KR102399782B1 - Seismic isolation apparatus - Google Patents

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KR102399782B1
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도모타카 와케
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오일레스고교 가부시키가이샤
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Abstract

면진 장치(1)는 탄성층(3) 및 강성층(7)이 서로 교대로 적층되어 이루어진 적층 탄성체(8)와, 적층 탄성체(8)의 원기둥상 중공부(11)에 압입되어 있는 감쇠체(12)로 이루어진 기둥체 원기둥체(14)를 구비하고, 감쇠체(12)의 각각은 열전도성 필러와, 흑연과, 열경화성 수지를 함유한다.The seismic isolator 1 includes a laminated elastic body 8 in which elastic layers 3 and 7 are alternately laminated to each other, and a damping body press-fitted into a cylindrical hollow 11 of the laminated elastic body 8 . The columnar columnar body 14 made of (12) is provided, and each of the damping elements 12 contains a thermally conductive filler, graphite, and a thermosetting resin.

Description

면진 장치{Seismic isolation apparatus}Seismic isolation apparatus

본 발명은 감쇠체를 구비한 면진 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a seismic isolator having a damping body.

탄성층 및 강성층이 교대로 적층되어 이루어진 적층 탄성체와, 이 적층 탄성체의 내주면으로 규정된 원기둥상 중공부에 충전된 납 플러그를 가진 면진 장치는, 특허문헌 1 및 2에 의해 알려져 있는 바와 같이 상부 구조물의 하중을 지지하는 것에 더하여, 지진 등에 의한 지반 진동의 상부 구조물에의 전달을 적층 탄성체에 의해 가능한 한 저지함과 동시에 상부 구조물에 전달된 진동을 납 플러그에 의해 가급적으로 신속하게 감쇠시키도록 지반과 상부 구조물의 사이에 설치된다.As known by Patent Documents 1 and 2, a seismic isolator having a laminated elastic body in which elastic layers and rigid layers are alternately laminated, and a lead plug filled in a cylindrical hollow defined by an inner circumferential surface of the laminated elastic body, is In addition to supporting the load of the structure, the ground vibrations caused by earthquakes, etc. are blocked as much as possible by the laminated elastic body and the vibration transmitted to the upper structure is damped as quickly as possible by the lead plug. It is installed between the and the superstructure.

면진 장치에 이용되는 이러한 납 플러그는 진동 에너지를 바람직하게 흡수하여 소성 변형 후에도 진동 에너지 흡수에 따라 발생하는 열에 의해 용이하게 재결정하여 기계적 피로를 초래하지 않기 때문에 진동 에너지 흡수체로서 매우 우수하다.Such a lead plug used for a vibration isolator is very excellent as a vibration energy absorber because it preferably absorbs vibration energy and easily recrystallizes by heat generated by vibration energy absorption even after plastic deformation, thereby not causing mechanical fatigue.

특허문헌 1: 일본공개특허 평9-105440호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 9-105440 특허문헌 2: 일본공개특허 2000-346132호 공보Patent Document 2: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-346132 특허문헌 3: 일본공개특허 2009-133481호 공보Patent Document 3: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-133481

그러나, 납은 주지한 바와 같이 그 비중이 매우 크기 때문에, 적층 탄성체에 납 플러그를 조립한 면진 장치에서는 그 시공 현장으로 운반 및 구조물에의 시공에는 매우 큰 노력을 필요로 하는 데다가 면압(面壓) 의존성, 즉 지지하는 중량이 다른 상부 구조물에 따른 면진 효과를 발휘할 수 있는 특성을 얻을 수 없는 문제가 있다.However, since lead has a very large specific gravity as is well known, in a seismic isolator incorporating a lead plug in a laminated elastic body, a very large effort is required for transport to the construction site and construction on a structure, and the surface pressure Dependence, that is, there is a problem in that it is not possible to obtain a characteristic capable of exhibiting the seismic isolation effect according to the upper structure having a different weight to support.

특허문헌 3에는 엘라스토머 조성물에 철분 등의 분체를 배합한 조성물로부터 제조한 플러그를 조립한 면진 장치가 제안되어 있지만, 이러한 면진 장치에서도 면압 의존성에 대한 고려가 되지 않았다.Patent Document 3 proposes a seismic isolator in which a plug manufactured from a composition in which powder such as iron powder is blended with an elastomer composition is proposed.

본 발명은 상기 여러 가지 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는 면진 효과에 대한 각각의 의존성, 예를 들어 안정된 변형 의존성, 온도 의존성 및 면압 의존성을 가짐과 동시에 반복 가진(加振)에 대한 항복 하중의 변화가 적고, 장시간 지진에서의 반복 가진에 대해 안정된 에너지 흡수 성능을 갖는 면진 장치를 제공하는 것에 있다.The present invention has been made in view of the above various points, and its purpose is to have each dependence on the seismic isolation effect, for example, stable deformation dependence, temperature dependence, and surface pressure dependence, and at the same time to achieve repeated excitation. An object of the present invention is to provide a seismic isolator having little change in yield load and stable energy absorption performance against repeated excitation in earthquakes for a long time.

본 발명의 면진 장치는 강성층 및 탄성층이 교대로 적층되어 이루어진 적층 탄성체와, 적어도 이 적층 탄성체의 내주면(內周面)으로 규정된 적어도 하나의 기둥상(柱狀) 중공부, 바람직하게는 원기둥상 중공부(圓柱狀 中空部)에 배치된 감쇠체로 이루어진 기둥체, 바람직하게는 원기둥체를 구비하고, 감쇠체는 열전도성 필러와 흑연과 열경화성 수지를 포함하고 있다.The seismic isolator of the present invention includes a laminated elastic body formed by alternately stacking rigid layers and elastic layers, and at least one columnar hollow portion defined by at least an inner circumferential surface of the laminated elastic body, preferably A columnar body made of a damping body, preferably a cylindrical body, is provided in a cylindrical hollow part, and the damping body contains a thermally conductive filler, graphite, and a thermosetting resin.

또한, 본 발명의 면진 장치는 강성층 및 탄성층이 교대로 적층되어 이루어진 적층 탄성체와, 적어도 이 적층 탄성체의 내주면으로 규정된 적어도 하나의 기둥상 중공부, 바람직하게는 원기둥상 중공부에 배치되어 있음과 동시에 기둥상 중공부, 바람직하게는 원기둥상 중공부의 축방향으로 적층된 복수개의 감쇠체로 이루어진 기둥체, 바람직하게는 원기둥체를 구비하고, 각 감쇠체는 열전도성 필러와 흑연과 열경화성 수지를 포함하고 있다.In addition, the seismic isolator of the present invention includes a laminated elastic body formed by alternately stacking rigid layers and elastic layers, and at least one columnar hollow portion defined by at least an inner circumferential surface of the laminated elastic body, preferably in a cylindrical hollow portion, and a columnar hollow part, preferably a columnar hollow part, preferably a columnar body consisting of a plurality of damping bodies laminated in the axial direction of the cylindrical hollow part, and each damping body comprising a thermally conductive filler, graphite and a thermosetting resin. contains

본 발명의 면진 장치에 의하면, 감쇠체는 부가되는 진동에 기인하는 반복 전단 변형을 서로의 마찰에 의해 감쇠시키는 열전도성 필러와, 마찬가지로 부가되는 진동에 기인하는 반복 전단 변형을 적어도 열전도성 필러와의 마찰에 의해 감쇠시키는 흑연과, 감쇠체의 초기 형상 유지를 위해 이들을 서로 접착함과 동시에 고온에서 경화하는 열경화성 수지를 포함하고 있으므로, 장시간 계속해서 작용하는 지진에 있어서 에너지 흡수에 따른 감쇠체의 온도 상승이 발생해도 열경화성 수지가 용융하지 않으므로, 열경화성 수지의 용융화에 따른 열전도성 필러 사이의 및 열전도성 필러와 흑연 사이의 저마찰을 가진 유동 현상을 회피할 수 있고, 열전도성 필러 자체의 상호 마찰 및 흑연의 열전도성 필러와의 마찰에 의한 본래의 감쇠 효과를 온도 상승에 관계없이 계속해서 유지할 수 있는 결과, 경화 후 에너지 흡수 성능의 저하를 초래하지 않는다.According to the seismic isolator of the present invention, the damping body has a thermally conductive filler that attenuates cyclic shear deformation caused by applied vibration by mutual friction, and similarly, the cyclic shear deformation caused by the applied vibration is reduced by at least a thermally conductive filler. Since it contains graphite, which is damped by friction, and a thermosetting resin that adheres to each other to maintain the initial shape of the damping element and cures at high temperature, the temperature of the damping element increases due to energy absorption in earthquakes that continue to act for a long time Since the thermosetting resin does not melt even if this occurs, it is possible to avoid a flow phenomenon with low friction between the thermally conductive filler and between the thermally conductive filler and graphite due to the melting of the thermosetting resin, and mutual friction of the thermally conductive filler itself and As a result, the original damping effect of graphite by friction with the thermally conductive filler can be continuously maintained regardless of the temperature rise, and consequently, there is no deterioration in energy absorption performance after curing.

