(57)【要約】【課題】  環境に負荷を与えずに従来と同等以上の制振特性を有する免震装置を得る。【解決手段】  弾性変形し得るゴムリング１８と、剛性を維持する為の金属リング２０とが、交互に複数枚ずつ配置された形の外側積層体１６の中心に円筒形の中空部２４が存在し、この中空部２４内に螺旋状に形成されたコイルバネ２２が嵌まり込むように配置される。コイルバネ２２の内周側に、弾性変形し得るゴム板２８と、剛性を維持する為の金属板３０とが、交互に複数枚ずつ配置された形の内側積層体２６が配置される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性を有してリング状に形成される第１弾性板と剛性を有してリング状に形成される第１硬質板とが交互に積層された形の外側積層体と、
外側積層体内に配置された金属製のコイルバネと、
弾性を有して円板状に形成される第２弾性板と剛性を有して円板状に形成される第２硬質板とが交互に積層された形とされ且つ、コイルバネの内周側に配置された内側積層体と、
を有したことを特徴とする免震装置。
【請求項２】
コイルバネが双晶の金属材料で形成されたことを特徴とする請求項１記載の免震装置。
【請求項３】
Ｃｕ−Ａｌ−Ｍｎ合金、Ｍｇ−Ｚｒ合金、Ｍｎ−Ｃｕ合金、Ｍｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ合金、Ｃｕ−Ａｌ−Ｎｉ合金、Ｔｉ−Ｎｉ合金、Ａｌ−Ｚｎ合金、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ合金、Ｍｇ合金、Ｃｕ−Ａｌ−Ｃｏ合金、Ｃｕ−Ａｌ−Ｍｎ−Ｎｉ合金、Ｃｕ−Ａｌ−Ｍｎ−Ｃｏ合金、Ｃｕ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｔｉ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ｍｎ−Ｓｉ−Ｃｏ合金、Ｎｉ−Ａｌ合金、ＳＵＳ３０４の内の何れかを双晶の金属材料として使用したことを特徴とする請求項２記載の免震装置。
【請求項４】
外側積層体の内周面が、コイルバネの形状に沿った形に形成されたことを特徴とする請求項１記載の免震装置。
【請求項５】
コイルバネの両端部分が、外側積層体の両端部分に固定具を用いて固定されたことを特徴とする請求項１記載の免震装置。
【請求項６】
内側積層体の外周面が、コイルバネの内周側形状に沿った形に形成されたことを特徴とする請求項１記載の免震装置。
【請求項７】
コイルバネが複数存在し、これら複数のコイルバネが同軸状に組み合わされて外側積層体内に配置されたことを特徴とする請求項１記載の免震装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環境に負荷を与えずに従来と同等以上の制振特性を有する免震装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、地震の揺れを低減する為に、建築物とこの建築物を支持する地盤との間に配置される免震装置が知られている。そして、この免震装置には、弾性体とされるゴム体だけでなく、揺れに伴う振動を抑える為の制振合金が内蔵されていて、これらの部材の複合的な作用で地震の揺れを低減し、建築物側に地震の揺れを伝達し難くしていた。
【０００３】
しかし、従来の免震装置の制振合金として、制振特性の面から一般に鉛材が使用されていたが、環境面への配慮が近年重要視されるのに伴い、他の材料に置き換えることが検討されるようになった。
【０００４】
この為、鉛材による制振合金の替わりに、例えば双晶合金を加工してコイルバネとしたものをゴム体に内蔵した免振装置も考えられるようになった。但し、単に双晶合金のコイルバネを用いただけの免振装置では、水平方向の変位を免震装置に与えた場合、初回の変位において、中のコイルバネ１２２が図５（Ｂ）に示すように両端部付近で曲がって変位Ｘ方向に沿って潰れてしまう結果、安定した制振性能を維持できず、十分な制振効果が得られなかった。
【０００５】
これに伴い、十分な制振効果が得られるように、コイルバネ内に樹脂材料を充填した構造の免振装置や、特許文献１とされる下記の特開平１１−２７０６２１公報の免振装置が考えられるようになった。
