JP2008121224A

JP2008121224A - 免震用支承

Info

Publication number: JP2008121224A
Application number: JP2006304388A
Authority: JP
Inventors: Takayasu Shimizu; 孝晏清水
Original assignee: SS KENKYUSHO KK
Current assignee: SS KENKYUSHO KK
Priority date: 2006-11-09
Filing date: 2006-11-09
Publication date: 2008-05-29
Also published as: TW200837256A

Abstract

【課題】大型で且つ高い硬度が十分な有効深さまで形成され、耐食性に優れ、低コストで製造できる免震用支承を提供する。
【解決手段】建造物Pと建造物基礎Qとの間に設けられ、建造物Pの水平方向への移動を許容する。直径が50[mm]以上のロール又は直径が50[mm]以上のボールのうち少なくとも何れか一方と、長手方向長さが500[mm]以上のレール又は辺長さが500[mm]以上の支圧板のうち少なくとも何れか一方と、を含む。これらの部材のうち少なくとも何れか一の部材は、C含有量[wt%]が0.02以下であり、Si含有量[wt%]が3.0〜5.5であり、溶体化熱処理及び時効硬化熱処理が為された高Siステンレス鋼である。
【選択図】図１

Description

本発明は、免震用支承に関する。

特許文献１は、地表に対して水平方向に振動する建物の床上に設置して建物の振動を減衰する制振装置を開示する。この制振装置は、「対向面に凹状に彎曲した円弧面を有する上下挟圧部材間にこれらの円弧面で挟圧された状態で転動する所定径の円柱状ころ部材を介在させてなる」構造を備える。
特開平３−１６９９８４号公報（請求項１、第２図、第４図参照）

一般に、軽量の建造物（例えば戸建住宅など）とその基礎との間に設けられる免震用支承は、例えば上記特許文献１の第２図の如くロール（又はボール、以下ロール等と称する。）とレール（又は支圧板、以下レール等と称する。）とを適宜に組み合わせて構成されている。

これらのロールやレールなど（以下、免震用支承部材とも称する。）は、例えばJIS SUS420などによって規定される鋼塊を図１４の処理工程に沿って適宜に熱処理され機械加工される。即ち、第一に、鋼塊（S500）を鍛造又は圧延し（S501）、焼鈍し（又は焼入れ焼戻しをし）（S502）、一次機械加工し（S503）、焼入れ及び焼戻し（又は表面焼入れ）をし（S504）、表面研磨（バフ研磨）などの二次機械加工をする（S505）。

図１４においてS504で示される工程では、鋼材の表面にHRC60〜70程度の極めて高硬度の層（有効深さ約2[mm]程度）が形成されると共に大きな熱変形を生じるとされ、この熱変形を相殺するための修正加工（S505）を実施すると折角形成された高硬度の層が削ぎ取られてしまうという技術上のもどかしさが潜在していた。

一方、大型の建造物（例えば高層住宅や原子力発電所）とその基礎との間に設けられる免震用支承には、以下のような性能が要求される。

第一に、大きな荷重を支持できることである。そのため、前記の免震用支承部材には高い表面硬度が十分な有効深さで要求され、特にロール等には更に大径化も要求される。大径のロール等は、許容される荷重を大とできるからである。ここで、図１５を参照されたい。本図は、鋼製のロールから荷重を受けたときの支圧板の深さ方向の主剪断応力分布図である。この主剪断応力分布は、ヘルツ接触の理論としての下記式(1)〜(4)で表される。

ここで、P[tf/cm]は単位長さのロールに加わる荷重である。R[cm]はロールの半径である。σ_Y[tf/cm²]は鋼材の降伏応力である。E[tf/cm²]はヤング率である。b[cm]はロールと支圧板との接触長さの半分である。τ_max[tf/cm²]は主剪断応力である。h[cm]は支圧板の表面からの距離である。本図において実線は、支圧板上に載置されたロールの直径が10[mm]であり、該ロールに加えられた荷重が1.09[tf/cm]である場合を示す。同様に、破線は、支圧板上に載置されたロールの直径が20[mm]であり、該ロールに加えられた荷重が2.18[tf/cm]である場合を示し、点線は、支圧板上に載置されたロールの直径が40[mm]であり、該ロールに加えられた荷重が4.36[tf/cm]である場合を示す。本図によれば、大径のロールを介して大きな荷重が加えられると、支圧板の深い層にまで大きな主剪断応力が生じることから、高い硬度が十分な有効深さで求められるのが判る。

