JPH1068442A - 免震構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐破壊特性と耐荷重性という相反する特性を
ともに満足しうる、新規な免震構造体を提供する。 【解決手段】 引張破断伸びＥ_B (A) の大きい軟質層２
を上層部Ｌ１および下層部Ｌ３に配置するとともに、そ
れよりも引張破断伸びＥ_B (B) の小さい軟質層２を上記
の間の中間部Ｌ２に配置して、上記上層部Ｌ１および下
層部Ｌ３の、引張破断伸びＥ_B (A) の大きい軟質層２に
よって、免震構造体Ｍの耐破壊特性を確保し、かつ中間
部Ｌ２の、引張破断伸びＥ_B (B) の小さい軟質層２によ
って、免震構造体Ｍの耐荷重性を確保した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、たとえばビルや
橋梁等の建造物の基礎部分に設けられる免震構造体に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記ビル等の建造物の固有振動数を地震
の振動周波数からずらして、当該建造物が地震の際に受
ける横方向の加速度を減少させるべく、その基礎部分
に、横方向に柔らかい免震構造体を挿入することが検討
され、実用化されつつある。上記免震構造体としては種
々の構造のものが提案されており、その中の１つに、加
硫ゴム等のゴム弾性を有する材料からなる軟質層と、鋼
板等の剛性を有する材料からなる硬質層とをそれぞれ複
数層ずつ交互に、一対の取付けフランジ間に積層した積
層構造のものがある。

【０００３】上記積層構造の免震構造体において軟質層
は、外力に対する高い耐性（耐破壊特性）を有している
必要がある。つまり免震構造体には、平常時でも常に、
建造物から巨大な圧縮荷重が加えられており、軟質層
は、この圧縮荷重によって外周部が外方へ膨張して、そ
の表面にかなり大きな引張応力が加わった状態となって
いるため、この引張応力によって裂けたりしないことが
求められるとともに、地震発生による大変形時には、場
合によっては軟質層に、局部的にではあるがおよそ２０
０％程度のせん断変形が加えられるおそれがあるため、
この変形によって破壊されないことが求められる。

【０００４】また近時、従来の建造物よりも重量が著し
く大きい、より大規模な建造物にも免震構造体を適用し
ようとする動きが見られるが、従来の免震構造体をその
まま適用したのでは、軟質層の耐荷重性が不十分で、地
震の際の水平方向へのせん断大変形時に免震構造体が座
屈して、免震支承機能を失うおそれがあり、これを防止
すべく軟質層の耐荷重性を向上することが要求されつつ
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した耐
破壊特性と耐荷重性とは本来、相反する特性であって、
この相反する両特性を両立させることは、従来の技術で
は実現が困難であった。すなわち軟質層の耐荷重性を向
上させるには、当該軟質層を構成する基材ゴム中に、キ
シレン樹脂や、あるいはベンゼン環を多く含む剛性の高
い樹脂を配合して、軟質層の剛性を向上させればよい
が、かかる高剛性の軟質層はどうしても引張破断伸びが
小さくなって、耐破壊特性が低下してしまう。

【０００６】一方、軟質層の耐破壊特性を向上させるに
は、当該軟質層を構成する基材ゴム中に、クマロン・イ
ンデン樹脂のようなゴムを軟化させる作用のある樹脂を
配合したり、あるいは軟質層を天然ゴムにて形成する場
合には、当該天然ゴムの破断伸びを大きくする作用のあ
るイソプレンゴムを配合したりすればよいが、いずれの
手法を採用しても、軟質層の剛性が低下して耐荷重性が
不十分になってしまう。

【０００７】この発明の目的は、耐破壊特性と耐荷重性
という相反する特性をともに満足しうる、新規な免震構
造体を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、発明者は、上下一対の取付けフランジ間に積層され
た複数の軟質層を、積層位置によって役割分担させるこ
とを検討した。その結果、地震発生による大変形時に大
きなせん断変形が加わるのは、上下の取付けフランジに
近い上層部および下層部の軟質層であって、その間の中
間部の軟質層にはさほど大きなせん断変形が加わらない
ため、上記上層部と下層部の軟質層は耐破壊特性にすぐ
れたものとし、かつ中間部の軟質層は耐荷重性にすぐれ
たものとすれば、両特性を同時に満足する免震構造体を
構成できることを見出し、この発明を完成するに至っ
た。

