(57)【要約】【課題】例えば地震発生時に建築物や土木構造物等に伝達される振動エネルギーを減少させるためのエネルギー吸収装置に係り、エネルギー吸収性能が安定していて繰返し耐久性も高く、しかも容易・安価に製造できるようにする。【解決手段】鋼板等の硬質板１とゴム等の弾性体２とを上下方向に交互に複数積層してなる積層体３に、上下方向に貫通する中空部ｈを設け、その中空部ｈ内に地震等の振動エネルギーを吸収するエネルギー吸収体４を収容配置するエネルギー吸収装置の製造方法において、上記エネルギー吸収体４を、予めその降伏点以上に圧密してから上記中空部ｈ内に収容配置するようにしたことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板等の硬質板とゴム等の弾性体とを上下方向に交互に複数積層してなる積層体に、上下方向に貫通する中空部を設け、その中空部内に地震等の振動エネルギーを吸収するエネルギー吸収体を収容配置するエネルギー吸収装置の製造方法において、上記エネルギー吸収体を、予めその降伏点以上に圧密してから上記中空部内に収容配置するようにしたことを特徴とするエネルギー吸収装置の製造方法。
【請求項２】
上記エネルギー吸収体は、金、銀、錫、銅、アルミニウム、亜鉛とからなる金属群のうちのいずれかの金属単体、または上記金属群のうちのいずれかの金属を主体とし、これに上記主体となる金属以外の上記金属群もしくは上記金属群以外の金属から選択した１種または２種以上の金属を混合した合金からなることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー吸収装置の製造方法。
【請求項３】
上記エネルギー吸収体は、純度９９．９％以上の錫を主体とし、これにビスマスを混合した合金からなることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー吸収装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば地震発生時に建築物や土木構造物もしくは精密機器等に伝達される振動エネルギーを減少させるためのエネルギー吸収装置の製造方法に関する。更に詳しくは、鋼板等の硬質板とゴム等の弾性体とを上下方向に交互に複数積層してなる積層体中に、地震等の振動エネルギーを吸収するエネルギー吸収体を設けたエネルギー吸収装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来たとえば地震発生時に建築物や土木構造物等に伝達される振動エネルギーを減少させるためのエネルギー吸収装置として下記特許文献１が提案されている。図５および図６は上記のようなエネルギー吸収装置Ａの一例を示すもので、鋼板等の硬質板１とゴム等の弾性体２とを上下方向に交互に複数積層してなる積層体３を上下一対の基板５・５間に配置し、その両基板５・５および積層体３の中心部に形成した上下方向に貫通する中空部（貫通穴）ｈ内に地震等の振動エネルギーを吸収する鉛等の弾塑性体よりなるエネルギー吸収体４を収容配置した構成である。なお上記図６の縦断面図において、硬質板１と弾性体２およびエネルギー吸収体４の断面を表すハッチング（斜線）は煩雑を避けるため省略した。後述する本発明の実施形態においても同様である。
【０００３】
上記積層体３およびエネルギー吸収体４の上下両端部には、上記基板５を介して取付板６がボルト７等で一体的に取付けられ、その取付板６に形成した取付孔６ａにボルト８等を挿通して建築物や土木構造物等に取付けるもので、例えば図７に示すようなビル等の建築物にあっては、その建築物の上部構造体Ｂと、その土台等の下部構造体Ｃとの間に上記のエネルギー吸収装置Ａを１つ若しくは複数個配置して、上下の取付板６をそれぞれ上記構造体Ｂ、Ｃに取付ける。また例えば図８に示すような橋梁等の土木構造物にあっては、橋桁等の上部構造体Ｂと橋脚等の下部構造体Ｃとの間に、エネルギー吸収装置Ａを１つ若しくは複数個配置して上下の取付板６を上記と同様に各構造体Ｂ、Ｃに取付ければよい。
【０００４】
