(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、断面形状を長方形とした線材２２Ａを弾性変形可能な螺旋状に形成されたコイルバネ２２が、この中空部２４内に嵌まり込むように配置される。つまり、コイルバネ２２を構成する線材２２Ａの断面形状が、四角形の内のコイルバネ２２の径方向Ｒを長辺とする長方形とされる。【選択図】  図１
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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外側弾性板と剛性を有してリング状に形成される外側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且つ線材の断面形状を四角形とした金属製のコイルバネと、
を有したことを特徴とする免震装置。
【請求項２】
弾性を有して円板状に形成される内側弾性板と剛性を有して円板状に形成される内側硬質板とが交互に積層された形の内側積層体が、コイルバネの内周側に配置されることを特徴とする請求項１記載の免震装置。
【請求項３】
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。
【請求項４】
コイルバネを構成する線材の断面形状が、コイルバネの径方向を長辺とする長方形と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】
コイルバネを構成する線材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６】
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５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、この免震装置は、ゴム板と積層板とを積層した積層ゴムだけでなく、揺れに伴う振動を抑える為の制振合金をも構成部材としていて、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、十分な制振効果を得られるように例えば線材の断面形状が円形とされる通常のコイルバネを積層ゴム内に入れて、減衰力を生じさせる構造とした下記の特許文献１の免震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】
【０００５】
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、線材の断面形状が円形とされる通常のコイルバネを採用した特許文献１の免震装置では、必要な大きさの減衰量が十分には得られなかった。
【０００６】
従って、減衰量を大きくする為にコイルバネの線材の径である線径を大きくすることが考えられるが、単純に線径を大きくした場合には剛性が高くなり過ぎて、積層ゴムの構成部品としてコイルバネの外周側に配置される積層板を破壊する虞を有していた。
【０００７】
この一方、通常のコイルバネを採用した場合には、水平方向の変位が免震装置に加わるのに伴いコイルバネが変形するが、例えば初回の大きな変位において、積層ゴム内で回転力が発生してコイルバネが潰れてしまう虞があった。つまり、大きな変位により免震装置内でコイルバネが潰れて倒れた場合には、免震装置により生じる減衰力が低下し、この結果として、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い欠点を有していた。
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】
【０００８】
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外側弾性板と剛性を有してリング状に形成される外側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且つ線材の断面形状を四角形とした金属製のコイルバネと、
を有したことを特徴とする。
【０００９】
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外側弾性板と剛性を有してリング状に形成される外側硬質板とが交互に積層された形の外側積層体内に、線材の断面形状を四角形とした金属製のコイルバネが配置された構造となっている。
【００１０】
つまり、本請求項では、免震装置に水平方向の変位が入力されるのに伴い、線材の断面形状を四角形とした金属製のコイルバネが変位の入力に合わせて変形するものの、この際に断面形状を四角形とした線材の隣り合った面同士が接触するので、互いの線材が拘束仕合ってコイルバネの倒れを自己防止できるようになる。
【００１１】
この結果、免震装置に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るので、繰り返し変位後において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。従って、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。
【００１２】
以上より、本請求項に係る免震装置は、線材の断面形状を四角形とした金属製のコイルバネを外側積層体内に配置したことで、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。
【００１３】
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、弾性を有して円板状に形成される内側弾性板と剛性を有して円板状に形成される内側硬質板とが交互に積層された形の内側積層体が、コイルバネの内周側に配置されるという構成を有している。
【００１４】
つまり、請求項１では線材の断面形状を四角形とした金属製のコイルバネを採用しているが、本請求項では更に、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するのに伴い、これらコイルバネ及び内側積層体を外側積層体に内蔵した形となっている。従って、本請求項では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でも抑制するので、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より確実になくなり、繰り返し変位後においても安定した制振性能を発揮して、制振性を一層安定的に保つことができる。
【００１５】
以上より、本請求項に係る免震装置によれば、内側硬質板と内側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支持材として配置したことで、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。
【００１６】
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。
【００１７】
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、１本当たりのコイルバネの長さが短くなることにより、見かけのばね定数が上昇すると共に、同体積内に複数本のコイルバネを配置できるようになる。この為、必要な減衰力をコイルバネの重ね合わされる本数により、容易に調節できるようになる。
【００１８】
