特許 6771689 滑り免震装置を構成する沓とその前駆体、及びその製作方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6771689

(24)【登録日】2020年10月1日

(45)【発行日】2020年10月21日

(54)【発明の名称】滑り免震装置を構成する沓とその前駆体、及びその製作方法

(51)【国際特許分類】

   F16F 15/02 20060101AFI20201012BHJP

   E04H 9/02 20060101ALI20201012BHJP

【ＦＩ】

   F16F15/02 E

   F16F15/02 L

   E04H9/02 331E

   E04H9/02 331D

【請求項の数】9

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2020-125339(P2020-125339)

(22)【出願日】2020年7月22日

【審査請求日】2020年7月29日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】306022513

【氏名又は名称】日鉄エンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】山崎 伸介

【審査官】 鵜飼 博人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−０２５４８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１８／２０７５０３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００３−０９００１３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｆ １５／００− １５／３６

Ｅ０４Ｈ ９／０２

Ｆ１６Ｂ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

滑り免震装置を構成する沓の凹球状の第一摺動面において、摺動体の凸球状の第二摺動面に取り付けられている摩擦材の相手材を設置する、滑り免震装置を構成する沓の製作方法であって、
平面視円形の前記第一摺動面を備える第一分割沓に対して、前記摺動体の摺動範囲を規定する平面視円形のストッパーリングを備えている第二分割沓を取り付けることにより、沓本体を製作し、
前記ストッパーリングの内周の直径よりも大きな直径を有する平面視円形の前記相手材を、前記ストッパーリングに対して同心に位置合わせし、該相手材を前記第一摺動面に押し付けることにより、該相手材を湾曲に変形させて該ストッパーリング内に嵌め込むことを特徴とする、滑り免震装置を構成する沓の製作方法。

【請求項2】

二つの第三分割沓を相互に取り付けることにより前記第二分割沓を製作し、該第二分割沓を前記第一分割沓に取り付けることを特徴とする、請求項１に記載の滑り免震装置を構成する沓の製作方法。

【請求項3】

前記第一分割沓における前記第一摺動面の周囲に環状溝が設けられており、
前記第二分割沓において前記環状溝に対応する位置に環状せん断キーが設けられており、
前記環状溝に前記環状せん断キーを嵌め込むことにより、該第二分割沓を前記第一分割沓に取り付けることを特徴とする、請求項１又は２に記載の滑り免震装置を構成する沓の製作方法。

【請求項4】

前記相手材は、前記ストッパーリング内の前記第一摺動面における中心を通る弧の長さ以上の直径を有していることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の滑り免震装置を構成する沓の製作方法。

【請求項5】

前記相手材を前記第一摺動面に押し付ける際に押し付け治具を適用し、該押し付け治具は、前記第一摺動面と同じ曲率を有する中空もしくは中実なブロック体、もしくは、前記第一摺動面と同じ曲率の押し付け面を有する複数の押し付け片を放射状に備えている線状体、のいずれか一種であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の滑り免震装置を構成する沓の製作方法。

【請求項6】

前記ストッパーリングの内周面が、前記第一摺動面側から外側に向かって末広がりのテーパー面であり、該テーパー面に沿って前記相手材を前記第一摺動面に嵌め込むことを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の滑り免震装置を構成する沓の製作方法。

【請求項7】

前記相手材はステンレス製の相手材であり、該相手材の厚みが１ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の滑り免震装置を構成する沓の製作方法。

【請求項8】

滑り免震装置を構成する沓であって、
前記沓は、
凹球状の第一摺動面を備える沓本体と、
前記第一摺動面に設置される相手材であって、摺動体の凸球状の第二摺動面に取り付けられている摩擦材の相手材と、を有する、滑り免震装置を構成する沓において、
前記沓本体は、平面視円形の前記第一摺動面を備える第一分割沓に対して、前記摺動体の摺動範囲を規定する平面視円形のストッパーリングを備えている第二分割沓が取り付けられることにより形成されており、
平面視円形の前記相手材は、前記ストッパーリング内の前記第一摺動面における中心を通る弧の長さ以上の直径を有していて、前記ストッパーリング内に嵌め込まれていることにより、該ストッパーリング内において該相手材はその径方向に圧縮力を有する状態となっていることを特徴とする、滑り免震装置を構成する沓。

【請求項9】

滑り免震装置を構成する沓の前駆体であって、
凹球状の第一摺動面を備える沓本体と、
前記第一摺動面に設置される相手材であって、摺動体の凸球状の第二摺動面に取り付けられている摩擦材の相手材と、を有し、
前記沓本体は、平面視円形の前記第一摺動面を備える第一分割沓に対して、前記摺動体の摺動範囲を規定する平面視円形のストッパーリングを備えている第二分割沓が取り付けられることにより形成されており、
平面視円形の前記相手材は、前記ストッパーリング内の前記第一摺動面における中心を通る弧の長さ以上の直径を有していることを特徴とする、滑り免震装置を構成する沓の前駆体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、滑り免震装置を構成する沓とその前駆体、及びその製作方法に関する。

【背景技術】

【0002】

地震国であるわが国においては、ビルや橋梁、高架道路、戸建の住宅といった様々な構造物に対して、地震力に抗する技術、構造物に入る地震力を低減する技術など、様々な耐震技術や免震技術、制震技術が開発され、各種構造物に適用されている。中でも免震技術は、構造物に入る地震力そのものを低減する技術であることから、地震時の構造物の振動は効果的に低減される。この免震技術を概説すると、下部構造物である基礎と上部構造物との間に免震装置を介在させ、地震による基礎の振動の上部構造物への伝達を低減し、上部構造物の振動を低減して構造安定性を保証するものである。尚、この免震装置は、地震時のみならず、構造物に対して常時作用する交通振動の上部構造物への影響低減にも効果を発揮する。

