JP2020153498A

JP2020153498A - 滑り支承

Info

Publication number: JP2020153498A
Application number: JP2019054926A
Authority: JP
Inventors: 徳民馮; Demin Feng; 啓祥田; qi xiang Tian
Original assignee: Fujita Corp
Current assignee: Fujita Corp
Priority date: 2019-03-22
Filing date: 2019-03-22
Publication date: 2020-09-24

Abstract

【課題】上部構造体を水平方向に移動可能に支持する機能に加え、エネルギーを減衰する機能を持たせた滑り支承を提供すること。【解決手段】滑り支承１６Ａは、上部構造体１２に設けられた下向きの滑り面２０と、下部構造体１４に設けられた上向きの滑り面２２とを有している。下向きの滑り面２０は、上向きの滑り面２２の中央部２２Ａに位置し、上部構造体１２または下部構造体１４に水平方向の力が作用したときに、下向きの滑り面２０は、上向きの滑り面２２の中央部２２Ａからその周囲の外周部２２Ｂに向かって滑動する。上向きの滑り面２２の外周部２２Ｂの摩擦係数は、中央部２２Ａの摩擦係数よりも大きく形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、滑り支承に関する。

滑り支承は様々な用途に用いられており、そのうちの１つとして、滑り支承は、地震時の建物の揺れを抑制する免震装置に用いられている。
このような免震装置は、例えば、建物である上部構造体と建物の基礎をなす下部構造体との間に配設された複数の積層ゴムと、複数の滑り支承と、エネルギー減衰手段とを備えている。
そして、複数の積層ゴムと複数の滑り支承とで上部構造体を水平方向に移動可能に支持し、地震時に、下部構造体に対して上部構造体を水平方向へ移動させ、風や地震などによる揺れが上部構造体に直接伝わらないようにしている。
また、積層ゴムは、上部構造体が水平方向に変位した際、水平方向の変位に対応した大きさの弾性力により上部構造体を水平方向で元の位置の方向に付勢している。
エネルギー減衰手段は、地震エネルギーを減衰するもので、エネルギー減衰手段として、積層ゴムの中央部に上下に挿通される鉛プラグや、上部構造体と下部構造体との間に架け渡されるオイルダンパーなどが用いられている。
鉛プラグは、上部構造体の水平方向へ移動により塑性変形することにより地震エネルギーを減衰するものであり、オイルダンパーは、ピストン装置が伸縮することによりオイルの粘性抵抗で地震エネルギーを減衰するものである。

特開２０１５−１３２３００号公報

ここで従来の滑り支承に着目すると、従来の滑り支承は、免震装置に使用される場合に限らず、上部構造体を水平方向に移動可能に支持する機能しか奏していない。
本発明は前記事情に鑑み案出されたもので、本発明の目的は、滑り支承に、上部構造体を水平方向に移動可能に支持する機能に加え、エネルギーを減衰する機能を持たせた滑り支承を提供することにある。

