JP2017194098A

JP2017194098A - 免震装置

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Publication number: JP2017194098A
Application number: JP2016083925A
Authority: JP
Inventors: 河内山　修; Osamu Kochiyama; 修河内山; 健太長弘; Kenta Nagahiro
Original assignee: Oiles Industry Co Ltd
Current assignee: Oiles Industry Co Ltd
Priority date: 2016-04-19
Filing date: 2016-04-19
Publication date: 2017-10-26
Also published as: TW201738480A; TR201813613T1; WO2017183542A1; CN109073035A; US10619700B2; US20190120321A1; TWI714754B; KR20180124086A

Abstract

【課題】積振動減衰体が８ＭＰａ以上の応力をもって中空部に密に配されていると、積層体の剪断変形でも、中空部に配された振動減衰体を所定に隙間なしに積層体で拘束し得る結果、安定な免震特性を得ることができる免震装置を提供すること。【解決手段】免震装置１は、交互に積層された複数の弾性層２及び剛性層３を有する積層体７と、積層体７の積層方向Ｖに伸びた中空部１４に、弾性層２の内周面１５及び剛性層３の内周面１６並びに上板１０の下面１２及び下板１１の上面１３に対して隙間なしに配された鉛プラグ１７とを具備している。【選択図】図１

Description

本発明は、二つの構造物間に配されて両構造物間の相対的な水平振動のエネルギを吸収し、構造物への振動加速度を低減するための装置、特に地震エネルギを減衰して地震入力加速度を低減し、建築物、橋梁等の構造物の損壊を防止する免震装置に関する。

交互に積層された弾性層及び剛性層並びにこれら弾性層及び剛性層の内周面で規定された中空部を有する積層体と、この積層体の中空部に配された鉛プラグ（鉛支柱）とを具備した免震装置は、知られている。

斯かる免震装置は、構造物の鉛直荷重を積層体及び鉛プラグで支持すると共に地震に起因する積層体の積層方向の一端に対しての構造物の水平方向の振動を鉛プラグの塑性変形（剪断変形）で減衰させる一方、同じく地震に起因する積層体の積層方向の一端の水平方向の振動の構造物への伝達を積層体の弾性変形（剪断変形）で抑制するようになっている。

特開２００９−８１８１号公報

ところで、この種の免震装置では、鉛プラグを得るべく積層体の中空部に鉛が隙間なしに充填されるが、充填されて積層体の剛性層及び弾性層の内周面に取り囲まれた鉛プラグは、弾性層の弾性により部分的に押し戻されることになるが、この押し戻しにより鉛プラグには応力(内力）が発生する。

この発生した鉛プラグの応力が弾性層の剛性との関連で充分でないと、例えば低荷重下での免震装置の免震動作において、鉛プラグの外周面と剛性層及び弾性層の内周面との間に隙間が生じて、鉛プラグで効果的に振動を減衰させることができなくなる虞が生じる。

斯かる問題は、鉛プラグにおいて顕著に生じるのであるが、斯かる鉛プラグに限らず、塑性変形で振動エネルギを吸収する鉛、錫又は非鉛系低融点合金等の減衰材料からなる振動減衰体でも生じ得る。

本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであって、積層体の中空部に配された振動減衰体を所定に隙間なしに拘束し得る結果、安定な免震特性を得ることができる免震装置を提供することを目的とする。

加えて、本発明は、免震効果及び製造性に特に優れた免震装置を提供することを目的とする。

本発明による免震装置は、交互に積層された弾性層及び剛性層を有する積層体と、この積層体内に当該積層体の積層方向に伸びて形成された中空部に８ＭＰａ以上の応力をもって充填された振動減衰体とを具備している。

本発明は、振動減衰体による弾性層の内周面への押圧に起因する弾性層の弾性反力に基づく振動減衰体に生じる応力が一定以上である免震装置では、中空部に配された振動減衰体を所定に隙間なしに拘束し得るという知見に基づいてなされたものである。

斯かる知見に基づく本発明は、振動減衰体が８ＭＰａ以上の応力をもって中空部に密に配されていると、積層体の剪断変形でも、中空部に配された振動減衰体を所定に隙間なしに積層体で拘束し得る結果、安定な免震特性を得ることができる免震装置を提供できる。

