JPH1163105A

JPH1163105A - 免震支承構造体

Info

Publication number: JPH1163105A
Application number: JP22522197A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Hattori; 高幸服部; Seiji Hara; 誠治原; Fumio Sekido; 文雄関堂
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1997-08-21
Filing date: 1997-08-21
Publication date: 1999-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】加硫戻りによる弾性率や強度の低下の少ない
軟質層２を備え、振動減衰特性や耐破壊特性等にすぐれ
た免震構造体Ｍを提供する。【解決手段】上記軟質層２を、過加硫時に、硫黄架橋
に代わって熱的により安定な架橋を形成しうる耐熱性架
橋剤を含有する、硫黄加硫系のゴム組成物を加硫して形
成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、たとえばビルや
橋梁等の建造物の基礎部分に設けられる免震支承構造体
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記ビル等の建造物の固有振動数を地震
の振動周波数からずらして、当該建造物が地震の際に受
ける横方向の加速度を減少させるべく、その基礎部分
に、横方向に柔らかい免震支承構造体を挿入することが
検討され、実用化されつつある。上記免震支承構造体と
しては種々の構造のものが提案されており、その中の１
つに、加硫ゴム等のゴム弾性を有する材料からなる軟質
層と、鋼板等の剛性を有する材料からなる拘束層とをそ
れぞれ複数層ずつ交互に積層した積層構造のものがあ
る。

【０００３】上記の免震支承構造体において、軟質層に
要求される最も重要な特性は、地震発生による大変形時
にその変形のエネルギーを吸収して、建造物の振動を減
衰する特性（振動減衰特性）である。また上記軟質層
は、とくにその外周部付近が、外力に対する高い耐性
（耐破壊特性）を有している必要もある。

【０００４】すなわち免震支承構造体には、平常時でも
常に、建造物から巨大な圧縮荷重が加えられており、軟
質層は、この圧縮荷重によって外周部が外方へ膨張し
て、その表面にかなり大きな引張応力が加わった状態と
なっているため、この引張応力によって外周部表面が裂
けたりしないことが求められる。また、地震発生による
大変形時には、場合によっては軟質層に、局部的にでは
あるがおよそ２００％程度のせん断変形が加えられるお
それがあるため、この変形によって、とくに外周部から
き裂が入る等して軟質層が破壊されないことも求められ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の免震支承構造体
は、たとえば図２(a) に示すように、軟質層の元になる
未加硫のゴム組成物のシート２ａと、拘束層３とをそれ
ぞれ複数層ずつ交互に積層し、その上下に、上記拘束層
３と同様に鋼板等の剛性を有する材料にて形成され、免
震支承構造体を基礎および建造物と連結するための連結
フランジ１、１を積層するとともに、さらに必要に応じ
てその外周に、被覆層となる未加硫のゴム組成物のシー
ト４ａを巻きつけた積層体ｍを、たとえば同図に黒矢印
で示すように油圧プレス等で連結フランジ１、１の上下
から加圧しつつ、同図(b) に白矢印で示すように外周部
側から加熱して、各部のゴム組成物を加硫させることで
製造される。

【０００６】ところが、上記の積層体はかなりサイズが
大きいものであるため、加硫時に、その内部まで均一に
加熱することが難しく、とくに軟質層となるシートのう
ち、熱源から最も遠い中心部付近に位置する部分が受け
る熱量が、熱源に最も近い外周部付近に位置する部分が
受ける熱量に比べて小さくなる傾向がある。また加硫作
業においては通常、所定の加熱時間が経過した段階で加
熱を停止した後、室温まで放冷するのであるが、上記放
冷の間に、前述したように鋼板等の熱伝導度の高い材料
にて形成された連結フランジからの放熱効果によって、
当該連結フランジに近い上層部および下層部が、その間
の中間部よりも先に冷却されるために、上記中間部に位
置するシートが受ける熱量よりも、上層部および下層部
に位置するシートが受ける熱量が小さくなる傾向もあ
る。

【０００７】このため、積層体を構成する各シートを比
べると、当該積層体の中間部に位置するシートよりも上
層部および下層部に位置するシートの方が、加硫時に受
ける総熱量が小さくなる傾向があり、またそれぞれのシ
ートをみると、その外周部付近よりも中心部付近の方
が、加硫時に受ける総熱量が小さくなる傾向がある。そ
こで通常は、加硫時に受ける総熱量が最も小さい位置、
つまり上層部および下層部に位置するシートの、中心部
付近のゴム組成物が十分に加硫されるように加硫条件を
設定することになるが、その場合には、加硫時に受ける
総熱量が必要以上に大きくなる、つまり過加硫となる各
シートの外周部付近のゴム組成物に、いわゆる加硫戻り
の現象を生じるという問題がある。