【0003】

免震装置には、鉛プラグ入り積層ゴム支承装置や高減衰積層ゴム支承装置、積層ゴム支承とダンパーを組み合わせた装置、滑り免震装置など、様々な形態の装置が存在している。その中で、滑り免震装置には平面滑り免震装置と球面滑り免震装置があり、平面滑り免震装置は復元力を有しないが、球面滑り免震装置は復元力を有し、地震時のセルフセンタリング機能を有する。

【0004】

球面滑り免震装置には、摺動体の上下いずれか一方に沓が配設されている片面滑り免震装置と、摺動体の上下に沓（上沓及び下沓）が配設され、上下の沓の間で摺動体が摺動する両面滑り免震装置があるが、いずれの免震装置においても、例えば、摺動体の有する凸球状の摺動面に摩擦材が取り付けられ、沓の有する凹球状の摺動面に摩擦材の相手材（滑り板）が取り付けられている。例えば、特許文献１に記載の免震構造においては、球面滑り支承のうち、両面滑り免震支承が開示されており、上下の沓に相当する上部プレートと下部プレートの凹球面においてそれぞれ、相手材に相当する滑り板が取り付けられている構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１９−０３９２００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来の沓の製作方法の一例を概説すると以下の通りとなる。まず、所定の曲率を有する成形型のキャビティに相手材形成用の金属板を収容し、金属板をプレス冷間加工等して塑性変形させることにより、所定の曲率を有する相手材を製作する。次に、製作された曲率を有する相手材を、沓本体の有する同様の曲率を備えた凹球状の摺動面に取り付けることにより、沓本体に相手材が取り付けられた沓が製作される。

【0007】

しかしながら、この製作方法では、製作される相手材の有する曲率面に応じたキャビティを有する成形型を都度用意する必要があり、結果として沓の製作コストの増加に繋がる。さらに、沓本体に相手材を取り付けるに当たり、相手材を冷間プレスする工程と、冷間プレスされた相手材を沓本体に取り付ける工程といった複数の工程を要することから、自ずと製作手間がかかる。

【0008】

本発明は、製作コストが増加することなく、製作手間のかからない滑り免震装置を構成する沓の製作方法と、この製作方法により製作された沓、さらには、この沓の前駆体を提供することを目的としている。

【0009】

前記目的を達成すべく、本発明による滑り免震装置を構成する沓の製作方法の一態様は、
滑り免震装置を構成する沓の凹球状の第一摺動面において、摺動体の凸球状の第二摺動面に取り付けられている摩擦材の相手材を設置する、滑り免震装置を構成する沓の製作方法であって、
平面視円形の前記第一摺動面を備える第一分割沓に対して、前記摺動体の摺動範囲を規定する平面視円形のストッパーリングを備えている第二分割沓を取り付けることにより、沓本体を製作し、
前記ストッパーリングの内周の直径よりも大きな直径を有する平面視円形の前記相手材を、前記ストッパーリングに対して同心に位置合わせし、該相手材を前記第一摺動面に押し付けることにより、該相手材を湾曲に変形させて該ストッパーリング内に嵌め込むことを特徴とする。

【0010】

本態様によれば、ストッパーリングの内周の直径よりも大きな直径を有する平面視円形の相手材（もしくは滑り板）を、第一摺動面に押し付け、湾曲に変形させてストッパーリング内に嵌め込むことにより、手間のかからない製作方法にて沓を製作することができる。また、沓が、第一摺動面を備える第一分割沓とストッパーリングを備えている第二分割沓とにより構成されていることから、ストッパーリング内に嵌め込まれている相手材をストッパーリングから取り外す際に、第一分割沓から第二分割沓を取り外し、第二分割沓から相手材を容易に取り外すことができる。例えば、ストッパーリング内に湾曲した状態で嵌め込まれている相手材に対して、窪んでいる側から相手材を押し込むことにより、第二分割体から相手材を容易に取り外すことができる。仮に、沓が分割体でない場合は、ストッパーリング内に嵌め込まれている相手材の取り外しが容易でなく、取り外しに手間と時間を要することに加えて、ストッパーリングに対して強固に固定されている相手材を取り外す際に当該相手材を損傷させる可能性がある。

【0011】

第一分割沓と第二分割沓は、対応するボルト孔に対してボルトを螺合すること等により、双方を取り外し自在に固定することができる。ここで、「ストッパーリングの内周の直径よりも大きな直径を有する平面視円形の相手材」とは、例えば、相手材の直径がストッパーリングの内周の直径よりも僅かに大きいことを意味している。すなわち、相手材の直径がストッパーリングの内周の直径よりも大き過ぎては相手材を変形させてストッパーリング内に嵌め込むことができなくなることから、嵌め込みが可能な程度に大きいことを意味するものである。

【0012】

設計例を挙げると、第一摺動面の直径を２０００ｍｍ、曲率半径を２５００ｍｍとした場合、相手材の直径は２０５７ｍｍとなり、従って、直径２０００ｍｍのストッパーリングの内周の直径よりも相手材の直径が５７ｍｍ大きく設定される。また、第一摺動面の直径を５００ｍｍ、曲率半径を４５００ｍｍとした場合、相手材の直径は５００．２５ｍｍとなり、直径５００ｍｍのストッパーリングの内周の直径よりも相手材の直径が０．２５ｍｍ大きく設定される。

【0013】

このように湾曲に変形してストッパーリング内に嵌め込まれた平面視円形の相手材には、その径方向に圧縮力が作用しており、その反力がストッパーリングの内周面に作用することから、ストッパーリング内に相手材を湾曲に変形させて嵌め込むことにより、ストッパーリングに対して相手材を強固に取り付けることができる。

【0014】

第二分割沓の内部に平面視円形の開口が設けられ、この開口の壁面（内周面）がストッパーリングとなる。このストッパーリングの内周面は、垂直に立ち上がる形態であってもよいし、テーパー状に立ち上がる形態であってもよいし、垂直に立ち上がった後にテーパー状に立ち上がる形態であってもよい。

