JP6458516B2 - 免震支持装置 - Google Patents
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Description
架橋ゴムに、充填剤のうちの少なくとも一つと、必要に応じて加硫促進剤(例えば、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジル・スルフェンアミド、2−メルカプトベンゾチアゾール及びジベンゾチアジルジサルファイド等のチアゾール系並びにジフェニルグアジニン等のグアジニン系)、加硫促進助剤〔亜鉛華(ZnO)及び酸化マグネシウム等の金属酸化物及びステアリン酸、ラウリン酸及びパルミチン酸等の脂肪酸〕、加硫剤(例えば、硫黄及び硫黄含有化合物等)、プロセスオイル(例えば、パラフィン系、ナフテン系及び芳香族系等)及び老化防止剤〔N−イソプロピル−N′−フェニル−P−フェニレンジアミン及びN−(1、3−ジメチルブチル)−N′−フェニル−P−フェニレンジアミン等〕とを配合した後、素練り及び混練り工程を経て作製した熱伝導体組成物を、ついで、カレンダーロール機を用いて均一な厚さ、所定の幅の長いシートに圧延加工して、このシートから未加硫の熱伝導体25を切り抜く。
ノボラック型フェノール樹脂粉末に充填剤のうちの少なくとも一つと必要に応じて硬化剤、離型剤、硬化促進剤とを加えて混合し、これらを適量の溶剤と共にヘンシェルミキサー等の混合機にて均一に撹拌混合した混合物を混練機に投入し、加熱しながら混練した混練物を冷却固化した後、冷却固化した混練物を適当な大きさに粉砕した成形材料を成形加工し、熱伝導体25を成形する。
熱可塑性合成樹脂又は熱可塑性エラストマーと充填剤のうちの少なくとも一つとをヘンシェルミキサー等の混合機で混合して作製した混合物をスクリュー式押出機でストランド状に押し出し、押し出したストランド状の混合物を切断した熱伝導体組成物のペレットを成形加工し、熱伝導体25を成形する。
架橋ゴムに加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫剤、プロセスオイル、老化防止剤を配合し、素練り及び混練り工程を経てゴム組成物を作製し、ついで、カレンダーロール機を用いてゴム組成物を圧延加工した均一な厚さ、所定の幅の長い未加硫のゴムシートから弾性層2となる未加硫のゴム板を切り抜く。
薄肉の冷間圧延鋼板(SPCC)からプレス加工により最上部及び最下部の剛性層3間の剛性層3となる円環状の薄肉鋼板と、同じく厚肉の冷間圧延鋼板(SPCC)からプレス加工により最上部及び最下部の剛性層3となる円環状の厚肉鋼板とを作製する。
金型内に設けられた円柱体に、最下部の剛性層3用の厚肉鋼板を凹所14を下向きにして内周面38で規定される貫通孔を介して嵌挿すると共に当該厚肉鋼板の上面24に接着剤を塗布する。接着剤としては、上面24にプライマーとして下塗り接着剤を塗布した後、さらに上塗り接着剤を塗布する接着剤二液塗工式が好ましい。ついで、内周面22で規定される中央部の貫通孔に熱伝導体25を嵌合した弾性層2用の未加硫のゴム板を金型内に設けられた円柱体に熱伝導体25の内周面54で規定される貫通孔を介して嵌挿して接着剤が塗布された最下部の剛性層3用の厚肉鋼板の上面24に載置し、以下、下面23及び上面24に接着剤を塗布した最上部及び最下部の剛性層3間の各剛性層3用の薄肉鋼板と熱伝導体25を嵌合保持した弾性層2用の未加硫のゴム板とを交互に金型内に設けられた円柱体に積み重ねて複数個嵌挿し、最後に、金型内に設けられた円柱体に交互に積み重ねられて複数個嵌挿された最上部及び最下部の剛性層3間の各剛性層3用の薄肉鋼板と熱伝導体25を嵌合保持した弾性層2用の未加硫のゴム板とのうちで最上部の未加硫のゴム板に最上部の剛性層3用の厚肉鋼板が載置されるように、金型内に設けられた円柱体に下面23に接着剤を塗布した最上部の剛性層3用の厚肉鋼板を嵌挿して、内周面5で規定された中空部6を備えた未加硫の積層体4を作製する。
架橋ゴムとして天然ゴム100質量部と、カーボンブラック5質量部と、亜鉛華3質量部と、ステアリン酸2質量部と、老化防止剤〔N−(1、3−ジメチルブチル)−N′−フェニル−P−フェニレンジアミン〕2質量部と、プロセスオイル4質量部とを汎用の混練機に投入し、140℃の温度、50rpmで5分間混練りした。ついで、これに加硫促進剤(N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジル・スルフェンアミド)2質量部及び加硫剤(硫黄)1.5質量部を投入し、オープンロールを使用して、60℃の温度で5分間混練りし、混練りしたゴム組成物を圧延加工して未加硫の厚さ5mmのゴムシートを作製した。
