JP5784870B2

JP5784870B2 - 筒状粘弾性ダンパーの製造方法

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Publication number: JP5784870B2
Application number: JP2008181824A
Authority: JP
Inventors: 高松　頼信; 頼信高松; 康寛和歌; 健所
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2008-07-11
Filing date: 2008-07-11
Publication date: 2015-09-24
Anticipated expiration: 2028-07-11
Also published as: JP2010019379A

Description

本発明は振動を減衰させる筒状の粘弾性ダンパーの製造方法に関する。

建築物には、地震による振動、風揺れを低減する目的で種々のダンパーが設置されている。粘弾性ダンパーは、地震、風揺れなどの振動エネルギーを吸収するために、一般的には、鋼板のあいだに粘弾性体を挟んだサンドイッチ状の構造となっている。振動が加わった際に鋼板の間の粘弾性体がせん断変形して振動エネルギーを吸収するようになっている。

住宅やビルにおいて、制振効果を得るために外観でもすぐれている筒型のダンパーが求められている。たとえば、特許文献１（特開平９−１３３１６９号公報）は外筒の内周壁に円筒状のエラストマーが固着され、このエラストマーの内周壁に円筒状の内筒が固着されている粘弾性ダンパーを記載している。小型で耐久性にすぐれた粘弾性ダンパーとされるが、円筒状のエラストマーの固着法について具体的な記述はない。

特許文献２（特開平９−２７９６９５号公報）は、外部材と内部材との間隙に粘弾性体を充填してなる粘弾性ダンパーを、ブレースまたは方丈として設置した耐震補強構造を記載している。特許文献３（特開平１０−１４１４３５号公報）は、剛性を有する拘束部材間に粘弾性層を挟着した、複数の粘弾性ダンパー単位からなり、該粘弾性層がそれぞれ異なる高分子粘弾性材料から構成されている振動減衰装置を記載している。特許文献３は「丸棒（円柱）状の金属部材とその外側に同軸的に配置された円筒状金属部材との間に、高分子粘弾性体を挟着したシリンダー形状のものなどがあること」を記載している。しかし、これらの文献はいかに粘弾性ダンパーを製造するかについて具体的に記載していない。

特許文献４（特開２００３−２８６７７４号公報）は筒状の外筒部材の内部に所定のすきまを設けて筒状の内筒部材を配置し、それらを高温にして、前記隙間に、ホットメルトの粘弾性体を流し込むことによる粘弾性ダンパー、その製造方法およびその粘弾性ダンパーを用いた耐震構造を記載している。

特許文献５（特公昭５１−１９３２号公報）は、平坦表面の部材を用いた粘弾性ダンパーの構造について記述している。追加的に、円筒形粘弾性ダンパーについての代表的な二種類の製作方法についても示唆されている。特許文献５は「本発明の制振ユニットの極めて多用途の構造においては、２つの互いに同心をなした剛固な管状部材がビスコエラスティック材料の円筒状の層により互いに分離されている。この種の構造は上記の構造よりも多少高価値となるであろう。それは、上記ビスコエラスティック材料が液状の成分からその所定の位置に重合化されるのに適当にされた場合を除いて、上記ビスコエラスティック材料の層が上記の内方の管状部材に被着された後に外側の管状部材が組立てのため結合されることを通常必要とするからである。」と記載している。

上述のとおり、筒状ダンパーは、一般的な方法として、粘弾性材料として制振用エラストマー組成物を用いる場合には、この組成物を溶融温度以上に加熱して溶融させて、軸材（芯材）と外筒の間の筒内部に流し込み、放冷して筒状に成形することにより作製される。しかしながら、部材と粘弾性体との良好な接着性を得るために、流し込む際には、部材全体を加熱しておく必要があり、かつ筒内に充填するさいには型枠から漏れないようにシールすることが必須であり、組み立てが煩雑になり製造工程に時間を要するとの問題があった。

また、軸材と外筒の間の筒内部に反応液を注入して、熱にて反応固化させることにより筒内に充填された粘弾性体を得ることが考えられるが、実際の作製においては、やはり、筒内に液状物を充填する際には個別に型枠から漏れないようにシールすることが必須であり組み立てが煩雑になり製造工程に時間を要する。また、粘弾性材料として液状アクリル系材料を用いる場合には、注入後、熱重合にて固化させることなるが、熱重合反応が急激に進むために、発泡などを生じて均一な粘弾性体を得ることが難しい。

また、別の方法としては、シート状の粘弾性材料を用いる場合には、芯になる部材にシート材料を貼り付けた後、その上から、あらかじめ分割された部材から構成される外筒を適切な圧着方法を用いて組み立てることによることが考えられる。しかし、外筒分割のための構造設計上の手数および実際の製造上では組み立てが煩雑になり製造工程に時間がかかるとの問題がある。

