JP2016023672A - 滑り材及び支承装置 - Google Patents

Abstract

【課題】摺動距離が長距離化する大きな揺れや長時間に亘る長周期の揺れに対しても地震エネルギや台風の風力エネルギを分散させて、長期に亘って安定した摺動性能を発揮することができる滑り材、及び当該滑り材を用いた支承装置を提供することを目的とする。【解決手段】表面が研磨されたスライドプレート２２に対して、上沓摺動面１０ａを摺動させるスライドベアリング３７であって、底面３７ａに、潤滑材４０を保持するディンプル３８を備え、ディンプル３８を形作るディンプル形成部３８ａを、スライドベアリング３７の本体におけるその他の部分に比べて圧密することで高硬度化した。【選択図】図３

Description

この発明は、例えば、下部構造物と上部構造物との間に介在させて、下部構造物で上部構造物を支承する支承装置、及び支承装置の摺動面を構成する滑り材に関する。

従来より、例えば、ビル、橋梁、あるいは固定構造物同士を接続する接続部分等の振動や相対変位が生じる構造物において、可動支持する支承装置を備えた免震構造物がある。このような、免震構造物における支承装置は、上部建造物等の被支持構造物と、下部構造物等の支持構造物との間に配設され、被支持構造物に固定された上沓と、支持構造物に固定された下沓との境界面、つまり摺動面で摺動することで、境界面における面内方向に変位可能に支持する構成であり、上沓と下沓とが摺動面で摺動することで、被支持構造物に伝わる振動を低減させるという免震効果を発揮することができる。

このような支承装置のひとつとして、例えば、特許文献１では、合成樹脂製の滑り板に対して、潤滑材を保持する凹部（ディンプル）を設けた合成樹脂製の滑り板を摺動させる支承装置が提案されており、摺動面に形成した凹部に保持した潤滑材が摺動面同士の間の全体に介在することによって、滑り材の摺動面同士が直接摺動する場合に比べて摩擦係数が低減して摺動性能が向上し、免震効果を向上できるとされている。

しかしながら、昨今の免震構造物の高層化等により、例えば、台風などの強い風圧を受けた場合や、大規模地震における長周期地震動が作用する場合には長周期の水平移動を繰り返すこととなる。このような長周期の水平移動の繰り返しではその移動変位量、つまり摺動距離が長距離化する。摺動距離の短い地震動による変位を想定した従来の支承装置では、長距離化した摺動距離に対して滑り性能が低下し、長期に亘って安定した摺動性能を発揮することは困難であった。

例えば、特許文献１で提案された一方の摺動面に潤滑材を保持する凹部（ディンプル）を設けた支承装置の場合、摺動距離が長距離化すると、滑り材同士の摺動によって滑り材表面が摩耗し、凹部が変形したり、消滅したりして潤滑材を保持できなくなるおそれがあった。そして、凹部が変形したり、消滅したりして潤滑材を保持できなくなると、摺動面における摩擦係数の低減効果が低下するため、滑り材自体が摩耗し、滑り性能がさらに低下し、長期に亘って安定した摺動性能を発揮することは困難であった。

特開２００１−１３２７５７号公報

そこで本発明では、摺動距離が長距離化する大きな揺れや長時間に亘る長周期の揺れに対しても地震エネルギや台風の風力エネルギを分散させて、長期に亘って安定した摺動性能を発揮することができる滑り材、及び当該滑り材を用いた支承装置を提供することを目的とする。

この発明は、摺動面が研磨された摺動材に対して、対向面を摺動させる滑り材であって、前記対向面に、潤滑材を保持するディンプルを備え、該ディンプルを形成するディンプル形成部分を、滑り材本体におけるその他の部分より圧密によって高硬度化した緻密部で形成したことを特徴とする。

上述の滑り材本体におけるその他の部分より圧密によって高硬度化した緻密部は、滑り材本体を構成する素材に対してディンプル形成部分を加圧して凹状に変形させる、つまり圧密することで、他の部分に比べて滑り材本体を構成する素材自体を高密度化することで、変形しにくく、傷つきにくい高硬度化部分とすることができる。

上述のディンプル形成部分は、対向面に対して凹状であるディンプルを形成するための対向面から凹状である面を構成する部分や、予めディンプルが形成され、滑り材本体に装着する態様の部品とすることができる。

