(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。硬質充填材の代表長さの分布における頻度の上位２つの極大値のうち、代表長さの大きいほうの極大値をとるときの代表長さをＤｌ、代表長さの小さいほうの極大値をとるときの代表長さをＤｓとしたとき、０．００１≦Ｄｓ／Ｄｌ≦１／３を満たしている。【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、
を有し、
前記硬質充填材の代表長さの分布における頻度の上位２つの極大値をとる代表長さのうち、大きいほうをＤｌ、小さいほうをＤｓとしたとき、
０．００１≦Ｄｓ／Ｄｌ≦１／３
を満たしていることを特徴とする積層支持体。
【請求項２】
請求項１に記載の積層支持体であって、さらに、
０．００１≦Ｄｓ／Ｄｌ≦１／４
を満たしていることを特徴とする積層支持体。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の積層支持体であって、
前記硬質充填材の代表長さの分布における上位２つの極大値の間で頻度の最小値をとる代表長さをＤｃとし、代表長さがＤｃよりも大きい大粒子群の全体積をＶｌ、代表長さがＤｃ以下の小粒子群の全体積をＶｓとしたとき、
０．４≦Ｖｌ／（Ｖｌ＋Ｖｓ）≦０．８
を満たしていることを特徴とする積層支持体。
【請求項４】
請求項３に記載の積層支持体であって、さらに、
０．５≦Ｖｌ／（Ｖｌ＋Ｖｓ）≦０．７
を満たしていることを特徴とする積層支持体。
【請求項５】
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〜請求項４のいずれか１項に記載の積層支持体。
【請求項６】
前記硬質充填材の形状が略球形であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の積層支持体。
【請求項７】
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、
前記硬質充填材の代表長さの分布における頻度の上位２つの極大値をとる代表長さのうち、大きいほうをＤｌ、小さいほうをＤｓとしたとき、
０．００１≦Ｄｓ／Ｄｌ≦１／３
を満たし、
前記硬質充填材の代表長さの分布における上位２つの極大値の間で頻度の最小値をとる代表長さをＤｃとし、代表長さがＤｃよりも大きい大粒子群の全体積をＶｌ、代表長さがＤｃ以下の小粒子群の全体積をＶｓとしたとき、
０．４≦Ｖｌ／（Ｖｌ＋Ｖｓ）≦０．８
を満たしていることを特徴とする積層支持体。
【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、その内部に金属コアが圧入されたものがある。
【０００３】
この金属コアとしては、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、を有し、前記硬質充填材の代表長さの分布における頻度の上位２つの極大値をとる代表長さのうち、大きいほうをＤｌ、小さいほうをＤｓとしたとき、０．００１≦Ｄｓ／Ｄｌ≦１／３を満たしてい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】
加えて、本発明では、硬質充填材の代表長さの分布における頻度の上位２つの極大値のうち代表長さが大きいほうをＤｌ、小さいほうをＤｓとして、０．００１≦Ｄｓ／Ｄｌ≦１／３を満たしている。このように、Ｄｓ／Ｄｌ≦１／３を満たすようにすることで、塑性流動材と硬質充填材とを混錬するときの空気の巻き込みを抑制することができる。すなわち、塑性流動材の空気含有率を小さくすることができるので、大きな減衰力が得られる。なお、かかる観点からはＤｓ／Ｄｌの値に下限値はないが、実際の混錬の作業性等を考慮すると、０．００１≦Ｄｓ／Ｄｌとすることが好ましい。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の積層支持体であって、さらに、０．００１≦Ｄｓ／Ｄｌ≦１／４を満たしていることを特徴とする。
【００１３】
このように、Ｄｓ／Ｄｌ≦１／４を満たすようにすることで、塑性流動材と硬質充填材とを混錬するときの空気の巻き込みをさらに抑制することができるので、塑性流動材の空気含有率がさらに小さくなり、より大きな減衰力が得られる。
【００１４】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は請求項２に記載の積層支持体であって、前記硬質充填材の代表長さの分布における上位２つの極大値の間で頻度の最小値をとる代表長さをＤｃとし、代表長さがＤｃよりも大きい大粒子群の全体積をＶｌ、代表長さがＤｃ以下の小粒子群の全体積をＶｓとしたとき、０．４≦Ｖｌ／（Ｖｌ＋Ｖｓ）≦０．８を満たしていることを特徴とする。
【００１５】
