(57)【要約】【課題】積層ゴム支承体の高面圧化に際し、免震建物の固有周期については４秒以上を維持し、さらに高面圧化によって座屈特性等が低下しない積層ゴム支承体を提供する。【解決手段】本発明の積層ゴム支承体は、複数のゴム板１と鋼板のような金属材からなる硬質板（中間鋼板）２とを交互に積層し加硫接着してなる免震積層体９と、免震積層体９の上下両側に当該免震積層体９を挟持するように配置される連結鋼板３ａ、３ｂと、連結鋼板３ａ、３ｂの上下両側にそれぞれ重ねられ、ボルト５ａ、５ｂを介して連結鋼板３ａ、３ｂ取付けられるフランジ４ａ、４ｂとを備えている。  また、積層ゴム支承体の一次形状係数をＳ１、二次形状係数をＳ２、ゴム板１のせん断弾性率をＧ〔Ｎ／ｍｍ２〕としたときに、（ａ）Ｓ１≧３２、（ｂ）Ｓ２≧４．７、（ｃ）０．５０＞Ｇ≧０．４４の条件を満足するように構成されている。【選択図】図１
2013044416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の硬質板とゴム板とを交互に積層一体化してなる積層ゴム支承体において、
前記積層ゴム支承体の一次形状係数をＳ１、二次形状係数をＳ２、前記ゴム板のせん断弾性率をＧ〔Ｎ／ｍｍ２〕としたときに、
（ａ）Ｓ１≧３２
（ｂ）Ｓ２≧４．７
（ｃ）０．５０＞Ｇ≧０．４４
の条件を満足するように構成されていることを特徴とする積層ゴム支承体。
【請求項２】
前記硬質板の厚さをＴ１、前記ゴム板の厚さをＴ２としたときに、
（ｄ）１.０≧（Ｔ１／Ｔ２）＞０.５
の条件を満足するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の積層ゴム支承体。
【請求項３】
前記硬質板および前記ゴム板の中央に中心孔が設けられ、前記中心孔には弾性材が充填されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の積層ゴム支承体。
【請求項４】
前記中心孔に充填される前記弾性材の体積をＶ１、前記中心孔の容積をＶ２としたときに、
（ｅ）１．２≧（Ｖ１／Ｖ２）≧１．０
の条件を満足するように構成されていることを特徴とする請求項３記載の積層ゴム支承体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物の免震などに用いられる積層ゴム支承体に係り、特にゴム状弾性体の面圧依存性を改善して高面圧化を図ることができる積層ゴム支承体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、建築物等の上部構造体及び基礎等の下部構造体間に設けられ、両構造体間の相対的な水平方向の振動エネルギを吸収して上部構造体への振動加速度を低減するために、積層ゴム支承体が使用されている。
【０００３】
このような積層ゴム支承体は、図４に示すように、複数のゴム板１と鋼板のような金属材からなる硬質板（中間鋼板）２とを交互に積層し加硫接着するとともに、上下両側から２枚の連結鋼板３ａ、３ｂで挟持して成るものが知られている（例えば、特許文献１等）。
【０００４】
なお、図中、符号４ａ、４ｂは連結鋼板３ａ、３ｂの上下両側にそれぞれ重ねられたフランジ、５ａ、５ｂは連結鋼板３ａ、３ｂとフランジ４ａ、４ｂを連結固定するボルト、６は硬質板２およびゴム板１の中央に設けられる製造時の位置決め用の中心孔、７はゴム板１と硬質板２の外周面に設けられる保護層、８ａ、８ｂは取付ボルト用穴を示している。
【０００５】
このような積層ゴム支承体の形状を決定する主なパラメーターは、ゴム板１の直径または一辺の長さＤ１とゴム板１の１層あたりの厚さｔＲ、及びゴム板１の積層枚数ｎであり、これらは一次形状係数Ｓ１と二次形状係数Ｓ２としてまとめられる。
【０００６】
