TWI735376B - 滑動隔震裝置 - Google Patents

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TWI735376B
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山崎伸介
野呂以
小西克尚
渡邊厚
西本晃治
關山雅人
二宮有希
原田大
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日商日鐵技術股份有限公司
日商東麗股份有限公司
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Abstract

提供一種在不增加摩擦材料的厚度的情況下具有優異的滑動耐久性的滑動隔震裝置。滑動隔震裝置100具有：具備第一滑動面21、31的構造體固定板20，30和具備與第一滑動面21、31抵接的第二滑動面12、13的金屬製的滑動體10。由單層織物構成的摩擦材料40安裝在第一滑動面21、31和第二滑動面12、13的任意一者或兩者上，該單層織物由對高強度纖維和PTFE纖維進行合撚而成的多根合撚絲41形成。

Description

滑動隔震裝置
本公開涉及一種滑動隔震裝置(sliding seismic isolation device)。
在地震多發國家，針對樓房、橋梁、高架道路、獨立屋等各種各樣的構造物，開發了各種各樣的諸如抗震技術、降低進入構造物的地震力的技術等的耐震技術、隔震技術及地震控制技術，並已應用至各種構造物。其中的隔震技術是一種降低進入構造物的地震力本身的技術，故可有效降低地震時的構造物的振動。這種隔震技術的概要為，在下部構造物即基礎和上部構造物之間設置隔震裝置，以降低地震所引起的基礎的振動向上部構造物的傳播，進而降低上部構造物的振動，由此可保證構造穩定性。需要說明的是，這種隔震裝置不僅在地震時有效，在減少不斷作用於構造物的交通所導致的振動對上部構造物的影響方面也有效。
就隔震裝置而言，存在鉛塞混入疊層橡膠支承裝置、高減衰疊層橡膠支承裝置、組合了疊層橡膠支承和減震器的裝置、滑動隔震裝置等的各種各樣的形態的裝置。其中，滑動隔震裝置中具備平面滑動隔震支承和球面滑動隔震支承，平面滑動隔震支承不具有恢復力，而球面滑動隔震支承具有恢復力，在發生地震時具有自定心功能。另外，在先前的滑動隔震裝置中，裝置內設置的Teflon(鐵氟龍；註冊商標)等的基準表面壓力為20N/mm2 (20MPa)，故在因構造物的高層化等引起負荷(載荷)重量變重了的情況下，為了成為可與該負荷匹配的平面尺寸的滑動隔震裝置，不得不對滑動隔震裝置進行大規模化(大型化)。為此，與疊層橡膠隔震裝置等的其他不同種類的隔震裝置相比，成本競爭力變低，導致使用頻率下降。
因此，例如已經提出了一種具備可實現60N/mm2(60MPa)的表面壓力的滑動體的高性能滑動隔震裝置。具體而言，是一種由具備具有曲率的滑動面的上部鞋狀部件(上部構造體固定板)和下部鞋狀部件(下部構造體固定板)以及位於上部鞋狀部件和下部鞋狀部件之間並具備分別與兩個鞋狀部件相接且具有曲率的上表面和下表面的鋼製的滑動體構成的滑動隔震裝置。滑動體的上表面和下表面之間具備由PTFE纖維和拉伸強度比PTFE纖維還高的纖維構成的雙層織物(編織物)層(例如，參照專利文獻1)。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕(日本)專利第5521096號公報
