(57)【要約】【課題】低コストで廃却等できると共に、大きな減衰力を発揮できる積層支持体を得る。【解決手段】積層弾性体１６の弾性体中空部２８には、弾塑性体で構成された塑性流動材３０が注入され、さらに、塑性流動材３０内には、塑性流動材３０に対して剛体とみなせる硬質の材料で構成された粒状の硬質充填材が、所定の体積充填率となるように複数充填されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
剛性を有する剛性板と弾性を有する弾性板とが所定の積層方向に交互に積層されて構成され、この積層方向に中空部が形成された積層弾性体と、
弾塑性体で構成され前記中空部内に注入された塑性流動材と、
前記塑性流動材内に充填された硬質充填材と、
を有することを特徴とする積層支持体。
【請求項２】
前記塑性流動材のせん断降伏応力τｙが、０．１ＭＰａ≦τｙ≦１０ＭＰａであることを特徴とする請求項１に記載の積層支持体。
【請求項３】
前記硬質充填材の体積充填率が、２５％〜７４％であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の積層支持体。
【請求項４】
前記硬質充填材の体積充填率が、さらに５０％〜７４％であることを特徴とする請求項３に記載の積層支持体。
【請求項５】
前記硬質充填材が、粒状に形成された粒状体であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の積層支持体。
【請求項６】
前記粒状体の大きさが、その代表長さＬの平均値Ｌａｖｅで０．００１ｍｍ≦Ｌａｖｅ≦１．０ｍｍであることを特徴とする請求項５に記載の積層支持体。
【請求項７】
前記粒状体の大きさが、その代表長さＬの平均値Ｌａｖｅでさらに０．００３ｍｍ≦Ｌａｖｅ≦０．３ｍｍであることを特徴とする請求項６に記載の積層支持体。
【請求項８】
剛性を有する剛性板と弾性を有する弾性板とが所定の積層方向に交互に積層されて構成され、この積層方向に中空部が形成された積層弾性体と、
非硬化型の弾完全塑性体で構成され前記中空部内に注入された塑性流動材と、
前記塑性流動材内に充填された硬質充填材と、
を有し、
前記塑性流動材のせん断降伏応力τｙが、０．１ＭＰａ≦τｙ≦１０ＭＰａであり、
前記硬質充填材の体積充填率が、２５％〜７４％であることを特徴とする積層支持体。
【請求項９】
前記粒状体の大きさが、その代表長さＬの平均値Ｌａｖｅで０．００１ｍｍ≦Ｌａｖｅ≦１．０ｍｍであることを特徴とする請求項８に記載の積層支持体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層支持体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ゴムなどの軟質板と金属などの硬質板とを交互に積層した積層支持体が、免震装置の支承等として使用されている。このような積層支持体には、例えば、中心に中空部を形成し、その内部に金属プラグが圧入されたものがある。
【０００３】
この金属プラグとしては、減衰性能が安定している鉛製のものが使用されることが多いが、鉛は、廃却時等に要するコストが大きい。このため、特許文献１には、鉛に代えて、中空部に粘性体と固体物質とを封入し、固体物質の隙間を粘性体で充填するようにした免震装置が提案されており、固体物質としては、仕切り部材や柱状体及び粒状体が挙げられている。
【０００４】
また、特許文献１では、粒状の硬質材料と組み合わせる粘性体として油等の液状体を例示しているが、長期の使用では液状体中で硬質部材が沈殿してしまい、分散状態が悪化する。このため、部分的に減衰特性が変化してしまい、安定した減衰性能を発揮できない。また、液状体は流動抵抗力が小さく、大きな減衰力を得るという点では適していない。
【特許文献１】特公平７−８４８１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、低コストで廃却等できると共に、大きな減衰力を発揮できる積層支持体を得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明では、剛性を有する剛性板と弾性を有する弾性板とが所定の積層方向に交互に積層されて構成され、この積層方向に中空部が形成された積層弾性体と、弾塑性体で構成され前記中空部内に注入された塑性流動材と、前記塑性流動材内に充填された硬質充填材と、を有することを特徴とする。
