JP7227859B2 - 免震装置 - Google Patents

Description

この発明は、免震装置に関するものである。

従来の免震装置として、鉛直方向に交互に積層された硬質材料層及び軟質材料層を有する積層構造体を備え、積層構造体における上側及び／又は下側の端部側において、硬質材料層を、当該硬質材料層に対し軸線方向内側に配置された他の硬質材料層よりも大径としたものがある（例えば、特許文献１）。特許文献１によれば、このような構成により、免震装置の水平方向変形時において、積層構造体におけるフランジプレート近傍部分の応力集中を抑制し、ひいては、座屈のおそれを低減できる、とされている。

特開２０１４－４７９２６号公報

しかし、上述の免震装置においては、免震装置の水平方向変形時において、積層構造体のうち、上記大径の硬質材料層における外周側部分及びそれより軸線方向外側（フランジプレート側）の部分が、フランジプレートから離れるように軸線方向内側へ反り返ること（以下、「めくれ上がり」ともいう。）のおそれがあった。

この発明は、めくれ上がりを抑制できる免震装置を、提供することを、目的とするものである。

本発明の免震装置は、鉛直方向に交互に積層された硬質材料層及び軟質材料層を有する、積層構造体を備えた、免震装置であって、
前記積層構造体は、その上側及び下側のうち少なくともいずれか一方の端部側において、前記硬質材料層である小径硬質材料層、及び、当該小径硬質材料層に対し軸線方向外側に隣り合うとともに前記小径硬質材料層よりも大径の前記硬質材料層である大径硬質材料層を、有しており、
前記大径硬質材料層の軸線方向外側に隣接する前記軟質材料層における、少なくとも、前記小径硬質材料層よりも外周側に位置する外周側部分は、前記小径硬質材料層の軸線方向内側に隣接する前記軟質材料層、又は、前記大径硬質材料層よりも小径の前記硬質材料層の軸線方向内側に隣接する前記軟質材料層よりも、弾性率が高いことを特徴とする。
本発明の免震装置によれば、めくれ上がりを抑制できる。

本発明の免震装置において、前記大径硬質材料層の軸線方向外側に隣接する前記軟質材料層は、前記小径硬質材料層の軸線方向内側に隣接する前記軟質材料層、又は、前記大径硬質材料層よりも小径の前記硬質材料層の軸線方向内側に隣接する前記軟質材料層よりも、弾性率が高いことが好ましい。
これにより、めくれ上がりをさらに抑制できる。

本発明の免震装置において、前記大径硬質材料層よりも軸線方向外側に配置された前記軟質材料層における、少なくとも、前記小径硬質材料層よりも外周側に位置する外周側部分は、前記小径硬質材料層の軸線方向内側に隣接する前記軟質材料層、又は、前記大径硬質材料層よりも小径の前記硬質材料層の軸線方向内側に隣接する前記軟質材料層よりも、弾性率が高いことが好ましい。
これにより、めくれ上がりをさらに抑制できる。

本発明の免震装置において、前記積層構造体は、その上側及び下側のうち少なくともいずれか一方の端部側において、前記小径硬質材料層及び前記大径硬質材料層からなる対を複数有しており、
前記複数の対が含む複数の前記大径硬質材料層のうち、少なくとも、当該大径硬質材料層における、当該大径硬質材料層と対をなす前記小径硬質材料層よりも外周側に位置する段差部分の径方向長さが最大である、前記大径硬質材料層の、軸線方向外側に隣接する前記軟質材料層における、前記外周側部分は、前記対をなす前記小径硬質材料層、又は、当該大径硬質材料層よりも小径の前記硬質材料層の軸線方向内側に隣接する前記軟質材料層よりも、弾性率が高いことが好ましい。
これにより、めくれ上がりをさらに抑制できる。

本発明の免震装置において、前記積層構造体は、その上側及び下側のうち少なくともいずれか一方の端部側において、前記小径硬質材料層及び前記大径硬質材料層からなる対を複数有しており、
前記複数の対のうち少なくとも２つの対のそれぞれの前記大径硬質材料層の、軸線方向外側に隣接する前記軟質材料層における、前記外周側部分は、当該大径硬質材料層と対をなす前記小径硬質材料層の軸線方向内側に隣接する前記軟質材料層よりも、弾性率が高いことが好ましい。
これにより、めくれ上がりをさらに抑制できる。

本発明の免震装置において、前記少なくとも２つの対が含む複数の前記大径硬質材料層のそれぞれの軸線方向外側に隣接する前記軟質材料層における、前記外周側部分の複数は、当該大径硬質材料層における、当該大径硬質材料層と対をなす前記小径硬質材料層よりも外周側に位置する段差部分の径方向長さが大きいものほど、弾性率が高いことが好ましい。
これにより、めくれ上がりをさらに抑制できる。

この発明によれば、めくれ上がりを抑制できる免震装置を、提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る免震装置の軸線方向断面図である。 本発明の第２実施形態に係る免震装置の軸線方向断面図である。 本発明の第３実施形態に係る免震装置の軸線方向断面図である。 本発明の第４実施形態に係る免震装置の軸線方向断面図である。 本発明の第５実施形態に係る免震装置の軸線方向断面図である。 本発明の第６実施形態に係る免震装置の一部を示す、軸線方向断面図である。 本発明の第７実施形態に係る免震装置の一部を示す、軸線方向断面図である。 本発明の第８実施形態に係る免震装置の一部を示す、軸線方向断面図である。

本発明の免震装置は、地震の揺れが構造物（例えば、ビル、マンション、戸建て住宅、倉庫等の建物、並びに、橋梁等）に伝わるのを抑制するために、構造物の上部構造と下部構造との間に配置されると、好適なものである。
以下に、図面を参照しつつ、この発明に係る免震装置の実施形態を例示説明する。各図において共通する構成要素には同一の符号を付している。