【特許文献１】特開平１１−２７０６２１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上より、免震装置に採用される制振合金として、環境に負荷を与えずに従来の制振合金と同等以上の制振特性を有するものを開発する必要が生じていた。しかし、コイルバネ内に樹脂材料を充填した免振装置や特許文献１の免振装置であっても、制振合金の替わりに用いられるコイルバネが変位に十分に追従できなかった。従って、ゴム体内で回転力が発生してコイルバネが潰れてしまうのに伴って、特に変位限界点での発生力が大きくなってしまう結果、やはり十分な制振性が得られなかった。
本発明は上記事実を考慮し、環境に負荷を与えずに従来と同等以上の制振特性を有する免震装置を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る免震装置は、弾性を有してリング状に形成される第１弾性板と剛性を有してリング状に形成される第１硬質板とが交互に積層された形の外側積層体と、
外側積層体内に配置された金属製のコイルバネと、
弾性を有して円板状に形成される第２弾性板と剛性を有して円板状に形成される第２硬質板とが交互に積層された形とされ且つ、コイルバネの内周側に配置された内側積層体と、
を有したことを特徴とする。
【０００８】
請求項１に係る免震装置の作用を以下に説明する。
本請求項の免震装置によれば、弾性を有してリング状に形成される第１弾性板と剛性を有してリング状に形成される第１硬質板とが交互に積層された形の外側積層体内に、金属製のコイルバネが配置された構造とされている。また、弾性を有して円板状に形成される第２弾性板と剛性を有して円板状に形成される第２硬質板とが交互に積層された形の内側積層体が、このコイルバネの内周側に配置された構造ともされている。
【０００９】
従って、本請求項では、変位の入力に合わせて確実に変形するようにコイルバネを採用しているが、このコイルバネの内側に支持材として内側積層体を挿入したものを制振合金の替わりとする形で、これらコイルバネ及び内側積層体を内蔵していることになる。これに伴い、免震装置に変位が入力された際のコイルバネの変形を内側積層体が抑制するので、大きな水平方向の変位が加わってもコイルバネが潰れることがなくなり、繰り返し変位後でも安定した制振性能を発揮して制振性を安定的に保つことができる。
【００１０】
この結果、本請求項に係る免震装置によれば、地震が生じた場合でも、コイルバネと並列的に配置されて弾性変形するゴム体である外側積層体とこのコイルバネとの間の複合的な作用で確実に地震の揺れを低減し、建築物側に地震の揺れが伝達され難くなる。この一方、本請求項の免震装置は、第２硬質板と第２弾性板とが積層されて形成された内側積層体をコイルバネの内周側に配置したことで、鉛材を用いずとも上記のような制振特性を得られるようになる為、環境に負荷を与えることもなくなる。
【００１１】
以上より、本請求項に係る免震装置は、コイルバネの内側に支持材として内側積層体を配置したことで、環境に負荷を与えずに従来の免震装置と同等以上の制振特性を有するようになった。
【００１２】
請求項２に係る免震装置の作用を以下に説明する。
本請求項では請求項１と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、コイルバネが双晶の金属材料で形成されたという構成を有している。つまり、本請求項では、弾性変形可能な螺旋状のコイルバネが双晶の金属材料により形成されるのに伴い、このコイルバネを構成する双晶の金属材料に予歪みが与えられることになるので、単純な双晶の合金と比較して、引張力や剪断力が加わった際に、バネ定数が低くなると共に減衰係数が高くなり、従来の制振合金と同等以上の大きな制振特性を有するようになる。
【００１３】
請求項３に係る免震装置の作用を以下に説明する。
本請求項では請求項２と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、Ｃｕ−Ａｌ−Ｍｎ合金、Ｍｇ−Ｚｒ合金、Ｍｎ−Ｃｕ合金、Ｍｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ合金、Ｃｕ−Ａｌ−Ｎｉ合金、Ｔｉ−Ｎｉ合金、Ａｌ−Ｚｎ合金、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ合金、Ｍｇ合金、Ｃｕ−Ａｌ−Ｃｏ合金、Ｃｕ−Ａｌ−Ｍｎ−Ｎｉ合金、Ｃｕ−Ａｌ−Ｍｎ−Ｃｏ合金、Ｃｕ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｔｉ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ｍｎ−Ｓｉ−Ｃｏ合金、Ｎｉ−Ａｌ合金、ＳＵＳ３０４の内の何れかを双晶の金属材料として使用するという構成を有している。
