直荷重［ｋＮ］を示し、横軸は、鉛直撓み量［ｍｍ］を示している。更に、図１９中の線Ａは、図７の線Ａに相当するゴム支承を参考例として示し、線Ｅは、図７の線Ｅに相当する密閉ゴム支承を参考例として示している。更に、図１９中の１２０〜５００ｋＮの間（図１９中の線ｍ１と線ｍ２の間）は、低荷重域を示し、５００〜１０００ｋＮの間（図１９中の線ｍ２と線ｍ３の間）は、高荷重域を示している。
【００９５】
図１９によれば、サンプル６−１１は、鉛直荷重が大きくなるに連れて鉛直変位量も大きくなる非線形であり、鉛直撓み量に対する鉛直荷重の大きさを表すグラフの傾き（拘束度又はバネ定数）は、鉛直撓み量が大きくなるほど大きくなっていることが分かる。即ち、図７の線Ｂ−Ｄと同じような特徴を有する線となる。また、サンプル６−１１は、隙間容積率が小さい程、鉛直撓み量に対する鉛直荷重の大きさを表すグラフの傾きの緩やかな範囲（一次勾配）を狭く設定することが出来る。すなわち、鉛直変位が小さくなっていることが分かる。
【００９６】
更に、図２０は、最大許容荷重１０００ｋＮ載荷時の隙間容積率と鉛直撓み量の関係を示している。縦軸は、隙間容積率［％］を示し、横軸は、鉛直撓み量［ｍｍ］を示している。図２０によれば、隙間容積率と鉛直撓み量は、鉛直撓み量［ｍｍ］をｘとし、隙間容積率［％］をｙとした場合、下記（３）式のような関係を有していることが分かる。
ｙ＝１．０１ｘ２．１３・・・（３）
【００９７】
上述したように、道路橋支承便覧には、支承装置について、回転撓みの照査上、１／１５０ｒａｄ程度撓むことが可能で、段差の照査上、圧縮変位量（段差）の許容値が１ｍｍ以内とされている。即ち、最大許容荷重が１０００ｋＮの支承装置１０においては、撓み量を０．７５ｍｍ（図１９中の線Ｌ１）以上１．７５ｍｍ（図１９中のＬ２）以下とする必要がある。換言すると、サンプル６−１１の二次勾配の領域が、撓み量０．７５ｍｍ（図１９中の線Ｌ１）と１．７５ｍｍ（図１９中のＬ２）の間を通るようにする必要がある。
【００９８】
ここで、上記（３）式に鉛直撓み量０．７５ｍｍを代入すると、隙間容積率が０．５５％となり、上記（３）式に鉛直撓み量１．７５ｍｍを代入すると、隙間容積率が３．３２％となる。従って、上記２つの規定を満たすためには、最大許容荷重が１０００ｋＮの支承装置１０において、隙間容積率を０．５５〜３．３２％とすれば良いことが分かる。
【００９９】
図１９によれば、サンプル６−１１は何れも、隙間容積率が０．５５〜３．３２％を満たし、二次勾配の領域が、撓み量０．７５ｍｍ（図１９中の線Ｌ１）と１．７５ｍｍ（図１９中の線Ｌ２）の間を通っている。従って、サンプル６−１１は何れも、金属支承装置の扱いではなく、弾性支承装置に属する扱いとし得ると共に、段差を規定内に抑えることが出来る。
【０１００】
更に、最大許容荷重が１０００ｋＮの支承装置１０において、最小隙間容積率を０．５５％とすることも可能であるが、実際の使用を考えると、図１９及び表１より、最小隙間容積率を０．７６％とすることが好ましい。更に、最大隙間容積率を３．３２％とすることも可能であるが、実際の使用を考えると、図１９及び表１より、最大隙間容積率を２．８３％とすることが好ましい。即ち、最大許容荷重が１０００ｋＮの支承装置１０において、実際の使用を考えると、隙間容積率を０．７６〜２．８３％とすることが好ましい。
【０１０１】
［１０−３．最大許容荷重が３０００ｋＮの支承装置について］
最大許容荷重が３０００ｋＮの支承装置１０において、上記表１に示すように、弾性体１３の側面と拘束体１６の拘束面１６ａとの間の隙間容積率を異ならせたサンプル１２−１７の支承装置１０を作製し、作製した支承装置１０について、鉛直荷重を付加して鉛直撓み量を測定した。
【０１０２】
図２１は、最大許容荷重が３０００ｋＮの支承装置１０における鉛直荷重と鉛直撓み量との関係を示している。縦軸は、鉛直荷重［ｋＮ］を示し、横軸は、鉛直撓み量［ｍｍ］を示している。更に、図２１中の線Ａは、図７の線Ａに相当するゴム支承を参考例として示し、線Ｅは、図７の線Ｅに相当する密閉ゴム支承を参考例として示している。更に、図２１中の４００〜１７００ｋＮの間（図２１中の線ｍ１と線ｍ２の間）は、低荷重域を示し、１７００〜３０００ｋＮの間（図２１中の線ｍ２と線ｍ３の間）は、高荷重域を示している。
【０１０３】
図２１によれば、サンプル１２−１７は、鉛直荷重が大きくなるに連れて鉛直変位量も大きくなる非線形であり、鉛直撓み量に対する鉛直荷重の大きさを表すグラフの傾き（拘束度又はバネ定数）は、鉛直撓み量が大きくなるほど大きくなっていることが分かる。即ち、図７の線Ｂ−Ｄと同じような特徴を有する線となる。また、サンプル１２−１７は、隙間容積率が小さい程、鉛直撓み量に対する鉛直荷重の大きさを表すグラフの傾きの緩やかな範囲（一次勾配）を狭く設定することが出来る。すなわち、鉛直変位が小さくなっていることが分かる。
【０１０４】
更に、図２２は、最大許容荷重３０００ｋＮ載荷時の隙間容積率と鉛直撓み量の関係を示している。縦軸は、隙間容積率［％］を示し、横軸は、鉛直撓み量［ｍｍ］を示している。図２２によれば、隙間容積率と鉛直撓み量は、鉛直撓み量［ｍｍ］をｘとし、隙間容積率［％］をｙとした場合、下記（４）式のような関係を有していることが分かる。
ｙ＝０．４６ｘ２．８５・・・（４）
【０１０５】
上述したように、道路橋支承便覧には、支承装置について、回転撓みの照査上、１／１５０ｒａｄ程度撓むことが可能で、段差の照査上、圧縮変位量（段差）の許容値が１ｍｍ以内とされている。即ち、最大許容荷重が３０００ｋＮの支承装置１０においては、撓み量を１．３０ｍｍ（図２１中の線Ｌ１）以上２．３０ｍｍ（図２１中のＬ２）以下とする必要がある。換言すると、サンプル１２−１７の二次勾配の領域が、撓み量１．３０ｍｍ（図２１中の線Ｌ１）と２．３０ｍｍ（図２１中のＬ２）の間を通るようにする必要がある。
【０１０６】
ここで、上記（４）式に鉛直撓み量１．３０ｍｍを代入すると、隙間容積率が０．９８％となり、上記（４）式に鉛直撓み量２．３０ｍｍを代入すると、隙間容積率が４．９７％となる。従って、上記２つの規定を満たすためには、最大許容荷重が３０００ｋＮの支承装置１０において、隙間容積率を０．９８〜４．９７％とすれば良いことが分かる。
【０１０７】
図２１によれば、サンプル１３−１７は何れも、隙間容積率が０．９８〜４．９７％を満たし、二次勾配の領域が、撓み量１．３０ｍｍ（図２１中の線Ｌ１）と２．３０ｍｍ（図２１中の線Ｌ２）の間を通っている。従って、サンプル１３−１７は何れも、金属支承装置の扱いではなく、弾性支承装置に属する扱いとし得ると共に、段差を規定内に抑えることが出来る。一方、図２１によれば、サンプル１２は、隙間容積率が０．９８％よりも低く、二次勾配の領域が、撓み量１．３０ｍｍ（図２１中の線Ｌ１）と２．３０ｍｍ（図２１中の線Ｌ２）の間を通っていない。従って、サンプル１２は、撓み量が足りず、金属支承の扱いとなってしまう。
【０１０８】
更に、最大許容荷重が３０００ｋＮの支承装置１０において、最小隙間容積率を０．９８％とすることも可能であるが、実際の使用を考えると、図２１及び表１より、最小隙間容積率を０．９９％とすることが好ましい。更に、最大隙間容積率を４．９７％とすることも可能であるが、実際の使用を考えると、図２１及び表１より、最大隙間容積率を２．９３％とすることが好ましい。即ち、最大許容荷重が３０００ｋＮの支承装置１０において、実際の使用を考えると、隙間容積率を０．９９〜２．９３％とすることが好ましい。
【０１０９】
［１０−４．最大許容荷重が１００００ｋＮの支承装置について］
最大許容荷重が１００００ｋＮの支承装置１０において、上記表１に示すように、弾性体１３の側面と拘束体１６の拘束面１６ａとの間の隙間容積率を異ならせたサンプル１８−２４の支承装置１０を作製し、作製した支承装置１０について、鉛直荷重を付加して鉛直撓み量を測定した。
【０１１０】
図２３は、最大許容荷重が１００００ｋＮの支承装置１０における鉛直荷重と鉛直撓み量との関係を示している。縦軸は、鉛直荷重［ｋＮ］を示し、横軸は、鉛直撓み量［ｍｍ］を示している。更に、図２３中の線Ａは、図７の線Ａに相当するゴム支承を参考例として示し、線Ｅは、図７の線Ｅに相当する密閉ゴム支承を参考例として示している。更に、図２３中の１２００〜５０００ｋＮの間（図２３中の線ｍ１と線ｍ２の間）は、低荷重域を示し、５０００〜１００００ｋＮの間（図２３中の線ｍ２と線ｍ３の間）は、高荷重域を示している。
【０１１１】
図２３によれば、サンプル１８−２４は、鉛直荷重が大きくなるに連れて鉛直変位量も大きくなる非線形であり、鉛直撓み量に対する鉛直荷重の大きさを表すグラフの傾き（拘束度又はバネ定数）は、鉛直撓み量が大きくなるほど大きくなっていることが分かる。即ち、図７の線Ｂ−Ｄと同じような特徴を有する線となる。また、サンプル１８−２４は、隙間容積率が小さい程、鉛直撓み量に対する鉛直荷重の大きさを表すグラフの傾きの緩やかな範囲（一次勾配）を狭く設定することが出来る。すなわち、鉛直変位が小さくなっていることが分かる。
【０１１２】
更に、図２４は、最大許容荷重１００００ｋＮ載荷時の隙間容積率と鉛直撓み量の関係を示している。縦軸は、隙間容積率［％］を示し、横軸は、鉛直撓み量［ｍｍ］を示している。図２４によれば、隙間容積率と鉛直撓み量は、鉛直撓み量［ｍｍ］をｘとし、隙間容積率［％］をｙとした場合、下記（５）式のような関係を有していることが分かる。
ｙ＝０．１０ｘ２．９８・・・（５）
【０１１３】
上述したように、道路橋支承便覧には、支承装置ついて、回転撓みの照査上、１／１５０ｒａｄ程度撓むことが可能で、段差の照査上、圧縮変位量（段差）の許容値が１ｍｍ以内とされている。即ち、最大許容荷重が１００００ｋＮの支承装置１０においては、撓み量を２．４０ｍｍ（図２３中の線Ｌ１）以上３．４０ｍｍ（図２３中のＬ２）以下とする必要がある。換言すると、サンプル１８−２４の二次勾配の領域が、撓み量２．４０ｍｍ（図２３中の線Ｌ１）と３．４０ｍｍ（図２３中のＬ２）の間を通るようにする必要がある。
【０１１４】
ここで、上記（５）式に鉛直撓み量２．４０ｍｍを代入すると、隙間容積率が１．４２％となり、上記（５）式に鉛直撓み量３．４０ｍｍを代入すると、隙間容積率が４．００％となる。従って、上記２つの規定を満たすためには、最大許容荷重が１００００ｋＮの支承装置１０において、隙間容積率を１．４２〜４．００％とすれば良いことが分かる。
【０１１５】
図２３によれば、サンプル２０−２４は何れも、隙間容積率が１．４２〜４．００％を満たし、二次勾配の領域が、撓み量２．４０ｍｍ（図２３中の線Ｌ１）と３．４０ｍｍ（図２３中の線Ｌ２）の間を通っている。従って、サンプル２０−２４は何れも、金属支承装置の扱いではなく、弾性支承装置に属する扱いとし得ると共に、段差を規定内に抑えることが出来る。一方、図２３によれば、サンプル１８，１９は、隙間容積率が１．４２％よりも低く、二次勾配の領域が、撓み量２．４０ｍｍ（図２３中の線Ｌ１）と３．４０ｍｍ（図２３中の線Ｌ２）の間を通っていない。従って、サンプル１８，１９は、撓み量が足りず、金属支承の扱いとなってしまう。
【０１１６】
更に、最大許容荷重が１００００ｋＮの支承装置１０において、最小隙間容積率を１．４２％とすることも可能であるが、実際の使用を考えると、図２１及び表１より、最小隙間容積率を１．６２％とすることが好ましい。更に、最大隙間容積率を４．００％とすることも可能であるが、実際の使用を考えると、図２１及び表１より、最大隙間容積率を２．６８％とすることが好ましい。即ち、最大許容荷重が１００００ｋＮの支承装置１０において、実際の使用を考えると、隙間容積率を１．６２〜２．６８％とすることが好ましい。
【０１１７】
［１０−５．総括］
最大許容荷重が５００ｋＮの支承装置１０における最小隙間容積率である０．３６％と、最大許容荷重が１０００ｋＮの支承装置１０における最小隙間容積率である０．５５％と、最大許容荷重が３０００ｋＮの支承装置１０における最小隙間容積率である０．９８％と、最大許容荷重が１００００ｋＮの支承装置１０における最小隙間容積率である１．４２％とから、図２５に示すように、最大許容荷重と最小隙間容積率の関係は、近似曲線を用いて、下記（６）式に示すように表すことが出来る。