【０００７】
したがって、被支持部材上に積層支持体が設置されると、支持部材の荷重が積層弾性体によって支持される。特に、積層弾性体を、剛性板と弾性板とを交互に積層して構成したので、支持部材を支持するための高い剛性が得られる。
【０００８】
積層弾性体の中空部内には、塑性流動材が注入され、さらに、塑性流動材内には硬質充填材が充填されている。これにより、塑性流動材は、中空部の内面だけでなく、硬質充填材の表面とも接触し、接触面積が広くなっているので、積層弾性体のせん断変形時の減衰特性が向上し、大きな減衰力が得られる。すなわち、積層弾性体のせん断変形時に、硬質充填材どうしも相互に移動するが、この際に硬質充填材の間を塑性流動材が移動（流動）することにより、大きな減衰力を得ることが可能となる。
【０００９】
特に、本発明では、塑性流動材を弾塑性体で構成しているので、硬質充填材の分散状態が安定し、硬質充填材の沈殿が防止される（好ましくは沈殿しなくなる）。このように硬質材料の沈殿を防止することで、塑性流動材内における硬質充填材の分散状態は変化し難くなり、減衰特性が安定する。したがって、硬質充填材の体積充填率を下げても、所望の減衰特性を得ることができる。
【００１０】
しかも、この積層支持体では、鉛等の廃却に高いコストを要する材料を使用していないので、低コストで廃却できる。
【００１１】
なお、本願における「充填」には、塑性流動材に対し硬質充填材を混ぜ入れることを含む。すなわち、積層弾性体の中空部内には、塑性流動材と硬質充填材との混合物もしくは紺連物が注入されていることになる。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記塑性流動材のせん断降伏応力τｙが、０．１ＭＰａ≦τｙ≦１０ＭＰａであることを特徴とする。
【００１３】
塑性流動材は、そのせん断降伏応力τｙを大きくするほど減衰効果も大きくなるが、あまりに大きいと硬質充填材の充填（混入）が困難になる。逆に、せん断降伏応力τｙを小さくするほど、塑性流動材を大きく塑性変形させることが可能となり、しかも硬質充填材の充填（混入）が容易になるが、減衰効果は小さくなる。
【００１４】
したがって、塑性流動材のせん断降伏応力τｙを０．１ＭＰａ以上とすることで、大きな減衰性能を得ることが可能になる。
【００１５】
また、このせん断降伏応力τｙを１０ＭＰａ以下とすることで、塑性流動材を大きく塑性変形させることが可能になり、且つ、硬質充填材の充填（混入）も容易になる。
【００１６】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記硬質充填材の体積充填率が、２５％〜７４％であることを特徴とする。
【００１７】
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の発明において、前記硬質充填材の体積充填率が、さらに５０％〜７４％であることを特徴とする。
【００１８】
この「体積充填率」とは、塑性流動材の体積と硬質充填材の体積の和に対する硬質充填材の体積の比を百分率で示したものである。硬質充填材の体積充填率を２５％以上とすることで、塑性流動材と硬質充填材との接触面積を広く確保して、流動時の抵抗力を増加させることができるので、大きな減衰力を得ることができる。
【００１９】
さらに、硬質充填材の体積充填率を５０％以上とすることで、塑性流動材と硬質充填材との接触面積をより広く確保でき、特に大きな減衰力を得ることができる。硬質充填材の体積充填率を５０％以上とするために、単位体積あたりの硬質充填材の数を多くした構成を採ることも可能であり、この構成では、硬質充填材間の間隔が狭くなるので、さらに大きな減衰力を得ることができる。
【００２０】
また、この体積充填率を７４％以下とすることで、硬質充填材どうしの接触を低減し、硬質充填材の移動を容易とすることで、安定した減衰性能を発揮することができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、前記硬質充填材が、粒状に形成された粒状体であることを特徴とする。
