JPS63319129A

JPS63319129A - ダンパ−

Info

Publication number: JPS63319129A
Application number: JP15718987A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Ogino; 明彦荻野; Hiroshi Kojima; 弘小島; Shigenobu Suzuki; 重信鈴木; Yoshihide Fukahori; 深堀　美英
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1987-06-24
Filing date: 1987-06-24
Publication date: 1988-12-27
Anticipated expiration: 2013-12-14
Also published as: JP2836068B2

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］本発明は機器や構造物等の被加震体に伝達される振動も
しくは震動（以下、振動と略）エネルギーを吸収するダ
ンパー（減衰装置）に係り、特に未加硫ゴム等の粘性な
いし可塑的性質をダンピング効果として利用することを
特徴とするダンパーに関する。

［従来の技術］機器や構造物等に加わる地震等による振動を減少させる
ものとして、ダンパーが従来より知られている。ダンパ
ーは、それを構成する素材のエネルギー吸収能力を利用
して、振動エネルギーを吸収するものであって、鉛等の
金属、その他に現れる塑性効果を利用したものと、オイ
ル等の粘性効果を利用したものとに大別される。

［発明が解決しようとする問題点コ塑性効果を利用したダンパーでは、その変形が小さい領
域では、弾性変形となるため、ダンピング効果が殆ど現
れないという問題がある。

一方、オイル等の粘性効果を利用したダンパーでは、大
きなダンピング効果を得るためには、装置を大型化せざ
るを得す、その上、オイルの取扱いや、製品としての成
型加工が難しいなどの問題点がある。しかも、長期使用
時の維持、保全のた、めの作業が煩雑で、保守管理が容
易ではないという欠点もある。

本発明は、上記従来の問題点を解決し、■　できるだけ
大きな粘性効果を保つ材料で構成され ■　その材料の粘性効果（ダンピング効果）を最大限に
発現させる構造てあって、 ■　成型加工が簡単 ■　取扱いが簡単 ■　このため、大幅なコストダウンが図れるという理想
的なダンパーを提供することを目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］本発明のダンパーは、網状構造体、波状構造体、ハニカ
ム状構造体及び織物の少なくとも一つの骨格体と粘弾性
体とを複合させてなるものである。

［作用コ本発明者らは、従来のダンパーの欠点を解消し、前記■
〜■の特性を備えた理想的な粘性ダンパーについて鋭意
研究を重ねた結果、良好なダンピング効果を得るには、
繰り返し耐久性、製造コスト、メンテナンス等を総合的
に検討すれは、粘稠性のある粘弾性制料の高減衰性（高
ヒステリシスロス性）を利用するのが最良の方法である
と判断した。

一方、これらの材料と網目構造体を組合せることによっ
て、極めて高減衰のダンパーが得られることを見出し、
本発明を完成させた。

即ち、粘稠性の粘弾性材料は、第２図に示すような応力
−歪曲線を示し、小変形に対しては応力を吸収すること
ができるものの、大変形に対しては剛性が低下して十分
な強度が発現されない。これに対して、網状構造体、波
状構造体、ハニカム状構造体及び織物は、第３図に示す
ような応力−歪曲線を示し、大変形において大きな剛性
を発現することができる。

従って、本発明の如く、これらを複合させることにより
、小変形から大変形に到る広範な領域で、必要な剛性を
保持しかつ極めて高ロス性てダンピング効果の高いダン
パーが提供されるのである。