σｍｉｎ＝０．３６ｌｏｇ（Ｗｍａｘ）−１．９２・・・（６）
ここで、Ｗｍａｘは、最大許容荷重［ｋＮ］を示し、σｍｉｎは、隙間容積率［％］を示している。
【０１１８】
なお、上記（６）式は、あくまで近似曲線に過ぎず、最小隙間容積率σｍｉｎ±０．０５［％］程度までの範囲内であれば、同様の効果が得られるものと考えられる。従って、実際には、最大許容荷重と最小隙間容積率の関係は、下記（７）式に示すように表すことが出来る。
σｍｉｎ＝０．３６ｌｏｇ（Ｗｍａｘ）−１．９２±０．０５・・・（７）
ここで、Ｗｍａｘは、最大許容荷重［ｋＮ］を示し、σｍｉｎは、隙間容積率［％］を示している。
【０１１９】
従って、最大許容荷重に応じた最小隙間容積率は、上記（７）式を満たすものであれば良い。
【０１２０】
ここで、上記（７）式に最大許容荷重が５００ｋＮを代入すると、最小隙間容積率０．３３±０．０５％となり、最大許容荷重５００ｋＮの場合、最小隙間容積率は、０．２８％となる。従って、最大許容荷重が５００ｋＮの支承装置１０において、隙間容積率を０．２８〜５．０１％とすることが出来る。更に、上記（７）式に最大許容荷重が１０００ｋＮを代入すると、最小隙間容積率０．５８±０．０５％となり、最大許容荷重１０００ｋＮの場合、最小隙間容積率は、０．５３％となる。従って、最大許容荷重が１０００ｋＮの支承装置１０において、隙間容積率が０．５３〜３．３２％とすることが出来る。更に、上記（７）式に最大許容荷重が３０００ｋＮを代入すると、最小隙間容積率０．９８±０．０５％となり、最大許容荷重３０００ｋＮの場合、最小隙間容積率は、０．９３％となる。従って、最大許容荷重が３０００ｋＮの支承装置１０において、隙間容積率が０．９３〜４．９７％とすることが出来る。更に、上記（７）式に最大許容荷重が１００００ｋＮを代入すると、最小隙間容積率１．４１±０．０５％となり、最大許容荷重１００００ｋＮの場合、最小隙間容積率は、１．３６％となる。従って、最大許容荷重が１００００ｋＮの支承装置１０において、隙間容積率が１．３６〜４．００％とすることが出来る。
【０１２１】
更に、最大許容荷重が５００ｋＮの支承装置１０において、隙間容積率は、０．２８〜５．０１％に設けられ、最大許容荷重が１０００ｋＮの支承装置１０において、隙間容積率は、０．５３〜３．３２％に設けられ、最大許容荷重が３０００ｋＮの支承装置１０において、隙間容積率は、０．９３〜４．９７％に設けられ、最大許容荷重が１００００ｋＮの支承装置１０において、隙間容積率は、１．３６〜４．００％に設けられている。従って、最大許容荷重が５００ｋＮ〜１００００ｋＮの支承装置１０において、隙間容積率を、０．２８〜５．０１％とすることが出来る。
【０１２２】
［１１．その他の変形例］
上述の説明では、本発明の支承装置として橋梁用支承装置について説明したが、本発明は橋梁用支承装置に限定されることはなく、各種の構造物の制震、免震用の支承装置として採用することが出来る。
【符号の説明】
【０１２３】
１ 上部構造物、２ 下部構造物、３ 上部プレート、４ 摺滑部材、５ 下部プレート、６ 摺滑部材、１０ 支承装置、１１ 上沓、１２ 下沓、１３ 弾性体、１３ 凸部１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ） 弾性体、１４ 凸部、１５ 凹部、１６ 拘束体、１６ｂ，１６ｃ 固定手段、１７ 貫通孔、１７ａ 上揚防止片、１８ 芯材、１９ 大径部、２１ 挿通孔、２２ ネジ穴、２３ 積層型弾性体、２３ａ 補強板、２３ｂ 弾性層、２３ｃ 環状突出部、２４ 凸部、２５ 凹部、２５，２７ａ 突出部、２７ｂ 凹部，２８ａ 空隙部、３０ 支承装置、３１ 芯材、３２ 上揚防止片、３３ 大径部、３４ ネジ穴、４０ 支承装置、４１ 芯材、４１ａ 位置決め凸部、４１ｂ 位置決め凹部、４２ 上揚防止片、４３ 大径部、４３ａ ネジ穴、４４ ネジ部、４５ａ 挿通孔、４５ｂ 固定ボルト、４５ｃ 固定孔、４５ｄ 凹部、６１ 凸部、６２ 凹部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば建築物や橋梁等の各種構造物を支承する支承装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築物や橋梁等の構造物の支承装置には、ゴム板と鉄板とを交互に積層し、これらが加硫接着によって相互に接着されて構成されたゴム支承がある（特許文献１参照）。ゴム支承では、ゴムの変位を拘束することで、鉛直バネ剛性を高める工夫や回転追従性能を向上させる工夫がなされている。例えば、ゴム支承では、ゴム板と鉄板とを交互に積層し、これらを加硫接着することによって、ゴムの流動性を低減し、鉛直バネ剛性を高めるようにしている。
【０００３】
また、密閉ゴム支承では、ゴム板が下沓となる金属製ポット内に配置され、ゴム板の上にピストン状の上沓が載置され、ゴム板が非圧縮性の流体的に振る舞うように拘束されることで、回転追従性能が得られるように構成されている（特許文献２参照）。なお、この密閉ゴム支承は、鉛直可撓性がないことから金属支承の扱いとなる。
【０００４】
更に、所謂コンパクト支承では、大きな鉛直荷重を支持するため、上沓と下沓の相対する面にそれぞれ凹部を設け、それぞれの凹部内にゴム層が配設され、鉛直荷重が加わった際にゴムが撓み変形によって半径方向外方に膨出しないようにして、鉛直バネ剛性の向上を図るようにしている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１８２０号公報
【特許文献２】特開２０００−１７８９２１号公報
【特許文献３】特開２００９−１３７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、載荷物からの荷重に応じて適度な鉛直可撓性を発現しながら高荷重を支持することが出来る支承装置を提供することを目的とする。
【０００７】
詳しくは、低荷重から高荷重に至る広範な入力に適する鉛直バネ性能を発現させることが出来る支承装置を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、高面圧化させながらも、良好な回転追従性を実現出来る支承装置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】
【０００９】
本発明に係る支承装置は、建築物や橋梁等の各種構造物を支承する支承装置として用いられるものであり、第一剛性体と、第二剛性体と、前記第一剛性体と前記第二剛性体との間に配設される弾性体と、前記弾性体を囲繞する拘束体とを備えている。前記拘束体と前記弾性体との間には、隙間が設けられている。そして、前記拘束体と何れかの剛性体で構成される前記弾性体を収納するポット部の容積に対する前記隙間の隙間容積率は、０．２８〜５．０１％に設定されることを特徴としている。
【００１０】
これにより、本発明に係る支承装置は、面圧約３〜１２Ｎ／ｍｍ２程度の低荷重域では鉛直面内における回転に必要とされる撓みを満足する鉛直撓み量を確保しつつ、面圧約１２〜２５Ｎ／ｍｍ２程度の高荷重域では１ｍｍ以下の鉛直撓み量となって、連続的に配置された被支承物同士の間の鉛直方向における段差が１ｍｍ以下とする鉛直ばね特性を実現出来る。即ち、本発明に係る支承装置は、金属支承装置の扱いではなく、弾性支承装置に属する扱いとし得ると共に、段差を規定内に抑えることが出来る。
【００１１】
前記隙間の隙間容積率の最小値、即ち、最小隙間容積率σｍｉｎ［％］は、Ｗｍａｘを最大許容荷重［ｋＮ］とした場合、下記（１）式を満たす。
σｍｉｎ＝０．３６ｌｏｇＷｍａｘ−１．９６±０．０５・・・（１）
【００１２】
最大許容荷重が５００ｋＮの場合、前記隙間容積率は、０．２８〜５．０１％に設定される。更に、好ましくは、前記隙間容積率は、１．２０〜３．５４％とする。
【００１３】
最大許容荷重が１０００ｋＮの場合、前記隙間容積率は、０．５３〜３．３２％に設定される。更に、好ましくは、前記隙間容積率は、０．７６〜２．８３％とする。
【００１４】
最大許容荷重が３０００ｋＮの場合、前記隙間容積率は、０．９３〜４．９７％に設定される。更に、好ましくは、前記隙間容積率は、０．９９〜２．９３％とする。
【００１５】
最大許容荷重が１００００ｋＮの場合、前記隙間容積率は、１．３６〜４．００％に設定される。更に、好ましくは、前記隙間容積率は、１．６２〜２．６８％とする。
【００１６】
以上のような支承装置は、所定以上の入力がなされると、前記弾性体が前記隙間の容積を縮小するように弾性変形し、且つ、変形した当該弾性体が拘束体に当接及び／又は圧接して当該弾性体の変形が拘束されるように構成される。例えば、前記弾性体は、前記第一剛性体と前記第二剛性体と前記拘束体とによって囲繞されて略密閉状態とされ、前記弾性体への荷重の増大に伴って、より高度な密閉状態へと変化する。このような支承装置において、荷重が入力されたときには、入力の大きさに伴って、前記弾性体の側面又は前記拘束体の拘束面の前記凸部間の凹部により構成された隙間を埋めるように前記弾性体が変形しながら、凸部が前記拘束体の拘束面に圧接する程度が増大する。前記拘束体は、このような前記弾性体の変形を拘束する。
【００１７】
ここで、前記弾性体は、弾性層と補強板とが積層された積層構造で構成されていても良いし、補強板を含まず単層の弾性層で構成されていても良い。前記弾性体を積層構造としたときには、前記補強板の位置又は前記補強板の間の位置の一方に前記凸部又は凹部を形成し、他方に凹部又は凸部を形成すると良い。前記補強板がある場合、前記弾性体は、荷重入力があると、前記補強板の間において、前記弾性体の厚さ方向と略直交する方向に膨出する。前記補強板の間の位置に前記凸部を設けた場合には、弾性変形した前記弾性体の凸部が最初に前記拘束体の拘束面に圧接されることで、前記弾性体が変形し過ぎることを防止出来る。特に、前記補強板間に相当する弾性体周面の局部歪みによる損傷を防止出来る。
【００１８】
前記凸部又は凹部は、例えば、前記弾性体の側面又は前記拘束体の拘束面の周回り方向に連続及び／又は断続的に形成することで、前記作用を効果的に実現することが出来る。
【００１９】
前記弾性体の側面と前記拘束体の拘束面との間に隙間が形成されていても良い。すなわち、本発明は、少なくとも、大きい荷重が加わったとき、前記弾性体の凸部が拘束体の拘束面に当接しているように構成する。なお、支承装置の組立時等において、前記拘束体の拘束面と前記弾性体の凸部とが当接する程度であっても好い。この場合、前記拘束体内において、組立時に、前記弾性体の位置を容易に位置決め出来る。
【００２０】
前記拘束体は、前記第一剛性体と一体的に設けられていても良く、また、前記第二剛性体と一体的に設けられていても良い。
【発明の効果】
【００２１】
本発明では、弾性体を、第一剛性体と第二剛性体と拘束体とで囲繞することで、略密閉された空間部を構成して、密閉ゴム支承のように小さな支承面積にして高荷重支承を実現しながら、拘束体と弾性体との間に隙間を設けるようにしている。具体的に、拘束体と何れかの剛性体で構成される弾性体を収納するポット部の容積に対する隙間の隙間容積率は、０．３６〜５．０１％である。
【００２２】
これにより、本発明に係る支承装置は、金属支承装置の扱いではなく、弾性支承装置に属する扱いとし得る。そして、鉛直荷重に対する鉛直可撓変位を実現することが出来、また、回転作用の際には、隙間により弾性体が変形し、良好な回転追従性を実現出来る。
【００２３】
また、拘束体と弾性体との間に間隙を設けたことにより、鉛直荷重が大きくなるに連れて鉛直変位量も大きくなるが、その特性は非線形で、鉛直変位に対する鉛直荷重反力の大きさを表すグラフの傾き（拘束度又はバネ定数）は、鉛直変位又は鉛直荷重が大きくなるほど大きくなる。このように、本発明では、拘束体と弾性体との間に設けた隙間を設定したことで、荷重が大きくなるほど、鉛直変位量の増加量が小さくなるような特性で、即ち拘束度を可変として、上部構造物を支承することが出来る。
【００２４】
