JP2000283228A

JP2000283228A - 制振部材

Info

Publication number: JP2000283228A
Application number: JP11084574A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Ishida; 孝明石田; Tetsuro Mizoguchi; 哲朗溝口; Toshiaki Sakaki; 俊明榊
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1999-03-26
Filing date: 1999-03-26
Publication date: 2000-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】高減衰ゴム製のものと同等またはそれ以上の
高い減衰性能を有する上、上記高減衰ゴム製のものに比
べて特性の温度依存性がさらに小さく、かつ荷重の増減
を繰り返した際の軟化の度合いも小さいために減衰性能
が安定化した、新規な制振部材を提供する。【解決手段】 −２０〜＋４０℃の温度範囲内での損失
係数ｔａｎδが０．１５未満である低減衰ゴムにて一体
形成したゴム部材１１の内部に空洞１０を設け、この空
洞１０中に、多数の硬質の粒状体Ｂ１を、２５ｋｇ／ｃ
ｍ²以上の圧力が加わるように圧入、充てんした。

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、斜張橋や吊り橋
などの橋りょうにおいて、風や走行車両の振動などの影
響で発生するケーブルの振動を減衰するために用いられ
る制振部材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】橋りょうのうち斜張橋やつり橋などは、
剛性の低い柔構造に設計された橋げたなどの構造物を複
数本のケーブルで支えた構造を有しており、振動に対す
るケーブルの安定性が、設計上の重要な要素となってい
る。ケーブルの振動の主たる原因としては、風と、橋上
を走行する車両の振動とがあげられる。

【０００３】このうち前者の、風の影響を低減すべく、
とくに斜張橋においては、ケーブル自体の断面形状を空
気力学的に安定化する対策が施されている。また近時、
斜張橋や吊り橋などで、複数のケーブル同士をワイヤな
どで結合したり、あるいはケーブルに機械的な制振装置
を設けたりして、上記風や走行車両などの影響で発生す
るケーブルの振動を減衰する試みがなされている。

【０００４】制振装置の一般的な例としては、たとえば
オイルダンパや、あるいは液状の粘弾性物質を利用した
粘性せん断型のダンパなどがあげられる。しかし、上記
オイルダンパに使用するオイルや、あるいは粘性せん断
型のダンパに使用する液状の粘弾性物質などはいずれ
も、装置の減衰性能を決める主因子である流動性や粘弾
性などの特性の、とくに温度に対する依存性が大きいた
め、わずかな温度変化でも装置の減衰性能が大きく変動
するという問題があり、屋外の、しかも橋上という温度
変化の激しい場所では装置の減衰性能が不安定化するお
それがある。

【０００５】また上記の装置は、十分な減衰性能を確保
するとともに、オイルなどの液漏れや雨水などの浸入を
防止する必要から、その構造が複雑で、かつ装置の全体
が大型にならざるを得ないという問題もある。さらに
は、減衰性能を一定のレベルに維持するためにオイル量
のチェックや補給などの保守作業を頻繁に行う必要があ
り、保守に手間がかかるという問題もある。

【０００６】そこで近時、それ自体が振動を減衰する機
能を有する高減衰ゴムの加硫成形体を、前記オイルダン
パなどに代わる制振部材として使用した制振装置が提案
された（たとえば特開平６−１３６７１８号公報、特開
平７−１１９１１５号公報など）。かかる制振部材は、
高減衰ゴムを所定の形状に加硫成形した一個の塊であっ
て液漏れ防止などが不要であり、構造が簡単でかつ装置
の全体を小型化できるため橋の美観の点ですぐれてお
り、しかも頻繁な保守作業を必要としないという利点が
ある。