最上部及び最下部の剛性層3間の剛性層3として、外径1000mm、厚さ3.9mmを有すると共に中央部に直径200mmの内周面41で規定される貫通孔を有する冷間圧延鋼板(SPCC)からなる薄肉鋼板と、最上部及び最下部の剛性層3として、外径1000mm、厚さ40mmを有すると共に中央部に直径240mmの凹所13及び16の夫々と、凹所13及び16の夫々の中央部に直径200mmの内周面35及び38の夫々で規定される貫通孔を夫々有する夫々冷間圧延鋼板(SPCC)からなる二枚の厚肉鋼板とを準備した。
天然ゴム(NR)100質量部、ステアリン酸2質量部、亜鉛華3質量部、プロセスオイル4質量部及び老化防止剤〔N−(1、3−ジメチルブチル)−N′−フェニル−P−フェニレンジアミン〕2質量部と、充填剤としてのカーボンブラック5質量部及びピッチ系炭素繊維(日本グラファイトファイバー社製のGRANOCミルドファイバー「XN−100(商品名)」、平均長さ50μm、平均繊維径7μm)20質量部とを混練機に投入し、140℃の温度、50rpmで5分間混練りし、ついで、これに加硫促進剤(N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジル・スルフェンアミド)2質量部及び加硫剤(硫黄)1.5質量部を投入し、オープンロールを使用して、60℃の温度で5分間混練りし、混練りした熱伝導体組成物を厚さ5mmのシートに圧延加工して、このシートから直径200mmの内周面54で規定される貫通孔を有すると共に外径210mm、厚さ5mmの未加硫の熱伝導体25を作製する一方、弾性層2用のゴムシートから直径1000mmの円形のゴム板を切り抜くと共にこのゴム板の中央部に直径210mmの内周面22で規定される貫通孔を切り抜き、弾性層2用の未加硫のゴム板を作製した。
充填剤として実施例1のピッチ系炭素繊維を50質量部の割合で熱伝導体組成物に配合した以外は実施例1と同様にして未加硫の熱伝導体25を作製し、以下、実施例1と同様にして免震支持装置1を作製した。作製した免震支持装置1における各熱伝導体25は、3W/m・Kの熱伝導率を示し、その上面51及び下面52の夫々は、当該各熱伝導体25を挟む一対の剛性層3の夫々の下面23及び上面24の面積の0.4%を占めていた。
充填剤として実施例1のピッチ系炭素繊維30質量部と、鱗片状黒鉛(1)(西村黒鉛社製の「PS−99(商品名)」、平均粒径7μm)30重量部とを熱伝導体組成物に配合した以外は実施例1と同様の方法で直径200mmの内周面54で規定される貫通孔を有すると共に外径312mm、厚さ5mmの未加硫の熱伝導体25を作製する一方、弾性層2用の未加硫の厚さ5mmのゴムシートから直径1000mmの円形のゴム板を切り抜くと共にこのゴム板の中央部に直径312mmの内周面22で規定される貫通孔を切り抜いて弾性層2用の未加硫のゴム板を作製し、以下、実施例1と同様にして免震支持装置1を作製した。作製した免震支持装置1における各熱伝導体25は、10W/m・Kの熱伝導率を示し、その上面51及び下面52の夫々は、当該各熱伝導体25を挟む一対の剛性層3の夫々の下面23及び上面24の面積の6%を占めていた。
天然ゴム(NR)100質量部、ステアリン酸2質量部、亜鉛華4質量部、ヘビーアロマオイル5質量部、老化防止剤1質量部、加硫促進剤0.5質量部及び加硫剤(硫黄)1.75質量部と、充填剤としての気相成長炭素繊維(昭和電工社製の「VGCF−X(商品名)」)70質量部及びカーボンブラック30質量部との熱伝導体組成物から実施例3と同様の熱伝導体25及び弾性層2用の未加硫のゴム板を作製し、以下、実施例1と同様にして免震支持装置1を作製した。作製した免震支持装置1における各熱伝導体25は、2W/m・Kの熱伝導率を示し、その上面51及び下面52の夫々は、当該各熱伝導体25を挟む一対の剛性層3の夫々の下面23及び上面24の面積の6%を占めていた。
