免震装置
【課題】振動や衝撃に起因した機能の低下を抑制しつつ、転動体の耐食性の向上を達成することが可能な免震装置を提供する。
【解決手段】それぞれ第１保持部１１Ａおよび第２保持部１２Ａを有し、第１保持部１１Ａおよび第２保持部１２Ａが互いに対向するように配置された第１保持部材１１および第２保持部材１２と、第１保持部材１１および第２保持部材１２の間において第１保持部１１Ａおよび第２保持部１２Ａに接触し、第１保持部１１Ａおよび第２保持部１２Ａ上を転動可能に配置された玉１３とを備えた免震装置１を構成する玉１３は、Ｓｉ６−ＺＡｌＺＯＺＮ８−Ｚの組成式で表され、０．５≦ｚ≦３．０を満たすβサイアロンを主成分とし、残部不純物からなる焼結体から構成され、ヤング率が１８０ＧＰａ以上２７０ＧＰａ以下となっている。
【解決手段】それぞれ第１保持部１１Ａおよび第２保持部１２Ａを有し、第１保持部１１Ａおよび第２保持部１２Ａが互いに対向するように配置された第１保持部材１１および第２保持部材１２と、第１保持部材１１および第２保持部材１２の間において第１保持部１１Ａおよび第２保持部１２Ａに接触し、第１保持部１１Ａおよび第２保持部１２Ａ上を転動可能に配置された玉１３とを備えた免震装置１を構成する玉１３は、Ｓｉ６−ＺＡｌＺＯＺＮ８−Ｚの組成式で表され、０．５≦ｚ≦３．０を満たすβサイアロンを主成分とし、残部不純物からなる焼結体から構成され、ヤング率が１８０ＧＰａ以上２７０ＧＰａ以下となっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、免震装置に関し、より特定的には、βサイアロンを主成分とする焼結体からなる構成部品を備えた免震装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
免震装置は、建造物などの構造体と建造物の基礎などの土台との間に配置され、土台に伝達された地震などの振動が構造体に伝達されることを抑制する機能を有する。この免震装置としては、保持部を有し、当該保持部が互いに対向するように配置された一対の保持部材と、一対の保持部材の間において保持部に接触し、保持部上を転動可能に配置された転動体である鋼球とを備えるものが提案されている。このような構成によれば、鋼球が転動することにより、土台側の一方の保持部材に伝達された振動が、他方の保持部材に伝達されることが抑制される（たとえば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平３−２２８９４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一方、特に建造物に使用される免震装置は、長期間その機能を保持することが求められる。しかしながら、保持部材の間に鋼球を配置した上記構成では、長期間の使用中において、保持部材と点接触する鋼球に腐食が発生するおそれがある。
【０００４】
これに対し、上記鋼球に代えて、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）やアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）などのセラミックスの転動体を採用する対策が考えられる。セラミックスは、鋼に比べて耐食性に優れている。そのため、上記対策は、腐食の対策として有効である。
【０００５】
一方、窒化珪素やアルミナは、鋼に比べてヤング率が大きく、弾性変形しにくいという特徴がある。そのため、鋼球に代えて窒化珪素やアルミナなどからなるセラミックスのボール（転動体）を採用した場合、転動体と保持部材との接触面積は小さくなり、接触面圧が大きくなる傾向にある。したがって、免震装置の転動体として窒化珪素やアルミナなどからなる転動体が採用されている場合、振動や衝撃が作用すると、保持部材に圧痕などの損傷が発生しやすくなる。そして、保持部材に圧痕などの損傷が発生した場合、転動体のスムーズな転動が妨げられ、免震装置の機能が低下するおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、振動や衝撃に起因した機能の低下を抑制しつつ、転動体の耐食性の向上を達成することが可能な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】
【０００７】
本発明に従った免震装置は、保持部を有し、当該保持部が互いに対向するように配置された一対の保持部材と、一対の保持部材の間において保持部に接触し、保持部上を転動可能に配置された転動体とを備えている。そして、転動体は、窒化珪素からなる場合に比べて保持部材に対する衝撃を抑制することが可能なセラミックスからなっている。より具体的には、たとえば転動体は、窒化珪素からなる場合に比べてヤング率が小さくなるセラミックスからなっている。
【０００８】
本発明の免震装置によれば、衝撃が作用した場合でも保持部材における損傷が抑制されるため、振動や衝撃に起因した機能の低下を抑制しつつ、転動体の耐食性の向上を達成することが可能な免震装置を提供することができる。
【０００９】
本発明の一の局面における免震装置は、保持部を有し、当該保持部が互いに対向するように配置された一対の保持部材と、一対の保持部材の間において保持部に接触し、保持部上を転動可能に配置された転動体とを備えている。そして、転動体は、βサイアロンを主成分とし、残部不純物からなる焼結体から構成される。
【００１０】
本発明の他の局面における免震装置は、保持部を有し、当該保持部が互いに対向するように配置された一対の保持部材と、一対の保持部材の間において保持部に接触し、保持部上を転動可能に配置された転動体とを備えている。そして、転動体は、βサイアロンを主成分とし、残部焼結助剤および不純物からなる焼結体から構成される。
【００１１】
本発明の一の局面における免震装置においては、耐食性に優れたセラミックスであるβサイアロン焼結体（βサイアロンを主成分とする焼結体）が採用されている。そのため、転動体の耐食性の向上が達成される。さらに、βサイアロン焼結体は、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）やアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）などの一般的なセラミックスからなる焼結体に比べてヤング率が小さい。そのため、ヤング率が高いことに起因した振動や衝撃による保持部材の損傷が抑えられ、免震装置の機能の低下を抑制することができる。以上のように、本発明の一の局面における免震装置によれば、振動や衝撃に起因した機能の低下を抑制しつつ、転動体の耐食性の向上を達成することが可能な免震装置を提供することができる。
【００１２】
また、本発明の他の局面における免震装置は、基本的には上記本発明の一の局面における免震装置と同様の構成を有し、同様の作用効果を奏する。しかし、本発明の他の局面における免震装置では、焼結体が焼結助剤を含む点で上記本発明の一の局面における免震装置とは異なっている。本発明の他の局面における免震装置によれば、焼結助剤の採用により、焼結体の気孔率を低下させやすくなり、十分な耐久性を安定して確保することが可能な免震装置を容易に提供することができる。
【００１３】
なお、焼結助剤としては、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、珪素（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、希土類元素の酸化物、窒化物、酸窒化物のうち少なくとも一種類以上を採用することができる。また、上記本発明の一の局面における免震装置と同等の作用効果を奏するためには、焼結助剤は、焼結体のうち２０質量％以下とすることが望ましい。
【００１４】
上記免震装置において好ましくは、上記βサイアロンは、Ｓｉ６−ＺＡｌＺＯＺＮ８−Ｚの組成式で表され、０．５≦ｚ≦３．０を満たす。
【００１５】
本発明者は、振動や衝撃が作用する環境下における免震装置の耐久性とβサイアロンの組成との関係を詳細に調査した。その結果、以下の知見が得られた。βサイアロンは、燃焼合成を含む製造工程を採用することにより、上記ｚの値（以下、ｚ値という）が０．１以上となる種々の組成を有するものを安価に製造することができる。そして、一般に転動体の耐久性に大きな影響を与える硬度は、製造の容易なｚ値４．０以下の範囲において、ほとんど変化しない。しかしながら、振動や衝撃が作用する環境下における免震装置の耐久性とｚ値との関係を詳細に調査したところ、ｚ値が３．０を超えると免震装置の耐久性が低下することが分かった。
【００１６】
より具体的には、ｚ値が０．５以上３．０以下の範囲においては、耐久性はほぼ同等で、試験時間が所定時間を超えると、保持部材の表面に剥離が発生して破損する。これに対し、ｚ値が３．０を超えると転動体の表面に損傷が発生しやすくなり、これに起因して耐久性が低下する。したがって、βサイアロン焼結体からなる転動体の損傷を抑制し、免震装置の耐久性を向上させるためには、ｚ値を３．０以下とすることが好ましい。
【００１７】
一方、ｚ値が０．５未満となると、保持部材に損傷が発生し易くなり、免震装置の耐久性が低下することが分かった。したがって、保持部材の損傷を抑制し、免震装置の耐久性を向上させるためには、ｚ値は０．５以上とすることが好ましい。以上のように、上記βサイアロンを０．５≦ｚ≦３．０を満たすものとすることにより、振動や衝撃が作用する環境下における耐久性に優れた免震装置を提供することができる。
【００１８】
上記免震装置において好ましくは、上記βサイアロンは、Ｓｉ６−ＺＡｌＺＯＺＮ８−Ｚの組成式で表され、１．０≦ｚ≦２．０を満たす。
【００１９】
これにより、免震装置の内部に硬質の異物が侵入する環境下における免震装置の耐久性を向上させることができる。
【００２０】
上記免震装置において好ましくは、上記転動体のヤング率は１８０ＧＰａ以上２７０ＧＰａ以下である。
【００２１】
転動体のヤング率が高くなると、転動体を構成する素材（βサイアロン焼結体）の強度が上昇する傾向にある。しかし、その反面、転動体のヤング率が高くなると、転動体が弾性変形しにくくなるため、保持部材との接触面積が小さくなり、接触面圧が高くなる。その結果、保持部材に損傷が発生し易くなる。一方、転動体のヤング率が低くなると、転動体が弾性変形しやすくなるため、保持部材との接触面積が大きくなり、接触面圧が低くなる。しかし、その反面、転動体のヤング率が低くなると、これに伴って転動体を構成する素材の強度が低下する傾向にある。そのため、転動体のヤング率は、転動体を構成する素材の強度と保持部材との間における接触面圧の低減とのバランスを確保可能な範囲とすることが必要である。
【００２２】
より具体的には、βサイアロン焼結体からなる転動体のヤング率が１８０ＧＰａ未満の場合、転動体を構成する素材の強度低下の影響が接触面圧の低減の効果を上回り、転動体の耐久性が低下する。また、保持部材との接触面積が増大することに伴い、保持部材との間に作用する摩擦力が増加して振動の伝達を抑制するという免震装置の機能が低下するという問題も発生する。したがって、βサイアロン焼結体からなる転動体のヤング率は、１８０ＧＰａ以上であることが好ましく、２２０ＧＰａ以上であることがより好ましい。ここで、硬質の異物とは、たとえば泥水に含まれる砂などであって、ＨＶ５５０以上の硬度を有する固形物をいう。
【００２３】
一方、βサイアロン焼結体からなる転動体のヤング率が２７０ＧＰａを超えると、接触面圧の増加の影響が転動体を構成する素材の強度上昇の効果を上回り、保持部材の接触面に圧痕などの損傷が発生しやすくなる。したがって、βサイアロン焼結体からなる転動体のヤング率は、２７０ＧＰａ以下であることが好ましく、２６０ＧＰａ以下であることが好ましい。
【００２４】
上記免震装置においては、保持部材は鋼からなるものとすることができる。この場合、当該保持部材の表面硬度はＨＶ６８０以上であることが好ましい。これにより、振動や衝撃が作用した場合、あるいは免震装置内に硬質の異物が侵入した場合における保持部材の損傷を抑制することができる。
【００２５】
上記免震装置において好ましくは、上記転動体は、保持部材と接触する面である接触面を含む領域に、内部よりも緻密性の高い層である緻密層を有している。
【００２６】
