JPS62224742A - 免震装置 - Google Patents
免震装置Info
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- JPS62224742A JPS62224742A JP6676286A JP6676286A JPS62224742A JP S62224742 A JPS62224742 A JP S62224742A JP 6676286 A JP6676286 A JP 6676286A JP 6676286 A JP6676286 A JP 6676286A JP S62224742 A JPS62224742 A JP S62224742A
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- silicone rubber
- rubber
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- elastic plate
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F1/00—Springs
- F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
- F16F1/40—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers consisting of a stack of similar elements separated by non-elastic intermediate layers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Springs (AREA)
- Foundations (AREA)
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。
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、構造物を地震、振動等から保護する免震装置
に関するものである。
に関するものである。
地震発生時に地盤から構造物に伝えられる地震入力を減
少させることを目的として、弾性板と金属板を積層した
免震装置を、構造物と基礎との間に設置する免震構法が
開発されている。
少させることを目的として、弾性板と金属板を積層した
免震装置を、構造物と基礎との間に設置する免震構法が
開発されている。
この場合の免震装置は、第４図に示すように一枚以上の
弾性板１と複数の金属板２を交互に積層し、それらを加
硫接着等により固着したものであり、この構造により、
この免震装置１３は、大きな鉛直方向ばね定数ＫＶと小
さな水平方向ばね定数Ｋ１１を持つ。そして、それによ
り構造物に対する大きな載荷能力を保障し、かつ水平方
向に対する構造物の固有振動数の減少を可能にする。
弾性板１と複数の金属板２を交互に積層し、それらを加
硫接着等により固着したものであり、この構造により、
この免震装置１３は、大きな鉛直方向ばね定数ＫＶと小
さな水平方向ばね定数Ｋ１１を持つ。そして、それによ
り構造物に対する大きな載荷能力を保障し、かつ水平方
向に対する構造物の固有振動数の減少を可能にする。
ところで、この免震装置を設計する場合、弾性板１の弾
性率、温度依存性、クリープ、圧縮永久歪１強度１弾性
板の一枚当りの厚さ、金ぶとの接着などの点が問題とさ
れる。この点、従来の免震装置においては、弾性板１の
材料として、主として天然ゴムを用いている。しかし、
天然ゴムについては力学的特性の温度依存性０周波数依
存性。
性率、温度依存性、クリープ、圧縮永久歪１強度１弾性
板の一枚当りの厚さ、金ぶとの接着などの点が問題とさ
れる。この点、従来の免震装置においては、弾性板１の
材料として、主として天然ゴムを用いている。しかし、
天然ゴムについては力学的特性の温度依存性０周波数依
存性。
あるいは長期間にわたるクリープ特性の変化等。
耐久性面において問題がある。
本発明者らは、弾性板の材料を種々検討した結果、温度
特性にすぐれ、圧縮永久歪が小さく、かつ成形性に優れ
た、シリコーンゴムが免震装置の弾性板に適しているこ
とを見い出し、本発明を完成さけた。
特性にすぐれ、圧縮永久歪が小さく、かつ成形性に優れ
た、シリコーンゴムが免震装置の弾性板に適しているこ
とを見い出し、本発明を完成さけた。
すなわち、本発明は、少なくとも一枚の弾性板と複数枚
の金属板とを交互に積層、同容して５．１成され、構造
物とその基礎との間に配置される免震装置にｄ３いて、
