JP7426272B2 - friction damper - Google Patents
friction damper Download PDFInfo
- Publication number
- JP7426272B2 JP7426272B2 JP2020059779A JP2020059779A JP7426272B2 JP 7426272 B2 JP7426272 B2 JP 7426272B2 JP 2020059779 A JP2020059779 A JP 2020059779A JP 2020059779 A JP2020059779 A JP 2020059779A JP 7426272 B2 JP7426272 B2 JP 7426272B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- friction
- resin layer
- friction material
- friction damper
- mating member
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002783 friction material Substances 0.000 claims description 160
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 142
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 142
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims description 71
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 63
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 30
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 25
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 25
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 25
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 claims description 18
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 claims description 18
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 17
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 17
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 11
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 10
- 238000005422 blasting Methods 0.000 claims description 8
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 5
- 238000007788 roughening Methods 0.000 claims description 3
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 53
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 17
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 9
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 8
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 7
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 5
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 4
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 4
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 2
- 229920001774 Perfluoroether Polymers 0.000 description 2
- 229920006361 Polyflon Polymers 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 2
- 229920001038 ethylene copolymer Polymers 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 229910000398 iron phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K iron(3+) phosphate Chemical compound [Fe+3].[O-]P([O-])([O-])=O WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052982 molybdenum disulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920002493 poly(chlorotrifluoroethylene) Polymers 0.000 description 2
- 239000005023 polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) polymer Substances 0.000 description 2
- 229920002620 polyvinyl fluoride Polymers 0.000 description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- UUAGAQFQZIEFAH-UHFFFAOYSA-N chlorotrifluoroethylene Chemical group FC(F)=C(F)Cl UUAGAQFQZIEFAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 239000006082 mold release agent Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000003190 viscoelastic substance Substances 0.000 description 1
- 239000011345 viscous material Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Vibration Dampers (AREA)
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Description
本発明は、建物などの構造物の振動を抑制する摩擦ダンパーに関する。 The present invention relates to a friction damper that suppresses vibrations of structures such as buildings.
地震、強風時に建物などの構造物の揺れを低減させる制振ダンパーとして、ゴムなどの粘弾性体を用いた粘弾性ダンパー、オイルなどの粘性体を用いた粘性ダンパー、金属材料を用いた鋼材ダンパー、摩擦材を用いた摩擦ダンパーなどが知られている。例えば、摩擦ダンパーにおいては、摩擦材と相手部材とが圧接された状態で互いに摺動可能に配置される。地震などにより建物が振動すると、摩擦材と相手部材とが摺動して摩擦力が生じる。これにより、振動エネルギーが熱エネルギーに変換され、建物の振動が抑制される。摩擦材には、所定の動摩擦係数、強度、耐摩耗性などが要求され、焼結金属や樹脂材料が用いられる。例えば特許文献1には、ステンレス鋼板と樹脂板とが接合されてなる二層構造の摩擦材が記載されている。樹脂板は、熱硬化性樹脂、繊維材料、摩擦調整材、充填材などの粉末を、ステンレス鋼板上で加熱、加圧して板状に固形化することにより形成される(特許文献1の段落[0021]、[0027]参照)。
Vibration dampers that reduce the shaking of buildings and other structures during earthquakes and strong winds include viscoelastic dampers using viscoelastic materials such as rubber, viscous dampers using viscous materials such as oil, and steel dampers using metal materials. Friction dampers using friction materials are known. For example, in a friction damper, a friction material and a mating member are placed in pressure contact with each other so as to be slidable relative to each other. When a building vibrates due to an earthquake or the like, the friction material and the other member slide against each other, generating frictional force. This converts vibration energy into thermal energy, suppressing vibrations in the building. The friction material is required to have a predetermined coefficient of dynamic friction, strength, wear resistance, etc., and sintered metal or resin material is used. For example,
摩擦ダンパーを構成する摩擦材には、大きな面圧が加わる。従来の材料では、強度が充分ではないため、割れなどが生じないよう、摩擦材の厚さを大きくしたり、特許文献1に記載されているように金属板などの基材に組み付けて使用する必要があった。このため、摩擦ダンパーが大型化する、コストがかさむなどの課題があった。また、摩擦材は、金属粉を焼結したり、樹脂などの粉末をプレス成形するなどして製造されるため、薄く形成したい場合などに寸法精度を出すのが難しい。よって、摩擦材の大きさや形状が限定されるという課題もあった。
A large surface pressure is applied to the friction material that makes up the friction damper. Conventional materials do not have sufficient strength, so to prevent cracks, the thickness of the friction material must be increased, or the friction material must be assembled to a base material such as a metal plate as described in
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、所望の強度および耐摩耗性を有する摩擦材を備え、薄く小型化が可能な摩擦ダンパーを提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a friction damper that is equipped with a friction material having desired strength and wear resistance, and that can be made thin and compact.
上記課題を解決するため、本発明の摩擦ダンパーは、摩擦材と、該摩擦材に圧接された状態で、かつ該摩擦材に対して摺動可能に配置される相手部材と、を備える摩擦ダンパーであって、該摩擦材は、基材と、該基材に積層され該相手部材に摺接する樹脂層と、を有し、該樹脂層は、エポキシ樹脂およびポリアミドイミド樹脂の少なくとも一方を有するバインダーと、ポリテトラフルオロエチレンを有する潤滑剤と、を有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a friction damper of the present invention includes a friction material and a mating member that is in pressure contact with the friction material and is slidably disposed with respect to the friction material. The friction material includes a base material, a resin layer laminated on the base material and in sliding contact with the mating member, and the resin layer includes a binder containing at least one of an epoxy resin and a polyamide-imide resin. and a lubricant containing polytetrafluoroethylene.
本発明の摩擦ダンパーは、基材と樹脂層とを有する摩擦材を備える。樹脂層は、相手部材との摺接面を構成する。エポキシ樹脂、ポリアミドイミド樹脂は、耐摩耗性、耐熱性などに優れる。よって、樹脂層を、エポキシ樹脂およびポリアミドイミド樹脂の少なくとも一方を含んで形成することにより、耐久性に優れた摺接面を実現することができる。これにより、高い面圧が加わっても摩擦材が割れにくくなるため、摩擦材の薄型化が可能になり、コストも低減することができる。また、エポキシ樹脂、ポリアミドイミド樹脂は、塗料化しやすいという利点を有する。したがって、樹脂層を形成するための原料を塗料化して基材に塗布するなどして、薄く耐久性に優れる樹脂層を比較的容易に形成することができる。これにより、摩擦材を小型化することができ、形状の自由度が向上する。さらに樹脂層は、ポリテトラフルオロエチレンを有する潤滑剤を有する。これにより、樹脂層は、耐摩耗性などの耐久性に加えて、摩擦材に適した滑り性も有する。 The friction damper of the present invention includes a friction material having a base material and a resin layer. The resin layer constitutes a sliding surface with a mating member. Epoxy resins and polyamide-imide resins have excellent wear resistance and heat resistance. Therefore, by forming the resin layer containing at least one of an epoxy resin and a polyamideimide resin, a sliding surface with excellent durability can be realized. This makes it difficult for the friction material to crack even when high surface pressure is applied, allowing the friction material to be made thinner and reducing costs. Furthermore, epoxy resins and polyamideimide resins have the advantage of being easy to form into paints. Therefore, a thin and highly durable resin layer can be formed relatively easily by turning the raw material for forming the resin layer into a paint and applying it to the base material. Thereby, the friction material can be downsized and the degree of freedom in shape is improved. Additionally, the resin layer includes a lubricant containing polytetrafluoroethylene. As a result, the resin layer has not only durability such as abrasion resistance but also slipperiness suitable for a friction material.