一次形状係数Ｓ１は、ゴム板１の拘束面積と自由表面積（側面積）の比として、二次形状係数Ｓ２は、ゴム板１の直径または一辺の長さとゴム層全体の厚さの比としてそれぞれ定義され、以下に示す式で計算される。
【０００７】
Ｓ１＝（Ｄ１−Ｄ２）／４ｔＲ
Ｓ２＝Ｄ１／ｎｔＲ                                      （式１）
但し、ｎはゴム板１の積層枚数、Ｄ２は硬質板２およびゴム板１の中央に設けられる製造時の位置決め用の中心孔６の直径を示す。
【０００８】
一次形状係数Ｓ１は、鉛直剛性、回転剛性に関するパラメーターであり、Ｓ１が大きくなるほど、直径に対するゴム層（ゴム板１）の厚さは薄くなり、鉛直剛性や曲げ剛性が大きくなる。また、二次形状係数Ｓ２は、載荷能力や水平剛性に関するパラメーターであり、Ｓ２が大きくなるほど、積層ゴム（ゴム板１）は偏平になり座屈や曲げ変形を起こしにくい形状となる。
【０００９】
一方、近年の建築分野では、効果的な免震構造として免震建物の固有周期をより長周期化する方向が指向されており、地震波の入力に対する出力の収束傾向から、４秒以上の振動周期を有する積層ゴム支承体の使用が、免震特性の点で有効であることが確認されている。
【００１０】
ここで、積層ゴム支承体の水平剛性に基づく免震建物の固有周期Ｔは、式２より与えられ、積層ゴム支承体のゴム板１の外径Ｄを同じとした場合、長周期化を図るには、ゴム板１の面圧（圧縮応力）σを上げるか、ゴム板１を構成するゴム状弾性体のせん断弾性率Ｇを下げるか、または積層ゴム支承体の二次形状係数Ｓ２を小さくすることになる。
【００１１】
Ｔ＝２π√{Ｗ／（ＫＨ・ｇ）}≒２π√{（Ｄ・σ）／（Ｓ２・Ｇ・ｇ）}                                                  （式２）
但し、Ｗは建物総重量、ＫＨは積層ゴム支承の水平剛性、ｇは重力加速度を示している。
【００１２】
ところで、長周期化の事例として、例えば特開平８−３１２７０４号公報（特許文献１）には、ゴム板１を構成するゴム状弾性体のせん断弾性率Ｇを小さくすることにより、すなわち、一次形状係数Ｓ１を２０以上、二次形状係数Ｓ２を５以上で、かつゴム板１を構成するゴム状弾性体のせん断弾性率Ｇを４ｋｇｆ／ｃｍ２より小さくすることにより、振動周期が長く、かつ水平ばね定数の面圧依存性が小さくなる積層ゴム支承体が開示され、また、特開２０００−６５１３５号公報（特許文献２）には、ゴム状弾性体のせん断弾性率Ｇを４ｋｇｆ／ｃｍ２〜６ｋｇｆ／ｃｍ２程度とし（段落「０００９」、「表1」）、二次形状係数Ｓ２を５より小さくし、さらにゴム板の外径Ｄと硬質板の厚さｔの比（Ｄ/ｔ）を１５０より小さくすることで、長周期化する構成が開示されている。
【００１３】
一方、積層ゴム支承体の設計においては、近年、設計荷重（面圧）を高くする傾向になってきている。すなわち、積層ゴム支承体は、工事作業性等を考慮して積層ゴム支承体１個の直径を小さくする傾向にある。このため、積層ゴム支承体にかかる建築物の荷重が同じ条件であっても、積層ゴム支承体の直径が小さくなると、積層ゴム支承体の単位面積当たりにかかる荷重は、すなわち面圧は、より大きなものとなる。従って、高面圧下においても良好な免震特性が得られる積層ゴム支承体が求められている。
【００１４】
この点に関し、免震建築物及び免震材料に関する技術基準（平成１２年度建設省告示２００９号及び２０１０号）において、積層ゴム支承体の設計にあたり、積層ゴム支承体の鉛直基準強度は、圧縮限界強度を０.９倍した数値以下の値と定められている。ここで、圧縮限界強度σＢは、アイソレータが座屈や破断をすることなく安全に支持できる圧縮応力度と規定されており、式３より算出される。
【００１５】
σＢ＝ζ・Ｇ・Ｓ１・Ｓ２
ζ＝π√{ｋ／８（１＋２ｋＳ１２Ｇ／Ｅｂ）}            （式３）
