(57)【要約】【課題】曲面滑り支承において相互に摺動する面の滑りを潤滑にして滑り摩擦力を調整し、免震装置としての性能を向上させた曲面滑り支承を提供する。【解決手段】曲面滑り支承１は、建物の基礎構造５に固定され、上向きに凹状の球面を有する下部球面支承２と、建物の上部構造６に固定され、上向きに凸状の球面を有する上部球面支承３と、下部球面支承２と上部球面支承３との間に設けられ、下部球面支承２の球面７ａに摺動自在に対向する下部球面９と、上部球面支承３の球面７ｂに摺動自在に対向する上部球面１０とを有するスライダ４と、を備え、下部球面支承２の球面内７ａには、スライダ４の下部球面９が摺動する範囲に亘って粉体潤滑材１５が充填され、上部球面支承３の球面７ｂとスライダ４の上部球面１０とは固体潤滑材を介して摺動する。【選択図】図１
2011112220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の基礎構造に入力された地震エネルギを位置エネルギ及び摩擦力により吸収して建物の上部構造を免震させる曲面滑り支承において、
建物の基礎構造に固定され、上向きに凹状の球面を有する下部球面支承と、
建物の上部構造に固定され、上向きに凸状の球面を有する上部球面支承と、
下部球面支承と上部球面支承との間に設けられ、下部球面支承の球面に摺動自在に対向する下部球面と、上部球面支承の球面に摺動自在に対向する上部球面とを有するスライダと、を備え、
下部球面支承の球面内にはスライダの下部球面が摺動する範囲に亘って粉体潤滑材が充填され、上部球面支承の球面とスライダの上部球面とは固体潤滑材を介して摺動することを特徴とする曲面滑り支承。
【請求項２】
請求項１に記載の曲面滑り支承であって、下部球面支承の球面内に充填される粉体潤滑材は、ボールベアリング球形微粒子であり、上部球面支承又は球面スライダの上部球面のいずれかには、層状結晶構造を有する固体潤滑材が塗布されることを特徴とする曲面滑り支承。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の曲面滑り支承であって、スライダの下部球面の表面又は上部球面の表面には、複数のディンプルが設けられることを特徴とする曲面滑り支承。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の曲面滑り支承であって、スライダの下部球面の表面又は上部球面の表面には、交差する方向に複数の溝が設けられることを特徴とする曲面滑り支承。
【請求項５】
建物の基礎構造に入力された地震エネルギを位置エネルギ及び摩擦力により吸収して建物の上部構造を免震させる曲面滑り支承において、
建物の基礎構造に固定され、上向きに凹状の球面を有する下部球面支承と、
建物の上部構造に固定される上部球面支承と、
下部球面支承と上部球面支承との間に設けられ、下部球面支承に摺動自在に対向する球面を有するスライダと、を備え、
スライダは締結具により上部球面支承に固定され、
下部球面支承の球面内にはスライダの球面が摺動する範囲に亘って粉体潤滑材が充填されることを特徴とする曲面滑り支承。
【請求項６】
請求項５に記載の曲面滑り支承であって、下部球面支承の球面内に充填される粉体の固体潤滑材は、ボールベアリング球形微粒子であることを特徴とする曲面滑り支承。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の曲面滑り支承であって、スライダの球面の表面には、複数のディンプルが設けられることを特徴とする曲面滑り支承。
【請求項８】
請求項５又は６に記載の曲面滑り支承であって、スライダの球面の表面には、交差する方向に複数の溝が設けられることを特徴とする曲面滑り支承。
【請求項９】
建物の基礎構造に入力された地震エネルギを位置エネルギ及び摩擦力により吸収して建物の上部構造を免震させる曲面滑り支承において、
建物の基礎構造に固定され、上向きに凹状の第１の球面を有する下部球面支承と、
建物の上部構造に固定され、中央部において上向きに凸状であり、第１の球面の球面半径より小さな球面半径である第２の球面を有する上部球面支承と、
下部球面支承と上部球面支承との間に設けられ、下部球面支承の第１の球面に摺動自在に対向する第１の球面と、上部球面支承の第２の球面に摺動自在に対向する第２の球面と、を有するスライダと、を備え、
下部球面支承の第１の球面内にはスライダの第１の球面が摺動する範囲に亘って粉体潤滑材が充填され、スライダの第２の球面と下部球面支承の第２の球面とは固体潤滑材を介して摺動することを特徴とする曲面滑り支承。
【請求項１０】
請求項９に記載の曲面滑り支承であって、下部球面支承の第１の球面内に充填される粉体潤滑材は、ボールベアリング球形微粒子であり、上部球面支承の第２の球面の表面又はスライダの第２の球面の表面のいずれかには、層状結晶構造を有する固体潤滑材が塗布されることを特徴とする曲面滑り支承。
【請求項１１】
建物の基礎構造に入力された地震エネルギを位置エネルギ及び摩擦力により吸収して建物の上部構造を免震させる曲面滑り支承において、
建物の上部構造に固定され、上向きに凸状の第１の球面を有する上部球面支承と、
建物の基礎構造に固定され、中央部において上向きに凹状であり、第１の球面の球面半径より小さな球面半径である第２の球面を有する下部球面支承と、
下部球面支承と上部球面支承との間に設けられ、上部球面支承の第１の球面に摺動自在に対向する第１の球面と、下部球面支承の第２の球面に摺動自在に対向する第２の球面と、を有するスライダと、を備え、
下部球面支承の第２の球面内にはスライダの第２の球面が摺動する範囲に亘って粉体潤滑材が充填され、スライダの第１の球面と上部球面支承の第１の球面とは固体潤滑材を介して摺動することを特徴とする曲面滑り支承。
【請求項１２】
請求項１１に記載の曲面滑り支承であって、下部球面支承の第２の球面内に充填される粉体潤滑材は、ボールベアリング球形微粒子であり、上部球面支承の第１の球面の表面又はスライダの第１の球面の表面のいずれかには、層状結晶構造を有する固体潤滑材が塗布されることを特徴とする曲面滑り支承。
【請求項１３】
請求項９乃至１２のいずれか１に記載の曲面滑り支承であって、スライダの第１の球面の表面又は第２の球面の表面には、複数のディンプルが設けられることを特徴とする曲面滑り支承。
【請求項１４】
請求項９乃至１２のいずれか１に記載の曲面滑り支承であって、スライダの第１の球面の表面又は第２の球面の表面には、交差する方向に複数の溝が設けられることを特徴とする曲面滑り支承。
【請求項１５】
建物の基礎構造に入力された地震エネルギを位置エネルギ及び摩擦力により吸収して建物の上部構造を免震させる曲面滑り支承において、
建物の基礎構造に固定され、上向きに凹状の第１の球面を有する下部球面支承と、
建物の上部構造に固定され、上向きに凸状の第１の球面を有する上部球面支承と、
下部球面支承と上部球面支承との間に設けられ、第１の球面の球面半径より小さな球面半径を有する第２の球面と、下部球面支承の第１の球面に摺動自在に対向する第１の球面と、を有する下部スライダと、
下部スライダの第２の球面に摺動自在に対向する第２の球面と、上部球面支承の第１の球面に摺動自在に対向する第１の球面と、を有する上部スライダと、を備え、
下部球面支承の第１の球面内には下部スライダの第１の球面が摺動する範囲に亘って粉体潤滑材が充填され、上部スライダの第１の球面と上部球面支承の第１の球面とは固体潤滑材を介して摺動し、下部スライダの第２の球面と上部スライダの第２の球面とは、固体潤滑材を介して摺動することを特徴とする曲面滑り支承。
