(57)【要約】【課題】製造コストを抑制しつつ、 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円板１８と、剛性を維持する為の金属円板２０とが、交互に複数枚ずつ配置されて積層体１６が形成される。ゴム円板１８に設けられた空間内にリングバネ２２が配置される。リングバネ２２の表側に固定ピン２２Ａが設けられ、裏側であって表側の固定ピン２２Ａから見て１８０°反対の位置に固定ピン２２Ｂが設けられる。固定ピン２２Ａ、２２Ｂが配置される位置に対応する金属円板２０の位置に、それぞれ穴部２０Ａが設けられる。リングバネ２２の表側の固定ピン２２Ａは、直上の金属円板２０の穴部２０Ａと嵌合し、リングバネ２２の裏側の固定ピン２２Ｂは、直下の金属円板２０の穴部２０Ａと嵌合する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性を有した弾性板と剛性を有した硬質板とが交互に積層された形の積層体と、
弾性板内に配置される金属製のバネ材と、
を有する免震装置であって、
バネ材の中心を挟んで相互に反対の位置とされ且つバネ材の相互に異なる面上に、それぞれ係合部が設けられ、バネ材の二面とそれぞれ対向して位置する硬質板にこれらの係合部が係り合うことを特徴とする免震装置。
【請求項２】
バネ材がリング状に形成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】
バネ材がＣ字状に形成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４】
バネ材が、積層体の同一面内に積層体の中心線を挟んで一対存在することを特徴とする請求項１記載の免震装置。
【請求項５】
バネ材の係合部を突部とすると共に硬質板に穴部を設け、バネ材の突部を硬質板の穴部に嵌合させた状態で、積層体の積層方向に沿ってバネ材を複数配置し、
積層方向に沿って並んで位置するバネ材にそれぞれ設けられた突部の位置が順次ずれる形に、バネ材を配置することを特徴とする請求項１記載の免震装置。
【請求項６】
バネ材の係合部を突部とすると共に硬質板に穴部を設け、バネ材の突部を硬質板の穴部に嵌合させた状態で、積層体の積層方向に沿ってバネ材を複数配置し、
積層方向に沿って並んで位置するバネ材にそれぞれ設けられた突部同士が相互に同一方向に向いた形に、バネ材を配置することを特徴とする請求項１記載の免震装置。
【請求項７】
バネ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８】
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７記載の免震装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製造コストを抑制しつつ、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円筒状に形成された制振金属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、従来の免震装置における円筒状に形成された制振金属として、制振特性の面から一般に鉛材が使用されており、地震の発生時には、この鉛材の制振金属が剪断変形して振動を減衰していたが、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。つまり、従来の免震装置では、この免震装置の設置後から使用済みによる廃棄時までの間において、鉛材を使用している為に環境汚染等の環境負荷を生じるおそれを有していた。
【０００４】
この為、鉛材による円筒状の制振金属の替わりに、十分な制振効果を得られるように例えば鉛材以外の通常の金属材料によりコイルバネを形成し、こ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金属として、環境に負荷を与えずに従来の制振金属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、通常の金属材料により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いだけでなく、大きなコイルバネが必要となることから製造コストが上昇する虞を有していた。
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、製造コストを抑制しつつ、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、弾性を有した弾性板と剛性を有した硬質板とが交互に積層された形の積層体と、
弾性板内に配置される金属製のバネ材と、
を有する免震装置であって、
バネ材の中心を挟んで相互に反対の位置とされ且つバネ材の相互に異なる面上に、それぞれ係合部が設けられ、バネ材の二面とそれぞれ対向して位置する硬質板にこれらの係合部が係り合うことを特徴とする。