ちなみに、特許文献2には、滑り免震の技術を利用した免震構造が記載されている。当該免震構造においては、コンクリート基礎構造の底面と地盤の内底面との間に、一対の滑り底板および滑り面板が配置されている。特許文献2には、これらの板材を、セメント系の板材の表面に、フッ素樹脂粒子を配合したエポキシ樹脂塗料を塗工して形成することが記載されている。特許文献3には、同様の免震構造において摩擦軽減手段として配置される一対の移動板および受け基板を、各々、セメント系の板材の表面に、ポリイミド系樹脂をバインダーとする塗料を塗工して形成することが記載されている。また、当該塗料に、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)粉末を配合してもよいことが記載されている。特許文献4には、金属板の一面に低摩擦材料からなる焼結被膜を有するディスクブレーキ用シムが記載されている。焼結被膜としては、ポリアミドイミド樹脂微粒子とPTFE微粒子とを溶剤に分散した塗料を焼結した被膜が記載されている。
Incidentally,
特許文献2、3に記載されている一対の板材は、摩擦ダンパーのように制振を目的とした部材に用いられるものではなく、免震を目的とした構造において建物の基礎部分に設置される部材である。したがって、一対の板材の接触面には同じ材質の被膜が形成され、当該被膜には免震に適切な滑り特性が設定される。この点において、自身とは異なる相手部材に対して摺動し、その際の摩擦力を利用して制振する摩擦ダンパーの摩擦材とは異なる。よって、耐摩耗性、滑り性などの摩擦材に必要な特性は、免震構造に用いられる部材に必要な特性とは異なる。また、特許文献4に記載されているシムは、自動車などに使用されるディスクブレーキ用の部材である。ディスクブレーキ用シムは、主に摩擦係数の低減が目的であるため、摩擦力を発生させつつも滑り性を要求される摩擦ダンパーの摩擦材とは異なる。また、特許文献4に記載されているディスクブレーキ用シムにおいては、長期にわたり低摩擦状態を維持するという観点から、金属板に焼結被膜を形成する。このため、塗料を塗布した後、400~450℃の高温で加熱する必要がある。
The pair of plate materials described in
以下、本発明の摩擦ダンパーの実施の形態について説明する。 Embodiments of the friction damper of the present invention will be described below.
<第一実施形態>
まず、第一実施形態の摩擦ダンパーの構成を説明する。図1に、本実施形態の摩擦ダンパーが設置されたフレームの正面図を示す。図2に、同摩擦ダンパーのII-II断面図を示す。図3に、同摩擦ダンパーを構成する第一摩擦材の厚さ方向断面図を示す。
<First embodiment>
First, the configuration of the friction damper of the first embodiment will be explained. FIG. 1 shows a front view of a frame in which the friction damper of this embodiment is installed. FIG. 2 shows a sectional view taken along line II-II of the same friction damper. FIG. 3 shows a cross-sectional view in the thickness direction of the first friction material constituting the friction damper.
図1に示すように、建物の架構を構成するフレーム8は、横架材として上側に配置される梁80と、下側に配置される土台81と、梁80および土台81の間に所定の間隔を空けて配置される一対の左側柱82、右側柱83と、を備えている。摩擦ダンパー10は、フレーム8内に、第一ブレース片50および第二ブレース片51を介して設置されている。
As shown in FIG. 1, the
第一ブレース片50は、フレーム8の右上の仕口部(梁80と右側柱83との接合部)から、対角線方向に延在している。第一ブレース片50の一端部は、取付金具84により当該仕口部に固定されている。第二ブレース片51は、フレーム8の左下の仕口部(土台81と左側柱82との接合部)から、対角線方向に延在している。第二ブレース片51の一端部は、取付金具85により当該仕口部に固定されている。第一ブレース片50および第二ブレース片51は、フレーム8の振動により相対的に往復移動する。摩擦ダンパー10は、第一ブレース片50および第二ブレース片51の間に、直列的に連結されている。第一ブレース片50および第二ブレース片51は、本発明におけるブレースの概念に含まれる。
The
図2に示すように、摩擦ダンパー10は、第一外板20と、第一摩擦材21と、第二外板30と、第二摩擦材31と、中板40と、第一相手部材41と、第二相手部材42と、を有している。
As shown in FIG. 2, the
第一外板20および第二外板30は、いずれもSAPH(自動車構造用熱間圧延鋼板)からなる。第一外板20は、長手方向の二箇所に組み付け用のボルト孔200a、200bを有している。第二外板30も、長手方向の二箇所に組み付け用のボルト孔300a、300bを有している。各部材の組み付け方法については後述する。
The first
第一摩擦材21は、第一外板20の裏側に配置されている。図3に示すように、第一摩擦材21は、組み付け用のボルト孔210を有している。第一摩擦材21は、第一基材22と、第一樹脂層23と、を有している。第一基材22は、鋼板からなり長方形状を呈している。第一樹脂層23は、第一基材22の裏面220に形成されている。第一基材22の裏面220には、脱脂処理およびブラスト処理が施されている。第一樹脂層23は、バインダーのエポキシ樹脂と、潤滑剤のPTFE粉末と、を有している。第一樹脂層23の厚さは20μm、鉛筆硬度は3H、動摩擦係数は0.2である。
The
図2に戻って、第二摩擦材31は、第二外板30の表側に配置されている。第二摩擦材31は、第一摩擦材21と同じ形状および寸法を有している。第二摩擦材31は、組み付け用のボルト孔310を有している。第二摩擦材31は、第二基材32と、第二樹脂層33と、を有している。第二樹脂層33は、第二基材32の表面に形成されている。第二基材32および第二樹脂層33の構成は、前述した第一基材22および第一樹脂層23の構成と同じである。第一摩擦材21および第二摩擦材31は、本発明における摩擦材の概念に含まれる。
Returning to FIG. 2, the
中板40は、SAPHからなる。中板40は、長孔400と、組み付け用のボルト孔401と、を有している。長孔400は、中板40の長手方向(後述する往復動方向)に細長い形状を有している。第一相手部材41は、中板40の表側に配置されている。第一相手部材41は、ステンレス鋼板からなり、長方形状を呈している。第一相手部材41は、中板40の長孔400と同じ形状および寸法の長孔410を有している。第二相手部材42は、中板40の裏側に配置されている。第二相手部材42は、ステンレス鋼板からなり、長方形状を呈している。第二相手部材42は、第一相手部材41と同じ形状および寸法を有している。第二相手部材42は、中板40の長孔400と同じ形状および寸法の長孔420を有している。第一相手部材41および第二相手部材42は、中板40にビスで固定されている。第一相手部材41および第二相手部材42は、本発明における相手部材の概念に含まれる。
The
第一ブレース片50は、仕口部に固定されている一端部とは反対側の他端部に、組み付け用のボルト孔500を有している。第一ブレース片50の他端部は、第一外板20と第二外板30との間に挿入されている。第一外板20および第二外板30と第一ブレース片50とは、厚さ方向に貫通するボルト孔200b、500、300bに挿通されたボルト52をナット53で締め付けることにより、固定されている。第二ブレース片51は、仕口部に固定されている一端部とは反対側の他端部に、組み付け用のボルト孔510を有している。第二ブレース片51の他端部は、中板40に重なっている。中板40と第二ブレース片51とは、厚さ方向に貫通するボルト孔401、510に挿通されたボルト52をナット53で締め付けることにより、固定されている。
The
さらに、第一外板20、第二外板30、および中板40は、厚さ方向に貫通するボルト孔200a、210、300a、310、および長孔400、410、420に挿通されたボルト52をナット53で締め付けることにより、固定されている。このボルト52およびナット53による締め付け力により、第一摩擦材21と第一相手部材41、第二摩擦材31と第二相手部材42は、圧接されている。ここで、第一摩擦材21と第一相手部材41とは、互いに摺動可能である。同様に、第二摩擦材31と第二相手部材42とは、互いに摺動可能である。したがって、第一ブレース片50と第二ブレース片51とが相対的に往復移動すると、各々に固定されている第一外板20および第二外板30と中板40とが相対的に往復移動する。すると、第一摩擦材21と第一相手部材41、第二摩擦材31と第二相手部材42が各々摺動して摩擦力を発生する。これにより、フレーム8、すなわち建物の振動が抑制される。
Further, the first
次に、摩擦ダンパー10における第一摩擦材21の製造方法を説明する。第二摩擦材31の製造方法も、第一摩擦材21の製造方法と同じである。まず、第一樹脂層23を形成する塗料として、エポキシ樹脂およびPTFE粉末を含む塗料を調製する。第一基材22については、一面(図3においては裏面220)を脱脂した後、ブラスト処理しておく。次に、準備した塗料を第一基材22の一面に塗布し、所定の条件で乾燥する。このようにして、第一基材22の裏面220に第一樹脂層23が積層されてなる第一摩擦材21が製造される。
Next, a method for manufacturing the
次に、本実施形態の摩擦ダンパーの作用効果を説明する。摩擦ダンパー10は、第一摩擦材21および第二摩擦材31を備える。第一摩擦材21および第二摩擦材31は、各々、第一樹脂層23、第二樹脂層33を有する。第一樹脂層23は、第一相手部材41との摺接面を構成し、第二樹脂層33は、第二相手部材42との摺接面を構成する。第一樹脂層23、第二樹脂層33は、各々エポキシ樹脂を含むため、耐摩耗性などの耐久性に優れる。また、第一基材22、第二基材32は鋼板からなり、剛性に優れる。よって、圧接されて高い面圧が加わっても、第一摩擦材21および第二摩擦材31は破損しにくい。これにより、第一摩擦材21および第二摩擦材31の薄型化が可能になり、コストを低減することができる。また、第一樹脂層23、第二樹脂層33は、塗料を用いて形成される。よって、薄型の第一摩擦材21および第二摩擦材31を、寸法精度よく、比較的容易に製造することができる。また、第一基材22の裏面220(第一樹脂層23が形成される一面)には、予め脱脂処理およびブラスト処理が施されている。これにより、第一樹脂層23の密着性が高くなり、第一摩擦材21の耐久性がより向上する。同様に、第二基材32の表面(第二樹脂層33が形成される一面)にも、予め脱脂処理およびブラスト処理が施されている。これにより、第二樹脂層33の密着性が高くなり、第二摩擦材31の耐久性がより向上する。