【０００９】すなわちこの発明の免震構造体は、上下一
対の取付けフランジ間に、ゴム弾性を有する軟質層と剛
性を有する硬質層とを複数層ずつ交互に積層したもので
あって、上下の取付けフランジに近い上層部および下層
部の軟質層の引張破断伸びＥ _B (A) 〔％〕と、上記の間
の中間部の軟質層の引張破断伸びＥ_B (B) 〔％〕とが、
式(i) ： Ｅ_B (A) 〔％〕−Ｅ_B (B) 〔％〕＞０ (i） を満足することを特徴としている。

【００１０】上記構成からなるこの発明の免震構造体に
おいては、上述したように、上下の取付けフランジに近
い上層部および下層部の軟質層を、引張破断伸びＥ
_B (A) 〔％〕の大きい、つまり耐破壊特性にすぐれたも
のとし、かつ中間部の軟質層を、上記上層部および下層
部の軟質層よりも引張破断伸びＥ_B (B) 〔％〕の小さ
い、つまりより剛性の高い耐荷重性にすぐれたもとのし
て役割分担させているため、これら各軟質層の総合的な
作用によって、高い耐破壊特性と耐荷重性とを両立する
ことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下にこの発明の免震構造体を、
その実施の形態の一例を示す図１を参照しつつ説明す
る。図１にみるようにこの例の免震構造体Ｍは、円板状
の２枚の取付けフランジ１、１と、両取付けフランジ
１、１間に交互に積層された、同じく円板状の、複数層
ずつの軟質層２…および硬質層３…とを備えている。ま
た免震構造体Ｍの中心部には、上記取付けフランジ１、
１、軟質層２…および硬質層３…の各層を貫通して、通
孔Ｍ１が形成されている。

【００１２】上記のうち取付けフランジ１および硬質層
３は、それぞれ従来同様に、鋼板等の剛性を有する材料
にて形成されており、このうち上側の取付けフランジ１
の上面、および下側の取付けフランジ１の下面には、そ
れぞれ免震構造体Ｍを基礎および建造物と結合するため
のボルト（図示せず）が螺着される複数個のねじ穴１２
…が形成されている。

【００１３】また軟質層２は、これも従来同様に、加硫
ゴム等の、ゴム弾性を有する材料にて形成されるが、前
述したように、上下の取付けフランジ１、１に近い上層
部Ｌ１および下層部Ｌ３の軟質層２の引張破断伸びＥ_B
(A) 〔％〕と、上記の間の中間部Ｌ２の軟質層２の引張
破断伸びＥ_B (B) 〔％〕とが、式(i) ： Ｅ_B (A) 〔％〕−Ｅ_B (B) 〔％〕＞０ (i） を満足している必要がある。

【００１４】上記式(i) のごとく、上層部Ｌ１および下
層部Ｌ３の軟質層２の引張破断伸びＥ_B (A) 〔％〕と、
中間部Ｌ２の軟質層２の引張破断伸びＥ_B (B) 〔％〕と
に差をつけるには、たとえば 上層部Ｌ１および下層部Ｌ３の軟質層２の引張破断
伸びＥ_B (A) 〔％〕を、中間部Ｌ２の軟質層２の引張破
断伸びＥ_B (B) 〔％〕よりも大きくするか、あるいは 逆に中間部Ｌ２の軟質層２の引張破断伸びＥ_B (B)
〔％〕を、上層部Ｌ１および下層部Ｌ３の軟質層２の引
張破断伸びＥ_B (A) 〔％〕よりも小さくする、ことが考
えられる。あるいはまた、上記とを併用してもよ
い。

【００１５】上記のうちの、上層部Ｌ１および下層部
Ｌ３の軟質層２の引張破断伸びＥ_B(A) 〔％〕を、中間
部Ｌ２の軟質層２の引張破断伸びＥ_B (B) 〔％〕よりも
大きくする方法としては、前述したように、当該軟質層
２を構成する基材ゴム中に、クマロン・インデン樹脂の
ようなゴムを軟化させる作用のある樹脂を配合したり、
あるいは軟質層を天然ゴムにて形成する場合には、当該
天然ゴムの破断伸びを大きくする作用のあるイソプレン
ゴムを配合したりする方法が好適に採用される。