このように、０．４≦Ｖｌ／（Ｖｌ＋Ｖｓ）≦０．８を満たすようにすることで、塑性流動材と硬質充填材とを混錬するときの空気の巻き込みを抑制することができる。すなわち、塑性流動材の空気含有率を小さくすることができるので、大きな減衰力が得られる。
【００１６】
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の積層支持体であって、さらに、０．５≦Ｖｌ／（Ｖｌ＋Ｖｓ）≦０．７を満たしていることを特徴とする。
【００１７】
このように、０．５≦Ｖｌ／（Ｖｌ＋Ｖｓ）≦０．７を満たすようにすることで、塑性流動材と硬質充填材とを混錬するときの空気の巻き込みをさらに抑制することができるので、塑性流動材の空気含有率がさらに小さくなり、より大きな減衰力が得られる。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
請求項６に記載の発明では、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の発明において、前記硬質充填材の形状が略球形であることを特徴とする。
【００２３】
硬質充填材の形状を略球形とすることで、硬質充填材の方向依存性を無くし、任意の方向で安定した減衰性能を発揮することが可能となる。
【００２４】
請求項７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、前記硬質充填材の代表長さの分布における頻度の上位２つの極大値をとる代表長さのうち、大きいほうをＤｌ、小さいほうをＤｓとしたとき、０．００１≦Ｄｓ／Ｄｌ≦１／３を満たし、前記硬質充填材の代表長さの分布における上位２つの極大値の間で頻度の最小値をとる代表長さをＤｃとし、代表長さがＤｃよりも大きい大粒子群の全体積をＶｌ、代表長さがＤｃ以下の小粒子群の全体積をＶｓとしたとき、０．４≦Ｖｌ／（Ｖｌ＋Ｖｓ）≦０．８を満たしていることを特徴とする。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
加えて、本発明では、硬質充填材の代表長さの分布における頻度の上位２つの極大値のうち代表長さが大きいほうをＤｌ、小さいほうをＤｓとして、０．００１≦Ｄｓ／Ｄｌ≦１／３を満たしている。このように、Ｄｓ／Ｄｌ≦１／３を満たすようにすることで、塑性流動材と硬質充填材とを混錬するときの空気の巻き込みを抑制することができる。すなわち、塑性流動材の空気含有率を小さくすることができるので、大きな減衰力が得られる。なお、かかる観点からはＤｓ／Ｄｌの値に下限値はないが、実際の混錬の作業性等を考慮すると、０．００１≦Ｄｓ／Ｄｌとすることが好ましい。
【００３０】
また、本発明では、硬質充填材の代表長さの分布における上位２つの極大値の間で頻度の最小値をとる代表長さをＤｃとし、代表長さがＤｃよりも大きい大粒子群の全体積をＶｌ、代表長さがＤｃ以下の小粒子群の全体積をＶｓとしたとき、０．４≦Ｖｌ／（Ｖｌ＋Ｖｓ）≦０．８を満たしている。このように、０．４≦Ｖｌ／（Ｖｌ＋Ｖｓ）≦０．８を満たすようにすることで、塑性流動材と硬質充填材とを混錬するときの空気の巻き込みを抑制することができる。すなわち、塑性流動材の空気含有率を小さくすることができるので、大きな減衰力が得られる。
【発明の効果】
【００３１】
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】
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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と、この塑性流動材３０に充填された硬質充填材（球状体３２）とを有するプラグ２９が収容されている。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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
ここで、本実施形態では、球状体３２として、大きさが異なるように成形された２種類の粒子群からなる球状体３２を用いている。図７には、この球状体３２の代表長さごとの個数分布（頻度分布）が、粒子群Ａ、Ｂとして示されている。ここでいう「代表長さ」とは、図６に示すように、拡大鏡（顕微鏡やマイクロスコープ等）を用いて得られる硬質充填材５１の観察面（投影面）に関して、一定の方向に測った最大遠間距離（Ｆｅｒｅｔ径）をいう。なお、図６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Ｄを測定しているが、本発明の硬質充填材の形状はこれに限定されず、たとえば、後述する図４（Ａ）〜（Ｆ）のいずれの硬質充填材であっても、同様にして代表長さＤを測定できる。特に、本実施形態の球状体３２のように球形をした硬質充填材では、代表長さＤはその直径と一致する。
【００４５】
