JP2006316978A - 複合型粘弾性ダンパ− - Google Patents
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Abstract
【課題】 通常時には剪断方向への変形により減衰機能を発揮し、非常時には捩れ変形により減衰機能を発揮するようにした、特に橋脚や橋桁などの連結用として好適な複合型粘弾性ダンパ−を提供する。
【解決手段】 弾性体２と減衰体３とを同一平面上に隣接して配置した複合型粘弾性ダンパ−１において、弾性体２を等価粘性減衰定数が０．０５以下の天然ゴムで構成し、減衰体３を等価粘性減衰定数が０．３以上の粘弾性ゴムで構成した。
【選択図】 図１
【解決手段】 弾性体２と減衰体３とを同一平面上に隣接して配置した複合型粘弾性ダンパ−１において、弾性体２を等価粘性減衰定数が０．０５以下の天然ゴムで構成し、減衰体３を等価粘性減衰定数が０．３以上の粘弾性ゴムで構成した。
【選択図】 図１
Description
この発明は複合型粘弾性ダンパ−に関し、さらに詳しくは、通常時には剪断方向への変形により減衰機能を発揮し、非常時には捩れ変形により減衰機能を発揮するようにした、特に橋脚や橋桁などの連結用として好適な複合型粘弾性ダンパ−に関する。
地震発生時の橋脚や橋桁などの損壊や倒壊などによる被害を最小限に抑えるためのダンパ−として、橋桁と橋台又は橋桁と橋桁とを連結部材で連結し、この連結部材に種々の緩衝装置を組み込んで、この緩衝装置により主として剪断方向の衝撃力を吸収させるようにしたダンパ−が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
しかしながら、この種のダンパ−は衝撃力の吸収能力を高めるためには、装置自体を大型にしたり、内部機構を複雑にしたりする必要があると共に、水平方向の複雑な振動に対しての減衰機能に乏しく、地震の振動の方向によってはダンパ−としての衝撃吸収機能を発揮することができないという問題があった。
特開平９−１６５７１９号公報
特開２００１−１３１９１５号公報
この発明の目的は、上述する問題点を解消するもので、簡単な構成でありながら、通常時には剪断方向への変形により減衰機能を発揮し、非常時には捩れ変形により減衰機能を発揮するようにした、特に橋脚や橋桁などの連結用として好適な複合型粘弾性ダンパ−を提供することにある。
上記目的を達成するためのこの発明の複合型粘弾性ダンパ−は、弾性体と減衰体とを同一平面上に隣接して配置すると共に、前記弾性体と前記減衰体との上下面を面板により挟持した複合型粘弾性ダンパ−において、前記弾性体を等価粘性減衰定数が０．０５以下である天然ゴムで構成し、前記減衰体を等価粘性減衰定数が０．３以上である粘弾性ゴムで構成したことを要旨とする。
この発明によれば、等価粘性減衰定数が０．０５以下の天然ゴムと、等価粘性減衰定数が０．３以上の粘弾性ゴムとを同一平面上に隣接させて配置してダンパ−を構成したので、天然ゴムによる復元力と粘弾性ゴムによる減衰性能との両機能を兼ね備えることにより、簡単な構成でありながら、通常時には剪断方向への変形により減衰機能を発揮し、水平方向への複雑な振動に対しては捩れ変形により減衰機能を発揮することができる。さらに、粘弾性ゴムの等価粘性減衰定数を０．３以上としたことにより、変形後の歪みの回復を早めると共に、減衰機能の速度依存性を高めて、振動の速度に応じて減衰効果が向上するようにした。
以下、この発明の構成につき添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
図１はこの発明の実施形態による複合型粘弾性ダンパ−の一例を示す断面図、図２は図１のＸ−Ｘ矢視断面図である。
図１及び図２において複合型粘弾性ダンパ−１は、弾性体２と減衰体３とを同一平面上に隣接して配置すると共に、弾性体２と減衰体３との上下面を面板４ａ、４ｂにより挟持して構成されている。なお、図中５は減衰体３の外周を覆うカバ−ゴム層を示している。