Next, the effects of the friction damper of this embodiment will be explained. The
第一樹脂層23、第二樹脂層33の鉛筆硬度は3Hであり、比較的硬質である。よって、第一樹脂層23、第二樹脂層33は耐摩耗性に優れる。他方、第一樹脂層23の硬さは、第一相手部材41の硬さよりも小さく、第二樹脂層33の硬さは、第二相手部材42の硬さよりも小さい。よって、摺動時に、第一相手部材41、第二相手部材42を過度に摩耗させることがない。第一樹脂層23、第二樹脂層33は、PTFE粉末を有するため、耐摩耗性などの耐久性に加えて、摩擦材に適した滑り性も有する。よって、摩擦力による制振性能に優れると共に、摺動時に異音が発生しにくい。
The pencil hardness of the
<第二実施形態>
本実施形態の摩擦ダンパーと、第一実施形態の摩擦ダンパーとの相違点は、摩擦ダンパーの設置形態、および摩擦材を構成する樹脂層の材質が異なる点である。ここでは、主に相違点について説明する。図4に、本実施形態の摩擦ダンパーが設置されたフレームの正面図を示す。図5に、同摩擦ダンパーのV-V断面図を示す。なお、図4、図5中、前出の図3、図4と対応する部材、部位については、同じ符号で示す。
<Second embodiment>
The difference between the friction damper of this embodiment and the friction damper of the first embodiment is that the installation form of the friction damper and the material of the resin layer constituting the friction material are different. Here, we will mainly explain the differences. FIG. 4 shows a front view of a frame in which the friction damper of this embodiment is installed. FIG. 5 shows a VV cross-sectional view of the same friction damper. Note that in FIGS. 4 and 5, members and parts corresponding to those in FIGS. 3 and 4 described above are indicated by the same reference numerals.
図4に示すように、摩擦ダンパー11は、フレーム8内において、左側柱82の右側面に設置されている。摩擦ダンパー11は、左側柱82の高さ方向(上下方向)の略中央部に設置されている。摩擦ダンパー11には、二本の上側ブレース54および下側ブレース55が連結されている。上側ブレース54は、フレーム8の右上の仕口部(梁80と右側柱83との接合部)から、左斜め下の方向に延在している。上側ブレース54の一端部は、取付金具84により当該仕口部に固定されている。下側ブレース55は、フレーム8の右下の仕口部(土台81と右側柱83との接合部)から、左斜め上の方向に延在している。下側ブレース55の一端部は、取付金具86により当該仕口部に固定されている。フレーム8内において、上側ブレース54および下側ブレース55は、K型に配置されている。上側ブレース54および下側ブレース55は、フレーム8の振動により変位する。摩擦ダンパー11は、上側ブレース54の他端部と下側ブレース55の他端部との間に連結されている。摩擦ダンパー11において、後述する第一摩擦材21と第一相手部材41、第二摩擦材31と第二相手部材42の摺動方向は、図4中、白抜き矢印で示すように、上下方向である。上側ブレース54および下側ブレース55は、本発明におけるK型ブレースを構成する二本のブレースの概念に含まれる。
As shown in FIG. 4, the friction damper 11 is installed on the right side of the
摩擦ダンパー11の基本構成は、第一実施形態の摩擦ダンパー10の基本構成と同じである。図5に示すように、摩擦ダンパー11は、第一外板20と、第一摩擦材21と、第二外板30と、第二摩擦材31と、中板40と、第一相手部材41と、第二相手部材42と、を有している。
The basic configuration of the friction damper 11 is the same as the basic configuration of the
第一摩擦材21は、第一外板20の裏側に配置されている。第一摩擦材21は、第一基材22と、第一樹脂層24と、を有している。第一樹脂層24は、バインダーのポリアミドイミド樹脂と、潤滑剤のPTFE粉末と、を有している。第一樹脂層24の厚さは20μm、鉛筆硬度は3H、動摩擦係数は0.2である。第二摩擦材31は、第二外板30の表側に配置されている。第二摩擦材31は、第二基材32と、第二樹脂層34と、を有している。第二樹脂層34は、第一樹脂層24と同様に、ポリアミドイミド樹脂およびPTFE粉末を有している。第一樹脂層24および第二樹脂層34についても、第一実施形態と同様に、ポリアミドイミド樹脂およびPTFE粉末を含む塗料を、第一基材22、第二基材32の一面に塗布して乾燥することにより形成されている。第一摩擦材21および第二摩擦材31は、本発明における摩擦材の概念に含まれる。
The
図4に戻って、上側ブレース54における、仕口部に固定されている一端部とは反対側の他端部は、中板40の上端部にボルトおよびナットで固定されている。下側ブレース55における、仕口部に固定されている一端部とは反対側の他端部は、中板40の下端部にボルトおよびナットで固定されている。
Returning to FIG. 4, the other end of the upper brace 54 opposite to the one end fixed to the joint section is fixed to the upper end of the
フレーム8の左側柱82の右側面には、摩擦ダンパー11を左側柱82に取り付けるための取付部材56が設置されている。取付部材56の一部は、第一外板20および第二外板30の間に介装されており、その部分をボルトおよびナットで締め付けることにより、第一外板20および第二外板30に固定されている。
A mounting
第一実施形態と同様に、第一外板20、第二外板30、および中板40は、第一摩擦材21、第一相手部材41、第二摩擦材31、第二相手部材42を挟んだ状態で、ボルト52およびナット53により固定されている。このボルト52およびナット53による締め付け力により、第一摩擦材21と第一相手部材41、第二摩擦材31と第二相手部材42は、圧接されている。ここで、中板40、第一相手部材41、第二相手部材42には、上下方向(摺動方向)に細長い形状を有する長孔が形成されている。したがって、上側ブレース54および下型ブレース55が変位すると、中板40が上下方向に移動して、第一摩擦材21と第一相手部材41、第二摩擦材31と第二相手部材42が各々摺動して摩擦力を発生する。これにより、フレーム8、すなわち建物の振動が抑制される。
Similar to the first embodiment, the first
本実施形態の摩擦ダンパーと、第一実施形態の摩擦ダンパーとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。第一樹脂層24、第二樹脂層34は、各々ポリアミドイミド樹脂を含むため、耐摩耗性などの耐久性に優れる。よって、圧接されて高い面圧が加わっても、第一摩擦材21および第二摩擦材31は破損しにくい。これにより、第一摩擦材21および第二摩擦材31の薄型化が可能になり、コストを低減することができる。また、第一樹脂層24、第二樹脂層34は、塗料を用いて形成される。よって、薄型の第一摩擦材21および第二摩擦材31を、寸法精度よく、比較的容易に製造することができる。第一樹脂層24、第二樹脂層34の鉛筆硬度は3Hであり、比較的硬質である。よって、第一樹脂層24、第二樹脂層34は耐摩耗性に優れる。他方、第一樹脂層24の硬さは、第一相手部材41の硬さよりも小さく、第二樹脂層34の硬さは、第二相手部材42の硬さよりも小さい。よって、摺動時に、第一相手部材41、第二相手部材42を過度に摩耗させることがない。
The friction damper of this embodiment and the friction damper of the first embodiment have similar functions and effects with respect to portions that have a common configuration. Since the
<その他の形態>
以上、本発明の摩擦ダンパーの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に限定されるものではなく、本発明の摩擦ダンパーは、当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することができる。
<Other forms>
The embodiments of the friction damper of the present invention have been described above. However, the embodiments are not limited to the above embodiments, and the friction damper of the present invention can be implemented in various modified and improved forms that can be made by those skilled in the art.
