JP6540134B2

JP6540134B2 - 免震支持装置

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Publication number: JP6540134B2
Application number: JP2015058680A
Authority: JP
Inventors: 知貴和氣; 長田　修一; 修一長田
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Current assignee: Oiles Corp
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Filing date: 2015-03-20
Publication date: 2019-07-10
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Description

本発明は、二つの構造物間に配されて両構造物間の相対的な水平方向の振動エネルギを吸収し、構造物への振動加速度を低減するための装置、特に地震エネルギを減衰して地震入力加速度を低減し、建築物、橋梁等の構造物の損壊を防止する免震支持装置に関する。

交互に積層された弾性層及び剛性層を有した積層体とこの積層体の内周面で規定された円柱状の中空部に充填された鉛プラグからなる減衰体とを有した免震支持装置は、特許文献１、特許文献２及び特許文献３により知られているように、構造物の荷重を支持した上で、地震等による地盤振動の構造物への伝達を積層体によりできるだけ阻止すると共に構造物に伝達された振動を鉛プラグにより可及的に速やかに減衰させるように、地盤と構造物との間に設置される。

斯かる免震支持装置は、地震において積層体が剪断変形するときに、鉛プラグも塑性変形することで振動エネルギを吸収するようになっており、鉛プラグは、振動エネルギを好ましく吸収して塑性変形後も振動エネルギ吸収に伴って発生する熱により容易に再結晶して機械的疲労を招来しないために、振動エネルギ吸収体として極めて優れている。

特公昭６１−１７９８４号特開平９−１０５４４０号公報特開２０００−３４６１３２号公報特開昭６３−２６８８３７号公報

しかしながら、大きな振幅で長時間繰り返される長周期地震動を免震支持装置が受けた時には、鉛プラグには、塑性変形することによる振動エネルギ吸収に伴い温度上昇が生じ、当該温度上昇は鉛の融点近くまで上昇する可能性があることが指摘されている。鉛プラグが温度上昇すると、鉛プラグの変形に対する振動エネルギの吸収能力が低下するばかりでなく、鉛プラグに接触している積層体の弾性層の材料物性値、特に弾性係数の劣化を生ぜしめる虞がある。

鉛の温度上昇を防止するべく、例えば、特許文献４には、鉛部材の中に熱の吸収材として鉛より融点が低い金属、所謂低融点金属を分散して配置することにより、地震時に鉛部材から発生する熱を低融点金属の融解熱として吸収し、鉛部材の過度の温度上昇を防止する技術又は鉛部材の中に液体（水）を分散して配置することにより、地震時に鉛部材から発生する熱を液体の蒸発熱として吸収し、鉛部材の過度の温度上昇を防止する技術が提案されている。

しかしながら、特許文献４において提案された技術、特に鉛部材の中に液体（水）を分散して配置する技術においては、液体の蒸発や漏洩を考慮する必要があり、いつ発生するか予想がつかない地震に対しては実用的であるとは言い難い。

以上の問題は、鉛を用いた鉛プラグ及び錫を用いた錫プラグに限らないのであって、要は、温度上昇で振動エネルギの吸収能力が低下する減衰体で生じ得るのである。

本発明は、前記諸点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、長周期地震動を受けた時でも、振動エネルギの吸収能力を低下させる減衰体の温度上昇を極力低下させることができ、長周期地震動でも免震機能を有効に発揮することができる免震支持装置を提供することにある。

本発明の免震支持装置は、複数の弾性層及び剛性層を有する積層体と、この積層体の内周面で規定された柱状の中空部に配されている減衰体と、減衰体の外周面及び積層体の内周面間に配されていると共に弾性層の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有した熱伝導体とを具備しており、この熱伝導体は、減衰体の筒状の外周面に接触した内周面と、積層体の内周面に接触した外周面とを有しており、剛性層の夫々は、弾性層の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する環状の鋼板を具備している。

本発明の免震支持装置によれば、熱伝導体は、減衰体の筒状の外周面に接触した内周面と、積層体の内周面に接触した外周面とを有しており、剛性層の夫々は、弾性層の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する環状の鋼板を具備しているため、長周期地震動による減衰体の剪断変形に基づく振動エネルギ吸収に伴い当該減衰体発生する熱は、減衰体の外周面及び積層体の内周面間に配された熱伝導体を介して剛性層に効率よく伝達されて当該剛性層を介して放出される結果、熱の蓄積による減衰体の温度上昇を回避し得、温度上昇に起因する減衰体の振動エネルギの吸収能力を低下させることがなく、地震エネルギを効果的に吸収することができる。

本発明の免震支持装置において、好ましい例では、熱伝導体、熱伝導体の内周面及び熱伝導体の外周面の夫々は、筒状であり、熱伝導体は、少なくともポリマーと、弾性層の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有した充填剤とを含んでおり、この場合、ポリマーは、熱硬化性ポリマー及び熱可塑性ポリマーのうちの少なくとも一つを含んでいてもよい。

熱硬化性ポリマーは、好ましい例では、架橋ゴム、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、熱硬化型ポリフェニレンエーテル樹脂及び熱硬化型変性ポリフェニレンエーテル樹脂のうちの少なくとも一つを含んでいる。