【０００７】また、上記の制振部材は固体であるため、
装置の減衰性能を決める主因子である弾性率、減衰率な
どの特性が、前述したオイルにおける流動性などの特性
に比べて温度条件の影響を受けにくい、すなわち特性の
温度依存性が小さく、したがってこれまでよりも装置の
減衰性能を安定化できることが期待された。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが発明者らの検
討によると、上記高減衰ゴムの加硫成形体からなる制振
部材においても、橋りょう上という過酷な環境下での温
度変化の影響は大きく、依然として、装置の減衰性能が
不安定化しやすいことが判明した。また、上記高減衰ゴ
ムの加硫成形体は、荷重の増加、減少を繰り返すと、い
わゆるマリンズ効果として説明される軟化現象を生じて
減衰性能が大きく低下するという問題もあった。

【０００９】すなわち、荷重の増減を繰り返すとゴムが
軟化して、前述した弾性率、減衰率などの特性が急激に
低下し、およそ１０回程度の荷重の増減によって各特性
は一定の値で定量化するものの、かかる定量化した状態
では、軟化前の初期状態と比べると同じ荷重での歪み量
が大きく、かつ同じ歪み量での復元力が小さくなって、
減衰性能が著しく低下してしまうのである。

【００１０】この発明の目的は、高減衰ゴム製のものと
同等の高い減衰性能を有する上、上記高減衰ゴム製のも
のに比べて特性の温度依存性がさらに小さく、かつ荷重
の増減を繰り返した際の軟化の度合いも小さいために減
衰性能が安定化した、新規な制振部材を提供することに
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、発明者らは、弾性率、減衰率などの特性の温度依存
性が高減衰ゴムよりもさらに小さい上、マリンズ効果に
よる軟化の度合いも小さい低減衰ゴムにて制振部材を形
成することを検討した。しかし低減衰ゴムは、その名の
とおり減衰率が小さいために、これを単独で使用した制
振部材は、減衰性能の安定性こそ向上するものの、絶対
的な減衰性能の高さの点では不十分であった。

【００１２】そこで、上記低減衰ゴムを他の部材と組み
合わせて減衰性能を向上することを検討した結果、特開
平９−１７７３６７号公報に開示された、陸上の建造物
の免震を目的とした免震構造体において採用されてい
る、多数の、硬質の粒状体の摩擦による振動の減衰機構
を応用して、低減衰ゴムの減衰性能を補強すればよいこ
とを見出し、この発明を完成するに至った。

【００１３】すなわちこの発明の減衰部材は、構造物を
ケーブルで支持した橋りょうの、上記ケーブルに発生す
る振動を減衰するために用いられるものであって、−２
０〜＋４０℃の温度範囲内での損失正接ｔａｎδが０．
１５未満である低減衰ゴムにて一体形成された、内部に
空洞を有するゴム部材の、上記空洞中に、多数の硬質の
粒状体を、２５ｋｇ／ｃｍ²以上の圧力が加わるように
圧入、充てんしたことを特徴としている。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、この発明の制振部材を、
その実施の形態の一例を示す図面を参照しつつ説明す
る。図１(a)(b)にみるようにこの例の制振部材１は、内
部に円柱状の空洞１０を有する円筒状に形成された、ゴ
ム部材１１と、このゴム部材１１の上下に、それぞれ上
記空洞１０を外部と遮蔽するように固定された一対の固
定金具１２、１３とを備えるとともに、当該固定金具１
２、１３によって外部と遮蔽された空洞１０内に、前記
のように多数の硬質の粒状体Ｂ１を圧入、充てんするこ
とで構成されている。

【００１５】このうちゴム部材１１は、前記のように−
２０〜＋４０℃の温度範囲内での損失正接ｔａｎδ（損
失係数）が０．１５未満である低減衰ゴムにて一体形成
される。ゴム部材１１の損失正接ｔａｎδが上記の範囲
に限定されるのは、この範囲より損失正接ｔａｎδの大
きいゴムは低減衰ゴムとは言いがたく、前述したように
弾性率、減衰率などの特性の温度依存性が大きくなり、
かつマリンズ効果による軟化の度合いも大きくなって、
制振部材１の減衰性能が不安定化してしまうからであ
る。