図７から分かるように、それぞれの粒子群Ａ、Ｂにおいて、頻度分布は、いわゆる一山型、すなわち極大値が１つ存在する分布となっている。そして、極大値が異なる２つの粒子群Ａ、Ｂを混合することで、全体として、図８に示すように、いわゆる二山型、すなわち２つの極大値を有する頻度分布となっている。
【００４６】
本実施形態では、このような頻度分布において、頻度の２つの極大値のうち、代表長さの大きいほう（図８のグラフにおいて右側）の極大値をとるときの代表長さをＤｌ、代表長さの小さいほう（図８のグラフにおいて左側）の極大値をとるときの代表長さをＤｓとしている。
【００４７】
また、これら２つの極大値の間で、頻度が最小となるときの代表長さをＤｃとし、このＤｃよりも大きい直径（代表長さ）を有する全ての球状体３０（大粒子群）の全体積をＶｌ、Ｄｃ以下の直径（代表長さ）を有する全ての球状体３２（小粒子群）の全体積をＶｓとしている。
【００４８】
なお、上記したＤｌ、Ｄｓ、Ｄｃの定義は、図８に示したいわゆる二山型の頻度分布に限定することなく適用できる。たとえば、図９〜図１１に示す頻度分布では、いずれも極大値が３つ存在している。しかし、このような頻度分布であっても、極大値の上位２つをとるときの代表長さを抽出し、このうち、大きいほうの代表長さをＤｌ、小さいほうの代表長さをＤｓとすればよい。また、特に図１１に示す頻度分布では、２つの極大値の間で、極小点は複数（２つ）存在しているが、最小値をとるときの代表長さをＤｃとすればよい。
【００４９】
そして、本実施形態では、上記のＤｌ、Ｄｓを用いて、
０．００１≦Ｄｓ／Ｄｌ≦１／３
を満たすように、球状体３０の大きさが設定されている。
【００５０】
また、本実施形態では、上記のＶｌ、Ｖｓを用いて、
０．４≦Ｖｌ／（Ｖｌ＋Ｖｓ）≦０．８
を満たすように、球状体３０の大きさ及び粒子群Ａ、Ｂの分布が設定されている。
【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】
加えて、本実施形態では、図８に示すＤｌ、Ｄｓに関し、
Ｄｓ／Ｄｌ≦１／３
を満たすように、硬質充填材（球状体３２）の大きさが設定されている。また、Ｖｌ、Ｖｓに関して、
０．４≦Ｖｌ／（Ｖｌ＋Ｖｓ）≦０．８
を満たすように、硬質充填材の大きさ及び粒子群Ａ、Ｂの分布が設定されている。これらにより、かかる条件を満たさない構成と比較して、塑性流動材３０と硬質充填材とを混錬するときの空気の巻き込みを抑制することができる。塑性流動材３０の空気含有率を小さくすることができるので、大きな減衰力が得られることとなる。
【００５７】
図１２には、本実施形態に係る２種類の粒子群Ａ、Ｂについて、以下に示す条件で粒子群の大きさの比を変化させたときの、Ｄｓ／Ｄｌの値と空気含有率εとの関係が示されている。
・プラグ２９の外径：４５ｍｍ
・プラグ２９の高さ：９０ｍｍ（空気含有率０％時の計算値）
・プラグ２９の成形圧力：１００ＭＰａ
・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％
・硬質充填材の構成：不定形で２成分の粒子群からなる鉄粉
・硬質充填材の体積充填率：７０％
・硬質充填材の体積比率：Ｖｌ／（Ｖｌ＋Ｖｓ）＝０．７（一定値）
そして、Ｄｓ／Ｄｌの値は、ＤｓとＤｌを以下の表１に示すように組み合わせて４つ設定した。
【００５８】
【表１】
2008151337.tif 000003
なお、空気含有率は、（１−プラグの比重÷プラグの構成材料の計算比重）×１００で計算できる。ここで、プラグ２９の比重は、塑性流動材の比重×体積比＋硬質充填材の比重×体積比である。
【００５９】
このグラフから、Ｄｓ／Ｄｌの値が小さくなるにしたがって、空気含有率εも小さくなることが分かる。
【００６０】
次に、塑性流動材３０の空気含有率εと硬さとの関係について説明する。一般に、塑性流動材３０の空気含有率εが増大するにしたがい、硬さが低下する傾向がある。
【００６１】
図１４には、以下に示すように、本実施形態と同様に塑性流動材中に硬質充填材を充填（混入）させた試験体について、成形圧力を変えることで空気含有率が異なるものを成形し、試験体の空気含有率とデュロメータ硬さ（タイプＤ）との関係を求める試験を行った結果が示されている。この試験は、ＪＩＳ  Ｋ６２５３に規定される方法にて行った。試験体の構成は以下の通りである。
・試験体の形状：円柱状
・試験体の外径：１０ｍｍ
・試験体の長さ：１０ｍｍ
・試験体の塑性流動材の構成：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％
・硬質充填材の構成：鉄粉
・硬質充填材の代表長さ：４０μｍ
・成形圧力：１２０〜５０ＭＰａ
図１４のグラフからわかるように、デュロメータ硬さ（タイプＤ）は、空気含有率が３％までの範囲では低下しないが、３％を超えると低下している。したがって、本発明では特に、塑性流動材３０の空気含有率として３％以下とすることが好ましい。そして、空気含有率３％以下を達成するための条件として、Ｄｓ／Ｄｌ≦１／３が得られる。さらに好ましい範囲としては、空気含有率２％以下を達成するための条件として、Ｄｓ／Ｄｌ≦１／４が得られる。