上述した目的を達成するために、本発明は、上部構造体に設けられた下向きの滑り面と、下部構造体に設けられた上向きの滑り面とを有し、それら滑り面のうちの一方の滑り面は、他方の滑り面の中央部に位置し、前記上部構造体または前記下部構造体に水平方向の力が作用したときに前記一方の滑り面は前記他方の滑り面の前記中央部からその周囲の外周部に滑動する滑り支承であって、前記他方の滑り面の前記外周部の摩擦係数は、前記中央部の摩擦係数よりも大きいことを特徴とする。
また、本発明は、前記他方の滑り面の中央部の輪郭は、前記一方の滑り面の輪郭よりも大きいことを特徴とする。
また、本発明は、前記他方の滑り面の前記外周部の摩擦係数は、前記中央部の摩擦係数よりも大きい均一の値であることを特徴とする。
また、本発明は、前記他方の滑り面の前記外周部の摩擦係数は、前記中央部から離れるにつれて次第に大きくなることを特徴とする。
また、本発明は、前記他方の滑り面の前記外周部の摩擦係数は、前記中央部から離れるにつれて段階的に大きくなることを特徴とする。
また、本発明は、前記他方の滑り面は、前記上部構造体または前記下部構造体の一方に取着された滑り部材の面で形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、上部構造体または下部構造体に水平方向の小さい力が作用した場合、一方の滑り面が、摩擦係数が小さい他方の滑り面の中央部で移動する。
また、上部構造体または下部構造体に水平方向の大きい力が作用した場合、一方の滑り面が、他方の滑り面の中央部から外周部に移動し、その際に、一方の滑り面が外周部から抵抗を受けることにより滑り支承によってエネルギーが減衰される。
すなわち、上部構造体または下部構造体に水平方向の小さい力が作用した場合、本発明の滑り支承は従来の滑り支承と同様に機能し、また、上部構造体または下部構造体に水平方向の大きい力が作用した場合、本発明の滑り支承は従来の滑り支承と同様に機能することに加え、エネルギー減衰機能も発揮する。
また、他方の滑り面の中央部の輪郭を、一方の滑り面の輪郭よりも大きく形成すると、上部構造体または下部構造体に水平方向の小さい力が作用した場合、従来の滑り支承と同様に、一方の滑り面が、他方の滑り面の中央部の輪郭内で円滑に速やかに移動する。
また、他方の滑り面の外周部の摩擦係数を、中央部の摩擦係数よりも大きい均一の値で形成すると、他方の滑り面を簡単に確実に形成する上で有利となる。
また、他方の滑り面の外周部の摩擦係数を、中央部から離れるにつれて次第に大きくすると、あるいは、中央部から離れるにつれて段階的に大きくすると、上部構造体または下部構造体に水平方向の大きい力が作用した場合、一方の滑り面が、他方の滑り面の中央部から離れれば離れるほど、一方の滑り面が外周部から受ける抵抗が大きくなり、滑り支承によるエネルギーの減衰力を大きくできる。
また、本発明は、前記他方の滑り面を、前記上部構造体または前記下部構造体の一方に取着された滑り部材の面で形成すると、中央部と外周部の摩擦係数を所望の値に簡単に設定することができる。

（Ａ）は滑り部材が設けられた下部構造体を断面図で示した第１の実施の形態の滑り支承の側面図、（Ｂ）は滑り部材が設けられた下部構造体の平面図である。第２の実施の形態の滑り支承の説明図で、滑り部材が設けられた下部構造体の平面図である。第３の実施の形態の滑り支承の説明図で、滑り部材が設けられた下部構造体の平面図である。

以下、本発明の滑り支承を免震装置に適用した実施の形態について図面を参照して説明する。
まず、図１を参照して第１の実施の形態から説明する。
免震装置１０は、例えば、建物である上部構造体１２と、建物の基礎をなす下部構造体１４との間に配設された複数の滑り支承１６Ａと、不図示の複数の積層ゴムと、不図示のエネルギー減衰手段とを備えている。
各滑り支承１６Ａは、上部構造体１２に設けられた下向きの滑り面２０と、下部構造体１４に設けられた上向きの滑り面２２とを有し、複数の滑り支承１６Ａはそれら滑り面２０，２２を介して上部構造体１２の荷重を積層ゴムと共に支持し、また、上部構造体１２を下部構造体１４上で移動可能に支持している。
下向きの滑り面２０は、上向きの滑り面２２の中央部２２Ａに位置し、上部構造体１２または下部構造体１４に水平方向の力が作用したときに、下向きの滑り面２０は、上向きの滑り面２２の中央部２２Ａからその周囲の外周部２２Ｂに向かって滑動する。