更に、例えば、支承装置の最大許容荷重が５００ｋＮの場合、隙間容積率を、０．２８〜５．０１％とし、より好ましくは、１．２０〜３．５４％とすることで、上記効果を得ることが出来る。
【００２５】
更に、支承装置の最大許容荷重が１０００ｋＮの場合、隙間容積率を、０．５３〜３．３２％とし、より好ましくは、０．７６〜２．８３％とすることで、上記効果を得ることが出来る。
【００２６】
更に、支承装置の最大許容荷重が３０００ｋＮの場合、隙間容積率を、０．９３〜４．９７％とし、より好ましくは、０．９９〜２．９３％とすることで、上記効果を得ることが出来る。
【００２７】
更に、支承装置の最大許容荷重が１００００ｋＮの場合、隙間容積率を、１．４２〜４．００％とし、より好ましくは、１．６２〜２．６８％とすることで、上記効果を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明を適用した支承装置の通常の使用状態を示す断面図である。
【図２】弾性体の斜視図である。
【図３】凸部及び凹部を縦方向に設けた弾性体の変形例の斜視図である。
【図４】凸部及び凹部を設けない弾性体の変形例の斜視図である。
【図５】上部構造物と下部構造物との間に設置される前（荷重が加わる前）の支承装置の断面図であって、弾性体側面の凸部と拘束体の拘束面との間が非接触の状態を示す。
【図６】上部構造物と下部構造物との間に設置される前（荷重が加わる前）の支承装置の断面図であって、弾性体側面の凸部と拘束体の拘束面との間が当接した状態を示す。
【図７】鉛直方向の変位量と鉛直荷重との関係を示す特性グラフである。
【図８】補強板の位置に凹部を設けた積層型弾性体を用いた支承装置の断面図である。
【図９】補強板の位置に凸部を設けた積層型弾性体を用いた支承装置の断面図である。
【図１０】（Ａ）−（Ｅ）は、積層型弾性体の補強板の変形例を示す断面図である。
【図１１】芯材が上沓を貫通した支承装置の断面図である。
【図１２】図１１の変形例であり、拘束体を下沓に固定した支承装置の断面図である。
【図１３】芯材が上／下沓の何れも非貫通の支承装置の変形例を示す断面図である。
【図１４】図１３を更に具体的にした支承装置の断面図である。
【図１５】拘束体の拘束面に凸部又は凹部を設けた支承装置の断面図であり、補強板の位置に凹部を設けた例を示す。
【図１６】拘束体の拘束面に凸部又は凹部を設けた支承装置の断面図であり、補強板の位置に凸部を設けた例を示す。
【図１７】最大許容荷重が５００ｋＮの支承装置における鉛直荷重と鉛直撓み量との関係を示したグラフである。
【図１８】最大許容荷重が５００ｋＮの支承装置におけると隙間容積率と鉛直撓み量との関係を示したグラフである。
【図１９】最大許容荷重が１０００ｋＮの支承装置における鉛直荷重と鉛直撓み量との関係を示したグラフである。
【図２０】最大許容荷重が１０００ｋＮの支承装置におけると隙間容積率と鉛直撓み量との関係を示したグラフである。
【図２１】最大許容荷重が３０００ｋＮの支承装置における鉛直荷重と鉛直撓み量との関係を示したグラフである。
【図２２】最大許容荷重が３０００ｋＮの支承装置におけると隙間容積率と鉛直撓み量との関係を示したグラフである。
【図２３】最大許容荷重が１００００ｋＮの支承装置における鉛直荷重と鉛直撓み量との関係を示したグラフである。
【図２４】最大許容荷重が１００００ｋＮの支承装置におけると隙間容積率と鉛直撓み量との関係を示したグラフである。
【図２５】最大許容荷重と最小隙間容積率の関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明に係る支承装置について図面を参照して説明する。なお、以下、支承装置について、以下の順に沿って説明する。
【００３０】
１．支承装置の説明
２．弾性体及び拘束体の説明
３．支承装置の動作説明
４．積層型弾性体の説明
５．補強板の変形例の説明
６．支承装置の変形例１
７．支承装置の変形例２
８．支承装置の変形例３
９．支承装置の変形例４
１０．隙間容積の説明
１０−１．最大許容荷重が５００ｋＮの支承装置について
１０−２．最大許容荷重が１０００ｋＮの支承装置について
１０−３．最大許容荷重が３０００ｋＮの支承装置について
１０−４．最大許容荷重が１００００ｋＮの支承装置について
１０−５．総括
１１．その他の変形例
【００３１】
［１．支承装置の説明］
図１に示すように、支承装置１０は、橋桁等の上部構造物１と橋脚や橋台といった下部構造物２との間に装着して水平荷重や鉛直荷重、回転荷重等の各種の荷重を支えると共に、地震や風、動的又は静的交通荷重等による揺動や振動、応力を吸収、分散しつつ、支承する橋梁用支承装置である。この支承装置１０は、第一剛性体としての上沓１１と第二剛性体としての下沓１２との間に支承体となる弾性体１３が介在されている。また、弾性体１３は、上沓１１又は下沓１２（ここでは上沓１１）に固定された拘束体１６によって囲繞されている。
【００３２】
上沓１１は、金属やセラミックス、或いは硬質樹脂やＦＲＰの如くの強化樹脂等の剛性素材によって構成することが好ましいが、必ずしも剛性素材に限定されるものではなく、弾性素材や剛性素材と弾性素材との組合せによって構成される材料によっても構成することが出来る。各種素材から構成される上沓１１は、平面形状が略多角形、略円形、略長円径、略楕円形等の適宜の形状に設定することが出来るが、方形又は円形とすることが製造上、或いは施工上、交換上有利である。なお、上沓１１は、外表面を全体的に弾性体等の被覆層で覆って、耐候性、防錆効果を得るように構成しても良い。
【００３３】
上部構造物１に対する上沓１１の固定手段は、例えばボルト、ナット等の締結手段を用いて上沓１１を上部構造物に対して直接的に固定しても良いが、ここでは、上沓１１よりも広面積の板状をなす上部プレート３を用いて上沓１１を上部構造物１に対して間接的に固定している。上沓１１の上部構造物１への固定方法は、これらの例に限定されるものではない。
【００３４】
なお、可動支承装置として用いるとき等は、上沓１１の上部、例えば上沓１１と上部プレート３との間に摺滑部材４を配設して、上部構造物１と支承装置１０とを相対変位可能に固定しても良い。この摺滑部材４としては、例えば、フッ化炭素樹脂の一種であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の如くの低摩擦係数の表面を有するプレート等を、上沓１１の上面に固定したり、又は上部構造物１や上部構造物１に固定される取付手段側の下面に固定することによって構成することが可能である。
【００３５】
下沓１２は、上沓１１同様、金属やセラミックス、或いは硬質樹脂やＦＲＰの如くの強化樹脂等の剛性素材によって構成することが好ましいが、必ずしも剛性素材に限定されるものではなく、弾性素材や剛性素材と弾性素材との組合せによっても構成される材料によって構成することが出来る。各種素材から構成される下沓１２は、平面形状が略多角形、略円形、略長円径、略楕円形等の適宜の形状に設定することが出来るが、方形又は円形とすることが製造上、又は施工上、交換上で有利である。下沓１２の平面形状等は、必ずしも上沓１１と一致させる必要はないが、各部のサイズと、凸部や凹部の形状や位置等は下沓１２の設定と上沓１１の設定を互いに整合させる必要がある。なお、下沓１２は、外表面を全体的に弾性体等の被覆層で覆って、耐候性、防錆効果を得るように構成することも出来る。
【００３６】
下部構造物に対する下沓１２の固定手段は、例えばボルト、ナット等の締結手段を用いて下沓１２を下部構造物２に対して直接的に固定しても良いが、ここでは、下沓１２よりも広面積の板状をなす下部プレート５の如くの下部固定手段を用いて下沓１２を下部構造物２に対して間接的に固定している。下沓１２の下部構造物２への固定方法は、これらの例に限定されるものではない。
【００３７】
なお、可動支承装置として用いるとき等は、下沓１２の下部、例えば下部プレート５と下沓１２との間に摺滑部材６を配設して、下部構造物２と支承装置１０とを相対変位可能に固定しても良い。この摺滑部材６としては、例えば、ＰＴＦＥの如くの低摩擦係数の表面を有するプレート等を、下沓１２の下面に固定したり、又は下部構造物２や下部構造物２に固定される取付手段側の上面に固定することが可能である。
【００３８】
尚、上沓１１や下沓１２の直接的又は間接的な固定は、着脱可能な方法とするのが好ましく、ボルト、ナット等による締結はその一例である。
【００３９】
［２．弾性体及び拘束体の説明］
弾性体１３は、天然ゴムや合成ゴム、熱可塑性エラストマや熱硬化性エラストマを用いることができ、これらの中でも天然ゴムを主成分として使用することが好ましい。具体的なエラストマ成分としては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレン−プロピレンゴム、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（臭素化、塩素化等）、アクリルゴム、ポリウレタン、シリコーンゴム、フッ化ゴム、多硫化ゴム、ハイパロン、エチレン酢酸ビニルゴム、エピクロルヒドリンゴム、エチレン−メチルアクリレート共重合体、スチレン系エラストマ、ウレタン系エラストマ、ポリオレフィン系エラストマ、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）、エポキシ化天然ゴム、ｔｒａｎｓ−ポリイソプレン、ノルボルネン開環重合体（ポリノルボルネン）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ハイスチレン樹脂、イソプレンゴム等のゴムを一種単独、或いは二種以上を併用することが出来る。
【００４０】
図２に示す弾性体１３ａは、例えば、円柱状をなし、内部に鉄板といった剛性の補強板が設けられていない弾性層が一つ（単層）のものを示している。この弾性体１３ａの側面には、周回り方向に、凸部１４と凹部１５とが設けられている。凸部１４と凹部１５は、図２の例では、互いに平行に、周回り方向に連続して設けられている。
【００４１】
なお、凸部１４と凹部１５は、周回り方向に断続的に設けられていても良い。更に、凸部１４と凹部１５は、厚さ方向の間隔も、等間隔でも、等間隔でなくても良い。更に、図３に示すように、弾性体１３としては、高さ（厚さ）方向に、凸部１４や凹部１５を設けたものであっても良い。更に、図４に示すように、弾性体１３としては、側面に凸部１４や凹部１５を有しないものであってもよい。
【００４２】
以上のような弾性体１３は、図１に示す例では、下沓１２上に配設され、下沓１２によって支持される。弾性体１３は、上沓１１と下沓１２との間を接着して高支圧化しても良いが、接着しないことにより、良好な回転追従性を実現することも出来る。
【００４３】
また、弾性体１３は、図１に示すように、拘束体１６によって囲繞されている。拘束体１６は、弾性体１３の外径よりやや大きい内径を有する円筒体であり、上沓１１又は下沓１２の何れか、図１では上沓１１の外周部に固定されている。例えば、上沓１１と拘束体１６との結合は、ボルト・ナット等の固定手段１６ｂを用いても良い。なお、固定手段１６ｂとしては、上沓１１と拘束体１６の何れか一方に雄ねじを設け、他方に雌ねじを設け、これらを互いに螺合して結合するねじ締結によったり、溶接したり、従来公知の結合方法等で行うことも出来る。拘束体１６の下沓１２側の先端部は、下沓１２の外周部の外側に位置し、固定されていない。これにより、上沓１１は、鉛直荷重の入力があっとき、弾性体１３を圧縮しながら鉛直下向きに移動することが出来る。すなわち、拘束体１６の下沓１２側の先端部が下沓１２の外周部の外側に位置することで、上沓１１と下沓１２の間に配設される弾性体１３の剪断変形を抑制する機能や、弾性体１３を略密閉状態に拘束して高支圧化させるピストンの役割を実現する。かくして、下沓１２に支持された弾性体１３は、上面が上沓１１、側面が拘束体１６によって包囲され、略密閉された空間に配設されることになる。支承装置１０は、略密閉ゴム支承となり、小さな支承面積にして高荷重を支承することが可能となる。
【００４４】