上述のβサイアロン焼結体からなる転動体においては、その緻密性が耐久性に大きく影響する。これに対し、上記構成によれば、接触面を含む領域に内部よりも緻密性の高い層である緻密層が形成されていることにより、耐久性が向上する。その結果、十分な耐久性を安定して確保することが可能な免震装置を提供することができる。
【００２７】
ここで、緻密性の高い層とは、焼結体において空孔率の低い（密度の高い）層であって、たとえば以下のように調査することができる。まず、βサイアロン焼結体からなる転動体の表面に垂直な断面において転動体を切断し、当該断面を鏡面ラッピングする。その後、鏡面ラッピングされた断面を光学顕微鏡の斜光（暗視野）にて、たとえば５０〜１００倍程度で撮影し、３００ＤＰＩ（Ｄｏｔ Ｐｅｒ Ｉｎｃｈ）以上の画像として記録する。このとき、白色の領域として観察される白色領域は、空孔率の高い（密度の低い）領域に対応する。したがって、白色領域の面積率が低い領域は、当該面積率が高い領域に比べて緻密性が高い。そして、記録された画像を、画像処理装置を用いて輝度閾値により２値化処理した上で白色領域の面積率を測定し、当該面積率により、撮影された領域の緻密性を知ることができる。
【００２８】
つまり、上記免震装置において好ましくは、上記焼結体は、接触面を含む領域に内部よりも白色領域の面積率の低い層である緻密層が形成されている。なお、上記撮影は、ランダムに５箇所以上で行ない、上記面積率は、その平均値で評価することが好ましい。また、上記焼結体の内部における上記白色領域の面積率は、たとえば１５％以上である。また、βサイアロン焼結体からなる転動体の耐久性を一層向上させるためには、上記緻密層は１００μｍ以上の厚みを有していることが好ましい。
【００２９】
上記免震装置において好ましくは、緻密層の断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は７％以下である。
【００３０】
白色領域の面積率が７％以下となる程度に上記緻密層の緻密性を向上させることで、βサイアロン焼結体からなる転動体の耐久性がより向上する。したがって、上記構成により、本発明の免震装置の耐久性を一層向上させることができる。
【００３１】
上記免震装置において好ましくは、緻密層の表面を含む領域には、緻密層内の他の領域よりもさらに緻密性の高い層である高緻密層が形成されている。
【００３２】
緻密性のさらに高い高緻密層が緻密層の表面を含む領域に形成されることにより、βサイアロン焼結体からなる転動体の耐久性がより向上し、免震装置の耐久性を一層向上させることができる。
【００３３】
上記免震装置において好ましくは、高緻密層の断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は３．５％以下である。
【００３４】
白色領域の面積率が３．５％以下となる程度に上記高緻密層の緻密性を向上させることで、βサイアロン焼結体からなる転動体の耐久性がより向上する。したがって、上記構成により、本発明の免震装置の耐久性を一層向上させることができる。
【発明の効果】
【００３５】
以上の説明から明らかなように、本発明の免震装置によれば、振動や衝撃に起因した機能の低下を抑制しつつ、転動体の耐食性の向上を達成することが可能な免震装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００３７】
図１は、本発明の一実施の形態における免震装置の構成を示す概略断面図である。また、図２は、図１の線分ＩＩ−ＩＩに沿う概略断面図である。図１および図２を参照して、本発明の一実施の形態における免震装置について説明する。
【００３８】
図１および図２を参照して、本実施の形態における免震装置１は、建造物の基礎２１上に固定された第２保持部材１２と、突出部１５を有し、突出部１５が建造物の底壁２２に形成された凹部２３に嵌め込まれるように配置された第１保持部材１１と、第１保持部材１１と第２保持部材１２との間に配置された転動体としての玉１３とを備えている。
【００３９】
第２保持部材１２は、基礎２１に面する側とは反対側の面に形成された凹部である第２保持部１２Ａを有し、ボルトなどの固定部材により、基礎２１に対して固定されている。第１保持部材１１は、建造物の底壁２２に面する側とは反対側の面に形成された凹部である第１保持部１１Ａを有し、弾性体としてのばね１６を挟んで建造物の底壁２２と対向するように配置されている。つまり、ばね１６は、建造物の底壁２２と第１保持部材１１との間において、建造物の底壁２２および第１保持部材１１に接触するように配置されている。また、建造物の底壁２２に形成された凹部２３の上面２３Ａと第１保持部材１１に形成された突出部１５の上面１５Ａとの間にギャップ２３Ｂが形成されるように、第１保持部材１１は配置されている。
【００４０】
さらに、第１保持部１１Ａと第２保持部１２Ａとが対向するように、第１保持部材１１および第２保持部材１２は配置されている。そして、玉１３は、第１保持部１１Ａおよび第２保持部１２Ａに、その表面である玉接触面１３Ａにおいて接触するように配置されることにより、第１保持部１１Ａおよび第２保持部１２Ａ上を転動可能となっている。また、第１保持部１１Ａは、円形状の平坦な面である平坦部１１Ａ１と、平坦部１１Ａ１を取り囲むように配置され、平坦部１１Ａ１に対して傾斜した面である傾斜部１１Ａ２とを含んでいる。この傾斜部１１Ａ２は、平坦部１１Ａ１から離れるに従って、平坦部１１Ａ１に対する傾斜が大きくなるように形成されている。一方、第２保持部１２Ａも、上記第１保持部１１Ａと同様に、円形状の平坦な面である平坦部１２Ａ１と、平坦部１２Ａ１を取り囲むように配置され、平坦部１２Ａ１に対して傾斜した面である傾斜部１２Ａ２とを含んでいる。この傾斜部１２Ａ２は、平坦部１２Ａ１から離れるに従って、平坦部１２Ａ１に対する傾斜が大きくなるように形成されている。つまり、第１保持部１１Ａおよび第２保持部１２Ａは、外周部において、その深さが徐々に浅くなるように形成されている。
【００４１】
そして、玉１３は、第１保持部１１Ａの平坦部１１Ａ１の中央と、第２保持部１２Ａの平坦部１２Ａ１の中央とに接触するように配置されている。以上の構成により、第１保持部材１１と第２保持部材１２とは、玉１３との接触を維持しつつ、平坦部１１Ａ１および平坦部１２Ａ１に平行な種々の方向に対して互いに相対的に変位することができる。つまり、免震装置１は、それぞれ保持部としての第１保持部１１Ａおよび第２保持部１２Ａを有し、第１保持部１１Ａおよび第２保持部１２Ａが互いに対向するように配置された一対の保持部材としての第１保持部材１１および第２保持部材１２と、第１保持部材１１および第２保持部材１２の間において第１保持部１１Ａおよび第２保持部１２Ａに接触し、第１保持部１１Ａおよび第２保持部１２Ａ上を転動可能に配置された転動体としての玉１３とを備えている。
【００４２】
次に、免震装置１の動作について説明する。地震などの振動が基礎２１に伝達されると、基礎２１に固定された第２保持部材１２は基礎２１とともに振動する。このとき、玉１３は、ばね１６の弾性により第１保持部１１Ａおよび第２保持部１２Ａに接触した状態を維持しつつ、第１保持部１１Ａおよび第２保持部１２Ａ上を転動する。これにより、第２保持部材１２から第１保持部１１Ａに伝達される振動が抑制される。その結果、基礎２１から建造物の底壁２２に伝達される振動が抑制され、底壁２２上の建造物の振動が低減される。さらに、玉１３が第１保持部１１Ａおよび第２保持部１２Ａ上を転動し、傾斜部１１Ａ２，１２Ａ２に接触する位置にまで変位すると、玉１３を平坦部１１Ａ１，１２Ａ１に接触する位置に戻そうとする力が作用する。その結果、上記振動が減衰する。
【００４３】
次に、転動体としての玉１３について説明する。図１および図２を参照して、本実施の形態における転動体としての玉１３は、Ｓｉ６−ＺＡｌＺＯＺＮ８−Ｚの組成式で表され、０．５≦ｚ≦３．０を満たすβサイアロンを主成分とし、残部不純物からなる焼結体から構成され、ヤング率が１８０ＧＰａ以上２７０ＧＰａ以下となっている。さらに、図１を参照して、玉１３の接触面である玉接触面１３Ａを含む領域には、内部１３Ｃよりも緻密性の高い層である玉緻密層１３Ｂが形成されている。この玉緻密層１３Ｂの断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は７％以下である。そのため、本実施の形態における免震装置１は、振動や衝撃に起因した機能の低下を抑制しつつ、転動体の耐食性の向上を達成することが可能な免震装置となっている。上記不純物は、原料に由来するもの、あるいは製造工程において混入するものを含む不可避的不純物を含む。
【００４４】
さらに、図１を参照して、玉緻密層１３Ｂの表面である玉接触面１３Ａを含む領域には、玉緻密層１３Ｂ内の他の領域よりもさらに緻密性の高い層である玉高緻密層１３Ｄが形成されている。玉高緻密層１３Ｄの断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は３．５％以下となっている。これにより、玉１３の耐久性がより向上し、免震装置１の耐久性が一層向上している。
【００４５】
なお、上記本実施の形態においては、免震装置１を構成する玉１３は、βサイアロンを主成分とし、残部焼結助剤および不純物からなる焼結体から構成されていてもよい。焼結助剤を含むことで、焼結体の気孔率を低下させやすくなり、十分な耐久性を安定して確保することが可能な免震装置１を、容易に提供することができる。上記不純物は、原料に由来するもの、あるいは製造工程において混入するものを含む不可避的不純物を含む。
【００４６】
次に、本実施の形態における免震装置の製造方法について説明する。図３は、本発明の一実施の形態における免震装置の製造方法の概略を示す図である。また、図４は、本発明の一実施の形態におけるβサイアロン焼結体からなる転動体の製造方法の概略を示す図である。
【００４７】
図３を参照して、本実施の形態における免震装置の製造方法においては、まず、保持部材を製造する保持部材製造工程と、転動体を製造する転動体製造工程とが実施される。具体的には、保持部材製造工程では、第１保持部材１１、第２保持部材１２などが製造される。一方、転動体製造工程では、玉１３などが製造される。
【００４８】
そして、保持部材製造工程において製造された保持部材と、転動体製造工程において製造された転動体とを組み合わせることにより、免震装置を組立てる組立工程が実施される。具体的には、たとえば第１保持部材１１および第２保持部材１２と、玉１３とを組み合わせることにより、免震装置１が組立てられる。そして、転動体製造工程は、たとえば以下のβサイアロン焼結体からなる転動体の製造方法を用いて実施される。
【００４９】
図４を参照して、本実施の形態におけるβサイアロン焼結体からなる転動体の製造方法においては、まず、βサイアロンの粉末を準備するβサイアロン粉末準備工程が実施される。βサイアロン粉末準備工程においては、たとえば燃焼合成法を採用した製造工程により、安価にβサイアロンの粉末を製造することができる。
【００５０】
次に、βサイアロン粉末準備工程において準備されたβサイアロンの粉末に、焼結助剤を添加して混合する混合工程が実施される。この混合工程は、焼結助剤を添加しない場合、省略することができる。
【００５１】
次に、図４を参照して、上記βサイアロンの粉末またはβサイアロンの粉末と焼結助剤との混合物を、転動体の概略形状に成形する成形工程が実施される。具体的には、上記βサイアロンの粉末またはβサイアロンの粉末と焼結助剤との混合物に、プレス成形、鋳込み成形、押し出し成形、転動造粒などの成形手法を適用することにより、玉１３などの概略形状に成形された成形体が作製される。
【００５２】
次に、上記成形体の表面が加工されることにより、当該成形体が焼結後に所望の転動体の形状により近い形状になるよう成形される焼結前加工工程が実施される。具体的には、グリーン体加工などの加工手法を適用することにより、上記成形体が焼結後に玉１３などの形状により近い形状になるように加工される。この焼結前加工工程は、成形工程において上記成形体が成形された段階で、焼結後に所望の転動体の形状に十分近い形状が得られる状態である場合には省略することができる。
【００５３】