【００２２】
硬質充填材を粒状体とすることで、塑性流動材中での硬質充填材の分散状態を良好にすることが容易となり、減衰性能が安定する。
【００２３】
請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の発明において、前記粒状体の大きさが、その代表長さＬの平均値Ｌａｖｅで０．００１ｍｍ≦Ｌａｖｅ≦１．０ｍｍであることを特徴とする。
【００２４】
粒状体の大きさを、代表長さＬの平均値Ｌａｖｅで０．００１ｍｍ≦Ｌａｖｅ≦１．０ｍｍとすることで、高い減衰性能を得ることができる。
【００２５】
請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の発明において、前記粒状体の大きさが、その代表長さＬの平均値Ｌａｖｅでさらに０．００３ｍｍ≦Ｌａｖｅ≦０．３ｍｍであることを特徴とする。
【００２６】
粒状体の大きさを、代表長さＬの平均値Ｌａｖｅでさらに０．００３ｍｍ≦Ｌａｖｅ≦０．３ｍｍとすることで、より高い減衰性能を得ることができる。
【００２７】
請求項８に記載の発明では、剛性を有する剛性板と弾性を有する弾性板とが所定の積層方向に交互に積層されて構成され、この積層方向に中空部が形成された積層弾性体と、非硬化型の弾完全塑性体で構成され前記中空部内に注入された塑性流動材と、前記塑性流動材内に充填された硬質充填材と、を有し、前記塑性流動材のせん断降伏応力τｙが、０．１ＭＰａ≦τｙ≦１０ＭＰａであり、前記硬質充填材の体積充填率が、２５％〜７４％であることを特徴とする。
【００２８】
したがって、被支持部材上に積層支持体が設置されると、支持部材の荷重が積層弾性体によって支持される。特に、積層弾性体を、剛性板と弾性板とを交互に積層して構成したので、支持部材を支持するための高い剛性が得られる。
【００２９】
積層弾性体の中空部内には、塑性流動材が注入され、さらに、塑性流動材内には硬質充填材が充填されている。これにより、塑性流動材は、中空部の内面だけでなく、硬質充填材の表面とも接触し、接触面積が広くなっているので、積層弾性体のせん断変形時の減衰特性が向上し、大きな減衰力が得られる。すなわち、積層弾性体のせん断変形時に、硬質充填材どうしも相互に移動するが、この際に硬質充填材の間を塑性流動材が移動（流動）することにより、大きな減衰力を得ることが可能となる。
【００３０】
特に、本発明では、塑性流動材を非硬化型の弾完全塑性体で構成しているので、硬質充填材の分散状態が安定し、硬質充填材の沈殿が防止される（好ましくは沈殿しなくなる）。このように硬質材料の沈殿を防止することで、塑性流動材内における硬質充填材の分散状態は変化し難くなり、減衰特性が安定する。したがって、硬質充填材の体積充填率を下げても、所望の減衰特性を得ることができる。
【００３１】
しかも、この積層支持体では、鉛等の廃却に高いコストを要する材料を使用していないので、低コストで廃却できる。
【００３２】
特に、塑性流動材のせん断降伏応力τｙを０．１ＭＰａ以上としているので、大きな減衰性能を得ることが可能になる。
【００３３】
また、このせん断降伏応力τｙを１０ＭＰａ以下としているので、塑性流動材を大きく塑性変形させることが可能になり、且つ、硬質充填材の充填（混入）も容易になる。
【００３４】
さらに、硬質充填材の体積充填率を２５％以上としているので、塑性流動材と硬質充填材との接触面積を広く確保して、流動時の抵抗力を増加させることができるので、大きな減衰力を得ることができる。
【００３５】
また、この体積充填率を７４％以下とすることで、硬質充填材どうしの接触を低減し、硬質充填材の移動を容易とすることで、安定した減衰性能を発揮することができる。
【００３６】
請求項９に記載の発明では、請求項８に記載の発明において、前記粒状体の大きさが、その代表長さＬの平均値Ｌａｖｅで０．００１ｍｍ≦Ｌａｖｅ≦１．０ｍｍであることを特徴とする。
【００３７】
