特許 6553457 構造物の免震装置

(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】6553457

(24)【登録日】2019年7月12日

(45)【発行日】2019年7月31日

(54)【発明の名称】構造物の免震装置

(51)【国際特許分類】

   F16F 9/48 20060101AFI20190722BHJP

   E04H 9/02 20060101ALI20190722BHJP

   F16F 15/04 20060101ALI20190722BHJP

   F16F 15/023 20060101ALI20190722BHJP

   F16F 9/32 20060101ALI20190722BHJP

【ＦＩ】

   F16F9/48

   E04H9/02 331B

   F16F15/04 P

   F16F15/023 A

   F16F9/32 J

【請求項の数】3

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2015-173662(P2015-173662)

(22)【出願日】2015年9月3日

(65)【公開番号】特開2017-48872(P2017-48872A)

(43)【公開日】2017年3月9日

【審査請求日】2018年5月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】504242342

【氏名又は名称】株式会社免制震ディバイス

(74)【代理人】

【識別番号】100095566

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 友雄

(74)【代理人】

【識別番号】100187805

【弁理士】

【氏名又は名称】毛利 弘人

(74)【代理人】

【識別番号】100105119

【弁理士】

【氏名又は名称】新井 孝治

(72)【発明者】

【氏名】木田 英範

(72)【発明者】

【氏名】中南 滋樹

(72)【発明者】

【氏名】田中 久也

【審査官】 保田 亨介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１７−０２６０９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２８３２１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０９７８８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０５２０６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２４０３１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０４Ｈ９／００−９／１６

Ｆ１６Ｆ９／００−９／５８

１５／００−１５／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

構造物の免震層に設けられ、前記構造物の振動を抑制する構造物の免震装置であって、
前記構造物を含む系内における前記免震層よりも上側の上層部及び前記免震層よりも下側の下層部の一方に連結された筒状の本体部と、
前記上層部及び前記下層部の他方に連結され、前記本体部内に当該本体部の軸線方向に摺動可能に設けられるとともに、前記本体部内を第１流体室と第２流体室に区画し、前記構造物が振動していないときに所定の中立位置に位置するピストンと、を備え、
前記本体部の内部空間は、前記軸線方向において、前記ピストンの前記中立位置を含む所定の内側区間と、当該内側区間の両外側の所定の一対の外側区間に区分され、
前記第１及び第２流体室に充填された粘性流体と、
前記ピストンに設けられ、前記第１流体室内の粘性流体の圧力が第１所定圧力に達したときに開弁し、前記第１及び第２流体室を互いに連通させる第１リリーフ弁と、
前記ピストンに設けられ、前記第２流体室内の粘性流体の圧力が第２所定圧力に達したときに開弁し、前記第１及び第２流体室を互いに連通させる第２リリーフ弁と、
前記本体部に設けられ、前記一対の外側区間の一方及び前記内側区間に連通する一方の外側連通路と、前記一対の外側区間の他方及び前記内側区間に連通する他方の外側連通路とから成る一対の外側連通路と、をさらに備え、
当該一対の外側連通路は、前記ピストンが前記一対の外側区間の一方に位置しているときに、当該一方の外側区間に連通する一方の前記外側連通路によって前記ピストンをバイパスすることにより、前記ピストンが前記一対の外側区間の他方に位置しているときに、当該他方の外側区間に連通する他方の前記外側連通路によって前記ピストンをバイパスすることにより、前記第１及び第２流体室を互いに連通させるとともに、前記ピストンが前記内側区間に位置するときに、前記ピストンをバイパスしないように構成されており、
前記ピストンが前記内側区間に位置しているときに、当該ピストンをバイパスし、前記第１及び第２流体室を互いに連通させるための内側連通路と、
地震の終了後に前記ピストンを前記中立位置に復帰させるために開弁される、前記内側連通路を開閉するための手動式の開閉弁と、をさらに備えることを特徴とする構造物の免震装置。