なお、本発明のダンパーにおいては、骨格体が最も変形
し易い方向が水平方向となるようにするのが好ましい。

例えば網状構造体よりなる骨格体においては、網目の一
木の対角線方向が水平となるように設けるのが好ましい
。

［実施例コ以下、本発明の実施例について説明する。

本発明のダンパーは、網状構造体、波状構造体、ハニカ
ム状構造体及び織物の少なくとも一つの骨格体と粘弾性
体とを複合してなるものである。

本発明のダンパーの具体的な構成としては、例えば次の
ようにして作製されるものが挙げられる。

ｒ　　＋ｉ体と粘弾性体とを加圧一体化する。

ＩＩ　　骨格体と粘弾性体とを交互に重ねる。

ＩＩ＋　　骨格体と粘弾性体とを加圧一体化したものを
、骨格体及び／又は粘弾性体と交互に重ねる。

ＩＶ　　上記Ｉ〜ＩＩ！で作製されるものに、更に板状
材又は線状材を積層するなどして組み合せる。

勿論、本発明のダンパーは、その要旨を超えない範囲で
、上記Ｉ〜■の構成に限定されるものではないことは言
うまでもない。

本発明のダンパーで用いられる骨格体は、網状構造体、
波状構造体、ハニカム状構造体及び織物（例えばストッ
キング状のもの）のいずれか一つである。これらの骨格
体の材質としては、特に制限はないが、金属、セラミッ
クス、プラスチックス、ＦＲＰ、ポリウレタン、綿、絹
等の天然系、ポリアミド、ポリエステル等の合成繊維が
挙げられる。

一方、粘弾性体としては、２５℃、５０％引張変形時の
ヒステリシス比（ｈ　５０）が０．２以上、好ましくは
０．３以上であるものが好ましい。なお、引張速度２０
０’ｍｍ／ｍ　ｉ　ｎで、ｈ５０は、第０ＡＢＨＯの面積比で与えられる。

また、粘弾性体の弾性率は、５Ｈｚ、０．０１％歪で動
的に測定された貯蔵弾性率Ｅの２５℃における値（Ｅ）
が、１≦Ｅ≦２×１０４　　（Ｋｇ／Ｃｍ２）の範囲、
好ましくは５≦Ｅ≦ｌＸｌ０’であることが望ましい。

粘弾性材料の引張り破断時における伸びは１％以上ある
ことが好ましく、より好ましくは５％以上、更に好まし
くは１０％以上、特に２０％以上あることが好ましい。

このような粘弾性体としては、未加硫ゴム、加硫ゴム、
その他前述の特性を有する樹脂、可塑性物質等の中から
上述した特性を有するものが挙げられる。

本発明において、粘弾性体の材料としては、前述のよう
なヒステリシス比、弾性率特性を有する未加硫ゴム又は
加硫ゴム及びその類似物であることが好ましく、例えば
、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ，ＥＰＤＭ）、ニト
リルゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴ
ム、クロロブレンゴム（ＣＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、イ
ソプレンゴム（Ｉ　Ｒ）　、スチレンブタジェンゴム（
ＳＢＲ）、ブタジェンゴム（ＢＲ）、アクリルゴム、エ
チレン−酢とゴム（ＥＶＡ）、ポリウレタン等の一般ゴ
ム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレンアクリルゴ
ム、ポリエステルエラストマー、エピクロルヒドリンゴ
ム、塩素化ポリエチレン等の特殊ゴム、又は熱可塑性エ
ラストマー等が挙げられる。なお、粘弾性体が未加硫ゴ
ムの場合には、１００℃におけるムーニー粘度ＭＬＩ＋
４が１０以上であることが好ましい。

これらのゴム材料は単独で用いても、２種以上をブレン
ドして用いても良い。また、これらのゴム材料には、各
種充填剤、粘着付与剤、滑剤、老化防止剤、可塑剤、軟
化剤、低分子量ポリマー、オイル等、ゴム材料に一般的
な配合剤を混合することにより、目的に応じた硬さ、ロ
ス特性、耐久性を付与することもできる。特に長期間に
亙り所定の性能を維持するために上記のゴム材料に適切
な老化防止剤、重合禁止剤、スコーチ防止剤等の安定剤
を加えたり、ポリマー自身を水添、その他の変性を行な
うことにより安定化を図ることは極めて有効である。

例えば、骨格体と粘弾性体との接着を行う場合、一般的
には粘弾性体の粘着性を利用した粘着によるのが有利で
あるが、この粘着性による接着のために、接着部に必要
な化学結合又は物理結合による網目を導入しても良い。

本発明の粘弾性体材料としては、上記の物性を有する未
加硫ゴム、加硫ゴムの他に、上記の特性を有する次のよ
うな物質を利用することもできる。例えば、ポリスチレ
ン、ボッエチレン、ポリプロピレン、ＡＢＳ、ポリ塩化
ビニル、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、
ポリアセタール、ナイロン、塩化ポリエーテル、ポリ四
フッ化エチレン、アセチルセルロース、エチルセルロー
ス等の熱可塑性プラスチック及びこれらのプラスチック
に必要に応じて、次に示す充填剤、可塑剤、軟化剤、粘
着付与剤、オリゴマー滑剤等を配合したものが挙げられ
る。

