(57)【要約】【課題】高い減衰効果によって振動が続かなくすることができ、従来の免震ゴムに比べてより高い制振性能を達成することができる免震ゴムを提供する。【解決手段】（１）高減衰ゴムシート２と金属板３とを交互に積み重ねて一体構造とした積層ゴム４に、双晶型の制振合金からなるダンパー２１をゴム２２と複合化させたダンパー部材１１を組み合わせることで、または、（２）高減衰ゴムシート２と金属板３とを交互に積み重ねて一体構造とした積層ゴム４の外周部に、双晶型の制振合金からなるスプリング状のダンパー４１を外巻きにして設け、積層ゴムとダンパーとを組み合わせることで、免震ゴム１を構成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高減衰ゴムシートと金属板とを交互に積み重ねて一体構造とした積層ゴムに、双晶型の制振合金からなるダンパーをゴムと複合化させたダンパー部材を組み合わせたことを特徴とする免震ゴム。
【請求項２】
積層ゴムの中心部にダンパー部材を配置した請求項１に記載の免震ゴム。
【請求項３】
ダンパーの形状が薄片状である請求項１または２に記載の免震ゴム。
【請求項４】
積層ゴムの高減衰ゴムシートにダンパーを混在させた請求項１〜３のいずれか１項に記載の免震ゴム。
【請求項５】
ダンパーの外周全体に、ダンパーの制振性能とゴムの制振性能との中間の変形応力（ヤング率、強度）を有する材料からなる中間層を設けた構成のダンパーを用いる請求項１〜４のいずれか１項に記載の免震ゴム。
【請求項６】
高減衰ゴムシートと金属板とを交互に積み重ねて一体構造とした積層ゴムの外周部に、双晶型の制振合金からなるスプリング状のダンパーを外巻きにして設け、積層ゴムとダンパーとを組み合わせたことを特徴とする免震ゴム。
【請求項７】
スプリング状のダンパーの周囲を弾性体で覆った請求項６に記載の免震ゴム。
【請求項８】
ダンパーを構成する双晶型の制振合金が、Ｃｕ−Ａｌ−Ｍｎ合金、Ｍｇ−Ｚｒ合金、Ｍｎ−Ｃｕ合金、Ｍｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ合金、Ｃｕ−Ａｌ−Ｎｉ合金、Ｔｉ−Ｎｉ合金、Ａｌ−Ｚｎ合金、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ合金、Ｍｇ合金のいずれかである請求項１〜７のいずれか１項に記載の免震ゴム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震時のエネルギーを吸収させ道路橋などの構造物の安全性を高めるために用いられる、建築・橋梁用の免震装置に好適に使用することのできる免震ゴムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、地震時のエネルギーを吸収させ道路橋などの構造物の安全性を高めるために用いられる、建築・橋梁用の免震装置が知られている。一例として、図６に示すように、道路６１と道路６１を支承するための道路橋６２との間に免震装置６３を配置し、地震が発生した場合に、地震のエネルギーを水平方向に変形して吸収するよう構成した免震ゴムシステムが知られている（例えば、非特許文献１）。通常、このような免震装置６３は、図７に示すように、高減衰ゴムシート６４と金属板６５とを交互に積み重ねて一体構造とした積層ゴム６６を主要部材として構成されている。
【非特許文献１】（株）ブリヂストンホームページ／高減衰免震ゴム支承（ＨＤＲ）［平成１５年１０月８日検索］、インターネット＜URL:http://www.bridgestone-dp.jp/dp/ip/road/shishozai/shishozai07.html＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した構成の積層ゴム６６は、免震装置６３に必要な荷重支持能力、復元力（ばね）、減衰力の３要素を備えているが、近年になって、さらに高い減衰力を有する免震ゴムを開発する要望が高くなってきた。
【０００４】
本発明の目的は上述した課題を解消して、高い減衰効果によって振動が続かなくすることができ、従来の免震ゴムに比べてより高い制振性能を達成することができる免震ゴムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の免震ゴムの第１発明は、高減衰ゴムシートと金属板とを交互に積み重ねて一体構造とした積層ゴムに、双晶型の制振合金からなるダンパーをゴムと複合化させたダンパー部材を組み合わせたことを特徴とするものである。
【０００６】