【００１６】またの、中間部Ｌ２の軟質層２の引張破
断伸びＥ_B (B) 〔％〕を、上層部Ｌ１および下層部Ｌ３
の軟質層２の引張破断伸びＥ_B (A) 〔％〕よりも小さく
する方法としては、やはり前述したように、当該軟質層
２を構成する基材ゴム中に、キシレン樹脂、フェノール
樹脂等の、ベンゼン環を多く含む剛性の高い樹脂を配合
して、軟質層の剛性を向上させる方法が好適に採用され
る。

【００１７】あるいはまた、上記上層部Ｌ１および下層
部Ｌ３の軟質層２と、中間部Ｌ２の軟質層２とで、使用
する基材ゴムの種類を違えることで、引張破断伸びＥ_B
(A)〔％〕、Ｅ_B (B) 〔％〕が前記式(i) の関係となる
ようにしてもよい。この発明においては、上述したよう
に上層部Ｌ１および下層部Ｌ３の軟質層２の引張破断伸
びＥ_B (A) 〔％〕と、上記の間の中間部Ｌ２の軟質層２
の引張破断伸びＥ_B (B) 〔％〕とが前記式(i) の関係に
あれば、その他の構成はとくに限定されないが、前記式
(i) から求められる両者の差は１００ポイント以上、つ
まり下記式(ii)： Ｅ_B (A) 〔％〕−Ｅ_B (B) 〔％〕≧１００ (ii) を満足しているのが好ましい。

【００１８】上記差が１００ポイント未満では、上層部
Ｌ１および下層部Ｌ３の軟質層２と、中間部Ｌ２の軟質
層２との役割分担が明確でなくなり、高い耐破壊特性と
耐荷重性とを両立できなくなるおそれがある。なお上記
差（Ｅ_B (A) 〔％〕−Ｅ_B (B) 〔％〕）は、上記範囲内
でもとくに５０〜８０ポイント程度であるのが好まし
い。

【００１９】また、上層部Ｌ１および下層部Ｌ３を構成
する軟質層２の層数と、中間部Ｌ２を構成する軟質層２
の層数との割合等についても、この発明ではとくに限定
されないが、上層部Ｌ１および下層部Ｌ３を構成する軟
質層２の層数Ｎ₁ （上層部Ｌ１の層数）、Ｎ₂ （下層部
Ｌ３の層数）の、フランジ１、１間における全ての軟質
層２の層数Ｎ_A に占める割合Ｒ_L1、Ｒ_L3（下記式(iii)
(iv) で表される）は、それぞれ２０％以下、両者の合
計で４０％以下であるのが好ましい。

【００２０】Ｒ_L1＝Ｎ₁ ／Ｎ_A ×１００ (iii) Ｒ_L3＝Ｎ₂ ／Ｎ_A ×１００ (iv) 上記の割合Ｒ_L1、Ｒ_L3が、いずれか一方でも上記の範囲
を超えた場合には、相対的に中間部Ｌ２を構成する軟質
層２の層数が少なくなって、免震構造体全体の耐荷重性
が不十分となり、地震の際の水平方向へのせん断大変形
時に免震構造体が座屈して、免震支承機能を失うおそれ
がある。

【００２１】また上記割合Ｒ_L1、Ｒ_L3の下限値について
もとくに限定されず、上層部Ｌ１および下層部Ｌ３はそ
れぞれ、上下の取付けフランジ１、１と接する最上層お
よび最下層の１層ずつの軟質層２のみで構成されていて
もよい。ただし、上記割合Ｒ_L1、Ｒ_L3はそれぞれ、上記
範囲内でもとくに５〜１５％程度であるのがさらに好ま
しい。