但し、Ｇはゴム板を構成するゴム状弾性体のせん断弾性率、Ｓ１は積層ゴム支承体の一次形状係数、Ｓ２は積層ゴム支承体の二次形状係数、ｋはゴムの硬度に応じた補正係数、Ｅｂは体積弾性係数を示している。
【００１６】
この技術基準に基づき、積層ゴム支承体の面圧を高くするには、圧縮限界強度σＢを大きくする必要がある。具体的には、式３より、せん断弾性率Ｇを大きくするか、一次形状係数Ｓ１を大きくするか、または二次形状係数Ｓ２を大きくすることになる。
【００１７】
しかし、面圧が高くなると、積層ゴム支承体が座屈して建物重量を安定して支持することができないという問題がある。また、座屈を回避するため、ゴム板の断面積を確保することになるが、ここで、一次形状係数Ｓ１を大きくする場合、式１より、ゴム板の外径Ｄ１を大きくすると、水平剛性が大きくなるという問題が発生する。また、二次形状係数Ｓ２を大きくした場合、座屈や曲げ変形は起こり難くなるが、式２より、免震建屋の固有周期Ｔが短くなってしまうため、Ｓ２を大きくすることにも限度がある。
【００１８】
この点に関し、特開平８−３１２７０４号公報（特許文献１）に開示される積層ゴム支承体においては、長周期化のため、ゴム板１を構成するゴム状弾性体のせん断弾性率Ｇを小さくしているが、せん断弾性率Ｇを小さくした場合、ゴム板１の層が低弾性で柔らかくなり、風揺れ等の影響を受けやすくなり、さらにクリープ量の増加を招く虞がある上、圧縮限界強度σＢを大きくして高面圧化する方向とは逆行する。また、特開２０００−６５１３５号公報（特許文献２）に開示される積層ゴム支承体のように、長周期化のため、二次形状係数Ｓ２を５より小さくし、さらにゴム板の外径Ｄと硬質板の厚さｔの比（Ｄ/ｔ）を１５０より小さくする構成も、面圧依存性の点で十分ではなく、また、二次形状係数Ｓ２を小さくすることは圧縮限界強度σＢを大きくして高面圧化する方向とは逆行する。
【００１９】
一方、積層ゴム支承体の高面圧化に対し、免震建物の固有周期Ｔの長周期化や水平剛性等も考慮して設計する必要がある。また、面圧（圧縮応力）σを上げることによって、クリープ量の増加を招き、より小さな水平剪断変形時において座屈が発生しやすくなるなど座屈特性を低下させる懸念があり、座屈特性を考慮した設計とする必要もある。さらに、鉛直方向の面圧（鉛直荷重をゴム板の面積で除した値）が変わっても水平特性の変化が小さい、すなわち面圧依存性が小さくなるように設計することも要求される。
【００２０】
従って、これらの各要求に鑑みて、免震建物の固有周期Ｔを４秒以上とした上で、高面圧化を図ることは、従来の方法では困難であり、平成１２年度建設省告示に基づく、圧縮方向の許容応力度（鉛直基準強度の１／３に相当）は１５Ｎ／ｍｍ２までであり、面圧依存性も十分でなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開平８−３１２７０４号公報
【特許文献２】特開２０００−６５１３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明は、積層ゴム支承体の高面圧化に際し、免震建物の固有周期については４秒以上を維持し、さらに高面圧化によって座屈特性等が低下しない、面圧依存性を改善した積層ゴム支承体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の第１の態様である積層ゴム支承体は、複数の硬質板とゴム板とを交互に積層一体化してなる積層ゴム支承体において、積層ゴム支承体の一次形状係数をＳ１、二次形状係数をＳ２、ゴム板のせん断弾性率をＧ〔Ｎ／ｍｍ２〕としたときに、（ａ）Ｓ１≧３２、（ｂ）Ｓ２≧４．７、（ｃ）０．５０＞Ｇ≧０．４４の条件を満足するように構成されているものである。
【００２４】
本発明の第２の態様である積層ゴム支承体は、第１の態様である積層ゴム支承体において、硬質板の厚さをＴ１、ゴム板の厚さをＴ２としたときに、（ｄ）１.０≧（Ｔ１／Ｔ２）＞０.５の条件を満足するように構成されているものである。