上記のようにして上下の構造体Ｂ，Ｃ間に配置したエネルギー吸収装置Ａは、建築物等を安定に支持しながら地震発生時には水平方向に変形して地震エネルギーを減少させるもので、従来のいわゆる免震アイソレータと免震ダンパとの両方の機能を併せ持った働きをする。その結果、上記アイソレータとダンパとを各々別々に配置した場合に比べて、設置スペースを削減できると共に、施工性も向上するという利点がある。
【０００５】
ところで、上記特許文献１には、上記のようなエネルギー吸収装置を製造する過程で、積層体の中空部内にエネルギー吸収体（コア）を挿入する際に、そのエネルギー吸収体の剪断降伏応力と同等もしくはそれ以上の静水圧を印加することによって、上記エネルギー吸収体を積層体の中空部内面に密着させることが提案されている。
【０００６】
しかし、上記の方法では、摩擦やゴム等よりなる弾性体の変形などによって一様に静水圧が掛かからない場合があり、その結果、不完全な密着となり、良好なエネルギー吸収性能が得られないおそれがある。またエネルギー吸収体に充分に静水圧が掛からなかった場合、過大な面圧が掛かったときにエネルギー吸収体は潰れてしまい、面圧が抜けた場合でもエネルギー吸収体は元の高さには戻りにくい為に、エネルギー吸収体の上部などに隙間ができてしまい、その後の変位履歴に悪影響を与えるおそれがある。
【０００７】
【特許文献１】特許第３３６０８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記の問題点に鑑みて提案されたもので、エネルギー吸収性能が安定していて繰返し耐久性も高く、しかも容易・安価に製造することのできるエネルギー吸収装置の製造方法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】
上記の目的を達成するために本発明によるエネルギー吸収装置の製造方法は、以下の構成にしたものである。すなわち、鋼板等の硬質板とゴム等の弾性体とを上下方向に交互に複数積層してなる積層体に、上下方向に貫通する中空部を設け、その中空部内に地震等の振動エネルギーを吸収するエネルギー吸収体を収容配置するエネルギー吸収装置の製造方法において、上記エネルギー吸収体を、予めその降伏点以上に圧密してから上記中空部内に収容配置するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上記のようにエネルギー吸収体を、予めその降伏点以上に圧密してから上記中空部内に収容配置するようにしたことによって、前記従来のように中空部内でエネルギー吸収体に静水圧を印加する場合よりもエネルギー吸収体が完全に密着し、かつ内部応力の不均一が緩和され安定した性能を発揮するエネルギー吸収装置を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明によるエネルギー吸収装置の製造方法を図に示す実施形態に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の製造方法によって製造したエネルギー吸収装置の縦断面図であり、前記従来例と同様の機能を有する部材には同一の符号を付して説明する。
【００１２】
図示例のエネルギー吸収装置Ａは、前記従来例と同様に鋼板等の硬質板１とゴム等の弾性体２とを上下方向に交互に複数積層して接着剤等で一体化してなる積層体３を上下一対の基板５・５間に配置し、その両基板５・５および積層体３の中心部に形成した上下方向に貫通する中空部（貫通穴）ｈ内に、予め降伏点以上に加圧して圧密したエネルギー吸収体４を収容配置したものである。他の構成は前記従来例と同様である。
【００１３】
上記エネルギー吸収体４の材質は適宜であるが、好ましくは従来から多用されている鉛は有害性の問題があるので、それ以外の金属を用いるのか望ましい。具体的には、例えば金、銀、錫、銅、アルミニウム、亜鉛とからなる金属群のうちのいずれかの金属単体、または上記金属群のうちのいずれかの金属を主体とし、これに上記主体となる金属以外の上記金属群もしくは上記金属群以外の金属から選択した１種または２種以上の金属を混合した合金等を用いることができる。特に純度９９．９％以上の錫を主体とし、これにビスマスを混合した合金が好適である。
【００１４】