【００１４】
つまり、これらの金属の内の何れかをコイルバネを形成する為の双晶の金属材料として使用することで、環境に負荷を与えずに従来と同等以上の制振特性を有するコイルバネがより確実に得られるようになる。
【００１５】
請求項４に係る免震装置の作用を以下に説明する。
本請求項では請求項１と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、外側積層体の内周面が、コイルバネの形状に沿った形に形成されたという構成を有している。つまり、コイルバネを単に外側積層体内に設置しただけでは、外側積層体の内周面から十分な拘束が得られない虞がある為、コイルバネが十分に変形せずに制振効果が小さくなることが考えられる。
【００１６】
これに対して、本請求項のように外側積層体の内周面をコイルバネの形状に沿った形の連続した凹凸状に形成してコイルバネの変形を最適化することで、コイルバネが潰れずに歪みが効果的にコイルバネに発生するようになる。尚、外側積層体の内周面は、コイルバネの形状に沿って螺旋構造にすることが好ましい。
【００１７】
請求項５に係る免震装置の作用を以下に説明する。
本請求項では請求項１と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、コイルバネの両端部分が、外側積層体の両端部分に固定具を用いて固定されたという構成を有している。
【００１８】
つまり、鉛材に替えて本請求項ではコイルバネが採用されているが、単にコイルバネを外側積層体内に挿入するだけでは、免震装置に大変位が加わった場合、コイルバネの端部とこの端部に対向する免震装置の部分との間に大きな隙間ができる結果、コイルバネが免震装置の変位に追従できず、応力歪み曲線のヒステリシスが充分な大きさにならないことが考えられる。
【００１９】
従って、コイルバネの両端部分を外側積層体の両端部分に固定具によって固定することで、コイルバネの端部を機械的に拘束して、免震装置の変位にコイルバネを追従させるようにした。
【００２０】
請求項６に係る免震装置の作用を以下に説明する。
本請求項では請求項１と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、内側積層体の外周面が、コイルバネの内周側形状に沿った形に形成されたという構成を有している。
【００２１】
つまり、内側積層体をコイルバネ内に単に設置しただけでは、内側積層体の外周面から十分な拘束が得られない虞がある。この為、本請求項のように内側積層体の外周面をコイルバネの形状に沿った形の連続した凹凸状に形成してコイルバネの変形を最適化することで、コイルバネが潰れずに歪みが効果的にコイルバネに発生するようになる。
【００２２】
請求項７に係る免震装置の作用を以下に説明する。
本請求項では請求項１と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、コイルバネが複数存在し、これら複数のコイルバネが同軸状に組み合わされて外側積層体内に配置されたという構成を有している。
【００２３】
つまり、複数のコイルバネが同軸状に組み合わされて配置されることから、大きな水平方向の変位が加わっても、個々のコイルバネがより潰れ難くなり、繰り返し変位後でもより一層安定した制振性能を発揮して、制振性を安定的に保つことができるようになる。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように本発明の上記構成によれば、環境に負荷を与えずに従来と同等以上の制振特性を有する免震装置を提供できるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明に係る免震装置の実施の形態を図１から図９に基づき説明する。図１及び図２に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る免震装置１０の上下部分をそれぞれ円板状に形成された連結板１２、１４が構成している。この内の下側の連結板１２が地盤と当接し、また上側の連結板１４が建築物の下部に当接するような構造になっている。
【００２６】
