JP2001012542A

JP2001012542A - 免震用支承装置

Info

Publication number: JP2001012542A
Application number: JP11178517A
Authority: JP
Inventors: Takuya Tanaka; 拓也田中; Nobutaka Hiramatsu; 伸隆平松; Takayuki Shibayama; 隆之柴山
Original assignee: Daido Metal Co Ltd
Current assignee: Daido Metal Co Ltd
Priority date: 1999-06-24
Filing date: 1999-06-24
Publication date: 2001-01-16

Abstract

(57)【要約】【課題】大地側に固定された支承部材１上に摺動部材２
を載置し、この両者間の良好なすべりによって、十分に
免震の機能を発揮し、また、耐久性に優れた免震用支承
装置にする【解決手段】摺動部材２の摺動面をポリテトラフルオロ
エチレンと溶融フッ素樹脂とポリエーテルサルホンから
なる潤滑皮膜３により被覆し、支承部材１の摺動面を結
晶性樹脂からなる軟質皮膜４により被覆する。潤滑皮膜
３と軟質皮膜４の間の摩擦係数が小さく、また両皮膜は
耐摩耗性に優れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、地震から家屋な
どの構築物を保護する免震装置における免震用支承装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】地震から建物などの構築物を保護する免
震装置として、大地側に固定された支承部材上に摺動部
材を相対的にすべり移動自由に載置し、揺れを支承部材
と摺動部材との間の摺動により吸収する免震用支承装置
が種々知られている。たとえば、特開平９ー３１０４０
９号公報には、摺動部材の摺動面を摺動用樹脂として知
られているポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦ
Ｅと記す。）により被覆し、支承部材と摺動部材間のす
べりを良好にした発明を開示している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ここで、支承部材に
は、摺動部材の上部に設けられた構築物の大きな荷重を
支承しており、この両面間でのすべり易さが十分でない
と、十分に免震作用を発揮することができない。特開平
９ー３１０４０９号公報に開示された発明では、摺動部
材の摺動面をＰＴＦＥの皮膜で被覆することによって、
すべり易くしているが、すべり易さが十分とはいえな
い。一方、すべり易くするために潤滑皮膜を設けると、
耐摩耗性に欠け、耐久性が問題になる。

【０００４】そこで、本発明では、支承部材上に載置さ
れた摺動部材間のすべりを良好にして、免震の機能を十
分に発揮し、また、耐久性に優れた免震用支承装置にす
ることを目的にしている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、大
地側に固定された支承部材と、支承部材上に相対的にす
べり移動自由に載置された摺動部材とからなる免震用支
承装置において、支承部材と摺動部材の何れかの摺動面
には、４〜６０容量％のＰＴＦＥと０．５〜３５容量％
の溶融フッ素樹脂、およびＰＴＦＥと溶融フッ素樹脂の
合計が７５容量％以下を含有するポリエーテルサルホン
（以下、ＰＥＳと記す。）からなる潤滑皮膜により被覆
している。

【０００６】ＰＥＳは、長期荷重の下においても、耐久
性に優れまた寸法変化も少ない。特に、ジメチルアセト
アミド（ＤＭＡＣ）やＮ−メチル−２−ピロリドン（Ｎ
ＭＰ）などの極性有機溶媒に溶けやすく、使用に際して
容易に使用することができる。ＰＴＦＥは、ＰＥＳ中に
容易に分散して、均一な皮膜を形成することができ、摩
擦係数を小さくする。

【０００７】溶融フッ素樹脂としては、４フッ化エチレ
ン・パーフルオロアルキルビニールエーテル共重合体樹
脂（以下、ＰＦＡと記す）、４フッ化エチレン・６フッ
化プロピレン重合体樹脂（ＦＥＰ）、フッ化ビニリデン
樹脂（ＰＶＤＦ）等を使用することができる。溶融フッ
素樹脂は、焼成する際に溶融してＰＥＳとＰＴＦＥとの
間の濡れ性を向上し、潤滑皮膜の強度を向上する。特
に、ＰＦＡを好適に使用することができる（請求項
２）。

【０００８】潤滑皮膜の組成としては、ＰＴＦＥの含有
量を４〜６０容量％とする。４容量％未満では摩擦係数
が高く、含有量が多くなるに従って摩擦係数が低下す
る。一方、６０容量％を越えるとかえって耐摩耗性が低
下する。このため４〜６０容量％とするが、３０容量％
以上含有しても摩擦係数がほぼ一定の値になり、含有量
の増加に伴う摩擦係数の低下が見られない。また、６０
容量％を越えると、かえって耐摩耗性が低下する。この
ため、ＰＴＦＥの含有量は１０〜６０容量％とするが、
１０〜４０容量％とすることが特に好ましい。