次に、図４を参照して、上記成形体が焼結される焼結工程が実施される。具体的には、上記成形体が、たとえば１ＭＰａ以下の圧力下でヒータ加熱、マイクロ波やミリ波による電磁波加熱などの加熱方法により加熱されて焼結されることにより、玉１３などの概略形状を有する焼結体が作製される。焼結は、不活性ガス雰囲気中または窒素と酸素との混合ガス雰囲気中において、１５５０℃以上１８００℃以下の温度域に上記成形体が加熱されることにより実施される。不活性ガスとしては、ヘリウム、ネオン、アルゴン、窒素などが採用可能であるが、製造コスト低減の観点から、窒素が採用されることが好ましい。
【００５４】
次に、焼結工程において作製された焼結体の表面が加工され、当該表面を含む領域が除去される仕上げ加工が実施されることにより、転動体を完成させる仕上げ工程が実施される。具体的には、焼結工程において作製された焼結体の表面を研磨することにより、転動体としての玉１３などを完成させる。以上の工程により、本実施の形態におけるβサイアロン焼結体からなる転動体は完成する。
【００５５】
ここで、上記焼結工程における焼結により、焼結体の表面から厚み５００μｍ程度の領域には、内部よりも緻密性が高く、断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率が７％以下である緻密層が形成される。さらに、焼結体の表面から厚み１５０μｍ程度の領域には、緻密層内の他の領域よりもさらに緻密性が高く、断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率が３．５％以下である高緻密層が形成される。したがって、仕上げ工程においては、除去される焼結体の厚みは、特に接触面となるべき領域において１５０μｍ以下とすることが好ましい。これにより、玉接触面１３Ａを含む領域に、高緻密層を残存させ、玉１３の耐久性を向上させることができる。
【００５６】
なお、上記焼結工程は、βサイアロンの分解を抑制するため、０．０１ＭＰａ以上の圧力下で行なうことが好ましく、低コスト化を考慮すると大気圧以上の圧力下で行なうことがより好ましい。また、製造コストを抑制しつつ緻密層を形成するためには、焼結工程は１ＭＰａ以下の圧力下で行なうことが好ましい。また、βサイアロン焼結体からなる転動体のヤング率を１８０ＧＰａ以上２７０ＧＰａ以下の所望の値に調整するためには、たとえばβサイアロン粉末準備工程において準備されるβサイアロン粉末のｚ値を、０．５≦ｚ≦３．０の範囲で調節すればよい。より具体的には、ｚ値を増加させることにより、βサイアロン焼結体のヤング率を低下させることができる。
【００５７】
また、上記実施の形態における第１保持部材１１および第２保持部材１２の素材としては、たとえばＪＩＳ規格ＳＵＪ２などの高炭素クロム軸受鋼、ＳＣＭ４２０などの機械構造用合金鋼、Ｓ５３Ｃなどの機械構造用炭素鋼などの鋼を採用することができる。
【００５８】
上記実施の形態においては、転動体の一例として玉が採用される場合について説明したが、本発明の免震装置はこれに限られず、転動体はころであってもよい。
【実施例１】
【００５９】
以下、本発明の実施例１について説明する。種々のｚ値を有するβサイアロン焼結体からなる転動体を有する転がり軸受を作製し、当該転がり軸受に対して衝撃が作用する環境下におけるｚ値と耐久性との関係を調査する試験を行なった。試験の手順は以下のとおりである。
【００６０】
まず、試験の対象となる試験軸受の作製方法について説明する。はじめに、燃焼合成法でｚ値を０．５〜３．０の範囲で作製したβサイアロンの粉末を準備し、上記実施の形態において図４に基づいて説明した転動体の製造方法と基本的に同様の方法で、ｚ値が０．５〜３．０である転動体を作製した。具体的な作製方法は以下のとおりである。まず、サブミクロンに微細化されたβサイアロン粉末と、焼結助剤としての酸化アルミニウム（住友化学株式会社製、ＡＫＰ３０）および酸化イットリウム（Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ社製、Ｙｔｔｒｉｕｍｏｘｉｄｅ ｇｒａｄｅ Ｃ）とをボールミルを用いて湿式混合により混合した。その後、スプレードライヤーにて造粒を実施し、造粒粉を製造した。当該造粒粉を金型で球体に成形し、さらに冷間静水圧成形（ＣＩＰ）で加圧を行ない、球状の成形体を得た。
【００６１】
引き続き当該成形体に対して１次焼結として常圧焼結を行なった後、圧力２００ＭＰａの窒素雰囲気中でＨＩＰ（Ｈｏｔ Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓ；熱間静水圧焼結）処理することで、焼結球体を製造した。次に、当該焼結球体にラッピング加工を行ない、３／８インチセラミック球（ＪＩＳ等級 Ｇ５）とした。そして、別途準備した軸受鋼（ＪＩＳ規格ＳＵＪ２）製の軌道輪（保持部材）と組み合わせて、ＪＩＳ規格６２０６型番の軸受を作製した（実施例Ａ〜Ｊ）。また、比較のため、窒化珪素からなる転動体、すなわちｚ値が０である転動体も上記βサイアロンからなる転動体と同様の方法で作製し、同様に軸受に組立てた（比較例Ａ）。
【００６２】
次に、試験条件について説明する。上述のように作製されたＪＩＳ規格６２０６型番の軸受に対し、最大接触面圧Ｐｍａｘ：２．５ＧＰａ、軸受回転数：５００ｒｐｍ、潤滑：タービン油ＶＧ６８循環給油、加振条件：２５００Ｎ（５０Ｈｚ）、試験温度：室温の条件の下で運転する加振衝撃疲労試験を行なった。そして、振動検出装置により運転中の軸受の振動を監視し、軸受に破損が発生して軸受の振動が所定値を超えた時点で試験を中止するとともに、運転開始から中止までの時間を当該軸受の寿命として記録した。また、試験中止後、軸受を分解して軸受の破損状態を確認した。
【００６３】
【表１】
【００６４】
表１に本実施例の試験結果を示す。表１においては、各欄内の上段に各実施例および比較例における寿命が、軌道輪の材質をＳＵＪ２とした場合の比較例Ａ（窒化珪素）の寿命を１とした寿命比で表されている。また、各欄内の下段には、軸受の破損部位（軌道輪または玉）が記載されている。
【００６５】
表１を参照して、ｚ値が０．５以上３．０以下となっている本発明の実施例Ｃ〜Ｈは、窒化珪素（比較例Ａ）と比較して明確に長寿命となっている。ここで、表１に示すように、破損部位は窒化珪素の場合と同様に保持部材（軌道輪）となっており、破損形態は剥離であった。これに対し、ｚ値が３．０を超える実施例ＩおよびＪでは、寿命が低下するとともに、転動体（玉）の破損（剥離）が先行する。すなわち、ｚ値が３．２５である実施例Ｉでは、衝撃の影響によりβサイアロン焼結体からなる転動体（玉）に損傷が生じ、寿命が低下したものと考えられる。さらに、ｚ値が３．５である実施例Ｊおいては、さらに短時間に転動体の剥離が生じ、転がり軸受の耐久性が一層低下している。
【００６６】
一方、ｚ値が０．５より小さい実施例ＡおよびＢでは、寿命が比較例Ａとほぼ同じ程度にまで低下するとともに、保持部材の破損（剥離）が先行する。すなわち、ｚ値が０．２５である実施例Ｂでは、ｚ値が０（窒化珪素）である比較例Ａとの物性の差が小さくなる。そのため、βサイアロン焼結体からなる玉と、当該玉に相対する保持部材との衝突によって、一方的に保持部材側に損傷が生じ、窒化珪素焼結体からなる玉を採用した比較例Ａ並みにまで寿命が低下したものと考えられる。
【００６７】
さらに、表１を参照して、ｚ値が０．５以上３．０以下となっている場合であっても、相対する軌道輪の硬度（表面硬度）がＨＶ６８０未満である場合、軌道輪の硬度がＨＶ６８０以上の場合に比べて寿命が低下する傾向にある。これは、軌道輪の硬度が低い場合、βサイアロン焼結体からなる玉と、当該玉に相対する保持部材との衝突によって、保持部材側に損傷が生じ易くなるためであると考えられる。
【００６８】
以上のように、ｚ値が３．０を超えるとβサイアロン焼結体からなる転動体自身が破損し易くなる一方、ｚ値が０．５未満では、相手部材との間の接触面圧が増加し、相手部材に損傷が発生しやすくなる。そして、ｚ値を０．５以上３．０以下とすることにより、転動体を構成する素材の強度と、保持部材との間の接触面圧の低減とのバランスが確保される。その結果、軸受に対して衝撃が作用する環境下において、βサイアロン焼結体からなる転動体を含む転がり軸受の寿命が向上することが確認された。特に、保持部材が鋼からなる場合、保持部材の物性と転動体の物性とがほどよく調和して、衝撃、振動等による損傷の発生を抑制することができる。以上の結果から、転動体を構成するβサイアロンのｚ値を０．５以上３．０以下とすることにより、振動や衝撃が作用した場合における免震装置の機能の低下を抑制可能であると考えられる。
【００６９】
また、保持部材が鋼からなる場合、当該保持部材の損傷を抑制するため、保持部材の表面硬度はＨＶ６８０以上とすることが好ましいと考えられる。
【実施例２】
【００７０】
以下、本発明の実施例２について説明する。種々のｚ値を有するβサイアロン焼結体からなる転動体を有する転がり軸受を作製し、当該内部に硬質の異物が侵入する環境下におけるｚ値と耐久性との関係を調査する試験を行なった。試験の手順は以下のとおりである。
【００７１】
まず、試験の対象となる試験軸受の作製方法について説明する。はじめに、燃焼合成法でｚ値を０．１〜２．５の範囲で作製したβサイアロンの粉末を準備し、上記実施例１と同様の方法で、ｚ値が０．１〜２．５である転動体を作製した。そして、別途準備した様々な鋼材を素材として製作した軌道輪と組み合わせて、ＪＩＳ規格６２０６型番の軸受を作製した（実施例Ａ〜Ｊ）。軌道輪を構成する鋼としては、ＪＩＳ規格ＳＵＪ２、ＳＣＭ４２０、ＳＣｒ４２０、Ｓ５３Ｃ、Ｓ４５Ｃ、Ｓ４０ＣおよびＡＩＳＩ規格Ｍ５０を採用した。また、比較のため、窒化珪素からなる転動体、すなわちｚ値が０である転動体も上記βサイアロンからなる転動体と同様の方法で作製し、同様に軸受に組立てた（比較例Ａ）。
【００７２】
次に、試験条件について説明する。上述のように作製されたＪＩＳ規格６２０６型番の軸受に対し、最大接触面圧Ｐｍａｘ：２．５ＧＰａ、軸受回転数：２０００ｒｐｍ、潤滑：タービン油ＶＧ６８、試験温度：室温の条件の下、潤滑油にガスアトマイズにより作製したＫＨＡ３０の粉末（粒径１０８〜１８０μｍ；硬質の異物）を０．４ｇ／Ｌの割合で添加した状態で運転する疲労試験を行なった。そして、振動検出装置により運転中の軸受の振動を監視し、軸受に破損が発生して軸受の振動が所定値を超えた時点で試験を中止するとともに、運転開始から中止までの時間を当該軸受の寿命として記録した。また、試験中止後、軸受を分解して軸受の破損状態を確認した。
【００７３】
【表２】
【００７４】
表２に本実施例の試験結果を示す。表２においては、各欄内の上段に各実施例および比較例における寿命が、軌道輪の材質をＳＵＪ２とした場合の比較例Ａ（窒化珪素）の寿命を１とした寿命比で表されている。また、各欄内の下段には、軸受の破損部位（軌道輪または玉）が記載されている。
【００７５】
表２を参照して、ｚ値が１．０以上２．０以下となっている本発明の実施例Ｄ〜Ｈは、窒化珪素（比較例Ａ）と比較して明確に長寿命となっている。ここで、表２に示すように、破損部位は窒化珪素の場合と同様に保持部材（軌道輪）となっており、破損形態は剥離であった。これに対し、ｚ値が２．０を超える実施例ＩおよびＪでは、寿命が低下するとともに、転動体（玉）の破損（剥離）が先行する。すなわち、ｚ値が２．２５である比較例Ｉでは、硬質の異物の影響によりβサイアロン焼結体からなる転動体（玉）に損傷が生じ、寿命が低下したものと考えられる。さらに、ｚ値が２．５である比較例Ｊにおいては、一層短時間に転動体の剥離が生じ、転がり軸受の耐久性がさらに低下している。
【００７６】
一方、ｚ値が１．０より小さい実施例Ａ〜Ｃでは、寿命が比較例Ａとほぼ同じ程度にまで低下するとともに、保持部材の破損（剥離）が先行する。すなわち、ｚ値が０．７５である実施例Ｃでは、ｚ値が０（窒化珪素）である比較例Ａとの物性の差が小さくなる。そのため、βサイアロン焼結体からなる玉と、当該玉に相対する保持部材との間に侵入した硬質の異物による損傷が保持部材側に集中し、これに起因して、窒化珪素焼結体からなる玉を採用した比較例Ａ並みにまで寿命が低下したものと考えられる。
【００７７】
さらに、表２を参照して、ｚ値が１．０以上２．０以下となっている本発明の範囲であっても、相対する軌道輪の硬度（表面硬度）がＨＶ６８０未満である場合、軌道輪の硬度がＨＶ６８０以上の場合に比べて寿命が低下する傾向にある。これは、軌道輪の硬度が低い場合、βサイアロン焼結体からなる玉と、当該玉に相対する保持部材との間に侵入した硬質の異物によって、保持部材側に損傷が生じ易くなるためであると考えられる。
