特許 5972718 免震装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5972718

(24)【登録日】2016年7月22日

(45)【発行日】2016年8月17日

(54)【発明の名称】免震装置

(51)【国際特許分類】

   F16F 15/02 20060101AFI20160804BHJP

   E04H 9/02 20060101ALI20160804BHJP

【ＦＩ】

   F16F15/02 E

   F16F15/02 L

   E04H9/02 331E

【請求項の数】7

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2012-193689(P2012-193689)

(22)【出願日】2012年9月4日

(65)【公開番号】特開2014-47893(P2014-47893A)

(43)【公開日】2014年3月17日

【審査請求日】2015年6月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000103644

【氏名又は名称】オイレス工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106563

【弁理士】

【氏名又は名称】中井 潤

(72)【発明者】

【氏名】荒水 照夫

【審査官】 鎌田 哲生

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−２６２８６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２９４５２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０５０８２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１５８９８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１８８６８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１２９６９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２４１８１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０７３１４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−１２９４２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｆ １５／００−１５／０８

Ｅ０４Ｈ ９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

下部構造物に取り付けられ、上方に開口するすり鉢状の凹円錐面を有する下部取付部材と、
上部構造物に取り付けられる上部取付部材と、
下部に円錐状又は円錐台状の摺動部を有し、前記下部取付部材の前記凹円錐面を摺動する摺動部材と、
該摺動部材と前記上部取付部材との間に介在し、前記上部構造物の荷重を前記上部取付部材を介して前記摺動部材に伝達しながら、前記摺動部材が前記下部取付部材と共に前記上部取付部材に対して所定の距離水平方向に相対移動した後、前記下部取付部材の前記凹円錐面の斜め上方への前記摺動部材の摺動を助長する振り子機構とを備えることを特徴とする免震装置。

【請求項2】

前記振り子機構は、
前記上部取付部材から垂下する一対のリンクプレートと、
該一対のリンクプレートの間に、該一対のリンクプレートに回転可能に設けられる支持部材と、
該支持部材を、該支持部材の回転軸と直角方向でかつ水平方向に貫通し、該支持部材と一体に設けられる支持棒と、
前記摺動部材の天井面に立設される一対の支持板と、
相対向して２組存在し、隣接するもの同士が接続部材によって接続される第１リンクアームであって、一方の組の第１リンクアームが各々前記一対の支持板の各々に回転可能に装着される第１リンクアームと、
相対向して１組存在し、各々の上部が、前記支持板の各々に回転可能に装着されていない他方の組の第１リンクアームに回転可能に装着され、各々の下部が前記支持棒の両端部の各々に固定される第２リンクアームとを備えることを特徴とする請求項１に記載の免震装置。

【請求項3】

下部構造物に取り付けられ、上方に開口すると共に、最下点を挟んで相対向する一対の平面状傾斜面を有する下部取付部材と、
上部構造物に取り付けられる上部取付部材と、
下部に一対の傾斜面からなる摺動部を有し、前記下部取付部材の前記一対の平面状傾斜面を摺動する摺動部材と、
該摺動部材と前記上部取付部材との間に介在し、前記上部構造物の荷重を前記上部取付部材を介して前記摺動部材に伝達しながら、前記摺動部材が前記下部取付部材と共に前記上部取付部材に対して所定の距離水平方向に相対移動した後、前記下部取付部材の前記平面状傾斜面の斜め上方への前記摺動部材の摺動を助長する振り子機構とを備えることを特徴とする免震装置。

【請求項4】

前記振り子機構は、
前記上部取付部材から垂下する第１リンクアームと、
一端が前記摺動部材に回動可能に連結され、他端が前記第１リンクアームの下端部に回動可能に連結される第２リンクアームとを備えることを特徴とする請求項３に記載の免震装置。

【請求項5】

前記振り子機構は、
前記上部取付部材から垂下するアームと、
該アームの下端部に回転可能に設けられると共に、最下点を挟んで相対向する一対の曲面状傾斜面を有する、前記摺動部材に形成されたスリット内を案内されながら回転移動するローラとを備えることを特徴とする請求項３に記載の免震装置。

【請求項6】

前記振り子機構は、
前記上部取付部材から垂下するアームと、
該アームの下端部に設けられ、前記摺動部材に形成された凹状天井面を摺動する摺動部とを備えることを特徴とする請求項３に記載の免震装置。

【請求項7】

前記振り子機構は、
前記上部取付部材から垂下するアームと、
一端が前記摺動部材に接続され、他端が前記アームの下端部に接続されるワイヤとを備えることを特徴とする請求項３に記載の免震装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地震等による構造物や一般産業機械等の揺れを吸収するため、滑り機構を備えた免震装置に関する。

