JP2002098189A

JP2002098189A - すべり免震装置

Info

Publication number: JP2002098189A
Application number: JP2000289175A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Tsutsui; 英之筒井; Masaki Egami; 正樹江上
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2000-09-22
Filing date: 2000-09-22
Publication date: 2002-04-05

Abstract

(57)【要約】【課題】摺動面を構成する材料の摩擦係数を下げ、か
つ耐摩耗性を向上させ、さらには耐荷重性を改善する。【解決手段】下部躯体と上部躯体との間に配設される
すべり支承を備えてなるすべり免震装置であって、上記
すべり支承は、免震時にすべりを発生する摺動面の少な
くとも一方が、多孔質シリカおよび潤滑剤を少なくとも
配合した樹脂組成物の摺動面からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はすべり免震装置に関
し、特にビル、タワー等の高層構造体から一戸建てなど
の低層構造体に至る建築構造体、道路、鉄道などの橋粱
に至る土木構造体を支持し、地震外力を低減するすべり
免震装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】免震とは、建物に加わる地震力を何らか
の方法で減少させることである。基礎と建物との間に何
らかの装置を入れて、建物への地震入力の減少を図る基
礎絶縁型が免震装置あるいは免震工法の主流となってい
る。例えばすべり支承と水平ばねとの組み合わせによる
すべり免震装置がある。これは、すべり支承の基礎フー
チングに樹脂製すべり板などのすべり材を貼り、その板
と柱に取り付けられた金属板とを相互にすべらせるもの
である。すなわち、地震による地盤の水平振動に対して
建物がすべることにより、すべり面に働く摩擦力以上の
力を建物に作用させるというものであり、建物の位置が
大きく移動しないように水平ばねにより移動範囲を規制
するものである。したがって、上記すべり材の摩擦係数
が小さいほど免震効果が大きく、確実に免震効果を発揮
するためには安定して小さい摩擦係数が必要とされる。
そのため、すべり材には摩擦係数の小さい四フッ化エチ
レン（以下ＰＴＦＥと略称する）樹脂などのフッ素系の
材料を用いることが多い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＰＴＦ
Ｅ樹脂の摩擦係数は小さいとされているが、耐摩耗性や
圧縮特性が劣ることから、ガラス繊維等の充填材を配合
した複合材として用いるのが通常である。従来、このよ
うなＰＴＦＥ複合材を摺動面に用いることにより、良好
な免震性を実現していたが、より大きな地震に耐え、な
おかつ適用する建物の大型化に対応できるような免震装
置を設計するにおいては、従来材では十分でない場合が
生じつつある。すなわち、より大きな地震を想定した場
合、すべり速度の増大を考慮する必要がある。すべり摩
擦においては、摩擦係数はすべり速度の増加に伴い大き
くなる傾向がある。よって、大きな地震でも優れた免震
効果を発揮するには、摺動面の摩擦係数をより小さくす
ること、および摩擦係数の速度依存性を小さくすること
が必要となる。

【０００４】一方、建物の大型化は面圧の増加をもたら
す。本来、ＰＴＦＥ樹脂は柔軟な樹脂であり、充填材で
耐クリープ性を改善したとしても荷重負荷能力には限界
がある。よって、大きな荷重下では時間の経過とともに
圧縮変形量が大きくなり、摺動面での接触面積が増大
し、ひいては摩擦係数が増加する結果となる。また、す
べり速度と面圧の増大は摩耗の増加にもつながる。

【０００５】本発明は、このような問題に対処するため
になされたもので、免震装置の性能を向上させるため、
摺動面を構成する材料の摩擦係数を下げ、かつ耐摩耗性
を向上させ、さらには耐荷重性を改善したすべり免震装
置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は下部躯体と上部
躯体との間に配設されるすべり支承を備えてなるすべり
免震装置であって、上記すべり支承は、免震時にすべり
を発生する摺動面の少なくとも一方が、多孔質シリカお
よび潤滑剤を少なくとも配合した樹脂組成物からなる摺
動面であることを特徴とする。

