JPH01190847A - 免震ゴム - Google Patents

免震ゴム

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JPH01190847A JP63015425A JP1542588A JPH01190847A JP H01190847 A JPH01190847 A JP H01190847A JP 63015425 A JP63015425 A JP 63015425A JP 1542588 A JP1542588 A JP 1542588A JP H01190847 A JPH01190847 A JP H01190847A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は複数枚の硬質板と粘弾性的性質を有する軟質板
とを交互に積層した免震ゴムに関するものであり、特に
地震時に免震効果を発揮すると共に平常時には微振動を
減衰する効果を有する免震ゴムに関する。更に詳しくは
、本発明の免震ゴムは、それ自身で地震時には通常の免
震ゴムが持つバネ効果とダンパーの持つ減衰効果（ダン
パー効果）の両方の効果（免震効果）を有していると共
に、地震の発生していない平常時には交通振動や機械振
動などの微振動を減衰する働ぎを有している免震ゴムに
関するものである。
［従来の技術］ 鋼板等の硬質板とゴム等の粘弾性的性質を有する軟質板
とを積層した構造体が、防振性、吸振性等を要求される
構造物、機器等の支承部材として広く用いられている。
このような免震ゴムの作用効果は、例えば鉄筋コンクリ
ート造建物のような剛構造物と基礎との間に、横方向に
柔らかい、即ち剪断剛性率の小さい免震構造体を挿入す
ることにより、鉄筋コンクリート造建物の固有周期を地
震の卓越周期からずらすことによる。このため、免震ゴ
ムを建物と基礎との間に挿入する免震設計により、地震
により建物が受ける加速度は非常に小さくなる。しかし
ながら、建物はゆっくりと横揺れし、地盤との間に大き
な相対変位を生じる。そして、この相対変位が大きいと
建物と他の構造物との衝突や木管、ガス管、配線などの
設備の破壊をもたらす恐れがある。従来、この横揺れ変
位を小さくするために、一般に免震ゴムとダンパーを並
列に並へて設置して使用している。しかしながら、免震
ゴムとダンパーとを並列に設置する方法は、設置作業が
煩雑となり、大幅なコスト上昇をもたらす。現在その対
策法の一つとして、免震ゴムの内部をくり抜き、この部
分に鉛を埋め込み、地震時の鉛の塑性変形を利用して、
免震ゴムにダンピング効果を付与することによってバネ
効果とダンパー効果を兼備したものとすることが考えら
れている。
ところが、鉛入り免震ゴムにおいて、大地震の際の免震
ゴムの大変形時に、鋼板等の硬質板が鉛を傷つけ、更に
傷ついた鉛がゴム等の軟質板を傷つけるため、免震ゴム
全体の破断を引き起こす恐れがある。しかも、傷ついた
鉛は、繰り返しの大変形によって破断するという危険性
がある。
そこで軟質板に高い減衰特性（高ヒステリシスロス）を
付与することによって、バネ効果とダンパー効果を兼備
する高減衰性免震ゴムが提案された（特願昭６２−８４
４３２、同６２−８４４３３）。
［発明が解決しようとする課題］ ところが上記の高減衰免震ゴムの場合、高ヒステリシス
性を持つ軟質板の応力〜歪関係が第２図に示すように低
歪域で高い弾性率を有しているため、積層体としての高
減衰免震ゴムも低歪域では高い剛性を示すものとなって
いる。
この結果上記の高減衰免震ゴムは免震ゴムとしては極め
て優れたものであるが、低歪域での高剛性のために微小
振動を減衰する効果が不足するものとなっていた。
［課題を解決するための手段］ 本発明の免震ゴムは、複数枚の硬質板と粘弾性的性質を
有する軟質板とを交互に積層してなる免震ゴムにおいて
、前記軟質板のうち少なくとも１枚の軟質板（以下、軟
質板Ａという。）は、低歪域では弾性率がその他の軟質
板（以下、軟質板Ｂという。）の弾性率よりも低く、高
歪域では弾性率が軟質板Ｂの弾性率よりも高いことを特
徴とするものである。
なお、本発明において、材料（軟質板）の弾性率とは、
このような非線形材料の応力〜歪曲線に於て、任意の歪
に対応する応力の大きさを指しており、接線の勾配では
ない。
［作用〕 このような構造を有する免震ゴムの場合、これに変形を
加えるとその小変形領域において弾性率の低い軟質板の
特性を強く示すようになる。