図１は、本発明の第１実施形態に係る免震装置１を説明するための図面である。図１は、本実施形態に係る免震装置１の、軸線方向断面図である。

図１に示すように、本実施形態の免震装置１は、上下一対のフランジプレート２１、２２（以下、それぞれ「上側フランジプレート２１」、「下側フランジプレート２２」ともいう。）と、積層構造体３と、を備えている。

本明細書において、免震装置１の「中心軸線Ｏ」（以下、単に「中心軸線Ｏ」ともいう。）は、積層構造体３の中心軸線である。免震装置１の中心軸線Ｏは、鉛直方向に延在するように指向される。本明細書において、免震装置１の「軸線方向」とは、免震装置１の中心軸線Ｏに平行な方向である。免震装置１の「軸線方向内側」とは、積層構造体３の軸線方向中心に近い側を指しており、免震装置１の「軸線方向外側」とは、積層構造体３の軸線方向中心から遠い側（フランジプレート２１、２２に近い側）を指している。また、免震装置１の「軸直方向」とは、免震装置１の軸線方向に垂直な方向である。また、免震装置１の「内周側」、「外周側」、「径方向」、「周方向」とは、免震装置１の中心軸線Ｏを中心としたときの「内周側」、「外周側」、「径方向」、「周方向」をそれぞれ指す。また、「上」、「下」とは、鉛直方向における「上」、「下」をそれぞれ指す。

上側フランジプレート２１は、上側フランジプレート２１の上に構造物（例えば、ビル、マンション、戸建て住宅、倉庫等の建物、並びに、橋梁等）の上部構造（建物本体等）が載せられた状態で、当該上部構造に連結されるように、構成されている。下側フランジプレート２２は、上側フランジプレート２１よりも下側に配置され、構造物の下部構造（基礎等）に連結されるように構成されている。上側フランジプレート２１及び下側フランジプレート２２は、金属から構成されると好適であり、鋼から構成されるとより好適である。本実施形態において、上側フランジプレート２１及び下側フランジプレート２２は、軸直方向断面において、円形の外縁形状を有している（図示せず）。しかし、上側フランジプレート２１及び下側フランジプレート２２は、軸直方向断面において、多角形状（四角形等）等、任意の外縁形状を有していてよい。

積層構造体３は、上側フランジプレート２１及び下側フランジプレート２２どうしの間に配置されている。積層構造体３は、複数の硬質材料層４と、複数の軟質材料層５と、被覆層６と、を有している。硬質材料層４と軟質材料層５とは、鉛直方向に交互に積層されている。各硬質材料層４と各軟質材料層５とは、同軸上に配置されており、すなわち、各硬質材料層４と各軟質材料層５とのそれぞれの中心軸線は、免震装置１の中心軸線Ｏ上に位置している。積層構造体３の上下両端には、軟質材料層５が配置されている。積層構造体３の上下両端に配置された一対の軟質材料層５は、上側フランジプレート２１及び下側フランジプレート２２にそれぞれ固定されている。

硬質材料層４は、硬質材料から構成されている。硬質材料層４を構成する硬質材料としては、金属が好適であり、鋼がより好適である。図１の例のように、硬質材料層４どうしの軸線方向の間隔は、均一（一定）であると、好適である。また、図１の例のように、各硬質材料層４の厚さは、互いに同じであると、好適である。
軟質材料層５は、硬質材料層４よりも剛性の低い、軟質材料から構成されている。軟質材料層５を構成する軟質材料としては、弾性体が好適であり、ゴムがより好適である。軟質材料層５を構成するゴムとしては、天然ゴム又は合成ゴム（高減衰ゴム等）が好適である。図１の例のように、各軟質材料層５の厚さは、互いに同じであると、好適である。

被覆層６は、硬質材料層４及び軟質材料層５の外周側の表面を覆っている。被覆層６を構成する材料は、弾性体が好適であり、ゴムがより好適である。被覆層６を構成する材料は、軟質材料層５を構成する軟質材料と同じでもよいし、軟質材料層５を構成する軟質材料とは異なっていてもよい。
被覆層６は、軟質材料層５と一体に構成されている。
本実施形態において、被覆層６は、硬質材料層４及び軟質材料層５の外周側の表面の全体を覆っていており、ひいては、積層構造体３の外周側の表面の全体を構成している。ただし、被覆層６は、硬質材料層４及び軟質材料層５の外周側の表面の一部のみを覆っていてもよく、ひいては、積層構造体３の外周側の表面の一部のみを構成していてもよい。例えば、被覆層６は、硬質材料層４及び軟質材料層５の外周側の表面のうち、大径硬質材料層４Ｌの段差部分４ＬＭの軸線方向内側の面のみを覆っていてもよい。あるいは、被覆層６は、硬質材料層４及び軟質材料層５の外周側の表面のうち、硬質材料層４及び軟質材料層５の外周面のみを覆っていてもよい。また、被覆層６は、設けられていなくてもよく、その場合、積層構造体３の外周側の表面は、硬質材料層４及び軟質材料層５の外周側の表面のみから構成される。
なお、本明細書では、隣り合う硬質材料層４が軸線方向に重複する径方向範囲で、径方向に延在する軟質の材料層を「軟質材料層５」と称し、これより外周側の、硬質材料層４以外の材料層を「被覆層６」と称している。

本実施形態において、硬質材料層４、軟質材料層５、及び被覆層６は、それぞれ、軸直方向断面において、円形の外縁形状を有している。しかし、硬質材料層４、軟質材料層５、及び被覆層６は、それぞれ、軸直方向断面において、多角形状（四角形等）等の任意の非円形状の外縁形状を有していてもよい。
なお、本明細書において、積層構造体３、硬質材料層４、軟質材料層５、及び被覆層６のそれぞれの「外径」とは、これらが軸直方向断面において非円形の外縁形状を有している場合、軸直方向断面におけるこれらの外接円の直径を指す。