特開平９−１３３１６９号公報特開平９−２７９６９５号公報特開平１０−１４１４３５号公報特開２００３−２８６７７４号公報特公昭５１−１９３２号公報

本発明は、簡単な構成で、容易に製造することができる筒状粘弾性ダンパーの製造方法を提供することである。

本発明は、１つの態様において、筒もしくは柱状の芯材と、筒状の外筒部材と、前記芯材と前記外筒部材との間に充填された粘弾性体（振動吸収部材）を含む粘弾性ダンパーの製造方法であって、
筒もしくは柱状の芯材を用意すること、
前記芯材の周りに接着性を持ったシート状粘弾性体を、筒状の外筒部材の内側サイズに適合する外側サイズとなるように巻きつけること、
前記芯材の周りに巻きつけたシート状粘弾性体の外側表面、及び／又は前記筒状の外筒部材の内側表面に液状物を塗布すること、
前記液状物を塗布した後、前記シート状粘弾性体を、前記筒状の外筒部材に挿入すること、
前記液状物を蒸発させ又は反応させることにより、前記シート状粘弾性体と前記外筒部材との接着性を向上させること、
を含む、粘弾性ダンパーの製造方法を提供する。

本発明により、住宅又はビル向け等の安定した粘弾性特性を示す筒状の粘弾性ダンパーを簡便に作製することができる。

本発明において、粘弾性ダンパーは、筒もしくは柱状の芯材と、筒状の外筒部材と、前記芯材と前記外筒部材との間に充填された粘弾性体（振動吸収部材）を含む。
このような粘弾性ダンパーは、筒もしくは柱状の芯材を用意し、その周りに接着性を持ったシート状粘弾性体を、筒状の外筒部材の内側サイズに適合する外側サイズとなるように巻きつけ、この芯材の周りに巻きつけたシート状粘弾性体の外側表面、及び／又は前記筒状の外筒部材の内側表面に液状物をを塗布し、前記液状物を塗布した後、前記シート状粘弾性体を、前記筒状の外筒部材に挿入し、その液状物を蒸発させ又は反応させることにより、シート状粘弾性体と前記外筒部材との接着性を向上させることを含む、方法によって製造される。

芯材は、筒状の粘弾性ダンパーに従来から使用されているものであってよく、たとえば、中実で棒状の金属部材または中空で筒状の金属部材であってよい。芯材を構成する金属部材は通常、鋼材である。外筒部材は、芯材との間に粘弾性体を保持することで振動を抑制する粘弾性ダンパーを形成する。外筒部材はその内壁が粘弾性体と結合している。外筒部材は、筒状の粘弾性ダンパーに従来から使用されているものであってよく、たとえば、中空で筒状の金属部材、たとえば、鋼材であってよい。また、芯材は円筒状又は円柱状の形状でなくてもよく、また、外筒部材は円筒状の形状でなくてもよく、たとえば、断面が閉じている（閉断面である）かぎり、多角形状（たとえば、三角形、四角形、五角形、六角形など）のものであってもよい。材料の入手のし易さ、外観性という観点から、芯材は好ましくは円筒状又は円柱状であり、外筒部材は好ましくは円筒状である。

芯材の周りには接着性を持つシート状粘弾性体が巻かれる。このシート状粘弾性体はそれ自体が接着性を有するものであっても又は接着性を事後的に付与したものあってもよい。粘弾性体の両面に粘着テープを貼り付けるまたは接着剤を塗布することで接着性を事後的に付与することができる。しかし、シート状粘弾性体は好ましくはそれ自体が接着性を有するものである。接着性をもったシート状粘弾性体の代表的なものとしては、アクリル系粘弾性体がある。なお、シート状粘弾性体は必ずしも周囲全体に巻かれていなくてもよいが、好ましくは、周囲全体に巻かれて、芯材と外筒部材との間を完全に充填している。

粘弾性ダンパーに使用するためのシート状アクリル系粘弾性体は、特に限定されずに、従来の既知のアクリル系粘弾性体から選択されることができ、１つの態様において、たとえば、特開平１１−１２４９２５号公報に記載されているものである。より具体的には、たとえば、アクリル系粘弾性体を構成するアクリル系ポリマーは、ａ）炭素数１〜１４の直鎖状もしくは分岐状アルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレート７０〜８０質量部、ｂ）上記アクリル（メタ）アクリレートと共重合可能であり、かつその共重合体のガラス転移温度が５０℃以上となるビニル系モノマー３０〜２０質量部を含む組成物を重合したポリマーである。なお、本明細書中において、「（メタ）アクリレート」及び「（メタ）アクリル」とはアクリレートもしくはメタクリレート、アクリルもしくはメタクリルをそれぞれ意味する。