【００２５】
本発明の第３の態様は、第１の態様または第２の態様である積層ゴム支承体において、硬質板および前記ゴム板の中央に中心孔が設けられ、該中心孔には弾性材が充填されているものである。
【００２６】
本発明の第４の態様は、第３の態様である積層ゴム支承体において、中心孔に充填される弾性材の体積をＶ１、前記中心孔の容積をＶ２としたときに、（ｅ）１．２≧（Ｖ１／Ｖ２）≧１．０の条件を満足するように構成されているものである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の第１の態様乃至第４の態様の積層ゴム支承体によれば、次のような効果がある。
【００２８】
第１に、積層ゴム支承体の一次形状係数Ｓ１を３２以上、二次形状係数Ｓ２を４．７以上、ゴム板を構成するゴム状弾性体のせん断弾性率Ｇを０．５０＞Ｇ≧０．４４Ｎ／ｍｍ２とすることで、ゴム状弾性体の水平剛性による固有周期の短周期化を抑え、かつ面圧依存性を改善することができ、その結果、圧縮方向の許容応力度（長期面圧）を１５Ｎ／ｍｍ２以上に設定することが可能となり、十分な性能を有する積層ゴム支承体を提供することができ、さらに、圧縮方向の許容応力度（長期面圧）を１５Ｎ／ｍｍ２以上とすることで、固有周期Ｔが４秒以上の免震建物を確実に提供することができる。
【００２９】
第２に、ゴム板の厚さに対する硬質板（中間鋼板）の厚みを０.５超と厚くすることで、硬質板（中間鋼板）に剛性及び強度を持たせ、曲げ変形の抑制と局部的な応力集中の緩和を図り、高面圧化での挙動を安定させ、面圧依存性を小さくすることができる。
【００３０】
第３に、積層ゴム支承体の形成時に、硬質板とゴム板の中央に設けた中心孔に弾性材を充填することで、製造時における中心孔は維持したうえで、建築物を支承する際には、中心孔が無い状態を模擬して一次形状係数Ｓ１を大きくすることができる。また、中心孔への弾性材の充填により、積層ゴム支承体の変形時においてゴム状弾性体が中心孔内にはみ出すことを抑制し、水平剛性の面圧依存性を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の積層ゴム支承体の好ましい実施の形態例について、図面を参照して説明する。
【００３２】
図１は本発明における積層ゴム支承体の一実施例の断面図を示している。なお、同図において、図４と同一の部分には同一の符号が付されている。
【００３３】
図１において、本発明の積層ゴム支承体は、複数のゴム板１と鋼板のような金属材からなる硬質板（中間鋼板）２とを交互に積層し加硫接着してなる免震積層体９と、免震積層体９の上下両側に当該免震積層体９を挟持するように配置される連結鋼板３ａ、３ｂと、連結鋼板３ａ、３ｂの上下両側にそれぞれ重ねられ、ボルト５ａ、５ｂを介して連結鋼板３ａ、３ｂに取付けられるフランジ４ａ、４ｂとを備えている。
【００３４】
なお、図中、符号６は、硬質板２およびゴム板１の中央に設けられる製造時の位置決め用の中心孔、８ａ、８ｂはフランジ４ａ、４ｂの外周縁側に円周方向に沿って等間隔で設けられた取付ボルト穴を示している。
【００３５】
このような構成の積層ゴム支承体は、下部側のフランジ４ｂを介して例えば基礎等の下部構造体１０ｂに取付けられ、上部側のフランジ４ａを介して例えば建築物等の上部構造体１０ａに取付けられる。
【００３６】
ここで、本実施例においては、免震積層体９としていわゆる中間鋼板露出型のものが使用されている。具体的には、硬質板２の外周縁側が荷重を支えるゴム板１の外周縁側より径方向外方に突出するように配置されている。このような中間鋼板露出型の免震積層体によれば、各ゴム層（ゴム板１）および中間鋼板（硬質板２）の整列が人目でわかるため、品質管理が容易となり、また、成型時の熱伝導が従来に比べて均一化されるため、各ゴム層（ゴム板１）に加わる熱履歴が均質化され、良好な特性と接着性能を得ることができる。さらに、安定した形状との相乗効果により、積層ゴム（ゴム板１）の命である荷重支承能力、安定した変形、および水平剛性のきわめて少ない依存性を実現させることができる。