■　充填剤：　クレー、珪藻土、カーボンブラック、シ
リカ、タルク、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マ
グネシウム、金属酸化物、マイカ、グラファイト、水酸
化アルミニウム等の鱗片状無機充填剤、各種の金属粉、
木片、ガラス粉、セラミックス粉、粒状ないし粉末ポリ
マー等の粒状ないし粉体状固体充填剤、その他各種の天
然又は人工の短繊維、長繊維（例えば、ワラ、毛、ガラ
スファイバー、金属ファイバー、その他各種のポリマー
ファイバー等）等のゴム用あるいは樹脂用充填剤。

充填剤の配合割合は、ゴム１００重量部に対し３０〜２
５０重量部とするのが好ましい。

なお、短繊維としては、ガラス、プラスチック、天然物
等の一般の短繊維が用いられる。例えばこれらの短繊維
には次のような特殊な短織維補強物も含む。短繊維の配
合状態は、加硫可能なゴムに分子中に一〇−ＮＨ−基を
有する熱可塑性ポリマーの短繊維が、フェノールホルム
アルデヒド系樹脂の初期縮合物を介してグラフトしてい
る強化ゴム組成物のように、短繊維がゴムに化学的に結
合して配合されているものが好ましい。上記熱可塑性ポ
リマーの微細な短繊維は、融点が１９０〜２３５℃、好
ましくは１９０〜２２５℃、特に好ましくは２００℃〜
２２０℃である、ナイロン６、ナイロン６１０１ナイロ
ン１２、ナイロン６１１、ナイロン６１２等のナイロン
、ポリへブタメチレン尿素、ポリウンデカメチレン尿素
等のポリ尿素やポリウレタン等のポリマー分子中に−Ｃ
ＯＮＨ−基を有する熱可塑性ポリマー、特にはナイロン
から形成することが好ましく、平均径が０．０５〜０．
８μであり、かつ円形断面を有し、最短繊維長が好まし
くは１μｍ以上で、繊維軸方向に分子が配列された微細
な短繊維の形態で埋封されていることが好適である。

■　軟化剤：　アロマティック系、ナフテン系、パラフ
ィン系等の各種ゴム用あるいは樹脂用軟化剤。

軟化剤の好ましい配合割合は、ゴム１００重量部に対し
５〜１５０重量部である。

■　可塑剤：　フタル酸エステル、フタル酸混基エステ
ル、脂肪族二塩基酸エステル、グリコールエステル、脂
肪酸エステル、リン酸エステル、ステアリン酸エステル
等の各種エステル系可塑剤、エポキシ系可塑剤、その他
プラスチック用可塑剤又は、フタレート系、アジペート
系、セバケート系、フォスフェート系、ポリエーテル系
、ポリエステル系等のＮＢＲ用可塑剤。

可塑剤の好ましい配合割合は、ゴム１００重量部に対し
５〜１５０重量部である。

■　粘着付与剤：　クマロン樹脂、クマロン−インデン
樹脂、フェノールテルペン樹脂、石油系炭化水素、ロジ
ン誘導体等の各種粘着付与剤（タッキファイヤ−）。

粘着付与剤の好ましい配合割合は、ゴム１００重量部に
対し１〜５０重量部である。

■　オリゴマｍ：　クラウンエーテル、含フツ素オリゴ
マー、ポリブテン、キシレン樹脂、塩化ゴム、ポリエチ
レンワックス、石油樹脂、ロジンエステルゴム、ポリア
ルキレンゲリコールジアクリレート、液状ゴム（ポリブ
タジェン、スチレン−ブタジェンゴム、ブタジェン−ア
クリロニトリルゴム、ポリクロロプレン等）、シリコー
ン系オリゴマー、ポリ−α−オレフィン等の各種オリゴ
マー。