弾性板としてシリコーンゴムを用いたものである。
の金属板とを交互に積層、同容して５．１成され、構造
物とその基礎との間に配置される免震装置にｄ３いて、
弾性板としてシリコーンゴムを用いたものである。
本発明の詳細な説明する前に、１質点モデルを用いて第
２図に示すような振動系に、周期的外力が働く場合の振
動伝達特性について検討してみる。
２図に示すような振動系に、周期的外力が働く場合の振
動伝達特性について検討してみる。
図中１０は構造物、１１は免震装置、１２は基礎を示す
。今、強制外力の変位Ｆ０が地盤側から免震装置１１を
介し質ｆ１Ｍの構造物１０に伝えられる変位をＦとする
と、振動伝達率Ｆ ／ Ｆ ｏは次式で与えられる。
。今、強制外力の変位Ｆ０が地盤側から免震装置１１を
介し質ｆ１Ｍの構造物１０に伝えられる変位をＦとする
と、振動伝達率Ｆ ／ Ｆ ｏは次式で与えられる。
但し、ω−外力の角振動数
ωｎ−７下］「う７何−：同右角振動数に１１＝水平方
向のばね定数 伝達率とω／ωｎの関係を第３図に示ず。この第３図に
示でグラフを領域工と■に分ければ、近似的に振動伝達
率は、領域工では伝達率はＩＱ失係数勧δに、領域■で
は水平ばね定数Ｋｌ＋に依存するといえる。特に共振点
付近では−δに、ω〉Ｑ′ωｎでは水平ばね定数 Ｋｌ
＋に依存することがわかる。
向のばね定数 伝達率とω／ωｎの関係を第３図に示ず。この第３図に
示でグラフを領域工と■に分ければ、近似的に振動伝達
率は、領域工では伝達率はＩＱ失係数勧δに、領域■で
は水平ばね定数Ｋｌ＋に依存するといえる。特に共振点
付近では−δに、ω〉Ｑ′ωｎでは水平ばね定数 Ｋｌ
＋に依存することがわかる。
防振支持の目的は、伝達される力や変位を、強制的外力
や変位より小さくすることであるから、（ω／ωｎ ）
＞Ｅにする必要があり、従って比較的硬度の低いゴム
を弾性板として選択する必要がある。しかし硬度の低い
ゴムを使用すると、免震装置の垂直ばね定数ＫＶが当然
低下し、構造物重量による圧縮荷重で免震装置が座屈す
るような変形を起し、使用不能になる場合が生じる。
や変位より小さくすることであるから、（ω／ωｎ ）
＞Ｅにする必要があり、従って比較的硬度の低いゴム
を弾性板として選択する必要がある。しかし硬度の低い
ゴムを使用すると、免震装置の垂直ばね定数ＫＶが当然
低下し、構造物重量による圧縮荷重で免震装置が座屈す
るような変形を起し、使用不能になる場合が生じる。
これを防止するために、ゴムのせん断ばね定数Ｇを小さ
くする一方、ばね比（鉛直ばね定数ＫＶ／水平ばね定数
に１１）をできるだけ大きく３００〜４００以」二にす
る必要がある。
くする一方、ばね比（鉛直ばね定数ＫＶ／水平ばね定数
に１１）をできるだけ大きく３００〜４００以」二にす
る必要がある。
また、一般的な地震入力と鉄筋コンクリート造構造物の
持つ固有振動数を考えた場合、ω／ωｎが２以下になる
場合もあるので−δは大きい方がよい。ざらに金属とゴ
ムの接着は、免震装置の安全性を確保する為にも十分信
頼性のあるものでなければならない。
持つ固有振動数を考えた場合、ω／ωｎが２以下になる
場合もあるので−δは大きい方がよい。ざらに金属とゴ
ムの接着は、免震装置の安全性を確保する為にも十分信
頼性のあるものでなければならない。
以上のようなゴムの特性、及び信頼性を考慮するとシリ
コーンゴムがこの用途に最も適している材料といえる。
コーンゴムがこの用途に最も適している材料といえる。
以下にその特徴を示すと、１）成形性にすぐれるために
、金属と信頼性のある接着が可能である。
、金属と信頼性のある接着が可能である。
２）ゴムの硬度は１５〜８０” ＬＪＩＳ）の範囲で
自由にコントロールできる。
自由にコントロールできる。
３）−δは、０．０２〜０．４の範囲で自由にコントロ
ールできる。
ールできる。
４）−５０℃〜＋２００℃の温度範囲で、ぎわめで安定
した力学特性を示ず。
した力学特性を示ず。
次に、シリコーンゴムの伝達特性について実験した内容
について述べる。
について述べる。
く実験１〉
弾性体として従来用いられてぎた天然ゴムと、本発明ぐ
用いるシリコーンゴムとの周波数依存性及び温度依存性
を粘弾性スペクトロメーターを用いで測定した。
用いるシリコーンゴムとの周波数依存性及び温度依存性
を粘弾性スペクトロメーターを用いで測定した。
・測定に用いたサンプル
１、天然ゴム。
２、シリコーンゴム：ＫＥ１３００（信越化学工業株式
会社製品名）。
会社製品名）。
・測定に用いた天然ゴムのサンプルの配合を表−１、物
性を表−２に示す。
性を表−２に示す。
測定により得られた結果を表−３１表−４に示す。
表−３からシリコーンゴムは、広い範囲の周波数におい
