JPH11348182A

JPH11348182A - 積層ゴム構造体およびその製造方法

Info

Publication number: JPH11348182A
Application number: JP15498798A
Authority: JP
Inventors: Mitsuteru Rokuta; 充輝六田
Original assignee: Daicel Huels Ltd
Current assignee: Daicel Evonik Ltd
Priority date: 1998-06-03
Filing date: 1998-06-03
Publication date: 1999-12-21

Abstract

(57)【要約】【課題】水平バネ定数が小さく、しかも鉛直バネ定数
の大きな免震用積層ゴム構造体を得る。【解決手段】硬質板とゴム質層とで構成された積層ゴ
ム構造体において、硬質板のうちゴム質層との接着面に
凹凸部を形成し、接着面積の増大により、免震特性を改
善する。前記凹凸部による凹凸度は、凹凸のない硬質板
とゴム質層との接触面積をＡ0、硬質板の凹凸面とゴム
質層との接触面積をＡとするとき、接触面積の比Ａ/Ａ0
は１．０１〜４．０であり、硬質板は、熱可塑性樹脂
（ポリフェニレンエーテル樹脂、およびアミノ基３０〜
２００ミリモル／ｋｇを有するポリアミド樹脂など）又
はその組成物で構成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、積層ゴム構造体お
よびその製造方法に関し、建屋用免震ゴム、橋梁用免震
ゴム、ゴム支承、地盤の支承、自動車や電車車両の防振
ゴムなどとして利用でき、特に重量の軽い一戸建て住宅
用免震ゴムとして用いられる積層ゴム構造体の改良に関
する。

【０００２】

【従来の技術】建屋、橋梁などに用いられる免震ゴムま
たはゴム支承として、ゴムと硬質板とで構成された積層
ゴム構造体が用いられている。

【０００３】このようなゴム質層と硬質板との積層体
は、水平方向の力に対してはゴム単体と同様の低い弾性
率を有する。また、鉛直方向の力に対しては、接着によ
りゴムが硬質板との界面で固定されていることから、ゴ
ムよりも相当大きな弾性率を示す。このような特性か
ら、ゴムと硬質板の積層体は、いわゆる免震のための土
台として極めて有用である［例えば、「免震積層ゴム入
門」（日本免震構造協会編、オーム社）参照］。

【０００４】免震ゴムとして、ゴムと硬質板の積層体
（以下、積層ゴムと称する場合がある）を用いることに
より、地震などにより地盤から入力される水平方向の振
動、即ち波動を長周期化することにより、ゆっくりと大
きく揺れ、これにより地震による被害から免れる。

【０００５】しかし、建物全体が上下左右に大きく揺れ
る、所謂「踊る」といわれる状態となると、その免震効
果が十分でない。すなわち、免震ゴムとして用いられる
積層ゴムには、十分に小さな水平バネ定数とともに、十
分に大きな垂直バネ定数を有することが必要である。し
かし、一般に水平バネ定数を小さくするため、より柔ら
かいゴムを用いたり、積層ゴム厚みを大きくしたり、積
層数を増加させると、垂直バネ定数もまた小さくなる。
そのため、充分な性能を有する積層ゴムを作製するため
には、ゴムの種類や積層構造などに多くの制約を伴う。