【背景技術】

【0002】

上記免震装置の一例として、図９に示す免震装置６１は、上部構造物に取り付けられる上部取付部材６２と、下部構造物に取り付けられ、円弧状摺動面６３ａを備えた下部取付部材６３と、上部取付部材６２に固定され、下部取付部材６３の円弧状摺動面６３ａを摺動する摺動部材６４とを備える。

【0003】

上記構成を有する免震装置６１は、地震等が発生した際には、図９（ａ）の状態から、摺動部材６４が上部取付部材６２を介して上部構造物の荷重を支持しながら、図９（ｂ）に示すように、円弧状摺動面６３ａ上を摺動して斜め上方向に移動して減衰機能を発揮する。地震等が終息すると、摺動部材６４は図９（ａ）の状態に戻る。また、この免震装置６１の固有周期は、下部取付部材６３の円弧状摺動面６３ａの直径で決まる。

【0004】

免震装置６１は、摺動部材６４が摺動する下部取付部材６３の摺動面６３ａが円弧状であるため、図１０に示すように、上部取付部材６２の変位（摺動部材６４の原点Ｏからの変位と同じ）ｘと摩擦力Ｆ及び復元力Ｒは比例関係にある。尚、同図中の点（ａ）、（ｂ）は、上記図９の（ａ）、（ｂ）の状態に対応している。そのため、滑り始めの抵抗力は小さくて好ましいが、円弧状摺動面６３ａの最下点である原点Ｏ付近では、摺動部材６４に復元力がほとんど働かず、摩擦力以上の力が働かないと摺動部材６４は摺動しない。従って、摺動部材６４の復元力が摩擦力を下回るような場合には、摺動部材６４が原点Ｏに復帰し難い面もあり、原点Ｏから離れた位置に留まることもあり得る。

【0005】

上記免震装置の他の例として、図１１に示す免震装置７１は、上部構造物に取り付けられる上部取付部材７２と、下部構造物に取り付けられ、最下点を挟んで相対向する一対の平面状傾斜面７３ａ、７３ｂを備えた下部取付部材７３と、上部取付部材７２に固定され、下部取付部材７３の平面状傾斜面７３ａ、７３ｂを摺動する摺動部材７４とを備える。摺動部材７４は、底面に摩擦係数の大きい摩擦板７４ａ、７４ｂを備え、摩擦板７４ａ、７４ｂが下部取付部材７３の平面状傾斜面７３ａ、７３ｂに当接する。

【0006】

上記構成を有する免震装置７１は、地震等が発生した際には、図１１（ａ）の状態から、摺動部材７４が上部取付部材７２を介して上部構造物の荷重を支持しながら、図１１（ｂ）に示すように、平面状傾斜面７３ｂ上を摺動して減衰機能を発揮する。地震等が終息すると、摺動部材７４は図１１（ａ）の状態に戻る。また、この免震装置７１の固有周期は、上部取付部材７２の変位ｘによって変化するため、共振点を持たない。

【0007】

上記免震装置７１は、摺動部材７４が摺動する下部取付部材７３の摺動面７３ａ、７３ｂが傾斜した平面状であるため、図１２に示すように、上部取付部材７２の変位ｘに関わらず摩擦力Ｆ及び復元力Ｒは一定である。尚、同図中の点（ａ）、（ｂ）は、上記図１１の（ａ）、（ｂ）の状態に対応している。そのため、摩擦力を超える復元力を設定することができ、残留変位が残ることがなく、地震等が終息した際には最下点である原点Ｏに容易に復帰する。しかし、摺動部材７４の位置に関わらず一定の復元力が働いているため、摩擦力に復元力を加えた力以上の力が摺動部材７４に働かないと摺動部材７４が平面状傾斜面７３ａ上を摺動せず、滑り始めの抵抗力が大きくなるという問題があった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

上述のように、図９に示す免震装置６１は、滑り始めの抵抗力は小さいが、残留変位が残る虞があり、図１１に示す免震装置７１は、残留変位が残ることは少ないが、滑り始めの抵抗力が大きくなるという問題があった。

【0009】

そこで、本発明は、上記従来の免震装置における問題点に鑑みてなされたものであって、残留変位の抑制と、滑り始めの抵抗力の低減とを両立させた免震装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するため、本発明は、免震装置であって、下部構造物に取り付けられ、上方に開口するすり鉢状の凹円錐面を有する下部取付部材と、上部構造物に取り付けられる上部取付部材と、下部に円錐状又は円錐台状の摺動部を有し、前記下部取付部材の前記凹円錐面を摺動する摺動部材と、該摺動部材と前記上部取付部材との間に介在し、前記上部構造物の荷重を前記上部取付部材を介して前記摺動部材に伝達しながら、前記摺動部材が前記下部取付部材と共に前記上部取付部材に対して所定の距離水平方向に相対移動した後、前記下部取付部材の前記凹円錐面の斜め上方への前記摺動部材の摺動を助長する振り子機構とを備えることを特徴とする。