【００２２】軟質層２を構成する基材ゴムとしては、た
とえば天然ゴム（ＮＲ）の他、イソプレンゴム（Ｉ
Ｒ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエン
共重合ゴム（ＳＢＲ）、エチレン−プロピレン共重合ゴ
ム（ＥＰＭ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴ
ム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等の各種合成ゴム
があげられ、中でもとくにＮＲ、ＩＲ、ＢＲおよびＳＢ
Ｒが好適に使用される。これらはそれぞれ単独で使用さ
れる他、２種以上を併用することもできる。

【００２３】また上記基材ゴムには、従来同様に加硫
剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤、補強剤、
充てん剤、軟化剤、可塑剤その他、従来公知の各種添加
剤を、必要に応じて添加してもよい。上記のうち加硫剤
としては、たとえば硫黄、有機含硫黄化合物、有機過酸
化物等があげられ、このうち有機含硫黄化合物として
は、たとえばＮ，Ｎ′−ジチオビスモルホリン等があげ
られ、有機過酸化物としては、たとえばベンゾイルペル
オキシド、ジクミルペルオキシド等があげられる。

【００２４】また加硫促進剤としては、たとえばテトラ
メチルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモ
ノスルフィド等のチウラム系加硫促進剤；ジブチルジチ
オカーバミン酸亜鉛、ジエチルジチオカーバミン酸亜
鉛、ジメチルジチオカーバミン酸ナトリウム、ジエチル
ジチオカーバミン酸テルル等のジチオカーバミン酸類；
２−メルカプトベンゾチアゾール、Ｎ−シクロヘキシル
−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド等のチアゾー
ル類；トリメチルチオ尿素、Ｎ，Ｎ′−ジエチルチオ尿
素等のチオウレア類などの有機促進剤や、あるいは消石
灰、酸化マグネシウム、酸化チタン、リサージ（Ｐｂ
Ｏ）等の無機促進剤があげられる。

【００２５】加硫促進助剤としては、たとえば亜鉛華等
の金属酸化物や、あるいはステアリン酸、オレイン酸、
綿実脂肪酸等の脂肪酸などがあげられる。加硫遅延剤と
しては、たとえばサリチル酸、無水フタル酸、安息香酸
等の芳香族有機酸；Ｎ−ニトロソジフェニルアミン、Ｎ
−ニトロソ−２，２，４−トリメチル−１，２−ジハイ
ドロキノン、Ｎ−ニトロソフェニル−β−ナフチルアミ
ン等のニトロソ化合物などがあげられる。

【００２６】上記加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤お
よび加硫遅延剤は、その合計の配合量が、基材ゴム１０
０重量部に対して４〜１５重量部程度であるのが好まし
い。老化防止剤としては、たとえば２−メルカプトベン
ゾイミダゾール等のイミダゾール類；フェニル−α−ナ
フチルアミン、Ｎ，Ｎ′−ジ−β−ナフチル−ｐ−フェ
ニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ′−イソプロピル−
ｐ−フェニレンジアミン等のアミン類；ジ−ｔ−ブチル
−ｐ−クレゾール、スチレン化フェノール等ノフェノー
ル類などがあげられる。

【００２７】老化防止剤の配合量は、基材ゴム１００重
量部に対して１〜１０重量部程度が好ましい。補強剤と
しては主にカーボンブラックが使用される他、シリカ系
やケイ酸塩系のホワイトカーボン、亜鉛華、表面処理沈
降性炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タルク、クレ
ー等の無機補強剤や、あるいはクマロンインデン樹脂、
フェノール樹脂、ハイスチレン樹脂（スチレン含有量の
多いスチレン−ブタジエン共重合体）等の有機補強剤も
使用できる。

【００２８】また充てん剤としては、たとえば炭酸カル
シウム、クレー、硫酸バリウム、珪藻土などがあげられ
る。上記補強剤および／または充てん剤の配合量は、基
材ゴム１００重量部に対して５〜１５０重量部程度が好
ましい。軟化剤としては、たとえば脂肪酸（ステアリン
酸、ラウリン酸等）、綿実油、トール油、アスファルト
物質、パラフィンワックス等の、植物油系、鉱物油系、
および合成系の各種軟化剤があげられる。