本発明の免震装置は、橋桁等の一方の構造物の鉛直荷重を支持することなしに当該橋桁等の一方の構造物を橋軸方向に関して免震するように、橋桁等の一方の構造物と橋脚に設置された側壁等の他方の構造物との間に設置されてもよく、これに代えて、ビル、橋桁等の一方の構造物の鉛直荷重を支持すると共に当該ビル、橋桁等の一方の構造物を免震するように、ビル、橋桁等の一方の構造物と基礎、橋脚等の他方の構造物との間に設置されてもよく、従って、本発明の免震装置は、無荷重下で使用される場合もあり、荷重下で使用される場合もあり、いずれに使用される場合の免震装置でも、振動減衰体は、積層体に対しての積層方向の無荷重下で又は荷重下、好ましい例では、積層体に対しての当該積層体に対して面圧０．５ＭＰａに相当する積層方向の荷重下で、８ＭＰａ以上の応力をもって中空部に充填されているとよい。

加えて、本発明の免震装置では、その免震作用中においては、主に弾性層の弾性変形に起因して積層体に剪断変形が生じるのであるが、本発明の免震装置に係る振動減衰体は、斯かる剪断変形が生じてない状態において、８ＭＰａ以上の応力をもって中空部に充填されている。

本発明の免震装置の好ましい例では、振動減衰体は、１５ＭＰａ以上の応力をもって中空部に充填されており、斯かる例では、積層体の小さな剪断変形でも、中空部に配された振動減衰体を所定に隙間なしに積層体で拘束し得る結果、更に安定な免震特性を得ることができる。

ところで、本発明では、振動減衰体が中空部に８ＭＰａ以上の応力をもって充填されていればよいのであるが、振動減衰体が５５ＭＰａを超える応力をもって中空部に充填されている免震装置では、振動減衰体が大きく弾性層に食い込んで、弾性層の内周面が過度に凹面になり、この部位の近傍での弾性層と剛性層との間の剪断応力が大きくなり過ぎ、斯かる応力をもった振動減衰体を得るには、振動減衰体の中空部への圧入力を極めて大きくしなければならず、免震装置の製造が困難であることも判った。

従って、振動減衰体が中空部に８ＭＰａ以上であって、５５ＭＰａ以下の応力をもって充填されている免震装置では、積層体の剪断変形でも、中空部に配された振動減衰体を所定に隙間なしに積層体で拘束し得る結果、安定な免震特性を得ることができ、しかも、免震効果及び製造性に特に優れている。

振動減衰体が中空部に８ＭＰａ以上の応力をもって充填されている本発明の免震装置では、好ましい例では、中空部を規定する積層体の内周面は、振動減衰体が弾性層に食い込んで、当該弾性層の位置で凹面になっており、他の好ましい例では、中空部を規定する積層体の内周面は、振動減衰体が弾性層に食い込んで、剛性層の位置で凸面になっている。

本発明において、振動減衰体は、好ましい例では、塑性変形で振動エネルギを吸収する減衰材料からなり、斯かる減衰材料は、鉛、錫又は非鉛系低融点合金（例えば、錫−亜鉛系合金、錫−ビスマス系合金及び錫−インジウム系合金より選ばれる錫含有合金であって、具体的には、錫４２〜４３重量％及びビスマス５７〜５８重量％を含む錫−ビスマス合金等）からなっていてもよく、最も好ましい例では、純度９９．９％以上の純鉛の単体からなる。

本発明では、弾性層の素材としては、天然ゴム、シリコンゴム、高減衰ゴム、ウレタンゴム又はクロロプレンゴム等を挙げることができるが、好ましくは天然ゴムであり、弾性層の各層は、好ましくは、無荷重下において１ｍｍ〜３０ｍｍ程度の厚みを有しているが、これに限定されず、また、剛性層の素材としては、鋼板、炭素繊維、ガラス繊維若しくはアラミド繊維等の繊維補強合成樹脂板又は繊維補強硬質ゴム板等を挙げることができ、剛性層の各層は、１ｍｍ〜６ｍｍ程度の厚みを有していても、また、積層方向の一端及び他端の剛性層は、１０ｍｍ〜５０ｍｍ程度の厚みを有していてもよいが、これらに限定されず、加えて、弾性層及び剛性層は、その枚数においても特に限定されず、予測される構造物への振動加速度の大きさ、支持する構造物の荷重、剪断変形量（水平方向歪量）、弾性層の弾性率等の観点から、安定な免震特性を得るべく、弾性層及び剛性層の枚数を決定すればよい。

