(57)【要約】【課題】本発明は、耐荷重性、耐摩耗性、板厚成形性に優れるとともに、台座側の接着層との界面強度が高く、かつ厚板成形の大型化が容易で、熱歪みのない耐震用滑り支承を得ることを課題とする。【解決手段】建造物と地盤側間に取り付けられて使用される耐震用滑り支承において、耐熱性繊維織布及びふっ素樹脂からなる摺動材本体１１と、この摺動材本体１１の建造物側に設けられた接着層１６と、前記摺動材本体１１の地盤側に設けられた耐摩耗層１５とを具備することを特徴とする耐震用滑り支承。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建造物と地盤側間に取り付けられて使用される耐震用滑り支承において、
耐熱性繊維織布及びふっ素樹脂からなる摺動材本体と、この摺動材本体の建造物側に設けられた接着層と、前記摺動材本体の地盤側に設けられた耐摩耗層とを具備することを特徴とする耐震用滑り支承。
【請求項２】
前記摺動材本体は、耐熱性繊維織布にＰＴＦＥ樹脂を塗布、含浸した後、焼成されたものであることを特徴とする請求項１記載の耐震用滑り支承。
【請求項３】
前記摺動材本体は、耐熱性繊維織布とこの耐熱性繊維織布の両面に設けられたふっ素樹脂フィルムとから構成されたものであることを特徴とする請求項１記載の耐震用滑り支承。
【請求項４】
前記耐摩耗層は、ＰＴＦＥ樹脂にアラミド繊維が混合されたものであることを特徴とする請求項１記載の耐震用滑り支承。
【請求項５】
前記摺動材本体と耐摩耗層、接着層間に夫々熱溶融性ふっ素樹脂フィルムが介装されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれか１項記載の耐震用滑り支承。
【請求項６】
前記熱溶性ふっ素樹脂フィルムはＰＦＡフィルムであることを特徴とする請求項５記載の耐震用滑り支承。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビル、橋梁等の建造物の下面側に取り付けられて使用される耐震用滑り支承に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知の如く、ビル、橋梁等の建造物においては、耐震性を考慮して建造物を支持する金属製の台座の裏面（地盤側）に接着剤を介してふっ素樹脂系摺動材が固定することが行われている。これは、地震等のときに摺動材（耐震用滑り支承）の存在により建造物を摺動させることにより、揺れの影響を直接建造物に伝わらないようにするためである。
【０００３】
図６は、上記耐震用滑り支承の使用状態を示す。図中の符番１は、地盤２側に配置されたコンクリート等の基礎を示す。この基礎１の一部上には、ステンレス板（滑り板）３が配置されている。一方、符番４は、図示しない建造物の柱５にボルト６を介して固定されたフランジを示す。前記フランジ４とステンレス板３間には、内部に複数の鋼板７を埋め込んだゴム弾性体８、滑り支承９が両者間に接着剤１０を介して配置されている。
【０００４】
従来、上記滑り支承としては、例えば下記１）〜４）のものが知られている。
（１）ＰＴＦＥ単体からなる摺動材：パウダー状のＰＴＦＥを固めた摺動材。
（２）ＰＴＦＥ／充填材（５〜２５ｗｔ％）：ＰＴＦＥに充填材を混入させた摺動材。但し、充填材としては、ガラス繊維、グラファイト、カーボン、炭素繊維、ＭｏＳ２、ブロンズ、耐熱性樹脂（ＰＩ、液晶ポリマー）が挙げられる。
【０００５】
（３）ＰＴＦＥ／耐熱性クロス（５〜５０ｗｔ％）：耐熱性クロスにＰＴＦＥを塗布，含浸した後焼成した摺動材。但し、耐熱性クロスとしては、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維が挙げられる。
（４）ＰＴＦＥ／アラミドパルプ（１０〜９０ｗｔ％）：アラミドパイプにＰＴＦＥを塗布，含浸した後、焼成した摺動材。
【０００６】