本発明の摩擦ダンパーの設置形態は特に限定されない。本発明の摩擦ダンパーを設置する場所は、構造物の架構を構成する柱、横架材、ブレース、補強部材などから適宜選択すればよい。上記第一実施形態のように、摩擦ダンパーを複数のブレース片の間に直列的に連結して一本のブレースを構成する場合、摩擦ダンパーの数、連結位置などは限定されない。また、摩擦ダンパーを一本のブレースと柱などとの間に設置してもよい。上記第二実施形態のように、摩擦ダンパーをK型ブレースに連結する場合、二本のブレース間に配置する形態の他、一本のブレースの途中に配置してもよい。すなわち、K型ブレースを構成する一本のブレースを複数のブレース片から構成し、当該ブレース片の間に直列的に連結してもよい。ブレースの取り付け方法、配置形態なども特に限定されない。例えば、ブレースの一端部は、必ずしも仕口部に取り付ける必要はなく、梁、柱などの任意の部分に取り付けることができる。すなわち、ブレースは、梁、柱などの中間部から架設してもよく、横架材などとして適宜設けられた補強部材に取り付けてもよい。 The installation form of the friction damper of the present invention is not particularly limited. The location where the friction damper of the present invention is installed may be appropriately selected from pillars, horizontal members, braces, reinforcing members, etc. that constitute the frame of the structure. When a single brace is constructed by connecting friction dampers in series between a plurality of brace pieces as in the first embodiment, the number of friction dampers, their connection positions, etc. are not limited. Further, a friction damper may be installed between one brace and a pillar or the like. When a friction damper is connected to a K-shaped brace as in the second embodiment, it may be placed between two braces, or it may be placed in the middle of one brace. That is, one brace constituting the K-type brace may be composed of a plurality of brace pieces, and the brace pieces may be connected in series. The method of attaching the brace, the arrangement thereof, etc. are not particularly limited. For example, one end of the brace does not necessarily have to be attached to the joint, but can be attached to any part of the beam, pillar, etc. That is, the brace may be installed from the intermediate portion of a beam, a column, or the like, or may be attached to a reinforcing member that is appropriately provided as a horizontal member or the like.
本発明の摩擦ダンパーは、摩擦材と相手部材とを備える。上記実施形態においては、摩擦ダンパーを、二対の摩擦材と相手部材とを有し摺動面が二面になる二面型の構成にした。しかし、一対の摩擦材と相手部材とを有する一面型の構成でもよく、三対以上の摩擦材と相手部材とを有する多面型の構成でも構わない。上記実施形態においては、摩擦材を固定する部材として第一外板、第二外板を、相手部材を固定する部材として中板を使用した。これら固定部材の材質、形状などは特に限定されない。上記実施形態においては、ボルトおよびナットにより、摩擦材と相手部材とを圧接した状態で固定した。この場合、締結力が低下するのを抑制するために、ボルトなどと固定部材(第一外板、第二外板など)との間に皿ばねなどを介装してもよい。 The friction damper of the present invention includes a friction material and a mating member. In the above embodiment, the friction damper has a two-sided structure including two pairs of friction materials and a mating member, and has two sliding surfaces. However, a one-sided structure having a pair of friction materials and a mating member may be used, or a multi-sided structure having three or more pairs of friction materials and a mating member. In the above embodiment, the first outer plate and the second outer plate are used as members for fixing the friction material, and the middle plate is used as the member for fixing the mating member. The material, shape, etc. of these fixing members are not particularly limited. In the above embodiment, the friction material and the mating member were fixed in pressure contact with each other using bolts and nuts. In this case, in order to suppress a decrease in the fastening force, a disc spring or the like may be interposed between the bolt or the like and the fixing member (first outer plate, second outer plate, etc.).
[摩擦材]
摩擦材は、基材と樹脂層とを有する。基材の材質は限定されないが、強度、剛性、耐久性の観点から、鋼材などの金属材料が望ましい。例えば、基材は、SS400(一般構造用圧延鋼材)、SAPH、ステンレス鋼などからなる金属板であることが望ましい。樹脂層との密着性を高めて摩擦材の耐久性を向上させるという観点から、樹脂層が配置される基材の表面には、ブラスト処理などの粗面化処理、または化成被膜形成処理が施されていることが望ましい。
[Friction material]
The friction material has a base material and a resin layer. Although the material of the base material is not limited, metal materials such as steel are desirable from the viewpoints of strength, rigidity, and durability. For example, the base material is preferably a metal plate made of SS400 (general structural rolled steel), SAPH, stainless steel, or the like. From the perspective of increasing the adhesion with the resin layer and improving the durability of the friction material, the surface of the base material on which the resin layer is placed is subjected to surface roughening treatment such as blasting treatment or chemical conversion film formation treatment. It is desirable that the
樹脂層は、基材に積層され相手部材に摺接する。樹脂層は、バインダーと潤滑剤とを有する。このうち、バインダーは、エポキシ樹脂およびポリアミドイミド樹脂の少なくとも一方を有する。すなわち、バインダーとして、エポキシ樹脂およびポリアミドイミド樹脂から選ばれる一種以上を有すればよく、それに加えて他の樹脂を有してもよい。他の樹脂としては、フェノール樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられる。潤滑剤は、PTFEを有する。潤滑剤は、PTFEのみに限定されることなく、PTFEに加えてテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルコキシビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、クロロトリフルオロエチレン・エチレン共重合体(ECTFE)、ポリビニリデンフロライド(PVDF)、ポリビニルフロライド(PVF)などを有してもよい。また、PTFEに加えてモリブデン、グラファイト、マイカなどを有してもよい。例えばFEPは、PTFEより融点が低いため、併用すると成膜性が向上する。さらに樹脂層は、バインダーおよび潤滑剤以外の成分として、消泡剤、レベリング剤、離型剤などを有してもよい。 The resin layer is laminated on the base material and comes into sliding contact with the mating member. The resin layer includes a binder and a lubricant. Among these, the binder includes at least one of an epoxy resin and a polyamideimide resin. That is, the binder may include at least one selected from epoxy resins and polyamideimide resins, and may also include other resins. Examples of other resins include phenol resins and silicone resins. The lubricant includes PTFE. The lubricant is not limited to PTFE, but in addition to PTFE, it may also include tetrafluoroethylene/hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene/perfluoroalkoxy vinyl ether copolymer (PFA), tetrafluoroethylene/hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene/perfluoroalkoxy vinyl ether copolymer (PFA), Even if it contains ethylene copolymer (ETFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), chlorotrifluoroethylene/ethylene copolymer (ECTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinyl fluoride (PVF), etc. good. Further, in addition to PTFE, molybdenum, graphite, mica, etc. may be included. For example, FEP has a lower melting point than PTFE, so when used in combination, film forming properties are improved. Furthermore, the resin layer may contain an antifoaming agent, a leveling agent, a mold release agent, etc. as components other than the binder and lubricant.