【０００６】さらに、免震ゴムを設置する建造物につい
ても、一戸建て住宅などの建物重量が小さい建造物の場
合には、より小さな水平バネ定数を有する積層ゴムが要
求されるものの、小さな水平バネ定数と大きな垂直バネ
定数とを両立することは困難である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、水平方向の剛性が小さく、鉛直方向（積層方向）の
剛性が大きな積層ゴム構造体およびその製造方法を提供
することにある。本発明の他の目的は、硬質板やゴムの
種類に拘らず、免振特性を改善できる積層ゴム構造体お
よびその製造方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは前記目的を
達成するため鋭意検討の結果、硬質板の表面を凹凸加工
してゴム質層との接触面積を増大させると、免振特性を
大きく改善でき、水平方向の低剛性と鉛直方向の高剛性
とを両立できることを見いだし、本発明を完成した。す
なわち、本発明の積層ゴム構造体は、硬質板とゴム質層
とで構成された積層ゴム構造体であって、少なくとも１
つの硬質板において、ゴム質層との接着面のうち少なく
とも一方の面に形成されている。硬質板は、硬質樹脂
層、例えば、熱可塑性樹脂（例えば、ポリフェニレンエ
ーテル樹脂、およびアミノ基を有する樹脂）又はその組
成物で構成でき、金属で構成してもよい。硬質樹脂層
は、ポリフェニレンエーテル樹脂１００重量部に対し
て、ポリアルケニレン０〜３０重量部、スチレン系重合
体０〜３０重量部を含む樹脂組成物や、熱可塑性樹脂１
００重量部に対してフィラー０〜１５０重量部を含む樹
脂組成物で構成してもよい。本発明の方法では、少なく
とも一方の面に凹凸部を有する硬質板と、ゴム質層とを
積層させることにより、積層ゴム構造体を製造できる。
本発明には、前記積層ゴム構造体の使用方法、積層ゴム
構造体を用いた免振方法も含まれる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の積層ゴム構造体は、硬質
板とゴム質層とが積層された構造を有しており、例え
ば、図１に示す構造の積層ゴム構造体が用いられる。こ
の構造体は、硬質板（硬質樹脂板など）１とゴム質層２
とが交互に積層された構造を有しており、上下両面には
硬質板１が位置している。前記構造体の構造は、図１に
示す構造に限定されず、硬質板とゴム質層とが、一層ず
つ交互に積層された構造であってもよく、ランダムに積
層された構造であってもよい。さらに、各層の構造も特
に制限されず、例えば、異種のゴムを加硫又は接着剤で
接着させた積層ゴムを硬質板間に介在させてもよく、異
種の硬質板で構成された合板（積層硬質板）を１つの硬
質板として用いてもよい。積層ゴムを１つのゴム質層と
みなし、積層硬質板を１つの硬質板と見なす場合、それ
ぞれの厚みは、約０．５〜２０ｍｍの範囲から選択でき
る。ゴム質層の厚みが薄過ぎる場合には柔軟性が発現せ
ず、厚過ぎる場合には強度的に不利な場合がある。ま
た、硬質板の厚みが薄過ぎると強度が低下し、厚すぎる
と積層ゴム構造体全体の高さが大きくなり過ぎ、設置が
困難となる場合がある。さらには、積層ゴム構造体の複
数の硬質板及び／又はゴム質層はそれぞれ同一の材料で
形成してもよく、異なる材料で形成してもよい。例え
ば、複数の硬質板は、種類の異なる硬質板（例えば、金
属板と樹脂板）の複合板で構成してもよく、複数のゴム
質層は種類の異なるゴムで形成してもよい。

【００１０】本発明の特色は、硬質板（硬質樹脂層な
ど）の表面を凹凸加工して凹凸部を形成し、ゴム質層と
硬質板との接触面積を増大させることにより、免振特性
を向上させる点にある。本発明の積層ゴム構造体におい
ては、硬質板のうち少なくとも一方の面に凹凸部を形成
する。凹凸部は、硬質板の片面だけ、又は両面に形成し
てもよく、２枚以上の複数の硬質板を使用する場合に
は、少なくとも１枚の硬質板の片面又は両面に形成して
もよく、２枚以上の硬質板の片面又は両面に形成しても
よい。

【００１１】［硬質板］硬質板のうちゴム質層との積層
面に形成された凹凸部は、ランダムに形成してもよく、
規則的に形成してもよい。規則的に凹凸部を形成する場
合、模様として形成してもよい。

【００１２】凹凸加工の程度は、ゴム質層との密着性を
損なわない範囲で選択でき、例えば、凹凸加工が施され
ていない平板状の硬質板とゴム質層との接触面積をＡ
0、凹凸加工が施された硬質板とゴム質層との接触面積
（硬質板とゴム質層との接着に接着剤を用いる場合に
は、接着剤層とゴム質層との接触面積）をＡとすると、
接触面積の比Ａ/Ａ0は、例えば、１．０１〜４．０、好
ましくは１．１〜３．５、より好ましくは１．２〜２．
０程度である。前記接触面積比Ａ/Ａ0が１．０１未満で
あると、免振特性がさほど向上せず、４．０を越える
と、垂直バネ定数とともに、水平バネ定数も必要以上に
大きくなり、免震ゴムとしての性能が低下しやすい。接
触面積は、例えば、三次元表面粗さ計で表面状態を測定
し、計算により求めることができる。

【００１３】なお、凹凸部のサイズ（平均直径，高さや
深さ）や密度は、上記の接触面積比が得られる範囲から
適当に選択できる。凹凸部の平均直径（高さや深さ）
は、例えば、０．０１〜３ｍｍ（好ましくは０．０５〜
２ｍｍ、特に０．１〜１ｍｍ）程度であり、凹凸部の平
均密度は、例えば、１〜５０個／ｃｍ²，好ましくは２
〜３０個／ｃｍ²程度であってもよい。