上記のエネルギー吸収体４を圧密する手段は適宜であるが、例えば図２に示すようなダイス１１とラム１２等からなる押出成形機１０等を用い、上記エネルギー吸収体４の降伏点以上の圧力で所定の断面形状のエネルギー吸収体４を連続的に押し出し成形したのち所定の長さに切断すれば、エネルギー吸収体４の成形加工と、そのエネルギー吸収体４を圧密する作業とを同時に行うことができる。或いは、不図示の鋳型等を用いて所定形状のエネルギー吸収体４を鋳造したり、その他の製法で所定形状のエネルギー吸収体４を製造した後、例えば図３に示すような圧密用の型１３内に上記エネルギー吸収体４を収容し、その上からプレス機等の加圧手段１４で上記エネルギー吸収体４をその降伏点以上の圧力で加圧して圧密するようにしてもよい。
【００１５】
なお上記いずれの場合にもエネルギー吸収体４には、基本的には少なくとも、そのエネルギー吸収体４を構成する金属の持つ降伏点以上の圧力を掛ければよいということになるが、前記従来例のようなゴム等の影響を受けないため、使用時にエネルギー吸収体４が建物等から受けるであろうと想定される安全率を見込んだ最大面圧以上の圧力を掛けておけばなお良い。
【００１６】
また前記のようにして圧密した後のエネルギー吸収体４は、装着すべき前記積層体３の中空孔ｈの大きさ・形状とほぼ同等になるようにして、例えば図５に示すように台座Ｓ上に配置した積層体３の中空部ｈに上記エネルギー吸収体４を上から挿入して該中空部ｈの内面にエネルギー吸収体４が密着嵌合するようにすればよい。なお、上記中空部ｈにエネルギー吸収体４を挿入する際、必要に応じて上記中空部ｈの内面またはエネルギー吸収体４の外面にグリースや潤滑シート等の潤滑材を塗布もしくは装着しておけば容易に挿入することができる。
【００１７】
上記のように本発明においては積層体３の中空部ｈ内に装着されるエネルギー吸収体４を、予めその降伏点以上に圧密してから上記中空部ｈ内に収容配置するようにしたから、前記従来のように中空部内でエネルギー吸収体に静水圧を印加する場合よりもエネルギー吸収体４を均一で安定した密度にすることができる。またエネルギー吸収体４を中空部ｈ内に挿入前に圧密することで、エネルギー吸収体４の内部空隙や欠陥が無くなり、かつ内部応力の不均一が緩和され安定したエネルギー吸収装置を得ることが可能となる。
【００１８】
なお、上記エネルギー吸収体４が積層体製作後に中空部ｈ内に収容される場合、そのエネルギー吸収体４の径は中空部ｈの内径より１〜１０ｍｍ程度小さく、その体積が中空部ｈの体積より０．１〜１％程度大きいことが望ましく、また上記エネルギー吸収体４が硬質板１と弾性体２とを上下方向に交互に複数積層する前に配置される場合、そのエネルギー吸収体４の径および体積は中空部ｈと同等であることが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
以上のように本発明によるエネルギー吸収装置の製造方法によれば、均一で安定した密度のエネルギー吸収体を有するエネルギー吸収装置を容易・安価に製造することが可能となるもので、その結果、上記のようなエネルギー吸収装置の設計および選択の自由度が増し産業上の利用可能性を増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明によって製造したエネルギー吸収装置の一例を示す縦断面。
【図２】エネルギー吸収体の製造方法の一例を示す縦断面図。
【図３】エネルギー吸収体の製造方法の他の例を示す縦断面図。
【図４】上記エネルギー吸収体を中空部に挿入する状態の説明図。
【図５】従来のエネルギー吸収装置の一例を示す斜視図。
【図６】上記従来のエネルギー吸収装置の縦断面図。
【図７】上記従来のエネルギー吸収装置を建築物に施工した例の説明図。
【図８】上記従来のエネルギー吸収装置を土木構築物に施工した例の説明図。
【符号の説明】
【００２１】
１  硬質板
２  弾性体
３  積層体
４  エネルギー吸収体
５  基板
６  取付板
７、８  ボルト
Ａ  エネルギー吸収装置
Ｂ  上部構造体
Ｃ  下部構造体
ｈ  中空部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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