この発明により、摺動距離が長距離化する大きな揺れや長時間に亘る長周期の揺れに対しても地震エネルギや台風の風力エネルギを分散させて、長期に亘って安定した摺動性能を発揮することができる。
詳しくは、摺動面が研磨された摺動材に対して、摺動させる滑り材の対向面に、潤滑材を保持するディンプルを備え、該ディンプルを形成するディンプル形成部分を、滑り材本体におけるその他の部分より圧密によって高硬度化した緻密部で形成しているため、地震力の入力に対しても変形しにくく、傷つきにくいディンプルを形成することができる。

したがって、摺動材の摺動によって摺動面が摩耗し、ディンプルが変形したり、消滅したりして潤滑材を流出させ保持できなくなるおそれがなく、摺動距離が長距離化する大きな揺れや長時間に亘る長周期の揺れに対しても地震エネルギや台風の風力エネルギを分散させて、長期に亘って安定した摺動性能を発揮することができる。

この発明の態様として、前記滑り材本体を、充填材入りＰＴＦＥで構成するとともに、前記緻密部を、プレス金型によるプレス加工で形成することができる。
上記充填材入りＰＴＦＥは、芳香族ポリエステル、あるいはガラス繊維やファイバチップなどの充填材を適宜の含浸量で混入したＰＴＦＥであり、通常のＰＴＦＥに比べ、繰り返し摺動に対する耐久性が高く、低摩擦性を維持することができる。

この発明により、充填材入りＰＴＦＥで前記滑り材本体を構成するため、通常のＰＴＦＥで構成した前記滑り材本体に比べ、繰り返し摺動に対する耐久性が高く、低摩擦性である前記滑り材本体を構成することができるとともに、充填材入りＰＴＦＥ製の滑り材本体におけるその他の部分より圧密によって高硬度化した緻密部で構成するディンプル形成部は、通常のＰＴＦＥ製のディンプル形成部に比べて変形しにくく、傷つきにくく且つ摺動に対する耐久性が高いディンプルを形成することができる。

なお、仮に、上述の支承装置において、ディンプルに保持する潤滑材が摺動によって消耗して枯渇した場合であっても、充填材入りＰＴＦＥで構成した前記滑り材本体は繰り返し摺動に対する耐久性が高く、低摩擦性であるため、摺動性能の急激な低下を防止し、長期に亘って安定した摺動性能を発揮することができる。

またこの発明の態様として、前記対向面の全体の面積に対する前記ディンプルの投影面積の比率である占有率を、１０％乃至４０％に設定することが好ましい。
この発明により、対向面におけるディンプル以外の平面部分（摺動面）による摺動性能と、ディンプルに保持された潤滑材による潤滑性能とを相乗的に発揮することができる。

詳述すると、摺動材に対して、滑り材の対向面において、ディンプルが形成された部分以外の平面部分が上部構造物の重量を支持しながら摺動材の摺動面と摺動し、ディンプルに保持された潤滑材が摺動する平面部分と摺動材の摺動面との間に介在して潤滑性能を発揮している。

ここで、前記対向面における前記ディンプルの占有率が１０％より小さい場合、つまり、滑り材における平面部分の面積が滑り材全体の面積に対して９０％以上である場合、摺動性能を維持できるだけの摺動面積を確保できるが、摺動面積に対する潤滑性能を発揮するのに要する量の潤滑材をディンプルに保持することができない。

これに対し、前記対向面における前記ディンプルの占有率が４０％より大きい場合、つまり、滑り材における平面部分の面積が滑り材全体の面積に対して６０％以下である場合、安定した潤滑性能を発揮するのに要する量の潤滑材をディンプルに保持できるものの、平面部分の面積、つまり、摺動材と摺動する摺動面積が小さくなり、滑り材を備えた支承装置として上部構造物の重量を支持する面積が低下して単位面積当たりの支持する重量が増大するため、摺動による摩耗が増大し、安定した摺動性能を維持できなくなる。

このように、前記対向面の全体の面積に対する前記ディンプルの投影面積の比率である占有率を、１０％乃至４０％に設定することにより、対向面におけるディンプル以外の平面部分による摺動性能と、ディンプルに保持された潤滑材による潤滑性能とを長期に亘って相乗的に発揮することができる。