ここで、弾性体１３と拘束体１６との大きさの関係について説明すると、図１の例では、支承装置１０が上部構造物１と下部構造物２との間に設置され、支承装置１０に対して上部構造物１の荷重によって弾性体１３が変形している状態において、弾性体１３の側面の凸部１４が拘束体１６の内周面の拘束面１６ａに当接した状態となっている。つまり、図５に示すように、上部構造物１と下部構造物２との間に設置される前は、弾性体１３の側面の凸部１４が拘束体１６の内周面の拘束面１６ａとの間が非接触の状態で、隙間が設けられた状態となっており、上部構造物１と下部構造物２との間に設置されると、上部構造物１の死荷重によって、弾性体１３の側面の凸部１４が拘束体１６の内周面の拘束面１６ａに当接した状態となる。なお、通常の使用範囲での荷重の際には、弾性体１３の側面の凸部１４が拘束体１６の内周面の拘束面１６ａと非接触で、通常の使用範囲を超える高い荷重があった際に、弾性体１３の側面の凸部１４が拘束体１６の内周面の拘束面１６ａと当接し、更なる高荷重の入力によって拘束面１６ａに凸部１４、並びに、凹部１５の膨出変形した部分が圧接されるようにしても良い。
【００４５】
更に、図６に示すように、上部構造物１と下部構造物２との間に設置される前において、弾性体１３の側面の凸部１４が拘束体１６の内周面の拘束面１６ａに当接した状態であっても良い。この場合、弾性体１３を拘束体１６内に配設する際、拘束体１６内における弾性体１３を正確に位置決めすることが出来る。
【００４６】
以上のように、本発明で用いる弾性体１３は、弾性体１３の側面に凸部１４を設け、凸部１４以外を凹部１５とすることによって、弾性体１３に鉛直荷重が加わった際に、鉛直下向きに変位するようにし、更に、拘束体１６によって、弾性体１３の変形量が制限される構成となっている。従って、このような作用を実現出来るのであれば、弾性体１３の側面に設ける凸部１４と凹部１５を設ける位置や大きさは、上述の例に限定されるものではない。
【００４７】
［３．支承装置の動作説明］
以上のような支承装置１０では、上部構造物１と下部構造物２との間に設置されると、図１に示すように、弾性体１３が、通常の使用範囲の荷重（例えば死荷重や死荷重＋車両通行時の活荷重）によって、圧縮され、弾性体１３の凸部１４は、弾性体１３を囲繞した拘束体１６の拘束面１６ａに近接又は当接した位置となる。支承装置１０は、弾性体１３が鉛直荷重の大きさに応じた弾性変形をし、この弾性変形によって側面の凸部１４が凹部１５により構成された隙間を埋めるように変形しながら、拘束体１６の拘束面１６ａに圧接される。すなわち、弾性体１３の変位量は、拘束体１６によって制限される。
【００４８】
このような支承装置１０では、下沓１２に支持された弾性体１３を、上沓１１と拘束体１６によって囲繞し、弾性体１３の側面と拘束面１６ａとの間に所定の隙間を有する略密閉された空間部を設けて構成することで、重入力の初期や低荷重の入力時には、鉛直荷重に対する鉛直可撓変位を可能としながら入力の高荷重化に伴って、徐々に鉛直変位量の増加量が小さくなって弾性率が高くなり、大きな荷重の入力に対しては密閉ゴム支承のように挙動して、小さな支承面積にして高荷重支持を実現する。また、低荷重から高荷重の入力に亘って鉛直面内における回転力の作用時には、弾性体１３が拘束体１６によって部分的に支持されながらも弾性体１３と拘束体１６との間の隙間により弾性体１３が変形し、弾性体への極端な負荷なく、良好な回転追従性を実現出来る。
【００４９】
ここで、図７に、鉛直方向の変位量と鉛直荷重との関係を示す。
線Ａ・・・密閉ゴム支承ではなく、荷重が加わった際の変位が拘束されていないゴム支承。
線Ｂ・・・拘束体１６の内径（ポット部の内径）に対して弾性体１３の外形を小さくし、凸部１４と凹部１５を大きく形成して、拘束面１６ａと弾性体１３の側面との間の隙間を大きくしたときの特性を示す。（隙間大）
線Ｃ・・・拘束面１６ａと弾性体１３の側面との間の隙間を線Ｂの場合より小さくしたときの特性を示す。（隙間中）
線Ｄ・・・拘束面１６ａと弾性体１３の側面との間の隙間を最も小さくしたときの特性を示す。（隙間小）
線Ｅ・・・拘束面１６ａと弾性体１３の側面との間の隙間を設けない密閉ゴム支承。回転追従性能を有するが、鉛直方向の弾性変位はほとんど無く、金属支承の扱いとなる。
【００５０】
図５の線Ａで示すゴム支承では、鉛直荷重が大きくなるに連れて鉛直変位量もほぼ比例的に大きくなり、グラフの傾き（拘束度又はバネ定数）はほぼ一定である。弾性体１３の側面に凸部１４と凹部１５を設けた線Ｂ−Ｄの例によれば、鉛直荷重が大きくなるに連れて鉛直変位量も大きくなるが、その特性は非線形となる。すなわち、鉛直変位に対する鉛直荷重反力の大きさを表すグラフの傾き（拘束度又はバネ定数）は、鉛直変位が大きくなるほど大きくなる。このように、弾性体１３の側面に凸部１４と凹部１５を設けたときには、大きな荷重が入力されたときほど、より高度な密閉状態に変化して鉛直変位量の増加量が小さくなるような特性で、すなわち拘束度を可変として、上部構造物１を支承することが出来る。すなわち、この支承装置１０では、適度な鉛直可撓性を有しながら高荷重を支持することが出来る。また、線Ｂ−Ｄの例を見ると、隙間が小さい程、鉛直変位に対する鉛直荷重反力の大きさを表すグラフの傾きの緩やかな範囲（一次勾配）を狭く設定することが出来る。すなわち、鉛直変位が小さくなる。更に、線Ｅの密閉ゴム支承では、鉛直方向の弾性変位はほとんど見られない。
【００５１】
特に、弾性体１３の側面に凸部１４と凹部１５を設けた線Ｂ−Ｄの例によれば、高荷重が加わると、鉛直可撓変位が小さくなり、密閉ゴム支承のように挙動する。したがって、線Ｂ−Ｄの例では、支承する上部構造物１の種類、用途等に応じて、線Ｂ−Ｄの使用範囲を設定していくことになる。例えば、死荷重に活荷重が加わったとき、グラフの急勾配の範囲（二次勾配）の領域に含まれるようにすることで、車両通過時の振動や騒音を低減することが出来るようになる。なお、鉛直撓みがあるため、線Ｂ−Ｄの支承装置は、弾性支承装置に属する扱いとし得る。
【００５２】
［４．積層型弾性体の説明］
以上の例では、弾性層が単層の弾性体１３を用いた支承装置１０を説明したが、弾性体１３としては、図８に示すように、弾性層と補強板とが積層された積層構造の弾性体１７であっても良い。弾性体１７は、内部に補強板１７ａが設けられ、弾性層１７ｂが複数設けられ、補強板１７ａと弾性層１７ｂとが加硫接着によって相互に接着されている。単層の弾性体１３は、荷重が加わると、自由側面が側方に押し出され、特に厚さ方向の中央部を中心として膨出する。積層型の弾性体１７では、補強板１７ａがあることで、弾性体１７の自由側面の膨出が抑制され、耐荷力が増大する。但し、補強板１７ａの間の弾性層１７ｂの側面も、自由側面であるから荷重の大きさに応じて、側方に僅かに膨出する。しかし、支承装置１０では、拘束体１６が弾性体１７の変形を拘束するので膨出量は僅かとなる。
【００５３】
つまり、図８に示すように、積層型の弾性体１７では、側面において、自由側面の弾性層１７ｂの位置に凸部１８を設け、補強板１７ａの位置に凹部１９を設けるようにしている。この場合、凸部１８は、荷重が加わった際、弾性層１７ｂの自由側面が膨出することで、凹部１９より先に拘束体１６の拘束面１６ａに強く圧接されることになる。勿論、本発明では、図９に示すように、補強板１７ａの位置を凸部１８とし、弾性層１７ｂの位置を凹部１９としても良い。この場合、凹部１９となっている弾性層１７ｂの自由側面が僅かに膨出することで、凸部１８と凹部１９の部分が同じように拘束体１６の拘束面１６ａと当接され均等に圧接されるようにすることが出来る。積層型の弾性体１７は、従来最も膨出量が多い補強板間位置の弾性部であるが、この部位に凸部１８を設けた上、拘束体１６の拘束面１６ａによってこの凸部１８周辺の膨出量が拘束されているので、高荷重が入力されている際でも内部の補強板１７ａの周囲における弾性層１７ｂに対する局部応力が緩和される。また、内部の補強板１７ａが高荷重によってもつぶれにくくなり、補強板１７ａを薄くすることが出来、支承装置１０の全体の厚さの薄型化を実現出来る。
【００５４】
積層型弾性体１７と拘束体１６との大きさの関係については、弾性体１３の場合と同様で、図５や図６を用いて説明したように、設置前において、弾性体１７の側面の凸部１８が拘束体１６の内周面の拘束面１６ａとの間が非接触の状態であっても良いが、接触した状態としても良く、この場合、組立時に、弾性体１７の側面の凸部１８が拘束体１６の内周面の拘束面１６ａと接触するようになり、位置決め性が向上するので好ましい。しかしながら入力が無い時点での弾性体と拘束体との接触の有無は特に限定されるものではなく、例えば、大きな荷重が入力されたときに、弾性体１７の側面の凸部１８が拘束体１６の内周面の拘束面１６ａと接触するようにしても良い。
【００５５】
なお、図８及び図９の例では、上沓１１と拘束体１６とを一体に構成している。また、積層型の弾性体１７は、鉛直荷重支持性能や水平荷重支持性能、並びに鉛直回転性能は、弾性層の面積や厚さ、材質、数、補強板の面積や厚さ、数等によって調節することが出来る。また。拘束体１６は、上沓１１の下面の外周側に固定されている。例えば、上沓１１と拘束体１６との結合は、ボルト・ナット等の固定手段１６ｂを用いても良い。また、固定手段１６ｂとしては、上沓１１と拘束体１６の何れか一方に雄ねじを設け、他方に雌ねじを設け、これらを互いに螺合して結合するねじ締結によったり、溶接したり、従来公知の結合方法等で行うことも出来る。
【００５６】
［５．補強板の変形例の説明］
積層型の弾性体１７に用いる補強板１７ａは、具体的に、図１０に示すように構成することが出来る。図１０（Ａ）に示す例では、上沓１１の弾性体１７が配設される側の面の中央部に、突出部２１ａを設け、突出部２１ａの周囲に環状の凹部２１ｂを設けている。また、下沓１２の弾性体１７が配設される側の面の中央部に、突出部２２ａを設け、突出部２２ａの周囲に凹部２１ｂを設けている。したがって、上沓１１と下沓１２との間に配設される弾性体１７は、中央部が薄肉部で、周囲が環状に厚肉部となっている。この弾性体１７の内部には、厚肉部となる外周領域に、環状の補強板１７ａが設けられる。この弾性体１７において、側面には、補強板１７ａの位置に凹部１９が設けられ、弾性層１７ｂの位置に凸部１８が連続して又は断続的に設けられている。勿論、補強板１７ａの位置に凸部１８を設け、弾性層１７ｂの位置に凹部１９を設けるようにしても良い。また、弾性体１７の中央部には、拘束度調節のため、空隙部２３ａを設けるようにしても良い。このような弾性体１７は、中央部が薄肉部で、周囲が環状の厚肉部となっているので、回転追従性を向上させることが出来る。
【００５７】
図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）の変形例で、下沓１２の弾性体１７が配設される側の面が平坦に形成され、上沓１１側のみに、突出部２１ａと凹部２１ｂとが設けられている。この弾性体１７では、下沓１２の弾性体１７が配設される側の面が平坦に形成されているので、下沓１２や弾性体１７の形状を簡素化することが出来、加工コストを削減出来る。この例でも、弾性体１７の中央部に、空隙部２３ａを設けるようにしても良い。また、弾性体１７の側面には、補強板１７ａの位置に凹部１９が設けられ、弾性層１７ｂの位置に凸部１８が連続して又は断続的に設けられている。勿論、補強板１７ａの位置に凸部１８を設け、弾性層１７ｂの位置に凹部１９を設けるようにしても良い。
【００５８】
図１０（Ｃ）は、弾性体１７に同心に、環状の複数の補強板１７ａが同心円状に設けられている。この例では、上沓１１と下沓１２の相対する面、すなわち弾性体１７が配設される面は平坦に形成されている。この例では、上沓１１と下沓１２の弾性体１７が配設される面に突出部２１ａ，２２ａや凹部２１ｂ，２２ｂ（図１０（Ａ），（Ｂ）参照）が設けられていないので、構成が簡素化され、加工コストを削減することが出来る。なお、複数の環状の補強板１７ａは、内周側に一つでも良く、また、外周側に一つでも良く、その数も特に限定されるものではない。また、図１０（Ｃ）では、同じ高さに同心に環状の補強板１７ａを複数設けているが、各補強板１７ａの設けられる高さは、必ずしも同じで無くて良い。この例においても更に、弾性体１７の中央部には、空隙部２３ａを設けるようにしても良い。更に、弾性体１７の側面には、補強板１７ａの位置に凸部１８が設けられ、弾性層１７ｂの位置に凹部１９が連続して又は断続的に設けられている。勿論、補強板１７ａの位置に凹部１９を設け、弾性層１７ｂの位置に凸部１８を設けるようにしても良い。