粒状体の大きさを、代表長さＬの平均値Ｌａｖｅで０．００１ｍｍ≦Ｌａｖｅ≦１．０ｍｍとすることで、高い減衰性能を得ることができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明は上記構成としたので、低コストで廃却等できると共に、大きな減衰力を発揮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
図１には、本発明の第１実施形態の積層支持体１２が示されている。積層支持体１２は、複数枚の円盤状の金属板１８と、同じく複数枚の円盤状のゴム板２０とを厚み方向に交互に積層した（以下この積層方向を「Ｘ方向」という）積層弾性体１６を備えている。
【００４０】
積層弾性体１６のＸ方向両端面には、フランジ板１４が固定されている。フランジ板１４は、積層弾性体１６よりも側方に張り出すフランジ部１４Ｆを備えており、このフランジ部１４Ｆに形成された図示しないボルト孔にボルトを挿通して、積層支持体１２が、支持部材（たとえば、建物基礎、土台、地盤等）及び被支持部材（たとえば、オフィスビル、病院、集合住宅、美術館、公会堂、学校、庁舎、神社仏閣、橋梁等）に取り付けられる。取付け状態では、被支持部材が積層支持体１２を介して支持部材に支持される。
【００４１】
積層弾性体１６を構成する金属板１８とゴム板２０とは加硫接着により（あるいは接着剤により）強固に張り合わされており、これらが不用意に分離したり位置ズレしたりしないようになっている。そして、積層支持体１２が水平方向のせん断力を受けると、積層弾性体１６も弾性的にせん断変形する。
【００４２】
したがって、支持部材と被支持部材とが水平方向に相対移動（振動）すると、積層弾性体１６が全体として弾性的にせん断変形する。ここで、上記のように、金属板１８とゴム板２０とを交互に積層したことで、積層方向に荷重が作用しても、積層弾性体１６の圧縮変形（すなわちゴム板２０の圧縮）が抑制されている。
【００４３】
積層弾性体１６はさらに、金属板１８とゴム板２０の外側端面を周囲から被覆する被覆材２２を有している。被覆材２２によって金属板１８及びゴム板２０に外部から雨や光が作用しなくなり、酸素やオゾン、紫外線などによる劣化が防止される。また、被覆材２２は、厚さが一定とされており、その強度にばらつきがでないようにされている。なお、被覆材２２はゴム板２０と同一の材料によって形成することができる。この場合、ゴム板２０と被覆材２２とを別体で形成しておき、後工程で加硫接着等によって一体化させることが可能である。あるいは、被覆材２２とゴム板２０を接着剤等で接着してもよい。
【００４４】
積層弾性体１６の中央部には、積層弾性体１６をＸ方向に貫通する弾性体中空部２８が形成されている。弾性体中空部２８は、本実施形態では円柱状の空間とされているが、形状は円柱状に限定されない。
【００４５】
弾性体中空部２８には、弾塑性体で構成された塑性流動材３０が注入されている。この弾塑性体とは、図５（Ａ）に模式的に示すように、ある降伏点まではせん断応力とせん断ひずみとが比例する弾性的な挙動を示し、この降伏点を超えると、せん断応力が一定になるような塑性挙動を示す材料をいう。
【００４６】
なお、この図５（Ａ）に示したグラフは、塑性流動材３０の挙動をあくまでモデル化したものである。したがって、降伏点まではせん断応力がせん断ひずみに正確に比例し、降伏点を越えるとせん断応力が完全に一定になっている。換言すると、降伏点を超えると塑性流動材は硬化していない（非硬化）状態になっている。このような挙動を示す材料は、特に弾完全塑性体と呼ばれ、本発明の塑性流動材３０としては、もっとも好ましい特性となっている。しかしながら、実際にはこのような挙動を示す材料でなくても本発明に適用可能である。要するに、降伏点に達すると、せん断応力がわずかに増大することで（あるいは全く増大することなく）、せん断ひずみが増大するような挙動を示せばよい。図５（Ａ）のグラフで考えると、降伏点に達するまでは直線（あるいは曲線）の傾きが相対的に急で、降伏点を超えると傾きが緩やかになっていればよい。たとえば、降伏点を超えた状態で、せん断応力がせん断ひずみに対し単調増加していても、その増加の程度、すなわち降伏点の右側での直線（あるいは曲線）の傾きが、降伏点の左側より小さければ、塑性流動材３０としては、降伏点に達するまでは弾性的な挙動を示し、降伏点を超えると塑性的な挙動を示すことになるので、本発明の塑性流動材３０として適用可能となる。