架橋ゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水添ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ、ＥＰＤＭ）、塩素化ポリエチレン（ＣＭ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム（ＡＣＭ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）及びシリコーンゴム（ＶＭＱ、ＦＶＭＱ）等を好ましい例として挙げることができる。

熱可塑性ポリマーは、熱可塑性合成樹脂又は熱可塑性エラストマーのうちの少なくとも一つを含んでいるとよい。

熱可塑性合成樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）及びエチレン−プロピレン共重合体等のエチレン−α−オレフィン共重合体、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡｃ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリサルホン（ＰＳＵ）及びポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）等を挙げることができる。

熱可塑性エラストマーとしては、例えばスチレン−ブタジエン共重合体又はその水添ポリマー、スチレン−イソプレンブロック共重合体又はその水添ポリマー等のスチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー及びポリアミド系熱可塑性エラストマー等を挙げることができる。

本発明において、好ましい例では、充填剤は、カーボン系充填剤、金属系充填剤及びセラミック系充填剤のうちの少なくとも一つを含んでいる。

カーボン系充填剤としては、ケッチェンブラック等のファーネスブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック及びガスブラック等のカーボンブラック、ポリアクリロニトリル系炭素繊維及びピッチ系炭素繊維等のカーボンファイバー、人造黒鉛、球状黒鉛、鱗片状黒鉛、塊状黒鉛、土状黒鉛等のグラファイト、ダイヤモンド、フラーレン、カーボンマイクロコイル、カーボンナノチューブ（気相成長炭素繊維）並びにグラフェン等を挙げることができる。

カーボンブラック又はグラファイトの粒子の大きさは、分散性及び熱伝導体の厚さ等を考慮して決定すればよい。カーボンブラックは、平均粒径が１０ｎｍ〜７００ｎｍ、グラファイトの平均粒径は、５〜１５０μｍであることが好ましく、更には流動性を向上させ、成形加工性を向上させることができる観点からは、グラファイトの平均粒径は、３０〜１５０μｍであることが好ましい。カーボンファイバーは、繊維径５〜２０μｍ、繊維長２〜８ｍｍのチョップドファイバー、繊維径５〜２０μｍ、繊維長２０〜４００μｍのミルドファイバー等を用いることができる。カーボンナノチューブの場合、単層ナノチューブの単体は、直径１〜２．５ｎｍ、長さ方向で５〜１０ｎｍであり、多層ナノチューブは、直径１０〜４０ｎｍ、長さ方向で１０ｎｍであることが好ましい。

ケッチェンブラックの具体例としては、ライオン社製の「ＥＣ３００Ｊ、ＥＣ６００ＪＤ（商品名）」等が、アセチレンブラックの具体例としては、電気化学工業社製の「デンカブラック（商品名）」等が、鱗片状黒鉛の具体例としては、中越黒鉛工業所社製の「ＢＦ−３ＡＫ、ＣＰＢ−６Ｓ（商品名）」、富士黒鉛工業社製の「ＵＦ−２（商品名）」、西村黒鉛社製の「ＰＳ−９９（平均粒径７μｍ）」、ＴＩＭＣＡＬ社製の「ＫＳ１５（商品名）、平均粒子径８μｍ）」、日本黒鉛工業社製の「ＣＢ１５０（商品名）、平均粒径４０μｍ又は平均粒径１３０μｍ）等が、土状黒鉛の具体例としては、中越黒鉛工業所社製の「ＡＰＲ（商品名）」及び富士黒鉛工業社製の「ＦＡＧ−１（商品名）」等が、人造黒鉛の具体例としては、中越黒鉛工業所社製の「Ｇ−６Ｓ（商品名）」及び富士黒鉛工業社製の「ＦＧＫ−１（商品名）」が、そして、球状黒鉛の具体例としては、中越黒鉛工業所社製の「ＷＦ−１５Ｃ（商品名）」及び富士黒鉛工業社製の「ＷＦ−０１０、ＷＦ−０１５（商品名）」等が挙げられる。

カーボンファイバーの具体例として、ポリアクリロニトリル系炭素繊維では、東レ社製の「トレカチョップ（商品名）」、三菱レイヨン社製の「パイロフィル（商品名）」及び東邦テナックス社製の「ベスファイト（商品名）」等が、ピッチ系炭素繊維では、三菱化学産資社製の「ダイアリード（商品名）」、大阪ガスケミカル社製の「ドナカーボ（商品名）」、クレハ社製の「クレカチョップ（商品名）」及び日本グラファイトファイバー社製の「ＧＲＡＮＯＣミルドファイバー（商品名）〕等が挙げられる。

金属系充填剤としては、アルミニウム、銅、銀、鉄、ニッケル、珪素、亜鉛、マグネシウム、タングステン及び錫からなる群より選択される１種以上の金属粉末又はこれら金属の合金粉末（アルミ青銅、七三黄銅、ネーバル黄銅等）を用いることが好ましい。これらの金属系充填剤は、平均粒径０.１〜２００μｍ、好ましくは平均粒径０.１〜５０μｍの粒子状物がよい。特に、平均粒径が０.１μｍを下回ると熱伝導性の向上効果に劣り、成形し難くなるため好ましくない。