根據專利文獻1所述的滑動隔震裝置，可提供一種能抵抗60MPa左右的表面壓力且具備高隔震性能的滑動隔震裝置。此外，在專利文獻1所述的滑動隔震裝置中，滑動體的上下的滑動面上安裝(設置)有由雙層織物構成的摩擦材料，該雙層織物由PTFE纖維(polytetrafluoroethylene；聚四氟乙烯)和拉伸強度高於PTFE纖維的纖維(高強度纖維，例如為PPS纖維(polyphenylenesulfide；聚苯硫醚))形成。具體而言，在滑動體的上表面和 下表面的任一表面上，使PTFE纖維位於上下的構造體固定板側，由此藉由接著(黏接)等將雙層織物固定在滑動體的上表面和下表面上。藉由應用這種形態的滑動體，即使在PTFE纖維因滑動而發生磨損導致厚度變小甚至消失了的情況下，PTFE纖維的磨耗粉末也能進入滑動體的接著面側所存在的PPS纖維內，其至少一部分會面對上下的構造體固定板所具備的滑動面。為此，可以享受PTFE纖維的良好的滑動性，並在一段時間內暫時可維持預定的摩擦係數。
在上述滑動隔震裝置中，就雙層織物而言，具有PTFE纖維配設在滑動側而高強度纖維配設在接著側的構造，藉由該高強度纖維層的存在，可承受高達60MPa的表面壓力。此外，PTFE纖維暴露於滑動側，滑動時的磨損可促進PTFE纖維的排出，據此PTFE纖維層中不會積存過多的纖維，保證了穩定的摩擦係數。此外，即使磨損導致PTFE纖維層消失了，藉由對下層的高強度纖維的織逢進行堵塞，也具有可暫時確保一定的摩擦係數的功能。另一方面，由於PTFE纖維層是藉由磨損而排出，故存在針對滑動耐久性的課題。為此，盡管可以考慮藉由增加PTFE纖維的厚度來提高耐久性，然而，在高達60MPa的表面壓力狀態下，PTFE纖維層的壓縮變形導致難以有效地增加厚度。基於上述原因，滑動耐久性的提高受到了限制。
本公開提供一種在不大幅增加摩擦材料的厚度的前提下具有優異的滑動耐久性的滑動隔震裝置。
根據本公開的滑動隔震裝置的一個形態，滑動隔震裝置具有：具備第一滑動面的構造體固定板；及具備與該第一滑動面抵接的第二滑動面的金 屬製的滑動體。所述滑動隔震裝置的特徵在於，在所述第一滑動面和所述第二滑動面的任意一者或兩者上安裝有由單層織物構成的摩擦材料，該單層織物由多根(plural)合撚絲形成，該多根合撚絲藉由對高強度纖維和PTFE纖維進行合撚(也稱並撚；doubling and twisting)而成。
根據本形態，將對高強度纖維和PTFE纖維進行合撚而成的多根合撚絲作為經絲或緯絲，將多根合撚絲以多根緯絲或經絲織成一體的單層織物作為摩擦材料，並將由單層織物構成的摩擦材料安裝在構造體固定板的第一滑動面和滑動體的第二滑動面的任意一者或兩者上，由此可形成具有高滑動耐久性的滑動隔震裝置。需要說明的是，就本形態的滑動隔震裝置而言，與專利文獻1所述的滑動隔震裝置相同，也是一種能夠抵抗60MPa左右的表面壓力且具備高隔震性能的滑動隔震裝置。
這裡，「摩擦材料被安裝在第一滑動面和第二滑動面的任意一者或兩者上」是指包含摩擦材料僅被安裝在構造體固定板的第一滑動面上的形態、摩擦材料僅被安裝在滑動體的第二滑動面上的形態、及摩擦材料被安裝在第一滑動面和第二滑動面這兩個滑動面面上的形態。
就構成本形態的滑動隔震裝置的單層織物而言，在對高強度纖維和PTFE纖維進行合撚而成的合撚絲中，PTFE纖維在纖維內部相互抱合(由高強度纖維進行保持)，藉此，滑動時PTFE纖維的磨損粉末難以被掃出至外部(難以析出)，故可起到延長PTFE纖維的殘存壽命(使用壽命)的效果。這裡，在多根合撚絲例如為經絲(緯絲)的情況下，緯絲(經絲)可使用形成合撚絲的高強度纖維等。
此外，就由對高強度纖維和PTFE纖維進行合撚而成的多根合撚絲形成 的單層織物而言，藉由環氧樹脂系接著劑等的接著劑，可粘貼在金屬製的構造體固定板所具備的第一滑動面和/或金屬製的滑動體所具備的第二滑動面上，已經驗證了，即使在60MPa左右的表面壓力下，摩擦材料也不會發生剝離。
另外，在本公開的滑動隔震裝置的其他形態中，所述單層織物的特徵在於，其為經絲和緯絲都由所述合撚絲構成的形態、或者、經絲和緯絲中只有任意一者由所述合撚絲構成而另一者由所述高強度纖維構成的形態、或者、經絲和緯絲中只有任意一者由所述合撚絲構成而另一者由PTFE纖維構成的形態的任意一種形態。