【0015】

ここで、滑り免震装置が片面滑り免震装置の場合は、製作対象の沓は上沓もしくは下沓であり、滑り免震装置が両面滑り免震装置の場合は、製作対象の沓は上沓及び下沓となる。

【0016】

また、本発明による滑り免震装置を構成する沓の製作方法の他の態様は、二つの第三分割沓を相互に取り付けることにより前記第二分割沓を製作し、該第二分割沓を前記第一分割沓に取り付けることを特徴とする。

【0017】

本態様によれば、第二分割沓がさらに二つの第三分割沓により形成されることにより、ストッパーリング内に嵌め込まれている相手材をストッパーリングから取り外す際に、第一分割沓から第二分割沓を取り外し、第二分割沓を二つの第三分割沓に分割することにより、第二分割沓から相手材をより一層容易に取り外すことができる。例えば、ストッパーリング（の内周面）に対して相手材が強固に摩擦係合している場合、窪んでいる側から相手材を押し込むだけでは簡単に相手材を取り外しできない事態も生じ得るが、第二分割沓を例えば半割りの二つの第三分割沓に分割することにより、相手材の取り外しが容易になる。

【0018】

ここで、双方の第三分割沓の端面同士が面接触するのみで第二分割沓を形成する形態であってもよいし、双方の第三分割沓の端部が備える雄部と雌部が相互に係合することにより第二分割沓を形成する形態等であってもよい。

【0019】

また、本発明による滑り免震装置を構成する沓の製作方法の他の態様は、前記第一分割沓における前記第一摺動面の周囲に環状溝が設けられており、
前記第二分割沓において前記環状溝に対応する位置に環状せん断キーが設けられており、
前記環状溝に前記環状せん断キーを嵌め込むことにより、該第二分割沓を前記第一分割沓に取り付けることを特徴とする。

【0020】

本態様によれば、第一分割沓における第一摺動面の周囲にある環状溝に対して、第二分割沓において環状溝に対応する位置に設けられている環状せん断キーを嵌め込むことにより、第二分割沓のストッパーリング内に嵌め込まれた相手材により第二分割沓の径方向外側に反力が作用する場合に、この反力に対して環状せん断キーが対抗することができる。尚、第一分割沓と第二分割沓がボルト接合される場合に、この第二分割沓の径方向外側に作用する反力をボルトにて対抗することができるが、環状せん断キーを備える形態ではボルトの負担分を低減することが可能になる。ここで、環状せん断キーは、連続した環状の形態の他にも、不連続（間欠的）な環状の形態がある。

【0021】

また、本発明による滑り免震装置を構成する沓の製作方法の他の態様において、前記相手材は、前記ストッパーリング内の前記第一摺動面における中心を通る弧の長さ以上の直径を有していることを特徴とする。

【0022】

本態様によれば、相手材が、ストッパーリング内の第一摺動面における中心を通る弧の長さ以上の直径を有していることにより、相手材を、その周方向に圧縮力を有する状態で第一摺動面に嵌め込むことができる。

【0023】

また、本発明による滑り免震装置を構成する沓の製作方法の他の態様において、前記相手材を前記第一摺動面に押し付ける際に押し付け治具を適用し、該押し付け治具は、前記第一摺動面と同じ曲率を有する中空もしくは中実なブロック体、もしくは、前記第一摺動面と同じ曲率の押し付け面を有する複数の押し付け片を放射状に備えている線状体、のいずれか一種であることを特徴とする。

【0024】

本態様によれば、第一摺動面と同じ曲率を有する中空もしくは中実なブロック体、もしくは、第一摺動面と同じ曲率の押し付け面を有する複数の押し付け片を放射状に備えている線状体、のいずれかの形態の押し付け治具を適用することにより、簡易な構成の押し付け治具にて、平面視円形の相手材の全面を可及的均一で、かつ効率的に沓本体の第一摺動面に押し付けることができる。尚、線状体を構成する複数の押し付け片の表面に、第一摺動面と同じ曲率を有する面材が取り付けられている形態であってもよい。

【0025】

また、本発明による滑り免震装置を構成する沓の製作方法の他の態様において、前記ストッパーリングの内周面が、前記第一摺動面側から外側に向かって末広がりのテーパー面であり、該テーパー面に沿って前記相手材を前記第一摺動面に嵌め込むことを特徴とする。

【0026】

本態様によれば、ストッパーリングの内周面が第一摺動面側から外側に向かって末広がりのテーパー面であることにより、相手材を湾曲に変形させて第一摺動面に嵌め込む際に、相手材の端部をテーパー面に沿って湾曲に変形させ易くなり、相手材の全体をスムーズに湾曲に変形させてストッパーリング内に嵌め込むことができる。ここで、「第一摺動面側から外側に向かって末広がりのテーパー面である」とは、ストッパーリングの内周面が全てテーパー面である形態の他に、第一摺動面側から鉛直に立ち上がり、その後、外側に向かって末広がりのテーパー面を有している形態等も含んでいる。

【0027】

また、本発明による滑り免震装置を構成する沓の製作方法の他の態様において、前記相手材はステンレス製の相手材であり、該相手材の厚みが１ｍｍ以上であることを特徴とする。

【0028】

本態様によれば、ステンレス製の相手材の厚みが１ｍｍ以上であることにより、相手材を湾曲に弾性変形させて第一摺動面に嵌め込む際に、当該相手材に皺が発生するのを抑制することができる。また、滑り免震装置の供用後、第一摺動面に嵌め込まれた相手材に沿って摺動体が繰り返し摺動する過程においても、相手材に皺が発生するのを抑制することができる。ここで、厚みが１ｍｍ以上とは、例えば厚みが３ｍｍ乃至１０ｍｍ程度の範囲の厚みを例示できる。