炭素数１〜１４の直鎖状もしくは分岐状アルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートとしては、好ましくはアルキル基の炭素数が４〜１２のアルキル（メタ）アクリレートが用いられ、具体例としては、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸イソオクチル、（メタ）アクリル酸イソノニル、（メタ）アクリル酸イソミリスチルなどを挙げることができる。

上記アルキル（メタ）アクリレートの中でも、ブチルアクリレート及び２−エチルヘキシルアクリレートは、良好な制振性を得るのに必要な材料特性を有するので、好適に用いられる。アルキル（メタ）アクリレートの配合割合が７０質量部未満及び８０質量部を超える場合には、十分な制振性を得ることができないことがある。

上記特定のビニル系モノマーとしては、高い損失正接を与えるような分子間相互作用が強いものが好ましい。従って、上記ビニル系モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、カルボキシエチルアクリレート、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、Ｎ−ビニルピロリドン、アクリルアミド、メタクリルアマイド、イソボルニル（メタ）アクリレート、アクリロイルモルフォリン、アルコキシアルキルアクリレートなどが挙げられる。中でも、アクリル酸、メタクリル酸、Ｎ−ビニルピロリドン、メタクリルアマイドは、良好な制振性を得るのに必要な材料特性を有するので、好適に用いられる。ビニル系モノマーの配合割合が２０質量部未満の場合及び３０質量部を超える場合には、十分な制振性を得ることができないことがある。

アクリル系ポリマーは、好ましい態様において、ブチルアクリレート及び／または２−エチルヘキシルアクリレート７０〜８０質量部、ｂ）アクリル酸、メタクリル酸、ビニルピロリドン及びメタクリルアマイドからなる群から選択した少なくとも１種であり、ブチルアクリレート及び２−エチルヘキシルアクリレートと共重合可能であり、かつその共重合体のガラス転移温度が５０℃以上であるビニル系モノマー３０〜２０質量部を含む組成物を重合して得られるポリマーである。

シート状粘弾性体のためのアクリル系ポリマーは、別の態様において、炭素数が１４〜２２の長鎖アルキル基を含有する（メタ）アクリルモノマーを含むものであることもできる。本発明に使用される炭素数が１４〜２２のアルキル基を有する（メタ）アクリルモノマー（Ｃ１４−Ｃ２２モノマー）は、一般に、ＣＨ₂＝ＣＲ¹ＣＯＯＲ²（式中、Ｒ¹は水素又はメチルであり、Ｒ²は炭素数が１４〜２２のアルキル基である）で表される。Ｃ１４−Ｃ２２モノマーとしては、たとえば、イソステアリル（メタ）アクリレート、セチル（メタ）アクリレート、ｎ−ステアリル（メタ）アクリレート、ｎ−ベヘニル（メタ）アクリレート、イソミリスチル（メタ）アクリレート、イソパルミチル（メタ）アクリレートなどを用いることができる。Ｃ１４−Ｃ２２モノマーのアルキル基として、分岐しているものを用いる場合には、低温での粘弾性体材料の結晶化を抑制することができる。低温での結晶化を抑制するためには、Ｃ１４−Ｃ２２モノマーのうちの少なくとも５０質量％が分岐しているアルキル基を有する（メタ）アクリルモノマーであることが好ましい。

上記のＣ１４−Ｃ２２モノマーとの組み合わせで、カルボキシル基含有モノマーも使用される。カルボキシル基含有モノマーとしては、不飽和モノカルボン酸（たとえば、アクリル酸、メタクリル酸など）、不飽和ジカルボン酸（たとえば、マレイン酸、イタコン酸など）、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノアクリレート、フタル酸モノヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、β−カルボキシエチルアクリレート、２−（メタ）アクリロイルオキシエチルコハク酸、又は、２−（メタ）アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸などが使用できる。Ｃ１４−Ｃ２２モノマーとカルボキシル基含有モノマーとの混合物の配合比は、Ｃ１４−Ｃ２２モノマー９２〜９５質量％に対して、カルボキシル基含有モノマーが５〜８質量％である。カルボキシル基含有モノマーの量が５質量％より小さいと、粘弾性体組成物のせん断貯蔵弾性率Ｇ’が小さくなり、また、凝集力が低下してしまう。また、損失正接ｔａｎδも小さくなり、ダンパー性能に劣る。その一方、カルボキシル基含有モノマーの量が８質量％より大きいと、０℃及び４０℃でのせん断貯蔵弾性率の比Ｇ’０／Ｇ’４０が１５を超えてしまう。なお、Ｇ’０／Ｇ’４０は粘弾性体の温度依存性の指標であり、それが大きいほど、温度依存性が高くなる。