【０００７】また、上記多孔質シリカは潤滑剤が含浸さ
れた多孔質シリカであり、連続孔を有する球状多孔質シ
リカであり、その平均粒子径が 1〜100μm であること
をそれぞれ特徴とする。

【０００８】より大きな地震を想定して、摺動面の摩擦
係数をより小さくすること、および摩擦係数の速度依存
性を小さくすることについて研究したところ、多孔質シ
リカ、特に潤滑剤が含浸された多孔質シリカを配合した
樹脂組成物の成形体を摺動面の少なくとも一方に用いる
ことにより、すべり免震装置として十分な強度や耐摩耗
性を有し、油潤滑による低い摩擦係数と、速度依存性の
小さい摩擦係数が得られることが分かった。すなわち、
多孔質シリカ、特に連続孔を有する多孔質シリカを利用
することにより摩擦・摩耗特性を向上させるとともに、
その特性が長期間維持できることを見出した。多孔質シ
リカを配合することにより、次のような作用が認められ
た。１）摺動界面に継続して潤滑剤を供給できるので、優れ
た摩擦・摩耗特性を持続できる。２）成形性が確保できる範囲内で樹脂に潤滑剤を配合
し、さらに潤滑剤が含浸された多孔質シリカを配合する
ことで、組成物中の含油量を多くできるので、従来の潤
滑剤配合量よりも多く油を配合できる。３）潤滑剤が含浸された多孔質シリカを配合することに
より潤滑剤成分が多孔質シリカに保持されるので、単に
多量の潤滑剤を配合した場合に比較して、射出成形時等
にスクリュがすべる、計量が不安定となってサイクルタ
イムが長くなる、寸法精度がでにくい、金型表面に潤滑
剤が付着して成形面の仕上がりが悪くなるなどの不具合
が生じない。４）樹脂と潤滑油との相溶性により、これまで混練でき
なかった材料の組み合わせでも、問題なく混練できる。５）多孔質シリカの中でも、特に球状多孔質シリカは摺
動界面のせん断力で破壊するため、高面圧となっても摺
動する相手材を傷つけない。６）含油樹脂と補強材との併用を考えた場合、潤滑剤と
補強材とをそれぞれ単体で配合して混練すれば補強材と
樹脂との界面に潤滑剤が局存化するため、補強効果が十
分発揮できない場合が生じる。しかし、潤滑剤を多孔質
シリカ、特に球状多孔質シリカに含浸させて補強材と混
練すれば、補強材と樹脂との界面に潤滑剤が存在しない
ため、所定の補強効果が得られる。本発明は、このような知見に基づきなされたものであ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明のすべり免震装置を図１に
より説明する。図１はすべり免震装置におけるすべり支
承部分の断面図である。下部躯体１と上部躯体２との間
にすべり支承３が配設されている。すべり支承３は、そ
れぞれの摺動面が相互に接触している平滑板４およびす
べり材５より構成されている。なお、６は積層ゴム等の
すべり材の最大静止摩擦力まで弾性変形する部材、７は
中板を表し、これらは必要に応じて配設される。また、
９はすべり材５の摺動面に形成されている凹部である。

【００１０】すべり支承３を構成する平滑板４およびす
べり材５の少なくとも一方が、多孔質シリカおよび潤滑
剤を少なくとも配合した樹脂組成物を成形して得られ
る。特に上部躯体２側に配設されるすべり材５を多孔質
シリカおよび潤滑剤が配合された樹脂組成物で成形する
ことが好ましい。すべり材５の摺動面に凹部９などが形
成しやすいためである。凹部９の一例を図２に示す。図
２（ａ）はすべり材５の平面図、図２（ｂ）は図２
（ａ）のＡ−Ａ断面図、図２（ｃ）〜図２（ｈ）は、す
べり材５の平面図の例示である。図２において、凹部９
はすべり材５の摺動面８に形成されている。摺動面８は
凹部９を形成することにより、十分な量の滑剤をすべり
面に供給し続けることができる。また、摩耗粉の排出を
促したり、摩擦熱の蓄積を防止したりすることができ
る。すべり材５は、図２（ｈ）に示すように、円形であ
ってもよく、また凹部９は摺動面８に開放端を有しない
形状であってもよい。