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、コイルバネを構成する線材の断面形状が、コイルバネの径方向を長辺とする長方形とされたという構成を有している。
【００１９】
つまり、線材の断面形状を四角形の内の特にコイルバネの径方向を長辺とする長方形としたことで、断面形状を長方形とした線材の隣り合った面同士がより確実に接触するので、互いの線材が拘束仕合ってコイルバネの倒れを一層確実に自己防止できるようになる。
【００２０】
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、コイルバネを構成する線材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を構成する線材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、引張力や剪断力が加わった際に、単純な双晶の合金と比較しても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。
【００２１】
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５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。
【００２２】
つまり、これらの金属の内の何れかが、コイルバネを構成する線材を形成する為の双晶の金属材料として使用されることで、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。
【発明の効果】
【００２３】
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】
【００２４】
本発明に係る免震装置の実施の形態を図１から図４に基づき説明する。図１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。
【００２５】
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外側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外側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。
【００２６】
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。
【００２７】
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、双晶の金属材料により断面形状を長方形とした線材２２Ａを弾性変形可能な螺旋状のコイルスプリングの形に形成したコイルバネ２２が嵌まり込むように、配置されている。つまり、コイルバネ２２を構成する線材２２Ａの断面形状が、四角形の内のコイルバネ２２の径方向Ｒを長辺とする長方形とされている。尚、この線材２２Ａのヤング率は、例えば４７ＧＰａ程度とされている。
【００２８】
以上より、本実施の形態に係る免震装置１０では、弾性変形し得る外側積層体１６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。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、図１に示す外側積層体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。
【００２９】
尚、図２に示すように、免震装置１０に組み込まれた状態のコイルバネ２２の高さをＨ、コイルバネ２２の水平方向Ａにおける予想最大変位量をＸ、コイルバネ２２を構成する線材２２ＡのピッチをＰ、線材２２Ａ断面の幅寸法をＤとしたときに、（Ｘ×Ｐ／Ｈ）＜（Ｄ／２）の関係を有する必要がある。
【００３０】
つまり、線材２２Ａ断面の幅寸法Ｄの半分より、Ｘ×Ｐ／Ｈの値を小さくすることで、コイルバネ２２に水平方向Ａの変位が生じた場合でも、線材２２Ａの隣り合った面同士が接触して、互いの線材２２Ａが拘束仕合うようになる。尚この際、本実施の形態の免震装置１０に適用されたコイルバネ２２の大きさとしては、高さＨが例えば６５ｍｍとされ、直径Ｄ１が例えば４５ｍｍとされている。
【００３１】
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、まず断面形状を長方形とした線材２２Ａで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。
【００３２】
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。但しこの際、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、この外側積層体１６を作製する。
【００３３】
この後、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ことにより、免震装置１０が完成される。
【００３４】
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に与えられた状態となる。
【００３５】
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、双晶の金属材料で弾性変形可能な螺旋状に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。そして、図１及び図２に示すように、このコイルバネ２２を構成する線材２２Ａの断面形状は、四角形の内のコイルバネ２２の径方向Ｒを長辺とする長方形とされている。
【００３６】
つまり、本実施の形態では、免震装置１０に水平方向Ａの変位が入力されるのに伴い、線材２２Ａの断面形状を長方形とした金属製のコイルバネ２２が変位の入力に合わせて変形するものの、この際に図３に示すように断面形状を長方形とした線材２２Ａの隣り合った面同士が接触するので、互いの線材２２Ａが拘束仕合ってコイルバネ２２の倒れを自己防止できるようになる。
【００３７】
この結果、免震装置１０に大きな水平方向Ａの変位が加わってもコイルバネ２２が潰れることがなくなるので、繰り返し変位後であって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。この為、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。
【００３８】
以上より、線材２２Ａの断面形状を四角形の内でもコイルバネ２２の径方向を長辺とする長方形とした、金属製のコイルバネ２２を外側積層体１６内に配置した構造の本実施の形態に係る免震装置１０は、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。
【００３９】
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を構成する線材２２Ａ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の線材２２Ａ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。
【００４０】
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４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。
【００４１】
