JP2000081081A

JP2000081081A - スライダ―

Info

Publication number: JP2000081081A
Application number: JP11174225A
Authority: JP
Inventors: Koji Kubo; 孝治久保; Toshihiko Hiraiwa; 俊彦平岩; Yoshihide Fukahori; 美英深堀
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1998-06-26
Filing date: 1999-06-21
Publication date: 2000-03-21

Abstract

(57)【要約】【課題】複合積層体と組み合わせて用いるのに適し
た、防振効果に優れ、振動減衰性能が長期間、安定して
得られる、耐久性に優れたスライダーを提供する。【解決手段】スライダー１０は、構造物が配置され
る基礎１２に取り付けられる第１の支持体１４と、構築
物又はその支持基板１６に取り付けられる第２の支持体
１８を有し、第１の支持体１４上端と第２の支持体１８
下端との接触面にはそれぞれ摩擦板２０、２２が形成さ
れている。第１の支持体１４は、ガイドリングが固定さ
れた金属製フランジ２８のガイドリング内に、クッショ
ンゴム３０を介して固定されており、支持体先端には、
接触面としての樹脂被膜２６が形成されたステンレス板
２４が固定され、摩擦板２０の端部は面取りされてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は免震システム等に用
いられるスライダーに係わり、詳しくは、経時的な劣化
を生じにくく、耐久性が高いスライダーに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、地震から建物を守るために、鋼板
等の剛性を有した硬質板と、粘弾性的性質を有したゴム
等の軟質板とを複数個、交互に積層した複合積層体を構
成要素とする免震構造体が用いられている。ここで用い
られる複合積層体で建物を支えることにより、建物の固
有振動数の長周期化を図り、地震波との共振を防いで振
幅は大きいがゆっくりした振動となし、その揺れをダン
パーを併設することにより短時間で収束させる方法を適
用した免震システムが一般的に用いられている。併設さ
れるダンパーとしては、金属剛棒ダンパー、摩擦ダンパ
ー、粘性ダンパー等が挙げられる。このようなダンパー
の１つとして２枚の摩擦板の表面間で発生する摩擦力を
利用するスライダー型摩擦ダンパー（以下、スライダー
と称する）がある。

【０００３】木造住宅や軽量の装置、機械などに用いる
免震構造体は、躯体の重量が非常に軽く、前記複合積層
体が受け持つ荷重は面圧として３０ｋｇ／ｃｍ²以下と
いうのが一般的であり、このため柔らかい複合積層体が
必要であるが、これは製造が困難であるばかりでなく、
これを用いると、重量が軽く側面積の大きい構造物は、
強風により大きく揺れるという問題を生じる。また、ス
ライダーは、地震時のロッキングにより躯体の一部が浮
き上がるような現象（負の圧力）が発生した場合、２枚
の摩擦板が上下に分離し、摩擦力がゼロになるという問
題があり、スライダーと複合積層体とを組み合わせる免
震システムが好適に用いられる。

【０００４】このようなスライダーは、先端に互いに摺
動して振動を減衰させる、相対する一対の摩擦板を有す
る支持体から構成され、一方を地盤の如き基礎部分に固
定し、他方を構造体やその支持基板に固定して用いる。
通常は、広い面積の摩擦板に対して、より狭い面積の摩
擦板を先端に有する柱状の支持体が接触するような構造
を有しており、長時間使用するとより狭い面積の摩擦板
の端部から低摩擦材が剥離し、所望の振動減衰性能が得
られなくなるという問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】すなわち本発明の目的
は、複合積層体と組み合わせて用いるのに適した、防振
効果に優れ、振動減衰性能が長期間、安定して得られ
る、耐久性に優れたスライダーを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明においては、スラ
イダーの摩擦板の形状を制御することにより、適切な減
衰特性を有し、耐久性に優れたスライダーが得られるこ
とを見出し本発明を完成した。

【０００７】即ち、本発明のスライダーは、２つの部材
間の振動を減衰させるためにそれぞれの部材に取り付け
られた一対の支持体と、該支持体の先端に固定され、互
いに摺動して振動を減衰させる、相対し、面積の異なる
一対の摩擦板を有し、該面積の小さい方の摩擦板の端部
が面取りされていることを特徴とする。この面取りの曲
率半径（Ｒ）は、０．５≦Ｒであることが好ましい。

【０００８】また、本発明のスライダーは、摩擦板が、
支持体先端に形成された厚み１０〜１００μｍの樹脂被
膜により形成され、その樹脂被膜としては、ポリテトラ
フルオロエチレン樹脂とポリアミドイミド樹脂とを含有
し、ポリテトラフルオロエチレン樹脂とポリアミドイミ
ド樹脂との含有比率が、０．５：９．５〜３：７である
ことが好ましい。

