JPH0720078A - ゴム体の性状変化の検出方法 - Google Patents
ゴム体の性状変化の検出方法Info
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- JPH0720078A JPH0720078A JP5188742A JP18874293A JPH0720078A JP H0720078 A JPH0720078 A JP H0720078A JP 5188742 A JP5188742 A JP 5188742A JP 18874293 A JP18874293 A JP 18874293A JP H0720078 A JPH0720078 A JP H0720078A
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
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-
- G—PHYSICS
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- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 寸法変化を伴わない場合でも、確実に劣化の
程度を観測することができ、また、ゴム支承のゴム体の
場合には、観測に際して検査員が構造物の下部に入る必
要がなく、遠隔的に確実に劣化の程度を知ることができ
るゴム体の性状変化の検出方法を提供することにある。 【構成】 ダンベル状のゴムシート１の電気的インピー
ダンスを測定し、この測定結果からダンベル状のゴムシ
ート１の劣化を検出する。
程度を観測することができ、また、ゴム支承のゴム体の
場合には、観測に際して検査員が構造物の下部に入る必
要がなく、遠隔的に確実に劣化の程度を知ることができ
るゴム体の性状変化の検出方法を提供することにある。 【構成】 ダンベル状のゴムシート１の電気的インピー
ダンスを測定し、この測定結果からダンベル状のゴムシ
ート１の劣化を検出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ゴム体及びゴム支承の
ゴム体の形状若しくは寸法変化、応力歪状態の変化又は
劣化等の性状変化を検出する方法に関する。
ゴム体の形状若しくは寸法変化、応力歪状態の変化又は
劣化等の性状変化を検出する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】建築物等の構造物に対する支承には、ゴ
ム体と補強体とを具備するゴム支承が用いられている。
このようなゴム支承は一般に構造物の下部に配される結
果、ゴム支承は長期に亘って構造物の荷重を受けると共
に地震等による剪断応力をうける一方、老化等のため徐
々に劣化して行く。一定以上の劣化が生じた場合にはこ
れを交換する必要があるが、ゴム支承のゴム体の劣化の
程度は、従来では、目視によるゴム体の全体の形状変
化、寸法変化若しくはゴム体の亀裂若しくは剥離等の観
測又は歪ゲージ、超音波若しくはメジャーによる計測器
によって知るようにしている。
ム体と補強体とを具備するゴム支承が用いられている。
このようなゴム支承は一般に構造物の下部に配される結
果、ゴム支承は長期に亘って構造物の荷重を受けると共
に地震等による剪断応力をうける一方、老化等のため徐
々に劣化して行く。一定以上の劣化が生じた場合にはこ
れを交換する必要があるが、ゴム支承のゴム体の劣化の
程度は、従来では、目視によるゴム体の全体の形状変
化、寸法変化若しくはゴム体の亀裂若しくは剥離等の観
測又は歪ゲージ、超音波若しくはメジャーによる計測器
によって知るようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところでゴム支承は上