【請求項2】

構造物の免震層に設けられ、前記構造物の振動を抑制する構造物の免震装置であって、
前記構造物を含む系内における前記免震層よりも上側の上層部及び前記免震層よりも下側の下層部の一方に連結された筒状の本体部と、
前記上層部及び前記下層部の他方に連結され、前記本体部内に当該本体部の軸線方向に摺動可能に設けられるとともに、前記本体部内を第１流体室と第２流体室に区画し、前記構造物が振動していないときに所定の中立位置に位置するピストンと、を備え、
前記本体部の内部空間は、前記軸線方向において、前記ピストンの前記中立位置を含む所定の内側区間と、当該内側区間の両外側の所定の一対の外側区間に区分され、
前記第１及び第２流体室に充填された粘性流体と、
前記ピストンに設けられ、前記第１流体室内の粘性流体の圧力が第１所定圧力に達したときに開弁し、前記第１及び第２流体室を互いに連通させる第１リリーフ弁と、
前記ピストンに設けられ、前記第２流体室内の粘性流体の圧力が第２所定圧力に達したときに開弁し、前記第１及び第２流体室を互いに連通させる第２リリーフ弁と、
前記本体部に設けられ、前記一対の外側区間の一方及び前記内側区間に連通する一方の外側連通路と、前記一対の外側区間の他方及び前記内側区間に連通する他方の外側連通路とから成る一対の外側連通路と、をさらに備え、
当該一対の外側連通路は、前記ピストンが前記一対の外側区間の一方に位置しているときに、当該一方の外側区間に連通する一方の前記外側連通路によって前記ピストンをバイパスすることにより、前記ピストンが前記一対の外側区間の他方に位置しているときに、当該他方の外側区間に連通する他方の前記外側連通路によって前記ピストンをバイパスすることにより、前記第１及び第２流体室を互いに連通させるとともに、前記ピストンが前記内側区間に位置するときに、前記ピストンをバイパスしないように構成されており、
粘性流体が充填され、前記ピストンが前記内側区間に位置しているときに、前記第１及び第２流体室に連通する内側連通路と、
当該内側連通路に設けられ、前記内側連通路内の粘性流体を前記第１又は第２流体室に流動させるとともに、当該流動量を変更することによって、前記ピストンを前記本体部内で摺動させるように、前記第１及び第２流体室内の粘性流体の圧力を調整するための流量可変装置と、をさらに備えることを特徴とする構造物の免震装置。

【請求項3】

前記上層部及び前記下層部の前記他方に連結され、前記本体部に前記軸線方向に移動可能に部分的に収容されるとともに、前記ピストンに対して前記軸線方向に移動可能なロッドと、
当該ロッドに一体に設けられ、前記本体部に収容されるとともに、前記ピストンの前記軸線方向の両側にそれぞれ配置された一対のフランジと、
前記本体部に収容され、当該本体部に取り付けられるとともに、前記ピストンの前記軸線方向の両側にそれぞれ配置された一対の第１滑車と、
前記本体部に収容され、前記一対のフランジにそれぞれ取り付けられた一対の第２滑車と、
前記本体部に収容されるとともに、一端部が前記ピストンに連結され、当該ピストンから互いに反対方向に延び、その途中で前記第１及び第２滑車に巻き回されるとともに、他端部が前記一対のフランジにそれぞれ連結された一対のケーブルと、をさらに備え、
前記ピストンは、前記一対のケーブル、前記一対のフランジ及び前記ロッドを介して、前記上層部及び前記下層部の前記他方に連結されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の構造物の免震装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、構造物の免震層に設けられ、構造物の振動を抑制する構造物の免震装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の免震装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この免震装置は、基礎に立設された建物に適用されたものであり、基礎に連結されたシリンダと、シリンダ内に摺動可能に設けられ、シリンダ内を第１油室と第２油室に区画するとともに、構造物に連結されたピストンを備えている。免震装置はさらに、ピストンをバイパスし、第１及び第２油室を互いに連通させる連通路と、連通路に設けられ、連通路を絞った状態で開放する開放位置と、連通路を遮断する遮断位置とに選択的に作動する切換弁と、切換弁を制御するコントローラと、基礎と建物の間の相対変位を検出するリミットスイッチと、地震を検出する地震センサを備えている。リミットスイッチ及び地震センサの検出信号は、コントローラに入力される。