【００１４】硬質板の凹凸部の縦断面形状は特に制限さ
れず、例えば、多角形状（三角形，四角形などの多角形
状）、湾曲状（円形状，楕円形状など）や無定形状であ
ってもよく、これらの断面形状が混在していてもよく、
微細な粗面として形成してもよい。なお、凹凸部におい
て、凹部から凸部へ又は凸部から凹部へ至る部位は、鋭
角（エッジ）であってもよいが、滑らかであるのが好ま
しい。鋭角な凹凸部を形成すると、鋭角部からゴムが破
断する可能性があり好ましくない。

【００１５】さらに、凹凸部は規則的又は非規則的に形
成してもよく、模様を構成してもよい。模様は、硬質板
の形状などに応じて形成できる。一般的に用いられる硬
質板は、円板状，方形板状（正方形板状）又はドーナツ
状である場合が多い。円板状硬質板ではその中心点に対
して対称な模様（例えば、同心円状やリング状の模様，
放射線状に並んだ突起模様など）、方形板状（正方形板
状）硬質板では対角線の交点に対して対称な模様（例え
ば、交点から放射線状に並んだ突起模様など）であって
もよい。なお、ドーナツ状の硬質板では、地震エネルギ
ーの減衰などのため、中心の孔あき部（開口部）に、鉛
などを配置又は挿入してもよい。また、硬質板用の材料
としては、金属や硬質樹脂が使用できる。金属として
は、鋼板、特に非腐食性金属（例えば、ステンレススチ
ール（ＳＳ４００など）などの鋼板）が好ましい。好ま
しい樹脂は、熱可塑性樹脂（硬質で強靭な樹脂など）、
特にポリフェニレンエーテル樹脂（A）又はアミノ基を
有する樹脂（B）である。樹脂（A）としては、特にポリ
（2,6−ジメチル−1，4−フェニレンエーテルが好まし
い。この樹脂は、例えば、２，６−キシレノールを触媒
の存在下で重合することにより得ることができる。

【００１６】熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物において、
ポリフェニレンエーテル樹脂（A）は、例えば、ポリア
ルケニレン，ポリオレフィン，スチレン系重合体などと
併用してもよい。ポリアルケニレンとしては、例えば、
ポリオクテニレン，ポリペンテニレンなどが例示でき
る。ポリアルケニレンは、例えば、K. J. ケビン, T.サ
エグサ「開環重合（Ring-Opening Polymerization）」
第１巻，Elsevier Appl. Sci. Publishers, London, p.
121-183(1984)に記載の方法で合成できる。ポリオレフ
ィンとしては、例えば、ポリエチレン，ポリプロピレ
ン，エチレン−プロピレン共重合体，ポリ（４−メチル
ペンテン−１）などが例示できる。スチレン系重合体と
しては、例えば、芳香族ビニル単量体（スチレン，な
ど）の単独又は共重合体（ポリスチレン，α−メチルス
チレンの重合体など），スチレン−ブタジエン共重合体
（ランダム，グラフト又はブロック共重合体），ビニル
ベンジルアルコール（ｏ−，ｍ−，又はｐ−ヒドロキシ
メチルスチレン）の重合体，スチレン−無水マレイン酸
共重合体，スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体，ス
チレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体，アクリ
ロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂），アクリロ
ニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹
脂）などが例示できる。ポリフェニレンエーテル樹脂
（A）を含む樹脂組成物は、ポリフェニレンエーテル樹
脂（A）１００重量部に対して、ポリアルケニレン０〜
３０重量部（好ましくは１〜３０重量部）程度、スチレ
ン系重合体０〜３０重量部（好ましくは１〜２０重量
部）程度である。

【００１７】アミノ基を有する樹脂（B）は、カルボキ
シル基や酸無水物基に対して反応性のアミノ基（特に末
端アミノ基）を有している。熱可塑性樹脂（B）におい
てアミノ基の濃度は、例えば、３０〜２００ミリモル／
ｋｇ、好ましくは５０〜１５０ミリモル／ｋｇ程度であ
る。このようなアミノ基を有する熱可塑性樹脂には、種
々のポリアミド樹脂、例えば、ナイロン6、ナイロン6
6、ナイロン610、ナイロン612，ナイロン46、芳香族ポ
リアミド（メタキシリレンジアミンとアジピンサンとの
反応により得られるＭＸＤ−６，トリメチルヘキサメチ
レンジアミンとテレフタル酸との反応により得られるポ
リアミドなど），ＰＡ６ＮＤＴ／ＩＮＤＴ，ＰＡＰＡＣ
Ｍ１２などが例示できる。好ましいポリアミド樹脂は、
ナイロン４６，ナイロン６６，ナイロン６１０，ナイロ
ン６１２，ＭＸＤ−６，ＰＡＰＡＣＭ１２１０などであ
る。ポリアミド樹脂は、例えば、ジアミンと二塩基酸と
の重縮合、ラクタムの開環重合などにより得ることがで
きる。なお、アミノ基を有する樹脂で構成された硬質樹
脂層と、前記アミノ基に対する反応性基（例えば、カル
ボキシル基や酸無水物基など）を有するゴム質重合体で
構成されたゴム質層とを組み合わせると、硬質樹脂層と
ゴム質層との密着強度を顕著に向上できる。