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４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。
【００４２】
次に、本発明に係る免震装置の第２の実施の形態を図５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。
本実施の形態の免震装置１０によれば、第１の実施の形態と同様に双晶の金属材料で断面形状を長方形とした線材２２Ａにより形成されているコイルバネ２２が、外側積層体１６内に配置されているだけでなく、図５に示すように、剛性を有して円板状に形成される内側硬質板である金属板３０と弾性を有して円板状に形成される内側弾性板であるゴム板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。
【００４３】
つまり、第１の実施の形態では、変位の入力に合わせて確実に変形するように線材２２Ａの断面形状を長方形とした金属製のコイルバネ２２を採用しているが、本実施の形態では更に、このコイルバネ２２の内側に支持材として内側積層体２６を挿入するのに伴い、これらコイルバネ２２及び内側積層体２６を外側積層体１６に内蔵した構造となっている。
【００４４】
従って、免震装置１０に水平方向Ａの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でも抑制することになるので、水平方向Ａの大きな変位が加わってもコイルバネ２２が潰れることがより確実になくなり、繰り返し変位後でも安定した制振性能を発揮して、制振性を一層安定的に保つことができる。
【００４５】
以上より、本実施の形態に係る免震装置１０によれば、外側積層体１６とコイルバネ２２との間の複合的な作用で確実に地震の揺れを低減するだけでなく、金属板３０とゴム板２８とを積層した内側積層体２６がコイルバネ２２の内周側に支持材として配置されたことにより、建築物側に地震の揺れが一層伝達され難くなる。この為、第１の実施の形態と同様に、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。
【００４６】
次に、本発明に係る免震装置の第３の実施の形態を図６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４２が複数（本実施の形態では２つ）存在し、図６に示すようにこれら複数のコイルバネ４２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。
【００４７】
つまり、複数のコイルバネ４２が同軸状に組み合わされて配置されたことから、１本当たりのコイルバネ４２の長さが短くなることにより、見かけのばね定数が上昇すると共に、同体積内に複数本のコイルバネ４２を配置できるようになる。この為、必要な減衰力をコイルバネ４２の重ね合わされる本数により、容易に調節できるようになる。
【００４８】
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。
【００４９】
つまり、これらの金属の内の何れかが、コイルバネ２２、４２を構成する線材２２Ａを形成する為の双晶の金属材料として使用されることで、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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
次に、双晶とすることによるコイルバネ２２、４２を構成する線材２２Ａの変形のメカニズムを以下に説明する。
図７（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７（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７（Ｃ）に示すような形に変形する。そして、この図７（Ｃ）に示す状態では寸法Ｓの変形量が生じたことになる。
【００５３】
これに対して、図８（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８（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８（Ｂ）に示す状態に一旦成ると、図８（Ａ）に示す状態に戻ることはない。
【００５４】
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７（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７（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。
【００５５】
尚、上記第３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、コイルバネを構成する線材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。
【００５６】
一方、上記各実施の形態では、コイルバネを構成する線材の断面形状を四角形の内のコイルバネの径方向を長辺とする長方形としたが、本発明の作用効果を満足すれば、コイルバネの径方向を短辺とする長方形としても良く、また、正方形としても良い。さらに、コイルバネを構成する線材の断面形状を四角形としたことで、コイルバネの歪み量が最も大きくなると考えられる最内径部分の断面積が、円形断面より増えてコイルバネの強度が向上することにもなる。
【００５７】
他方、上記各実施の形態に係る免震装置では、コイルバネを上下から蓋材により押さえつける構造とされていたが、この替わりにネジ等の固定具を用いて蓋材にコイルバネの上下端を固定するような構造として、免震装置の変位にコイルバネをより確実に追従させるような構造を採用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【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コイルバネの要部を拡大して示す要部拡大図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る免震装置に変位が加わった状態におけるコイルバネの要部を拡大して示す要部拡大図である。
【図４】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５】本発明の第２の実施の形態に係る免震装置の断面図である。
【図６】本発明の第３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７】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８】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】
【００５９】
１０      免震装置
１６      外側積層体
１８      ゴムリング（外側弾性板）
２０      金属リング（外側硬質板）
２２      コイルバネ
２２Ａ    線材
２６      内側積層体
２８      ゴム板（内側弾性板）
３０      金属板（内側硬質板）
４２      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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