述のように一般に構造物の下部に配されるため、目視に
よるそのゴム体の観測は、検査員が構造物の下部に入っ
て行わなければならない等極めて困難であり、またその
観測は経験と勘に頼らざるを得ず、観測結果がばらつく
虞を有し、一方、上述のような計測器よるゴム体の観測
は、寸法変化を伴う場合には一応の結果を得ることがで
きるが、寸法変化を伴わない場合には、所望の結果を得
ることができない。また、供用期間中におけるゴム支承
の支持性能は、当該ゴム支承を構造物間から取り外す
か、または構造物間に据え付けたゴム支承と同一材質の
ゴム支承試験体を別途作成しておき、所定期間経過後に
当該ゴム支承試験体に一定の軸力をかけて力学試験を行
なうか、など構造物間に据え付けられたまま供用されて
いるゴム支承の支持性能をモニタリングすることは不可
能であった。
述のように一般に構造物の下部に配されるため、目視に
よるそのゴム体の観測は、検査員が構造物の下部に入っ
て行わなければならない等極めて困難であり、またその
観測は経験と勘に頼らざるを得ず、観測結果がばらつく
虞を有し、一方、上述のような計測器よるゴム体の観測
は、寸法変化を伴う場合には一応の結果を得ることがで
きるが、寸法変化を伴わない場合には、所望の結果を得
ることができない。また、供用期間中におけるゴム支承
の支持性能は、当該ゴム支承を構造物間から取り外す
か、または構造物間に据え付けたゴム支承と同一材質の
ゴム支承試験体を別途作成しておき、所定期間経過後に
当該ゴム支承試験体に一定の軸力をかけて力学試験を行
なうか、など構造物間に据え付けられたまま供用されて
いるゴム支承の支持性能をモニタリングすることは不可
能であった。
【０００４】このような問題はゴム支承のゴム体自体に
生じるものではなく、一般に天然ゴム及び合成ゴム等の
材料からなる種々のものに適用されるゴム体においても
同様に生じ得るのである。
生じるものではなく、一般に天然ゴム及び合成ゴム等の
材料からなる種々のものに適用されるゴム体においても
同様に生じ得るのである。
【０００５】本発明は、前記諸点に鑑みなされたもので
あって、その目的とするところは、寸法変化を伴わない
場合でも、確実に劣化の程度を観測することができ、ま
た、ゴム支承のゴム体の場合には、観測に際して検査員
が構造物の下部に入る必要がなく、遠隔的に確実に劣化
の程度を知ることができるゴム体の性状変化の検出方法
を提供することにある。
あって、その目的とするところは、寸法変化を伴わない
場合でも、確実に劣化の程度を観測することができ、ま
た、ゴム支承のゴム体の場合には、観測に際して検査員
が構造物の下部に入る必要がなく、遠隔的に確実に劣化
の程度を知ることができるゴム体の性状変化の検出方法
を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば前記目的
は、ゴム体の電気的インピーダンスを測定し、この測定
結果からゴム体の性状変化を検出する方法によって達成
される。
は、ゴム体の電気的インピーダンスを測定し、この測定
結果からゴム体の性状変化を検出する方法によって達成
される。
【０００７】また、本発明によれば前記目的は、ゴム体
と補強体とを具備するゴム支承において、当該ゴム支承
のゴム体の電気的インピーダンスを測定し、この測定結
果からゴム支承のゴム体の性状変化を検出する方法によ
っても達成される。
と補強体とを具備するゴム支承において、当該ゴム支承
のゴム体の電気的インピーダンスを測定し、この測定結
果からゴム支承のゴム体の性状変化を検出する方法によ
っても達成される。
【０００８】ここで、補強体が金属製である場合、この
補強体を電極として用いてゴム体の電気的インピーダン
スを測定してもよく、また、ゴム支承が更に、ゴム体の
対向する両端面のそれぞれにフランジプレートを具備し
