PTFEベアリングパッドは、そのユニークな材料特性により、橋梁建設や高荷重用途で広く使用されている特殊部品です。このパッドは、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）の超低摩擦特性と構造工学的な要件を兼ね備えており、環境劣化に耐えながら極端な荷重下でもスムーズな動きを可能にします。潤滑保持のためのディンプル加工と、構造的な変化に対応するための柔軟な変形能力を併せ持つ設計となっています。
キーポイントの説明
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超低摩擦係数
- PTFEは、固体材料の中で最も低い摩擦係数（通常0.05～0.20）を有しており、50MPaを超える垂直高荷重下でも摩擦に近い摺動が可能です。
- この特性は ポットPTFEベアリング シリコーングリース潤滑剤を保持するために表面にくぼみを設けた設計で、平らな表面と比較して動摩擦を最大30％低減します。
- 橋梁の伸縮継手では、熱運動により、結合のない無制限の摺動が要求されるため重要です。
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せん断変形能力
- パッド厚の70%までのせん断変形に耐えることができ、地震時の水平変位にも対応。
- 多方向への柔軟性により、梁端部の±15°の回転が可能で、連続スパン橋での応力集中を防止。
- PTFEの下にあるエラストマー層が局所的な応力を分散し、過酷な環境下での耐用年数を50年以上に延ばします。
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耐荷重性能
- 鉛直耐荷重は、パッドの寸法と補強材によって2,000 kNから60,000 kNの範囲です。
- PTFE充填タイプ（ブロンズまたはガラス添加）は、10,000kPa・m/sを超えるPV（圧力-速度）値を達成。
- 200°Cから+260°Cの温度で構造的完全性を維持し、北極から熱帯の設置に適しています。
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防振
- 粘弾性エネルギー吸収により、活荷重による衝撃力を40～60％低減。
- 減衰比0.05～0.15で免震効果を発揮し、下部構造に伝わる地震による加速度を低減。
- 特に、動的荷重が5Hzを超える高速鉄道橋に効果的です。
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耐薬品性・耐環境性
- 紫外線、オゾン、除氷塩や工業汚染物質を含む化学薬品に不浸透。
- 食品グレードに準拠しているため、水処理プラントや製薬施設での使用が可能。
- 疎水性表面により、凍結融解による損傷の原因となる吸湿を防止（吸水率0.01%未満）。
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施工適応性
- モジュラー設計により、半径150mの曲線橋への設置が容易です。
- カスタマイズ可能な厚み（通常5～50mm）により、さまざまなたわみ要件に対応。
- 多段階の押し付け作業中も滑り摩擦を安定させなければならない漸増発進方式で使用される。
PTFEベアリングパッドは、このような特徴から、毎日何千台もの車両を運ぶ橋の安全な移動を可能にし、従来の材料では劣化してしまうような力にも耐えることができる、現代のインフラには欠かせない存在となっています。PTFEベアリングパッドは、次世代の交通プロジェク トにおいてさらに高い耐久性を実現するため、ナノテクノロジーによる 強化を取り入れながら進化を続けている。
総括表
| 特徴 | 仕様 | アプリケーションの利点 |
|---|---|---|
| 超低摩擦 | 係数：0.05～0.20、ディンプル加工により30％低減 | 橋梁のエキスパンション・ジョイントや熱移動のためのスムーズなスライド |
| せん断変形 | パッド厚の最大70%；±15°のビーム回転 | 地震の揺れや構造物の動きに対応 |
| 耐荷重 | 2,000～60,000kN、PV値＞10,000kPa・m/s | 重インフラの極端な垂直荷重に対応 |
| 防振 | 衝撃を40～60%低減、減衰比：0.05～0.15 | 動的荷重から構造物を保護（高速鉄道橋など） |
| 耐薬品性 | UV、オゾン、化学薬品不透過性、<0.01%の吸水率 | 過酷な環境下での耐久性（除氷塩、工業地帯など） |
| 建設適応性 | 曲線橋（半径150m）用のモジュール設計、厚さ：5～50mm | 複雑なエンジニアリングプロジェクトにも柔軟に対応 |
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