【0011】

そして、本発明によれば、振り子機構によって、摺動部材が下部取付部材の凹円錐面の斜め上方へ移動し易くなるため、滑り始めの抵抗力を小さくすることができる。これに加え、摺動部材が摺動する下部取付部材の摺動面が凹円錐面であるため、摺動部材に摩擦力を超える復元力を設定することができ、地震等が終息した際には速やかに凹円錐面の最下点である原点に復帰することができる。

【0012】

上記免震装置において、前記振り子機構を、前記上部取付部材から垂下する一対のリンクプレートと、該一対のリンクプレートの間に、該一対のリンクプレートに回転可能に設けられる支持部材と、該支持部材を、該支持部材の回転軸と直角方向でかつ水平方向に貫通し、該支持部材と一体に設けられる支持棒と、前記摺動部材の天井面に立設される一対の支持板と、相対向して２組存在し、隣接するもの同士が接続部材によって接続される第１リンクアームであって、一方の組の第１リンクアームが各々前記一対の支持板の各々に回転可能に装着される第１リンクアームと、相対向して１組存在し、各々の上部が、前記支持板の各々に回転可能に装着されていない他方の組の第１リンクアームに回転可能に装着され、各々の下部が前記支持棒の両端部の各々に固定される第２リンクアームとを備えるように構成することができる。

【0013】

また、本発明は、免震装置であって、下部構造物に取り付けられ、上方に開口すると共に、最下点を挟んで相対向する一対の平面状傾斜面を有する下部取付部材と、上部構造物に取り付けられる上部取付部材と、下部に一対の傾斜面からなる摺動部を有し、前記下部取付部材の前記一対の平面状傾斜面を摺動する摺動部材と、該摺動部材と前記上部取付部材との間に介在し、前記上部構造物の荷重を前記上部取付部材を介して前記摺動部材に伝達しながら、前記摺動部材が前記下部取付部材と共に前記上部取付部材に対して所定の距離水平方向に相対移動した後、前記下部取付部材の前記平面状傾斜面の斜め上方への前記摺動部材の摺動を助長する振り子機構とを備えることを特徴とする。

【0014】

本発明によれば、振り子機構によって、摺動部材が下部取付部材の平面状傾斜面を斜め上方へ移動し易くなるため、滑り始めの抵抗力を小さくすることができる。これに加え、摺動部材が摺動する下部取付部材の摺動面が傾斜した平面状であるため、摺動部材に摩擦力を超える復元力を設定することができ、地震等が終息した際には速やかに最下点である原点に復帰することができる。

【0015】

上記免震装置において、前記振り子機構を、前記上部取付部材から垂下する第１リンクアームと、一端が前記摺動部材に回動可能に連結され、他端が前記第１リンクアームの下端部に回動可能に連結される第２リンクアームとを備えるように構成することができる。

【0016】

上記免震装置において、前記振り子機構を、前記上部取付部材から垂下するアームと、該アームの下端部に回転可能に設けられると共に、最下点を挟んで相対向する一対の曲面状傾斜面を有する、前記摺動部材に形成されたスリット内を案内されながら回転移動するローラとを備えるように構成することができる。

【0017】

上記免震装置において、前記振り子機構を、前記上部取付部材から垂下するアームと、該アームの下端部に設けられ、前記摺動部材に形成された凹状天井面を摺動する摺動部とを備えるように構成することができる。

【0018】

上記免震装置において、前記振り子機構を、前記上部取付部材から垂下するアームと、一端が前記摺動部材に接続され、他端が前記アームの下端部に接続されるワイヤとを備えるように構成することができる。

【発明の効果】

【0019】

以上のように、本発明によれば、残留変位の抑制と、滑り始めの抵抗力の低減とを両立させた免震装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明に係る免震装置の第１の実施形態を示す概略断面図であって、（ａ）は摺動部材が原点に位置する状態、（ｂ）は地震等によりリンクアームが作動した状態、（ｃ）は摺動部材が原点から離れた位置に移動した状態を示す。

【図2】本発明に係る免震装置の摺動部材の変位と摩擦力及び復元力との関係を示す履歴線図である。

【図3】本発明に係る免震装置の第２の実施形態を示す概略断面図であって、（ａ）は摺動部材が原点に位置する状態、（ｂ）は地震等によりアームが作動した状態、（ｃ）は摺動部材が原点から離れた位置に移動した状態を示す。

【図4】本発明に係る免震装置の第３の実施形態を示す概略断面図であって、（ａ）は摺動部材が原点に位置する状態、（ｂ）は地震等によりアームが作動した状態、（ｃ）は摺動部材が原点から離れた位置に移動した状態を示す。