【００３７】
また、当該免震積層体９の外周には、必要により、長期耐久性に優れた合成ゴムの後巻き等により形成される保護層７を設けることができる。このような保護層７を設けた場合には、酸素、紫外線、オゾンおよび湿度等の劣勢因子から保護し、耐久性を更に向上させることができる。
なお、保護層７は、後から別途取り付けるため、中間鋼板露出型による免震積層体の効果は損なわれない。
【００３８】
次に、従来の問題点をクリアし、面圧依存特性を改善した高面圧タイプの積層ゴム支承体を提供するための構成について説明する。
【００３９】
先ず、本発明においては、積層ゴム支承体の高面圧化における面圧依存性の改善に際し、圧縮限界強度σＢの算出式における各パラメータの調整に加えて、次のような構成が付加されている。
【００４０】
第１に、積層ゴム支承体の一次形状係数Ｓ１を３２以上、二次形状係数Ｓ２を４．７以上とした上で、免震建物の固有周期Ｔ等を考慮してゴムのせん断弾性率Ｇを０.５０Ｎ／ｍｍ２＞Ｇ≧０.４４Ｎ／ｍｍ２としている。ここで、ゴムのせん断弾性率Ｇを０.５０Ｎ／ｍｍ２未満としたのは、ゴムのせん断弾性率Ｇが０.５０Ｎ／ｍｍ２を超えると、ゴム板１（ばね）が硬くなることで、固有周期Ｔが短くなり、応答特性が悪くなるからである。また、ゴムのせん断弾性率Ｇを０.４４Ｎ／ｍｍ２以上としたのは、圧縮方向の許容応力度（長期面圧）を１５Ｎ／ｍｍ２以上とし、かつ風揺れ等の影響やクリープ量の増加を招くことを抑えるためである。
【００４１】
このように、ゴム状弾性体のせん断弾性率Ｇを０.５０Ｎ／ｍｍ２＞Ｇ≧０.４４Ｎ／ｍｍ２とすることにより、固有周期Ｔを４秒以上としたうえで、圧縮限界強度σＢを大きくすることができる。
【００４２】
ここで、積層ゴム支承体の二次形状係数Ｓ２は５以上とすることが好ましい。二次形状係数Ｓ２を５以上とすることで、座屈や曲げ変形を起こしにくい安定した積層ゴム支承体が提供できる。
【００４３】
上記のように、一次形状係数Ｓ１、二次形状係数Ｓ２、ゴム板のせん断弾性率Ｇを所定の条件に設定することは、積層ゴム支承体に中心孔を設けた構成は無論、中心孔が無い積層ゴム支承体の構成（式１におけるＤ２＝０）においてもゴム状弾性体の水平剛性による固有周期の短周期化を抑え、かつ面圧依存性を改善することに有効である。
【００４４】
第２に、本発明においては、ゴム板１の厚さＴ２に対する硬質板２（中間鋼板）の厚さＴ１の比を大きくすることで、すなわち、硬質板２（中間鋼板）の厚さＴ１を、１.０≧（Ｔ１／Ｔ２）＞０．５の条件を満足するように構成することで、硬質板２（中間鋼板）に剛性及び強度を持たせ、曲げ変形の抑制と局部的な応力集中の緩和を図り、高面圧化での挙動を安定させ、面圧依存性を小さくすることができる。ここで、ゴム板１の厚さに対する硬質板２（中間鋼板）の厚さの比が０.５以下の場合、高面圧化での挙動が不安定になり、面圧依存性が大きくなってしまう。ゴム板１の厚さＴ１に対して硬質板２（中間鋼板）の厚さＴ２の比を１.０超とした場合、硬質板２（中間鋼板）の厚さとゴム板１の厚さの比を１.０以下とした同じ外径の積層ゴム支承体と比べ、積層ゴム支承体の重量が増し、搬送及び据え付け作業効率の低下やコストアップを招いてしまう。特に、ゴム板１と硬質板２（中間鋼板）は２０〜３０層程度を交互に積層するため、硬質板２（中間鋼板）の厚さ増による重量増の影響は大きく、このため、（Ｔ１／Ｔ２）は、０．８５≧（Ｔ１／Ｔ２）＞０．５の条件を満足するように構成することがより好ましい。
【００４５】