更に、フッ素樹脂のなかでも、摩擦特性は優れるが、圧縮強さが最も小さいＰＴＦＥを主成分とするスライドベアリングにおいては、前記ディンプルは各々の投影面積においてφ４ｍｍ〜φ２０ｍｍ、好ましくはφ６ｍｍ〜φ１６ｍｍに設定することが好ましい。ここで、φ４ｍｍより投影面積が小さいディンプル場合、所定のディンプルの占有率を確保するためにディンプルの数が増加して摺動面に凹凸が増えるため、摩擦係数の増加を招き、また、φ２０ｍｍより投影面積が大きいディンプルの場合には所定のディンプルの占有率の範囲に収めるためにディンプルの数が最小になり、摺動面の凹凸が減るために摺動面の密着が進むため、摩擦係数の増加を招くこととなる。従って、前記ディンプルは各々の投影面積においてφ４ｍｍ〜φ２０ｍｍ、なかでも、φ６ｍｍ〜φ１６ｍｍに設定するのが好ましい。

またこの発明は、第１構造物及び第２構造物におけるそれぞれの対向部分に配設した第１沓及び第２沓で構成し、該第１沓及び第２沓との対向部分における摺動面同士の摺動を許容する支承装置であって、前記両摺動面のうち一方の摺動面を、上述の滑り部材で構成するとともに、他方の摺動面を前記摺動材で構成し、前記ディンプルに前記潤滑材を保持させたことを特徴とする。

この発明により、摺動距離が長距離化する大きな揺れや長時間に亘る長周期の揺れに対しても地震エネルギや台風の風力エネルギを分散させて、長期に亘って安定した摺動性能を発揮できる支承装置を構成することができる。
詳しくは、摺動面が研磨された摺動材に対して、摺動させる滑り材の対向面に備えた、潤滑材を保持するディンプルを形成するディンプル形成部分を、滑り材本体におけるその他の部分より圧密によって高硬度化した緻密部で形成する滑り材で、前記両摺動面のうち一方の摺動面を構成するため、摺動によって摩耗し、ディンプルが変形したり、消滅したりして潤滑材を保持できなくなるおそれがなく、摺動距離が長距離化する大きな揺れや長時間に亘る長周期の揺れに対しても地震エネルギや台風の風力エネルギを分散させて、長期に亘って安定した摺動性能を発揮することができる。

この発明の態様として、前記潤滑材を、５．０×１０^５乃至２０．０×１０^５ＣＳの粘度で構成することができる。
この発明により、前記両摺動面のうち一方の摺動面を構成する滑り材のディンプルに保持した状態において所望の潤滑性能を発揮することができる。

詳しくは、前記両摺動面のうち一方の摺動面を構成する滑り材のディンプルに保持する潤滑材の粘度が５．０×１０^５ＣＳより小さい場合、ディンプルから漏れ出たり、摺動の摩擦熱によって潤滑材の分解が加速され、すぐに消耗して枯渇するおそれがあり、摺動距離が長距離化する大きな揺れや長時間に亘る長周期の揺れに対して長期に亘って潤滑性能を発揮することができない。逆に、潤滑材の粘度が２０．０×１０^５ＣＳより大きい場合も、粘度が高すぎて所望の潤滑性能を発揮することができない。

このように、粘度が５．０×１０^５乃至２０．０×１０^５ＣＳである潤滑材を用いることにより、所望の潤滑性能を発揮し、摺動距離が長距離化する大きな揺れや長時間に亘る長周期の揺れに対しても地震エネルギや台風の風力エネルギを分散させて、長期に亘って安定した摺動性能を発揮することができる。

本発明により、摺動距離が長距離化する大きな揺れや長時間に亘る長周期の揺れに対しても地震エネルギや台風の風力エネルギを分散させて、長期に亘って安定した摺動性能を発揮することができる滑り材、及び当該滑り材を用いた支承装置を提供することができる。

支承装置の拡大断面図。 上沓の分解斜視図。 ベアリングの底面図。 スライドベアリングの製造方法についての説明図。

この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。
図１は支承装置１の拡大断面図を示し、図２は上沓１０の分解斜視図を示し、図３はベアリング３５の底面図を示し、図４はスライドベアリング３７の製造方法についての説明図を示している。