また、本発明では、積層体及び振動減衰体は、円環状体及び円柱状体が好ましいが、他の形状のもの、例えば楕円若しくは方形体及び楕円若しくは方形体のものであってもよく、中空部は、一つでもよいが、これに代えて、免震装置は、複数の中空部を有していてもよく、この複数の中空部にそれぞれ振動減衰体を配して免震装置を構成してもよい。なお、これら複数の中空部の夫々に関して、振動減衰体の応力が同一である必要はなく、応力がそれぞれ異なっていてもよく、また、これら複数の中空部の夫々に関して振動減衰体の応力が上記の通り、８ＭＰａ以上であることが好ましいが、複数の中空部の一部に関してのみ振動減衰体の応力が８ＭＰａ以上であってもよい。

本発明によれば、積層体の中空部に配された振動減衰体を所定に隙間なしに拘束し得る結果、安定な免震特性を得ることができる免震装置を提供することができる。

加えて本発明によれば、免震効果及び製造性に特に優れた免震装置を提供することができる。

図１は、本発明の好ましい実施の形態の例の図２のＩ−Ｉ線矢視断面説明図である。図２は、図１に示す例の一部断面平面説明図である。図３は、図１に示す例の一部拡大断面説明図である。図４は、本発明の好ましい実施例１の無荷重下での水平変位と水平力との履歴特性の試験結果説明図である。図５は、本発明の好ましい実施例２の荷重下での水平変位と水平力との履歴特性の試験結果説明図である。図６は、本発明の好ましい実施例３の荷重下での水平変位と水平力との履歴特性の試験結果説明図である。図７は、比較例の荷重下での水平変位と水平力との履歴特性の試験結果説明図である。

以下、本発明及びその実施の形態を、図に示す好ましい具体例に基づいて説明する。なお、本発明は本具体例に何等限定されないのである。

図１から図３に示す本例の免震装置１は、交互に積層された複数の弾性層２及び剛性層３に加えて、弾性層２及び剛性層３の円筒状の外周面４及び５を被覆した円筒状の被覆層６を有する円筒状の積層体７と、積層体７の積層方向（本例では、鉛直方向でもある）Ｖの円環状の上端面８及び下端面９に取付けられた上板１０及び下板１１と、弾性層２及び剛性層３並びに上板１０及び下板１１で取り囲まれていると共に上板１０の下面１２から下板１１の上面１３まで積層方向Ｖに伸びた中空部１４に、当該弾性層２の内周面１５及び剛性層３の円筒状の内周面１６並びに上板１０の下面１２及び下板１１の上面１３に対して隙間なしに配された振動減衰体としての鉛プラグ１７とを具備している。

厚さｔ１＝２．５ｍｍの天然ゴム製の円環状のゴム板からなる弾性層２の夫々は、積層方向Ｖにおいて対面する剛性層３の積層方向Ｖの上面及び下面に加硫接着されている。

剛性層３において、積層方向Ｖにおいて最上位及び最下位の剛性層３の夫々は、厚さｔ２＝２０ｍｍの円環状の互いに同一の鋼板からなり、最上位の剛性層３は、その上面２１で開口していると共に円筒状の内周面２２で規定された凹所２３と、同じく上面２１で開口していると共に円周方向Ｒにおいて等角度間隔に配された複数個の螺子穴２４とを有しており、積層方向Ｖにおける中空部１４の上部２５を規定する最上位の剛性層３の内周面１６の径よりも大きな径をもった内周面２２で規定された凹所２３は、当該中空部１４の上部２５に連通しており、最下位の剛性層３は、その下面２６で開口していると共に内周面２２と同径の円筒状の内周面２７で規定された凹所２８と、同じく下面２６で開口していると共に円周方向Ｒにおいて等角度間隔に配された複数個の螺子穴２９とを有しており、積層方向Ｖにおける中空部１４の下部３０を規定する最下位の剛性層３の内周面１６の径よりも大きな径をもった内周面２７で規定された凹所２８は、当該中空部１４の下部３０に連通しており、積層方向Ｖにおいて最上位の剛性層３と最下位の剛性層３と間に配された剛性層３の夫々は、最上位及び最下位の剛性層３よりも薄い厚さｔ３＝１．６ｍｍの円環状の互いに同一の鋼板からなる。