【図5】本発明に係る免震装置の第４の実施形態を示す全体図である。

【図6】図５の免震装置の詳細を示す一部破断斜視図であって、（ａ）は摺動部材が原点に位置する状態、（ｂ）は地震等によりリンクアームが作動した状態、（ｃ）は摺動部材が原点から離れた位置に移動した状態を示す。

【図7】図６の免震装置の動作を説明するための斜視図であって、（ａ）は摺動部材が原点に位置する状態、（ｂ）、（ｃ）は地震等によりＸ方向に搖動した際にアームが作動した状態を示す。

【図8】図６の免震装置の動作を説明するための斜視図であって、（ａ）、（ｂ）は地震等によりＹ方向に搖動した際にアームが作動した状態、（ｃ）、（ｄ）は地震等によりＸ、Ｙ両方向に搖動した際にアームが作動した状態を示す。

【図9】従来の免震装置の一例を示す概略断面図であって、（ａ）は摺動部材が原点に位置する状態、（ｂ）は地震等により摺動部材が原点から離れた位置に移動した状態を示す。

【図10】図９の免震装置の摺動部材の変位と摩擦力及び復元力との関係を示す履歴線図である。

【図11】従来の免震装置の他の例を示す概略断面図であって、（ａ）は摺動部材が原点に位置する状態、（ｂ）は地震等により摺動部材が原点から離れた位置に移動した状態を示す。

【図12】図１１の免震装置の摺動部材の変位と摩擦力及び復元力との関係を示す履歴線図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

次に、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

【0022】

図１は、本発明に係る免震装置の一実施の形態を示し、この免震装置１は、上部構造物に取り付けられる上部取付部材２と、下部構造物に取り付けられ、最下点を挟んで相対向する一対の平面状傾斜面３ａ、３ｂを備えた下部取付部材３と、上部取付部材２に固定され、下部取付部材３の平面状傾斜面３ａ、３ｂを摺動する摺動部材４と、振り子機構を構成する第１リンクアーム６及び第２リンクアーム７とを備える。

【0023】

上部取付部材２は、上部構造物の下面に取り付けられ、上部取付部材２の下面には、第１リンクアーム６が鉛直下向きに垂下するように固着される。

【0024】

下部取付部材３は、最下点（原点Ｏ）を挟んで、各々斜め上方向に傾斜する一対の平面状傾斜面３ａ、３ｂを備える。

【0025】

摺動部材４は、底面に摩擦係数の大きい摩擦板４ａ、４ｂを備え、摩擦板４ａ、４ｂが下部取付部材３の平面状傾斜面３ａ、３ｂに当接する。

【0026】

第１リンクアーム６は、上部取付部材２から垂下し、下端部に第２リンクアーム７が回動可能に連結される。

【0027】

第２リンクアーム７は、一端が摺動部材４に回動可能に連結され、他端が第１リンクアーム６の下端部に回動可能に連結される。

【0028】

次に、上記構成を有する免震装置１の動作について、図１及び図２を参照しながら説明する。

【0029】

通常の状態では、図１（ａ）に示すように、摺動部材４は、下部取付部材３の上面の最下点、すなわち原点Ｏに位置し、上部取付部材２、第１リンクアーム６及び第２リンクアーム７を介して上部構造物の荷重を支持している。この状態は、図２では、点（ａ）で示す状態である。

【0030】

地震等が発生し、図１（ａ）の状態から、上部取付部材２が例えば右方へ移動すると、これに対応して第１リンクアーム６も右方へ移動し、図１（ｂ）に示すように、第１リンクアーム６の移動に伴い第２リンクアーム７が反時計回りに回転するが、摺動部材４は原点Ｏに位置したままである。すなわち、上部取付部材２の初期移動に対して摺動部材４が即座に追従するのではなく、摺動部材４はある程度原点Ｏに留まった状態を維持する。この状態は、図２では、点（ｂ）で示される。

【0031】

図１（ｂ）の状態から、上部取付部材２がさらに右方へ移動すると、これに伴い第１リンクアーム６も右方へ移動し、図１（ｃ）に示すように、摺動部材４は、上部取付部材２、第１リンクアーム６及び第２リンクアーム７を介して上部構造物の荷重を支持しながら、下部取付部材３の平面状傾斜面３ｂを斜め上方に摺動して減衰機能を発揮する。この状態は、図２では、点（ｃ）で示される。地震等が終息すると、摺動部材４は図１（ａ）の状態に戻る。また、この免震装置１の固有周期は、上部取付部材２の変位ｘによって変化するため、共振点を持たない。