詳しくは、図４（ａ）はプレス金型１００によってプレス成型される前の状態の加工前スライドベアリング３７１の断面図を示し、図４（ｂ）はプレス金型１００によってプレス成型された状態の断面図を示し、図４（ｃ）はプレス金型１００によってプレス成型されたスライドベアリング３７の断面図を示している。

支承装置１は、上部建造物と下部構造物との間に配設されて免震構造を構成する免震装置であり、上部建造物に固定された上沓１０と、下部構造物に固定された下沓２０とで構成され、上沓１０と下沓２０の境界面、つまり摺動面１０ａ，２０ａが摺動することで、境界面（摺動面１０ａ，２０ａ）における面内方向に変位可能に支持し、摺動距離が長距離化する大きな揺れや長時間に亘る長周期の揺れに対しても地震エネルギや台風の風力エネルギを分散させて、免震することができる。

詳しくは、支承装置１は、図１に示すように、上部構造物の底面に固定された上沓１０と、下部構造物の上面に固定された下沓２０とで構成している。
詳しくは、下沓２０は、下部構造物の上面に固定されたソールプレート２１と、ソールプレート２１に装着されたスライドプレート２２とで構成し、スライドプレート２２の上面で、後述する上沓１０の上沓摺動面１０ａと摺動する下沓摺動面２０ａを構成している。
なお、スライドプレート２２は、本実施形態においてＳＵＳ３０４ＣＰのステンレス板で構成しているが、これに限定されず、適宜の金属製プレートを用いればよい。

上沓１０は、上部構造物の底面に固定される鋼製のベースポット１１と、ベースポット１１の底面側中央に配置した平面視円形状の摺動部３０とで構成している。
ベースポット１１に装着される摺動部３０は、図２に示すように、上から順に、弾性プレート３１、シム３２、シールリング３３、ピストン３４、ベアリング３５、及びその径外側に配置した平面視リング状のダストシール３９とで構成している。

弾性プレート３１は、平面視円形のゴム製のプレートである。
シム３２は、弾性プレート３１と同じ径の平面視円形形状で形成したフッ素樹脂製の薄板で形成している。

シールリング３３は、径外側が垂直面となり、径内側が下方に向かって径外側に傾斜する傾斜面である片断面台形状の円形リングであり、外径が弾性プレート３１及びシム３２と同じ径で形成している。
ピストン３４は、ステンレス製の略円柱形状であり、シールリング３３の嵌合を許容する円形凹部３４ａを上面の外周縁に沿って形成している。

ベアリング３５は、平面視円形で底面に後述するスライドベアリング３７の装着を許容する許容凹部３６ａを有するベアリングホルダ３６と、ベアリングホルダ３６の許容凹部３６ａに装着されるスライドベアリング３７とで構成している。

スライドベアリング３７は、自己潤滑性を有するとともに、表面が低摩擦係数であり、圧縮強度の高い充填材入りＰＴＦＥで構成された平面視円形の板状体であり、底面３７ａのうち後述するディンプル３８以外の平面部分で、下沓２０のスライドプレート２２の表面である下沓摺動面２０ａと摺動する上沓摺動面１０ａを構成している。

なお、本実施例において、スライドベアリング３７は、充填材入りＰＴＦＥとして、芳香族ポリエステル２９ｗｔ％、グラファイト５ｗｔ％及び、ＰＴＦＥ６６ｗｔ％で構成する芳香族系ＰＴＦＥで構成している。

また、上沓１０の上沓摺動面１０ａを構成するスライドベアリング３７の底面３７ａには、潤滑材４０を保持可能な底面視円形のディンプル３８を形成している。ディンプル３８は、断面における上方向き円弧状の凹形状であり、深さが１ｍｍ程度に形成しているが、０．５ｍｍ以上、スライドベアリング３７を貫通しない深さで形成すればよい。また、断面円弧状でなくても、例えば断面長方形の凹状であってもよいが、平面視円形かつ断面円弧状のディンプル３８の方が後述するディンプル形成部３８ａが、均一に高密度化して高硬度化することができるため好ましい。