【００１１】本発明に係る樹脂組成物を構成する樹脂材
は、樹脂単体または樹脂単体に補強材などが配合されて
いる場合を含む。樹脂材料としては、熱可塑性樹脂、熱
硬化性樹脂等、すべり免震装置のすべり材５として使用
できる形態を形成できる合成樹脂であれば特に限定され
ない。例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレ
ン、超高分子量ポリエチレン等のポリエチレン樹脂、変
性ポリエチレン樹脂、水架橋ポリオレフィン樹脂、ポリ
アミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹
脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹
脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、クロロトリフル
オロエチレン樹脂、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樹脂、テトラフルオロエチレ
ン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹
脂、フッ化ビニリデン樹脂、エチレン・テトラフルオロ
エチレン共重合体樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチ
レンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート
樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリカーボネート
樹脂、脂肪族ポリケトン樹脂、ポリビニルピロリドン樹
脂、ポリオキサゾリン樹脂、ポリフェニレンサルファイ
ド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリエーテルイ
ミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、、ポリエーテルエー
テルケトン樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、熱硬化性ポ
リイミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和
ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂等を例示でき
る。また、上記合成樹脂から選ばれた２種以上の材料の
混合物、すなわちポリマーアロイなどを例示できる。

【００１２】本発明に使用できる多孔質シリカとは、連
続孔を有し、潤滑剤を含浸・保持できる多孔質シリカで
あれば使用できる。好ましい多孔質シリカは非晶質の二
酸化ケイ素を主成分とする粉末である。例えば、一次粒
子径が 15nm 以上の微粒子の集合体である沈降性シリ
カ、あるいはアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩
を含有したケイ酸アルカリ水溶液を有機溶媒中で乳化
し、炭酸ガスでゲル化させることにより得られる粒子径
が 3〜8nm の一次微粒子の集合体である真球状多孔質シ
リカ（特開２０００−１４３２２８等）等が挙げられ
る。本発明においては、粒子径が 3〜8nm の一次微粒子
が集合して真球状シリカ粒子を形成した多孔質シリカ
が、連続孔を有しており、摺動界面のせん断力で破壊す
る性質があるため、特に好ましい。真球状シリカ粒子と
しては、平均粒子径が0.5〜100μm である。このような
真球状シリカ粒子は、その内部に潤滑剤を保持すること
が可能であり、かつ摺動界面において内部に含浸した潤
滑剤を少量ずつ供給することが可能である。平均粒子径
が 0.5μm 未満では、ハンドリング性が悪い。また、潤
滑剤の含浸量が十分でない。平均粒子径が 100μm をこ
えると、溶融樹脂中での分散性が悪い。また、溶融樹脂
の混練時にかかるせん断力により、集合体が破壊し、球
状を保持できない可能性がある。取り扱いやすさや摺動
特性の付与を考慮した場合、平均粒子径は 1〜20μm が
特に好ましい。このような真球状多孔質シリカとして
は、旭硝子社製：サンスフェア、鈴木油脂工業社製：ゴ
ットボール等が例示できる。また非球状多孔質シリカと
して（株）東海化学工業所製：マイクロイド等が例示で
きる。

【００１３】粒子径が 3〜8nm の一次微粒子が集合した
真球状シリカ粒子は、比表面積が 200〜900m²/g、好ま
しくは 300〜800m²/g、細孔容積が 1〜3.5ml/g、細孔径
が 5〜30nm、好ましくは 20〜30nm、吸油量が 150〜400
ml/100g、好ましくは 300〜400ml/100gの特性を有する
ことが好ましい。また、水に浸漬したのち再度乾燥して
も、上記細孔容積および吸油量が浸漬前の 90％以上を
保つことが好ましい。ここで、比表面積および細孔容積
は窒素吸着法により、吸油量はＪＩＳＫ５１０１に準
じて測定した値である。また、上記真球状シリカ粒子の
内部と外表面はシラノール基（Ｓｉ−ＯＨ）で覆われて
いることが、潤滑剤を内部に保持しやすくなるため好ま
しい。さらに、多孔質シリカは、母材に適した有機系、
無機系などの表面処理を行なうことができる。