【００７８】
以上のように、ｚ値が２．０を超えるとβサイアロン焼結体からなる転動体自身が破損し易くなる一方、ｚ値が１．０未満では、相手部材との間の接触面圧が増加し、相手部材に損傷が発生しやすくなる。そして、ｚ値を１．０以上２．０以下とすることにより、転動体を構成する素材の強度と、保持部材との接触面圧の低減とのバランスが確保される。その結果、内部に硬質の異物が侵入する環境下において、βサイアロン焼結体からなる転動体を含む転がり軸受の寿命が向上することが確認された。特に、保持部材が鋼からなる場合、保持部材の物性と転動体の物性とがほどよく調和して、硬質の異物による損傷の発生を抑制することができる。以上の結果から、ｚ値を１．０以上２．０以下とすることにより、内部に硬質の異物が侵入した場合における免震装置の機能の低下を抑制可能であると考えられる。
【００７９】
また、保持部材が鋼からなる場合、当該保持部材の損傷を抑制するため、保持部材の表面硬度はＨＶ６８０以上とすることが好ましいと考えられる。
【実施例３】
【００８０】
以下、本発明の実施例３について説明する。本発明の免震装置を構成するβサイアロンからなる転動体の緻密層および高緻密層の形成状態を調査する試験を行なった。試験の手順は以下のとおりである。
【００８１】
はじめに、燃焼合成法で作製した組成がＳｉ５ＡｌＯＮ７であるβサイアロンの粉末（株式会社イスマンジェイ製、商品名メラミックス）を準備し、上記実施の形態において図４に基づいて説明した転動体の製造方法と同様の方法で、一辺が約１０ｍｍの立方体試験片を作製した。具体的な製造方法は次のとおりである。まず、サブミクロンに微細化されたβサイアロン粉末と、焼結助剤としての酸化アルミニウム（住友化学株式会社製、ＡＫＰ３０）および酸化イットリウム（Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ社製、Ｙｔｔｒｉｕｍｏｘｉｄｅ ｇｒａｄｅ Ｃ）とをボールミルを用いて湿式混合により混合した。その後、スプレードライヤーにて造粒を実施し、造粒粉を製造した。当該造粒粉を金型で所定の形状に成形し、さらに冷間静水圧成形（ＣＩＰ）で加圧を行ない、成形体を得た。引き続き当該成形体を圧力０．４ＭＰａの窒素雰囲気中で１６５０℃に加熱して焼結することで（常圧焼結）、上記立方体試験片を製造した。
【００８２】
その後、当該試験片を切断し、切断された面をダイヤモンドラップ盤でラッピングした後、酸化クロムラップ盤による鏡面ラッピングを実施することにより、立方体の中心を含む観察用の断面を形成した。そして、当該断面を光学顕微鏡（株式会社ニコン製、マイクロフォト−ＦＸＡ）の斜光で観察し、倍率５０倍のインスタント写真（フジフイルム株式会社製 ＦＰ−１００Ｂ）を撮影した。その後、得られた写真の画像を、スキャナーを用いて（解像度３００ＤＰＩ）パーソナルコンピューターに取り込んだ。そして、画像処理ソフト（三谷商事株式会社製 ＷｉｎＲＯＯＦ）を用いて輝度閾値による２値化処理を行なって（本実施例での２値化分離閾値：１４０）、白色領域の面積率を測定した。
【００８３】
次に、試験結果について説明する。図５は、試験片の上記観察用の断面を光学顕微鏡の斜光で撮影した写真である。また、図６は、図５の写真の画像を、画像処理ソフトを用いて輝度閾値により２値化処理した状態を示す一例である。また、図７は、図５の写真の画像を、画像処理ソフトを用いて輝度閾値により２値化処理して白色領域の面積率を測定する際に、画像処理を行なう領域（評価領域）を示す図である。図５において、写真上側が試験片の表面側であり、上端が表面である。
【００８４】
図５および図６を参照して、上記実施の形態と同様の製造方法により作製された本実施例における試験片は、表面を含む領域に内部よりも白色領域の少ない層が形成されていることがわかる。そして、図７に示すように、撮影された写真の画像を試験片の最表面からの距離に応じて３つの領域（最表面からの距離が１５０μｍ以内の領域、１５０μｍを超え５００μｍ以内の領域、５００μｍを超え８００μｍ以内の領域）に分け、領域毎に画像解析を行なって白色領域の面積率を算出したところ、表３に示す結果が得られた。表３においては、図７に示した各領域を１視野として、無作為に撮影された５枚の写真から得られる５視野における白色領域の面積率の、平均値と最大値とが示されている。
【００８５】
【表３】
【００８６】
表３を参照して、本実施例における白色領域の面積率は、内部において１８．５％であったのに対し、表面からの深さが５００μｍ以下である領域においては３．７％、表面からの深さが１５０μｍ以下の領域においては１．２％となっていた。このことから、上記実施の形態と同様の上記製造方法により作製された本実施例における試験片においては、表面を含む領域に内部よりも白色領域の少ない緻密層および高緻密層が形成されていることが確認された。
【実施例４】
【００８７】
以下、本発明の実施例４について説明する。本発明の免震装置を構成するβサイアロン焼結体からなる転動体の耐久性を確認する試験を行なった。試験の手順は以下のとおりである。
【００８８】
まず、試験の対象となる試験軸受の作製方法について説明する。はじめに、燃焼合成法で作製した組成がＳｉ５ＡｌＯＮ７であるβサイアロンの粉末（株式会社イスマンジェイ製、商品名メラミックス）を準備し、上記実施の形態において図４に基づいて説明した転動体の製造方法と同様の方法で直径９．５２５ｍｍの３／８インチセラミック球を作製した。具体的な製造方法は次のとおりである。まず、サブミクロンに微細化されたβサイアロン粉末と、焼結助剤としての酸化アルミニウム（住友化学株式会社製、ＡＫＰ３０）および酸化イットリウム（Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ社製、Ｙｔｔｒｉｕｍｏｘｉｄｅ ｇｒａｄｅ Ｃ）とをボールミルを用いて湿式混合により混合した。その後、スプレードライヤーにて造粒を実施し、造粒粉を製造した。当該造粒粉を金型で球体に成形し、さらに冷間静水圧成形（ＣＩＰ）で加圧を行ない球状の成形体を得た。
【００８９】
次に、当該成形体に対して焼結後の加工代が所定の寸法となるようにグリーン体加工を行ない、引き続き当該成形体を圧力０．４ＭＰａの窒素雰囲気中で１６５０℃に加熱して焼結することで、焼結球体を製造した。次に、当該焼結球体にラッピング加工を行ない、３／８インチセラミック球（転動体；ＪＩＳ等級 Ｇ５）とした。そして、別途準備した軸受鋼（ＪＩＳ規格ＳＵＪ２）製の軌道輪と組み合わせて、ＪＩＳ規格６２０６型番の軸受を作製した。ここで、上記焼結球体に対するラッピング加工により除去される焼結球体の厚み（加工代）を８段階に変化させ、８種類の軸受を作製した（実施例Ａ〜Ｈ）。一方、比較のため、窒化珪素および焼結助剤からなる原料粉末を用いて加圧焼結法により焼結した焼結球体（日本特殊陶業株式会社製 ＥＣ１４１）に対して、上述と同様にラッピング加工を行ない、別途準備した軸受鋼（ＪＩＳ規格ＳＵＪ２）製の軌道輪と組み合わせて、ＪＩＳ規格６２０６型番の軸受を作製した（比較例Ａ）。ラッピング加工による加工代は０．２５ｍｍとした。
【００９０】
次に、試験条件について説明する。上述のように作製されたＪＩＳ規格６２０６型番の軸受に対し、最大接触面圧Ｐｍａｘ：３．２ＧＰａ、軸受回転数：２０００ｒｐｍ、潤滑：タービン油ＶＧ６８(清浄油)の循環給油、試験温度：室温、の条件の下で運転する疲労試験を行なった。そして、振動検出装置により運転中の軸受の振動を監視し、転動体に破損が発生して軸受の振動が所定値を超えた時点で試験を中止するとともに、運転開始から中止までの時間を当該転動体の寿命として記録した。なお、試験数は実施例、比較例ともに１５個ずつとし、そのＬ１０寿命を算出した上で、比較例Ａに対する寿命比で耐久性を評価した。
【００９１】
【表４】
【００９２】
表４に本実施例の試験結果を示す。表４を参照して、実施例の転動体の寿命は、その製造コスト等を考慮するといずれも良好であるといえる。そして、加工代を０．５ｍｍ以下とすることにより転動体の表面に緻密層を残存させた実施例Ｄ〜Ｇの軸受の寿命は、比較例Ａの寿命の１．５〜２倍程度となっていた。さらに、加工代を０．１５ｍｍ以下とすることにより転動体の表面に高緻密層を残存させた実施例Ａ〜Ｃの転動体の寿命は、比較例Ａの寿命の３倍程度となっていた。このことから、本発明の免震装置を構成する転動体は、耐久性において優れていることが確認された。そして、本発明の転動体は、加工代を０．５ｍｍ以下として表面に緻密層を残存させることにより耐久性が向上し、加工代を０．１５ｍｍ以下として表面に高緻密層を残存させることにより耐久性がさらに向上することが分かった。
【００９３】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明の免震装置は、耐久性の向上が求められる免震装置に、特に有利に適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の一実施の形態における免震装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】図１の線分ＩＩ−ＩＩに沿う概略断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態における免震装置の製造方法の概略を示す図である。
【図４】本発明の一実施の形態におけるβサイアロン焼結体からなる転動体の製造方法の概略を示す図である。
【図５】試験片の観察用の断面を光学顕微鏡の斜光で撮影した写真である。
【図６】図５の写真の画像を、画像処理ソフトを用いて輝度閾値により２値化処理した状態を示す一例である。
【図７】画像処理を行なう領域（評価領域）を示す図である。
【符号の説明】
【００９６】
１ 免震装置、１１ 第１保持部材、１１Ａ 第１保持部、１１Ａ１，１２Ａ１ 平坦部、１１Ａ２，１２Ａ２ 傾斜部、１２ 第２保持部材、１２Ａ 第２保持部、１３ 玉、１３Ａ 玉接触面、１３Ｂ 玉緻密層、１３Ｃ 内部、１３Ｄ 玉高緻密層、１５ 突出部、１５Ａ 上面、２１ 基礎、２２ 建造物の底壁、２３ 凹部、２３Ａ 上面、２３Ｂ ギャップ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、免震装置に関し、より特定的には、βサイアロンを主成分とする焼結体からなる構成部品を備えた免震装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
免震装置は、建造物などの構造体と建造物の基礎などの土台との間に配置され、土台に伝達された地震などの振動が構造体に伝達されることを抑制する機能を有する。この免震装置としては、保持部を有し、当該保持部が互いに対向するように配置された一対の保持部材と、一対の保持部材の間において保持部に接触し、保持部上を転動可能に配置された転動体である鋼球とを備えるものが提案されている。このような構成によれば、鋼球が転動することにより、土台側の一方の保持部材に伝達された振動が、他方の保持部材に伝達されることが抑制される（たとえば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平３−２２８９４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一方、特に建造物に使用される免震装置は、長期間その機能を保持することが求められる。しかしながら、保持部材の間に鋼球を配置した上記構成では、長期間の使用中において、保持部材と点接触する鋼球に腐食が発生するおそれがある。
【０００４】
これに対し、上記鋼球に代えて、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）やアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）などのセラミックスの転動体を採用する対策が考えられる。セラミックスは、鋼に比べて耐食性に優れている。そのため、上記対策は、腐食の対策として有効である。
【０００５】