【００５９】
図１０（Ｄ）は、複数の補強板１７ａが互いに離間して平行に設けられている。この例において、補強板１７ａの枚数は一枚でも複数枚でも良い。この例では、側面に、補強板１７ａの位置に凸部１８が設けられ、弾性層１７ｂの位置に凹部１９が連続して又は断続的に設けられている。勿論、補強板１７ａの位置に凹部１９を設け、弾性層１７ｂの位置に凸部１８を設けるようにしても良い。
【００６０】
図１０（Ｅ）は、補強板１７ａの表裏に、複数の環状突出部１７ｃが同心円状に設けられている。この例において、補強板１７ａの枚数は一枚でも複数枚でも良い。また、環状突出部１７ｃの数は、特に限定されるものではなく、例えば一つであっても良い。また、環状突出部１７ｃは、連続した突条部ではなく、断続的なものであっても良い。この例では、弾性体１７の側面の補強板１７ａの位置に凸部１８が設けられ、弾性層１７ｂの位置に凹部１９が連続して又は断続的に設けられている。勿論、補強板１７ａの位置に凹部１９を設け、弾性層１７ｂの位置に凸部１８を設けるようにしても良い。また、環状突出部１７ｃは、表裏の何れか一方の面のみに設けても良く、また、補強板１７ａは複数枚設けるようにしても良い。
【００６１】
［６．支承装置の変形例１］
図１１に示す支承装置３０は、下沓１２に、芯材３１が取り付けられ、上揚防止部と水平変位防止部とを設けたものである。また、この支承装置３０は、第一剛性体としての上沓１１と第二剛性体としての下沓１２との間に弾性層と補強板とが積層された積層構造の弾性体１７が介在されている。支承装置３０の上沓１１は、表裏面に貫通した貫通孔３２が穿設されている。貫通孔３２には、上沓１１の上面側から芯材３１が挿入され、芯材３１の先端部が上沓１１の上面から突出することなく、上沓１１が鉛直下向きに変位する分を考慮して、先端部が一段低くなるように収容されている。この貫通孔３２の開口端には、上揚防止片３２ａがフランジ状に形成されている。
【００６２】
貫通孔３２に挿通される芯材３１は、大径部３３となる頭部を有する金属性のボルト状部材からなり、先端部である大径部３３が上沓１１の貫通孔３２の内部に収容可能な大きさに設定されている。この芯材３１は、上沓１１の貫通孔３２より弾性体１７の略中央部に形成された挿通孔３４に挿通され、更に、下沓１２の弾性体１７の支持面側に形成されたネジ穴３５に螺合されることによって固定される。芯材３１は、貫通孔３２より挿入され、ネジ穴３５に固定されたとき、大径部３３が貫通孔３２内に一段低くなるように収容される。この芯材３１は、下沓１２に固定されることで、上沓１１と下沓１２とが水平方向に相対変位しようとした際に、芯材３１が上揚防止片３２ａの先端面又は貫通孔３２の側面に突き当たり、下沓１２に固定された芯材３１によって上沓１１の変位が規制される。すなわち、芯材３１は、水平変位防止部として機能して、過剰に上沓１１と下沓１２とが水平方向において相対変位することを防止する。更に、芯材３１の大径部３３は、貫通孔３２の上揚防止片３２ａの開口径より大きく、上揚防止片３２ａと係合する。芯材３１は、上沓１１に上揚力、すなわち上沓１１が下沓１２に対して相対的に上揚しようとする力が加わったとき、下沓１２に固定された芯材３１の大径部３３に上揚防止片３２ａが係止されることによって、上沓１１と下沓１２とが乖離することを防止することが出来る。すなわち、大径部３３は、上揚防止部としても機能することになる。
【００６３】
また、弾性体１７は、図１１に示すように、拘束体１６によって囲繞されている。拘束体１６は、弾性体１３の平均外径よりやや大きい内径を有する円筒体であり、上沓１１の外周部に固定されている。例えば、上沓１１と拘束体１６との結合は、ボルト・ナット等の固定手段１６ｂを用いても良い。なお、固定手段１６ｂとしては、上沓１１と拘束体１６の何れか一方に雄ねじを設け、他方に雌ねじを設け、これらを互いに螺合して結合するねじ締結によったり、溶接したり、従来公知の結合方法等で行うことが出来る。
【００６４】
拘束体１６の下沓１２側の先端部は、下沓１２の外周部の外側に位置し、固定されていない。これにより、上沓１１は、鉛直荷重の入力があっとき、弾性体１３を圧縮しながら鉛直下向きに変位することが出来る。すなわち、拘束体１６の下沓１２側の先端部が下沓１２の外周部の外側に位置することで、芯材３１と協働して、上沓１１と下沓１２の間に配設される弾性体１７の剪断変形を抑制する機能や、弾性体１７を略密閉状態に拘束して高支圧化させるシリンダの役割を果たす。かくして、下沓１２に支持された弾性体１７は、上面が上沓１１、側面が拘束体１６によって包囲され、略密閉された空間に配設されることになる。すなわち、支承装置１０は、略密閉ゴム支承となり、小さな支承面積にして高荷重を支承することが可能となる。
【００６５】
このような支承装置３０にあっても、上述した支承装置１０と同様に、下沓１２に支持された弾性体１７を、上沓１１と拘束体１６によって囲繞することで、略密閉された空間部を構成して、略密閉ゴム支承のようにして小さな支承面積にして高荷重支承を実現しながら、弾性体１７の側面と拘束面１６ａとの間に隙間を設けることで、鉛直荷重に対する鉛直可撓変位を実現することが出来る。また、回転作用の際には、隙間により弾性体１７が変形し良好な回転追従性を実現出来る。そして、上記図７で示したように、拘束面１６ａと弾性体１７の側面との間に隙間を設けることで、大きな荷重が入力されたときほど、より高度な密閉状態に変化して鉛直変位量の増加量を小さくすることが出来る。
【００６６】
なお、この支承装置３０において、支承体となる弾性体１７は、弾性層が単層の弾性体１３であっても良い（図２−４参照）。また、上下を逆にして、上沓１１を下沓とし、下沓１２を上沓として用いても良い。更に、上部構造物１と下部構造物２に設置するにあたっては、上述したように、上部プレート３や下部プレート５を介在させて固定しても良いし、更に、摺滑部材４，６を介在させて固定しても良い（図１参照。）。また、図１２に示すように、支承装置３０は、拘束体１６を上沓１１ではなく、下沓１２の外周部に固定手段１６ｂによって固定するようにしても良い。この場合、拘束体１６の先端部は、上沓１１の外周部の外側に位置し固定されていない。これにより、上沓１１は、鉛直荷重の入力があっとき、弾性体１３を圧縮しながら鉛直下向きに変位することが出来る。
【００６７】
［７．支承装置の変形例２］
図１３に示す支承装置４０は、芯材４１が上沓１１と下沓１２とを非貫通としたものである。この支承装置４０は、下沓１２に、芯材４１が取り付けられ、上揚防止部と水平変位防止部とを設けたものである。また、この支承装置４０は、第一剛性体としての上沓１１と第二剛性体としての下沓１２との間に弾性層と補強板とが積層された積層構造の弾性体１７が介在されている。
【００６８】
上沓１１は、弾性体１７の上面に配設されるものであって、外周部に、拘束体１６が固定される。例えば、上沓１１と拘束体１６との結合は、ボルト・ナット等の固定手段１６ｂを用いて良い。また、固定手段１６ｂとしては、上沓１１と拘束体１６の何れか一方に雄ねじを設け、他方に雌ねじを設け、これらを互いに螺合して結合するねじ締結によったり、溶接したり、従来公知の結合方法等で行うことが出来る。拘束体１６の下沓１２側の先端部は、フランジ状の上揚防止片４２が内側に張り出して形成されている。
【００６９】
芯材４１は、大径部４３となる頭部を有する金属製のボルト状部材からなり、先端部が下沓１２の弾性体１７の支持面側に形成されたネジ穴４４に螺合されることによって固定される。この芯材４１は、上端部が大径部４３となっており、弾性体１７を支持する支持面となっている。また、この大径部４３は、上沓１１の外周部に固定された拘束体１６の上揚防止片４２に係合する。下沓１２に固定された芯材４１の大径部４３は、上揚防止部ともなって、上沓１１に上揚力が加わったとき、上沓１１側の上揚防止片４２が係止されることで、上沓１１と下沓１２とが乖離することを防止する。また、この芯材４１の大径部４３は、拘束体１６の拘束面１６ａを摺動するような大きさに形成され、弾性体１７を略密閉状態に拘束して高支圧化させるピストンのように機能して、鉛直方向の変位を許容し、また、水平変位防止部となって、芯材４１で水平方向の変位を制限する。これにより、過剰に上沓１１と下沓１２とが水平方向において相対変位することを防止することが出来る。更に、上揚防止片４２と下沓１２との間は、間隙が設けられており、鉛直下向き上沓１１が変位した際に、上揚防止片４２が下沓１２に突き当たらないようにしている。
【００７０】
このような支承装置４０にあっても、上述した支承装置１０，３０と同様に、下沓１２に支持された弾性体１７を、上沓１１と拘束体１６によって囲繞することで、略密閉された空間部を構成して、略密閉ゴム支承のようにして小さな支承面積にして高荷重支持を実現しながら、弾性体１７の側面と拘束面１６ａとの間に隙間を設けることで、鉛直荷重に応じた鉛直可撓変位を可能とすることが出来る。また、回転作用の際には、隙間により弾性体１７がより一層変形し易くなり、良好な回転追従性を実現出来る。そして、上記図７で示したように、拘束面１６ａと弾性体１７の側面との間に隙間を設けることで、大きな入力があったときほど、より高度な密閉状態に変化して高支圧化させ鉛直変位量の増加量を小さくすることが出来る。
【００７１】
なお、この支承装置４０において、支承体となる弾性体１７は、弾性層が単層の弾性体１３であっても良い（図２−４参照）。また、上下を逆にして、上沓１１を下沓とし、下沓１２を上沓として用いても良い。更に、上部構造物１と下部構造物２に設置するにあたっては、上述したように、上部プレート３や下部プレート５を介在させて固定しても良いし、更に、摺滑部材４，６を介在させて固定しても良い（図１参照）。
【００７２】
［８．支承装置の変形例３］
図１４に示す支承装置５０は、図１３の支承装置４０を更に変形したものである。この支承装置５０は、下沓１２に、芯材５１が取り付けられ、上揚防止部と水平変位防止部とを設けたものである。この支承装置５０は、第一剛性体としての上沓１１と第二剛性体としての下沓１２との間に弾性層１７ｂと補強板１７ａとが積層された積層構造の弾性体１７が介在されている。
【００７３】
上沓１１は、弾性体１７の上面に配設されるものであって、外周部に、拘束体１６が固定される。例えば、上沓１１と拘束体１６との結合は、ボルト・ナット等の固定手段１６ｂを用いることが出来る。また、固定手段１６ｂとしては、上沓１１と拘束体１６の何れか一方に雄ねじを設け、他方に雌ねじを設け、これらを互いに螺合して結合するねじ締結によったり、溶接したり、従来公知の結合方法等で行うことが出来る。拘束体１６の下沓１２側の先端部は、フランジ状の上揚防止片５２が内側に張り出して形成されている。
【００７４】
芯材５１は、ベースプレートとなる下沓１２に下端部が固定される。芯材５１の下端面は、位置決め凸部５１ａが設けられ、位置決め凸部５１ａが下沓１２側の位置決め凹部５１ｂに嵌合されることで、位置決めされる。また、下沓１２には、挿通孔５５ａが形成され、固定ボルト５５ｂが芯材５１の下端部に設けられた固定孔５５ｃに締め付けられることで固定される。芯材５１の上端部には、弾性体１７を支持する支持面となる大径部５３が一体的に設けられる。大径部５３は、裏面中央部にネジ穴５３ａが設けられており、ネジ穴５３ａに、芯材５１の先端部に形成されたネジ部５４が締め付けられることで一体化される。なお、固定ボルト５５ｂのボルト頭部は、下沓１２の挿通孔５５ａと連通した凹部５５ｄに突出することなく収容されている。
【００７５】
