JP2020169712A - Sliding bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、すべり支承に関する。 The present invention relates to sliding bearings.
地震時に発生するエネルギーが、ビルや戸建住宅等の構造物に伝達するのを低減させる免震機構として、構造物の上部構造体と下部構造体との間に配置され、地震時に上部構造体に対して下部構造体を水平方向に滑動自在とするすべり支承が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載されたすべり支承は、下部構造体の上面側に固定されたステンレス製の平滑板と、上部構造体の下面側に固定された合成樹脂製のすべり材とを備えており、平滑板がすべり材に対して摺動することで、地震時における上部構造体の揺れを低減している。
As a seismic isolation mechanism that reduces the transmission of energy generated during an earthquake to structures such as buildings and detached houses, it is placed between the upper structure and the lower structure of the structure, and the upper structure is placed during an earthquake. On the other hand, there is known a sliding support that makes the lower structure slidable in the horizontal direction (see, for example, Patent Document 1). The sliding bearing described in
上記すべり支承は、平滑板がすべり材に対して摺動したときに発生する摩擦熱を、平滑板の伝熱によって外部に放出しているが、平滑板は、熱伝導率の低いステンレスからなるため、摩擦熱を効率的に外部に放出することができない。このため、平滑板とすべり材との間の摩擦係数が変化し易く、すべり支承の免震性能を想定通りに発揮させることができないおそれがある。 In the above-mentioned slip support, the frictional heat generated when the smooth plate slides on the sliding material is released to the outside by the heat transfer of the smooth plate, but the smooth plate is made of stainless steel having low thermal conductivity. Therefore, the frictional heat cannot be efficiently released to the outside. Therefore, the coefficient of friction between the smooth plate and the sliding material is likely to change, and the seismic isolation performance of the sliding bearing may not be exhibited as expected.
そこで、すべり材の摺動面に空気を通過させる凹溝を複数形成することで、これら複数の凹溝内を通過する空気によって摩擦熱を外部に放出し、摩擦係数の変化を抑制することが考えられる。しかし、上記のようにステンレス製の平滑板は熱伝導率が低いので、すべり材の凹溝によって摩擦熱を効率的に外部に放出するためには、各凹溝の溝幅を広く形成する必要がある。そうすると、平滑板とすべり材との面圧を所定値以下に抑えるために、すべり材の摺動面における平滑板との接触面積を大幅に増加させる必要があり、これによって、材料単価の高い合成樹脂製のすべり材が大型化し、コスト高となってしまう。 Therefore, by forming a plurality of concave grooves through which air passes on the sliding surface of the sliding material, frictional heat can be released to the outside by the air passing through the plurality of concave grooves, and the change in the friction coefficient can be suppressed. Conceivable. However, since the stainless steel smooth plate has a low thermal conductivity as described above, it is necessary to form a wide groove width of each groove in order to efficiently dissipate frictional heat to the outside by the concave groove of the sliding material. There is. Then, in order to suppress the surface pressure between the smooth plate and the sliding material to a predetermined value or less, it is necessary to significantly increase the contact area of the sliding material with the smooth plate on the sliding surface, whereby the composition with a high material unit cost is required. The resin slip material becomes large and the cost increases.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、低コストで効率的に摩擦熱を外部に放出することができるすべり支承を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a sliding bearing capable of efficiently releasing frictional heat to the outside at low cost.