【0032】

上記免震装置１は、摺動部材４が摺動する下部取付部材３の摺動面３ａ、３ｂが傾斜した平面状であるため、図２に示すように、摺動部材４が移動を開始した後、上部取付部材２の変位ｘに関わらず摩擦力Ｆ及び復元力Ｒは一定である。そのため、摩擦力を超える復元力を設定することができ、残留変位が残ることがなく、地震等が終息した際には最下点である原点Ｏに容易に復帰する。

【0033】

一方、上記免震装置１は、第１リンクアーム６及び第２リンクアーム７によって構成される振り子機構を備えるため、地震等が発生した際に上部取付部材２が移動を開始しても、摺動部材４が即座に追従せず、摺動部材４の摩擦力が徐々に増加し、上部取付部材２がある程度の距離を移動した後、摺動部材４が摺動を開始するように振り子機構によって摺動が助長されるため、滑り始めの抵抗力を小さく抑えることができる。

【0034】

尚、上記実施の形態における第２リンクアーム７に代えて、ワイヤを用いて振り子機構を構成することもできる。

【0035】

次に、本発明に係る免震装置の第２の実施形態について、図３を中心に参照しながら説明する。

【0036】

この免震装置１１は、上部構造物に取り付けられる上部取付部材１２と、下部構造物に取り付けられ、最下点を挟んで相対向する一対の平面状傾斜面１３ａ、１３ｂを備えた下部取付部材１３と、上部取付部材１２に固定され、下部取付部材１３の平面状傾斜面１３ａ、１３ｂを摺動する摺動部材１４と、振り子機構を構成するアーム１６等を備える。

【0037】

上部取付部材１２は、上部構造物の下面に取り付けられ、上部取付部材１２の下面には、アーム１６が鉛直下向きに垂下するように固着される。

【0038】

下部取付部材１３は、最下点（原点Ｏ）を挟んで、各々斜め上方向に傾斜する一対の平面状傾斜面１３ａ、１３ｂを備える。

【0039】

摺動部材１４は、底面に摩擦係数の大きい摩擦板１４ａ、１４ｂを備え、摩擦板１４ａ、１４ｂが下部取付部材１３の平面状傾斜面１３ａ、１３ｂに当接する。この摺動部材１４は、最下点を挟んで相対向する一対の曲面状傾斜面を有する半円弧状のスリット１４ｃを備え、スリット１４ｃは、図示の開口形状で水平方向に延設される。

【0040】

アーム１６は、上部取付部材１２から垂下し、下端部にローラ１７を備え、ローラ１７は、摺動部材１４のスリット１４ｃの底面１４ｄを回転しながら移動する。

【0041】

次に、上記構成を有する免震装置１１の動作について、図２及び図３を参照しながら説明する。

【0042】

通常の状態では、図３（ａ）に示すように、摺動部材１４は、下部取付部材１３の上面の最下点、すなわち原点Ｏに位置し、上部取付部材１２、アーム１６を介して上部構造物の荷重を支持している。この状態は、図２では、点（ａ）で示す状態である。

【0043】

地震等が発生し、図３（ａ）の状態から、上部取付部材１２が例えば右方へ移動すると、上部取付部材１２の右方への移動に対応してアーム１６も右方へ移動するが、図３（ｂ）に示すように、摺動部材１４は原点Ｏに位置したままである。すなわち、上部取付部材１２の初期移動に対して摺動部材１４が即座に追従するのではなく、摺動部材１４はある程度原点Ｏに留まった状態を維持する。この状態は、図２では、点（ｂ）で示される。

【0044】

図３（ｂ）の状態から、上部取付部材１２がさらに右方へ移動すると、これに伴いアーム１６も右方へ移動し、ローラ１７が摺動部材１４のスリット１４ｃの右側最上部に達し、その後、図３（ｃ）に示すように、摺動部材１４は、上部取付部材１２、アーム１６を介して上部構造物の荷重を支持しながら、下部取付部材１３の平面状傾斜面１３ｂを斜め上方に摺動して減衰機能を発揮する。この状態は、図２では、点（ｃ）で示される。地震等が終息すると、摺動部材１４は図３（ａ）の状態に戻る。また、この免震装置１１の固有周期は、上部取付部材１２の変位によって変化するため、共振点を持たない。

【0045】

上記免震装置１１は、摺動部材１４が摺動する下部取付部材１３の摺動面１３ａ、１３ｂが傾斜した平面状であるため、図２に示すように、摺動部材１４が移動を開始した後、上部取付部材１２の変位に関わらず摩擦力Ｆ及び復元力Ｒは一定である。そのため、摩擦力を超える復元力を設定することができ、残留変位が残ることがなく、地震等が終息した際には最下点である原点Ｏに容易に復帰する。