【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、弾性を有した弾性板と剛性を有した硬質板とが交互に積層された形の積層体の弾性板内に、鉛材を除いた一般的な金属によるバネ材が配置されている。但し、このバネ材の中心を挟んで相互に反対の位置関係でバネ材の相互に異なる面上に、それぞれ係合部が設けられている。そして、これらの係合部が、それぞれバネ材の二面と対向して位置する硬質板に係り合う構成となっている。
【０００９】
地震が発生した場合には、この免震装置に水平方向の変位が入力されて、積層体が変形するのに伴い、上記のバネ材の二面とそれぞれ対向して位置する２枚の硬質板間でずれが生じるようになる。この際、バネ材の二面とそれぞれ対向して位置する２枚の硬質板に対して、バネ材に設けられた係合部がそれぞれ係り合っていることから、２枚の硬質板間がずれるのに伴い、バネ材が変形するだけでなく、地震の際の揺れ戻し時にも強制的にバネ材は元の形状に近い形に戻るようになる。
【００１０】
この結果、積層体の弾性板の変形により振動を減衰するだけでなく、バネ材が変形する際や元の形に戻る際に、このバネ材が振動を減衰するようになる。そして、免震装置が繰返して加振される際にも、地震初期の加振時と同程度の振動を減衰し続けるようになる。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、それぞれ弾性変形する積層体の弾性板とバネ材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。
【００１１】
この一方、免震装置の製造に関しては、バネ材の製造に際して鋳造等によって係合部を形成すると共に、弾性板にバネ材が入る孔あけ加工をする等の若干の加工のみの平易な工程を付け加えるだけで、本請求項に係る免震装置を製造できるので、免震装置の製造コストの上昇も抑制されるようになる。
【００１２】
以上より、本請求項に係る免震装置では、積層体の弾性板内に金属製のバネ材が配置され、このバネ材の中心を挟んで相互に反対の位置関係でバネ材の相互に異なる面上に設けられた係合部が、硬質板に係り合う構成とされている。このことから、免震装置の製造コストの上昇が抑制されつつ、鉛材を用いずとも積層体とバネ材との間の複合的な作用で地震の揺れを低減して、必要な制振特性を得られるようになる結果、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、バネ材がリング状に形成されるという構成を有している。
【００１４】
つまり、本請求項では、請求項１におけるバネ材の中心を挟んで相互に反対の位置関係でバネ材の相互に異なる面上にそれぞれ係合部が設けられるという構成との関係で、バネ材をリング状に形成している。この為、バネ材がリング状とされるのに伴い、変形時においてリング状のバネ材の内周面に大きな応力が加わるようになり、この結果として、バネ材が適切に変形して、振動をより一層確実に減衰できるようになる。
【００１５】
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、バネ材がＣ字状に形成されるという構成を有している。
【００１６】
つまり、本請求項では、請求項１におけるバネ材の中心を挟んで相互に反対の位置関係でバネ材の相互に異なる面上にそれぞれ係合部が設けられるという構成との関係で、バネ材をＣ字状に形成している。この為、バネ材がリングの一部分を解放したような形のＣ字状とされるのに伴い、変形時においてＣ字状のバネ材の内周面に大きな応力が加わるようになり、この結果として、バネ材が適切且つより大きく変形して、振動をより一層確実に減衰できるようになる。
【００１７】
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、バネ材が、積層体の同一面内に積層体の中心線を挟んで一対存在するという構成を有している。つまり、本請求項では、積層体の同一面内に積層体の中心線を挟んでバネ材が一対存在していることから、バネ材の数が増えて振動を減衰する能力が単に高まるだけでなく、小さな体積の免震装置でより効率的に振動を減衰できるようになった。
【００１８】
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、バネ材の係合部を突部とすると共に硬質板に穴部を設け、バネ材の突部を硬質板の穴部に嵌合させた状態で、積層体の積層方向に沿ってバネ材を複数配置し、積層方向に沿って並んで位置するバネ材にそれぞれ設けられた突部の位置が順次ずれる形に、バネ材を配置するという構成を有している。
【００１９】
つまり、本請求項では、係合部を突部とすると共にこの突部に対応する穴部を硬質板に設け、これらを嵌合させることで、請求項１の作用効果を確実に奏することができるようになった。また、積層方向に沿って並んで位置する複数のバネ材にそれぞれ設けられた突部が順次ずれる形に、バネ材を配置したことで、何れの方向からの振動に対しても、バネ材が振動を減衰できるようになる。