【０００９】また、溶融フッ素樹脂の含有量を０．５〜
３５容量％とする。溶融フッ素樹脂の含有量が多くなる
と摩擦係数が低下し、また耐摩耗性が向上する。一方、
３５容量％を越えると耐摩耗性が低下する。このため４
〜３５容量％とするが、３０容量％以上含有しても、含
有量増加に伴う耐摩耗性はあまり向上しない。このた
め、溶融フッ素樹脂の含有量は５〜３０容量％が特に好
ましい。

【００１０】なお、ＰＴＦＥと溶融フッ素樹脂の合計は
７５容量％以下とする。７５容量％を越えるとＰＥＳの
含有量が少なくなり、潤滑皮膜の強度が低下して、かえ
って耐摩耗性の低下を招く。

【００１１】また、固体潤滑剤を添加して摩擦係数をさ
らに向上することができる（請求項３）。固体潤滑剤と
しては、２硫化モリブデン（ＭｏＳ_２）、グラファイ
ト、窒化ホウ素等が挙げられる。また、硬質粒子を添加
して耐摩耗性をさらに向上することができる（請求項
４）。硬質粒子としては、金属酸化物や窒化物、硬質金
属などが挙げられる。

【００１２】請求項５の発明では、支承部材と摺動部材
の何れか一方の摺動面には、４〜６０容量％のＰＴＦＥ
と０．５〜３５容量％の溶融フッ素樹脂、およびＰＴＦ
Ｅと溶融フッ素樹脂の合計が７５容量％以下を含有する
ＰＥＳからなる潤滑皮膜により被覆し、さらに他方（相
手部材）の摺動面を軟質皮膜により被覆している。上記
したＰＥＳにＰＴＦＥと溶融フッ素樹脂を含有する潤滑
皮膜を、支承部材と摺動部材の何れか一方の摺動面を被
覆することにより、摩擦係数が小さく、耐摩耗性に優れ
た免震用支承装置にすることができる。

【００１３】また、図１に一例を示すように、大地側に
固定された支承部材１に、すべり移動自由に載置された
摺動部材２において、摺動部材２の摺動面を潤滑皮膜３
により被覆し、相手部材となる支承部材１にも軟質皮膜
４を形成して潤滑皮膜３の耐摩耗性を向上することが望
ましい。ここで、軟質皮膜とは、他方の相手部材を構成
する材料、例えばスチールなどよりも軟らかい皮膜を意
味する。軟質皮膜としては、潤滑皮膜との間で、摩擦係
数が小さく、また、軟質皮膜自体も耐摩耗性に優れた皮
膜であることが望ましい。特に、ＰＴＦＥ、ポリオキシ
メチレン（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレ
ン（ＰＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥ
Ｋ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、または
溶融フッ素樹脂などの結晶性樹脂は、摩擦係数が小さ
く、また、軟質皮膜自体の耐摩耗性にも優れるために特
に望ましい。

【００１４】

【発明の効果】請求項１の発明では、大地側に固定され
た支承部材と、支承部材上に相対的にすべり移動自由に
載置された摺動部材とからなる免震用支承装置におい
て、支承部材と摺動部材の何れかの摺動面には、４〜６
０容量％のポリテトラフルオロエチレンと０．５〜３５
容量％の溶融フッ素樹脂、およびポリテトラフルオロエ
チレンと溶融フッ素樹脂の合計が７５容量％以下を含有
するポリエーテルサルホンからなる潤滑皮膜により被覆
している。これにより、免震の機能を十分に発揮し、ま
た、耐久性に優れた免震用支承装置にすることができ
る。

【００１５】また、請求項５の発明では、支承部材と摺
動部材の何れか一方の摺動面には、４〜６０容量％のポ
リテトラフルオロエチレンと０．５〜３５容量％の溶融
フッ素樹脂、および該ポリテトラフルオロエチレンと該
溶融フッ素樹脂の合計が７５容量％以下を含有するポリ
エーテルサルホンからなる潤滑皮膜により被覆し、さら
に他方の摺動面を軟質皮膜により被覆している。これに
より、潤滑皮膜の耐摩耗性が高まり、さらに耐久性に優
れた免震用支承装置にすることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を比較例と
ともに説明する。まず、摺動部材の各実施例および比較
例を作成した。各樹脂を表１に示す各組成になるように
混合するとともに、有機溶媒としてジメチルアセトアミ
ドを添加してからボールミルに入れ、３時間混合粉砕し
て各実施例および比較例の組成物を調整した。そして、
Ｓ４５Ｃの鋼板の表面を脱脂した後、各組成物をスプレ
ーして、厚さ３０μｍになるように吹き付けた。その
後、３８０°Ｃで３０分間焼成して潤滑皮膜を形成し
た。次に外径３４ｍｍ、内径２７ｍｍのワッシャー形状
に加工して比較例及び実施例の試験試料を得た。