【0029】

また、本発明による滑り免震装置を構成する沓の一態様において、
前記沓は、
凹球状の第一摺動面を備える沓本体と、
前記第一摺動面に設置される相手材であって、摺動体の凸球状の第二摺動面に取り付けられている摩擦材の相手材と、を有する、滑り免震装置を構成する沓において、
前記沓本体は、平面視円形の前記第一摺動面を備える第一分割沓に対して、前記摺動体の摺動範囲を規定する平面視円形のストッパーリングを備えている第二分割沓が取り付けられることにより形成されており、
平面視円形の前記相手材は、前記ストッパーリング内の前記第一摺動面における中心を通る弧の長さ以上の直径を有していて、前記ストッパーリング内に嵌め込まれていることにより、該ストッパーリング内において該相手材はその径方向に圧縮力を有する状態となっていることを特徴とする。

【0030】

本態様によれば、本発明の製作方法によって製作されていることにより、相手材が湾曲に変形してストッパーリング内に嵌め込まれている状態において、相手材は弾性変形して収縮し、その径方向に圧縮力を有する状態となっている。尚、この「弾性変形」は、原則的には相手材が完全に弾性変形していることを意味しているが、その他、弾性変形に加えて塑性変形が多少進んでいる状態も含むものとする。相手材がその径方向に圧縮力が作用した状態でストッパーリング内に嵌め込まれていることにより、径方向の圧縮力の反力がストッパーリングの内周面に作用することになり、ストッパーリングに対して相手材が強固に取り付けられる。また、第一摺動面に対する相手材の取り付けに際して、接着剤等は一切不要になる。

【0031】

また、ストッパーリングの内周面は、既述するように、第一摺動面側から外側に向かって末広がりのテーパー面であるのがよく、さらに、当該内周面の根元（第一摺動面との界面）には、周方向に連続した溝条が設けられていてもよい。湾曲に変形した相手材は外側に膨らんで元に戻ろうとするため、ストッパーリングの内周面の根元に連続した溝条が設けられていることにより、この溝条に相手材の端部が入り込んで係合し、ストッパーリングから相手材が係脱するのを防止することができる。また、溝条の代わりに、ストッパーリングの内周面の下方位置（第一摺動面よりも僅かに上方の位置）に、ストッパーリングの周方向に間隔を置いて複数のボルトを径方向内側に突出する態様で固定しておき、複数のボルトに相手材を係止することにより、ストッパーリングから相手材が係脱するのを防止してもよい。

【0032】

また、既述するように、沓が、第一摺動面を備える第一分割沓とストッパーリングを備えている第二分割沓とにより構成されていることから、ストッパーリング内に嵌め込まれている相手材をストッパーリングから取り外す際に、第一分割沓から第二分割沓を取り外し、第二分割沓から相手材を容易に取り外すことができる。

【0033】

また、本発明による滑り免震装置を構成する沓の前駆体の一態様は、
凹球状の第一摺動面を備える沓本体と、
前記第一摺動面に設置される相手材であって、摺動体の凸球状の第二摺動面に取り付けられている摩擦材の相手材と、を有し、
前記沓本体は、平面視円形の前記第一摺動面を備える第一分割沓に対して、前記摺動体の摺動範囲を規定する平面視円形のストッパーリングを備えている第二分割沓が取り付けられることにより形成されており、
平面視円形の前記相手材は、前記ストッパーリング内の前記第一摺動面における中心を通る弧の長さ以上の直径を有していることを特徴とする。

【0034】

本態様によれば、沓本体と、ストッパーリング内の第一摺動面における中心を通る弧の長さ以上の直径を有している相手材とを備えることにより、相手材がその周方向に圧縮力を有する状態で第一摺動面に嵌め込まれるとともに、相手材を第一摺動面に密着させて取り付けることができる。

【0035】

また、既述するように、沓が、第一摺動面を備える第一分割沓とストッパーリングを備えている第二分割沓とにより構成されていることから、ストッパーリング内に一度嵌め込んだ相手材をストッパーリングから取り外す際に、第一分割沓から第二分割沓を取り外し、第二分割沓から相手材を容易に取り外すことができる。

【発明の効果】

【0036】

以上の説明から理解できるように、本発明の滑り免震装置を構成する沓とその前駆体、及びその製作方法によれば、製作コストを増加させることなく、製作手間のかからない方法で滑り免震装置を構成する沓を製作することができる。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】第１実施形態に係る滑り免震装置を構成する沓の前駆体の一例を示すとともに、第１実施形態に係る滑り免震装置を構成する沓の製作方法の一例を説明する斜視図である。

【図2】第１実施形態に係る滑り免震装置を構成する沓の製作方法の一例を説明する縦断面図である。

【図3A】第二分割沓のストッパーリングの内周面の形状形態の一例を示す図である。

【図3B】第二分割沓のストッパーリングの内周面の形状形態の他例を示す図である。

【図4】図２に続いて、第１実施形態に係る滑り免震装置を構成する沓の製作方法の一例を説明する斜視図である。

【図5】図４に続いて、第１実施形態に係る滑り免震装置を構成する沓の製作方法の一例を説明する縦断面図であって、ストッパーリングのテーパー面に沿って相手材が徐々に押し込まれている状態をともに示す図である。

【図6】図５に続いて、第１実施形態に係る滑り免震装置を構成する沓の製作方法の一例の斜視図であって、第１実施形態に係る滑り免震装置を構成する沓をともに示す図である。

【図7】第２実施形態に係る滑り免震装置を構成する沓の前駆体の一例を示すとともに、第２実施形態に係る滑り免震装置を構成する沓の製作方法の一例を説明する斜視図である。

【図8】第３実施形態に係る滑り免震装置を構成する沓の前駆体の一例を示すとともに、第３実施形態に係る滑り免震装置を構成する沓の製作方法の一例を説明する斜視図である。