【請求項１６】
請求項１５に記載の曲面滑り支承であって、下部スライダの第２の球面は、上向きに凸状又は上向きに凹状のいずれかであることを特徴とする曲面滑り支承。
【請求項１７】
請求項１５又は１６に記載の曲面滑り支承であって、下部球面支承の第１の球面内に充填される粉体潤滑材は、ボールベアリング球形微粒子であり、上部スライダの第１の球面の表面又は上部球面支承の第１の球面の表面のいずれか、及び、下部スライダの第２の球面の表面又は上部スライダの第２の球面の表面のいずれかには、層状結晶構造を有する固体潤滑材が塗布されることを特徴とする曲面滑り支承。
【請求項１８】
請求項１５乃至１７のいずれか１に記載の曲面滑り支承であって、下部スライダの第１の球面の表面又は第２の球面の表面、及び上部スライダの第１の球面の表面又は第２の球面の表面には、複数のディンプルが設けられることを特徴とする曲面滑り支承。
【請求項１９】
請求項１５乃至１７のいずれか１に記載の曲面滑り支承であって、下部スライダの第１の球面の表面又は第２の球面の表面、及び上部スライダの第１の球面の表面又は第２の球面の表面には、交差する方向に複数の溝が設けられることを特徴とする曲面滑り支承。
【請求項２０】
建物の基礎構造に入力された地震エネルギを位置エネルギ及び摩擦力により吸収して建物の上部構造を免震させる曲面滑り支承において、
建物の基礎構造に固定され、上向きに凹状の第１の球面を有する下部球面支承と、
建物の上部構造に固定され、上向きに凸状の第１の球面を有する上部球面支承と、
下部球面支承と上部球面支承との間に設けられ、上向きに凹状であり第１の球面の球面半径より小さな球面半径を有する第２の球面と、下部球面支承の第１の球面に摺動自在に対向する第１の球面と、を有する下部スライダと、
上向きに凸状の第２の球面と、上部球面支承の第１の球面に摺動自在に対向する第１の球面と、を有する上部スライダと、
上部スライダと下部スライダとの間に設けられ、下部スライダと摺動自在に対向する第２の球面と、上部スライダと摺動自在に対向する第２の球面とを有する中間部スライダと、を備え、
下部球面支承の第１の球面内には下部スライダの第１の球面が摺動する範囲に亘って粉体潤滑材が充填され、上部スライダの第１の球面と上部球面支承の第１の球面とは固体潤滑材を介して摺動し、下部スライダの第２の球面と中間部スライダの第２の球面、及び上部スライダの第２の球面と中間部スライダの第２の球面とは、固体潤滑材を介して摺動することを特徴とする曲面滑り支承。
【請求項２１】
請求項２０に記載の曲面滑り支承であって、下部球面支承の第１の球面内に充填される粉体の固体潤滑材は、ボールベアリング球形微粒子であり、上部スライダの第１の球面又は上部球面支承の第１の球面のいずれか、下部スライダの第２の球面の表面又は中間部スライダの第２の球面の表面、あるいは上部スライダの第２の球面の表面又は中間部スライダの第２の球面の表面には、層状結晶構造を有する固体潤滑材が塗布されることを特徴とする曲面滑り支承。
【請求項２２】
請求項２０又は２１に記載の曲面滑り支承であって、下部スライダの第１の球面の表面又は第２の球面の表面、上部スライダの第１の球面の表面又は第２の球面の表面、又は中間部スライダの第２の球面の表面には、複数のディンプルが設けられることを特徴とする曲面滑り支承。
【請求項２３】
請求項２０又は２１に記載の曲面滑り支承であって、下部スライダの第１の球面の表面又は第２の球面の表面、上部スライダの第１の球面の表面又は第２の球面の表面、又は中間部スライダの第２の球面の表面には、交差する方向に複数の溝が設けられることを特徴とする曲面滑り支承。
【請求項２４】
請求項１乃至２３のいずれか１に記載の曲面滑り支承であって、固体潤滑材であるボールベアリング球形微粒子には、カーボンオニオンが含まれ、相層状結晶構造を有する固体潤滑材には、二硫化モリブデンが含まれることを特徴とする曲面滑り支承。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、曲面滑り支承に係り、特に、建物の基礎構造に入力された地震エネルギを位置エネルギ及び摩擦力により吸収して建物の上部構造を免震させる曲面滑り支承に関する。
【背景技術】
【０００２】  免震装置とは、建物の上部構造と基礎構造とを絶縁（Ｉｓｏｌａｔｅ）し、上部構造を長周期化して上部構造へ入力する地震エネルギを低減する装置をいう。この免震装置には、例えば、積層ゴム支承（鉛プラグ入り積層ゴム支承を含む）による免震装置、ボールベアリング方式による免震装置、すべり支承による免震装置などがある。【０００３】  積層ゴム支承による免震装置は、適当な厚さのゴムと鉄板を交互に積重ね、高温・高圧で接着した構造を有する。この積層ゴム支承は、地震時などに鉄板とゴムとによる鉛直方向の高い剛性で建物重量を支えて安定させ、水平方向の大きな変形を積層ゴムのせん断変形で吸収して建物の上部構造を免震させる装置である。【０００４】  ボールベアリング方式による免震装置、及び滑り支承による免震装置は、共にトライボロジ−（Ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ）と呼ばれる現象に関する技術を応用した免震装置である。このトライボロジ−は「相対運動をしながら相互作用及ぼしあう表面」に関する科学技術であり、摩擦、磨耗、潤滑などを対象とする。【０００５】  ボールベアリング方式による免震装置は、建物の上部構造に固定された上部球面支承と、建物の基礎構造の固定された下部球面支承と、上部球面支承と下部球面支承との間に設けられた球体とから構成され、球体の転がり摩擦係数が低い点を利用し、建物の基礎構造に入力された地震エネルギを位置エネルギにより吸収して建物の上部構造を免震させる装置である。【０００６】  特許文献１には、ボールベアリング装置による免震構造が開示されている。ここでは、鋼材、セラミック等の硬質素材で成形した上盤と下盤と、両盤の間に介在させる多数の球体とから構成され、構造物を支える上盤の下面に球状凸面を形成し、地盤上に設置された下盤の上面に球状凹面を設けた免震装置が記載されている。【０００７】  一方、滑り支承による免震装置は、曲面滑り支承（Ｆｒｉｃｔｉｏｎ  Ｐｅｎｄｕｌａｍ  Ｓｙｓｔｅｍ）として知られている。この滑り支承は、対向する球面に滑り摩擦係数の低いセラミックなどを用いて摺動させ建物の基礎構造に入力された地震エネルギを位置エネルギにより吸収して建物の上部構造を免震させる装置である。【０００８】  特許文献２には、滑り支承の一種である振り子型の免震装置が開示されている。ここでは、水平方向に可動な摺動子と、摺動子の下面が摺動自在に当接する上面と、摺動子の上面が摺動自在に当接する下面とを有することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−３２５６８号公報