また、これら一対の連結板１２、１４の間には、中心部分に円筒形の中空部２４を有しつつ円筒状に形成された外側積層体１６が配置されている。この外側積層体１６は、リング状に形成されて弾性変形し得る第１弾性板であるゴム製のゴムリング１８と、リング状に形成されて剛性を維持する為の第１硬質板である金属製の金属リング２０とが、交互に複数枚ずつ配置された形の構造になっている。
【００２７】
一方、これら一対の連結板１２、１４は、外側積層体１６の上下端にそれぞれ加硫接着されて取り付けられており、また、これら一対の連結板１２、１４の中心には、それぞれ途中に段部を有した円形の貫通穴１２Ａ、１４Ａが形成されている。但し、これら貫通穴１２Ａ、１４Ａに対応した大きさであって外周側にフランジを有した蓋材３２が、ボルト３４によるねじ止めによって、一対の連結板１２、１４にそれぞれ固定されることで、貫通穴１２Ａ、１４Ａがそれぞれ閉鎖されている。
【００２８】
この外側積層体１６の中心に存在する円筒形の中空部２４内には、双晶の金属材料で弾性変形可能な螺旋状のコイルスプリングの形に形成されたコイルバネ２２が嵌まり込むように、配置されている。但し、中空部２４を形成する外側積層体１６の内周面１６Ａには、このコイルバネ２２の外周側形状に対応するように、この外周側形状に沿った螺旋状の凹凸が形成されている。
【００２９】
図２及び図３に示すように、このコイルバネ２２の内周側には、円筒状に形成された内側積層体２６が配置されている。この内側積層体２６は、円板状に形成されて弾性変形し得る第２弾性板であるゴム製のゴム板２８と、円板状に形成されて剛性を維持する為の第２硬質板である金属製の金属板３０とが、交互に複数枚ずつ配置された形の構造になっている。但し、この内側積層体２６の外周面２６Ａにも、コイルバネ２２の内周側の螺旋形状に沿った螺旋状の凹凸が形成されている。
【００３０】
以上より、本実施の形態では、弾性変形し得る外側積層体１６及び内側積層体２６が、双晶の金属材料により弾性変形可能となるように螺旋状に形成されたコイルバネ２２と、並列的に配置された構造になっている。さらに、コイルバネ２２の形状に沿った形に外周面２６Ａが形成された内側積層体２６と、同じくコイルバネ２２の形状に沿った形に内周面１６Ａが形成された外側積層体１６とで、コイルバネ２２が挟まれた構造ともなっている。
【００３１】
他方、図１及び図２に示すように、下側の連結板１２及び上側の連結板１４にそれぞれ固定された一対の蓋材３２の中心には、外側に座ぐり部４２Ａを有した貫通孔４２がそれぞれ形成されており、頭部３６Ａを座ぐり部４２Ａ内に配置した形で締めつけ用ボルト３６がそれぞれこの貫通孔４２を貫通している。これらの締めつけ用ボルト３６の先端側には、ナット３８がねじ止められており、またこのナット３８上にワッシャ４０が乗せられている。
【００３２】
ワッシャ４０とこのワッシャ４０に対向する蓋材３２の対向面との間には、内周側に締めつけ用ボルト３６が入った状態で、コイルバネ２２の端部とされる一巻分だけが、挟まれている。つまり、本実施の形態では、コイルバネ２２の両端部分が、固定具とされる締めつけ用ボルト３６、ナット３８及びワッシャ４０により、連結板１２、１４及び蓋材３２を介して、外側積層体１６の両端部分にそれぞれ固定された構造になっている。
【００３３】
そして、コイルバネ２２の自由な状態での高さは、外側積層体１６の高さより高くされており、これに伴い、外側積層体１６内にコイルバネ２２が組み付けられた状態では、蓋材３２によりコイルバネ２２が圧縮されて予歪みがこのコイルバネ２２に与えられた形になる。
【００３４】
次に、本実施の形態に係る免震装置１０の製造を以下に説明する。
この免震装置１０を作製する際には、まず螺旋状のコイルバネ２２を作製し、Ｍｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ合金の場合は、８５０℃程度の温度で１時間程度保持した後、空冷により徐冷し、また、Ｃｕ−Ａｌ−Ｍｎ−Ｃｏ合金の場合は、９００℃程度の温度で５分間程度保持した後、急冷後再加熱し２００℃で１５分間程度保持した後、空冷することで、双晶のコイルバネ２２とすることができる。
【００３５】
これとは別に、ゴムリング１８と金属リング２０とが積層されて形成される外側積層体１６を作製すると共に、ゴム板２８と金属板３０とが積層されて形成される内側積層体２６を作製するが、この際に、外側積層体１６の上下に一対の連結板１２、１４を加硫接着してそれぞれ取り付けておくことにする。
【００３６】