上述のアクリルポリマーを製造するための重合方法は特に限定されず、紫外線重合などの光重合、熱重合、電子線重合などで重合を行うことができる。

また、光重合を用いる場合には、通常、光ラジカル開始剤が用いられる。光ラジカル開始剤としては、特に限定されず、従来より公知の単官能光ラジカル重合開始剤などを用いることができる。このような光ラジカル重合開始剤の例としては、４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル（２−ヒドロキシ−２−プロピル）ケトン〔商品名：ダロキュア−２９５９、メルク社製〕、α−ヒドロシキ−α，α´−ジメチルアセトフェノン〔商品名：ダロキュア−１１７３、メルク社製〕、メトキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノンなどのアセトフェノン系；ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテルなどのベンゾインエーテル系；ベンジルジメチルケタールなどのケタール系；その他、ハロゲン化ケトン、アシルホスフィノキシド、アシルホスファナートなどを挙げることができる。その使用量は、通常、モノマー１００質量部を基準として０．０５〜５質量部である。

熱重合を用いる場合には、一般に、熱重合開始剤が使用される。熱重合開始剤としては、ジアシルパーオキシド類、パーオキシケタール類、ケトンパーオキシド類、ヒドロパーオキシド類、ジアルキルパーオキシド類、パーオキシエステル類、パーオキシジカーボネート類などの有機過酸化物フリーラジカル開始剤を用いることができる。具体的には、ラウロイルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド、シクロヘキサノンパーオキシド、１，１−ビス（ｔ−ブチルペルオキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、ｔ−ブチルヒドロパーオキシドなどが挙げられる。熱重合開始剤の量は、モノマー１００質量部を基準として０．０５１〜５質量部である。

粘弾性体材料のためのポリマーには、粘弾性製品に高水準の粘着力を付与するために、粘着付与樹脂を含有させることもできる。本発明で用いられる粘着付与樹脂としては、ロジン系樹脂、変性ロジン系樹脂（水素添加ロジン系樹脂、不均化ロジン樹脂、重合ロジン系樹脂など）、テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、芳香族変性テルペン樹脂、Ｃ₅ 及びＣ₉系石油樹脂、クマロン樹脂などがある。

本発明の粘弾性体材料のためのポリマーには増粘剤やチキソトロープ剤、増量剤や充填剤などの通常用いられる添加剤を配合してもよい。増粘剤としては、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴムなどが用いられる。チキソトロープ剤としては、コロイドシリカ、ポリビニルピロリドンなどが用いられる。増量剤としては、炭酸カルシウム、酸化チタン、クレーなどが用いられる。充填剤としては、ガラスバルン、アルミナバルン、セラミックバルンなどの無機中空体；ナイロンビーズ、アクリルビーズ、シリコンビーズなどの有機球状体；塩化ビニリデンバルン、アクリルバルンなどの有機中空体；ポリエステル、レーヨン、ナイロンなどの単繊維などが用いられる。

シート状粘弾性体を芯材の周りに巻いた後に、シート状粘弾性体の外側表面に液状物を塗布する。この液状物は、シート状粘弾性体を巻いた芯材を外筒部材に挿入することを容易にする。液状物は、好ましくは、反応性液体であり、粘弾性体と外筒部材を強固に一体化する。しかし、粘弾性体が接着性を有する場合には、非反応性液体であってもよい。非反応性液体は、シート状粘弾性体に塗布した際には外筒部材への挿入が容易になるように粘弾性体に滑り性を与えるが、挿入後に、蒸発によって除去され、粘弾性体の接着性を復元することができるものであればよい。非反応性液体としては、たとえば、メタノール、エタノール、界面活性剤を混入した水などの揮発性液体を用いることができる。

反応性液体は、アクリル系硬化性接着剤、エポキシ系硬化性接着剤、ウレタン系硬化性接着剤などの硬化性樹脂組成物が挙げられる。挿入後の光照射は困難であるから、硬化性樹脂組成物は好ましくは熱硬化性又は湿分硬化性である。アクリル系硬化性接着剤は、たとえば、粘弾性体を構成するポリマーの原料モノマーと同一の又は異なる（メタ）アクリルモノマー又はその重合性プレポリマーを含むものである。明細書中、「重合性プレポリマー」とは、モノマーを部分重合したオリゴマーとモノマーとを含む、重合性混合物を意味する。アクリル系重合性化合物含有硬化性組成物は、好ましくは熱重合開始剤をさらに含み、熱硬化性が付与されている。熱重合開始剤は上述のアクリル系粘弾性ポリマーの製造に関して記載したのと同一の種類及び量で使用できる。アクリル系プレポリマーの粘度は５０ｍＰａ・ｓ〜５０，０００ｍＰａ・ｓに調整される。このような粘度であると、粘弾性体の表面に十分に塗布することができるとともに、外筒部材との摩擦を低減し、円滑に粘弾性体を巻いた芯材を容易に挿入することができる。なお、粘度はＪＩＳＫ７１１７−１に準拠したＢ型粘度計を用い、２５℃において測定する。