ブチルゴム(ポリサーブチル)(IIR)100質量部と、充填剤としての実施例1のカーボンブラック50質量部、ピッチ系炭素繊維15質量部及び鱗片状黒鉛(2)(TIMCAL社製の「KS15(商品名)」、平均粒子径8μm)75質量部とから実施例3と同様の未加硫の熱伝導体25及び弾性層2用の未加硫のゴム板を作製し、以下、実施例1と同様にして免震支持装置1を作製した。作製した免震支持装置1における各熱伝導体25は、14W/m・Kの熱伝導率を示し、その上面51及び下面52の夫々は、当該各熱伝導体25を挟む一対の剛性層3の夫々の下面23及び上面24の面積の6%を占めていた。
エチレンプロピレンゴム(EPDM)100質量部、ステアリン酸1質量部、亜鉛華5質量部、加硫剤(硫黄)1.5質量部及び加硫促進剤3質量部と、充填剤としてのカーボンブラック40質量部、六方晶窒化ホウ素(BN)(電気化学工業社製、平均粒径15μm)96質量部とから実施例3と同様の熱伝導体25と弾性層2用の未加硫のゴム板とを作製し、以下、実施例1と同様にして、免震支持装置1を作製した。作製した免震支持装置1における各熱伝導体25は、5W/m・Kの熱伝導率を示し、その上面51及び下面52の夫々は、当該各熱伝導体25を挟む一対の剛性層3の夫々の下面23及び上面24の面積の6%を占めていた。
ポリアセタール樹脂(POM)100質量部と、充填剤としての実施例1のピッチ系炭素繊維150質量部及び酸化アルミニウム(Al2O3)(昭和電工社製)30質量部とを混合機で混合した混合物をスクリュー式押出機でストランド状に押し出し、これを切断して熱伝導体組成物のペレットを作製し、このペレットを成形加工して得た実施例3と同様の熱伝導体25と実施例3と同様の弾性層2用の未加硫のゴム板とから実施例1と同様にして免震支持装置1を作製した。作製した免震支持装置1における各熱伝導体25は、2W/m・Kの熱伝導率を示し、その上面51及び下面52の夫々は、当該各熱伝導体25を挟む一対の剛性層3の夫々の下面23及び上面24の面積の6%を占めていた。
ポリアミド樹脂(PA6)100質量部と、充填剤としての鱗片状黒鉛(3)(日本黒鉛社製、平均粒径130μm)22質量部との混合物から実施例7と同様にして作製した熱伝導体25と実施例3と同様の弾性層2用の未加硫のゴム板とから実施例1と同様にして免震支持装置1を作製した。作製した免震支持装置1における各熱伝導体25は、5W/m・Kの熱伝導率を示し、その上面51及び下面52の夫々は、当該各熱伝導体25を挟む一対の剛性層3の夫々の下面23及び上面24の面積の6%を占めていた。
ポリアミド樹脂(PA6)100質量部と、充填剤としての鱗片状黒鉛(3)(日本黒鉛社製、平均粒径130μm)132質量部との混合物から実施例7と同様にして作製した熱伝導体25と実施例3と同様の弾性層2用の未加硫のゴム板とから実施例1と同様にして免震支持装置1を作製した。作製した免震支持装置1における各熱伝導体25は、20W/m・Kの熱伝導率を示し、その上面51及び下面52の夫々は、当該各熱伝導体25を挟む一対の剛性層3の夫々の下面23及び上面24の面積の6%を占めていた。
ポリアミド樹脂(PA6)100質量部と、充填剤としての鱗片状黒鉛(3)(日本黒鉛社製、平均粒径130μm)203質量部との混合物から実施例7と同様にして作製した熱伝導体25と実施例3と同様の弾性層2用の未加硫のゴム板とから実施例1と同様にして免震支持装置1を作製した。作製した免震支持装置1における各熱伝導体25は、30W/m・Kの熱伝導率を示し、その上面51及び下面52の夫々は、当該各熱伝導体25を挟む一対の剛性層3の夫々の下面23及び上面24の面積の6%を占めていた。
ポリアミド樹脂(PA6)100質量部と、充填剤としての酸化マグネシウム(MgO)(神島化学工業社製、平均粒径2.4μm)488質量部との混合物から実施例7と同様にして作製した熱伝導体25と、実施例3と同様の弾性層2用の未加硫のゴム板とから実施例1と同様にして厚肉鋼板間に24層のゴム板からなる弾性層2と、23層の薄肉鋼板からなる剛性層3とを具備した免震支持装置1を作製した。作製した免震支持装置1における各熱伝導体25は、4.5W/m・Kの熱伝導率を示し、その上面51及び下面52の夫々は、当該各熱伝導体25を挟む一対の剛性層3の夫々の下面23及び上面24の面積の6%を占めていた。
