JP4581832B2

JP4581832B2 - Composite viscoelastic damper

Info

Publication number: JP4581832B2
Application number: JP2005142961A
Authority: JP
Inventors: 達坂口
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2005-05-16
Filing date: 2005-05-16
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2025-05-16
Also published as: JP2006316978A

Description

この発明は複合型粘弾性ダンパ−に関し、さらに詳しくは、通常時には剪断方向への変形により減衰機能を発揮し、非常時には捩れ変形により減衰機能を発揮するようにした、特に橋脚や橋桁などの連結用として好適な複合型粘弾性ダンパ−に関する。 The present invention relates to a composite viscoelastic damper, and more particularly, a damping function is exerted by deformation in a shear direction in a normal state, and a damping function is exerted by a torsional deformation in an emergency. The present invention relates to a composite viscoelastic damper suitable for use.

地震発生時の橋脚や橋桁などの損壊や倒壊などによる被害を最小限に抑えるためのダンパ−として、橋桁と橋台又は橋桁と橋桁とを連結部材で連結し、この連結部材に種々の緩衝装置を組み込んで、この緩衝装置により主として剪断方向の衝撃力を吸収させるようにしたダンパ−が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。 As dampers to minimize damage caused by damage or collapse of bridge piers and bridge girders in the event of an earthquake, bridge girders and abutments or bridge girders and bridge girders are connected by connecting members, and various shock absorbers are connected to these connecting members. There is known a damper which is incorporated and absorbs an impact force mainly in the shearing direction by this shock absorber (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

しかしながら、この種のダンパ−は衝撃力の吸収能力を高めるためには、装置自体を大型にしたり、内部機構を複雑にしたりする必要があると共に、水平方向の複雑な振動に対しての減衰機能に乏しく、地震の振動の方向によってはダンパ−としての衝撃吸収機能を発揮することができないという問題があった。
特開平９−１６５７１９号公報特開２００１−１３１９１５号公報 However, this type of damper requires a larger device itself and a complicated internal mechanism in order to increase the ability to absorb impact force, and has a damping function for complex horizontal vibrations. However, depending on the direction of vibration of the earthquake, there is a problem that the shock absorbing function as a damper cannot be exhibited.
JP-A-9-165719 JP 2001-131915 A

この発明の目的は、上述する問題点を解消するもので、簡単な構成でありながら、通常時には剪断方向への変形により減衰機能を発揮し、非常時には捩れ変形により減衰機能を発揮するようにした、特に橋脚や橋桁などの連結用として好適な複合型粘弾性ダンパ−を提供することにある。 The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and although it has a simple configuration, it normally exhibits a damping function by deformation in the shear direction, and in an emergency, it exhibits a damping function by torsional deformation. In particular, it is an object of the present invention to provide a composite viscoelastic damper suitable for connecting a bridge pier or a bridge girder.

上記目的を達成するためのこの発明の複合型粘弾性ダンパ−は、弾性体の周囲に減衰体が取り囲むように配置すると共に、前記弾性体と前記減衰体との上下面を面板により挟持した複合型粘弾性ダンパ−において、前記弾性体を等価粘性減衰定数が０．０３〜０．０５である天然ゴムで構成し、前記減衰体を等価粘性減衰定数が０．３〜０．５である粘弾性ゴムで構成したことを要旨とする。 In order to achieve the above object, a composite viscoelastic damper according to the present invention is a composite in which a damping body is surrounded around an elastic body and the upper and lower surfaces of the elastic body and the damping body are sandwiched between face plates. type viscoelastic dampers - in the elastic body equivalent viscous damping constant constituted by natural rubber is from 0.03 to 0.0 5, equivalent viscous damping constant the damping body is 0.3 to 0.5 The gist is that it is composed of viscoelastic rubber.

この発明によれば、等価粘性減衰定数が０．０３〜０．０５の天然ゴムからなる弾性体の周囲に、等価粘性減衰定数が０．３〜０．５の粘弾性ゴムからなる減衰体が取り囲むように配置してダンパ−を構成したので、天然ゴムによる復元力と粘弾性ゴムによる減衰性能との両機能を兼ね備えることにより、簡単な構成でありながら、通常時には剪断方向への変形により減衰機能を発揮し、水平方向への複雑な振動に対しては捩れ変形により減衰機能を発揮することができる。さらに、粘弾性ゴムの等価粘性減衰定数を０．３〜０．５としたことにより、変形後の歪みの回復を早めると共に、減衰機能の速度依存性を高めて、振動の速度に応じて減衰効果が向上するようにした。 According to the present invention, the periphery of the elastic body is equivalent viscous damping constant consisting of natural rubber from .03 to 0.0 5, the damping member equivalent viscous damping constant becomes viscoelastic rubber 0.3 to 0.5 Since the damper is arranged so as to surround it, it has both functions of restoring force by natural rubber and damping performance by viscoelastic rubber. It exhibits a damping function, and can exhibit a damping function by twisting deformation for complex vibrations in the horizontal direction. Further, by having an equivalent viscous damping constant viscoelastic rubber and from 0.3 to 0.5, with hasten recovery strain after deformation, to increase the rate dependence of the attenuation function, depending on the speed of the vibration damping Improved the effect.