本発明の免震ゴムの第２発明は、高減衰ゴムシートと金属板とを交互に積み重ねて一体構造とした積層ゴムの外周部に、双晶型の制振合金からなるスプリング状のダンパーを外巻きにして設け、積層ゴムとダンパーとを組み合わせたことを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明の第１発明に係る免震ゴムの好適例としては、積層ゴムの中心部にダンパー部材を配置したこと、ダンパーの形状が薄片状であること、積層ゴムの高減衰ゴムシートにダンパーを混在させたこと、がある。さらに、本発明の第２発明に係る免震ゴムの好適例としては、スプリング状のダンパーの周囲を弾性体で覆うこと、がある。さらにまた、本発明の第１発明及び第２発明に係る免震ゴムの好適例としては、ダンパーを構成する双晶型の制振合金が、Ｃｕ−Ａｌ−Ｍｎ合金、Ｍｇ−Ｚｒ合金、Ｍｎ−Ｃｕ合金、Ｍｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ合金、Ｃｕ−Ａｌ−Ｎｉ合金、Ｔｉ−Ｎｉ合金、Ａｌ−Ｚｎ合金、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ合金、Ｍｇ合金のいずれかであること、および、ダンパーの最も弾性変形する方向を、免震ゴムの変形方向と同一方向とすること、がある。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の免震ゴムによれば、（１）高減衰ゴムシートと金属板とを交互に積み重ねて一体構造とした積層ゴムに、双晶型の制振合金からなるダンパーをゴムと複合化させたダンパー部材を組み合わせたことで、または、（２）高減衰ゴムシートと金属板とを交互に積み重ねて一体構造とした積層ゴムの外周部に、双晶型の制振合金からなるスプリング状のダンパーを外巻きにして設け、積層ゴムとダンパーとを組み合わせたことで、高い減衰効果によって振動が続かなくすることができ、従来の積層ゴムのみから構成される免震ゴムと比べて、より高い制振性能を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は本発明の第１発明に係る免震ゴムの一例の構成を示す図である。図１に示す例において、免震ゴム１は、高減衰ゴムシート２と金属板３とを交互に積み重ねて一体構造とした積層ゴム４と、積層ゴム４の中心部に配置したダンパー部材１１と、から構成されている。ここで、積層ゴム４は従来の積層ゴムの構成と同じである。
【００１０】
本発明の免震ゴム１の特徴は、積層ゴム４にダンパー部材１１を組み合わせた点、および、ダンパー部材１１の構成、具体的には、ダンパー部材１１を、双晶型の制振合金からなるダンパーを通常のゴムと複合化させて構成した点、にある。以下、本発明の免震ゴム１をさらに詳細に説明する。
【００１１】
本発明の免震ゴム１において、ダンパー部材１１に含まれるダンパーを構成する双晶型の制振合金としては、従来双晶型の制振合金として知られているものであればどのようなものをも使用することができるが、その中でも、Ｃｕ−Ａｌ−Ｍｎ合金、Ｍｇ−Ｚｒ合金、Ｍｎ−Ｃｕ合金、Ｍｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ合金、Ｃｕ−Ａｌ−Ｎｉ合金、Ｔｉ−Ｎｉ合金、Ａｌ−Ｚｎ合金、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ合金、Ｍｇ合金のいずれかを用いることが好ましく、さらにＣｕ−Ａｌ−Ｍｎ合金を使用することが最も好ましい。ここで、制振合金として双晶型の制振合金を使用する必要があるのは以下の理由による。すなわち、本系のマルテンサイトの双晶構造は外部入力で容易に変形し、その際にヒステリシスによるエネルギーロスが生ずる。これは塑性変形として転位が発生する材料ではなく、原子の位置関係が変化するだけなので、疲労破壊しないためである。
【００１２】
また、本発明の免震ゴム１において、ダンパー部材１１に含まれるダンパーの形状としては、薄片状であることが、制振合金の変形を最適化できるため好適である。ここで、薄片状が好ましい理由は、ダンパーの減衰効果をより発揮しやすいためである。
【００１３】
さらに、本発明の免震ゴム１において、ダンパー部材１１の主要構成部材となるゴムの材質については、従来免震ゴムとして使用されているゴムのいずれをも使用することができる。具体的な一例としては、天然ゴム、スチレンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴムを好適に使用することができる。
【００１４】
さらにまた、本発明の免震ゴム１において、ダンパーとゴムとの混合割合については特に限定せず、ダンパーとゴムとを複合化したダンパー部材１１を有する免震ゴム１として最適な制振性能が得られるように、適宜混合割合を決定すれば良い。通常、ダンパー：１〜５０ｖｏｌ％、ゴム：残部の混合割合をとることが好ましい。ここで、ダンパーが１ｖｏｌ％未満であると合金の寄与率が小さく、一方、ダンパーが５０ｖｏｌ％を超えると製造時に練り抵抗が大きすぎて作製不能となるためである。
【００１５】
図２（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の第１発明に係る免震ゴムにおけるダンパー部材の一例を説明するための図である。本例では、図２（ａ）に示す形状の、縦断面がＵ字形状で薄片状の双晶型制振合金からなるダンパー２１を用いている。このダンパー２１の複数個をランダムにゴム２２内に混合して複合化することで、図２（ｂ）に示すように、ダンパー部材１１を構成している。本例では、ゴム２２の弾性変形に基づく制振性能に加えて、双晶型の制振合金からなるダンパー２１の双晶変形に基づく制振性能を得ることができるため、従来の積層ゴムのみの免震ゴムに比べて高い制振性能を得ることができる。