下向きの滑り面２０は、上部構造体１２の下面に取り付けられた脚部２４の下面に設けられている。本実施の形態では、脚部２４はステンレス製であるが、脚部２４をコンクリートなど従来公知の様々な材料で構成するなど任意である。
脚部２４は、上部構造体１２の下面にボルトで取着されるフランジ２４Ａと、フランジ２４Ａの中央から突設された柱部２４Ｂとを備えている。
そして、柱部２４Ｂの下端面が、平坦で平滑な下向きの滑り面２０に形成されている。
なお、脚部２４をステンレス以外の材料で構成した場合には、下向きの滑り面２０を、例えば、ポリテトラフルオロチレンなどを主成分とする低摩擦材料からなる板状やシート状の滑り部材を脚部２４の下面に取着し、この滑り部材の下面で下向きの滑り面２０が構成されることになる。

上向きの滑り面２２は、下部構造体１４の上面に設けられている。
下部構造体１４の上面に平面視円形の凹部１４０２が設けられ、上向きの滑り面２２は、この凹部１４０２に収容され取着された板状またはシート状の滑り部材２６の上面で構成されている。
滑り部材２６は、凹部１４０２の中央部２２Ａに配置され上向きの滑り面２２の中央部２２Ａを構成する円形の中央滑り部材２６Ａと、中央滑り部材２６Ａの周囲に配置され上向きの滑り面２２の中央部２２Ａの周囲の外周部２２Ｂを構成する環状の外周滑り部材２６Ｂとを含んで構成されている。
中央滑り部材２６Ａは、本実施の形態では、例えば、ポリテトラフルオロチレンを主成分とする低摩擦材料から形成され、上向きの滑り面２２の中央部２２Ａは、中央滑り部材２６Ａの上面の平滑面で構成されている。
外周滑り部材２６Ｂは、本実施の形態では、中央滑り部材２６Ａを構成する滑り部材２６よりも摩擦係数の大きい合成樹脂材料で形成されている。このような材料として、滑り部材に用いる従来公知の様々な合成樹脂材料が採用可能である。
上向きの滑り面２２の外周部２２Ｂは、外周滑り部材２６Ｂの上面で形成され、上向きの滑り面２２の外周部２２Ｂの摩擦係数は、中央部２２Ａの摩擦係数よりも大きく形成されている。

なお、中央滑り部材２６Ａ、外周滑り部材２６Ｂの上面の表面粗さを調整することにより、中央部２２Ａ、外周部２２Ｂの摩擦係数の大きさが所望の値に簡単に調整される。
本実施の形態では、上向きの滑り面２２の外周部２２Ｂの摩擦係数は、中央部２２Ａの摩擦係数よりも大きい均一の値で形成されている。
なお、中央部２２Ａと外周部２２Ｂとを同一の滑り部材を用いて形成し、上向きの滑り面２２の外周部２２Ｂの表面粗さを、中央部２２Ａの表面粗さよりも荒くすることで、上向きの滑り面２２の外周部２２Ｂの摩擦係数を、中央部２２Ａの摩擦係数よりも大きくするようにしてもよい。
また、図１（Ｂ）に想像線で示すように、上向きの滑り面２２の中央部２２Ａは、下向きの滑り面２０の直径よりも大きい直径で形成されている。

次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
風などにより小さい水平方向の力が建物に作用した場合には、不図示の積層ゴムが剪断変形すると共に、下向きの滑り面２０が、上向きの滑り面２２の中央部２２Ａの輪郭内で移動する。
したがって、小さい水平方向の力が建物に作用した場合、小さい水平方向の力による建物の揺れが抑制される。
また、地震などにより大きい水平方向の力が建物に作用した場合には、不図示の積層ゴムが剪断変形すると共に、下向きの滑り面２０が、上向きの滑り面２２の中央部２２Ａから外周部２２Ｂに移動し、その際に、不図示のエネルギー減衰手段によりエネルギーが減衰されると共に、上向きの滑り面２２が外周部２２Ｂから抵抗を受けることにより滑り支承１６Ａによっても地震エネルギーが減衰され、地震による建物の揺れが抑制される。
したがって、大きい水平方向の力が建物に作用した場合、より大きな減衰力により建物の揺れを抑制する上で有利となる。
また、滑り支承１６Ａによっても地震エネルギーが減衰され、免震装置１０の減衰力の一部を滑り支承１６Ａが負担することから、免震装置１０に要求される減衰力を変えずに、鉛プラグやオイルダンパーなどのエネルギー減衰手段を小型化でき、したがって、免震装置１０の小型化を図る上で有利となる。

