特開 2023-115906 振動エネルギー吸収装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023115906

(43)【公開日】2023-08-21

(54)【発明の名称】振動エネルギー吸収装置

(51)【国際特許分類】

   F16F 15/04 20060101AFI20230814BHJP

   F16F 1/40 20060101ALI20230814BHJP

   E04H 9/02 20060101ALI20230814BHJP

【ＦＩ】

F16F15/04 P

F16F1/40

E04H9/02 331B

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023015820

(22)【出願日】2023-02-06

(31)【優先権主張番号】P 2022017786

(32)【優先日】2022-02-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】597165629

【氏名又は名称】株式会社ノナガセ

(74)【代理人】

【識別番号】100104363

【弁理士】

【氏名又は名称】端山 博孝

(72)【発明者】

【氏名】長田 修一

【テーマコード（参考）】

2E139

3J048

3J059

【Ｆターム（参考）】

2E139AA01

2E139AA05

2E139AC19

2E139AC20

2E139CA03

2E139CA04

3J048AA01

3J048AD05

3J048BA08

3J048DA01

3J048EA38

3J059AB01

3J059BA43

3J059BC01

3J059BC06

3J059GA42

(57)【要約】

【課題】長時間地震動などの想定を上回る地震動等の外乱に対しても、安定した振動吸収能力を保持することが可能な免震装置などの振動エネルギー吸収装置を提供する。
【解決手段】複数枚の金属板１２ａ、１２ｂ、１３、１３ａ、１３ｂと、金属板１３、１３ａ、１３ｂ間に設けられ、２つの構造物間に生じる相対変位によりせん断変形するゴム部材１４とを備えた免震装置１０等の振動エネルギー吸収装置であって、少なくとも１枚の金属板１２ａ、１２ｂの内部と外周側との間に熱伝導部材１６が設けられている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数枚の金属板と、前記金属板間に設けられ、２つの構造物間に生じる相対変位によりせん断変形するゴム部材とを備えた振動エネルギー吸収装置であって、
少なくとも１枚の前記金属板の内部と外周側との間に熱伝導部材が設けられていることを特徴とする振動エネルギー吸収装置。

【請求項2】

前記振動エネルギー吸収装置は、複数枚の金属板と複数枚のゴム板とを積層してなる積層ゴム体と、この積層ゴム体の内部に積層方向に配置された柱状の塑性変形自在部材と、前記積層ゴム体の上下部に配置されて、前記２つの構造物に取り付けるための金属板からなる取付けフランジとを備えた免震装置である、請求項１記載の振動エネルギー吸収装置。

【請求項3】

前記塑性変形自在部材は前記積層ゴム体の中央部に該積層ゴム体を貫通して配置されていることを特徴とする請求項２記載の振動エネルギー吸収装置。

【請求項4】

前記熱伝導部材は前記取付けフランジにその中央部から外周にかけて複数設けられていることを特徴とする請求項３記載の振動エネルギー吸収装置。

【請求項5】

前記取付けフランジは熱伝導率が高い金属材料からなることを特徴とする請求項４記載の振動エネルギー吸収装置。

【請求項6】

前記取付けフランジは、前記塑性変形自在部材の上下端面に接触する中央部の接触部分が熱伝導率が高い材料からなることを特徴とする請求項４記載の振動エネルギー吸収装置。

【請求項7】

前記熱伝導部材の前記取付けフランジの内方側端部は折曲されて前記塑性変形自在部材に埋め込まれていることを特徴とする請求項４記載の振動エネルギー吸収装置。

【請求項8】

前記熱伝導部材は前記積層ゴム体内部の少なくとも１枚の前記金属板に、前記塑性変形自在部材に近接した部分から外周にかけて複数設けられていることを特徴とする請求項３記載の振動エネルギー吸収装置。

【請求項9】

前記積層ゴム体の少なくとも１枚の前記金属板は外周が前記積層ゴム体のゴム板外周から突出していることを特徴とする請求項８記載の振動エネルギー吸収装置。

【請求項10】

前記熱伝導部材が設けられている前記金属板は熱伝導率が高い金属材料からなることを特徴とする請求項８又は９記載の振動エネルギー吸収装置。

【請求項11】

前記塑性変形自在部材は前記積層ゴム体に複数配置されていることを特徴とする請求項２記載の振動エネルギー吸収装置。

【請求項12】

前記熱伝導部材は、前記取付けフランジ又は前記積層ゴム体内部の少なくとも１枚の前記金属板に、前記塑性変形自在部材に近接した部分から外周にかけて複数設けられていることを特徴とする請求項１１記載の振動エネルギー吸収装置。

【請求項13】

前記積層ゴム体内部の前記金属板のうち、少なくとも１枚は前記塑性変形自在部材を上下に分割してその端面に接触する分割金属板であり、前記熱伝導部材は前記分割金属板に前記塑性変形自在部材との接触部分の近接部分から外周にかけて複数設けられていることを特徴とする請求項２記載の振動エネルギー吸収装置。