【００１６】
図３（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の第１発明に係る免震ゴムにおけるダンパー部材の他の例を説明するための図である。本例では、図２（ａ）に示す縦断面がＵ字形状で薄片状の双晶型制振合金からなるダンパー２１の外周全体に、ダンパー２１の制振性能とゴム２２の制振性能との中間の変形応力（ヤング率、強度）を有する材料からなる中間層３１を設けた構成のダンパー３２を用いている。この中間層３１を構成する、ダンパー２１の制振性能とゴム２２の制振性能との中間の制振性能を有する材料としては、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリブダジエンテレフタレート、ポリフェニレンスルフィド、非晶ポリマー等を使用することができる。このダンパー３２の複数個をランダムにゴム２２内に混合して複合化することで、図３（ｂ）に示すように、ダンパー部材１１を構成している。本例では、図３（ａ）、（ｂ）に示したダンパー部材１１に基づく高い制振性能を得る効果に加えて、中間層３１が傾斜材料としての機能を果たし、図２（ａ）、（ｂ）に示す例よりも、より高い制振性能を得ることができる。
【００１７】
図４は本発明の第１発明に係る免震ゴムの他の例の構成を示す図である。図４に示す例では、ダンパー部材１１を積層ゴム４の中心部に配置するとともに、積層ゴム４の高減衰ゴムシート２にダンパー２１（３２）を混在させている。本例では、ダンパー２１（３２）の効果をより一層発揮することができる。
【００１８】
図５は本発明の第２発明に係る免震ゴムの一例の構成を示す図である。図５に示す例において、免震ゴム１は、高減衰ゴムシート２と金属板３とを交互に積み重ねて一体構造とした積層ゴム４の外周部に、双晶型の制振合金からなるスプリング状のダンパー４１を外巻にして設け、積層ゴム４とダンパー４１とを組み合わせて構成されている。なお、本例の好適例として、スプリング状のダンパー４１の周囲をゴム等の弾性体で覆うことで、スプリング状のダンパー４１を保護するよう構成することもできる。また、ダンパー４１を構成する双晶型の制振合金としては、上述した第１発明に係る免震ゴム１におけるダンパーを構成する双晶型の制振合金と同じものを使用することができる。
【００１９】
上述した構成の第２発明に係る免震ゴム１は、一旦積層ゴム４を作製した後に、周囲に双晶型の制振合金からなるスプリング状のダンパー４１を巻き付けて製造することができる。また、加硫前のゴムを使用して一旦積層ゴム４を作製し、積層ゴム４の周囲に双晶型の制振合金からなるスプリング状のダンパー４１を巻き付け、最後に加硫して、上述した構成の第２発明に係る免震ゴム１を作製することもできる。
【００２０】
上述した構成の第２発明に係る免震ゴム１は、上述した第１発明に係る免震ゴム１と同様の効果を得ることができるだけでなく、さらに、上述した第１発明に係る免震ゴム１と比較して、中心部へ穴を空ける必要がなく、１工程で製造が可能であり、制振合金の劣化時のメンテナンスのためダンパー４１を簡単に交換可能である点で、優っている。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明の高い制振性能を有する免震ゴムは、従来の免震ゴムと同様に、地震時のエネルギーを吸収し、さらに地震時の振動を速やかに収束させることが要求される、建築・橋梁用の免震装置の構成部材として好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１発明に係る免震ゴムの一例の構成を示す図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の第１発明に係る免震ゴムにおけるダンパー部材の一例を説明するための図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の第１発明に係る免震ゴムにおけるダンパー部材の他の例を説明するための図である。
【図４】本発明の第１発明に係る免震ゴムの他の例の構成を示す図である。
【図５】本発明の第２発明に係る免震ゴムの一例の構成を示す図である。
【図６】免震ゴムの原理を説明するための図である。
【図７】従来の積層ゴムの一例の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  免震ゴム
２  高減衰ゴムシート
３  金属板
４  積層ゴム
１１  ダンパー部材
２１、３２  ダンパー
２２  ゴム
３１  中間層
４１  スプリング状のダンパー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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