なお、上向きの滑り面２２の中央部２２Ａの輪郭と、下向きの滑り面２０の輪郭とを同一に形成してもよいが、本実施の形態のように、上向きの滑り面２２の中央部２２Ａを、下向きの滑り面２０の直径よりも大きい直径で形成し、言い換えると、上向きの滑り面２２の中央部２２Ａの輪郭を、下向きの滑り面２０の輪郭よりも大きく形成すると、風などにより小さい水平力が建物に作用した場合には、従来と同様に、下向きの滑り面２０が、上向きの滑り面２２の中央部２２Ａの輪郭内で円滑に速やかに移動する。
したがって、風などによる小さい水平力が建物に作用した場合、建物の揺れを速やかに効率的に抑制する上で有利となる。
また、本実施の形態では、上向きの滑り面２２の外周部２２Ｂの摩擦係数は、中央部２２Ａの摩擦係数よりも大きい均一の値で形成されているので、上向きの滑り面２２を簡単に確実に形成する上で有利となる。

次に、図２を参照して第２の実施の形態について説明する。
なお、以下の実施の形態では第１の実施の形態と同様な箇所、部材に同一の符号を付してその説明を省略し、異なった箇所を重点的に説明する。
第２の実施の形態の滑り支承１６Ｂは、上部構造体１２に設けられた下向きの滑り面２０の構成は第１の実施の形態と同様であり、下部構造体１４に設けられた上向きの滑り面２２の外周部２２Ｂの構成が第１の実施の形態と異なっている。
すなわち、上向きの滑り面２２の中央部２２Ａは、第１の実施の形態と同様に、中央滑り部材２６Ａの上面で構成されている。
上向きの滑り面２２の外周部２２Ｂは、外周滑り部材２６Ｂの上面で構成され、上向きの滑り面２２の外周部２２Ｂの摩擦係数は、中央部２２Ａの摩擦係数よりも大きく形成されている点については第１の実施の形態と同様であるが、外周部２２Ｂの表面粗さを中央部２２Ａから離れるにつれて次第に連続的に大きくすることなどで、外周部２２Ｂの摩擦係数は、中央部２２Ａから離れるにつれて次第に大きくなるように形成されている点が第１の実施の形態と異なっている。

このような第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加え、つぎの効果が奏される。
すなわち、地震などにより大きい水平方向の力が建物に作用した場合には、下向きの滑り面２０が、上向きの滑り面２２の外周部２２Ｂ上で中央部２２Ａから離れれば離れるほど、上向きの滑り面２２が外周部２２Ｂから受ける抵抗が大きくなり、滑り支承１６Ｂによる地震エネルギーの減衰力が大きくなる。
したがって、大きい水平方向の力が建物に作用した場合、より大きな減衰力により建物の揺れを抑制する上でより有利となる。

次に、図３を参照して第３の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態の滑り支承１６Ｃは、第２の実施の形態の変形例であり、第３の実施の形態では、外周部２２Ｂの摩擦係数が、中央部２２Ａから離れるにつれて段階的に大きくなっている点が第２の実施の形態と異なっている。
すなわち、第３の実施の形態では、上向きの滑り面２２の外周部２２Ｂは、中央部２２Ａの周囲で中央部２２Ａよりも摩擦係数が大きい環状の第１外周部２２Ｂー１と、第１外周部２２Ｂー１の周囲で第１外周部２２Ｂー１よりも摩擦係数が大きい環状の第２外周部２２Ｂー２とで構成されている。なお、外周部２２Ｂの大きさによって、摩擦係数の異なる外周部の数を２以上の複数で構成するなど任意である。
第１外周部２２Ｂー１は、環状の第１外周滑り部材２６Ｂ−１で構成され、第２外主部２２Ｂー２は、環状の第２外周滑り部材２６Ｂ―２で構成され、第１外周部２２Ｂー１と第２外周部２２Ｂー２は、同一材料の第１外周滑り部材２６Ｂ−１と第２外周滑り部材２６Ｂ―２を用いて表面粗さを異ならせることで構成してもよく、あるいは、互いに摩擦係数の異なる第１外周滑り部材２６Ｂ−１と第２外周滑り部材２６Ｂ―２を用いて構成してもよい。