反応性液体は、別の態様において、エポキシ接着剤またはウレタン接着剤であることができる。有用なエポキシ接着剤は開環反応によって重合可能な少なくとも１つのオキシラン環を有する任意の有機化合物を含むエポキシ樹脂組成物である。このような材料（一般にエポキシドと呼ばれる）としては、モノマーおよびポリマーの両方のエポキシドが挙げられ、脂肪族、複素環式、脂環式、または芳香族であってよいし、それらの組み合わせであってもよい。有用なエポキシ樹脂接着剤としては、ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチャリング（ＭｉｎｎｅｓｏｔａＭｉｎｉｎｇａｎｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＣｏｍｐａｎｙ）より入手可能な３Ｍ^TMスコッチウェルド（Ｓｃｏｔｃｈ−Ｗｅｌｄ）^TMエポキシ樹脂接着剤が挙げられ、例えば、製品名がＤＰ−１００、ＤＰ−１０５、ＤＰ−１１０、ＤＰ−１２５、ＤＰ−１９０、ＤＰ−２７０、ＤＰ−４２０、ＤＰ−４６０、１７５１、１８３３、１８３８、２１５８、２２１０、２２１６、および３５０１のものが挙げられる。

有用なウレタン接着剤は、湿気に曝露すると硬化し架橋するウレタン接着剤である。このような市販の硬化性ウレタン接着剤としては、製品名が３Ｍ^TMスコッチウェルド（Ｓｃｏｔｃｈ−Ｗｅｌｄ）^TMＤＰ−６０５ＮＳ、６２０ＮＳＢｌａｃｋ、３５３２、３５３５、および３５４９（ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチャリング（ＭｉｎｎｅｓｏｔａＭｉｎｉｎｇａｎｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＣｏｍｐａｎｙ）より入手可能）の接着剤が挙げられる。

本発明は、他の態様において、本発明の粘弾性ダンパーの製造方法によって製造される筒状粘弾性ダンパーである。筒状粘弾性ダンパーは筒もしくは柱状の芯材と、筒状の外筒部材と、前記芯材と前記外筒部材との間に充填された筒状の粘弾性体（振動吸収部材）を含む。このような筒状粘弾性ダンパーは住宅又はビルの制振装置として使用することができる。

実施例１（アクリル接着剤）の例
棒状部材の鋼棒（材質SS400、直径16mm、長さ230mm）を芯にしてそのまわりにアクリル系粘弾性体シート（住友スリーエム社製ＳＪ−２１０５スコッチダンプ粘弾性ポリマー、1.7mm厚さ、140mm幅）を巻き付けて、直径約36mmの円柱物を得た。円柱物で、アクリル系粘弾性体シートの巻き終わりの端部はシートの厚さ分の段差が生じた。

アクリル系反応性液体としては、ＩＯＡ／ＡＡ／ＨＤＤＡ（８７．５／１２．５／０．１）（質量比）の重合性プレポリマー＋1.0wt％パーロイル^TMＬを以下のとおりに製造した。
なお、ＩＯＡはイソオクチルアクリレート（３Ｍ社製）であり、ＡＡはアクリル酸（東亜合成株式会社製）であり、ＨＤＤＡは１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（共栄社化学株式会社製ライトアクリレート^TM1, 6HX-A）であり、パーロイル^TMＬはジラウロイルパーオキサイド（日油株式会社製）である。
ＩＯＡ８７．５質量部、ＡＡ１２．５質量部、光開始剤としてＩｒｇａｃｕｒｅ６５１（CIBA-GEIGY社製、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン）０．０４質量部を均一になるまでフラスコ中で攪拌し、窒素ガスによるバブリングを行い、光波長３００〜４００nmかつ３５１nmに最大発光スペクトルを有する蛍光黒色電球（ＳｙｌｖａｎｉａＦ２０Ｔ１２Ｂ）で積算量９０mＪ／cm²の紫外線を照射し、反応率１０％、粘度１，０００ｍＰａ・ｓの重合性プレポリマーを作成した。