【００１６】なお上記ゴム部材１１の損失正接ｔａｎδ
は、制振部材１の減衰性能の安定化を考慮すると、上記
の範囲内でもとくに０．１以下であるのが好ましく、
０．０２〜０．０４程度であるのがさらに好ましい。か
かるゴム部材１１は、加硫後の損失正接ｔａｎδが上記
の値を示す未加硫のゴム組成物を、たとえばローラーヘ
ッド押出機などを用いてシート状に成形し、このシート
を、ゴム部材１１の断面形状に対応したリング状に打ち
抜いたのち、打ち抜いたシートを、所定の厚みを有する
ように複数枚、積層した状態で、所定の型内で加熱して
加硫成形するなどして製造される。

【００１７】またこの加硫成形と同時に加硫接着するな
どして、製造されたゴム部材１１の上下に、それぞれ、
鋼板などで形成された上下の固定金具１２、１３が固定
される。上記の製造方法に使用される未加硫のゴム組成
物は、従来同様に基材ゴムに、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、粘着性付与剤その他、各種の添加剤を添加する
ことで構成される。

【００１８】このうち基材ゴムとしては、天然ゴム（Ｎ
Ｒ）の他、たとえばイソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエ
ンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエン共重合ゴム（Ｓ
ＢＲ）、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）などの合成ゴムがあげられる。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。

【００１９】加硫剤としては、たとえば硫黄、有機含硫
黄化合物、有機過酸化物などがあげられ、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
モルホリンなどがあげられ、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
などがあげられる。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など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などのジチオカーバミ
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など
のチアゾール類；トリメチルチオ尿素、Ｎ，Ｎ′−ジエ
チルチオ尿素など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（ＰｂＯ）などの無機促進剤があげられる。

【００２０】加硫促進助剤としては、たとえばステアリ
ン酸、オレイン酸、綿実脂肪酸などの脂肪酸や、あるい
は亜鉛華などの金属酸化物などがあげられる。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
香酸などの芳香族有機酸；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
ルアミンなどのニトロソ化合物などがあげられる。

【００２１】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などのイミダゾール類；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などのアミン類；ジ
−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、スチレン化フェノール
などのフェノール類などがあげられる。

【００２２】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、あるいは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、クレーなどの無機補強剤や、
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）などの有機補強剤も使用できる。

【００２３】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。軟化剤としては、たとえば脂肪酸（ステアリン酸、
ラウリン酸など）、綿実油、トール油、アスファルト物
質、パラフィンワックスなどの、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。

【００２４】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
ートなどの各種可塑剤があげられる。さらに粘着性付与
剤としては、たとえばクマロン・インデン樹脂、芳香族
系樹脂、芳香族・脂肪族混合系樹脂、ロジン系樹脂、シ
クロペンタジエン系樹脂などがあげられる。

【００２５】上記以外にも、ゴム組成物にはたとえば分
散剤、溶剤などを適宜配合してもよい。ゴム組成物は、
上記の各成分を、たとえば密閉式混練機などを用いて混
練することで製造される。かかるゴム組成物を加硫成形
して製造されるゴム部材１１の、−２０〜＋４０℃の温
度範囲内での損失正接ｔａｎδを、前記のように０．１
５未満の範囲内に調整するには、基材ゴムの種類を選択
するとともに、当該基材ゴムに添加する前記補強剤、軟
化剤、加硫剤などの種類とその配合割合などを適宜、調
整すればよい。

【００２６】たとえば基材ゴムとしてＮＲとＩＲとを重
量比で６５：３５の割合で使用する系においては、当該
基材ゴム１００重量部に対して、補強剤としてのカーボ
ンブラックを１０〜５０重量部、軟化剤としてのオイル
を０〜２０重量部、加硫剤としての硫黄を０．５〜３重
量部の範囲で添加するとともに、老化防止剤などのその
他の添加剤を少量、添加したゴム組成物を加硫成形する
ことにより、損失正接ｔａｎδが０．１５未満であるゴ
ム部材１１が製造される。