また、従来、免震滑り支承としては、上部構造体と下部構造体との間の一対のスライドベアリングの少なくとも一方が、四フッ化エチレン樹脂を主成分とする芳香族ポリエステルを含有する組成物により形成された複数のボイドを有する多孔質構造の成形体でなるスライドベアリングであって、前記組成物中に芳香族ポリエステルが１４〜３５重量％の割合で含有され、かつ前記成形体の表面部分に流動可能な順滑剤が保持された潤滑剤保持層が形成されたものが知られている（特開２００１−８２５４３号公報）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−８２５４３号公報（段落［００１０］等）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の摺動材においては、以下のような課題があった。
・上記（１），（２）の摺動材の場合、耐荷重性が低いという課題があった。
・上記（１），（３）の摺動材の場合、耐摩耗性が低いという課題があった。
・上記（４）の摺動材の場合、厚板成形が困難であるという課題があった。
・上述したいずれの摺動材の場合、Ｎａエッチングでの表面処理面を介した接着剤による接着では界面強度が低い。
【０００９】
・上記（３），（４）の摺動材の場合、熱融着工程において高加圧が必要なので摺動材の大型化が難しいと共に、熱歪みが発生する。
【００１０】
本発明はこうした事情を考慮してなされたので、耐熱性繊維織布及びふっ素樹脂からなる摺動材本体と、この摺動材本体の建造物側に設けられた接着層と、前記摺動材本体の地盤側に設けられた耐摩耗層とを具備した構成とすることにより、耐荷重性、耐摩耗性、厚板成形性に優れるとともに、台座側の接着層との界面強度が高く、かつ厚板成形の大型化が容易で、熱歪みのない耐震用滑り支承を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
従来の摺動材に対して、耐荷重性の増大、大地震時の信頼性向上が要求されている。
１）耐荷重性の増大
つまり、建造物、免振装置の設計自由度の増大に伴って、荷重が３〜１５ＭＰａから３０〜５０ＭＰａに増大している。
【００１２】
２）大地震時の信頼性向上
この要因としては、耐荷重性の増大、接着信頼性の向上、耐摩耗性の向上、摩擦係数の低下が挙げられる。耐荷重性を増大するには、三次元振動への対応、偏荷重の耐性、熱間時（地震に起因する摩擦による発熱）の圧縮強度の向上、耐変形性の増大が挙げられ、これにより変形による剥離を防止できる。接着信頼性を向上するには、せん断強度を増大して剥離を防止することが挙げられる。耐摩耗性を向上するには、摩耗量を低下することが挙げられる。摩擦係数を低下するには自由設計の増大、発熱防止が挙げられる。
【００１３】
本発明は、建造物と地盤側間に取り付けられて使用される耐震用滑り支承において、耐熱性繊維織布及びふっ素樹脂からなる摺動材本体と、この摺動材本体の建造物側に設けられた接着層と、前記摺動材本体の地盤側に設けられた耐摩耗層とを具備することを特徴とする耐震用滑り支承である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の耐震用滑り支承について詳しく説明する。
【００１５】
本発明において、前記摺動材本体としては、耐熱性繊維織布にＰＴＦＥ樹脂を塗布、含浸した後、焼成したもの、あるいは耐熱性繊維織布とこの耐熱性繊維織布の両面に設けられたふっ素樹脂フィルムとから構成されたものが挙げられる。ここで、耐熱性繊維織布としては、例えばガラス繊維織布，カーボン繊維織布，アラミド繊維織布等が挙げられる。
【００１６】
本発明において、前記耐摩耗層としては、ＰＴＦＥ樹脂にアラミド繊維（アラミドパルプ）を混合したものが好ましい。アラミドパルプを高充填することによって、耐摩耗層の耐摩耗性が改善される。
【００１７】
本発明において、前記接着層としては、例えばガラスクロスにエポキシ樹脂を塗布、含浸したものが挙げられる。これにより、熱間、耐変形時の強度に優れる。
【００１８】
本発明において、前記摺動材本体と耐摩耗層、接着層間に熱溶融性ふっ素樹脂フィルムを介装することが好ましい。ここで、熱溶融性ふっ素樹脂としては、ＰＦＡフィルムが挙げられる。前記摺動材本体としてＰＴＦＥを用いた場合、ＰＴＦＥ製摺動材本体とＰＦＡフィルムは、融点が近く互い融解することによって接着される。
【００１９】