なお、ディンプル３８は、図３に示すように、スライドベアリング３７の底面３７ａにおいて、最も近い３つが正三角形配置となるように等間隔に配置されている。また、スライドベアリング３７の底面３７ａにおける複数のディンプル３８の投影面積の合計面積が、スライドベアリング３７の底面３７ａ全体の面積に対して１０〜４０％となるよう設定している。

より詳しくは、フッ素樹脂のなかでも、摩擦特性は優れるが、圧縮強さが最も小さいＰＴＦＥを主成分とし、φ３００ｍｍのスライドベアリング３７を構成し、ディンプル３８を、各々の投影面積においてφ４ｍｍ〜φ２０ｍｍ、好ましくはφ６ｍｍ〜φ１６ｍｍに設定している。

ここで、φ４ｍｍより投影面積が小さいディンプル３８の場合、ディンプル３８の占有率（１０〜４０％）を確保するためにディンプル３８の数が増加する。ディンプル３８の数が増加すると、摺動面であるスライドベアリング３７の底面３７ａに凹凸が増えるため、摩擦係数の増加を招くこととなる。

逆に、φ２０ｍｍより投影面積が大きいディンプル３８の場合、ディンプル３８の占有率（１０〜４０％）を確保するためのディンプル３８の数が最小になり、摺動面であるスライドベアリング３７の底面３７ａの凹凸が減るために摺動面の密着が進むため、摩擦係数の増加を招くこととなる。従って、ディンプル３８は各々の投影面積においてφ４ｍｍ〜φ２０ｍｍ、なかでも、φ６ｍｍ〜φ１６ｍｍに設定するのが好ましい。

さらにまた、スライドベアリング３７においてディンプル３８を形作るディンプル形成部３８ａは、スライドベアリング３７における他の部分に比べて、圧密によって高硬度化されている。なお、ディンプル形成部３８ａは、平面視円形かつ断面円弧状の空間であるディンプル３８を形成する凹状の曲面から所定の深さ部分であり、後述するプレス金型１００のプレス凸部１０１によるプレス加工によって圧力が作用して変形した部分である。

ダストシール３９は、図２に示すように、断面が矩形となる円形のリング体である。なお、ダストシール３９の下端は、ベアリング３５の底面よりわずかに下方に突出し、下沓２０のスライドプレート２２と摺動可能に構成している（図１参照）。

このように構成した上沓１０は、摺動部３０をベースポット１１に嵌合するとともに、摺動部３０の径外側において、ベースポット１１に形成した円形溝１１ａにダストシール３９を挿着する（図１参照）。

さらに、このように構成した上沓１０及び下沓２０を、上沓摺動面１０ａを構成するスライドベアリング３７の底面３７ａに形成したディンプル３８に潤滑材４０を充填し、上沓摺動面１０ａと下沓摺動面２０ａとが摺動可能に対向させて上沓１０と下沓２０とを組み付けて支承装置１を構成している。
なお、潤滑材４０は、粘度が５．０×１０^５乃至２０．０×１０^５ＣＳであるシリコーングリースで構成している。

続いて、スライドベアリング３７へのディンプル３８の形成方法について、図４とともに説明する。
スライドベアリング３７の底面３７ａにディンプル３８を形成するプレス金型１００は、図４（ａ）に示すように、プレス金型１００の底面１００ａにおける、ディンプル３８の形成箇所に対応する箇所に、ディンプル３８に対応する下方向き円弧状の凸形状であるプレス凸部１０１を備えている。

このようなプレス金型１００と、ディンプル３８を形成する前の加工前スライドベアリング３７１とを、プレス凸部１０１を有する底面１００ａと、ディンプル３８を形成する底面３７１ａとを対向させ（図４（ａ）参照）、図示省略するプレス圧力装置によりプレス金型１００で加工前スライドベアリング３７１をプレスし（図４（ｂ）参照）、プレス金型１００の底面１００ａに有するプレス凸部１０１で、加工前スライドベアリング３７１の底面３７１ａをプレスして、ディンプル３８を形成し、スライドベアリング３７を構成する（図４（ｃ）参照）。

このとき、ディンプル３８を形作るディンプル形成部３８ａは、図４（ｃ）におけるａ部拡大図に示すように、加工前スライドベアリング３７１の底面３７１ａがプレス凸部１０１によって圧密により高密度化されているため、スライドベアリング３７における他の部分に比べて高硬度化されている。

