JP2022039913A - Vibration suppression device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、制振装置に関する。 The present invention relates to a vibration damping device.
ビル、橋げた等の構造物の制振装置として、一対のプレートと、当該プレート間に介在する高減衰ゴムとを備える制振装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載されているように、高減衰ゴムとしては、一般的にジエン系ゴムが用いられている。このジエン系ゴムは経年劣化しやすいため、高減衰ゴムの外周面を耐候性の高いゴム層で被覆することが行われている。この被覆ゴム層には、ガスバリア性および減衰性能に優れることから、ブチルゴムが好適に用いられている。高減衰ゴムおよび被覆ゴム層は、通常、プレートとは加硫接着される。 As a vibration damping device for structures such as buildings and bridges, a vibration damping device including a pair of plates and a high damping rubber interposed between the plates is known (see, for example, Patent Document 1). As described in Patent Document 1, a diene-based rubber is generally used as the high damping rubber. Since this diene-based rubber tends to deteriorate over time, the outer peripheral surface of the highly damped rubber is covered with a rubber layer having high weather resistance. Butyl rubber is preferably used for this coated rubber layer because it has excellent gas barrier properties and damping performance. The high damping rubber and the coated rubber layer are usually vulcanized and bonded to the plate.
本発明者らが鋭意検討した結果、従来技術の制振装置においては、制振装置が作動して繰り返し大変形が生じた際の、高減衰ゴムの破壊抑制性能に改善の余地があることを見出した。そこで本発明は、制振装置が作動して繰り返し大変形が生じた際の、高減衰ゴムの破壊抑制性能に優れる制振装置を提供することを目的とする。 As a result of diligent studies by the present inventors, it has been found that in the conventional vibration damping device, there is room for improvement in the breakage suppressing performance of the high damping rubber when the vibration damping device is operated and repeated large deformation occurs. I found it. Therefore, it is an object of the present invention to provide a vibration damping device having excellent fracture suppressing performance of high damping rubber when the vibration damping device is operated and large deformation is repeatedly generated.
ここに開示される制振装置は、第1プレートと、前記第1プレートの一方の主面に対向した第2プレートと、前記第1プレートと前記第2プレートとの間に配置され、前記第1プレートと前記第2プレートとに接着された高減衰ゴムと、前記高減衰ゴムの外周面を被覆する被覆ゴムと、を備える。前記被覆ゴムは、前記第1プレートおよび前記第2プレートと離して配置されている。 The vibration damping device disclosed herein is arranged between the first plate, the second plate facing one main surface of the first plate, and the first plate and the second plate, and the first plate. A high damping rubber bonded to the 1 plate and the 2nd plate, and a coated rubber covering the outer peripheral surface of the high damping rubber are provided. The coated rubber is arranged apart from the first plate and the second plate.
かかる制振装置によれば、制振装置が作動して繰り返し大変形が生じた際の、高減衰ゴムの破壊抑制性能が向上する。 According to such a vibration damping device, the fracture suppressing performance of the high damping rubber is improved when the vibration damping device is operated and large deformation is repeatedly generated.