【０００９】本発明のスライダーの摩擦板の表面におけ
る動摩擦係数は、温度１５℃、面圧１２０ｋｇ／ｃ
ｍ²、スベリ速度３０ｃｍ／ｓｅｃの測定条件下で０．
０３〜０．０６であることが、減衰特性上、好ましい。

【００１０】本発明において、スライダーが固定される
２つの部材とは、建造物であれば、地盤とその建造物あ
るいはその支持基板、機械、装置などの構造体であれ
ば、それを配置する建造物の床や実験台等の基礎と、そ
の構造体あるいはそれに固定され、それを支持する支持
基板等を指す。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明について、以下に更に詳細
に説明する。図１は、本発明に用い得るスライダーの一
態様を示す概略断面図である。

【００１２】このスライダー１０は、構造物が配置され
る地盤（基礎）１２に取り付けられる第１の支持体１４
と、構築物又はその支持基板１６に取り付けられる第２
の支持体１８を有し、第１の支持体１４上端と第２の支
持体１８下端との接触面にはそれぞれ摩擦板２０、２２
が形成されている。スライダー１０は第１の支持体と第
２の支持体とが、所定値以上の横力が入力された場合に
のみ横方向に自由に相対変位可能に構成されており、そ
の構成としては、基本的に第１の支持体と第２の支持体
の先端の接触面において、それぞれの表面に配置される
摩擦板同士の摩擦接触を利用して振動を減衰するもので
ある。

【００１３】この場合、スライダーの摩擦板の表面の動
摩擦係数は特に重要であり、温度１５℃、面圧１２０ｋ
ｇ／ｃｍ²、スベリ速度３０ｃｍ／ｓｅｃの測定条件下
で好ましくは０．０３〜０．０６であり、より好ましく
は０．０３〜０．０５、最も好ましくは０．０４〜０．
０５である。摩擦係数が０．０６を超えると摩擦力が大
きくなりすぎ変形時にスムースな変形をしなくなる。又
摩擦係数が０．０３未満では、充分な減衰性が得られず
目的を達成出来ない。

【００１４】ここで双方の支持体が接触する面に配置さ
れる摩擦板の表面に用い得る素材としては、例えば、金
属板、セラミック板等の基体表面にフッ素樹脂と熱可塑
性樹脂、或いはフッ素樹脂と熱硬化性樹脂の混合物を塗
布し、焼き付けて樹脂被膜を形成したものが有効であ
る。

【００１５】摩擦板の表面の摩擦係数を容易に調整する
ため、摩擦板の表面は樹脂により形成されていることが
好ましく、加工性、強度の観点から、所望の形状の金属
製支持体の先端に樹脂被膜を形成して摩擦板とすること
が特に好ましい態様である。

【００１６】樹脂被膜により摩擦板を形成する場合、支
持体先端に形成される樹脂被膜の厚みは１０〜１００μ
ｍの範囲であることが好ましい。厚みが１０μｍ未満で
あると金属製支持体と樹脂被膜との接着性に劣り、実用
的な被膜強度が得難く、厚みが１００μｍを超えると、
生産性が低下し、実用的でなく、いずれも好ましくな
い。

【００１７】また、構造的には上記摩擦板の表面が互い
に接触するような構造であればよいが、図１に示すよう
に一方の支持体（図１における第１の支持体）が柱状を
なし、他方の支持体（図１における第２の支持体）は柱
の断面積、即ち柱状の支持体先端に形成された摩擦板よ
りも面積が大きい平板状であることが、一般的な態様で
ある。また、２つの支持体がいずれも円柱状であっても
よいが、ずり応力を受け変位した場合における接触面同
士の接触面積を十分に取り得るという観点から、いずれ
か一方の接触面が他方に比較して大きいことが好まし
い。

【００１８】このとき、面積の小さい方の摩擦板の端部
が面取りされていることが必要である。面取りの曲率半
径（Ｒ）は、０．５≦Ｒであることが好ましく、Ｒが
０．５未満であると、摩擦板のエッジの影響により、繰
り返し用いるとエッジ部の樹脂被膜の剥離が生じる虞が
ある。摩擦板に面取りを行う場合には、支持体先端に配
置するステンレス板２４に所望の面取りを行った後、そ
のステンレス板２４の表面に塗布法、浸漬法等の所望の
方法で均一な厚みの樹脂被膜２６を形成すればよい。か
くして得られたステンレス板２４の表面には、所望の曲
率で面取りされた樹脂被膜２６が形成され、摩擦板２０
となるため、これを支持体１４の先端に固定することに
より、生産性よく所望の曲率で面取りされた摩擦板を形
成することができる。