できた重合性プレポリマー１００質量部に、ＨＤＤＡ０．１質量部、パーロイル^TMＬを１．０質量部加え、さらに攪拌均一化し、アクリル系反応性液体を製造した。
上述のアクリル系反応液体を円柱物の表面および円筒状部材の内面にうすく塗布した後、円筒状部材の鋼管（材質SS400、外径42.7mm、厚さ3.2mm、長さ150mm）に挿入した。組み立てられた円筒状試験体を熱オーブン内（80℃）にて12時間置いた。外筒部分と内芯部分の間に強固に密着した外観上均一な粘弾性体層が得られた。

円筒状粘弾性ダンパーの粘弾性特性値の評価方法
円筒状部材の鋼管として、その側面に接続用プレートがあらかじめ溶接された円筒状部材の鋼管を用いた以外は上記と同様にして円筒状試験体を作製した。図１に示すとおり、円筒形粘弾性ダンパー１０において、芯材１としての鋼材と、円筒状部材３との間に粘弾性体２が配置されている。円筒状部材３にはその側面に接続用プレート４が溶接されており、芯材の端部はねじ山５になっている。円筒状部材の接続用プレート４及び芯材のネジ山５を振動試験機に接続した。また、円筒状粘弾性ダンパーを平面積層型ダンパーと比較するために、鋼板（60ｍｍX150ｍｍX厚さ12ｍｍ）の両面に粘弾性体シート（50mm×50mm×5mm厚）を貼り付けて、さらに各々の粘弾性体シートの上に、鋼材（60ｍｍX150ｍｍX厚さ9ｍｍ）を貼り付けて、2面せん断タイプの平面積層型ダンパーも作製した。

円筒状試験体を振動試験機（MTS System Corporation社製モデル810材料試験システム）に取り付けて、粘弾性特性（貯蔵せん断弾性率、損失係数）を測定した。振幅試験における円筒型試験体の特性値と、平面積層型試験体の特性値の比率（＝円筒型/平面積層型）を表１に示す。表に示すとおり、本発明の円筒状型試験体は、種々の測定条件（振動数、せん断歪）で平面積層型試験体と同等の粘弾性特性を示した。

なお、各特性値は、以下のとおりの材料特性値計算方法により求めた。
上述の試験により、図２に示すとおりの履歴曲線が得られる。得られた履歴曲線において、F_max（最大荷重）, U_max（最大変形）を求め、ダンパー特性値の計算を行う。半波２（1サイクル目の荷重が負となる部分であって、図中、斜線部分で示している）について評価を行う。
＜計算方法＞
（１）対象とする半波2における履歴曲線の面積をE_Dとし、最大変形U_maxを用いて、粘弾性ダンパーの損失剛性K’’を求める。変位=0の点、つまり速度最大の点における荷重がK’’×U_maxで表されることより、K’’は粘弾性ダンパーの粘性を示す指標である。楕円の面積（=エネルギー吸収量）が、

の式で表されることより、損失剛性は次式により求められる。

（２）粘弾性ダンパーの弾性剛性K’を、次式により求める。

この式は、粘弾性ダンパーの弾性剛性K’と粘性剛性K’’によって、最大変形U_maxと最大荷重F_maxを結ぶ傾きが、

として表されることを利用したものである。
（３）粘弾性ダンパーの粘性と弾性の比を表す損失係数ηを、次式により求める。

η=0の場合、変形 = 0における荷重が0となるため、完全な弾性体となる。このことより、ηはエネルギー吸収能力を表す指標となる。

なお、貯蔵せん断剛性Ｇ’は、計算に用いるせん断面積により変化する。平面積層型試験体であれば、せん断面積は50mm×50mm×２面＝5000mm²と単純に求められるが、円筒型試験体では内径と外径が異なるため、せん断面積は容易には決定できない。そこで、各振動数のせん断歪10％の載荷において、平面積層型と円筒型の材料特性値が等しくなるせん断面積を求めた。せん断面積として9097mm²と同定した。表１には、このせん断面積を用いて計算した貯蔵せん断剛性Ｇ’について、平面積層型、円筒型の比率を示した。せん断歪10％から大きく変化させたせん断歪50%、100%においても平面積層型、円筒型のＧ’の比率は１．０付近であり、よく一致していることがわかる。