以下、ここで開示される制振装置を図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。各図面は模式的に描かれており、必ずしも実物を反映していない。また、各図面は、一例を示すのみであり、特に言及されない限りにおいて本発明を限定しない。また、同一の作用を奏する部材・部位には、適宜に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, the vibration damping device disclosed here will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments. Each drawing is drawn schematically and does not necessarily reflect the real thing. Further, each drawing shows only one example, and does not limit the present invention unless otherwise specified. Further, members / parts having the same action are appropriately designated with the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
図1は、ここで開示される制振装置の一実施形態を示す一部切欠き斜視図である。図2は、ここで開示される制振装置の一実施形態の部分断面図であり、図1のIV-IV線に沿った断面の一部を示している。ここで開示される制振装置10は、図1および図2に示されているように、第1プレート11と、第2プレート12と、高減衰ゴム13と、被覆ゴム14とを備えている。第2プレート12は、第1プレート11の一方の主面に対向している。本明細書において「プレートの主面」とは、プレートの有する面のうち、最も面積が大きい対向する2つの面のことを指す。
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing an embodiment of the vibration damping device disclosed here. FIG. 2 is a partial cross-sectional view of an embodiment of the vibration damping device disclosed herein, and shows a part of a cross section taken along the line IV-IV of FIG. The
第1プレート11および第2プレート12には、所要の剛性を有する金属性のプレート、例えば、所要の厚さおよび剛性を有する鋼板やアルミ板が用いられる。第1プレート11および第2プレート12は、通常、粘弾性ダンパー等に組み込み可能なように構成されており、例えば、ボルト装着孔等を有している。
For the
高減衰ゴム13は、第1プレート11と第2プレート12との間に配置されている。言い換えると、高減衰ゴム13は、第1プレート11および第2プレート12によって挟持されている。よって、制振装置10の各部材の各面を、図2における「上」「下」に対応させた場合、高減衰ゴム13の上面が第1プレート11の下面と接し、高減衰ゴム13の下面が第2プレート12の上面と接している。高減衰ゴム13は、第1プレート11および第2プレート12と、接着されており、通常、加硫接着されている。高減衰ゴム13は、通常、第1プレート11および第2プレート12と、その接触面積のすべてにおいて接着されるが、その接触面積の一部のみ接着されていてもよい。地震が発生して第1プレート11および第2プレート12が振動すると、この高減衰ゴム13が変形してビル、橋げた等の構造物への振動の伝搬を抑制することができ、また、高減衰ゴム13の減衰作用によって振動を減衰することができる。
The
高減衰ゴム13は、被覆ゴム14よりも高い減衰性を有する粘弾性体であり、ゴム成分としてジエン系ゴムを含有してもよい。ジエン系ゴムの種類は特に限定されず、高減衰ゴムとして用いられている公知のジエン系ゴムであってよい。ジエン系ゴムは好適には、天然ゴム、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、およびスチレンブタジエンゴム(SBR)からなる群より選ばれる少なくとも1種以上のゴムである。高減衰ゴム13は、ゴム成分以外の成分をさらに含有していてもよい。例えば、高減衰ゴム13は、シリカやカーボンブラックなどの高減衰性を発揮する添加剤などをさらに含有していてもよい。
The
図1に示す実施形態では、高減衰ゴム13は、直方体形状をしているが、高減衰ゴム13の形状は第1プレート11と第2プレート12との間に配置されるものである限り、特に限定されない。高減衰ゴム13は、立方体形状を有していてもよく、四角柱形状以外の多角形柱形状を有していてもよい。高減衰ゴム13は、円柱形状を有していてもよい。高減衰ゴム13は、単一の高減衰ゴム製の部材から構成されていてもよいし、高減衰ゴム製の2以上の部材を接着して構成されていてもよい。例えば、高減衰ゴム13は、複数の細長い直方体形状の高減衰ゴムパーツ部材が、四角柱状になるように一方向に配列され、高減衰ゴムパーツ部材同士が加硫接着等によって接着されたものであってよい。
In the embodiment shown in FIG. 1, the
高減衰ゴム13の有する面のうち、第1プレート11および第2プレート12と接していない面が、外周面を構成している。図1に示す実施態様では、4つの矩形面によって外周面が構成されている。この外周面は、例えば、高減衰ゴム13が円柱形状である場合等のように、実施形態によっては曲面であり得る。
Of the surfaces of the
図1および図2に示されているように、ここで開示される制振装置の一実施形態である制振装置10では、高減衰ゴム13の外周面は、第1プレート11側の端部に、第1凸部13aを有している。また、高減衰ゴム13の外周面は、第2プレート12側の端部に第2凸部13bを有している。図示されている実施形態では、高減衰ゴム13の外周面は、その全周にわたって第1凸部13aおよび第2凸部13bを有している。しかしながら、高減衰ゴム13の外周面は、その一部において第1凸部13aおよび第2凸部13bを有していてもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, in the
図2に示されているように、高減衰ゴム13の外周面のうち、高減衰ゴム13の第1凸部13aと第2凸部13bとの間の外周面13cは、被覆ゴム14で被覆されている。被覆ゴム14は、層状であり、耐候性や空気遮断性を有して高減衰ゴムの経年劣化を抑制する作用を有する。被覆ゴム14は、ゴム成分として、例えば、エチレンプロピレン系ゴム、クロロプレン系ゴム、ブチル系ゴムを用いることができる。ブチル系ゴムの種類は特に限定されず、高減衰ゴムの被覆ゴムとして用いられている公知のブチル系ゴムであってよい。ブチル系ゴムは好適には、臭素化ブチルゴム、および塩素化ハロゲン化ブチルゴムからなる群より選ばれる少なくとも1種類以上のゴムである。被覆ゴム14は、通常、高減衰ゴム13と共に加硫されている。
As shown in FIG. 2, of the outer peripheral surface of the