【請求項14】

前記振動エネルギー吸収装置は、複数枚の金属板と複数枚の高減衰ゴムからなるゴム板とを積層してなる積層ゴム体と、前記積層ゴム体の上下部に配置されて、前記２つの構造物に取り付けるための金属板からなる取付けフランジとを備えた免震装置であり、
前記熱伝導部材は前記積層ゴム体内部の少なくとも１枚の前記金属板に、その中央部から外周にかけて、かつ外周側端部が前記積層ゴム体の外方に突出するように設けられていることを特徴とする請求項１記載の振動エネルギー吸収装置。

【請求項15】

前記熱伝導部材の前記積層ゴム体からの突出端部にヒートシンクが設けられていることを特徴とする請求項１４記載の振動エネルギー吸収装置。

【請求項16】

前記熱伝導部材が設けられている前記金属板は熱伝導率が高い金属材料からなることを特徴とする請求項１４又は１５記載の振動エネルギー吸収装置。

【請求項17】

前記振動エネルギー吸収装置は、建物の上部構造及び下部構造の一方に連結され、金属板からなる１対の第１可動板と、前記上部構造及び下部構造の他方に連結され、前記第１可動板間に配置された金属板からなる第２可動板と、前記第１及び第２可動板間に設けられた高減衰ゴムからなるゴム体とを備えた制震装置であり、
前記熱伝導部材は、前記第２可動板にその中央部から外周にかけて、かつ外周側端部が前記第１可動板間から外方に突出するように少なくとも１つ設けられていることを特徴とする請求項１記載の振動エネルギー吸収装置。

【請求項18】

前記熱伝導部材の前記第１可動板間からの突出端部にヒートシンクが設けられていることを特徴とする請求項１７記載の振動エネルギー吸収装置。

【請求項19】

前記熱伝導部材はヒートパイプ、ピッチ系炭素繊維又は立方晶窒化ホウ素の熱移送速度の速い材料若しくは部材であることを特徴とする請求項１記載の振動エネルギー吸収装置。

【請求項20】

前記熱伝導部材が設けられている前記金属板には、前記熱伝導部材の長さ方向中間部外周に空所が形成され、この空所には断熱材が充填されていることを特徴とする請求項１記載の振動エネルギー吸収装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、振動エネルギー吸収装置に関する。

【背景技術】

【0002】

地震動などの振動から建築物、構造物を保護するため、従来から振動エネルギー吸収装置が用いられている。振動エネルギー吸収装置の１つとして免震装置が知られ、代表的な免震装置としては、ゴム板と鋼板とを交互に積層した積層ゴム体を用いたものが知られている。この免震装置は、地震時において構造物に作用する振動を、ゴム材料のせん断変形により好ましく逃がし、かつ該ゴム板の材料特性により、または積層ゴム体に挿入した鉛プラグなどの塑性変形自在部材の塑性せん断変形により、早期に減衰させるようになっている。

【0003】

免震装置は、せん断変形するゴムの材料特性により振動を減衰するもの、又は塑性変形自在部材のせん断変形により振動を減衰するものいずれの場合も、地震動などの振動エネルギーを熱エネルギーに変換することで、振動の減衰を行っている。

【0004】

このようなことから、免震装置がせん断変形すると、ゴムの材料特性によるものも、塑性変形自在部材を有するものも、エネルギー吸収する部位は自己発熱する。特に長周期地震動のように、比較的長時間の揺れが継続する場合、積層ゴム体に用いられているゴムの材料特性により減衰を得る免震装置にあっては、ゴム材料自身の自己発熱により積層ゴム体の温度が上昇する。その結果、積層ゴム体は高温となって、抵抗力換言すれば剛性の低下、エネルギー吸収量の低下などの、性能変化が生じるおそれがある。

【0005】

また、鉛プラグなどの塑性変形自在部材により減衰を得る免震装置にあっては、塑性変形自在部材自身が発熱し、放熱できない場合高温となり、塑性変形自在部材の抵抗力換言すればせん断抵抗が低下し、エネルギー吸収量の低下などの、性能変化が生じるおそれがある。

【0006】

前記のような減衰機能付き免震装置は、ゴム材料の特性によるもの又は塑性変形自在部材によるもの、いずれも地震動のエネルギーを熱に変換して吸収し、これら免震装置に支持されている構造物への過大な振動の入力を防止し、構造物及び当該構造物内の人命・財産を守るという重要な役目を担っている。しかしながら、昨今懸念されているような長時間に及ぶ地震動が構造物に加わった場合は、地震動のエネルギーを熱に変換し続けることとなり、結果、エネルギーを吸収するゴム材料自体又は塑性変形自在部材の温度が上昇し、せん断抵抗力や減衰能力が繰返し変形により徐々に低下していくことが各種実験により報告されている。

【0007】

このようなことから、積層ゴム体に用いるゴム材料の発熱や、積層ゴム体に挿入される塑性変形自在部材の発熱を、いかに速やかに放熱させ、換言すれば熱移動させ、減衰性能や抵抗力を低下させずに維持させるかが、長時間の繰返し揺れが生じるような所謂長周期長時間地震動への対応として急務とされている。