【００１８】前記硬質板は、前記金属や熱可塑性樹脂単
独で構成してもよく、前記熱可塑性樹脂を含む樹脂組成
物で構成してもよい。さらに硬質板は、金属と熱可塑性
樹脂や前記樹脂組成物との積層体で構成してもよい。さ
らに、熱可塑性樹脂はフィラーを含んでいてもよい。フ
ィラーには、例えば、繊維状フィラー又は繊維状補強剤
（金属繊維、ガラス繊維、カーボン繊維，ホウィスカー
など）、鱗片状フィラー（マイカ、タルク、モンモリロ
ナイトなど）、粒子状フィラー（炭酸カルシウム，酸化
チタン，カーボンブラックなど）などが含まれる。フィ
ラーの含有量は、熱可塑性樹脂の種類に応じて、熱可塑
性樹脂１００重量部に対して０〜１５０重量部程度の範
囲から選択できる。通常、フィラーの含有量は、１〜５
０体積％（例えば、１〜４０体積％），好ましくは５〜
３０体積％，さらに好ましくは１０〜２０体積％程度で
ある。

【００１９】なお、硬質板の弾性係数は、例えば、１５
０ｔ／ｃｍ²以上（例えば、２００〜１０００ｔ／ｃｍ
²）、好ましくは４００ｔ／ｃｍ²以上（例えば、４０
０〜８００ｔ／ｃｍ²）、さらに好ましくは５００ｔ／
ｃｍ²以上（例えば、５００〜８００ｔ／ｃｍ²）であ
る。

【００２０】硬質板は、種々の添加剤、例えば、安定剤
（耐熱安定剤，酸化防止剤，紫外線吸収剤などの光安定
剤など）、着色剤、可塑剤、難燃剤などを含有していて
もよい。硬質板の厚みは、所望する制振特性，積層数な
どに応じて選択でき、例えば、０．５〜２０ｍｍ、好ま
しくは１〜１５ｍｍ、さらに好ましくは２〜１０ｍｍ
（例えば、３〜７ｍｍ）程度の範囲から選択できる。厚
み以外の硬質板のサイズは、建屋，橋梁などの用途に応
じて選択できる。

【００２１】なお、硬質板の凹凸部は、硬質板の材料に
応じて慣用の方法により形成することができ、例えば、
金属製硬質板の表面の凹凸加工は、エッチング、ドリル
などによる凹部の形成などが例示できる。この場合は、
アンカー効果によりゴムと金属板との接着がより強固に
なる効果も得られる。硬質樹脂板の表面の凹凸部は、射
出成形，押出し成形，真空成形などの成形工程や熱プレ
スなどの加工工程で硬質樹脂の成形により形成してもよ
く、成形した硬質樹脂板に切削などの凹凸加工又は粗面
加工を施すことにより形成してもよい。

【００２２】［ゴム質層］積層ゴムに用いられるゴムの
種類は特に制限されず、例えば、天然ゴム(NR)、イソプ
レンゴム（ＩＲ），ブタジエンゴム，スチレン−ブタジ
エンゴム(SBR)、クロロプレンゴム（ＣＲ），ニトリル
ゴム（ＮＢＲ），ブチルゴム（ＩＩＲ），エチレン−プ
ロピレンゴム（ＥＰＭ），エチレン−プロピレン−ジエ
ン三元共重合体(EPDM)、エチレンアクリルゴム（エチレ
ン−アクリル酸およびアクリル酸エステル共重合体(EA
M)など），アクリルゴム，ポリノルボルネンゴム，シリ
コーンゴム，ウレタンゴム，フッ素ゴム，熱可塑性エラ
ストマー（ポリエステル系エラストマー，ポリエーテル
系エラストマー，ポリオレフィン系エラストマー，ポリ
アミド系エラストマーなど）などが例示できる。これら
のゴムは単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。

【００２３】前記ゴムは、共重合やグラフト重合などに
よりカルボキシル基などの酸成分を導入したゴムであっ
てもよい。酸成分を導入したゴムとしては、例えば、酸
成分を共重合させたエチレン−プロピレン共重合体(x−
EPM)、エチレン−アクリル酸およびアクリル酸エステル
共重合体(EAM)，酸成分を共重合したアクリルゴム，酸
成分を共重合させたニトリルゴム(x−NBR)などが例示で
きる。酸成分としては、（メタ）アクリル酸，無水マレ
イン酸，フマル酸などのカルボキシル基又は酸無水物基
を有する重合性単量体が例示できる。酸成分の導入量
は、前記重合性単量体換算で、例えば、０．１〜２０重
量％、好ましくは１〜１５重量％、さらに好ましくは２
〜１０重量％程度であってもよい。