【００４７】
また、実際の材料では、たとえば図５（Ｂ）に示すように、せん断応力が増大から減少に転ずる場合があり、この場合には、極大値でのせん断応力は上降伏点と言われる。さらに、図５（Ｃ）に示すように、上降伏点を超えた状態でせん断応力が減少から増加に転ずる場合があり、この場合には、極小値でのせん断応力は下降伏点と呼ばれる。このように、上降伏点や下降伏点がある材料であってもよい。図５（Ｂ）あるいは図５（Ｃ）に示すような材料では、上降伏点をせん断降伏応力τｙとする。
【００４８】
この塑性流動材３０としては、たとえば、未加硫ゴム、熱可塑性エラストマー等を挙げることができるが、これらに限定されない。未加硫ゴムの主成分（ポリマー）としては、天然ゴム（ＮＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレン・プロピレンゴム（ＥＰＭ、ＥＰＤＭ）、シリコーンゴム（Ｑ）等が挙げられる。さらに、未加硫ゴムや熱可塑性エラストマー等にカーボンブラック、炭酸カルシウム、オイル・樹脂等の配合剤を配合したものでもよい。特に未加硫ゴムは入手が容易であり、且つ低コストで構成できるので、好ましい。
【００４９】
さらに、弾性体中空部２８、すなわち、塑性流動材３０内には、塑性流動材３０に対して剛体とみなせる硬質の材料で構成された球形の球状体３２が、所定の体積充填率となるように複数充填されている。この「体積充填率」とは、塑性流動材３０の体積と球状体３２の体積の和に対する球状体３２の体積の比を百分率で示したものである。
【００５０】
球状体３０は、本発明の硬質充填材の一例であるが、硬質充填材の材質は、塑性流動材３０に対して剛体とみなせる程度の硬さを有する材料であればよい。たとえば、金属、セラミックやエンジニアリングプラスチック等を適用することができるが、これらに限定されない。金属の具体例としては、純鉄、あるいは炭素鋼やステンレス鋼などの鉄を主成分とした粉体を挙げることができる。特に鉄は、他の金属と比較して比較的高いため温度上昇が抑制され、初期の特性を維持できるので、好ましい。
【００５１】
弾性体中空部２８の端部には閉塞板２４が配置されている。閉塞板２４は、弾性体中空部２８のＸ方向の端部を閉塞できるように、弾性体中空部２８よりも大径の円盤状に形成されている。閉塞板２４をフランジ板１４に固定することで、弾性体中空部２８を密閉することができる。
【００５２】
このような構成とされた第１実施形態の積層支持体１２では、支持部材と被支持部材との水平方向への相対移動（振動）により、図２（Ａ）に示すように積層弾性体１６が弾性的にせん断変形する。このとき、図２（Ｂ）にも示すように、弾性体中空部２８内の塑性流動材３０も流動しつつ全体としてせん断変形し、エネルギーを吸収する。本実施形態では、塑性流動材３０内に球状体３２が充填されているため、塑性流動材３０が弾性体中空部２８の内面だけでなく、球状体３２の表面にも接触し、その接触面積が広くなり、球状体３２の介在によって塑性流動材３０が流動し難くなっている。このため、積層弾性体１６のせん断変形時の減衰特性が向上し、より大きな減衰力を発揮してエネルギー吸収できる。
【００５３】
図３（Ａ）には、本実施形態のような球状体３２（硬質充填材）を充填しない以外は、同一構成とされた比較例の積層弾性体が、塑性流動材３０の部分のみを拡大して示されている。比較例の積層弾性体では、塑性流動材３０が弾性体中空部２８の内面だけに接触している。したがって、たとえば図３（Ａ）に示すように変形前の断面において直方体状の領域Ｅ１を想定すると、この領域Ｅ１が図３（Ｂ）に示すように単にせん断変形するだけなので、減衰力に限界がある。一方、本実施形態では、球状体３２（硬質充填材）が移動すると共に、塑性流動材３０も球状体３２（硬質充填材）の間の狭い隙間を移動（流動）するので、大きな減衰力が得られる。
【００５４】