【0003】

以上の構成の免震装置では、切換弁は、地震センサにより地震が検出されていない場合において、リミットスイッチにより基礎と建物の間の相対変位が検出されたときには、建物の風揺れが発生したとして、遮断位置に制御され、それ以外のときには、開放位置に制御される。このように、建物の風揺れが発生したときに、切換弁を遮断位置に制御することにより、シリンダにピストンをロックすることによって、それ以上の建物の風揺れを防止するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平９−２６４３７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述したように、従来の免震装置では、建物の風揺れを防止するために、リミットスイッチ及び地震センサの両方の検出信号に基づいて切換弁を随時、制御しなければならず、その制御処理が煩雑である。また、リミットスイッチ及び地震センサを必要とすることに加え、両者及び切換弁をコントローラに接続しなければならないため、その構成が非常に複雑になってしまう。

【0006】

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、簡便な構成によって、構造物の風揺れ及び地震による振動を適切に抑制することができる構造物の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】

【0007】

上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、構造物の免震層に設けられ、構造物の振動を抑制する構造物の免震装置であって、構造物を含む系内における免震層よりも上側の上層部及び免震層よりも下側の下層部の一方に連結された筒状の本体部と、上層部及び下層部の他方に連結され、本体部内に本体部の軸線方向に摺動可能に設けられるとともに、本体部内を第１流体室と第２流体室に区画し、構造物が振動していないときに所定の中立位置に位置するピストンと、を備え、本体部の内部空間は、軸線方向において、ピストンの中立位置を含む所定の内側区間と、内側区間の両外側の所定の一対の外側区間に区分され、第１及び第２流体室に充填された粘性流体と、ピストンに設けられ、第１流体室内の粘性流体の圧力が第１所定圧力に達したときに開弁し、第１及び第２流体室を互いに連通させる第１リリーフ弁と、ピストンに設けられ、第２流体室内の粘性流体の圧力が第２所定圧力に達したときに開弁し、第１及び第２流体室を互いに連通させる第２リリーフ弁と、本体部に設けられ、一対の外側区間の一方及び内側区間に連通する一方の外側連通路と、一対の外側区間の他方及び内側区間に連通する他方の外側連通路とから成る一対の外側連通路と、をさらに備え、一対の外側連通路は、ピストンが一対の外側区間の一方に位置しているときに、一方の外側区間に連通する一方の外側連通路によってピストンをバイパスすることにより、ピストンが一対の外側区間の他方に位置しているときに、他方の外側区間に連通する他方の外側連通路によってピストンをバイパスすることにより、第１及び第２流体室を互いに連通させるとともに、ピストンが内側区間に位置するときに、ピストンをバイパスしないように構成されており、ピストンが内側区間に位置しているときに、ピストンをバイパスし、第１及び第２流体室を互いに連通させるための内側連通路と、地震の終了後にピストンを中立位置に復帰させるために開弁される、内側連通路を開閉するための手動式の開閉弁と、をさらに備えることを特徴とする。

【0008】

この構成によれば、筒状の本体部が、免震層よりも上側の上層部及び免震層よりも下側の下層部の一方に連結されており、本体部内には、ピストンが軸線方向に摺動可能に設けられている。このピストンは、上層部及び下層部の他方に連結され、本体部内を第１流体室と第２流体室に区画するとともに、構造物が振動していないときに所定の中立位置に位置している。第１及び第２流体室には、粘性流体が充填されており、ピストンには、第１リリーフ弁及び第２リリーフ弁が設けられている。この第１リリーフ弁は、第１流体室内の粘性流体の圧力が第１所定圧力に達したときに開弁し、それにより第１及び第２流体室が互いに連通させられる。上記の第２リリーフ弁は、第２流体室内の粘性流体の圧力が第２所定圧力に達したときに開弁し、それにより第１及び第２流体室が互いに連通させられる。また、ピストンが中立位置を含む所定の内側区間よりも軸線方向の両外側の所定の一対の外側区間に位置しているときにそれぞれ、一対の外側連通路がピストンをバイパスし、それにより第１及び第２流体室が互いに連通させられる。

【0009】

以上の構成から明らかなように、構造物の振動に伴う上層部と下層部の間の相対変位は、本体部及びピストンに伝達される。この場合、ピストンが内側区間に位置しているときには、第１及び第２流体室内の粘性流体の圧力が第１及び第２所定圧力にそれぞれ達しない限り、両流体室が第１又は第２リリーフ弁を介して互いに連通させられないので、ピストンが本体部に対してロックされる。これにより、構造物の風揺れが発生するようなときに、構造物の上層部を、免震装置を介して、下層部に連結できるので、両者の間の相対変位を抑制し、構造物の風揺れを適切に抑制することができる。