本発明によれば、摺動材本体の地盤側に耐摩耗層を配置することにより、高加速度の摺動による発熱でも異常摩耗が進行することを回避できる。また、建造物側の台座との接着面に接着層を配置することにより、接着信頼性を向上できる。これにより、高荷重の免震用途において、摩耗、変形、剥離等の不具合を回避できる。
【００２０】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明の実施例１に係る耐震用滑り支承について図１を参照して説明する。
図中の符番１１は、厚み８００μｍの摺動材本体を示す。この摺動材本体１１は、耐熱クロス（耐熱性繊維）織布１２にＰＴＦＥ１３を塗布、含浸した後、焼成することにより得られる。前記衝動材本体１１の地盤側には、ＰＦＡフィルム１４を介して厚み３００μｍの耐摩耗層１５が設けられている。ここで、耐摩耗層１５は、アラミドパルプにＰＴＦＥ樹脂を塗布、含浸した後、焼成することにより得られる（アラミドパルプはＰＴＦＥに対して４０〜９５ｗｔ％含有している）。台座側に位置する前記ＰＦＡフィルム１３上には、厚み８００μｍの耐熱クロスの接着層１６が形成されている。
【００２１】
上記実施例１によれば、以下に述べる効果を有する。
１）前記摺動材本体１１は、耐熱クロス織布１２にＰＴＦＥ１３を塗布、含浸した後、焼成した構成であるので、圧縮強度が高く、耐変形性に優れる。また、厚板の成形性が良い。
【００２２】
２）前記耐摩耗層１５にはアラミドパルプが高充填されているので、耐震用滑り支承の耐摩耗性を従来と比べて向上することができる。
３）耐熱クロスの接着層１６を使用するので、熱間、耐変形時の強度に優れている。
【００２３】
また、上記実施例１に係る摺動材本体、耐摩耗層、及び比較例としてのＰＴＦＥ単体、ＰＴＦＥ／充填材（ＰＴＦＥに充填材を混入させたもの）における引張強さ、伸び、硬さ、摩擦量について夫々試験したところ、下記表１、表２、表３、表４に示す結果が得られた。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
【表２】
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【００２６】
【表３】
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【００２７】
【表４】
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【００２８】
図３は、本発明及び比較例に係る滑り支承の動摩擦係数の面圧依存性との関係を示す特性図である。但し、本発明の場合の耐摩耗層の組成はＰＴＦＥ／アラミドパルプ＝５５ｗｔ％／４５ｗｔ％、試験片の寸法は６０ｍｍφ×１．５ｍｍｔである。一方、比較例の場合の耐摩耗層の組成はＰＴＦＥ／ガラスファイバー／二硫化モリブデン＝８０ｗｔ％／１５ｗｔ％／５ｗｔ％、試験片の寸法は６０ｍｍφ×２ｍｍｔである。速度は２０ｃｍ／ｓｅｃ、すべり板はＳＵＳ３０４（表面処理＃４００サンドペーパー）を用いた。
【００２９】
図４は、図３に示した滑り支承の動摩擦の評価を行うための測定装置の略図を示す。図４中の符番３１は試験片（滑り支承）、符番３２はゴム、符番３３はすべり板、符番３４は台座を示す。図４では、すべり板３３を矢印Ｘのように摺動させることにより滑り支承の評価を行う。
【００３０】
上記表１〜表５及び図３により下記の点が言える。
１）表１より、ＰＴＦＥ／充填材とＰＴＦＥ含浸ガラスクロス積層シートで比較を行った結果、ＰＴＦＥ含浸ガラスクロス積層シートの方が約１０倍程度強度が強いことが判明した。また、伸びについても上記の素材同士を比較した場合、表２より、ＰＴＦＥ／充填材の２５０％の伸び率に対して、ＰＴＦＥ含浸ガラスクロス積層シートの伸び率は０．０５％と極めて小さい値となることが判明した。
【００３１】
これらのことより、滑り支承に使用する場合、変形及び耐クリープ等に優れていることがわかる。また、これは硬さについても、表３より本発明のＰＴＦＥ含浸ガラスクロス積層シートは約３％程度、比較例（ＰＴＦＥ／充填材）より硬い結果が得られていることからも言える。