このように、硬質板２（中間鋼板）の厚さを１.０≧（Ｔ１／Ｔ２）＞０．５の条件、より好ましくは０．８５≧（Ｔ１／Ｔ２）＞０．５の条件を満足するように構成することで、座屈特性の低下を抑えるための最低限の硬質板（中間鋼板）の厚さを設定することができる。
【００４６】
この点に関し、上記の（Ｔ１／Ｔ２）については、「日本建築学会大会学術講演梗概集２０１０年９月」（福岡大学、昭和電線デバイステクノロジー）において、積層ゴム支承体を１５Ｎ／ｍｍ２で、せん断ひずみ±１００〜３００％まで圧縮せん断試験を実施した結果、硬質板（中間鋼板）の厚さ／ゴム板の厚さ、すなわち（Ｔ１／Ｔ２）が０.５超であれば、硬質板（中間鋼板）の厚さが変形性能や座屈性能に影響しないことが報告されている。
【００４７】
このように、ゴム板１の厚さＴ２に対する硬質板２（中間鋼板）の厚さＴ１を１.０≧（Ｔ１／Ｔ２）＞０．５の条件、より好ましくは０．８５≧（Ｔ１／Ｔ２）＞０．５の条件を満足する構成とすることは、積層ゴム支承体に中心孔を設けた構成、中心孔が無い構成（式１におけるＤ２＝０）のいずれにおいても座屈特性の低下を抑えるのに有効となる。
【００４８】
また、「日本建築学会大会学術講演梗概集１９９７年９月」（昭和電線電纜）において、硬質板（中間鋼板）の外周縁が露出した積層ゴム支承体と、被覆ゴムで硬質板（中間鋼板）の外周面を被覆した積層ゴム支承体を作製し、水平剛性の面圧依存性を評価し、水平剛性に関して、硬質板（中間鋼板）の外周縁を露出させた構成の方が面圧依存性が小さいことが報告されている。さらに、面圧依存性を改善するには、硬質板（中間鋼板）の外周縁を露出させた構成の積層ゴム支承体が好ましい。
【００４９】
第３に、本発明においては、免震支承体の中心孔６に弾性材Ｒが充填されている。すなわち、本発明における免震支承体は円筒状の金型内に、ゴム板１と硬質板２（中間鋼板）を積層し、一体に成型、加硫接着して形成されるところ、上述したように、製造時（加硫）の加熱、加硫時のエア抜き、積層工程から加硫工程に至る各製造段階における硬質板２（中間鋼板）の位置決めのために中心孔６が設けられている。そして、ゴム板１と硬質板２（中間鋼板）の位置決め後、中心孔６から金型のスライドピン（不図示）を抜くことにより当該中心孔６に弾性材Ｒを充填することができる。
【００５０】
このように、本発明においては、建築物を支承する際には、中心孔６が無い状態を模擬して一次形状係数Ｓ１を大きくしている。また、中心孔６への弾性材Ｒの充填により、積層ゴム支承体の変形時においてゴム板１を構成するゴム状弾性体が中心孔６内にはみ出すことを抑制し、水平剛性の面圧依存性を改善することができる。中心孔６に充填される弾性材Ｒとしては、ゴム材や粘弾性を有する樹脂材等があげられる。ゴム材としては、ゴム板１と同一または同質のゴムが好ましいが、ゴム板１の材質と異なるゴム材としてもよい。また充填は、例えば中心孔６から金型のスライドピン（不図示）を抜いた後に、中心孔に液体状のゴム等の弾性材を流し込み硬化させてもよいし、あるいは、柔軟性を有し、ここでは、円柱状に加工された弾性材を中空孔に挿入してもよい。この際、弾性材の体積をＶ１、中心孔の容積をＶ２としたときに、１．２≧（Ｖ１／Ｖ２）≧１．０、好ましくは、１．２≧（Ｖ１／Ｖ２）≧１．０１となるようにするのが好適である。このように、中心孔６の内壁と充填した弾性材Ｒが密接することで、積層ゴムのはらみ出しが抑えられる。
【００５１】
弾性材の体積Ｖ１と中心孔の容積Ｖ２の比を１．２≧（Ｖ１／Ｖ２）≧１．０１とする場合、例えば、発泡系のゴム材や発泡性ウレタン樹脂等の弾性材を充填し、中心孔内で膨張させて硬化させたり、中心孔の容積に対して、１．０１〜１．２倍の体積で成形した弾性材を中空孔に圧入してもよい。また、積層ゴム支承体におけるゴムの温度収縮を利用し、加硫成形後、温度が高い状態、つまり中心孔が冷却後の容積Ｖ２に収縮する前に、例えば室温に冷却された体積Ｖ１の弾性材を挿入して充填させてもよい。