バインダーと潤滑剤との含有比率は、樹脂層の耐久性および摺動性を考慮して適宜決定すればよい。樹脂層の厚さにもよるが、バインダーの含有量が少ないと耐久性が低下する。例えば、バインダーと潤滑剤とが質量比で5:5~9:1の範囲で含まれていることが望ましい。 The content ratio of the binder and the lubricant may be appropriately determined in consideration of the durability and sliding properties of the resin layer. Although it depends on the thickness of the resin layer, if the binder content is low, durability will be reduced. For example, it is desirable that the binder and lubricant be contained in a mass ratio of 5:5 to 9:1.
樹脂層の厚さは特に限定されないが、耐摩耗性の観点から、20μm以上であることが望ましい。また、塗料を用いて形成する際の成膜性の観点から、100μm以下であることが望ましい。薄型化を図りコストを低減するという観点においては、60μm以下、さらには40μm以下であると好適である。 The thickness of the resin layer is not particularly limited, but from the viewpoint of wear resistance, it is desirably 20 μm or more. Further, from the viewpoint of film formability when forming using a paint, it is desirable that the thickness is 100 μm or less. From the viewpoint of reducing the thickness and cost, the thickness is preferably 60 μm or less, more preferably 40 μm or less.
樹脂層の硬さは特に限定されない。例えば、耐摩耗性の観点から、樹脂層の鉛筆硬度は、H以上5H以下であることが望ましい。鉛筆硬度は、JIS K 5600-5-4:1999に準拠した方法で測定された値を採用する。また、摺動時に相手部材を過度に摩耗させないという観点から、樹脂層の硬さは、相手部材における摩擦材との摺接面の硬さよりも小さいことが望ましい。 The hardness of the resin layer is not particularly limited. For example, from the viewpoint of wear resistance, it is desirable that the pencil hardness of the resin layer is H or more and 5H or less. For the pencil hardness, a value measured by a method based on JIS K 5600-5-4:1999 is used. Furthermore, from the viewpoint of not excessively wearing out the mating member during sliding, it is desirable that the hardness of the resin layer is smaller than the hardness of the sliding contact surface of the mating member with the friction material.
樹脂層には、耐摩耗性などの耐久性に加えて、摩擦力を発生させつつも適度な滑り性が必要になる。例えば、樹脂層の動摩擦係数が小さすぎると摩擦力が得られない。反対に、樹脂層の動摩擦係数が大きすぎると異音が発生したり破損の原因にもなる。例えば、樹脂層の動摩擦係数は、0.1以上0.3以下であることが望ましい。 In addition to durability such as abrasion resistance, the resin layer needs to have appropriate slipperiness while still generating frictional force. For example, if the dynamic friction coefficient of the resin layer is too small, no frictional force can be obtained. On the other hand, if the coefficient of dynamic friction of the resin layer is too large, it may cause abnormal noise or damage. For example, the dynamic friction coefficient of the resin layer is desirably 0.1 or more and 0.3 or less.
摩擦材は、基材の表面に、樹脂層を形成するための塗料を塗布、乾燥して製造することができる。樹脂層を形成するための塗料は、バインダーおよび潤滑剤を含む原料を、羽根撹拌、三本ロール、ビーズミルなどにより混合して調製すればよい。 The friction material can be manufactured by applying a paint to form a resin layer on the surface of a base material and drying it. The coating material for forming the resin layer may be prepared by mixing raw materials containing a binder and a lubricant using a blade stirring method, a three-roll mill, a bead mill, or the like.
[相手部材]
相手部材は、摩擦材に圧接された状態で、かつ摩擦材に対して摺動可能に配置される。相手部材の材質は限定されないが、強度、剛性、耐久性の観点から、鋼材などの金属材料が望ましい。例えば、相手部材は、ステンレス鋼などからなる金属板であることが望ましい。また、相手部材は、摩擦材との摺接面にカチオン電着塗装などにより形成された樹脂被膜を有することが望ましい。この形態としては、カチオン電着塗装などにより樹脂被膜が形成されたSS板、SAPH板などが挙げられる。
[Mating member]
The mating member is placed in pressure contact with the friction material and is slidable relative to the friction material. Although the material of the mating member is not limited, metal materials such as steel are desirable from the viewpoints of strength, rigidity, and durability. For example, it is desirable that the mating member be a metal plate made of stainless steel or the like. Further, it is preferable that the mating member has a resin coating formed by cationic electrodeposition coating on the sliding contact surface with the friction material. Examples of this form include SS boards, SAPH boards, etc., on which a resin film is formed by cationic electrodeposition coating or the like.
次に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
<摩擦材の製造>
まず、樹脂層を形成する塗料として、後出の表1に示す種々の塗料を準備した。基材として、厚さ4.5mmの鋼板(SS400)を準備した。基材の樹脂層を形成する表面については、予め脱脂し、適宜、追加の表面処理を施した。次に、準備した塗料を基材の表面に塗布し、所定の条件で乾燥した。このようにして、基材の一面に樹脂層が形成されてなる摩擦材を製造した。以下に、摩擦材の製造方法を説明する。また、後出の表1に、製造した摩擦材における樹脂層の組成、硬度および厚さ、ならびに基材の表面処理の種類を示す。表1中、実施例1~12の摩擦材は、本発明の摩擦ダンパーを構成する摩擦材の概念に含まれる。
<Manufacture of friction materials>
First, various paints shown in Table 1 below were prepared as paints for forming the resin layer. A steel plate (SS400) with a thickness of 4.5 mm was prepared as a base material. The surface of the base material on which the resin layer was to be formed was degreased in advance and additional surface treatment was performed as appropriate. Next, the prepared paint was applied to the surface of the base material and dried under predetermined conditions. In this way, a friction material having a resin layer formed on one surface of the base material was manufactured. The method for manufacturing the friction material will be explained below. Further, Table 1 below shows the composition, hardness and thickness of the resin layer in the manufactured friction material, and the type of surface treatment of the base material. In Table 1, the friction materials of Examples 1 to 12 are included in the concept of friction materials constituting the friction damper of the present invention.
[実施例1]
まず、バインダーとしてのエポキシ樹脂(荒川化学工業(株)製「アラキード(登録商標) 9201N」)と、潤滑剤としてのPTFE粉末と、をエポキシ樹脂の固形分換算で質量比が5:5になるように配合し、羽根撹拌して塗料A1を調製した。次に、塗料A1を、ブラスト処理を施した基材の表面に膜厚20μm狙いで塗布し、120℃で20分間乾燥して樹脂層を形成した。樹脂層の鉛筆硬度を測定したところ、3Hであった。得られた摩擦材を、実施例1の摩擦材と称す。
[Example 1]
First, the mass ratio of the epoxy resin as a binder ("Arachid (registered trademark) 9201N" manufactured by Arakawa Chemical Industry Co., Ltd.) and the PTFE powder as a lubricant is 5:5 in terms of the solid content of the epoxy resin. A paint A1 was prepared by mixing the following ingredients and stirring with a blade. Next, paint A1 was applied to the surface of the blast-treated base material to a film thickness of 20 μm, and dried at 120° C. for 20 minutes to form a resin layer. When the pencil hardness of the resin layer was measured, it was 3H. The obtained friction material is referred to as the friction material of Example 1.
[実施例2]
バインダーと潤滑剤の配合比率を7:3に代えた点以外は、塗料A1と同様にして塗料A2を調製した。そして、塗料A1を塗料A2に変更した点以外は、実施例1の摩擦材と同様にして実施例2の摩擦材を製造した。
[Example 2]
Paint A2 was prepared in the same manner as paint A1, except that the blending ratio of binder and lubricant was changed to 7:3. A friction material of Example 2 was produced in the same manner as the friction material of Example 1 except that paint A2 was used instead of paint A1.