オリゴマーの好ましい配合割合は、ゴム１００重量部に
対し５〜１００重量部である。

■　滑剤：　　パラフィン、ワックス等の炭化水素系滑
剤、高級脂肪酸、オキシ脂肪酸等の脂肪酸系滑剤、脂肪
酸アミド、アルキレンビス脂肪酸アミド等の脂肪酸アミ
ド系滑剤、脂肪酸低級アルコールエステル、脂肪酸多価
アルコールエステル、脂肪酸ポリグリコールエステル等
のエステル系滑剤、脂肪アルコール、多価アルコール、
ポリグリコール、ポリグリセロール等のアルコール系滑
剤、金属石鹸、混合系滑剤等の各種滑剤。

滑剤の好ましい配合割合は、ゴム１００重量部に対し１
〜５０重量部である。

本発明において、粘弾性体材料としては、ビチューメン
、粘土等の天然物等を用いることもできる。

本発明のダンパーの使用方法としては、■　ダンパーの
単独使用 ■　各種免震ゴム（緩衝装置）等の積層ゴムとの併用等、その他いかなる方法であっても良い。

■のダンパーの単独使用の場合、粘弾性体の材料によっ
ては復元性が小さく、そのままでは時間と共に流動して
しまうため、長期間になると形状を保持できなくなる。

このため、この場合には、本発明のダンパーは、粘弾性
体の外表面部を加硫ゴムやその他の材料で被覆すること
により、内部の粘弾性体が外部へ流動するのを防ぐと共
に、ダンパーが大変形するような使用条件に対しても、
ダンパーの外表面部が十分これに追随できるようにする
。この場合、外表面部を構成するもの、例えば、外容器
等は、それ自身十分変形できるものであれば材質等に制
限はない。

■の免震ゴム等と併用する場合、ダンパーは免震ゴムと
並列に並べても良いし、第１図に示す如く免震ゴム２の
内部に空洞を設け、その部分に本発明のダンパー１を挿
入、設置するようにしても良い。第１図の如く、ダンパ
ー１を免震ゴム内に設ける場合には、免震ゴム２の空洞
内壁面がダンパーの被覆層として作用するため、上述の
如く、ダンパーの外表面部を被覆する必要はないが、免
震ゴム等と並列使用する場合には、ダンパーに被覆層を
設けて、あるいは設けずに、ダンパーを固体面と固体面
との間に挟み込んで使用するのが有利である。、（なお
、第１図中、３はフランジである。）このような本発明のダンパーは、各種機器、構造物、建
物などに適用することにより、振動源から各種機器、構
造物、建築物等に伝達される振動エネルギーを効率的に
吸収し、これを大幅に減衰させることができ、防振、制
振、免震に、また防舷材としても極めて有効である。

［発明の効果］以上詳述した通り、本発明のダンパーは、網状構造体、
波状構造体、ハニカム状構造体及び織物の少なくとも一
つの骨格体と粘弾性体とを複合してなるものであって、
骨格体の大変形に対する優れた剛性と、粘弾性体の小変
形に対する優れた剛性との相乗作用により、小変形から
大変形に到る広範な領域で、極めて優れた剛性及び高ロ
ス性を発現し、著しく高いダンピング効果を奏するもの
である。

しかも、 ■　成型加工が容易である。

■　製品の取扱い、施工が簡単である。

■　メンテナンスが簡単である。

■　このため、製品のコストダウンが図れる。

■　減衰効率が高く、装置のコンパクト化が可能である
。

等の効果も奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のダンパーの使用例を示す縦断面図、第
２図は粘弾性材料の応力−歪曲線、第３図は骨格体の応
力−歪曲線、第４図は材料の応力−歪曲線である。１・・・ダンパー　　　　　２・・・免震ゴム。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）網状構造体、波状構造体、ハニカム状構造体及び
織物の少なくとも一つの骨格体と粘弾性体とを複合して
なることを特徴とするダンパー。
（２）粘弾性体の２５℃における５０％引張変形時のヒ
ステリシス比ｈ＿５＿０が０．２以上であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載のダンパー。
（３）粘弾性体の貯蔵弾性率は、周波数５Ｈｚ、歪０．０１％、温度２５℃で動的に測定された
貯蔵弾性率（Ｅ）が、１≦Ｅ≦２×１０＾４である特許
請求の範囲第１項又は第２項に記載のダンパー。