【0008】

以上のような背景の下、現在、免震装置に関しては長時間繰返し実験により、その低下具合を考慮した免震設計を行うことが余儀なくされている。その結果、構造物の地震時の応答変形量が減衰力低下に伴って大きくなるために、構造物と地盤との間に設けているスペースを大きく取らざるを得なくなり、さらには、水平変形量が過大になるために構造物の安定的な支持の観点から免震装置を一回り大きくせざるを得ないケースや、大変形時に作用する変形防止用ダンパーやストッパーを別途追加設置するケースも散見される。

【0009】

特許文献１には、複数枚のゴム板と複数枚の金属板とが交互に積層された積層ゴム体において、金属板を積層ゴム体よりも面方向外側に突出して設置し、突出部で放熱するようにした免震装置が記載されている。しかしながら、この従来技術の場合、金属板として一般に用いられる鋼材の熱伝導率は比較的低く、熱伝達に時間がかかり大きな放熱効果が得られないおそれがある。

【0010】

特許文献２には、積層ゴム体に挿入される鉛プラグなどの塑性変形自在部材の周りに、熱伝導率の良い材料を配置して、鉛プラグなどの熱を伝達する免震装置が記載されている。しかしながら、この従来技術の場合、鉛プラグから周囲の円環状の熱伝導体への熱移動は良好であるが、円環状の熱伝導体から積層ゴム体外周部への熱伝達は特許文献１記載のものと同様時間がかかる結果、長周期長時間地震動に対する効果は充分とは言えない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】特開２０１１－２０２６９１号公報

【特許文献2】特許第６４５８５１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、長時間地震動などの想定を上回る地震動等の外乱に対しても、安定した振動吸収能力を保持することが可能な免震装置などの振動エネルギー吸収装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0013】

この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、複数枚の金属板と、前記金属板間に設けられ、２つの構造物に生じる相対変位によりせん断変形するゴム部材とを備えた振動エネルギー吸収装置であって、
少なくとも１枚の前記金属板の内部と外周側との間に熱伝導部材が設けられていることを特徴とする振動エネルギー吸収装置にある。

【0014】

前記振動エネルギー吸収装置は、例えば、複数枚の金属板と複数枚のゴム板とを積層してなる積層ゴム体と、この積層ゴム体の内部に積層方向に配置された柱状の塑性変形自在部材と、前記積層ゴム体の上下部に配置されて、前記２つの構造物に取り付けるための金属板からなる取付けフランジとを備えた免震装置である構成を採ることができる。

【0015】

上記免震装置において、前記塑性変形自在部材は前記積層ゴム体の中央部に該積層ゴム体を貫通して配置されている構成を採ることができる。この場合、前記熱伝導部材は前記取付けフランジにその中央部から外周にかけて複数設けられている構成を採ることができる。また、前記取付けフランジは熱伝導率が高い金属材料からなる構成を採ることができる。

【0016】

また、上記免震装置において、前記取付けフランジは、前記塑性変形自在部材の上下端面に接触する中央部の接触部分が熱伝導率が高い材料からなる構成を採ることができる。

【0017】

また、上記免震装置において、前記熱伝導部材の前記取付けフランジの内方側端部は折曲されて前記塑性変形自在部材に埋め込まれている構成を採ることができる。

【0018】

また、上記免震装置において、前記熱伝導部材は前記積層ゴム体内部の少なくとも１枚の前記金属板に、前記塑性変形自在部材に近接した部分から外周にかけて複数設けられている構成を採ることができる。この場合、前記積層ゴム体の全ての前記金属板は外周が前記積層ゴム体から突出している構成を採ることができる。また、前記熱伝導部材が設けられている前記金属板は熱伝導率が高い金属材料からなる構成を採ることができる。

【0019】

また、上記免震装置において、前記塑性変形自在部材は前記積層ゴム体に複数配置されている構成を採ることができる。この場合、前記熱伝導部材は、前記取付けフランジ又は前記積層ゴム体内部の少なくとも１枚の前記金属板に、前記塑性変形自在部材に近接した部分から外周にかけて複数設けられている構成を採ることができる。

【0020】

また、上記免震装置において、前記積層ゴム体内部の前記金属板のうち、少なくとも１枚は前記塑性変形自在部材を上下に分割してその端面に接触する分割金属板であり、前記熱伝導部材は前記分割金属板に前記塑性変形自在部材との接触部分の近接部分から外周にかけて複数設けられている構成を採ることができる。

【0021】

また、前記振動エネルギー吸収装置は、複数枚の金属板と複数枚の高減衰ゴムからなるゴム板とを積層してなる積層ゴム体と、前記積層ゴム体の上下部に配置されて、前記２つの構造物に取り付けるための金属板からなる取付けフランジとを備えた免震装置であり、 前記熱伝導部材は前記積層ゴム体内部の少なくとも１枚の前記金属板に、その中央部から外周にかけて、かつ外周側端部が前記積層ゴム体の外方に突出するように設けられている構成を採ることができ、さらに本構成を複数設けることもできる。この場合、前記熱伝導部材の前記積層ゴム体からの突出端部にヒートシンクが設けられている構成を採ることができる。また、前記熱伝導部材が設けられている前記金属板は熱伝導率が高い金属材料からなる構成を採ることができる。