【０００８】加硫戻りは、加硫剤である硫黄と基材ゴム
との反応によって一旦、生成した硫黄架橋（ポリスルフ
ィド結合）が過剰の熱エネルギーによって切断され、架
橋点密度が低下して加硫ゴムの弾性率や強度等が低下す
る現象であって、加硫時間を短縮して免震支承構造体の
生産性を向上させるべく、加硫温度を高めに設定するほ
ど顕著に現れる。

【０００９】そして、上記の加硫戻りが発生した軟質層
は、各軟質層内、および軟質層間での弾性率のばらつき
が大きくなる上、全体としてみた場合の弾性率が低下す
るために、安定した振動減衰特性がえられないという問
題を生じる。また加硫戻りが発生する軟質層の外周部
は、前述したように最も耐破壊特性が要求される場所で
あるが、加硫戻りの程度によっては、上記外周部の強度
低下が大きくなって、要求される耐破壊特性を満足でき
なくなるおそれもある。

【００１０】この発明の目的は、加硫戻りによる弾性率
や強度の低下の少ない軟質層を備え、振動減衰特性や耐
破壊特性等にすぐれた免震支承構造体を提供することに
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の、この発明の免震支承構造体は、ゴム弾性を有する軟
質層と、剛性を有する拘束層とを複数層ずつ交互に積層
したものであって、上記軟質層が、基材ゴムと、加硫剤
としての硫黄と、過加硫時に、硫黄架橋に代わって熱的
により安定な架橋を形成しうる耐熱性架橋剤とを含有す
るゴム組成物を加硫して形成されていることを特徴とす
るものである。

【００１２】上記構成からなるこの発明の免震支承構造
体においてゴム組成物中に含有させた耐熱性架橋剤は、
上記のように過加硫となる加硫条件下で、硫黄架橋に代
わってより熱的に安定な架橋を形成しうるものであるた
め、加硫時に、軟質層となるシートの外周部付近に過加
硫による加硫戻りが発生しても、上記耐熱性架橋剤の作
用によって、上記外周部付近の加硫ゴムの架橋点密度が
低下するのが抑制される。

【００１３】よってこの発明の免震支承構造体によれ
ば、加硫戻りによる弾性率や強度の低下の少ない軟質層
を備えるため、振動減衰特性や耐破壊特性等にすぐれた
免震支承構造体を提供することが可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下にこの発明の免震支承構造体
を、その実施の形態の一例を示す図１を参照しつつ説明
する。図１にみるようにこの例の免震支承構造体Ｍは、
円板状の２枚の連結フランジ１、１と、両連結フランジ
１、１間に交互に積層された、同じく円板状の、複数層
ずつの軟質層２…および拘束層３…と、当該連結フラン
ジ１、１間で、上記軟質層２…、拘束層３…の外周を被
覆する被覆層４とを備えている。また免震支承構造体Ｍ
の中心部には、上記連結フランジ１、１、軟質層２…お
よび拘束層３…の各層を貫通して、通孔Ｍ１が形成され
ている。

【００１５】上記のうち連結フランジ１および拘束層３
は、それぞれ従来同様に、鋼板等の剛性を有する材料に
て形成されており、このうち上側の連結フランジ１の上
面、および下側の連結フランジ１の下面には、それぞれ
免震支承構造体Ｍを基礎および建造物と結合するための
ボルト（図示せず）が螺着される複数個のねじ穴１２…
が形成されている。

【００１６】軟質層２は、この発明では前述したよう
に、基材ゴムと、加硫剤としての硫黄と、過加硫時に、
硫黄架橋に代わって熱的により安定な架橋を形成しうる
耐熱性架橋剤とを含有するゴム組成物を加硫して形成さ
れている。上記のうち基材ゴムとしては、振動減衰特性
や耐破壊特性にすぐれたものが好ましく、かかる基材ゴ
ムとしてはたとえば天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム
（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジ
エン共重合ゴム（ＳＢＲ）等があげられる。また上記以
外の基材ゴムとしてはたとえばエチレン−プロピレン共
重合ゴム（ＥＰＭ）、エチレン−プロピレン−ジエン共
重合ゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル−ブタジエン
共重合ゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲ
ン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）等があげられる。これら
はそれぞれ単独で使用される他、２種以上を併用するこ
ともできる。