【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、バネ材の係合部を突部とすると共に硬質板に穴部を設け、バネ材の突部を硬質板の穴部に嵌合させた状態で、積層体の積層方向に沿ってバネ材を複数配置し、積層方向に沿って並んで位置するバネ材にそれぞれ設けられた突部同士が相互に同一方向に向いた形に、バネ材を配置するという構成を有している。
【００２１】
つまり、本請求項では、係合部を突部とすると共にこの突部に対応する穴部を硬質板に設け、これらを嵌合させることで、請求項１の作用効果を確実に奏することができるようになった。また、積層方向に沿って並んで位置する複数のバネ材にそれぞれ設けられた突部同士が相互に同一方向に向いた形に、バネ材を配置したことで、特に振動を減衰する必要の有る方向が存在する場合には、その方向に突部同士が向く方向を一致させて、この方向の振動を積極的に減衰することができる。
【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、バネ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、弾性変形可能なバネ材が双晶の金属材料により形成されるのに伴い、ばね定数が低くなると共に減衰係数が高くなり、従来の制振金属と同等以上の大きな制振特性を有するようになる。
【００２３】
請求項８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７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。
【００２４】
つまり、これらの金属の内の何れかが、バネ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バネ材がより確実に得られるようになる。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように本発明の上記構成によれば、製造コストを抑制しつつ、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】
【００２６】
本発明に係る免震装置の第１の実施の形態を図１から図５に基づき説明する。図２に示すように、本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。
【００２７】
また、これら一対の連結板１２、１４の間には、円筒状に形成された積層体１６が配置されている。そして、この積層体１６は、弾性変形し得る弾性板であるゴム製のゴム円板１８と、剛性を維持する為の硬質板であるＳＵＳ３０４等のステンレス鋼製の金属円板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。
【００２８】
図１及び図３に示すように、このゴム円板１８内には、ゴム円板１８の中心点に対して点対称となる位置関係で一対設けられた円穴１８Ａにより円筒形の空間が一対設けられていて、これらの空間内には、円穴１８Ａの内径より１０ｍｍ程度小さい外径を有すると共に断面形状を四角形としたリング状に形成されるバネ材であるリングバネ２２がそれぞれ配置されている。ここで、このリングバネ２２は減衰の大きい金属材である双晶の金属材料で形成することが考えられる。
【００２９】
この為、一対のリングバネ２２が、ゴム円板１８の中心点に対して点対称となる位置関係でゴム円板１８内に配置されることになる。また、ゴム円板１８は、ゴム製の一対の円板状部材１９Ａ及びこれらの間に挟まれて配置される金属製の中間板１９Ｂにより構成され、これら３枚の部材を貫通する形で上記の円穴１８Ａは形成されている。尚、この中間板１９Ｂの材質として、ＳＳ材等の鋼板を採用することが考えられる。
【００３０】
これら一対のリングバネ２２それぞれに関し、図４及び図５における表側には突部である円筒状の固定ピン２２Ａが１箇所設けられており、図４及び図５における裏側であって表側の固定ピン２２Ａから見て１８０°反対の位置には、同様に突部である円筒状の固定ピン２２Ｂが１箇所設けられている。
【００３１】
つまり、本実施の形態では、このリングバネ２２の中心を挟んで相互に反対の位置関係であってリングバネ２２の相互に異なる二面上に、それぞれ係合部とされる固定ピン２２Ａ、２２Ｂが設けられることになる。従って、リングバネ２２に形成された２本の固定ピン２２Ａ、２２Ｂは、リングバネ２２の中心に対して点対称になるように配置されることになる。
【００３２】
尚、図１に示すように、手前側に位置する一方のリングバネ２２の表側に位置する固定ピン２２Ａは、ゴム円板１８の中心寄りに位置し、奥側に位置する他方のリングバネ２２の表側に位置する固定ピン２２Ａは、ゴム円板１８の外周寄りに位置している。この為、一方のリングバネ２２の裏側に位置する固定ピン２２Ｂは、ゴム円板１８の外周寄りに位置し、他方のリングバネ２２の裏側に位置する固定ピン２２Ｂは、ゴム円板１８の中心寄りに位置することになる。
【００３３】