一方で、被覆ゴム14は、第1凸部13aの頂部および第2凸部13bの頂部を被覆していない。したがって、被覆ゴム14は、第1凸部13aおよび第2凸部13bによって、第1プレート11および第2のプレート12とは離れている。よって、被覆ゴム14は、第1プレート11および第2プレート12とは、接着されていない。第1プレート11および第2プレート12の付近に配置されているのは、高減衰ゴム13のみであり、第1プレート11および第2プレート12と接着されているのは、高減衰ゴム13のみである。
On the other hand, the coated
第1凸部13aおよび第2凸部13bの形状は、被覆ゴム14と、第1プレート11および第2プレート12とを離すことができる限り、特に限定されない。図2に示されるように、第1凸部13aおよび第2凸部13bが断面矩形の形状を有する場合には、制振装置の設計と製造が特に容易である。
The shapes of the first
ここで、従来技術においては、制振装置が作動して繰り返し大変形が生じた際に、高減衰ゴムの破壊が起こる場合がある。この破壊が起こる場合のそのメカニズムは次のように考えられる。従来技術においては、プレートには、高減衰ゴムおよび被覆ゴムの両方が接しており、また接着されている。制振装置が作動して繰返し大変形が生じる際には、高減衰ゴムおよび被覆ゴムはプレート付近に最大の応力を受ける。よって、プレート付近では、プレートと接している高減衰ゴムおよび被覆ゴムの両方に、大きな伸長と大きな圧縮が生じる。高減衰ゴムは粘弾性体であり、被覆ゴムは弾性体であるため、変形に違いが生じる。これにより、高減衰ゴムと被覆ゴムとの間、被覆ゴムとプレートとの間、および高減衰ゴムとプレートとの間に剥離が生じる。そして、伸長と圧縮の繰返しによってお互いが付着と剥離を繰り返すことで高減衰ゴムの破壊が進展する。 Here, in the prior art, the high damping rubber may be broken when the vibration damping device is operated and a large deformation is repeatedly generated. The mechanism when this destruction occurs is considered as follows. In the prior art, the plate is in contact with and adhered to both high damping rubber and coated rubber. When the vibration damping device is activated and repeated large deformation occurs, the high damping rubber and the coated rubber receive the maximum stress near the plate. Therefore, in the vicinity of the plate, large elongation and large compression occur in both the high damping rubber and the coated rubber in contact with the plate. Since the high damping rubber is a viscoelastic body and the coated rubber is an elastic body, there is a difference in deformation. This causes peeling between the high damping rubber and the coated rubber, between the coated rubber and the plate, and between the high damping rubber and the plate. Then, by repeating stretching and compression, the rubber repeatedly adheres to and peels off from each other, and the destruction of the highly damped rubber progresses.
これに対し、ここで開示される制振装置の一実施形態である制振装置10では、上記のように、応力が集中するプレート11およびプレート12付近には高減衰ゴム13のみが配置されており、被覆ゴム14が、第1プレート11および第2プレート12とは離れている。このため、制振装置10が作動して繰り返し大変形が生じた際に、被覆ゴム14が受ける応力を大幅に軽減することができ、高減衰ゴムの破壊を高度に抑制することができる。
On the other hand, in the
高減衰ゴム13の凸部13aの第1プレート11の主面に垂直な方向の寸法(すなわち、図2における寸法A)、および高減衰ゴム13の凸部13bの第2プレート12の主面に垂直な方向の寸法(すなわち、図2における寸法B)は、特に限定されず、例えば、それぞれ0.75mm以上である。寸法Aおよび寸法Bが大きい方が、上述の被覆ゴム14が受ける応力をより高いレベルで軽減でき、高減衰ゴムの破壊抑制性能がより高くなる。そこで、より高い高減衰ゴムの破壊抑制性能の観点から、制振装置10においては、寸法Aおよび寸法Bは、それぞれ1.5mm以上である構成としている。なお、第1凸部および第2凸部以外の高減衰ゴム13の寸法(例えば、高減衰ゴム13の全体の寸法)は、特に限定されず、公知の制振装置の高減衰ゴムと同様であってよい。
The dimension of the
図示例では、高減衰ゴム13の凸部13aと凸部13bとの間を、被覆ゴム14が完全に充填しており(言い換えると、高減衰ゴム13の側面の凹部を被覆ゴム14が完全に充填している)、これにより被覆ゴム14は、高減衰ゴム13の第1凸部13aと第2凸部13bとの間の外周面13cを完全に被覆している。しかしながら、被覆ゴム14は、高減衰ゴム13の凸部13aと凸部13bとの間を部分的に充填して、外周面13cを部分的に被覆してもよい。
In the illustrated example, the covering
被覆ゴム14による高減衰ゴム13の被覆割合は、特に限定されないが、被覆割合が大きいほど、高減衰ゴム13への酸素等の侵入を防止することができ、経年劣化をより抑制することができる。そこで、高い劣化抑制性能の観点から、制振装置10においては、高減衰ゴム13の、第1プレート11および第2プレート12間の寸法の50%以上を被覆ゴムが被覆する構成としている。すなわち、図2における寸法に関し、寸法C/(寸法A+寸法C+寸法B)×100から求められる値(%)が、50%以上であるように構成されている。なお、寸法Cは、第1プレート11の主面および第2プレート12の主面に垂直な方向の被覆ゴム14の寸法である。よって、寸法Aおよび寸法Bの上限は、この観点から適宜設定され得る。
The coverage ratio of the high damping