【0046】

一方、上記免震装置１１は、アーム１６とローラ１７によって構成される振り子機構を備えるため、地震等が発生した際に上部取付部材１２が移動を開始しても、摺動部材１４が即座に追従せず、摺動部材１４の摩擦力が徐々に増加し、上部取付部材１２がある程度の距離を移動した後、摺動部材１４が摺動を開始するように振り子機構によって摺動が助長されるため、滑り始めの抵抗力を小さく抑えることができる。

【0047】

次に、本発明に係る免震装置の第３の実施形態について、図４を中心に参照しながら説明する。

【0048】

この免震装置２１は、上部構造物に取り付けられる上部取付部材２２と、下部構造物に取り付けられ、最下点を挟んで相対向する一対の平面状傾斜面２３ａ、２３ｂを備えた下部取付部材２３と、上部取付部材２２に固定され、下部取付部材２３の平面状傾斜面２３ａ、２３ｂを摺動する摺動部材２４と、振り子機構を構成するアーム２６等を備える。

【0049】

上部取付部材２２は、上部構造物の下面に取り付けられ、上部取付部材２２の下面には、アーム２６が鉛直下向きに垂下するように固着される。

【0050】

下部取付部材２３は、最下点（原点Ｏ）を挟んで、各々斜め上方向に傾斜する一対の平面状傾斜面２３ａ、２３ｂを備える。

【0051】

摺動部材２４は、底面に摩擦係数の大きい摩擦板２４ａ、２４ｂを備え、摩擦板２４ａ、２４ｂが下部取付部材２３の平面状傾斜面２３ａ、２３ｂに当接する。この摺動部材２４の天井面２４ｃは、半円弧状の凹状に形成される。

【0052】

アーム２６は、上部取付部材２２から垂下し、アーム２６の下端部に設けられた摺動部２６ａが摺動部材２４の天井面２４ｃを摺動可能に固定される。

【0053】

次に、上記構成を有する免震装置２１の動作について、図２及び図４を参照しながら説明する。

【0054】

通常の状態では、図４（ａ）に示すように、摺動部材２４は、下部取付部材２３の上面の最下点、すなわち原点Ｏに位置し、上部取付部材２２、アーム２６を介して上部構造物の荷重を支持している。この状態は、図２では、点（ａ）で示す状態である。

【0055】

地震等が発生し、図４（ａ）の状態から、上部取付部材２２が例えば右方へ移動すると、上部取付部材２２の右方への移動に対応してアーム２６も右方へ移動するが、図４（ｂ）に示すように、摺動部材２４は原点Ｏに位置したままである。すなわち、上部取付部材２２の初期移動に対して摺動部材２４が即座に追従するのではなく、摺動部材２４はある程度原点Ｏに留まった状態を維持する。この状態は、図２では、点（ｂ）で示される。

【0056】

図４（ｂ）の状態から、上部取付部材２２がさらに右方へ移動すると、アーム２６も右方へ移動し、アーム２６の摺動部２６ａが摺動部材２４の天井面２４ｃの右側最上部に達し、それ以上右斜め上方に摺動することができないため、図４（ｃ）に示すように、摺動部材２４は、上部取付部材２２、アーム２６を介して上部構造物の荷重を支持しながら、下部取付部材２３の平面状傾斜面２３ｂを斜め上方に摺動して減衰機能を発揮する。この状態は、図２では、点（ｃ）で示される。地震等が終息すると、摺動部材２４は図４（ａ）の状態に戻る。また、この免震装置２１の固有周期は、上部取付部材２２の変位によって変化するため、共振点を持たない。

【0057】

上記免震装置２１は、摺動部材２４が摺動する下部取付部材２３の摺動面が傾斜した平面状であるため、図２に示すように、摺動部材２４が移動を開始した後、上部取付部材２２の変位に関わらず摩擦力Ｆ及び復元力Ｒは一定である。そのため、摩擦力を超える復元力を設定することができ、残留変位が残ることがなく、地震等が終息した際には最下点である原点Ｏに容易に復帰する。

【0058】

一方、上記免震装置２１は、アーム２６とその摺動部２６ａによって構成される振り子機構を備えるため、地震等が発生した際に上部取付部材２２が移動を開始しても、摺動部材２４が即座に追従せず、摺動部材２４の摩擦力が徐々に増加し、上部取付部材２２がある程度の距離を移動した後、摺動部材２４が摺動を開始するように振り子機構によって摺動が助長されるため、滑り始めの抵抗力を小さく抑えることができる。

【0059】

次に、本発明に係る免震装置の第４の実施形態について、図５〜図８を参照しながら説明する。

【0060】

図５に示すように、この免震装置４１は、複数（本実施例では４つ）の免震装置４１Ａ〜４１Ｄからなり、これらが上部構造物に取り付けられる上部取付部材４０と下部構造物（不図示）との間に装着される。尚、免震装置４１Ａ〜４１Ｄは、同一の構成を備えるため、以下の説明では、免震装置４１Ａについて説明する。