【0010】

また、地震により構造物が振動する場合には、風揺れの場合と比較して、上層部及び下層部から本体部及びピストンに、大きな力が入力されることにより、ピストンが本体部内を摺動する。ピストンが本体部内の内側区間を摺動しているときには、第１及び第２流体室内の粘性流体の圧力が第１及び第２所定圧力にそれぞれ達することで、第１又は第２リリーフ弁が開弁し、粘性流体が第１及び第２流体室の間で流動する結果、粘性流体による減衰力が上層部及び下層部に作用する。また、ピストンが本体部内の外側区間を摺動しているときには、粘性流体が、外側連通路を介して、第１及び第２流体室の間で流動する結果、粘性流体による減衰力が上層部及び下層部に作用する。以上のように、地震により構造物が振動しているときに、粘性流体による減衰力を上層部及び下層部に作用させることができるので、地震による構造物の振動を適切に抑制することができる。

【0011】

この場合、ピストンが外側区間を移動している場合に、内側区間を移動している場合と比較して、粘性流体による減衰力が小さくなるので、地震による上層部と下層部の間の相対変位が大きいときに、免震層による上層部と下層部の間の絶縁効果を適切に得ることができる。また、前述した従来の免震装置と異なり、リミットスイッチ及び地震センサの両方の検出信号に基づく切換弁の制御を行うことなく、簡便な構成によって上述した効果を得ることができる。

【0013】

地震による構造物の振動に伴い、ピストンが本体部内を摺動し、ピストンが内側区間における中立位置以外の位置にある状態で、地震が終了したときには、前述した本発明による免震装置の構成から明らかなように、粘性流体がピストンを本体部に対してロックするように作用することにより、地震に伴って発生した免震層の変形が残留する可能性がある。上述した構成によれば、ピストンが内側区間に位置しているときに、ピストンをバイパスする内側連通路によって、第１及び第２流体室が互いに連通させられるとともに、地震の終了後にピストンを中立位置に復帰させるために、内側連通路が手動式の開閉弁によって開閉される。

【0014】

このため、地震が終了するまでは、開閉弁により内側連通路を閉鎖することによって、本発明による前述した効果、すなわち、構造物の風揺れ及び地震による振動を適切に抑制できるという効果を、適切に得ることができる。また、地震が終了した以後に、開閉弁により手動で内側連通路を開放することによって、第１及び第２流体室の間で、粘性流体を、内側連通路を介して流動させることができる。これにより、ピストンが本体部内を摺動しやすくなるので、免震層の復元力によって、地震による免震層の変形をなくすことができる。この場合、前述した従来の免震装置の切換弁と異なり、開閉弁を随時、制御する必要はなく、地震が終了しない限り、開閉弁を閉弁状態に保持し、地震が終了した以後に開弁すればよいので、例えば、手動式の常閉型の開閉弁を用いるとともに、地震終了後のメンテナンス時に、オペレータが開閉弁を一時的に開弁すればよい。

【0015】

前記目的を達成するために、請求項２に係る発明は、構造物の免震層に設けられ、構造物の振動を抑制する構造物の免震装置であって、構造物を含む系内における免震層よりも上側の上層部及び免震層よりも下側の下層部の一方に連結された筒状の本体部と、上層部及び下層部の他方に連結され、本体部内に本体部の軸線方向に摺動可能に設けられるとともに、本体部内を第１流体室と第２流体室に区画し、構造物が振動していないときに所定の中立位置に位置するピストンと、を備え、本体部の内部空間は、軸線方向において、ピストンの中立位置を含む所定の内側区間と、内側区間の両外側の所定の一対の外側区間に区分され、第１及び第２流体室に充填された粘性流体と、ピストンに設けられ、第１流体室内の粘性流体の圧力が第１所定圧力に達したときに開弁し、第１及び第２流体室を互いに連通させる第１リリーフ弁と、ピストンに設けられ、第２流体室内の粘性流体の圧力が第２所定圧力に達したときに開弁し、第１及び第２流体室を互いに連通させる第２リリーフ弁と、本体部に設けられ、一対の外側区間の一方及び内側区間に連通する一方の外側連通路と、一対の外側区間の他方及び内側区間に連通する他方の外側連通路とから成る一対の外側連通路と、をさらに備え、一対の外側連通路は、ピストンが一対の外側区間の一方に位置しているときに、一方の外側区間に連通する一方の外側連通路によってピストンをバイパスすることにより、ピストンが一対の外側区間の他方に位置しているときに、他方の外側区間に連通する他方の外側連通路によってピストンをバイパスすることにより、第１及び第２流体室を互いに連通させるとともに、ピストンが内側区間に位置するときに、ピストンをバイパスしないように構成されており、粘性流体が充填され、ピストンが内側区間に位置しているときに、第１及び第２流体室に連通する内側連通路と、内側連通路に設けられ、内側連通路内の粘性流体を第１又は第２流体室に流動させるとともに、流動量を変更することによって、ピストンを本体部内で摺動させるように、第１及び第２流体室内の粘性流体の圧力を調整するための流量可変装置と、をさらに備えることを特徴とする。