したがって、制振装置10においては、第1凸部13aの、第1プレート11の主面に垂直な方向における寸法、および第2凸部13bの、第2プレート12の主面に垂直な方向における寸法が、それぞれ1.5mm以上であり、高減衰ゴム13の、第1プレート11および第2プレート12間の寸法の50%以上を被覆ゴム14が被覆していることによって、高減衰ゴムの破壊抑制と経年劣化の抑制とをバランスよく高度に達成することができる。
Therefore, in the
第1凸部13aおよび第2凸部13bの突出長さ(すなわち、第1凸部13aおよび第2凸部13bの図2の左右方向の寸法であって、凸部の頂部から底部までの寸法)は、特に限定されない。第1凸部13aおよび第2凸部13bの突出長さは、被覆ゴム14の厚み(すなわち、被覆ゴム14の図2の左右方向の寸法)と同じあっても異なっていてもよく、同じであることが好ましい。第1凸部13aおよび第2凸部13bの突出長さは、例えば0.5mm以上15mm以下、特に1mm以上5mm以下である。被覆ゴム14の厚みは、特に限定されない。高減衰ゴム13への酸素等の侵入を防止する観点から、被覆ゴム14を構成する材料の種類に応じて適宜設定すればよい。被覆ゴム14の厚みは、例えば0.5mm以上15mm以下、特に1mm以上5mm以下である。
The protruding lengths of the first
次に、制振装置10の製造方法の例をいくつか説明する。第1の例として、制振装置10は、次のようにして製造することができる。図3は、製造方法の第1の例を説明するための模式断面図である。まず、未加硫の高減衰ゴム組成物を、所定の形状に加工して、高減衰ゴム13用のコア部材310を作製する。この所定の形状は、図1および図2に例示される高減衰ゴム13から、第1凸部13aおよび第2凸部13bを取り去った形状である。
Next, some examples of the manufacturing method of the
一方で、未加硫の高減衰ゴム組成物を、第1凸部13aに対応する形状および第2凸部13bに対応する形状に加工して、高減衰ゴム13用の凸部用部材320,330をそれぞれ作製する。また、未加硫の被覆ゴム組成物を長尺状のシートに加工して、被覆ゴム14用のシート部材340を作製する。
On the other hand, the unvulcanized high-damping rubber composition is processed into a shape corresponding to the first
高減衰ゴム13用のコア部材310の外周に、被覆ゴム14用のシート部材340を巻き付け、巻き付けたシート部材340を、凸部用部材320,330で挟み込んでゴム複合体を作製する。あるいは、被覆ゴム14用のシート部材340を凸部用部材320,330で挟み込んで、これをコア部材310の外周に巻き付けて、ゴム複合体を作製する。
A
このゴム複合体の、第1プレート11および第2プレート12と接する面に加硫接着剤を塗布し、ゴム複合体を第1プレート11および第2プレート12で挟み込む。これを加熱して、高減衰ゴム組成物および被覆ゴム組成物を加硫すると共に、加硫接着剤による接着を行う。これにより、制振装置10を得ることができる。
A vulcanizing adhesive is applied to the surfaces of the rubber composite in contact with the
第2の例として、制振装置10は、次のようにして製造することができる。図4は、製造方法の第2の例を説明するための模式断面図である。未加硫の高減衰ゴム組成物を、所定の形状に加工して、高減衰ゴム13用のコア部材410を作製する。この所定の形状は、高減衰ゴム13から第1凸部13aを含む上部と、第2凸部13bを含む下部とを取り去った形状である。
As a second example, the
一方で、未加硫の高減衰ゴム組成物を、コア部材410の上面および下面よりも第1凸部13aおよび第2凸部13bの分だけ面積が大きい主面を有するシート部材420,420を作製する。これらのシート部材420,420はそれぞれ、第1凸部13aを含む上部、および第2凸部13bを含む下部に対応する形状とする。
On the other hand, the unvulcanized high-damping rubber composition is applied to the
コア部材410を、その上面および下面から、シート部材420,430で挟み込む。このとき、シート部材420,430の主面は、コア部材の上面および下面よりもそれぞれ大きいため、シート部材420,430の、コア部材からはみ出した部分がそれぞれ第1凸部13aおよび第2凸部13bとなり、未加硫の高減衰ゴム13が得られる。
The
また、未加硫の被覆ゴム組成物を長尺状のシートに加工して、被覆ゴム14用のシート部材440を作製する。被覆ゴム14用のシート部材440を、未加硫の高減衰ゴム13の第1凸部13aおよび第2凸部13bの間の部分に巻き付け、ゴム複合体を作製する。
Further, the unvulcanized coated rubber composition is processed into a long sheet to prepare a
このゴム複合体の、第1プレート11および第2プレート12と接する面に加硫接着剤を塗布し、ゴム複合体を第1プレート11および第2プレート12で挟み込む。これを加熱して、高減衰ゴム組成物および被覆ゴム組成物を加硫すると共に、加硫接着剤による接着を行う。これにより、制振装置10を得ることができる。
A vulcanizing adhesive is applied to the surfaces of the rubber composite in contact with the
第3の例として、制振装置10は、次のようにして製造することができる。図5は、製造方法の第3の例を説明するための模式断面図である。未加硫の高減衰ゴム組成物を、所定の形状に加工して、高減衰ゴム13用のコア部材510を作製する。この所定の形状は、高減衰ゴム13から第1凸部13aおよび第2凸部13bを含む端部を取り去った形状である。
As a third example, the
一方、未加硫の高減衰ゴム組成物を、高減衰ゴム13から第1凸部13aおよび第2凸部13bを含む端部に対応する形状(図示例では、断面コの字状の形状)に加工して、凹部を有する端部部材520を作製する。
On the other hand, the unvulcanized high-damping rubber composition has a shape corresponding to the end portion including the first
未加硫の被覆ゴム組成物を、長尺状のシートに加工して、被覆ゴム14用のシート部材540を作製する。コア部材510の外周面に端部部材520を配置し、さらに端部部材520の凹部にシート部材540を配置して、ゴム複合体を作製する。
The unvulcanized coated rubber composition is processed into a long sheet to prepare a