セラミック系充填剤としては、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）及び酸化チタン（ＴｉＯ_２）等の金属酸化物、窒化ホウ素（六方晶ＢＮ又は立方晶ＢＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）及び窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）等の金属窒化物並びに炭化ホウ素（Ｂ_４Ｃ）、炭化アルミニウム（Ａｌ_４Ｃ_３）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等の金属炭化物等を挙げることができる。

セラミック系充填剤は、平均粒径３〜５０μｍ、好ましくは５〜４０μｍをもった粉末からなっていると、熱伝導率、耐熱性及び耐湿性の性能向上の観点から望ましい。

これらカーボン系充填剤、金属系充填剤及びセラミック系充填剤の少なくとも一つからなる充填剤のポリマーへの配合量としては、目的とする熱伝導率及び強度に応じて広い範囲から選択可能である。好ましい例では、ポリマー１００質量部に対して、充填剤は、２０〜５００質量部である。充填剤の配合量が過少であると、熱伝導体の熱伝導率が低くなり、過多であると熱伝導体の形成における加工性が低下するため好ましくない。

熱伝導体は、０．３ｍｍ以上の肉厚を有していれば、減衰体に生じた熱を、有効に剛性層に伝達でき、減衰体での熱の蓄積を回避することができる一方、１．０ｍｍを超える肉厚を有していると、減衰体の剪断変形能を低下させる虞があるので、０．３〜１．０ｍｍの肉厚を有していることが好ましい。

熱伝導体は、減衰体に生じた熱の剛性層への放出を速やかに行うべく、少なくとも１Ｗ／ｍ・Ｋ以上、好ましくは１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、更に好ましくは３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有していることが好ましい。

熱伝導体が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有するためには、ポリマー１００質量部に対して、充填剤を２０〜５００質量部の割合で含有させるとよい。

本発明の免震支持装置において、各鋼板は、好ましい例では、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）等からなり、各弾性層は、好ましい例では、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、クロロプレンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム等のゴム材で形成されたゴム板からなる。

本発明において、複数の剛性層の夫々は、鋼板に加えて、好ましくは、鋼板を、好ましくは、その全表面を被覆していると共に鋼板の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有しておおよそ０．１〜１００μｍの厚さの被覆層を具備していてもよく、この場合、好ましい例では、熱伝導体は、その外周面で積層体の内周面となる被覆層の面に接触しており、斯かる被覆層は、鋼板に電気メッキ又は溶融メッキ等のメッキ、例えば、亜鉛メッキ、アルミニウムメッキ、銅メッキ、錫メッキ、ニッケルメッキ、クロムメッキ、真鍮（黄銅）メッキ等を施すことにより又は鋼板へ亜鉛、アルミニウム、亜鉛アルミニウム、アルミニウムマグネシウムの金属溶射を施すことにより形成し得、複数の剛性層の夫々が斯かる鋼板と被覆層とを具備していると、減衰体の熱の鋼板への伝達を被覆層を介して速やかに行わせることができるので、減衰体での熱の蓄積が極力回避され、減衰体の温度上昇に起因する振動エネルギの吸収能力の低下を効果的に防ぐことができる。

複数の剛性層の夫々が斯かる被覆層を具備しない場合には、熱伝導体は、その外周面で積層体の内周面となる鋼板の面に接触していてもよい。

本発明の免震支持装置において、積層体の内周面で規定された柱状の中空部は、一個でもよいが、複数個でもよく、複数個の中空部の夫々が積層体の複数個の内周面の夫々で規定されている場合であって、複数の中空部の夫々に減衰体が配されている場合、全ての減衰体の外周面及び積層体の内周面間に熱伝導体が配されていると柱状体の放熱を効果的に行い得るが、少なくとも一つの減衰体の外周面及び積層体の内周面間に熱伝導体が配されていてもよく、好ましい例では、減衰体は、円筒状の外周面を有した円柱状の形態からなり、この場合、中空部も円筒状の内周面で規定されて円柱状となり、更に、積層体は、剛性層及び弾性層の内周面に接触していると共に弾性層と同等のゴム材からなるゴム被覆層を具備していてもよく、斯かるゴム被覆層を積層体が具備している場合には、当該ゴム被覆層の内周面が積層体の内周面となるが、ゴム被覆層を積層体が具備しない場合には、剛性層及び弾性層の内周面が積層体の内周面となる。また、減衰体は、好ましい例では、鉛プラグ又は錫プラグであるが、これに限定されず、その他の温度上昇で振動エネルギの吸収能力が低下するプラグ、例えば、特開２０１５−７４６８号公報に記載の熱伝導性フィラー、黒鉛及び熱硬化性樹脂等を含んでいるプラグであってもよい。