[実施例3]
塗料A1を塗料A2に変更し、それを膜厚10μm狙いで塗布した点以外は、実施例1の摩擦材と同様にして実施例3の摩擦材を製造した。
[Example 3]
The friction material of Example 3 was produced in the same manner as the friction material of Example 1, except that paint A1 was changed to paint A2 and it was applied with a film thickness of 10 μm.
[実施例4]
塗料A1を塗料A2に変更し、脱脂以外の表面処理が施されていない基材を用いた点以外は、実施例1の摩擦材と同様にして実施例4の摩擦材を製造した。
[Example 4]
The friction material of Example 4 was produced in the same manner as the friction material of Example 1, except that paint A1 was changed to paint A2 and a base material that had not been subjected to any surface treatment other than degreasing was used.
[実施例5]
バインダーと潤滑剤の配合比率を9:1に代えた点以外は、塗料A1と同様にして塗料A3を調製した。そして、塗料A1を塗料A3に変更した点以外は、実施例1の摩擦材と同様にして実施例5の摩擦材を製造した。
[Example 5]
Paint A3 was prepared in the same manner as paint A1, except that the blending ratio of binder and lubricant was changed to 9:1. Then, a friction material of Example 5 was manufactured in the same manner as the friction material of Example 1 except that paint A1 was changed to paint A3.
[実施例6]
まず、バインダーとしてのポリアミドイミド樹脂(東洋紡績(株)製「バイロマックス(登録商標) HR-16NN」)と、潤滑剤としてのPTFE粉末と、をポリアミドイミド樹脂の固形分換算で質量比が5:5になるように配合し、羽根撹拌して塗料B1を調製した。次に、塗料B1を、ブラスト処理を施した基材の表面に膜厚20μm狙いで塗布し、230℃で30分間乾燥して樹脂層を形成した。樹脂層の鉛筆硬度を測定したところ、2Hであった。得られた摩擦材を、実施例6の摩擦材と称す。
[Example 6]
First, a polyamide-imide resin ("Viromax (registered trademark) HR-16NN" manufactured by Toyobo Co., Ltd.) as a binder and PTFE powder as a lubricant are mixed at a mass ratio of 5 in terms of the solid content of the polyamide-imide resin. :5 and stirred with a blade to prepare paint B1. Next, paint B1 was applied to the surface of the blast-treated base material to a film thickness of 20 μm, and dried at 230° C. for 30 minutes to form a resin layer. When the pencil hardness of the resin layer was measured, it was 2H. The obtained friction material is referred to as the friction material of Example 6.
[実施例7]
バインダーと潤滑剤の配合比率を7:3に代えた点以外は、塗料B1と同様にして塗料B2を調製した。そして、塗料B1を塗料B2に変更した点以外は、実施例6の摩擦材と同様にして実施例7の摩擦材を製造した。
[Example 7]
Paint B2 was prepared in the same manner as paint B1, except that the blending ratio of binder and lubricant was changed to 7:3. A friction material of Example 7 was produced in the same manner as the friction material of Example 6 except that paint B1 was changed to paint B2.
[実施例8]
バインダーと潤滑剤の配合比率を9:1に代えた点以外は、塗料B1と同様にして塗料B3を調製した。そして、塗料B1を塗料B3に変更した点以外は、実施例6の摩擦材と同様にして実施例8の摩擦材を製造した。
[Example 8]
Paint B3 was prepared in the same manner as paint B1, except that the blending ratio of binder and lubricant was changed to 9:1. A friction material of Example 8 was produced in the same manner as the friction material of Example 6 except that paint B1 was changed to paint B3.
[実施例9]
まず、バインダーとしてのエポキシ樹脂と、潤滑剤としてのPTFE粉末と、を有する塗料A4(ダイキン工業(株)製「ポリフロン(登録商標)PTFE TC-7408GY」)を準備した。次に、塗料A4を、ブラスト処理を施した基材の表面に膜厚20μm狙いで塗布し、180℃で30分間乾燥して樹脂層を形成した。樹脂層の鉛筆硬度を測定したところ、3Hであった。得られた摩擦材を、実施例9の摩擦材と称す。
[Example 9]
First, paint A4 ("Polyflon (registered trademark) PTFE TC-7408GY" manufactured by Daikin Industries, Ltd.) containing an epoxy resin as a binder and PTFE powder as a lubricant was prepared. Next, paint A4 was applied to the surface of the blast-treated base material to a film thickness of 20 μm, and dried at 180° C. for 30 minutes to form a resin layer. When the pencil hardness of the resin layer was measured, it was 3H. The obtained friction material is referred to as the friction material of Example 9.
[実施例10]
塗料A4を膜厚40μm狙いで塗布した点以外は、実施例9の摩擦材と同様にして実施例10の摩擦材を製造した。
[Example 10]
A friction material of Example 10 was produced in the same manner as the friction material of Example 9, except that paint A4 was applied with a film thickness of 40 μm.
[実施例11]
塗料A4を膜厚40μm狙いで塗布し、脱脂以外の表面処理が施されていない基材を用いた点以外は、実施例9の摩擦材と同様にして実施例11の摩擦材を製造した。
[Example 11]
The friction material of Example 11 was produced in the same manner as the friction material of Example 9, except that paint A4 was applied with a film thickness of 40 μm and a base material that had not been subjected to any surface treatment other than degreasing was used.
[実施例12]
まず、バインダーとしてのポリアミドイミド樹脂と、潤滑剤としてのPTFE粉末と、を有する塗料B4(ダイキン工業(株)製「ポリフロンPTFE TC-7109BK」)を準備した。次に、塗料B4を、ブラスト処理を施した基材の表面に膜厚40μm狙いで塗布し、280℃で30分間乾燥して樹脂層を形成した。樹脂層の鉛筆硬度を測定したところ、3Hであった。得られた摩擦材を、実施例12の摩擦材と称す。
[Example 12]
First, paint B4 ("Polyflon PTFE TC-7109BK" manufactured by Daikin Industries, Ltd.) having a polyamide-imide resin as a binder and PTFE powder as a lubricant was prepared. Next, paint B4 was applied to the surface of the blast-treated base material to a film thickness of 40 μm, and dried at 280° C. for 30 minutes to form a resin layer. When the pencil hardness of the resin layer was measured, it was 3H. The obtained friction material is referred to as the friction material of Example 12.
[比較例1]
まず、バインダーとしてのウレタン樹脂(東ソー(株)製「ニッポラン(登録商標) 5230」)と、潤滑剤としてのPTFE粉末と、をウレタン樹脂の固形分換算で質量比が5:5になるように配合し、羽根撹拌して塗料Cを調製した。次に、塗料Cを、ブラスト処理を施した基材の表面に膜厚20μm狙いで塗布し、160℃で30分間乾燥して樹脂層を形成した。樹脂層の鉛筆硬度を測定したところ、Bであった。得られた摩擦材を、比較例1の摩擦材と称す。
[Comparative example 1]
First, the urethane resin (Nipporan (registered trademark) 5230 manufactured by Tosoh Corporation) as a binder and the PTFE powder as a lubricant were mixed so that the mass ratio was 5:5 in terms of the solid content of the urethane resin. Coating C was prepared by blending and stirring with a blade. Next, paint C was applied to the surface of the blast-treated base material to a film thickness of 20 μm, and dried at 160° C. for 30 minutes to form a resin layer. The pencil hardness of the resin layer was measured and was B. The obtained friction material is referred to as the friction material of Comparative Example 1.
[比較例2]
まず、バインダーとしてのエポキシ樹脂と、潤滑剤としての二硫化モリブデン粉末およびグラファイト粉末と、を有する塗料A5(エスティーティー(株)製「SOLVEST(登録商標) 306」)を準備した。次に、塗料A5を、化成被膜形成処理を施してリン酸鉄被膜を形成した基材の表面に膜厚25μm狙いで塗布し、180℃で30分間乾燥して樹脂層を形成した。樹脂層の鉛筆硬度を測定したところ、Bであった。得られた摩擦材を、比較例2の摩擦材と称す。
[Comparative example 2]
First, paint A5 ("SOLVEST (registered trademark) 306" manufactured by ST Corporation) having an epoxy resin as a binder and molybdenum disulfide powder and graphite powder as lubricants was prepared. Next, paint A5 was applied to the surface of the base material on which the iron phosphate film had been formed by chemical conversion film formation treatment, aiming for a film thickness of 25 μm, and dried at 180° C. for 30 minutes to form a resin layer. The pencil hardness of the resin layer was measured and was B. The obtained friction material is referred to as the friction material of Comparative Example 2.