【００１７】また耐熱性架橋剤として、前記一般式(1)
で表される化合物を使用する場合は、後述するようにそ
の架橋機構上、基材ゴムとして、分子中にＣ＝Ｃ結合を
有し、過加硫時に、上記Ｃ＝Ｃ結合に起因する共役ジエ
ン構造を生じるゴムが用いられる。かかる基材ゴムとし
ては、前記のうちＮＲ、ＩＲ、ＢＲ、ＳＢＲ等が好適に
使用される。

【００１８】上記基材ゴム中に含有させる硫黄として
は、粉末状等の、ゴム組成物の加硫剤として用いられる
通常の形態のものが使用できる。硫黄の配合量は、基材
ゴム１００重量部に対して０．５〜７．０重量部である
のが好ましい。硫黄の配合量が上記の範囲未満では、軟
質層全体での架橋点密度が低下して、当該軟質層の弾性
率や強度等が不十分となり、免震支承構造体の振動減衰
特性や耐破壊特性等が実用レベル以下となってしまうお
それがある。またそのような少量の硫黄の添加では、加
硫もどり自体がおこりにくいので、耐熱性架橋剤を添加
する意味もない。一方、硫黄の配合量が上記の範囲を超
えた場合には、過剰の硫黄が、いわゆるブルームを生じ
るおそれがある。

【００１９】なお硫黄の配合量は、軟質層の弾性率や強
度等を考慮すると、上記範囲内でもとくに１．０〜６．
０重量部であるのが好ましい。上記硫黄とともに基材ゴ
ム中に含有させる耐熱性架橋剤としては、前述したよう
に過加硫時に、硫黄架橋に代わって熱的により安定な架
橋を加硫ゴム中に形成しうる種々の化合物が使用可能で
ある。

【００２０】かかる耐熱性架橋剤としては、前述した、
過加硫時時の基材ゴムに発生する共役ジエン構造と反応
して加硫ゴム中に架橋を形成する、一般式(1) ：

【００２１】

【化３】

【００２２】〔式中Ｒ¹およびＲ²は同一または異なる
アルキル基を示す。〕で表される化合物が好適に使用さ
れる。上記の化合物(1) と基材ゴムとの架橋反応は、通
常条件下で基材ゴム中に共役ジエン構造が存在しない場
合、硫黄と基材ゴムとの反応に比べて反応に要するエネ
ルギーが著しく高いためほとんど進行しない。ところ
が、過加硫条件下での脱離反応により、基材ゴム中に共
役ジエン構造が発生すると、かかる共役ジエン構造と容
易に反応して新たな架橋構造を形成するものと考えられ
る。

【００２３】このため、軟質層のうち過加硫となって加
硫戻りが発生した部分にのみ選択的に、上記化合物(1)
による架橋が形成されるので、軟質層は、加硫戻りによ
る弾性率や強度の低下が少ないだけでなく、上記弾性率
や強度のばらつきの少ないほぼ均質なものとなり、かか
る軟質層を備えた免震支承構造体は、振動減衰特性や耐
破壊特性等にとくにすぐれたものとなる。

【００２４】上記化合物(1) の具体例としては、これに
限定されないがたとえば、下記式(1-1) ：

【００２５】

【化４】

【００２６】で表される１，３−ビス（シトラコンイミ
ドメチル）ベンゼン〔フレキシス（株）製のパーカリン
ク（Ｐｅｒｋａｌｉｎｋ）９００〕等があげられる。な
おこの発明では、上記化合物(1) 以外にもたとえば、分
子中に一般式(21)や一般式(22)：

【００２７】

【化５】

【００２８】で表される部分を有する化合物も、耐熱性
架橋剤として使用できる。上記の化合物は、過加硫条件
下で硫黄架橋が切断されると、その切断した部分と反応
して、一般式(2) ：

【００２９】

【化６】

【００３０】で表わされる、硫黄架橋よりも熱的に安定
な架橋を形成するものと推測される。つまり上記の化合
物によれば、軟質層のうち過加硫となって加硫戻りが発
生した部分にのみ選択的に、上記一般式(2) で表わされ
る架橋が形成されるので、軟質層は、先の化合物(1) を
使用した場合と同様に、加硫戻りによる弾性率や強度の
低下が少ないだけでなく、上記弾性率や強度のばらつき
の少ないほぼ均質なものとなり、かかる軟質層を備えた
免震支承構造体は、振動減衰特性や耐破壊特性等にとく
にすぐれたものとなる。

【００３１】上記の、分子中に一般式(21)(22)で表され
る部分を有する化合物の具体例としては、これに限定さ
れないがたとえば、ヘキサメチレン−１，６−ビスチオ
硫酸ナトリウム・二水和物〔モンサント社製のデュラリ
ンク（ＤＵＲＡＬＩＮＫ）ＨＴＳ〕、１，６−ビス（ジ
ベンジルチオカルバモイルジスルフィド）ヘキサン〔モ
ンサント社製のベストリンク（ＶＥＳＴＬＩＮＫ）−
４〕等があげられる。