厚さ２ｍｍ程度であって弾性層２と同一の天然ゴムからなると共に円筒状の外周面３１並びに円環状の上端面３２及び下端面３３を有した被覆層６は、その円筒状の内周面３４で外周面４及び５に加硫接着されている。

上板１０は、凹所２３の径と同一の径をもって積層方向Ｖにおいて凹所２３に対面した凹所４１を下面４２に有した円板状の上部フランジ板４３と、凹所４１において上部フランジ板４３に嵌着されている一方、凹所２３において最上位の剛性層３に嵌着されていると共に円形の下面４４を有した上部剪断キー４５とを具備しており、円筒状の外周面４６を有した上部フランジ板４３は、凹所４１に加えて、積層方向Ｖにおいて複数個の螺子穴２４に対応して円周方向Ｒにおいて等角度間隔に配された複数個の貫通孔４７と、外周面４６の近傍に円周方向Ｒにおいて等角度間隔に配された複数個の貫通孔４８とを有しており、貫通孔４７の夫々に挿入されて螺子穴２４の夫々において最上位の剛性層３に螺合されたボルト４９を介して最上位の剛性層３に固定される一方、支持する上部の構造物に貫通孔４８に挿入されるアンカーボルトを介して固定されるようになっている。

而して、上部フランジ板４３と上部剪断キー４５とを具備した上板１０の下面１２は、下面４２と下面４４とからなり、上面２１と上端面３２とからなる上端面８は、下面１２における下面４２に隙間なしに接触しており、鉛プラグ１７は、その円形の上端面５１で下面１２における下面４４に隙間なしに接触しており、上部２５に配された鉛プラグ１７の積層方向Ｖの上端部５２の外周面５３は、最上位の剛性層３の内周面１６に隙間なしに接触している。

下板１１は、凹所２８の径と同一の径をもって積層方向Ｖにおいて凹所２８に対面した凹所６１を上面６２に有した円板状の下部フランジ板６３と、凹所６１において下部フランジ板６３に嵌着されている一方、凹所２８において最下位の剛性層３に嵌着されていると共に円形の上面６４を有した下部剪断キー６５とを具備しており、円筒状の外周面６６を有した下部フランジ板６３は、凹所６１に加えて、積層方向Ｖにおいて複数個の螺子穴２９に対応して円周方向Ｒにおいて等角度間隔に配された複数個の貫通孔６７と、外周面６６の近傍に円周方向Ｒにおいて等角度間隔に配された複数個の貫通孔６８とを有しており、貫通孔６７の夫々に挿入されて螺子穴２９の夫々において最下位の剛性層３に螺合されたボルト６９を介して最下位の剛性層３に固定される一方、載置される下部の構造物に貫通孔６８に挿入されるアンカーボルトを介して固定されるようになっている。

而して、下部フランジ板６３と下部剪断キー６５とを具備した下板１１の上面１３は、上面６２と上面６４とからなり、下面２６と下端面３３とからなる下端面９は、上面１３における上面６２に隙間なしに接触しており、鉛プラグ１７は、その円形の下端面７１で上面１３における上面６４に隙間なしに接触しており、下部３０に配された鉛プラグ１７の積層方向Ｖの下端部７２の外周面７３は、最下位の剛性層３の内周面１６に隙間なしに接触している。