【００２４】なお、硬質板としてポリフェニレンエーテ
ル樹脂（A）を用いる場合には、天然ゴム(NR)、スチレ
ン−ブタジエンゴム(SBR)、エチレン−プロピレン−ジ
エン三元共重合体(EPDM)、酸成分を導入したゴム（酸成
分を共重合させたエチレン−プロピレン共重合体(x−EP
M)、エチレン−アクリル酸およびアクリル酸エステル共
重合体(EAM)など）から選択された少なくとも一種のゴ
ムを用いると、接着剤を用いることなく、硬質板にゴム
質層を強固に接着できる。

【００２５】また、硬質板としてアミノ基含有樹脂
（B）を用いる場合には、酸成分を導入したゴム（酸成
分を共重合させたエチレン−プロピレン共重合体(x−EP
M)、酸成分を共重合させたニトリルゴム(x−NBR)な
ど）、フッ素ゴムから選択された少なくとも一種のゴム
を用いると、接着剤を用いることなく、硬質板とゴム質
層とを強固に接着できる。

【００２６】これらゴムには、種々の添加物、例えば、
熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、フィラー（ガラス繊維や
カーボン繊維、カーボンブラックなど）、加硫剤（硫黄
含有化合物，過酸化物，金属酸化物など）、架橋剤、加
硫促進剤、加硫促進助剤、活性剤、スコーチ防止剤、安
定剤（老化防止剤、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤、紫
外線吸収剤、光安定剤）、素練り促進剤、粘着付与剤、
可塑剤、ゴム軟化剤、ゴム補強剤、充填材、強化剤、発
泡剤、発泡助剤、滑剤、スリップ剤、内部離型剤、防曇
剤、難燃剤、帯電防止剤、変性剤、着色剤、カップリン
グ剤、防腐剤、防カビ剤などを添加してもよい。

【００２７】ゴム質層は、通常、加硫ゴム又はその組成
物で構成されている。ゴム質層の厚みは、通常、０．５
〜３０ｍｍ（例えば、０．５〜２０ｍｍ）、好ましくは
１〜２０ｍｍ、さらに好ましくは３〜１５ｍｍ（例え
ば、３〜１０ｍｍ）程度である。厚み以外のサイズは、
建屋，橋梁などの用途に応じて選択できる。

【００２８】硬質板とゴム質層との積層構造において、
各層の積層数は特に制限されず、各層の厚みなどに応じ
て、例えば、全体の積層数３〜１００、好ましくは３〜
５０、さらに好ましくは３〜３０（例えば、３〜２０）
程度の範囲から選択できる。なお、積層構造体におい
て、上下両面には、通常、硬質板が位置する場合が多い
が、上下面の硬質板は硬質金属板，セラミックス板など
の硬質板で置き換えてもよい。

【００２９】積層ゴム構造体は、被免振構造物（建造
物）やその基礎に対する取付けを容易にするため、フラ
ンジを有していてもよい。このフランジは積層ゴム構造
体の適所に少なくとも１つ形成すればよく、通常、上下
部の硬質板に形成する場合が多い。フランジは構造体と
一体に形成されていればよく、硬質板にフランジを取り
付けたり、硬質板からフランジとして延出していてもよ
い。

【００３０】［製造方法］積層ゴム構造体は、硬質板に
ゴム質層を積層することにより製造できる。なお、凹凸
が施された硬質板（金属板又は樹脂板）との密着が得ら
れるように、加工により凹凸を施した加硫ゴムを用いる
ことも可能であり、加硫ゴムの凹凸部は、硬質板の凹凸
部に対応して緊密に嵌合可能であってもよい。その際、
必要に応じて、接着剤を用いて硬質板とゴム質層とを接
着してもよい。好ましい方法では、硬質板に未加硫ゴム
層を積層し、前記未加硫ゴム層を加硫することにより積
層ゴム構造体が製造される。すなわち、前記ゴム又はそ
のゴム組成物は、前記硬質板の凹凸面に未加硫の状態で
接触させ、加硫（特に加熱加硫）することにより、硬質
板と強固に接着する。そのため、所定数の硬質板と所定
数の未加硫ゴム質層とを積層し、加熱加圧して未加硫ゴ
ム質層を加硫するという極めて簡便な工程で積層構造体
を得ることができる。