第二に、レール等を大型とすることである。なぜなら、建造物の固有周期を長くできれば、地震による地表の周期との一致を回避し易くなるからである。この場合、該建造物の水平方向における変位を大きく確保する必要から、レール等には大型化が求められる。

第三に、耐食性に優れていることである。これによれば、大型の建造物の立地条件の如何に影響され難くなるし、腐食防止用グリースの塗布などの維持管理の手間が省けるからである。

第四に、高加工性と低コストである。即ち、上記の如く高い表面硬度が十分な有効深さで確保され、且つ、大型の免震用支承部材を製造するには、従来の技術では、熱処理時の不可避な熱変形の存在により、極めて高度な技術と手間及び時間を要し、その結果、産業上で利用するには現実的ではないコストを必要としているからである。

本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、大型で且つ高い硬度が十分な有効深さまで形成され、耐食性に優れ、低コストで製造できる免震用支承を提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の第一の観点によれば、以下のように構成される免震用支承が提供される。即ち、建造物と、前記建造物の基礎と、の間に設けられ、前記建造物の水平方向への移動を許容する免震用支承である。前記免震用支承は、直径が50[mm]以上のロール又は直径が50[mm]以上のボールのうち少なくとも何れか一方と、長手方向長さが500[mm]以上のレール又は辺長さが500[mm]以上の支圧板のうち少なくとも何れか一方と、を含む。前記免震用支承を構成する上記の部材のうち少なくとも何れか一の部材は、C含有量[wt%]が0.02以下であり、Si含有量[wt%]が3.0〜5.5であり、溶体化熱処理及び時効硬化熱処理が為された高Siステンレス鋼である。このように、加工時の熱変形が極めて少ない上記の高Siステンレス鋼を採用することで、優れた表面硬度と耐食性を備えた極めて大型の免震用支承を安価に実現できる。

上記の免震用支承は、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記高Siステンレス鋼のSi含有量[wt%]が3.8〜4.3である。この構成によれば、前記の高Siステンレス鋼に対して良好な伸び性能を付加できるから、加工に起因する割れのない免震用支承を提供できる。

上記の免震用支承は、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記免震用支承は、前記建造物の基礎から前記建造物へ向かって順に、前記建造物の基礎に固定される前記支圧板としての基礎支圧板部と、前記建造物の基礎及び前記建造物の何れにも固定されない前記支圧板としての中間支圧板部と、前記建造物に固定される前記支圧板としての建造物支圧板部と、を備える。前記の基礎支圧板部と中間支圧板部との間には、水平な一方向としての第一方向へ前記建造物を移動可能とする第一転動部を二つ備える。前記の中間支圧板部と建造物支圧板部との間には、前記第一方向と水平において直交する方向としての第二方向へ前記建造物を移動可能とする第二転動部を二つ備える。上記の第一転動部は、前記基礎支圧板部に対して前記第一方向に沿って固着される前記レールと、前記中間支圧板部に対して同じく前記第一方向に沿って固着される前記レールと、これら両レール間で転動する少なくとも二つの前記ロールと、から成る。上記の第二転動部は、前記中間支圧板部に対して前記第二方向に沿って固着される前記レールと、前記建造物支圧板部に対して同じく前記第二方向に沿って固着される前記レールと、これら両レール間で転動する少なくとも二つの前記ロールと、から成る。この構成によれば、前記建造物の水平方向への円滑な移動を、簡素な構成で、許容できる。

上記の免震用支承は、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記免震用支承は、前記建造物の一方向への移動を許容するリニアステージを互いに直交するように二つ配設して構成される。前記リニアステージは、横設される前記レールと、このレールに対して転接する複数の前記ボール又は前記ロールを介して該レールへ嵌着されて該レールに沿って往復運動可能な可動体と、から成る。前記可動体には、前記レールに沿って列設される前記複数のボール又はロールの一端側から他端側へ該ボール又はロールを循環させるための循環経路が形成される。この構成によれば、前記建造物の水平方向への円滑な移動を、簡素な構成で、許容できる。

上記の免震用支承は、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記免震用支承は、前記建造物の基礎から前記建造物へ向かって順に、前記建造物の基礎に固定される前記支圧板としての基礎支圧板部と、前記基礎支圧板部上を転動する前記ボールと、前記建造物に固定され、前記ボールを回転可能に保持するボール保持部と、を備える。前記ボールは、該ボールより小さい複数の小径ボールを介して前記ボール保持部に回転可能に保持される。この構成によれば、前記建造物の水平方向への円滑な移動を、簡素な構成で、許容できる。