芯材５１と一体の大径部５３は、外周部下面が上沓１１の外周部に固定された拘束体１６の上揚防止片５２と係合する。下沓１２との一体の芯材５１の大径部５３は、上揚防止部ともなって、上沓１１に上揚力が加わったとき、上沓１１側の上揚防止片５２が係止されることで、上沓１１と下沓１２とが乖離することを防止する。また、この芯材５１の大径部５３は、拘束体１６の拘束面１６ａを摺動するような大きさに形成され、弾性体１７を略密閉状態に拘束して高支圧化させるピストンのように機能して、鉛直方向の変位を許容し、また、水平変位防止部となって、芯材５１で水平方向の変位を規制する。これにより、過剰に上沓１１と下沓１２とが水平方向において相対変位することを防止することが出来る。更に、上揚防止片５２と下沓１２との間は、間隙が設けられており、鉛直下向きに上沓１１が変位した際に、上揚防止片５２が下沓１２に突き当たらないようにしている。
【００７６】
このような支承装置５０にあっても、上述した支承装置１０，３０，４０と同様に、下沓１２に支持された弾性体１７を、上沓１１と拘束体１６によって囲繞することで、略密閉された空間部を構成して、密閉ゴム支承のようにして小さな支承面積にして高荷重支承を実現しながら、弾性体１７の側面と拘束面１６ａとの間に隙間を設けることで、鉛直荷重に対する鉛直可撓変位を実現することが出来る。また、回転作用の際には、隙間により弾性体１７がより一層変形し易くなり、良好な回転追従性を実現出来る。そして、上記図７で示したように、拘束面１６ａと弾性体１７の側面との間に隙間を設けることで、大きな荷重があったときほど、より高度な密閉状態に変化して鉛直変位量の増加量を小さくすることが出来る。
【００７７】
なお、この支承装置５０において、支承体となる弾性体１７は、弾性層が単層の弾性体１３であっても良い（図２−４参照）。また、上下を逆にして、上沓１１を下沓とし、下沓１２を上沓として用いても良い。更に、上部構造物１と下部構造物２に設置するにあたっては、上述したように、上部プレート３や下部プレート５を介在させて固定しても良いし、更に、摺滑部材４，６を介在させて固定しても良い（図１参照）。
【００７８】
［９．支承装置の変形例４］
以上の例では、弾性体１３，１７の側面に凸部１４，１８と凹部１５，１９を設けた場合を説明したが、図１５に示すように、弾性体１３，１７の側面には、凸部１４，１８と凹部１５，１９を設けず、代わりに、拘束体１６の拘束面１６ａに凸部６１又は凹部６２を設けるようにしても良い。なお、支承装置の構造は、図１３に示した支承装置４０と同一であるため詳細は省略する。なお、ここでは、一例として、積層型弾性体１７を用いるようにしている。図１５では、拘束体１６の下沓１２側の先端部には、フランジ状の上揚防止片５２が内側に張り出すように、ボルト・ナット等の固定手段１６ｃによって固定されている。
【００７９】
図１５に示す拘束体１６の拘束面１６ａには、自由側面の弾性層１７ｂの位置に凸部６１を設け、補強板１７ａの位置に凹部６２を設けるようにしている。この場合、凸部６１は、荷重が加わった際、弾性層１７ｂの自由側面が膨出することで、凹部６２より先に、補強板１７ａ，１７ａ間の側方に膨出した側面が圧接されることになる。勿論、本発明では、図１６に示すように、補強板１７ａの位置を凸部６１とし、弾性層１７ｂの位置を凹部６２としても良い。この場合、凹部６２となっている弾性層１７ｂの自由側面が僅かに膨出することで、凸部６１と凹部６２の部分が同じように拘束体１６の拘束面１６ａに圧接されるようにすることが出来る。このように、拘束体１６の拘束面１６ａに凸部６１と凹部６２を設けた場合にも、弾性体１３，１７の側面に凸部１４，１８と凹部１５，１９を設けた場合と類似した作用効果を得ることが出来る。しかし、拘束体１６の内周面側に凸部や凹部を設けて弾性体１３，１７との間に隙間を設けるようにすると、荷重が入力された際に、鉛直変位を生じ、これによって弾性体１３，１７内部に配設された各補強板１７ａの位置が鉛直下方に変位し、補強板１７ａと凸部６１との位置関係が設定位置からズレてしまい所要の性能を発揮できなくなる虞がある上、拘束体１６の剛性内周面を加工するのは、弾性体１３，１７の自由側面（弾性周面）を加工するよりも高コスト化する。このため、凸部や凹部は弾性体１３，１７側に設ける方が好ましい。
【００８０】
［１０．隙間容積の説明］
以下、隙間容積について説明する。具体的に、最大許容荷重毎に、弾性体１３の側面と拘束体１６の拘束面１６ａとの間の隙間の容積を異ならせて、上沓１１又は下沓１２の何れかと拘束体１６とによって構成された弾性体１３を収納するポット部１６ｄに対する隙間容積の割合（以下、隙間容積率とも言う。）を異ならせた支承装置１０を作製し、作製した支承装置１０について、鉛直荷重を付加して鉛直撓み量を測定した。なお、ここでは、図４に示すような側面に凸部１４や凹部１５を有しない弾性体１３を用いた。
【００８１】
［１０−１．最大許容荷重が５００ｋＮの支承装置について］
最大許容荷重が５００ｋＮの支承装置１０において、下記表１に示すように、弾性体１３の側面と拘束体１６の拘束面１６ａとの間の隙間容積率を異ならせたサンプル１−５の支承装置１０を作製し、作製した支承装置１０について、鉛直荷重を付加して鉛直撓み量を測定した。
【００８２】
【表１】
【００８３】
ここで、表１中の弾性体１３の体積とは、例えば、図５に示すように、支承装置１０が上部構造物１と下部構造物２との間に設置される前の弾性体１３の外径ｄ１及び高さｈ１より算出した弾性体１３の体積を示している。更に、隙間の容積とは、弾性体１３の体積と、拘束体１６の拘束面１６ａの内径ｄ２及び高さｈ２より算出した拘束体１６の拘束面１６ａ内（ポット部１６ｄ）の容積との差を示している。更にまた、隙間容積率とは、ポット部１６ｄの容積に対する隙間の容積の割合を示している。
【００８４】
図１７は、最大許容荷重が５００ｋＮの支承装置１０における鉛直荷重と鉛直撓み量の関係を示している。縦軸は、鉛直荷重［ｋＮ］を示し、横軸は、鉛直撓み量［ｍｍ］を示している。更に、図１７中の線Ａは、図７の線Ａに相当するゴム支承を参考例として示し、線Ｅは、図７の線Ｅに相当する密閉ゴム支承を参考例として示している。更に、図１７中の６０〜２５０ｋＮの間（図１７中の線ｍ１と線ｍ２の間）は、面圧約３〜１２Ｎ／ｍｍ２程度の低荷重域を示し、２５０〜５００ｋＮの間（図１７中の線ｍ２と線ｍ３の間）は、面圧約１２〜２５Ｎ／ｍｍ２程度の高荷重域を示している。
【００８５】
図１７によれば、サンプル１−５は、鉛直荷重が大きくなるに連れて鉛直変位量も大きくなる非線形であり、鉛直撓み量に対する鉛直荷重の大きさを表すグラフの傾き（拘束度又はバネ定数）は、鉛直撓み量が大きくなるほど大きくなっていることが分かる。即ち、図７の線Ｂ−Ｄと同じような特徴を有する線となる。また、サンプル１−５は、隙間容積率が小さい程、鉛直撓み量に対する鉛直荷重の大きさを表すグラフの傾きの緩やかな範囲（一次勾配）を狭く設定することが出来る。即ち、鉛直変位が小さくなっていることが分かる。
【００８６】
更に、図１８は、最大許容荷重５００ｋＮ載荷時の隙間容積率と鉛直撓み量の関係を示している。縦軸は、隙間容積率［％］を示し、横軸は、鉛直撓み量［ｍｍ］を示している。図１８によれば、隙間容積率と鉛直撓み量は、鉛直撓み量［ｍｍ］をｘとし、隙間容積率［％］をｙとした場合、下記（２）式のような関係を有していることが分かる。
ｙ＝１．７４ｘ２．４９・・・（２）
【００８７】
ここで、道路橋支承便覧（平成１６年４月：社団法人日本道路協会）には、支承装置について、回転撓みの照査上、１／１５０ｒａｄ程度撓むことが出来ることが望ましいとされている。回転撓みの照査上において撓み量が足りないと、金属支承の扱いとなってしまい問題が生じる。即ち、最大許容荷重が５００ｋＮの支承装置１０においては、撓み量δ＝有効直径÷２÷１５０の式より、撓み量が０．５３ｍｍ（図１７中の線Ｌ１）以上有ることが必要である。なお、ここで言う有効直径は、弾性体１３の外周端部（面圧を受けない部分）を考慮して、設定直径より若干（直径で１０ｍｍ以下程度）小さめの寸法としている。
【００８８】
更に、上記道路橋支承便覧には、段差の照査上、圧縮変位量（段差）の許容値が１ｍｍ以内とされている。即ち、支承装置１０が上部構造物１と下部構造物２との間に設置され、死荷重を支持している状態から活荷重による撓み量を１ｍｍ以内に抑える必要がある。従って、最大許容荷重が５００ｋＮの支承装置１０においては、撓み量を、０．５３ｍｍ（図１７中の線Ｌ１）に１ｍｍを加えた１．５３ｍｍ（図１７中のＬ２）以内に撓みを抑える必要がある。
【００８９】
即ち、最大許容荷重が５００ｋＮの支承装置１０においては、撓み量を０．５３ｍｍ（図１７中の線Ｌ１）以上１．５３ｍｍ（図１７中の線Ｌ２）以下とする必要がある。換言すると、サンプル１−５の二次勾配の領域が、撓み量０．５３ｍｍ（図１７中の線Ｌ１）と１．５３ｍｍ（図１７中の線Ｌ２）の間を通るようにする必要がある。
【００９０】
ここで、上記（２）式に鉛直撓み量０．５３ｍｍを代入すると、隙間容積率が０．３６％となり、上記（２）式に鉛直撓み量１．５３ｍｍを代入すると、隙間容積率が５．０１％となる。従って、上記２つの規定を満たすためには、最大許容荷重が５００ｋＮの支承装置１０において、隙間容積率を０．３６〜５．０１％とすれば良いことが分かる。
【００９１】
図１７によれば、サンプル１−５は何れも、隙間容積率が０．３６〜５．０１％を満たし、二次勾配の領域が、撓み量０．５３ｍｍ（図１７中の線Ｌ１）と１．５３ｍｍ（図１７中の線Ｌ２）の間を通っている。従って、サンプル１−５は何れも、金属支承装置の扱いではなく、弾性支承装置に属する扱いとし得ると共に、段差を規定内に抑えることが出来る。
【００９２】
更に、最大許容荷重が５００ｋＮの支承装置１０において、隙間容積率の最小値、即ち、最小隙間容積率を０．３６％とすることも可能であるが、実際の使用を考えると、図１７及び表１より、最小隙間容積率を１．２０％とすることが好ましい。更に、隙間容積率の最大値、即ち、最大隙間容積率を５．０１％とすることも可能であるが、実際の使用を考えると、図１７及び表１より、最大隙間容積率を３．５４％とすることが好ましい。即ち、最大許容荷重が５００ｋＮの支承装置１０において、実際の使用を考えると、隙間容積率を１．２０〜３．５４％とすることが好ましい。
【００９３】
［１０−２．最大許容荷重が１０００ｋＮの支承装置について］
最大許容荷重が１０００ｋＮの支承装置１０において、上記表１に示すように、弾性体１３の側面と拘束体１６の拘束面１６ａとの間の隙間容積率を異ならせたサンプル６−１１の支承装置１０を作製し、作製した支承装置１０について、鉛直荷重を付加して鉛直撓み量を測定した。
【００９４】
図１９は、最大許容荷重が１０００ｋＮの支承装置１０における鉛直荷重と鉛直撓み量との関係を示している。縦軸は、鉛直荷重［ｋＮ］を示し、横軸は、鉛直撓み量［ｍｍ］を示している。更に、図１９中の線Ａは、図７の線Ａに相当するゴム支承を参考例として示し、線Ｅは、図７の線Ｅに相当する密閉ゴム支承を参考例として示している。更に、図１９中の１２０〜５００ｋＮの間（図１９中の線ｍ１と線ｍ２の間）は、低荷重域を示し、５００〜１０００ｋＮの間（図１９中の線ｍ２と線ｍ３の間）は、高荷重域を示している。
【００９５】
図１９によれば、サンプル６−１１は、鉛直荷重が大きくなるに連れて鉛直変位量も大きくなる非線形であり、鉛直撓み量に対する鉛直荷重の大きさを表すグラフの傾き（拘束度又はバネ定数）は、鉛直撓み量が大きくなるほど大きくなっていることが分かる。即ち、図７の線Ｂ−Ｄと同じような特徴を有する線となる。また、サンプル６−１１は、隙間容積率が小さい程、鉛直撓み量に対する鉛直荷重の大きさを表すグラフの傾きの緩やかな範囲（一次勾配）を狭く設定することが出来る。すなわち、鉛直変位が小さくなっていることが分かる。
【００９６】
更に、図２０は、最大許容荷重１０００ｋＮ載荷時の隙間容積率と鉛直撓み量の関係を示している。縦軸は、隙間容積率［％］を示し、横軸は、鉛直撓み量［ｍｍ］を示している。図２０によれば、隙間容積率と鉛直撓み量は、鉛直撓み量［ｍｍ］をｘとし、隙間容積率［％］をｙとした場合、下記（３）式のような関係を有していることが分かる。
ｙ＝１．０１ｘ２．１３・・・（３）
【００９７】