これら固定ピン２２Ａ、２２Ｂが配置される位置に対応する金属円板２０の位置には、それぞれ穴部２０Ａが設けられており、また、リングバネ２２の中心の中心穴２２Ｃに対応する金属円板２０の位置には、この中心穴２２Ｃとそれぞれ緩く嵌合する案内ピン２０Ｂが植設されている。
【００３４】
これに伴い、案内ピン２０Ｂに案内されて位置決めされたリングバネ２２の表側の固定ピン２２Ａは、直上の金属円板２０の穴部２０Ａと嵌合し、同じくリングバネ２２の裏側の固定ピン２２Ｂは、直下の金属円板２０の穴部２０Ａと嵌合している。この際、リングバネ２２の相互に対向する上下面である二面とリングバネ２２の上下に位置する金属円板２０との間には、わずかな隙間しか存在しないように、これら一対のリングバネ２２の厚さは設定されている。具体的には、この免震装置１０が地盤と建築物との間に配置されて所定の荷重が加わった時において、金属円板２０とリングバネ２２との間に、０．１ｍｍ以上の図３に示す隙間Ｄが確保されることになる。 
【００３５】
以上より、本実施の形態では、リングバネ２２の二面にそれぞれ対向して位置する金属円板２０に、これらの固定ピン２２Ａ、２２Ｂがそれぞれ嵌合して係り合う構造とされ、一対のリングバネ２２を内蔵したゴム円板１８及びこのゴム円板１８の上下に位置する２枚の金属円板２０等で、積層１単位Ｓが構成されるようになっている。
【００３６】
さらに、積層体１６の積層方向（図１から図３の矢印Ｙ方向）に沿ってこれらリングバネ２２を複数組配置する構造とするが、この際に、ゴム円板１８の一対の空間内にそれぞれ配置された一対のリングバネ２２間及び、これらリングバネ２２の固定ピン２２Ａ、２２Ｂ間を結ぶ図１に示す線分Ｌが、積層体１６の積層方向に並んだ各層ごとに例えば３６°の角度ずつ順次ずれた形で、一対のリングバネ２２が配置されている。
【００３７】
従って、本実施の形態に係る免震装置１０では、積層１単位Ｓが複数積層される構造になっていることから、積層１単位Ｓを構成する２枚の金属円板２０には、図１に示すように、上下に隣り合った積層１単位Ｓのリングバネ２２の固定ピン２２Ａ、２２Ｂが嵌合する穴部２０Ａが設けられると共に案内ピン２０Ｂが植設された形になっている。
【００３８】
一方、上記した一対の連結板１２、１４は、図２に示すように積層体１６の上下端に位置するゴム円板１８にそれぞれ加硫接着されて取り付けられている。そして、この上下端に位置するゴム円板１８にも、他のゴム円板１８と同様に一対のリングバネ２２が内蔵されており、これら一対のリングバネ２２の固定ピン２２Ａ、２２Ｂの内の連結板１２、１４と対向する固定ピンは、連結板１２、１４に設けられた図示しない穴部に嵌合して係り合っている。但し、この上下端に位置するゴム円板１８内に一対のリングバネ２２を内蔵しない構造としても良い。
【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、弾性を有したゴム円板１８と剛性を有した金属円板２０とを交互に積層して積層体１６を作製し、この積層体１６の同一平面内とされるゴム円板１８内に、積層体１６の中心線Ｃを挟んで金属製のリングバネ２２が、一対配置されている。
【００４０】
但し、このリングバネ２２の中心を挟んで相互に反対の位置関係でリングバネ２２の相互に異なる二面上に、それぞれ係合部とされる固定ピン２２Ａ、２２Ｂが設けられている。そして、これらの固定ピン２２Ａ、２２Ｂが、それぞれリングバネ２２の二面と対向して位置する金属円板２０の穴部２０Ａに嵌合して係り合う構造になっている。
【００４１】
さらに、本実施の形態では、積層体１６の積層方向（図１から図３の矢印Ｙ方向）に沿ってこれらリングバネ２２が複数組配置されているが、この積層体１６の積層方向に沿って並んだ複数のリングバネ２２及びこれらリングバネ２２にそれぞれ設けられた固定ピン２２Ａ、２２Ｂの位置が順次ずれる形に、リングバネ２２が配置されている。
【００４２】
地震が発生した場合には、この免震装置１０に水平方向Ａの変位が入力されて、積層体１６の各ゴム円板１８が変形するのに伴い、上記のリングバネ２２の二面とそれぞれ対向して位置する２枚の金属円板２０間でずれが生じるようになる。
【００４３】
この際、リングバネ２２の二面とそれぞれ対向して位置する２枚の金属円板２０に対して、リングバネ２２に設けられた固定ピン２２Ａ、２２Ｂがそれぞれ係り合っていることから、２枚の金属円板２０間がずれるのに伴い、加振方向に平行に固定ピン２２Ａ、２２Ｂが並ぶリングバネ２２に圧縮応力及び伸張応力が加わって、リングバネ２２が変形するだけでなく、地震の際の揺れ戻し時にも強制的にリングバネ２２は元の形状に近い形に戻るようになる。
【００４４】
このとき、リングバネ２２の上下には、殆ど隙間を設けずに２枚の金属円板２０が配置されていることから、リングバネ２２はほぼその面内で圧縮変形及び伸張変形するようになる。
【００４５】