図１に示すように、本実施形態において、積層構造体３は、その上側及び下側のうち少なくともいずれか一方（図１の例では、両方）の端部側において、硬質材料層４である小径硬質材料層４Ｓと、当該小径硬質材料層４Ｓに対し軸線方向外側に隣り合うとともに小径硬質材料層４Ｓよりも大径の（すなわち、外径が大きい）硬質材料層４である大径硬質材料層４Ｌと、を有している。図１の例では、積層構造体３は、その上側及び下側の両方の端部側において、それぞれ、互いに隣り合う１つの小径硬質材料層４Ｓと１つの大径硬質材料層４Ｌとからなる対４Ｐを、１つずつ有している。
なお、１つの対４Ｐは、互いに隣り合う１つの小径硬質材料層４Ｓと１つの大径硬質材料層４Ｌとからなるものとし、当該小径硬質材料層４Ｓ及び当該大径硬質材料層４Ｌ以外の各硬質材料層４は、当該対４Ｐを構成しない（すなわち、当該１つの対４Ｐに着目したとき、当該小径硬質材料層４Ｓ及び当該大径硬質材料層４Ｌ以外の各硬質材料層４は、たとえ、当該小径硬質材料層４Ｓや当該大径硬質材料層４Ｌと同径であっても、小径硬質材料層４Ｓや大径硬質材料層４Ｌとは称しない）ものとする。
本実施形態において、小径硬質材料層４Ｓは、積層構造体３の軸線方向中心よりも軸線方向外側に位置している。小径硬質材料層４Ｓよりも軸線方向内側に位置する硬質材料層４１は、それぞれ、小径硬質材料層４Ｓと同径（すなわち、外径が同じ）である。また、本実施形態において、積層構造体３は、大径硬質材料層４Ｌの軸線方向外側に位置する２つの硬質材料層４２を有している。硬質材料層４２は、大径硬質材料層４Ｌと同径（すなわち、外径が同じ）である。ただし、大径硬質材料層４Ｌを、積層構造体３を構成する複数の硬質材料層４のうち、最も軸線方向外側に位置するものとしてもよい。
本明細書では、大径硬質材料層４Ｌのうち、小径硬質材料層４Ｓよりも外周側に位置する部分４ＬＭを、「段差部分（４ＬＭ）」と称する。

本実施形態において、小径硬質材料層４Ｓの軸線方向内側に隣接する軟質材料層５Ｓは、積層構造体３の軸線方向中心よりも軸線方向外側に位置している。軟質材料層５Ｓよりも軸線方向内側に位置する軟質材料層５１は、それぞれ、軟質材料層５Ｓと同径である。また、本実施形態において、大径硬質材料層４Ｌの軸線方向外側に隣接する軟質材料層５Ｌは、積層構造体３の軸線方向外側端よりも軸線方向内側に位置している。軟質材料層５Ｌよりも軸線方向外側に位置する軟質材料層５２は、それぞれ、軟質材料層５Ｌと同径である。ただし、対４Ｐを、積層構造体３の最も軸線方向外側に配置して、軟質材料層５Ｌを、積層構造体３を構成する複数の軟質材料層５のうち、最も軸線方向外側に位置するものとしてもよい。
本明細書では、対をなす小径硬質材料層４Ｓ及び大径硬質材料層４Ｌのうち、大径硬質材料層４Ｌの軸線方向外側に隣接する上記軟質材料層５Ｌにおける、小径硬質材料層４Ｓよりも外周側に位置する外周側部分を、「外周側部分（５ＬＭ）」と称する。

本実施形態において、軟質材料層５Ｌにおける、外周側部分５ＬＭは、小径硬質材料層４Ｓの軸線方向内側に隣接する軟質材料層５Ｓ、又は、大径硬質材料層４Ｌよりも小径の硬質材料層（本例では、小径硬質材料層４Ｓ及び硬質材料層４１）の軸線方向内側に隣接する、軟質材料層（本例では、軟質材料層５Ｓ及び軟質材料層５１）よりも、弾性率が高い。ここで、「大径硬質材料層４Ｌよりも小径の硬質材料層」とは、大径硬質材料層４Ｌよりも小径の全ての硬質材料層を指し、従って、小径硬質材料層４Ｓを含む。より具体的に、図１の例では、大径硬質材料層４Ｌの軸線方向外側に隣接する軟質材料層５Ｌの外周側部分５ＬＭは、軟質材料層５Ｓ、又は、軟質材料層５Ｓ及び軟質材料層５１（本例では、全て軟質材料層５Ｓよりも軸線方向内側に位置している）よりも、弾性率が高い。
なお、外周側部分５ＬＭは、軟質材料層５Ｓのみよりも、弾性率が高いものとしてもよい。ただし、上述の図１の例に示すように、外周側部分５ＬＭは、大径硬質材料層４Ｌよりも小径の全ての硬質材料層の軸線方向内側に隣接する軟質材料層５Ｓ、５１よりも、弾性率が高いことが好ましい。また、より好適には、外周側部分５ＬＭは、上記の軟質材料層５Ｓ及び５１に加えて、大径硬質材料層４Ｌ及び小径硬質材料層４Ｓの間に配置された軟質材料層５Ｍよりも弾性率が高い。なお、外周側部分５ＬＭのうち、少なくとも一部が、小径硬質材料層４Ｓの軸線方向内側に隣接する軟質材料層５Ｓ、又は、大径硬質材料層４Ｌよりも小径の硬質材料層（本例では、小径硬質材料層４Ｓ及び硬質材料層４１）の軸線方向内側に隣接する、軟質材料層（本例では、軟質材料層５Ｓ及び軟質材料層５１）よりも、弾性率が高ければよい。