上記の免震用支承は、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記高Siステンレス鋼は窒化処理されている。この構成によれば、高Siステンレス鋼の表面硬度を更に高くできる。

上記の免震用支承は、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記高Siステンレス鋼は、硬度HRC52以上の硬化深度[mm]が2〜8である。この構成によれば、大きな荷重を受けることで生じる剪断応力に対応できる。

〔第一実施形態〕
以下、本発明の第一実施形態を説明する。図１は本発明の第一実施形態に係る免震用支承の正面図であり、図２は本発明の第一実施形態に係る免震用支承の側面図である。即ち、図１と図２は互いに対応している。

図１及び図２を参照されたい。これらの図に示す如く本実施形態において免震用支承100は、建造物Pと、前記建造物Pの基礎Q（以下、単に建造物基礎Qとも称する。）と、の間に設けられ、前記建造物Pの水平方向への移動を許容すると共に、前記建造物Pの自重を支持するものである。

この免震用支承100は、前記建造物基礎Qから前記建造物Pへ向かって順に、前記建造物基礎Qに固定される支圧板としての基礎支圧板部1と、前記の建造物基礎Q及び建造物Pの何れにも固定されない支圧板としての中間支圧板部2と、前記建造物Pに固定される支圧板としての建造物支圧板部3と、を備える。これら基礎支圧板部1・中間支圧板部2・建造物支圧板部3は、本実施形態において何れも略矩形状であって（図３も併せて参照）、その辺長さ[mm]は1700であり、所定厚みを有して成る。

ここで図３を参照されたい。図３は、若干模式的に描かれた図１のA-A線矢視断面図である。本図に示す如く前記の基礎支圧板部1と中間支圧板部2との間には、水平な一方向としての第一方向D1へ前記建造物Pを移動可能とする第一転動部4が4つ設けられている。同様に、前記の中間支圧板部2と建造物支圧板部3との間には、前記第一方向D1と水平において直交する方向としての第二方向D2（図２、図３参照）へ前記建造物Pを移動可能とする第二転動部5が4つ設けられている。これら第一転動部4・4・4・4（及び前記の第二転動部5・5・5・5）は、図３に示す如く相互に極力離間して配設されている。

次に、前記の第一転動部4の構成を図４及び図５に基づいて詳細に説明する。図４は図１の部分拡大図であり、図５は図４のB-B線矢視断面図である。即ち、図４に示す如く前記の第一転動部4は、前記基礎支圧板部1に対して前記第一方向D1に沿って固着される所定長（本実施形態において、長手方向長さ[mm]＝700）のレール4aと、前記中間支圧板部2に対して同じく前記第一方向D1に沿って固着される所定長（本実施形態において、長手方向長さ[mm]＝700）のレール4bと、これら両レール4a・4bの間で転動する3つのロール4c・4c・4c（本実施形態において、直径[mm]＝50（その他60〜75でも勿論よい。））と、から構成されている。また、図５に示す如く各ロール4c・4c・4cの両端には、該ロール4c・4c・4cがレール4a・4bの長手方向に沿って転動するように、該ロール4c・4c・4cよりも大径の外れ止め4d・4dが同軸状に取着されている。更に、これらのロール4c・4c・4c相互の離間距離を一定に維持するため、ロール4c・4c・4c間にはつなぎ板4e・4eが橋架されている。ロール4cと外れ止め4d・4dとつなぎ板4e・4eは、ロール軸4fにより相互に連結されている。

次に、前記の第二転動部5の構成を説明する。即ち、図４に示した第一転動部4の構成と略同様に、第二転動部5は、前記の中間支圧板部2に対して前記第二方向（図２又は図３参照）に沿って固着される所定長（長手方向長さはレール4aと同じ）のレール5aと、前記建造物支圧板部3に対して同じく前記第二方向D2に沿って固着される所定長（長手方向長さはレール4bと同じ）のレール5bと、これら両レール5a・5bの間で転動する3つのロール5c・5c・5cと、から構成されている。更に、外れ止め5d・5d・・・と、つなぎ板5e・5eと、ロール軸5f・5f・5fと、を適宜に備える。

また、一端が建造物Pに接続され他端が建造物基礎Qに接続される図示しないバネ及びダンパーが適宜に横設され、これにより建造物Pの建造物基礎Qに対する運動が適宜に抑制及び減衰されるように構成されている。