ている場合、このフランジプレートを電極として用いて
ゴム体の電気的インピーダンスを測定してもよい。
補強体を電極として用いてゴム体の電気的インピーダン
スを測定してもよく、また、ゴム支承が更に、ゴム体の
対向する両端面のそれぞれにフランジプレートを具備し
ている場合、このフランジプレートを電極として用いて
ゴム体の電気的インピーダンスを測定してもよい。
【０００９】本発明によって検出し得る性状変化として
は、寸法変化、応力歪状態の変化又は劣化等を含み、特
に劣化を挙げることができる。
は、寸法変化、応力歪状態の変化又は劣化等を含み、特
に劣化を挙げることができる。
【００１０】本発明における被測定物であるゴム体の材
料としては、天然ゴム又は合成ゴムのいずれであっても
よく、更にはこれらを混合したものであってもよい。耐
震、免震、制振装置に適用されるゴム支承の場合、ゴム
体には高減衰ゴムが用いられる場合があるが、このよう
な高減衰ゴムからなるゴム体に対しても本発明方法は好
ましく用いることができる。耐震、免震、制振装置に適
用されるゴム支承は、必要によりゴム体の中心に更に鉛
プラグが配されて形成されるが、このような鉛プラグ入
りのゴム支承に対しても本発明方法を好ましく適用し得
る。
料としては、天然ゴム又は合成ゴムのいずれであっても
よく、更にはこれらを混合したものであってもよい。耐
震、免震、制振装置に適用されるゴム支承の場合、ゴム
体には高減衰ゴムが用いられる場合があるが、このよう
な高減衰ゴムからなるゴム体に対しても本発明方法は好
ましく用いることができる。耐震、免震、制振装置に適
用されるゴム支承は、必要によりゴム体の中心に更に鉛
プラグが配されて形成されるが、このような鉛プラグ入
りのゴム支承に対しても本発明方法を好ましく適用し得
る。
【００１１】
【作用】本発明においては、性状変化を検出すべきゴム
体を挟んで電極を配置する。そしてこの電極間に、例え
ば２００ｋＨｚの電圧を加え、このときの電流値とから
ゴム体の電気的インピーダンスを測定する。ここでゴム
体の性状変化、例えば内部歪の生起に対応してその電気
的インピーダンスが変化し、而してこの測定結果からゴ
ム体の性状変化を検出することができる。
体を挟んで電極を配置する。そしてこの電極間に、例え
ば２００ｋＨｚの電圧を加え、このときの電流値とから
ゴム体の電気的インピーダンスを測定する。ここでゴム
体の性状変化、例えば内部歪の生起に対応してその電気
的インピーダンスが変化し、而してこの測定結果からゴ
ム体の性状変化を検出することができる。
【００１２】以下本発明を図に示す実施例を参照して説
明する。なお、本発明はこれら実施例に何等限定されな
いのである。
明する。なお、本発明はこれら実施例に何等限定されな
いのである。
【００１３】
実施例１ 被測定体として図１に示すようなＪＩＳ（Ｋ６３０１）
１号型のダンベル状のゴムシート１を準備した。ゴム体
としてのこのゴムシート１は、全長Ｌ＝１２０ｍｍ、狭
幅部の長さｌ＝４０ｍｍ、広幅部の幅Ｗ＝２５ｍｍ、狭
幅部の幅ｗ＝１０ｍｍ及び厚みｔ＝２ｍｍであった。次
に図２に示すように、ゴムシート１の両側に、直径５ｍ
ｍ、厚さ１ｍｍの銅板からなる電極２及び３を当て、ポ
リエチレンの板４及び５でこれを挟み付けて保持した。
このゴムシート１に、温度２５℃、変形速度１０ｍｍ／
ｍｉｎ、押力巻＝３の条件下で、矢印Ａ方向（長さ方
向）に伸び力を、伸び率（１００％＝５０ｍｍ）が０％
−２５％−０％−５０％−０％−７５％−０％−１００
％−０％となるように、４回繰返して加え、同時に電極
２及び３に周波数２００ｋＨｚの電圧を加えた。測定結
果を図３乃至図６に示す。
１号型のダンベル状のゴムシート１を準備した。ゴム体
としてのこのゴムシート１は、全長Ｌ＝１２０ｍｍ、狭
幅部の長さｌ＝４０ｍｍ、広幅部の幅Ｗ＝２５ｍｍ、狭
幅部の幅ｗ＝１０ｍｍ及び厚みｔ＝２ｍｍであった。次