好ましくは弾性層と同等のゴム材からなると共に剛性層及び弾性層の夫々の内周面と熱伝導体の外周面とを結合するゴム被覆層の層厚は、０．３〜０．５ｍｍであることが好ましく、０．３ｍｍ未満の層厚では、結合層としてのゴム被覆層の役割が十分発揮されない一方、０．５ｍｍを超える層厚では、減衰体から剛性層への効果的な伝熱がゴム被覆層で妨げられる虞がある。

本発明の好ましい例では、剛性層、弾性層、熱伝導体及びゴム被覆層とは、それらの相互の接触面で、例えば、加硫接着あるいは接着剤により強固に貼り合わされる。

本発明の免震支持装置は、積層体の外周面に耐候性等の向上を目的として、天然ゴム、好ましくは、耐候性に優れたゴム材からなると共に積層体の外周面を覆っている外周保護層を更に具備していてもよい。

外周保護層用のゴム材としては、天然ゴムでもよいが、耐候性の優れたゴム状ポリマーが望ましく、例えば、ブチルゴム、ポリウレタン、エチレンプロピレンゴム、ハイパロン、塩素化ポリエチレン、エチレン酢酸ビニルゴム、クロロプレンゴムが耐候性の面からは好ましく、更に、弾性層を形成するゴムとの接着性を考慮した場合には、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴムが好ましく、斯かる外周保護層は、５〜１０ｍｍ程度の層厚を有しているとよい。

本発明によれば、長周期地震動を受けた時でも、減衰体に生じる温度上昇を極力低下させることができ、免震機能を有効に発揮することができる免震支持装置を提供することができる。

図１は、本発明の免震支持装置の好ましい具体例の縦断面説明図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線矢視断面説明図である。図３は、図１の要部拡大断面説明図である。図４は、図１の要部拡大断面説明図である。図５は、図１に示す熱伝導体の斜視説明図である。

次に、本発明を図に示す好ましい具体例及び実施例に基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明はこれらの具体例及び実施例に何等限定されないのである。

図１から図５において、本具体例の免震支持装置１は、積層方向Ｖにおいて交互に積層されてなる複数の円環状の弾性層２及び複数の円環状の剛性層３を有した円筒状の積層体４と、積層体４の円筒状の内周面５で規定された円柱状の中空部６に配された減衰体としての円柱状の鉛プラグ７と、中空部６において鉛プラグ７の円筒状の外周面８及び内周面５間に配されていると共に弾性層２の熱伝導率よりも高い熱伝導率、例えば少なくとも１Ｗ／ｍ・ｋを有した円筒状の熱伝導体９と、耐候性に優れたゴム材からなると共に積層体４の円筒状の外周面１０を覆っている外周保護層１１と、剛性層３のうちの最上部の剛性層３及び剛性層３のうちの最下部の剛性層３の夫々にボルト１２を介して連結された上取付板１３及び下取付板１４と、最上部の剛性層３の円形状の凹所１５及び上取付板１３の円形状の凹所１６に嵌着された円板状の剪断キー１７と、最下部の剛性層３の円形状の凹所１８及び下取付板１４の円形状の凹所１９に嵌着された円板状の剪断キー２０とを具備している。

弾性層２の夫々は、弾性を有した円環状のゴム板からなると共に円筒状の内周面３１、円筒状の外周面３２、円環状の上面３３及び円環状の下面３４を有している。

最上部及び最下部の剛性層３は、弾性層２並びに当該最上部及び最下部の剛性層３間の各剛性層３よりも厚肉であって剛性を有した円環状の厚肉の鋼板からなり、最上部の剛性層３は、円環状の上面４１と、円環状の下面４２と、円筒状の内周面４３と、円筒状の外周面４４と、凹所１５を規定すると共に内周面４３よりも大径の内周面４５と、内周面４５と協働して凹所１５を規定する円環状の上面４６とを有しており、最下部の剛性層３は、円環状の上面５１と、円環状の下面５２と、円筒状の内周面５３と、円筒状の外周面５４と、凹所１８を規定すると共に内周面５３よりも大径の内周面５５と、内周面５５と協働して凹所１８を規定する円環状の下面５６とを有しており、最上部及び最下部の剛性層３間の各剛性層３は、最上部及び最下部の剛性層３間の各剛性層３よりも薄肉であって剛性を有した円環状の薄肉の鋼板からなると共に円環状の上面５７及び下面５８に加えて円筒状の内周面５９と円筒状の外周面６０とを有しており、最上部及び最下部の剛性層３並びに最上部及び最下部の剛性層３間の各剛性層３の鋼板の夫々は、弾性層２の熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）よりも高い熱伝導率を有している。

最上部の剛性層３は、その下面４２で積層方向Ｖで隣接した弾性層２の上面３３に密に接触しており、最下部の剛性層３は、その上面５１で積層方向Ｖで隣接した弾性層２の下面３４に密に接触しており、最上部及び最下部の剛性層３間の剛性層３の夫々は、その上面５７で積層方向Ｖで隣接する弾性層２の下面３４に、その下面５８で積層方向Ｖで隣接する弾性層２の上面３３に夫々密に接触している。