【図9A】実施形態に係る沓を含む滑り免震装置（片面滑り免震装置）の一例の縦断面図である。

【図9B】実施形態に係る沓を含む滑り免震装置（両面滑り免震装置）の一例の縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0038】

以下、実施形態に係る滑り免震装置を構成する沓とその前駆体、及びその製作方法の一例について、添付の図面を参照しながら説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。

【0039】

［第１実施形態］
はじめに、図１乃至図６を参照して、第１実施形態に係る滑り免震装置を構成する沓とその前駆体、及びその製作方法の一例について説明する。ここで、図１は、第１実施形態に係る滑り免震装置を構成する沓の前駆体の一例を示すとともに、第１実施形態に係る滑り免震装置を構成する沓の製作方法の一例を説明する斜視図である。そして、図２，４，５，６は順に、第１実施形態に係る滑り免震装置を構成する沓の製作方法を説明する図であり、図２は、図１の第一摺動面の中心及び相手材の中心で切断して示した縦断面図である。さらに、図６は、第１実施形態に係る滑り免震装置を構成する沓の一例をともに示す図である。

【0040】

図１に示すように、滑り免震装置１００，２００（図９Ａ及び図９Ｂ参照）を構成する沓４０（図９Ａ及び図９Ｂ参照）の前駆体３０は、凹球状で平面視円形の第一摺動面１２を備える沓本体１０と、第一摺動面１２に設置される相手材２０（滑り板）とを有する。この相手材２０は、摺動体６０，７０（図９Ａ及び図９Ｂ参照）の凸球状の第二摺動面６２，７２，７３に取り付けられている、摩擦材６４、７４（図９Ａ及び図９Ｂ参照）の相手材である。

【0041】

沓本体１０は、第一摺動面１２を備える第一分割沓１１と、摺動体６０，７０の摺動範囲を規定する平面視円形のストッパーリング１６を備えている第二分割沓１５とを有する。図示例の第一分割沓１１は、扁平な直方体の四つの隅角部が取り除かれた形状を呈しており、第二分割沓１５も第一分割沓１１と相補的な平面形状を呈している。第一分割沓１１と第二分割沓１５の各四つの隅角部の対応する位置にボルト孔１３，１８が開設されており、第一分割沓１１の上に第二分割沓１５が載置され、相互の連通するボルト孔１３，１８にボルト２５が螺合されることにより、沓本体１０が製作される。

【0042】

沓本体１０においては、第二分割沓１５の中央に平面視円形のストッパーリング１６が設けられており、ストッパーリング１６の内側には、第一分割沓１１の備える第一摺動面１２が配設される。

【0043】

沓本体１０を構成する第一分割沓１１と第二分割沓１５はいずれも、溶接鋼材用圧延鋼材（ＳＭ４９０Ａ、Ｂ、Ｃ、もしくはＳＮ４９０Ｂ、Ｃ、もしくはＳ４５Ｃ）、あるいは鋳鋼材、鋳鉄等から形成されている。また、相手材２０は、ステンレス材（ＳＵＳ材）により形成されており、その厚みは１ｍｍ以上であって、例えば３ｍｍ乃至１０ｍｍ程度の厚みの板材が適用される。ステンレス製の相手材２０の厚みが１ｍｍ以上であることにより、以下で説明するように、相手材２０を湾曲に弾性変形させてストッパーリング１６に嵌め込んで第一摺動面１２に当接させる際に、相手材２０に皺が発生するのを抑制できる。また、滑り免震装置１００，２００の供用後、ストッパーリング１６に嵌め込まれた相手材２０に沿って摺動体６０，７０が繰り返し摺動する過程においても、相手材２０に皺が発生するのを抑制できる。

【0044】

図２及び図３Ａに明りょうに示すように、ストッパーリング１６の内周面は、第一摺動面１２側から外側（外側斜め上方）に向かって末広がりのテーパー面となっており、内周面１６の根元（第一摺動面１２との界面）には、周方向に連続した溝条１７が設けられている。以下で詳説するように、相手材２０はストッパーリング１６の内部に嵌め込まれ、その径方向に圧縮力が付与された状態でストッパーリング１６に取り付けられるが、ストッパーリング１６の根元に溝条１７が設けられていることにより、溝条１７に相手材２０の端部が入り込んで係合し、ストッパーリングから相手材が係脱するのを防止することができる。

【0045】

尚、図３Ｂに示す変形例の第二分割沓１５'のように、ストッパーリング１６の内周面の根元に垂直に立ち上がる垂直面１７ａが設けられている形態であってもよい。この形態では、相手材２０は、その径方向に圧縮力が付与された状態でストッパーリング１６の根元の垂直面１７ａに対して、摩擦係合した状態で取り付けられる。

【0046】

図１及び図２に戻り、平面視円形の相手材２０は、ストッパーリング１６の内周の直径よりも大きな直径を有しており、より詳細には、ストッパーリング１６内の第一摺動面１２における中心Ｏ１を通る弧の長さＬ１以上の長さＬ２の直径（相手材２０の中心Ｏ２を通る直径）を有している。ここで、長さＬ２は長さＬ１と同じか、長さＬ１に比べて僅かに長く設定されている。より詳細には、相手材２０が湾曲に弾性変形してストッパーリング１６内に嵌め込まれた際に、相手材２０は弾性変形して収縮した状態となるが、この弾性変形範囲内にある長さ分だけ長さＬ１よりも直径の長さＬ２が長く設定されている。

【0047】

沓の製作方法に関しては、まず、第一分割沓１１に対して第二分割沓１５をＸ１方向に載置し、第一分割沓１１と第二分割沓１５をボルト接合することにより、沓本体１０を製作する。

【0048】

次いで、ストッパーリング１６内の第一摺動面１２における中心Ｏ１を通る弧の長さＬ１以上の長さＬ２の直径を有する相手材２０を、ストッパーリング１６に対してＸ２方向に載置し、双方を同心に位置合わせする。

【0049】

次いで、図４に示すように、押し付け治具８０により、ストッパーリング１６上に載置されている相手材２０を第一摺動面１２側へＸ３方向に押し付けていく。

【0050】

ここで、図４及び図５に示すように、押し付け治具８０は、第一摺動面１２と同じ曲率の押し付け面８３を有する複数の押し付け片８２を、中心軸８１を中心に放射状に備えている線状体である。尚、図示を省略するが、複数の押し付け片８２の表面に、第一摺動面１２と同じ曲率を有する面材が取り付けられている形態であってもよい。また、押し付け治具の他の形態として、第一摺動面と同じ曲率を有する中空もしくは中実なブロック体であってもよい。

【0051】

図５に示すように、押し付け治具８０により相手材２０をＸ３方向に押し付けていくと、ストッパーリング１６の内周面（テーパー面）に沿って相手材２０が湾曲状に弾性変形していき、テーパー面の根元の溝条１７に嵌り込む。押し付け治具８０を、例えば５ｔ（≒５０ｋＮ）乃至１０ｔ（≒１００ｋＮ）程度の押圧力にて押し付けることにより、相手材２０を湾曲状に弾性変形させてストッパーリング１６内に嵌め込むことができる。

【0052】

図１及び図２に示すように、平面視円形の相手材２０が、ストッパーリング１６内の第一摺動面１２における中心Ｏ１を通る弧の長さＬ１以上の長さＬ２の直径を有していることにより、図６に示すように、相手材２０が湾曲に弾性変形してストッパーリング１６内に嵌め込まれて沓４０が形成された状態において、相手材２０は、ストッパーリング１６から径方向内側に圧縮力Ｑ１を受ける。そして、相手材２０は、ストッパーリング１６から受ける径方向内側の圧縮力Ｑ１に対する径方向外側の反力Ｑ２をストッパーリング１６の内周面に作用させ、この反力Ｑ２にてストッパーリング１６に対して強固に取り付けられる。この際、ストッパーリング１６の内周面の根元に設けられている周方向に連続した溝条１７に相手材２０の端部が嵌まり込んでいることにより、湾曲に変形した相手材２０が外側に膨らんで元に戻ろうとして、ストッパーリング１６から係脱するのを防止することができる。

【0053】

尚、図示例のように溝条１７が設けられている形態以外にも、ストッパーリングの内周面の下方位置（第一摺動面よりも僅かに上方の位置）に、ストッパーリングの周方向に間隔を置いて複数のボルトが径方向内側に突出する態様で取り付けられている形態であってもよい。この形態では、複数のボルトに相手材が係止されることにより、ストッパーリングから相手材が係脱するのを防止することができる。

【0054】

このように、押し付け治具８０にて相手材２０を第一摺動面１２側に押し付け、相手材２０を湾曲に弾性変形させてストッパーリング１６内に嵌め込むことにより、手間のかからない製作方法にて沓４０を製作することができる。そして、第一摺動面１２と同じ曲率の押し付け面８３を有する複数の押し付け片８２を放射状に備えている押し付け治具８０を適用することにより、簡易な構成の押し付け治具８０にて、平面視円形の相手材２０の全面を可及的均一で、かつ効率的に沓本体１０の第一摺動面１２に押し付けることができる。

【0055】

また、沓４０が、第一摺動面１２を備える第一分割沓１１と、ストッパーリング１６を備えている第二分割沓１５とにより構成されていることにより、ストッパーリング１６内に強固に嵌め込まれている相手材２０をストッパーリング１６から取り外す際に、第一分割沓１１から第二分割沓１５を取り外し、第二分割沓１５から相手材２０を容易に取り外すことができる。例えば、ストッパーリング１６内に湾曲した状態で嵌め込まれている相手材２０に対して、窪んでいる側から相手材２０を押し込むことにより、比較的簡単に第二分割沓１５から相手材２０を取り外すことができる。仮に、沓が分割体でない場合は、ストッパーリング内に嵌め込まれている相手材の取り外しが容易でなく、手間と時間を要することとなり、取り外しの際に相手材を破損する恐れがあるが、実施形態に係る製作方法により製作される沓４０によれば、このような課題は生じない。

【0056】

［第２実施形態］
次に、図７を参照して、第２実施形態に係る滑り免震装置を構成する沓の前駆体と、沓の製作方法の一例について説明する。ここで、図７は、第２実施形態に係る滑り免震装置を構成する沓の前駆体の一例を示すとともに、第２実施形態に係る滑り免震装置を構成する沓の製作方法の一例を説明する斜視図である。

【0057】

図示する沓の前駆体３０Ａは、二つの半割りの第三分割沓１５ａにより形成される第二分割沓１５Ａと、第一分割沓１１とにより構成される沓本体１０Ａを有する。

【0058】

第二分割沓１５Ａは、二つの半割りの第三分割沓１５ａの端面同士を相互に当接することにより形成される。例えば、図１等に示す第二分割沓１５をその中心線（線対称線）に沿って切断することにより、二つの第三分割沓１５ａが製作される。尚、図示を省略するが、第三分割沓１５ａの端部同士が、雄雌継手や差し込みピン継手等を介して相互に接続される形態であってもよい。

【0059】

本実施形態に係る沓の製作方法は、二つの第三分割沓１５ａの端面同士をＸ４方向に当接させることにより第二分割沓１５Ａを製作し、第一分割沓１１に第二分割沓１５Ａを載置し、双方をボルト接合する。次いで、第１実施形態に係る製作方法と同様に、相手材２０をストッパーリング１６の上方に載置して双方を同心に位置合わせし、押し付け治具８０により、相手材２０を第一摺動面１２側へ押し付けることにより、相手材２０を湾曲に弾性変形させてストッパーリング１６内に嵌め込み、沓４０を製作する。