또한, 기둥상 중공부에 배치되어 있음과 동시에 기둥상 중공부의 축방향으로 적층되어 있는 복수개의 감쇠체로 이루어진 기둥체를 구비한 본 발명의 면진 장치에 의하면, 감쇠체 간의 상대적 변위와 각 감쇠체에서의 전단(휨) 변형에 의해 바람직한 기둥체의 변위 추종성을 얻을 수 있다.In addition, according to the seismic isolator of the present invention having a column body composed of a plurality of damping members disposed in the columnar hollow part and stacked in the axial direction of the columnar hollow part at the same time, the relative displacement between the damping elements and the respective damping elements By shear (bending) deformation of the desired displacement followability of the column body can be obtained.

본 발명에 있어서, 열경화성 수지는 최초 지진의 감쇠체의 전단 변형으로 감쇠체에 대한 그 형상 유지성이 해제되는 반면, 경화 후의 전단 변형으로 그 분쇄, 입자화가 일어나는 결과, 경화후에도 포함하여 그 후의 지진에서는 열경화성 수지 자체의 상호 마찰, 열전도성 필러 및 흑연 간의 상호 마찰로 열전도성 필러 및 흑연에 의한 반복 전단 변형의 감쇠에 마찬가지로 하여 기여하도록 되어 있다.In the present invention, the thermosetting resin has its shape retention to the damping element released by shear deformation of the damping element in the first earthquake, whereas its pulverization and granulation occurs due to the shear deformation after hardening. Mutual friction between the thermosetting resin itself and the mutual friction between the thermally conductive filler and graphite contributes similarly to damping of cyclic shear deformation caused by the thermally conductive filler and graphite.

열전도성 필러는 감쇠 효과에 더하여 감쇠체의 형상을 유지하는 형상 유지 효과 및 감쇠체 중에서 발생하는 마찰열을 방산하는 방열 효과도 가지므로, 제조시 및 전단 변형 후의 기둥체의 형태 무너짐 및 지진으로 인한 기둥체의 온도 상승을 막을 수 있다.In addition to the damping effect, the thermally conductive filler also has a shape maintaining effect to maintain the shape of the damping body and a heat dissipation effect to dissipate frictional heat generated in the damping element. It can prevent the body temperature from rising.

열전도성 필러는 바람직한 예로서 산화 알루미늄(Al2O3), 산화 칼슘(CaO2), 산화 마그네슘(MgO), 산화 아연(ZnO), 산화 티탄(TiO2), 산화 규소(SiO2), 산화 철(Fe2O3), 산화 니켈(NiO) 및 산화 구리(CuO) 등의 금속 산화물, 질화 붕소(BN), 질화 알루미늄(AlN) 및 질화 규소(Si3N4) 등의 금속 질화물, 탄화 붕소(B4C), 탄화 알루미늄(Al4C3), 탄화 규소(SiC) 및 탄화 티탄(TiC) 등의 금속 탄화물, 수산화 알루미늄[Al(OH)3], 수산화 마그네슘[Mg(OH)2], 수산화 나트륨(NaOH), 수산화 칼슘[Ca(OH)2] 및 수산화 아연[Zn(OH)2] 등의 금속 수산화물의 입자 중의 1종 혹은 2종 이상을 포함하고, 그 중에서 산화 마그네슘, 산화 알루미늄, 산화 규소, 질화 알루미늄, 질화 규소, 질화 붕소 및 탄화 규소 등의 입자는 높은 열전도성을 가짐과 동시에 분산성의 관점에서 열전도성 필러로서 더욱 바람직하다.Preferred examples of the thermally conductive filler include aluminum oxide (Al 2 O 3 ), calcium oxide (CaO 2 ), magnesium oxide (MgO), zinc oxide (ZnO), titanium oxide (TiO 2 ), silicon oxide (SiO 2 ), oxide Metal oxides such as iron (Fe 2 O 3 ), nickel oxide (NiO) and copper oxide (CuO), metal nitrides such as boron nitride (BN), aluminum nitride (AlN), and silicon nitride (Si 3 N 4 ), carbides Metal carbides such as boron (B 4 C), aluminum carbide (Al 4 C 3 ), silicon carbide (SiC) and titanium carbide (TiC), aluminum hydroxide [Al(OH) 3 ], magnesium hydroxide [Mg(OH) 2 ], sodium hydroxide (NaOH), calcium hydroxide [Ca(OH) 2 ] and zinc hydroxide [Zn(OH) 2 ], including one or two or more of particles of metal hydroxides, among which magnesium oxide, oxide Particles such as aluminum, silicon oxide, aluminum nitride, silicon nitride, boron nitride and silicon carbide have high thermal conductivity and are more preferable as the thermally conductive filler from the viewpoint of dispersibility.

열전도성 필러는 바람직하게는 평균 입경 10μm 내지 50μm의 입도를 갖고 있고, 특히 입도가 다른 입자, 예를 들어 평균 입경이 10μm 정도인 미세한 입도의 금속 산화물과 평균 입경이 50μm 정도인 거친 입도의 금속 산화물을 50:50 또는 40:60의 비율로 배합하여 이루어진 열전도성 필러에서는, 분산된 50μm 정도의 거친 입도의 금속 산화물의 입자 간의 간극이 10μm 정도의 미세한 입도의 금속 산화물의 입자로 채워져 있기 때문에 금속 산화물의 입자의 연속성이 얻어져 열 방산성을 높일 수 있고, 또한 다른 금속 산화물의 입자, 예를 들어 산화 알루미늄의 입자와 산화 마그네슘의 입자를 50:50의 비율로 배합하여 이루어진 열전도성 필러에서는 열 방산성을 높일 수 있다.The thermally conductive filler preferably has a particle size of 10 μm to 50 μm in average particle size, and in particular, particles having different particle sizes, for example, a fine metal oxide having an average particle diameter of about 10 μm and a coarse metal oxide having an average particle diameter of about 50 μm In a thermally conductive filler made by mixing the metal oxide in a ratio of 50:50 or 40:60, since the gaps between the dispersed particles of the metal oxide having a coarse particle size of about 50 μm are filled with particles of the metal oxide having a fine particle size of about 10 μm, the metal oxide The continuity of the particles can be obtained and heat dissipation can be improved, and in a thermally conductive filler made by mixing particles of other metal oxides, for example, aluminum oxide particles and magnesium oxide particles in a ratio of 50:50, heat dissipation is achieved. It can increase acidity.

이들 금속 산화물, 금속 질화물, 금속 탄화물, 금속 수산화물 및 금속 탄화물 등의 입자로부터 선택되는 열전도성 필러의 감쇠체에 대한 배합 비율은 바람직하게는 35~70부피%이다. 배합 비율이 35부피% 미만이면, 히스테리시스(이력) 곡선으로 둘러싸이는 영역의 면적으로 평가되는 감쇠성에 불안정함을 초래하고, 또한 배합 비율이 70부피%를 넘으면 감쇠체의 성형성을 악화시켜 원하는 형상, 예를 들어 원반상(원판상) 또는 원기둥상 감쇠체의 제작이 어려워진다.The mixing ratio of the thermally conductive filler selected from particles such as metal oxides, metal nitrides, metal carbides, metal hydroxides and metal carbides to the damping body is preferably 35 to 70% by volume. If the blending ratio is less than 35% by volume, it causes instability in damping properties evaluated by the area of the region surrounded by the hysteresis (hysteresis) curve, and if the blending ratio exceeds 70% by volume, the moldability of the damping body is deteriorated and desired shape , for example, it becomes difficult to manufacture a disk-shaped (disk-shaped) or cylindrical damping body.