【００３２】これらの耐熱性架橋剤はそれぞれ単独で使
用される他、２種以上を併用することもできる。耐熱性
架橋剤の配合量は、基材ゴム１００重量部に対して０．
１〜１４．０重量部であるのが好ましい。耐熱性架橋剤
の配合量が上記の範囲未満では、当該耐熱性架橋剤によ
る、前述した架橋を補う効果がえられず、免震支承構造
体の振動減衰特性や耐破壊特性等が不十分となってしま
うおそれがある。また逆に上記の範囲を超えた場合に
は、軟質層の架橋密度や破断伸びが低下して、免震支承
構造体の全体としての破断強度が低下するおそれがあ
る。

【００３３】なお耐熱性架橋剤の配合量は、前述した化
合物(1) の場合は、上記範囲内でもとくに０．１〜６．
０重量部であるのが好ましく、一方、前記一般式(21)(2
2)で表される部分を有する化合物の場合は、上記範囲内
でもとくに０．１〜１０．０重量部であるのが好まし
い。この発明では、上記硫黄および耐熱性架橋剤に加え
てさらに、他の加硫剤を、補助的に併用することもでき
る。

【００３４】併用できる他の加硫剤としては、たとえば
有機含硫黄化合物、有機過酸化物等があげられ、このう
ち有機含硫黄化合物としては、たとえばＮ，Ｎ′−ジチ
オビスモルホリン等があげられ、有機過酸化物として
は、たとえばベンゾイルペルオキシド、ジクミルペルオ
キシド等があげられる。また基材ゴムには、従来同様に
加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤、補強剤、充て
ん剤、軟化剤、可塑剤、粘着性付与剤その他各種添加剤
を必要に応じて添加してもよい。

【００３５】上記のうち加硫促進剤としては、たとえば
テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウ
ラムモノスルフィド等のチウラム系加硫促進剤；ジブチ
ルジチオカーバミン酸亜鉛、ジエチルジチオカーバミン
酸亜鉛、ジメチルジチオカーバミン酸ナトリウム、ジエ
チルジチオカーバミン酸テルル等のジチオカーバミン酸
類；２−メルカプトベンゾチアゾール、Ｎ−シクロヘキ
シル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド等のチア
ゾール類；トリメチルチオ尿素、Ｎ，Ｎ′−ジエチルチ
オ尿素等のチオウレア類などの有機促進剤や、あるいは
消石灰、酸化マグネシウム、酸化チタン、リサージ（Ｐ
ｂＯ）等の無機促進剤があげられる。

【００３６】加硫促進助剤としては、たとえば亜鉛華等
の金属酸化物や、あるいはステアリン酸、オレイン酸、
綿実脂肪酸等の脂肪酸などがあげられる。加硫遅延剤と
しては、たとえばサリチル酸、無水フタル酸、安息香酸
等の芳香族有機酸；Ｎ−ニトロソジフェニルアミン、Ｎ
−ニトロソ−２，２，４−トリメチル−１，２−ジハイ
ドロキノン、Ｎ−ニトロソフェニル−β−ナフチルアミ
ン等のニトロソ化合物などがあげられる。

【００３７】上記加硫促進剤、加硫促進助剤および加硫
遅延剤は、硫黄および耐熱性架橋剤を含む加硫剤を加え
た合計の配合量が、基材ゴム１００重量部に対して２〜
２０重量部程度であるのが好ましい。老化防止剤として
は、たとえば２−メルカプトベンゾイミダゾール等のイ
ミダゾール類；フェニル−α−ナフチルアミン、Ｎ，
Ｎ′−ジ−β−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ
−フェニル−Ｎ′−イソプロピル−ｐ−フェニレンジア
ミン等のアミン類；ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、
スチレン化フェノール等ノフェノール類などがあげられ
る。

【００３８】老化防止剤の配合量は、基材ゴム１００重
量部に対して１〜１０重量部程度が好ましい。補強剤と
しては主にカーボンブラックが使用される他、シリカ系
あるいはケイ酸塩系のホワイトカーボン、亜鉛華、表面
処理沈降性炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タル
ク、クレー等の無機補強剤や、あるいはクマロンインデ
ン樹脂、フェノール樹脂、ハイスチレン樹脂（スチレン
含有量の多いスチレン−ブタジエン共重合体）等の有機
補強剤も使用できる。

