免震ゴム(建築用)

建築免震・制震|免震ゴム(建築用)|基本構造と製品ラインナップ

高減衰ゴム系積層ゴム X0.4S、X0.6R

H-RB 高減衰ゴム系積層ゴムシリーズ X0.4S、X0.6R

先進の高分子技術が生んだ、ブリヂストンの次世代高減衰ゴム X0.4S、X0.6R

高減衰ゴム系積層ゴムとは、ゴム高分子に特殊な充填材を加えた配合によって、ゴム材料自体に高いエネルギー吸収性能を与えた積層ゴムであり、ばね機能と減衰機能を一体化した免震部材として広く採用されています。しかしながら、従来の高減衰ゴム(従来材料)では、繰り返し変形や大変形後の剛性の低下率が大きく、またその後回復しづらいという性質、「荷重履歴依存性」がありました。
今回開発された次世代高減衰ゴムXシリーズでは、この「荷重履歴依存性」を大幅に低減し、従来、複雑で取り扱いづらかった特性を、よりシンプルに扱うことが可能となりました。

減衰発現のメカニズム

減衰発現のメカニズム

高減衰ゴムでは、天然ゴムと合成ゴムを混合したゴム高分子に、カーボンブラックや樹脂系材料を充填することで高い減衰性を与えています。 充填材とゴム高分子は物理的・化学的な結合によって一種の凝集体からなる不均一構造を形成しており(右図:イメージ)、この凝集体に外部から応力が作用した場合、物理結合が一時的に切断されたり、化学結合が切断されるため、ゴム高分子とカーボン界面、ゴム高分子と樹脂界面、高分子同士間での摩擦が生じます。さらに不均一構造の変形(カーボンの再配置化や樹脂の塑性変形など)が加わり、高減衰ゴム材料は減衰性能を発現します。

荷重履歴依存性の低減

荷重履歴依存性の低減

高減衰ゴムでは、一般的に減衰を大きくすると荷重履歴依存性も大きくなる傾向を示します。次世代高減衰ゴムでは、充填剤等の工夫により減衰性能を低下することなく荷重履歴依存性を大幅に低減しました。
すなわち、ゴム高分子マトリックス中における充填材の分散性を良くしたことにより、せん断変形下での不可逆的変化の寄与を低減させ、荷重履歴依存性の低減を実現しました。

荷重履歴依存性
水平方向の剛性変動の低減

次世代高減衰ゴムでは、水平繰り返し変形における等価水平剛性の変動(1cycle/3cycle)を従来の高減衰ゴムに対して半減以下(1.30→1.15以下)することができました。免震ゴムの特性は3cycle目の特性で規定していますが、初期変形時の荷重変動を小さくすることが可能となりました。

また、従来の高減衰ゴムでは、荷重履歴依存性の影響により大変形後に荷重は低下する傾向を示しますが、次世代高減衰ゴムでは、大変形前後の特性変化も小さくなっています。このように荷重履歴依存性(繰り返し変形や大きな変形など変形プロセスによる特性変化)を低減することで、高減衰ゴム系積層ゴムの解析的な扱いが容易になり、免震設計の精度向上が期待できます。

等価減衰定数
等価減衰定数の増加

次世代高減衰ゴムでは、等価減衰定数(せん断ひずみγ=±100%時)が従来の高減衰ゴムに対して若干ながら増加(0.225→0.240)しました。また、せん断ひずみγ≦170%の領域においては、新材料は従来材料より大きな減衰を得られ、170%以上でも従来同等の値となっております。
また、X0.6Rではγ≧130%の領域においては、同じゴム外径の鉛プラグ挿入型積層ゴム(鉛径/外径=0.2の場合)よりも大きな減衰特性を得ることが出来ます。

等価減衰定数の増加

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低層建物用免震ゴム X3R

高減衰ゴム系積層ゴム X0.4S、X0.6R

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