【特許文献２】特許第３９５１３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  積層ゴム支承による免震装置は、その機構が複雑であり部品の種類が多い。従って、製作に時間がかかり品質管理も難しいため高価な装置となってしまうという問題がある。【００１１】  また、ボールベアリング式の曲面滑り支承は、その免震性能が上下の曲面支承と多数個のボールベアリングとの製作精度に依存することから相互に摺動する支承とボールベアリングとの滑りを潤滑にするには高度な技術を要するという問題がある。また、滑り摩擦力を調整することは難しい。【００１２】  本願の目的は、かかる課題を解決し、曲面滑り支承において相互に摺動する面の滑りを潤滑にして滑り摩擦力を調整し、免震装置としての性能を向上させた曲面滑り支承を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】  上記目的を達成するため、本発明に係る曲面滑り支承は、建物の基礎構造に入力された地震エネルギを位置エネルギ及び摩擦力により吸収して建物の上部構造を免震させる曲面滑り支承において、建物の基礎構造に固定され、上向きに凹状の球面を有する下部球面支承と、建物の上部構造に固定され、上向きに凸状の球面を有する上部球面支承と、下部球面支承と上部球面支承との間に設けられ、下部球面支承の球面に摺動自在に対向する下部球面と、上部球面支承の球面に摺動自在に対向する上部球面とを有するスライダと、を備え、下部球面支承の球面内にはスライダの下部球面が摺動する範囲に亘って粉体潤滑材が充填され、上部球面支承の球面とスライダの上部球面とは固体潤滑材を介して摺動することを特徴とする。【００１４】  上記構成により、曲面滑り支承は、下部球面支承、上部球面支承、及びそれらの間に設けられるスライダから構成され、下部球面支承の球面とスライダの下部球面、及び上部球面支承の球面とスライダの下部球面がそれぞれ摺動する機構となる。そして、下部球面支承の球面内に粉体潤滑材を充填することで、粉体潤滑材が下部球面支承の球面の表面とスライダの下部球面の表面との微小な凹凸を補って相互に摺動する面の滑りを潤滑にすることができる。また、相互に摺動する上部球面支承の球面の表面とスライダの上部球面の表面には固体潤滑材が介在することで相互に摺動する面の滑りを潤滑にすることができる。さらに、粉体潤滑剤の量や固体潤滑材の厚みにより滑り摩擦力を調整し、免震装置としての性能を向上させることができる。【００１５】  また、曲面滑り支承は、下部球面支承の球面内に充填される粉体潤滑材が、ボールベアリング球形微粒子であり、上部球面支承又は球面スライダの上部球面のいずれかには、層状結晶構造を有する固体潤滑材が塗布されることが好ましい。これにより、球形の特性を有するボールベアリング球形微粒子がボールベアリング式の曲面滑り支承の原理に類似する効果を発揮することができる。また、層状結晶構造という特性を有する固体潤滑材が積層ゴム支承の免震構造の原理に類似する効果を発揮することができる。【００１６】  また、曲面滑り支承は、スライダの下部球面の表面又は上部球面の表面には、複数のディンプルが設けられることが好ましく、また、スライダの下部球面の表面又は上部球面の表面には、交差する方向に複数の溝が設けられることが好ましい。これにより、摺動時において粉体潤滑材や固体潤滑材の脱落を防止することができる。【００１７】  上記目的を達成するため、本発明に係る曲面滑り支承は、建物の基礎構造に入力された地震エネルギを位置エネルギ及び摩擦力により吸収して建物の上部構造を免震させる曲面滑り支承において、建物の基礎構造に固定され、上向きに凹状の球面を有する下部球面支承と、建物の上部構造に固定される上部球面支承と、下部球面支承と上部球面支承との間に設けられ、下部球面支承に摺動自在に対向する球面を有するスライダと、を備え、スライダは締結具により上部球面支承に固定され、下部球面支承の球面内にはスライダの球面が摺動する範囲に亘って粉体潤滑材が充填されることを特徴とする。【００１８】  上記構成により、曲面滑り支承は、下部球面支承、下部球面支承及びスライダから構成され、下部球面支承の球面とスライダの下部球面が摺動する機構となる。そして、下部球面支承の球面内に粉体潤滑材を充填することで、粉体潤滑材が下部球面支承の球面の表面とスライダの下部球面の表面との微小な凹凸を補って相互に摺動する面の滑りを潤滑にすることができる。さらに、粉体潤滑剤の量により滑り摩擦力を調整し、免震装置としての性能を向上させることができる。【００１９】  また、曲面滑り支承は、下部球面支承の球面内に充填される粉体の固体潤滑材が、ボールベアリング球形微粒子であることが好ましい。これにより、球形の特性を有するボールベアリング球形微粒子がボールベアリング式の曲面滑り支承の原理に類似する効果を発揮することができる。【００２０】  また、曲面滑り支承は，スライダの球面の表面には、複数のディンプルが設けられることが好ましく、また、スライダの球面の表面には、交差する方向に複数の溝が設けられることが好ましい。これにより、摺動時において粉体潤滑材の脱落を防止することができる。【００２１】  上記目的を達成するため、本発明に係る曲面滑り支承は、建物の基礎構造に入力された地震エネルギを位置エネルギ及び摩擦力により吸収して建物の上部構造を免震させる曲面滑り支承において、建物の基礎構造に固定され、上向きに凹状の第１の球面を有する下部球面支承と、建物の上部構造に固定され、中央部において上向きに凸状であり、第１の球面の球面半径より小さな球面半径である第２の球面を有する上部球面支承と、下部球面支承と上部球面支承との間に設けられ、下部球面支承の第１の球面に摺動自在に対向する第１の球面と、上部球面支承の第２の球面に摺動自在に対向する第２の球面と、を有するスライダと、を備え、下部球面支承の第１の球面内にはスライダの第１の球面が摺動する範囲に亘って粉体潤滑材が充填され、スライダの第２の球面と下部球面支承の第２の球面とは固体潤滑材を介して摺動することを特徴とする。【００２２】  上記構成により、曲面滑り支承は、下部球面支承、上部球面支承、及びそれらの間に設けられるスライダから構成され、下部球面支承の第１の球面とスライダの第１の球面、及び上部球面支承の第２の球面とスライダの第２の球面がそれぞれ摺動する機構となる。そして、下部球面支承の第１の球面内に粉体潤滑材を充填することで、粉体潤滑材が下部球面支承の第１の球面の表面とスライダの第１の球面の表面との微小な凹凸を補って相互に摺動する面の滑りを潤滑にすることができる。また、相互に摺動する上部球面支承の第２の球面の表面とスライダの第２の球面の表面には固体潤滑材が介在することで相互に摺動する面の滑りを潤滑にすることができる。さらに、粉体潤滑剤の量や固体潤滑材の厚みにより滑り摩擦力を調整し、免震装置としての性能を向上させることができる。【００２３】  また、曲面滑り支承は、下部球面支承の第１の球面内に充填される粉体潤滑材が、ボールベアリング球形微粒子であり、上部球面支承の第２の球面の表面又はスライダの第２の球面の表面のいずれかには、層状結晶構造を有する固体潤滑材が塗布されることが好ましい。これにより、球形の特性を有するボールベアリング球形微��子がボールベアリング式の曲面滑り支承の原理に類似する効果を発揮することができる。また、層状結晶構造という特性を有する固体潤滑材が積層ゴム支承の免震構造の原理に類似する効果を発揮することができる。【００２４】  上記目的を達成するため、本発明に係る曲面滑り支承は、建物の基礎構造に入力された地震エネルギを位置エネルギ及び摩擦力により吸収して建物の上部構造を免震させる曲面滑り支承において、建物の上部構造に固定され、上向きに凸状の第１の球面を有する上部球面支承と、建物の基礎構造に固定され、中央部において上向きに凹状であり、第１の球面の球面半径より小さな球面半径である第２の球面を有する下部球面支承と、下部球面支承と上部球面支承との間に設けられ、上部球面支承の第１の球面に摺動自在に対向する第１の球面と、下部球面支承の第２の球面に摺動自在に対向する第２の球面と、を有するスライダと、を備え、下部球面支承の第２の球面内にはスライダの第２の球面が摺動する範囲に亘って粉体潤滑材が充填され、スライダの第１の球面と上部球面支承の第１の球面とは固体潤滑材を介して摺動することを特徴とする。