흑연은 바람직하게는 인조 흑연 및 인편상 흑연 등의 천연 흑연 중의 적어도 하나로 이루어지고, 흑연의 바람직한 예로서의 인편상 흑연은 인편상(플레이크상)을 이루어 입상 흑연에 비하면 큰 표면 면적을 갖고 있고, 감쇠체가 진동, 충격 등의 외력을 받았을 때에 발생하는 그 층간 미끄럼 마찰과 열전도성 필러와의 마찰에 의해 이러한 진동, 충격 등의 외력을 감쇠하는 작용을 더 효과적으로 발휘한다. 흑연으로는 바람직하게는 평균 입경이 100μm를 넘는 것을 이용하고, 인편상 흑연으로는 바람직하게는 평균 입경이 100μm~1000μm, 더 바람직하게는 500μm~700μm의 접촉 면적이 큰 입경의 것을 이용한다.Graphite is preferably made of at least one of artificial graphite and natural graphite such as flaky graphite, and flaky graphite as a preferred example of graphite forms flakes (flakes) and has a large surface area compared to granular graphite, and the damping material The effect of damping external forces such as vibrations and shocks is more effectively exhibited by the friction between the interlayer sliding friction and the thermal conductive filler that occurs when an external force such as vibration or shock is received. As the graphite, preferably, a graphite having an average particle diameter exceeding 100 μm is used, and as the flaky graphite, a particle having a large contact area having an average particle diameter of preferably 100 μm to 1000 μm, more preferably 500 μm to 700 μm is used.

흑연, 특히 인편상 흑연의 감쇠체에 대한 배합 비율은 바람직하게는 5~50부피%이다. 배합 비율이 5부피% 미만에서는 충분한 마찰 감쇠가 발휘되지 않고, 또한 배합 비율이 50부피%를 넘으면 감쇠체의 성형성을 악화시킬 우려가 있고, 만약 성형할 수 있었다고 해도 감쇠체의 강도를 저하시켜 무름(脆)이 발현한다.The blending ratio of graphite, particularly flaky graphite, to the damping body is preferably 5 to 50% by volume. If the blending ratio is less than 5% by volume, sufficient friction damping is not exhibited, and if the blending ratio exceeds 50% by volume, there is a risk of deterioration of the moldability of the damping body. Fragility (脆) appears.

열경화성 수지는 감쇠체의 형성 재료에 점착성 및 압축 성형성을 부여한다. 예를 들어, 열경화성 수지를 포함하는 감쇠체에 있어서, 열경화성 수지는 그 공극률을 감소시키는 작용을 발휘하여 내구성을 향상시킨다. 감쇠체에 대한 열경화성 수지의 배합 비율은 바람직하게는 10~30부피%이다. 배합 비율이 10부피% 미만에서는 감쇠체의 형성 재료에 충분한 점착성을 부여하기 어렵고, 또한 배합 비율이 30부피%를 넘으면 감쇠체의 형성 재료의 혼련 가공성, 성형성을 악화시킬 우려가 있다.The thermosetting resin imparts adhesiveness and compression moldability to the material forming the damping body. For example, in a damping body including a thermosetting resin, the thermosetting resin exhibits an action of reducing its porosity to improve durability. The mixing ratio of the thermosetting resin to the damping body is preferably 10 to 30% by volume. When the blending ratio is less than 10% by volume, it is difficult to impart sufficient adhesiveness to the material for forming the damping body, and when the blending ratio exceeds 30% by volume, there is a fear that the kneading workability and moldability of the material for forming the damping body are deteriorated.

열경화성 수지는 바람직하게는 페놀 수지를 포함하고, 페놀 수지로서는 각종 페놀류와 포름알데히드를 알칼리 촉매의 존재하에서 반응시켜 이루어진 레졸형 페놀 수지나 산 촉매의 존재하에서 반응시켜 이루어진 노볼락형 페놀 수지를 예시할 수 있고, 구체적으로는 군에이화학공업주식회사(群榮化學工業株式會社) 제품의「레지톱(알킬기의 탄소수 8의 알킬페놀 수지): 연화점 78~105℃」등을 예시할 수 있다.The thermosetting resin preferably contains a phenol resin. Examples of the phenol resin include a resol-type phenol resin formed by reacting various phenols with formaldehyde in the presence of an alkali catalyst, or a novolac-type phenol resin formed by reacting in the presence of an acid catalyst. and specifically, "Regitop (alkyl phenolic resin having 8 carbon atoms in the alkyl group): softening point of 78 to 105 ° C.", manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd. can be exemplified.

바람직한 예에서는 감쇠체는 열전도 필러 35~70부피%와 흑연 5~50부피%와 열경화성 수지 10~30부피%를 포함한다.In a preferred embodiment, the damping material contains 35 to 70 vol% of the heat conductive filler, 5 to 50 vol% of graphite, and 10 to 30 vol% of the thermosetting resin.

본 발명의 면진 장치에 있어서, 감쇠체는 다른 성분으로서 가황 고무 및 실리콘 고무 중의 적어도 한쪽의 고무 분말 및 결정성 폴리에스테르 수지 중의 적어도 한쪽을 더 포함하여도 되고, 고무 분말의 배합 비율은 감쇠체의 성분 조성에 대해 바람직하게는 40부피% 이하, 더 바람직하게는 7~30부피%이며, 결정성 폴리에스테르 수지의 배합 비율은 감쇠체의 성분 조성에 대해 바람직하게는 25부피% 이하, 더 바람직하게는 3~22부피%이다.In the seismic isolator of the present invention, the damping body may further include at least one of a rubber powder of at least one of vulcanized rubber and silicone rubber, and at least one of a crystalline polyester resin as another component, and the mixing ratio of the rubber powder is that of the damping body. Preferably it is 40% by volume or less, more preferably 7 to 30% by volume with respect to the component composition, and the blending ratio of the crystalline polyester resin is preferably 25% by volume or less, more preferably, with respect to the component composition of the damping body is 3 to 22% by volume.

고무 분말, 특히 가황 고무 분말은 성형하여 얻어지는 감쇠체에 유연성을 부여하여 상기 감쇠체가 움직이기 쉽도록 조장함과 동시에 에너지 흡수량을 증대시키는 역할을 한다. 가황 고무 분말로는 바람직하게는 천연 고무(NR), 폴리이소프렌 고무(IR), 폴리부타디엔 고무(BR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 클로로프렌 고무(CR), 에틸렌-프로필렌 고무(EPM, EPDM), 니트릴 고무(NBR), 부틸 고무(IIR), 할로겐화 부틸 고무, 아크릴 고무(ACM), 에틸렌 아세트산 비닐 고무 또는 에틸렌-메틸 아크릴레이트 공중합체 등의 가황 고무를 분쇄하여 형성되는 평균 입경이 90μm인 분쇄 분말이 사용되고, 이들 분쇄 분말의 1종 또는 2종 이상이 선택되어 사용된다.The rubber powder, particularly the vulcanized rubber powder, imparts flexibility to the damping body obtained by molding, thereby promoting the easy movement of the damping body and increasing the amount of energy absorbed. The vulcanized rubber powder is preferably natural rubber (NR), polyisoprene rubber (IR), polybutadiene rubber (BR), styrene-butadiene rubber (SBR), chloroprene rubber (CR), ethylene-propylene rubber (EPM, EPDM). ), nitrile rubber (NBR), butyl rubber (IIR), halogenated butyl rubber, acrylic rubber (ACM), vulcanized rubber such as ethylene vinyl acetate rubber or ethylene-methyl acrylate copolymer having an average particle diameter of 90 μm A pulverized powder is used, and one or two or more of these pulverized powders are selected and used.

실리콘 고무는 무기의 고무이고, 내열성, 내한성, 내후성, 전기 절연성, 난연성, 무독성 등이 뛰어난 특징을 겸비하고, 실리콘 고무로서는 메틸 실리콘 고무(MQ), 비닐ㆍ메틸 실리콘 고무(VMQ), 페닐ㆍ메틸 실리콘 고무(PMQ)를 바람직한 예로서 들 수 있다.Silicone rubber is an inorganic rubber, and has excellent characteristics such as heat resistance, cold resistance, weather resistance, electrical insulation, flame retardancy, and non-toxicity. A preferable example is silicone rubber (PMQ).

고무 분말의 배합 비율은 열전도성 필러, 흑연, 특히 인편상 흑연 및 열경화성 수지로 이루어진 감쇠체 또는 열전도성 필러, 흑연, 특히 인편상 흑연, 열경화성 수지 및 결정성 폴리에스테르 수지로 이루어진 감쇠체에 대해 바람직하게는 40부피% 이하, 더 바람직하게는 7~30부피%이다.The mixing ratio of the rubber powder is preferably for a damping body made of a thermally conductive filler, graphite, especially flaky graphite and a thermosetting resin, or a damping body made of a thermally conductive filler, graphite, especially flaky graphite, a thermosetting resin and a crystalline polyester resin Preferably, it is 40 volume % or less, More preferably, it is 7-30 volume %.

