(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの部材間の振動を減衰させるためにそれぞれの部材に取り付けられた一対の支持体と、該支持体の先端に固定され、互いに摺動して振動を減衰させる、相対し、面積の異なる一対の摩擦板を有し、一対の支持体のうち重力方向の下側に摩擦板が位置するように配置された支持体が、縁付きガイドを固定したフランジに保持され、該摩擦板における動摩擦係数が、温度１５℃、面圧１２０ｋｇ／ｃｍ2、スベリ速度３０ｃｍ／ｓｅｃの測定条件下で０．０３〜０．０６であることを特徴とするスライダー。
【請求項２】
前記摩擦板が、支持体先端に形成された厚み１０〜１００μｍの樹脂被膜により形成されることを特徴とする請求項１に記載のスライダー。
【請求項３】
前記樹脂被膜が、ポリテトラフルオロエチレン樹脂とポリアミドイミド樹脂とを含有し、ポリテトラフルオロエチレン樹脂とポリアミドイミド樹脂との含有比率が、０．５：９．５〜３：７であることを特徴とする請求項２に記載のスライダー。
【請求項４】
前記請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のスライダーを固定してなる建造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は免震システム等に用いられるスライダーに係わり、詳しくは、経時的な劣化を生じにくく、耐久性が高いスライダーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地震から建物を守るために、鋼板等の剛性を有した硬質板と、粘弾性的性質を有したゴム等の軟質板とを複数個、交互に積層した複合積層体を構成要素とする免震構造体が用いられている。ここで用いられる複合積層体で建物を支えることにより、建物の固有振動数の長周期化を図り、地震波との共振を防いで振幅は大きいがゆっくりした振動となし、その揺れをダンパーを併設することにより短時間で収束させる方法を適用した免震システムが一般的に用いられている。併設されるダンパーとしては、金属剛棒ダンパー、摩擦ダンパー、粘性ダンパー等が挙げられる。このようなダンパーの１つとして２枚の摩擦板間で発生する摩擦力を利用するスライダー型摩擦ダンパー（以下、スライダーと称する）がある。
【０００３】
木造住宅や軽量の装置、機械などに用いる免震構造体は、躯体の重量が非常に軽く、前記複合積層体が受け持つ荷重は面圧として３０ｋｇ／ｃｍ2以下というのが一般的であり、このため柔らかい複合積層体が必要であるが、これは製造が困難であるばかりでなく、これを用いると、重量が軽く面積の大き構造物は、強風により大きく揺れるという問題を生じる。また、スライダーは、地震時のロッキングにより躯体の一部が浮き上がるような現象（負の圧力）が発生した場合、２枚の摩擦板が上下に分離し、摩擦力がゼロになるという問題があり、スライダーと複合積層体とを組み合わせる免震システムが好適に用いられる。
【０００４】
このようなスライダーは、先端に互いに摺動して振動を減衰させる、相対する一対の摩擦板を有する支持体から構成され、一方を地盤の如き基礎部分に固定し、他方を構造体やその支持基板に固定して用いる。このとき、広い面積の平板状の摩擦板を基礎側に配置し、より狭い面積の摩擦板を先端に有する柱状の支持体を上部の構造体側に摩擦板を重力方向の下向きに配置して、互いの摩擦板が接触するような構造を有するものが、地震時における荷重支持点の安定性の観点から好ましく用いられる。
【０００５】
また、接触面を安定させるために、クッションゴムを配置し、上下面の平行度の若干のズレを吸収させる構造がとられる。このような構造の場合、上側に摩擦板及びクッションゴムを取り付けるために、予めフランジに固定する必要があり、作業面、コスト面で問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち本発明の目的は、容易に上側構造体に取り付け可能であり、耐久性に優れたスライダーを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、スライダーのうち、重力方向の下向きに配置される摩擦板の支持体及びクッションが、縁付きガイドを使用することにより、上側構造部材に接着させることなく容易に取付可能となることを見出し本発明を完成した。