【００１４】なお、本発明においては、粒子の形状は特
に限定されない。例えば、平均粒子径、比表面積、吸油
量等が上記真球状シリカ粒子の範囲内であれば、非球状
多孔質シリカであっても使用できる。なお、摺動相手材
への攻撃性や混練性の観点から、球状、真球状の粒子が
好ましい。ここで、球状とは長径に対する短径の比が0.
8〜1.0の球をいい、真球状とは球状よりもより真球に近
い球をいう。

【００１５】本発明に使用できる潤滑剤とは、常温で液
体の潤滑油、常温で固体のワックス、あるいは潤滑油に
増ちょう剤を含んだグリース状物質等、潤滑効果を有す
る物質であれば特に限定されない。潤滑油としては、ス
ピンドル油、冷凍機油、タービン油、マシン油、ダイナ
モ油等の鉱油、ポリブテン、ポリαオレフィン、アルキ
ルナフタレン、脂環式化合物等の炭化水素系合成油、ま
たは、天然油脂とポリオールとのエステル油、リン酸エ
ステル、ジエステル油、ポリグリコール油、シリコーン
油、ポリフェニルエーテル油、アルキルジフェニルエー
テル油、アルキルベンゼン、フッ素化油等の非炭化水素
系合成油等、潤滑油として汎用されているものであれば
使用できる。潤滑油は、すべり材の使用条件、目標性能
に合わせて選択できる。また、樹脂の混練、成形温度に
合わせた耐熱性を有する潤滑油を選ぶこともできる。特
に低摩擦が求められる場合には、シリコーン油などを用
いることで好ましい結果が得られる。シリコーン油は上
記真球状多孔質シリカ表面に残存するシラノール基と親
和性があるため特に好ましい。シリコーン油としては、
官能基を有さないシリコーン油、官能基を有するシリコ
ーン油のいずれも使用できる。

【００１６】ワックスとしては、炭素数が 24 以上のパ
ラフィン系ワックス、炭素数が 26以上のオレフィン系
ワックス、炭素数が 28 以上のアルキルベンゼン、ある
いは結晶性のマイクロクリスタリンワックス等の炭化水
素系ワックス、またはミリスチン酸、パルチミン酸、ス
テアリン酸、アラキン酸、モンタン酸、炭素数が 18以
上の不飽和脂肪酸（例えばオクタデセン酸、パリナリン
酸等）等の高級脂肪酸誘導体ワックスが挙げられる。高
級脂肪酸誘導体ワックスとしては、１）ベヘン酸エチ
ル、トリコ酸エチルなどの炭素数が 22 以上の高級脂肪
酸メチルおよびエチルエステル、炭素数が略 16 以上の
高級脂肪酸と炭素数が 15 以上の高級１価アルコールと
のエステル、ステアリン酸オクタデシルエステル、炭素
数が 14 以上の高級脂肪酸トリグリセライド等の高級脂
肪酸エステル類、２）パルチミン酸アミド、ステアリン
酸アミド、オレイン酸アミド等の高級脂肪酸アミド類、
３）ステアリン酸リチウム、ステアリン酸カルシウム等
の高級脂肪酸とアルカリ金属およびアルカリ土類金属と
の塩類等が挙げられる。

【００１７】グリース状物質は、基油となる上述の潤滑
油に増ちょう剤が添加されている。増ちょう剤を例示す
れば、１）石けん系として、カルシウム系石けん、ナト
リウム系石けん、リチウム系石けん、バリウム系石け
ん、アルミニウム系石けん、亜鉛系石けん等、２）コン
プレックス石けん系としてカルシウム系コンプレックス
石けん、ナトリウム系コンプレックス石けん、リチウム
系コンプレックス石けん、バリウム系コンプレックス石
けん、アルミニウム系コンプレックス石けん、亜鉛系コ
ンプレックス石けん等、３）非石けん系として、ナトリ
ウムテレフタメート、ジウレア化合物、トリウレア化合
物、テトラウレア化合物、ポリウレア化合物、ウレア・
ウレタン化合物、ジウレタン化合物、シリカエアロゲ
ル、モンモリロナイト、ベントン、ポリテトラフルオロ
エチレン、フルオリネートエチレンプロピレンコポリマ
ー、窒化硼素等がある。