【００２９】軟化剤の配合量は、基材ゴム１００重量部
に対して１０〜１００重量部程度が好ましい。可塑剤と
しては、たとえばジブチルフタレート、ジオクチルフタ
レート、トリクレジルフォスフェート等の各種可塑剤が
あげられる。可塑剤の配合量は、基材ゴム１００重量部
に対して５〜２０重量部程度が好ましい。

【００３０】また、上層部Ｌ１および下層部Ｌ３を構成
する軟質層２に添加してもよい、ゴムを軟化させる作用
のある樹脂としては、前述したクマロン・インデン樹脂
の他、たとえば脂肪族／芳香族混合系樹脂、シクロペン
タジエン樹脂等があげられる。このうちクマロン・イン
デン樹脂は、コークス炉ガス中の軽油中に含まれるソル
ベントナフサ（１５０〜２００℃）を原料とし、これに
含まれているクマロン、インデン、スチレンなどを共重
合させた熱可塑性の樹脂である。より詳しくは、上記の
各成分を含むソルベントナフサを、硫酸などを触媒とし
て１００℃程度で重合させて、反応軽沸物を除去するこ
とにより製造される。上記クマロン・インデン樹脂は、
平均分子量３００〜４５０程度のオリゴマーであり、軟
化温度７０〜１６０℃以上の各種のグレードのものが市
販されている。

【００３１】上記の、ゴムを軟化させる作用のある樹脂
の、上層部Ｌ１および下層部Ｌ３を構成する軟質層２へ
の配合量はとくに限定されず、当該軟質層２の引張破断
伸びＥ_B (A) 〔％〕が所定の値となるように適宜、配合
量を設定すればよいが、たとえば上記クマロン・インデ
ン樹脂の場合は、基材ゴム１００重量部に対して２０〜
６０重量部程度、配合するのが好ましい。

【００３２】一方、中間部Ｌ２を構成する軟質層２に添
加してもよい、当該軟質層２の剛性を向上させる機能を
有する樹脂としては、前述したようにキシレン樹脂、フ
ェノール樹脂等の、ベンゼン環を多く含む剛性の高い樹
脂等があげられる。このうちキシレン樹脂としては、ｍ
−キシレンとホルムアルデヒドとを、たとえば硫酸等の
鉱酸触媒下で反応させてえられるｍ−キシレンホルムア
ルデヒド樹脂（ＸＦ樹脂、ストレート型キシレン樹脂）
の他、上記ｍ−キシレンホルムアルデヒド樹脂と、フェ
ノール類、カルボン酸類、アミン類、アルコール類また
は芳香族炭化水素類等の、活性水素を有する第３成分と
の後縮合変性物（後縮合変性型キシレン樹脂）を使用し
てもよい。

【００３３】上記の、軟質層２の剛性を向上させる機能
を有する樹脂の、中間部Ｌ２の軟質層２への配合量につ
いてもとくに限定されず、当該軟質層２の引張破断伸び
Ｅ_B(B) 〔％〕が所定の値となるように適宜、配合量を
設定すればよいが、たとえば上記キシレン樹脂の場合
は、基材ゴム１００重量部に対して５〜５０重量部程
度、配合するのが好ましい。

【００３４】上記以外にも基材ゴムには、たとえば分散
剤、溶剤等を適宜、配合してもよい。この発明の免震構
造体Ｍを製造するには、まず前述した基材ゴムに上記の
各成分を添加して、たとえば密閉式混練機等を用いて混
練して製造したゴム組成物を、ローラーヘッド押出機等
を用いてシート状に成形し、ついで円板状に打ち抜いた
後、打ち抜いたシートを複数枚、フランジ１、１、およ
び複数枚の硬質層３…とともに、図１に示す順序で積層
して円柱状の積層体とする。なおこの際、各層間には加
硫接着剤を介在させてもよい。

【００３５】そして上記の積層体を所定の温度、圧力で
加熱、加圧してやると、未加硫のシートが加硫されて軟
質層２…が形成されるとともに、当該軟質層２…とフラ
ンジ１、１および軟質層２…と硬質層３…とが互いに加
硫接着されて、図１に示す免震構造体Ｍがえられる。ま
た上記免震構造体Ｍの中心部に形成された通孔Ｍ１は、
上記加硫の際に、２枚のフランジ１、１と、軟質層２…
となるシートと、硬質層３…とを位置決めするためのも
のであり、製造方法によっては省略することもできる。