上述したように、道路橋支承便覧には、支承装置について、回転撓みの照査上、１／１５０ｒａｄ程度撓むことが可能で、段差の照査上、圧縮変位量（段差）の許容値が１ｍｍ以内とされている。即ち、最大許容荷重が１０００ｋＮの支承装置１０においては、撓み量を０．７５ｍｍ（図１９中の線Ｌ１）以上１．７５ｍｍ（図１９中のＬ２）以下とする必要がある。換言すると、サンプル６−１１の二次勾配の領域が、撓み量０．７５ｍｍ（図１９中の線Ｌ１）と１．７５ｍｍ（図１９中のＬ２）の間を通るようにする必要がある。
【００９８】
ここで、上記（３）式に鉛直撓み量０．７５ｍｍを代入すると、隙間容積率が０．５５％となり、上記（３）式に鉛直撓み量１．７５ｍｍを代入すると、隙間容積率が３．３２％となる。従って、上記２つの規定を満たすためには、最大許容荷重が１０００ｋＮの支承装置１０において、隙間容積率を０．５５〜３．３２％とすれば良いことが分かる。
【００９９】
図１９によれば、サンプル６−１１は何れも、隙間容積率が０．５５〜３．３２％を満たし、二次勾配の領域が、撓み量０．７５ｍｍ（図１９中の線Ｌ１）と１．７５ｍｍ（図１９中の線Ｌ２）の間を通っている。従って、サンプル６−１１は何れも、金属支承装置の扱いではなく、弾性支承装置に属する扱いとし得ると共に、段差を規定内に抑えることが出来る。
【０１００】
更に、最大許容荷重が１０００ｋＮの支承装置１０において、最小隙間容積率を０．５５％とすることも可能であるが、実際の使用を考えると、図１９及び表１より、最小隙間容積率を０．７６％とすることが好ましい。更に、最大隙間容積率を３．３２％とすることも可能であるが、実際の使用を考えると、図１９及び表１より、最大隙間容積率を２．８３％とすることが好ましい。即ち、最大許容荷重が１０００ｋＮの支承装置１０において、実際の使用を考えると、隙間容積率を０．７６〜２．８３％とすることが好ましい。
【０１０１】
［１０−３．最大許容荷重が３０００ｋＮの支承装置について］
最大許容荷重が３０００ｋＮの支承装置１０において、上記表１に示すように、弾性体１３の側面と拘束体１６の拘束面１６ａとの間の隙間容積率を異ならせたサンプル１２−１７の支承装置１０を作製し、作製した支承装置１０について、鉛直荷重を付加して鉛直撓み量を測定した。
【０１０２】
図２１は、最大許容荷重が３０００ｋＮの支承装置１０における鉛直荷重と鉛直撓み量との関係を示している。縦軸は、鉛直荷重［ｋＮ］を示し、横軸は、鉛直撓み量［ｍｍ］を示している。更に、図２１中の線Ａは、図７の線Ａに相当するゴム支承を参考例として示し、線Ｅは、図７の線Ｅに相当する密閉ゴム支承を参考例として示している。更に、図２１中の４００〜１７００ｋＮの間（図２１中の線ｍ１と線ｍ２の間）は、低荷重域を示し、１７００〜３０００ｋＮの間（図２１中の線ｍ２と線ｍ３の間）は、高荷重域を示している。
【０１０３】
図２１によれば、サンプル１２−１７は、鉛直荷重が大きくなるに連れて鉛直変位量も大きくなる非線形であり、鉛直撓み量に対する鉛直荷重の大きさを表すグラフの傾き（拘束度又はバネ定数）は、鉛直撓み量が大きくなるほど大きくなっていることが分かる。即ち、図７の線Ｂ−Ｄと同じような特徴を有する線となる。また、サンプル１２−１７は、隙間容積率が小さい程、鉛直撓み量に対する鉛直荷重の大きさを表すグラフの傾きの緩やかな範囲（一次勾配）を狭く設定することが出来る。すなわち、鉛直変位が小さくなっていることが分かる。
【０１０４】
更に、図２２は、最大許容荷重３０００ｋＮ載荷時の隙間容積率と鉛直撓み量の関係を示している。縦軸は、隙間容積率［％］を示し、横軸は、鉛直撓み量［ｍｍ］を示している。図２２によれば、隙間容積率と鉛直撓み量は、鉛直撓み量［ｍｍ］をｘとし、隙間容積率［％］をｙとした場合、下記（４）式のような関係を有していることが分かる。
ｙ＝０．４６ｘ２．８５・・・（４）
【０１０５】
上述したように、道路橋支承便覧には、支承装置について、回転撓みの照査上、１／１５０ｒａｄ程度撓むことが可能で、段差の照査上、圧縮変位量（段差）の許容値が１ｍｍ以内とされている。即ち、最大許容荷重が３０００ｋＮの支承装置１０においては、撓み量を１．３０ｍｍ（図２１中の線Ｌ１）以上２．３０ｍｍ（図２１中のＬ２）以下とする必要がある。換言すると、サンプル１２−１７の二次勾配の領域が、撓み量１．３０ｍｍ（図２１中の線Ｌ１）と２．３０ｍｍ（図２１中のＬ２）の間を通るようにする必要がある。
【０１０６】
ここで、上記（４）式に鉛直撓み量１．３０ｍｍを代入すると、隙間容積率が０．９８％となり、上記（４）式に鉛直撓み量２．３０ｍｍを代入すると、隙間容積率が４．９７％となる。従って、上記２つの規定を満たすためには、最大許容荷重が３０００ｋＮの支承装置１０において、隙間容積率を０．９８〜４．９７％とすれば良いことが分かる。
【０１０７】
図２１によれば、サンプル１３−１７は何れも、隙間容積率が０．９８〜４．９７％を満たし、二次勾配の領域が、撓み量１．３０ｍｍ（図２１中の線Ｌ１）と２．３０ｍｍ（図２１中の線Ｌ２）の間を通っている。従って、サンプル１３−１７は何れも、金属支承装置の扱いではなく、弾性支承装置に属する扱いとし得ると共に、段差を規定内に抑えることが出来る。一方、図２１によれば、サンプル１２は、隙間容積率が０．９８％よりも低く、二次勾配の領域が、撓み量１．３０ｍｍ（図２１中の線Ｌ１）と２．３０ｍｍ（図２１中の線Ｌ２）の間を通っていない。従って、サンプル１２は、撓み量が足りず、金属支承の扱いとなってしまう。
【０１０８】
更に、最大許容荷重が３０００ｋＮの支承装置１０において、最小隙間容積率を０．９８％とすることも可能であるが、実際の使用を考えると、図２１及び表１より、最小隙間容積率を０．９９％とすることが好ましい。更に、最大隙間容積率を４．９７％とすることも可能であるが、実際の使用を考えると、図２１及び表１より、最大隙間容積率を２．９３％とすることが好ましい。即ち、最大許容荷重が３０００ｋＮの支承装置１０において、実際の使用を考えると、隙間容積率を０．９９〜２．９３％とすることが好ましい。
【０１０９】
［１０−４．最大許容荷重が１００００ｋＮの支承装置について］
最大許容荷重が１００００ｋＮの支承装置１０において、上記表１に示すように、弾性体１３の側面と拘束体１６の拘束面１６ａとの間の隙間容積率を異ならせたサンプル１８−２４の支承装置１０を作製し、作製した支承装置１０について、鉛直荷重を付加して鉛直撓み量を測定した。
【０１１０】
図２３は、最大許容荷重が１００００ｋＮの支承装置１０における鉛直荷重と鉛直撓み量との関係を示している。縦軸は、鉛直荷重［ｋＮ］を示し、横軸は、鉛直撓み量［ｍｍ］を示している。更に、図２３中の線Ａは、図７の線Ａに相当するゴム支承を参考例として示し、線Ｅは、図７の線Ｅに相当する密閉ゴム支承を参考例として示している。更に、図２３中の１２００〜５０００ｋＮの間（図２３中の線ｍ１と線ｍ２の間）は、低荷重域を示し、５０００〜１００００ｋＮの間（図２３中の線ｍ２と線ｍ３の間）は、高荷重域を示している。
【０１１１】
図２３によれば、サンプル１８−２４は、鉛直荷重が大きくなるに連れて鉛直変位量も大きくなる非線形であり、鉛直撓み量に対する鉛直荷重の大きさを表すグラフの傾き（拘束度又はバネ定数）は、鉛直撓み量が大きくなるほど大きくなっていることが分かる。即ち、図７の線Ｂ−Ｄと同じような特徴を有する線となる。また、サンプル１８−２４は、隙間容積率が小さい程、鉛直撓み量に対する鉛直荷重の大きさを表すグラフの傾きの緩やかな範囲（一次勾配）を狭く設定することが出来る。すなわち、鉛直変位が小さくなっていることが分かる。
【０１１２】
更に、図２４は、最大許容荷重１００００ｋＮ載荷時の隙間容積率と鉛直撓み量の関係を示している。縦軸は、隙間容積率［％］を示し、横軸は、鉛直撓み量［ｍｍ］を示している。図２４によれば、隙間容積率と鉛直撓み量は、鉛直撓み量［ｍｍ］をｘとし、隙間容積率［％］をｙとした場合、下記（５）式のような関係を有していることが分かる。
ｙ＝０．１０ｘ２．９８・・・（５）
【０１１３】
上述したように、道路橋支承便覧には、支承装置ついて、回転撓みの照査上、１／１５０ｒａｄ程度撓むことが可能で、段差の照査上、圧縮変位量（段差）の許容値が１ｍｍ以内とされている。即ち、最大許容荷重が１００００ｋＮの支承装置１０においては、撓み量を２．４０ｍｍ（図２３中の線Ｌ１）以上３．４０ｍｍ（図２３中のＬ２）以下とする必要がある。換言すると、サンプル１８−２４の二次勾配の領域が、撓み量２．４０ｍｍ（図２３中の線Ｌ１）と３．４０ｍｍ（図２３中のＬ２）の間を通るようにする必要がある。
【０１１４】
ここで、上記（５）式に鉛直撓み量２．４０ｍｍを代入すると、隙間容積率が１．４２％となり、上記（５）式に鉛直撓み量３．４０ｍｍを代入すると、隙間容積率が４．００％となる。従って、上記２つの規定を満たすためには、最大許容荷重が１００００ｋＮの支承装置１０において、隙間容積率を１．４２〜４．００％とすれば良いことが分かる。
【０１１５】
図２３によれば、サンプル２０−２４は何れも、隙間容積率が１．４２〜４．００％を満たし、二次勾配の領域が、撓み量２．４０ｍｍ（図２３中の線Ｌ１）と３．４０ｍｍ（図２３中の線Ｌ２）の間を通っている。従って、サンプル２０−２４は何れも、金属支承装置の扱いではなく、弾性支承装置に属する扱いとし得ると共に、段差を規定内に抑えることが出来る。一方、図２３によれば、サンプル１８，１９は、隙間容積率が１．４２％よりも低く、二次勾配の領域が、撓み量２．４０ｍｍ（図２３中の線Ｌ１）と３．４０ｍｍ（図２３中の線Ｌ２）の間を通っていない。従って、サンプル１８，１９は、撓み量が足りず、金属支承の扱いとなってしまう。
【０１１６】
更に、最大許容荷重が１００００ｋＮの支承装置１０において、最小隙間容積率を１．４２％とすることも可能であるが、実際の使用を考えると、図２１及び表１より、最小隙間容積率を１．６２％とすることが好ましい。更に、最大隙間容積率を４．００％とすることも可能であるが、実際の使用を考えると、図２１及び表１より、最大隙間容積率を２．６８％とすることが好ましい。即ち、最大許容荷重が１００００ｋＮの支承装置１０において、実際の使用を考えると、隙間容積率を１．６２〜２．６８％とすることが好ましい。
【０１１７】
［１０−５．総括］
最大許容荷重が５００ｋＮの支承装置１０における最小隙間容積率である０．３６％と、最大許容荷重が１０００ｋＮの支承装置１０における最小隙間容積率である０．５５％と、最大許容荷重が３０００ｋＮの支承装置１０における最小隙間容積率である０．９８％と、最大許容荷重が１００００ｋＮの支承装置１０における最小隙間容積率である１．４２％とから、図２５に示すように、最大許容荷重と最小隙間容積率の関係は、近似曲線を用いて、下記（６）式に示すように表すことが出来る。
σｍｉｎ＝０．３６ｌｏｇ（Ｗｍａｘ）−１．９２・・・（６）
ここで、Ｗｍａｘは、最大許容荷重［ｋＮ］を示し、σｍｉｎは、隙間容積率［％］を示している。
【０１１８】
なお、上記（６）式は、あくまで近似曲線に過ぎず、最小隙間容積率σｍｉｎ±０．０５［％］程度までの範囲内であれば、同様の効果が得られるものと考えられる。従って、実際には、最大許容荷重と最小隙間容積率の関係は、下記（７）式に示すように表すことが出来る。
σｍｉｎ＝０．３６ｌｏｇ（Ｗｍａｘ）−１．９２±０．０５・・・（７）
ここで、Ｗｍａｘは、最大許容荷重［ｋＮ］を示し、σｍｉｎは、隙間容積率［％］を示している。
【０１１９】
従って、最大許容荷重に応じた最小隙間容積率は、上記（７）式を満たすものであれば良い。
【０１２０】
ここで、上記（７）式に最大許容荷重が５００ｋＮを代入すると、最小隙間容積率０．３３±０．０５％となり、最大許容荷重５００ｋＮの場合、最小隙間容積率は、０．２８％となる。従って、最大許容荷重が５００ｋＮの支承装置１０において、隙間容積率を０．２８〜５．０１％とすることが出来る。更に、上記（７）式に最大許容荷重が１０００ｋＮを代入すると、最小隙間容積率０．５８±０．０５％となり、最大許容荷重１０００ｋＮの場合、最小隙間容積率は、０．５３％となる。従って、最大許容荷重が１０００ｋＮの支承装置１０において、隙間容積率が０．５３〜３．３２％とすることが出来る。更に、上記（７）式に最大許容荷重が３０００ｋＮを代入すると、最小隙間容積率０．９８±０．０５％となり、最大許容荷重３０００ｋＮの場合、最小隙間容積率は、０．９３％となる。従って、最大許容荷重が３０００ｋＮの支承装置１０において、隙間容積率が０．９３〜４．９７％とすることが出来る。更に、上記（７）式に最大許容荷重が１００００ｋＮを代入すると、最小隙間容積率１．４１±０．０５％となり、最大許容荷重１００００ｋＮの場合、最小隙間容積率は、１．３６％となる。従って、最大許容荷重が１００００ｋＮの支承装置１０において、隙間容積率が１．３６〜４．００％とすることが出来る。