【0022】

また、前記振動エネルギー吸収装置は、建物の上部構造及び下部構造の一方に連結され、金属板からなる１対の第１可動板と、前記上部構造及び下部構造の他方に連結され、前記第１可動板間に配置された金属板からなる第２可動板と、前記第１及び第２可動板間に設けられた高減衰ゴムからなるゴム体とを備えた制震装置であり、
前記熱伝導部材は、前記第２可動板にその中央部から外周にかけて、かつ外周側端部が前記第１可動板間から外方に突出するように少なくとも１つ設けられている構成を採ることができる。

【0023】

上記制震装置において、前記熱伝導部材の前記第１可動板間からの突出端部にヒートシンクが設けられている構成を採ることができる。

【0024】

上記振動エネルギー吸収装置において、前記熱伝導部材が設けられている前記取付けフランジを含む前記金属板には、前記熱伝導部材の長さ方向中間部外周に空所が形成され、この空所には断熱材が充填されている構成を採ることができる。

【0025】

前記熱伝導部材は、鉄に比べて熱移送速度が高い部材が良く、一般的に高い熱伝導率を示す材料又は部材が好ましい。この熱伝導部材としては、ヒートパイプ、ピッチ系炭素繊維、立方晶窒化ホウ素などを用いることができる。

【0026】

上記免震装置などの振動エネルギー吸収装置において、一般的に、金属板は軟鉄（ＳＳ４００、ＳＰＨＣ）を使用する。軟鉄の熱伝導率は約５１[Ｗ／（ｍ・Ｋ）]であるが、ヒートパイプの見掛けの熱伝導率は少なくとも１０００[Ｗ／（ｍ・Ｋ）]を超え、一般的に用いられるものは約４００００[Ｗ／（ｍ・Ｋ）]程度であり、軟鉄の約７８４倍を示す。これは最も熱伝導率の良い金属である銅の熱伝導率約４００[Ｗ／（ｍ・Ｋ）]の１００倍にあたる。積層ゴム体に用いるゴム材料の発熱や、積層ゴム体に挿入される塑性変形自在部材の発熱を外部へ放熱するため、前記熱伝導部材はヒートパイプが好ましく、該ヒートパイプを設ける金属板の枚数や、ヒートパイプの設置数は、放熱能力の設定により適宜選択される。

【0027】

また、ヒートパイプを設ける金属板は軟鉄より熱伝導率の良い銅やアルミニウム（熱伝導率約２００[Ｗ／（ｍ・Ｋ）]）を使用するとなお良く、より早く内部の熱、換言すればゴム材料の発熱や塑性変形自在部材の発熱を外周部に熱移動させることが可能となる。

【発明の効果】

【0028】

この発明によれば、長時間地震動などの想定を上回る地震動等の外乱に対しても、安定した振動吸収能力を保持することが可能な免震装置などの振動エネルギー吸収装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】この発明を免震装置に適用した実施形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は鉛直方向断面図である。

【図2】この発明を免震装置に適用した別の実施形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は鉛直方向断面図である。

【図3】この発明を免震装置に適用したさらに別の実施形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は鉛直方向断面図である。

【図4】この発明を免震装置に適用したさらに別の実施形態を示し、（ａ）は鉛直方向断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線矢視断面図である。

【図5】この発明を免震装置に適用したさらに別の実施形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は鉛直方向断面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ－Ａ線矢視断面図である。

【図6】この発明を免震装置に適用したさらに別の実施形態を示し、（ａ）は鉛直方向断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線矢視断面図である。

【図7】この発明を免震装置に適用したさらに別の実施形態を示し、（ａ）は鉛直方向断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線矢視断面図である。

【図8】この発明を免震装置に適用したさらに別の実施形態を示す平面図である。

【図9】この発明を免震装置に適用したさらに別の実施形態を示し、（ａ）は鉛直方向断面図、（ｂ）は分割金属板の水平方向断面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ－Ａ線矢視拡大断面図である。

【図10】（ａ）は図９に示した実施形態における上下部取付けフランジの平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線矢視拡大断面図である。

【図11】この発明を免震装置に適用したさらに別の実施形態を示し、（ａ）は鉛直方向断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線矢視断面図である。

【図12】ヒートパイプが設置された熱伝導プレートを破断して示し、（ａ）は丸形のヒートパイプを設置した状態、（ｂ）は平形のヒートパイプを設置した状態を示している。

【図13】この発明を制震装置に適用した実施形態を示し、（ａ）は立面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線矢視断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

この発明の実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、この発明を免震装置に適用した実施形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は鉛直方向断面図である。免震装置１０は、２つの構造物間、例えば地盤に設置された基礎構造物と建物との間や、橋梁における橋脚や橋台等の下部構造物と橋桁等の上部構造物との間に設置される。

【0031】

免震装置１０は、積層ゴム体１１と、その上下部に配置されて２つの構造物に取り付けるための上下部取付けフランジ１２ａ、１２ｂとを備える。積層ゴム体１１は複数枚の金属板１３と、複数枚のゴム板１４とを積層し加硫接着して形成される。