ポリアミド樹脂(PA6)100質量部と、充填剤としての六方晶窒化ホウ素(BN)203質量部との混合物から実施例7と同様にして作製した熱伝導体25と、実施例3と同様の弾性層2用の未加硫のゴム板とから実施例1と同様にして厚肉鋼板間に24層のゴム板からなる弾性層2と、23層の薄肉鋼板からなる剛性層3とを具備した免震支持装置1を作製した。作製した免震支持装置1における各熱伝導体25は、8.0W/m・Kの熱伝導率を示し、その上面51及び下面52の夫々は、当該各熱伝導体25を挟む一対の剛性層3の夫々の下面23及び上面24の面積の6%を占めていた。
ポリアミド樹脂(PA12)100質量部と、充填剤としての鱗片状黒鉛(4)(日本黒鉛社製の「CB150(商品名)」、平均粒径40μm)181質量部及びポリアクリロニトリル(PAN)系炭素繊維(東邦テナックス社製「ベスファイト(登録商標)」で、ナイロン系サイジング剤で表面処理を施した「HTA−C6−NR(商品名)」)42質量部との混合物から実施例7と同様にして作製した熱伝導体25と、実施例3と同様の弾性層2用の未加硫のゴム板とから実施例1と同様にして厚肉鋼板間に24層のゴム板からなる弾性層2と、23層の薄肉鋼板からなる剛性層3とを具備した免震支持装置1を作製した。作製した免震支持装置1における各熱伝導体25は、25W/m・Kの熱伝導率を示し、その上面51及び下面52の夫々は、当該各熱伝導体25を挟む一対の剛性層3の夫々の下面23及び上面24の面積の6%を占めていた。
ポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT)100質量部と、充填剤としての実施例5の鱗片状黒鉛(2)50質量部及び実施例1のピッチ系炭素繊維20質量部との混合物から実施例7と同様にして作製した熱伝導体25と、実施例3と同様の弾性層2用の未加硫のゴム板とから実施例1と同様にして厚肉鋼板間に24層のゴム板からなる弾性層2と、23層の薄肉鋼板からなる剛性層3とを具備した免震支持装置1を作製した。作製した免震支持装置1における各熱伝導体25は、12W/m・Kの熱伝導率を示し、その上面51及び下面52の夫々は、当該各熱伝導体25を挟む一対の剛性層3の夫々の下面23及び上面24の面積の6%を占めていた。
低硬度のスチレン系熱可塑性エラストマー100質量部と、充填剤としての実施例12の六方晶窒化ホウ素(BN)20質量部及び実施例7の酸化アルミニウム(Al2O3)20質量部との混合物から実施例7と同様にして作製した熱伝導体25と、実施例3と同様の未加硫のゴム板とから実施例1と同様にして厚肉鋼板間に24層のゴム板からなる弾性層2と、23層の薄肉鋼板からなる剛性層3とを具備した免震支持装置1を作製した。作製した免震支持装置1における各熱伝導体25は、2W/m・Kの熱伝導率を示し、その上面51及び下面52の夫々は、当該各熱伝導体25を挟む一対の剛性層3の夫々の下面23及び上面24の面積の6%を占めていた。
実施例1と同様の熱伝導体25及び弾性層2用の未加硫のゴム板と、溶融アルミニウムメッキにより表面に厚さ60μmのアルミニウム皮膜が形成された剛性層3用の薄肉鋼板及び厚肉鋼板とから実施例1と同様にして厚肉鋼板間に24層のゴム板からなる弾性層2と23層の薄肉鋼板からなる剛性層3とを具備した免震支持装置1を作製した。作製した免震支持装置1における各熱伝導体25は、1W/m・Kの熱伝導率を示し、その上面51及び下面52の夫々は、当該各熱伝導体25を挟む一対の剛性層3の夫々の下面23及び上面24の面積の0.4%を占めていた。
実施例3の未加硫の熱伝導体25及び弾性層2用の未加硫のゴム板と、無電解銅メッキにより表面に厚さ30μmの銅皮膜が形成された剛性層3用の薄肉鋼板及び厚肉鋼板とから実施例1と同様にして厚肉鋼板間に24層のゴム板からなる弾性層2と23層の薄肉鋼板からなる剛性層3とを具備した免震支持装置1を作製した。作製した免震支持装置1における各熱伝導体25は、10W/m・Kの熱伝導率を示し、その上面51及び下面52の夫々は、当該各熱伝導体25を挟む一対の剛性層3の夫々の下面23及び上面24の面積の6%を占めていた。
比較例として、各実施例において、熱伝導体25を用いないで、直径200mmの内周面22で規定される貫通孔を有した各実施例の弾性層2用の未加硫のゴム板を用い、その他は各実施例と同様にして免震支持装置1を作製した。
面圧 15N/mm2(706.9kN)
剪断歪み(γ) 250%(120mm)
振動数 0.3Hz
最大速度 22.6kine