【0016】

請求項１に係る発明の説明で述べたように、地震による構造物の振動に伴い、ピストンが本体部内を摺動し、ピストンが内側区間における中立位置以外の位置にある状態で、地震が終了したときには、粘性流体がピストンを本体部に対してロックするように作用することにより、地震に伴って発生した免震層の変形が残留する可能性がある。上述した構成によれば、ピストンが内側区間に位置しているときに、内側連通路が第１及び第２流体室に連通する。この内側連通路には、粘性流体が充填されるとともに、流量可変装置が設けられている。この流量可変装置によって、内側連通路内の粘性流体が第１又は第２流体室に流動させられるとともに、その流動量が変更されることにより、ピストンを本体部内で摺動させるように、第１及び第２流体室における粘性流体の圧力が調整される。

【0017】

このため、地震が終了するまでは、流量可変装置を停止することによって、内側連通路と第１及び第２流体室との間での粘性流体の流動を停止することで、請求項１に係る発明による前述した効果、すなわち構造物の風揺れ及び地震による振動を適切に抑制できるという効果を、適切に得ることができる。また、地震が終了した以後に、流量可変装置を作動させることにより、内側連通路と第１及び第２流体室との間で粘性流体を流動させ、ピストンが中立位置に位置するように、第１及び第２流体室における粘性流体の圧力を調整することによって、地震による免震層の変形をなくすことができる。この場合、前述した従来の免震装置の切換弁と異なり、流量可変装置を随時、制御する必要はなく、地震が終了しない限り、流量可変装置を停止状態に保持し、地震が終了したときに作動させればよいので、地震終了後のメンテナンス時に、オペレータが流量可変装置を一時的に作動させればよい。

【0018】

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の構造物の免震装置において、上層部及び下層部の他方に連結され、本体部に軸線方向に移動可能に部分的に収容されるとともに、ピストンに対して軸線方向に移動可能なロッドと、ロッドに一体に設けられ、本体部に収容されるとともに、ピストンの軸線方向の両側にそれぞれ配置された一対のフランジと、本体部に収容され、本体部に取り付けられるとともに、ピストンの軸線方向の両側にそれぞれ配置された一対の第１滑車と、本体部に収容され、一対のフランジにそれぞれ取り付けられた一対の第２滑車と、本体部に収容されるとともに、一端部がピストンに連結され、ピストンから互いに反対方向に延び、その途中で第１及び第２滑車に巻き回されるとともに、他端部が一対のフランジにそれぞれ連結された一対のケーブルと、をさらに備え、ピストンは、一対のケーブル、一対のフランジ及びロッドを介して、上層部及び下層部の他方に連結されていることを特徴とする。

【0019】

この構成によれば、上層部及び下層部の他方に連結されたロッドが、ピストンに対して軸線方向に移動可能であり、本体部に軸線方向に移動可能に部分的に収容されている。このロッドには、一対のフランジが一体に設けられており、これらの一対のフランジは、本体部に収容されるとともに、ピストンの軸線方向の両側にそれぞれ配置されている。また、本体部には、一対の第１滑車、第２滑車及びケーブルが収容されている。これらの一対の第１滑車は、本体部に取り付けられるとともに、ピストンの軸線方向の両側にそれぞれ配置されており、一対の第２滑車は、一対のフランジにそれぞれ取り付けられている。また、上記の一対のケーブルは、一端部がピストンに連結され、ピストンから互いに反対方向に延び、その途中で第１及び第２滑車に巻き回されるとともに、他端部が一対のフランジにそれぞれ連結されている。ピストンは、これらの一対のケーブル、一対のフランジ及びロッドを介して、上層部及び下層部の他方に連結されている。