積層体４は、弾性層２及び剛性層３に加えて、弾性層２と同等のゴム材からなるゴム被覆層６５を更に有しており、ゴム被覆層６５は、内周面４３、複数の内周面３１及び５９並びに内周面５３に密に接触する円筒状の外周面６６と中空部６を規定する内周面５とを具備している。

中空部６は、内周面５に加えて、剪断キー１７の円形の下面７１と剪断キー２０の円形の上面７２とによって規定されており、下面７１は、鉛プラグ７の円形の上端面７３、ゴム被覆層６５の円環状の上端面７４及び熱伝導体９の円環状の上端面７５の夫々に密に接触しており、上面７２は、鉛プラグ７の円形の下端面７６、ゴム被覆層６５の円環状の下端面７７及び熱伝導体９の円環状の下端面７８に密に接触している。

０．３〜１．０ｍｍの肉厚を有していると共に少なくとも１Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を有している熱伝導体９は、上端面７５及び下端面７８に加えて、外周面８に密に接触した内周面８１と、内周面５に密に接触した外周面８２とを具備している。

弾性層２の夫々と剛性層３の夫々とは、それらの上面３３、５１及び５７並びに下面３４、４２及び５８の夫々の互いに接触する接触面で、例えば、加硫接着又は接着剤により互いに強固に貼り合わされており、ゴム被覆層６５と弾性層２及び剛性層３の夫々とは、その外周面６６並びに内周面３１、４３、５３及び５９の夫々の互いに接触する接触面で加硫接着又は接着剤により互いに強固に貼り合わされており、ゴム被覆層６５と熱伝導体９の夫々とは、その内周面５及び外周面８２の夫々の互いに接触する接触面で、加硫接着又は接着剤により互いに強固に貼り合わされている。

外周面１０は、複数の外周面３２及び６０と外周面４４及び５４とからなっており、円筒状の外周面８５に加えて円筒状の内周面８６を有した外周保護層１１と弾性層２及び剛性層３の夫々とは、その内周面８６及び外周面３２、４４、５4及び６０の夫々の互いの接触面で、加硫接着又は接着剤により互いに強固に貼り合わされている。

ゴム被覆層６５及び外周保護層１１の少なくとも一方は、積層体４の加圧加硫成形時の弾性層２のはみ出しにより弾性層２と一体となって形成されてもよい。

免震支持装置１は、上取付板１３で構造物９１に、下取付板１４で基礎９２に夫々ボルト９３を介して連結されており、積層体４と鉛プラグ７とによって構造物９１の積層方向（鉛直方向）Ｖの荷重を支持するように用いられる。

熱伝導体９は、以下の（１）、（２）又は（３）のようにして製造されてもよい。

＜（１）ポリマーとして天然ゴムを使用する場合＞
架橋ゴムに、充填剤のうちの少なくとも一つと、必要に応じて加硫促進剤（例えば、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジル・スルフェンアミド、２−メルカプトベンゾチアゾール及びジベンゾチアジルジサルファイド等のチアゾール系並びにジフェニルグアジニン等のグアジニン系）、加硫促進助剤（亜鉛華（ＺｎＯ)及び酸化マグネシウム等の金属酸化物及びステアリン酸、ラウリン酸及びパルミチン酸等の脂肪酸）、加硫剤（例えば、硫黄及び硫黄含有化合物等）、プロセスオイル（例えば、パラフィン系、ナフテン系及び芳香族系等）及び老化防止剤〔Ｎ−イソプロピル−Ｎ′−フェニル−Ｐ−フェニレンジアミン及びＮ−（１、３−ジメチルブチル）−Ｎ′−フェニル−Ｐ−フェニレンジアミン等〕とを配合した後、素練り及び混練り工程を経て作製した熱伝導体組成物を、ついで、カレンダーロール機を用いて均一な厚さ、所定の幅の長いシートに圧延加工する。このシートを鉛プラグの外周面８を一周する長さに切断して、これを熱伝導体９用の未加硫のシートとする。

＜（２）ポリマーとしてノボラック型フェノール樹脂を使用する場合＞
ノボラック型フェノール樹脂粉末に充填剤のうちの少なくとも一つと必要に応じて、硬化剤、離型剤、硬化促進剤とを加えて混合し、これらを適量の溶剤とともにヘンシェルミキサー等の混合機にて均一に撹拌混合して作製した混合物を混練機に投入し、加熱しながら混練した混練物を冷却固化した後、冷却固化した混練物を適当な大きさに粉砕した成形材料を金型に均一に入れ、圧力と熱をかけて圧縮成形し、均一な厚さと所定の幅を有する長いシートに加工する。このシートを鉛プラグ７の外周面を一周する長さに切断して、これを熱伝導体９用のシートとする。

＜（３）ポリマーとして熱可塑性合成樹脂又は熱可塑性エラストマーを使用する場合＞
熱可塑性合成樹脂又は熱可塑性エラストマーと充填剤のうちの少なくとも一つとをヘンシェルミキサー等の混合機で混合して作製した混合物をスクリュー式押出機でストランド状に押し出し、押し出したストランド状の混合物を切断して熱伝導体組成物のペレットを作製し、このペレットを、Ｔダイを備えた押出成形機に供給し、押出成形して均一な厚さと所定の幅を有する長いシートに加工する。このシートを鉛プラグ７の外周面を一周する長さに切断して、これを熱伝導体９用のシートとする。