【００２５】  上記構成により、曲面滑り支承は、下部球面支承、上部球面支承、及びそれらの間に設けられるスライダから構成され、下部球面支承の第２の球面とスライダの第２の球面、及び上部球面支承の第１の球面とスライダの第１の球面がそれぞれ摺動する機構となる。そして、下部球面支承の第２の球面内に粉体潤滑材を充填することで、粉体潤滑材が下部球面支承の第２の球面の表面とスライダの第２の球面の表面との微小な凹凸を補って相互に摺動する面の滑りを潤滑にすることができる。また、相互に摺動する上部球面支承の第１の球面の表面とスライダの第１の球面の表面には固体潤滑材が介在することで相互に摺動する面の滑りを潤滑にすることができる。さらに、粉体潤滑剤の量や固体潤滑材の厚みにより滑り摩擦力を調整し、免震装置としての性能を向上させることができる。【００２６】  また、曲面滑り支承は、下部球面支承の第２の球面内に充填される粉体潤滑材が、ボールベアリング球形微粒子であり、上部球面支承の第１の球面の表面又はスライダの第１の球面の表面のいずれかには、層状結晶構造を有する固体潤滑材が塗布されることが好ましい。これにより、球形の特性を有するボールベアリング球形微粒子がボールベアリング式の曲面滑り支承の原理に類似する効果を発揮することができる。また、層状結晶構造という特性を有する固体潤滑材が積層ゴム支承の免震構造の原理に類似する効果を発揮することができる。【００２７】  また、曲面滑り支承は，スライダの第１の球面の表面又は第２の球面の表面には、複数のディンプルが設けられることが好ましく、また、スライダの第１の球面の表面又は第２の球面の表面には、交差する方向に複数の溝が設けられることが好ましい。これにより、摺動時において粉体潤滑材や固体潤滑材の脱落を防止することができる。【００２８】  上記目的を達成するため、本発明に係る曲面滑り支承は、建物の基礎構造に入力された地震エネルギを位置エネルギ及び摩擦力により吸収して建物の上部構造を免震させる曲面滑り支承において、建物の基礎構造に固定され、���向きに凹状の第１の球面を有する下部球面支承と、建物の上部構造に固定され、上向きに凸状の第１の球面を有する上部球面支承と、下部球面支承と上部球面支承との間に設けられ、第１の球面の球面半径より小さな球面半径を有する第２の球面と、下部球面支承の第１の球面に摺動自在に対向する第１の球面と、を有する下部スライダと、下部スライダの第２の球面に摺動自在に対向する第２の球面と、上部球面支承の第１の球面に摺動自在に対向する第１の球面と、を有する上部スライダと、を備え、下部球面支承の第１の球面内には下部スライダの第１の球面が摺動する範囲に亘って粉体潤滑材が充填され、上部スライダの第１の球面と上部球面支承の第１の球面とは固体潤滑材を介して摺動し、下部スライダの第２の球面と上部スライダの第２の球面とは、固体潤滑材を介して摺動することを特徴とする。【００２９】  上記構成により、曲面滑り支承は、下部球面支承と、上部球面支承と、それらの間に設けられる上部スライダ及び下部スライダとから構成され、下部球面支承の第１の球面と下部スライダの第１の球面、上部球面支承の第１の球面と上部スライダの第１の球面、及び下部スライダの第２の球面と上部スライダの第２の球面がそれぞれ摺動する機構となる。そして、下部球面支承の第１の球面内に粉体潤滑材を充填することで、粉体潤滑材が下部球面支承の第１の球面の表面と下部スライダの第１の球面の表面との微小な凹凸を補って相互に摺動する面の滑りを潤滑にすることができる。また、相互に摺動する上部球面支承の第１の球面の表面と上部スライダの第１の球面の表面、及び下部スライダの第２の球面と上部スライダの第２の球面とには固体潤滑材が介在することで相互に摺動する面の滑りを潤滑にすることができる。さらに、粉体潤滑剤の量や固体潤滑材の厚みにより滑り摩擦力を調整し、免震装置としての性能を向上させることができる。【００３０】  また、曲面滑り支承は、下部スライダの第２の球面が、上向きに凸状又は上向きに凹状のいずれかであることが好ましい。これにより、下部スライダの第２の球面と上部部スライダの第２の球面との摺動面は、基礎構造や上部構造の構造特性により、上向きに凸状又は上向きに凹状のいずれか最適な構成を選択することができる。【００３１】  また、曲面滑り支承は，下部球面支承の第１の球面内に充填される粉体潤滑材は、ボールベアリング球形微粒子であり、上部スライダの第１の球面の表面又は上部球面支承の第１の球面の表面のいずれか、及び、下部スライダの第２の球面の表面又は上部スライダの第２の球面の表面のいずれかには、層状結晶構造を有する固体潤滑材が塗布されることが好ましい。これにより、球形の特性を有するボールベアリング球形微粒子がボールベアリング式の曲面滑り支承の原理に類似する効果を発揮することができる。また、層状結晶構造という特性を有する固体潤滑材が積層ゴム支承の免震構造の原理に類似する効果を発揮することができる。【００３２】  また、曲面滑り支承は，下部スライダの第１の球面の表面又は第２の球面の表面、又は上部スライダの第１の球面の表面又は第２の球面の表面には、複数のディンプルが設けられることが好ましく、また、下部スライダの第１の球面の表面��は第２の球面の表面、又は上部スライダの第１の球面の表面又は第２の球面の表面には、交差する方向に複数の溝が設けられることが好ましい。これにより、摺動時において粉体潤滑材や固体潤滑材の脱落を防止することができる。【００３３】  上記目的を達成するため、本発明に係る曲面滑り支承は、建物の基礎構造に入力された地震エネルギを位置エネルギ及び摩擦力により吸収して建物の上部構造を免震させる曲面滑り支承において、建物の基礎構造に固定され、上向きに凹状の第１の球面を有する下部球面支承と、建物の上部構造に固定され、上向きに凸状の第１の球面を有する上部球面支承と、下部球面支承と上部球面支承との間に設けられ、上向きに凹状であり第１の球面の球面半径より小さな球面半径を有する第２の球面と、下部球面支承の第１の球面に摺動自在に対向する第１の球面と、を有する下部スライダと、上向きに凸状の第２の球面と、上部球面支承の第１の球面に摺動自在に対向する第１の球面とを有する上部スライダと、上部スライダと下部スライダとの間に設けられ、下部スライダと摺動自在に対向する第２の球面と、上部スライダと摺動自在に対向する第２の球面とを有する中間部スライダと、を備え、下部球面支承の第１の球面内には下部スライダの第１の球面が摺動する範囲に亘って粉体潤滑材が充填され、上部スライダの第１の球面と上部球面支承の第１の球面とは固体潤滑材を介して摺動し、下部スライダの第２の球面と中間部スライダの第２の球面、又は上部スライダの第２の球面と中間部スライダの第２の球面とは、固体潤滑材を介して摺動することを特徴とする。【００３４】  上記構成により、曲面滑り支承は、下部球面支承と、上部球面支承と、それらの間に設けられる上部スライダ、下部スライダ及び中間部スライダとから構成され、下部球面支承の第１の球面と下部スライダの第１の球面、上部球面支承の第１の球面と上部スライダの第１の球面、下部スライダの第２の球面と中間部スライダの第２の球面、及び上部スライダの第２の球面と中間部スライダの第２の球面がそれぞれ摺動する機構となる。そして、下部球面支承の第１の球面内に粉体潤滑材を充填することで、粉体潤滑材が下部球面支承の第１の球面の表面と下部スライダの第１の球面の表面との微小な凹凸を補って相互に摺動する面の滑りを潤滑にすることができる。また、相互に摺動する上部球面支承の第１の球面と上部スライダの第１の球面、下部スライダの第２の球面と中間部スライダの第２の球面、又は上部スライダの第２の球面と中間部スライダの第２の球面には固体潤滑材が介在することで相互に摺動する面の滑りを潤滑にすることができる。さらに、粉体潤滑剤の量や固体潤滑材の厚みにより滑り摩擦力を調整し、免震装置としての性能を向上させることができる。【００３５】  また、曲面滑り支承は、下部球面支承の第１の球面内に充填される粉体の固体潤滑材が、ボールベアリング球形微粒子であり、上部スライダの第１の球面又は上部球面支承の第１の球面のいずれか、下部スライダの第２の球面の表面又は中間部スライダの第２の球面の表面、あるいは上部スライダの第２の球面の表面又は中間部スライダの第２の球面の表面には、層状結晶構造を有する固体潤滑材が塗布される��とが好ましい。これにより、球形の特性を有するボールベアリング球形微粒子がボールベアリング式の曲面滑り支承の原理に類似する効果を発揮することができる。また、層状結晶構造という特性を有する固体潤滑材が積層ゴム支承の免震構造の原理に類似する効果を発揮することができる。【００３６】  また、曲面滑り支承は，下部スライダの第１の球面の表面又は第２の球面の表面、上部スライダの第１の球面の表面又は第２の球面の表面、又は中間部スライダの第２の球面にの表面は、複数のディンプルが設けられることが好ましく、また、下部スライダの第１の球面の表面又は第２の球面の表面、上部スライダの第１の球面の表面又は第２の球面の表面、又は中間部スライダの第２の球面の表面には、交差する方向に複数の溝が設けられることが好ましい。これにより、摺動時において粉体潤滑材や固体潤滑材の脱落を防止することができる。【００３７】  さらに、これらの曲面滑り支承は，固体潤滑材であるボールベアリング球形微粒子には、カーボンオニオンが含まれ、相層状結晶構造を有する固体潤滑材には、二硫化モリブデンが含まれることが好ましい。
【発明の効果】
【００３８】  以上のように、本発明に係る曲面滑り支承によれば、曲面滑り支承において相互に摺動する面の滑りを潤滑にして滑り摩擦力を調整し、免震装置としての性能を向上させた曲面滑り支承を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る曲面滑り支承の第１実施形態の概略構成を示す断面図である。
【図２】第１実施形態の他の実施例の概略構成を示す断面図である。
【図３】本発明に係る曲面滑り支承の第２実施形態の概略構成を示す断面図である。
【図４】第２実施形態の他の実施例の概略構成を示す断面図である。
【図５】本発明に係る曲面滑り支承の第３実施形態の概略構成を示す断面図である。
【図６】本発明に係る曲面滑り支承の第４実施形態の概略構成を示す断面図である。
【図７】スライダの球面上に設けられるディンプル及び溝部を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】  以下に、図面を用いて本発明に係る曲面滑り支承の実施形態につき、詳細に説明する。
【００４１】（第１実施形態）
図１に、本発明に係る曲面滑り支承１の第１実施形態を示す。図１（ａ）は、曲面滑り支承１を水平面で切断した図１（ｂ）のＢ−Ｂ断面を示し、図１（ｂ）は、曲面滑り支承１を鉛直面で切断した図１（ａ）のＡ−Ａ断面を示す。本実施形態の曲面滑り支承１は、下部球面支承２、上部球面支承３、及びスライダ４から構成される。そして、この曲面滑り支承１は、建物の基礎構造５に入力された地震エネルギをスライダ４が下部球面支承２及び上部球面支承３に対して摺動することで、位置エネルギ及び摩擦力により吸収して建物の上部構造６を基礎構造５に対して免震させる。
【００４２】  下部球面支承２は、建物の基礎構造５に固定される。本実施形態では、下部球面支承２は矩形であり、四隅に基礎構造５に接続させるための接続ボルト孔１１ａが設けられているが、下部球面支承２は矩形に限らず、例えば円形などの外形であっても良い。また、基礎構造５に対する接続方法もボルト接合に限らず、例えば溶接接合などであっても良い。この下部球面支承２の上面には、矩形の下部球面支承２の内側に円形の範囲に曲率半径がＲ１である球面７ａが設けられる。
【００４３】  上部球面支承３は、建物の上部構造６に固定される。本実施形態では、上部球面支承３は矩形であり、四隅に上部構造６に接続させるための接続ボルト孔１１ｂが設けられているが、上部球面支承３は矩形に限らず、例えば円形などの外形であっても良い。また、上部構造６に対する接続方法もボルト接合に限らず、例えば溶接接合などであっても良い。また、本実施形態では、上部球面支承３と下部球面支承２との外形は略同一とするが、必ずしも同一である必要はない。また、本実施形態では、上部球面支承３の球面７ｂと下部球面支承２の球面７ａとの範囲は略同一とするが、異なる範囲であっても良い。この上部球面支承３の下面には、矩形の上部球面支承３の内側に円形の範囲に曲率半径がＲ２である球面７ｂが設けられる。本実施形態の曲率半径Ｒ１と曲率半径Ｒ２とは、略同一とするが、異なる値であっても良い
【００４４】  スライダ４は、下部球面支承２と上部球面支承３との間に設けられ、下部球面支承２の球面７ａに摺動自在に対向する下部球面９と、上部球面支承３の球面７ｂに摺動自在に対向する上部球面１０とを有する。図１（ｂ）に示すように、スライダ４の下部球面９の曲率半径は球面７ａの曲率半径と同様にＲ１であり、上部球面１０の曲率半径は球面７ｂの曲率半径と同様にＲ２であり、それぞれ同じ曲率半径を有することにより摺動できる。
【００４５】  下部球面支承２の球面７ａ内には、スライダ４の下部球面９が球面７ａ内で摺動する範囲に亘って粉体潤滑材１５が充填される。すなわち、スライダ４は、充填された粉末状の粉体潤滑材１５を常に介して下部球面支承２の球面７ａ内を摺動する。ここで、粉体潤滑材とは、固体潤滑材を微細化して粉末状にしたものをいう。本実施形態では、この粉体潤滑材１５は、例えばカーボンオニオンなどのボールベアリング球形微粒子である。カーボンオニオンは、黒鉛（グラファイト）が玉ねぎのように層になって重なった直径５〜１０ナノメートルの球状の微粒子である。カーボンオニオンは、この球状構造により極めて低い摩擦係数及び潤滑性を有することが知られている。この球状構造のカーボンオニオンが下部球面支承２の球面７ａの表面とスライダ４の下部球面９の表面との微小な凹凸を補って相互に摺動する面の滑りを潤滑にすることができる。また、球状構造のカーボンオニオンが下部球面支承２の球面７ａとスライダ４の下部球面９との摺動に伴い回転し、ボールベアリング式の曲面滑り支承の原理に類似する効果を発揮することができる。
【００４６】  スライダ４の上部球面１０と上部球面支承３の球面７ｂとは固体潤滑材（図示せず）を介して摺動する。すなわち、本実施形態では、この固体潤滑材は、例えば、二硫化モリブデンなどの層状結晶構造を有する固体潤滑材である。この層状結晶構造を有する二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）は、モリブデンと硫黄からなる無機化合物である。そして、二硫化モリブデンは、六方晶型の層状結晶構造を持ち、各層はモリブデンの層の両面を硫黄で挟んだ構成となっている。二硫化モリブデンは、モリブデンと硫黄の結合が強固であるのに対して層と層を繋ぐ硫黄同士の結合は弱いため、せん断力が加わると容易に層間がずれるというという構造的な特性を有する。二硫化モリブデンは、この層状結晶構造の層間変形により極めて低い摩擦係数及び潤滑性を有することが知られている。本実施形態では、この層状結晶構造を有する二硫化モリブデンが上部球面支承３の球面７ｂ、或いは摺動するスライダ４の上部球面１０のいずれかに塗布される。
【００４７】  この固体潤滑材である二硫化モリブデンは、上部球面支承３の球面７ｂ側に塗布されても良く、スライダ４の上部球面１０及び上部球面支承３の球面７ｂの両側に塗布されても良い。ここで、「塗布する」ことには、蒸着、焼付けなどスライダ４の上部球面１０の表面、或いは上部球面支承３の球面７ｂの表面に固体潤滑材を定着させるあらゆる手段が含まれる。この層状結晶構造という特性を有する二硫化モリブデンがスライダ４の上部球面１０、又は上部球面支承３の球面７ｂに塗布されることで、積層ゴム支承の免震構造の原理に類似する効果を発揮することができる。
【００４８】（第１実施形態の他の実施例）
【００４９】  図２に、第１実施形態の他の実施例を示す。この実施例では、スライダ４が摺動固定ボルト１２により上部球面支承３に固定される。また、下部球面支承２の球面７ａ内にはスライダ４の下部球面９が摺動する範囲に亘って粉体潤滑材１５が充填され、スライダ４の上部球面１０及び上部球面支承３の球面７ｂには固体潤滑材は塗布されない。それ以外の構成は上述した第１実施形態と同様であるため説明を省略する。この上部球面支承３は、下面が球面状ではなく平板状であり、スライダ４の上部球面１０も同様に平板であっても良い。この実施例の構成により、曲面滑り支承１の構成を簡易なものとし、製作コストを低減することができる。
【００５０】（第２実施形態）
図３に、本発明に係る曲面滑り支承の第２実施形態を示す。図３（ａ）は、曲面滑り支承１００を水平面で切断した図３（ｂ）のＤ−Ｄ断面を示し、図３（ｂ）は、曲面滑り支承１００を鉛直面で切断した図３（ａ）のＣ−Ｃ断面を示す。本実施形態の曲面滑り支承１００は、下部球面支承１０２、上部球面支承１０３、及びスライダ１０４から構成される。そして、この曲面滑り支承１００は、建物の基礎構造１０５に入力された地震エネルギをスライダ１０４が下部球面支承１０２及び上部球面支承１０３に対して摺動することで、位置エネルギ及び摩擦力により吸収して建物の上部構造１０６を基礎構造１０５に対して免震させる。
【００５１】  下部球面支承１０２は、建物の基礎構造１０５に固定される。本実施形態では、下部球面支承１０２は矩形であり、四隅に基礎構造１０５に接続させるための接続ボルト孔１１１ａが設けられているが、下部球面支承１０２は矩形に限らず、例えば円形などの外形であっても良い。また、基礎構造１０５に対する接続方法もボルト接合に限らず、例えば溶接接合などであっても良い。この下部球面支承１０２の上面には、矩形の下部球面支承１０２の内側に円形の範囲に曲率半径がＲ３である第１球面１０７が設けられる。
【００５２】  上部球面支承１０３は、建物の上部構造１０６に固定され、中央部において上向きに凸状であり、第１球面１０７の球面半径より小さな球面半径Ｒ４である第２球面１０８を有する。本実施形態では、上部球面支承１０３は矩形であり、四隅に上部構造１０６に接続させるための接続ボルト孔１１１ｂが設けられているが、上部球面支承１０３は矩形に限らず、例えば円形などの外形であっても良い。また、上部構造１０６に対する接続方法もボルト接合に限らず、例えば溶接接合などであっても良い。また、本実施形態では、上部球面支承１０３と下部球面支承１０２との外形は略同一とするが、必ずしも同一である必要はない。この上部球面支承１０３の下面には、矩形の上部球面支承１０３の内側に円形の範囲に曲率半径がＲ４である第２球面１０８が設けられる。
【００５３】  スライダ１０４は、下部球面支承１０２と上部球面支承１０３との間に設けられ、下部球面支承１０２の第１球面１０７に摺動自在に対向する第１球面１０９と、上部球面支承１０３の第２球面１０８に摺動自在に対向する第２球面１１０と、を有する。図３（ｂ）に示すように、スライダ１０４の第１球面１０９の曲率半径は下部球面支承１０２の第１球面１０７の曲率半径と同様にＲ３であり、スライダ１０４の第２球面１１０の曲率半径は上部球面支承１０３の第２球面１０８の曲率半径と同様にＲ４であり、それぞれ同じ曲率半径を有することにより摺動できる。
【００５４】  下部球面支承１０２の第１球面１０７内には、スライダ１０４が第１球面１０７内で摺動する範囲に亘って粉体潤滑材１１５が充填される。すなわち、スライダ１０４は、充填された粉末状の粉体潤滑材１１５を常に介して下部球面支承１０２の第１球面１０７内を摺動する。本実施形態でも、粉体潤滑材は第１実施形態と同様に、例えばカーボンオニオンなどのボールベアリング球形微粒子であるため説明を省略する。この球状構造のカーボンオニオンが下部球面支承１０２の第１球面１０７の表面とスライダ１０４の第１球面１０９の表面との微小な凹凸を補って相互に摺動する面の滑りを潤滑にすることができる。また、球状構造のカーボンオニオンが下部球面支承１０２の第１球面１０７とスライダ１０４の第２球面１０９との摺動に伴い回転し、ボールベアリング式の曲面滑り支承の原理に類似する効果を発揮することができる。
【００５５】  スライダ１０４の第２球面１０８と上部球面支承１０３の第２球面１１０とは固体潤滑材を介して摺動する。本実施形態でもこの固体潤滑材は、例えば、二硫化モリブデンなどの層状結晶構造を有する固体潤滑材であるため、説明を省略する。本実施形態では、この層状結晶構造を有する二硫化モリブデンが上部球面支承１０３の第２球面１０８、又は摺動するスライダ１０４の第２球面１１０に塗布される。
【００５６】  この固体潤滑材である二硫化モリブデンは、上部球面支承１０３の第２球面１０８側に塗布されても良く、スライダ１０４の第２球面１１０及び上部球面支承１０３の第２球面１０８の両側に塗布されても良い。ここで、「塗布する」ことには、蒸着、焼付けなどスライダ１０４の第２球面１１０の表面、又は上部球面支承１０３の第２球面１０８の表面に固体潤滑材を定着させるあらゆる手段が含まれる。この層状結晶構造という特性を有する二硫化モリブデンがスライダ１０４の第２球面１１０、又は上部球面支承１０３の第２球面１０８に塗布されることで、積層ゴム支承の免震構造の原理に類似する効果を発揮することができる。
【００５７】（第２実施形態の他の実施例）
図４に、第２実施形態の他の実施例を示す。この実施例では、上部球面支承１０３は、建物の上部構造１０６に固定され、上向きに凸状の第１球面１０７を有する。また、下部球面支承１０２は、建物の基礎構造１０５に固定され、中央部において上向きに凹状であり、第１球面１０７の球面半径より小さな球面半径Ｒ３である第２球面１０８を有する。そして、スライダ１０４は、下部球面支承１０２と上部球面支承１０３との間に設けられ、上部球面支承１０３の第１球面１０７に摺動自在に対向する第１球面１０９と、下部球面支承１０２の第１球面１０９に摺動自在に対向する第２球面１１０とを有する。すなわち、この実施例は、第２実施形態におけるスライダ１０４が上下逆になった構成である。