なお、弾性率を高くする手段については、特に限定されないが、例えば、弾性率の異なるゴムを用いてもよい。

以下、本実施形態の免震装置１の作用効果について説明する。
まず、本実施形態の免震装置１は、上述のとおり、積層構造体３が、その上側及び下側のうち少なくともいずれか一方（図１の例では、両方）の端部側において、硬質材料層４である小径硬質材料層４Ｓと、当該小径硬質材料層４Ｓに対し軸線方向外側に隣り合うとともに小径硬質材料層４Ｓよりも大径の硬質材料層４である大径硬質材料層４Ｌと、を有している。これにより、仮に、積層構造体３の全ての硬質材料層４が小径硬質材料層４Ｓと同径である場合に比べて、免震装置１の水平変形時において、硬質材料層４どうしが軸線方向に重複する領域を増大でき、ひいては、積層構造体３がよりしっかりと軸線方向に支えられるので、免震装置１が座屈しにくくなる（言い換えれば、免震装置１の耐座屈性能を向上できる）。また、仮に、積層構造体３の全ての硬質材料層４が大径硬質材料層４Ｌと同径である場合に比べて、免震装置１の免震性能を向上できる。

さらに、本実施形態では、軟質材料層５Ｌにおける、外周側部分５ＬＭは、小径硬質材料層４Ｓの軸線方向内側に隣接する軟質材料層５Ｓ、又は、大径硬質材料層４Ｌよりも小径の硬質材料層（本例では、小径硬質材料層４Ｓ及び硬質材料層４１）の軸線方向内側に隣接する軟質材料層（本例では、軟質材料層５Ｓ及び軟質材料層５１）よりも、弾性率が高い。これによって、免震装置１の水平方向変形時に、積層構造体３のうち、大径硬質材料層４Ｌの段差部分４ＬＭ、及び、それより軸線方向外側の部分に作用する、軸線方向内側へ向かう反発力に抗することができ、大径硬質材料層４Ｌの段差部分４ＬＭ、及び、それより軸線方向外側の部分の、軸線方向内側へのめくれ上がりを抑制することができる。よって、段差部分４ＬＭ、及び、それより軸線方向外側の部分において、軟質材料層５が疲労したり損傷したりするおそれを低減でき、ひいては、免震装置１の耐久性を向上できる。

なお、本明細書における「弾性率」とは、ＪＩＳ Ｋ６２５４における静的せん断弾性率を指し、ＪＩＳ Ｋ６２５４に規定される静的せん断弾性率の測定方法に準じて測定した。測定には、短冊状１号形の試験片を用い、引張試験における引張速度は、１ｍｍ／ｍiｎ、引張歪みは１００％とした。

本実施形態において、軟質材料層５Ｌにおける、外周側部分５ＬＭの弾性率を弾性率Ｇ１とし、小径硬質材料層４Ｓの軸線方向内側に隣接する軟質材料層５Ｓの弾性率を弾性率Ｇ２とし、硬質材料層４１の軸線方向内側に隣接する軟質材料層５１の弾性率を弾性率Ｇ３とするとき、弾性率Ｇ１／Ｇ２は、２００～５００％であることが好ましく、弾性率Ｇ１／Ｇ３は、２００～５００％であることが好ましい。
なお、弾性率Ｇ２及びＧ３は同じでも異なっていてもよいが、製造性の観点から、本例のように同じであることが好ましい。

また、めくり上がり防止の効果の向上の観点から、軟質材料層５Ｌにおける、外周側部分５ＬＭの弾性率Ｇ１は、０．６ＭＰａ以上であることが好ましく、１．０ＭＰａ以上であることがさらに好ましい。また、免震性能の向上の観点から、外周側部分５ＬＭの弾性率Ｇ１は、２．０ＭＰａ以下であることが好ましい。

本実施形態では、上述のとおり、外周側部分５ＬＭの外周側の表面を被覆層６が覆っている。被覆層６の弾性率は特に限定されないが、軸直方向における軟質材料層の一体性を高めるため、外周側部分５ＬＭと同じ弾性率とすることがさらに好ましい。

なお、本明細書で説明する各実施形態においては、図１に示す例のように、積層構造体３の上側及び下側の両方の端部側において、小径硬質材料層４Ｓ及び大径硬質材料層４Ｌからなる対４Ｐが設けられていると、好適である。この場合、仮に積層構造体３の上側及び下側のうちいずれか一方の端部側のみにおいて、対４Ｐが設けられている場合に比べて、免震装置１の耐座屈性能を向上できる。

ただし、図２に示す第２実施形態のように、積層構造体３の下側の端部側のみにおいて、小径硬質材料層４Ｓ及び大径硬質材料層４Ｌからなる対４Ｐが設けられていてもよいし、あるいは、図３に示す第３実施形態のように、積層構造体３の上側の端部側のみにおいて、小径硬質材料層４Ｓ及び大径硬質材料層４Ｌからなる対４Ｐが設けられていてもよい。これらの場合、仮に積層構造体３の上側及び下側の両方の端部側において対４Ｐが設けられている場合（図１）に比べて、免震装置１の製造時において、積層構造体３を構成する各硬質材料層４及び各軟質材料層５の積層作業等がしやすくなるので、免震装置１の製造性を向上できる。なお、これらの場合、積層構造体３の上側及び下側のうち、対４Ｐが設けられていない方の端部側においては、段差部分４ＬＭが存在せず、各硬質材料層４が同径であることから、水平方向変形時においてめくれ上がりのおそれが無い。よって、積層構造体３の上側及び下側のうち、対４Ｐが設けられている方の端部側のみにおいて、軟質材料層５Ｌにおける、外周側部分５ＬＭを、小径硬質材料層４Ｓの軸線方向内側に隣接する軟質材料層５Ｓ、又は、大径硬質材料層４Ｌよりも小径の硬質材料層（本例では、小径硬質材料層４Ｓ及び硬質材料層４１）の軸線方向内側に隣接する、軟質材料層（本例では、軟質材料層５Ｓ及び軟質材料層５１）よりも、弾性率が高いものとすれば、めくり上がり抑制の観点において、十分である。また、第２実施形態及び第３実施形態の例において、外周側部分５ＬＭは、軟質材料層５Ｓ及び５１に加えて、大径硬質材料層４Ｌ及び小径硬質材料層４Ｓの間に配置された軟質材料層５Ｍよりも、弾性率が高いことがより好ましい。