塑性変形で振動エネルギを吸収する減衰材料である鉛からなる鉛プラグ１７は、下面４４、内周面１５及び１６並びに上面６４によって規定された中空部１４に圧入、充填されており、斯かる圧入、充填で鉛プラグ１７は、支持する上部の構造物からの積層方向Ｖの荷重Ｗが上板１０に加えられていない状態（無荷重下）でも、当該下面４４、外周面４及び５並びに上面６４に対して隙間なしに配されていると共に弾性層２の弾性力に抗して弾性層２に向って水平方向（剪断方向）Ｈに張り出して弾性層２に若干食い込み、弾性層２の内周面１５を凹面８１にする結果、内周面１５及び１６からなる積層体７の内周面８２は、当該弾性層２の内周面１５の位置で凹面８１になっている一方、剛性層３の位置で凸面８３になっており、支持する上部の構造物からの積層方向Ｖの荷重Ｗが上板１０に加えられた状態（荷重下）では、弾性層２が積層方向Ｖにおいて圧縮されて弾性層２の厚みｔが２．５ｍｍよりも小さくなって免震装置１の高さｈが低くなる結果、中空部１４に圧入、充填された鉛プラグ１７は、弾性層２の弾性力に抗して当該弾性層２により水平方向Ｈに張り出して弾性層２に食い込み、弾性層２の内周面１５をより大きく水平方向（剪断方向）Ｈに凹んだ凹面８１にする。

鉛プラグ１７は、支持する上部の構造物からの積層方向Ｖの荷重（積層方向Ｖの下向きの力）Ｗ下で、上部剪断キー４５への反力（積層方向Ｖの上向きの力）Ｆｒを生じさせる応力Ｐｒ（＝Ｆｒ／（鉛プラグ１７の上端面５１の面積）Ｎ／ｍ^２、但しＮはニュートン、以下、同じ）が８ＭＰａ以上、本例では、５６６ＫＮの荷重Ｗで３９ＭＰａの応力が生じるように充填、中空部１４に密に配されている。

以上の免震装置１は、下部フランジ板６３が貫通孔６８に挿入されたアンカーボルトを介して下部の構造物に、上部フランジ板４３が貫通孔４８に挿入されたアンカーボルトを介して上部の構造物に夫々固定されて下部及び上部の構造物間に配され、上部の構造物の荷重Ｗを受けて、上板１０に加わる積層方向Ｖの荷重Ｗを積層体７及び鉛プラグ１７で支持すると共に下板１１に対しての上板１０の水平方向Ｈの振動を鉛プラグ１７の塑性変形で減衰させる一方、下板１１の水平方向Ｈの振動の上板１０への伝達を積層体７の水平方向Ｈの剪断弾性変形で抑制するようになっている。

免震装置１を製造する場合には、まず、弾性層２となる円環状の厚さｔ１＝２．５ｍｍの複数枚のゴム板と最上位及び最下位の剛性層３間の剛性層３となる円環状の厚さｔ３＝１．６ｍｍの複数枚の鋼板とを交互に積層して、その下面及び上面に最上位及び最下位の剛性層３となる円環状の厚さｔ２＝２０ｍｍの鋼板を配置し、型内における加圧下での加硫接着等によりこれらを相互に固定してなる積層体７を形成し、その後、下部剪断キー６５及び下部フランジ板６３からなる下板１１をボルト６９を介して最下位の剛性層３に固定し、次に、鉛プラグ１７を中空部１４に形成すべく、中空部１４に鉛を圧入する。鉛の圧入は、鉛プラグ１７が積層体７により中空部１４において隙間なしに拘束されるように、鉛を中空部１４に油圧ラム等により押し込んで行い、鉛の圧入後、上部フランジ板４３と上部剪断キー４５とからなる上板１０をボルト４９を介して最上位の剛性層３に固定する。なお、型内における加圧下での加硫接着による積層体７の形成において、弾性層２及び剛性層３の外周面４及び５を覆って被覆層６となるゴムシートを外周面４及び５に捲き付け、該加硫接着と同時に、弾性層２及び剛性層３の外周面４及び５に加硫接着された被覆層６を形成してもよい。また斯かる形成において、弾性層２となるゴム板の内周側の一部が流動して、剛性層３の内周面１６を覆って、被覆層６の厚さ２ｍｍよりも充分に薄い被覆層が形成されてもよい。