次に、本実施形態に係る免震用支承100の作動について説明する。図６は図１に類似する図であって、本実施形態に係る免震用支承の作動状態を表す図である。即ち、前記の第一転動部4・4・・・を介することにより前記の中間支圧板部2は基礎支圧板部1に対して第一方向D1へ移動可能となっている。図示しないが、同様に、前記の第二転動部5・5・・・を介することにより前記の建造物支圧板部3は中間支圧板部2に対して第二方向D2へ移動可能となっている。

次に、本実施形態に係る免震用支承100の製造方法を詳細に説明する。図７は、本発明の第一実施形態に係る免震用支承の製造工程を示すフローである。なお、本図において各工程の符号には、該工程の終了時点における硬度を併記した。

本実施形態において前記の免震用支承100は、C含有量[wt%]が0.02以下であり、Si含有量[wt%]が3.0〜5.5であり、溶体化熱処理及び時効硬化熱処理が為された高Siステンレス鋼から製造される。この高Siステンレス鋼の成分は、更に詳しくは以下の如くである。

C[wt%]:0〜0.02
Si[wt%]:3.0〜5.5
Mn[wt%]:0〜2.0
Ni[wt%]:5.0〜10.0
Cr[wt%]:6.0〜14.0
Mo[wt%]:0.2〜1.0
Cu[wt%]:0.5〜3.0
Nb[wt%]:0〜2.0
残り:Fe（ただし、不可避な不純物を含む。）

この規定成分内となるように鋳造した鋳片としての鋼塊（S300）は、先ず、所定の加熱（950〜1150[℃]）を経て、鍛造又は圧延により大まかに加工する（S301）。

次に、鍛造又は圧延した鋼塊を、(1)1000±100[℃]に加熱し水冷し、(2)再び650[℃]に加熱し空冷し（調質(1)・(2)：S302）、仕上げ代を残して機械加工する（一次機械加工：S303）。

次いで、必要部分（「必要部分」とは、優先的に強度を確保しておきたい部分（所謂要部）を意味し、例えば転動する部材の周面部分や、該部材が転接する相手方部材の面部分などが挙げられる。）のみ1050±100[℃]に高周波加熱して急冷する（固溶化熱処理：S304）。なお、この固溶化熱処理では顕微鏡組織が微細化するに過ぎず、その処理前後における硬度（HRC）は略変化しない。その後、部材の寸法を公差内とする機械加工を行う（二次機械加工：S305）。そして、450±50[℃]に加熱して時効硬化熱処理をする（S305）。

更に、バフ研磨などの仕上げ加工（部材表面が100μ程度削られる。）を行い（三次機械加工：S307）、ガス窒化法や塩浴窒化法などを用いて窒化処理（420〜450[℃]を所定時間（ロールやボールの場合はその直径1inchにつき1時間、支圧板やレールの場合はその厚み1inchにつき1時間を目安とする。）継続する。これにより、部材表面に30μ程度でHV1100〜1300程度の高硬度の層が形成される。）を経て（S308）、免震用支承100の部材（即ち、基礎支圧板部1やロール4cなど）とする（S309）。

以上に、本実施形態に係る免震用支承100の製造方法について説明した。次に、上述した析出硬化型の高Siステンレス鋼（シリコロイ（登録商標）として市販されている。）を採用するメリットについて詳細に説明する。

＜高硬度：溶体化熱処理・時効硬化熱処理＞
即ち、前述した時効硬化熱処理によって上記の高Siステンレス鋼の表面には、硬度HRC52以上の硬度の高い層が硬化深度Dp[mm]2~8程度に形成され得るので、大きな荷重を受けることで生じる剪断応力に対応可能な免震用支承100とできる（図１５も併せて参照）と共に、耐摩耗性に優れた免震用支承100とできる。

＜高耐圧強度＞
図８は、高Siステンレス鋼の引張試験（JIS Z 2201 4号試験片：50トン万能試験機による。）の試験結果を示すグラフ図であり、横軸はSi含有量Si[wt%]を示し、縦軸は引張強度[N/mm²]を示す。本図によれば、第一に、引張強度が、高Siステンレス鋼のSi含有量に依存していること、第二に、高Siステンレス鋼のSi含有量Si[wt%]を3.0〜5.5とすれば大きな引張強度（具体的には、1200[N/mm²]以上）が得られること、が判る。なお、一般に、引張強度と耐圧強度とは略比例するものといえることから、本実施形態に係る高Siステンレス鋼（Si[wt%]:3.0〜5.5）は耐圧強度に優れ、大荷重に対応できると言える。