この結果、積層体１６のゴム円板１８の変形により振動を減衰するだけでなく、リングバネ２２が変形する際や元の形に戻る際に、このリングバネ２２が振動を減衰することになる。そして、免震装置１０が繰返して加振される際にも、地震初期の加振時と同程度の振動を減衰し続ける。従って、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、それぞれ弾性変形する積層体１６のゴム円板１８とリングバネ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。
【００４６】
この一方、免震装置１０の製造に関しては、リングバネ２２の製造に際して鋳造等によって固定ピン２２Ａ、２２Ｂを形成すると共に、ゴム円板１８にリングバネ２２が入る孔あけ加工や金属円板２０の穴部２０Ａの孔あけ加工をする等の若干の加工のみの平易な工程を付け加えるだけで、本実施の形態に係る免震装置１０を製造できるので、免震装置の製造コストの上昇も抑制されるようになる。
【００４７】
以上より、本実施の形態に係る免震装置１０では、積層体１６のゴム円板１８内に金属製のリングバネ２２が配置され、このリングバネ２２の中心を挟んで相互に反対の位置関係でリングバネ２２の相互に異なる二面上に設けられた固定ピン２２Ａ、２２Ｂが、金属円板２０の穴部２０Ａに係り合う構成とされている。
【００４８】
このことから、免震装置１０の製造コストの上昇が抑制されつつ、鉛材を用いずとも積層体１６とリングバネ２２との間の複合的な作用で地震の揺れを低減して、必要な制振特性を得られるようになる結果、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。
【００４９】
他方、本実施の形態では、図３に示すように、積層体１６の同一平面内に積層体１６の中心線Ｃを挟んでリングバネ２２が一対存在していることから、リングバネ２２による振動を減衰する能力が単に高まるだけでなく、小さな体積の免震装置１０でより効率的に振動を減衰できるようになる。
【００５０】
さらに、本実施の形態では、積層体１６の積層方向に沿ってリングバネ２２を複数配置し、この積層体１６の積層方向に並んだ複数のリングバネ２２にそれぞれ設けられた固定ピン２２Ａ、２２Ｂの位置が順次ずれる形に、リングバネ２２が配置されることで、何れの方向からの振動に対しても、リングバネ２２が振動を減衰できるようになる。
【００５１】
また、本実施の形態では、バネ材がリング状に形成されたリングバネ２２とされ、このリングバネ２２の中心を挟んで相互に反対の位置関係でリングバネ２２の相互に異なる二面上にそれぞれ固定ピン２２Ａ、２２Ｂが設けられるという構成とされている。この為、バネ材がリング状のリングバネ２２とされるのに伴い、変形時においてリングバネ２２の内周面に大きな応力が加わるようになる結果、リングバネ２２が適切に変形して、振動をより一層確実に減衰できるようになる。
【００５２】
一方、弾性変形可能なこのリングバネ２２が双晶の金属材料により形成されるのに伴い、引張力や剪断力が加わった際に、ばね定数が低くなると共に減衰係数が高くなり、従来の制振金属と同等以上の大きな制振特性を有するようにもなる。
【００５３】
次に、本発明に係る免震装置の第２の実施の形態を図６及び図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。
本実施の形態の免震装置１０は、図６及び図７に示すように第１の実施の形態とほぼ同一構造とされ、積層体１６の積層方向（図６及び図７の矢印Ｙ方向）に沿って一対のリングバネ２２が複数組配置されているが、この積層体１６の積層方向に沿って並んで位置するリングバネ２２及びこれらリングバネ２２にそれぞれ設けられた固定ピン２２Ａ、２２Ｂ同士が相互に同一方向に向いた形に、本実施の形態ではリングバネ２２が配置されている。
【００５４】
つまり、本実施の形態では、係合部を固定ピン２２Ａ、２２Ｂとすると共にこの固定ピン２２Ａ、２２Ｂに対応する穴部２０Ａを金属円板２０に設け、これらを嵌合させることにより、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏するようになる。
【００５５】
さらに、本実施の形態では、上記のように積層体１６の積層方向に沿って並んで位置する複数組のリングバネ２２にそれぞれ設けられた固定ピン２２Ａ、２２Ｂ同士が相互に同一方向に向いた形に、リングバネ２２を配置した。このことで、特に振動を減衰する必要の有る方向が存在し、この方向を図７に示す矢印Ｘ方向とした場合に、その方向に固定ピン２２Ａ、２２Ｂ同士が向く方向を一致させることにより、この方向の振動を積極的に減衰することが可能となった。
【００５６】
次に、本発明に係る免震装置の第３の実施の形態を図８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、積層体１６の積層方向に沿ってリングバネ２２が複数配置されているが、本実施の形態では、第１の実施の形態と異なり、図８に示すように積層体１６の積層方向（図８の矢印Ｙ方向）に沿って並んで位置することになるリングバネ２２が同一平面内に各１つのみ例えば積層体１６の中心線上に配置された形とされている。そして、リングバネ２２にそれぞれ設けられた固定ピン２２Ａ、２２Ｂの位置が例えば順次ずれる形に、本実施の形態ではリングバネ２２が配置されている。