根據本形態，無論是具備由何種形態的單層織物構成的摩擦材料的滑動隔震裝置，與具有由雙層織物構成的摩擦材料的滑動隔震裝置相比，滑動耐久性都得到了提高。需要說明的是，本說明書中，「經絲」和「緯絲」是指，在平面視圖中，如文字記載的那樣，沿縱向方向(上下方向)延伸的絲為經絲，沿橫向方向(水平方向)延伸的絲為緯絲，然而，將其旋轉90°後，經絲和緯絲逆轉(反轉)，旋轉前的狀態的經絲和緯絲分別也會變成緯絲和經絲。故，例如，就「只有經絲由合撚絲構成而緯絲由高強度纖維構成的形態」而言，也可為包括「只有緯絲由合撚絲構成而經絲由高強度纖維構成成的形態」，並不受「經」和「緯」的嚴格限制。
此外，藉由改變經絲和緯絲的編織方法，可對從摩擦材料的表面暴露的PTFE纖維的暴露面積進行變更。即使在摩擦材料中的PTFE纖維的重量比相同的情況下，PTFE纖維的暴露面積的變化也會導致改變減小變摩擦力的效果。另外，藉由同樣地改變經絲和緯絲的編織方法，還可對從摩擦材料 的背面暴露的高強度纖維的暴露面積進行變更。高強度纖維的暴露面積的增大可提高摩擦材料的相對於構造體固定板和/或滑動體的接著強度。具體而言，編織組織優選為斜紋(twill)組織或緞紋(satin)組織。此外，從可抑制摩擦材料的錯位的角度來看，較佳為斜紋組織，其中，藉由為3/1斜紋組織或2/1斜紋組織，可對從上述表面和背面暴露的PTFE纖維和PTFE纖維的比率(比例)進行控制，故可作為特別優選的條件而被提出。這裡，如上所述，從可將經絲和緯絲逆轉從而進行解釋的觀點出發，也可將上述3/1斜紋組織和2/1斜紋組織解釋為，藉由進行90°的旋轉而分別成為1/3斜紋組織和1/2斜紋組織。
此外，在本公開的滑動隔震裝置的其他形態中，其特徵在於，所述高強度纖維為PPS纖維或液晶聚酯(polyester)纖維的任意一種。
根據本形態，使用PPS纖維或液晶聚酯纖維作為高強度纖維並與PTFE纖維一起形成合撚絲，並具備由該合撚絲形成的單層織物所構成的摩擦材料，由此可形成滑動耐久性優異的滑動隔震裝置。
此外，本公開的滑動隔震裝置的其他形態的特徵還在於，所述單層織物中的所述PTFE纖維的重量比為70%以下。
根據本形態，藉由將單層織物中的PTFE纖維的重量比設定為70%以下，例如，與具備由PTFE纖維和PPS纖維形成的雙層織物所構成的摩擦材料的滑動隔震裝置相比，可提高滑動耐久性。PTFE纖維的重量比低至70%以下意味著高強度纖維的重量比變高，高強度纖維的重量比的變高會抑制由高強度纖維引起的PTFE纖維的析出。
另外，在本公開的滑動隔震裝置的其他形態中，其特徵在於，滑動隔 震裝置是一種兩面滑動支承的滑動隔震裝置，其中，所述構造體固定板包括都具有所述第一滑動面的上部構造體固定板和下部構造體固定板，所述滑動體在其上下表面上具有與上下的所述第一滑動面抵接的上下的所述第二滑動面，所述摩擦材料被安裝在了所述上部構造體固定板和所述下部構造體固定板各自的所述第一滑動面、或者、所述滑動體的上下的所述第二滑動面的任意一者或兩者上。
根據本形態，藉由在上部構造體固定板和下部構造體固定板各自的第一滑動面或者滑動體的上下的第二滑動面的任意一者或兩者上安裝有由單層織物構成的摩擦材料，可不會大幅增加摩擦材料的厚度地形成具有高滑動耐久性的兩面滑動支承的滑動隔震裝置。需要說明的是，該兩面滑動支承的滑動隔震裝置例如可應用於高層建築物等的一般建築物。
此外，在本公開的滑動隔震裝置的其他形態中，其特徵在於，滑動隔震裝置是一種單面滑動支承的滑動隔震裝置，其中，所述構造體固定板具備所述第一滑動面，所述滑動體具有與所述第一滑動面抵接的所述第二滑動面，並由基座保持，所述摩擦材料被安裝在了所述構造體固定板的所述第一滑動面、或者、所述滑動體的所述第二滑動面的任意一者或兩者上。
根據本形態，藉由在構造體固定板的第一滑動面或者滑動體的第二滑動面的任意一者或兩者上安裝有由單層織物構成的摩擦材料，可形成具有高滑動耐久性的單面滑動支承的滑動隔震裝置。需要說明的是，該單面滑 動支承的滑動隔震裝置可應用於一般的建築物等，例如橋梁等。