＜大型化＞
また、上述した製造方法による高Siステンレス鋼を採用することで、この製造方法によれば一次機械加工後の熱処理（溶体化熱処理・時効硬化熱処理）による熱変形が極めて小さいことから、例えば直径が50[mm]以上のロールや直径が50[mm]以上のボール、更には、長手方向長さが500[mm]以上のレールや辺長さが500[mm]以上の支圧板が（表面に形成された硬度の高い層を失うことなく）実現される。本願発明者による技術的試験によれば、1200×1200×25〜60tの大型な支圧板も実現可能であることが判っている。加えて、免震用支承100を大型化できることから、該免震用支承100の長周期化も達成される。

＜製造コストの低減＞
同様に、上述した製造方法による高Siステンレス鋼を採用することで、熱処理における熱変形を抑制するための特別な装置や技術を必要としないことから、免震用支承100の製造コストを極めて安価とできる。

＜高硬度：窒化処理＞
また、窒化処理が為された高Siステンレス鋼を採用することで、表面に高硬度の層（例えば、表面硬度HV1000、窒化層深さD[mm]=0.02）が形成された免震用支承100とできるので、耐摩耗性に優れた免震用支承100とできる。

＜耐食性＞
また、公知の通り耐食性に極めて優れた高Siステンレス鋼を採用することで、使用環境の如何を問わない免震用支承100とできると共に、グリース塗布などのメンテナンスの手間を省ける免震用支承100とできる。

＜伸び性＞
図９は、高Siステンレス鋼の伸び試験（JIS Z 2201 4号試験片：50トン万能試験機による。）の試験結果を示すグラフ図であり、横軸はSi含有量Si[wt%]を示し、縦軸は伸び[%]を示す。本図によれば、第一に、伸びが、高Siステンレス鋼のSi含有量に依存していること、第二に、高Siステンレス鋼のSi含有量Si[wt%]を3.0〜5.5とすれば大きな伸び（具体的には、4.0[%]以上）が得られること、が判る。そして、大きな伸び性が確保されれば熱処理（溶体化熱処理・時効硬化熱処理）の際の割れが発生し難くなることから、本実施形態に係る高Siステンレス鋼（Si[wt%]:3.0〜5.5）は加工に起因する割れのない免震用支承100を提供する観点において優れていると言える。なお、本図によれば、高Siステンレス鋼のSi含有量Si[wt%]を3.8〜4.3とすれば、更に優れた伸び性とできることが判る。

以上説明したように本実施形態において、建造物Pと建造物基礎Qの間に設けられ、前記建造物Pの水平方向への移動を許容する免震用支承100は、以下のように構成されている。即ち、直径が50[mm]以上のロール4c・4c・4c・5c・5c・5cと、長手方向長さが500[mm]以上のレール（レール4a、レール4b、レール5a、レール5b等）及び辺長さが500[mm]以上の支圧板（基礎支圧板部1、中間支圧板部2、建造物支圧板部3）と、を含む。前記免震用支承100を構成する上記の部材は何れも、C含有量[wt%]が0.02以下であり、Si含有量[wt%]が3.0〜5.5であり、溶体化熱処理及び時効硬化熱処理が為された高Siステンレス鋼である。このように加工時の熱変形が極めて少ない上記の高Siステンレス鋼を採用することで、優れた表面硬度と耐食性を備えた極めて大型の免震用支承100を安価に実現できる。

好ましくは、上記の高Siステンレス鋼のSi含有量[wt%]が3.8〜4.3であるとよい。これによれば、前記の高Siステンレス鋼に対して良好な伸び性能を付加できるから、加工に起因する割れのない免震用支承100を提供できる。

また、前記免震用支承100は、前記建造物基礎Qから前記建造物Pへ向かって順に、前記建造物基礎Qに固定される前記支圧板としての基礎支圧板部1と、前記建造物基礎Q及び前記建造物Pの何れにも固定されない前記支圧板としての中間支圧板部2と、前記建造物Pに固定される支圧板としての建造物支圧板部3と、を備える。前記の基礎支圧板部1と中間支圧板部2との間には、水平な一方向としての第一方向D1へ前記建造物Pを移動可能とする第一転動部4を二つ（本実施形態では四つ）備える。前記の中間支圧板部2と建造物支圧板部3との間には、前記第一方向と水平において直交する方向としての第二方向D2へ前記建造物Pを移動可能とする第二転動部5を二つ（本実施形態では四つ）備る。上記の第一転動部4は、前記基礎支圧板部1に対して前記第一方向D1に沿って固着される前記レール4aと、前記中間支圧板部2に対して同じく前記第一方向D1に沿って固着される前記レール4bと、これら両レール4a・4b間で転動する三つの前記ロール4c・4c・4cと、から成る。上記の第二転動部5は、前記中間支圧板部2に対して前記第二方向D2に沿って固着される前記レール5aと、前記建造物支圧板部3に対して同じく前記第二方向D2に沿って固着される前記レール5bと、これら両レール5a・5b間で転動する三つの前記ロール5c・5c・5cと、から成る。これによれば、前記建造物Pの水平方向への円滑な移動を、簡素な構成で、許容できる。