【００３１】なお、硬質板が硬質樹脂板である場合、接
着の機構は、主に硬質板とゴム質層との界面での化学結
合の生成又は各層の成分の拡散であると思われる。ゴム
を構成する成分と、硬質板の熱可塑性樹脂を構成する成
分とが共通又は近似する場合（又はゴムと熱可塑性樹脂
とが親和性又は相溶性を有する場合）、一方の層（例え
ば、ゴム質層）の構成成分のうち共通又は近似する成分
（親和性又は相溶性を有する成分）が他方の層（例え
ば、硬質板）に拡散して接着するようである。例えば、
スチレンセグメントを有する未加硫ゴム質層と、（A）
ポリフェニレンエーテル樹脂又はその組成物で構成され
た硬質樹脂板との組合わせにおいては、接着の機構は、
ゴムのスチレンセグメントが（A）ポリフェニレンエー
テル樹脂を含む硬質板へ拡散し、両層が接着するものと
推測される。そのため、このような組合わせにおいて
は、加硫剤として硫黄系加硫剤（硫黄又は硫黄含有化合
物）を用いても高い接着強度が得られる。また、上記の
組合わせにおいて、加硫剤として過酸化物を用いると、
ゴム質層と硬質板との間で化学結合を生成させ、接着強
度を大きく改善できる。さらに、前記ゴムの構成成分
と、硬質板（硬質樹脂層）の熱可塑性樹脂の構成成分と
が親和性又は相溶性を有しない場合であっても、加硫剤
として過酸化物を用いることにより、ゴム質層と硬質板
との界面で化学結合を生成させ、接着強度を向上でき
る。本発明の積層ゴム構造体は、垂直方向の剛性が大き
く水平方向の剛性が小さいため、種々の被免振構造物
（建造物）の免震ゴムとして有用であり、例えば、建
屋、橋梁、ゴム支承、地盤の支承、自動車や電車車両の
防振などに利用できる。建屋、橋梁、ゴム支承、地盤の
支承においては、それぞれの基礎部に、建屋などを支持
する形態で積層ゴム構造体を固定することができ、橋梁
の場合には、積層ゴム構造体は、橋と支承柱との間に用
いたり、支承柱の軸方向の適当な部位に介在させて用い
てもよく、支承柱の基礎に用いてもよい。自動車の場合
には、従来スプリングが用いられていた部分に、その代
替物として使用することができ、この場合にも積層ゴム
構造体の上下部は固定して用いられる。また、必要に応
じて、被免振構造物（建造物）の基礎及び建物側などの
配設部位に取り付けるためのフランジを積層ゴム構造体
の上下部に形成又は取り付けてもよい。

【００３２】

【発明の効果】本発明では、凹凸部により硬質板とゴム
質層との密着性を改善しているため、水平方向の剛性が
小さく、鉛直方向（積層方向）の剛性が大きな積層ゴム
構造体を得ることができる。また、硬質板やゴムの種類
に拘らず、制振性を改善でき、積層ゴム厚や積層数など
の積層構造についての自由度を大きくすることができ
る。さらに、硬質板をプラスチックで構成しても、水平
バネ定数を低減しつつ、しかも垂直バネ定数を向上でき
る。

【００３３】

【実施例】以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定され
るものではない。なお、実施例および比較例では、以下
の材料を用いた。

【００３４】［硬質板］（１）ＰＰＥ（ガラス繊維２０重量％含有ポリフェニレ
ンエーテル樹脂）：ヒュルス社製，VESTORAN1900-GF2
0，弾性係数560ｔ／cm² （２）ＰＡ612（ガラス繊維２０重量％含有ナイロン６
１２）：ヒュルス社製，VESTAMID X 7099，弾性係数550
ｔ／cm² （３）鋼板−１：ＳＳ４００，弾性係数2100ｔ／cm² 上記材料を用いて、下記のパターン（A）〜（D）の凹凸
部を有する円板状硬質板（直径７０ｃｍ、厚み３．５ｍ
ｍ）を作製した。（A）：凹凸加工がなく表面が平滑（B）：凸部（直径１．０ｃｍの１/４球状）１０００個
を、円板の中心から均等かつ対称に散在させて形成，上
記（A）との面積比ＳB／ＳA＝１．０５（C）：凸部（直径０．５ｃｍの１/４球状）４０００個
を、円板の中心から均等かつ対称に散在させて形成，上
記（A）との面積比ＳC／ＳA＝１．２０（D）：凸部（直径０．５ｃｍの１/２球状）２９００個
を、円板の中心から均等かつ対称に散在させて形成，上
記（A）との面積比ＳD／ＳA＝１．５９［ゴム組成物］（１）ＮＲ／ＳＢＲ：デフォ（Defo）１０００（ＮＲ）
８０重量％、ＳＢＲ１５００（ＳＢＲ）２０重量％
のゴム１００重量部に対して、亜鉛華４重量部、カーボ
ンブラックN772 ５９重量部、ステアリン酸１重量部、
添加剤［VULKANOX HQ（バイエル社製）１．２重量
部、VULKANOX 4020（バイエル社製）２重量部、オゾ
ンガードＧ（川口化学） 2重量部、RHENOGRAN CBS80
（バイエル社製）０．８重量部、VULKALENT E（バイ
エル社製）０．２重量部、RHENOGRAN S 80（バイエ
ル社製） 5重量部］を配合したゴム組成物（２）Ｘ−ＮＢＲ：ニッポール（Nipol）1472（日本ゼ
オン（株）製）１００重量部に対して、カーボンブラッ
クN990 ５０重量部、酸化チタン３重量部、添加剤
［VULKANOL 88(バイエル社製) 15重量部、トリアリル
イソシアヌレート(Degussa社製) 1.5重量部、TRIGONOX
17/40(Akzo社製) 6重量部］を配合したゴム組成物。