また、図１～図３に示す第１～第３実施形態では、軟質材料層５Ｌにおける、外周側部分５ＬＭの弾性率を、軟質材料層５Ｓ及び軟質材料層５１よりも高いものとしているが、軟質材料層５Ｌにおける、少なくとも外周側部分５ＬＭを含む部分、即ち、外周側部分５ＬＭ及び外周側部分５ＬＭよりも内周側の部分の少なくとも一部を、軟質材料層５Ｓ、又は、軟質材料層５Ｓ及び軟質材料層５１、好適には加えて軟質材料層５Ｍより高い弾性率としてもよい。

図４に示す積層構造体３においては（第４実施形態）、大径硬質材料層４Ｌの軸線方向外側に隣接する軟質材料層５Ｌは、小径硬質材料層４Ｓの軸線方向内側に隣接する軟質材料層５Ｓ、又は、大径硬質材料層４Ｌよりも小径の硬質材料層（本例では、小径硬質材料層４Ｓ及び硬質材料層４１）の軸線方向内側に隣接する軟質材料層（本例では、軟質材料層５Ｓ及び軟質材料層５１）よりも、弾性率が高いことが好ましい。即ち、外周側部分５ＬＭを含む軟質材料層５Ｌの全体が、軟質材料層５Ｓ、又は、軟質材料層５Ｓ及び軟質材料層５１よりも、弾性率が高いことが好ましい。これにより、軟質材料層５Ｌの全体が、軟質材料層５Ｓ及び軟質材料層５１よりも高い弾性率となり、めくり上がりをさらに抑制することができる。なお、軟質材料層５Ｌは、軟質材料層５Ｓ及び５１に加えて、大径硬質材料層４Ｌ及び小径硬質材料層４Ｓの間に配置された軟質材料層５Ｍよりも、弾性率が高いことがより好ましい。

図５に示す積層構造体３においては（第５実施形態）、大径硬質材料層４Ｌよりも軸線方向外側に配置された軟質材料層（本例では、軟質材料層５Ｌ及び軟質材料層５２）における、少なくとも、小径硬質材料層４Ｓよりも外周側に位置する外周側部分（本例では、外周側部分５ＬＭ及び５２Ｍ）は、小径硬質材料層４Ｓの軸線方向内側に隣接する軟質材料層５Ｓ、又は、大径硬質材料層４Ｌよりも小径の硬質材料層（本例では、小径硬質材料層４Ｓ及び硬質材料層４１）の軸線方向内側に隣接する軟質材料層（本例では、軟質材料層５Ｓ及び軟質材料層５１）よりも、弾性率が高いことが好ましい。これによって、免震装置１の水平方向変形時に、大径硬質材料層４Ｌの段差部分４ＬＭ、及び、それより軸線方向外側の部分の、軸線方向内側へのめくれ上がりを、さらに抑制することができる。なお、外周側部分５ＬＭ及び５２Ｍは、軟質材料層５Ｓ及び５１に加えて、大径硬質材料層４Ｌ及び小径硬質材料層４Ｓの間に配置された軟質材料層５Ｍよりも、弾性率が高いことがより好ましい。

なお、本実施形態において、外周側部分５ＬＭ及び５２Ｍの外周側の表面を覆っている被覆層６、並びに硬質材料層４２の外周側の表面を覆っている被覆層６の弾性率は特に限定されないが、軸直方向における軟質材料層の一体性を高めるため、外周側部分５ＬＭ及び５２Ｍと同じ弾性率とすることがさらに好ましい。

また、本実施形態において、軟質材料層５Ｌにおける外周側部分５ＬＭ、及び軟質材料層５２における外周側部分５２Ｍの弾性率を、軟質材料層５Ｓ及び５１よりも高いものとしているが、軟質材料層５Ｌにおける、少なくとも外周側部分５ＬＭを含む部分、即ち、外周側部分５ＬＭ及び外周側部分５ＬＭよりも内周側の部分の少なくとも一部を、軟質材料層５Ｓ、又は、軟質材料層５Ｓ及び軟質材料層５１より高い弾性率としてもよく、加えて、軟質材料層５Ｍより高い弾性率としてもよい。さらに、軟質材料層５２における、少なくとも外周側部分５２Ｍを含む部分、即ち、外周側部分５２Ｍ及び外周側部分５２Ｍよりも内周側の部分の少なくとも一部を、軟質材料層５Ｓ、又は、軟質材料層５Ｓ及び軟質材料層５１より高い弾性率としてもよく、加えて、軟質材料層５Ｍよりも高い弾性率とすることもできる。
さらに、大径硬質材料層４Ｌよりも軸線方向外側の軟質材料層の全部を、軟質材料層５Ｓ、又は、軟質材料層５Ｓ及び軟質材料層５１より高い弾性率としてもよく、加えて、軟質材料層５Ｍよりも高い弾性率としてもよい。

また、図４及び図５に示す第４実施形態及び第５実施形態において、積層構造体３の上側及び下側の両方の端部側において、小径硬質材料層４Ｓ及び大径硬質材料層４Ｌからなる対４Ｐが設けられているが、積層構造体３の下側の端部側のみ及び上側の端部側のみにおいて、小径硬質材料層４Ｓ及び大径硬質材料層４Ｌからなる対４Ｐが設けられていてもよい。

本明細書の各実施形態において、図６、図７及び図８に示す実施形態６、７及び８における積層構造体３のように、その上側及び下側のうち少なくともいずれか一方（図６～図８に示す例では、少なくとも下側）の端部側において、小径硬質材料層４Ｓ及び大径硬質材料層４Ｌからなる対４Ｐを、複数（図６～図８に示す例では、３つ）有していてもよい。