【0061】

免震装置４１Ａは、図６（ａ）及び図７（ａ）に示すように、下部構造物に取り付けられ、すり鉢状の凹円錐面４３ａを備えた下部取付部材４３と、下部取付部材４３のすり鉢状の凹円錐面４３ａを摺動する摺動部材４４と、摺動部材４４と上部取付部材４０（図５参照）との間に装着され、振り子機構を構成するリンクプレート４２Ａ、４２Ｂ、第１リンクアーム４６Ａ〜４６Ｄ、及び第２リンクアーム４７Ａ、４７Ｂ等を備える。

【0062】

リンクプレート４２Ａ、４２Ｂは、各々矩形板状に形成され、これらの上面が上部取付部材４０（図５参照）の下面に取り付けられる。リンクプレート４２Ａ、４２Ｂの下部の相対向する面の間には、支持部材４９がリンクプレート４２Ａ、４２Ｂに対して回転可能に設けられる。また、支持棒５０が支持部材４９を貫通し、支持部材４９と一体化される。

【0063】

摺動部材４４は、下部に円錐状の摺動部４４ａを有し、この摺動部４４ａが下部取付部材４３の凹円錐面４３ａを摺動する。摺動部材４４の上面４４ｂには、矩形板状の支持板４５Ａ、４５Ｂが立設される。尚、摺動部４４ａは、円錐台状であってもよい。

【0064】

第１リンクアーム４６Ａ〜４６Ｄは、隣接する第１リンクアーム同士が接続部材４８Ａ〜４８Ｄによって接続された上面視八角形状に形成され、第１リンクアーム４６Ｂ、４６Ｄが支持板４５Ａ、４５Ｂの上部に回転可能に支持される。

【0065】

第２リンクアーム４７Ａ、４７Ｂは、各々の上部が第１リンクアーム４６Ａ、４６Ｃに回転可能に支持され、各々の下部が支持棒５０の両端部に固着される。

【0066】

次に、上記構成を有する免震装置４１Ａの全体的な動作について、図２、図５及び図６を参照しながら説明する。

【0067】

通常の状態では、図５（ａ）及び図６（ａ）に示すように、摺動部材４４は、下部取付部材４３の凹円錐面４３ａの最下点、すなわち原点Ｏに位置し、上部取付部材４０及びリンクプレート４２Ａ、４２Ｂを介して上部構造物の荷重を支持している。この状態は、図２では、点（ａ）で示す状態である。

【0068】

地震等が発生し、図６（ａ）の状態から、上部取付部材４０に装着されているリンクプレート４２Ａ、４２Ｂが矢印Ａ方向へ移動すると、これに対応して第１リンクアーム４６Ａ〜４６Ｄが回転し、第２リンクアーム４７Ａ、４７Ｂも揺動するが、図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、摺動部材４４は原点Ｏに位置したままである。すなわち、リンクプレート４２Ａ、４２Ｂの初期移動に対して摺動部材４４が即座に追従するのではなく、摺動部材４４は、ある程度原点Ｏに留まった状態を維持する。この状態は、図２では、点（ｂ）で示される。

【0069】

図５（ｂ）及び図６（ｂ）の状態から、リンクプレート４２Ａ、４２Ｂがさらに矢印Ａ方向へ移動すると、第１リンクアーム４６Ａ〜４６Ｄ及び第２リンクアーム４７Ａ、４７Ｂも矢印Ａ方向へ移動し、図５（ｃ）及び図６（ｃ）に示すように、摺動部材４４は、上部取付部材４０、リンクプレート４２Ａ、４２Ｂ、支持部材４９、支持棒５０、第２リンクアーム４７Ａ、４７Ｂ、第１リンクアーム４６Ａ〜４６Ｄ、支持板４５Ａ、４５Ｂを介して上部構造物の荷重を支持しながら、下部取付部材４３のすり鉢状の凹円錐面４３ａを斜め上方に摺動して減衰機能を発揮する。この状態は、図２では、点（ｃ）で示される。地震等が終息すると、摺動部材４４は図６（ａ）の状態に戻る。また、この免震装置４１Ａの固有周期は、リンクプレート４２Ａ、４２Ｂの変位によって変化するため、共振点を持たない。

【0070】

上記免震装置４１Ａは、摺動部材４４が摺動する下部取付部材４３の凹円錐面４３ａの断面が傾斜した平面状であるため、図２に示すように、摺動部材４４が移動を開始した後、リンクプレート４２Ａ、４２Ｂの変位に関わらず摩擦力Ｆ及び復元力Ｒは一定である。そのため、摩擦力を超える復元力を設定することができ、残留変位が残ることがなく、地震等が終息した際には最下点である原点Ｏに容易に復帰する。