【０１２１】
更に、最大許容荷重が５００ｋＮの支承装置１０において、隙間容積率は、０．２８〜５．０１％に設けられ、最大許容荷重が１０００ｋＮの支承装置１０において、隙間容積率は、０．５３〜３．３２％に設けられ、最大許容荷重が３０００ｋＮの支承装置１０において、隙間容積率は、０．９３〜４．９７％に設けられ、最大許容荷重が１００００ｋＮの支承装置１０において、隙間容積率は、１．３６〜４．００％に設けられている。従って、最大許容荷重が５００ｋＮ〜１００００ｋＮの支承装置１０において、隙間容積率を、０．２８〜５．０１％とすることが出来る。
【０１２２】
［１１．その他の変形例］
上述の説明では、本発明の支承装置として橋梁用支承装置について説明したが、本発明は橋梁用支承装置に限定されることはなく、各種の構造物の制震、免震用の支承装置として採用することが出来る。
【符号の説明】
【０１２３】
１ 上部構造物、２ 下部構造物、３ 上部プレート、４ 摺滑部材、５ 下部プレート、６ 摺滑部材、１０ 支承装置、１１ 上沓、１２ 下沓、１３ 弾性体、１３ 凸部１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ） 弾性体、１４ 凸部、１５ 凹部、１６ 拘束体、１６ｂ，１６ｃ 固定手段、１７ 貫通孔、１７ａ 上揚防止片、１８ 芯材、１９ 大径部、２１ 挿通孔、２２ ネジ穴、２３ 積層型弾性体、２３ａ 補強板、２３ｂ 弾性層、２３ｃ 環状突出部、２４ 凸部、２５ 凹部、２５，２７ａ 突出部、２７ｂ 凹部，２８ａ 空隙部、３０ 支承装置、３１ 芯材、３２ 上揚防止片、３３ 大径部、３４ ネジ穴、４０ 支承装置、４１ 芯材、４１ａ 位置決め凸部、４１ｂ 位置決め凹部、４２ 上揚防止片、４３ 大径部、４３ａ ネジ穴、４４ ネジ部、４５ａ 挿通孔、４５ｂ 固定ボルト、４５ｃ 固定孔、４５ｄ 凹部、６１ 凸部、６２ 凹部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一剛性体と、第二剛性体と、前記第一剛性体と前記第二剛性体との間に配設される弾性体と、前記弾性体を囲繞する拘束体とを備え、
前記拘束体と前記弾性体との間には、隙間が設けられており、
前記拘束体と何れかの剛性体で構成される前記弾性体を収納するポット部の容積に対する前記隙間の隙間容積率は、０．２８〜５．０１％であることを特徴とする支承装置。
【請求項２】
前記隙間の隙間容積率の最小値は、下記（１）式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の支承装置。
σｍｉｎ＝０．３６ｌｏｇ（Ｗｍａｘ）−１．９２±０．０５・・・（１）
ここで、Ｗｍａｘは、最大許容荷重［ｋＮ］を示し、σｍｉｎは、隙間容積率［％］を示している。
【請求項３】
最大許容荷重が５００ｋＮの場合、前記隙間容積率は、０．２８〜５．０１％であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の支承装置。
【請求項４】
前記隙間容積率は、１．２０〜３．５４％を満たすことを特徴とする請求項３に記載の支承装置。
【請求項５】
最大許容荷重が１０００ｋＮの場合、前記隙間容積率は、０．５３〜３．３２％であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の支承装置。
【請求項６】
前記隙間容積率は、０．７６〜２．８３％であることを特徴とする請求項５に記載の支承装置。
【請求項７】
最大許容荷重が３０００ｋＮの場合、前記隙間容積率は、０．９３〜４．９７％であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の支承装置。
【請求項８】
前記隙間容積率は、０．９９〜２．９３％であることを特徴とする請求項７に記載の支承装置。
【請求項９】
最大許容荷重が１００００ｋＮの場合、前記隙間容積率は、１．３６〜４．００％であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の支承装置。
【請求項１０】
前記隙間容積率は、１．６２〜２．６８％であることを特徴とする請求項９に記載の支承装置。
【請求項１１】
所定以上入力されると、前記弾性体が前記隙間の容積を縮小するように弾性変形し、且つ、変形した当該弾性体が拘束体に当接及び／又は圧接して当該弾性体の変形が拘束されるように構成されることを特徴とする請求項１−１０の何れかに記載の支承装置。
【請求項１２】
前記弾性体は、前記第一剛性体と前記第二剛性体と前記拘束体とによって囲繞されて略密閉状態とされ、
前記弾性体への荷重の増大に伴って、より高度な密閉状態へと変化することを特徴とする請求項１−１１の何れかに記載の支承装置。
【請求項１３】
前記弾性体は、弾性層と補強板とが積層された積層構造で構成されていることを特徴とする請求項１−１２の何れかに記載の支承装置。
【請求項１４】
前記弾性体の側面又は前記拘束体の拘束面には、前記補強板の位置又は前記補強板の間の位置の一方に凸部又は凹部を形成し、他方に凹部又は凸部を形成することを特徴とする請求項１３に記載の支承装置。
【請求項１５】
前記弾性体は、単層の弾性層で構成されていることを特徴とする請求項１−１２の何れかに記載の支承装置。
【請求項１６】
前記弾性体の側面又は前記拘束体の拘束面には、凸部及び／又は凹部が形成されることを特徴とする請求項１５に記載の支承装置。
【請求項１７】
前記凸部又は凹部は、前記弾性体の側面又は前記拘束体の拘束面の周回り方向に連続及び／又は断続的に形成されていることを特徴とする請求項１４又は１６に記載の支承装置。
【請求項１８】
前記弾性体の前記凸部が前記拘束体の拘束面に当接することを特徴とする請求項１４，１６，１７の何れかに記載の支承装置。
【請求項１９】
前記拘束体は、前記第一剛性体と一体的に設けられていることを特徴とする請求項１−１８の何れかに記載の支承装置。
【請求項２０】
前記拘束体は、前記第二剛性体と一体的に設けられていることを特徴とする請求項１−１８の何れかに記載の支承装置。
【請求項１】
第一剛性体と、第二剛性体と、前記第一剛性体と前記第二剛性体との間に配設される弾性体と、前記弾性体を囲繞する拘束体とを備え、
前記拘束体と前記弾性体との間には、隙間が設けられており、
前記拘束体と何れかの剛性体で構成される前記弾性体を収納するポット部の容積に対する前記隙間の隙間容積率は、０．２８〜５．０１％であることを特徴とする支承装置。
【請求項２】
前記隙間の隙間容積率の最小値は、下記（１）式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の支承装置。
σｍｉｎ＝０．３６ｌｏｇ（Ｗｍａｘ）−１．９２±０．０５・・・（１）
ここで、Ｗｍａｘは、最大許容荷重［ｋＮ］を示し、σｍｉｎは、隙間容積率［％］を示している。
【請求項３】
最大許容荷重が５００ｋＮの場合、前記隙間容積率は、０．２８〜５．０１％であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の支承装置。
【請求項４】
前記隙間容積率は、１．２０〜３．５４％を満たすことを特徴とする請求項３に記載の支承装置。
【請求項５】
最大許容荷重が１０００ｋＮの場合、前記隙間容積率は、０．５３〜３．３２％であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の支承装置。
【請求項６】
前記隙間容積率は、０．７６〜２．８３％であることを特徴とする請求項５に記載の支承装置。
【請求項７】
最大許容荷重が３０００ｋＮの場合、前記隙間容積率は、０．９３〜４．９７％であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の支承装置。
【請求項８】
前記隙間容積率は、０．９９〜２．９３％であることを特徴とする請求項７に記載の支承装置。
【請求項９】
最大許容荷重が１００００ｋＮの場合、前記隙間容積率は、１．３６〜４．００％であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の支承装置。
【請求項１０】
前記隙間容積率は、１．６２〜２．６８％であることを特徴とする請求項９に記載の支承装置。
【請求項１１】
所定以上入力されると、前記弾性体が前記隙間の容積を縮小するように弾性変形し、且つ、変形した当該弾性体が拘束体に当接及び／又は圧接して当該弾性体の変形が拘束されるように構成されることを特徴とする請求項１−１０の何れかに記載の支承装置。
【請求項１２】
前記弾性体は、前記第一剛性体と前記第二剛性体と前記拘束体とによって囲繞されて略密閉状態とされ、
前記弾性体への荷重の増大に伴って、より高度な密閉状態へと変化することを特徴とする請求項１−１１の何れかに記載の支承装置。
【請求項１３】
前記弾性体は、弾性層と補強板とが積層された積層構造で構成されていることを特徴とする請求項１−１２の何れかに記載の支承装置。
【請求項１４】
前記弾性体の側面又は前記拘束体の拘束面には、前記補強板の位置又は前記補強板の間の位置の一方に凸部又は凹部を形成し、他方に凹部又は凸部を形成することを特徴とする請求項１３に記載の支承装置。
【請求項１５】
前記弾性体は、単層の弾性層で構成されていることを特徴とする請求項１−１２の何れかに記載の支承装置。
【請求項１６】
前記弾性体の側面又は前記拘束体の拘束面には、凸部及び／又は凹部が形成されることを特徴とする請求項１５に記載の支承装置。
【請求項１７】
前記凸部又は凹部は、前記弾性体の側面又は前記拘束体の拘束面の周回り方向に連続及び／又は断続的に形成されていることを特徴とする請求項１４又は１６に記載の支承装置。
【請求項１８】
前記弾性体の前記凸部が前記拘束体の拘束面に当接することを特徴とする請求項１４，１６，１７の何れかに記載の支承装置。
【請求項１９】
前記拘束体は、前記第一剛性体と一体的に設けられていることを特徴とする請求項１−１８の何れかに記載の支承装置。
【請求項２０】
前記拘束体は、前記第二剛性体と一体的に設けられていることを特徴とする請求項１−１８の何れかに記載の支承装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２０１３−９６１９４（Ｐ２０１３−９６１９４Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４２７３２（Ｐ２０１１−２４２７３２）
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【出願人】（５０９３３８９９４）株式会社ＩＨＩインフラシステム (104)
【出願人】（０００００６７１４）横浜ゴム株式会社 (4,905)
【出願人】（５１０２０２１６７）Ｎｅｘｔ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ合同会社 (30)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【出願人】（５０９３３８９９４）株式会社ＩＨＩインフラシステム (104)
【出願人】（０００００６７１４）横浜ゴム株式会社 (4,905)
【出願人】（５１０２０２１６７）Ｎｅｘｔ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ合同会社 (30)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]