斯かる熱伝導体９を含む免震支持装置１は、以下のようにして製造されてもよい。

＜弾性層２用のゴム板の作製＞
架橋ゴムに加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫剤、プロセスオイル、老化防止剤を配合し、素練り及び混練り工程を経てゴム組成物を作製し、ついで、カレンダーロール機を用いてゴム組成物を圧延加工して均一な厚さ、所定の幅の長い未加硫のゴムシートから弾性層２用の未加硫のゴム板を切り抜く。

＜剛性層３用の鋼板の作製＞
薄肉の冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）からプレス加工により最上部及び最下部の剛性層３間の剛性層３用の円環状の薄肉の鋼板と、厚肉の冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）から同じくプレス加工により最上部及び最下部の剛性層３用の円環状の厚肉の鋼板とを作製する。

＜積層体４及び免震支持装置１の作製＞
金型内に設けられた円柱体の外周面に上記（１）、（２）又は（３）で得られた熱伝導体９用のシートを円筒状に一周巻き付けて当該シートを固定すると共に当該熱伝導体９用の円筒状のシートの外周面に、必要に応じて、ゴム被覆層６５用の０．３〜０．５ｍｍの厚さの未加硫のゴムシートを円筒状に一周巻き付け、この円筒状のゴムシートを固定すると共に当該ゴム被覆層６５用の円筒状のゴムシートの外周面に、最下部の剛性層３用の厚肉の鋼板を凹所１８を下向きにして内周面５３で規定される貫通孔を介して嵌挿し、当該厚肉の鋼板の上面５１に接着剤を塗布する。接着剤としては、上面５１にプライマーとして下塗り接着剤を塗布した後、さらに上塗り接着剤を塗布する接着剤二液塗工式が好ましい。ついで、弾性層２用の未加硫のゴム板を内周面３１で規定された貫通孔を介して熱伝導体９用の円筒状のシートの外周面に、必要に応じて設けられる場合には、ゴム被覆層６５用の円筒状のゴムシートの外周面に嵌挿して接着剤が塗布された最下部の剛性層３用の厚板の鋼板の上面５１に載置し、以下、上面５７及び下面５８に接着剤を塗布した最上部及び最下部剛性層３間の各剛性層３用の薄板の鋼板と弾性層２用の未加硫のゴム板とを交互に金型内に設けられた円柱体の外周面に固定された熱伝導体９用の円筒状のシートの周りに、必要に応じて設けられる場合には、ゴム被覆層６５用の円筒状のゴムシートの周りに複数個積み重ね、最後に、金型内に設けられた円柱体の外周面に固定された熱伝導体９用の円筒状のシートの周りに、必要に応じて設けられる場合には、ゴム被覆層６５用の円筒状のゴムシートの周りに交互に積み重ねられた最下部の剛性層３、最上部及び最下部の剛性層３間の各剛性層３用の薄肉の鋼板及び弾性層２用の未加硫のゴム板に最上部の剛性層３用の厚肉の鋼板が更に載置されるように、金型内に設けられた熱伝導体９用の円筒状のシートに、必要に応じて設けられる場合には、ゴム被覆層６５用の円筒状のゴムシートに、下面４２に接着剤を塗付した最上部の剛性層３用の厚肉の鋼板を嵌挿して、熱伝導体９用の円筒状のシート、必要に応じて設けられたゴム被覆層６５用の円筒状のゴムシートを備えた未加硫の積層体４を作製し、この未加硫の積層体４の外周面１０に、外周保護層１１用の耐候性に優れた薄肉の未加硫のゴムシートを円筒状に巻き付け、この未加硫の積層体４を加熱加圧して、熱伝導体９用の円筒状のゴムシート、弾性層２用の未加硫のゴム板並びに外周保護層１１用の未加硫の円筒状のゴムシート及び必要に応じて設けられたゴム被覆層６５用の円筒状のゴムシートの加硫化を行うと共に相互を加硫接着して熱伝導体９、外周保護層１１及びゴム被覆層６５を備えた積層体４を作製する。

この積層体４を金型内に設けられた円柱体から取り出すと共に内周面８１で規定された円柱状の中空部に鉛プラグ７を圧入した後、凹所１５及び１８の夫々に剪断キー１７及び２０を嵌合する一方、ボルト１２を介して最上部の剛性層３及び最下部の剛性層３の夫々に上取付板１３及び下取付板１４を連結して免震支持装置１を作製する。

斯かる免震支持装置１の作製において、ゴム被覆層６５用及び外周保護層１１用のゴムシートの捲き付けを省略して、積層体４の加熱加圧での弾性層２用の未加硫のゴム板の内周側及び外周側の膨出でゴム被覆層６５及び外周保護層１１を形成するようにしてもよい。