第３の実施の形態によれば、第２の実施の形態と同様に、地震などにより大きい水平方向の力が建物に作用した場合、下向きの滑り面２０が、上向きの滑り面２２の中央部２２Ａから離れれば離れるほど、上向きの滑り面２２が外周部２２Ｂから受ける抵抗が大きくなり、滑り支承１６Ｃによる地震エネルギーの減衰力が大きくなり、より大きな減衰力により建物の揺れを抑制する上でより有利となる。
また、第１外周部２２Ｂー１と第２外周部２２Ｂー２とを別々の部材で構成したので、第１外周部２２Ｂー１の摩擦係数が異なる複数種類の第１外周滑り部材２６Ｂ−１と、第２外周部２２Ｂー２の摩擦係数の異なる複数種類の第２外周滑り部材２６Ｂ―２とを予め用意することにより、建物の仕様により、第１外周部２２Ｂー１、第２外周部２２Ｂー２としてそれら複数種類の第１外周滑り部材２６Ｂ−１と第２外周滑り部材２６Ｂ―２から所望の大きさの摩擦係数のものを選択して使用でき、第３の実施の形態の滑り支承１６Ｃの汎用性を高める上で有利となる。

なお、本実施の形態では、脚部２４が下部構造体１４から突設されている場合について説明したが、脚部２４が上部構造体１２から突設されている滑り支承にも本発明は適用され、また、本発明の滑り支承は、球面滑り支承Ｃなどの各種構造の滑り支承にも広くて適用され、滑り支承の用途は免震装置に限定されず、様々の用途に広く適用される。

１０免震装置
１２上部構造体
１４下部構造体
１４０２凹部
１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ滑り支承
２０下向きの滑り面
２２上向きの滑り面
２２Ａ上向きの滑り面の中央部
２２Ｂ上向きの滑り面の外周部
２２Ｂ―１第１外周部
２２Ｂ―２第２外周部
２４脚部
２６滑り部材
２６Ａ中央滑り部材
２６Ｂ外周滑り部材
２６Ｂ―１第１外周滑り部材
２６Ｂ―２第２外周滑り部材

Claims

上部構造体に設けられた下向きの滑り面と、下部構造体に設けられた上向きの滑り面とを有し、それら滑り面のうちの一方の滑り面は、他方の滑り面の中央部に位置し、前記上部構造体または前記下部構造体に水平方向の力が作用したときに前記一方の滑り面は前記他方の滑り面の前記中央部からその周囲の外周部に滑動する滑り支承であって、
前記他方の滑り面の前記外周部の摩擦係数は、前記中央部の摩擦係数よりも大きい、
ことを特徴とする滑り支承。
前記他方の滑り面の中央部の輪郭は、前記一方の滑り面の輪郭よりも大きい、
ことを特徴とする請求項１記載の滑り支承。
前記他方の滑り面の前記外周部の摩擦係数は、均一の値である、
ことを特徴とする請求項１または２記載の滑り支承。
前記他方の滑り面の前記外周部の摩擦係数は、前記中央部から離れるにつれて次第に大きくなる、
ことを特徴とする請求項１または２記載の滑り支承。
前記他方の滑り面の前記外周部の摩擦係数は、前記中央部から離れるにつれて段階的に大きくなる、
ことを特徴とする請求項１または２記載の滑り支承。
前記他方の滑り面は、前記上部構造体または前記下部構造体の一方に取着された滑り部材の面で形成されている、
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項記載の滑り支承。