【００１９】図２は、図１に記載のスライダーにおい
て、面積の小さい方の摩擦板２０を有する支持体（第１
の支持体）１４の態様を示す概略断面図である。構造物
が配置される地盤（基礎）１２に取り付けられる第１の
支持体１４は、ガイドリングが固定された金属製フラン
ジ２８ガイドリング内に、クッションゴム３０を介して
固定されており、支持体先端には、接触面としての樹脂
被膜２６が形成されたステンレス板２４が固定されてい
る。図２にあるように、樹脂被膜２６の端部は面取りさ
れている。スライダーが横向きの応力を受けて摩擦板の
表面同士が強く摩擦され、摩擦板表面の樹脂被膜の端部
に応力集中が生じ、それが繰り返されるうちに端部の応
力集中に起因してその部分から樹脂被膜の剥離を生じる
ことが懸念されるが、端部に好適な曲率半径（Ｒ）の面
取り部を形成することにより、このような樹脂被膜の剥
離を効果的に防止することができる。

【００２０】摩擦板の表面を形成する樹脂材料として
は、フッ素樹脂であるポリテトラフルオロエチレンに、
ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリイミド、ポリエス
テル、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ポリスルホン等の
耐熱性樹脂材料を混合して低摩擦係数化を図ったものが
挙げられる。ポリテトラフルオロエチレンに混合する樹
脂材料は１種でも複数種を組み合わせて用いてもよく、
低摩擦係数化と強度とを両立させる観点からは、特に、
ポリテトラフルオロエチレン樹脂とポリアミドイミド樹
脂とを含有するものが好ましい。ポリテトラフルオロエ
チレン樹脂とポリアミドイミド樹脂とを混合して用いる
場合、両者の含有比率は０．５：９．５〜３：７である
ことが好ましく、１：９〜３：７であることがさらに好
ましく、１：９〜２．５：７．５であることが特に好ま
しい。ポリテトラフルオロエチレン樹脂の含有比が３を
超えると樹脂強度が小さくなり、耐磨耗性が低下し、含
有比が０．５未満の場合、摩擦係数が大きくなりすぎて
所望の性能を得難く、いずれも好ましくない。また、樹
脂被膜を形成するための樹脂組成物には、摩擦係数に悪
影響を及ぼさない限りにおいて可塑剤や充填剤を添加し
てもよく、ＦＲＰの如く補強材を混合して用いてもよ
い。

【００２１】本発明のスライダーにおいては、摩擦板２
０、２２同士の接触を良くする為に、図２に示す如く、
少なくとも一方の、特に面積の小さい方の摩擦板の下に
ゴム等の弾性材料からなる緩衝材３０を配置することが
好ましい。この態様によれば、弾性体の圧縮変形によっ
て、偏荷重がかかった場合においても２つの摩擦板を平
行に保つことができ、偏荷重に起因する摩擦板への応力
集中、部分的な剥離などを効果的に防止することができ
る。

【００２２】このような構成を有する本発明のスライダ
ーは、摩擦板の剥離が生じにくく、性能の経時的な安定
性が良好で、高い耐久性を有するため、複合積層体と組
み合わせることにより、耐久性、免震性能ともに良好な
免震システムを構成することができる。免震システムの
中では、躯体の全重量に対して、スライダー全体で支え
る重量の割合を制御することが好ましく、スライダーの
免震システム全体に対する荷重負担率Ｐは０．３〜１．
０が好ましい。また、風揺れなどに対策には、初期剛性
を大きく設定することが好ましく、検討した結果、最低
限の初期剛性を得るのに必要なスライダーの量は、前述
のスライダー荷重負担率Ｐが少なくとも０．３０以上で
あることが確認された。従って、免震効果及び風揺れ防
止効果のバランスの観点から、Ｐは好ましくは０．３０
≦Ｐ≦１．０の範囲である。

【００２３】前述の通り、スライダーの問題点は負の圧
力によって上面が浮き上がった場合、摩擦力がゼロとな
りダンパーの役を果たさなくなる点にある。したがっ
て、引き抜き抵抗力の大きい積層ゴムを、負の圧力が発
生しやすいと懸念される場所へ設置することが望まし
い。このため、上下方向に最も動く懸念のある、支点
（重心）より最も遠い場所、具体的には、四隅を初めと
する躯体の隅部には、積層ゴムを設置することが好まし
い。