【００３２】
２）摺動部の摩擦量について、表４よりＰＴＦＥ／充填材とＰＴＦＥ／アラミドパルプとを比較した場合、ＰＴＦＥ／充填材の３．７ｇ／ｈに対してＰＴＦＥ／アラミドパルプは０．０１ｇ／ｈと極めて少なく、ＰＴＦＥ／充填材の約１／３７０の摩耗量であることから、耐摩耗に極めて優れ、耐震用滑り支承に適していることがわかる。
【００３３】
３）動摩擦係数については、本発明（ＰＴＦＥ／アラミドパルプ）は面圧５０ＭＰａ下で０．０６と極めて低いこと分かる。また、比較例（ＰＴＦＥ／充填材）では、面圧が２０ＭＰａ下では０．０８５であり、本発明（ＰＴＦＥ／アラミドパルプ）の面圧２０ＭＰａ下での０．１より低い値であるが、変形破壊等の問題より、一般的には使用できないのが現状である。
【００３４】
更に、上記実施例１に係る滑り支承の摺動材本体、及びふっ素樹脂充填材入りＰＴＦＥ圧縮シートについて、図５（Ａ），（Ｂ）に示す方法で膨らみ量及び圧縮量について調べたところ、下記表５に示す結果が得られた。但し、図５（Ａ）は圧縮試験の平面図、図５（Ｂ）は正面図を示す。なお、図５（Ａ）において、１ｃｈ，２ｃｈ，３ｃｎ，４ｃｈは膨らみ量計測センサーを示し、５ｃｈ，５ｃｈは圧縮量計測センサーを示す。また、図５（Ｂ）において、サンプル２１は下圧盤２２と上圧盤２３間に配置され、膨らみ量計測センサー２４はサンプル２１の周方向に４箇所配置される。一方圧縮量計測センサ２５は、サンプル２１の対向する位置に配置される。
【００３５】
【表５】
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【００３６】
なお、表５において、膨らみ量は１ｃｈ＋３ｃｈ、２ｃｈ＋４ｃｈの変位量であり、圧縮量は５ｃｈ及び６ｃｈの変位量の平均値である。表５より、本発明（ＰＴＦＥ含浸ガラスクロス積層シート）の膨らみ量（平均）は０．０４ｍｍであり、圧縮量（平均）も０．０７ｍｍと極めて小さいことが分かる。本発明の膨らみ量を比較例（ＰＴＦＥ／充填材）と比較した場合は１／１４と小さく、圧縮量も７／１２０と変形が小さいことが分かる。従って、圧縮変形の結果より高荷重に適していることがわかる。
【００３７】
（実施例２）
本実施例２は、実施例１における摺動材本体と異なる摺動材本体を有することを特徴とし、他の構成部材は実施例１と同様である。図２に示すように、摺動材本体１１’は、耐熱性（耐熱性繊維）織布１７の両主面にＰＴＦＥシート１８を圧着により設けた構成となっている。
実施例２によれば、実施例１と同様な効果を有する。
【００３８】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、耐熱性繊維織布及びふっ素樹脂からなる摺動材本体と、この摺動材本体の建造物側に設けられた接着層と、前記摺動材本体の地盤側に設けられた耐摩耗層とを具備した構成とすることにより、耐荷重性、耐摩耗性、厚板成形性に優れるとともに、台座側の接着層との界面強度が高く、かつ厚板成形の大型化が容易で、熱歪みのない耐震用滑り支承を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係る耐震用滑り支承の説明図。
【図２】図１の耐震用滑り支承の一構成である摺動材本体とは異なる摺動材本体の説明図。
【図３】本発明及び比較例に係る滑り支承の動摩擦係数の面圧依存性との関係を示す特性図。
【図４】滑り支承の評価をするための試験方法の説明図。
【図５】耐震用滑り支承の試験方法の説明図。
【図６】耐震用滑り支承の使用形態の説明図。
【符号の説明】
１１，１１’…摺動材本体、
１２，１７…耐熱性（耐熱性繊維）織布、
１３…ＰＴＦＥ、
１４…ＰＦＡフィルム、
１５…耐摩耗層、
１６…接着層、
１８…ＰＴＦＥシート、
２１…下圧盤、
２２…上圧盤、
２３…サンプル、
２４…膨らみ量計測センサー、
２５…圧縮量計測センサー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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