【0032】

上下部の金属板１３ａ、１３ｂは厚肉に形成され、積層ゴム体１１はこれらの上下部金属板１３ａ、１３ｂを介して、図示しないボルトにより上下部取付けフランジ１２ａ、１２ｂに固定される。金属板１３、１３ａ、１３ｂは、いずれも従来と同様に軟鉄等の鋼板からなっている。

【0033】

積層ゴム体１１の中央部には、積層方向に貫通して形成された孔に柱状の塑性変形自在部材１５が配置されている。塑性変形自在部材１５は鉛又は錫等の減衰材料からなり、一般に鉛プラグ（鉛製の場合）又は錫プラグ（錫製の場合）と称されている。

【0034】

地震動などにより２つの構造物間に設置された免震装置１０に振動が作用すると、積層ゴム体１１が水平方向にせん断変形し、これに伴って塑性変形自在部材１５もせん断変形する。この塑性変形自在部材１５のせん断変形により振動エネルギーを吸収するのであるが、振動エネルギーは熱に変換され、塑性変形自在部材１５が発熱して積層ゴム体１１の中央部（塑性変形自在部材周辺）の温度が上昇する。

【0035】

この発明は上記免震装置１０のような振動エネルギー吸収装置のエネルギー吸収を担う部材の温度上昇を抑制し、振動エネルギーの吸収能力を保持するためになされたものであり、その具体的手段が図１以下の実施形態に示されている。図１の実施形態では、塑性変形自在部材１５の上下端面が直接接している上下部取付けフランジ１２ａ、１２ｂが、熱伝導率の高い金属材料、例えばアルミニウム、銅等で作られた熱伝導プレート５０からなっている。

【0036】

上下部取付けフランジ１２ａ、１２ｂの内部には、中央部から外周にかけて複数のヒートパイプ１６が放射状に設けられている。これら複数のヒートパイプ１６を設けるために、上下部取付けフランジ１２ａ、１２ｂを構成する熱伝導プレート５０には、図１２に示すように、その中央部から外周にかけて挿入孔１７又は取付溝１８が形成されている。挿入孔１７は熱伝導プレート５０の外周で開口している。

【0037】

ヒートパイプ１６としては丸形のもの、あるいは平形のものを用いることができる。図１２（ａ）に示すように、丸形のヒートパイプ１６ａを用いる場合は、ヒートパイプ１６ａは挿入孔１７に熱伝導プレート５０の外周開口から挿入される。同図（ｂ）に示すように、平形のヒートパイプ１６ｂを用いる場合は、ヒートパイプ１６ｂは取付溝１８に配置されて、ボルト等で固定されるホルダー１９によって保持される。

【0038】

挿入孔１７及び取付溝１８の長さ方向中間部にはヒートパイプ１６ａ、１６ｂの外周に空間を形成する適宜長さの空所２０が設けられ、この空所２０にはゴムや樹脂等からなる断熱材２１が充填されている。このヒートパイプ１６ａ、１６ｂは、例えば免震装置１０の中央部側が図１２において右側とすれば、断熱材２１の一方側（図１２では右側）が受熱部（高温）、他方側（同図では左側）が放熱部（低温）となる。

【0039】

再び図１を参照し、地震等により免震装置１０が水平方向に繰返しせん断変形することにより、塑性変形自在部材１５に発生する熱は、その直上及び直下の上下部取付けフランジ１２ａ、１２ｂに伝達され、さらにフランジ１２ａ、１２ｂの中央部側のヒートパイプ１６の受熱部に伝達される。そして、ヒートパイプ１６に伝達された熱はその作用によりフランジ１２ａ、１２ｂ外周側のヒートパイプ１６の放熱部から速やかに放熱される。これにより、塑性変形自在部材１５の温度上昇が抑制され、免震装置１０の振動吸収能力を安定保持することができる。

【0040】

図２は、この発明を免震装置に適用した別の実施形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は鉛直方向断面図である。免震装置１０の基本構成は、図１に示した実施形態と同様であり、同じ構成部材には同一の符号を付してある（図３以下の各実施形態についても同じ）。この実施形態では、上下部取付けフランジ１２ａ、１２ｂは、塑性変形自在部材１５に接触する接触部分２２が他の部分と別体に作られている。

【0041】

接触部分２２は上記例示した熱伝導率の高い金属材料で作られ、他の部分は軟鉄等の普通鋼で作られている。接触部分２２は他の部分に嵌め込まれて一体化されている。そして、上下部フランジ１２ａ、１２ｂの内部には、接触部分２２から上下部フランジ１２ａ、１２ｂの外周にかけて複数のヒートパイプ１６が設けられている。なお、接触部分２２は、強度が求められない場合は、熱伝導率の高い金属以外の材料でもよく、例えば炭素繊維が含まれる高分子材料などが挙げられる。

【0042】

この実施形態の場合、塑性変形自在部材１５に発生する熱は、直上及び直下の接触部分２２を経てヒートパイプ１６の受熱部に伝達される。ヒートパイプ１６に伝達された熱は、上記実施形態と同様にフランジ１２ａ、１２ｂ外周側のヒートパイプ１６の放熱部から速やかに放熱される。