根據本公開的滑動隔震裝置，可提供一種在不大幅增加摩擦材料的厚度的前提下具有優異的滑動耐久性的滑動隔震裝置。
10:滑動體
11:滑動體主體
12:上表面(第二滑動面)
13:下表面(第二滑動面)
20:上部構造體固定板(構造體固定板)
21:下表面(第一滑動面)
30:下部構造體固定板(構造體固定板)
31:上表面(第一滑動面)
40:摩擦材料(單層織物)
41:經絲(合撚絲)
42:緯絲
43:接著劑
50:構造體固定板
51:下表面(第一滑動面)
60:基座
61:基板
62:圓柱體
63:凹球面
70:滑動體
71:下表面(凸球面)
72:上表面(第二滑動面)
100:滑動隔震裝置(兩面滑動支承的滑動隔震裝置)
200:滑動隔震裝置(單面滑動支承的滑動隔震裝置)
〔圖1〕第1實施方式之滑動隔震裝置的分解斜視圖。
〔圖2〕第1實施方式之滑動隔震裝置的縱剖面圖。
〔圖3〕從上面對由單層織物構成的摩擦材料進行觀察的平面圖。
〔圖4〕沿圖3的IV-IV線進行了切斷的剖面圖，是對由單層織物構成的摩擦材料的一例的構造和安裝至構造體固定板的安裝形態一起進行說明的圖。
〔圖5〕對由雙層織物構成的摩擦材料的一例的構造和安裝至構造體固定板的安裝形態一起進行說明的圖。
〔圖6〕第2實施方式之滑動隔震裝置的縱剖面圖。
〔圖7A〕表面壓力60MPa下的使用了具有雙層織物的摩擦材料的滑動隔震裝置(平面滑動隔震裝置)的滑動實驗結果的示意圖。
〔圖7B〕表面壓力60MPa下的使用了具有單層織物的摩擦材料的滑動隔震裝置(平面滑動隔震裝置)的滑動實驗結果的示意圖。
下面參照附圖對各實施方式之滑動隔震裝置進行說明。需要說明的是，本說明書和附圖中，存在對實質相同的構成要素賦予相同符號從而對重複說明進行省略的情況。
〔第1實施方式之滑動隔震裝置〕
首先，參照圖1至圖4對實施方式之滑動隔震裝置的一例進行說明。這裡，圖1是第1實施方式之滑動隔震裝置的分解斜視圖，圖2是第1實施方式之滑動隔震裝置的縱剖面圖。此外，圖3是從上面對由單層織物構成的摩擦材料進行觀察的平面圖，圖4是沿圖3的IV-IV線進行了切斷的剖面圖，是對由單層織物構成的摩擦材料的一例的構造和安裝至構造體固定板的安裝形態一起進行說明的圖。
滑動隔震裝置100是一種兩面滑動支承的滑動隔震裝置，其具有：具備具有曲率的滑動面(第一滑動面)的上部構造體固定板20(構造體固定板的一例)和下部構造體固定板30(構造體固定板的一例)；及金屬製的滑動體10。滑動體10配設在上部構造體固定板20和下部構造體固定板30之間，並具備具有與上部構造體固定板20的第一滑動面即下表面21和下部構造體固定板30的第一滑動面即上表面31相同的曲率的上表面12和下表面13(都為第二滑動面)。
上部構造體固定板20和下部構造體固定板30皆為在平面視圖中是正方形的板材，並由焊接鋼材用壓延鋼材(SM490A、B、C或SN490B、C、或S45C)或者不鏽鋼材(SUS材)、鑄鋼材、鑄鐵等形成。上部構造體固定板20的下表面21和下部構造體固定板30的上表面31上設置的第一滑動面在平面視圖中為圓形且進行了彎曲，兩者的第一滑動面上都安裝了摩擦材料40。
另一方面，滑動體10具有大致圓柱狀的滑動體主體11，滑動體主體11上形成了具有與上部構造體固定板20的下表面21和下部構造體固定板30的上表面31相同的曲率的上表面12和下表面13。此外，滑動體主體11也與上部 構造體固定板20和下部構造體固定板30同樣地由焊接鋼材用壓延鋼材(SM490A、B、C或SN490B、C、或S45C)或者不鏽鋼材(SUS材)、鑄鋼材、鑄鐵等形成，並具有表面壓力為60N/mm2(60MPa)左右的承載強度。
上部構造體固定板20的下表面21和下部構造體固定板30的上表面31的各滑動面的外緣上固定有用於防止滑動體10的脫落的限位環(stopping ring)22、32。