결정성 폴리에스테르계 수지로서는 예를 들어 폴리글루콜산, 폴리유산, 폴리카프로락톤 및 폴리에틸렌 숙시네이트 등의 지방족 폴리에스테르, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리부틸렌 나프탈레이트 및 폴리시클로헥산 디메틸렌 테레프탈레이트 등의 반방향족 폴리에스테르, 에스테르계 엘라스토머 등을 예시할 수 있다. 결정성 폴리에스테르 수지의 구체예로서는 도요보 주식회사 제품의「바이론 GM900」, 「바이론 GM920」 및 「바이론 GM990」(모두 상품명) 등을 들 수 있다. 결정성 폴리에스테르 수지의 분자량은 바람직하게는 10000~35000, 더 바람직하게는 15000~30000이다.Examples of the crystalline polyester resin include aliphatic polyesters such as polyglucolic acid, polylactic acid, polycaprolactone and polyethylene succinate, polyethylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, Semi-aromatic polyesters, such as polybutylene naphthalate and polycyclohexane dimethylene terephthalate, ester-type elastomer, etc. can be illustrated. As a specific example of a crystalline polyester resin, "Byron GM900", "Byron GM920", and "Byron GM990" (all are brand names) of a Toyobo Co., Ltd. product, etc. are mentioned. The molecular weight of the crystalline polyester resin is preferably 10000 to 35000, more preferably 15000 to 30000.

본 명세서에서 「평균 입경」은 레이저 회절ㆍ산란법에 의해 구한 입도 분포에서의 적산값 50%에서의 입경을 의미한다.In this specification, "average particle diameter" means a particle diameter at 50% of the integrated value in the particle size distribution obtained by the laser diffraction/scattering method.

바람직한 예에서는 기둥상 중공부에 배치되어 있는, 바람직하게는 기둥상 중공부에 압입되어 있는 감쇠체로 이루어진 기둥체는 적층 탄성체와 함께 적층 방향의 하중도 지지하도록 되어 있지만, 그 대신에 기둥체는 오로지 진동 에너지를 흡수하도록 되어 있어도 된다.In a preferred embodiment, the column body composed of a damping member disposed in the columnar hollow portion, preferably press-fitted into the columnar hollow portion, is configured to support the load in the lamination direction together with the laminated elastic body. The vibration energy may be absorbed.

본 발명에 있어서, 강성을 갖는 강성층 및 탄성을 갖는 탄성층은 바람직한 예에서는 원환상이지만, 그 대신에 다각형, 예를 들어 사각형의 환상이어도 되고, 적층 탄성체는 기둥상 중공부가 하나인 경우에 있어서 보통은 통상(筒狀)이지만, 강성층 및 탄성층이 원환상인 경우에는 원통상이며, 그 대신에 강성층 및 탄성층이 다각형, 예를 들어 사각형의 환상인 경우에는 사각통상이어도 된다.In the present invention, the rigid layer having rigidity and the elastic layer having elasticity are annular in a preferred example, but instead may have a polygonal, for example, a quadrangular annular shape, and the laminated elastic body has only one columnar hollow part. It is usually normal, but when the rigid layer and the elastic layer are annular, they are cylindrical, and instead, when the rigid layer and the elastic layer are polygonal, for example, a quadrangular annular shape, they may be rectangular.

본 발명에 있어서, 기둥상 중공부는 하나 또는 복수개이어도 되고, 복수개의 기둥상 중공부가 적층 탄성체의 내주면으로 규정되어 있는 경우에는 모든 기둥상 중공부에 본 발명에 관한 감쇠체로 이루어진 기둥체가 배치되어 있을 필요는 없고, 요구되는 기능, 효과라는 관점에서 일부의 기둥상 중공부에 감쇠체로 이루어진 기둥체가 바람직하게는 압입되어 배치되어도 되며, 또한 하나 또는 복수개의 기둥상 중공부에 배치된 기둥체가 복수개의 감쇠체로 이루어진 경우, 상기 복수개의 모든 감쇠체가 본 발명에 관한 감쇠체로 이루어져 있을 필요는 없고, 일부의 감쇠체가 본 발명에 관한 감쇠체이어도 된다.In the present invention, there may be one or a plurality of columnar hollow parts, and when the plurality of columnar hollow parts is defined as the inner peripheral surface of the laminated elastic body, the column body made of the damping body according to the present invention needs to be arranged in all the columnar hollow parts In view of the required functions and effects, a column body made of a damping body may be preferably press-fitted into some of the columnar hollow parts, and the column body disposed in one or a plurality of columnar hollow parts is a plurality of damping elements. In this case, it is not necessary for all of the plurality of damping elements to consist of the damping elements according to the present invention, and some damping elements may be the damping elements according to the present invention.

본 발명에 의하면, 안정된 변형 의존성, 온도 의존성 및 면압 의존성을 갖는 것과 함께 반복 가진에 대한 항복 하중의 변화가 적고, 장시간 지진에서의 반복 가진에 대해 안정된 에너지 흡수 성능을 갖는 면진 장치를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a seismic isolator having stable deformation dependence, temperature dependence and surface pressure dependence, little change in yield load with repeated excitation, and stable energy absorption performance against repeated excitation in earthquakes for a long time. .

도 1은 본 발명의 면진 장치의 실시형태의 바람직한 예의 종단면 설명도이다.
도 2는 도 1에 도시된 예의 적층 탄성체의 평면 설명도이다.
도 3은 도 1에 도시된 예의 원기둥체의 사시 설명도이다.
도 4는 도 1에 도시된 예의 동작 설명도이다.
도 5는 도 1에 도시된 예의 수평 방향 변위와 수평 방향 하중의 관계를 나타내는 설명도이다.
도 6은 연직 면압 15MPa에서의 도 1에 도시된 예의 수평 방향 변위와 수평 방향 하중의 관계의 시험 결과의 설명도이다.
도 7은 가진(加振) 횟수와 항복 하중 유지율 관계의 시험 결과의 설명도이다.
도 8은 가진 횟수와 항복 하중 유지율 관계의 시험 결과의 설명도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a longitudinal sectional explanatory drawing of a preferable example of embodiment of the seismic isolator of this invention.
Fig. 2 is a plan explanatory view of the laminated elastic body of the example shown in Fig. 1;
3 is a perspective explanatory view of the cylindrical body of the example shown in FIG. 1 .
FIG. 4 is an operation explanatory diagram of the example shown in FIG. 1 .
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between horizontal displacement and horizontal load in the example shown in FIG. 1 .
Fig. 6 is an explanatory view of the test results of the relationship between the horizontal displacement and the horizontal load in the example shown in Fig. 1 at a vertical surface pressure of 15 MPa.
It is explanatory drawing of the test result of the relationship between the number of excitation and yield load retention.
It is explanatory drawing of the test result of the relationship between the frequency|count of excitation and yield load retention.

다음으로 본 발명을 도면에 도시된 바람직한 구체예에 기초하여 더욱 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이들 구체예에 전혀 한정되지 않는다.Next, the present invention will be described in more detail based on preferred embodiments shown in the drawings. In addition, the present invention is not limited to these specific examples at all.

도 1 내지 도 3에서, 본 예의 면진 장치(1)는 원환상 고무 등의 탄성판(2)으로 이루어진 복수의 탄성층(3) 및 원환상의 강성 금속판 등으로 이루어진 얇은 두께 강성 강판(4), 두꺼운 두께 강성 강판(5, 6)을 가진 복수의 강성층(7)이 서로 가황 접착되어 교대로 적층되어 이루어진 원통상의 적층 탄성체(8)와, 적층 탄성체(8)의 외주면을 피복한 원통상의 피복층(9)과, 적층 탄성체(8)의 원기둥상의 내주면(10)으로 규정된 원기둥상 중공부(11)에 압입되어 있음과 동시에 원기둥상 중공부(11)의 축방향(상하 방향)(V)으로 조밀하게 적층된 복수개의 원반상(원판상)의 감쇠체(12)로 이루어진 원기둥체(14)와, 두꺼운 두께 강성 강판(5, 6)에 각각 볼트(13)를 개재하여 연결된 상부 플랜지 플레이트(15) 및 하부 플랜지 플레이트(16)와, 원기둥상 중공부(11)의 상단 및 하단에 위치하는 감쇠체(12)의 상면 및 하면에서 상부 플랜지 플레이트(15) 및 하부 플랜지 플레이트(16)와 두꺼운 두께 강성 강판(5, 6)을 서로 전단 방향(수평 방향)(H)에 관해 고정하는 원반상(원판상)의 전단 키(17)를 구비하고, 복수개의 감쇠체(12)가 조밀하게 다층으로 겹쳐 쌓여 배치된 원기둥상 중공부(11)는 내주면(10)에 더하여 하방의 전단 키(17)의 상면(18)과 상방의 전단 키(17)의 하면(19)에 의해 규정되어 있다.1 to 3, the seismic isolator 1 of this example includes a plurality of elastic layers 3 made of an elastic plate 2 such as an annular rubber, and a thin rigid steel plate 4 made of an annular rigid metal plate or the like. , a cylindrical laminated elastic body 8 formed by alternately stacking a plurality of rigid layers 7 having thick rigid steel plates 5 and 6 by vulcanization and adhesion to each other, and a circle covering the outer circumferential surface of the laminated elastic body 8 . It is press-fitted into the cylindrical hollow part 11 defined by the normal coating layer 9 and the cylindrical inner peripheral surface 10 of the laminated elastic body 8, and at the same time, the axial direction of the cylindrical hollow part 11 (up and down direction) A cylindrical body 14 composed of a plurality of disk-shaped (disk-shaped) damping bodies 12 densely stacked in (V) and thick rigid steel plates 5 and 6, respectively, connected via bolts 13 The upper flange plate 15 and the lower flange plate 16, and the upper flange plate 15 and the lower flange plate ( 16) and a disk-shaped (disk-shaped) shear key 17 for fixing the thick rigid steel plates 5 and 6 to each other in the shearing direction (horizontal direction) H, and a plurality of damping elements 12 The columnar hollow portion 11, which is densely stacked in multiple layers, is formed by the upper surface 18 of the lower shear key 17 and the lower surface 19 of the upper shear key 17 in addition to the inner peripheral surface 10. It is stipulated