【０００８】
即ち、本発明のスライダーは、２つの部材間の振動を減衰させるためにそれぞれの部材に取り付けられた一対の支持体と、該支持体の先端に固定され、互いに摺動して振動を減衰させる、相対し、面積の異なる一対の摩擦板を有し、一対の支持体のうち上側構造部材に重力方向の下側に摩擦板が位置するように配置された支持体が、縁付きガイドを固定したフランジに保持され、摩擦板における動摩擦係数が、温度１５℃、面圧１２０ｋｇ／ｃｍ2、スベリ速度３０ｃｍ／ｓｅｃの測定条件下で０．０３〜０．０６であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のスライダーは、摩擦板が、支持体先端に形成された厚み１０〜１００μｍの樹脂被膜により形成され、その樹脂被膜としては、ポリテトラフルオロエチレン樹脂とポリアミドイミド樹脂とを含有し、ポリテトラフルオロエチレン樹脂とポリアミドイミド樹脂との含有比率が、０．５：９．５〜３：７であることが好ましい。
【００１０】
本発明のスライダーの摩擦板の表面における動摩擦係数は、温度１５℃、面圧１２０ｋｇ／ｃｍ2、スベリ速度３０ｃｍ／ｓｅｃの測定条件下で０．０３〜０．０６であることが、減衰特性上、好ましい。
【００１１】
本発明において、スライダーが固定される２つの部材とは、建造物であれば、地盤とその建造物あるいはその支持基板、機械、装置などの構造体であれば、それを配置する建造体の床や実験台等の基礎と、その構造体あるいはそれに固定され、それを支持する支持基板等を指す。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明について、以下に更に詳細に説明する。
図１は、本発明に用い得るスライダーの一態様を示す概略断面図である。
【００１３】
このスライダー１０は、構造物が配置される地盤（基礎）１２に取り付けられる第１の支持体１４と、構築物又はその支持基板１６に取り付けられる第２の支持体１８を有し、第１の支持体１４上端と第２の支持体１８下端との接触面にはそれぞれ摩擦板２０、２２が形成されている。スライダー１０は第１の支持体と第２の支持体とが所定値以上の横力が入力された場合にのみ横方向に自由に相対変位可能に構成されており、その構成としては、基本的に第１の支持体と第２の支持体の先端の接触面において、それぞれの表面に配置される摩擦板同士の摩擦接触を利用して振動を減衰するものである。
【００１４】
この場合、スライダーの摩擦板表面の動摩擦係数は特に重要であり、温度１５℃、面圧１２０ｋｇ／ｃｍ2、スベリ速度３０ｃｍ／ｓｅｃの測定条件下で好ましくは０．０３〜０．０６であり、より好ましくは０．０３〜０．０５、最も好ましくは０．０４〜０．０５である。摩擦係数が０．０６を超えると摩擦力が大きくなりすぎ変形時にスムースな変形をしなくなる。又摩擦係数が０．０３未満では、充分な減衰性が得られず目的を達成出来ない。
【００１５】
ここで双方の支持体が接触する面に配置される摩擦板の表面に用い得る素材としては、例えば、金属板、セラミック板等の基体表面にフッ素樹脂と熱可塑性樹脂、或いはフッ素樹脂と熱硬化性樹脂の混合物を塗布し、焼き付けて樹脂被膜を形成したものが有効である。
【００１６】
摩擦板表面の摩擦係数を容易に調整するため、摩擦板は樹脂により形成されていることが好ましく、加工性、強度の観点から、所望の形状の金属製支持体の先端に樹脂被膜を形成して摩擦板とすることが特に好ましい態様である。
【００１７】
樹脂被膜により摩擦板を形成する場合、支持体先端に形成される樹脂被膜の厚みは１０〜１００μｍの範囲であることが好ましい。厚みが１０μｍ未満であると金属製支持体と樹脂被膜との接着性に劣り、実用的な被膜強度が得難く、厚みが１００μｍを超えると、生産性が低下し、実用的でなく、いずれも好ましくない。
【００１８】