に図２に示すように、ゴムシート１の両側に、直径５ｍ
ｍ、厚さ１ｍｍの銅板からなる電極２及び３を当て、ポ
リエチレンの板４及び５でこれを挟み付けて保持した。
このゴムシート１に、温度２５℃、変形速度１０ｍｍ／
ｍｉｎ、押力巻＝３の条件下で、矢印Ａ方向（長さ方
向）に伸び力を、伸び率（１００％＝５０ｍｍ）が０％
−２５％−０％−５０％−０％−７５％−０％−１００
％−０％となるように、４回繰返して加え、同時に電極
２及び３に周波数２００ｋＨｚの電圧を加えた。測定結
果を図３乃至図６に示す。
【００１４】ここで図３はゴムシート１の変位と電極２
及び３間のインピーダンスとの関係の測定結果を、図４
はゴムシート１へ付加した力と電極２及び３間のインピ
ーダンスとの関係の測定結果を、図５はゴムシート１の
変位とゴムシート１へ付加した力との関係の測定結果
を、図６は時間経過と電極２及び３間のインピーダンス
との関係の測定結果をそれぞれ示す。なお、測定器とし
ては、ＬＦインピーダンス・アナライザ（横川ヒューレ
ッドパッカード製モデル４１２９Ａ）を使用した。
及び３間のインピーダンスとの関係の測定結果を、図４
はゴムシート１へ付加した力と電極２及び３間のインピ
ーダンスとの関係の測定結果を、図５はゴムシート１の
変位とゴムシート１へ付加した力との関係の測定結果
を、図６は時間経過と電極２及び３間のインピーダンス
との関係の測定結果をそれぞれ示す。なお、測定器とし
ては、ＬＦインピーダンス・アナライザ（横川ヒューレ
ッドパッカード製モデル４１２９Ａ）を使用した。
【００１５】図６に着目すると、０％−２５％−０％−
５０％−０％−７５％−０％−１００％−０％の伸び力
の付加に対応してインピーダンスがａ−ｂ−ｃ−ｄ−ｅ
−ｆ−ｇ−ｈ−ｉと変化していることが判り、またイン
ピーダンスｃ、ｅ、ｇ及びｉのそれぞれが元のインピー
ダンスａよりも大きく、かつ伸び力の付加回数の増大に
対応してインピーダンスｃ、ｅ、ｇ及びｉと徐々に増加
しているのが判る。したがってこれらから元のインピー
ダンスからのインピーダンスの変化を検出することによ
り、ゴムシート１への伸び力の付加、換言するとゴムシ
ート１の内部歪の発生を検出することができ、またイン
ピーダンスの増加量を検出することにより、繰返しの内
部歪の生起に起因するゴムシート１の劣化の程度を検出
することができる。インピーダンスｂ、ｄ、ｆ及びｈの
この大きな変化は、伸びによるゴムシート１の厚みの変
化に基づくものと思われる。参考として図７に伸びと厚
さとの関係の測定結果を示す。
５０％−０％−７５％−０％−１００％−０％の伸び力
の付加に対応してインピーダンスがａ−ｂ−ｃ−ｄ−ｅ
−ｆ−ｇ−ｈ−ｉと変化していることが判り、またイン
ピーダンスｃ、ｅ、ｇ及びｉのそれぞれが元のインピー
ダンスａよりも大きく、かつ伸び力の付加回数の増大に
対応してインピーダンスｃ、ｅ、ｇ及びｉと徐々に増加
しているのが判る。したがってこれらから元のインピー
ダンスからのインピーダンスの変化を検出することによ
り、ゴムシート１への伸び力の付加、換言するとゴムシ
ート１の内部歪の発生を検出することができ、またイン
ピーダンスの増加量を検出することにより、繰返しの内
部歪の生起に起因するゴムシート１の劣化の程度を検出
することができる。インピーダンスｂ、ｄ、ｆ及びｈの
この大きな変化は、伸びによるゴムシート１の厚みの変
化に基づくものと思われる。参考として図７に伸びと厚
さとの関係の測定結果を示す。
【００１６】実施例２ 図８に示すようなゴム支承１０を準備した。ゴム支承１
０は、円盤状の上下連結鋼板（上下フランジプレート）
１１及び１２と、円柱状のゴム体１３と、ゴム体１３内
に埋め込まれた補強体としての円盤状の３枚の内部鋼板
１４、１５及び１６とを具備している。ゴム支承１０の
内部鋼板１４と１５とにそれぞれリード線をねじ止め