탄성층(3) 및 얇은 두께 강성 강판(4)을 축방향(V)에서 사이에 두는 두꺼운 두께 강성 강판(5, 6)은 적층 탄성체(8)의 상하 단면측 각각에 배치되어 있고, 원기둥상 중공부(11)의 최하단에 위치하는 감쇠체(12)는 원기둥상 중공부(11)의 하단부를 규정하는 두꺼운 두께 강성 강판(6)의 내주면에 조밀하게 접하여 배치되어 있고, 원기둥상 중공부(11)의 최상단에 위치하는 감쇠체(12)는 원기둥상 중공부(11)의 상단부를 규정하는 두꺼운 두께 강성 강판(5)의 내주면에 조밀하게 접하여 배치되어 있다.Thick rigid steel sheets 5 and 6 sandwiching the elastic layer 3 and the thin rigid steel sheet 4 in the axial direction V are disposed on the upper and lower end surfaces of the laminated elastic body 8, respectively, and are cylindrical The damping body 12 located at the lowermost end of the hollow part 11 is arranged in close contact with the inner circumferential surface of the thick rigid steel plate 6 defining the lower end of the cylindrical hollow part 11, and the cylindrical hollow part ( The damping body 12 located at the uppermost end of 11) is arranged in close contact with the inner circumferential surface of the thick rigid steel sheet 5 defining the upper end of the cylindrical hollow part 11 .

각 감쇠체(12)는 원형의 일단면(20) 및 일단면(20)에 대면하는 원형의 타단면(21)과 일단면(20) 및 타단면(21)을 교락하는 원통상 측면(22)으로 규정되어 있고, 최상단에 위치하는 감쇠체(12)의 일단면(20)은 한쪽에서는 상부 플랜지 플레이트(15)의 원형 오목한 곳(25)에서, 다른 쪽에서는 두꺼운 두께 강성 강판(5)의 원형 오목한 곳(26)에서 각각 상부 플랜지 플레이트(15) 및 두꺼운 두께 강성 강판(5)에 끼워 장착된 상방의 전단 키(17)의 하면(19)에 조밀하게 접촉하고 있고, 최하단에 위치하는 감쇠체(12)의 타단면(21)은 한쪽에서는 하부 플랜지 플레이트(16)의 원형 오목한 곳(27)에서, 다른 쪽에서는 두꺼운 두께 강성 강판(6)의 원형 오목한 곳(28)에서 각각 하부 플랜지 플레이트(16) 및 두꺼운 두께 강성 강판(6)에 끼워 장착된 하방의 전단 키(17)의 상면(18)에 조밀하게 접촉하고 있고, 최상단 및 최하단에 위치하는 감쇠체(12)를 제외한 다른 감쇠체(12)는 그 일단면(20) 및 타단면(21)에서 인접하는 감쇠체(12)의 타단면(21) 및 일단면(20)에 조밀하게 접촉하고 있고, 감쇠체(12)의 각각은 일단면(20)에 대해 평행한 방향인 수평 방향(H)에서 타단면(21)의 일단면(20)에 대한 상대적인 전단(휨) 변형으로 이러한 전단 변형의 에너지를 흡수하여 이러한 전단 변형을 감쇠시키도록 되어 있다.Each damping body 12 has a circular end face 20 and a circular other end face 21 facing the end face 20, and a cylindrical side face 22 intersecting the end face 20 and the other end face 21. ), and the one end face 20 of the damping body 12 located at the uppermost end is at the circular recess 25 of the upper flange plate 15 on one side, and on the other side of the thick thick rigid steel plate 5 At the circular recess 26, each is in close contact with the lower surface 19 of the upper shear key 17 fitted between the upper flange plate 15 and the thick rigid steel plate 5, and the damping located at the lowermost end The other end face 21 of the sieve 12 is a lower flange plate at the circular recess 27 of the lower flange plate 16 on one side and at the circular recess 28 of the thick steel plate 6 on the other side, respectively. (16) and the damping element other than the damping element 12, which is in close contact with the upper surface 18 of the lower shear key 17 fitted to the thick rigid steel plate 6, and located at the uppermost and lowermost stages (12) is in close contact with the other end face 21 and the end face 20 of the damping body 12 adjacent to the end face 20 and the other end face 21, each of the damping body 12 is a shear (bending) deformation relative to the one end face 20 of the other end face 21 in the horizontal direction (H), which is a direction parallel to the one end face 20, by absorbing the energy of this shear deformation to to be attenuated.

이러한 면진 장치(1)는 상부 플랜지 플레이트(15) 측이 상부 구조물(31)에, 하부 플랜지 플레이트(16) 측이 하부 구조물인 기초(32)에 각각 볼트(33)를 개재하여 연결되어 고정되어 있고, 이렇게 하여 상부 구조물(31)과 기초(32)의 사이에 배치된 면진 장치(1)는 적층 탄성체(8)와 원기둥체(14)에 의해 상부 구조물(31)의 적층 방향(연직 방향)(V)의 하중을 지지하도록 되어 있다.The seismic isolator 1 is connected to the upper structure 31 with the upper flange plate 15 side and the lower flange plate 16 side with the lower structure base 32 via bolts 33 and fixed. In this way, the seismic isolator 1 disposed between the upper structure 31 and the foundation 32 is the lamination direction (vertical direction) of the upper structure 31 by the laminated elastic body 8 and the cylindrical body 14 . It is designed to support the load of (V).

감쇠체(12) 각각은 기본적으로 열전도성 필러와, 흑연과, 주로 점착 부여제로서 기능하는 열경화성 수지를 함유하고 있다.Each of the damping elements 12 basically contains a thermally conductive filler, graphite, and a thermosetting resin mainly functioning as a tackifier.

각 감쇠체(12)는 열전도성 필러, 흑연으로서 인편상 흑연 및 열경화성 수지 분말 또는 이들에 추가로 첨가하는 고무 분말 및 결정성 폴리에스테르 수지 중의 적어도 한쪽을 소정량의 비율로 칭량하고, 이들을 믹서 등의 교반 혼합기에 투입하여 균일하게 교반 혼합하고, 이 혼합물을 니더(혼련기)에 투입하여 가열 혼련하고, 가열 혼련된 감쇠체 재료를 80~150℃의 온도로 가열된 금형의 원기둥상 중공부에 충전하고, 성형 압력 10~100N/㎟로 압축 성형하고, 압축 성형 후 금형의 원기둥상 중공부에서 가압 상태를 유지하면서 서냉하고, 이어서 금형의 원기둥상 중공부로부터 취출함으로써 제조된다.Each damping body 12 is a thermally conductive filler and graphite, and at least one of flaky graphite and thermosetting resin powder or rubber powder and crystalline polyester resin added thereto in a predetermined amount is weighed in a predetermined amount, and these are mixed with a mixer or the like. Put into the stirring mixer of It is produced by filling, compression molding at a molding pressure of 10 to 100 N/mm 2 , followed by compression molding while maintaining a pressurized state in the cylindrical hollow part of the mold, followed by cooling, and then taking it out from the cylindrical hollow part of the mold.