【００１８】多孔質シリカおよび潤滑剤を少なくとも配
合した組成物の配合割合は、樹脂組成物全体に対して、
多孔質シリカが 1〜30 容量％、潤滑剤が 5〜50 容量
％、残部が樹脂材であることが好ましい。多孔質シリカ
が 1 容量％未満の場合、保油体としての効果が少な
く、 30 容量％をこえると樹脂材の量が少なくなり強度
が大幅に低下するおそれがあるので好ましくない。保油
体としての効果、強度面を考慮して多孔質シリカの配合
量は 2〜20 容量％がさらに好ましい。潤滑剤が 5容量
％未満の場合、潤滑効果が少なく、 50 容量％をこえる
と樹脂材の量が少なくなり強度が大幅に低下するので好
ましくない。しかし、 40 容量％をこえて配合しても摺
動特性が向上せず摩擦係数などが一定となり、また強度
や成形性が低下することから、より好ましい潤滑剤の配
合量は 5〜40 容量％である。また、潤滑剤の大部分は
多孔質シリカの内部に保持されるので、潤滑剤の配合量
は、多孔質シリカの吸油量に合わせることが好ましい。
なお、各配合物の容量％の値にその密度を乗じることに
より配合重量を算出できる。ここで、多孔質シリカの容
量％は、多孔質でない固体のシリカを配合したと仮定し
て求めた割合である。すなわち、多孔質シリカの嵩比重
でなく、真比重を用いて算出したものである。このた
め、内部に連通した空孔を有する状態での実際の容量割
合は、より大きな値となる。

【００１９】さらに摩擦・摩耗特性を改善してすべり材
としての機械物性を向上させるために適当な充填材を添
加することができる。例えば、ガラス繊維、ピッチ系炭
素繊維、ＰＡＮ系炭素繊維、アラミド繊維、ポリエステ
ル繊維、ポリエチレン繊維、綿繊維、ウール繊維、ＰＰ
Ｓ繊維、ポリアミド繊維、ＰＴＦＥ繊維、ＰＦＡ繊維、
ＦＥＰ繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、炭化ケイ素繊
維、窒化ケイ素繊維、窒化硼素繊維、石英ウール、金属
繊維等の繊維類またはこれらを布状に編んだものや不織
布にしたもの、炭酸カルシウム、リン酸リチウム、炭酸
リチウム、硫酸カルシウム、硫酸リチウム、タルク、シ
リカ、クレー、マイカ等の鉱物類、酸化チタンウィス
カ、チタン酸カリウムウィスカ、ホウ酸アルミニウムウ
ィスカ、硫酸カルシウムウィスカなどの無機ウィスカ
類、カーボンブラック、黒鉛、ポリイミド樹脂やポリベ
ンゾイミダゾール樹脂等の各種熱硬化性樹脂が挙げられ
る。

【００２０】また、摺動性を向上させる目的で、アミノ
酸化合物やポリオキシベンゾイルポリエステル樹脂、ポ
リベンゾイミダゾール樹脂、液晶樹脂、アラミド樹脂の
パルプ、ポリテトラフルオロエチレンや窒化硼素、二硫
化モリブデン、二硫化タングステン等を配合できる。

【００２１】また、熱伝導性を向上させる目的で、カー
ボン繊維、金属繊維、黒鉛粉末、酸化亜鉛等を配合して
もよい。および上記充填材を複数組み合わせて使用する
ことももちろん可能である。なお、この発明の効果を阻
害しない配合量で一般合成樹脂に広く適用しえる添加剤
を併用してもよい。例えば離型剤、難燃剤、帯電防止
剤、耐候性改良剤、酸化防止剤、着色剤、導電性付与剤
等の工業用潤滑剤を適宜添加してもよく、これらを添加
する方法も特に限定されるものではない。