特に、本実施形態では、塑性流動材３０を弾完全塑性体（非硬化弾塑性体）で構成しているため、充填された球状体３２（硬質充填材）の分散状態が安定する。すなわち、球状体３２は、不用意に沈殿したり偏在したりすることがなく、塑性流動材３０内で均一に分布する。このため、塑性流動材３０の減衰特性が部分的に変化することもなく、安定した減衰性能を発揮できる。
【００５５】
しかも、本実施形態では、このように所望の減衰力を得るために、従来の鉛プラグのような鉛製の部材を必要としない。このため、低コストでの廃却が可能となる。
【００５６】
なお、本実施形態では、本発明の硬質充填材の例として、球形に形成された球状体３２を挙げたが、要するに、塑性流動材３０内に充填されることで、塑性流動材３０と接触して接触面積を増大し、塑性流動材３０の流動抵抗力を増すことができれば、特に限定されない。たとえば、図４（Ａ）に示す回転楕円体形状の硬質充填材３６、図４（Ｂ）に示す円柱形状の硬質充填材３８、図４（Ｃ）に示す円盤状の硬質充填材３９、図４（Ｄ）に示す回転楕円体の長手方向中央部分がくびれた形状（いわゆる「落花生殻」形状）の硬質充填材４１等を挙げることができる。
【００５７】
なお、硬質充填材を本実施形態のように球形とすると、その方向性が無くなるので、任意の方向で安定した減衰特性を発揮させることができる。この場合の「球形」には、完全な球形が含まれるのはもちろんであるが、実質的に方向依存性がない程度であれば、完全な球形でなくてもよい。たとえば、正多面体形状や、図４（Ｅ）に示すような、表面が五角形と六角形とで構成されている形状（いわゆる「サッカーボール」形状）の硬質充填材４８や、図４（Ｆ）に示すような、球体の表面から、円錐状（角錐状、円錐台状、角錐台状であってもよい）の複数の微小突起が、それぞれの頂点を外側に向けるように形成された形状（いわゆる「金平糖」形状）の硬質充填材４９等であってもよい。正多面体形状の硬質充填材４８の場合には、面数が多くなるほど球形に近づき、方向性が解消されるので好ましい。また、金平糖形状の硬質充填材４９の場合には、微小な突起の大きさを略均一とし、その位置の分布の偏りが少ないようにすると、突起による方向性が少なくなるので好ましい。
【００５８】
また、硬質充填材を粒状体とすれば、塑性流動材３０中への充填が容易になり、減衰性能が安定するので好ましい。たとえば、上記した回転楕円体形状、円柱形状、円盤状、落花生形状、サッカーボール形状、金平糖形状はいずれも、塑性流動材３０内で硬質充填材の挙動が各々が独立しているので、粒状体とみなすことができる。さらに、図８に示すように、不定形（形状が一定していない）の硬質充填材５１であっても、それぞれが独立して粒状となっていれば、ここでいう粒状体に含まれる。
【００５９】
硬質充填材を粒状体とした場合、その大きさを、代表長さＬの平均値Ｌａｖｅで０．００１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下とすれば、高い減衰性能を得ることができ、好ましい。さらに、この粒状体の大きさを、同じく代表長さＬの平均値Ｌａｖｅで０．００３ｍｍ以上０．３ｍｍ以下とすれば、より高い減衰性能を得ることができ、さらに好ましい。
【００６０】
粒状体の代表長さＬとは、図８に示すように、拡大鏡（顕微鏡やマイクロスコープ等）を用いて得られる観察面（投影面）に関して、一定の方向に図った最大遠間距離（Ｆｅｒｅｔ径）をいう。複数の粒状体についてこの代表長さＬを測定して平均値をとったものが、ここでいう平均値Ｌａｖｅとなる。なお、図８に示した例では不定形の硬質充填材５１を採り上げて代表長さＬを測定しているが、硬質充填材の形状はこれに限定されず、たとえば、図４（Ａ）〜（Ｆ）に示すいずれの硬質充填材であっても、同様にして代表長さＬを測定できる。
【００６１】
図６（Ａ）には、硬質充填材の大きさ（代表長さＬの平均値Ｌａｖｅ）と減衰性能との関係がグラフで示されている。また、図６（Ｂ）には、硬質充填材の体積充填率φと減衰性能との関係がグラフで示されている。これらのグラフは、図１（Ａ）に示した積層支持体１２に対し、動的試験機を用いて鉛直方向に一定の荷重をかけた状態で水平方向に力を加えて規定変位のせん断変形を生じさせることにより行った試験の結果に基づいて得られたものである。
【００６２】
この試験の条件に用いた積層支持体１２の構成は、以下の通りである。