此外，在滑動體10的上表面12和下表面13上，金屬表面進行了暴露。例如，當滑動體主體11為不鏽鋼製的形態時，由不鏽鋼表面構成的金屬表面從上表面12和下表面13進行了暴露。此外，當滑動體主體11為不鏽鋼以外的鋼製的形態時，可在滑動體主體11的上下表面上安裝具有曲率的不鏽鋼板，由此形成上下的金屬表面。此外，由不鏽鋼表面構成的金屬表面優選為鏡面表面。
需要說明的是，圖示例子為在上部構造體固定板20和下部構造體固定板30的第一滑動面21、31上安裝了摩擦材料40的形態，然而也可為在滑動體10的上下的第二滑動面12、13上安裝摩擦材料並在上部構造體固定板20和下部構造體固定板30的第一滑動面21、31上安裝不鏽鋼板的形態。此外，還可為在第一滑動面21、31和第二滑動面12、13的兩者上都安裝了摩擦材料的形態。
如圖3和圖4所示，摩擦材料40由單層織物形成。單層織物40具有多根經絲41和多根緯絲42，多根經絲41藉由多根緯絲42被編織成經絲密度為54根/2.54cm且緯絲密度為33根/2.54cm的3/1斜紋組織。經絲41由合撚絲形成，該合撚絲藉由以撚數為167t/m的方式對總纖度為880dtex、單股數為120絲且撚 數為33t/m的PTFE纖維(“Toyoflon”(註冊商標)東麗株式會社製)和總纖度為850dtex、單股數為144絲且撚數為33t/m的液晶聚酯纖維(“Siveras”(註冊商標)東麗株式會社製)進行合撚而得。此外，緯絲42由總纖度為1700dtex且單股數為288絲的液晶聚酯纖維(“Toyoflon”(註冊商標)東麗株式會社製)構成。需要說明的是，圖示例子為只有經絲41由合撚絲構成的形態，然而，也可為只有緯絲42由合撚絲構成的形態，或者，還可為經絲41和緯絲42這兩者都由合撚絲構成的形態。
這裡，合撚絲是對高強度纖維和PTFE纖維進行合撚而成的絲(複合絲)。高強度纖維可使用PPS纖維和/或液晶聚酯纖維。作為PTFE纖維，可採用東麗株式會社製的“Toyoflon”(註冊商標)。此外，作為PPS纖維，可採用東麗株式會社製的“Torcon”(註冊商標)。另外，作為液晶聚酯纖維，可應用東麗株式會社製的“Siveras”(註冊商標)。
在圖示例子中，緯絲42可使用PPS纖維、液晶聚酯纖維等的高強度纖維或者PTFE纖維。
在本實施方式的滑動隔震裝置100中，所使用的單層織物40中的PTFE纖維的重量比被設定為70%以下。此外，這裡PTFE纖維的重量比是指，PTFE纖維相對於單層織物40整體的重量比，可依照如下步驟計算而得。
(1)將織物剪斷成縱200mm×橫200mm後，對經絲和緯絲進行分解，並測量分解絲的總重量W。
(2)僅選擇分解絲中的複合絲，並測量織物中的複合絲的總重量W1。
(3)任意選擇5根複合絲，將其分解為氟樹脂纖維A和其他纖維，並測量各自的重量。將5根複合絲的重量總和設為W，將5根複合絲的氟樹脂纖維 A的重量和設為WF，然後藉由公式：α=WF/W×100(%)計算氟樹脂纖維A在複合絲中所占的重量比α。
需要說明的是，在無法保證上述測定方法所需的分解絲的絲量的情況下，也可使用藉由能夠確保的最大長度和試驗次數進行試驗而得的結果來替代。
(4)不選擇複合絲而是選擇織物中單獨存在的氟樹脂纖維，並測量其總重量W2。
(5)藉由公式：Y={(W1×α/100+W2)/W}×100(%)計算織物中的氟樹脂纖維A的重量比Y。
需要說明的是，在無法保證上述測定方法所需的分解絲的絲量的情況下，也可使用藉由能夠確保的最大長度進行試驗而得的結果來替代。
與這些PTFE纖維的重量比相關的數值限定是依據下面詳述的滑動實驗的結果。PTFE纖維的重量比低至70%以下意味著高強度纖維的重量比變高，高強度纖維的重量比的變高可抑制由高強度纖維引起的PTFE纖維的析出。合撚絲中PTFE纖維被保持在高強度纖維之間，故PTFE纖維的析出量可被抑制，因此，尤其是在60MPa左右的高負荷下其效果非常顯著。
