【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は積層ゴム支承に関し、詳しくは、構造物〔建築物、橋、タンク等〕や機器類〔電子計算機、医療機器、保安機器、精密製造機器、分析解析機器等〕、美術工芸品類を載置した状態で支持し、地震、機械振動、交通振動などにより入力される加速度を低減する周囲拘束型の積層ゴム支承に関する。

【０００２】

【従来の技術】構造物、各種機器類や美術工芸品類などに入力される加速度を低減させる免震支承として使用されるものに例えば積層ゴム支承がある。 この積層ゴム支承は、鋼板などの硬質板と圧縮永久歪みの小さい軟質のゴム状弾性板とを交互に積層した構造を有し、下部構造物と上部構造物間に配置してその上部構造物を水平方向に揺動自在に支持し、地震の入力加速度を低減して上部構造物を地震の破壊力から保護するものである。

【０００３】上述のように免震支承として使用される積層ゴム支承では、減衰性能、及び鉛直荷重に対する安定性〔以下、座屈性能と称す〕が非常に重要な性能となっている。 以下、この減衰性能及び座屈性能の二つの性能に基づいて従来例を示して詳述する。

【０００４】まず、減衰性能に関しては、この減衰性能が悪いと、免震動作時の振動エネルギー吸収能力がほとんどなく、免震動作の横揺れが鎮まるまでに長時間を要し実用性に欠ける。 そこで、減衰性能を高めるために、
積層ゴム支承の他に外部ダンパーを併用したり、ゴム状弾性板に高減衰ゴムを使用した積層ゴム支承が開発されている。 その他、減衰性能を高める手段を講じた積層ゴム支承を以下に説明する。

【０００５】まず、特公昭６０−４７４１７号公報に開示されたものは、ゴム状弾性板層の輪郭内に空間を設け、その空間に粘弾性体を充填し、粘弾性体の変形エネルギーによって振動減衰性能を高める構造を有する。

【０００６】また、特開昭６４−５８３７０号公報に開示されたものは、柱状の粘弾性体を貫通孔に挿入・充填してその周囲の拘束体によって拘束することによって、
水平方向に大きな変形能力を有したまま、高い鉛直方向の剛性と荷重支持能力を発現させ、そして、拘束体及び／又は粘弾性体に主として摩擦減衰による振動エネルギー吸収効果を持たせた周囲拘束型の構造を有する。

【０００７】更に、実開平２−５４９３３号公報に開示されたものは、鋼板などの硬質板と軟質のゴム状弾性板とを交互に積層した弾性支持体を形成し、この弾性支持体の軸方向に延びる貫通孔の中に粘性体を収容すると共に、その粘性体と上記弾性支持体を上端板と下端板で挾着して、これを構造物とその構造物を支持する支持部との間に介挿させたものにおいて、上記鋼板がその鋼板の内周面を貫通孔の内部まで延ばした延設部を設けて、鋼板と粘性体との接触面積を増大させ、摩擦力を大きくし、減衰能力を向上させる構造を有する。

【０００８】次に、座屈性能に関しては、この座屈性能が悪いと、地震により剪断変形した積層ゴム支承がその鉛直荷重によって座屈する場合がある。 この積層ゴム支承では、剪断変形した時の剪断変位と水平荷重との関係から座屈点が求められ、剪断変位がその座屈点を過ぎると、その剪断変位が急激に大きくなる。 このように、座屈現象を発現しやすい積層ゴム支承は、支承自身及び上部構造物に対して大きな損傷を与えるので実用に供することができない。 この座屈性能は、硬質板とゴム状弾性板とを交互に積層し、その積層体の高さ方向に貫通孔を形成した周囲拘束型の積層ゴム支承の場合、その二次形状係数や硬質板の貫通孔の内径によって大きく影響を受ける。 即ち、二次形状係数が小さくか、貫通孔の内径の硬質板外径に対する割合〔内径／外径〕が大きくなるかのいずれか一方で、小さい剪断変形量により積層ゴム支承が座屈する。

【０００９】以上に述べた減衰性能と座屈性能の両者に関しては、上述した硬質板の貫通孔に粘弾性体や塑性体を挿入・充填した周囲拘束型の積層ゴム支承の場合、その減衰性能を向上させるために上記粘弾性体や塑性体の体積を増加させる目的でその貫通孔の内径を大きくすると、座屈性能が悪くなって実用に供することができない。 逆に、座屈性能を向上させるために、上記貫通孔の内径を小さくすれば、粘弾性体や塑性体の体積が減少し、必要とするだけの減衰性能を確保することができない。 このように、貫通孔の内径の大きさは、減衰性能と座屈性能に対して逆の効果を呈し、二つの性能に対して相反する影響を与える。

【００１０】例えば、特開平３−１６３２３１号公報に開示されたものは、貫通孔より過大にした体積を有する粘弾性体を貫通孔に圧入することにより、積層体の貫通孔に挿入・充填されて自由表面がその貫通孔内面で拘束された粘弾性体が、過大体積分だけゴム状弾性板に膨らみ出し、この粘弾性体の硬質板間での膨らみ出しにより、粘弾性体と貫通孔の内周面とを空隙なく完全に密着させることができて粘弾性体の積層体との機械的嵌合状態が良好となり、高減衰性能を保持したままで座屈性能を高めた構造を有する。

【００１１】また、前述した特開昭６４−５８３７０号公報に開示された積層ゴム支承では、貫通孔に挿入・充填される粘弾性体を、粘弾性体と硬質板とを交互に積層した積層型粘弾性体とした構造も開示されており、これによって、減衰性能と共に、座屈性能も向上させるようにしている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した各種の積層ゴム支承では、以下の問題を有している。