【００５２】
弾性材の体積Ｖ１と中心孔の容積Ｖ２の比（Ｖ１／Ｖ２）が１．２倍を超えるとフランジ４ａ、４ｂにそりが発生する虞がある。
［実施例］
本発明の実施例１として、天然ゴム系積層ゴム支承体を用い、ゴム状弾性体のせん断弾性率Ｇを０．４４Ｎ／ｍｍ２とし、中心孔６に弾性材Ｒとしてゴム材を充填した直径８００ｍｍの積層ゴム支承体を作製し、実施例２として、ゴム状弾性体のせん断弾性率Ｇを０．４４Ｎ／ｍｍ２とし、中心孔を設けない直径８００ｍｍの積層ゴム支承体を作製した。また、比較例として、天然ゴム系積層ゴム支承体を用い、ゴム状弾性体のせん断弾性率Ｇを０．４４Ｎ／ｍｍ２とし、中心孔６を維持した積層ゴム支承体（中心孔６に弾性材Ｒを充填しない積層ゴム支承体）を作製した。
【００５３】
表１には、実施例１、２および比較例の各積層ゴム支承体の概要が示されている。なお、実施例１、２および比較例とも積層ゴム支承体における硬質板２（中間鋼板）は鋼板からなる金属板で形成し、その厚さは４．５ｍｍとし、硬質板２（中間鋼板）の厚さ／ゴム板１の厚さの比、すなわち、（Ｔ１／Ｔ２）を０．７５とした。また、平成１２年度建設省告示に基づく、圧縮方向の許容応力度（長期面圧）は、実施例１、２および比較例とも１５Ｎ／ｍｍ２となる。さらに、免震建物の固有周期Ｔは、実施例１、２および比較例とも４秒となり、要求されている周期時間を満たしている。
【００５４】
これらの実施例１、２および比較例について、水平剛性の面圧依存性を評価した。
【００５５】
【表１】
2013044416.tif 000003
【００５６】
表２は、せん断ひずみ±１００％または±３００％における面圧依存性の低下率を示している。図２は、せん断ひずみ±１００％における面圧と水平剛性変化率との関係を示す説明図、図３は、せん断ひずみ±３００％における面圧と水平剛性変化率との関係を示す説明図である。
【００５７】
【表２】
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【００５８】
「水平剛性の面圧依存性の評価」
表２および図２より、せん断ひずみ±１００％における水平剛性では、面圧１５０ｋｇｆ／ｃｍ２を基準として、例えば面圧３００ｋｇｆ／ｃｍ２下で、実施例１、２では１０％の低下、比較例では１５％の低下と本願発明の実施例では５％の改善がみられた。また、実施例１、２とも各面圧下において同様の面圧依存性の低下率を示すことがわかる。
【００５９】
また、表２および図３より、せん断ひずみ±３００％における水平剛性では、せん断ひずみ±１００％、面圧１５０ｋｇｆ／ｃｍ２の水平剛性値を基準として比較すると、例えば面圧３００ｋｇｆ／ｃｍ２下で、実施例１、２では５０％の低下、比較例では６５％の低下と、本願発明の実施例では１５％の改善がみられた。また、実施例１、２とも各面圧下において同様の面圧依存性の低下率を示すことがわかる。
【００６０】
つまり、圧縮方向の許容応力度（長期面圧）および免震建物の固有周期Ｔの値が同じ積層ゴム支承体でおいて、本願発明の実施例１、２は、比較例と比べて面圧依存性が改善されており、逆に比較例における面圧依存性の低下率まで許容した場合には、実施例１、２における積層ゴム支承体により大きな圧縮方向の許容応力度（長期面圧）を負荷することができる。
【００６１】
以上のように、本発明によれば、積層ゴム支承体の一次形状係数Ｓ１、二次形状係数Ｓ２、ゴム板のせん断弾性率Ｇ〔Ｎ／ｍｍ２〕の各パラメータの調整に加えて、必要により中心孔への弾性材の充填、および硬質板の厚さをＴ１とゴム板の厚さをＴ２の比（Ｔ１／Ｔ２）を所定の条件とすることで、面圧依存性の改善が達成できた。
【００６２】