一方、窒化珪素やアルミナは、鋼に比べてヤング率が大きく、弾性変形しにくいという特徴がある。そのため、鋼球に代えて窒化珪素やアルミナなどからなるセラミックスのボール（転動体）を採用した場合、転動体と保持部材との接触面積は小さくなり、接触面圧が大きくなる傾向にある。したがって、免震装置の転動体として窒化珪素やアルミナなどからなる転動体が採用されている場合、振動や衝撃が作用すると、保持部材に圧痕などの損傷が発生しやすくなる。そして、保持部材に圧痕などの損傷が発生した場合、転動体のスムーズな転動が妨げられ、免震装置の機能が低下するおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、振動や衝撃に起因した機能の低下を抑制しつつ、転動体の耐食性の向上を達成することが可能な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】
【０００７】
本発明に従った免震装置は、保持部を有し、当該保持部が互いに対向するように配置された一対の保持部材と、一対の保持部材の間において保持部に接触し、保持部上を転動可能に配置された転動体とを備えている。そして、転動体は、窒化珪素からなる場合に比べて保持部材に対する衝撃を抑制することが可能なセラミックスからなっている。より具体的には、たとえば転動体は、窒化珪素からなる場合に比べてヤング率が小さくなるセラミックスからなっている。
【０００８】
本発明の免震装置によれば、衝撃が作用した場合でも保持部材における損傷が抑制されるため、振動や衝撃に起因した機能の低下を抑制しつつ、転動体の耐食性の向上を達成することが可能な免震装置を提供することができる。
【０００９】
本発明の一の局面における免震装置は、保持部を有し、当該保持部が互いに対向するように配置された一対の保持部材と、一対の保持部材の間において保持部に接触し、保持部上を転動可能に配置された転動体とを備えている。そして、転動体は、βサイアロンを主成分とし、残部不純物からなる焼結体から構成される。
【００１０】
本発明の他の局面における免震装置は、保持部を有し、当該保持部が互いに対向するように配置された一対の保持部材と、一対の保持部材の間において保持部に接触し、保持部上を転動可能に配置された転動体とを備えている。そして、転動体は、βサイアロンを主成分とし、残部焼結助剤および不純物からなる焼結体から構成される。
【００１１】
本発明の一の局面における免震装置においては、耐食性に優れたセラミックスであるβサイアロン焼結体（βサイアロンを主成分とする焼結体）が採用されている。そのため、転動体の耐食性の向上が達成される。さらに、βサイアロン焼結体は、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）やアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）などの一般的なセラミックスからなる焼結体に比べてヤング率が小さい。そのため、ヤング率が高いことに起因した振動や衝撃による保持部材の損傷が抑えられ、免震装置の機能の低下を抑制することができる。以上のように、本発明の一の局面における免震装置によれば、振動や衝撃に起因した機能の低下を抑制しつつ、転動体の耐食性の向上を達成することが可能な免震装置を提供することができる。
【００１２】
また、本発明の他の局面における免震装置は、基本的には上記本発明の一の局面における免震装置と同様の構成を有し、同様の作用効果を奏する。しかし、本発明の他の局面における免震装置では、焼結体が焼結助剤を含む点で上記本発明の一の局面における免震装置とは異なっている。本発明の他の局面における免震装置によれば、焼結助剤の採用により、焼結体の気孔率を低下させやすくなり、十分な耐久性を安定して確保することが可能な免震装置を容易に提供することができる。
【００１３】
なお、焼結助剤としては、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、珪素（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、希土類元素の酸化物、窒化物、酸窒化物のうち少なくとも一種類以上を採用することができる。また、上記本発明の一の局面における免震装置と同等の作用効果を奏するためには、焼結助剤は、焼結体のうち２０質量％以下とすることが望ましい。
【００１４】
上記免震装置において好ましくは、上記βサイアロンは、Ｓｉ６−ＺＡｌＺＯＺＮ８−Ｚの組成式で表され、０．５≦ｚ≦３．０を満たす。
【００１５】
本発明者は、振動や衝撃が作用する環境下における免震装置の耐久性とβサイアロンの組成との関係を詳細に調査した。その結果、以下の知見が得られた。βサイアロンは、燃焼合成を含む製造工程を採用することにより、上記ｚの値（以下、ｚ値という）が０．１以上となる種々の組成を有するものを安価に製造することができる。そして、一般に転動体の耐久性に大きな影響を与える硬度は、製造の容易なｚ値４．０以下の範囲において、ほとんど変化しない。しかしながら、振動や衝撃が作用する環境下における免震装置の耐久性とｚ値との関係を詳細に調査したところ、ｚ値が３．０を超えると免震装置の耐久性が低下することが分かった。
【００１６】
より具体的には、ｚ値が０．５以上３．０以下の範囲においては、耐久性はほぼ同等で、試験時間が所定時間を超えると、保持部材の表面に剥離が発生して破損する。これに対し、ｚ値が３．０を超えると転動体の表面に損傷が発生しやすくなり、これに起因して耐久性が低下する。したがって、βサイアロン焼結体からなる転動体の損傷を抑制し、免震装置の耐久性を向上させるためには、ｚ値を３．０以下とすることが好ましい。
【００１７】
一方、ｚ値が０．５未満となると、保持部材に損傷が発生し易くなり、免震装置の耐久性が低下することが分かった。したがって、保持部材の損傷を抑制し、免震装置の耐久性を向上させるためには、ｚ値は０．５以上とすることが好ましい。以上のように、上記βサイアロンを０．５≦ｚ≦３．０を満たすものとすることにより、振動や衝撃が作用する環境下における耐久性に優れた免震装置を提供することができる。
【００１８】
上記免震装置において好ましくは、上記βサイアロンは、Ｓｉ６−ＺＡｌＺＯＺＮ８−Ｚの組成式で表され、１．０≦ｚ≦２．０を満たす。
【００１９】
これにより、免震装置の内部に硬質の異物が侵入する環境下における免震装置の耐久性を向上させることができる。
【００２０】
上記免震装置において好ましくは、上記転動体のヤング率は１８０ＧＰａ以上２７０ＧＰａ以下である。
【００２１】
転動体のヤング率が高くなると、転動体を構成する素材（βサイアロン焼結体）の強度が上昇する傾向にある。しかし、その反面、転動体のヤング率が高くなると、転動体が弾性変形しにくくなるため、保持部材との接触面積が小さくなり、接触面圧が高くなる。その結果、保持部材に損傷が発生し易くなる。一方、転動体のヤング率が低くなると、転動体が弾性変形しやすくなるため、保持部材との接触面積が大きくなり、接触面圧が低くなる。しかし、その反面、転動体のヤング率が低くなると、これに伴って転動体を構成する素材の強度が低下する傾向にある。そのため、転動体のヤング率は、転動体を構成する素材の強度と保持部材との間における接触面圧の低減とのバランスを確保可能な範囲とすることが必要である。
【００２２】
より具体的には、βサイアロン焼結体からなる転動体のヤング率が１８０ＧＰａ未満の場合、転動体を構成する素材の強度低下の影響が接触面圧の低減の効果を上回り、転動体の耐久性が低下する。また、保持部材との接触面積が増大することに伴い、保持部材との間に作用する摩擦力が増加して振動の伝達を抑制するという免震装置の機能が低下するという問題も発生する。したがって、βサイアロン焼結体からなる転動体のヤング率は、１８０ＧＰａ以上であることが好ましく、２２０ＧＰａ以上であることがより好ましい。ここで、硬質の異物とは、たとえば泥水に含まれる砂などであって、ＨＶ５５０以上の硬度を有する固形物をいう。
【００２３】
一方、βサイアロン焼結体からなる転動体のヤング率が２７０ＧＰａを超えると、接触面圧の増加の影響が転動体を構成する素材の強度上昇の効果を上回り、保持部材の接触面に圧痕などの損傷が発生しやすくなる。したがって、βサイアロン焼結体からなる転動体のヤング率は、２７０ＧＰａ以下であることが好ましく、２６０ＧＰａ以下であることが好ましい。
【００２４】
上記免震装置においては、保持部材は鋼からなるものとすることができる。この場合、当該保持部材の表面硬度はＨＶ６８０以上であることが好ましい。これにより、振動や衝撃が作用した場合、あるいは免震装置内に硬質の異物が侵入した場合における保持部材の損傷を抑制することができる。
【００２５】
上記免震装置において好ましくは、上記転動体は、保持部材と接触する面である接触面を含む領域に、内部よりも緻密性の高い層である緻密層を有している。
【００２６】
上述のβサイアロン焼結体からなる転動体においては、その緻密性が耐久性に大きく影響する。これに対し、上記構成によれば、接触面を含む領域に内部よりも緻密性の高い層である緻密層が形成されていることにより、耐久性が向上する。その結果、十分な耐久性を安定して確保することが可能な免震装置を提供することができる。
【００２７】
ここで、緻密性の高い層とは、焼結体において空孔率の低い（密度の高い）層であって、たとえば以下のように調査することができる。まず、βサイアロン焼結体からなる転動体の表面に垂直な断面において転動体を切断し、当該断面を鏡面ラッピングする。その後、鏡面ラッピングされた断面を光学顕微鏡の斜光（暗視野）にて、たとえば５０〜１００倍程度で撮影し、３００ＤＰＩ（Ｄｏｔ Ｐｅｒ Ｉｎｃｈ）以上の画像として記録する。このとき、白色の領域として観察される白色領域は、空孔率の高い（密度の低い）領域に対応する。したがって、白色領域の面積率が低い領域は、当該面積率が高い領域に比べて緻密性が高い。そして、記録された画像を、画像処理装置を用いて輝度閾値により２値化処理した上で白色領域の面積率を測定し、当該面積率により、撮影された領域の緻密性を知ることができる。
【００２８】
つまり、上記免震装置において好ましくは、上記焼結体は、接触面を含む領域に内部よりも白色領域の面積率の低い層である緻密層が形成されている。なお、上記撮影は、ランダムに５箇所以上で行ない、上記面積率は、その平均値で評価することが好ましい。また、上記焼結体の内部における上記白色領域の面積率は、たとえば１５％以上である。また、βサイアロン焼結体からなる転動体の耐久性を一層向上させるためには、上記緻密層は１００μｍ以上の厚みを有していることが好ましい。
【００２９】
上記免震装置において好ましくは、緻密層の断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は７％以下である。
【００３０】
白色領域の面積率が７％以下となる程度に上記緻密層の緻密性を向上させることで、βサイアロン焼結体からなる転動体の耐久性がより向上する。したがって、上記構成により、本発明の免震装置の耐久性を一層向上させることができる。
【００３１】
上記免震装置において好ましくは、緻密層の表面を含む領域には、緻密層内の他の領域よりもさらに緻密性の高い層である高緻密層が形成されている。
【００３２】
緻密性のさらに高い高緻密層が緻密層の表面を含む領域に形成されることにより、βサイアロン焼結体からなる転動体の耐久性がより向上し、免震装置の耐久性を一層向上させることができる。
【００３３】
上記免震装置において好ましくは、高緻密層の断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は３．５％以下である。
【００３４】
白色領域の面積率が３．５％以下となる程度に上記高緻密層の緻密性を向上させることで、βサイアロン焼結体からなる転動体の耐久性がより向上する。したがって、上記構成により、本発明の免震装置の耐久性を一層向上させることができる。
【発明の効果】
【００３５】
以上の説明から明らかなように、本発明の免震装置によれば、振動や衝撃に起因した機能の低下を抑制しつつ、転動体の耐食性の向上を達成することが可能な免震装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００３７】
図１は、本発明の一実施の形態における免震装置の構成を示す概略断面図である。また、図２は、図１の線分ＩＩ−ＩＩに沿う概略断面図である。図１および図２を参照して、本発明の一実施の形態における免震装置について説明する。
【００３８】