このゴム複合体の、第1プレート11および第2プレート12と接する面に加硫接着剤を塗布し、ゴム複合体を第1プレート11および第2プレート12で挟み込む。これを加熱して、高減衰ゴム組成物および被覆ゴム組成物を加硫すると共に、加硫接着剤による接着を行う。これにより、制振装置10を得ることができる。
A vulcanizing adhesive is applied to the surfaces of the rubber composite in contact with the
図6に、制振装置10の製造方法の第3の例に使用される、コア部材510および端部部材520の一形態の例を示す。図6に示すように、高減衰ゴム13用のコア部材510は、未加硫の高減衰ゴム組成物を、複数の細長い直方体形状に加工したパーツ部材512を用意し、これを、所定の形状になるように一方向に配列した後、接着等を行って形成してもよい。他の製造方法におけるコア部材についても、このように形成してもよい。このとき、大型の高減衰ゴム13の作製が容易であるという利点を有する。
FIG. 6 shows an example of one form of the
ここで、パーツ部材512を配列する際に、パーツ部材512同士の合わせ面514の間に空気が入り込む場合がある。上記の第1の例および第2の例では、コア部材において、合わせ面514の端が、外周面に位置するため露出している。その結果、合わせ面514に入り込んだ空気を、合わせ面の露出した端から放出させることができる。
Here, when arranging the
一方、上記の第3の例の場合、コア部材510の外周面に端部部材520を配置するために、合わせ面514の端が端部部材520で覆われて露出しなくなる。よって、合わせ面514に入り込んだ空気が残存し易く、接着や加硫等のための加熱の際に、残存した空気が膨張して不良を招くおそがある。
On the other hand, in the case of the third example described above, since the
そこで、断面コの字状の端部部材520に、合わせ面514の端が露出するような位置に、開口部520を設けることが好ましい。この開口部520により、合わせ面514に入り込んだ空気を放出させることができる。なお、図示例では、合わせ面514と同じ数だけ開口部520が設けられている。よって、一つの開口部520により露出する合わせ面514の端の数は1つである。しかしながら、開口部520の形態は、これに限られず、一つの開口部520によって、複数の合わせ面514の端が露出するような形態であってよい。また、図示例では、開口部520の開口形状は、円形であるが、これに限られず、方形等であってよい。したがって、図7に端部部材520の変形例を示すが、例えば、図7に示すように、端部部材520'の開口部522'は、複数の合わせ面514の端を露出させる長方形の貫通孔であってよい。
Therefore, it is preferable to provide the
なお、以上説明した製造方法は例示であり、他の方法によって制振装置10を製造することができる。例えば、高減衰ゴム組成物を、高減衰ゴムの形状に直接成形して、被覆ゴム14用シート部材を外周面に配置してゴム複合体を作製し、このゴム複合体を用いて制振装置10を製造することができる。例えば、高減衰ゴム組成物を、直方体形状や円柱形状に成形して、外周面に溝を形成し、当該溝に被覆ゴム14用シート部材を配置してゴム複合体を作製し、このゴム複合体を用いて制振装置10を製造することができる。
The manufacturing method described above is an example, and the
制振装置10は、公知方法等に従い、粘弾性ダンパー等に用いることができる。制振装置10は、高減衰ゴムの破壊抑制性能に優れるため、制振装置10を備える粘弾性ダンパーは、複数回の地震による高歪変形に対して有利なものとなる。
The
以上、ここで開示される制振装置の一実施形態について説明したが、ここで開示される制振装置は、上述した実施形態に限定されない。例えば、上記の実施態様では、被覆ゴムは、高減衰ゴムの外周面の第1凸部および第2凸部によって、第1プレートおよび第2のプレートと離れて配置されているが、被覆ゴムが第1プレートおよび第2のプレートと離れている形態はこれに限定されず、例えば、高減衰ゴムの外周面の第1凸部および第2凸部に代えて別の部材によって、被覆ゴムと、第1プレートおよび第2のプレートとが離れているような形態としてもよいし、高減衰ゴムの外周面のプレート付近を被覆ゴムが被覆しないようにして、被覆ゴムと、第1プレートおよび第2のプレートとが離れているような形態としてもよい。 Although the embodiment of the vibration damping device disclosed here has been described above, the vibration damping device disclosed here is not limited to the above-described embodiment. For example, in the above embodiment, the coated rubber is arranged apart from the first plate and the second plate by the first convex portion and the second convex portion on the outer peripheral surface of the high damping rubber, but the coated rubber is provided. The form separated from the first plate and the second plate is not limited to this, and for example, the coated rubber is provided with another member instead of the first convex portion and the second convex portion on the outer peripheral surface of the high damping rubber. The first plate and the second plate may be separated from each other, or the coating rubber and the first plate and the second plate may be formed so that the coating rubber does not cover the vicinity of the plate on the outer peripheral surface of the high damping rubber. It may be in the form of being separated from the plate of.