但し、この外側積層体１６の高さをコイルバネ２２の高さより低くするように、外側積層体１６を作製するが、この外側積層体１６の内周面１６Ａにコイルバネ２２の外周側形状に沿った螺旋状の凹凸を形成しておくことにし、また、内側積層体２６の外周面２６Ａにもコイルバネ２２の内周側形状に沿った螺旋状の凹凸を形成しておくことにする。
【００３７】
この後、内側積層体２６をコイルバネ２２内に入れてから、コイルバネ２２の両端部にそれぞれナット３８及びワッシャ４０を配置した状態で、例えば連結板１２の貫通穴１２Ａを通過させて、外側積層体１６の中心に存在する中空部２４内にコイルバネ２２及び内側積層体２６を挿入する。そして、これら連結板１２、１４に蓋材３２をそれぞれねじ止めして取り付けると共に、この締めつけ用ボルト３６をナット３８にねじ止めすることにより、免震装置１０が完成される。
【００３８】
このとき、外側積層体１６の高さより高く形成されているコイルバネ２２が、蓋材３２の連結板１２、１４へのねじ止に伴って、外側積層体１６と同じ高さとなるように圧縮されることで、圧縮されて予歪みがこのコイルバネ２２に与えらた状態となる。また、締めつけ用ボルト３６の必要量のねじ込みにより、コイルバネ２２の端部が締め付けられて、蓋材３２側に固定されるようになる。
【００３９】
次に、本実施の形態に係る免震装置１０の作用を以下に説明する。
本実施の形態の免震装置１０によれば、剛性を有してリング状に形成される金属リング２０と弾性を有してリング状に形成されるゴムリング１８とが交互に積層された形の外側積層体１６内に、双晶の金属材料で形成されたコイルバネ２２が配置された構造とされている。また、剛性を有して円板状に形成される金属板３０と弾性を有して円板状に形成されるゴム板２８とが交互に積層された形の内側積層体２６が、このコイルバネ２２の内周側に配置された構造ともされている。そして、外側積層体１６の内周面１６Ａ及び内側積層体２６の外周面２６Ａに、図２及び図３に示すように、コイルバネ２２の形状に沿った形にそれぞれ凹凸が形成されている。
【００４０】
従って、本実施の形態では、変位の入力合わせて確実に変形するようにコイルバネ２２を採用しているが、このコイルバネ２２の内側に支持材として内側積層体２６を挿入したものを制振合金の替わりとする形で、これらコイルバネ２２及び内側積層体２６を内蔵していることになる。これに伴い、免震装置１０に変位が入力された際のコイルバネ２２の変形を内側積層体２６が抑制するので、図４及び図５（Ａ）に示すように大きな水平方向の変位Ｘが加わってもコイルバネ２２が潰れることがなくなり、繰り返し変位後でも安定した制振性能を発揮して制振性を安定的に保つことができる。
【００４１】
この結果、本実施の形態に係る免震装置１０によれば、地震が生じた場合でも、コイルバネ２２と並列的に配置されて弾性変形する外側積層体１６とこのコイルバネ２２との間の複合的な作用で確実に地震の揺れを低減し、建築物側に地震の揺れが伝達され難くなる。この一方、本実施の形態の免震装置１０は、金属板３０とゴム板２８とが積層されて形成された内側積層体２６をコイルバネ２２の内周側に配置したことで、鉛材を用いずとも上記のような制振特性を得られるようになる為、環境に負荷を与えることもなくなる。
【００４２】
以上より、本実施の形態に係る免震装置１０は、コイルバネ２２の内側に支持材として内側積層体２６を配置したことで、環境に負荷を与えずに従来の免震装置１０と同等以上の制振特性を有するようになった。
【００４３】
他方、本実施の形態では、外側積層体１６の内周面１６Ａ及び内側積層体２６の外周面２６Ａが、コイルバネ２２の形状に沿った形にそれぞれ形成されている。つまり、コイルバネ２２を単に外側積層体１６内に設置したり、内側積層体２６をコイルバネ２２内に単に設置しただけでは、外側積層体１６の内周面１６Ａや内側積層体２６の外周面２６Ａから十分な拘束が得られない虞がある為、コイルバネ２２が十分に変形せずに制振効果が小さくなることが考えられる。
【００４４】
これに対して、外側積層体１６の内周面１６Ａ及び内側積層体２６の外周面２６Ａに、本実施の形態のようにコイルバネ２２の形状に沿った形の螺旋状に凹凸が形成されるのに伴い、コイルバネ２２の変形がこれらの壁面により矯正されて最適化することで、コイルバネ２２が潰れずに歪みが効果的にコイルバネ２２に発生するようになる。
【００４５】