【００６２】
なお、図１２から分かるように、空気含有率を小さくするための条件として、Ｄｓ／Ｄｌの値に特に下限値はない。ただし、この値をあまりに小さくすると、小粒子群を構成している球状体３２が小さくなるので、混錬時等に微小な球状体３２が飛散する等、取り扱いが困難になる。したがって、実際の混錬の作業性等を考慮すると、０．００１≦Ｄｓ／Ｄｌとすることが好ましい。
【００６３】
図１３には、本実施形態に係る２種類の粒子群Ａ、Ｂについて、粒子群の体積比を変化させたときの、Ｖｌ／（Ｖｌ＋Ｖｓ）と空気含有率εとの関係が示されている。この例では、体積充填率を７０％とし、Ｄｌ＝０．０４ｍｍ、Ｄｓ＝０．０１ｍｍ、Ｄｓ／Ｄｌ＝０．２５としている。また、Ｖｌ／（Ｖｌ＋Ｖｓ）の値としては、０．３、０．５、０．７、０．９の４つを設定している。
【００６４】
このグラフから、空気含有率εはＶｌ／（Ｖｌ＋Ｖｓ）が０．７程度で最小となり、この値が増加しても減少しても、空気含有率は増大することが分かる。そして、空気含有率３％以下を達成するための条件として、０．４≦Ｖｌ／（Ｖｌ＋Ｖｓ）≦０．８が得られる。さらに好ましい範囲としては、空気含有率２％以下を達成するための条件として、０．５≦Ｖｌ／（Ｖｌ＋Ｖｓ）≦０．７が得られる。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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６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。
【００６８】
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
また、本発明では、硬質充填材の代表長さの頻度分布において、必ずしも２つの極大値をもつ二山型のものに限定されず、前述のように、３つ以上の極大値をもつもの（図９〜図１１参照）でもよい。加えて、硬質充填材を構成する粒子群としても、図７に示した２つの粒子群Ａ、Ｂに限定されず、極大値が互いに異なる３つ以上の粒子群を混合していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【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】弾完全塑性体の応力―ひずみ特性を示すグラフである。
【図６】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７】本発明に適用される硬質充填材を粒子群Ａ、Ｂごとに代表長さと頻度分布との関係を示すグラフである。
【図８】本発明に適用される硬質充填材の粒子群Ａ、Ｂの混合状態で、代表長さと頻度分布との関係を示すグラフである。
【図９】本発明に適用される硬質充填材の粒子群の混合状態で、代表長さと頻度分布との関係を図８に示すものとは異なる例で示すグラフである。
【図１０】本発明に適用される硬質充填材の粒子群の混合状態で、代表長さと頻度分布との関係を図８及び図９に示すものとは異なる例で示すグラフである。
【図１１】本発明に適用される硬質充填材の粒子群の混合状態で、代表長さと頻度分布との関係を図８〜図１０に示すものとは異なる例で示すグラフである。
【図１２】本実施形態に係る２種類の粒子群Ａ、Ｂについて、粒子群の大きさの比を変化させたときの、Ｄｓ／Ｄｌの値と空気含有率εとの関係を示すグラフである。
【図１３】本実施形態に係る２種類の粒子群Ａ、Ｂについて、粒子群の体積比を変化させたときの、Ｖｌ／（Ｖｌ＋Ｖｓ）と空気含有率εとの関係を示すグラフである。
【図１４】本発明に係る試験で使用した試験体の空気含有率とデュロメータ硬さ（タイプＤ）との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７０】
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
２９ プラグ
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
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】
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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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2008151337.tif 000015
【図１３】
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【図１４】
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