また、例えば、制振装置は、1枚の中間プレートの両主面上にそれぞれ、高減衰ゴムが配置され、2枚の外側プレートで挟み込まれ、当該高減衰ゴムが、中間プレートおよび外側プレートと接着されており、当該高減衰ゴムにそれぞれ上述のように凸部を設けると共に、被覆ゴムを上述のように設ける構成としてもよい。このような構成によれば、中間プレートと2枚の外側プレートがせん断変形したときに、中間プレートの両側の高減衰ゴムから中間プレートに作用するモーメントを、互いに相殺することができる。 Further, for example, in the vibration damping device, high damping rubber is arranged on both main surfaces of one intermediate plate, and is sandwiched between two outer plates, and the high damping rubber is combined with the intermediate plate and the outer plate. The high damping rubber is adhered to each other, and the high damping rubber may be provided with the convex portions as described above, and the covering rubber may be provided as described above. According to such a configuration, when the intermediate plate and the two outer plates are sheared and deformed, the moments acting on the intermediate plate from the high damping rubbers on both sides of the intermediate plate can cancel each other out.
以下、本発明に関する実施例を説明するが、本発明をかかる実施例に示すものに限定することを意図したものではない。 Hereinafter, examples relating to the present invention will be described, but the present invention is not intended to be limited to those shown in such examples.
〔実施例1〕
表1に記載の組成を有する、高減衰ゴム組成物および被覆ゴム組成物を準備した。高減衰ゴム組成物をシート状に押出成形した後、平板状に打ち抜き、高減衰ゴム組成物の板状体(厚み8mm×一辺36mm)を得た。被覆ゴム組成物をシート状に圧延して、被覆ゴム組成物のシート体(厚み2mm×幅6mm)を作製した。また、高減衰ゴム組成物をシート状に圧延後、所定寸法にカットし、高減衰ゴム組成物のストリップ体(厚み2mm×幅1mm)を得た。被覆ゴム組成物のシート体の両側を2枚の高減衰ゴム組成物のストリップ体で挟み込み、これを高減衰ゴム組成物の板状体の外周に巻き付けて、図2に示すような端部構造を有するゴム複合体を得た。このゴム複合体において、図2における寸法Aおよび寸法Bはそれぞれ1mm、寸法Cは6mmであり、凸部の突出長さおよび被覆ゴムの厚さは2mmである。
[Example 1]
High damping rubber compositions and coated rubber compositions having the compositions shown in Table 1 were prepared. The highly damped rubber composition was extruded into a sheet and then punched into a flat plate to obtain a plate of the highly damped rubber composition (thickness 8 mm × side 36 mm). The coated rubber composition was rolled into a sheet to prepare a sheet body (thickness 2 mm × width 6 mm) of the coated rubber composition. Further, the high damping rubber composition was rolled into a sheet and then cut to a predetermined size to obtain a strip body (thickness 2 mm × width 1 mm) of the high damping rubber composition. Both sides of the sheet body of the coated rubber composition are sandwiched between two strip bodies of the high damping rubber composition, which are wound around the outer periphery of the plate-shaped body of the high damping rubber composition, and the end structure as shown in FIG. A rubber composite having the above was obtained. In this rubber composite, the dimensions A and B in FIG. 2 are 1 mm each, the dimension C is 6 mm, and the protrusion length of the convex portion and the thickness of the covering rubber are 2 mm.
このゴム複合体の表裏両面のそれぞれに、加硫接着剤を介して厚み6mm×縦44mm×横44mmの矩形平板状の鋼板を積層した。これを、積層方向に加圧しながら150℃に加熱して、ゴム複合体を構成する組成物を加硫させるとともに、ゴム複合体を2枚の鋼板と加硫接着させることにより、制振装置のモデルとしての減衰特性評価用の試験体を作製した。 A rectangular flat steel plate having a thickness of 6 mm, a length of 44 mm, and a width of 44 mm was laminated on each of the front and back surfaces of the rubber complex via a vulcanization adhesive. This is heated to 150 ° C. while pressurizing in the laminating direction to vulcanize the composition constituting the rubber composite, and the rubber composite is vulcanized and bonded to two steel plates to obtain a vibration damping device. A test piece for evaluating damping characteristics as a model was prepared.