【００２７】上記ゴム部材１１の上下に固定される固定
金具１２、１３は、制振部材１を、後述する斜張橋や吊
り橋などの制振装置に組み込んで固定する際に使用され
るもので、それぞれ鋼板を打ち抜くなどして形成され
る。なお図において符号１２ａ、１３ａは、それぞれの
固定金具１２、１３を制振装置に組み込んで固定するた
めのボルト（図示せず）が挿通される通孔である。

【００２８】ゴム部材１１の空洞１０中に充てんされる
粒状体Ｂ１としては、ゴム部材１１よりも硬質で、当該
ゴム部材１１がケーブルの振動によって変形した際に一
緒になって変形せずに、粒状体Ｂ１同士の間で摩擦を生
じて上記ケーブルの振動を減衰しうる、種々の粒状体が
いずれも使用可能である。かかる硬質の粒状体Ｂ１とし
ては、これに限定されないがたとえばペレット状、ある
いはチップ状の硬質プラスチック粒子、砂粒、鉄粉、ガ
ラスビーズなどがあげられ、中でもとくに軽量で、制振
部材１の重量増を引き起こさない、あるいはあまり重量
増を引き起こさない硬質プラスチック粒子が好ましい。

【００２９】また、資源の節約および低コスト化の観点
からすると、上記硬質プラスチック粒子としては、たと
えば回収された使用済みのＰＥＴボトルをチップ状に粉
砕した粉砕物や、あるいは円柱状などの所定の形状に再
成形したペレットなどのリサイクル品を使用するのが好
ましく、とくに粒状体Ｂ１の均一性や、空洞１０中への
充てんのしやすさなどを考慮すると、その直径と高さが
概ね２ｍｍ程度の円柱状に形成されたペレットがより一
層、好適に使用される。

【００３０】ゴム部材１１の空洞１０中に、上記の粒状
体Ｂ１を圧入、充てんするには、たとえば前述したよう
にゴム部材１１を加硫成形する際に同時に、上記空洞１
０を塞ぐように加硫接着された固定金具１２、１３のう
ちの一方に、あらかじめ空洞１０に通じる、その内周面
に雌ねじを切った通孔を形成しておき、その全容積が、
空洞１０の内容積より大きくなる量の粒状体Ｂ１を、こ
の通孔を通して空洞１０内に充てんしたのち、外周面に
通孔の雌ねじと螺合する雄ねじを切った蓋体をねじ込ん
で、粒状体Ｂ１を加圧しつつ、空洞１０を密閉すればよ
い。

【００３１】かかる密閉状態（圧入、充てん状態）にお
いて、粒状体Ｂ１には、２５ｋｇ／ｃｍ²以上の圧力が
加わるようにする必要がある。圧力がこの範囲未満で
は、空洞１０中に、十分な量の粒状体Ｂ１が充てんされ
ないために、当該粒状体Ｂ１の摩擦による、制振部材１
の減衰性能を補助する効果が不十分となって、制振部材
の減衰性能が低下してしまう。

【００３２】なお圧力は、上記の範囲内でもとくに３０
〜１２０ｋｇ／ｃｍ²程度であるのが好ましく、４０〜
８５ｋｇ／ｃｍ²程度であるのがさらに好ましい。粒状
体Ｂ１に加わる圧力を上記の範囲に設定するには、当該
粒状体Ｂ１の材質、硬さ、形状、粒径、ならびにゴム部
材１１の、空洞１０の内容積などを考慮して、当該空洞
１０内に充てんする粒状体の全容積を求め、それに見合
う粒状体Ｂ１の充てん量を設定すればよい。

【００３３】なお制振部材１は屋外で使用されるもので
あるため、その耐候性を向上すべく、とくにゴム部材１
１の外周面が、耐候性にすぐれた被覆層によって被覆さ
れていてもよい。上記被覆層を構成する、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
や、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、エチレン−プ
ロピレン共重合ゴムなどがあげられる。