なお、本実施例においては、プレス金型１００を約１５Ｎ／ｍｍ^２の圧力でプレスして圧密化することで、スライドベアリング３７の他の部分に比べて比重で０．０１〜０．０２程度高密度化させ、他の部分の硬度に対しておよそ２％の高硬度化を図っている。

このように、支承装置１において表面が研磨されたスライドプレート２２に対して、上沓１０のスライドベアリング３７の底面３７ａに形成されたディンプル３８を形作るディンプル形成部３８ａを、スライドベアリング３７の本体におけるその他の部分に比べて圧密することで高硬度化したことにより、摺動距離が長距離化する大きな揺れや長時間に亘る長周期の揺れに対しても地震エネルギや台風の風力エネルギを分散させて、長期に亘って安定した摺動性能を発揮することができる。

詳しくは、表面が研磨されたスライドプレート２２に対して、摺動させるスライドベアリング３７の底面３７ａに、潤滑材４０を保持するディンプル３８を備え、ディンプル３８を形作るディンプル形成部３８ａを、スライドベアリング３７の本体におけるその他の部分に比べて圧密することで高硬度化しているため、変形しにくく、傷つきにくいディンプル３８を形成することができる。

したがって、第１構造物及び第２構造物におけるそれぞれの対向部分に配設した上沓１０及び下沓２０で構成し、上沓１０及び下沓２０との対向部分における上沓摺動面１０ａと下沓摺動面２０ａとの摺動を許容する支承装置１において、スライドプレート２２に対するスライドベアリング３７の摺動によって底面３７ａで構成する上沓摺動面１０ａが摩耗し、ディンプル３８が変形したり、消滅したりして潤滑材４０を保持できなくなるおそれがなく、摺動距離が長距離化する大きな揺れや長時間に亘る長周期の揺れに対しても地震エネルギや台風の風力エネルギを分散させて、長期に亘って安定した摺動性能を発揮することができる。

また、スライドベアリング３７の本体を、芳香族系ＰＴＦＥで構成するとともに、プレス金型１００のプレス凸部１０１によるプレス加工でディンプル形成部３８ａを形成することにより、通常のＰＴＦＥで構成したスライドベアリング本体に比べ、繰り返し摺動に対する耐久性が高く、低摩擦性であるスライドベアリング３７を構成することができる。

また、充填材入りＰＴＦＥ製のスライドベアリング３７におけるその他の部分より圧密によって高硬度化したディンプル形成部３８ａは、通常のＰＴＦＥ製のディンプル形成部に比べて繰り返し摺動に対する耐久性が高いため、さらに変形しにくく、傷つきにくいディンプル３８を形成することができる。

また、仮に、ディンプル３８に保持する潤滑材４０が摺動によって消耗して枯渇した場合であっても、充填材入りＰＴＦＥで構成したスライドベアリング３７の底面３７ａで構成する上沓摺動面１０ａは繰り返し摺動に対する耐久性が高く、低摩擦性を維持することができるため、摺動性能の急激な低下を防止し、長期に亘って安定した摺動性能を発揮することができる。

さらに、詳しくは、自己潤滑性を有するとともに、表面が低摩擦係数であり、圧縮強度の高い充填材入りＰＴＦＥで構成されているスライドベアリング３７は、充填材入りＰＴＦＥとして、芳香族ポリエステル２６〜３３ｗｔ％、グラファイト３〜１０ｗｔ％及び、ＰＴＦＥ５７〜７１ｗｔ％で、３成分の合計が１００ｗｔ％となる芳香族系ＰＴＦＥとして構成している。

なお、芳香族系ＰＴＦＥを構成する芳香族ポリエステルが２６ｗｔ％より少なくなる場合は、ＰＴＦＥまたはグラファイトの配合比率が増加する。ＰＴＦＥの配合比率が上記の範囲を超えて増加するとＰＴＦＥのクリープが発現しスライドベアリング３７の変形が大きくなるため、建築重量物の軸受として使用するのは不適切である。

また、グラファイトの配合比率が上記の範囲を超えて大きくなる場合は摩擦特性が向上するが、破壊強度が低下するため、予測が難しい地震力が作用する構造材として使用するとスライドベアリング３７が破壊する危険性が大きくなるため好ましいとは言えない。