〔実施例2および3〕
高減衰ゴム組成物の板状体の厚み、被覆ゴム組成物のシート体の幅、および高減衰ゴム組成物のストリップ体の幅を変更した以外は、実施例1と同様にして試験体を得た。このゴム複合体の、図2における寸法A、寸法B、および寸法Cを表2に示す。また、凸部の突出長さおよび被覆ゴムの厚さは2mmであった。
[Examples 2 and 3]
A test piece was obtained in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the plate-like body of the high-damping rubber composition, the width of the sheet body of the coated rubber composition, and the width of the strip body of the high-damping rubber composition were changed. rice field. Table 2 shows dimensions A, B, and C of this rubber complex in FIG. Further, the protruding length of the convex portion and the thickness of the covering rubber were 2 mm.
〔比較例1〕
実施例1と同様にして高減衰ゴム組成物の板状体(厚み8mm)と、被覆ゴム組成物のシート体(厚み2mm×幅8mm)を作製した。この高減衰ゴム組成物の板状体の外周にこの被覆ゴム組成物のシート体を巻き付けて、ゴム複合体を作製した。このゴム複合体と鋼板とを用いて、実施例1と同様にして試験体を得た。この試験体は、従来技術に相当する。この試験体においては、高減衰ゴムの外周面は凸部を有しておらず、外周面の全面が被覆ゴム層によって被覆されていた。このゴム複合体においては、図2における寸法Aおよび寸法Bがそれぞれ0mm、寸法Cが8mmであり、凸部の突出長さが0mm、被覆ゴムの厚さが2mmであるとみなることができる。
[Comparative Example 1]
A plate-shaped body (thickness 8 mm) of the highly damped rubber composition and a sheet body (thickness 2 mm × width 8 mm) of the coated rubber composition were produced in the same manner as in Example 1. A sheet body of this coated rubber composition was wound around the outer periphery of the plate-like body of the highly damped rubber composition to prepare a rubber composite. Using this rubber complex and a steel plate, a test piece was obtained in the same manner as in Example 1. This test piece corresponds to the prior art. In this test piece, the outer peripheral surface of the high damping rubber did not have a convex portion, and the entire outer peripheral surface was covered with a coated rubber layer. In this rubber composite, it can be considered that the dimensions A and B in FIG. 2 are 0 mm and the dimension C is 8 mm, the protrusion length of the convex portion is 0 mm, and the thickness of the covering rubber is 2 mm.
〔参考例1〕
実施例1と同様にして高減衰ゴム組成物の板状体(高減衰ゴム体)を作製した。この高減衰ゴム体の寸法は、他の実施例および比較例のゴム複合体の寸法と同じにした。この板状体と鋼板とを用いて、実施例1と同様にして試験体を得た。この試験体では、被覆ゴム層がないため、高減衰ゴムの外周面の全面が露出していた。この高減衰ゴム体においては、図2における寸法Aおよび寸法Bがそれぞれ4mm、寸法Cが0mmであり、凸部の突出長さが2mm、被覆ゴムの厚さが0mmであるとみなすことができる。
[Reference Example 1]
A plate-shaped body (high-damping rubber body) having a high-damping rubber composition was produced in the same manner as in Example 1. The dimensions of this high damping rubber body were the same as the dimensions of the rubber complexes of the other examples and comparative examples. Using this plate-shaped body and the steel plate, a test body was obtained in the same manner as in Example 1. In this test piece, since there was no covering rubber layer, the entire outer peripheral surface of the high damping rubber was exposed. In this highly damped rubber body, it can be considered that the dimensions A and B in FIG. 2 are 4 mm and the dimension C is 0 mm, the protrusion length of the convex portion is 2 mm, and the thickness of the covering rubber is 0 mm. ..
〔評価方法〕
<試験機の操作>
評価方法の概略を図8に示す。各実施例および各比較例の試験体213は、それぞれ2個用意した。図8(A)~(E)に示す試験体213において、符号210は、ゴム複合体(ただし、参考例1では高減衰ゴム体、以下同じ)を表し、符号211および212はそれぞれ鋼板を示している。
〔Evaluation methods〕
<Operation of testing machine>
The outline of the evaluation method is shown in FIG. Two
図8(B)および(C)に示すように、2つの試験体213の鋼板212を対向させ、2個の試験体213を、鋼板212を介して中央固定治具214にボトルで固定した。さらに、2つの試験体213の鋼板211に左右固定治具215をボトルで固定した。中央固定治具214を、一軸せん断試験機(図示せず)の上側の固定アーム221に、ジョイント216を介してボトルで固定した。また、図8(D)に示されるように、2枚の左右固定治具215を、上記試験機の下側の可動盤222に、ジョイント217を介してボトルで固定した。
As shown in FIGS. 8B and 8C, the
次に、図8(D)に示す状態から、可動盤222を図8(D)の白抜きの矢印で示すように固定アーム221の方向に押し上げるように変位させて、試験体213のうちゴム複合体210を、図8(E)に示すように試験体213の積層方向と直交方向に歪み変形させた状態とした。次いでこの状態から、可動盤222を図8(E)の白抜きの矢印で示すように固定アーム6の方向と反対方向に引き下げるように変位させて、図8(D)に示す状態に戻す操作を行った。これらの変位動作を1サイクルとした。
Next, from the state shown in FIG. 8D, the
<破壊耐久性評価>