(1)本発明は、上部構造体と下部構造体との間に配置されるすべり支承であって、前記上部構造体及び前記下部構造体の一方に設けられる平滑板と、前記上部構造体及び前記下部構造体の他方に設けられ、前記平滑板が摺動するすべり材と、を備え、前記平滑板及び前記すべり材のうち、一方の板が300Kにおける熱伝導率が100W・m−1・K−1以上の金属材からなり、他方の板が合成樹脂からなり、前記他方の板における前記一方の板との摺動面に、前記平滑板と前記すべり材との摩擦熱を外部に放出するための放熱溝が形成されている、すべり支承である。 (1) The present invention is a sliding support arranged between an upper structure and a lower structure, and is a smooth plate provided on one of the upper structure and the lower structure, and the upper structure and the upper structure. A sliding material provided on the other side of the lower structure and on which the smoothing plate slides is provided, and one of the smoothing plate and the sliding material has a thermal conductivity of 100 Wm-1 at 300 K. It is made of a metal material of K-1 or higher, the other plate is made of synthetic resin, and the frictional heat between the smooth plate and the sliding material is released to the outside on the sliding surface of the other plate with the one plate. It is a sliding support with a heat dissipation groove formed for this purpose.
このすべり支承によれば、平滑板及びすべり材の一方の板が、従来のステンレスに比べて熱伝導率の高い金属材からなるので、平滑板とすべり材との摩擦熱を、前記一方の板の伝熱により外部に効率的に放出することができる。これにより、平滑板及びすべり材の他方の板の摺動面に、前記摩擦熱を外部に放出するための放熱溝を形成する際に、その溝幅を従来よりも狭くすることができる。そうすると、放熱溝を形成した分だけ、前記摺動面における前記一方の板との接触面積を増加させる際に、その接触面積の増加を抑えることができる。その結果、材料単価の高い合成樹脂からなる前記他方の板が大型化するのを抑制することができるので、低コストで効率的に摩擦熱を外部に放出することができる。 According to this slip support, one of the smooth plate and the slip material is made of a metal material having a higher thermal conductivity than the conventional stainless steel, so that the frictional heat between the smooth plate and the slide material is transferred to the one plate. It can be efficiently released to the outside by the heat transfer of. As a result, when forming a heat radiating groove for releasing the frictional heat to the outside on the sliding surface of the smooth plate and the other plate of the sliding material, the groove width can be made narrower than before. Then, when the contact area with the one plate on the sliding surface is increased by the amount of the heat radiation groove formed, the increase in the contact area can be suppressed. As a result, it is possible to prevent the other plate made of synthetic resin having a high material unit price from becoming large in size, so that frictional heat can be efficiently released to the outside at low cost.
(2)前記一方の板が前記平滑板であり、前記他方の板が前記すべり材であるのが好ましい。
この場合、一般的には、すべり材の外形は平滑板の外形よりも小さいので、放熱溝の溝加工のコストを抑えられることで、さらに低コストで効率的に摩擦熱を外部に放出することができる。
(2) It is preferable that one of the plates is the smooth plate and the other plate is the slip material.
In this case, since the outer shape of the slip material is generally smaller than the outer shape of the smooth plate, the cost of grooving the heat radiation groove can be suppressed, and the frictional heat can be efficiently released to the outside at a lower cost. Can be done.
(3)前記放熱溝は、中心溝部と、前記中心溝部から前記他方の板の外縁まで放射状に延びる複数の放射溝部と、を有するのが好ましい。
この場合、平滑板がすべり材に対していずれの方向に摺動しても、放熱溝の中心溝部から延びる複数の放射溝部によって、摩擦熱をさらに効率的に外部に放出することができる。
(3) The heat radiating groove preferably has a central groove portion and a plurality of radiating groove portions radiating from the central groove portion to the outer edge of the other plate.
In this case, regardless of which direction the smooth plate slides with respect to the sliding material, the frictional heat can be more efficiently released to the outside by the plurality of radiant grooves extending from the central groove of the heat radiating groove.
本発明によれば、低コストで効率的に摩擦熱を外部に放出することができる。 According to the present invention, frictional heat can be efficiently released to the outside at low cost.