[比較例3]
まず、バインダーとしてのポリアミドイミド樹脂と、潤滑剤としての二硫化モリブデン粉末およびグラファイト粉末と、を有する塗料B6(エスティーティー(株)製「SOLVEST 374」)を準備した。次に、塗料B6を、化成被膜形成処理を施してリン酸鉄被膜を形成した基材の表面に膜厚20μm狙いで塗布し、280℃で30分間乾燥して樹脂層を形成した。樹脂層の鉛筆硬度を測定したところ、5Hであった。得られた摩擦材を、比較例3の摩擦材と称す。
[Comparative example 3]
First, a paint B6 ("SOLVEST 374" manufactured by ST Corporation) having a polyamide-imide resin as a binder and molybdenum disulfide powder and graphite powder as lubricants was prepared. Next, paint B6 was applied to the surface of the base material on which the iron phosphate film had been formed by chemical conversion film formation treatment, with a film thickness of 20 μm, and dried at 280° C. for 30 minutes to form a resin layer. When the pencil hardness of the resin layer was measured, it was 5H. The obtained friction material is referred to as the friction material of Comparative Example 3.
<摩擦ダンパーの製造>
製造した摩擦材と、厚さ2mmのステンレス鋼板からなる相手部材と、を組み付けて、上記第一実施形態と同じ構成の二面型摩擦ダンパーの評価用サンプルを製造した。すなわち、まず、二つの同種の摩擦材の一方を樹脂層側が表出するように第一外板に固定し、他方についても同様に第二外板に固定した。次に、中板の厚さ方向両面に相手部材を一つずつ固定した。そして、相手部材に摩擦材の樹脂層が接するように、第一外板および第二外板で中板を挟み、中央部をボルトで固定した。
<Manufacture of friction dampers>
The produced friction material and a mating member made of a stainless steel plate having a thickness of 2 mm were assembled to produce an evaluation sample of a two-sided friction damper having the same configuration as the first embodiment. That is, first, one of two friction materials of the same type was fixed to the first outer panel so that the resin layer side was exposed, and the other one was similarly fixed to the second outer panel. Next, mating members were fixed one by one on both sides of the middle plate in the thickness direction. Then, the middle plate was sandwiched between the first outer plate and the second outer plate so that the resin layer of the friction material was in contact with the mating member, and the center portion was fixed with bolts.
<摩擦ダンパーの評価>
[評価方法]
評価用サンプルの加振試験を行い、摩擦材の摺動性および耐久性を評価した。加振試験には、動的載荷試験機を使用し、アクチュエータにより中板を往復動させて、摩擦材に対して相手部材を摺動させた。
<Evaluation of friction damper>
[Evaluation method]
A vibration test was performed on the evaluation sample to evaluate the sliding properties and durability of the friction material. For the vibration test, a dynamic loading tester was used, and an actuator reciprocated the middle plate to cause the mating member to slide against the friction material.
(1)摺動性
摺動性を評価した加振試験(以下、摺動性評価試験と称す)の条件は、次のとおりである。
ボルト締結時の面圧:約10MPa
変位:±7.5mm
加振周波数:3.0Hz
加振回数:3サイクル
摺動性評価試験にて得られた荷重-変位特性から摩擦材の動摩擦係数を算出し、摺動時に音が発生するか否かを確認した。摩擦材の動摩擦係数は、次式(I)を用いて算出した。式(I)中、摩擦力は、荷重-変位履歴曲線の正負切片荷重の平均値である。
摩擦力(kN)=ボルト軸力(kN)×動摩擦係数×摩擦面数 ・・・(I)
そして、摺動音無し、かつ動摩擦係数が0.1以上0.3以下の場合を摺動性良好(A判定)、摺動音無し、かつ動摩擦係数が0.1未満の場合を摺動性やや不良(B判定)、摺動音有りの場合を摺動性不良(C判定)と評価した。
(1) Sliding property The conditions of the vibration test (hereinafter referred to as the sliding property evaluation test) in which sliding property was evaluated are as follows.
Surface pressure when tightening bolts: Approximately 10MPa
Displacement: ±7.5mm
Excitation frequency: 3.0Hz
Number of vibrations: 3 cycles The dynamic friction coefficient of the friction material was calculated from the load-displacement characteristics obtained in the sliding property evaluation test, and it was confirmed whether sound was generated during sliding. The dynamic friction coefficient of the friction material was calculated using the following formula (I). In formula (I), the frictional force is the average value of the positive and negative intercept loads of the load-displacement history curve.
Frictional force (kN) = Bolt axial force (kN) x Dynamic friction coefficient x Number of friction surfaces ... (I)
If there is no sliding sound and the dynamic friction coefficient is 0.1 or more and 0.3 or less, the sliding property is good (A judgment), and if there is no sliding sound and the dynamic friction coefficient is less than 0.1, the sliding property is good. Slightly poor (B rating) and cases with sliding noise were evaluated as poor sliding properties (C rating).
(2)耐久性
耐久性を評価した加振試験(以下、耐久性評価試験と称す)の条件は、次のとおりである。
ボルト締結時の面圧:約10MPa
変位:±30mm
加振周波数:0.5Hz
加振回数:85サイクル
耐久性評価試験において、摺動時に音鳴りが発生するか否かを確認し、得られた荷重-変位履歴曲線から摩擦材の摩擦力の低下率を求めた。そして、試験開始から加振による中板の累積摺動距離が9mになるまで摺動音無し、かつ摩擦材の摩擦力が試験前の摩擦力の7割以上残存している場合を耐久性が極めて高い(A判定)、累積摺動距離が6mになるまで摺動音無し、かつ摩擦材の摩擦力が試験前の摩擦力の7割以上残存している場合を耐久性が高い(B判定)、累積摺動距離が3mになるまで摺動音無し、かつ摩擦材の摩擦力が試験前の摩擦力の7割以上残存している場合を耐久性が普通(C判定)、累積摺動距離が3m未満で摺動音が発生した、または摩擦材の摩擦力が試験前の摩擦力の7割未満になった場合を耐久性が低い(D判定)と評価した。
(2) Durability The conditions of the vibration test (hereinafter referred to as durability evaluation test) for evaluating durability are as follows.
Surface pressure when tightening bolts: Approximately 10MPa
Displacement: ±30mm
Excitation frequency: 0.5Hz
Number of vibrations: 85 cycles In the durability evaluation test, it was confirmed whether noise was generated during sliding, and the rate of decrease in the frictional force of the friction material was determined from the obtained load-displacement history curve. Durability is determined when there is no sliding sound from the start of the test until the cumulative sliding distance of the middle plate due to excitation reaches 9 m, and the frictional force of the friction material remains at least 70% of the frictional force before the test. If there is no sliding sound until the cumulative sliding distance reaches 6 m, and the friction force of the friction material remains at least 70% of the friction force before the test, the durability is high (B grade). ), if there is no sliding sound until the cumulative sliding distance reaches 3 m, and if the frictional force of the friction material remains 70% or more of the frictional force before the test, the durability is normal (C judgment), and the cumulative sliding is judged as normal. Durability was evaluated as low (D rating) when a sliding sound occurred at a distance of less than 3 m or when the frictional force of the friction material was less than 70% of the frictional force before the test.
[評価結果]
表1に、評価用サンプルの摺動性および耐久性の評価結果を示す。表1中、実施例1~12の摩擦材を備える評価用サンプル(以下、「実施例1の摩擦ダンパー」などと称す)は、本発明の摩擦ダンパーの概念に含まれる。
Table 1 shows the evaluation results of the sliding properties and durability of the evaluation samples. In Table 1, evaluation samples comprising the friction materials of Examples 1 to 12 (hereinafter referred to as "friction dampers of Example 1", etc.) are included in the concept of the friction damper of the present invention.