【００２２】本発明におけるすべり材用樹脂組成物の混
練方法は、従来からよく知られた方法を利用できる。例
えばヘンシェルミキサー、ボールミル、タンブラーミキ
サー等の混合機によって混合した後、溶融混合性のよい
射出成形機もしくは溶融押出し機（例えば２軸押出し
機）に供給するか、またはあらかじめ熱ローラ、ニー
ダ、バンバリーミキサー、溶融押出し機などを利用して
溶融混合してもよく、あるいは真空成形、吹き込み成
形、発泡成形、多層成形、加熱圧縮成型等を行なっても
よい。また、熱硬化性樹脂などの液状樹脂を用いる場合
は、ハンドレイアップ成形、ＳＭＣ成形、プルトルージ
ョン成形、フィラメントワインディング成形、プレス成
形法、コールドプレス成形法、トランスファー成形法、
レジントランスファ成形法などを行ってもよい。また、
多孔質シリカに潤滑剤を配合した混合物を一般的なコー
ティング液と混合し、通常のコーティング処理を行なう
ことも可能である。コーティング処理を行なう場合、ス
プレー法や静電塗装法、流動浸漬法等特に限定されるも
のではない。

【００２３】樹脂と多孔質シリカと潤滑剤との混練に際
しては、混練順序は特に限定しないが、好ましくは多孔
質シリカと潤滑剤とをあらかじめ混練し、多孔質シリカ
に油を含有させた後で樹脂と混練するのがよい。多孔質
シリカと潤滑剤をあらかじめ混合する場合、潤滑剤の粘
度が高いと多孔質シリカの内部に油が浸透し難い。その
際は、油が溶解する適当な溶媒で希釈し、その希釈液を
多孔質シリカに浸透させ、徐々に乾燥させて溶媒を揮発
させることで多孔質シリカの内部に潤滑剤を浸透させる
方法もある。あるいは、多孔質シリカを潤滑剤中に浸
し、真空引きを行なって強制的に多孔質シリカの内部に
潤滑剤を浸透させることも可能である。あるいは、常温
で固体の潤滑剤の場合、適当な温度に加熱し、潤滑剤を
溶融させて含浸することも可能である。あるいは、常温
で液体の潤滑剤でも、粘度が高い場合、適当な温度に加
熱し、潤滑剤の粘度を低下させて含浸することも有効な
手法である。また、多孔質シリカは吸湿や吸水しやすい
ので、混練前に乾燥することが好ましい。乾燥手段とし
ては特に制限なく、電気炉での乾燥、真空乾燥などを採
用できる。

【００２４】なお、すべり材の潤滑性を損なわない限
り、中間製品または最終製品の形態において、別途、例
えばアニール処理等の化学的または物理的な処理によっ
て性質改善のための変性が可能である。

【００２５】すべり材の形態は、特に限定されるもので
はなく、図２に示すような、平板状のすべり板を所定の
形状に加工し、単独で使用できる。また、さらに強度を
必要とする場合は、金属、モノマーキャストナイロン、
ガラス繊維等で補強したＦＲＰ、あるいは木材等の材料
を所定の形状に加工して裏金とし、これに接着して使用
できる。

【００２６】平滑板４は、表面に突起がなく平坦で硬質
であれば使用できる。例えば、上述した樹脂組成物から
なる樹脂板、金属板、セラミック板、ポリイミド樹脂な
どの硬質樹脂板、充填剤の配合によって硬質化したＰＴ
ＦＥ系樹脂からなる板材等で平滑な板が好ましい。特に
防錆性および製造コスト、加工性等を考慮するとステン
レス鋼板が最も好ましい。

【００２７】この平滑板４は、その摺動面における最大
高さ（Ｒｙ）で示される表面粗さが0.05〜0.50μm であ
る。好ましくは 0.10〜0.20μm である。ここで、最大
高さ（Ｒｙ）は、ＪＩＳＢ０６０１に定義される値
をいう。最大高さ（Ｒｙ）を上記範囲とすることで、平
滑板とすべり材との摺動面間に潤滑剤を適量保持するこ
とができる。そのため、摺動面全面にわたって潤滑剤の
適量保持が可能となり、初期すべり性が向上する。最大
高さ（Ｒｙ）が 0.05μm 未満の場合、製造コストが上
昇するとともに維持管理が困難となり、最大高さ（Ｒ
ｙ）が0.50μm を越えるとすべり材の摩耗特性が損なわ
れる。また、さらに摩擦を低減するために、平滑板４の
表面に含フッ素重合体やオルガノポリシロキサンの被覆
を施すことも可能である。