就圖3和圖4所示的單層織物40而言，採用了3/1斜紋組織，並藉由與由高強度纖維構成的緯絲42相比，由合撚絲構成的經絲41從表面暴露較多的方式進行了編織。藉由這樣的設計，可使包含PTFE纖維的合撚絲從表面暴露的更多，這樣，即使是具有相同的PTFE纖維的重量比的摩擦材料40，由PTFE纖維導致的摩擦力的降低效果也會發生改變。就圖示例子的單層織物40而言，從PTFE纖維所導致的摩擦力的降低效果和高強度纖維所引起的PTFE纖 維析出量的抑制效果這兩個角度來看，其是一種優選的單層織物的例子。
此外，如圖4所示，摩擦材料40藉由環氧樹脂系接著劑等的接著劑43而被接著於金屬製的構造體固定板30(20)。就圖示例子的單層織物40而言，緯絲42中的與接著劑43接著的接著面積變大了，例如在使用由高強度纖維構成的緯絲42的情況下，可提高摩擦材料40的相對於構造體固定板30等的接著強度。
這裡，為了與圖3和圖4所示的由單層織物構成的摩擦材料40進行比較，圖5中示出了由雙層織物構成的摩擦材料40’。
圖示的雙層織物40’由PTFE纖維46和拉伸強度高於PTFE纖維46的PPS纖維49形成。
就雙層織物40’的構成而言，在上部構造體固定板20和/或下部構造體固定板30側配設有PPS纖維49的緯絲47，並藉由將其卷入的方式對PPS纖維49的經絲48進行了織入。此外，在這些的上方(各滑動體10側的位置)配設有PTFE纖維46的緯絲44，並藉由將PTFE纖維46的緯絲44卷入的方式對PTFE纖維46的經絲45進行了織入，同時，PTFE纖維46的經絲45還以將下方的PPS纖維49的緯絲47也卷入的方式被進行了織入。另外，使PTFE纖維46配設在滑動體10側，並藉由接著劑43將摩擦材料即雙層織物40’固定於上部構造體固定板20的下表面21和下部構造體固定板30的上表面31。
如專利文獻1所述，即使在具備由圖示的雙層織物40’構成的摩擦材料的滑動隔震裝置中，也可獲得在表面壓力為60MPa左右的高負荷下的優異的隔震性能。然而，從在這樣高的負荷下對PTFE纖維的析出進行抑制的觀點出發，本發明的發明人等確認到了，與由雙層織物構成的摩擦材料40’相 比，形成本實施方式的滑動隔震裝置100的由單層織物構成的摩擦材料40更加優異(PTFE纖維的析出量相對較少)。
在滑動隔震裝置100中，藉由將由單層織物構成的摩擦材料40安裝在構造體固定板20、30的第一滑動面21、31上，能夠不會大幅增加摩擦材料40的厚度地形成可抵抗60MPa左右的表面壓力且具有高滑動耐久性的滑動隔震裝置100。
〔第2實施方式之滑動隔震裝置〕
接下來，參照圖6對第2實施方式之滑動隔震裝置的一例進行說明。這裡，圖6是第2實施方式之滑動隔震裝置的縱剖面圖。
滑動隔震裝置200是單面滑動支承的滑動隔震裝置，具有：構造體固定板50，具備具有曲率的下表面51(第一滑動面)；及可滑動地容納金屬製的滑動體70的基座60，該滑動體70具備與下表面51具有相同曲率的上表面72(第二滑動面)。
基座60具有基板61和位於基板61的中央位置並從基板61向上方突出的圓柱體62，基板61和圓柱體62一體成形。圓柱體62的上端形成有向下方凹陷的凹球面63。構造體固定板50和基板61在平面視圖中均為正方形的板材，構造體固定板50、基座60及滑動體70的任意一者都由與上部構造體固定板20和下部構造體固定板30相同的材料形成。
圓柱體62的凹球面63上具備與凹球面63具有相同曲率的下表面71(凸球面)，並且，具備與構造體固定板50的下表面51具有相同曲率的上表面72的滑動體70可滑動地容納於凹球面63，並被進行了保持。另外，在滑動體70的上表面72上，金屬表面進行了暴露。
另一方面，在構造體固定板50的下表面51上，與至上部構造體固定板20的下表面21的安裝形態同樣地，由單層織物構成的摩擦材料40被固定於構造體固定板50的下表面51。此外，構造體固定板50的下表面51的外緣處還固定有限位環52，其用於防止可滑動地容納滑動體70的圓柱體62的脫落。