・積層弾性体１６の外径：                        ２２５ｍｍ
・積層弾性体１６のゴム板２０の１枚当りの厚さ：  １．８ｍｍ
・積層弾性体１６の金属板１８の１枚当りの厚さ：  ０．８ｍｍ
・積層弾性体１６のゴム板２０の層数：              ２５層
・硬質充填材が充填された塑性流動材３０の外径：    ４５ｍｍ
・硬質充填材の体積充填率：                          ０％〜７５％
・硬質充填材の形状、材質：                不定形又は略球形の鉄粉
・硬質充填材の大きさ（Ｌａｖｅ）：        ０．０００１ｍｍ〜２．０ｍｍ
・ゴム板２０の材料：                      天然ゴム
・ゴム板２０のせん断弾性係数：                ０．３９Ｎ／ｍｍ２
・塑性流動材３０の構成：未加硫ゴム
配合（重量％）：天然ゴム１３％、ブタジエンゴム３１％、
カーボン３６％、樹脂１８％、
その他オイル等２％
【００６３】
また、試験の条件は、以下の通りである。
・せん断変位振幅：２２．５ｍｍ〜１１２．５ｍｍ（せん断ひずみ：５０％〜２５０％）
・試験振動数：                                ０．３３Ｈｚ
・圧縮応力度：                                    １０ＭＰａ
【００６４】
なお、硬質充填材の代表長さＬは硬質充填材のそれぞれで異なる値となるが、上記試験では、図９に示すように、その頻度分布として一山型（頻度の極大値が１箇所のみ存在する分布）の粒子群を用いている。
【００６５】
図７には、このようにして行った試験における、水平方向の変形変位（δ）と積層支持体１２の水平方向荷重（Ｑ）との関係が示されている。実際の積層支持体１２では、このヒステリシス曲線で囲まれた領域の面積が広くなるほど、振動のエネルギーを多く吸収できる。そして、現実的に減衰性能を評価する指標としては、その簡易さ等から、切片荷重Ｑｄが用いされることが多い。この切片荷重Ｑｄは、変位０における水平荷重値であり、ヒステリシス曲線が縦軸と交差する点での荷重Ｑｄ１、Ｑｄ２を用いて、
Ｑｄ＝（Ｑｄ１＋Ｑｄ２）／２
と計算される。そして、この値が大きくなれば、ヒステリシス曲線で囲まれた領域の面積も広くなる。図６（Ａ）及び（Ｂ）のグラフの縦軸は、このようにして得られた切片荷重Ｑｄをとっている。また、図６（Ａ）のグラフの横軸は、硬質充填材の大きさ（Ｌａｖｅ）を対数目盛で示している。なお、図６（Ａ）は、硬質充填材の体積充填率を６５％とした場合の結果である。図６（Ｂ）は、硬質充填材の大きさ（Ｌａｖｅ）を０．０５ｍｍとした場合の結果である。
【００６６】
図６（Ａ）から、硬質充填材の大きさ（Ｌａｖｅ）が０．０５ｍｍ程度の場合が最も減衰性能が高く、これよりも大きさ（Ｌａｖｅ）が大きくなっても、小さくなっても、減衰性能は漸減していることが分かる。
【００６７】
ここで、通常、本発明のような積層支持体の減衰特性は、等価減衰定数ｈｅｑを用いて表現されることが多い。そこで、まず、図７において、履歴特性をバイリニアモデルで近似する。すなわち、この履歴特性の曲線を、破線で示す４本の直線（傾きはそれぞれＫｄ１、Ｋｄ２、Ｋｕ１、Ｋｕ２）を用いて近似し、Ｋｄ１＝Ｋｄ２＝Ｋｄ、Ｑｄ１＝Ｑｄ２＝Ｑｄ、Ｋｕ１＝Ｋｕ２＝Ｋｕとすると、
【００６８】
【数１】
2008116041.tif 000003
の関係が成り立つ。
【００６９】
そして一般に、免震用途に使用する積層支持体では、ｈｅｐ≧０．１０とすることが好ましく、ｈｅｐ≧０．１５とすることがより好ましい。
【００７０】
本実施形態の積層支持体１２では、Ｋｄ＝３３２ｋＮ／ｍであり、得られた履歴特性より、Ｋｕ＝１０Ｋｄとし、変形量をせん断ひずみ１５０％時の値０．０６７５ｍとすると、ｈｅｐ≧０．１０がＱｄ≧０．４×９．８ｋＮに、ｈｅｐ≧０．１５がＱｄ≧０．８×９．８ｋＮにそれぞれ相当する。以上の観点から、切片荷重Ｑｄをたとえば０．４×９．８ｋＮ以上に設定すると、大きさ（Ｌａｖｅ）が０．００１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の場合にこの条件が満たされることが分かる。さらに高い減衰性能を得るべく、たとえば切片荷重Ｑｄを０．８×９．８ｋＮ以上に設定すると、大きさ（Ｌａｖｅ）が０．００３ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の場合にこの条件が満たされることが分かる。