【００３６】また免震構造体は、前記のように建造物の
基礎部分に設けられて、長期間にわたって使用されるた
め、その耐候性を向上し、とくに軟質層２が、酸化劣化
やオゾン劣化等を生じないようにするために、その外周
面を、耐候性にすぐれた被覆層によって被覆してもよ
い。被覆層を構成する耐候性にすぐれた材料としては、
これに限定されないがたとえば、パラメチルスチレン−
イソブチレン共重合体の臭素化物、ＩＩＲ、ＥＰＭ等が
あげられる。

【００３７】上記被覆層はたとえば、加硫前のシートの
状態で、同じく加硫前の前記積層体の外周に巻きつけた
ものを、前記の加硫と同時に加硫するとともに、フラン
ジ１、１、軟質層２…および硬質層３…と加硫接着する
ことで形成される。

【００３８】

【実施例】以下にこの発明を、参考例、実施例、比較例
に基づいて説明する。 参考例１ ＮＲ〔ＳＭＲ ＣＶ６０〕６５重量部と、ＩＲ〔シェル
化学（株）製のカリフレックスＩＲ３０９〕３５重量部
とを基材ゴムとし、この基材ゴム１００重量部に、クマ
ロン・インデン樹脂〔新日鉄化学（株）製のエスクロン
Ｇ９０〕４８重量部と、下記の各成分とを配合し、密閉
式混練機で混練してゴム組成物(A) を作製した。

【００３９】 （成 分） （配合量） ・補強剤 カーボンブラックＬＳ−ＩＳＡＦ ５０重量部 〔三菱化学（株）製のダイヤプラックＬ１〕 ・軟化剤 アロマオイル １０重量部 〔ジャパンエナジー（株）製のＪＯＭＯＸ１００Ｅ〕 ・老化防止剤 ２−メルカプトベンゾイミダゾール ２重量部 〔大内新興化学（株）製のノクラックＭＢ〕 ・加硫剤 粉末硫黄〔鶴見化学（株）製〕 ０．９重量部 ・加硫促進剤 Ｎ−tert−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンア
ミド 〔大内新興化学（株）製のノクセラーＮＳ〕１．７重量
部 テトラメチルチウラムジスルフィド ０．９重量部 〔大内新興化学（株）製のノクセラーＴＢＴ−ｎ〕 ・加硫遅延剤 サントガードＰＶＩ ０．３重量部 〔モンサント（株）製〕 ・加硫促進助剤 亜鉛華〔東邦亜鉛（株）製の銀嶺Ｒ〕３重量部 ステアリン酸〔日本油脂（株）製の桐〕１重量部 つぎに、上記ゴム組成物(A) をローラーヘッド押出機に
より、幅３００ｍｍ、厚み２．２ｍｍのシート状に成形
したのち打ち抜いて、外径１８０ｍｍでかつその中心部
に内径２０ｍｍの通孔を有する、上層部および下層部用
の円板状のシート(A) を製造した。

【００４０】参考例２ クマロン・インデン樹脂を配合しなかったこと以外は参
考例１と同様にしてゴム組成物(B) を作製し、このゴム
組成物(B) から、参考例１と同様にして、同寸法の、中
間部用の円板状のシート(B) を製造した。 引張破断伸びの測定 上記参考例１、２で作製したゴム組成物(A)(B)を厚み２
ｍｍのシート状に押出成形し、プレス加硫して、２ｍｍ
厚の加硫シートを作製した。そして上記の加硫シートを
打ち抜いて、ＪＩＳ Ｋ６３０１「加硫ゴム物理試験方
法」に規定されたダンベル状１号形の試験片を作製し、
この試験片の引張破断伸びを、引張速度５００ｍｍ／
分、雰囲気温度２０℃の条件下、万能型引張試験機を用
いて測定したところ、ゴム組成物(A) から形成された加
硫シートの引張破断伸びＥ_B (A) ＝８９０％、ゴム組成
物(B) から形成された加硫シートの引張破断伸びＥ
_B (B) ＝７７０％であった。

【００４１】実施例１ 上記参考例２で製造した中間部用のシート(B) ２３枚
を、当該シートと同じく外径１８０ｍｍで、かつその中
心部に内径２１ｍｍの通孔を有する、厚み１ｍｍの円板
状の鋼板からなる２４枚の硬質層と交互に積層し、かつ
その上下に、参考例１で製造した上層部および下層部用
のシート(A) を１枚ずつ積層するととに、さらにその上
下に、外径１８０ｍｍでかつその中心部に内径２１ｍｍ
の通孔を有する、厚み１９．８ｍｍの鋼板製のフランジ
を１枚ずつ重ね合わせた状態で、油圧プレスで圧着し
た。

【００４２】つぎに上記積層体を専用の金型に仕込み、
油圧プレスで加圧しつつ加熱して加硫させて、図１に示
す形状を有し、全体の厚みが１０８．６ｍｍ、外径が１
８０ｍｍ、通孔Ｍ１の内径が２１ｍｍ、フランジ１、１
間の距離が６９ｍｍ、各軟質層２の厚みが１．８ｍｍ
で、かつ２次形状係数（＝軟質層の外径／軟質層の総厚
み）が４．０であるとともに、上下の取付けフランジ
１、１と接する最上層および最下層の１層ずつの軟質層
２、２にて上層部Ｌ１および下層部Ｌ３が構成され、そ
の間の２３層の軟質層２にて中間部Ｌ２が構成された、
免震構造体のモデルを製造した。

【００４３】なお加硫条件は、加硫圧２００ｋｇｆ／ｃ
ｍ² 、加硫温度×時間：１２０℃×１０分→１３０℃×
１０分→１４０℃×１０分→１５０℃×１２０分とし
た。 実施例２ 上下の取付けフランジ１、１と接する最上層および最下
層の１層ずつを含む、上下各３層ずつの軟質層２…を、
参考例１で製造したシート(A) にて形成して、上層部Ｌ
１および下層部Ｌ３を構成するとともに、その間の１９
層の軟質層２…を、参考例２で製造したシート(B) にて
形成して中間層Ｌ２を構成したこと以外は実施例１と同
様にして、同寸法の免震構造体のモデルを製造した。

【００４４】比較例１ 上下の取付けフランジ１、１間の２５層の軟質層２…を
全て、参考例２で製造したシート(B) にて形成したこと
以外は実施例１と同様にして、同寸法の免震構造体のモ
デルを製造した。 比較例２ 上下の取付けフランジ１、１間の２５層の軟質層２…を
全て、参考例１で製造したシート(A) にて形成したこと
以外は実施例１と同様にして、同寸法の免震構造体のモ
デルを製造した。

【００４５】上記各実施例、比較例で製造した免震構造
体のモデルについて、以下の試験を行って、その特性を
評価した。 せん断破壊試験 雰囲気温度２０℃の条件下、各実施例、比較例で製造し
た免震構造体Ｍのモデルの、上下の取付けフランジ１、
１間に、図２(a) に黒矢印で示すように鉛直方向の荷重
〔８０ｋｇｆ／ｃｍ² 〕をかけつつ、上側の取付けフラ
ンジ１を、図中白矢印で示すように水平方向に、変位速
度２０ｍｍ／分で変位させて、軟質層をせん断変形させ
た。

【００４６】そして軟質層にはく離破断が発生した時点
での伸びＤ（％）を破断時伸びとして記録した。なお伸
びＤ（％）は、上側のフランジ１の水平方向の変位量ｄ
〔ｍｍ〕と、軟質層の総厚みｔ〔この場合は１．８ｍｍ
×２５枚＝４５ｍｍ〕とから、下記式(v) ： Ｄ（％）＝ｄ／ｔ×１００ (v) により求めた。

【００４７】大変形繰り返し疲労試験 雰囲気温度２０℃の条件下、各実施例、比較例で製造し
た免震構造体Ｍのモデルの、上下の取付けフランジ１、
１間に、図２(b) に黒矢印で示すように鉛直方向の荷重
〔８０ｋｇｆ／ｃｍ² 〕をかけつつ、上側の取付けフラ
ンジ１を、図中白矢印で示すように水平方向に、前記式
(v) により求められる伸びＤが２００％となるように、
周波数０．５Ｈｚで繰り返し水平変位させた。そして、
軟質層の外面を目視にて観察して、当該軟質層にき裂が
発生するまでに要した水平変位の繰り返し回数を記録し
た。なお上記の繰り返し変位に際しては、軟質層の発熱
を抑えて、当該軟質層の温度を３０℃以下に保持すべ
く、５０回ごとに１時間の休止期間を設定した。

【００４８】鉛直ばね定数の測定 雰囲気温度２０℃の条件下、各実施例、比較例で製造し
た免震構造体Ｍのモデルの、上下の取付けフランジ１、
１間に加える鉛直方向の荷重を、９０秒間かけて、０ｋ
ｇｆ／ｃｍ² から６０ｋｇｆ／ｃｍ² まで増加させ、つ
いで９０秒間かけて０ｋｇｆ／ｃｍ² に戻す操作を１サ
イクルとして、３サイクル繰り返した。そして３サイク
ル目の、荷重が増大する過程のうち荷重が１０ｋｇｆ／
ｃｍ² および５０ｋｇｆ／ｃｍ² の時点での全体鉛直荷
重Ｆ₁₀（ｔｆ）、Ｆ₅₀（ｔｆ）と、上記両時点での、上
下のフランジ間の寸法の、平常時からの減少量で表され
る鉛直方向の変位量χ₁₀（ｃｍ）、χ₅₀（ｃｍ）とか
ら、下記式(vi)： Ｋ＝（Ｆ₅₀−Ｆ₁₀）／（χ₅₀−χ₁₀） (vi) により、鉛直ばね定数Ｋ〔ｔｆ／ｃｍ〕を求めた。なお
全体鉛直荷重とは、上記荷重に取付けフランジ１の面積
を乗じて求められる、免震構造体の全体にかかる荷重の
ことである。

【００４９】以上の結果を、表１に示す。

【００５０】

【表１】

【００５１】表１より、引張破断伸びＥ_B (A) の大きい
軟質層を上層部および下層部に配置するとともに、それ
よりも引張破断伸びＥ_B (B) の小さい軟質層を上記の間
の中間部に配置した実施例１、２の免震構造体のモデル
はいずれも、上記引張破断伸びＥ_B (B) の小さい軟質層
のみを用いた比較例１の免震構造体のモデルに比べて、
破断時伸びが大きく、かつき裂が発生するまでに要した
水平変位の繰り返し回数が多いことから、耐破壊特性に
すぐれていることが確認された。

【００５２】また、上記実施例１、２の免震構造体のモ
デルはいずれも、引張破断伸びＥ_B(A) の大きい軟質層
のみを用いた比較例２の免震構造体のモデルに比べて、
鉛直ばね定数が大きいことから、耐荷重性にすぐれるこ
とも確認された。

【００５３】

【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明によれ
ば、耐破壊特性と耐荷重性という相反する特性をともに
満足しうる、新規な免震構造体を提供できるという、特
有の作用効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の免震構造体の、実施の形態の一例を
示す部分切り欠き斜視図である。

【図２】同図(a) は、この発明の実施例、比較例で作製
した免震構造体のモデルに対して行ったせん断破壊試験
の方法を説明する図、同図(b) は、大変形繰り返し疲労
試験の方法を説明する図である。

【符号の説明】

Ｍ 免震構造体 １ 取付けフランジ ２ 軟質層 ３ 硬質層 Ｌ１ 上層部 Ｌ２ 中間部 Ｌ３ 下層部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上下一対の取付けフランジ間に、ゴム弾性
   を有する軟質層と剛性を有する硬質層とを複数層ずつ交
   互に積層した免震構造体であって、上下の取付けフラン
   ジに近い上層部および下層部の軟質層の引張破断伸びＥ
   _B (A) 〔％〕と、上記の間の中間部の軟質層の引張破断
   伸びＥ_B (B) 〔％〕とが、式(i) ： Ｅ_B (A) 〔％〕−Ｅ_B (B) 〔％〕＞０ (i） を満足することを特徴とする免震構造体。