【００５７】
従って、本実施の形態では、リングバネ２２が１つとされるものの、このリングバネ２２の固定ピン２２Ａ、２２Ｂに対応する穴部２０Ａを金属円板２０に設け、これらを嵌合させることにより、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏するようになる。
【００５８】
次に、本発明に係る免震装置の第４の実施の形態を図９及び図１０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、積層体１６の積層方向（図９及び図１０の矢印Ｙ方向）に沿ってゴム円板１８と金属円板２０とが、交互に複数枚ずつ配置されているが、第１の実施の形態と異なり、図９及び図１０に示すように本実施の形態では、ゴム円板１８が単一の層になっている。
【００５９】
つまり、第１の実施の形態では、ゴム製の一対の円板状部材１９Ａ及びこれらの間に挟まれて配置される金属製の中間板１９Ｂにより、ゴム円板１８が構成されているのに対して、本実施の形態では、金属製の中間板１９Ｂの存在しない形で、ゴム製の一体的な部材にゴム円板１８がされた構造になっている。従って、本実施の形態では第１の実施の形態と同様の作用効果を奏する他、免震装置１０の構造がより簡素化されるのに伴って製造が容易となる結果、免震装置１０の製造コストが低減されるようになった。
【００６０】
他方、上記各実施の形態においては、リングバネ２２を図４及び図５に示すように円環状としたが、バネ材の変形例として図１１に示すような四角形状のリングバネ２２を用いても良い。
【００６１】
次に、本発明に係る免震装置の第５の実施の形態を図１２から図１４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積層体１６の積層方向に沿って一対のバネ材が複数組配置されているものの、第１の実施の形態においてバネ材をリングバネ２２で構成しているのと異なり、図１２から図１４に示すように本実施の形態では、バネ材をＣ字状に形成されたＣ形バネ３２が構成している。
【００６２】
これら一対のＣ形バネ３２それぞれに関し、図１３及び図１４における解放端の一方である一端部の表側には突部である円筒状の固定ピン３２Ａが１箇所設けられており、図１３及び図１４における一端部と対向する他端部であってＣ形バネ３２の裏側には、同様に突部である円筒状の固定ピン３２Ｂが１箇所設けられている。さらに、本実施の形態では、このＣ形バネ３２の円弧状になっている中心穴３２Ｃの中心廻りでこれら固定ピン３２Ａと固定ピン３２Ｂとの間の角度θが、１８０°以上で３００°以下の角度になっている。
【００６３】
つまり、本実施の形態では、このＣ形バネ３２の中心を挟んで相互に反対の位置関係であってＣ形バネ３２の相互に異なる二面上に、それぞれ係合部とされる固定ピン３２Ａ、３２Ｂが設けられることになる。そして、このＣ形バネ３２の固定ピン３２Ａ、３２Ｂに対応する穴部２０Ａを金属円板２０に設け、第１の実施の形態と同様これらを嵌合させる構造としている。
【００６４】
以上より、バネ材がリングの一部分を解放したような形のＣ字状のＣ形バネ３２とされるのに伴い、変形時においてＣ字状に形成されたＣ形バネ３２の内周面に大きな応力が加わるようになり、この結果として、バネ材が適切且つより大きく変形して、振動をより一層確実に減衰でき、第１の実施の形態と同様以上の作用効果を奏するようになる。
【００６５】
具体的には、例えばバネ材がＣ字状のＣ形バネ３２とされることにより、このＣ形バネ３２は、初期の減衰を維持するだけでなく、免震装置１０の高さ寸法を１００％としたときに、より大きな変位である免震装置１０の水平方向Ａに沿って４００％程度の変位まで積層体１６が変形しても、Ｃ形バネ３２が破損しないで振動を減衰するようになる。
【００６６】
一方、上記各実施の形態では、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。
【００６７】
つまり、これらの金属の内の何れかが、リングバネ２２やＣ形バネ３２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リングバネ２２やＣ形バネ３２がより確実に得られるようになる。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
次に、双晶とすることによるリングバネ２２やＣ形バネ３２の変形のメカニズムを以下に説明する。
図１５（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１５（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１５（Ｃ）に示すような形に変形する。そして、この図１５（Ｃ）に示す状態では寸法Ｓの変形量が生じたことになる。
【００７１】