図１および図２を参照して、本実施の形態における免震装置１は、建造物の基礎２１上に固定された第２保持部材１２と、突出部１５を有し、突出部１５が建造物の底壁２２に形成された凹部２３に嵌め込まれるように配置された第１保持部材１１と、第１保持部材１１と第２保持部材１２との間に配置された転動体としての玉１３とを備えている。
【００３９】
第２保持部材１２は、基礎２１に面する側とは反対側の面に形成された凹部である第２保持部１２Ａを有し、ボルトなどの固定部材により、基礎２１に対して固定されている。第１保持部材１１は、建造物の底壁２２に面する側とは反対側の面に形成された凹部である第１保持部１１Ａを有し、弾性体としてのばね１６を挟んで建造物の底壁２２と対向するように配置されている。つまり、ばね１６は、建造物の底壁２２と第１保持部材１１との間において、建造物の底壁２２および第１保持部材１１に接触するように配置されている。また、建造物の底壁２２に形成された凹部２３の上面２３Ａと第１保持部材１１に形成された突出部１５の上面１５Ａとの間にギャップ２３Ｂが形成されるように、第１保持部材１１は配置されている。
【００４０】
さらに、第１保持部１１Ａと第２保持部１２Ａとが対向するように、第１保持部材１１および第２保持部材１２は配置されている。そして、玉１３は、第１保持部１１Ａおよび第２保持部１２Ａに、その表面である玉接触面１３Ａにおいて接触するように配置されることにより、第１保持部１１Ａおよび第２保持部１２Ａ上を転動可能となっている。また、第１保持部１１Ａは、円形状の平坦な面である平坦部１１Ａ１と、平坦部１１Ａ１を取り囲むように配置され、平坦部１１Ａ１に対して傾斜した面である傾斜部１１Ａ２とを含んでいる。この傾斜部１１Ａ２は、平坦部１１Ａ１から離れるに従って、平坦部１１Ａ１に対する傾斜が大きくなるように形成されている。一方、第２保持部１２Ａも、上記第１保持部１１Ａと同様に、円形状の平坦な面である平坦部１２Ａ１と、平坦部１２Ａ１を取り囲むように配置され、平坦部１２Ａ１に対して傾斜した面である傾斜部１２Ａ２とを含んでいる。この傾斜部１２Ａ２は、平坦部１２Ａ１から離れるに従って、平坦部１２Ａ１に対する傾斜が大きくなるように形成されている。つまり、第１保持部１１Ａおよび第２保持部１２Ａは、外周部において、その深さが徐々に浅くなるように形成されている。
【００４１】
そして、玉１３は、第１保持部１１Ａの平坦部１１Ａ１の中央と、第２保持部１２Ａの平坦部１２Ａ１の中央とに接触するように配置されている。以上の構成により、第１保持部材１１と第２保持部材１２とは、玉１３との接触を維持しつつ、平坦部１１Ａ１および平坦部１２Ａ１に平行な種々の方向に対して互いに相対的に変位することができる。つまり、免震装置１は、それぞれ保持部としての第１保持部１１Ａおよび第２保持部１２Ａを有し、第１保持部１１Ａおよび第２保持部１２Ａが互いに対向するように配置された一対の保持部材としての第１保持部材１１および第２保持部材１２と、第１保持部材１１および第２保持部材１２の間において第１保持部１１Ａおよび第２保持部１２Ａに接触し、第１保持部１１Ａおよび第２保持部１２Ａ上を転動可能に配置された転動体としての玉１３とを備えている。
【００４２】
次に、免震装置１の動作について説明する。地震などの振動が基礎２１に伝達されると、基礎２１に固定された第２保持部材１２は基礎２１とともに振動する。このとき、玉１３は、ばね１６の弾性により第１保持部１１Ａおよび第２保持部１２Ａに接触した状態を維持しつつ、第１保持部１１Ａおよび第２保持部１２Ａ上を転動する。これにより、第２保持部材１２から第１保持部１１Ａに伝達される振動が抑制される。その結果、基礎２１から建造物の底壁２２に伝達される振動が抑制され、底壁２２上の建造物の振動が低減される。さらに、玉１３が第１保持部１１Ａおよび第２保持部１２Ａ上を転動し、傾斜部１１Ａ２，１２Ａ２に接触する位置にまで変位すると、玉１３を平坦部１１Ａ１，１２Ａ１に接触する位置に戻そうとする力が作用する。その結果、上記振動が減衰する。
【００４３】
次に、転動体としての玉１３について説明する。図１および図２を参照して、本実施の形態における転動体としての玉１３は、Ｓｉ６−ＺＡｌＺＯＺＮ８−Ｚの組成式で表され、０．５≦ｚ≦３．０を満たすβサイアロンを主成分とし、残部不純物からなる焼結体から構成され、ヤング率が１８０ＧＰａ以上２７０ＧＰａ以下となっている。さらに、図１を参照して、玉１３の接触面である玉接触面１３Ａを含む領域には、内部１３Ｃよりも緻密性の高い層である玉緻密層１３Ｂが形成されている。この玉緻密層１３Ｂの断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は７％以下である。そのため、本実施の形態における免震装置１は、振動や衝撃に起因した機能の低下を抑制しつつ、転動体の耐食性の向上を達成することが可能な免震装置となっている。上記不純物は、原料に由来するもの、あるいは製造工程において混入するものを含む不可避的不純物を含む。
【００４４】
さらに、図１を参照して、玉緻密層１３Ｂの表面である玉接触面１３Ａを含む領域には、玉緻密層１３Ｂ内の他の領域よりもさらに緻密性の高い層である玉高緻密層１３Ｄが形成されている。玉高緻密層１３Ｄの断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は３．５％以下となっている。これにより、玉１３の耐久性がより向上し、免震装置１の耐久性が一層向上している。
【００４５】
なお、上記本実施の形態においては、免震装置１を構成する玉１３は、βサイアロンを主成分とし、残部焼結助剤および不純物からなる焼結体から構成されていてもよい。焼結助剤を含むことで、焼結体の気孔率を低下させやすくなり、十分な耐久性を安定して確保することが可能な免震装置１を、容易に提供することができる。上記不純物は、原料に由来するもの、あるいは製造工程において混入するものを含む不可避的不純物を含む。
【００４６】
次に、本実施の形態における免震装置の製造方法について説明する。図３は、本発明の一実施の形態における免震装置の製造方法の概略を示す図である。また、図４は、本発明の一実施の形態におけるβサイアロン焼結体からなる転動体の製造方法の概略を示す図である。
【００４７】
図３を参照して、本実施の形態における免震装置の製造方法においては、まず、保持部材を製造する保持部材製造工程と、転動体を製造する転動体製造工程とが実施される。具体的には、保持部材製造工程では、第１保持部材１１、第２保持部材１２などが製造される。一方、転動体製造工程では、玉１３などが製造される。
【００４８】
そして、保持部材製造工程において製造された保持部材と、転動体製造工程において製造された転動体とを組み合わせることにより、免震装置を組立てる組立工程が実施される。具体的には、たとえば第１保持部材１１および第２保持部材１２と、玉１３とを組み合わせることにより、免震装置１が組立てられる。そして、転動体製造工程は、たとえば以下のβサイアロン焼結体からなる転動体の製造方法を用いて実施される。
【００４９】
図４を参照して、本実施の形態におけるβサイアロン焼結体からなる転動体の製造方法においては、まず、βサイアロンの粉末を準備するβサイアロン粉末準備工程が実施される。βサイアロン粉末準備工程においては、たとえば燃焼合成法を採用した製造工程により、安価にβサイアロンの粉末を製造することができる。
【００５０】
次に、βサイアロン粉末準備工程において準備されたβサイアロンの粉末に、焼結助剤を添加して混合する混合工程が実施される。この混合工程は、焼結助剤を添加しない場合、省略することができる。
【００５１】
次に、図４を参照して、上記βサイアロンの粉末またはβサイアロンの粉末と焼結助剤との混合物を、転動体の概略形状に成形する成形工程が実施される。具体的には、上記βサイアロンの粉末またはβサイアロンの粉末と焼結助剤との混合物に、プレス成形、鋳込み成形、押し出し成形、転動造粒などの成形手法を適用することにより、玉１３などの概略形状に成形された成形体が作製される。
【００５２】
次に、上記成形体の表面が加工されることにより、当該成形体が焼結後に所望の転動体の形状により近い形状になるよう成形される焼結前加工工程が実施される。具体的には、グリーン体加工などの加工手法を適用することにより、上記成形体が焼結後に玉１３などの形状により近い形状になるように加工される。この焼結前加工工程は、成形工程において上記成形体が成形された段階で、焼結後に所望の転動体の形状に十分近い形状が得られる状態である場合には省略することができる。
【００５３】
次に、図４を参照して、上記成形体が焼結される焼結工程が実施される。具体的には、上記成形体が、たとえば１ＭＰａ以下の圧力下でヒータ加熱、マイクロ波やミリ波による電磁波加熱などの加熱方法により加熱されて焼結されることにより、玉１３などの概略形状を有する焼結体が作製される。焼結は、不活性ガス雰囲気中または窒素と酸素との混合ガス雰囲気中において、１５５０℃以上１８００℃以下の温度域に上記成形体が加熱されることにより実施される。不活性ガスとしては、ヘリウム、ネオン、アルゴン、窒素などが採用可能であるが、製造コスト低減の観点から、窒素が採用されることが好ましい。
【００５４】
次に、焼結工程において作製された焼結体の表面が加工され、当該表面を含む領域が除去される仕上げ加工が実施されることにより、転動体を完成させる仕上げ工程が実施される。具体的には、焼結工程において作製された焼結体の表面を研磨することにより、転動体としての玉１３などを完成させる。以上の工程により、本実施の形態におけるβサイアロン焼結体からなる転動体は完成する。
【００５５】
ここで、上記焼結工程における焼結により、焼結体の表面から厚み５００μｍ程度の領域には、内部よりも緻密性が高く、断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率が７％以下である緻密層が形成される。さらに、焼結体の表面から厚み１５０μｍ程度の領域には、緻密層内の他の領域よりもさらに緻密性が高く、断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率が３．５％以下である高緻密層が形成される。したがって、仕上げ工程においては、除去される焼結体の厚みは、特に接触面となるべき領域において１５０μｍ以下とすることが好ましい。これにより、玉接触面１３Ａを含む領域に、高緻密層を残存させ、玉１３の耐久性を向上させることができる。
【００５６】
なお、上記焼結工程は、βサイアロンの分解を抑制するため、０．０１ＭＰａ以上の圧力下で行なうことが好ましく、低コスト化を考慮すると大気圧以上の圧力下で行なうことがより好ましい。また、製造コストを抑制しつつ緻密層を形成するためには、焼結工程は１ＭＰａ以下の圧力下で行なうことが好ましい。また、βサイアロン焼結体からなる転動体のヤング率を１８０ＧＰａ以上２７０ＧＰａ以下の所望の値に調整するためには、たとえばβサイアロン粉末準備工程において準備されるβサイアロン粉末のｚ値を、０．５≦ｚ≦３．０の範囲で調節すればよい。より具体的には、ｚ値を増加させることにより、βサイアロン焼結体のヤング率を低下させることができる。
【００５７】
また、上記実施の形態における第１保持部材１１および第２保持部材１２の素材としては、たとえばＪＩＳ規格ＳＵＪ２などの高炭素クロム軸受鋼、ＳＣＭ４２０などの機械構造用合金鋼、Ｓ５３Ｃなどの機械構造用炭素鋼などの鋼を採用することができる。
【００５８】
上記実施の形態においては、転動体の一例として玉が採用される場合について説明したが、本発明の免震装置はこれに限られず、転動体はころであってもよい。
【実施例１】
【００５９】
以下、本発明の実施例１について説明する。種々のｚ値を有するβサイアロン焼結体からなる転動体を有する転がり軸受を作製し、当該転がり軸受に対して衝撃が作用する環境下におけるｚ値と耐久性との関係を調査する試験を行なった。試験の手順は以下のとおりである。
【００６０】