次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
[第1実施形態]
<すべり支承>
図1は、本発明の第1実施形態に係るすべり支承の側断面図である。図2は、そのすべり支承(後述するピストン23以下の構造)を上側から見た平面図である。図1及び図2において、本実施形態のすべり支承1は、ビルや戸建住宅等の構造物の下部構造体51と上部構造体52との間に配置され、上部構造体52に対して下部構造体51を水平方向に滑動自在とする剛すべり支承からなる。
Next, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[First Embodiment]
<Slip bearing>
FIG. 1 is a side sectional view of a sliding bearing according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view of the sliding bearing (structure of the
すべり支承1は、下部構造体51の上面に設置された平滑板ユニット10と、上部構造体52の下面に設置されたすべり材ユニット20とによって構成されている。
平滑板ユニット10は、下部構造体51の上面に固定されたソールプレート11と、このソールプレート11の上面に固定された平滑板(スライドプレート)12とを備えている。
The sliding
The
ソールプレート11は、例えば一般構造用圧延鋼材等の鋼板によって正方形状の外形に形成されている。平滑板12は、300K(26.85℃)における熱伝導率が100W・m−1・K−1以上の金属板によって、例えばソールプレート11よりも少し小さい八角形状の外形に形成されている。ここで、300Kにおける熱伝導率が100W・m−1・K−1以上の金属材としては、アルミニウム合金(好ましくはJIS規格5000番台のアルミニウム合金)などが挙げられる。平滑板12の上面は、後述するすべり材24の摺動面24aに対して摺動する摺動面12aとされている。平滑板12の摺動面12aには、摩擦抵抗を小さくしてすべり材24の摺動面24aとのすべり性を向上させるために、例えば磨き作業等による平滑処理が施されている。
なお、ソールプレート11の外形は、正方形状に限らず、矩形状や丸形状等の他の形状であってもよい。また、平滑板12の外形は、八角形状に限らず、矩形状や丸形状等の他の形状であってもよい。
The
The outer shape of the
<すべり材ユニット>
すべり材ユニット20は、ベースポット(ベアリングホルダ)21、弾性ゴム22、ピストン23、及びすべり材(ベアリング)24を備えている。なお、図2では、説明の便宜上、ベースポット21及び弾性ゴム22の図示を省略している。
<Slip material unit>
The
ベースポット21は、例えば一般構造用圧延鋼材等の鋼板によって正方形状の外形に形成されている。このベースポット21には、好ましくは、すべり材24よりも熱伝導率が高い材料が用いられる。また、ベースポット21は、上部構造体52の下面に固定されている。ベースポット21には、下側に開口する凹溝21aが形成されており、この凹溝21aは、図示を省略するが、平面視において円形に形成されている。
The
ピストン23は、すべり材24よりも熱伝導率が高い材料(例えばステンレス製の鋼板)によって、円板形状の外形に形成されている。ピストン23の上端部は、ベースポット21の凹溝21aに嵌め込まれている。凹溝21aの底面とピストン23の上面との間には、シート状の弾性ゴム22が介在している。ピストン23の下面には、平面視において円形の凹溝23aが形成されている。
The
すべり材24は、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等のフッ素樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂、又はポリアセタール樹脂等の合成樹脂によって、例えば円板形状の外形に形成されている。すべり材24は、ピストン23の凹溝23aに嵌め込まれている。具体的には、すべり材24は、その上面が凹溝23aの底面23bに対向した状態で、当該凹溝23aに嵌め込まれている。すべり材24の下面は、上記平滑板12の摺動面12aが摺動する摺動面24aとされている。
The
なお、ベースポット21及びピストン23の各外形は、正方形状に限らず、矩形状や丸形状等の他の形状であってもよい。また、すべり材24の外形は、円形に限らず、正方形状や矩形状等の他の形状であってもよい。
The outer shapes of the
<放熱溝>
図3Aは、すべり材の側面図である。図3Bは、すべり材を下側から見た平面図である。図3A及び図3Bにおいて、すべり材24の摺動面24aには、平滑板12とすべり材24との摩擦熱を外部に放出するための放熱溝25が形成されている。なお、図1及び図2では、放熱溝25の図示を省略している。