以上に、本発明の好適な第一実施形態を説明したが、上記実施形態は以下の如く変更できる。

即ち、前記の基礎支圧板部1・中間支圧板部2・建造物支圧板部3には、強度上特に問題なければ、適宜に肉抜きしても構わない。

また、前述の窒化処理（図７参照）は、任意である。また、第一転動部4や第二転動部5は夫々、少なくとも二つ設けられていればよい。更に、前記のレール4a・4b間で転動するロール4c・4c・・・は、上記実施形態において三つとしたが、これに代えて、二つでもよく、四つ以上であってもよい。レール5a・5b間で転動するロール5c・5c・5cに関しても同様である。

〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態を説明する。図１０は本発明の第二実施形態に係る免震用支承の正面断面図である。

本図に示す如く本実施形態において免震用支承200は、前記建造物基礎Qから前記建造物Pへ向かって順に、前記建造物基礎Qに固定される支圧板としての基礎支圧板部201と、前記基礎支圧板部201上を転動するボール202と、前記建造物Pに固定され、前記ボール202を回転可能に保持するボール保持部203と、を備え、このボール202は、該ボール202より小さい複数の小径ボール204・204・・・を介して前記ボール保持部203に回転可能に保持されている。

本実施形態において上記の基礎支圧板部201は、平面視で略矩形であり、その辺長さ[mm]は500以上であって具体的には1000×1000[mm]である。ボール202の直径[mm]は50（60〜75でも勿論よい。）であって、小径ボール204・204・・・の直径[mm]は3/8inch（1/2inchでもよい。）である。

図１１は、図１０の部分拡大図である。本図に基づいて、上記のボール保持部203の構成を更に詳しく説明する。

本図に示す如くボール保持部203の底面中央にはボール受凹部205が凹設されており、このボール受凹部205内で、前記のボール202（図１０参照）が、該ボール202より小さい径の小径ボール204・204・・・（本図において鎖線で示す。）を介して円滑に回転できるようになっている。

このボール受凹部205は、図示するように前記のボール202の略半球部分が嵌入できるように形成されており、ボール受凹部205の内面205aの周縁部に沿って前記小径ボール204・204・・・の退避空間としての小径ボール退避空間206が建造物P側へ向うように環状に形成されている。この小径ボール退避空間206は、小径ボール204・204・・・が一層分入る程度の厚さの空間に形成され、大径のボール202が嵌入されるボール受凹部205に連通している。

本実施形態において上記の免震用支承200（基礎支圧板部201、ボール202、ボール保持部203、小径ボール204・204・・・を含む。）は、上記第一実施形態と同様、高Siステンレス鋼でできている。

以上説明したように本実施形態において免震用支承200は、以下のように構成されている。即ち、前記建造物基礎Qから前記建造物Pへ向かって順に、前記建造物基礎Qに固定される前記支圧板としての基礎支圧板部201と、前記基礎支圧板部201上を転動する前記ボール202と、前記建造物Pに固定され、前記ボール202を回転可能に保持するボール保持部203と、を備える。前記ボール202は、該ボール202より小さい複数の小径ボール204・204・・・を介して前記ボール保持部203に回転可能に保持される。これによれば、前記建造物Pの水平方向への円滑な移動を、簡素な構成で、許容できる。

なお、上記の第二実施形態の要旨とするところは、辺長さ[mm]を500以上要する大型の支圧板（基礎支圧板部201）や直径[mm]を50以上要するボール202を高Siステンレス鋼を用いて図７に図示するフローに従って製造した点にある。これによれば、(1)ボール202が転動する支圧板（基礎支圧板部201）が大型なので該ボール202の可動域が大きく確保されると共に、(2)表面に形成された硬度の高い層が除去されることなく完成される支圧板を用いることで、大荷重の建造物Pを支持できる。

〔第三実施形態〕
次に、本発明の第三実施形態を説明する。図１２は本発明の第三実施形態に係る免震用支承の平面図であり、図１３は図１２に示される免震用支承を対で建造物と建造物基礎との間に設けた状態を示す図であって、図１２に示される免震用支承の左側面図に対応する。