【００３４】被覆層を形成するには、たとえばゴム部材
１１の元になる加硫前のシートの積層体の外周面に、上
記の材料からなる未加硫のシートを巻きつけておいて、
加硫成形と同時に、被覆層となるシート自体の加硫と積
層体への接着とを行えばよい。上記例の制振部材１は、
たとえば図４(a)に示す斜張橋Ｂ１や、あるいは同図(b)
に示す吊り橋Ｂ２などの橋りょうに設けられた制振装置
２に組み込んで使用される。

【００３５】このうち図(a)の斜張橋Ｂ１の制振装置２
は、当該図にみるように、剛性の低い柔構造に設計され
た橋げた３などの構造物を支えるべく、主塔４から斜め
に張設された複数本のケーブル５と、上記橋げた３など
との間に介設されるものであって、より詳しくは図２に
示す構造を有している。すなわち図の制振装置２は、た
とえば橋げた３などの、斜張橋Ｂ１の構造物上に設け
た、ケーブル５の基端部を固定するための固定部３１
の、上記ケーブル５が突出した先端部に、複数個の制振
部材１を、上下、左右、斜めなど、ケーブル５の周囲の
全周方向に発生する振動を均等に減衰すべく、その周囲
を等距離、等間隔で囲むように配置するとともに、上記
ケーブル５の途中に固定した、制振部材１と同数の振動
伝達部材２１によって、ケーブル５に発生する振動を各
制振部材１に伝えて、当該各制振部材１によって減衰す
るようにしたものである。

【００３６】各制振部材１は、下側の固定金具１３を、
１枚のリング体２２上に等距離、等間隔で固定し、この
リング体２２を、固定部３１の先端部に被せて固定した
有底円筒状のベース２３に固定することで、上記のよう
にケーブル５の周囲を等距離、等間隔で囲むように配
置、固定されている。また振動伝達部材２１は、略Ｌ字
状に形成したものの先端部に、上記制振部材１の上側の
固定金具１２を固定するとともに、基端部を、ケーブル
５の周囲に、締めリング２４によって締めつけること
で、当該ケーブル５の途中に固定されている。

【００３７】さらに図の例では、上記の各部が風雨に曝
されるのを防ぐとともに、斜張橋Ｂ１の外観を向上する
ために、ベース３１とケーブル５との間にカバー２５が
張設されている。つぎに、図４(b)に示した吊り橋Ｂ２
の制振装置２は、当該図にみるように、剛性の低い柔構
造に設計された橋げた６などの構造物を支えるべく、一
対の主塔７、７間などに張設されたメインケーブル８か
ら張設された複数本のケーブル９と、上記橋げた５など
との間に介設されたものであって、より詳しくは図３に
示す例のような構造を有している。

【００３８】すなわち図の例の制振装置2は、基本的に
先の図2のものと同様の構造であって、複数個の制振部
材１を、たとえば橋げた6などの、吊り橋Ｂ２の構造物
に設けた、ケーブル9の基端部を固定するための固定部
６１の、上記ケーブル９が突出した先端部に、ケーブル
９の周囲を等距離、等間隔で囲むように配置するととも
に、上記ケーブル９の途中に固定した、制振部材１と同
数の振動伝達部材２１によって、ケーブル９に発生する
振動を各制振部材１に伝えて、当該各制振部材１によっ
て減衰するようにしたものである。

【００３９】制振部材１は、やはり先のものと同様に、
下側の固定金具１３を、１枚のリング体２２上に等距
離、等間隔で固定し、このリング体２２を固定部６１の
先端部に固定することで、当該固定部６１の先端部に、
前記のようにケーブル９の周囲を等距離、等間隔で囲む
ように配置されている。また振動伝達部材２１は、略Ｌ
字状に形成したものの先端部に、上記制振部材１の上側
の固定金具１２を固定するとともに、基端部を、ケーブ
ル９の周囲に、締めリング２４によって締めつけること
で、当該ケーブルの途中に固定されている。