積層体７への無荷重を含む特定荷重下で使用するべく製造された免震装置、本例では、５６６ＫＮの荷重Ｗ下で使用するべく製造された免震装置１の鉛プラグ１７の応力Ｐｒが８ＭＰａ以上である３９ＭＰａであることを確認するために、言い換えると、上端面８で５６６ＫＮの荷重Ｗを支持すると共に鉛プラグ１７の応力Ｐｒが３９ＭＰａである免震装置１を製造するために、上部フランジ板４３と上部剪断キー４５に相当すると共に凹所４１及び凹所２３に嵌着された上部剪断キー４５よりも薄い仮の上部剪断キーとの間にロードセル（圧力センサ）を介在させ、ロードセルからのリード線を上部フランジ板４３に形成された細孔から導出して、この導出されたリード線の電気信号を測定して、この測定した電気信号から応力Ｐｒを検出し、この検出した応力Ｐｒが３９ＭＰａである場合には、上部フランジ板４３を取り外し、仮の上部剪断キーを上部剪断キー４５に取り換え、再び、上部フランジ板４３を最上位の剛性層３にボルト４９を介して固定し、検出した応力Ｐｒが積層体７への特定荷重下で８ＭＰａよりも小さい場合には、本例では、検出した応力Ｐｒが積層体７への５６６ＫＮの荷重下で３９ＭＰａよりも小さい場合には、上部フランジ板４３及び仮の上部剪断キーを取り外し、中空部１４に追加の鉛を圧入する。追加の鉛の中空部１４への圧入は、追加の鉛を中空部１４の上部に油圧ラム等により押し込んで行う。追加の鉛の中空部１４への圧入後、上部フランジ板４３と仮の上部剪断キーと、上部フランジ板４３及び仮の上部剪断キー間のロードセル（圧力センサ）とを最上位の剛性層３にボルト４９を介して固定し、ロードセルから応力Ｐｒを検出し、応力Ｐｒが積層体７への特定荷重下で８ＭＰａ以上である場合には、本例では、応力Ｐｒが積層体７への５６６ＫＮの荷重Ｗ下で３９ＭＰａである場合には、上記と同様にして仮の上部剪断キーに代えて上部剪断キー４５と上部フランジ板４３とを最上位の剛性層３にボルト４９を介して固定する一方、応力Ｐｒが積層体７への特定荷重下で８ＭＰａよりも小さい場合には、応力Ｐｒが積層体７への特定荷重下で８ＭＰａ以上になるまで、以上の追加の鉛の中空部１４への圧入を繰り返す、本例では、応力Ｐｒが積層体７への５６６ＫＮの荷重Ｗ下で３９ＭＰａよりも小さい場合には、応力Ｐｒが積層体７への５６６ＫＮの荷重Ｗ下で３９ＭＰａになるまで、以上の追加の鉛の中空部１４への圧入を繰り返す。

なお、積層体７への無荷重下で、鉛プラグ１７を５５ＭＰａを超える応力をもって中空部１４に充填させようとしたが、中空部１４への圧入が困難であった。

こうして製造された免震装置１では、鉛プラグ１７の応力Ｐｒが積層体７への特定荷重下で８ＭＰａ以上であるために、中空部１４に配された鉛プラグ１７を所定に隙間なしに弾性層２及び剛性層３並びに上板１０及び下板１１で拘束し得る結果、安定な免震特性を得ることができ、特に優れた耐久性及び免震効果並びに製造性を得ることができる。

実施例１の免震装置１
弾性層２として、厚さｔ１＝２．５ｍｍ、外周面４の径（外径）＝２５０ｍｍ、変形前の円筒状の内周面１５の径（内径）＝５０ｍｍであって、せん断弾性率＝Ｇ４の天然ゴムからなる円環状のゴム板を２０枚使用し、最上位及び最下位の剛性層３として、夫々厚さｔ２＝２０ｍｍ、外周面５の径（外径）＝２５０ｍｍ、内周面１６の径（内径）＝５０ｍｍ及び凹所２３及び２８の夫々の深さ＝１０ｍｍの鋼板を使用し、最上位及び最下位の剛性層３間の剛性層３として、厚さｔ３＝１．６ｍｍ、外周面５の径（外径）＝２５０ｍｍ、内周面１６の径（内径）＝５０ｍｍの鋼板を１９枚使用し、無荷重（荷重Ｗ＝０）下で鉛プラグ１７の応力Ｐｒが８ＭＰａとなるように中空部１４に鉛を充填した免震装置１を作製した。

実施例２の免震装置１
上端面８での面圧が０．５ＭＰａとなる荷重Ｗを支持した時の鉛プラグ１７の応力Ｐｒが１７ＭＰａとなるように中空部１４に鉛を充填した以外は、実施例１と同様の免震装置１を作製した。