＜弾性層２用の未加硫のゴムシートの製作＞
架橋ゴムとして天然ゴムと、カーボンブラックと、亜鉛華（ＺｎＯ）と、ステアリン酸と、老化防止剤と、プロセスオイルとを汎用の混練機に投入し、混練りした。ついで、これに加硫促進剤及び加硫剤を投入し、オープンロールを使用して混練りし、混練りしたゴム組成物を圧延加工して未加硫の厚さ５ｍｍのゴムシートを作製した。

＜剛性層３用の薄肉の鋼板と厚肉の鋼板との製作＞
最上部及び最下部の剛性層３間の剛性層３として、外径１０００ｍｍ、厚さ３．９ｍｍを有すると共に中央部に直径２０２ｍｍの内周面５９で規定される貫通孔を有する冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）からなる円板状の薄肉の鋼板と、最上部及び最下部の剛性層３として、外径１０００ｍｍ、厚さ４０ｍｍを有すると共に中央部に直径２４０ｍｍの凹所１５及び１８の夫々と、凹所１５及び１８の夫々の中央部に直径２０２ｍｍの内周面４３及び５３の夫々で規定される貫通孔を夫々有する夫々冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）からなる二枚の厚肉の鋼板を準備した。

実施例１
ポリマーとしての天然ゴム（ＮＲ）１００質量部と、充填剤としてのカーボンブラック５質量部及びピッチ系炭素繊維（日本グラファイトファイバー社製のＧＲＡＮＯＣミルドファイバー「ＸＮ−１００（商品名）」、平均長さ５０μｍ、平均繊維径７μｍ）２０質量部とから上記（１）の方法をもって厚さ０．５ｍｍの熱伝導体９用の未加硫のシートを作製する一方、弾性層２用の未加硫のゴムシートから、直径１０００ｍｍの円形のゴム板を切り抜くと共にこのゴム板の中央部に直径２０２ｍｍの内周面３１で規定される貫通孔を切り抜き、弾性層２用の未加硫のゴム板を作製した。

斯かる熱伝導体９用の未加硫のシート及び弾性層２用の未加硫の３２枚のゴム板と、弾性層２用の未加硫のゴムシートと同様のゴム組成物からなるゴム被覆層６５用の厚さ０．５ｍｍの未加硫のゴムシートと、外周保護層１１用の厚さ５ｍｍの未加硫のゴムシートとから免震支持装置１を作製した。作製した免震支持装置１における熱伝導体９は、１Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を示した。

実施例２
充填剤として実施例１のピッチ系炭素繊維３０質量部と、鱗片状黒鉛（１）（西村黒鉛社製の「ＰＳ−９９（商品名）」、平均粒径７μｍ）３０質量部とを用いた以外は実施例１と同様の方法で免震支持装置１を作製した。作製した免震支持装置１における熱伝導体９は、１０Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を示した。

実施例３
ポリマーとしてのブチルゴム（ポリサーブチル）（ＩＩＲ）１００質量部と、充填剤としての実施例１のカーボンブラック５０質量部、ピッチ系炭素繊維１５質量部及び鱗片状黒鉛（２）（ＴＩＭＣＡＬ社製の「ＫＳ１５（商品名）、平均粒子径８μｍ）７５質量部とを用いた以外は実施例１と同様の方法で免震支持装置１を作製した。作製した免震支持装置１における熱伝導体９は、１４Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を示した。

実施例４
ポリマーとしてのエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）１００質量部と、充填剤としてのカーボンブラック４０質量部、六方晶窒化ホウ素（ＢＮ）（電気化学工業社製、平均粒径１５μｍ）９６質量部とを用いた以外は実施例１と同様の方法で免震支持装置１を作製した。作製した免震支持装置１における熱伝導体９は、５Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を示した。

実施例５
ポリマーとしてのポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）１００質量部と、充填剤としてのピッチ系炭素繊維１５０質量部及び酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）（昭和電工社製）３０質量部とから上記（３）の方法をもって未加硫の厚さ０．５ｍｍの熱伝導体９用のシートを作製した以外は、実施例１と同様の方法で免震支持装置１を作製した。作製した免震支持装置１における熱伝導体９は、２Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を示した。

実施例６
ポリマーとしてのポリアミド樹脂（ＰＡ６）１００質量部と、充填剤としての鱗片状黒鉛（３）（日本黒鉛社製、平均粒径１３０μｍ）１３２質量部とから実施例５と同様にして厚さ０．５ｍｍの未加硫の熱伝導体９用のシートを作製した以外は、実施例１と同様にして免震支持装置１を作製した。作製した免震支持装置１における熱伝導体９は、２０Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を示した。

実施例７
ポリマーとしてのポリアミド樹脂（ＰＡ６）１００質量部と、充填剤としての鱗片状黒鉛（３）２０３質量部とから実施例５と同様にして厚さ０．５ｍｍの未加硫の熱伝導体９用のシートを作製した以外は、実施例１と同様にして免震支持装置１を作製した。作製した免震支持装置１における熱伝導体９は、３０Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を示した。