そして、弾性体２を等価粘性減衰定数が０．０５以下、好ましくは０．０３以上の天然ゴムで構成し、減衰体３を等価粘性減衰定数が０．３以上、好ましくは０．５以下の粘弾性ゴムで構成している。なお、カバ−ゴム層５には、耐候性及び耐摩耗性に優れたクロロプレンゴムが使用されている。
このように構成された複合型粘弾性ダンパ−１は、同一平面上に、天然ゴムによる復元力と粘弾性ゴムによる減衰性能との両機能を兼ね備えることにより、簡単な構成でありながら、通常時には剪断方向への変形により減衰機能を発揮し、水平方向への複雑な振動に対しては捩れ変形により減衰機能を発揮することができる。さらに、粘弾性ゴムの等価粘性減衰定数を０．３以上としたことにより、変形後の歪みの回復を早めると共に、減衰機能の速度依存性を高めて、振動の速度に応じて減衰効果を向上するようにすることができる。
この発明において、ゴムの等価粘性減衰定数とは、ゴムの非線形復元力特性を、等価な線形復元力と減衰に置き換えたときの減衰定数をいい、この減衰定数は、出願人の開示に係る特開２００２−２０５４６号公報に記載のせん断特性値（Ｈｅｑ）と同様に求めることができ、せん断試験機にて、ゴム積層体及び粘弾性ゴムへの鉛直荷重をそれぞれ１０ＭＰａ、０ＭＰａ、変形周波数０．５Ｈｚ、１００％歪みとして求めた等価粘性減衰定数をいう。
なお、弾性体２の等価粘性減衰定数が０．０５超では弾性体としての力学特性や温度依存性を得ることが難しくなる。また、減衰体３を構成する粘弾性ゴムの等価粘性減衰定数が０．３未満では複合型粘弾性ダンパーとしての減衰性を充分に確保することが難しくなる。
この発明において、減衰体３の全容積が弾性体２の全容積に対して占める割合は、複合型粘弾性ダンパ−１の要求特性によって変化するが、通例、１２０〜２００％となるように調整される。
図１及び図２では、弾性体２の形態が塊状のゴムからなる場合を示したが、弾性体２の形態はこれに限られることなく、複数の天然ゴム層と鋼板とを上下方向に積層したゴム積層体で構成することができる。さらに、弾性体２の形態についても、四角柱の形態にすることなく、円柱形態又は多角柱形態に形成することができる。
この発明において、減衰体３を構成する粘弾性ゴムを熱可塑ゴム又はジエン系ゴムをベースとしたカーボンブラック充填ゴムにより構成するとよい。
上述するように、この発明の複合型粘弾性ダンパ−は、等価粘性減衰定数が０．０５以下の天然ゴムと、等価粘性減衰定数が０．３以上の粘弾性ゴムとを同一平面上に隣接させて配置し、天然ゴムによる復元力と粘弾性ゴムによる減衰性能との両機能を兼ね備えることにより、変形後の歪みの回復を早めると共に、減衰機能の速度依存性を高めて、振動の速度に応じて減衰効果が向上するようにしたもので、通常時には剪断方向への変形により減衰機能を発揮し、水平方向への複雑な振動に対しては捩れ変形により減衰機能を発揮することから、特に橋脚や橋桁などの連結用の弾性ダンパ−として広く適用することができる。
１ 複合型粘弾性ダンパ−
２ 弾性体
３ 減衰体
４ａ、４ｂ 面板
５ カバ−ゴム層
２ 弾性体
３ 減衰体
４ａ、４ｂ 面板
５ カバ−ゴム層
Claims (3)
- 弾性体と減衰体とを同一平面上に隣接して配置すると共に、前記弾性体と前記減衰体との上下面を面板により挟持した複合型粘弾性ダンパ−において、
前記弾性体を等価粘性減衰定数が０．０５以下である天然ゴムで構成し、前記減衰体を等価粘性減衰定数が０．３以上である粘弾性ゴムで構成した複合型粘弾性ダンパ−。 - 前記弾性体が複数の天然ゴム層と鋼板とを上下方向に積層したゴム積層体からなる請求項１に記載の複合型粘弾性ダンパ−。
- 前記粘弾性ゴムが熱可塑ゴム又はジエン系ゴムをベースとしたカーボンブラック充填ゴムからなる請求項１又は２に記載の複合型粘弾性ダンパ−。
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