【0020】

地震による構造物の振動時、上層部と下層部が互いに相対的に変位したときに、当該変位の方向に応じて、ピストンは、ロッド及びケーブルで引っ張られることにより、本体部内を摺動する。この場合、ケーブルやピストンなどが上述したように構成されているため、ピストンは、上層部及び下層部が所定方向に相対的に変位したときに、ロッド及び一対のケーブルの一方で引っ張られることにより第１流体室側に移動し、上層部及び下層部が所定方向と反対方向に相対的に変位したときに、ロッド及び一対のケーブルの他方で引っ張られることにより第２流体室側に移動する。このように、構造物の振動に伴って上層部及び下層部が所定方向とこれとは反対方向とに相対的に交互に繰り返し変位したときに、両者の間の相対変位を、両ケーブルを介して、ピストンに適切に伝達することができる。

【0021】

この場合、一対のケーブルが一対の第１及び第２滑車にそれぞれ巻き回されており、各第１及び第２滑車の一方が他方に対して、いわゆる動滑車として機能し、ピストンが、本体部及びロッドに対して移動可能に設けられている。以上により、本体部及びピストンを介して上層部及び下層部に伝達される粘性流体の減衰力を、第１及び第２滑車への巻き回しによるケーブルの折り返しの数の分、増大させることができ、ひいては、構造物の振動をより適切に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の第１実施形態による免震装置を、これを適用した建物とともに概略的に示す図である。

【図2】図１の免震装置の免震支承を、その一部を破断して示す斜視図である。

【図3】図１の免震装置の減衰ダンパを概略的に示す断面図である。

【図4】図３の減衰ダンパのダンパ変位とダンパ減衰力との関係の一例を示す図である。

【図5】図３の減衰ダンパのピストンがシリンダ内の第１区間を移動している場合におけるダンパ速度とダンパ減衰力との関係の一例を示す図である。

【図6】図３の減衰ダンパのピストンがシリンダ内の第２区間を移動している場合におけるダンパ速度とダンパ減衰力との関係の一例を示す図である。

【図7】本発明の第２実施形態による免震装置の減衰ダンパを概略的に示す断面図である。

【図8】図７の減衰ダンパのシリンダに対する第２連通管の接続位置を説明するための図である。

【図9】本発明の第３実施形態による免震装置の減衰ダンパを概略的に示す断面図である。

【図10】本発明の第４実施形態による免震装置の減衰ダンパを概略的に示す断面図である。

【図11】本発明の第５実施形態による免震装置の減衰ダンパを概略的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態による免震装置１を、これを適用した高層の建物Ｂとともに概略的に示している。建物Ｂは、免震層ＩＬを介して、基礎Ｆに立設されている。免震装置１は、複数の免震支承２（２つのみ図示）及び減衰ダンパ３（１つのみ図示）を備えており、免震層ＩＬに設けられている。

【0024】

各免震支承２は、積層ゴムタイプのものであり、図１及び図２に示すように、上下一対の矩形板状のフランジ１１、１１と、両フランジ１１、１１の間に、互いに一体に積層された円板状の複数の内部ゴム１２と、内部ゴム１２の外表を覆う円筒状の被覆ゴム１３を有している。内部ゴム１２は、上下の内部鋼板１４、１４をそれぞれ介して、上下のフランジ１１、１１に取り付けられている。なお、図２では、便宜上、内部ゴム１２の一部の符号と、内部ゴム１２、被覆ゴム１３及び内部鋼板１４、１４の断面のハッチングを省略している。

【0025】

各フランジ１１の４つの角部の各々には、上下方向に貫通する３つの取付孔１１ａが形成されており、各取付孔１１ａには、ボルト（図示せず）が挿入されている。上側のフランジ１１の取付孔１１ａに挿入されたボルトは、建物Ｂの底面にねじ込まれており、下側のフランジ１１の取付孔１１ａに挿入されたボルトは、基礎Ｆにねじ込まれている。以上の構成により、建物Ｂは免震支承２で支持されており、地震の発生中、免震層ＩＬの絶縁効果によって、基礎Ｆの振動が吸収され、建物Ｂの振動が抑制（長周期化）される。