【００１７】一方、支承部材は、一般構造用低炭素鋼上
に銅合金粉末を散布後焼結して多孔質焼結層を形成し
た。この多孔質焼結層上に後述する各組成物を散布し、
ロール間に通して含浸被覆した後、２００〜４００°Ｃ
で２〜５分焼成し、さらにロール間を通して後述する各
組成物の皮膜を厚さ８０μｍに形成した。

【００１８】このようにして得られた支承部材と摺動部
材の試験試料を組み合わせて、スラスト型摩擦摩耗試験
機により摩擦摩耗試験を行った。摩擦摩耗試験は、室温
の乾式条件下で、荷重３０ＭＰａを付加して、支承部材
を毎秒０．１ｍで回転し、３０分間行った。摩擦係数に
ついては、３０分後に測定した。また、摩耗量について
は、試験前と試験後の試験試料の厚さの減少量によって
求めた。

【００１９】（試験１）試験１は、支承部材の表面にＰ
Ａ６（６−ナイロン）の軟質皮膜を形成した。また、摺
動部材には表１に示す組成の潤滑皮膜を形成した。

【００２０】

【表１】

【００２１】比較例１は、１５容量％ＰＴＦＥをＰＥＳ
に添加した潤滑皮膜からなり、ＰＦＡを含有していない
ために、潤滑皮膜および軟質皮膜ともに大きな摩耗量を
示した。これに対して、実施例１〜４では、１５容量％
ＰＴＦＥを添加するとともに、ＰＦＡを１０、１５，２
０，２８容量％を添加したことによって、潤滑皮膜およ
び軟質皮膜の摩耗量がともに著しく減少している。ま
た、摩擦係数もＰＦＡの添加量とともに向上していた。
なお、ＰＦＡを４０容量％添加した比較例４では、実施
例４に比較して摩擦係数、潤滑皮膜および軟質皮膜の摩
耗量の全てについて、その値がかえって大きくなってい
た。

【００２２】なお、ＰＦＡを添加するに従って、潤滑皮
膜の強度が向上していた。これは、焼成時にＰＦＡが溶
融してＰＴＦＥとＰＥＳとの間の濡れ性が向上すること
によると思われる。このため、ＰＦＡの代わりに固体潤
滑剤であるＭｏＳ_２を入れた比較例５では、摩擦係数は
減少し、潤滑皮膜の摩耗量も少なくなったが、軟質皮膜
の摩耗量はかえって増加し、ＰＦＡを添加した際に得ら
れるような軟質皮膜の耐摩耗性の向上効果は得られなか
った。また、ＰＴＦＥの添加量を３，７０容量％とし
た、比較例２，３では、軟質皮膜の摩耗量が大きくなっ
た。

【００２３】（試験２）試験２は、支承部材の表面に２
０容量％芳香族ポリエステルを含有するＰＴＦＥの軟質
皮膜を形成した。また、摺動部材には表２に示す組成の
潤滑皮膜を形成した。

【００２４】

【表２】

【００２５】実施例１１、１５，１８および１９は、Ｐ
ＦＡを１５容量％とし、ＰＴＦＥを７、１５，３０およ
び５５容量％としたものであって、ＰＴＦＥの含有量が
多くなるに従って、摩擦係数は低下するが、３０容量％
以上では、ほぼ一定の値を示した。また、比較例２，３
の試験結果をも考慮すると、ＰＴＦＥの含有量は４〜６
０容量％が望ましいことが判明した。また、ＰＦＡを１
５容量％を添加したこれら実施例では、潤滑皮膜および
軟質皮膜の摩耗量も低いほぼ同じ値を示し、ＰＴＦＥの
含有量に基づく大きな影響は見られなかった。

【００２６】また、実施例１２〜１７は、潤滑皮膜のＰ
ＴＦＥ含有量を１５容量％とし、ＰＦＡの含有量を０．
８，５，１０，１５，２０，２８としたものであって、
ＰＦＡの含有量が１５容量％（実施例１５）まで増加す
るに従って、摩擦係数、潤滑皮膜および軟質皮膜の摩耗
量も低下している。そして１５容量％以上では、一定の
値を示していた。このため、実施例１〜４、および比較
例１をも考慮すると、ＰＦＡ含有量は０．５容量％以上
で、潤滑皮膜および軟質皮膜の摩耗量を小さくする効果
を奏し、１５容量％以上では、ほぼ一定の値を示した。