加振波数 50サイクル
<試験方法>
300トンの二軸試験機を用いて上記試験条件に示す正弦波形の加振を50サイクル行い、鉛プラグ46に取り付けた熱電対センサにより50サイクル加振後の鉛プラグ46の温度を測定。
2 弾性層
3 剛性層
4 積層体
5 内周面
6 中空部
7 円柱状体
Claims (10)
- 交互に積層された複数の剛性層及び弾性層を有する積層体と、少なくともこの積層体の内周面で規定された柱状の中空部に配されていると共に柱状の鉛プラグ又は錫プラグを有した柱状体とを具備しており、積層体は、剛性層及び弾性層に加えて、柱状体の外周面及び弾性層の環状内面間に、当該柱状体の外周面、当該弾性層の環状内面及び当該弾性層を挟む一対の剛性層のうちの少なくとも一方の面の夫々に接触して介在されていると共に弾性層の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有した環状の熱伝導体を具備しており、熱伝導体は、少なくともポリマーと弾性層の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有した充填剤とを含んでいる免震支持装置。
- 交互に積層された複数の剛性層及び弾性層を有する積層体と、少なくともこの積層体の内周面で規定された柱状の中空部に配されていると共に柱状の鉛プラグ又は錫プラグを有した柱状体とを具備しており、積層体は、剛性層及び弾性層に加えて、柱状体の外周面及び弾性層の環状内面間に、当該柱状体の外周面、当該弾性層の環状内面及び当該弾性層を挟む一対の剛性層のうちの少なくとも一方の面の夫々に接触して介在されていると共に弾性層の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有した環状の熱伝導体を具備しており、複数の剛性層の夫々は、鋼板と、この鋼板を被覆していると共に鋼板の熱伝導率よりも大きい熱伝導率を有する皮膜とを具備しており、熱伝導体は、皮膜の面に接触して配されている免震支持装置。
- 交互に積層された複数の剛性層及び弾性層を有する積層体と、少なくともこの積層体の内周面で規定された柱状の中空部に配されていると共に柱状の鉛プラグ又は錫プラグを有した柱状体とを具備しており、積層体は、剛性層及び弾性層に加えて、柱状体の外周面及び弾性層の環状内面間に、当該柱状体の外周面、当該弾性層の環状内面及び当該弾性層を挟む一対の剛性層のうちの少なくとも一方の面の夫々に接触して介在されていると共に弾性層の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有した環状の熱伝導体を具備しており、柱状体は、鉛プラグ又は錫プラグに加えて、鉛プラグ又は錫プラグの外周面を被覆していると共に該柱状体の外周面となる外周面を有した筒状のゴム被覆層を具備している免震支持装置。
- 熱伝導体は、少なくともポリマーと弾性層の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有した充填剤とを含んでいる請求項2又は3に記載の免震支持装置。
- ポリマーは、熱硬化性ポリマー及び熱可塑性ポリマーのうちの少なくとも一つを含んでいる請求項1又は4に記載の免震支持装置。
- 熱硬化性ポリマーは、架橋ゴム、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル、熱硬化型ポリフェニレンエーテル及び熱硬化型変性ポリフェニレンエーテルのうちの少なくとも一つを含んでいる請求項5に記載の免震支持装置。
- 熱可塑性ポリマーは、熱可塑性合成樹脂及び熱可塑性エラストマーのうちの少なくとも一つを含んでいる請求項5に記載の免震支持装置。
- 充填剤は、カーボン系充填剤、金属系充填剤及びセラミック系充填剤のうちの少なくとも一つを含んでいる請求項1、4、5、6及び7のいずれか一項に記載の免震支持装置。
- 弾性層を挟む一対の剛性層の夫々の面に接する熱伝導体の面の夫々は、当該弾性層を挟む一対の剛性層の夫々の面の面積の0.3%以上6%以下の面積を有している請求項1から8のいずれか一項に記載の免震支持装置。
- 熱伝導体は、少なくとも1W/m・Kの熱伝導率を有している請求項1から9のいずれか一項に記載の免震支持装置。
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