JPH0720078A - ゴム体の性状変化の検出方法 - Google Patents
ゴム体の性状変化の検出方法Info
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Abstract
程度を観測することができ、また、ゴム支承のゴム体の
場合には、観測に際して検査員が構造物の下部に入る必
要がなく、遠隔的に確実に劣化の程度を知ることができ
るゴム体の性状変化の検出方法を提供することにある。 【構成】 ダンベル状のゴムシート1の電気的インピー
ダンスを測定し、この測定結果からダンベル状のゴムシ
ート1の劣化を検出する。
Description
ゴム体の形状若しくは寸法変化、応力歪状態の変化又は
劣化等の性状変化を検出する方法に関する。
ム体と補強体とを具備するゴム支承が用いられている。
このようなゴム支承は一般に構造物の下部に配される結
果、ゴム支承は長期に亘って構造物の荷重を受けると共
に地震等による剪断応力をうける一方、老化等のため徐
々に劣化して行く。一定以上の劣化が生じた場合にはこ
れを交換する必要があるが、ゴム支承のゴム体の劣化の
程度は、従来では、目視によるゴム体の全体の形状変
化、寸法変化若しくはゴム体の亀裂若しくは剥離等の観
測又は歪ゲージ、超音波若しくはメジャーによる計測器
によって知るようにしている。
述のように一般に構造物の下部に配されるため、目視に
よるそのゴム体の観測は、検査員が構造物の下部に入っ
て行わなければならない等極めて困難であり、またその
観測は経験と勘に頼らざるを得ず、観測結果がばらつく
虞を有し、一方、上述のような計測器よるゴム体の観測
は、寸法変化を伴う場合には一応の結果を得ることがで
きるが、寸法変化を伴わない場合には、所望の結果を得
ることができない。また、供用期間中におけるゴム支承
の支持性能は、当該ゴム支承を構造物間から取り外す
か、または構造物間に据え付けたゴム支承と同一材質の
ゴム支承試験体を別途作成しておき、所定期間経過後に
当該ゴム支承試験体に一定の軸力をかけて力学試験を行
なうか、など構造物間に据え付けられたまま供用されて
いるゴム支承の支持性能をモニタリングすることは不可
能であった。
生じるものではなく、一般に天然ゴム及び合成ゴム等の
材料からなる種々のものに適用されるゴム体においても
同様に生じ得るのである。
あって、その目的とするところは、寸法変化を伴わない
場合でも、確実に劣化の程度を観測することができ、ま
た、ゴム支承のゴム体の場合には、観測に際して検査員
が構造物の下部に入る必要がなく、遠隔的に確実に劣化
の程度を知ることができるゴム体の性状変化の検出方法
を提供することにある。
は、ゴム体の電気的インピーダンスを測定し、この測定
結果からゴム体の性状変化を検出する方法によって達成
される。
と補強体とを具備するゴム支承において、当該ゴム支承
のゴム体の電気的インピーダンスを測定し、この測定結
果からゴム支承のゴム体の性状変化を検出する方法によ
っても達成される。
補強体を電極として用いてゴム体の電気的インピーダン
スを測定してもよく、また、ゴム支承が更に、ゴム体の
対向する両端面のそれぞれにフランジプレートを具備し
ている場合、このフランジプレートを電極として用いて
ゴム体の電気的インピーダンスを測定してもよい。
は、寸法変化、応力歪状態の変化又は劣化等を含み、特
に劣化を挙げることができる。
料としては、天然ゴム又は合成ゴムのいずれであっても
よく、更にはこれらを混合したものであってもよい。耐
震、免震、制振装置に適用されるゴム支承の場合、ゴム
体には高減衰ゴムが用いられる場合があるが、このよう
な高減衰ゴムからなるゴム体に対しても本発明方法は好
ましく用いることができる。耐震、免震、制振装置に適
用されるゴム支承は、必要によりゴム体の中心に更に鉛
プラグが配されて形成されるが、このような鉛プラグ入
りのゴム支承に対しても本発明方法を好ましく適用し得
る。
体を挟んで電極を配置する。そしてこの電極間に、例え
ば200kHzの電圧を加え、このときの電流値とから
ゴム体の電気的インピーダンスを測定する。ここでゴム
体の性状変化、例えば内部歪の生起に対応してその電気
的インピーダンスが変化し、而してこの測定結果からゴ
ム体の性状変化を検出することができる。
明する。なお、本発明はこれら実施例に何等限定されな
いのである。
1号型のダンベル状のゴムシート1を準備した。ゴム体
としてのこのゴムシート1は、全長L=120mm、狭
幅部の長さl=40mm、広幅部の幅W=25mm、狭
幅部の幅w=10mm及び厚みt=2mmであった。次
に図2に示すように、ゴムシート1の両側に、直径5m
m、厚さ1mmの銅板からなる電極2及び3を当て、ポ
リエチレンの板4及び5でこれを挟み付けて保持した。
このゴムシート1に、温度25℃、変形速度10mm/
min、押力巻=3の条件下で、矢印A方向(長さ方
向)に伸び力を、伸び率(100%=50mm)が0%
−25%−0%−50%−0%−75%−0%−100
%−0%となるように、4回繰返して加え、同時に電極
2及び3に周波数200kHzの電圧を加えた。測定結
果を図3乃至図6に示す。