表1に示すように、実施例1~12の摩擦ダンパーにおいては、いずれも摺動性が良好(A判定)で、耐久性も普通(C判定)以上であった。このうち、バインダーがエポキシ樹脂である実施例1、2、5を比較すると、樹脂層におけるバインダーの配合比率が多くなると耐久性が向上した。バインダーがポリアミドイミド樹脂である実施例6~8を比較しても、樹脂層におけるバインダーの配合比率が多くなると耐久性が向上した。また、実施例1、3、4を比較すると、樹脂層の厚さが20μm以上、基材に粗面化処理としてのブラスト処理が施されている場合に、耐久性が向上した。同様に、実施例9~11を比較しても、基材にブラスト処理が施されている場合に、耐久性が向上した。 As shown in Table 1, the friction dampers of Examples 1 to 12 all had good sliding properties (A rating) and average durability (C rating). Among these, comparing Examples 1, 2, and 5 in which the binder was an epoxy resin, durability improved as the blending ratio of the binder in the resin layer increased. Comparing Examples 6 to 8 in which the binder was a polyamide-imide resin, the durability improved as the blending ratio of the binder in the resin layer increased. Further, when comparing Examples 1, 3, and 4, durability was improved when the thickness of the resin layer was 20 μm or more and the base material was subjected to blasting treatment as surface roughening treatment. Similarly, when comparing Examples 9 to 11, durability was improved when the base material was subjected to blasting treatment.
これに対して、摩擦材の樹脂層に、バインダーとしてエポキシ樹脂およびポリアミドイミド樹脂のいずれも含まない比較例1の摩擦ダンパーによると、樹脂層の硬度が低く、相手材との摺動により樹脂層が剥がれやすいため、耐久性が低くなった(D判定)。また、潤滑剤としてPTFEを有しない比較例1の摩擦ダンパーによると、樹脂層の硬度によらず、耐久性が低くなった(D判定)。 On the other hand, according to the friction damper of Comparative Example 1 in which the resin layer of the friction material does not contain either epoxy resin or polyamide-imide resin as a binder, the hardness of the resin layer is low, and the resin layer Because it was easy to peel off, the durability was low (D rating). Furthermore, in the friction damper of Comparative Example 1 that did not contain PTFE as a lubricant, the durability was low regardless of the hardness of the resin layer (determined as D).
10、11:摩擦ダンパー、20:第一外板、21:第一摩擦材、22:第一基材、23、24:第一樹脂層、200a、200b、210:ボルト孔、220:裏面、30:第二外板、31:第二摩擦材、32:第二基材、33、34:第二樹脂層、300a、300b、310:ボルト孔、40:中板、41:第一相手部材、42:第二相手部材、400、410、420:長孔、401:ボルト孔、50:第一ブレース片、51:第二ブレース片、52:ボルト、53:ナット、54:上側ブレース、55:下側ブレース、56:取付部材、500、510:ボルト孔、8:フレーム、80:梁、81:土台、82:左側柱、83:右側柱、84、85、86:取付金具。 10, 11: Friction damper, 20: First outer plate, 21: First friction material, 22: First base material, 23, 24: First resin layer, 200a, 200b, 210: Bolt hole, 220: Back surface, 30: Second outer plate, 31: Second friction material, 32: Second base material, 33, 34: Second resin layer, 300a, 300b, 310: Bolt hole, 40: Middle plate, 41: First mating member , 42: Second mating member, 400, 410, 420: Long hole, 401: Bolt hole, 50: First brace piece, 51: Second brace piece, 52: Bolt, 53: Nut, 54: Upper brace, 55 : Lower brace, 56: Mounting member, 500, 510: Bolt hole, 8: Frame, 80: Beam, 81: Foundation, 82: Left column, 83: Right column, 84, 85, 86: Mounting metal fittings.
Claims (12)
該摩擦材は、基材と、該基材に積層され該相手部材に摺接する樹脂層と、を有し、
該樹脂層は、エポキシ樹脂およびポリアミドイミド樹脂の少なくとも一方を有するバインダーと、ポリテトラフルオロエチレンを有する潤滑剤と、を有し、
該樹脂層の動摩擦係数は、0.1以上0.3以下であることを特徴とする摩擦ダンパー。 A friction material and a mating member disposed in pressure contact with the friction material so as to be slidable relative to the friction material , the friction material generated when the friction material and the mating member slide. A friction damper that suppresses vibration by frictional force ,
The friction material includes a base material and a resin layer that is laminated on the base material and slides into contact with the mating member,
The resin layer includes a binder containing at least one of an epoxy resin and a polyamideimide resin, and a lubricant containing polytetrafluoroethylene,
A friction damper characterized in that the resin layer has a dynamic friction coefficient of 0.1 or more and 0.3 or less .
該K型ブレースにおいて二本の該ブレースの端部間に連結される請求項1ないし請求項10のいずれかに記載の摩擦ダンパー。 A K-shaped brace, in which two braces are arranged in a K-shape, is installed on the frame of the structure.
The friction damper according to any one of claims 1 to 10, wherein the friction damper is connected between two ends of the K-shaped brace.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020059779A JP7426272B2 (en) | 2020-03-30 | 2020-03-30 | friction damper |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020059779A JP7426272B2 (en) | 2020-03-30 | 2020-03-30 | friction damper |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021156415A JP2021156415A (en) | 2021-10-07 |
JP7426272B2 true JP7426272B2 (en) | 2024-02-01 |
Family
ID=77919602
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020059779A Active JP7426272B2 (en) | 2020-03-30 | 2020-03-30 | friction damper |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7426272B2 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000081081A (en) | 1998-06-26 | 2000-03-21 | Bridgestone Corp | Slider |
JP2003286775A (en) | 2002-03-28 | 2003-10-10 | Daido Metal Co Ltd | Sliding device for base-isolating device |
JP2014152900A (en) | 2013-02-13 | 2014-08-25 | Ohbayashi Corp | Processing method of friction material of friction damper, and manufacturing method |
-
2020
- 2020-03-30 JP JP2020059779A patent/JP7426272B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000081081A (en) | 1998-06-26 | 2000-03-21 | Bridgestone Corp | Slider |
JP2003286775A (en) | 2002-03-28 | 2003-10-10 | Daido Metal Co Ltd | Sliding device for base-isolating device |
JP2014152900A (en) | 2013-02-13 | 2014-08-25 | Ohbayashi Corp | Processing method of friction material of friction damper, and manufacturing method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021156415A (en) | 2021-10-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2361128C2 (en) | Anti-friction layer for bearing element | |
US10094155B2 (en) | Corrosion resistant bushing | |
RU2329415C2 (en) | Bearing element | |
JP3635096B2 (en) | Plain bearing material | |
US7878594B2 (en) | Seat reclining device | |
JP5076873B2 (en) | Friction damper | |
EP3117050B1 (en) | Sliding bearing for constructions | |
Lee et al. | Friction between a new low-steel composite material and milled steel for SAFE Dampers | |
JP2008261490A (en) | Sliding type laminated plate support, structure, and sliding type laminated plate support adjusting method | |
US20090293380A1 (en) | Friction damper | |
WO2013191172A1 (en) | Half bearing | |
WO2006009430A1 (en) | Bearing with light weight metal and ceramic material | |
JP7426272B2 (en) | friction damper | |
TW201730448A (en) | Slide support device | |
KR101704853B1 (en) | Laminate composite | |
EP3779219B1 (en) | Corrosion resistant bushing | |
KR20080113350A (en) | Reclining device for seat | |
JP3722773B2 (en) | Sliding device for seismic isolation device | |
JP4330679B2 (en) | Slip isolation device and isolation structure | |
CN114616404A (en) | Sliding element comprising a polymer overlayer | |
JP4584101B2 (en) | Resin-based sliding member and manufacturing method thereof | |
KR20190125524A (en) | Resin material for sliding member and sliding member | |
JP2005207460A (en) | Rigid slide bearing device | |
JP2007268251A (en) | Reclining device for seat | |
JPH11303933A (en) | Slide bearing structure |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221205 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230726 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230829 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231018 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240116 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240122 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7426272 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |