(57)【要約】【課題】  部品点数少なく、転動体の回転が円滑に得られる転がり支持装置、およびそれを用いた免震装置を提供する。【解決手段】  この転がり支持装置３は、ケース４の下面に、転動体６が転がり自在でかつ一部が突出状態に嵌まり込む転動体保持凹部５を設け、この転動体保持凹部５の内面における転動体６と接触する面に樹脂被覆７を設けたものである。この免震装置１は、この転がり支持装置３と、この転がり支持装置３が転がり自在に載置されるベースプレート２とを備える。【選択図】      図１
2008019944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースの下面に、転動体が転がり自在でかつ一部が突出状態に嵌まり込む転動体保持凹部を設け、この転動体保持凹部の内面における転動体と接触する面に樹脂被覆を設けたことを特徴とする転がり支持装置。
【請求項２】
請求項１において、前記転動体が鋼球である転がり支持装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記ケースの前記転動体保持凹部の内面に凹凸部または溝を設け、前記樹脂被覆に、前記凹凸部または溝の凹み部分に充填される充填部分を設けた転がり支持装置。
【請求項４】
請求項３において、転動体の中心に対して上向き４５°以上の範囲に、前記凹凸部または溝を設けないものとした転がり支持装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項の転がり支持装置と、この転がり支持装置の転動体が転がり自在に載置されるベースプレートとを備えた免震装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、地盤と構造物間の免震装置等に使用される転がり支持装置およびそれに用いる免震装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、免震装置において、図４に示すような転がり支持装置５０を用いたものがある（例えば特許文献１）。同図の転がり支持装置５０は、ケース５１に支持された大径転動体５２を、地盤側のベースプレート上で転動自在とすることで、構造物の揺れを抑制するものであり、大径転動体５２の表面に沿って小径転動体５３を転走自在とすることで、大径転動体５２の転動を円滑にする。
【特許文献１】特開平１１−３６６５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図４のような転がり支持装置５０は、大小２種類の転動体５２，５３と、これらを転動可能かつ転走・循環可能に収容・保持するための転動体受け５４、および転動体押さえ５５を必要とするため部品点数が多い。また、潤滑剤等を塗布する場合は、シール部材５６等も必要となるためさらに部品点数が多くなり、コストが高くなる上に、部品点数が多いために組立てが難くなる。また、実際の使用にあたって、ベースプレート上を転動・移動する際に、転がり支持装置５０内の大径転動体５２と小径転動体５３との間で滑りを起こし、これが回転性の低下などの原因となることがあり、所望の運動が得られないことがある。さらに、免震装置は建造物の床下で使用されるため、高湿度環境に晒され、また、床下浸水等もあって各部に錆が発生し易く、大径転動体５２および小径転動体５３の間で錆が発生すると、正常な運動が得られず、装置の免震効果が損なわれる。
【０００４】
この発明の目的は、部品点数が少なく、転動体の回転が円滑に行える転がり支持装置、およびそれを用いた免震装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明の転がり支持装置は、ケースの下面に、転動体が転がり自在でかつ一部が突出状態に嵌まり込む転動体保持凹部を設け、この転動体保持凹部の内面における転動体と接触する面に樹脂被覆を設けたことを特徴とする。前記樹脂被覆の樹脂は、低摩擦係数の耐摩耗性樹脂が好ましい。
この構成によると、転動体のケースからの突出部分がベースプレート等に接し、その上を転動することができる。ケースの転動体保持凹部の内面における転動体と接触する面には樹脂被覆を設けているから、樹脂の持つ自己潤滑性のため、転動体の転動が円滑になされると共に、転動体が接触する面での発錆および転動体の傷の発生が抑制される。ケースの転動体保持凹部の内面は、樹脂被覆を設けるため、曲面の粗さ、精度を下げることができ、製造が容易になる。また、小さな転動体やその保持用の部品が不要となるため、部品点数が少なくでき、またこの転がり支持装置やこれを使用する免震装置の全体をコンパクトにできる。
【０００６】
前記転動体は剛球としても良い。剛球を使用することにより、荷重の支持強度が確保される上に、転動体の被覆樹脂との滑りが良く、転動体の転動が円滑になされる。
【０００７】
この発明において、前記ケースの前記転動体保持凹部の内面に凹凸部または溝を設け、前記樹脂被覆に、前記凹凸部または溝の凹み部分に充填される充填部分を設けても良い。このように凹凸部または溝を設けて樹脂被覆の一部を充填させる場合、樹脂被覆の転動体保持凹部の内面に対する固着が強固になされ、樹脂被覆のずれや剥がれが抑えられる。  上記凹凸部または溝を設ける場合に、転動体の中心に対して上向き４５°以上の角度範囲には前記凹凸部または溝を設けないものとすることが好ましい。上向き４５°以上の角度範囲では、この転がり支持装置で支持する構造物の荷重が大きく作用する。そのため、凹凸部または溝を設けずに樹脂被覆の厚みを一定とすることが、転動体の円滑な転動等に対して好ましい。
【０００８】
この発明の免震装置は、この発明の上記いずれかの転がり支持装置と、この転がり支持装置の転動体が転がり自在に載置されるベースプレートとを備えたものである。
この構成の免震装置によると、ベースプレートとケースとの間に転動体が転がり自在に介在されているから、地盤側の震動は、転動体のベースプレートおよびケース間での転動によって吸収され、転がり支持装置およびその上に支持された構造物への揺れの伝達が抑制される。転動体保持凹部の内面における転動体と接触する面に樹脂被覆が設けられているから、樹脂被覆の自己潤滑性のため、転動体の回転が円滑になされ、優れた免震性が発揮される。また、樹脂被覆により、発錆や傷つき発生が抑えられ、転動体の円滑な転動が維持される。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の転がり支持装置は、ケースの下面に、転動体が転がり自在でかつ一部が突出状態に嵌まり込む転動体保持凹部を設け、この転動体保持凹部の内面における転動体と接触する面に樹脂被覆を設けたため、部品点数が少なくなると共に、転動体の発錆、傷つきが抑えられ、常に良好な転動が可能となり、転がり支持装置の延命が図られる。
【００１０】
この発明の免震装置は、この発明の転がり支持装置と、ベースプレートとを備えたものであるため、部品点数少なく、組立も容易となり、低コストで供給可能な免震装置となる。また、床下等の高湿度環境下での使用にも発錆が抑えられ、良好な免震性が発揮・維持される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明の一実施形態の転がり支持装置を備えた免震装置を図１と共に説明する。この免震装置１は、ベースプレート２と、このベースプレート２上に設置される転がり支持装置３とよりなる。転がり支持装置３は、ケース４と、このケース４の下面に形成された転動体保持凹部５と、この転動体保持凹部５内に一部が下方へ突出状態で嵌まり込んだ剛球からなる転動体６と、この転動体保持凹部５の内面における転動体６と接触する面に設けられた樹脂被覆７とを備える。転動体保持凹部５は、保持される転動体６と同心の球面状に形成される。ベースプレート２は、その上面が転動体６を転動可能に支持する転動面２ａとされ、この転動面２ａは中央部から外周部に向かって上り勾配となる凹形状とされている。この凹形状の最深位置が、転動体６が通常時に位置する原点位置とされる。
【００１２】
転動体保持凹部５の球面状内面には、複数の凹凸部５ａ，５ｂが形成され、上記樹脂被覆７の球面状外面にはこの凹凸部５ａ，５ｂの内の凹部５ａに充填される充填部分７ａが設けられている。樹脂被覆７は、樹脂の射出形成等によって設けられる。転動体保持凹部５の凹凸部５ａ，５ｂは、転動体６の中心Ｏに対する上向き角度αが４５°以上の範囲では設けられないものとしている。
【００１３】
樹脂被覆７には、自己潤滑性が高く、摩擦係数が小さく、耐摩耗性に優れた樹脂が用いられる。また、樹脂被覆７は、射出成型等により転動体保持凹部５の内面に固着一体とされている。転動体６はこの樹脂被覆７の球面状内面に転がり自在に嵌め込まれている。
【００１４】
樹脂被覆７を構成する樹脂材料としては、例えば、ポリイミド樹脂に、ポリテトラフルオロエチレンなどのポリフッ化オレフィン樹脂および平均粒径が５〜５０μｍで粉末状の芳香族ポリアミド樹脂とを必須成分として添加した摺動材用樹脂組成物（特開平６−２２０３２１号公報）等が用いられる。このような樹脂材料の商品として、ＮＴＮ社製ベアリーＮＹ５００９等が使用できる。上記の樹脂組成物は、自己潤滑性が高く、摩擦係数が小さく耐摩耗性に優れた樹脂であり、上記転動体保持凹部５の内面における転動体と接触する面に成型により固着一体とされる。このような樹脂組成物を用いることにより、潤滑剤が不要とされる。無潤滑であるので油汚染がなく、周囲環境の汚染を抑制することができる。
【００１５】
転動体６の材質は軸受鋼が好ましいが、建築物を支持する目的で使用される場合は、この転がり支持装置３は湿度の高い地面付近で設置されるため、転動体６には防錆のための表面処理を施すことが好ましい。この表面処理としては、各種のメッキ処理やリン酸塩皮膜成形処理が採用できる。リン酸塩皮膜成形処理としては、日本パーカーライジング社のパーカー処理が採用できる。
なお、転動体６を転動させるベースプレート２の転動面２ａについても、上記と同様の防錆用の表面処理が施すことが好ましい。
【００１６】
上記構成の転がり支持装置３は、上記ベースプレート２上に載置されて免震装置１を構成する。ベースプレート２と転がり支持装置３との間に相対的な横移動があると、転動体６がその下部の突出部分をしてベースプレート２の転動面２ａ上を転動する。転動体６は転動体保持凹部５の内面に樹脂被覆７を介して転がり自在に保持されているから、この転動は円滑になされる。また、転動体６が樹脂被覆７に接する部分での発錆が抑えられ、しかもこの接する部分は剛体同士の摺接ではないから転動体６の表面に傷つきが発生することもない。そして、樹脂被覆７は、上記のように自己潤滑性が高く、かつ摩擦係数が小さく耐摩耗性に優れた樹脂よりなるから、グリース等の潤滑剤を不要とし、油汚染等による周囲環境の汚染が抑制される。