원반상(원판상)의 감쇠체(12)를 다층으로 겹쳐 쌓아 이루어진 원기둥체(14)를 갖는 면진 장치(1)를 제조하려면, 우선 중앙부에 둥근 구멍을 구비한 원환상의 고무판 등의 탄성판(2)과 중앙부에 둥근 구멍을 구비한 원환상의 강성 금속판 등으로 이루어진 얇은 두께 강성 강판(4)을 교대로 적층하고, 그 최하면 및 최상면에 중앙부에 둥근 구멍을 구비한 환상의 강성 금속판 등으로 이루어진 두꺼운 두께 강성 강판(5, 6)을 배치하고, 형(型) 내에서 가압하에서의 가황에 의해 이들을 서로 고정하여, 중앙부에 원기둥상 중공부(11)를 구비한 원통상의 적층 탄성체(8)를 제작하고, 그 후 복수개의 원반상(원판상)의 감쇠체(12)로 이루어진 원기둥체(14)를 원기둥상 중공부(11)에 형성하기 위해 원기둥상 중공부(11)에 복수개의 원반상(원판상)의 감쇠체(12)를 압입하여 적층한다. 감쇠체(12)의 압입은 원반상(원판상)의 감쇠체(12)가 적층 탄성체(8)의 내주면(10)에 대해 간극이 발생하지 않도록 하여 복수개의 원반상(원판상)의 감쇠체(12)의 각각을 유압 램 등에 의해 원기둥상 중공부(11)에 순차적으로 밀어넣어 행한다. 감쇠체(12)의 압입 후, 전단 키(17)를 원기둥상 중공부(11)의 하단부 및 상단부에, 그 상면(18)을 최하단에 위치하는 감쇠체(12)의 일단면(20)에, 그 하면(19)을 감쇠체(12)의 타단면(21)에 간극없이 접촉시켜 배치하고, 상하 플랜지 플레이트(15, 16)를 두꺼운 두께 강성 강판(5, 6)에 각각 볼트(13)를 개재하여 장치한다. 또한, 형 내에서 가압 하에서의 가황에 의한 적층 탄성체(8)의 형성에 있어서, 얇은 두께 강성 강판(4) 및 두꺼운 두께 강성 강판(5, 6)의 외주면을 덮어 탄성판(2)으로 이루어진 탄성층(3)에 고무 등으로 이루어진 피복층(9)이 일체적으로 형성되도록 하는 것이 좋다.In order to manufacture the seismic isolator 1 having the cylindrical body 14 formed by stacking the disk-shaped (disk-shaped) damping body 12 in multiple layers, first, an elastic plate such as an annular rubber plate having a round hole in the center portion. (2) and a thin-thick rigid steel plate 4 made of an annular rigid metal plate having a round hole in the center, etc. A cylindrical laminated elastic body 8 having a cylindrical hollow portion 11 in its center by placing thick rigid steel sheets 5 and 6 made of ), and thereafter, to form a cylindrical body 14 composed of a plurality of disk-shaped (disk-shaped) damping bodies 12 in the cylindrical hollow portion 11, a plurality of A disk-shaped (disk-shaped) damping body 12 is press-fitted and laminated. The press-fitting of the damping body 12 prevents the disc-shaped (disk-shaped) damping body 12 from creating a gap with the inner circumferential surface 10 of the laminated elastic body 8, so that a plurality of disc-shaped (disk-shaped) damping bodies Each of (12) is sequentially pushed into the cylindrical hollow part 11 by a hydraulic ram or the like. After press-fitting the damping body 12, the shear key 17 is placed at the lower end and upper end of the cylindrical hollow part 11, and the upper surface 18 is placed on the one end face 20 of the damping body 12 located at the lowermost end. , the lower surface 19 is placed in contact with the other end surface 21 of the damping body 12 without a gap, and the upper and lower flange plates 15 and 16 are bolted 13 to the thick rigid steel plates 5 and 6, respectively. installed through Further, in the formation of the laminated elastic body 8 by vulcanization under pressure in the mold, an elastic layer composed of the elastic plate 2 covering the outer peripheral surfaces of the thin-walled rigid steel plate 4 and the thick-walled rigid steel plate 5, 6 It is preferable that the coating layer 9 made of rubber or the like is integrally formed in (3).

면진 장치(1)는 원기둥상 중공부(11)에 이 원기둥상 중공부(11)의 축방향을 따라 다층으로 겹쳐 쌓인 복수개의 원반상(원판상)의 감쇠체(12)가 압입되어 있어, 진동, 충격 등에 의해 기초(32)에 대해 상부 구조물(31)이 수평 방향(H)으로 이동되어 수평 방향(H)의 전단력을 받았을 때에는 도 4에 도시한 바와 같이 적층 탄성체(8)와 함께 감쇠체(12)가 수평 방향(H)으로 전단 변형되어 수평 방향(H)의 진동 에너지를 흡수하여 진동, 충격 등의 외력을 신속하게 감쇠시킬 수 있다. 열전도성 필러, 흑연으로서의 인편상 흑연 및 열경화성 수지로 이루어진 감쇠체 재료 또는 이들에 고무 분말 및 결정성 폴리에스테르 수지 중의 적어도 한쪽을 함유한 감쇠체 재료로 제조한 원반상(원판상)의 감쇠체(12)가 원기둥상 중공부(11)에 다층으로 겹쳐 쌓이고 압입되어 이루어진 원기둥체(14)를 구비한 면진 장치(1)는 안정된 변형 의존성, 온도 의존성 및 면압 의존성의 특성을 가짐과 동시에 장시간 지진에서의 반복 가진에 대해 안정된 성능을 가진다.In the seismic isolator 1, a plurality of disk-shaped (disk-shaped) damping elements 12 stacked in multiple layers along the axial direction of the cylindrical hollow portion 11 are press-fitted into the cylindrical hollow portion 11, When the upper structure 31 is moved in the horizontal direction (H) with respect to the foundation 32 by vibration, impact, etc. and receives a shear force in the horizontal direction (H), it is damped together with the laminated elastic body 8 as shown in FIG. 4 . The sieve 12 is shear-deformed in the horizontal direction (H) to absorb vibration energy in the horizontal direction (H), thereby rapidly damping external forces such as vibration and shock. A disk-shaped (disk-shaped) damping body ( The seismic isolator 1 provided with the cylindrical body 14 formed by stacking and press-fitting the cylindrical hollow part 11 in multiple layers (12) has stable deformation dependence, temperature dependence, and surface pressure dependence, and at the same time, it can withstand earthquakes for a long time. It has stable performance for repeated excitation of

실시예Example

실시예 1~실시예 10Examples 1 to 10

열전도성 필러 및 흑연으로서의 인편상 흑연 및 열경화성 수지로서의 페놀 수지 또는 이들에 고무 분말 및 결정성 폴리에스테르 수지 중의 적어도 한쪽을 표 1 및 표 2에 나타내는 배합 비율(부피%)로 칭량하고, 이들을 믹서 등의 교반 혼합기에 투입하여 균일하게 교반 혼합한 혼합물을 120℃의 온도로 가열한 니더에 투입하고 가열하면서 혼련하여 감쇠체 재료를 제작하고, 이 감쇠체 재료를 120℃의 온도로 가열한 금형의 원기둥상 중공부에 충전하고, 성형 압력 60N/mm2로 압축 성형하고, 압축 성형 후 금형의 원기둥상 중공부에서 가압 상태를 유지하면서 감쇠체 재료를 서냉하여 상온까지 냉각한 후, 금형의 원기둥상 중공부로부터 직경Φ 50mm, 길이 10mm의 원반상(원판상)의 감쇠체(12)를 취출하였다.Flake graphite as a thermally conductive filler and graphite and phenol resin as a thermosetting resin or at least one of rubber powder and crystalline polyester resin to these are weighed at the mixing ratio (vol%) shown in Tables 1 and 2, and these are weighed with a mixer, etc. Put the mixture into a stirring mixer and uniformly stir and mix the mixture into a kneader heated to a temperature of 120 ° C., and knead while heating to produce a damping material material, and the cylinder of a mold heated by heating the damping material material to a temperature of 120 ° C. After filling the upper hollow part, compression molding with a molding pressure of 60N/mm 2 , and maintaining the pressure state in the cylindrical hollow part of the mold after compression molding, the damping body material is slowly cooled to room temperature, and then the cylindrical hollow of the mold A disk-shaped (disk-shaped) damping body 12 having a diameter of 50 mm and a length of 10 mm was taken out from the part.