これに対して、図１６（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１６（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１６（Ｂ）に示す状態に一旦成ると、図１６（Ａ）に示す状態に戻ることはない。
【００７２】
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１５（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１５（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ばね定数が上昇しないようになる。
【００７３】
尚、上記各実施の形態ではバネ材の数を同一平面内に一つ或いは二つとしたが、バネ材を三つ以上としても良い。さらに、上記実施の形態では、バネ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、鉄系のステンレス鋼に近い材質であるＸＭ７等の高減衰材やその他一般的な他の金属材料を採用しても良い。
【００７４】
また、上記各実施の形態において、積層体を構成するゴム円板の面積中におけるリングバネやＣ形バネを収容する空間の面積の占める割合は１５％以下とすることが、ゴム円板の機能の低下をさける意味合いから妥当である。そして、リングバネやＣ形バネの個数は任意であるものの、リングバネやＣ形バネの内径は、外径の２０％以上とすることが考えられる。
【００７５】
一方、上記各実施の形態では、バネ材であるリングバネやＣ形バネの断面形状を四角形としたことで、リングバネやＣ形バネの歪み量が最も大きくなると考えられるリングバネやＣ形バネの最内周部分の断面積が、円形断面より増えてリングバネやＣ形バネの強度が向上することにもなる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る免震装置の要部分解斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る免震装置の斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る免震装置の要部拡大断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る免震装置に適用されるリングバネを示す図であって、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は側面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る免震装置に適用されるリングバネを示す斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る免震装置の要部分解斜視図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る免震装置の要部拡大断面図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る免震装置の要部分解斜視図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態に係る免震装置の要部分解斜視図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態に係る免震装置の要部拡大断面図である。
【図１１】本発明の第１から第４の施の形態に係る免震装置に適用されるリングバネの変形例を示す斜視図である。
【図１２】本発明の第５の実施の形態に係る免震装置の要部分解斜視図である。
【図１３】本発明の第５の実施の形態に係る免震装置に適用されるＣ形バネを示す図であって、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は側面図である。
【図１４】本発明の第５の実施の形態に係る免震装置に適用されるＣ形バネを示す斜視図である。
【図１５】本発明の実施の形態に係るリングバネやＣ形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１６】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】
【００７７】
１０      免震装置
１６      積層体
１８      ゴム円板（弾性板）
２０      金属円板（硬質板）
２０Ａ    穴部
２２      リングバネ（バネ材）
２２Ａ    固定ピン（係合部）
２２Ｂ    固定ピン（係合部）
３２      Ｃ形バネ（バネ材）
３２Ａ    固定ピン（係合部）
３２Ｂ    固定ピン（係合部）
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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