【００１７】
ケース４の転動体保持凹部５の内面は、樹脂被覆７を射出成形等で設けるため、曲面の粗さ、精度を下げることができ、製造が容易になる。
従来の小径転動体を用いるものは、小径転動体が剥離等を起こした場合、その交換が極めて困難であって、その剥離片を噛み込み、所望の運動を得ることができない恐れがあるが、この実施形態のように小径転動体の代替えとして耐摩耗性に優れた樹脂被覆７を設ければ、上記の剥離による不具合を起こすことがない。
また、小さな転動体や他部品を廃止し、部品点数が少なくなることにより、この転がり支持装置３やこれを使用する免震装置１の全体をコンパクトにできる。
【００１８】
また、樹脂被覆７は、転動体保持凹部５の内面に形成された凹凸部５ａ，５ｂの凹部５ａに充填部分７ａが噛み合う状態で一体とされているから、その安定した固着一体化によって、外れることなく転動体保持凹部５の内面に安定保持される。
転動体保持凹部５の内面の凹凸部５ａ，５ｂは、転動体６の中心Ｏに対する上向き角度αが４５°以上の範囲では設けられていないから、この部分での樹脂被覆７の厚みが一定となる。上向き４５°以上の角度範囲では、この転がり支持装置３で支持する構造物の荷重が大きく作用するため、凹凸部５ａ，５ｂまたは溝を設けずに樹脂被覆７の厚みを一定とすることが、転動体６のの円滑な転動等に対して好ましい。
【００１９】
図２は、他の実施形態の転がり支持装置を備えた免震装置を示す。この実施形態の免震装置１においては、転がり支持装置３の転動体６を保持する樹脂被覆７の下端開口周縁部に、ゴム材等からなるシール部材８が装着されている。このシール部材８は、ケース４の下方に嵌合されるカバー状のシール押え９によって装着支持されている。このようなシール部材８を設けることにより、転動体６と樹脂被覆７との間への埃やゴミ等の異物の侵入を防止し、樹脂被覆７の劣化を抑制することができる。その他の構成は上記の実施形態と同様であるから、共通部分に同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００２０】
図３は、上記構成の免震装置１の使用例を示す。地盤側となる下側架台２０と、構造物を支持する上側架台２１との間の複数個所に、上記いずれかの実施形態の免震装置１が介装される。すなわち、ベースプレート２が下側架台２０に固定され、転がり支持装置３の上に上側架台２１を介して建築物が支持される。ベースプレート２と転がり支持装置３との間に転動体６が転がり自在に介在されているから、矢印で示すように固定側が震動した時、ベースプレート２および転がり支持装置３間での転動体６の相対的な転動によって震動が吸収され、転がり支持装置３およびその上に支持された建築物に対する震動の伝達が抑制される。転動体６のベースプレート２および転がり支持装置３間での転動は、樹脂被覆７に保持された状態でなされるから、摩擦抵抗が小さく円滑になされる。上記転動は２次元的になされ、固定側のあらゆる方向の震動に対応してその吸収がなされ、転がり支持装置３に支持される建築物に対して優れた免震性が付与される。
【００２１】
転動体６は、樹脂被覆７の球面状内面に保持された状態で転動し、剛体同士の摺接部分がないから、傷つくことがない。また、床下浸水も含む多湿な床下環境下にありながら、発錆の懸念がなく、転がり性低下が生じる恐れが少なく、震災時において、上側架台２１に支持された建造物の揺れが安定的に抑制される。しかも、転がり支持装置３は部品点数が少なく、組立も容易であるから、安価に免震装置１を構成することができる。
【００２２】
なお、上記各実施形態では、転動体保持凹部５の内面の全体に樹脂被覆７を設けたが、必ずしも全面に設けなくても良い。
また、転動体保持凹部５の内面に形成される凹凸部５ａ，５ｂは、必ずしも設けなくてもよく、またこれに代えて溝を設けても良い。溝とする場合は、転がり支持装置３の垂直軸周りに形成される周溝状することが望ましい。
さらに、上記各実施形態では、転がり支持装置３を免震装置１に応用した例について述べたが、この転がり支持装置３は、被支持物を転動可能に支持するその他の用途にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の一実施形態の転がり支持装置を備えた免震装置の断面図である。
【図２】この発明の他の実施形態の転がり支持装置を備えた免震装置を示す断面図である。
【図３】この発明の免震装置の使用例を示す正面図である。
【図４】従来の転がり支持装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１…免震装置
２…ベースプレート
３…転がり支持装置
４…ケース
５…転動体保持凹部
５ａ…凹部
５ｂ…凸部
６…転動体
７…樹脂被覆
７ａ…充填部分
Ｏ…転動体の中心
【図１】
2008019944.tif 000003
【図２】
2008019944.tif 000004
【図３】
2008019944.tif 000005
【図４】
2008019944.tif 000006