実施形態６における積層構造体３は、図６に示すように、各対４Ｐの段差部分４ＬＭ１、４ＬＭ２及び４ＬＭ３の径方向長さＬ１、Ｌ２及びＬ３が、互いに異なる。より具体的には、各対４Ｐの段差部分４ＬＭ１、４ＬＭ２及び４ＬＭ３の径方向長さＬ１、Ｌ２及びＬ３は、軸線方向外側に位置するものほど、径方向長さが長い（即ち、長さＬ１＜Ｌ２＜Ｌ３）。
ここで、仮に軟質材料層５がそれぞれ同じ弾性率を有する場合、段差部分４ＬＭの径方向長さが長いほど、免震装置１の水平方向変形時において、積層構造体３のうち、当該段差部分４ＬＭ、及び、それより軸線方向外側の部分は、軸線方向内側への反り返り（めくれ上がり）が生じやすくなる。このような観点から、積層構造体３が、その上側及び下側のうち少なくとも一方の端部側において、小径硬質材料層４Ｓ及び大径硬質材料層４Ｌからなる対４Ｐを複数有している場合、図６に示すように、少なくとも、径方向長さＬ３が最大である段差部分４ＬＭを有する大径硬質材料層４Ｌ（本例では、径方向長さが長さＬ３である段差部分４ＬＭ３を有する大径硬質材料層４Ｌ３）の軸線方向外側に隣接する軟質材料層５Ｌ（本例では、軟質材料層５Ｌ３）における、少なくとも、大径硬質材料層４Ｌと対をなす小径硬質材料層４Ｓ（本例では、小径硬質材料層４Ｓ３）よりも外周側に位置する外周側部分５ＬＭ（本例では、外周側部分５ＬＭ３）の弾性率を、対をなす小径硬質材料層４Ｓ（本例では小径硬質材料層４Ｓ３）の軸線方向内側に隣接する軟質材料層５Ｓ（本例では、軟質材料層５Ｓ３）、又は、当該大径硬質材料層４Ｌよりも小径の硬質材料層４の軸線方向内側に隣接する軟質材料層５（本例では、軟質材料層５Ｓ３、５Ｓ２、５Ｓ１及び５１）よりも、弾性率が高いものとすることが好ましい。即ち、外周側部分５ＬＭ３の弾性率を、軟質材料層５Ｓ３、又は、軟質材料層５Ｓ３、５Ｓ２、５Ｓ１及び５１よりも、弾性率が高いものとすることが好ましい。これにより、めくれ上がりをさらに抑制できる。
なお、外周側部分５ＬＭ３は、軟質材料層５Ｓ３、又は、軟質材料層５Ｓ３、５Ｓ２、５Ｓ１及び５１に加えて、軟質材料層５Ｍ３、５Ｍ２及び５Ｍ１よりも弾性率が高いことがより好ましい。

実施形態７における積層構造体３は、図７に示すように、各対４Ｐの段差部分４ＬＭ１、４ＬＭ２及び４ＬＭ３の径方向長さＬ１、Ｌ２及びＬ３が、互いに同じである。
本実施形態において、積層構造体３は、その上側及び下側のうち少なくともいずれか一方の端部側において、小径硬質材料層４Ｓ及び大径硬質材料層４Ｌからなる対を複数有している場合、図７に示すように、複数の対４Ｐのうち少なくとも２つの対（より好適には全て）のそれぞれの大径硬質材料層４Ｌの、軸線方向外側に隣接する軟質材料層５Ｌにおける、外周側部分５ＬＭは、当該大径硬質材料層４Ｌと対をなす小径硬質材料層４Ｓの軸線方向内側に隣接する軟質材料層５Ｓよりも、弾性率が高いことが好ましい。より好ましくは、外周側部分５ＬＭは、当該大径硬質材料層４Ｌと対をなす小径硬質材料層４Ｓの軸方向内側に隣接する軟質材料層５Ｓに加えて、対をなす大径硬質材料層４Ｌと小径硬質材料層との間に配置された軟質材料層５Ｍよりも、弾性率が高い。図７において、より具体的には、外周側部分５ＬＭ３は、軟質材料層５Ｓ３（図示例では、軟質材料層５Ｓ３は、軟質材料層５Ｌ２でもあり、そのうちの、外周側部分５ＬＭ２以外の部分）よりも、弾性率が高いことが好ましい。さらに、外周側部分５ＬＭ２は、軟質材料層５Ｓ２よりも、弾性率が高いことが好ましい。
これにより、めくれ上がりをさらに抑制できる。
なお、本例において、軟質材料層５ＬＭ２及び５ＬＭ３の弾性率は同じだが、弾性率が異なっていてもよい。