【0043】

図３は、この発明を免震装置に適用したさらに別の実施形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は鉛直方向断面図である。この実施形態では、上下部フランジ１２ａ、１２ｂにその中央部から外周にかけてヒートパイプ１６が複数設けられているが、これらヒートパイプ１６の上下部フランジ１２ａ、１２ｂの内方側端部は折曲されて、塑性変形自在部材１５に埋め込まれている。

【0044】

この実施形態によれば、塑性変形自在部材１５の熱が直接ヒートパイプ１６に伝達されるので、大きな放熱効果を得ることができる。上下部フランジ１２ａ、１２ｂは、従来と同様の鋼板で構成してもよいし、熱伝導プレート５０で構成してもよい。なお、ヒートパイプ１６の塑性変形自在部材１５に埋め込まれる長さは、積層ゴム体１１の水平方向せん断変形で生じる塑性変形自在部材１５のせん断変形により損傷しないように、金属板１３ａ、１３ｂの板厚を超えない程度が好ましい。

【0045】

図４は、この発明を免震装置に適用したさらに別の実施形態を示し、（ａ）は鉛直方向断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線矢視断面図である。この実施形態では、積層ゴム体１１内部に配置された内部金属板１３ｃが上記例示した熱伝導率の高い金属材料で作られた熱伝導プレート５０からなり、他の金属板１３、１３ａ、１３ｂや取付けフランジ１２ａ、１２ｂは従来と同様に鋼板で作られている。

【0046】

金属板１３ｃは積層ゴム体１１内部の他の金属板１３よりも厚肉に形成されている。この金属板１３ｃの内部には、塑性変形自在部材１５に近接した部分から外周にかけて複数のヒートパイプ１６が放射状に設けられている。

【0047】

この実施形態の場合、塑性変形自在部材１５に発生する熱は、金属板１３ｃの内周を経てヒートパイプ１６の受熱部に伝達される。ヒートパイプ１６に伝達された熱は、金属板１３ｃの外周側のヒートパイプ１６の放熱部から速やかに放熱される。ヒートパイプ１６は１枚の金属板に設けるに限らず、複数枚の金属板に設けるようにしてもよい。

【0048】

図５は、この発明を免震装置に適用したさらに別の実施形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は鉛直方向断面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ－Ａ線矢視断面図である。この実施形態は、図１に示した実施形態と図４に示した実施形態とを組み合わせたものである。すなわち、上下部取付けフランジ１２ａ、１２ｂ及び積層ゴム体１１内部に配置された内部金属板１３ｃは、熱伝導プレート５０からなっている。

【0049】

そして、これら上下部フランジ１２ａ、１２ｂ及び内部金属板１３ｃには、図１、図４に示した実施形態と同様に複数のヒートパイプ１６が設けられている。積層ゴム体１１内部の複数の金属板を熱伝導プレート５０で構成し、ヒートパイプを設けるようにしてもよい。

【0050】

図６は、この発明を免震装置に適用したさらに別の実施形態を示し、（ａ）は鉛直方向断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線矢視断面図である。この実施形態では、積層ゴム体１１を構成する内部金属板１３、１３ｃ及び上下部金属板１３ａ、１３ｂの全てが、それらの外周が積層ゴム体１１のゴム板外周から外方に突出している。また、内部金属板１３、１３ｃのうち、内部金属板１３ｃが厚肉に形成された熱伝導プレート５０からなっている。他の金属板１３、１３ａ、１３ｂや上下部取付けフランジ１２ａ、１２ｂは従来と同様に軟鉄等の鋼板で作られている。

【0051】

内部金属板１３ｃの内部には、図４に示した実施形態と同様に、塑性変形自在部材１５に近接した部分から外周にかけて複数のヒートパイプ１６が放射状に設けられている。この実施形態によれば、塑性変形自在部材１５に発生した熱がヒートパイプ１６により放熱されることに加えて、塑性変形自在部材１５に内周が接する内部金属板１３、１３ｃ及び上下部金属板１３ａ、１３ｂの外周が積層ゴム体１１のゴム板外周から外方に突出しているので、放熱が促進される。

【0052】

図７は、この発明を免震装置に適用したさらに別の実施形態を示し、（ａ）は鉛直方向断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線矢視断面図である。上記各実施形態では、積層ゴム体１１の上下部にフランジ１２ａ、１２ｂを連結するための厚肉の上下部金属板１３ａ、１３ｂを有する免震装置１０が示されている。

【0053】

免震装置１０には図７に示すように、上下部金属板１３ａ、１３ｂを有せず、上下部フランジ１２ａ、１２ｂが積層ゴム体１１の最上面、最下面に配されたゴム板１４と加硫接着される態様を採るものもある。この実施形態は、このような免震装置１０において、この発明を適用した例である。

【0054】

例えば、図４に示した実施形態と同様に、内部金属板１３ｃを熱伝導プレート５０で構成し、複数のヒートパイプ１６を設けることができる。ヒートパイプ１６は内部金属板１３ｃに限らず上下部取付けフランジ１２ａ、１２ｂに設けることもでき、また取付け態様も、上記各実施形態で示したような種々の態様を採用することができる。