【００１３】まず、特公昭６０−４７４１７号公報に開示された積層ゴム支承では、減衰性能を発現させるための粘弾性体を鋼板間に充填しているが、この構造では、
特開平３−１６３２３１号公報に開示されたように上記粘弾性体を鋼板間に体積過剰に充填することが不可能であり、そのため、粘弾性体に空隙が発生する。 これにより、鉛直荷重の支持能力、座屈性能及び剪断変形によるエネルギーの吸収能力が低下するという問題があった。
また、上記公報には、減衰性能を発現するために鋼板間に粘性体を充填する技術も開示されている。 しかしながら、粘性体の場合、減衰定数への寄与が小さく減衰効果が少ない。

【００１４】また、特開昭６４−５８３７０号公報に開示された積層ゴム支承では、前述したように貫通孔の内径の大きさは、減衰性能と座屈性能に対して逆の効果を呈し、二つの性能に対して相反する影響を与えるため、
実用に供するための座屈性能を保持しつつ、減衰性能を向上させることに限界がある。

【００１５】更に、実開平２−５４９３３号公報に開示された積層ゴム支承では、弾性支持体の軸方向に延びる貫通孔の中に粘性体を収容すると共に、その粘性体と弾性支持体を上端板と下端板で挾着しているだけで、粘弾性体が体積過剰に充填されていないので、特公昭６０−
４７４１７号公報について上述したように座屈性能の低下を招来するという問題があった。 また、粘性体であるため減衰性能を向上させる効果としては小さいことは明らかである。

【００１６】最後に、特開平３−１６３２３１号公報に開示された積層ゴム支承では、関東大震災のような非常に大きな地震時に発生する剪断変形量〔２５〜３０cm；
剪断歪みで１５０〜１８０％と推定〕に対しては、粘弾性体の流動によりその粘弾性体に空隙が発生しやすく、
座屈性能の向上に対して効果が少ないという問題があり、同時に、粘弾性体が剪断変形する割合が低くなり、
エネルギー吸収能力が低下し、減衰性能も低下するという問題があった。 また、この公報に開示された積層型粘弾性体を使用する場合、積層型粘弾性体の硬質板を積層体の硬質板に対して高さを揃えなければならず、これが不十分であると、粘弾性体のゴム状弾性板への膨らみ出しが不十分となり、良好な機械的嵌合状態を得ることが困難となって座屈性能が低下する虞があるという問題があった。

【００１７】そこで、本発明は上記問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、座屈性能と減衰性能の両者を向上させ得る積層ゴム支承を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するための技術的手段として、本発明は、硬質板とゴム状弾性板とを、そのゴム状弾性板が硬質板の外周部間に配置されるように交互に積層した拘束体を具備し、その拘束体のゴム状弾性板内側に粘弾性部材を配置することによってゴム状弾性板内側の硬質板間を粘弾性部材で埋め込んで、その粘弾性部材及び硬質板の積層部位にその積層方向の両端に開口する筒形中空部を形成し、その筒形中空部に、筒形中空部よりも過大体積を有する粘弾性体を圧入したことを特徴とする。

【００１９】また、本発明は、硬質板とゴム状弾性板とを、そのゴム状弾性板が硬質板の外周部間に配置されるように交互に積層した拘束体を具備し、その拘束体のゴム状弾性板内側に粘弾性部材を配置することによってゴム状弾性板内側の硬質板間を粘弾性部材で埋め込んで、
その粘弾性部材及び硬質板の積層部位にその積層方向の両端に開口する筒形中空部を形成し、その筒形中空部に、筒形中空部よりも過大体積を有する弾性体又は粘性体を圧入したことを特徴とする。

【００２０】尚、上記粘性体を圧入する場合、粘弾性部材と粘性体との間に拡散防止膜を介在させることが望ましい。

【００２１】

【作用】本発明に係る積層ゴム支承では、ゴム状弾性板内側の硬質板間を粘弾性部材で埋め込んだことにより、
硬質板の内径〔筒形中空部の内径〕が小さくなって座屈性能の向上が図れる。 また、硬質板の内周部間に粘弾性部材が位置することで、粘弾性部材の剪断変形が支配的となり、主として摩擦減衰によるエネルギー吸収能力の向上が図れ、更に、過剰体積の粘弾性体、弾性体或いは粘性体のいずれかを筒形中空部に圧入したことにより、
上記粘弾性体、弾性体或いは粘性体が硬質板間の粘弾性部材に膨らみ出し、その硬質板間の粘弾性部材がゴム状弾性板に膨らみ出すことによって、硬質板間の粘弾性部材とゴム状弾性体間に良好な機械的嵌合状態が得られ、
エネルギー吸収能力がより一層向上して減衰性能の向上が図れる。

【００２２】

【実施例】本発明に係る積層ゴム支承の実施例を図１乃至図２１に示して説明する。

【００２３】図１（ａ）（ｂ）に示す実施例の積層ゴム支承は、柱状の粘弾性体（5）と、粘弾性部材（4）〔外径Ｄ ₃ 、内径Ｄ ₄ 〕と、その周囲に配置された拘束体（1）とで構成される。 この拘束体（1）は、硬質板（3）〔外径Ｄ ₅ 、内径Ｄ ₆ 〕とゴム状弾性板（2）〔外径Ｄ ₁ 、内径Ｄ ₂ 〕とを、ゴム状弾性板（2）が硬質板（3）
の外周部間に配置されるように交互に積層した積層体であり、拘束体（1）のゴム状弾性板（2）の内側に粘弾性部材（4）を配置してゴム状弾性板（2）の内側の硬質板（3）間を粘弾性部材（4）で埋め込む。 この粘弾性部材（4）及び硬質板（3）の積層部位にその上下両端に貫通開口する筒形中空部（6）〔内径Ｄ ₄ 〕を形成し、その筒形中空部（6）よりも過大な体積を有する粘弾性体（5）
を圧入する。 この粘弾性体（5）の圧入により、後述するような粘弾性体（5）と拘束体（1）との良好な機械的嵌合を形成する。