【００２４】

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説
明するが、本発明はこの実施例に制限されるものではな
い。

【００２５】（実施例１）図２は本発明の実施例１に係
るスライダーの基礎に取り付けられた下端部の概略断面
図を示す。

【００２６】第１の支持体１４に取り付けられる摩擦板
２０は、直径６０ｍｍφ、厚さ３ｍｍのステンレス板の
端部をＲ＝１ｍｍで面取りしたもの２４を準備し、ポリ
テトラフルオロエチレン樹脂とポリアミドイミド樹脂と
を１５：８５の比率で混合した樹脂組成物により、厚さ
２０μｍの樹脂被膜２６を形成し、この摩擦板２０を鉄
製の支持体１４の表面に接着剤で接着して固定した。

【００２７】内径１５０ｍｍφのガイドリングを有する
フランジ２８のガイドリング内に直径１４８ｍｍφ、厚
さ１０ｍｍのクッションゴムを接着し、その上に前記先
端に摩擦板２０を設けた支持体１４を固定した。

【００２８】第２の支持体１８に接着する摩擦板２２と
しては、６００ｍｍ×６００ｍｍ、厚さ３ｍｍのステン
レス板２５の表面に、ポリテトラフルオロエチレン樹脂
とポリアミドイミド樹脂とを１５：８５の比率で混合し
た樹脂組成物により、厚さ２０μｍの樹脂被膜２７を形
成し、摩擦板２２を調製した。この摩擦板２２を鉄製の
支持体１８の表面にボルトで固定した。

【００２９】前記第１の支持体１４と第２の支持体１８
の摩擦板２０、２２同士を接触するように配置し、実施
例１のスライダー１０を構成した。本実施例に用いたス
ライダー１０の概略図は図１に示すとおりである。

【００３０】このスライダー１０に荷重３ｔｏｎをか
け、スベリ速度３０ｃｍ／ｓｅｃの三角波で片側１５ｃ
ｍとなるように、滑り変形を実施し、これを１００回繰
り返した。その後、摩擦板２０の表面を目視で観察した
が、変化は見られなかった。（比較例１）

【００３１】実施例１において、摩擦板を製作する際
に、ステンレス板の端部を面取りしなかった他は、実施
例１と同様にして第１の支持体２８を製作した。図３
は、比較例１に用いる第１の支持体２８を示す概略断面
図である。これを実施例１で用いた第２の支持体と組み
合わせて、図１に示すようなスライダーを調製した。

【００３２】実施例１と同様の滑り変形の繰り返しを実
施し、摩擦板２１の表面を目視で観察したところ、摩擦
板２１の端部に剥離が生じていた。

【００３３】

【発明の効果】本発明のスライダーは、複合積層体と組
み合わせて用いるのに適し、防振効果に優れ、振動減衰
性能が長期間、安定して得られ、耐久性に優れるという
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に用いたスライダーを示す
概略断面図である。

【図２】本発明の実施例１に用いたスライダーの第１
の支持体を示す概略断面図である。

【図３】本発明の比較例１に用いたスライダーの第１
の支持体を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１０スライダー１４第１の支持体１８第２の支持体２０、２２摩擦板２６、２７樹脂被膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２つの部材間の振動を減衰させるために
それぞれの部材に取り付けられた一対の支持体と、該支
持体の先端に固定され、互いに摺動して振動を減衰させ
る、相対し、面積の異なる一対の摩擦板を有し、該面積
の小さい方の摩擦板の端部が面取りされていることを特
徴とするスライダー。
【請求項２】前記面取りの曲率半径（Ｒ）が、０．５
≦Ｒであることを特徴とする請求項１に記載のスライダ
ー。
【請求項３】前記摩擦板が、支持体先端に形成された
厚み１０〜１００μｍの樹脂被膜により形成されること
を特徴とする請求項１又は２に記載のスライダー。
【請求項４】前記樹脂被膜が、ポリテトラフルオロエ
チレン樹脂とポリアミドイミド樹脂とを含有し、ポリテ
トラフルオロエチレン樹脂とポリアミドイミド樹脂との
含有比率が、０．５：９．５〜３：７であることを特徴
とする請求項３に記載のスライダー。
【請求項５】前記摩擦板の表面における動摩擦係数
が、温度１５℃、面圧１２０ｋｇ／ｃｍ²、スベリ速度
３０ｃｍ／ｓｅｃの測定条件下で０．０３〜０．０６で
あることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に
記載のスライダー。