【００３５】実施例１〜７および比較例１〜３実施例および比較例では、前記硬質板とゴム組成物とを
表１に示すように組み合わせ、ゴム質層の厚み７ｍｍ、
硬質板との積層数が１７の積層ゴム構造体を調製した。
なお、硬質板がＰＰＥである場合は、硬質板の間に前記
未加硫ゴム組成物を挟み、１７０℃、２００ｋｇｆ／ｃ
ｍ²で３５分間熱プレスすることにより接着した。また
硬質板がＰＡ６１２である場合は、硬質板の間に前記未
加硫ゴム組成物を挟み、１９５℃、２００ｋｇｆ／ｃｍ
²で３５分間熱プレスすることにより接着した。さら
に、硬質板が鋼板−１である場合は、ゴムを加硫した
後、二液性の接着剤にて接着した。

【００３６】得られた積層ゴム構造体の特性を次のよう
にして評価した。［垂直方向の振動数ｆVの評価］積層ゴム構造体に対し
て、油圧式プレス機により６０ｋｇｆ／ｃｍ²の面圧を
かけ、その変位量から垂直バネ定数ＫVを算出した。こ
の垂直バネ定数から、下記式により垂直方向の振動数ｆ
Vを算出した。ｆV＝1／2π×（ＫV・ｇ／230790）^0.5 この垂直方向の振動数ｆVは一般に１５Ｈｚ以上が好ま
しいとされている。そのため、垂直方向の制振性を下記
の基準で評価した。Ａ：ｆVが１９Ｈｚ以上Ｂ：ｆVが１７Ｈｚ以上１９Ｈｚ未満Ｃ：ｆVが１５Ｈｚ以上１７Ｈｚ未満Ｄ：ｆVが１５Ｈｚ未満［水平方向の剛性の面圧依存性の評価］上記方法にて得
られた積層ゴム構造体に対して、油圧式プレス機により
６０ｋｇｆ／ｃｍ²間隔で０〜３００ｋｇｆ／ｃｍ²ま
で圧力をかけた。加圧に際して、積層ゴム構造体の上部
に水平方向に力を作用させ、±１００％歪みをかけた。
歪みは、（株）オリエンテック製テンシロン万能引張試
験機で測定した。そして、水平方向の往路と復路におけ
る応力−歪み曲線の傾きから求めた剛性の平均値とし
て、水平剛性、すなわち水平バネ定数を算出した。そし
て、次のような基準で水平方向の剛性の面圧依存性を評
価した。Ａ：面圧の上昇による水平バネ定数の低下割合が１０％
以下Ｂ：面圧の上昇による水平バネ定数の低下割合が２０％
以下Ｃ：面圧の上昇による水平バネ定数の低下割合が２０％
以上［水平方向の振動数ｆHの評価］上記水平方向の剛性の
面圧依存性の評価において、面圧６０ｋｇｆ／ｃｍ²で
の水平バネ定数ＫHを算出し、下式により水平方向の振
動数ｆHを算出した。ｆH＝１／２π×（ＫH・ｇ／230790）^0.5 なお、一般にｆHは０．５以下であることが好ましいと
されている。そのため、下記の基準で水平方向の制振性
を評価した。Ａ：０．４未満Ｂ：０．４以上０．５未満Ｃ：０．５以上結果を表１に示す。

【００３７】

【表１】表１から明らかなように、本発明では、積層ゴム構造体
の荷重や総寸法を変えることなく、水平方向の剛性を低
減し、鉛直方向の剛性を高めることができる。そのた
め、硬質板やゴム、さらには積層ゴム構造体の形状や材
質に関する制約を大幅に低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は積層ゴム構造体の構造を示すための概略
断面図である。