【００３９】また充てん剤としては、たとえば炭酸カル
シウム、クレー、硫酸バリウム、珪藻土などがあげられ
る。上記のうちカーボンブラックの配合量は、基材ゴム
１００重量部に対して２．５〜７０重量部程度が好まし
い。またカーボンブラック以外の補強剤および／または
充てん剤の配合量は、基材ゴム１００重量部に対して５
〜５０重量部程度が好ましい。

【００４０】軟化剤としては、たとえば脂肪酸（ステア
リン酸、ラウリン酸等）、綿実油、トール油、アスファ
ルト物質、パラフィンワックス等の、植物油系、鉱物油
系、および合成系の各種軟化剤があげられる。軟化剤の
配合量は、基材ゴム１００重量部に対して１〜３０重量
部程度が好ましい。

【００４１】可塑剤としては、たとえばジブチルフタレ
ート、ジオクチルフタレート、トリクレジルフォスフェ
ート等の各種可塑剤があげられる。可塑剤の配合量は、
基材ゴム１００重量部に対して５〜２０重量部程度が好
ましい。さらに粘着性付与剤としては、たとえばクマロ
ン・インデン樹脂、芳香族系樹脂、芳香族・脂肪族混合
系樹脂、ロジン系樹脂、シクロペンタジエン系樹脂等が
あげられる。

【００４２】粘着性付与剤の配合量は、基材ゴム１００
重量部に対して２．５〜５０重量部程度が好ましい。上
記以外にも基材ゴムには、たとえば分散剤、溶剤等を適
宜、配合してもよい。被覆層４は、前記のように建造物
の基礎部分に設けられて、長期間にわたって使用される
免震支承構造体の耐候性を向上し、とくに軟質層２が、
酸化劣化やオゾン劣化等を生じないようにするためのも
ので、軟質層２と同じ基材ゴムにて形成してもよいが、
とくに耐候性にすぐれた基材ゴムにより形成するのが好
ましい。

【００４３】被覆層４を形成する耐候性にすぐれた基材
ゴムとしては、これに限定されないがたとえば、パラメ
チルスチレン−イソブチレン共重合体の臭素化物、ＩＩ
Ｒ、、Ｘ−ＩＩＲ、ＥＰＭ、ＥＰＤＭ等があげられる。
被覆層４は、上記基材ゴムに、加硫剤、加硫促進剤、加
硫促進助剤、加硫遅延剤、補強剤、充てん剤、軟化剤、
可塑剤その他、各種添加剤を添加したゴム組成物により
形成される。

【００４４】この発明の免震支承構造体Ｍを製造するに
は、まず前述した各成分を、たとえば密閉式混練機等を
用いて混練して製造した軟質層２用の未加硫のゴム組成
物を、ローラーヘッド押出機等を用いてシート状に成形
し、ついで円板状に打ち抜いた後、打ち抜いたシートを
複数枚、連結フランジ１、１、および複数枚の拘束層３
…とともに、図１に示す順序で積層して円柱状の積層体
とする。

【００４５】つぎにこの円柱状の積層体のうち、軟質層
２…と拘束層３…に相当する部分の周囲に、上述した被
覆層４用の未加硫のゴム組成物のシートを巻きつける。
なおこの際、連結フランジ１、１、軟質層２…用のシー
ト、および拘束層３…の各層間と、上記の各層と被覆層
４用のシートとの間にはそれぞれ、加硫接着剤を介在さ
せてもよい。

【００４６】そして上記の組み立てたものを図２(a)(b)
に示すように、油圧プレス等で連結フランジ１、１の上
下から所定の圧力で加圧しつつ、外周部側から所定の温
度で加熱してやると、未加硫のシートが加硫されて軟質
層２…と被覆層４とが形成されるとともに、当該軟質層
２…および被覆層４と、連結フランジ１、１と、拘束層
３…とが互いに加硫接着されて、図１に示す免震支承構
造体Ｍがえられる。

【００４７】なお上記免震支承構造体Ｍの中心部に形成
された通孔Ｍ１は、上記加硫の際に、２枚の連結フラン
ジ１、１と、軟質層２…となるシートと、拘束層３…と
を位置決めするためのものであり、製造方法によっては
省略することもできる。また図１の免震支承構造体Ｍ
は、軟質層２…、拘束層３…の外径が、連結フランジ
１、１の外径よりも小さくなっており、当該連結フラン
ジ１、１間で、軟質層２…、拘束層３…の外周のみを、
被覆層４によって被覆していたが、上記連結フランジ
１、１、軟質層２…、拘束層３…の外径を全て同じにし
て、この全ての部材の外周を、被覆層４で被覆してもよ
い。