【００５８】  そして、下部球面支承１０２の第２球面１０８内にはスライダ１０４が第２球面１０８内で摺動する範囲に亘って粉体潤滑材１１５が充填され、スライダ１０４の第２球面１１０と上部球面支承１０３の第１球面１０７とは固体潤滑材１１５を介して摺動する。
【００５９】（第３実施形態）
図５に、本発明に係る曲面滑り支承の第３実施形態を示す。図５（ａ）は、曲面滑り支承２００を水平面で切断した図５（ｂ）のＦ−Ｆ断面を示し、図５（ｂ）は、曲面滑り支承２００を鉛直面で切断した図５（ａ）のＥ−Ｅ断面を示す。本実施形態の曲面滑り支承２００は、下部球面支承２０２と、上部球面支承２０３と、下部スライダ２０４ａ及び上部スライダ２０４ｂから構成される。そして、この曲面滑り支承２００は、建物の基礎構造２０５に入力された地震エネルギを下部スライダ２０４ａが下部球面支承２０２に、上部スライダ２０４ｂが上部球面支承２０３に、そして下部スライダ２０４ａと上部スライダ２０４ｂとが摺動することで、位置エネルギ及び摩擦力により吸収して建物の上部構造２０６を基礎構造２０５に対して免震させる。
【００６０】  下部球面支承２０２は、建物の基礎構造２０５に固定される。本実施形態では、下部球面支承２０２は矩形であり、四隅に基礎構造２０５に接続させるための接続ボルト孔２１１ａが設けられているが、下部球面支承２０２は矩形に限らず、例えば円形などの外形であっても良い。また、基礎構造２０５に対する接続方法もボルト接合に限らず、例えば溶接接合などであっても良い。この下部球面支承２０２の上面には、矩形の下部球面支承２０２の内側に円形の範囲に曲率半径がＲ５である第１球面２０７ａが設けられる。
【００６１】  上部球面支承２０３は、建物の上部構造２０６に固定される。本実施形態では、上部球面支承２０３は矩形であり、四隅に上部構造２０６に接続させるための接続ボルト孔２１１ｂが設けられているが、上部球面支承２０３は矩形に限らず、例えば円形などの外形であっても良い。また、上部構造２０６に対する接続方法もボルト接合に限らず、例えば溶接接合などであっても良い。また、本実施形態では、上部球面支承２０３と下部球面支承２０２との外形は略同一とするが、必ずしも同一である必要はない。この上部球面支承２０３の下面には、矩形の上部球面支承２０３の内側に円形の範囲に曲率半径がＲ５である第１球面２０７ｂが設けられる。
【００６２】  下部スライダ２０４ａ及び上部スライダ２０４ｂは、下部球面支承２０２と上部球面支承２０３との間に設けられ、上部スライダ２０４ｂ及び下部スライダ２０４ａから構成される。下部スライダ２０４ａは、その上面に球面半径Ｒ６である第２球面２０９ｂと、下部球面支承２０２の第１球面２０７ａに摺動自在に対向する球面半径Ｒ５の第１球面２０９ａとを有する。上部スライダ２０４ｂは、下部スライダ２０４ａの第２球面２０９ｂに摺動自在に対向する第２球面２１０ａと、上部球面支承２０３の第１球面２０７ｂに摺動自在に対向する第１球面２１０ｂとを有する。
【００６３】  図５（ｂ）に示すように、下部スライダ２０４ａの第１球面２０９ａの曲率半径は下部球面支承２０２の第１球面２０７ａの曲率半径と同様にＲ５であり、上部スライダ２０４ｂの第１球面２１０ｂの曲率半径は上部球面支承２０３の第１球面２０７ｂの曲率半径と同様にＲ５であり、下部スライダ２０４ａの第２球面２０９ｂの曲率半径は上部スライダ２０４ｂの第２球面２１０ａの曲率半径と同様にＲ６であり、それぞれ同じ曲率半径を有することにより摺動できる。
【００６４】  下部球面支承２０２の第１球面２０７ａ内には、下部スライダ２０４ａが第１球面２０７ａ内で摺動する範囲に亘って粉体潤滑材２１５が充填される。すなわち、下部スライダ２０４ａは、充填された粉末状の粉体潤滑材２１５を常に介して下部球面支承２０２の第１球面２０７ａ内を摺動する。本実施形態でも、粉体潤滑材２１５は第１実施形態と同様に、例えばカーボンオニオンなどのボールベアリング球形微粒子であるため説明を省略する。この球状構造のカーボンオニオンが下部球面支承２０２の第１球面２０７ａの表面と下部スライダ２０４ａの第１球面２０９ａの表面との微小な凹凸を補って相互に摺動する面の滑りを潤滑にすることができる。また、球状構造のカーボンオニオンが下部球面支承２０２の第１球面２０７ａと下部スライダ２０４ａの第１球面２０９ａとの摺動に伴い回転し、ボールベアリング式の曲面滑り支承の原理に類似する効果を発揮することができる。
【００６５】  上部スライダ２０４ｂの第１球面２１０ｂと上部球面支承２０３の第１球面２０７ｂとは固体潤滑材を介して摺動し、下部スライダ２０４ａの第２球面２０９ｂと上部スライダ２０４ｂの第２球面２１０ａとは、固体潤滑材を介して摺動する。本実施形態でもこの固体潤滑材は、例えば、二硫化モリブデンなどの層状結晶構造を有する固体潤滑材であるため、説明を省略する。本実施形態では、この層状結晶構造を有する二硫化モリブデンが上部スライダ２０４ｂの第１球面２１０ｂ、或いは下部スライダ２０４ａの第２球面２０９ｂ又は上部スライダ２０４ｂの第２球面２１０ａのいずれかに塗布される。
【００６６】  この固体潤滑材である二硫化モリブデンは、上部球面支承２０３の第１球面２０７ｂ側に塗布されても良く、下部スライダ２０４ａの第２球面２０９ｂ及び上部スライダ２０４ｂの第２球面２１０ａの両側に塗布されても良い。ここで、「塗布する」ことには、蒸着、焼付けなど、上部スライダ２０４ｂの第１球面２１０ｂ、下部スライダ２０４ａの第２球面２０９ｂの表面、又は上部スライダ２０４ｂの第２球面２１０ａの表面に固体潤滑材を定着させるあらゆる手段が含まれる。この層状結晶構造という特性を有する二硫化モリブデンが塗布されることで、積層ゴム支承の免震構造の原理に類似する効果を発揮することができる。
【００６７】（第４実施形態）
図６に、本発明に係る曲面滑り支承の第４実施形態を示す。図６（ａ）は、曲面滑り支承３００を水平面で切断した図６（ｂ）のＨ−Ｈ断面を示し、図６（ｂ）は、曲面滑り支承３００を鉛直面で切断した図６（ａ）のＧ−Ｇ断面を示す。本実施形態の曲面滑り支承３００は、下部球面支承３０２と、上部球面支承３０３と、下部スライダ３０４ａ、上部スライダ３０４ｂ及び中間部スライダ３０４ｃから構成される。そして、この曲面滑り支承３００は、建物の基礎構造３０５に入力された地震エネルギを下部スライダ３０４ａが下部球面支承３０２に、上部スライダ３０４ｂが上部球面支承３０３に、そして下部スライダ３０４ａと上部スライダ３０４ｂとがそれぞれ中間部スライダ３０４ｃと摺動することで、位置エネルギ及び摩擦力により吸収して建物の上部構造３０６を基礎構造３０５に対して免震させる。
【００６８】  下部球面支承３０２は、建物の基礎構造３０５に固定される。本実施形態では、下部球面支承３０２は矩形であり、四隅に基礎構造３０５に接続させるための接続ボルト孔３１１ａが設けられているが、下部球面支承３０２は矩形に限らず、例えば円形などの外形であっても良い。また、基礎構造３０５に対する接続方法もボルト接合に限らず、例えば溶接接合などであっても良い。この下部球面支承３０２の上面には、矩形の下部球面支承３０２の内側に円形の範囲に曲率半径がＲ７である第１球面３０７ａが設けられる。