芳香族ポリエステルが３３ｗｔ％を超える場合は、ＰＴＦＥまたはグラファイトの配合比率が減少する。両者は共に低摩擦材料であり、スライドベアリング３７の摩擦係数が増加するため、地震エネルギが十分な吸収・分散を行われないうちに建築構造物の基礎に入力され、建築構造物の破壊を発生させる可能性を大きくするため、不適切である。

また、グラファイトが３ｗｔ％より少ない場合は、スライドベアリング３７の摩擦特性においてＰＴＦＥ主体の特徴が発現し、摩耗量の増加を引き起す。逆に、グラファイトが１０ｗｔ％を超えた場合は、上記の通り、摩擦特性が向上するが、破壊強度が低下するため、予測が難しい地震力が作用する構造材として使用するとスライドベアリング３７が破壊する危険性が大きくなるため好ましいとは言えない。

さらに、ＰＴＦＥが５７ｗｔ％より少ない場合は、芳香族ポリエステルまたはグラファイトの配合比率が上昇するため、上記の通り好ましくない。逆に、ＰＴＦＥが７１ｗｔ％を超えて増加する場合は、上記の通り、ＰＴＦＥのクリープ現象が発現するため、建築構造物に使用するスライドベアリング３７への適用は好ましくない。

さらに、スライドベアリング３７の底面３７ａの全体面積に対するディンプル３８の投影面積の占有率を、１０％乃至４０％に設定したことにより、底面３７ａにおけるディンプル３８以外の平面部分による摺動性能と、ディンプル３８に保持された潤滑材４０による潤滑性能とを相乗的に発揮することができる。

詳述すると、スライドプレート２２に対して、スライドベアリング３７の底面３７ａにおいて、ディンプル３８以外の平面部分がスライドプレート２２の下沓摺動面２０ａと摺動し、ディンプル３８に保持された潤滑材４０が摺動する平面部分とスライドプレート２２の下沓摺動面２０ａとの間に介在して潤滑性能を発揮しているが、底面３７ａにおけるディンプル３８の占有率が１０％より小さい場合、上部構造物の重量を支持しながら摺動する摺動性能を維持できるだけの摺動面積を確保できるが、摺動面積に対する潤滑性能を発揮するのに要する量の潤滑材４０をディンプル３８に保持することができない。

これに対し、底面３７ａにおけるディンプル３８の占有率が４０％より大きい場合、潤滑性能を発揮するのに要する量の潤滑材４０をディンプル３８に保持できるものの、平面部分の面積、つまり、スライドプレート２２と摺動する摺動面積が小さくなり、スライドベアリング３７を備えた支承装置として上部構造物の重量を支持する面積が低下して単位面積当たりの支持する重量が増大するため、摺動による摩耗が増大し、安定した摺動性能を維持できなくなる。

このように、底面３７ａの全体の面積に対するディンプル３８の投影面積の比率である占有率を、１０％乃至４０％に設定することにより、底面３７ａにおけるディンプル３８以外の平面部分による摺動性能と、ディンプル３８に保持された潤滑材４０による潤滑性能とを長期に亘って相乗的に発揮することができる。

また、潤滑材４０として、粘度が５．０×１０^５乃至２０．０×１０^５ＣＳであるシリコーングリースを用いたことにより、上沓摺動面１０ａを構成するスライドベアリング３７のディンプル３８に保持した状態において所望の潤滑性能を発揮することができる。

詳しくは、上沓摺動面１０ａを構成するスライドベアリング３７のディンプル３８に保持する潤滑材４０の粘度が５．０×１０^５ＣＳより小さい場合、ディンプル３８から漏れ出たり、摺動によって潤滑材４０がすぐに消耗して枯渇するおそれがあり、摺動距離が長距離化する大きな揺れや長時間に亘る長周期の揺れに対して長期に亘って潤滑性能を発揮することができない。逆に、潤滑材４０の粘度が２０．０×１０^５ＣＳより大きい場合も、粘度が高すぎて所望の潤滑性能を発揮することができない。

このように、粘度が５．０×１０^５乃至２０．０×１０^５ＣＳである潤滑材４０を用いることにより、所望の潤滑性能を発揮し、摺動距離が長距離化する大きな揺れや長時間に亘る長周期の揺れに対しても地震エネルギや台風の風力エネルギを分散させて、長期に亘って安定した摺動性能を発揮することができる。