以下、この発明の構成につき添付の図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図１はこの発明の実施形態による複合型粘弾性ダンパ−の一例を示す断面図、図２は図１のＸ−Ｘ矢視断面図である。 1 is a cross-sectional view showing an example of a composite viscoelastic damper according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line XX of FIG.

図１及び図２において複合型粘弾性ダンパ−１は、弾性体２の周囲に減衰体３が取り囲むように配置すると共に、弾性体２と減衰体３との上下面を面板４ａ、４ｂにより挟持して構成されている。なお、図中５は減衰体３の外周を覆うカバ−ゴム層を示している。 Composite viscoelastic damper -1 1 and 2, clamping together arranged such that the damping body 3 around the elastic body 2 surrounds the top and bottom surfaces of the elastic body 2 and the damping body 3 face plate 4a, by 4b Configured. In the figure, reference numeral 5 denotes a cover rubber layer covering the outer periphery of the attenuation body 3.

そして、弾性体２を等価粘性減衰定数が０．０３〜０．０５の天然ゴムで構成し、減衰体３を等価粘性減衰定数が０．３〜０．５の粘弾性ゴムで構成している。なお、カバ−ゴム層５には、耐候性及び耐摩耗性に優れたクロロプレンゴムが使用されている。 Then, the elastic body 2 is an equivalent viscous damping constant composed of natural rubber from 0.03 to 0.0 5, the damping body 3 is equivalent viscous damping constant constituted by a viscoelastic rubber 0.3 to 0.5 Yes. The cover rubber layer 5 is made of chloroprene rubber having excellent weather resistance and wear resistance.

このように構成された複合型粘弾性ダンパ−１は、天然ゴムによる復元力と粘弾性ゴムによる減衰性能との両機能を兼ね備えることにより、簡単な構成でありながら、通常時には剪断方向への変形により減衰機能を発揮し、水平方向への複雑な振動に対しては捩れ変形により減衰機能を発揮することができる。さらに、粘弾性ゴムの等価粘性減衰定数を０．３〜０．５としたことにより、変形後の歪みの回復を早めると共に、減衰機能の速度依存性を高めて、振動の速度に応じて減衰効果を向上するようにすることができる。 Such composite viscoelastic dampers -1 constructed as above, by having both functions of both the damping performance by restoring force and the viscoelastic rubber by natural rubber, while having a simple configuration, in the normal to the shear direction It can exhibit a damping function by deformation, and can exhibit a damping function by twisting deformation for complex vibrations in the horizontal direction. Further, by having an equivalent viscous damping constant viscoelastic rubber and from 0.3 to 0.5, with hasten recovery strain after deformation, to increase the rate dependence of the attenuation function, depending on the speed of the vibration damping The effect can be improved.

この発明において、ゴムの等価粘性減衰定数とは、ゴムの非線形復元力特性を、等価な線形復元力と減衰に置き換えたときの減衰定数をいい、この減衰定数は、出願人の開示に係る特開２００２−２０５４６号公報に記載のせん断特性値（Ｈｅｑ）と同様に求めることができ、せん断試験機にて、ゴム積層体及び粘弾性ゴムへの鉛直荷重をそれぞれ１０ＭＰａ、０ＭＰａ、変形周波数０．５Ｈｚ、１００％歪みとして求めた等価粘性減衰定数をいう。 In the present invention, the equivalent viscous damping constant of rubber refers to a damping constant obtained by replacing the nonlinear restoring force characteristic of rubber with an equivalent linear restoring force and damping. This damping constant is a characteristic relating to the disclosure of the applicant. It can be obtained in the same manner as the shear characteristic value (Heq) described in Japanese Utility Model Publication No. 2002-20546, and the vertical load on the rubber laminate and the viscoelastic rubber is 10 MPa, 0 MPa, the deformation frequency is 0. Equivalent viscous damping constant determined as 5 Hz, 100% strain.