し、このリード線を外部に引き出し、内部鋼板１４と１
５とを電極とした。そして温度２３℃の条件下で、矢印
Ｂ方向（鉛直方向）に、面圧４０ｋｇｆ／ｃｍｍ２、荷
重４．４６ｔｏｎｆの一様な静的圧縮力を３回繰返して
加え、同時に内部鋼板１４及び１５間に周波数１００ｋ
Ｈｚの電圧を加えた。測定結果を図９乃至図１２に示
す。
０は、円盤状の上下連結鋼板（上下フランジプレート）
１１及び１２と、円柱状のゴム体１３と、ゴム体１３内
に埋め込まれた補強体としての円盤状の３枚の内部鋼板
１４、１５及び１６とを具備している。ゴム支承１０の
内部鋼板１４と１５とにそれぞれリード線をねじ止め
し、このリード線を外部に引き出し、内部鋼板１４と１
５とを電極とした。そして温度２３℃の条件下で、矢印
Ｂ方向（鉛直方向）に、面圧４０ｋｇｆ／ｃｍｍ２、荷
重４．４６ｔｏｎｆの一様な静的圧縮力を３回繰返して
加え、同時に内部鋼板１４及び１５間に周波数１００ｋ
Ｈｚの電圧を加えた。測定結果を図９乃至図１２に示
す。
【００１７】図９はゴム体１３に生じる鉛直変位とゴム
体１３への鉛直力との関係の測定結果を、図１０はゴム
体１３に生じる鉛直変位と内部鋼板１４及び１５間のイ
ンピーダンスとの関係の測定結果を、図１１はゴム体１
３への鉛直力と内部鋼板１４及び１５間のインピーダン
スとの関係の測定結果を、図１２は時間経過と内部鋼板
１４及び１５間のインピーダンスとの関係の測定結果を
それぞれ示す。なお、測定器としては実施例１と同様の
ものを使用した。
体１３への鉛直力との関係の測定結果を、図１０はゴム
体１３に生じる鉛直変位と内部鋼板１４及び１５間のイ
ンピーダンスとの関係の測定結果を、図１１はゴム体１
３への鉛直力と内部鋼板１４及び１５間のインピーダン
スとの関係の測定結果を、図１２は時間経過と内部鋼板
１４及び１５間のインピーダンスとの関係の測定結果を
それぞれ示す。なお、測定器としては実施例１と同様の
ものを使用した。
【００１８】図１２に着目すると、０−４．４６ｔｏｎ
ｆ−０−４．４６ｔｏｎｆ−０−４．４６ｔｏｎｆ−０
の３回の繰返し圧縮荷重に対応してインピーダンスがａ
−ｂ−ｃ−ｄ−ｅ−ｆ−ｇと変化していることが判り、
また圧縮荷重の減少時のインピーダンスの変化が少ない
ことが判る。したがってインピーダンスの変化を検出す
ることにより、ゴム体１３への鉛直力の付加、換言する
とゴム体１３の内部歪の発生を検出することができ、ま
た、インピーダンスの変化回数を積算等することによ
り、繰返しの内部歪の生起に起因するゴム体１３の劣化
の程度を検出することができる。この結果リード線を遠
隔地、例えば監視室等に導いてここでインピーダンスの
変化を監視することにより、容易にゴム体１３の劣化の
程度を知ることができる。
ｆ−０−４．４６ｔｏｎｆ−０−４．４６ｔｏｎｆ−０
の３回の繰返し圧縮荷重に対応してインピーダンスがａ
−ｂ−ｃ−ｄ−ｅ−ｆ−ｇと変化していることが判り、
また圧縮荷重の減少時のインピーダンスの変化が少ない
ことが判る。したがってインピーダンスの変化を検出す
ることにより、ゴム体１３への鉛直力の付加、換言する
とゴム体１３の内部歪の発生を検出することができ、ま
た、インピーダンスの変化回数を積算等することによ
り、繰返しの内部歪の生起に起因するゴム体１３の劣化
の程度を検出することができる。この結果リード線を遠
隔地、例えば監視室等に導いてここでインピーダンスの
変化を監視することにより、容易にゴム体１３の劣化の
程度を知ることができる。
【００１９】なお、本発明方法は、上記のようなゴム支
承１０の他、例えば図１３に示すような、ゴム体５１
と、ゴム体５１内に埋め込まれた補強体としての一枚の
内部鋼板５２とからなるゴム支承５３に対しても、例え
ばそのゴム体５１の端面５４とこれに対向する他方の端
面５５とに電極をそれぞれ取り付けることにより適用し
得る。