Figure 112017050302530-pct00001
Figure 112017050302530-pct00001

Figure 112017050302530-pct00002
Figure 112017050302530-pct00002

외경이 250mm이고 두께가 1.4mm이며 강성을 갖는 얇은 두께 강성 강판(4) 23장과, 마찬가지로 외경이 250mm이고 두께가 2.0mm이며 탄성을 갖는 탄성판(가황 천연 고무: 고무 전단 탄성률 G = 0.4 N/㎟)(2) 24장을 교대로 적층하고, 나아가 그 하면 및 상면에 직경 70mm의 원형 오목한 곳(26, 28)을 각각 갖는 것과 동시에 마찬가지로 외경이 250mm이고 두께가 25mm인 두꺼운 두께 강성 강판(5, 6)을 배치하고, 이들을 내경 260mm의 형 내에서 가압하에서의 가황에 의해 서로 고정한 높이 130.2mm이고 지름 방향의 두께 5mm인 원통상의 피복층(9)으로 피복된 적층 탄성체(높이 130.2mm, 외경 250mm)(8)의 중앙부의 원기둥상 중공부(11)에 직경이 50mm이고 두께가 10mm이며 실시예 1 내지 실시예 10으로 이루어진 원반상(원판상)의 감쇠체(12)를 11개 겹쳐 쌓고 간극없이 압입하여 도 1에 도시한 면진 장치(1)를 제작하였다.23 sheets of thin-walled rigid steel sheet (4) having an outer diameter of 250 mm and a thickness of 1.4 mm, and similarly, an elastic sheet having an outer diameter of 250 mm and a thickness of 2.0 mm with elasticity (vulcanized natural rubber: rubber shear modulus G = 0.4 N /mm2) (2) (2) 24 sheets are alternately laminated, and further, at the same time as having circular recesses 26 and 28 with a diameter of 70 mm on the lower and upper surfaces, respectively, a thick rigid steel sheet having an outer diameter of 250 mm and a thickness of 25 mm ( 5 and 6) are arranged, and they are fixed to each other by vulcanization under pressure in a mold with an inner diameter of 260 mm. A laminated elastic body (height 130.2 mm, outer diameter) covered with a cylindrical coating layer 9 having a height of 130.2 mm and a thickness of 5 mm in the radial direction. In the cylindrical hollow part 11 of the central part of 250 mm) (8), 11 disk-shaped (disk-shaped) damping elements 12 having a diameter of 50 mm and a thickness of 10 mm and consisting of Examples 1 to 10 are stacked, The seismic isolator 1 shown in FIG. 1 was manufactured by press-fitting without a gap.

면진 장치(1)의 감쇠 성능, 면압 의존성 및 항복 하중 유지율에 대해서는 다음 방법에 의해 평가하였다.The damping performance, surface pressure dependence, and yield load retention of the seismic isolator 1 were evaluated by the following method.

<감쇠 성능><Attenuation performance>

면진 장치(1)에 연직 방향으로 5MPa, 10MPa, 15MPa 및 20MPa 각각의 연직 면압(P)을 부하한 상태로 수평 방향(H)으로 0.33Hz의 가진 주파수로 가진하여 수평 방향 전단 변형(±48mm = ±100% 전단 변형)을 발생시켰다. 면진 장치(1)의 하단에 대한 그 상단의 수평 방향 변위(가로축δ)와 면진 장치(1)의 수평 방향 하중(수평력)(세로축Q)의 관계(수평 복원력 특성도)를 나타내는 도 5에서, 히스테리시스 곡선(실선)으로 둘러싸인 영역의 면적(ΔW)이 커질수록 진동 에너지를 많이 흡수할 수 있는 것을 의미하지만, 여기서는 수평 방향 전단 변형, 즉 ±100% 전단 변형에서의 절편 하중(항복 하중)(Qd)(히스테리시스 곡선이 세로축(Q)과 교차하는 점에서의 수평 방향 하중(Qd1, ｜Qd2│)을 이용하여 식: Qd = (Qd1+｜Qd2｜)/2로 계산한 값)으로 원기둥체(14)의 감쇠 성능을 평가(절편 하중(Qd)이 커질수록 히스테리시스 곡선으로 둘러싸인 영역의 면적이 넓어지고 감쇠 성능이 우수한 것을 나타냄)하였다.Horizontal shear deformation (±48 mm = ± 100% shear strain). 5 showing the relationship (horizontal restoring force characteristic diagram) between the horizontal displacement (horizontal axis δ) of the upper end of the seismic isolator 1 with respect to the lower end and the horizontal load (horizontal force) (vertical axis Q) of the seismic isolator 1, As the area (ΔW) of the region enclosed by the hysteresis curve (solid line) increases, it means that more vibration energy can be absorbed. ) (value calculated as Qd = (Qd1+|Qd2|)/2) using the horizontal load (Qd1, ｜Qd2│) at the point where the hysteresis curve intersects the vertical axis (Q). ) was evaluated (indicating that as the intercept load (Qd) increases, the area of the region surrounded by the hysteresis curve increases and the damping performance is excellent).

<면압 의존성><Surface pressure dependence>

면진 장치(1)에 앞에 나타낸 5MPa, 10MPa, 15MPa 및 20MPa의 연직 면압(연직 하중)(P)을 각각 부하하여 각 연직 면압(P)에서의 절편 하중(Qd)을 구하고, 10MPa, 15MPa 및 20MPa의 각 연직 면압(P)에 의한 절편 하중(Qd)의 변화를 연직 면압 5MPa의 절편 하중(Qd)을 1.00으로 한 비(배율)로 산출하여, 이 비로 면압 의존성을 평가하였다. 이 비가 연직 면압(P)의 증가에 따라 증가하는 면진 장치(1)는 연직 면압(P)에 따른 절편 하중(Qd)을 발생하고, 지지하는 하중이 다른 상부 구조물에 따른 면진 효과를 발휘할 수 있는 특성을 가지게 된다.Apply the vertical surface pressures (vertical load) (P) of 5 MPa, 10 MPa, 15 MPa, and 20 MPa shown above to the seismic isolator 1, respectively, and obtain the intercept load (Qd) at each vertical surface pressure (P), 10 MPa, 15 MPa, and 20 MPa The change in the section load (Qd) due to each vertical face pressure (P) of was calculated as a ratio (magnification) where the section load (Qd) at a vertical face pressure of 5 MPa was 1.00, and the face pressure dependence was evaluated with this ratio. The seismic isolator 1, whose ratio increases with the increase of the vertical surface pressure P, generates a section load Qd according to the vertical surface pressure P, have characteristics.

면압 의존성의 시험 결과를 나타내는 표 1 및 표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 표 1 및 표 2에 나타내는 감쇠체 재료로 이루어진 원기둥체(14) 각각을 구비한 면진 장치(1)는 연직 면압(P)의 상승에 따라 절편 하중(Qd)이 증가하고, 구체적으로 각 연직 면압(P)에서의 절편 하중(Q)과 연직 면압 5MPa에서의 절편 하중의 비가 연직 면압(P)이 5MPa에 대해 2배인 10MPa에서 1.28~1.48, 연직 면압(P)이 5MPa에 대해 3배인 15MPa에서 1.52~1.92, 그리고 연직 면압(P)이 5MPa에 대해 4배인 20MPa에서 1.82~2.31이 되어, 연직 면압(P)에 따라 절편 하중(Qd)의 값이 증가하고, 연직 면압(P)이 되는 적재 하중에 따른 면진 효과를 얻을 수 있다. 도 6은 실시예 6의 원기둥체(14)를 구비한 면진 장치(1)에서의 수평 방향 변위(δ(mm))와 수평 방향 하중(수평력)(Q(kN))의 관계인 수평 복원력 특성의 시험 결과(히스테리시스 곡선)를 나타낸다.As can be seen from Tables 1 and 2 showing the test results of the surface pressure dependence, the seismic isolator 1 provided with each of the cylindrical bodies 14 made of the damping body material shown in Tables 1 and 2, respectively, has a vertical surface pressure P ) increases, the section load (Qd) increases, and specifically, the ratio of the section load (Q) at each vertical face pressure (P) to the section load at 5 MPa vertical face pressure (P) is doubled for 5 MPa. 1.28 to 1.48 at 10 MPa, 1.52 to 1.92 at 15 MPa, where the vertical surface pressure (P) is three times that of 5 MPa, and 1.82 to 2.31 at 20 MPa, where the vertical surface pressure (P) is four times that of 5 MPa, depending on the vertical pressure (P) The value of the intercepting load (Qd) increases, and the seismic isolation effect according to the load that becomes the vertical surface pressure (P) can be obtained. 6 is a graph of the horizontal restoring force characteristic, which is the relationship between the horizontal displacement (δ (mm)) and the horizontal load (horizontal force) (Q (kN)) in the seismic isolator 1 having the cylindrical body 14 of Example 6; The test result (hysteresis curve) is shown.