て、弾傾率の変動が天然ゴムより小さい。
て、弾傾率の変動が天然ゴムより小さい。
また、減衰量と関係があるーδ（損失係数：ゴム材料の
特性値）の値も天然ゴムより大きな値を示している。こ
の結果からシリ：１−ンゴムは周波数依存性が小さいこ
とがわかる。また、表−４から弾性率、−δともシリ」
−ンゴムは温度の変動に対して特性値の変動は小さく、
安定しＩＣ特性を示ず。
特性値）の値も天然ゴムより大きな値を示している。こ
の結果からシリ：１−ンゴムは周波数依存性が小さいこ
とがわかる。また、表−４から弾性率、−δともシリ」
−ンゴムは温度の変動に対して特性値の変動は小さく、
安定しＩＣ特性を示ず。
以上のことから、シリコーンゴムが免震装置の弾性板と
して好適なことがわかる。
して好適なことがわかる。
次に実施例について述べる。
罠簾■ユ
モデルとして第３図に示す免震装置は、φ１３２ａ＋Ｘ
ｔＯ，８ａｍの鉄板１３が２９枚と、φ１３２１１１Ｘ
ｔ １ 、５ａｍのシリコーンゴム１４が３０枚と、
これを支える２枚のフランジ１５とからなる。
ｔＯ，８ａｍの鉄板１３が２９枚と、φ１３２１１１Ｘ
ｔ １ 、５ａｍのシリコーンゴム１４が３０枚と、
これを支える２枚のフランジ１５とからなる。
この免震装置は、シリコーンゴムとしてＫＥ１３００（
信越化学工業株式会社製品名）１００部にＣａｔ １
３００Ｌ−３（信越化学工業株式会社製品名）を１０部
を添加した後、十分に撹拌し鉄板の間に流し込みを成形
して得られたものである。
信越化学工業株式会社製品名）１００部にＣａｔ １
３００Ｌ−３（信越化学工業株式会社製品名）を１０部
を添加した後、十分に撹拌し鉄板の間に流し込みを成形
して得られたものである。
使用したシリコーンゴムの物性を表−５に示°す。
また、加力実験から得られた装置のばね定数を、天然ゴ
ムによるものと比較して表−６に示づ。ばね定数は、天
然ゴムのものと比較してオーダー的に同程度の値を示し
、−δの値から推定した減衰量と、実験から得られた減
衰量は一致し、天然ゴムより良好な値を示した。
ムによるものと比較して表−６に示づ。ばね定数は、天
然ゴムのものと比較してオーダー的に同程度の値を示し
、−δの値から推定した減衰量と、実験から得られた減
衰量は一致し、天然ゴムより良好な値を示した。
また、シリコーンゴムによる装置は、天然ゴムによるも
のの製法面に比べて、安定かつ容易な方法といえる。す
なわち、液状化状態で積層金属の間に流しこみ、室温放
置または低温に放置するだけで硬化し金属板と接着する
。このため、加熱したりブレスしたりする必要がなく、
金属板に歪を起こしたり、あるいは金属板間にゴムが不
均一に介在したりするといった問題がなく、安定した製
品を得ることができる。
のの製法面に比べて、安定かつ容易な方法といえる。す
なわち、液状化状態で積層金属の間に流しこみ、室温放
置または低温に放置するだけで硬化し金属板と接着する
。このため、加熱したりブレスしたりする必要がなく、
金属板に歪を起こしたり、あるいは金属板間にゴムが不
均一に介在したりするといった問題がなく、安定した製
品を得ることができる。
表−５
表−６
実施例１とは異なる種類のシリコーンゴム ＫＥ５４０
（信越化学製品名）を用いて免震装置を製作した。装
置の構造は第３図に示すものと同じである。鉄板をブラ
イマーＮα１６Ｔ（信越化学製品名）で処理した俊、シ
リコーンゴムＫＥ５４０（信越化学製品名）と交互に積
層し、これを金型中に固定、プレスにて加圧、加熱成形
して製作した。使用したシリ：」−ンゴムのゴム物性を
表−７に示す。また装置のばね定数を表−８に示す。
（信越化学製品名）を用いて免震装置を製作した。装
置の構造は第３図に示すものと同じである。鉄板をブラ
イマーＮα１６Ｔ（信越化学製品名）で処理した俊、シ
リコーンゴムＫＥ５４０（信越化学製品名）と交互に積
層し、これを金型中に固定、プレスにて加圧、加熱成形
して製作した。使用したシリ：」−ンゴムのゴム物性を
表−７に示す。また装置のばね定数を表−８に示す。
表−７
表−８
この結果から従来通りの製造方法によっても、シリコー
ンゴムを用いて天然ゴムのものに比べて、同程度のばね
定数をもち、減衰量が大きく良好な特性を示す装置をつ
くることができることがわかった。
ンゴムを用いて天然ゴムのものに比べて、同程度のばね
定数をもち、減衰量が大きく良好な特性を示す装置をつ
くることができることがわかった。
次に、シリコーンゴムと鉄板の接着力を観測するために
、実施例１．２′ｃ成形した免ＷＪ装置を水平方向に６
０１１１Ｉ１１繰り返し変形させたが、全屈、ゴム間で
の破ＩＩＪは観測されなかった。、６０１Ｍ変形させた
ときの向ｍを表−９に示す。