承１０の他、例えば図１３に示すような、ゴム体５１
と、ゴム体５１内に埋め込まれた補強体としての一枚の
内部鋼板５２とからなるゴム支承５３に対しても、例え
ばそのゴム体５１の端面５４とこれに対向する他方の端
面５５とに電極をそれぞれ取り付けることにより適用し
得る。
【００２０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、寸法変化
を伴わない場合でも、確実にゴム体の劣化の程度を観測
することができ、また、ゴム支承の場合には、観測に際
して検査員が構造物の下部に入る必要がなく、遠隔的に
確実に劣化の程度を知ることができる。
を伴わない場合でも、確実にゴム体の劣化の程度を観測
することができ、また、ゴム支承の場合には、観測に際
して検査員が構造物の下部に入る必要がなく、遠隔的に
確実に劣化の程度を知ることができる。
【図１】本発明方法の説明のための実施例１に用いられ
たゴムシートの平面図である。
たゴムシートの平面図である。
【図２】実施例１での測定方法を説明する正面図であ
る。
る。
【図３】実施例１でのゴムシートの変位と電極間のイン
ピーダンスとの関係の測定結果である。
ピーダンスとの関係の測定結果である。
【図４】実施例１でのゴムシートへ付加した力と電極間
のインピーダンスとの関係の測定結果である。
のインピーダンスとの関係の測定結果である。
【図５】実施例１でのゴムシートの変位とゴムシートへ
付加した力との関係の測定結果である。
付加した力との関係の測定結果である。
【図６】実施例１での時間経過と電極間のインピーダン
スとの関係の測定結果である。
スとの関係の測定結果である。
【図７】実施例１での伸びと厚さとの関係の測定結果で
ある。
ある。
【図８】本発明方法の説明のための実施例２に用いられ
たゴム支承の断面図である。
たゴム支承の断面図である。
【図９】実施例２でのゴム体に生じる鉛直変位とゴム体
への鉛直力との関係の測定結果である。
への鉛直力との関係の測定結果である。
【図１０】実施例２でのゴム体に生じる鉛直変位と内部
鋼板間のインピーダンスとの関係の測定結果である。
鋼板間のインピーダンスとの関係の測定結果である。
【図１１】実施例２でのゴム体への鉛直力と内部鋼板間
のインピーダンスとの関係の測定結果である。
のインピーダンスとの関係の測定結果である。
【図１２】実施例２での時間経過と電極間のインピーダ
ンスとの関係の測定結果である。
ンスとの関係の測定結果である。
【図１３】本発明方法を適用し得るゴム支承の他の例の
断面図である。
断面図である。
１ ゴムシート ２、３ 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下田 郁夫 神奈川県藤沢市桐原町８番地 オイレス工 業株式会社藤沢事業場内 (72)発明者 池永 雅良 神奈川県藤沢市桐原町８番地 オイレス工 業株式会社藤沢事業場内
Claims (4)
- 【請求項１】 ゴム体の電気的インピーダンスを測定
し、この測定結果からゴム体の性状変化を検出する方
法。 - 【請求項２】 ゴム体と補強体とを具備するゴム支承に
おいて、当該ゴム支承のゴム体の電気的インピーダンス
を測定し、この測定結果からゴム支承のゴム体の性状変
化を検出する方法。 - 【請求項３】 補強体が金属製であり、この補強体を電
極として用いてゴム体の電気的インピーダンスを測定す
る請求項２に記載のゴム支承のゴム体の性状変化を検出
する方法。 - 【請求項４】 ゴム支承が更に、ゴム体の対向する両端
面のそれぞれにフランジプレートを具備しており、この
フランジプレートを電極として用いてゴム体の電気的イ
ンピーダンスを測定する請求項２に記載のゴム支承のゴ
ム体の性状変化を検出する方法。
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