【0055】

図８は、この発明を免震装置に適用したさらに別の実施形態を示す平面図である。上記各実施形態では、塑性変形自在部材１５を積層ゴム体１１に１つのみ設けた免震装置が示されているが、塑性変形自在部材を複数設けた免震装置もあり、この実施形態はこのような免震装置にこの発明を適用した例である。

【0056】

図８に示す実施形態は、複数（図示では４つ）の塑性変形自在部材１５が貫通する内部金属板１３ｃを熱伝導プレート５０で構成し、この内部金属板１３ｃにヒートパイプ１６が設けられている。ヒートパイプ１６は、各塑性変形自在部材１５に近接した部分から内部金属板１３ｃの外周にかけて複数設けられている。さらに、ヒートパイプ１６間においても付加的にヒートパイプ１６が設けられている。

【0057】

この塑性変形自在部材１５を複数有する免震装置においても、ヒートパイプ１６は内部金属板１３ｃに限らず上下部取付けフランジ１２ａ、１２ｂに設けることもでき、また取付け態様も、上記各実施形態で示したような種々の態様を採用することができる。

【0058】

図９、図１０は、この発明を免震装置に適用したさらに別の実施形態を示し、図９（ａ）は鉛直方向断面図、（ｂ）は分割金属板の水平方向断面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ－Ａ線矢視断面図、図１０（ａ）は上下部取付けフランジの平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線矢視断面図である。

【0059】

上記各実施形態では、塑性変形自在部材１５が積層ゴム体１１を貫通している免震装置が示されている。この実施形態では塑性変形自在部材１５は積層ゴム体１１を貫通することなく、積層ゴム体１１内部の金属板１３のうち金属板１３ｄによって上下の塑性変形自在部材１５ａ、１５ｂに分割されている。以下、金属板１３ｄを分割金属板とも称する。

【0060】

分割金属板１３ｄは上記例示した熱伝導率の高い金属材料で作られた熱伝導プレート５０からなり、また積層ゴム体１１内部の他の金属板１３よりも厚肉に形成されている。分割金属板１３ｄは、この実施形態では積層ゴム体１１の積層方向中央位置に配置され、上下面には分割された塑性変形自在部材１５ａ、１５ｂの端部を嵌め込むための凹部４１が形成されている（図９（ｃ）参照）。凹部４１に嵌め込まれた塑性変形自在部材１５ａ、１５の端部は分割金属板１３ｄに常時接触している。

【0061】

分割金属板１３ｄの内部には、直上及び直下に塑性変形自在部材１５ａ、１５ｂがそれぞれ位置することとなる中央部から外周にかけて複数のヒートパイプ１６が放射状に設けられている。なお、この実施形態では、積層ゴム体１１を構成する内部金属板１３、１３ｄ及び上下部金属板１３ａ、１３ｂの全てが、それらの外周は積層ゴム体１１のゴム板外周から外方に突出している。

【0062】

この実施形態では、上下部取付けフランジ１２ａ、１２ｂにもヒートパイプ１６が設けられており、その取付け形態の一例を図１０を参照して、より具体的に示すこととする。上下部取付けフランジ１２ａ、１２ｂは熱伝導プレート５０からなり、その内面（積層ゴム体１１側の面）には、厚肉の上下部金属板１３ａ、１３ｂが嵌め込まれる深さが浅い凹部４２が形成されている。

【0063】

凹部４２の底面には中央部に円形又は多角形の凹部４３が形成され、さらにこの凹部４３の周壁から凹部４２の周壁にかけて複数の取付溝１８が放射状に形成されている。凹部４３にはホルダー４５が嵌め込まれて図示しないボルト等によって固定されている。

【0064】

ホルダー４５には複数の孔４６が放射状に形成され、これらの孔４６にヒートパイプ１６の端部が挿入されている。ヒートパイプ１６は平形のものであり、ホルダー４５から出ている部分は取付溝１８に収容され、図示しないボルト等によって固定されたホルダー１９によって保持されている。

【0065】

上記実施形態によれば、塑性変形自在部材１５ａ、１５ｂに発生した熱は、分割金属板１３ｄの中央部からヒートパイプ１６の受熱部に伝達され、分割金属板１３ｄの外周側の放熱部から放熱される。その際、分割金属板１３ｄは積層ゴム体１１の積層方向中央にあって塑性変形自在部材１５ａ、１５ｂに直接接触しているので、該接触部に近接して配されているヒートパイプ１６は塑性変形自在部材１５ａ、１５ｂに発生する熱を、最も蓄積しやすい免震装置の中心位置から効率よく受熱することとなる。

【0066】

また、上下部取付けフランジ１２ａ、１２ｂに設けられたヒートパイプ１６によっても塑性変形自在部材１５ａ、１５ｂに発生した熱が受熱・放熱される。なお、分割金属板１３ｄを具備する本構成は他の実施形態に示すようなヒートパイプ１６を配した内部金属板１３ｃと組み合わせることもできる。更に塑性変形自在部材１５を免震装置上面視において複数配してもよい。