さらに、本実施の形態では、鉛材に替えてコイルバネ２２が採用されているが、単にコイルバネ２２を外側積層体１６内に挿入するだけでは、免震装置１０に大変位が加わった場合、コイルバネ２２の端部とこの端部に対向する蓋材３２との間に大きな隙間ができる結果、コイルバネ２２が免震装置１０の変位に追従できず、応力歪み曲線のヒステリシスが充分な大きさにならないことが考えられる。
【００４６】
これに対して本実施の形態によれば、外側積層体１６の両端部分に、図２に示す締めつけ用ボルト３６、ナット３８及びワッシャ４０からなる固定具を用いて、コイルバネ２２の両端部分を固定する構造とした。このことでも、コイルバネ２２の端部を機械的に拘束して、図４及び図５（Ａ）に示すように免震装置１０の変位にコイルバネ２２が確実に追従するようになった。
【００４７】
一方、本実施の形態では、弾性変形可能な螺旋状のコイルバネ２２が双晶の金属材料により形成されるのに伴い、このコイルバネ２２を構成する双晶の金属材料に予歪みが与えられることになるので、単純な双晶の合金と比較して、引張力や剪断力が加わった際に、バネ定数が低くなると共に減衰係数が高くなり、従来の制振合金と同等以上の大きな制振特性を有するようになる。
【００４８】
つまり、外部から応力がこのコイルバネ２２に付与された場合、予歪みが与えられていて図６の応力歪み曲線中における双晶の変形が生じる領域Ｆ１内の点Ｐまで既に変形されているこのコイルバネ２２が、さらに双晶の変形を大きくする形或いは、双晶の変形を小さくする形で、双晶の変形が生じる領域Ｆ１内において、矢印Ｅのように変形することになる。
【００４９】
このことから、双晶のコイルバネ２２に予歪みを与えたことにより、バネ定数の低減が図られ、図６の応力歪み曲線中の領域Ｆ１を含んでいるヒステリシス線Ｆで囲まれた範囲をより大きくできるようになる。そして、これに伴う効果的で良好な制振特性が得られるようになった。
【００５０】
次に、本発明に係る免震装置の第２の実施の形態を図７に基づき説明する。尚、第１の実施の形態で説明した部材と同一の部材には同一の符号を付して、重複した説明を省略する。
本実施の形態に係る免震装置１０も第１の実施の形態と同様の構造となっているが、同一径のコイルバネ５２が複数（本実施の形態では２つ）存在し、図７に示すようにこれら複数のコイルバネ５２が同軸状に組み合わされて、外側積層体１６の中央に存在する中空部２４内に二重に重なった状態で配置されるようになる。
【００５１】
つまり、複数のコイルバネ５２が同軸状に組み合わされて配置されたことから、大きな水平方向の変位がこの免震装置１０に加わっても、個々のコイルバネ５２がより潰れ難くなる。この為、繰り返し変位後でもより一層安定した制振性能を発揮して制振性を安定的に保つことができるようになる。
【００５２】
一方、本実施の形態では、例えば、Ｃｕ−Ａｌ−Ｍｎ合金、Ｍｇ−Ｚｒ合金、Ｍｎ−Ｃｕ合金、Ｍｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ合金、Ｃｕ−Ａｌ−Ｎｉ合金、Ｔｉ−Ｎｉ合金、Ａｌ−Ｚｎ合金、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ合金、Ｍｇ合金、Ｃｕ−Ａｌ−Ｃｏ合金、Ｃｕ−Ａｌ−Ｍｎ−Ｎｉ合金、Ｃｕ−Ａｌ−Ｍｎ−Ｃｏ合金、Ｃｕ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｔｉ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ｍｎ−Ｓｉ−Ｃｏ合金、Ｎｉ−Ａｌ合金、ＳＵＳ３０４の内の何れかを双晶の金属材料として使用することが考えられる。
【００５３】
つまり、これらの金属の内の何れかをコイルバネ２２を形成する為の双晶の金属材料として使用することで、環境に負荷を与えずに従来と同等以上の制振特性を有するコイルバネ２２がより確実に得られるようになる。
【００５４】
例えば、Ｍｎ−Ｃｕ合金、Ｍｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ合金等のマンガン系の合金を使用した場合、８００℃〜９３０℃の温度で０．５時間から２時間程度の時間保持して、１０時間から２０時間程度の時間をかけて徐冷することで、双晶の金属材料が得られる。
【００５５】