、実施例１．２′ｃ成形した免ＷＪ装置を水平方向に６
０１１１Ｉ１１繰り返し変形させたが、全屈、ゴム間で
の破ＩＩＪは観測されなかった。、６０１Ｍ変形させた
ときの向ｍを表−９に示す。
表−９
〔発明の効果〕
以上の説明のように、本発明の免震装置は、弾性板とし
てシリコーンゴムを用いたので、力学的特性の温度依存
性、周波数依存性、あるいは長期間にわたるクリープ特
性の変化等、耐久性面において従来の天然ゴムを用いた
ものより優れている。
てシリコーンゴムを用いたので、力学的特性の温度依存
性、周波数依存性、あるいは長期間にわたるクリープ特
性の変化等、耐久性面において従来の天然ゴムを用いた
ものより優れている。
第１図はこの種免震装置を用いた振動系のモデルを示す
図、第２図は同振動系の振動伝達特性を表わす図、第３
図は本発明の免震装置の一実施例の側面図、第４図は従
来の免震装置の説明図である。 １０・・・構造物、１１・・・免震装置、１２・・・基
礎、１３・・・鉄板、１７１・・・シリコーンゴム、１
５・・・フランジ。
図、第２図は同振動系の振動伝達特性を表わす図、第３
図は本発明の免震装置の一実施例の側面図、第４図は従
来の免震装置の説明図である。 １０・・・構造物、１１・・・免震装置、１２・・・基
礎、１３・・・鉄板、１７１・・・シリコーンゴム、１
５・・・フランジ。
Claims (1)
- 少なくとも一枚の弾性板と複数枚の金属板とを交互に積
層、固着して構成され、構造物とその基礎との間に配置
される免震装置において、前記弾性板としてシリコーン
ゴムを用いたことを特徴とする免震装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6676286A JPS62224742A (ja) | 1986-03-25 | 1986-03-25 | 免震装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6676286A JPS62224742A (ja) | 1986-03-25 | 1986-03-25 | 免震装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62224742A true JPS62224742A (ja) | 1987-10-02 |
Family
ID=13325213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6676286A Pending JPS62224742A (ja) | 1986-03-25 | 1986-03-25 | 免震装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62224742A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0389037A (ja) * | 1989-08-30 | 1991-04-15 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | 免震支承 |
| JP2000179927A (ja) * | 1998-12-18 | 2000-06-30 | Asuku Sanshin Engineering Kk | 通風用筒体の防振構造 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS618125U (ja) * | 1984-06-19 | 1986-01-18 | トヨタ自動車株式会社 | 防音材 |
-
1986
- 1986-03-25 JP JP6676286A patent/JPS62224742A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS618125U (ja) * | 1984-06-19 | 1986-01-18 | トヨタ自動車株式会社 | 防音材 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0389037A (ja) * | 1989-08-30 | 1991-04-15 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | 免震支承 |
| JP2000179927A (ja) * | 1998-12-18 | 2000-06-30 | Asuku Sanshin Engineering Kk | 通風用筒体の防振構造 |
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