【００７１】
また、図６（Ｂ）からは、硬質充填材の体積充填率φが増加していくと、減衰性能も概ね高くなるが、体積充填率が６５％〜７０％の範囲が最も減衰性能が高く、７０％を超えると僅かに減少傾向が見られる。そして、体積充填率０％の場合と比較して、２５％以上になると硬質充填材を充填した効果が確認され、さらに、５０％以上では、２倍程度の減衰効果が得られる。これは、硬質充填材の体積充填率が増加していくと、塑性流動材３０と硬質充填材との接触面積を広く確保できるためであると考えられる。ただし、硬質充填材の体積充填率が７４％を超えると、硬質充填材どうしの接触部分が増大するため、安定した減衰性能を得ることが難しくなる。すなわち、硬質充填材の体積充填率を７４％以下とすることで、硬質充填材どうしの接触部分を少なくし、硬質充填材の移動を容易とすることで、安定した減衰性能を発揮することが可能となる。
【００７２】
なお、硬質充填材として、球形に近いものを用いた場合と、不定形のものを用いた場合の双方で上記試験を行ったが、切片荷重Ｑｄに有意な差は生じなかった。
【００７３】
本発明の塑性流動材としては、要するに弾完全塑性体（非硬化弾塑性体）で構成されていれば、硬質充填材の分散状態を安定させることができる。特に、塑性流動材のせん断降伏応力τｙは、０．１ＭＰａ以上で１０ＭＰａ以下とすることが好ましい。すなわち、０．１ＭＰａ以上とすることで、十分な減衰性能を得ることが可能になる。１０ＭＰａ以下とすることで、塑性流動材を大きく塑性変形させることが可能になる
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の一実施形態の積層支持体を変形前において示す断面図であり、（Ａ）は全体構成図、（Ｂ）は部分拡大図である。
【図２】本発明の一実施形態の積層支持体を変形後において示す断面図であり、（Ａ）は全体構成図、（Ｂ）は部分拡大図である。
【図３】比較例の積層支持体の部分拡大図であり、（Ａ）は変形前、（Ｂ）は変形後である。
【図４】（Ａ）〜（Ｆ）はいずれも、本発明の積層支持体に適用可能な硬質充填材の例を示す斜視図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）はいずれも、弾塑性体の応力―ひずみ特性をモデル化して示すグラフである。
【図６】（Ａ）は硬質充填材の大きさと減衰性能との関係を示すグラフであり、（Ｂ）は、硬質充填材の体積充填率と減衰性能の関係を示すグラフである。
【図７】硬質充填材を使用した積層支持体での、水平方向の変形変位と水平方向荷重（Ｑ）との関係を示すグラフである。
【図８】本発明の積層支持体に適用可能な硬質充填材の図４に示したものとは異なる例を示す正面図である。
【図９】本発明に適用される硬質充填材の代表長さと頻度分布との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７５】
１２ 積層支持体
１４ フランジ板
１４Ｆ フランジ部
１６ 積層弾性体
１８ 金属板
２０ ゴム板
２２ 被覆材
２４ 閉塞板
２８ 弾性体中空部
３０ 塑性流動材
３２ 球状体
３６ 硬質充填材
３８ 硬質充填材
３９ 硬質充填材
４２ 硬質充填材
４１ 硬質充填材
４８ 硬質充填材
４９ 硬質充填材
５１ 硬質充填材
【図１】
2008116041.tif 000004
【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】
2008116041.tif 000009
【図７】
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【図８】
2008116041.tif 000011
【図９】
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