【0060】

図示例の沓によれば、第二分割沓１５Ａが二つの第三分割沓１５ａにより形成されることにより、ストッパーリング１６内に嵌め込まれている相手材２０をストッパーリング１６から取り外す際に、第一分割沓１１から第二分割沓１５Ａを取り外し、第二分割沓１５Ａを二つの第三分割沓１５ａに分割することにより、第二分割沓１５Ａから相手材２０をより一層容易に取り外すことができる。例えば、ストッパーリング１６の内周面に対して相手材２０が強固に摩擦係合している場合（例えば、図３Ｂに示す垂直面１７ａに相手材２０の端面が摩擦係合している場合）、窪んでいる側から相手材２０を押し込むだけでは簡単に相手材２０を取り外しできない事態も生じ得るが、第二分割沓１５Ａを半割りの二つの第三分割沓１５ａに分割することにより、相手材２０の取り外しが容易になる。

【0061】

［第３実施形態］
次に、図８を参照して、第３実施形態に係る滑り免震装置を構成する沓の前駆体と、沓の製作方法の一例について説明する。ここで、図８は、第３実施形態に係る滑り免震装置を構成する沓の前駆体の一例を示すとともに、第３実施形態に係る滑り免震装置を構成する沓の製作方法の一例を説明する斜視図である。

【0062】

図示する沓の前駆体３０Ｂは、第一摺動面１２の周囲に環状溝１４が設けられている第一分割沓１１Ｂと、環状溝１４に対応する位置に環状せん断キー１９が設けられている第二分割沓１５Ｂとにより構成される沓本体１０Ｂを有する。

【0063】

図示する沓の前駆体３０Ｂによれば、第一分割沓１１Ｂにおける第一摺動面１２の周囲にある環状溝１４に対して、第二分割沓１５Ｂにおいて環状溝１４に対応する位置に設けられている環状せん断キー１９が嵌め込まれていることから、第二分割沓１５Ｂのストッパーリング１６内に嵌め込まれた相手材２０により第二分割沓１５Ｂの径方向外側に反力Ｑ２が作用する際に、この反力Ｑ２に対して環状せん断キー１９が対抗することができる。尚、第一分割沓１１Ｂと第二分割沓１５Ｂがボルト接合されることから、この第二分割沓１５Ｂの径方向外側に作用する反力Ｑ２をボルト２５にて対抗することができるが、環状せん断キー１９によりボルト２５の負担分を低減することができる。

【0064】

本実施形態に係る沓の製作方法は、環状溝１４に対して環状せん断キー１９を嵌め込み、第一分割沓１１Ｂと第二分割沓１５Ｂをボルト接合する。次いで、第１，第２実施形態に係る沓の製作方法と同様に、相手材２０をストッパーリング１６の上方に載置して双方を同心に位置合わせし、押し付け治具８０により、相手材２０を第一摺動面１２側へ押し付けることにより、相手材２０を湾曲に弾性変形させてストッパーリング１６内に嵌め込み、沓４０を製作する。

【0065】

［実施形態に係る沓を備えた滑り免震装置］
次に、図９Ａ及び図９Ｂを参照して、実施形態に係る製作方法により製作された沓４０を備えている、二種類の滑り免震装置の一例について説明する。ここで、図９Ａは、実施形態に係る沓を含む滑り免震装置（片面滑り免震装置）の一例の縦断面図であり、図９Ｂは、実施形態に係る沓を含む滑り免震装置（両面滑り免震装置）の一例の縦断面図である。

【0066】

まず、図９Ａに示す片面滑り免震装置１００は、受け台５０と、受け台５０の表面に配設されて第二凹球面５２を備えている球座５１と、摺動体本体６１と摩擦材６４とを有する摺動体６０と、摺動体６０の第二摺動面６２（第一凸球面）が摺動する第一摺動面１２（第一凹球面）を下面に備えている沓４０とを有する。

【0067】

沓４０を構成する、摺動体６０の有する摩擦材６４の相手材２０は既述するようにステンレス材により形成されており、相手材２０の摺動面には鏡面仕上げ加工が施されている。

【0068】

摺動体本体６１は、第二凹球面５２に収容されてＹ１方向に回動する第二凸球面６３と、第一摺動面１２内を摺動してその表面に摩擦材６４が取り付けられている第一凸球面６２とを備えている。

【0069】

受け台５０は、溶接鋼材用圧延鋼材（ＳＭ４９０Ａ、Ｂ、Ｃ、もしくはＳＮ４９０Ｂ、Ｃ、もしくはＳ４５Ｃ）、あるいはステンレス材（ＳＵＳ材）や鋳鋼材、鋳鉄、鉄筋コンクリート、高硬度プラスチック等から形成されている。

【0070】

摺動体本体６１は、溶接鋼材用圧延鋼材（ＳＭ４９０Ａ、Ｂ、Ｃ、もしくはＳＮ４９０Ｂ、Ｃ、もしくはＳ４５Ｃ）等から形成され、面圧６０Ｎ／ｍｍ２（６０ＭＰａ）程度の耐荷強度を有している。

【0071】

ここで、摩擦材６４は、例えば、少なくともＰＴＦＥを素材とする摩擦材である。摩擦材６４は二重織物により形成され、二重織物は、ＰＴＦＥ繊維（polytetrafluoroethylene、ポリテトラフルオロエチレン）と、ＰＴＦＥ繊維よりも引張強度の高い繊維（高強度繊維）とにより形成される。ここで、「ＰＴＦＥ繊維よりも引張強度の高い繊維」としては、ナイロン６・６、ナイロン６、ナイロン４・６などのポリアミドやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステルやパラアラミドなどの繊維を挙げることができる。また、メタアラミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ガラス、カーボン、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ＬＣＰ、ポリイミド、ＰＥＥＫなどの繊維を挙げることができる。また、さらに、熱融着繊維や綿、ウールなどの繊維を適用してもよい。その中でも、耐薬品性、耐加水分解性に優れ、引張強度の極めて高いＰＰＳ繊維が望ましい。