【００４０】なお図示していないが、上記の各部が風雨
に曝されるのを防ぐとともに、吊り橋Ｂ２の外観を向上
するために、カバーを張設してもよい。なお、この発明
の制振部材は、以上で説明した図の例のものには限定さ
れない。たとえば制振部材のうちゴム部材は、図示の円
筒状には限定されず、たとえば角筒状や、あるいは中央
が膨らんだ樽状、逆に中央が締まった鼓状などの、種々
の形状とすることができる。また、ゴム部材に設ける空
洞の形状も、ゴム部材の形状にあわせて適宜、変更でき
る。また空洞の数は１個には限らず、２個以上の小さな
空洞を設けるようにしてもよい。

【００４１】また、この発明の制振部材は、以上で説明
した図の制振装置以外の、たとえば特開平６−１３６７
１８号公報に開示された制振装置などに組み込んで使用
してもよい。その場合には制振部材を、装置の形状に適
した形状とすればよい。その他、この発明の要旨を変更
しない範囲で、種々の変更を施すことができる。

【００４２】

【実施例】以下にこの発明の制振部材を、実施例、比較
例に基づいて説明する。実施例１《ゴム組成物の作製》（成分）（重量部）・基材ゴム：ＮＲ：ＩＲ＝６５：３５（重量比）１００・補強剤：カーボンブラックＧＰＦ２５・軟化剤：アロマオイル１０・加硫剤：粉末硫黄１・加硫促進剤２・加硫促進助剤４・老化防止剤４《制振部材の製造》上記のゴム組成物を、ローラーヘッ
ド押出機を用いて、厚み６ｍｍのシート状に押出成形し
た後、外径７５ｍｍでかつその中心に直径４０ｍｍの、
空洞の元になる穴を有するリング状に打ち抜いた。

【００４３】つぎに上記リング状のシートを８枚、中心
の穴を利用して位置合わせしつつ重ね、さらにその上下
に、加硫接着剤を介して、一対の固定金具〔鋼板製、厚
み６ｍｍ、長径１３５ｍｍ、短径９０ｍｍで、かつ長径
側に形成したボルト挿通用の２個の通孔１２ａ（１３
ａ）の内径１３．５ｍｍ、２個の通孔の中心間の間隔１
１０ｍｍ〕を積層、圧着した状態で、外径８０ｍｍ、高
さ４０ｍｍの円柱状のゴム部材を加硫成形するための型
内に仕込み、加圧下で加熱して、図１(a)(b)に示すよう
にその内部に内径４０ｍｍ、高さ４０ｍｍの円柱状の空
洞１０を有するとともに、その上下に、当該空洞１０を
外部と遮断するように、固定金具１２、１３が加硫接着
されたゴム部材１１を加硫成形した。

【００４４】つぎに、上記のようにして加硫成形された
ゴム部材１１内の空洞１０中に、片側の固定金具１２の
中心にあらかじめ形成しておいた、内径３ｍｍのネジ孔
を通して、粒状体Ｂ１としての再生ＰＥＴ製ペレット
〔直径約２ｍｍ、高さ約２ｍｍの円柱状〕を充てんした
のち、上記ネジ孔に蓋体をねじ込んで粒状体Ｂ１を加圧
しつつ空洞１０を密閉して、実施例１の制振部材を製造
した。

【００４５】再生ＰＥＴ製ペレットの充てん量は４３
ｇ、密閉状態において、充てんされた再生ＰＥＴ製ペレ
ットに加わる圧力は４０ｋｇ／ｃｍ²であった。比較例１《ゴム組成物の作製》（成分）（重量部）・基材ゴム：ＮＲ：ＩＲ＝６５：３５（重量比）１００・補強剤：カーボンブラックＧＰＦ５０シリカ７０・シラン化合物１４・軟化剤：アロマオイル１０・加硫剤：粉末硫黄１・加硫促進剤２・加硫促進助剤４・老化防止剤４《制振部材の製造》上記のゴム組成物を、ローラーヘッ
ド押出機を用いて、厚み６ｍｍのシート状に押出成形し
た後、外径７５ｍｍでかつその中心に直径１ｍｍの、位
置合わせのための穴を有するリング状に打ち抜いた。