需要說明的是，就圖示的滑動隔震裝置200而言，盡管是在上方配設了構造體固定板50的形態，但也可為在上方具有具備滑動體的基座且在下方配設有構造體固定板的與圖4上下顛倒的構成的滑動隔震裝置。
如此，即使在滑動隔震裝置200中，藉由在構造體固定板50的第一滑動面51上安裝由單層織物構成的摩擦材料40，也能夠不會大幅增加摩擦材料40的厚度地形成可抵抗60MPa左右的表面壓力且具有高滑動耐久性的滑動隔震裝置200。
〔滑動實驗〕
<滑動實驗之一>
接下來，對本發明的發明人等實施的滑動實驗之一進行說明。該滑動實驗之一是對由雙層織物構成的摩擦材料和由單層織物構成的摩擦材料的滑動距離進行比較的實驗。
(實驗概要和實驗結果)
將作為樣本的各種摩擦材料接著於金屬基板，由此製作了三種試驗體。金屬基板使用了SS400(一般構造用壓延鋼板)，接著劑採用了環氧樹脂(主材：硬化劑=4：1)，塗布量約為25g/m2。
試驗機使用了A&D公司製MODEL：EFM-III-EN，並在摩擦負荷：20MPa且摩擦速度：400mm/秒的條件下進行了試驗。對象材料採用了由S45C製作 的外徑25.6mm、內徑20mm且長度15mm的中空圓筒形狀的環。使用砂紙對上述環的表面進行了研磨，以將其調整為表面粗度Ra=0.8μmm±0.1。粗度的測定使用了粗度測定器(Mitutoyo公司製SJ-201)。在該滑動實驗中，對至摩擦材料破損為止的滑動距離進行了測定。
構成比較例和實施例1、2的各試驗體的摩擦材料的仕樣和實驗結果如下面的表1所示。這裡，實施例1為，經絲使用了藉由對PTFE纖維(“Toyoflon”(註冊商標)東麗株式會社製)和PPS纖維(“Torcon”(註冊商標)東麗株式會社製)進行合撚而得的合撚絲，緯絲使用了PPS纖維(“Torcon”(註冊商標)東麗株式會社製)，並以3/1斜紋組織的方式進行了編織的單層織物。實施例2為，經絲使用了藉由對上述的PTFE纖維(“Toyoflon”(註冊商標)東麗株式會社製)和液晶聚酯纖維(“Siveras”(註冊商標)東麗株式會社製)進行合撚而得的合撚絲，緯絲使用了液晶聚酯纖維(“Siveras”(註冊商標)東麗株式會社製)，並以3/1斜紋組織的方式進行了編織的圖示例子的單層織物40。比較例1為，表面的經絲和緯絲使用了PTFE纖維(“Toyoflon”(註冊商標)東麗株式會社製)，背面的經絲和緯絲使用了PPS纖維(“Torcon”(註冊商標)東麗株式會社製)，並以表面和背面均為平(flat)組織的方式進行了編織的雙層織物。
Figure 109138891-A0305-02-0019-1
從表1可知，與比較例1的滑動距離：32m相比，實施例1的滑動距離約為其2倍的62m，實施例2的滑動距離為其3倍以上的109m，據此可確認到， 與由雙層織物構成的摩擦材料相比，由單層織物構成的摩擦材料的滑動距離變長了，並且滑動耐久性也得到了提高。
<滑動實驗之二>
接下來，對本發明的發明人等實施的滑動實驗之二進行說明。該滑動實驗之二是用於對摩擦材料中的PTFE纖維的重量比的最佳範圍進行檢證的實驗。
(實驗概要和實驗結果)
試驗體的製作方法與滑動實驗之一相同。
構成實施例2至4的各試驗體的摩擦材料的仕樣和試驗結果如下面的表2所示。這裡，實施例2的織物中PTFE纖維所占的重量比為32%。實施例3為，除了緯絲使用了PTFE纖維(“Toyoflon”(註冊商標)東麗株式會社製)之外，其他都與實施例2相同的方法所製作的單層織物，織物中PTFE纖維所占的重量比為70%。實施例4為，除了緯絲採用了液晶聚酯纖維(“Siveras”(註冊商標)東麗株式會社製)之外，其他都與實施例2相同的方法所製作的單層織物，織物中PTFE纖維所占的重量比為51%。
Figure 109138891-A0305-02-0021-2