【００２４】尚、拘束体（1）の上下面には、硬質材料からなる環状の上下部連結鋼板（7）（8）が取り付けられ、硬質板（3）、ゴム状弾性板（2）及び上下部連結鋼板（7）（8）は、例えば加硫或いは成形加工時に各接合面に接着剤を塗布しておくことにより一体化されている。 一方、粘弾性体（5）の上下面には、硬質の上下部連結鋼板（9）（10）が取り付けられている。 図中、（1
1）は拘束体（1）の外周に被着された被覆ゴムである。

【００２５】積層ゴム支承では、拘束体（1）のゴム状弾性板（2）間にある硬質板（3）の内周部が粘弾性部材（4）内に〔粘弾性部材（4）の外径Ｄ ₃ −硬質板（3）の内径Ｄ ₆ 〕分だけ延長された形で埋め込まれた構造を有し、その粘弾性部材（4）に形成された筒形中空部（6）
に、過大体積を有する粘弾性体（5）を、後述する方法に基づいて圧入した上で実使用する。 その実使用時には、拘束体（1）の上下部連結鋼板（7）（8）を上下部取付鋼板（12）（13）にボルト締めで取り付けて筒形中空部（6）に粘弾性体（5）を圧入した状態を保持した積層ゴム支承を、上下部構造物（14）（15）間に介在させて上下部取付鋼板（12）（13）を上下部構造物（14）
（15）にボルト締めして実使用する。

【００２６】ここで、拘束体（1）を構成する硬質板（3）は、粘弾性部材（4）の外周方向への膨らみ出しを拘束するため、例えば、鋼板等の高剛性の部材からなり、また、ゴム状弾性板（2）は、高減衰ゴム等からなる。

【００２７】粘弾性部材及び粘弾性体（4）（5）は、円柱状の他に、角柱状等の任意の平面形状で形成することが可能で、その素材としては、天然ゴムとその誘電体、
各種合成ゴム及びゴム状プラスチック等のゴム状粘弾性体を示すエラストマーがすべて含まれる。 尚、粘弾性部材及び粘弾性体（4）（5）は、同じ材料でも異なった材料でもどちらでも差し支えない。

【００２８】粘弾性部材及び粘弾性体（4）（5）は、その分子構造が架橋構造又は非架橋構造のどちらでも差し支えなく、ゴム状弾性板（2）と同様、硬質板（3）及び上下部連結鋼板（7）（8）に接着されていても接着されていなくてもどちらでも差し支えない。 但し、粘弾性部材及び粘弾性体の温度依存性を少なくするには、一般的に架橋構造の方が好ましく、また、接着させている方が、大変形領域でより安定な剪断歪みを粘弾性体に与えることができて、減衰定数の向上にとって好ましい。

【００２９】粘弾性部材及び粘弾性体（4）（5）は、剪断変形時における損失係数ｔａｎδが０.３以上１.５以下で、且つ、剪断弾性率Ｇが４kgf/cm ²以上２０kgf/cm ²
以下の力学的特性を持っているものが好ましく、構造物などへの地震による入力加速度を低減する目的で使用される積層ゴム支承では、より好ましくは、損失係数ｔａ
ｎ δが０.５以上１.３以下で、且つ、剪断弾性率Ｇが６kgf/cm ²以上１５kgf/cm ²以下である。

【００３０】また、ゴム状弾性板（2）は、剪断変形時における損失係数ｔａｎ δが０.１以上０.６以下で、
且つ、剪断弾性率Ｇが３kgf/cm ²以上１５kgf/cm ²以下の力学的特性を持っているものが好ましく、構造物などへの地震による入力加速度を低減する目的で使用される積層ゴム支承では、より好ましくは、損失係数ｔａｎδが０.２以上０.５以下で、且つ、剪断弾性率Ｇが５kgf/cm
²以上１２kgf/cm ²以下である。 また、ゴム状弾性板（2）は、圧縮永久歪みが小さく、硬度Ｈsが、例えば、
５０前後の軟質ゴム状弾性板である。

【００３１】ここで、粘弾性部材及び粘弾性体（4）
（5）の剪断弾性率Ｇが４kgf/cm ²未満の場合、積層ゴム支承の減衰性能を向上させる効果が小さくなり、ゴム状弾性板（2）の剪断弾性率Ｇが３kgf/cm ²未満の場合、積層ゴム支承の水平剛性が小さくなり、わずかな振動入力によって変形量が大きくなり、積層ゴム支承の限界変形量を超えてしまう問題が発生する。 また、粘弾性部材及び粘弾性体（4）（5）の剪断弾性率Ｇが２０kgf/cm ²より大きい場合、ゴム状弾性板（2）の剪断弾性率Ｇが１
５kgf/cm ²より大きい場合、積層ゴム支承の水平剛性が大きくなることによって積層ゴム支承の固有周波数が大きくなり、防振効果、免震効果が小さくなる。

【００３２】粘弾性部材及び粘弾性体（4）（5）の損失係数ｔａｎ δが０.３未満の場合、ゴム状弾性板（2）
の損失係数ｔａｎ δが０.１未満の場合、減衰性能が小さくなり、免震動作時の振動吸収能力がほとんどなくなる。 また、粘弾性部材及び粘弾性体（4）（5）の損失係数ｔａｎ δが１.５より大きい場合、ゴム状弾性板（2）の損失係数ｔａｎ δが０.６より大きい場合、固有振動数より高い周波数における減衰効果が小さくなり、高次モードの振動が発生しやすくなるという問題が発生する。

【００３３】ここで、拘束体（1）の硬質板（3）の外径Ｄ ₅ 、その内径Ｄ ₆ 、粘弾性部材（4）の外径Ｄ ₃の関係は、 ０.９≧Ｄ ₃ ／Ｄ ₅ ≧０.３、且つ、０.８≧Ｄ ₆ ／Ｄ ₅ ≧０.
１ であることが、減衰性能と座屈性能の両者を向上させる上で望ましい。

【００３４】つまり、Ｄ ₃ ／Ｄ ₅ ＜０.３の場合には、高減衰な粘弾性部材及び粘弾性体（4）（5）の支承全体で占める割合が小さくなり、減衰性能を高める効果が低下する。 また、Ｄ ₃ ／Ｄ ₅ ＞０.９の場合には、ゴム状弾性板（2）の幅〔ゴム状弾性板（2）の外径Ｄ ₁ −ゴム状弾性板（2）の内径Ｄ ₂ ）／２〕が小さくなることによって、粘弾性部材及び粘弾性体（4）（5）への拘束効果が小さくなり、座屈性能が低下する。

【００３５】Ｄ ₆ ／Ｄ ₅ ＜０.１の場合には、粘弾性体（5）の外径Ｄ ₄が小さくなり、過剰体積の粘弾性体（5）を圧入する効果が低下し、充分な機械的嵌合が得られない。 また、Ｄ ₆ ／Ｄ ₅ ＞０.８の場合には、粘弾性体（5）の外径Ｄ ₄が大きくなり、拘束体（1）の幅〔（Ｄ ₅ −Ｄ ₆ ）／２〕が小さくなり、粘弾性部材及び粘弾性体（4）（5）への拘束効果が小さくなり、座屈性能が低下する。

【００３６】尚、積層ゴム支承が支持する鉛直荷重が小さい場合には、上述した範囲でよいが、その鉛直荷重が大きくなると、より高い座屈性能が要求されるため、その場合には、

【００３７】０.８≧Ｄ ₃ ／Ｄ ₅ ≧０.３、且つ、０.７≧
Ｄ ₆ ／Ｄ ₅ ≧０.１ であることが好ましい。

【００３８】図１の実施例は、粘弾性体（5）に架橋構造のものを使用した場合の積層ゴム支承を示し、この積層ゴム支承は、図２乃至図４に示すように以下の要領でもって製造される。

【００３９】まず、図２に示すように固定板（16）上に固定用フランジ（17）を介して上述した拘束体（1）及び粘弾性部材（4）等を一体化したものを固定し、その上部に取り付けられた引張用フランジ（18）に治具〔図示せず〕を係止させた上で上方に向けて高さＨ ₁となるまで引張り力を作用させる。 この状態で、筒形中空部（6）よりも過大体積を有する粘弾性体（5）を、治具（19）により上下方向に引張り力を作用させることにより、その外径を筒形中空部（6）の内径よりも小さくした状態でその筒形中空部（6）に挿入配置する。 上記拘束体（1）を高さＨ ₁となるまで引張力を作用させることなく、粘弾性体（5）を筒形中空部（6）に容易に挿入することが可能な場合は、拘束体（1）をＨ ₁まで引張る必要はない。

【００４０】そして、粘弾性体（5）に作用していた上下方向の引張り力を解除することにより、図３に示すように粘弾性体（5）を筒形中空部（6）に充填し、更に、
拘束体（1）に作用していた上方への引張り力を解除することにより、図４に示すようにゴム状弾性板（2）の復元力により、高さがＨ ₁からＨ ₂まで減少する。 これにより、粘弾性体（5）の粘弾性部材（4）への膨らみ出しが、粘弾性部材（4）に派生してその粘弾性部材（4）がゴム状弾性板（2）に膨らみ出すことにより、粘弾性部材（4）と拘束体（1）との良好な機械的嵌合が得られる〔後述の図１１参照〕。 図１（ｂ）に示す実使用状態では上部構造物の重量が載荷されるため、粘弾性体（5）
の粘弾性部材（4）への膨らみ出し、及びその粘弾性部材（4）のゴム状弾性板（2）への膨らみ出しが更に大きくなり、粘弾性部材（4）と拘束体（1）とのより一層良好な機械的嵌合が得られる。

【００４１】尚、上述した実施例では、筒形中空部（6）に、架橋構造を有する粘弾性体（5）を圧入した構造及び製法について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、この粘弾性体の代わりに、弾性体を圧入した同一構造及び製法による積層ゴム支承としてもよい。

【００４２】一方、粘弾性体（5）に非架橋構造のものを使用する場合には、図５に示すように筒形中空部（6）と粘弾性体（5）との相互の接触面を、粘弾性体（5）の挿入方向に対して傾くテーパ面、即ち、粘弾性体（5）の外径、及び筒形中空部（6）の内径が上方から下方へ向けて徐々に縮径するようなテーパ面とすることが好ましい。 このようにすれば、粘弾性体（5）が非架橋構造であっても、図６に示すように粘弾性体（5）を相互のテーパ面に沿わせて挿入することにより、過大体積を有する粘弾性体（5）を筒形中空部（6）に圧入することが可能となり、その挿入作業が極めて容易に行えて製作性が向上する。

【００４３】本発明は、筒形中空部（6）に圧入する部材として、上述した粘弾性体、弾性体以外に、図７に示すような粘性体（20）を使用することが望ましい。 この粘性体（20）としては、例えば、アロマ系、ナフテン系、或いはパラフィン系オイル等の鉱物油系軟化剤や、
ひまし油、綿実油、なたね油、ロシン、パラフィン系オイル等の植物油系軟化剤や、シリコン油、ポリブテン、
ポリイソブチレン等の低分子量オイルなどが好ましい。
尚、図中、（21）は粘性体（20）を、上部連結鋼板（7）に設けられた注入口（22）から筒形中空部（6）に注入・充填した後、その注入口（22）を閉塞するプラグであり、拘束体（1）及び粘弾性部材（4）等の他の構成部材については、前述の場合と同様であるため、説明は省略する。

【００４４】この粘性体（20）を使用した場合、拘束体（1）の硬質板（3）の外径Ｄ ₅ 、その内径Ｄ ₆ 、粘弾性部材（4）の外径Ｄ ₃の関係は、

【００４５】０.９≧Ｄ ₃ ／Ｄ ₅ ≧０.１、且つ、０.８≧
Ｄ ₆ ／Ｄ ₅ 、且つ、Ｄ ₆ ≧１０mm であることが望ましい。

【００４６】Ｄ ₃ ／Ｄ ₅ ＜０.１の場合には、高減衰な粘弾性部材（4）の支承全体で占める割合が小さくなり、
減衰性能を高める効果が低下する。 また、Ｄ ₃ ／Ｄ ₅ ＞
０.９の場合には、ゴム状弾性板（2）の幅〔ゴム状弾性板（2）の外径Ｄ ₁ −ゴム状弾性板（2）の内径Ｄ ₂ ）／
２〕が小さくなることによって、粘弾性部材（4）への拘束効果が小さくなり、座屈性能が低下する。

【００４７】Ｄ ₆ ＜１０mmの場合には、筒形中空部（6）
に粘性体（20）を充填するための注入口（22）の内径が小さくなり、注入作業が困難となり、また、粘性体（2
0）の外径Ｄ ₄が小さくなり、過剰体積の粘性体（20）を圧入する効果が低下し、充分な機械的嵌合が得られない。 また、Ｄ ₆ ／Ｄ ₅ ＞０.８の場合には、粘性体（20）
の外径Ｄ ₄が大きくなり、拘束体（1）の幅〔（Ｄ ₅ −
Ｄ ₆ ）／２〕が小さくなり、粘弾性体（4）への拘束効果が小さくなり、座屈性能が低下する。

【００４８】尚、積層ゴム支承が支持する鉛直荷重が小さい場合には、上述した範囲でよいが、その鉛直荷重が大きくなると、より高い座屈性能が要求されるため、その場合には、

【００４９】０.８≧Ｄ ₃ ／Ｄ ₅ ≧０.３、且つ、０.７≧
Ｄ ₆ ／Ｄ ₅ ≧０.０５ であることが好ましい。

【００５０】このように筒形中空部（6）に粘性体（2
0）を充填した場合、前述した粘弾性体（5）を充填した場合〔図１（ｂ）参照〕よりも、硬質板（3）の内径Ｄ ₆
を小さくすることが可能となり、より高い減衰性能及び座屈性能を発揮させることができる。

【００５１】この粘性体（20）を使用した図７の実施例の積層ゴム支承は、図８乃至図１０に示すように以下の要領でもって製造される。

【００５２】まず、図８に示すように上述した拘束体（1）及び粘弾性部材（4）等を一体化したものを用意する。 この時、支承高さはＨ ₀であり、筒形中空部（6）の体積がＶ ₀となっている。 そして、これを、図９に示すように固定板（23）上に連結板（24）を介して固定し、
その上部に取り付けられた引張用フランジ（25）に治具（26）を係止させた上で上方に向けて高さＨ ₀からＨ ₁まで引張り力を作用させる。 これにより、筒形中空部（6）の体積がＶ ₀からＶ ₁まで増加し、この状態で、粘性体注入ノズル（27）から過大体積となった筒形中空部（6）に粘性体（20）を注入・充填する。

【００５３】そして、注入口（22）をプラグ（21）で閉栓した後、拘束体（1）に作用していた上方への引張り力を解除することにより、ゴム状弾性板（2）の復元力により、図１０に示すように拘束体（1）の高さがＨ
₂ 〔Ｈ ₁ ＞Ｈ ₂ ＞Ｈ ₀ 〕となって過大体積を有する粘性体（20）が圧入されたことになる。 これにより、粘性体（20）の粘弾性部材（4）への膨らみ出しが、粘弾性部材（4）に派生してその粘弾性部材（4）がゴム状弾性板（2）に膨らみ出すことにより、粘弾性部材（4）と拘束体（1）との良好な機械的嵌合が得られる。 図７に示す実使用状態では上部構造物の重量が載荷されるため、その粘性体（20）の粘弾性部材（4）への膨らみ出し、及びその粘弾性部材（4）のゴム状弾性板（2）への膨らみ出しが更に大きくなり、粘弾性部材（4）と拘束体（1）
とのより一層良好な機械的嵌合が得られる。

【００５４】尚、上述のようにして使用する粘性体（2
0）としては、減衰性能が高い高粘度の材料が好ましいが、注入時に気泡が入らないようにするために特殊な注入装置が必要となる。 従って、実用的には気泡が入っても大気圧で容易に抜ける１００cStから１００００cStの粘性体（20）が好ましい。

【００５５】図１１は架橋構造の粘弾性体を使用した図１（ｂ）の積層ゴム支承〔実使用状態〕の要部拡大断面図で、過大体積を有する粘弾性体（5）を筒形中空部（6）に圧入して拘束体（1）との良好な機械的嵌合状態を示す。 同図に示す状態では、粘弾性体（5）の自由表面が筒形中空部（6）の内周面に拘束され、粘弾性体（5）が拘束体（1）に膨らみ出す。 この粘弾性体（5）
の粘弾性部材（4）への膨らみ出し（28）は、粘弾性部材（4）に派生してこの粘弾性部材（4）がゴム状弾性板（2）に膨らみ出す。 粘弾性部材及び粘弾性体（4）
（5）の膨らみ出し（28）（29）により、粘弾性部材及び粘弾性体（4）（5）に空隙が発生することなく、拘束体（1）との良好な機械的嵌合が得られる。

【００５６】ここで、図１１の拡大部分に示すように、
粘弾性部材（4）の膨らみ出し（29）による過剰体積〔ゴム状弾性板（2）一層当たり〕をＶa、粘弾性体（5）の全体積をＶb、筒形中空部（7）の全体積をＶc、
ゴム状弾性板（2）の層数をｎとした場合、Ｖb＝（Ｖa
×ｎ）＋Ｖcという関係が成り立ち、その一層の厚みをＴ _Rとした場合、粘弾性部材（4）の膨らみ出し（29）の長さｄaは、ゴム状弾性板（2）一層の厚みＴ _Rの５〜６
０％、即ち、ｄa＝（０.０５〜０.６）×Ｔ _Rとなり、この長さｄaにゴム状弾性板（2）の内表面積を乗じた体積分〔Ｖa×ｎ〕を筒形中空部（6）の体積Ｖcよりも過大とした粘弾性体（5）を使用する。

【００５７】以上のように、積層ゴム支承では、硬質板（3）の内周部を粘弾性部材（4）ので埋め込むことによって、硬質板（3）の内径が小さくなり座屈性能が向上する。 特に、粘性体（20）を使用した場合、硬質板（3）の内径を更に小さくすることができて座屈性能が大幅に向上する。 また、硬質板（3）の内周部間に粘弾性部材（4）が位置することで、粘弾性部材（4）の剪断変形が支配的となり、主として摩擦減衰によるエネルギー吸収能力が向上し、更に、過剰体積を有する粘弾性体（5）を筒形中空部（6）に圧入したことにより、粘弾性部材及び粘弾性体（4）（5）に空隙が発生せず、良好な機械的嵌合状態が得られ、エネルギー吸収能力がより一層向上して減衰性能も向上する。

【００５８】尚、積層ゴム支承の製造において、成型品の加硫時、ゴム状弾性板（2）と粘弾性部材（4）とが混ざる等によって、ゴム状弾性板（2）と硬質板（3）間の接着強度が低下する可能性が考えられる。 即ち、図１２
（ａ）に示すように加硫中、ゴム状弾性板（2）が図中矢印方向に沿って熱膨張により移動する〔ここでは、上記成型品を外周側方から加熱した場合を示す〕。 同図（ｂ）では、ゴム状弾性板（2）が均等に移動する理想的状態を示すが、実際上は、同図（ｃ）に示すようにゴム状弾性板（2）と硬質板（3）間に粘弾性部材（4）が一部残留したり、或いは、同図（ｄ）に示すようにゴム状弾性板（2）と粘弾性部材（4）とが混ざったゴムが硬質板（3）に接する可能性がある。 このような状態になると、ゴム状弾性板（2）に対して最適な表面処理を行った硬質板（3）にゴム状弾性板（2）が接しないことが原因となって、ゴム状弾性板（2）と硬質板（3）間の接着強度が低下する。

【００５９】そこで、上記現象を未然に防止する手段として、図１３に示す構造とすることが望ましい。 即ち、
同図に示すように粘弾性部材（4）とゴム状弾性板（2）
との間に、例えば、Ｏリング等のシーリング部材（30）
を介在させ、このシーリング部材（30）により、成型品の加硫時にゴム状弾性板（2）と粘弾性部材（4）とが混在しないように規制し、ゴム状弾性板（2）と硬質板（3）間の接着強度が低下しないようにする。

【００６０】また、他の手段として、図１４（ａ）に示すようにゴム状弾性板（2）と同じ配合で薄いストリップゴム（31）をゴム状弾性板（2）と粘弾性部材（4）の両者に接するように設置する。 これにより、図１４
（ｂ）に示すように加硫時、ゴム状弾性板（2）が移動しても粘弾性部材（4）と混在した部分が硬質板（3）に接することがなくなり、ゴム状弾性板（2）と硬質板（3）間の接着強度が低下することはない。 さらに、別の手段として、図１５（ａ）に示すように三角形状の断面を持つゴム状弾性板（2）と同じ配合のゴム（32）をゴム状弾性板（2）と粘弾性部材（4）の両者間に、粘弾性部材（4）を挟み込むように設置する。 このようにすれば、図１５（ｂ）に示すように加硫時、ゴム状弾性板（2）が移動しても、図示のごとくなり、ゴム状弾性板（2）と硬質板（3）間の接着強度が低下しない。

【００６１】以上に説明した内容は、図５に示す非架橋構造の粘弾性体（5）を使用した積層ゴム支承、及び図７に示す粘性体（20）を使用した積層ゴム支承についても同様であるため、重複説明は省略する。

【００６２】一方、粘性体（20）を使用した積層ゴム支承〔図７参照〕では、粘弾性部材（4）に非架橋構造のものを使用した場合、大きな鉛直荷重が載荷された状態で長期間連続使用される関係上、粘性体（20）と粘弾性部材（4）との相互間で拡散による粘弾性部材の変質が生じて性能低下を招来する虞がある。 そこで、これを未然に防止するため、図１６に示すように粘性体（20）と粘弾性部材（4）との間に拡散防止膜（33）を介在させるようにすればよい。

【００６３】この拡散防止膜（33）としては、例えば、
室温硬化型のウレタンゴム又はシリコンゴムや、加硫ゴム、フィルム等の種々の材料を使用することが可能である。 また、拡散防止膜（33）の形成は、図９で説明した粘性体（20）の注入に先立って、図１７（ａ）に示すように筒形中空部（6）の内周面に室温硬化型ウレタンゴムやシリコンゴム等を薄膜状に被着形成するか、拘束体（1）のゴム状弾性板（2）と硬質板（3）との加硫一体化と同時に、加硫ゴムを筒形中空部（6）に薄膜状に配置して一体化するか、或いは、粘性体（20）を充填したフィルム製チューブを筒形中空部（6）に挿入するようにしてもよい。 加硫ゴムを使用する場合、図１７（ｂ）
に示すようにその加硫ゴムからなる拡散防止膜（33）を硬質板（3）と一体的に接着するようにしてもよい。
尚、拡散防止膜（33）を形成すれば、図１７（ａ）の矢印で示すような不所望な粘弾性体（4）の流動も未然に防止することが可能となる。

【００６４】次に、本発明者が行った本発明品と比較品との比較試験を図１８乃至図２１に基づいて説明する。
なお、図１８及び図２０は動的水平剪断試験時の水平復元力特性〔周波数が０.５Ｈz、剪断歪みが最大でγ＝±
２００％〕を、図１９及び図２１は剪断破壊試験の結果をそれぞれ示し、図１８及び図１９に基づく比較試験Ｉ
では、本発明品１として、筒形中空部（6）に粘弾性体（5）を圧入した積層ゴム支承を使用し、図２０及び図２１に基づく比較試験IIは、本発明品２として、筒形中空部（6）に粘性体（20）を圧入した積層ゴム支承を使用した。

【００６５】この比較試験Ｉ、IIにおける本発明品１、
２と比較品ａ ₁ 、ｂ ₁ 、ａ ₂ 、ｂ ₂ 〔特開平３−１６３２３
１号公報に開示した積層ゴム支承〕の試験体形状及び材料物性は以下の通りである。

【００６６】《比較試験Ｉ》 ［本発明品１］ 試験体形状 硬質板：鋼板（SPCC） １mm×２４層 硬質板の外径：Ｄ ₅ ＝１８cm 硬質板の内径：Ｄ ₆ ＝
３.６cm ゴム状弾性板：ゴム板 １.８mm×２５層 ゴム状弾性板の内径：Ｄ ₂ ＝９.４cm 粘弾性部材の外径：Ｄ ₃ ＝９.４cm 粘弾性体の外径：Ｄ ₄ ＝３.０cm 粘弾性体の過剰体積比率：４０％ Ｈ＝１０.７cm ｈ＝１.９cm〔図１（ｂ）参照〕 二次形状係数＝４材料物性 ゴム状弾性板：剪断弾性率＝６.８kgf/cm ² tan δ＝０.３ 硬度（Ｈs）＝５５ 粘弾性部材及び粘弾性体：剪断弾性率＝６.５kgf/cm ² tan δ＝１.０ ［比較品ａ ₁ ］ 試験体形状 硬質板：鋼板（SPCC） １mm×２４層 硬質板の外径：Ｄ ₅ ＝１８cm 硬質板の内径：Ｄ ₆ ＝１
０.２cm ゴム状弾性板：ゴム板 １.８mm×２５層 ゴム状弾性板の内径：Ｄ ₂ ＝１０.２cm 粘弾性体の外径：Ｄ ₄ ＝９.４cm 粘弾性体の過剰体積比率：４０％ Ｈ＝１０.７cm ｈ＝１.９cm 二次形状係数＝４ 材料物性 本発明品１と同じ ［比較品ｂ ₁ ］ 試験体形状 硬質板：鋼板（SPCC） １mm×２４層 硬質板の外径：Ｄ ₅ ＝１８cm 硬質板の内径：Ｄ ₆ ＝
３.６cm ゴム状弾性板：ゴム板 １.８mm×２５層 ゴム状弾性板の内径：Ｄ ₂ ＝３.６cm 粘弾性体の外径：Ｄ ₄ ＝３.０cm 粘弾性体の過剰体積比率：４０％ Ｈ＝１０.７cm ｈ＝１.９cm 二次形状係数＝４ 材料物性 本発明品１と同じ 《比較試験II》 ［本発明品２］ 試験体形状 硬質板：鋼板（SPCC） １mm×２４層 硬質板の外径：Ｄ ₅ ＝１８cm 硬質板の内径：Ｄ ₆ ＝
１.６cm ゴム状弾性板：ゴム板 １.８mm×２５層 ゴム状弾性板の内径：Ｄ ₂ ＝９.４cm 粘弾性部材の外径：Ｄ ₃ ＝９.４cm 粘弾性部材の内径：Ｄ ₄ ＝１.６cm 粘性体の外径：Ｄ ₄ ＝１.５cm 粘性体の過剰体積比率：４０％ Ｈ＝１０.７cm ｈ＝１.９cm〔図７参照〕 二次形状係数＝４ 材料物性 ゴム状弾性板：剪断弾性率＝６.８kgf/cm ² tan δ＝０.３ 硬度（Ｈs）＝５５ 粘弾性部材：剪断弾性率＝６.５kgf/cm ² tan δ＝
１.０ 粘性体：粘度 ３５００cSt ［比較品ａ ₂ ］ 試験体形状 硬質板：鋼板（SPCC） １mm×２４層 硬質板の外径：Ｄ ₅ ＝１８cm 硬質板の内径：Ｄ ₆ ＝１
０.２cm ゴム状弾性板：ゴム板 １.８mm×２５層 ゴム状弾性板の内径：Ｄ ₂ ＝１０.２cm 粘弾性体の外径：Ｄ ₄ ＝９.４cm 粘弾性体の過剰体積比率：４０％ Ｈ＝１０.７cm ｈ＝１.９cm 二次形状係数＝４ 材料物性 本発明品２と同じ ［比較品ｂ ₂ ］ 試験体形状 硬質板：鋼板（SPCC） １mm×２４層 硬質板の外径：Ｄ ₅ ＝１８cm 硬質板の内径：Ｄ ₆ ＝
１.６cm ゴム状弾性板：ゴム板 １.８mm×２５層 ゴム状弾性板の内径：Ｄ ₂ ＝１.６cm Ｈ＝１０.７cm ｈ＝１.９cm 二次形状係数＝４ 材料物性 本発明品２と同じ 以上で示したように、両比較試験Ｉ、IIでの比較品ａ ₁ 、ａ ₂は、本発明品１、２における粘弾性体の外径Ｄ
₃と同一の外径Ｄ ₄を有する粘弾性体を筒形中空部に充填した周囲拘束型の積層ゴム支承である。 一方、比較試験Ｉでの比較品ｂ ₁は、本発明品１と同一の内径Ｄ ₆を有する硬質板を持つ周囲拘束型の積層ゴム支承であり、また、比較試験IIでの比較品ｂ ₂は、本発明品２と同一の内径Ｄ ₆を有する硬質板を持ち、筒形中空部に粘性体を充填しない一般的な高減衰積層ゴム支承である。