【００４６】つぎに上記リング状のシートを８枚、中心
の穴を利用して位置合わせしつつ重ね、さらにその上下
に、加硫接着剤を介して、一対の固定金具〔鋼板製、厚
み６ｍｍ、長径１３５ｍｍ、短径９０ｍｍで、かつ長径
側に形成したボルト挿通用の２個の通孔の内径１３．５
ｍｍ、２個の通孔の中心間の間隔１１０ｍｍ〕を積層、
圧着した状態で、外径８０ｍｍ、高さ４０ｍｍの円柱状
のゴム部材を加硫成形するための型内に仕込み、加圧下
で加熱して、その内部に内径１ｍｍ、高さ４０ｍｍの円
柱状の空洞を有するとともに、その上下に固定金具が加
硫接着されたゴム部材を加硫成形した。

【００４７】そして上記ゴム部材の空洞中に再生ＰＥＴ
製ペレットを圧入、充てんせずに、比較例１の制振部材
とした。上記実施例１、比較例１の制振部材について、
下記の試験を行って、その特性を評価した。せん断動的粘弾性試験(I) ３０ｔｏｎ／１０ｔｏｎ二軸動的試験機〔東京衡機
（株）製〕を用いて、実施例１、比較例１で製造した制
振部材のせん断動的粘弾性特性を測定した。

【００４８】すなわち、測定温度−１０℃、２０℃およ
び４０℃の各条件下、制振部材１の下側の固定金具１３
を固定した状態で、上側の固定金具１２を、図５に白矢
印で示すように横方向に繰り返し変位させて、ゴム部材
１１をせん断変形させた。せん断変形は、上側の固定金
具１２の、上記横方向の変位（水平変位）の変位量ｄ
（ｍｍ）と、ゴム部材１１の高さｔ（＝４０ｍｍ）とか
ら、下記式(i)：

【００４９】

【数１】

【００５０】によって求められるせん断ひずみＤ（％）
の最大値が５％となる水平変位を周波数２．０Ｈｚで３
サイクル繰り返し行い、ついで上記せん断ひずみＤの最
大値を１２．５％、２５％、５０％、１００％、１５０
％および２００％に順次増加させた水平変位を、それぞ
れ周波数２．０Ｈｚで３サイクル繰り返し行った。そし
て、上記一連の水平変位をせん断変形の１ルーチンとし
て、２ルーチン目の、せん断ひずみＤの最大値が１００
％である水平変位のうち３サイクル目の、水平変位の変
位量ｄ（ｍｍ）と水平荷重との関係を測定した。

【００５１】つぎに、上記のようにして測定した、図６
に示す水平変位と水平荷重との関係を示すヒステリシス
ループ曲線から、下記式(ii)：

【００５２】

【数２】

【００５３】により、等価減衰定数ｈｅを求めた。結果
を図７(a)に示す。なお、上記式(ii)中のΔＷは、変位
１サイクルあたりの損失エネルギー（図６においてヒス
テリシスループ曲線で囲まれた楕円の領域の面積）を示
し、Ｗは、最大振幅に至るまでに蓄積された弾性歪みエ
ネルギー（図６において斜線の領域の面積）を示す。ま
た図６中のＦは、最大変位時（この場合はせん断ひずみ
Ｄ＝１００％）の水平荷重を示す。さらに図６中の曲線
Ｌは、所定の変位時におけるヒステリシスループ曲線上
のａ点の水平荷重とｃ点の水平荷重との中間点（ｂ点）
を、変位ゼロ時（Ｄ＝０％）から最大変位時（Ｄ＝１０
０％）までの全範囲で求めてプロットした曲線である。

【００５４】また、上記図６のヒステリシスループ曲線
のうち水平変位の変位量ｄの最大値（Ｄ＝１００％）
と、この最大水平変位時の水平荷重Ｆとから、下記式(i
ii)：