及び3間のインピーダンスとの関係の測定結果を、図4
はゴムシート1へ付加した力と電極2及び3間のインピ
ーダンスとの関係の測定結果を、図5はゴムシート1の
変位とゴムシート1へ付加した力との関係の測定結果
を、図6は時間経過と電極2及び3間のインピーダンス
との関係の測定結果をそれぞれ示す。なお、測定器とし
ては、LFインピーダンス・アナライザ(横川ヒューレ
ッドパッカード製モデル4129A)を使用した。
50%−0%−75%−0%−100%−0%の伸び力
の付加に対応してインピーダンスがa−b−c−d−e
−f−g−h−iと変化していることが判り、またイン
ピーダンスc、e、g及びiのそれぞれが元のインピー
ダンスaよりも大きく、かつ伸び力の付加回数の増大に
対応してインピーダンスc、e、g及びiと徐々に増加
しているのが判る。したがってこれらから元のインピー
ダンスからのインピーダンスの変化を検出することによ
り、ゴムシート1への伸び力の付加、換言するとゴムシ
ート1の内部歪の発生を検出することができ、またイン
ピーダンスの増加量を検出することにより、繰返しの内
部歪の生起に起因するゴムシート1の劣化の程度を検出
することができる。インピーダンスb、d、f及びhの
この大きな変化は、伸びによるゴムシート1の厚みの変
化に基づくものと思われる。参考として図7に伸びと厚
さとの関係の測定結果を示す。
0は、円盤状の上下連結鋼板(上下フランジプレート)
11及び12と、円柱状のゴム体13と、ゴム体13内
に埋め込まれた補強体としての円盤状の3枚の内部鋼板
14、15及び16とを具備している。ゴム支承10の
内部鋼板14と15とにそれぞれリード線をねじ止め
し、このリード線を外部に引き出し、内部鋼板14と1
5とを電極とした。そして温度23℃の条件下で、矢印
B方向(鉛直方向)に、面圧40kgf/cmm2、荷
重4.46tonfの一様な静的圧縮力を3回繰返して
加え、同時に内部鋼板14及び15間に周波数100k
Hzの電圧を加えた。測定結果を図9乃至図12に示
す。
体13への鉛直力との関係の測定結果を、図10はゴム
体13に生じる鉛直変位と内部鋼板14及び15間のイ
ンピーダンスとの関係の測定結果を、図11はゴム体1
3への鉛直力と内部鋼板14及び15間のインピーダン
スとの関係の測定結果を、図12は時間経過と内部鋼板
14及び15間のインピーダンスとの関係の測定結果を
それぞれ示す。なお、測定器としては実施例1と同様の
ものを使用した。
f−0−4.46tonf−0−4.46tonf−0
の3回の繰返し圧縮荷重に対応してインピーダンスがa
−b−c−d−e−f−gと変化していることが判り、
また圧縮荷重の減少時のインピーダンスの変化が少ない
ことが判る。したがってインピーダンスの変化を検出す
ることにより、ゴム体13への鉛直力の付加、換言する
とゴム体13の内部歪の発生を検出することができ、ま
た、インピーダンスの変化回数を積算等することによ
り、繰返しの内部歪の生起に起因するゴム体13の劣化
の程度を検出することができる。この結果リード線を遠
隔地、例えば監視室等に導いてここでインピーダンスの
変化を監視することにより、容易にゴム体13の劣化の
程度を知ることができる。
承10の他、例えば図13に示すような、ゴム体51
と、ゴム体51内に埋め込まれた補強体としての一枚の
内部鋼板52とからなるゴム支承53に対しても、例え
ばそのゴム体51の端面54とこれに対向する他方の端
面55とに電極をそれぞれ取り付けることにより適用し
得る。
を伴わない場合でも、確実にゴム体の劣化の程度を観測
することができ、また、ゴム支承の場合には、観測に際
して検査員が構造物の下部に入る必要がなく、遠隔的に
確実に劣化の程度を知ることができる。
たゴムシートの平面図である。
る。
ピーダンスとの関係の測定結果である。
のインピーダンスとの関係の測定結果である。
付加した力との関係の測定結果である。
スとの関係の測定結果である。
ある。
たゴム支承の断面図である。
への鉛直力との関係の測定結果である。
鋼板間のインピーダンスとの関係の測定結果である。
のインピーダンスとの関係の測定結果である。
ンスとの関係の測定結果である。
断面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 ゴム体の電気的インピーダンスを測定
し、この測定結果からゴム体の性状変化を検出する方
法。 - 【請求項2】 ゴム体と補強体とを具備するゴム支承に
おいて、当該ゴム支承のゴム体の電気的インピーダンス
を測定し、この測定結果からゴム支承のゴム体の性状変
化を検出する方法。 - 【請求項3】 補強体が金属製であり、この補強体を電
極として用いてゴム体の電気的インピーダンスを測定す
る請求項2に記載のゴム支承のゴム体の性状変化を検出
する方法。 - 【請求項4】 ゴム支承が更に、ゴム体の対向する両端
面のそれぞれにフランジプレートを具備しており、この
フランジプレートを電極として用いてゴム体の電気的イ
ンピーダンスを測定する請求項2に記載のゴム支承のゴ
ム体の性状変化を検出する方法。
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