【００６７】まず、本発明品１と比較品ａ ₁ 、ｂ ₁及び本発明品２と比較品ａ ₂ 、ｂ ₂について、試験の結果、図１
８及び図２０に示すような動的水平剪断試験時の水平復元力特性が得られ、本発明品１、２では、等価減衰定数〔以下、周波数０.５Ｈz、剪断歪みγ＝５０％の時の値〕がそれぞれ２５％、３０％で、座屈点Ａの剪断歪みが観察されなかった。 これに対して、比較品ａ ₁ 、ａ ₂では、等価減衰定数が２１％であったが、座屈点Ａの剪断歪みが９４％で観察された。 また、比較品ｂ ₁ 、ｂ ₂では、座屈点Ａの剪断歪みが観察されなかったが、等価減衰定数がそれぞれ１７％、１６％と低かった。

【００６８】また、剪断破壊試験の結果、図１９及び図２１に示すように本発明品１、２では、剪断歪みがそれぞれ４９０％、５６７％で破断したのに対して、比較品ａ ₁ 、ａ ₂では３０４％で座屈し〔図中Ｂ点〕、比較品ｂ
₁ 、ｂ ₂ではそれぞれ４９０％、５６７％で破断することが明らかとなった。

【００６９】また、本発明品１、２の破壊歪みである４
９０％、５６７％を水平変位に換算すると、２２０.５m
m、２５５.１５mmとなり、この値は、硬質板（3）の直径より大きい値である。 この比較試験の場合、積層ゴム支承の硬質板（3）の直径が１８０mmであるため、硬質板（3）の鉛直方向の重なりが、水平変位１８０mm以上になるとなくなり、鉛直荷重の支持能力が急激に減少し、積層ゴム支承が座屈破壊していると考えられる。

【００７０】上記比較試験より、〔硬質板（3）の外径／ゴム状弾性板（2）の総厚み〕の比である二次形状係数が大きい偏平な形状を持った積層ゴム支承の場合〔各寸法が、例えば、硬質板（3）の外径Ｄ ₅が３０３mm、ゴム状弾性板（2）の厚みが１.８mmで２５層、二次形状係数が６.７の場合〕、この積層ゴム支承の破壊歪みは、
ゴム状弾性板（2）の剪断破壊歪み近辺まで硬質板（3）
の鉛直方向の重なりがあるため、この比較試験より大きい値を示すと考えられる。

【００７１】これら両試験結果から、本発明品が減衰性能と座屈性能の両者に優れていることが明らかである。

【００７２】

【発明の効果】本発明によれば、硬質板の内周部を粘弾性部材で埋め込み、且つ、その粘弾性部材及び硬質板の積層部位に筒形中空部を形成し、その筒形中空部に、筒形中空部よりも過大な体積を有する粘弾性体、弾性体又は粘性体のいずれかを圧入したことにより、本発明者が行った試験結果からも明らかなように減衰性能と座屈性能の両者に優れている実用的価値大なる積層ゴム支承を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る積層ゴム支承の実施例を説明するもので、粘弾性体を筒形中空部に圧入した実使用状態を示す断面図で、（ａ）は（ｂ）のＩ−Ｉ線に沿う断面図、（ｂ）は縦断面図

【図２】架橋構造の粘弾性体を筒形中空部に圧入する方法において、引張り状態の粘弾性体を、引張り状態にある拘束体の筒形中空部に挿入した状態を示す断面図

【図３】図２の粘弾性体の引張り状態を解除した状態を示す断面図

【図４】図３の拘束体の引張り状態を解除した状態を示す断面図

【図５】非架橋構造の粘弾性体を筒形中空部に圧入した積層ゴム支承の実使用状態を示す断面図

【図６】非架橋構造の粘弾性体を筒形中空部に圧入する方法において、過大体積を有する粘弾性体の筒形中空部への挿入前の状態を示す断面図

【図７】粘性体を筒形中空部に圧入した積層ゴム支承の実使用状態を示す断面図

【図８】粘性体を筒形中空部に圧入する方法において、
粘性体の筒形中空部への注入前の状態を示す断面図

【図９】図８の拘束体を引張り状態とし、粘性体を注入開始する状態を示す断面図

【図１０】粘性体を注入して閉栓後、図９の拘束体の引張り状態を解除した状態を示す断面図

【図１１】図１（ｂ）に示す積層ゴム支承の要部拡大断面図

【図１２】（ａ）〜（ｄ）は積層ゴム支承の製造における成型品の加硫時、ゴム状弾性板の熱膨張による移動状態を示す拡大部分断面図

【図１３】図１（ｂ）の積層ゴム支承に、ゴム状弾性板の熱膨張による不所望な移動を阻止する手段を講じた一例を示す断面図

【図１４】ゴム状弾性板の熱膨張による不所望な移動を阻止する手段を講じた他の例を示し、（ａ）（ｂ）はその移動状態を示す拡大部分断面図

【図１５】ゴム状弾性板の熱膨張による不所望な移動を阻止する手段を講じた他の例を示し、（ａ）（ｂ）はその移動状態を示す拡大部分断面図

【図１６】図７において、粘性体と粘弾性部材との間に拡散防止膜を介在させた積層ゴム支承を示す断面図

【図１７】（ａ）は粘性体と粘弾性部材との間に拡散防止膜を介在させた具体的な一例を示す要部拡大断面図、
（ｂ）はその他の例を示す要部拡大断面図

【図１８】本発明者が行った比較試験Ｉでの動的水平剪断試験時の水平復元力特性を示す図

【図１９】本発明者が行った比較試験Ｉでの剪断破壊試験の結果を示す特性図

【図２０】本発明者が行った比較試験IIでの動的水平剪断試験時の水平復元力特性を示す図

【図２１】本発明者が行った比較試験IIでの剪断破壊試験の結果を示す特性図

【符号の説明】

1 拘束体 2 ゴム状弾性板 3 硬質板 4 粘弾性部材 5 粘弾性体 6 筒形中空部 20 粘性体 33 拡散防止膜