実施形態８における積層構造体３は、図８に示すように、各対４Ｐの段差部分４ＬＭ１、４ＬＭ２及び４ＬＭ３の径方向長さＬ１、Ｌ２及びＬ３が、互いに異なる。より具体的には、図６に示す積層構造体３と同様に、各対４Ｐの段差部分４ＬＭ１、４ＬＭ２及び４ＬＭ３の径方向長さＬ１、Ｌ２及びＬ３は、軸線方向外側に位置するものほど、径方向長さが長い（即ち、長さＬ１＜Ｌ２＜Ｌ３）。
免震装置１において、大径硬質材料層４Ｌが、小径硬質材料層４Ｓよりも外周側に位置する段差部分４ＬＭを有していると、段差部分４ＬＭに軸線方向内側へ反り返る力が作用しやすく、さらに、上述のとおり、仮に軟質材料層５がそれぞれ同様の弾性率を有する場合、段差部分４ＬＭの径方向長さが長いほど、免震装置１の水平方向変形時において、積層構造体３のうち、当該段差部分４ＬＭ、及び、それより軸線方向外側の部分は、軸線方向内側への反り返り（めくれ上がり）が生じやすくなる。このような観点から、本実施形態において、積層構造体３が、その上側及び下側のうち少なくとも一方の端部側において、小径硬質材料層４Ｓ及び大径硬質材料層４Ｌからなる対４Ｐを複数有している場合、少なくとも２つの対（本例では、対４Ｐ１、対４Ｐ２、対４Ｐ３の３つ）が含む複数の大径硬質材料層（本例では、大径硬質材料層４Ｌ１、４Ｌ２、４Ｌ３）のそれぞれの軸線方向外側に隣接する軟質材料層（本例では、軟質材料層５Ｌ１、５Ｌ２、５Ｌ３）における、外周側部分の複数（本例では、外周側部分５ＬＭ１、５ＬＭ２、５ＬＭ３）は、当該大径硬質材料層における、当該大径硬質材料層と対をなす小径硬質材料層（本例では、小径硬質材料層４Ｓ１、４Ｓ２、４Ｓ３）よりも外周側に位置する段差部分（本例では、段差部分４ＬＭ１、４ＬＭ２、４ＬＭ３）の径方向長さが大きいものほど、弾性率が高いことが好ましい。より具体的には、図８に示す例では、対４Ｐ１、４Ｐ２及び４Ｐ３において、段差部分４ＬＭ１、４ＬＭ２及び４ＬＭ３の径方向長さは、径方向長さＬ１、Ｌ２及びＬ３の順に大きくなり、外周側部分５ＬＭの弾性率は、外周側部分５ＬＭ１、５ＬＭ２、５ＬＭ３の順に高くなっていることが好ましい。これにより、めくれ上がりをさらに抑制できる。
なお、図８の例では、複数の対４Ｐのうち、外周側部分５ＬＭ１、５ＬＭ２、５ＬＭ３の弾性率がそれぞれ異なっているが、外周側部分５ＬＭ１、５ＬＭ２、５ＬＭ３の弾性率の大小関係は、任意でよい。例えば、図８の例のように、各対４Ｐの段差部分４ＬＭ１、４ＬＭ２及び４ＬＭ３の径方向長さＬ１、Ｌ２及びＬ３が、軸線方向外側に位置するものほど、径方向長さが長い（即ち、長さＬ１＜Ｌ２＜Ｌ３）場合において、外周側部分５ＬＭ１、５ＬＭ２、５ＬＭ３の弾性率は、互いに同じであってもよい。あるいは、外周側部分５ＬＭ１及び５ＬＭ２の弾性率が互いに同じであってもよく、又は、外周側部分５ＬＭ２及び５ＬＭ３の弾性率が互いに同じであってもよい。

本明細書で説明する各例において、積層構造体３は、図１～図８の各例のように、その上側及び下側のうち少なくともいずれか一方の端部側において、各硬質材料層４が、それぞれ当該硬質材料層４に対し軸線方向内側に隣り合う他の硬質材料層４の外径以上の外径を有している（すなわち、各硬質材料層４の外径が、軸線方向外側に向かうにつれて徐々に増大している）と、好適である。言い換えれば、積層構造体３は、図１～図６の各例のように、その上側及び下側のうち少なくともいずれか一方の端部側において、いずれの硬質材料層４も、当該硬質材料層４に対し軸線方向内側に隣り合う他の硬質材料層４の外径未満の外径を有していないと、好適である。これにより、仮に、いずれかの硬質材料層４が、当該硬質材料層４に対し軸線方向内側に隣り合う他の硬質材料層４の外径未満の外径を有している場合に比べて、免震装置１の耐座屈性能を、向上できる。
また、本明細書で説明する各例において、積層構造体３は、その上側及び下側のうち少なくともいずれか一方の端部側において、最も軸線方向外側に位置する複数の硬質材料層４が、それぞれ当該硬質材料層４に対し軸線方向内側に隣り合う他の硬質材料層４の外径よりも大きな外径を有している（すなわち、これら複数の硬質材料層４の外径が、軸線方向外側に向かうにつれて、一部で一定となることなく常に滑らかに増大している）と、好適である。この場合、免震装置１の耐座屈性能及び免震性能を、向上できることに加えて、積層構造体３のめくれ上がりをさらに抑制することができる。
なお、積層構造体３は、図１～図５の各例のように、積層構造体３における軸線方向中央部分において、複数の硬質材料層４が同径であってもよいし、あるいは、積層構造体３の中央部分において、複数の硬質材料層４が、それぞれ当該硬質材料層４に対し軸線方向内側に隣り合う他の硬質材料層４の外径よりも大きな外径を有し（すなわち、これら複数の硬質材料層４の外径が、軸線方向外側に向かうにつれて、一部で一定となることなく常に滑らかに増大し）ていてもよい。例えば、積層構造体３は、積層構造体３における軸線方向の全体において、複数の硬質材料層４が、それぞれ当該硬質材料層４に対し軸線方向内側に隣り合う他の硬質材料層４の外径よりも大きな外径を有し（すなわち、これら複数の硬質材料層４の外径が、軸線方向外側に向かうにつれて、一部で一定となることなく常に滑らかに増大し）ていてもよい。
なお、これらの場合、各対４Ｐの小径硬質材料層４Ｓは、当該対４Ｐに対し軸線方向内側に隣り合う他の対４Ｐの大径硬質材料層４Ｌとなり得る。同様に、各対４Ｐの大径硬質材料層４Ｌは、当該対４Ｐに対し軸線方向外側に隣り合う他の対４Ｐの小径硬質材料層４Ｓとなり得る。

本明細書で説明する各例においては、積層構造体３は、その上側及び下側のうち少なくともいずれか一方の端部側において、小径硬質材料層４Ｓ及び大径硬質材料層４Ｌからなる対４Ｐを、複数有している場合、図６及び図８の例のように、各対４Ｐの段差部分４ＬＭは、軸線方向外側に位置するものほど、径方向長さが長いと、好適である。これにより、仮に図７の例のように各対４Ｐの段差部分４ＬＭの径方向長さＬが互いに同じである場合に比べて、積層構造体３のめくれ上がりをさらに抑制することができる。