なお、弾性体２の等価粘性減衰定数が０．０５超では弾性体としての力学特性や温度依存性を得ることが難しくなる。また、減衰体３を構成する粘弾性ゴムの等価粘性減衰定数が０．３未満では複合型粘弾性ダンパーとしての減衰性を充分に確保することが難しくなる。 If the equivalent viscous damping constant of the elastic body 2 is more than 0.05, it is difficult to obtain mechanical characteristics and temperature dependency as an elastic body. If the equivalent viscous damping constant of the viscoelastic rubber constituting the damping body 3 is less than 0.3, it is difficult to ensure sufficient damping as a composite viscoelastic damper.

この発明において、減衰体３の全容積が弾性体２の全容積に対して占める割合は、複合型粘弾性ダンパ−１の要求特性によって変化するが、通例、１２０〜２００％となるように調整される。 In the present invention, the ratio of the total volume of the damping body 3 to the total volume of the elastic body 2 varies depending on the required characteristics of the composite viscoelastic damper-1, but is usually adjusted to be 120 to 200%. Is done.

図１及び図２では、弾性体２の形態が塊状のゴムからなる場合を示したが、弾性体２の形態はこれに限られることなく、複数の天然ゴム層と鋼板とを上下方向に積層したゴム積層体で構成することができる。さらに、弾性体２の形態についても、四角柱の形態にすることなく、円柱形態又は多角柱形態に形成することができる。 1 and 2 show the case where the elastic body 2 is made of massive rubber, the shape of the elastic body 2 is not limited to this, and a plurality of natural rubber layers and steel plates are stacked in the vertical direction. It can be constituted by a rubber laminate. Furthermore, the form of the elastic body 2 can also be formed in a cylindrical form or a polygonal form without forming a quadrangular prism.

この発明において、減衰体３を構成する粘弾性ゴムを熱可塑ゴム又はジエン系ゴムをベースとしたカーボンブラック充填ゴムにより構成するとよい。 In the present invention, the viscoelastic rubber constituting the damping body 3 may be constituted by carbon black-filled rubber based on thermoplastic rubber or diene rubber.

上述するように、この発明の複合型粘弾性ダンパ−は、等価粘性減衰定数が０．０３〜０．０５の天然ゴムからなる弾性体の周囲に、等価粘性減衰定数が０．３〜０．５の粘弾性ゴムからなる減衰体が取り囲むように配置し、天然ゴムによる復元力と粘弾性ゴムによる減衰性能との両機能を兼ね備えることにより、変形後の歪みの回復を早めると共に、減衰機能の速度依存性を高めて、振動の速度に応じて減衰効果が向上するようにしたもので、通常時には剪断方向への変形により減衰機能を発揮し、水平方向への複雑な振動に対しては捩れ変形により減衰機能を発揮することから、特に橋脚や橋桁などの連結用の弾性ダンパ−として広く適用することができる。 As described above, the composite viscoelastic damper of the present invention - is around the elastic body is equivalent viscous damping constant consisting of natural rubber from 0.03 to 0.0 5, equivalent viscous damping constant from 0.3 to 0 .5 Attenuating body made of viscoelastic rubber is placed so as to surround it, and both the restoring force by natural rubber and the damping performance by viscoelastic rubber are combined to speed up the recovery of strain after deformation and the damping function. The damping effect is improved according to the speed of vibration, and the damping function is normally exerted by deformation in the shear direction, and for complex vibration in the horizontal direction. Since the damping function is exhibited by torsional deformation, it can be widely applied as an elastic damper for connecting bridge piers and bridge girders.

この発明の実施形態による複合型粘弾性ダンパ−の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the composite type viscoelastic damper by embodiment of this invention. 図１のＸ−Ｘ矢視断面図である。It is XX arrow sectional drawing of FIG.

Explanation of symbols

１複合型粘弾性ダンパ−
２弾性体
３減衰体
４ａ、４ｂ面板
５カバ−ゴム層
1 Composite viscoelastic damper
2 Elastic body 3 Damping body 4a, 4b Face plate 5 Cover rubber layer

Claims

In a composite viscoelastic damper that is arranged so that an attenuation body surrounds an elastic body, and the upper and lower surfaces of the elastic body and the attenuation body are sandwiched between face plates,
Composite of the elastic body equivalent viscous damping constant constituted by natural rubber is 0.03 to 0.0 5, equivalent viscous damping constant the damping body is configured in the viscoelastic rubber is 0.3 to 0.5 Mold viscoelastic damper.

2. The composite viscoelastic damper according to claim 1, wherein the elastic body comprises a rubber laminate in which a plurality of natural rubber layers and steel plates are laminated in the vertical direction.

The composite viscoelastic damper according to claim 1 or 2, wherein the viscoelastic rubber is a carbon black-filled rubber based on a thermoplastic rubber or a diene rubber.