即ち、歪の小さい領域では、軟質板Ａの弾性率が軟質板
Ｂの弾性率よりも低いため、軟質板Ａの変形が優先し、
軟質板Ａの特性が強く現れ、免震ゴムは全体として低剛
性を示す。
一方歪の大きい領域では、軟質板Ｂの弾性率が軟質板Ａ
の弾性率よりも低いため、軟質板Ｂの特性、即ち高ヒス
テリシス性が強く現われる。
この結果本発明の免震ゴムは、低歪域では低剛性の免震
ゴムとして挙動し、一方高歪域では高減衰性免震特性を
示す。
つまり、本発明の免震ゴムは微小振動に対する減衰効果
と地震時の大変形に対するバネ効果及びダンパー効果を
すべて兼備するものとなっている。
［実施例］ 以下、図面を用いて実施例について詳細に説明する。
第４．５．６図は実施例に係る免震ゴムの縦断面図であ
り、第１図はそれに用いられる軟質板の応力−歪曲線で
ある。
第４図の免震ゴム１では、硬質板２と粘弾性的性質を有
する軟質板Ａ又はＢとが交互に積層されて免震ゴム本体
３が構成され、この免震ゴム本体３の上下両面に硬質材
よりなるフランジ４．５が接着されている。なお、軟質
板Ａはこれらフランジ４．５の略中間の部分に設けられ
ている。第４図では、軟質板Ａは１枚のみ示されている
が、フランジ４．５の略中間付近の複数枚を軟質板Ａと
しても良い。
第５図の免震ゴム６では、フランジ４．５と接する軟質
板が前記軟質板Ａとされている。その他の構成は第４図
の免震ゴムと同様である。
第６図の免震ゴム７では、第１の免震ゴム本体８と第２
の免震ゴム本体９とを備え、免震ゴム本体８は軟質板Ａ
と硬質板２の積層体より成り、免震ゴム本体９は軟質板
Ｂと硬質板２との積層体よりなる。これら免震ゴム本体
８．９の上下両面にはフランジ４．５が設けられ、該フ
ランジ４．５を介して免震ゴム本体８．９が上下２段に
積み重ねられた構成とされている。免震ゴム本体８．９
は第４．５図に示した免震ゴム本体３のいずれの構成と
しても良い。
第６図では免震ゴム本体８と免震ゴム本体９との間に２
枚のフランジ４．５が介在されているが、この免震ゴム
本体８．９間にはフランジは１枚のみ介在されるように
しても良い。
なお、図示の免震ゴムは本発明の１例であって、軟質板
と硬質板の積層枚数は図示のものに限定されない。また
、フランジは必須ではない。
この軟質板Ａ、Ｂの応力−歪特性は第１図に示されてい
る。軟質板Ｂは、高歪域では軟質板Ａよりも弾性率が低
く、低歪域では軟質板Ａよりも弾性率が高い。
本発明では、この軟質板Ａ、Ｂの応力が等しくなる歪ｃ
ｏよりも小さい歪域を低歪域といい、ε０よりも大きい
歪域を高歪域という。
本発明では、ε０が０％を越え２００％以下とりわけ１
０−６〜９０％の間にあるのが好適である。
即ち、このことは歪がεｏ／２であるときの軟質板Ａ、
Ｂの弾性率ＥＡＥＢとの比Ｅ　Ａ　／　Ｅ　ａが１未満
となることを意味するが、Ｅ　Ａ　／　Ｅ　Ｂが０．８
以下となるようにするのが好適である。
また、本発明では、軟質板Ａのヒステリシスロスが軟質
板Ｂのヒステリシスロスよりも小さくなるようにするの
が好適である。
さらに、本発明においては、軟質板Ｂの２５℃、１００
％変形時のヒステリシス比（ｈ　ｍ　）を０．２〜０．
７とするのが好適である。
一般に、材料のヒステリシスロス特性、減衰特性の尺度
としては、損失正接ｔａｎδ値が用いられる。しかし、
周知の通り、ｔａｎδは、材料への微小振幅の刺激に対
する応答遅れとして測定される量であり、地震時に材料
が１００〜２００％にも達する大変形を受ける免震構造
体に使用する材料のヒステリシスロス特性を記述するパ
ラメータとしては不適当である。
そこで、本発明では、２５℃、１００％引張変形時の材
料のヒステリシス比（ｈｍ）をロス特性のメジャーとし
た。なお、引張速度２００　ｍｍ／ｍｉｎで、ｔｚｏｏ
は、第３図の応力−歪曲線において の面積比で与えられる。
ｂａａはダンパー（ダンピング）効果のためには、でき
るだけ大きいことが望ましいが、このことは必然的に材
料の塑性変形を大きくする。従つて、両特性を良好なも
のとする２５℃におけるｈｍの好ましい範囲は、 ０．２≦ｈｆ１１Ｉ≦０．７ より好ましくは ０．２５≦ｈ別≦０．６５ さらに好ましくは ０．３≦ｈｍ≦０，６ である。
上記の条件を満たす軟質板Ａ、Ｂの材料としては、各種
ゴム材料が挙げられるが、例えば、エチレンプロピレン
ゴム（Ｅ’ＰＲ％ＥＰＤＭ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）