実施例３の免震装置１
上端面８での面圧が１２ＭＰａとなる荷重Ｗを支持した時の鉛プラグ１７の応力Ｐｒが３９ＭＰａとなるように中空部１４に鉛を充填した以外は、実施例１と同様の免震装置１を作製した。本実施例３の免震装置１では、無荷重下で鉛プラグ１７の応力Ｐｒが２ＭＰａとなるように、中空部１４に鉛が充填されている。

比較例の免震装置
無荷重下（荷重Ｗ＝０）で鉛プラグ１７の応力Ｐｒが０ＭＰａとなるように中空部１４に鉛を充填した以外、実施例と同様の免震装置を製造した。本比較例の免震装置で上端面８での面圧が１２ＭＰａとなる荷重Ｗを支持した時の鉛プラグ１７の応力Ｐｒは、２ＭＰａとなる。

実施例１、２及び３の免震装置１と比較例の免震装置とについて、剪断歪γ（水平方向Ｈの変位）が１０％、５０％及び１００％の場合の水平方向Ｈの変位（ｍｍ）と水平荷重（ｋＮ）と関係である履歴特性を測定した結果を図４から図７に示す。図４には、無荷重下（荷重Ｗ＝０）での実施例１の履歴特性を、図５には、荷重下（上端面８での面圧が０．５ＭＰａに相当する荷重Ｗ下）での実施例２の履歴特性を、図６には、荷重下（上端面８での面圧が１２ＭＰａに相当する荷重Ｗ下）での実施例３の履歴特性を、図７には、荷重下（上端面８での面圧が１２ＭＰａに相当する荷重Ｗ下）での比較例の履歴特性を夫々示し、これらから明らかであるように、鉛プラグ１７の応力Ｐｒが８ＭＰａ以上、好ましくは、１７ＭＰａ以上であると、安定な免震特性を得ることができる。なお、５５ＭＰａ以下であれば、製造において中空部１４への鉛の圧入が容易であり、それほど困難を伴わないことが判明した。また、５５ＭＰａを超えるように、中空部１４へ鉛を圧入しようとしたが、弾性層２の内周面１５の損壊なしに、これを行うことは困難であることが判明した。

なお、鉛プラグ１７を中空部１４に１５ＭＰａ以上の応力をもって充填することによっても、より安定な免震特性を得ることができることを確認し得た。

１免震装置
２弾性層
３剛性層
４、５外周面
６被覆層
７積層体
８上端面
９下端面
１０上板
１１下板
１２下面
１３上面
１４中空部
１５内周面
１６内周面
１７鉛プラグ

Claims

交互に積層された弾性層及び剛性層を有する積層体と、この積層体内に当該積層体の積層方向に伸びて形成された中空部に８ＭＰａ以上の応力をもって充填された振動減衰体とを具備している免震装置。
振動減衰体は、積層体に対しての積層方向の無荷重下で、８ＭＰａ以上の応力をもって中空部に充填されている請求項１に記載の免震装置。
振動減衰体は、積層体に対しての積層方向の荷重下で、８ＭＰａ以上の応力をもって中空部に充填されている請求項１に記載の免震装置。
振動減衰体は、積層体に対して面圧０．５ＭＰａに相当する積層方向の荷重下で、８ＭＰａ以上の応力をもって中空部に充填されている請求項３に記載の免震装置。
振動減衰体は、１５ＭＰａ以上の応力をもって中空部に充填されている請求項１から４のいずれか一項に記載の免震装置。
振動減衰体は、５５ＭＰａ以下の応力をもって中空部に充填されている請求項１から５のいずれか一項に記載の免震装置。
振動減衰体は、塑性変形で振動エネルギを吸収する減衰材料からなる請求項１から６のいずれか一項に記載の免震装置。
減衰材料は、鉛、錫又は非鉛系低融点合金からなる請求項７に記載の免震装置。
中空部を規定する積層体の内周面は、振動減衰体が弾性層に食い込んで、当該弾性層の位置で凹面になっている請求項１から８のいずれか一項に記載の免震装置。
中空部を規定する積層体の内周面は、振動減衰体が弾性層に食い込んで、剛性層の位置で凸面になっている請求項１から９のいずれか一項に記載の免震装置。