從表2可確認到，與表1所示的比較例1的滑動距離：32m相比，實施例3的滑動距離約為其1.5倍的50m，實施例4的滑動距離為其2倍以上的72m，實 施例2如上所述為其3倍以上的109m。
此外，還可確認到，滑動距離按照實施例3、4、2的順序進行了延長，隨著Toyoflon的重量比從70%開始下降，滑動距離逐漸變長。根據該實驗結果，可將單層織物中的PTFE纖維的重量比規定為70%以下。
<滑動實驗之三>
接下來，對本發明的發明人等進行的滑動實驗之三進行說明。該滑動實驗之三為，對60MPa的表面壓力下的具備由雙層織物構成的摩擦材料的滑動隔震裝置(比較例2)和具備由單層織物構成的摩擦材料的滑動隔震裝置(實施例5)的滑動距離進行比較的實驗。
(實驗概要和實驗結果)
形成比較例2的滑動隔震裝置的摩擦材料的雙層織物為由PTFE纖維和PPS纖維構成的雙層織物，形成實施例5的滑動隔震裝置的摩擦材料的單層織物與實施例2相同。比較例2和實施例5的滑動體的直徑都為φ 130mm且高度都為65mm。在本滑動實驗中，也對至摩擦材料的破損為止的滑動距離進行了測定。
實驗結果如圖7A和圖7B所示。這裡，圖7A是比較例2的實驗結果，圖7B是實施例5的實驗結果。
從實驗可知，比較例2的滑動距離為52m，實施例5的滑動距離為181m，與比較例2相比，實施例5的滑動距離為其3倍以上。根據本實驗結果可驗證，即使在60MPa的表面壓力下，具備由單層織物構成的摩擦材料的滑動隔震裝置的滑動耐久性也更加優異。
需要說明的是，也可為將上述實施方式中列舉的構成等與其他構成要 素進行組合等的其他實施方式，本公開並不限定於這裡所述的構成。就該點而言，可在不脫離本公開的主旨的範圍內進行各種各樣的變更，還可根據具體的應用形態而進行適當的確定。
本國際申請主張基於2019年12月20日申請的日本國專利申請第2019-230625號的優先權，並將該申請的內容全部援引於本國際申請。
100:滑動隔震裝置
10:滑動體
11:滑動體主體
12:上表面
13:下表面
20:上部構造體固定板
21:下表面
22:限位環
30:下部構造體固定板
31:上表面
32:限位環
40:摩擦材料

Claims (4)

  1. 一種滑動隔震裝置，具有：構造體固定板，具備第一滑動面；及金屬製的滑動體，具備與所述第一滑動面抵接的第二滑動面，所述滑動隔震裝置的特徵在於，由單層織物構成的摩擦材料設置在所述第一滑動面和所述第二滑動面的任意一者或兩者上，所述單層織物中，經絲和緯絲中的任意一者由對高強度纖維和PTFE纖維進行合撚而成的多根合撚絲形成，任意的另一者由多根高強度纖維形成，所述單層織物具有斜紋組織，其中，形成所述單層織物的所述一者的所述合撚絲與形成所述單層織物的所述另一者的所述高強度纖維相比，以在所述摩擦材料的設置於所述第一滑動面和所述第二滑動面的任意一者或兩者的一側的相反側的表面上暴露更多的方式被織入。
  2. 如請求項1之滑動隔震裝置，其中所述高強度纖維為PPS纖維或液晶聚酯纖維的任意一種。
  3. 如請求項1或2之滑動隔震裝置，其為兩面滑動支承的滑動隔震裝置，其中，所述構造體固定板包含都具備所述第一滑動面的上部構造體固定板和下部構造體固定板，所述滑動體在其上下表面上具備與上下的所述第一滑 動面抵接的上下的所述第二滑動面，所述摩擦材料設置在所述上部構造體固定板和所述下部構造體固定板各自的所述第一滑動面、以及、所述滑動體的上下的所述第二滑動面的任意一者或兩者上。
  4. 如請求項1或2之滑動隔震裝置，其為單面滑動支承的滑動隔震裝置，其中，所述構造體固定板具備所述第一滑動面，所述滑動體具備與所述第一滑動面抵接的所述第二滑動面，並由基座保持，所述摩擦材料設置在所述構造體固定板的所述第一滑動面、以及、所述滑動體的所述第二滑動面的任意一者或兩者上。
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