【００６９】  上部球面支承３０３は、建物の上部構造３０６に固定される。本実施形態では、上部球面支承３０３は矩形であり、四隅に上部構造３０６に接続させるための接続ボルト孔３１１ｂが設けられているが、上部球面支承３０３は矩形に限らず、例えば円形などの外形であっても良い。また、上部構造３０６に対する接続方法もボルト接合に限らず、例えば溶接接合などであっても良い。また、本実施形態では、上部球面支承３０３と下部球面支承３０２との外形は略同一とするが、必ずしも同一である必要はない。この上部球面支承３０３の下面には、矩形の上部球面支承３０３の内側に円形の範囲に曲率半径がＲ７である第１球面３０７ｂが設けられる。
【００７０】  本実施形態のスライダ３０４は、下部球面支承３０２と上部球面支承３０３との間に設けられ、下部スライダ３０４ａ、上部スライダ３０４ｂ及び中間部スライダ３０４ｃから構成される。下部スライダ３０４ａは、上向きに凹状である球面半径Ｒ８を有する第２球面３０９ｂと、下部球面支承３０２の第１球面３０７ａに摺動自在に対向する第１球面３０９ａとを有する。上部スライダ３０４ｂは、上向きに凸状の第２球面３１０ａと、上部球面支承３０３の第１球面３０７ｂに摺動自在に対向する第１球面３１０ｂとを有する。中間部スライダ３０４ｃは、下部スライダ３０４ａと上部スライダ３０４ｂとの間に設けられ、下部スライダ３０４ａと摺動自在に対向する第２球面３０８ａと、上部スライダ３０４ｂと摺動自在に対向する第２球面３０８ｂとを有する。
【００７１】  図６（ｂ）に示すように、下部スライダ３０４ａの第１球面３０９ａの曲率半径は下部球面支承３０２の第１球面３０７ａの曲率半径と同様にＲ７であり、上部スライダ３０４ｂの第１球面３１０ｂの曲率半径は、上部球面支承３０３の第１球面３０７ｂの曲率半径と同様にＲ７であり、下部スライダ３０４ａの第２球面３０９ｂ及び上部スライダ３０４ｂの第２球面３１０ａの曲率半径は、中間部スライダ３０４ｃの第２球面３０８ａ，３０８ｂの曲率半径と同様にＲ８であり、それぞれ同じ曲率半径を有することにより摺動できる。
【００７２】  下部球面支承３０２の第１球面３０７ａ内には、下部スライダ３０４ａが第１球面３０７ａ内で摺動する範囲に亘って粉体潤滑材３１５が充填される。すなわち、下部スライダ３０４ａは、充填された粉末状の粉体潤滑材３１５を常に介して下部球面支承３０２の第１球面３０７ａ内を摺動する。本実施形態でも、粉体潤滑材は第１実施形態と同様に、例えばカーボンオニオンなどのボールベアリング球形微粒子であるため説明を省略する。この球状構造のカーボンオニオンが下部球面支承３０２の第１球面３０７ａの表面と下部スライダ３０４ａの第１球面３０９ａの表面との微小な凹凸を補って相互に摺動する面の滑りを潤滑にすることができる。また、球状構造のカーボンオニオンが下部球面支承３０２の第１球面３０７ａと下部スライダ３０４ａの第１球面３０９ａとの摺動に伴い回転し、ボールベアリング式の曲面滑り支承の原理に類似する効果を発揮することができる。
【００７３】  上部スライダ３０４ｂの第１球面３１０ｂと上部球面支承３０３の第１球面３０７ｂとは固体潤滑材を介して摺動し、下部スライダ３０４ａの第２球面３０９ｂと中間部スライダ３０４ｃの第２球面３０８ａとは固体潤滑材を介して摺動し、更に上部スライダ３０４ｂの第２球面３１０ａと中間部スライダ３０４ｃの第２球面３０８ｂとは、固体潤滑材を介して摺動する。本実施形態でもこの固体潤滑材は、例えば、二硫化モリブデンなどの層状結晶構造を有する固体潤滑材であるため、説明を省略する。本実施形態では、この層状結晶構造を有する二硫化モリブデンが各摺動面に塗布される。
【００７４】  この固体潤滑材である二硫化モリブデンは、上部スライダ３０４ｂの第１球面３１０ｂ又は上部球面支承３０３の第１球面３０７ｂのいずれかに塗布されても良く、両面に塗布されても良い。また、下部スライダ３０４ａの第２球面３０９ｂと中間部スライダ３０４ｃの第２球面３０８ａのいずれかに塗布されても良く、両面に塗布されても良い。さらに、上部スライダ３０４ｂの第２球面３１０ａと中間部スライダ３０４ｃの第２球面３０８ｂのいずれかに塗布されても良く、両面に塗布されても良い。ここで、「塗布する」ことには、蒸着、焼付けなどスライダの表面に固体潤滑材を定着させるあらゆる手段が含まれる。この層状結晶構造という特性を有する二硫化モリブデンが塗布されることで、積層ゴム支承の免震構造の原理に類似する効果を発揮することができる。
【００７５】  以下に、各実施形態のスライダの球面上に共通に設けられるディンプル及び溝部を図７に示す。図７（ａ）は、スライダ４，１０４，２０４ａ，２０４ｂ，３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃの各球面９，１０，１０９，１１０，２０９ａ，２０９ｂ，２１０ａ，２１０ｂ，３０８ａ，３０８ｂ，３０９ａ，３０９ｂ，３１０ａ３１０ｂそれぞれの表面に設けられた場合の複数のディンプル１３を示す。図７（ｂ）は、スライダ４，１０４，２０４ａ，２０４ｂ，３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃの各球面９，１０，１０９，１１０，２０９ａ，２０９ｂ，２１０ａ，２１０ｂ，３０８ａ，３０８ｂ，３０９ａ，３０９ｂ，３１０ａ３１０ｂそれぞれの表面に設けられた場合の溝１４を示す。ここで、図７（ｃ）には、第１実施形態のスライダ４の下部球面９及び上部球面１０を示し、図７（ｄ）には、第２実施形態のスライダ１０４の第１球面１０９及び第２球面１１０を示し、図７（ｅ）には、第３実施形態のスライダ２０４ａ，２０４ｂの第１球面２０９ａ，２１０ｂ及び第２球面２０９ｂ，２１０ａを示し、図７（ｆ）には、第４実施形態のスライダ３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃの第１球面３０９ａ，３１０ｂ及び第２球面３０８ａ，３０８ｂ，３０９ｂ，３１０ａを示す。
【００７６】  これらのスライダ４，１０４，２０４ａ，２０４ｂ，３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃに複数のディンプル１３又は複数の溝１４を設けることで、摺動時において粉体潤滑材や固体潤滑材がディンプル１３又は複数の溝１４の一部がディンプル１３又は複数の溝１４内に補脱され、それらの脱落を防止する効果を発揮する。
【符号の説明】
【００７７】  １，１００，２００，３００  曲面滑り支承、２，１０２，２０２，３０２  下部球面支承、３，１０３，２０３，３０３  上部球面支承、４，１０４，２０４ａ，２０４ｂ，３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃ  スライダ、５，１０５，２０５，３０５  基礎構造、６，１０６，２０６，３０６  上部構造、７ａ，７ｂ  球面、９  下部球面、１０  上部球面、１１ａ，１１ｂ，１１１ａ，１１１ｂ，２１１ａ，２１１ｂ，３１１ａ，３１１ｂ  接続ボルト孔、１２  摺動固定ボルト、１３  ディンプル、１４  溝部、１５  粉体潤滑剤、１０７，１０９，２０７ａ，２０７ｂ，２０９ａ，２１０ｂ，３０７ａ，３０７ｂ，３０９ａ，３１０ｂ  第１球面、１０８，１１０，２０９ｂ，２１０ａ，３０８ａ，３０８ｂ，３０９ｂ，３１０ａ  第２球面、Ｒ１〜Ｒ８  曲率半径。
【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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【図７】
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