【００５５】

【数３】

【００５６】により等価せん断ばね定数（水平ばね定
数）Ｋｈを求めた。結果を図７(b)に示す。せん断動的粘弾性試験(II) 比較例１については、上記せん断動的粘弾性試験(I)で
求めた等価せん断ばね定数Ｋｈと、ゴム部材１１の高さ
ｔ（ｍｍ）と、ゴム部材１１の水平方向の断面積Ａ（ｍ
ｍ²）とから、下記式(iv)：

【００５７】

【数４】

【００５８】によりせん断弾性率Ｇを求めるとともに、
下記式(v)：

【００５９】

【数５】

【００６０】により損失正接ｔａｎδを求めた。また実
施例１については、空洞１０内に、粒状体Ｂ１としての
再生ＰＥＴ製ペレットを充てんする前の空の状態で、前
記せん断動的粘弾性試験(I)を実施して求めた等価せん
断ばね定数Ｋｈを元に、上記と同様にしてせん断弾性率
Ｇと、損失正接ｔａｎδとを求めた。

【００６１】なおゴム部材１１の断面積Ａは、当該ゴム
部材１１の外径Ｄ₁と、中心の空洞の内径Ｄ₂とから、下
記式(vi)：

【００６２】

【数６】

【００６３】により求めた。せん断弾性率Ｇの結果を図
８(a)に、また損失正接ｔａｎδの結果を図８(b)に、そ
れぞれ示す。図７(a)(b)および図８(a)(b)の結果より明
らかなように、実施例１の制振部材は、比較例１に比べ
て、各特性の温度依存性が小さく、このことから減衰性
能が安定化していることが確認された。

【００６４】

【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明によれ
ば、高減衰ゴム製のものと同等の高い減衰性能を有する
上、上記高減衰ゴム製のものに比べて特性の温度依存性
がさらに小さく、かつ荷重の増減を繰り返した際の軟化
の度合いも小さいために減衰性能が安定化した、新規な
制振部材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】この発明の制振部材の、実施の形態の一例を示
す図であって、同図(a)は平面図、同図(b)は図(a)のＢ
−Ｂ線断面図である。

【図２】上記制振部材を用いた、斜張橋の制振装置の例
を示す部分切り欠き正面図である。

【図３】上記制振部材を用いた、吊り橋の制振装置の例
を示す部分切り欠き正面図である。

【図４】同図(a)は、図２の制振装置を組み込んだ斜張
橋の正面図、同図(b)は、図３の制振装置を組み込んだ
吊り橋の正面図である。

【図５】実施例、比較例で製造した制振部材の特性を評
価すべく、せん断動的粘弾性試験を行う際に、各制振部
材に加えた変位の方向を説明する正面図である。

【図６】上記せん断動的粘弾性試験によって得られた、
制振部材の水平変位と水平荷重との関係を示すヒステリ
シスループ曲線を示すグラフである。

【図７】同図(a)は、上記せん断動的粘弾性試験によっ
て得られた、等価減衰定数ｈｅと温度との関係を示すグ
ラフ、同図(b)は、等価せん断ばね定数Ｋｈと温度との
関係を示すグラフである。

【図８】同図(a)は、上記せん断動的粘弾性試験によっ
て得られた、せん断弾性率Ｇと温度との関係を示すグラ
フ、同図(b)は、損失正接ｔａｎδと温度との関係を示
すグラフである。

【符号の説明】

１制振部材１０空洞１１ゴム部材Ｂ１粒状体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2D059 AA41 BB06 BB08 GG01 GG06 GG17 3J048 AA01 AC02 AD05 BA04 BA05 BD01 DA01 EA39

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】構造物をケーブルで支持した橋りょうの、
上記ケーブルに発生する振動を減衰するために用いられ
る制振部材であって、−２０〜＋４０℃の温度範囲内で
の損失正接ｔａｎδが０．１５未満である低減衰ゴムに
て一体形成された、内部に空洞を有するゴム部材の、上
記空洞中に、多数の硬質の粒状体を、２５ｋｇ／ｃｍ ²
以上の圧力が加わるように圧入、充てんしたことを特徴
とする制振部材。
【請求項２】粒状体が、硬質プラスチック粒子である請
求項１記載の制振部材。