先ず、図１３を参照されたい。本図に示す如く本実施形態において免震用支承300は、前記建造物Pの一方向への移動を許容するリニアステージ301を互いに直交するように二つ配設して構成されている（対を成すリニアステージ301・301の一方は鎖線で略示する。）。

図１２及び図１３を参照されたい。これらの図に示す如くリニアステージ301は、レール302と、このレール302に沿って往復運動可能な可動体303と、から構成されている。

前記レール302は、後述する複数のボールが転動可能な溝が刻設されており、建造物基礎Qに対して固定されている。このレール302の長手方向長さは500[mm]以上が好ましく、本実施形態では1200[mm]となっている。

前記可動体303は、上記のレール302に沿って往復運動可能であって、このレール302に対して転接する複数のボール304・304・・・を介して嵌着される。なお、このボール304・304・・・の直径は50[mm]以上でも50[mm]以下でもよいし3/8inchや1/2inchでもよく、本実施形態では75[mm]となっている。

そして、この可動体303には、前記レール302に沿って列設される前記複数のボール304・304・・・の一端側から他端側へ該ボール304・304・・・を循環させるための循環経路305が形成されている。

この構成で、前記のリニアステージ301は、可動体303が複数のボール304・304・・・を介してレール302へ嵌着され、このボール304・304・・・がレール302及び可動体303に対して転接することで、このレール302に沿った前記可動体303の滑らかな運動が許容されると共に、上記の循環経路305の存在により、これらのボール304・304・・・がリニアステージ301内で循環可能に構成されているので該可動体303のレール302に対する滑らかな滑動が確保されている。

なお、建造物基礎Qに対する建造物Pの水平方向における2次元的な移動を許容すべく本実施形態において免震用支承300は、上記のリニアステージ301を互いに直交するように二つ配設して構成されている。この対を成すリニアステージ301・301の具体的な配設の態様の一例について簡単に説明する。即ち、(1)例えば図１３に示す如く一のリニアステージ301が備えるレール302を建造物基礎Qに対して固定し、このレール302に沿って往復可能な可動体303に対して、対を成す他方のリニアステージ301が備えるレール302（又は可動体303）を固定し、この他方のリニアステージ301が備える可動体303（又はレール302）を前記の建造物Pに対して固定する。(2)この他にも、対を成すリニアステージ301・301の可動体303・303同士を固定する態様もあれば、レール302・302同士を固定する態様もある。(3)要するに、一のリニアステージ301が備えるレール302から見て、その可動体303が前記の建造物P又は建造物基礎Qのうちどちら側を向いて配されるかは任意である。

以上説明したように本実施形態において免震用支承300は、以下のように構成されている。即ち、免震用支承300は、前記建造物Pの一方向への移動を許容するリニアステージ301を互いに直交するように二つ配設して成る。このリニアステージ301は、横設されるレール302と、このレール302に対して転接する複数のボール304・304・・・を介して該レール302へ嵌着されて該レール302に沿って往復運動可能な可動体303と、から成る。更に、この可動体303には、前記レール302に沿って列設される前記複数のボール304・304・・・の一端側から他端側へ該ボール304・304・・・を循環させるための循環経路305が形成されている。この構成により、前記建造物Pの水平方向への円滑な移動が、簡素な構成で、許容されている。

また、上記の構成によれば、前記建造物Pの重量が多数個のボール304・304・・・に分散されるため、ボール304・304・・・から加わる荷重でレール302に生じる歪は小さくでき、そのため、大きな荷重を支持できる。

以上に、本発明の好適な第三実施形態を説明したが、上記実施形態は以下の如く変更できる。

◆ 上記実施形態に係る前記リニアステージ301において、前記可動体303は、前記レール302に対して、前記複数のボール304・304・・・を介して嵌着されるものとした。しかし、これに代えて、前記可動体303を、前記レール302に対して、複数のロール（円柱形状や截頭円錐形状など）を介して嵌着されるものとしてもよい。

なお、上記の第三実施形態の要旨とするところは、長手方向長さ[mm]を500以上要する大型のレール（レール302）や直径[mm]を50以上要するボール304・304・・・を高Siステンレス鋼で製造した点にある。これによれば、(1)レール302やボール304・304・・・が大型であるから大荷重の建造物Pを支持できるし、(2)高Siステンレス鋼の採用により加工時の変形を小さくできると共に、(3)変形が生じても図７に示す固溶化熱処理の実施前後共にHRC30〜35となるから（硬度がHRC65となるような（通常のステンレス鋼における）焼入れとは異なり）、容易にプレス修正加工などの修正加工（部材の寸法を公差内とする加工）ができ、もって、免震用支承300を安価にできる。