【0072】

尚、少なくともＰＴＦＥを素材とする摩擦材６４としては、二重織物以外のＰＴＦＥ繊維を含む織物でもよく、また、ＰＴＦＥのみを素材とする摩擦材、ＰＴＦＥと他の樹脂の複合素材からなる摩擦材、ＰＴＦＥを素材とする摩擦材と他の樹脂を素材とする摩擦材との積層構造の摩擦材などであってもよい。

【0073】

図示を省略するが、鉄筋コンクリート製の立ち上り部と、立ち上り部の上面に配設されている鋼製のベースプレートとを有する下部構造体に対して、受け台５０が複数のアンカーボルトを介して固定される。また、鉄筋コンクリート製もしくは鋼製の柱と柱の下面に配設されている鋼製のベースプレートとを有する上部構造体に対して、沓４０が複数のアンカーボルトを介して固定されることにより、上部構造体と下部構造体の間に滑り免震装置１００が取り付けられる。尚、この形態とは逆に、上部構造体に対して受け台５０が複数のアンカーボルトを介して固定され、沓４０が下部構造体の上に載置されるようにして滑り免震装置１００が取り付けられる形態であってもよい。

【0074】

図示例の滑り免震装置１００は片面滑り免震装置であり、建物に地震力が作用した際に、球座５１の第二凹球面５２内で摺動体６０がＹ１方向に回動し、摺動体６０の第一凸球面６２上において沓４０がＹ２方向にスライドすることにより、地震力を低減する。

【0075】

一方、図９Ｂに示す両面滑り免震装置２００は、沓４０が上沓及び下沓として適用され、上下の沓４０と、これらの間に摺動自在に配設されている摺動体７０とを有する。摺動体７０を構成する摺動体本体７１の上下には第一凸球面７２，７３が設けられ、それぞれの第一凸球面７２，７３の表面には摩擦材７４が取り付けられている。

【0076】

図示例の滑り免震装置２００は両面滑り免震装置であり、建物に地震力が作用した際に、下沓（沓４０）の第一摺動面１２内で摺動体７０がＹ３方向に摺動し、摺動体７０の第一凸球面７２上において上沓（沓４０）がＹ４方向にスライドすることにより、地震力を低減する。

【0077】

［沓の第一摺動面と相手材の設計例］
次に、沓の第一摺動面と、第一摺動面に嵌め込まれる相手材の設計例について説明する。沓の第一摺動面の曲率半径を４５００ｍｍとした場合、第一摺動面の投影面の直径（第一摺動面の球面に対する弦の長さ）は６６９ｍｍとなり、第一摺動面の弧の長さ（平面視円形の第一摺動面の中心を通る弧の長さ）は６７０．６ｍｍとなる。そして、第一摺動面の中心（弧の中心）と投影面の中心の間の距離（第一摺動面の中心の深さ）は、１２．４７ｍｍとなる。

【0078】

これに対して、本発明者等は、直径が６７０．６ｍｍの相手材をコンピュータ内でモデル化し、その直径が６６９．０ｍｍになるまで、相手材の外周においてその径方向に半径０．８ｍｍの強制変位を付与する解析を行った。

【0079】

解析の結果、相手材モデルは湾曲に弾性変形し、その中心は鉛直方向に１４．９６ｍｍ変位することが分かり、上記する１２．４７ｍｍ以上変位することから、湾曲状に弾性変形した相手材は、第一摺動面に対して圧力を付与しながら密着することが検証されている。

【0080】

上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、ここで示した構成に本発明が何等限定されるものではない。この点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

【符号の説明】

【0081】

１０，１０Ａ、１０Ｂ：沓本体
１１：第一分割沓
１２：第一摺動面（第一凹球面）
１３：ボルト孔
１４：環状溝
１５、１５'、１５Ａ、１５Ｂ：第二分割沓
１６：ストッパーリング（の内周面）
１７：溝条
１７ａ：垂直面
１８：ボルト孔
１９：環状せん断キー
２０：相手材
２５：ボルト
３０、３０Ａ、３０Ｂ：沓の前駆体
４０：沓
５０：受け台
５１：球座
５２：第二凹球面
６０：摺動体
６１：摺動体本体
６２：第二摺動面（第一凸球面）
６３：第二凸球面
６４：摩擦材
７０：摺動体
７１：摺動体本体
７２，７３：第二摺動面（第一凸球面）
７４：摩擦材
８０：押し付け治具
８１：中心軸
８２：押し付け片
８３：押し付け面
１００：滑り免震装置（片面滑り免震装置）
２００：滑り免震装置（両面滑り免震装置）
Ｏ１：第一摺動面の中心
Ｏ２：相手材の中心
Ｌ１：第一摺動面の弧長
Ｌ２：相手材の直径
Ｑ１：圧縮力
Ｑ２：反力

【要約】

【課題】製作コストが増加することなく、製作手間のかからない滑り免震装置を構成する沓の製作方法と、沓と、沓の前駆体を提供すること。
【解決手段】滑り免震装置１００，２００を構成する沓４０の第一摺動面１２において、摺動体６０，７０の第二摺動面６２，７２，７３に取り付けられている摩擦材６４，７４の相手材２０を設置する、滑り免震装置を構成する沓の製作方法であり、平面視円形の第一摺動面１２を備える第一分割沓１１に対して、摺動体の摺動範囲を規定する平面視円形のストッパーリング１６を備えている第二分割沓１５を取り付けることにより沓本体１０を製作し、ストッパーリング１６の内周の直径よりも大きな直径を有する平面視円形の相手材２０をストッパーリング１６に対して同心に位置合わせし、相手材２０を第一摺動面に押し付けることにより、相手材２０を湾曲に変形させてストッパーリング１６内に嵌め込む。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】