また、積層構造体３は、図１～図５の各例においては、各硬質材料層４と各軟質材料層５とが環状ではなく中実に構成されており、積層構造体３の中心軸線Ｏ上に硬質材料層４と軟質材料層５とが位置しているが、これに限られない。例えば、積層構造体３は、各硬質材料層４と各軟質材料層５とが環状に構成されており、各硬質材料層４の中心穴と各軟質材料層５の中心穴とによって、積層構造体３は、その中心軸線Ｏ上に、軸線方向に延在する中心穴を有しており、当該中心穴に、柱状体が配置されていてもよい。柱状体は、塑性変形により振動エネルギーを吸収できるように構成されていると好適である。柱状体は、例えば、鉛、錫、錫合金、又は熱可塑性樹脂から構成されることができる。

本発明の免震装置は、地震の揺れが構造物（例えば、ビル、マンション、戸建て住宅、倉庫等の建物、並びに、橋梁等）に伝わるのを抑制するために、構造物の上部構造と下部構造との間に配置されると、好適なものである。

１：免震装置、２１：上側フランジプレート（フランジプレート）、 ２２：下側フランジプレート（フランジプレート）、 ３：積層構造体、 ４：硬質材料層、 ４Ｓ、４Ｓ１～４Ｓ３：小径硬質材料層（硬質材料層）、 ４Ｌ、４Ｌ１～４Ｌ３：大径硬質材料層（硬質材料層）、 ４ＬＭ、４ＬＭ１～４ＬＭ３：段差部分、 ４１、４２：硬質材料層、 ４Ｐ、４Ｐ１～４Ｐ３：対、 ５：軟質材料層、 ５Ｓ、５Ｓ１～５Ｓ３：軟質材料層、 ５Ｌ、５Ｌ１～５Ｌ３：軟質材料層、 ５１、５２：軟質材料層、 ５ＬＭ、５ＬＭ１～５ＬＭ３：外周側部分、 ６：被覆層、 Ｏ：中心軸線

Claims (6)

1. 鉛直方向に交互に積層された硬質材料層及び軟質材料層を有する、積層構造体を備えた、免震装置であって、
   前記積層構造体は、その上側及び下側のうち少なくともいずれか一方の端部側において、前記硬質材料層である小径硬質材料層、及び、当該小径硬質材料層に対し軸線方向外側に隣り合うとともに前記小径硬質材料層よりも大径の前記硬質材料層である大径硬質材料層を、有しており、
   前記大径硬質材料層の軸線方向外側に隣接する前記軟質材料層における、少なくとも、前記小径硬質材料層よりも外周側に位置する外周側部分は、前記小径硬質材料層の軸線方向内側に隣接する前記軟質材料層、又は、前記大径硬質材料層よりも小径の前記硬質材料層の軸線方向内側に隣接する前記軟質材料層よりも、弾性率が高く、
   いずれか１つの前記大径硬質材料層の軸線方向外側に隣接する前記軟質材料層における、少なくとも、前記小径硬質材料層よりも外周側に位置する外周側部分は、前記いずれか１つの大径硬質材料層に対し軸線方向外側に隣り合う前記硬質材料層の軸線方向外側に隣接する前記軟質材料よりも、弾性率が高い、免震装置。
2. 前記大径硬質材料層の軸線方向外側に隣接する前記軟質材料層は、前記小径硬質材料層の軸線方向内側に隣接する前記軟質材料層、又は、前記大径硬質材料層よりも小径の前記硬質材料層の軸線方向内側に隣接する前記軟質材料層よりも、弾性率が高い、請求項１に記載の免震装置。
3. 前記大径硬質材料層よりも軸線方向外側に配置された前記軟質材料層における、少なくとも、前記小径硬質材料層よりも外周側に位置する外周側部分は、前記小径硬質材料層の軸線方向内側に隣接する前記軟質材料層、又は、前記大径硬質材料層よりも小径の前記硬質材料層の軸線方向内側に隣接する前記軟質材料層よりも、弾性率が高い、請求項１又は２に記載の免震装置。
4. 前記積層構造体は、その上側及び下側のうち少なくともいずれか一方の端部側において、前記小径硬質材料層及び前記大径硬質材料層からなる対を複数有しており、
   前記複数の対が含む複数の前記大径硬質材料層のうち、少なくとも、当該大径硬質材料層における、当該大径硬質材料層と対をなす前記小径硬質材料層よりも外周側に位置する段差部分の径方向長さが最大である、前記大径硬質材料層の、軸線方向外側に隣接する前記軟質材料層における、前記外周側部分は、前記対をなす前記小径硬質材料層、又は、当該大径硬質材料層よりも小径の前記硬質材料層の軸線方向内側に隣接する前記軟質材料層よりも、弾性率が高い、請求項１～３のいずれか一項に記載の免震装置。
5. 前記積層構造体は、その上側及び下側のうち少なくともいずれか一方の端部側において、前記小径硬質材料層及び前記大径硬質材料層からなる対を複数有しており、
   前記複数の対のうち少なくとも２つの対のそれぞれの前記大径硬質材料層の、軸線方向外側に隣接する前記軟質材料層における、前記外周側部分は、当該大径硬質材料層と対をなす前記小径硬質材料層の軸線方向内側に隣接する前記軟質材料層よりも、弾性率が高い、請求項１～４のいずれか一項に記載の免震装置。
6. 前記少なくとも２つの対が含む複数の前記大径硬質材料層のそれぞれの軸線方向外側に隣接する前記軟質材料層における、前記外周側部分の複数は、当該大径硬質材料層における、当該大径硬質材料層と対をなす前記小径硬質材料層よりも外周側に位置する段差部分の径方向長さが大きいものほど、弾性率が高い、請求項５に記載の免震装置。
   

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