<Heat dissipation groove>
FIG. 3A is a side view of the slip material. FIG. 3B is a plan view of the slip material as viewed from below. In FIGS. 3A and 3B, a
本実施形態の放熱溝25は、中心溝部25aと、その中心溝部25aからすべり材24の外縁まで放射状に延びる複数(図例では8個)の放射溝部25bとを有している。中心溝部25aは、平面視において、例えばすべり材24の外形の中心部に形成されている。複数の放射溝部25bは、中心溝部25aを中心として、すべり材24の周方向に所定角度α毎に形成されている。所定角度αは、鋭角に設定されているのが望ましく、本実施形態では例えば45℃に設定されている。
The
各放射溝部25bの長手方向の内端は、中心溝部25aと連通し、各放射溝部25bの長手方向の外端は、すべり材24の外周面24bにおいて、外部と連通している。複数の放射溝部25bは、全て同じ溝幅Wに形成されている。各放射溝部25bは、溝幅W方向の断面視において、例えば凹状に形成されており、各放射溝部25bの下側の開口は、平滑板12の摺動面12aにより覆われている。
The inner end of each radiating
<作用効果>
以上の構成により、放熱溝25における一の放射溝部25bの外端からその内部に入り込んだ空気は、中心溝部25aおよび他の放射溝部25bを通過し、当該他の放射溝部25bの外端から外部に抜ける。これにより、平滑板12の摺動面12aとすべり材24の摺動面24aとの摩擦熱は、中心溝部25a及び各放射溝部25bを通過する空気と共に外部に放出される。また、平滑板12は、従来のステンレスに比べて熱伝導率の高い金属材からなるので、前記摩擦熱は、平滑板12の伝熱によっても効率的に外部に放出される。
<Effect>
With the above configuration, the air that has entered the inside of the
これにより、すべり材24の摺動面24aに、前記摩擦熱を外部に放出するための放熱溝25を形成する際に、その溝幅Wを従来よりも狭くすることができる。そうすると、放熱溝25を形成した分だけ、すべり材24の摺動面24aにおける平滑板12との接触面積を増加させる際に、その接触面積の増加を抑えることができる。その結果、材料単価の高い合成樹脂からなるすべり材24が大型化するのを抑制することができるので、低コストで効率的に前記摩擦熱を外部に放出することができる。
As a result, when the
また、放熱溝25は、中心溝部25aと、その中心溝部25aからすべり材24の外縁まで放射状に延びる複数の放射溝部25bとを有するので、平滑板12がすべり材24に対していずれの方向に摺動しても、前記複数の放射溝部25bによって、前記摩擦熱をさらに効率的に外部に放出することができる。また、平滑板12とすべり材24との間の摩擦係数が摺動方向によって変化しにくくすることができる。
Further, since the
[第2実施形態]
図4Aは、本発明の第2実施形態に係るすべり支承におけるすべり材の側面図である。図4Bは、そのすべり材を下側から見た平面図である。図4A及び図4Bにおいて、本実施形態のすべり材24は、放熱溝25の形状が、第1実施形態と相違する。第2実施形態の放熱溝25は、一方向(図4Bの上下方向)のみに延びる複数の直線溝部25cを有する。
[Second Embodiment]
FIG. 4A is a side view of the sliding material in the sliding bearing according to the second embodiment of the present invention. FIG. 4B is a plan view of the sliding material as viewed from below. In FIGS. 4A and 4B, the shape of the
図4A及び図4Bの例では、放熱溝25は、溝幅W方向に所定間隔をあけて形成された3個の直線溝部25cからなる。これら3個の直線溝部25cのうち、真ん中の直線溝部25cは、すべり材24の中心を通過して形成されている。各直線溝部25cの長手方向の両端は、すべり材24の外周面24bにおいて、外部と連通している。
なお、第2実施形態のその他の構成は、第1実施形態と同様であるため、同一の符号を付し、その説明を省略する。
In the examples of FIGS. 4A and 4B, the
Since the other configurations of the second embodiment are the same as those of the first embodiment, the same reference numerals are given and the description thereof will be omitted.