【００２８】上記した材料から形成されるこの発明にお
けるすべり免震装置は、その形状を限定するものでな
く、周辺装置、ハウジングに合わせた適当な形態を採用
すればよい。また、この発明の樹脂組成物は、潤滑剤が
添加されているので極めて低摩擦係数であり、潤滑剤が
多孔質シリカに含有されているため、潤滑剤添加による
強度低下や耐摩耗性の低下がほとんどないので、すべり
免震装置としては従来の材料に比べて極めて優れた性能
を示す。

【００２９】

【実施例】各実施例と各比較例に用いた諸原材料を一括
して以下に示す。また、表１に各成分の配合割合を示
す。なお、各成分の配合割合は、すべて容量％であり、
（）内は表１中の略称である。（１）ビニルエステル樹脂（ＶＥ）三井化学社製：エスターＨ８１００（２）ポリエチレン樹脂（ＰＥ）三井化学社製：ミペロンＸＭ２２０（３）変性ＰＴＦＥ（変性ＰＴＦＥ）三井・デュポンフロロケミカル社製：テフロン７０Ｊ（４）ＰＴＦＥ織布（ＰＴＦＥ織布）ＰＴＦＥ織布、平織り、縦糸（デニール番手）： 800/8
0、横糸（デニール番手）： 800/80、密度（縦糸×横
糸、本数／inch） 40×40 （５）多孔質シリカ（多孔質シリカ）旭硝子社製：サンスフェアＨ５２（粒径 5μm 、吸油量
400ml/100g）（６）シリコーンオイル（シリコーンオイル）信越シリコーン製：ＫＦ９６Ｈ−６０００（ 25℃での
動粘度 6000cst）（７）フッ素オイル（フッ素オイル）デュポン社製：クライトックスＧＰＬ２０７（ 20℃で
の動粘度 1600cst）（８）ガラス繊維 20 容量％配合ＰＴＦＥ複合材（ＰＴ
ＦＥ複合材）圧縮成形用ＰＴＦＥ（三井・デュポンフロロケミカル社
製：テフロン７Ｊ）に、ガラス繊維（旭ファイバーグラ
ス社製：ＭＦ０６ＭＢ１２０）を 20 容量％配合し、 4
5MPaの面圧で圧縮成形した後 370℃で焼成した。

【００３０】実施例１〜実施例３多孔質シリカとオイルを表１に記載の割合であらかじめ
ミキサーを用いて混合し、その混合物をビニルエステル
樹脂に表１に示した割合で配合した。ミキサーで充分に
混合した後、これをハンドレイアップ法でＰＴＦＥ織布
に含浸積層し、硬化した積層板を切削加工して 30×30
×3mm の板状試験片を得た。板状試験片を 30×30×30m
m のＳ４５Ｃ製ブロックにエポキシ樹脂で接着し、すべ
り材としての摩擦摩耗試験片とした。

【００３１】実施例４、比較例１〜比較例３多孔質シリカとオイルを表１に記載の割合であらかじめ
ミキサーで混合し、その混合物とポリエチレン樹脂を２
軸押出し装置を用いて溶融混練し、ペレットを作製し
た。そのペレットを用いて加熱圧縮成形を行ない、成形
体を切削加工して30×30×3mm の板状試験片を得た。板
状試験片を 30×30×10mm のＳ４５Ｃ製ブロックにエポ
キシ樹脂で接着し、すべり材としての摩擦摩耗試験片と
した。また、実施例４においては、幅 1mm、深さ 1mmの
十字状凹部（図２（ｃ））を摺動面に形成した。