まず、試験の対象となる試験軸受の作製方法について説明する。はじめに、燃焼合成法でｚ値を０．５〜３．０の範囲で作製したβサイアロンの粉末を準備し、上記実施の形態において図４に基づいて説明した転動体の製造方法と基本的に同様の方法で、ｚ値が０．５〜３．０である転動体を作製した。具体的な作製方法は以下のとおりである。まず、サブミクロンに微細化されたβサイアロン粉末と、焼結助剤としての酸化アルミニウム（住友化学株式会社製、ＡＫＰ３０）および酸化イットリウム（Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ社製、Ｙｔｔｒｉｕｍｏｘｉｄｅ ｇｒａｄｅ Ｃ）とをボールミルを用いて湿式混合により混合した。その後、スプレードライヤーにて造粒を実施し、造粒粉を製造した。当該造粒粉を金型で球体に成形し、さらに冷間静水圧成形（ＣＩＰ）で加圧を行ない、球状の成形体を得た。
【００６１】
引き続き当該成形体に対して１次焼結として常圧焼結を行なった後、圧力２００ＭＰａの窒素雰囲気中でＨＩＰ（Ｈｏｔ Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓ；熱間静水圧焼結）処理することで、焼結球体を製造した。次に、当該焼結球体にラッピング加工を行ない、３／８インチセラミック球（ＪＩＳ等級 Ｇ５）とした。そして、別途準備した軸受鋼（ＪＩＳ規格ＳＵＪ２）製の軌道輪（保持部材）と組み合わせて、ＪＩＳ規格６２０６型番の軸受を作製した（実施例Ａ〜Ｊ）。また、比較のため、窒化珪素からなる転動体、すなわちｚ値が０である転動体も上記βサイアロンからなる転動体と同様の方法で作製し、同様に軸受に組立てた（比較例Ａ）。
【００６２】
次に、試験条件について説明する。上述のように作製されたＪＩＳ規格６２０６型番の軸受に対し、最大接触面圧Ｐｍａｘ：２．５ＧＰａ、軸受回転数：５００ｒｐｍ、潤滑：タービン油ＶＧ６８循環給油、加振条件：２５００Ｎ（５０Ｈｚ）、試験温度：室温の条件の下で運転する加振衝撃疲労試験を行なった。そして、振動検出装置により運転中の軸受の振動を監視し、軸受に破損が発生して軸受の振動が所定値を超えた時点で試験を中止するとともに、運転開始から中止までの時間を当該軸受の寿命として記録した。また、試験中止後、軸受を分解して軸受の破損状態を確認した。
【００６３】
【表１】
【００６４】
表１に本実施例の試験結果を示す。表１においては、各欄内の上段に各実施例および比較例における寿命が、軌道輪の材質をＳＵＪ２とした場合の比較例Ａ（窒化珪素）の寿命を１とした寿命比で表されている。また、各欄内の下段には、軸受の破損部位（軌道輪または玉）が記載されている。
【００６５】
表１を参照して、ｚ値が０．５以上３．０以下となっている本発明の実施例Ｃ〜Ｈは、窒化珪素（比較例Ａ）と比較して明確に長寿命となっている。ここで、表１に示すように、破損部位は窒化珪素の場合と同様に保持部材（軌道輪）となっており、破損形態は剥離であった。これに対し、ｚ値が３．０を超える実施例ＩおよびＪでは、寿命が低下するとともに、転動体（玉）の破損（剥離）が先行する。すなわち、ｚ値が３．２５である実施例Ｉでは、衝撃の影響によりβサイアロン焼結体からなる転動体（玉）に損傷が生じ、寿命が低下したものと考えられる。さらに、ｚ値が３．５である実施例Ｊおいては、さらに短時間に転動体の剥離が生じ、転がり軸受の耐久性が一層低下している。
【００６６】
一方、ｚ値が０．５より小さい実施例ＡおよびＢでは、寿命が比較例Ａとほぼ同じ程度にまで低下するとともに、保持部材の破損（剥離）が先行する。すなわち、ｚ値が０．２５である実施例Ｂでは、ｚ値が０（窒化珪素）である比較例Ａとの物性の差が小さくなる。そのため、βサイアロン焼結体からなる玉と、当該玉に相対する保持部材との衝突によって、一方的に保持部材側に損傷が生じ、窒化珪素焼結体からなる玉を採用した比較例Ａ並みにまで寿命が低下したものと考えられる。
【００６７】
さらに、表１を参照して、ｚ値が０．５以上３．０以下となっている場合であっても、相対する軌道輪の硬度（表面硬度）がＨＶ６８０未満である場合、軌道輪の硬度がＨＶ６８０以上の場合に比べて寿命が低下する傾向にある。これは、軌道輪の硬度が低い場合、βサイアロン焼結体からなる玉と、当該玉に相対する保持部材との衝突によって、保持部材側に損傷が生じ易くなるためであると考えられる。
【００６８】
以上のように、ｚ値が３．０を超えるとβサイアロン焼結体からなる転動体自身が破損し易くなる一方、ｚ値が０．５未満では、相手部材との間の接触面圧が増加し、相手部材に損傷が発生しやすくなる。そして、ｚ値を０．５以上３．０以下とすることにより、転動体を構成する素材の強度と、保持部材との間の接触面圧の低減とのバランスが確保される。その結果、軸受に対して衝撃が作用する環境下において、βサイアロン焼結体からなる転動体を含む転がり軸受の寿命が向上することが確認された。特に、保持部材が鋼からなる場合、保持部材の物性と転動体の物性とがほどよく調和して、衝撃、振動等による損傷の発生を抑制することができる。以上の結果から、転動体を構成するβサイアロンのｚ値を０．５以上３．０以下とすることにより、振動や衝撃が作用した場合における免震装置の機能の低下を抑制可能であると考えられる。
【００６９】
また、保持部材が鋼からなる場合、当該保持部材の損傷を抑制するため、保持部材の表面硬度はＨＶ６８０以上とすることが好ましいと考えられる。
【実施例２】
【００７０】
以下、本発明の実施例２について説明する。種々のｚ値を有するβサイアロン焼結体からなる転動体を有する転がり軸受を作製し、当該内部に硬質の異物が侵入する環境下におけるｚ値と耐久性との関係を調査する試験を行なった。試験の手順は以下のとおりである。
【００７１】
まず、試験の対象となる試験軸受の作製方法について説明する。はじめに、燃焼合成法でｚ値を０．１〜２．５の範囲で作製したβサイアロンの粉末を準備し、上記実施例１と同様の方法で、ｚ値が０．１〜２．５である転動体を作製した。そして、別途準備した様々な鋼材を素材として製作した軌道輪と組み合わせて、ＪＩＳ規格６２０６型番の軸受を作製した（実施例Ａ〜Ｊ）。軌道輪を構成する鋼としては、ＪＩＳ規格ＳＵＪ２、ＳＣＭ４２０、ＳＣｒ４２０、Ｓ５３Ｃ、Ｓ４５Ｃ、Ｓ４０ＣおよびＡＩＳＩ規格Ｍ５０を採用した。また、比較のため、窒化珪素からなる転動体、すなわちｚ値が０である転動体も上記βサイアロンからなる転動体と同様の方法で作製し、同様に軸受に組立てた（比較例Ａ）。
【００７２】
次に、試験条件について説明する。上述のように作製されたＪＩＳ規格６２０６型番の軸受に対し、最大接触面圧Ｐｍａｘ：２．５ＧＰａ、軸受回転数：２０００ｒｐｍ、潤滑：タービン油ＶＧ６８、試験温度：室温の条件の下、潤滑油にガスアトマイズにより作製したＫＨＡ３０の粉末（粒径１０８〜１８０μｍ；硬質の異物）を０．４ｇ／Ｌの割合で添加した状態で運転する疲労試験を行なった。そして、振動検出装置により運転中の軸受の振動を監視し、軸受に破損が発生して軸受の振動が所定値を超えた時点で試験を中止するとともに、運転開始から中止までの時間を当該軸受の寿命として記録した。また、試験中止後、軸受を分解して軸受の破損状態を確認した。
【００７３】
【表２】
【００７４】
表２に本実施例の試験結果を示す。表２においては、各欄内の上段に各実施例および比較例における寿命が、軌道輪の材質をＳＵＪ２とした場合の比較例Ａ（窒化珪素）の寿命を１とした寿命比で表されている。また、各欄内の下段には、軸受の破損部位（軌道輪または玉）が記載されている。
【００７５】
表２を参照して、ｚ値が１．０以上２．０以下となっている本発明の実施例Ｄ〜Ｈは、窒化珪素（比較例Ａ）と比較して明確に長寿命となっている。ここで、表２に示すように、破損部位は窒化珪素の場合と同様に保持部材（軌道輪）となっており、破損形態は剥離であった。これに対し、ｚ値が２．０を超える実施例ＩおよびＪでは、寿命が低下するとともに、転動体（玉）の破損（剥離）が先行する。すなわち、ｚ値が２．２５である比較例Ｉでは、硬質の異物の影響によりβサイアロン焼結体からなる転動体（玉）に損傷が生じ、寿命が低下したものと考えられる。さらに、ｚ値が２．５である比較例Ｊにおいては、一層短時間に転動体の剥離が生じ、転がり軸受の耐久性がさらに低下している。
【００７６】
一方、ｚ値が１．０より小さい実施例Ａ〜Ｃでは、寿命が比較例Ａとほぼ同じ程度にまで低下するとともに、保持部材の破損（剥離）が先行する。すなわち、ｚ値が０．７５である実施例Ｃでは、ｚ値が０（窒化珪素）である比較例Ａとの物性の差が小さくなる。そのため、βサイアロン焼結体からなる玉と、当該玉に相対する保持部材との間に侵入した硬質の異物による損傷が保持部材側に集中し、これに起因して、窒化珪素焼結体からなる玉を採用した比較例Ａ並みにまで寿命が低下したものと考えられる。
【００７７】
さらに、表２を参照して、ｚ値が１．０以上２．０以下となっている本発明の範囲であっても、相対する軌道輪の硬度（表面硬度）がＨＶ６８０未満である場合、軌道輪の硬度がＨＶ６８０以上の場合に比べて寿命が低下する傾向にある。これは、軌道輪の硬度が低い場合、βサイアロン焼結体からなる玉と、当該玉に相対する保持部材との間に侵入した硬質の異物によって、保持部材側に損傷が生じ易くなるためであると考えられる。
【００７８】
以上のように、ｚ値が２．０を超えるとβサイアロン焼結体からなる転動体自身が破損し易くなる一方、ｚ値が１．０未満では、相手部材との間の接触面圧が増加し、相手部材に損傷が発生しやすくなる。そして、ｚ値を１．０以上２．０以下とすることにより、転動体を構成する素材の強度と、保持部材との接触面圧の低減とのバランスが確保される。その結果、内部に硬質の異物が侵入する環境下において、βサイアロン焼結体からなる転動体を含む転がり軸受の寿命が向上することが確認された。特に、保持部材が鋼からなる場合、保持部材の物性と転動体の物性とがほどよく調和して、硬質の異物による損傷の発生を抑制することができる。以上の結果から、ｚ値を１．０以上２．０以下とすることにより、内部に硬質の異物が侵入した場合における免震装置の機能の低下を抑制可能であると考えられる。
【００７９】
また、保持部材が鋼からなる場合、当該保持部材の損傷を抑制するため、保持部材の表面硬度はＨＶ６８０以上とすることが好ましいと考えられる。
【実施例３】
【００８０】
以下、本発明の実施例３について説明する。本発明の免震装置を構成するβサイアロンからなる転動体の緻密層および高緻密層の形成状態を調査する試験を行なった。試験の手順は以下のとおりである。
【００８１】
はじめに、燃焼合成法で作製した組成がＳｉ５ＡｌＯＮ７であるβサイアロンの粉末（株式会社イスマンジェイ製、商品名メラミックス）を準備し、上記実施の形態において図４に基づいて説明した転動体の製造方法と同様の方法で、一辺が約１０ｍｍの立方体試験片を作製した。具体的な製造方法は次のとおりである。まず、サブミクロンに微細化されたβサイアロン粉末と、焼結助剤としての酸化アルミニウム（住友化学株式会社製、ＡＫＰ３０）および酸化イットリウム（Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ社製、Ｙｔｔｒｉｕｍｏｘｉｄｅ ｇｒａｄｅ Ｃ）とをボールミルを用いて湿式混合により混合した。その後、スプレードライヤーにて造粒を実施し、造粒粉を製造した。当該造粒粉を金型で所定の形状に成形し、さらに冷間静水圧成形（ＣＩＰ）で加圧を行ない、成形体を得た。引き続き当該成形体を圧力０．４ＭＰａの窒素雰囲気中で１６５０℃に加熱して焼結することで（常圧焼結）、上記立方体試験片を製造した。
【００８２】
その後、当該試験片を切断し、切断された面をダイヤモンドラップ盤でラッピングした後、酸化クロムラップ盤による鏡面ラッピングを実施することにより、立方体の中心を含む観察用の断面を形成した。そして、当該断面を光学顕微鏡（株式会社ニコン製、マイクロフォト−ＦＸＡ）の斜光で観察し、倍率５０倍のインスタント写真（フジフイルム株式会社製 ＦＰ−１００Ｂ）を撮影した。その後、得られた写真の画像を、スキャナーを用いて（解像度３００ＤＰＩ）パーソナルコンピューターに取り込んだ。そして、画像処理ソフト（三谷商事株式会社製 ＷｉｎＲＯＯＦ）を用いて輝度閾値による２値化処理を行なって（本実施例での２値化分離閾値：１４０）、白色領域の面積率を測定した。
【００８３】
次に、試験結果について説明する。図５は、試験片の上記観察用の断面を光学顕微鏡の斜光で撮影した写真である。また、図６は、図５の写真の画像を、画像処理ソフトを用いて輝度閾値により２値化処理した状態を示す一例である。また、図７は、図５の写真の画像を、画像処理ソフトを用いて輝度閾値により２値化処理して白色領域の面積率を測定する際に、画像処理を行なう領域（評価領域）を示す図である。図５において、写真上側が試験片の表面側であり、上端が表面である。
