JP5289163B2 - 免震構造体用プラグ及び免震構造体 - Google Patents
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(1)所定の表面粗さをもつ金属板と、該金属板の両面上に形成した高粘性皮膜とを有し、該高粘性皮膜の膜厚が付着量にして1〜2000g/m 2 の範囲である複数の減衰板の積構造体からなることを特徴とする免震構造体用プラグ。
図1は本発明の免震構造体の側断面を模式的に示した図であり、図2(a)は、図1の免震構造体用プラグを構成する減衰板の一枚を拡大して模式的に示した図であり、図2(b)は、図2(a)の減衰板の表面近傍の断面をさらに拡大して模式的に示した図である。
従来の金属又は樹脂等の摩擦板の積層体からなる免震構造体用プラグとは異なり、前記減衰板20同士の摩擦による減衰効果に加えて、前記金属板21表面上に形成された高粘性皮膜22の流動抵抗によっても振動を減衰させることができる結果、2つの減衰効果により高い減衰性能を発揮できるとともに、前記減衰板20にかかる摩擦力を低減することができ、前記摩擦板20の表面の摩耗を最小限にすることができるため、免震構造体用プラグ10としての耐久性能が向上する。
また、前記減衰板20同士の摩擦による減衰とは、振動によって前記免震構造体1が変形し、それに伴って、所定の粗さをもつ金属板21同士が動いて摩擦力が働くことによって振動を減衰させることを意味し、前記高粘性皮膜22の流動抵抗による減衰とは、前記高粘性皮膜22が金属板中を流動して発生する抵抗力によって振動のエネルギーを熱等に変換することで前記振動を減衰させることを意味する。
また、所望の減衰性能が得られるという点から、前記高粘性皮膜22が、未加硫ゴムからなることが好ましい。前記高粘性皮膜22を構成するゴムが完全に架橋されている場合、大きな変形を受けたときには変形するものの、ある限界点をもって変形への追従が不可能となり、皮膜22が破断する恐れがあるためである。前記高粘性皮膜22が破断した場合、上述の流動抵抗による減衰性能が徐々に低下することになる。一方、前記高粘性皮膜22を構成するゴムが未架橋の場合、変形への追従が可能となり、同等の減衰性能を長期に渡って維持することが可能となるためである。なお、本発明において未加硫とは、架橋反応を未だ完全には経ていない状態、又は、部分的に架橋された状態も包含する。
(実施例1及び2)
実施例として、図2示すように、所定の表面粗さをもつ金属板21と、該金属板21の両面上に形成した高粘性皮膜22とを有する複数の減衰板20の積層構造体からなる免震構造体用プラグ10を試作した。
なお、前記金属板21の種類、表面粗さ及び厚さ、前記高粘性皮膜22の種類、膜厚、及び補強充填剤・樹脂の有無、並びに、前記減衰板20の表面粗さ及び積層数については、表1に示す。
比較例として、従来の有機高分子材料及びシリコーンポリマーを混練した樹脂材料からなる複数の摩擦板の積層構造体である免震構造体用プラグを用いた免震構造体用プラグを試作した。
比較例として、従来の鉛からなる免震構造体用プラグを用いた免震構造体用プラグを試作した。
実施例1及び2、並びに、比較例1及び2の免震構造体用プラグについて、図1に示すように、前記免震構造体用プラグ10の周囲に剛性板31と弾性板32とからなる免震積層体30を設け、さらに、上下に所定の蓋部材41及びフランジ板40を設けることで、免震構造体を得た。
各実施例及び比較例の免震構造体用プラグを用いた免震構造体について、動的試験機を用いて鉛直方向に基準面圧をかけた状態で水平方向に加振して規定変位のせん断変形を生じさせた。なお、加振変位は、積層体の総厚さを100%として、歪みを50〜250%とし、加振周波数は0.33 Hzとし、垂直面圧は10 MPaとした。図3に、水平方向の変形変位(δ)と免震構造体の水平方向荷重(Q)との関係を示す。図3中のヒステリシス曲線で囲まれた領域の面積ΔWが広くなるほど、振動のエネルギーを多く吸収できることを意味する。ここでは、簡便のため、歪200%における切片荷重Qd(変位0における水平荷重値)でプラグの減衰性能を評価した。なお、切片荷重Qdは、ヒステリシス曲線が縦軸と交差する点での荷重Qd1、Qd2を用いて、下記式:
Qd=(Qd1+Qd2)/2
から計算した。Qdが大きくなる程、ヒステリシス曲線で囲まれた領域の面積が広くなり、減衰性能が優れることを示す。
各実施例及び比較例の免震構造体用プラグを用いた免震構造体について、50%、100%、150%、200%、250%歪の各3サイクルずつ、せん断変形を実施した。次に、せん断変形を、100%歪→200%歪→100%歪、の順に各3サイクルずつかけたとき、Qd(3サイクル目の最後の100%歪)/Qd(3サイクル目の最初の100%歪)の値を算出し、以下の基準に従って評価した。
○:0.5以上
×:0.5未満
10 免震構造体用プラグ
20 減衰板
21 金属板
22 高粘性皮膜
30 減衰積層体
31 剛性板
32 弾性板
40 フランジ板
41 蓋部材
Claims (6)
- 所定の表面粗さをもつ金属板と、該金属板の両面上に形成した高粘性皮膜とを有し、
該高粘性皮膜の膜厚が付着量にして1〜2000g/m 2 の範囲である複数の減衰板の積構造体からなることを特徴とする免震構造体用プラグ。 - 前記高粘性皮膜は、未加硫ゴムからなる請求項1に記載の免震構造体用プラグ。
- 前記未加硫ゴムは、補強充填剤及び樹脂をさらに含有する請求項2に記載の免震構造体用プラグ。
- 前記金属板の表面粗さ(Ra)が、0.1〜500μmの範囲である請求項1〜3のいずれか1項に記載の免震構造体用プラグ。
- 前記金属板の厚さが、0.5〜10mmの範囲である請求項1〜4のいずれか1項に記載の免震構造体用プラグ。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の免震構造体用プラグを具えることを特徴とする免震構造体。
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