実施例８
ポリマーとしてのポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）１００質量部と、充填剤としての実施例３の鱗片状黒鉛（２）５０質量部及び実施例１のピッチ系炭素繊維２０質量部とから実施例５と同様にして厚さ０．５ｍｍの未加硫の熱伝導体９用のシートを作製した以外は、実施例１と同様にして免震支持装置１を作製した。作製した免震支持装置１における熱伝導体９は、１２Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を示した。

実施例９
ポリマーとしての低硬度のスチレン系熱可塑性エラストマー１００質量部と、充填剤としての実施例１のピッチ系炭素繊維１００質量部、実施例４の六方晶窒化ホウ素２０質量部及び実施例５の酸化アルミニウム２０質量部とから実施例５と同様にして厚さ０．５ｍｍの未加硫の熱伝導体９用のシートを作製し対外は、実施例１と同様にして免震支持装置１を作製した。作製した免震支持装置１における熱伝導体９は、２Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を示した。

実施例１０
実施例１と同様の熱伝導体９用の未加硫のシート及び弾性層２用の未加硫のゴム板と、溶融アルミニウムメッキにより表面に厚さ６０μｍのアルミニウム被覆層が全面に形成された剛性層３用の薄肉及び厚肉の鋼板とから実施例１と同様にして免震支持装置１を作製した。作製した免震支持装置１における熱伝導体９は、１Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を示した。

実施例１１
実施例２と同様の熱伝導体９用の未加硫のシート及び弾性層２用の未加硫のゴム板と、無電解銅メッキにより表面に厚さ３０μｍの銅被覆層が全面に形成された剛性層３用の薄肉及び厚肉の鋼板とから実施例１と同様にして免震支持装置１を作製した。作製した免震支持装置１における熱伝導体９は、１０Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を示した。

比較例
比較例として、熱伝導体９用のシートを用いないで各実施例と同様にして免震支持装置１を作製した。

次に、実施例１から実施例１１及び比較例で得た免震支持装置１について、巨大地震時において多数回繰り返して受ける水平変位Ｈで鉛プラグ７の温度上昇について行った試験した。その試験結果を表１及び表２に示す。

＜試験条件＞
面圧１５Ｎ／ｍｍ^２（７０６．９ｋＮ）
剪断歪み（γ）２５０％（１２０ｍｍ）
振動数０．３Ｈｚ
最大速度２２．６ｋｉｎｅ
加振波数５０サイクル
＜試験方法＞
３００トンの二軸試験機を用いて、上記試験条件に示す正弦波形の加振を５０サイクル行い、鉛プラグ７に取り付けた熱電対センサにより、５０サイクル加振後の鉛プラグ７の温度を測定した。

表１ないし表３中の鉛プラグ温度指数は、実施例１から実施例１１の鉛プラグ７の５０サイクル加振後の温度を比較例の鉛プラグ７の５０サイクル加振後の温度の値を１００として、これとの比で表したものである。

試験結果から分かるように、本実施例の免震支持装置１においては、鉛プラグ７に生じる温度上昇を、熱伝導体９を介して剛性層３に放出させることができるので地震時等の鉛プラグ７の過度の温度上昇を防止できる。

１免震支持装置
２弾性層
３剛性層
４積層体
５内周面
６中空部
７鉛プラグ
８、１０外周面
９熱伝導体

Claims

複数の弾性層及び剛性層を有する積層体と、この積層体の内周面で規定された柱状の中空部に配されている柱状の減衰体と、減衰体の外周面及び積層体の内周面間に配されていると共に弾性層の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有した熱伝導体とを具備しており、この熱伝導体は、減衰体の筒状の外周面に接触した内周面と、積層体の内周面に接触した外周面とを有しており、剛性層の夫々は、弾性層の熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）よりも高い熱伝導率を有する環状の鋼板を具備しており、熱伝導体は、少なくともポリマーと、弾性層の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有した充填剤とを含んでおり、充填剤は、カーボン系充填剤及びセラミック系充填剤のうちの少なくとも一つを含んでいる免震支持装置。
熱伝導体、熱伝導体の内周面及び熱伝導体の外周面の夫々は、筒状である請求項１に記載の免震支持装置。
ポリマーは、熱硬化性ポリマー及び熱可塑性ポリマーのうちの少なくとも一つを含んでいる請求項１又は２に記載の免震支持装置。
熱硬化性ポリマーは、架橋ゴム、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、熱硬化型ポリフェニレンエーテル樹脂及び熱硬化型変性ポリフェニレンエーテル樹脂のうちの少なくとも一つを含んでいる請求項３に記載の免震支持装置。
熱可塑性ポリマーは、熱可塑性合成樹脂及び熱可塑性エラストマーのうちの少なくとも一つを含んでいる請求項３又は４に記載の免震支持装置。
熱伝導体は、少なくとも１Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を有している請求項１から５のいずれか一項に記載の免震支持装置。
熱伝導体は、その外周面で、積層体の内周面となる鋼板の面に接触している請求項１から６のいずれか一項に記載の免震支持装置。
複数の剛性層の夫々は、鋼板を被覆していると共に鋼板の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する被覆層を具備しており、熱伝導体は、その外周面で、積層体の内周面となる被覆層の面に接触している請求項１から６のいずれか一項に記載の免震支持装置。