【００３２】実施例５シリコーンオイルを除く原料を表１に記載の割合でミキ
サーを用いて混合し、その混合物を加熱圧縮成形した。
そして、成形体を切削加工して 30×30×3mmの板状試験
片にし、その板状試験片に所定量のシリコーンオイルを
真空含浸したところ、全体の容量に対し 40容量％に相
当するシリコーンオイルが含有された。板状試験片を 3
0×30×10mm のＳ４５Ｃ製ブロックにエポキシ樹脂で接
着し、すべり材としての摩擦摩耗試験片とした。

【００３３】得られたすべり材としての摩擦摩耗試験片
を、バフ仕上げしたステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４）と
組み合わせて摺動特性を評価した。試験は、往復動試験
機（ストローク±35mm）を用いて、摩擦摩耗試験片をス
テンレス鋼板に押しつけながら往復運動させて、摩擦係
数と比摩耗量を測定した。試験条件は、面圧を 17.6MPa
に固定し、すべり速度を 3、50、250、430mm/s と段階
的に上げ、それぞれの速度での摩擦係数を測定した。摺
動回数はそれぞれの速度で 40 サイクルとした。試験前
と全試験終了後の重量差から比摩耗量（mm³/N/m）を算
出した。摩擦係数と比摩耗量を表１に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】表１に示す結果から明らかなように、比較
例１では多孔質シリカと潤滑剤の配合量が所定量より少
ないために摩擦係数が大きい。また、比較例２および比
較例３では、逆に多孔質シリカと潤滑剤の配合量が所定
量より多いため、摩擦係数あるいは比摩耗量が大きい。
さらに、ＰＴＦＥ複合材は、ガラス繊維が配合されてい
るため相手材を損傷させ、その相手材の摩耗粉が摺動界
面に介在しアブレシブ摩耗状態により、摩擦係数、比摩
耗量ともに大きい。一方、各実施例は、摩擦係数および
比摩耗量が小さく、速度依存性もほとんどなく、すべり
免震装置用すべり材として極めて良好な特性を示した。

【００３６】

【発明の効果】本発明の免震すべり装置は、免震時にす
べりを発生する摺動面の少なくとも一方が、多孔質シリ
カおよび潤滑剤を少なくとも配合した樹脂組成物からな
るので、高面圧および高速で安定した低摩擦、低摩耗を
示す。その結果、高性能なすべり免震装置として大きな
建物においても強い地震の揺れを効果的に吸収すること
ができる。

【００３７】また、多孔質シリカが潤滑剤を含浸した多
孔質シリカであるので、特に連続孔を有する球状多孔質
シリカであり、その平均粒子径が 1〜100μm であるこ
とにより、高面圧でも小さな圧縮変形量を維持できる機
械的特性有して、かつ低摩擦、低摩耗性を維持できる。
その結果、耐荷重性を改善したすべり免震装置が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】すべり免震装置におけるすべり支承部分の断面
図である。

【図２】すべり材の摺動面の平面図である。

【符号の説明】

１下部躯体２上部躯体３すべり支承４平滑板５すべり材６積層ゴム７中板８すべり材の摺動面９凹部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3J011 AA07 AA10 BA08 CA01 DA01 JA02 KA07 LA01 MA03 MA12 QA01 RA02 RA03 SB01 SB02 SC01 SC05 SC14 SD01 SD10 3J048 AA02 BA08 BD04 BE12 DA01 EA38

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下部躯体と上部躯体との間に配設される
すべり支承を備えてなるすべり免震装置であって、前記すべり支承は、免震時にすべりを発生する摺動面の
少なくとも一方が、多孔質シリカおよび潤滑剤を少なく
とも配合した樹脂組成物からなる摺動面であることを特
徴とするすべり免震装置。
【請求項２】前記多孔質シリカは潤滑剤が含浸された
多孔質シリカであることを特徴とする請求項１記載のす
べり免震装置。
【請求項３】前記多孔質シリカが連続孔を有する球状
多孔質シリカであることを特徴とする請求項１または請
求項２記載のすべり免震装置。
【請求項４】前記多孔質シリカの平均粒子径が 1〜10
0μm であることを特徴とする請求項１、請求項２また
は請求項３記載のすべり免震装置。