【0071】

一方、上記免震装置４１Ａは、リンクプレート４２Ａ、４２Ｂと、第１リンクアーム４６Ａ〜４６Ｄと、第２リンクアーム４７Ａ、４７Ｂ等で構成される振り子機構を備えるため、地震等が発生した際にリンクプレート４２Ａ、４２Ｂが移動を開始しても、摺動部材４４が即座に追従せず、摺動部材４４の摩擦力が徐々に増加し、リンクプレート４２Ａ、４２Ｂがある程度の距離を移動した後、摺動部材４４が摺動を開始するように振り子機構によって摺動が助長されるため、滑り始めの抵抗力を小さく抑えることができる。

【0072】

次に、上記免震装置４１Ａの二次元方向の動作の詳細について、図７、図８を参照しながら説明する。

【0073】

地震等が発生し、図７（ａ）の状態から、図７（ｂ）に示すように、リンクプレート４２Ａ、４２Ｂが移動して、支持板４５Ｂを貫通する回転支持部５１Ｂを中心に第１リンクアーム４６Ｂが回転すると（同時に、支持板４５Ａを貫通する回転支持部（不図示）を中心に第１リンクアーム４６Ｄ（図７（ａ）参照）が回転する。以後、この回転方法を「Ｘ方向」という）、これに伴って、第１リンクアーム４６Ａ、４６Ｃ、接続部材４８Ａ〜４８ＤがＸ方向に回転する。さらに、第２リンクアーム４７Ａ、４７Ｂ、支持棒５０及び支持部材４９がＸ方向に回転し、リンクプレート４２Ａ、４２Ｂの移動量が大きくなると、摺動部材４４が下部取付部材４３の凹円錐面４３ａを摺動する。図７（ｃ）は、図７（ｂ）とは逆方向に第１リンクアーム４６Ａ、４６Ｂが回転した場合を示している。

【0074】

一方、地震等が発生し、図７（ａ）の状態から、図８（ａ）に示すように、リンクプレート４２Ａ、４２Ｂが移動して、第１リンクアーム４６Ａを貫通する回転支持部５１Ａを中心に第２リンクアーム４７Ａが回転すると（同時に、第１リンクアーム４６Ｃを貫通する回転支持部５１Ｃを中心に第２リンクアーム４７Ｂ（図８（ｂ）参照）が回転する。以後、この回転方法を「Ｙ方向」という）、これに伴って、支持棒５０及び支持部材４９がＹ方向に回転し、リンクプレート４２Ａ、４２Ｂの移動量が大きくなると、摺動部材４４が下部取付部材４３の凹円錐面４３ａを摺動する。図８（ｂ）は、図８（ａ）とは逆方向に第２リンクアーム４７Ａ、４７Ｂが回転した場合を示している。

【0075】

図８（ｃ）、（ｄ）は、上記Ｘ方向及びＹ方向の回転が同時に起こった場合を示し、免震装置４１Ａが二次元方向に動作している。この場合も、リンクプレート４２Ａ、４２Ｂの移動量が大きくなると、摺動部材４４が下部取付部材４３の凹円錐面４３ａを摺動する。

【符号の説明】

【0076】

１ 免震装置
２ 上部取付部材
３ 下部取付部材
３ａ、３ｂ 平面状傾斜面
４ 摺動部材
４ａ、４ｂ 摩擦板
６ 第１リンクアーム
７ 第２リンクアーム
１１ 免震装置
１２ 上部取付部材
１３ 下部取付部材
１３ａ、１３ｂ 平面状傾斜面
１４ 摺動部材
１４ａ、１４ｂ 摩擦板
１４ｃ スリット
１４ｄ 底面
１６ アーム
１７ ローラ
２１ 免震装置
２２ 上部取付部材
２３ 下部取付部材
２３ａ、２３ｂ 平面状傾斜面
２４ 摺動部材
２４ａ、２４ｂ 摩擦板
２４ｃ 底面
２６ アーム
２６ａ 摺動部
４０ 上部取付部材
４１ 免震装置（全体）
４１Ａ〜４１Ｄ 免震装置（単体）
４２Ａ、４２Ｂ リンクプレート
４３ 下部取付部材
４３ａ 凹円錐面
４４ 摺動部材
４４ａ 摺動部
４４ｂ 上面
４５Ａ、４５Ｂ 支持板
４６Ａ〜４６Ｄ 第１リンクアーム
４７Ａ、４７Ｂ 第２リンクアーム
４８Ａ〜４８Ｄ 接続部材
４９ 支持部材
５０ 支持棒
５１Ａ〜５１Ｃ 回転支持部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図6】

【図7】

【図8】