【００４８】あるいはまた、上記被覆層４は省略しても
よい。その他、この発明の要旨を変更しない範囲で、種
々の設計変更を施すことができる。

【００４９】

【実施例】以下にこの発明を、実施例、比較例に基づい
て説明する。実施例１〈ゴム組成物の作製〉ＮＲ〔ＳＭＲＣＶ６０〕６０重
量部と、ＩＲ〔シェル化学（株）製のカリフレックスＩ
Ｒ３０９〕４０重量部とを基材ゴムとし、この基材ゴム
１００重量部に、加硫剤としての硫黄〔鶴見化学（株）
製の粉末硫黄、２００メッシュ〕３重量部と、耐熱性架
橋剤としての、前記式(1-1) で表される１，３−ビス
（シトラコンイミドメチル）ベンゼン〔前出のフレキシ
ス（株）製のパーカリンク９００〕１．５重量部と、下
記の各成分とを配合し、密閉式混練機で混練してゴム組
成物を作製した。

【００５０】〈免震支承構造体の製造〉上記ゴム組成物をローラーヘ
ッド押出機により、幅３１５ｍｍ、厚み５．０ｍｍのシ
ート状に成形したのち、外径２７０ｍｍでかつその中心
部に内径６０ｍｍの通孔を有する円板状に打ち抜いた。

【００５１】つぎに上記円板状のシート１２枚を、外径
３０３ｍｍでかつその中心部に内径３０ｍｍの通孔を有
する、厚み２．３ｍｍの円板状の鋼板（拘束層）１１枚
と交互に積層し、かつその上下に、外径３１９ｍｍでか
つその中心部に内径３０ｍｍの通孔を有する、厚み１
９．０ｍｍの円板状の鋼板（連結フランジ）２枚を重ね
合わせた状態で、油圧プレスで圧着した。

【００５２】つぎに、上記積層体のうち２枚の連結フラ
ンジ間の、軟質層および拘束層となるシートおよび鋼板
の周囲に、まず前記ゴム組成物からなる厚み２．５ｍｍ
のシートを巻きつけ、ついでその上に、パラメチルスチ
レン−イソブチレン共重合体の臭素化物〔エクソン化学
（株）製のＥＸＸＰＲＯＥＭＤＸ８９−４〕からな
る、同じく厚み２．５ｍｍのシートを巻きつけた状態
で、専用の金型に仕込み、油圧プレスで加圧しつつ加熱
して加硫させた。加硫条件は、加硫圧１８０ｋｇｆ／ｃ
ｍ²、加硫温度１３０℃×１０分→１４０℃×１０→１
５０℃×１０分→１６０℃×１０分→１７０℃×６５分
とし、この後、加熱を停止して室温まで放冷した。

【００５３】そして放冷後に金型から取り出して、図１
に示す形状を有し、全体の厚みが１０６．５ｍｍ、通孔
Ｍ１の内径が３０ｍｍ、２枚の連結フランジ１、１間の
距離が６８．５ｍｍ、軟質層２の１層の厚みが３．６ｍ
ｍ、外径が３０３ｍｍ、被覆層の厚みが３ｍｍである免
震支承構造体のモデルを製造した。比較例１軟質層用のゴム組成物に、耐熱性架橋剤としての１，３
−ビス（シトラコンイミドメチル）ベンゼンを配合しな
かったこと以外は実施例１と同様にして、同寸法の免震
支承構造体のモデルを製造した。

【００５４】上記実施例、比較例で製造した免震支承構
造体のモデルについて、以下の各試験を行って、その特
性を評価した。加硫時の熱量の測定前記の条件による加硫時に、第１層（最上層）と第６層
のそれぞれのシートの中心部付近と外周部付近が受ける
総熱量を、下記の機能を有する熱量積算計を用いて求め
た。

【００５５】そして、最も測定値が小さかった、第１層
のシートの中心部付近の位置の総熱量を１００とした指
数（熱量指数）を算出した。結果を表１に示す。なお上
記中心部付近とは、シートから形成された円板状の軟質
層の、円の中心から２５ｍｍの位置、外周部付近とは、
上記円の中心から１１５ｍｍの位置を示している。〈熱量積算計〉熱量積算計は、加硫時の各部の温度の経
時変化を測定し、その温度変化を、下記の温度→熱量変
換により、加硫反応に要した熱量に変換して積算するも
のである。（温度→熱量変換）加硫時の温度変化を単位時間ごとに
区切り、各単位時間ごとの熱量が、基準温度を単位時
間、加えた時の、反応に要する熱量の何倍に相当するか
を、各配合ゴムの加硫反応の活性化エネルギー値とアレ
ニウス式を用いて求め、その値にしたがって、温度変化
を反応に要した熱量に変換する。