【0067】

図１１は、この発明を免震装置に適用したさらに別の実施形態を示し、（ａ）は鉛直方向断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線矢視断面図である。この実施形態で示されている免震装置１０は、振動エネルギーを吸収して減衰させるための手段として塑性変形自在部材ではなく、ゴム板１４のゴム材料として高減衰ゴムが用いられている。このような免震装置１０は積層ゴム体１１の繰返しせん断変形によって発熱し、免震装置１０の内部に熱が籠もる状態となる結果、せん断抵抗が低下し、エネルギー吸収量の低下などの性能変化が生じる。

【0068】

免震装置１０の発熱による温度上昇を抑制するために、複数の内部金属板１３ｃを厚肉の熱伝導プレート５０で構成し、これらの内部金属板１３ｃに複数のヒートパイプ１６が中央部から外周にかけて放射状に設けられている。そして、ヒートパイプ１６の内部金属板１３ｃの外周側の端部は、積層ゴム体１１の外周から突出している。

【0069】

このヒートパイプ１６の内部金属板１３ｃからの突出端部である放熱部には、ヒートシンク２５が設けられている。このようなヒートシンク２５を設けることにより、積層ゴム体１１に発生した熱の放熱が促進される。なお、図１１ではヒートパイプ１６を具備する内部金属板１３ｃを複数（３枚）としたが、放熱効果を考慮し、枚数は放熱能力の設定により適宜選択される。

【0070】

図１３は、この発明を制震装置に適用した実施形態を示し、（ａ）は立面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線矢視断面図である。この実施形態で示される制震装置３０は、建物の上部構造と下部構造との間、例えば木造建物の上下部の梁間に設置される。制震装置３０は、上部構造に連結金具３１を介して連結される１対の金属板からなる上部可動板３２、３２と、下部構造に連結金具３３を介して連結され、上部可動板３２、３２間に配置された下部可動板３４とを備える。

【0071】

上部可動板３２、３２と下部可動板３４との間には高減衰ゴムからなるゴム体３５が設けられている。地震等により上部構造と下部構造との間に相対変位が生じると、ゴム体３５がせん断変形して上下部構造間での振動伝達を抑えるとともに、ゴム体３５が振動エネルギーを吸収して減衰させる。この振動エネルギーの吸収によりゴム体３５が発熱して温度上昇する。

【0072】

ゴム体３５の温度上昇を抑制するために、下部可動板３４を熱伝導プレート５０で構成し、この下部可動板３４に複数のヒートパイプ１６が設けられている。ヒートパイプ１６は、下部可動板３４の高さ方向の中心線近傍から水平方向両外周にかけて、複数段になるように設けられている。これらヒートパイプ１６は端部が下部可動板３４の外周から突出し、突出端部にはヒートシンク３６が設けられている。

【0073】

ヒートパイプ１６の取付けは、例えば図１２（ａ）に示したように、下部可動板３４の外周端に開口する挿入孔を設け、この挿入孔にヒートパイプ１６を挿入する態様を採ることができる。なお、上部可動板３２、３２及び下部可動板３４は上下が逆となる構成とすることもできる。

【0074】

上記各実施形態は例示にすぎず、この発明は種々の態様を採ることができる。
(1) 免震装置に関しては、上記実施形態では積層ゴム体が円柱形、上下部フランジが円形としたものが示されているが、これに限らず、積層ゴム体が角柱、上下部フランジが方形のものについても、この発明を適用できる。

【0075】

(2) ヒートパイプを設置する金属板は、熱伝導プレートで構成することが望ましいが、従来と同様の軟鉄等の鋼板で構成してもヒートパイプによって放熱効果は得られ、この発明はヒートパイプを設置する金属板を熱伝導プレートに限定するものではない。また、ヒートパイプを設置する内部金属板を他の内部金属板と比べて厚肉としたが、ヒートパイプが内部金属板の板厚の範囲に収まれば良いのであり、その限りで他の内部金属板の板厚と同一であっても構わない。
(3) ヒートパイプはこれが設置される金属板の内部と外周側との間にあればよく、この発明はヒートパイプの端部が金属板の外周に達している態様のみを包含するものではない。すなわち、ヒートパイプの端部は放熱が可能な金属板の領域であれば、外周から内部側に適宜長さ入り込んだ領域にあってもよい。
(4) この発明は、上記実施形態で示した免震装置等以外にも、例えば強風や交通振動等に対する斜張橋における斜材ケーブルの制振対策として、ケーブルと桁との間に設置される高減衰ゴムダンパーにも適用できる。この高減衰ダンパーはケーブルに連結される金属板と桁に連結される金属板との間に高減衰ゴムからなるゴム体を配置したもので、金属板にヒートパイプを設ける事によりゴム体の温度上昇を抑制することができる。

【符号の説明】

【0076】

１０：免震装置
１１：積層ゴム体
１２ａ：上部取付けフランジ
１２ｂ：下部取付けフランジ
１３：金属板
１４：ゴム板
１５：塑性変形自在部材
１６：熱伝導部材
１７：挿入孔
１８：取付溝
１９：ホルダー
２０：空所
２１：断熱材
２２：接触部分
２５：ヒートシンク
３０：制震装置
３２：上部可動板
３４：下部可動板
３５：ゴム体
３６：ヒートシンク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】