さらに、粘弾性特性値評価用の円筒状試験体を作製した後、この試験体を振動試験機に取り付けて、温度20℃、振動数1 Hzのもとで、せん断歪50%、100%、200%、300%、350％、400％、450％、500％、550％、600％、650%での振動試験を行った。上記の歪を周期的に加えたときに、応答として周期的な荷重が生じて、局部的にも凸凹のないスムーズな楕円形状を示す、荷重−変形の履歴曲線が得られた。また、各せん断歪での振動試験の後に、再度、せん断歪50%での確認載荷試験を行ったが、大幅な荷重の低下、大幅な粘弾性体の剥離は見られなかった。例として、せん断歪100％での振動試験の結果を図3に示す。

実施例２（エポキシ接着剤）の例
実施例１と同様にして、棒状部材の鋼棒にアクリル系粘弾性シートを巻き付けて、直径約30mmの円柱物を得た。上記の円柱物の表面および円筒状の鋼管（材質SS400、外径34mm、厚さ2.3mm、長さ150mm）の内面に、３M社製２液系エポキシ接着剤３M^TMスコッチウェルド（Scotch−Weld）^TMDP-105クリアを塗布した後、円筒状の鋼管に挿入した。組み立てられた円筒状試験体を室温にて24時間置いた。外筒部分と内芯部分の間に強固に密着した外観上均一な粘弾性体層が得られた。
実施例１と同様にして、粘弾性特性値評価用の円筒状試験体を作製した後、この試験体を振動試験機に取り付けて、温度20℃、振動数1 Hzのもとで、せん断歪50%、100%、200%、300%、350％、400％、450％、500％、550％、600％、650%での振動試験を行った。上記の歪を周期的に加えたときに、応答として周期的な荷重が生じて、局部的にも凸凹のないスムーズな楕円形状を示す、荷重−変形の履歴曲線が得られた。また、各せん断歪での振動試験の後に、再度、せん断歪50%での確認載荷試験を行ったが、大幅な荷重の低下、大幅な粘弾性体の剥離は見られなかった。例として、せん断歪100％での振動試験の結果を図４に示す。

実施例３（ウレタン接着剤）の例
実施例２と同様にして得られた円柱物の表面および円筒状の鋼管（材質SS400、外径34mm、厚さ2.3mm、長さ150mm）の内面に、３M社製２液系ウレタン接着剤３M^TMスコッチウェルド（Scotch−Weld）^TMDP-620NS BLACKを塗布した後、円筒状の鋼管に挿入した。組み立てられた円筒状試験体を室温にて24時間置いた。外筒部分と内芯部分の間に強固に密着した外観上均一な粘弾性体層が得られた。
本例のサンプルについて、実施例１と同様にして振動試験を行った。上記の歪を周期的に加えたときに、応答として周期的な荷重が生じて、局部的にも凸凹のないスムーズな楕円形状を示す、荷重−変形の履歴曲線が得られた。また、各せん断歪での振動試験の後に、再度、せん断歪50%での確認載荷試験を行ったが、大幅な荷重の低下、大幅な粘弾性体の剥離は見られなかった。例として、せん断歪100％での振動試験の結果を図５に示す。

実施例４（エタノール）の例
アルミパンに注がれた和光純薬製試薬一級エタノール約100ml中に、実施例２と同様にして得られた円柱物を浸漬してその表面、および円筒状の鋼管（材質SS400、外径34mm、厚さ2.3mm、長さ150mm）の内面にエタノールを塗布した。その後、円柱物を円筒状の鋼管に挿入した。組み立てられた円筒状試験体を熱オーブン内（80℃）にて15時間置いた。外筒部分と内芯部分の間に強固に密着した外観上均一な粘弾性体層が得られた。
本例のサンプルについて、実施例１と同様にして振動試験を行った。上記の歪を周期的に加えたときに、応答として周期的な荷重が生じて、局部的にも凸凹のないスムーズな楕円形状を示す、荷重−変形の履歴曲線が得られた。また、各せん断歪での振動試験の後に、再度、せん断歪50%での確認載荷試験を行ったが、大幅な荷重の低下、大幅な粘弾性体の剥離は見られなかった。例として、せん断歪100％での振動試験の結果を図６に示す。

実施例５（ひも状VEMの巻き付け）の例
アクリル系粘弾性シート（住友スリーエム社製ＳＪ−２１０５スコッチダンプ粘弾性ポリマー、幅20cm、長さ40cm、厚さ1.7mm）をあらかじめ4層に積層した後、幅15mmX長さ40cmのひも状に切断した。そのひも状物を棒状部材の鋼棒（材質SS400、直径16mm、長さ230mm）に端よりなるべく隙間なく巻き付けていき、直径約30mm、長さ約10cmの円柱物を得た。
上述のアクリル系反応液体を円柱物の表面および円筒状の鋼管（材質SS400、外径34mm、厚さ2.3mm、長さ150mm）の内面に塗布した後、円筒状部材の鋼管に挿入した。組み立てられた円筒状試験体を熱オーブン内（80℃）にて1５時間置いた。外筒部分と内芯部分の間に強固に密着した外観上均一な粘弾性体層が得られた。
本例のサンプルについて、実施例１と同様にして振動試験を行った。上記の歪を周期的に加えたときに、応答として周期的な荷重が生じて、局部的にも凸凹のないスムーズな楕円形状を示す、荷重−変形の履歴曲線が得られた。また、各せん断歪での振動試験の後に、再度、せん断歪50%での確認載荷試験を行ったが、大幅な荷重の低下、大幅な粘弾性体の剥離は見られなかった。例として、せん断歪100％での振動試験の結果を図７に示す。