本発明の第一実施形態に係る免震用支承の正面図本発明の第一実施形態に係る免震用支承の側面図図１のA-A線矢視断面図図１の部分拡大図図４のB-B線矢視断面図図１に類似する図本発明の第一実施形態に係る免震用支承の製造工程を示すフロー高Siステンレス鋼の引張試験の試験結果を示すグラフ図高Siステンレス鋼の伸び試験の試験結果を示すグラフ図本発明の第二実施形態に係る免震用支承の正面断面図図１０の部分拡大図本発明の第三実施形態に係る免震用支承の平面図図１２に示される免震用支承を対で建造物と建造物基礎との間に設けた状態を示す図従来の鋼材の処理フロー鋼製のロールから荷重を受けたときの支圧板の深さ方向の主剪断応力分布図

符号の説明

1 基礎支圧板部
2 中間支圧板部
3 建造物支圧板部
4 第一転動部
5 第二転動部
100 免震用支承
P 建造物
Q 建造物基礎

Claims

建造物と、前記建造物の基礎と、の間に設けられ、前記建造物の水平方向への移動を許容する免震用支承であって、
前記免震用支承は、
直径が50[mm]以上のロール又は直径が50[mm]以上のボールのうち少なくとも何れか一方と、
長手方向長さが500[mm]以上のレール又は辺長さが500[mm]以上の支圧板のうち少なくとも何れか一方と、
を含み、
前記免震用支承を構成する上記の部材のうち少なくとも何れか一の部材は、C含有量[wt%]が0.02以下であり、Si含有量[wt%]が3.0〜5.5であり、溶体化熱処理及び時効硬化熱処理が為された高Siステンレス鋼である、
ことを特徴とする免震用支承
前記高Siステンレス鋼のSi含有量[wt%]が3.8〜4.3である、ことを特徴とする請求項１に記載の免震用支承
前記免震用支承は、
前記建造物の基礎から前記建造物へ向かって順に、前記建造物の基礎に固定される前記支圧板としての基礎支圧板部と、前記建造物の基礎及び前記建造物の何れにも固定されない前記支圧板としての中間支圧板部と、前記建造物に固定される前記支圧板としての建造物支圧板部と、を備え、
前記の基礎支圧板部と中間支圧板部との間には、水平な一方向としての第一方向へ前記建造物を移動可能とする第一転動部を二つ備え、
前記の中間支圧板部と建造物支圧板部との間には、前記第一方向と水平において直交する方向としての第二方向へ前記建造物を移動可能とする第二転動部を二つ備え、
上記の第一転動部は、前記基礎支圧板部に対して前記第一方向に沿って固着される前記レールと、前記中間支圧板部に対して同じく前記第一方向に沿って固着される前記レールと、これら両レール間で転動する少なくとも二つの前記ロールと、から成り、
上記の第二転動部は、前記中間支圧板部に対して前記第二方向に沿って固着される前記レールと、前記建造物支圧板部に対して同じく前記第二方向に沿って固着される前記レールと、これら両レール間で転動する少なくとも二つの前記ロールと、から成る、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の免震用支承
前記免震用支承は、前記建造物の一方向への移動を許容するリニアステージを互いに直交するように二つ配設して構成され、
前記リニアステージは、横設される前記レールと、このレールに対して転接する複数の前記ボール又は前記ロールを介して該レールへ嵌着されて該レールに沿って往復運動可能な可動体と、から成り、
前記可動体には、前記レールに沿って列設される前記複数のボール又はロールの一端側から他端側へ該ボール又はロールを循環させるための循環経路が形成される、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の免震用支承
前記免震用支承は、前記建造物の基礎から前記建造物へ向かって順に、前記建造物の基礎に固定される前記支圧板としての基礎支圧板部と、前記基礎支圧板部上を転動する前記ボールと、前記建造物に固定され、前記ボールを回転可能に保持するボール保持部と、を備え、
前記ボールは、該ボールより小さい複数の小径ボールを介して前記ボール保持部に回転可能に保持される、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の免震用支承
前記高Siステンレス鋼は窒化処理されている、ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一に記載の免震用支承
前記高Siステンレス鋼は、硬度HRC52以上の硬化深度[mm]が2〜8である、ことを特徴とする請求項１〜６の何れか一に記載の免震用支承