また、Ｃｕ−Ａｌ−Ｍｎ合金、Ｃｕ−Ａｌ−Ｎｉ合金、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ合金、Ｃｕ−Ａｌ−Ｃｏ合金、Ｃｕ−Ａｌ−Ｍｎ−Ｎｉ合金、Ｃｕ−Ａｌ−Ｍｎ−Ｃｏ合金、Ｃｕ−Ｓｉ合金等の銅系の合金を使用した場合、約９００℃の温度で５分から１時間程度の時間保持し、急冷した後、約２００℃の温度に再加熱して１５分から３０分程度の時間保持することで、双晶の金属材料が得られる。
【００５６】
次に、双晶とすることによるコイルバネ２２の変形のメカニズムを以下に説明する。
図８（Ａ）に示す金属の原子が均一に整列したマルテンサイト相に横方向から応力を加えることで、図８（Ｂ）に示すように変形が始まる。さらに、応力が加わり続けると図８（Ｃ）に示すような形に変形する。そして、この図８（Ｃ）に示す状態では寸法Ｓの変形量が生じたことになる。
【００５７】
これに対して、図９（Ａ）に示す一般的な金属では原子が均一に整列しているものの、横方向から応力を加えた場合、図９（Ｂ）に示すように原子の配列にずれが生じて、欠陥が発生する。つまり、一般的な金属において原子の配列にずれが生じると、塑性変形することになるので、図９（Ｂ）に示す状態に一旦成ると、図９（Ａ）に示す状態に戻ることはない。
【００５８】
以上より、一般的な金属と異なり、双晶の金属材料では、比較的小さな応力で変形が開始するものの、図８（Ｃ）に示す状態まで変形しても塑性変形することが無いので、応力を逆にかければ図８（Ａ）に示す状態に戻るようになる。更に、双晶の金属材料の断面積を小さくして全体へかかる応力が低い段階から変形が発生するようにすることで、全体へかかる応力歪み曲線におけるヒステリシスのバネ定数が上昇しないようになる。
【００５９】
尚、上記第２の実施の形態ではコイルバネの数を２つとしたが、コイルバネを３つ以上としても良い。また、上記実施の形態では、コイルバネの材質として双晶の金属材料を採用したが、バネ材として一般的な他の金属材料を採用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る免震装置の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る免震装置の断面図であって、コイルバネをも断面とした図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る免震装置の内側積層体を拡大して示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る免震装置に水平方向の変位が加わった状態の断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る免震装置のコイルバネの変形を従来技術と比較して説明する図であって、（Ａ）は第１の実施の形態のコイルバネを示し、（Ｂ）は従来技術のコイルバネを示す。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係るコイルバネの応力歪み曲線を表すグラフの図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る免震装置に適用されるコイルバネの正面図である。
【図８】本発明の実施の形態に係るコイルバネの原子配列を表す説明図であって、（Ａ）はマルテンサイト相を表す図であり、（Ｂ）はマルテンサイト相に変形が始まった状態を表す図であり、（Ｃ）はマルテンサイト相の変形が終わった状態を表す図である。
【図９】一般的な金属の原子配列を表す説明図であって、（Ａ）は原子が均一に整列した状態を表す図であり、（Ｂ）は原子の配列の一部にずれが生じた状態を表す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０      免震装置
１６      外側積層体
１８      ゴムリング（第１弾性板）
２０      金属リング（第１硬質板）
２２      コイルバネ
２６      内側積層体
２８      ゴム板（第２弾性板）
３０      金属板（第２硬質板）
３６      締めつけ用ボルト（固定具）
３８      ナット（固定具）
４０      ワッシャ（固定具）
５２      コイルバネ
【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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【図９】
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