원기둥체(14) 대신에 원기둥상의 납(납 플러그)을 구비한 면진 장치에서 연직 면압 5MPa에서의 절편 하중과 연직 면압 10MPa, 15MPa 및 20MPa 각각에서의 절편 하중의 비는 연직 면압 10MPa에서 1.02, 연직 면압 15MPa에서 1.04, 그리고 연직 면압 20MPa에서 1.06이며, 납 플러그를 구비한 면진 장치에서는 지지하는 하중이 달라도 절편 하중이 거의 변화하지 않고, 하중이 다른 상부 구조물에 따른 면진 효과를 발휘하는 면압 의존성의 관점에서 이러한 납 플러그를 압입한 면진 장치는 본 예의 면진 장치(1)보다 떨어진다.In the seismic isolator provided with cylindrical lead (lead plug) instead of the cylindrical body 14, the ratio of the section load at a vertical face pressure of 5 MPa to the section load at each of 10 MPa, 15 MPa, and 20 MPa of vertical face pressure was 1.02 at a vertical face pressure of 10 MPa, and the vertical The surface pressure is 1.04 at 15 MPa and the vertical pressure is 1.06 at 20 MPa, and in a seismic isolator equipped with a lead plug, the intercepted load hardly changes even when the load supported is different, and the surface pressure dependence perspective that exhibits the seismic isolating effect according to the superstructure with different loads The seismic isolator press-fitted with such a lead plug is inferior to the seismic isolator 1 of this example.

<가진 횟수와 에너지 흡수 성능의 유지율(항복 하중 유지율)><Retention rate of frequency and energy absorption performance (yield load retention rate)>

면진 장치(1)에 (1) 수평 방향 변형률 100%, 0.1Hz 및 (2) 수평 방향 변형률 300%, 0.33Hz의 반복 가진을 행하고, 에너지 흡수 성능의 유지율을 항복 하중 유지율(=Qdn/Qd1, 여기서 Qd1은 1회째 가진에서의 절편 하중(Qd)의 값이고, Qdn은 n회째 가진에서의 절편 하중(Qd)의 값)로서 구하는 시험을 행하였다.Repeat excitation of (1) horizontal strain 100%, 0.1 Hz and (2) horizontal strain 300%, 0.33 Hz is applied to the seismic isolator 1, and the retention of energy absorption performance is determined as the yield load retention (=Qdn/Qd1, Here, Qd1 is the value of the section load (Qd) at the first excitation, and Qdn is the value of the section load (Qd) at the nth excitation).

수평 방향 변형률 100% 및 주파수 0.1Hz의 4사이클의 가진 시험에서는 도 7에 도시된 시험 결과로부터 실시예 9와 비교예 1 및 2의 면진 장치에 성능의 큰 차이는 보이지 않았지만, 수평 방향 변형률 300% 및 주파수 0.33Hz의 10사이클의 가진 시험에서는 도 8에 도시한 시험 결과로부터 실시예 9의 면진 장치(1)는 항복 하중 변화율이 작고 장시간 지진에서의 반복 가진에 대해 성능이 안정되어 있는 것을 알 수 있다.In the excitation test of 4 cycles with a horizontal strain rate of 100% and a frequency of 0.1 Hz, from the test results shown in FIG. 7, there was no significant difference in performance between the seismic isolators of Example 9 and Comparative Examples 1 and 2, but the horizontal strain rate of 300% And in the excitation test of 10 cycles with a frequency of 0.33 Hz, it can be seen from the test results shown in FIG. there is.

시험에서 사용한 비교예 1의 면진 장치는 적층 탄성체(8)의 중앙부의 원기둥상 중공부(11)에 원기둥체(14) 대신에 납 플러그를 압입한 면진 장치이고, 비교예 2의 면진 장치는 납 플러그 대신에 열도전성 필러, 인편상 흑연, 가황 고무 분말, 결정성 폴리에스테르 수지 및 쿠마론 수지로 이루어진 감쇠체 재료를 압축 성형하여 얻어지는 원기둥체를 압입한 면진 장치이다.The seismic isolator of Comparative Example 1 used in the test was a seismic isolator in which a lead plug was press-fitted instead of the cylindrical body 14 into the cylindrical hollow 11 of the central part of the laminated elastic body 8, and the seismic isolator of Comparative Example 2 was a lead It is a seismic isolator in which a cylindrical body obtained by compression molding a damping body material consisting of a thermally conductive filler, flaky graphite, vulcanized rubber powder, crystalline polyester resin and coumarone resin instead of a plug is press-fitted.

또한, 원기둥상 중공부(11)에 하나의 감쇠체(12)로 이루어진 원기둥체(14)를 간극 없이 압입한 면진 장치(1)에서도 상기와 같은 효과가 얻어지는 것을 확인하였다.In addition, it was confirmed that the above-described effects were obtained even in the seismic isolator 1 in which the cylindrical body 14 including one damping body 12 was press-fitted into the cylindrical hollow part 11 without a gap.

1: 면진 장치
2: 탄성판
3: 탄성층
4: 얇은 두께 강성 강판
5, 6: 두꺼운 두께 강성 강판
7: 강성층
8: 적층 탄성체
9: 피복층
10: 내주면
11: 원기둥상 중공부
12: 감쇠체
14: 원기둥체1: seismic isolator
2: elastic plate
3: elastic layer
4: Thin-thickness rigid steel sheet
5, 6: thick steel plate
7: Rigid layer
8: laminated elastic body
9: Cover layer
10: If you give me
11: Cylindrical hollow part
12: damping element
14: cylindrical body

Claims (10)

강성층 및 탄성층이 교대로 적층되어 이루어진 적층 탄성체와, 적어도 이 적층 탄성체의 내주면으로 규정된 적어도 하나의 기둥상 중공부에 배치된 감쇠체로 이루어진 기둥체를 구비하고, 감쇠체는 열전도성 필러와 인편상 흑연과 열경화성 수지와 가황 고무 분말을 포함하고,
상기 열전도성 필러는 산화 마그네슘을 포함하고, 상기 열경화성 수지는 페놀 수지를 포함하는 면진 장치.A laminated elastic body formed by alternately stacking rigid layers and elastic layers; Containing flaky graphite, thermosetting resin and vulcanized rubber powder,
The thermally conductive filler includes magnesium oxide, and the thermosetting resin includes a phenol resin. 강성층 및 탄성층이 교대로 적층되어 이루어진 적층 탄성체와, 적어도 이 적층 탄성체의 내주면으로 규정된 적어도 하나의 기둥상 중공부에 배치되어 있는 것과 동시에 기둥상 중공부의 축방향으로 적층된 복수개의 감쇠체로 이루어진 기둥체를 구비하고, 각 감쇠체는 열전도성 필러와 인편상 흑연과 열경화성 수지와 가황 고무 분말을 포함하고,
상기 열전도성 필러는 산화 마그네슘을 포함하고, 상기 열경화성 수지는 페놀 수지를 포함하는 면진 장치.A laminated elastic body in which rigid layers and elastic layers are alternately laminated, and a plurality of damping members disposed in at least one columnar hollow portion defined by at least an inner circumferential surface of the laminated elastic body and laminated in the axial direction of the columnar hollow portion and each damping body comprising a thermally conductive filler, flaky graphite, a thermosetting resin, and vulcanized rubber powder,
The thermally conductive filler includes magnesium oxide, and the thermosetting resin includes a phenol resin. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 감쇠체는 상기 열전도성 필러 35~70부피%와, 상기 인편상 흑연 5~50부피%와, 상기 열경화성 수지 10~30부피%를 포함하는 면진 장치.The method according to claim 1 or 2,
The damping body comprises 35 to 70 vol% of the thermally conductive filler, 5 to 50 vol% of the flaky graphite, and 10 to 30 vol% of the thermosetting resin. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 감쇠체는 상기 가황 고무 분말 40부피% 이하를 포함하는 면진 장치.The method according to claim 1 or 2,
The damping body is a seismic isolator comprising 40% by volume or less of the vulcanized rubber powder. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 감쇠체는 결정성 폴리에스테르 수지를 더 포함하는 면진 장치.The method according to claim 1 or 2,
The damping device further comprises a crystalline polyester resin. 청구항 5에 있어서,
상기 감쇠체는 상기 결정성 폴리에스테르 수지 25부피% 이하를 포함하는 면진 장치.6. The method of claim 5,
The damping body is a seismic isolator comprising 25% by volume or less of the crystalline polyester resin. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 기둥체는 상기 적층 탄성체와 함께 적층 방향의 하중도 지지하도록 되어 있는 면진 장치.The method according to claim 1 or 2,
The pillar body is configured to support a load in a lamination direction together with the laminated elastic body. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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