また、構造的には上記摩擦板が互いに接触するような構造であればよいが、図１に示すように一方の支持体（図１における第２の支持体）が柱状をなし、他方の支持体（図１における第１の支持体）は柱の断面積、即ち柱状の支持体先端に形成された摩擦板よりも面積が大きい平板状であり、これが地盤（基礎）側に配置されていることが、安定な態様であるといえる。
【００１９】
図２は、図１に記載のスライダーにおいて、面積の小さい方の摩擦板２０を有する支持体（第２の支持体）１８の態様を示す概略断面図である。構造体又はその基体１６に取り付けられる第２の支持体１８は、支持体１８を係止するための縁付きのガイドリングを有する金属製フランジ２４により構造体又はその基体１６に固定されている。支持体１８はクッションゴム２６を介して固定されており、支持体１８先端には、接触面としての樹脂被膜２８が形成されたステンレス板３０が固定されており、これらが支持体１８の摩擦板２２を構成している。図２にあるように、第２の支持体１８は、クッションゴム２６に接触する側の直径が大きく、先端の摩擦板２２が形成されている部分の直径が小さく、その段差の部分が縁付きのガイドリングの縁部２５により係止されている。支持体１８と摩擦板２２を構成するステンレス板３０とは接着剤により強固に固定されているが、支持体１８とクッションゴム２６、クッションゴム２６と基体１６とは、固定されておらず、縁部２５付きのガイドリングを有する金属製フランジ２４に、まず先端に摩擦板２２を有する支持体１８、次に、クッションゴム２６をセットした後、金属製フランジ２４を基体１６にボルト３２等の係止手段により、固定して配置される。
【００２０】
第２の支持体１８の如く、重力方向の下側に摩擦板２２が位置するように配置される場合には、基体１６に対して、重力に逆らうように支持体１８を固定する必要があり、また、地震時などには、横方向に強い剪断力がかかることを考慮すれば、繰り返しかかる剪断力に対して、その振動（変位）を減衰し得る摩擦力を受ける支持体１８と基体１６とは、通常の固定方法による固定では信頼性に欠ける懸念があったが、本発明の如き形状のガイドリング付きフランジを用いることにより、支持体の基体に対する固定の安定性は著しく向上する。
【００２１】
摩擦板の表面を形成する樹脂材料としては、フッ素樹脂であるポリテトラフルオロエチレンに、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ポリスルホン等の耐熱性樹脂材料を混合して低摩擦係数化を図ったものが挙げられる。ポリテトラフルオロエチレンに混合する樹脂材料は１種でも複数種を組み合わせて用いてもよく、低摩擦係数化と強度とを両立させる観点からは、特に、ポリテトラフルオロエチレン樹脂とポリアミドイミド樹脂とを含有するものが好ましい。ポリテトラフルオロエチレン樹脂とポリアミドイミド樹脂を混合して用いる場合、両者の含有比率は０．５：９．５〜３：７であることが好ましく、１：９〜３：７であることがさらに好ましく、１：９〜２．５：７．５であることが特に好ましい。ポリテトラフルオロエチレン樹脂の含有比が３を超えると樹脂強度が小さくなり、耐磨耗性が低下し、含有比が０．５未満の場合、摩擦係数が大きくなりすぎて所望の性能を得難く、いずれも好ましくない。また、樹脂被膜を形成するための樹脂組成物には、摩擦係数に悪影響を及ぼさない限りにおいて可塑剤や充填剤を添加してもよく、ＦＲＰの如く補強材を混合して用いてもよい。
【００２２】
本発明のスライダーにおいては、摩擦板２０、２２同士の接触を良くする為に、図２に示す如く、少なくとも一方の、特に面積の小さい方の摩擦板の下にゴム等の弾性材料からなる緩衝材（クッションゴム）２６を配置することが、２つの摩擦板を平行に保つという観点から好ましい。この態様によれば、弾性体の圧縮変形によって、偏荷重がかかった場合においても２つの摩擦板を平行に保つことができ、偏荷重に起因する摩擦板への応力集中、部分的な剥離などを効果的に防止することができる。
【００２３】
このような構成を有する本発明のスライダーは、構造体あるいはその支持基体に重力方向の下向きに固定された支持体の上部構造体或いはその支持基体に対する固定の信頼性、安定性に優れ、性能の経時的な安定性が良好で、高い耐久性を有するため、複合積層体と組み合わせることにより、耐久性、免震性能ともに良好な免震システムを構成することができる。