【００５６】

【表１】

【００５７】上記表１より、積層体の中間部に位置する
シート（第６層）よりも上層部に位置するシート（第１
層）の方が、加硫時に受ける総熱量が小さく、またそれ
ぞれのシートをみると、その外周部付近よりも中心部付
近の方が、加硫時に受ける総熱量が小さいことが確認さ
れた。体積変化率測定実施例、比較例で製造した免震支承構造体のモデルを解
体して、第１層（最上層）、第２層および第６層の軟質
層のそれぞれの、中心部付近(a) （前記と同様に円の中
心から２５ｍｍの位置）、外周部付近(c) （円の中心か
ら１１５ｍｍの位置）および両者の中間位置(b) （円の
中心から５５ｍｍの位置）の各位置から、加硫ゴムを、
縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ×厚み２ｍｍの薄片状に切り取
ってサンプルとした。

【００５８】そして上記各サンプルを、４０℃に加熱し
たトルエン中に２４時間、浸漬して膨潤させた後、その
体積変化率（％）を求めた。体積変化率（％）は、加硫
ゴムの架橋点密度を評価する指標として一般的なもので
あって、体積変化率（％）が大きいほど、架橋点密度が
小さくなることが知られている。

【００５９】実施例１の結果を表２、比較例１の結果を
表３に、それぞれ示す。

【００６０】

【表２】

【００６１】

【表３】

【００６２】上記表２、３より、実施例１の免震支承構
造体は比較例１に比べて、各軟質層内、および軟質層間
での体積変化率（％）のばらつきが小さい上、全体とし
ての体積変化率（％）が小さいことから、加硫戻りによ
る架橋点密度の低下の少ない軟質層を備えたものである
ことが確認された。静的弾性率試験実施例、比較例で製造した免震支承構造体のモデルを解
体して、第１層（最上層）、第２層および第６層の軟質
層のそれぞれの、中心部付近(a) （前記と同様に円の中
心から２５ｍｍの位置）および外周部付近(c) （円の中
心から１１５ｍｍの位置）の各位置から加硫ゴムを切り
取って、ＪＩＳＫ６３０１「加硫ゴム物理試験方法」
に規定された、低伸長応力試験用のたんざく状１号形の
試験片を作製した。

【００６３】そして上記試験片を、上記ＪＩＳＫ６３
０１「加硫ゴム物理試験方法」所載の低伸長応力試験に
則って、予備荷重時の伸長率３７．５％、本試験時の伸
長率２５％の条件で伸長させた際の応力（２５％伸長応
力）σ₂₅〔ｋｇｆ／ｃｍ²〕を測定し、この２５％伸長
応力σ₂₅に計数１．６３９を乗じて静的せん断弾性率Ｇ
_S〔ｋｇｆ／ｃｍ²〕を求めた。

【００６４】実施例１の結果を表４、比較例１の結果を
表５に、それぞれ示す。

【００６５】

【表４】

【００６６】

【表５】

【００６７】上記表４、５より、実施例１の免震支承構
造体は比較例１に比べて、各軟質層内、および軟質層間
での静的せん断弾性率のばらつきが小さい上、全体とし
ての静的せん断弾性率が大きいことから、加硫戻りによ
る弾性率の低下の少ない軟質層を備え、振動減衰特性に
すぐれたものであることが確認された。また上記表４、
５の静的せん断弾性率の結果から、予想される免震支承
構造体全体の静的せん断弾性率の範囲の目安となる、平
均値の９５％信頼区間を求めたところ、実施例１は７．
２〜７．９（区間幅０．７）、比較例１は６．１〜７．
６（区間幅１．５）であった。

【００６８】そしてこのことから、実施例１の構成によ
れば比較例１に比べて、加硫工程を経てえられる免震支
承構造体の振動減衰特性のばらつきを１／２以下とし
て、要求スペックどおりの免震支承構造体を精度よく製
造できるもともわかった。破断試験Ｉ実施例、比較例で製造した免震支承構造体のモデルを解
体して、第１層（最上層）、第２層および第６層の軟質
層のそれぞれの、中心部付近(a) （前記と同様に円の中
心から２５ｍｍの位置）および外周部付近(c) （円の中
心から１１５ｍｍの位置）の各位置から加硫ゴムを切り
取って、ＪＩＳＫ６３０１「加硫ゴム物理試験方法」
に規定された、引張試験用のダンベル状３号形の試験片
を作製した。