以上の構成により、放熱溝25における各直線溝部25cの一端からその内部に入り込んだ空気は、当該直線溝部25cを長手方向に通過して他端から外部に抜ける。これにより、平滑板12の摺動面12aとすべり材24の摺動面24aとの摩擦熱は、各直線溝部25cを通過する空気と共に外部に放出される。また、第1実施形態と同様に、平滑板12は、従来のステンレスに比べて熱伝導率の高い金属材からなるので、前記摩擦熱は、平滑板12の伝熱によっても効率的に外部に放出される。
With the above configuration, the air that has entered the inside of each of the
これにより、すべり材24の摺動面24aに、前記摩擦熱を外部に放出するための放熱溝25を形成する際に、その溝幅Wを従来よりも狭くすることができる。そうすると、放熱溝25を形成した分だけ、すべり材24の摺動面24aにおける平滑板12との接触面積を増加させる際に、その接触面積の増加を抑えることができる。その結果、材料単価の高い合成樹脂からなるすべり材24が大型化するのを抑制することができるので、低コストで効率的に前記摩擦熱を外部に放出することができる。
As a result, when the
[その他]
上記各実施形態におけるすべり支承1は、剛すべり支承に適用する場合について説明したが、他の種類のすべり支承にも適用することができ、例えば、積層ゴムが設けられた弾性すべり支承や、すべり支承1における弾性ゴム22、ピストン23、ソールプレート11に相当する部材が設けられず、平滑板ユニット側が平滑板のみで構成され、すべり材ユニット側が台座及びそれに貼り付けられたすべり材のみで構成された単純な構造のすべり支承にも適用することができる。
また、上記各実施形態におけるすべり支承1では、下部構造体51に平滑板ユニット10を設け、上部構造体52にすべり材ユニット20を設けているが、下部構造体51にすべり材ユニット20を設け、上部構造体52に平滑板ユニット10を設けてもよい。
[Other]
Although the sliding
Further, in the sliding
上記各実施形態におけるすべり支承1では、平滑板12を金属材とし、すべり材24を合成樹脂としているが、平滑板12を合成樹脂とし、すべり材24を金属材としてもよい。この場合、加工が容易な合成樹脂からなる平滑板12に放熱溝25を形成すればよい。但し、低コスト化という観点では、上記各実施形態のように、平滑板12よりも外形が小さいすべり材24を合成樹脂としたほうがよい。
また、放熱溝25の形状は、平滑板12とすべり材24との摩擦熱を外部に放出することができれば、上記実施形態に限定されるものではない。
In the sliding
Further, the shape of the
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of claims, not the above-mentioned meaning, and is intended to include the meaning equivalent to the scope of claims and all modifications within the scope.
1 すべり支承
12 平滑板
12a 摺動面
24 すべり材
24a 摺動面
25 放熱溝
25a 中心溝部
25b 放射溝部
51 下部構造体
52 上部構造体
1 Slip bearing 12
Claims (3)
前記上部構造体及び前記下部構造体の一方に設けられる平滑板と、
前記上部構造体及び前記下部構造体の他方に設けられ、前記平滑板が摺動するすべり材と、を備え、
前記平滑板及び前記すべり材のうち、一方の板が300Kにおける熱伝導率が100W・m−1・K−1以上の金属材からなり、他方の板が合成樹脂からなり、
前記他方の板における前記一方の板との摺動面に、前記平滑板と前記すべり材との摩擦熱を外部に放出するための放熱溝が形成されている、すべり支承。 A sliding bearing placed between the superstructure and the substructure,
A smooth plate provided on one of the upper structure and the lower structure,
A sliding material provided on the other side of the upper structure and the lower structure on which the smoothing plate slides is provided.
Of the smooth plate and the slip material, one plate is made of a metal material having a thermal conductivity of 100 W, m-1, K-1 or more at 300 K, and the other plate is made of a synthetic resin.
A sliding bearing in which a heat radiating groove for releasing frictional heat between the smooth plate and the sliding material is formed on the sliding surface of the other plate with the one plate.
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