比較例１
円筒状部材の鋼管（内径36mm）の内側に鋼棒（直径16mm）を挿入設置して、底面は鋼板とシーリング材にてシールして筒体を組み立てた。鋼管内部の隙間に、アクリル系反応液を注入した。組み立てられた筒体を熱オーブン内（80℃）にて12時間置いた。
鋼管と鋼棒の間に固体層が得られたが、大きな気泡が多数存在しており、粘弾性体層は均一ではなく、鋼棒を引っ張ると、粘弾性体層は容易に破断された。

比較例２
実施例１と同様に、鋼棒を芯にしてそのまわりにアクリル系粘弾性体シートを巻き付けて、直径約36mmの円柱物を得た。アクリル系反応液を円柱物の表面に塗布することなく、円柱物を鋼管に挿入しようとしたが、端部で引っ掛かり挿入できなかった。

実施例において使用する粘弾性ダンパーの上面図（図１（ａ））及び側面図（図１（ｂ））を示す。材料特性値計算方法を説明するための変形ｖｓ荷重の履歴曲線を示す。実施例１の変形ｖｓ荷重の履歴曲線を示す。実施例２の変形ｖｓ荷重の履歴曲線を示す。実施例３の変形ｖｓ荷重の履歴曲線を示す。実施例４の変形ｖｓ荷重の履歴曲線を示す。実施例５の変形ｖｓ荷重の履歴曲線を示す。

符号の説明

１０円筒形粘弾性ダンパー
１芯材
２粘弾性体
３円筒状部材

Claims

筒もしくは柱状の芯材と、筒状の外筒部材と、前記芯材と前記外筒部材とに密着した粘弾性体（振動吸収部材）を含む粘弾性ダンパーの製造方法であって、
筒もしくは柱状の芯材を用意すること、
前記芯材の周りに接着性を持ったシート状アクリル系粘弾性体を、筒状の外筒部材の内側サイズに適合する外側サイズとなるように巻きつけること、
前記芯材の周りに巻きつけた接着性を持ったシート状アクリル系粘弾性体の外側表面、及び／又は前記筒状の外筒部材の内側表面に反応性液体である液状物を塗布して、前記シート状アクリル系粘弾性体を巻きつけた前記芯材の前記外筒部材への挿入を容易にすること、
前記液状物を塗布した後、該液状物が反応する前に、前記シート状アクリル系粘弾性体を巻きつけた前記芯材を、前記筒状の外筒部材に挿入すること、
前記挿入後、前記液状物を反応させて前記シート状アクリル系粘弾性体と前記外筒部材との間の接着性を向上させること、
を含む、粘弾性ダンパーの製造方法。
前記液状物はアクリル系重合性接着剤であり、前記液状物を重合反応によって硬化させる、請求項１に記載の方法。
筒もしくは柱状の芯材と、筒状の外筒部材と、前記芯材と前記外筒部材とに密着した粘弾性体（振動吸収部材）を含む粘弾性ダンパーの製造方法であって、
筒もしくは柱状の芯材を用意すること、
前記芯材の周りに接着性を持ったシート状アクリル系粘弾性体を、筒状の外筒部材の内側サイズに適合する外側サイズとなるように巻きつけること、
前記芯材の周りに巻きつけた接着性を持ったシート状アクリル系粘弾性体の外側表面、及び／又は前記筒状の外筒部材の内側表面に非反応性液体である液状物を塗布して、前記シート状アクリル系粘弾性体を巻きつけた前記芯材の前記外筒部材への挿入を容易にすること、
前記液状物を塗布した後、該液状物が蒸発する前に、前記シート状アクリル系粘弾性体を巻きつけた前記芯材を、前記筒状の外筒部材に挿入すること、
前記挿入後、前記液状物を蒸発させて前記シート状アクリル系粘弾性体と前記外筒部材との間の接着性を復元させること、
を含む、粘弾性ダンパーの製造方法。
前記液状物はエタノールである、請求項３に記載の方法。