また、面圧依存性の改善により、圧縮方向の許容応力度（長期面圧）を１５Ｎ／ｍｍ２以上に設定することも可能となり、十分な性能を備える積層ゴム支承体を提供することができる。
【００６３】
さらに、圧縮方向の許容応力度（長期面圧）１５Ｎ／ｍｍ２以上とすることにより、免震建物の固有周期Ｔを確実に４秒以上維持できる積層ゴム支承体を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
前述の実施例においては、図面等に示した特定の形態をもって本発明を説明しているが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、次のように構成してもよい。
【００６５】
第１に、前述の実施例においては、硬質板（中間鋼板）の外周縁側が露出したいわゆる中間露出型の積層ゴム支承体について説明しているが、硬質板とゴム板とを積層一体化する工程において、硬質板（中間鋼板）の外周縁側もゴムで一体被覆したいわゆる被覆型の積層ゴム支承体を用いてもよい。
【００６６】
第２に、積層ゴム支承体の中心孔に充填される弾性材は、硬質板とゴム板とを積層一体化する工程において、ゴム板層から流出する未加硫ゴムにて中心孔を隙間なく充填してもよい。例えば、ゴム板層に未加硫状態のゴム材を、所望のゴム板層として必要なゴム量より１０％程度多めに充填し、金型での加硫成形時にて、金型の押圧によりゴム板層から流出する未加硫ゴムを中心孔に充填させ、金属板とゴム板とを積層一体化工程と同時に加硫成形させる。ゴム板層と中心孔に充填されたゴム材は同一であり、同一工程で加硫させるため、後工程で中心孔に弾性材を充填する場合と比べ、より密接な充填が可能となる。なお、ゴム板へのゴム材の充填量は、中心孔の容積とゴム板の積層枚数より適宜決定する。
【００６７】
第３に、硬質板の厚さＴ１とゴム板の厚さＴ２との比（Ｔ１／Ｔ２）において、１.０≧（Ｔ１／Ｔ２）＞０.５の範囲にて、積層方向における硬質板の厚さＴ１が異なる２種類以上の板で構成してもよい。積層ゴム体の座屈荷重は、硬質板の厚みの２乗に比例するため、硬質板の厚みの合計（総厚さ）及び積層枚数が同じ場合、硬質板の厚さＴ１をすべて同じ厚さとするより、異なる厚みとした方が座屈荷重の総和は大きくなる。
【００６８】
また、面圧依存性の改善には各ゴム層のゴム厚を均一に形成することが好ましいが、積層ゴム成形時の積層方向における上下端部側のゴム厚が変動しやすいため、積層方向における上下端部側の硬質板厚さを中央部の硬質板厚さより厚くすることで上下端部側のゴム厚の不均一性も抑えることができる。
【００６９】
第４に、前述の実施例においては、連結鋼板とフランジとを別体で構成しているが、連結鋼板とフランジは一体に構成してもよい。
【００７０】
第５に、硬質板として、前述の実施例においては、鋼板からなる金属板としたが、所要の剛性や耐久性等を有するものであれば、セラミックス、プラスチック等の材料としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施例における積層ゴム支承体の断面図。
【図２】せん断ひずみ±１００％における面圧と水平剛性変化率との関係を示す説明図。
【図３】せん断ひずみ±３００％における面圧と水平剛性変化率との関係を示す説明図。
【図４】従来における積層ゴム支承体の断面図。
【符号の説明】
【００７２】
１・・・ゴム板
２・・・硬質板
６・・・中心孔
Ｇ・・・ゴム板のせん断弾性率
Ｒ・・・弾性材
Ｓ１・・・積層ゴム支承体の一次形状係数
Ｓ２・・・積層ゴム支承体の二次形状係数
Ｔ１・・・硬質板の厚さ
Ｔ２・・・ゴム板の厚さ
Ｖ１・・・弾性材の体積
Ｖ２・・・中心孔の容積
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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