【００８４】
図５および図６を参照して、上記実施の形態と同様の製造方法により作製された本実施例における試験片は、表面を含む領域に内部よりも白色領域の少ない層が形成されていることがわかる。そして、図７に示すように、撮影された写真の画像を試験片の最表面からの距離に応じて３つの領域（最表面からの距離が１５０μｍ以内の領域、１５０μｍを超え５００μｍ以内の領域、５００μｍを超え８００μｍ以内の領域）に分け、領域毎に画像解析を行なって白色領域の面積率を算出したところ、表３に示す結果が得られた。表３においては、図７に示した各領域を１視野として、無作為に撮影された５枚の写真から得られる５視野における白色領域の面積率の、平均値と最大値とが示されている。
【００８５】
【表３】
【００８６】
表３を参照して、本実施例における白色領域の面積率は、内部において１８．５％であったのに対し、表面からの深さが５００μｍ以下である領域においては３．７％、表面からの深さが１５０μｍ以下の領域においては１．２％となっていた。このことから、上記実施の形態と同様の上記製造方法により作製された本実施例における試験片においては、表面を含む領域に内部よりも白色領域の少ない緻密層および高緻密層が形成されていることが確認された。
【実施例４】
【００８７】
以下、本発明の実施例４について説明する。本発明の免震装置を構成するβサイアロン焼結体からなる転動体の耐久性を確認する試験を行なった。試験の手順は以下のとおりである。
【００８８】
まず、試験の対象となる試験軸受の作製方法について説明する。はじめに、燃焼合成法で作製した組成がＳｉ５ＡｌＯＮ７であるβサイアロンの粉末（株式会社イスマンジェイ製、商品名メラミックス）を準備し、上記実施の形態において図４に基づいて説明した転動体の製造方法と同様の方法で直径９．５２５ｍｍの３／８インチセラミック球を作製した。具体的な製造方法は次のとおりである。まず、サブミクロンに微細化されたβサイアロン粉末と、焼結助剤としての酸化アルミニウム（住友化学株式会社製、ＡＫＰ３０）および酸化イットリウム（Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ社製、Ｙｔｔｒｉｕｍｏｘｉｄｅ ｇｒａｄｅ Ｃ）とをボールミルを用いて湿式混合により混合した。その後、スプレードライヤーにて造粒を実施し、造粒粉を製造した。当該造粒粉を金型で球体に成形し、さらに冷間静水圧成形（ＣＩＰ）で加圧を行ない球状の成形体を得た。
【００８９】
次に、当該成形体に対して焼結後の加工代が所定の寸法となるようにグリーン体加工を行ない、引き続き当該成形体を圧力０．４ＭＰａの窒素雰囲気中で１６５０℃に加熱して焼結することで、焼結球体を製造した。次に、当該焼結球体にラッピング加工を行ない、３／８インチセラミック球（転動体；ＪＩＳ等級 Ｇ５）とした。そして、別途準備した軸受鋼（ＪＩＳ規格ＳＵＪ２）製の軌道輪と組み合わせて、ＪＩＳ規格６２０６型番の軸受を作製した。ここで、上記焼結球体に対するラッピング加工により除去される焼結球体の厚み（加工代）を８段階に変化させ、８種類の軸受を作製した（実施例Ａ〜Ｈ）。一方、比較のため、窒化珪素および焼結助剤からなる原料粉末を用いて加圧焼結法により焼結した焼結球体（日本特殊陶業株式会社製 ＥＣ１４１）に対して、上述と同様にラッピング加工を行ない、別途準備した軸受鋼（ＪＩＳ規格ＳＵＪ２）製の軌道輪と組み合わせて、ＪＩＳ規格６２０６型番の軸受を作製した（比較例Ａ）。ラッピング加工による加工代は０．２５ｍｍとした。
【００９０】
次に、試験条件について説明する。上述のように作製されたＪＩＳ規格６２０６型番の軸受に対し、最大接触面圧Ｐｍａｘ：３．２ＧＰａ、軸受回転数：２０００ｒｐｍ、潤滑：タービン油ＶＧ６８(清浄油)の循環給油、試験温度：室温、の条件の下で運転する疲労試験を行なった。そして、振動検出装置により運転中の軸受の振動を監視し、転動体に破損が発生して軸受の振動が所定値を超えた時点で試験を中止するとともに、運転開始から中止までの時間を当該転動体の寿命として記録した。なお、試験数は実施例、比較例ともに１５個ずつとし、そのＬ１０寿命を算出した上で、比較例Ａに対する寿命比で耐久性を評価した。
【００９１】
【表４】
【００９２】
表４に本実施例の試験結果を示す。表４を参照して、実施例の転動体の寿命は、その製造コスト等を考慮するといずれも良好であるといえる。そして、加工代を０．５ｍｍ以下とすることにより転動体の表面に緻密層を残存させた実施例Ｄ〜Ｇの軸受の寿命は、比較例Ａの寿命の１．５〜２倍程度となっていた。さらに、加工代を０．１５ｍｍ以下とすることにより転動体の表面に高緻密層を残存させた実施例Ａ〜Ｃの転動体の寿命は、比較例Ａの寿命の３倍程度となっていた。このことから、本発明の免震装置を構成する転動体は、耐久性において優れていることが確認された。そして、本発明の転動体は、加工代を０．５ｍｍ以下として表面に緻密層を残存させることにより耐久性が向上し、加工代を０．１５ｍｍ以下として表面に高緻密層を残存させることにより耐久性がさらに向上することが分かった。
【００９３】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明の免震装置は、耐久性の向上が求められる免震装置に、特に有利に適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の一実施の形態における免震装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】図１の線分ＩＩ−ＩＩに沿う概略断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態における免震装置の製造方法の概略を示す図である。
【図４】本発明の一実施の形態におけるβサイアロン焼結体からなる転動体の製造方法の概略を示す図である。
【図５】試験片の観察用の断面を光学顕微鏡の斜光で撮影した写真である。
【図６】図５の写真の画像を、画像処理ソフトを用いて輝度閾値により２値化処理した状態を示す一例である。
【図７】画像処理を行なう領域（評価領域）を示す図である。
【符号の説明】
【００９６】
１ 免震装置、１１ 第１保持部材、１１Ａ 第１保持部、１１Ａ１，１２Ａ１ 平坦部、１１Ａ２，１２Ａ２ 傾斜部、１２ 第２保持部材、１２Ａ 第２保持部、１３ 玉、１３Ａ 玉接触面、１３Ｂ 玉緻密層、１３Ｃ 内部、１３Ｄ 玉高緻密層、１５ 突出部、１５Ａ 上面、２１ 基礎、２２ 建造物の底壁、２３ 凹部、２３Ａ 上面、２３Ｂ ギャップ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持部を有し、前記保持部が互いに対向するように配置された一対の保持部材と、
前記一対の保持部材の間において前記保持部に接触し、前記保持部上を転動可能に配置された転動体とを備え、
前記転動体は、窒化珪素からなる場合に比べて前記保持部材に対する衝撃を抑制することが可能なセラミックスからなっている、免震装置。
【請求項２】
前記転動体は、βサイアロンを主成分とし、残部不純物からなる焼結体から構成される、請求項１に記載の免震装置。
【請求項３】
前記転動体は、βサイアロンを主成分とし、残部焼結助剤および不純物からなる焼結体から構成される、請求項１に記載の免震装置。
【請求項４】
前記βサイアロンは、Ｓｉ６−ＺＡｌＺＯＺＮ８−Ｚの組成式で表され、０．５≦ｚ≦３．０を満たす、請求項２または３に記載の免震装置。
【請求項５】
前記βサイアロンは、Ｓｉ６−ＺＡｌＺＯＺＮ８−Ｚの組成式で表され、１．０≦ｚ≦２．０を満たす、請求項２または３に記載の免震装置。
【請求項６】
前記転動体のヤング率は１８０ＧＰａ以上２７０ＧＰａ以下である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の免震装置。
【請求項７】
前記転動体のヤング率は２２０ＧＰａ以上２６０ＧＰａ以下である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の免震装置。
【請求項８】
前記保持部材は鋼からなり、
前記保持部材の表面硬度はＨＶ６８０以上となっている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の免震装置。
【請求項９】
前記転動体は、前記保持部材と接触する面である接触面を含む領域に、内部よりも緻密性の高い層である緻密層を有している、請求項１〜８のいずれか１項に記載の免震装置。
【請求項１０】
前記緻密層の断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は７％以下である、請求項９に記載の免震装置。
【請求項１１】
前記緻密層の表面を含む領域には、前記緻密層内の他の領域よりもさらに緻密性の高い層である高緻密層が形成されている、請求項９または１０に記載の免震装置。
【請求項１２】
前記高緻密層の断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は３．５％以下である、請求項１１に記載の免震装置。
【請求項１】
保持部を有し、前記保持部が互いに対向するように配置された一対の保持部材と、
前記一対の保持部材の間において前記保持部に接触し、前記保持部上を転動可能に配置された転動体とを備え、
前記転動体は、窒化珪素からなる場合に比べて前記保持部材に対する衝撃を抑制することが可能なセラミックスからなっている、免震装置。
【請求項２】
前記転動体は、βサイアロンを主成分とし、残部不純物からなる焼結体から構成される、請求項１に記載の免震装置。
【請求項３】
前記転動体は、βサイアロンを主成分とし、残部焼結助剤および不純物からなる焼結体から構成される、請求項１に記載の免震装置。
【請求項４】
前記βサイアロンは、Ｓｉ６−ＺＡｌＺＯＺＮ８−Ｚの組成式で表され、０．５≦ｚ≦３．０を満たす、請求項２または３に記載の免震装置。
【請求項５】
前記βサイアロンは、Ｓｉ６−ＺＡｌＺＯＺＮ８−Ｚの組成式で表され、１．０≦ｚ≦２．０を満たす、請求項２または３に記載の免震装置。
【請求項６】
前記転動体のヤング率は１８０ＧＰａ以上２７０ＧＰａ以下である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の免震装置。
【請求項７】
前記転動体のヤング率は２２０ＧＰａ以上２６０ＧＰａ以下である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の免震装置。
【請求項８】
前記保持部材は鋼からなり、
前記保持部材の表面硬度はＨＶ６８０以上となっている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の免震装置。
【請求項９】
前記転動体は、前記保持部材と接触する面である接触面を含む領域に、内部よりも緻密性の高い層である緻密層を有している、請求項１〜８のいずれか１項に記載の免震装置。
【請求項１０】
前記緻密層の断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は７％以下である、請求項９に記載の免震装置。
【請求項１１】
前記緻密層の表面を含む領域には、前記緻密層内の他の領域よりもさらに緻密性の高い層である高緻密層が形成されている、請求項９または１０に記載の免震装置。
【請求項１２】
前記高緻密層の断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は３．５％以下である、請求項１１に記載の免震装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１９９１（Ｐ２０１０−１９９１Ａ）
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６１９０５（Ｐ２００８−１６１９０５）
【出願日】平成２０年６月２０日（２００８．６．２０）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２０日（２００８．６．２０）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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