JP5164783B2 - 免震構造体 - Google Patents
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Description
以下に、本発明の免震構造体に用いられる免震構造体用プラグを構成するプラグ材の製造に用いられるプラグ用組成物を詳細に説明する。このプラグ用組成物は、エラストマー成分に補強性充填剤を配合してなるエラストマー組成物と、粉体とを含有することを特徴とする。
本発明の免震構造体に使用する免震構造体用プラグは、上述したプラグ用組成物から製造された、硬度や組成が異なる、少なくとも2種類のプラグ材を少なくとも3層積層してなることを特徴とし、十分な減衰性能、変位追従性等を有する。この免震構造体用プラグは、上記プラグ用組成物を用いて、例えば、以下の2つの製造方法の何れかを用いて製造することができる。
本発明の免震構造体は、2枚のフランジ間に、剛性を有する剛性板と弾性を有する弾性板とを交互に積層した、該積層方向に延びる貫通孔を有して積層方向両端部が弾性板よりなる積層体と、該積層体の貫通孔に圧入された、該積層体の厚みより長いプラグとを具え、該プラグが上述の免震構造体用プラグであるものであり、減衰性能、変位追従性等が高い。以下に、図面を参照しながら本発明の免震構造体の例を詳細に説明する。
ニーダーを用いて、表1〜2に示す配合処方のエラストマー組成物を調製し、次に、該エラストマー組成物と鉄粉とを表1〜2に示す体積比で混練してプラグ用組成物を調製した。そして、該プラグ用組成物を温度25℃、圧力1.3 ton/cm2でプレス加工して直径45 mmで円柱状のプラグ材A〜Iを作製した。
*2 ポリブタジエンゴム(低シス), 未加硫, 旭化成製「ジエンNF35R」
*3 カーボンブラック, ISAF, 東海カーボン製「シースト6P」
*4 樹脂, 日本ゼオン製「ゼオファイン」、新日本石油化学製「日石ネオポリマー140」、丸善石油化学製「マルカレッツM−890A」, 「ゼオファイン」:「日石ネオポリマー140」:「マルカレッツM−890A」=40:40:20(質量比)
*5 可塑剤, ジオクチルアジペート(DOA)
*6 その他の配合剤, 亜鉛華、ステアリン酸、老化防止剤[住友化学製「アンステージ6C]、ワックス[新日本石油製「プロトワックス1」], 亜鉛華:ステアリン酸:老化防止剤:ワックス=4:5:3:1(質量比)
*7 鉄粉1, 粒径=40μm, 不定形還元鉄粉
*8 鉄粉2, 粒径=45μm, 球状鋳鉄粉
上記作製したプラグ材A〜Iの硬度を、デュロメータD型(高分子計器社製)を用いて測定した。結果を表1〜2に示す。
上記作製したプラグ材AおよびDを用いて、表3に示すような構成のプラグe〜hをそれぞれ100個作製した。そして、中央に円筒状の中空部を有し、外径が225mmで、剛性を有する剛性板[鉄板、厚さ1.2mm]と弾性を有する弾性板[加硫ゴム(G'=0.4 MPa)、厚さ2mm]とが、フランジ板[鉄板、厚さ37mm]および封止板[鉄板、厚さ32mm]からなるフランジ間に交互に積層されてなる積層体の中空部に、前記プラグを圧入して免震構造体を作製した。なお、上記剛性板および弾性板の積層は、フランジに隣接する板を弾性板とし、弾性板22枚と剛性板21枚を交互に積層した。また、プラグの体積は、積層体の中空部の体積の1.01倍とした。
更に、ニーダーを用いて、プラグ材Aと同じ配合処方のエラストマー組成物を調製し、該エラストマー組成物のみ(鉄粉は含まず)をプラグ材A〜Iと同様にプレス加工して単一の組成物からなる免震構造体用プラグaを100個作製した。そして、そのプラグを前述の実施例1〜4と同様の積層体に圧入して免震構造体を作製した。
表3に示すような構成のプラグb〜dを100個作製し、そのプラグを前述の実施例1〜4と同様の積層体に圧入して免震構造体を作製した。