破壊耐久性評価では、300%の大変形を繰り返し与え、試験体213が破壊するまでのサイクル数を記録した。比較例1の試験体の破壊が起きたサイクル数を基準とし、各実施例および参考例1のサイクル数の比を求めた。サイクル数の比が105以上を合格(○)、105未満であったものを不合格(×)とした。結果を表2に示す。
<Destruction durability evaluation>
In the fracture durability evaluation, a large deformation of 300% was repeatedly applied, and the number of cycles until the
<経年劣化評価>
試験体213に、100%の変位量で上記の試験機の操作を3サイクル行い、3サイクル目において、試験体213の積層方向と直交方向へのゴム複合体の変位量(mm)と荷重(N)との関係を示すヒステリシスループH(図9参照)を求めた。このヒステリシスループHに基づいて、等価せん断弾性係数(Geq)を、下記の式(数1)より算出した。また試験体213を、80℃の環境下に1週間置くことで劣化させ、Geqを求めた。劣化前後でのGeq変化率を求め、比較例1の試験体のGeq変化率を基準とし、各実施例および参考例1のGeq変化率の比を求めた。
Geq変化率の比が110以下を合格(〇)、110超えを不合格(×)とした。結果を表2に示す。
Geq=Keq×(d/S) (数1)
Keq(N/mm):ヒステリシスループHの最大変位点と最小変位点とを結ぶ、図9中に太線の実線で示す直線Lの傾き
d:試験体213のゴム複合体210の厚み(mm)
S:試験体213のゴム複合体210の断面積(mm2)
<Aged deterioration evaluation>
The above testing machine is operated on the
A Geq change rate ratio of 110 or less was regarded as acceptable (〇), and a Geq change rate ratio of more than 110 was regarded as rejected (×). The results are shown in Table 2.
Geq = Keq × (d / S) (Equation 1)
Keq (N / mm): Slope of the straight line L shown by the solid line of the thick line in FIG. 9 connecting the maximum displacement point and the minimum displacement point of the hysteresis loop H d: Thickness (mm) of the
S: Cross-sectional area (mm 2 ) of the
表2の結果より、ここで開示される制振装置の試験例である実施例1~3において、破壊耐久性の向上が見られた。よって、ここに開示される制振装置では、制振装置が作動して繰り返し大変形が生じた際の、高減衰ゴムの破壊抑制性能が向上していることがわかる。また、上記の実験において、寸法Aおよび寸法Bが大きいほど、破壊抑制性能がより向上する傾向が見られた。また寸法Cが大きいほど、経年劣化が起こりにくい傾向が見られた。 From the results in Table 2, improvement in fracture durability was observed in Examples 1 to 3, which are test examples of the vibration damping device disclosed here. Therefore, in the vibration damping device disclosed here, it can be seen that the fracture suppressing performance of the high damping rubber is improved when the vibration damping device is operated and large deformation is repeatedly generated. Further, in the above experiment, it was found that the larger the dimension A and the dimension B, the more the fracture suppressing performance tends to be improved. Further, the larger the dimension C, the less likely it was that deterioration over time occurred.
10 制振装置
11 第1プレート
12 第2プレート
13 粘弾性体
13a 第1凸部
13b 第2凸部
13c 第1凸部と第2凸部との間の外周面
14 被覆ゴム
10
Claims (7)
前記第1プレートの一方の主面に対向した第2プレートと、
前記第1プレートと前記第2プレートとの間に配置され、前記第1プレートと前記第2プレートとに接着された高減衰ゴムと、
前記高減衰ゴムの外周面を被覆する被覆ゴムと、
を備え、
前記被覆ゴムは、前記第1プレートおよび前記第2プレートと離して配置されている、制振装置。 1st plate and
A second plate facing one of the main surfaces of the first plate,
A high damping rubber arranged between the first plate and the second plate and adhered to the first plate and the second plate, and
The coated rubber that covers the outer peripheral surface of the high damping rubber and
Equipped with
The covering rubber is a vibration damping device arranged apart from the first plate and the second plate.
前記高減衰ゴムの前記第1凸部と第2凸部との間の外周面が、前記被覆ゴムで被覆されている、請求項1に記載の制振装置。 The outer peripheral surface of the high damping rubber has a first convex portion at the end portion on the first plate side and a second convex portion at the end portion on the second plate side.
The vibration damping device according to claim 1, wherein the outer peripheral surface between the first convex portion and the second convex portion of the high damping rubber is covered with the coated rubber.
前記高減衰ゴムの、前記第1プレートおよび前記第2プレート間の寸法の50%以上を前記被覆ゴムが被覆している、請求項2に記載の制振装置。 The dimension of the first convex portion in the direction perpendicular to the main surface of the first plate and the dimension of the second convex portion in the direction perpendicular to the main surface of the second plate are 1.5 mm or more, respectively. can be,
The vibration damping device according to claim 2, wherein the coated rubber covers 50% or more of the dimension between the first plate and the second plate of the high damping rubber.
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