【００２４】
免震システムの中では、躯体の全重量に対して、スライダー全体で支える重量の割合を制御することが好ましく、スライダーの免震システム全体に対する荷重負担率Ｐは０．３〜１．０が好ましい。また、風揺れなどに対策には、初期剛性を大きく設定することが好ましく、検討した結果、最低限の初期剛性を得るのに必要なスライダーの量は、前述のスライダー荷重負担率Ｐが少なくとも０．３０以上であることが確認された。従って、免震効果及び風揺れ防止効果のバランスの観点から、Ｐは好ましくは０．３０≦Ｐ≦１．０の範囲である。
【００２５】
前述の通り、スライダーの問題点は負の圧力によって上面が浮き上がった場合、摩擦力がゼロとなりダンパーの役を果たさなくなる点にある。したがって、引き抜き抵抗力の大きい積層ゴムを、負の圧力が発生しやすいと懸念される場所へ設置することが望ましい。このため、上下方向に最も動く懸念のある、支点（重心）より最も遠い場所、具体的には、四隅を初めとする躯体の隅部には、積層ゴムをを設置することが好ましい。
【００２６】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこの実施例に制限されるものではない。
【００２７】
（実施例１）
図２は本発明の実施例１に係るスライダーの構造体支持基体に取り付けられた上端部の概略断面図を示す。
【００２８】
第２の支持体１８に取り付けられる摩擦板２２は、直径６０ｍｍφ、厚さ３ｍｍのステンレス板３０にポリテトラフルオロエチレン樹脂とポリアミドイミド樹脂とを１５：８５の比率で混合した樹脂組成物により、厚さ２０μｍの樹脂被膜２８を形成して調製した。この摩擦板２２を鉄製でクッションゴム２６に接する部分の直径が１５０ｍｍφ、摩擦板２２を設ける側の直径が６０ｍｍφであり、厚さ５０ｍｍの支持体１８の表面に接着剤で接着して固定した。
【００２９】
内径１５０ｍｍφ、縁部開口部内径１４６ｍｍφ、縁部肉厚２ｍｍ、肉厚５ｍｍのガイドリングを有するフランジ２４のガイドリング内に前記支持体１８をガイドリングの開口部から摩擦板２２を有する部分が突出するように配置し、その上に直径１５０ｍｍφ、厚さ１０ｍｍのクッションゴム２６を配置し、そのフランジ２４を構造体支持基体１６にボルトで強固に固定した。
【００３０】
第１の支持体１４に接着する摩擦板２０としては、６００ｍｍ×６００ｍｍ、厚さ３ｍｍのステンレス板３１の表面に、ポリテトラフルオロエチレン樹脂とポリアミドイミド樹脂とを１５：８５の比率で混合した樹脂組成物により、厚さ２０μｍの樹脂被膜２９を形成して調製した。この摩擦板２０を鉄製の支持体１４の表面に接着剤で接着して固定し、支持体１４は基礎１２にボルト３２で強固に固定した。
【００３１】
前記第１の支持体１４と第２の支持体１６の摩擦板２０、２２同士を接触するように配置し、実施例１のスライダー１０を構成した。本実施例に用いたスライダー１０の概略図は図１に示すのと同様である。
【００３２】
このスライダー１０に荷重３ｔｏｎをかけ、スベリ速度３０ｃｍ／ｓｅｃの三角波で片側１５ｃｍとなるように、滑り変形を実施し、これを１００回繰り返した。その後、スライダーの状態を目視で観察したが、変化は見られなかった。
【００３３】
【発明の効果】
本発明のスライダーは、複合積層体と組み合わせて用いるのに適し、防振効果に優れ、上側の構造体等に容易に取り付け可能であり、振動減衰性能が長期間、安定して得られ、耐久性に優れるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例１に用いたスライダーを示す概略断面図である。
【図２】  本発明の実施例１に用いたスライダーの第２の支持体を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１０  スライダー
１４  第１の支持体
１８  第２の支持体
２０、２２  摩擦板
２４  縁付きガイドリングを備えたフランジ
２５  ガイドリングの縁部
【図１】
0004319392.tif 000002
【図２】
0004319392.tif 000003