【００６９】そして上記試験片を、上記ＪＩＳＫ６３
０１「加硫ゴム物理試験方法」所載の引張試験に則っ
て、雰囲気温度２０℃の条件下、万能型引張試験機を用
いて、引張速度５００ｍｍ／分で引張試験して、破断時
の伸び（％）を測定した。実施例１の結果を表６、比較
例１の結果を表７に、それぞれ示す。

【００７０】

【表６】

【００７１】

【表７】

【００７２】上記表６、７より、実施例１の免震支承構
造体は比較例１に比べて、各軟質層内、および軟質層間
での破断伸びのばらつきが小さいことが確認された。破断試験II 実施例、比較例で製造した免震支承構造体のモデルの、
上下の連結フランジ１、１間に、雰囲気温度２２℃の条
件下で、５０ｔｏｎクリープ試験機〔近江度量衡（株）
製〕を用いて、図３に黒矢印で示すように鉛直方向の荷
重〔１２０ｋｇｆ／ｃｍ²〕をかけつつ、上側の連結フ
ランジ１を、図中白矢印で示すように水平方向に、変位
速度２０ｍｍ／分で変位させて、軟質層をせん断変形さ
せた。

【００７３】そして、軟質層にはく離破断が発生した時
点での破断時応力Ｓ〔ｋｇｆ／ｃｍ ²〕を測定するとと
もに、この時点での、免震支承構造体の上下の連結フラ
ンジ１、１間の、水平方向の変位量（ｍｍ、図３中の
ｄ）と、軟質層の総厚みｔ（ｍｍ）とから、式(i) ：Ｄ（％）＝ｄ／ｔ×１００ (i) により、破断伸びＤ（％）を求めた。

【００７４】結果を表８に示す。

【００７５】

【表８】

【００７６】上記表８より、実施例１の免震支承構造体
は比較例１に比べて、全体としての破断強度が高いこと
が確認された。硫黄配合量の検討硫黄の配合量を、下記表９に示すように違えたこと以外
は実施例１と同様にして、配合例１および配合例３、４
のゴム組成物を作製した。また実施例１のゴム組成物を
配合例２とした。

【００７７】そして、上記各配合例のゴム組成物をそれ
ぞれ同条件で加硫した際の、ブルーム発生の有無を観察
した。結果を表９に示す。

【００７８】

【表９】

【００７９】表９より、硫黄の配合量は、ブルームの発
生を防止するために、基材ゴム１００重量部に対して
７．０重量部以下であるのが好ましく、とくに６．０重
量部以下であるのがさらに好ましいことが確認された。

【００８０】

【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明によれ
ば、過加硫時に、硫黄架橋に代わって熱的により安定な
架橋を形成しうる耐熱性架橋剤を含有する硫黄加硫系の
ゴム組成物から形成された、加硫戻りによる弾性率や強
度の低下の少ない軟質層を備えるため、振動減衰特性や
耐破壊特性等にすぐれた免震支承構造体を提供できると
いう特有の作用効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の免震支承構造体の、実施の形態の一
例を示す部分切り欠き斜視図である。

【図２】同図(a) は、軟質層となる未加硫のゴムシート
等を積層し、加圧下で加熱、加硫して免震支承構造体を
製造する際の、加圧の方向を示す図、同図(b) は加熱の
方向を示す図である。

【図３】この発明の実施例、比較例で製造した免震支承
構造体のモデルに対して行ったせん断変形試験の方法を
説明する図である。

【符号の説明】

Ｍ免震支承構造体２軟質層３拘束層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＥ０４Ｈ 9/02 ３３１Ｅ０４Ｈ 9/02 ３３１ＡＦ１６Ｆ 15/04 Ｆ１６Ｆ 15/04 Ａ // Ｃ０９Ｋ 3/00 Ｃ０９Ｋ 3/00 Ｐ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ゴム弾性を有する軟質層と、剛性を有する
拘束層とを複数層ずつ交互に積層した免震支承構造体で
あって、上記軟質層が、基材ゴムと、加硫剤としての硫
黄と、過加硫時に、硫黄架橋に代わって熱的により安定
な架橋を形成しうる耐熱性架橋剤とを含有するゴム組成
物を加硫して形成されていることを特徴とする免震支承
構造体。
【請求項２】耐熱性架橋剤が、過加硫時の基材ゴムに発
生する共役ジエン構造と反応して、加硫ゴム中に架橋を
形成しうる、一般式(1) ：【化１】〔式中Ｒ¹およびＲ²は同一または異なるアルキル基を
示す。〕で表される化合物である請求項１記載の免震支
承構造体。
【請求項３】耐熱性架橋剤が、式(1-1) ：【化２】で表される１，３−ビス（シトラコンイミドメチル）ベ
ンゼンである請求項２記載の免震支承構造体。