【００２７】（試験３）試験３は、支承部材の表面に５
容量％オイルを含有するＰＯＭの軟質皮膜を形成した。
また、摺動部材には表３に示す組成の潤滑皮膜を形成し
た。

【００２８】

【表３】

【００２９】なお、２１〜２４の実施例の潤滑皮膜の組
成は、前述した１４〜１７と同じ潤滑皮膜としている。
この結果、支承部材に２０容量％芳香族ポリエステルを
含有するＰＴＦＥの潤滑皮膜を形成した前記表２の結果
とほぼ同じ傾向示すとともに、さらに摩擦係数および軟
質皮膜の摩耗量が小さく、良好な結果が得られた。

【００３０】（試験４）試験４は、摺動部材の潤滑皮膜
中に、固体潤滑剤の添加による摩擦係数の改善効果、ま
た、硬質粒子の添加による耐摩耗性の向上効果を図るた
めに試験を行った。支承部材の表面に２０容量％Ｐｂを
含有するＰＴＦＥの軟質皮膜を形成した。また、摺動部
材には表４に示す組成の潤滑皮膜を形成した。

【００３１】

【表４】

【００３２】この結果、固体潤滑剤としてＭｏＳ_２を
０．５，２．５，５，８を添加したところ、摩擦係数は
少しずつ低下し、潤滑皮膜および軟質皮膜の摩耗量もと
もに低下する傾向を示した。また、硬質粒子として、Ｓ
ｉ_３Ｎ_４を０．５容量％添加した実施例３６，３７では
潤滑皮膜の摩耗量が低下していた。

【００３３】（試験５）試験５は、支承部材の表面に軟
質皮膜を形成しないでスチールのままで試験を行った。
この結果、実施例１８に示す３０容量％ＰＴＦＥと１５
容量％ＰＦＡを含有するＰＥＳの組成のものでは、摩擦
係数が０．０７２、潤滑皮膜の摩耗量が２０μｍ、ま
た、スチールの摩耗量が１μｍであった。

【００３４】以上の試験１〜５の試験結果に基づいて、
軟質皮膜について考察すると、表面に軟質皮膜を形成し
なかった試験５から、スチールが露出している支承部材
と摺動部材との組合せであっても、摩擦係数および潤滑
皮膜の耐摩耗性に優れた免震用摺動材にすることができ
る。また、支承部材の表面に２０容量％芳香族ポリエス
テルを含有するＰＴＦＥの潤滑皮膜を形成した実施例１
８との対比から、支承部材の表面に軟質皮膜を形成する
ことによって、潤滑皮膜の摩耗量を著しく小さくするこ
とができることが判明した。

【図面の簡単な説明】

【図１】断面図

【符号の説明】

１…支承部材２…摺動部材３…潤滑皮膜４…軟質皮膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者柴山隆之名古屋市北区猿投町２番地大同メタル工業株式会社内Ｆターム(参考） 3J048 AA06 BG04 BG10 DA01 EA38

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】大地側に固定された支承部材と、該支承
部材上に相対的にすべり移動自由に載置された摺動部材
とからなる免震用支承装置において、前記支承部材と前記摺動部材の何れかの摺動面には、４
〜６０容量％のポリテトラフルオロエチレンと０．５〜
３５容量％の溶融フッ素樹脂、および該ポリテトラフル
オロエチレンと該溶融フッ素樹脂の合計が７５容量％以
下を含有するポリエーテルサルホンからなる潤滑皮膜に
より被覆していることを特徴とする免震用支承装置。
【請求項２】溶融フッ素樹脂が４フッ化エチレン・パー
フルオロアルキルビニールエーテル共重合体樹脂である
ことを特徴とする請求項１記載の免震用摺動材。
【請求項３】固体潤滑剤を添加していることを特徴とす
る請求項１，２記載の免震用摺動材。
【請求項４】硬質粒子を添加していることを特徴とする
請求項１〜３記載の免震用摺動材。
【請求項５】大地側に固定された支承部材と、該支承部
材上に相対的にすべり移動自由に載置された摺動部材と
からなる免震用支承装置において、支承部材と摺動部材の何れか一方の摺動面には、４〜６
０容量％のポリテトラフルオロエチレンと０．５〜３５
容量％の溶融フッ素樹脂、および該ポリテトラフルオロ
エチレンと該溶融フッ素樹脂の合計が７５容量％以下を
含有するポリエーテルサルホンからなる潤滑皮膜により
被覆し、さらに他方の摺動面を軟質皮膜により被覆して
いることを特徴とする免震用支承装置。
【請求項６】軟質皮膜を結晶性樹脂により構成している
ことを特徴とする請求項５記載の免震用摺動材。