上記免震構造体に対して減衰性能を評価した。具体的には、上記免震構造体に対し、動的試験機を用いて鉛直方向に基準面圧をかけた状態で水平方向に加振して規定変位のせん断変形を生じさせた。なお、加振変位は、積層体の総厚さを100%として、歪50〜250%とし、加振周波数は0.33 Hzとし、垂直面圧は10 MPaとした。図3に、水平方向の変形変位(δ)と免震構造体の水平方向荷重(Q)との関係を示す。図3中のヒステリシス曲線で囲まれた領域の面積ΔWが広くなるほど、振動のエネルギーを多く吸収できることを意味する。ここでは、簡便のため、歪150%における切片荷重Qd(変位0における水平荷重値)でプラグの減衰性能を評価した。なお、切片荷重Qdは、ヒステリシス曲線が縦軸と交差する点での荷重Qd1、Qd2を用いて、下記式:
Qd=(Qd1+Qd2)/2
から計算した。また、Qdをプラグの断面積Aで割ってτdを計算した。ここで、これらの計算値は、Qdまたはτdが大きくなる程、ヒステリシス曲線で囲まれた領域の面積が広くなり、減衰性能が優れることを示す。
2 剛性板
3 弾性板
4 中空部
5 積層体
6 プラグ
7 フランジ板
8 封止板
9 フランジ
10 被覆材
61 第1プラグ材
62 第2プラグ材
63 第3プラグ材
64 第4プラグ材
65 第5プラグ材
66 第6プラグ材
Claims (5)
- 剛性を有する剛性板と弾性を有する弾性板とを交互に積層した、該積層方向に延びる貫通孔を有して積層方向両端部が弾性板よりなる積層体と、
前記積層体の前記貫通孔に圧入された、前記積層体の厚みより長い免震構造体用のプラグと、
前記積層体および前記プラグの前記積層方向両端面に取り付けられ、該プラグの一部が内部に位置するフランジと、
を具える免震構造体において、前記プラグが、
エラストマー成分に補強性充填剤を配合してなるエラストマー組成物と、粉体とを含有するプラグ用組成物から製造される、少なくとも2種類のプラグ材を3層以上積層してなり、
該プラグの両端部の層を構成する端部プラグ材の硬度が、他の層を構成するプラグ材の硬度より高く、且つ、前記端部プラグ材が、前記他の層を構成するプラグ材の製造に用いられるプラグ用組成物より粉体の含有量が多く、
該端部プラグ材が、前記フランジに直近の前記剛性板まで達するような厚みを有する、免震構造体。 - 剛性を有する剛性板と弾性を有する弾性板とを交互に積層した、該積層方向に延びる貫通孔を有して積層方向両端部が弾性板よりなる積層体と、
前記積層体の前記貫通孔に圧入された、前記積層体の厚みより長い免震構造体用のプラグと、
前記積層体および前記プラグの前記積層方向両端面に取り付けられ、該プラグの一部が内部に位置するフランジと、
を具える免震構造体において、前記プラグが、
エラストマー成分に補強性充填剤を配合してなるエラストマー組成物と、粉体とを含有するプラグ用組成物から製造される、少なくとも2種類のプラグ材を3層以上積層してなり、
該プラグの両端部の層を構成する端部プラグ材の硬度が、他の層を構成するプラグ材の硬度より高く、且つ、前記端部プラグ材が、前記他の層を構成するプラグ材の製造に用いられるプラグ用組成物より前記補強性充填剤の含有量が多く、
該端部プラグ材が、前記フランジに直近の前記剛性板まで達するような厚みを有する、免震構造体。 - 剛性を有する剛性板と弾性を有する弾性板とを交互に積層した、該積層方向に延びる貫通孔を有して積層方向両端部が弾性板よりなる積層体と、
前記積層体の前記貫通孔に圧入された、前記積層体の厚みより長い免震構造体用のプラグと、
前記積層体および前記プラグの前記積層方向両端面に取り付けられ、該プラグの一部が内部に位置するフランジと、
を具える免震構造体において、前記プラグが、
エラストマー成分に補強性充填剤を配合してなるエラストマー組成物と、粉体とを含有するプラグ用組成物から製造される、少なくとも2種類のプラグ材を3層以上積層してなり、
該プラグの両端部の層を構成する端部プラグ材の硬度が、他の層を構成するプラグ材の硬度より高く、且つ、前記端部プラグ材が、前記他の層を構成するプラグ材の製造に用いられるプラグ用組成物より不定形の粉体の含有量が多く、
該端部プラグ材が、前記フランジに直近の前記剛性板まで達するような厚みを有する、免震構造体。 - 前記粉体が鉄粉である、請求項1〜3の何れかに記載の免震構造体。
- 前記プラグは、該プラグの中央部側に位置するプラグ材が端部側に位置するプラグ材より硬度が低い、請求項1〜4の何れかに記載の免震構造体。
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