以上、本発明の構成と、前述の実施態様との対応において、本実施形態の摺動面は、下沓摺動面２０ａに対応し、
以下同様に、
摺動材は、スライドプレート２２に対応し、
対向面は、底面３７ａに対応し、
滑り材は、スライドベアリング３７に対応し、
ディンプル形成部分及び緻密部は、圧密することで高硬度化されたディンプル形成部３８ａに対応し、
充填材入りＰＴＦＥは、芳香族系ＰＴＦＥに対応し、
第１沓は、上沓１０に対応し、
第２沓は、下沓２０に対応し、
摺動面同士の摺動は、上沓摺動面１０ａと下沓摺動面２０ａとの摺動に対応し、
両摺動面のうち一方の摺動面は、上沓摺動面１０ａに対応し、
他方の摺動面は、下沓摺動面２０ａに対応するも、上記実施形態に限定するものではない。

上述の説明においては、免震構造における支承装置１について説明したが、例えば橋脚で主桁を支持する場合の支承装置、ビルとビルとを連絡する渡り廊下をビルから支持する場合の支承装置、トラス屋根を柱で支持する場合の支承装置、あるいは、ビル同士を接続するエキスパンション構造における支承装置として用いてもよい。

また、ダストシール３９を備えない支承装置１であってもよく、さらには、潤滑材４０を充填するディンプル３８を有するスライドベアリング３７を下沓２０に備え、スライドプレート２２を上沓１０に備えてもよい。さらには、ディンプル３８をスライドベアリング３７のみならず、スライドプレート２２にディンプル３８を備えてもよい。

また、潤滑材としてシリコーングリースを用いたが、上述の粘度を有する潤滑材であれば、ほかの潤滑材を用いてもよい。
さらには、充填材入りＰＴＦＥとして、芳香族系ＰＴＦＥを用いたが、ガラス繊維やファイバチップなどの充填材が混入されたＰＴＦＥで構成してもよい。

また、全方向に摺動可能な支承装置１におけるスライドベアリング３７にディンプル３８を備えたが、例えば一方向に摺動できる一方向支承装置におけるスライドベアリングにディンプル３８を備えてもよい。

また、上述の説明では、加工前スライドベアリング３７１に対してプレス金型１００のプレス凸部１０１でプレス加工してディンプル３８をプレス成型したことにより、ディンプル３８を形作るディンプル形成部３８ａを高密度化、高硬度化したが、予めディンプルが形成された高硬度なディンプル形成部をスライドベアリングに装着する態様でディンプルを、スライドベアリングの底面に形成してもよく、この場合においても上述の効果を奏することができる。

１…支承装置
１０…上沓
２０…下沓
２０ａ…下沓摺動面
２２…スライドプレート
３７…スライドベアリング
３７ａ…底面
３８…ディンプル
３８ａ…ディンプル形成部
４０…潤滑材
１００…プレス金型

Claims (5)

1. 摺動面が研磨された摺動材に対して、対向面を摺動させる滑り材であって、
   前記対向面に、潤滑材を保持するディンプルを備え、
   該ディンプルを形成するディンプル形成部分を、滑り材本体におけるその他の部分より圧密によって高硬度化した緻密部で形成した
   滑り材。
2. 前記滑り材本体を、充填材入りＰＴＦＥで構成するとともに、
   前記緻密部を、プレス金型によるプレス加工で形成した
   請求項１に記載の滑り材。
3. 前記対向面の全体の面積に対する前記ディンプルの投影面積の比率である占有率を、
   １０％乃至４０％に設定した
   請求項１または２に記載の滑り材。
4. 第１構造物及び第２構造物におけるそれぞれの対向部分に配設した第１沓及び第２沓で構成し、該第１沓及び第２沓との対向部分における摺動面同士の摺動を許容する支承装置であって、
   前記両摺動面のうち一方の摺動面を、請求項１乃至３のうちいずれかに記載の滑り部材で構成するとともに、他方の摺動面を前記摺動材で構成し、
   前記ディンプルに前記潤滑材を保持させた
   支承装置。
5. 前記潤滑材を、
   ５．０×１０^５乃至２０．０×１０^５ＣＳの粘度で構成した
   請求項４に記載の支承装置。
   

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