、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、クロロプレンゴ
ム（ＣＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ
）、スチレンブタジェンゴム（ＳＢＲ）、ブタジェンゴ
ム（ＢＲ）等のゴムを主成分とするゴム組成物からなる
ものが挙げられる。
このゴム組成物は、必要に応じて、各種充填剤、老化防
止剤、可塑剤、軟化剤、オイル等、ゴム材料に一般的な
配合材を含有していてもよく、ゴム材料に、各種充填剤
、可塑剤、軟化剤、オイル等の配合材、その他者化防止
剤等のゴム材料に一般的な配合材を混合しても良いこと
は言うまでもない。
硬質板２の材質としては、金属、セラミックス、プラス
チックス、ＦＲＰ、ポリウレタン、木材、紙板、スレー
ト板、化粧板などを用いることができる。硬質板及び軟
質板の形状は、円形、方形、その他五角形、六角形等の
多角形としても良い。硬質板と軟質板とを接着させるに
は、接着剤を用いたり共加硫すればよい。
ところで、本発明の免震ゴムは、前記の複合構造とする
ことにより低歪域では剛性が低く、減衰性即ちヒステリ
シスロスが小さい。そして、この剛性が低すぎると風に
対しては建物が比較的揺れやすくなる。また、微小地震
に対しては減衰性が不足し免震効果が少なく、振動減衰
性もよくないなどの新たな課題を引出す場合もある。こ
のようなケースに対しては軟質板Ａより成る積層体の内
部をくり抜き、低歪域では弾性率が軟質板Ａより高く、
高歪域では弾性率が軟質板Ａより低く、ヒステリシスロ
スは軟質板Ａより大ぎい粘弾性物質Ｃ（軟質板Ｂを構成
する粘弾性物質も含む）のコアを埋め込めばよい。こう
すれば、低歪域においても適度の剛性と減衰性が得られ
るからである。
以下に、実施例について図面を用いて説明する。
第７．８．９．１０図は実施例に係る免震ゴムの縦断面
図である。
第７図は、フランジ４．５の略中間の部分に設けられた
軟質板Ａより成る積層体の中心に粘弾性物質Ｃより成る
コアを１つ設けたものである。
第８図は、フランジ４又は５のいずれかに接する軟質板
Ａより成る積層体の中心に粘弾性物質Ｃより成るコアを
１つ設けたものである。
第９図は、軟質板Ａより成る積層体で構成された免震ゴ
ム本体１１と軟質板Ｂより成る積層体で構成された免震
ゴム本体１２を積み重ねた免震ゴム１０において、軟質
板Ａより成る積層体の中心に粘弾性物質より成るコアを
１つ設けたものであ１す る。
以上では、粘弾性物質より成るコアを中心に１つ設けた
場合を示したが、第１０図に示すように、粘弾性物質よ
り成るコアを軟質板Ａより成る積層体の内部に複数個設
けてもよい。
［効果コ 以上の通り、本発明の免震ゴムは、低歪域では低剛性の
免震ゴムとして挙動し、一方高歪域では高減衰性免震特
性を示す。
従って、本発明の免震ゴムは、微振動に対する減衰効果
と地震時の大変形に対するバネ効果及び減衰効果を具備
している。
また、必要に応じて粘弾性物質のコアを設けることによ
り、耐風安定性と微小地震に対する免震効果をも得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第１図、第２図及び第３図は軟質板の弾性率又は応力−
歪特性図、第４図、第５図、第６図は実施例に係る免震
ゴムの縦断面図である。また、第７図、第８図、第９図
及び第１０図は実施例に係る免震ゴムの縦断面図である
。 １．６．７・・・免震ゴム、　　２・・・硬質板、３．
８．９・・・免震ゴム本体、 ４．５・・・フランジ、　Ａ、Ｂ・・・軟質板。 代　理　人　　弁理士　重　野　　剛

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）複数枚の硬質板と粘弾性的性質を有する軟質板と
    を交互に積層してなる免震ゴムにおいて、 前記軟質板のうち少なくとも１枚の軟質板（以下、軟質
    板Ａという。）は、低歪域では弾性率（応力〜歪曲線に
    於て、任意の歪に対応する応力の大きさ）がその他の軟
    質板（以下、軟質板Ｂという。）の弾性率よりも低く、
    高歪域では弾性率が軟質板Ｂの弾性率よりも高いことを
    特徴とする免震ゴム。
JP1542588A 1988-01-26 1988-01-26 免震ゴム Expired - Lifetime JP2589727B2 (ja)

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