【符号の説明】

１…硬質板２…ゴム質層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】硬質板とゴム質層とで構成された積層ゴ
ム構造体であって、少なくとも１つの硬質板において、
ゴム質層との接着面のうち少なくとも一方の面に凹凸部
が形成されている積層ゴム構造体。
【請求項２】凹凸部が形成された硬質板とゴム質層と
の接触面積Ａと、凹凸部のない硬質板とゴム質層との接
触面積Ａ0 との比Ａ/Ａ0が、１．０１〜４．０である請
求項１記載の積層ゴム構造体。
【請求項３】硬質板が、金属、熱可塑性樹脂又はその
組成物で構成されている請求項１記載の積層ゴム構造
体。
【請求項４】金属製硬質板が鋼板である請求項３記載
の積層ゴム構造体。
【請求項５】硬質板が、ポリフェニレンエーテル樹
脂、およびアミノ基を有する樹脂から選択された少なく
とも一種の熱可塑性樹脂で構成されている請求項１記載
の積層ゴム構造体。
【請求項６】硬質板が、ポリフェニレンエーテル樹脂
１００重量部に対して、ポリアルケニレン０〜３０重量
部、スチレン系重合体０〜３０重量部を含む樹脂組成物
で構成されている請求項１記載の積層ゴム構造体。
【請求項７】硬質板が、熱可塑性樹脂１００重量部に
対してフィラー０〜１５０重量部を含む樹脂組成物で構
成されている請求項１記載の積層ゴム構造体。
【請求項８】ポリフェニレンエーテル樹脂がポリ（2,
6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル）である請求項
５又は６記載の積層ゴム構造体。
【請求項９】熱可塑性樹脂が、カルボキシル基と反応
し得るアミノ基を３０〜２００ミリモル／ｋｇ有する請
求項５又は７記載の積層ゴム構造体。
【請求項１０】熱可塑性樹脂がポリアミド樹脂である
請求項９記載の積層ゴム構造体。
【請求項１１】少なくとも一方の面に凹凸部を有する
硬質板と、ゴム質層とを積層させる積層ゴム構造体の製
造方法。
【請求項１２】少なくとも一方の面に凹凸部を有する
硬質板と、未加硫ゴムとを積層させた後、加硫する請求
項１１記載の積層ゴム構造体の製造方法。
【請求項１３】凹凸部が形成された硬質板とゴム質層
との接触面積Ａと、凹凸部のない硬質板とゴム質層との
接触面積Ａ0 との比Ａ/Ａ0が、１．０１〜４．０である
請求項１１記載の積層ゴム構造体の製造方法。
【請求項１４】硬質板が、金属、熱可塑性樹脂又はそ
の組成物で構成されている請求項１１記載の積層ゴム構
造体の製造方法。
【請求項１５】金属製硬質板が鋼板である請求項１４
記載の積層ゴム構造体の製造方法。
【請求項１６】硬質板が、ポリフェニレンエーテル樹
脂、およびアミノ基を有する樹脂から選択された少なく
とも一種の熱可塑性樹脂で構成されている請求項１１記
載の積層ゴム構造体の製造方法。
【請求項１７】硬質板が、ポリフェニレンエーテル樹
脂１００重量部に対して、ポリアルケニレン０〜３０重
量部、スチレン系重合体０〜３０重量部を含む樹脂組成
物で構成されている請求項１１記載の積層ゴム構造体の
製造方法。
【請求項１８】硬質板が、熱可塑性樹脂１００重量部
に対してフィラー０〜１５０重量部を含む樹脂組成物で
構成されている請求項１１記載の積層ゴム構造体の製造
方法。
【請求項１９】ポリフェニレンエーテル樹脂がポリ
（2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル）である請
求項１６又は１７記載の積層ゴム構造体の製造方法。
【請求項２０】熱可塑性樹脂が、カルボキシル基と反
応し得るアミノ基を３０〜２００ミリモル／ｋｇ有する
請求項１６又は１８記載の積層ゴム構造体の製造方法。
【請求項２１】熱可塑性樹脂がポリアミド樹脂である
請求項２０記載の積層ゴム構造体の製造方法。
【請求項２２】請求項１〜１０のいずれかの項に記載
の積層ゴム構造体を、建造物の免振のために用いる積層
ゴム構造体の使用方法。
【請求項２３】請求項１〜１０のいずれかの項に記載
の積層ゴム構造体を用いて、建造物を免振する免振方
法。
【請求項２４】フランジを有する積層ゴム構造体を建
造物に取り付けて使用する請求項２２又は２３記載の方
法。