【0026】

図３に示すように、前記複数の減衰ダンパ３の各々は、円筒状のシリンダ２１と、シリンダ２１内に軸線方向に摺動可能に設けられたピストン２２と、ピストン２２に一体に設けられ、シリンダ２１内に軸線方向に移動可能に部分的に収容されたロッド２３を有している。以下、便宜上、減衰ダンパ３について、図１及び図３の左側及び右側をそれぞれ「左」及び「右」として説明する。

【0027】

シリンダ２１は、互いに対向する左壁２１ａ及び右壁２１ｂと、両者２１ａ、２１ｂの間に一体に設けられた周壁２１ｃで構成されている。これらの左右の壁２１ａ、２１ｂ及び周壁２１ｃによって画成された流体室は、ピストン２２によって左側の第１流体室２１ｄと右側の第２流体室２１ｅに区画されており、第１及び第２流体室２１ｄ、２１ｅには、シリコンオイルで構成された粘性流体ＨＦが充填されている。また、右壁２１ｂの径方向の中央には、左右方向（軸線方向）に貫通するロッド案内孔２１ｆが形成されており、ロッド案内孔２１ｆには、シール３１が設けられている。

【0028】

さらに、左壁２１ａには、左方に突出する凸部２１ｇが一体に設けられている。凸部２１ｇの内部には、第１流体室２１ｄの粘性流体ＨＦの圧力変動を緩和するためのアキュムレータ３２が設けられており、アキュムレータ３２は、左壁２１ａに形成された連通路（図示せず）を介して、第１流体室２１ｄに連通している。また、凸部２１ｇの左端部には、自在継手を介して、第１取付具ＦＬ１が設けられている。

【0029】

前記ロッド２３は、上記のロッド案内孔２１ｆに、シール３１を介して挿入され、左右方向に延びるとともに、シリンダ２１に対して左右方向に移動可能であり、その左端部がピストン２２に取り付けられている。また、ロッド２３の右端部には、自在継手を介して、第２取付具ＦＬ２が設けられている。

【0030】

前記ピストン２２は、円柱状に形成され、その周面には、シール３３が設けられており、建物Ｂが振動していないときには、図３に示すように、シリンダ２１内の左右方向の中央の中立位置に位置している。この中立位置は、これに限らず、シリンダ２１内の左右方向の中央よりも左側又は右側の位置でもよい。また、ピストン２２の径方向の外端部には、左右方向に貫通する複数の孔が形成されており（２つのみ図示）、これらの孔には、第１リリーフ弁３４及び第２リリーフ弁３５が設けられている。

【0031】

第１リリーフ弁３４は、弁体と、これを閉弁側に付勢するばねで構成されており、建物Ｂの振動に伴うピストン２２の移動によって第１流体室２１ｄ内の粘性流体ＨＦの圧力が所定の上限圧力に達したときに開弁する。これにより、第１及び第２流体室２１ｄ、２１ｅが互いに連通させられることによって、第１流体室２１ｄ内の粘性流体ＨＦの圧力が上限圧力以下に制限される。第２リリーフ弁３５は、第１リリーフ弁３４と同様、弁体と、これを閉弁側に付勢するばねで構成されており、建物Ｂの振動に伴うピストン２２の移動によって第２流体室２１ｅ内の粘性流体ＨＦの圧力が上記の上限圧力に達したときに開弁する。これにより、第１及び第２流体室２１ｄ、２１ｅが互いに連通させられることによって、第２流体室２１ｅ内の粘性流体ＨＦの圧力が上限圧力以下に制限される。この上限圧力の設定手法については、後述する。

【0032】

また、減衰ダンパ３は、シリンダ２１に接続された、断面円形の左右一対の第１連通管２４Ｌ、２４Ｒをさらに有している。第１連通管２４Ｌ、２４Ｒの断面積（軸線方向に直交する面の面積）は、シリンダ２１の断面積（軸線方向に直交する面の面積）よりも小さな値に設定されており、左右の第１連通管２４Ｌ、２４Ｒの断面積は、互いに同じ値に設定されている。

【0033】

左右の第１連通管２４Ｌ、２４Ｒは、ピストン２２がシリンダ２１内の上記の中立位置を含む所定の第１区間ＩＮ１よりも左側及び右側の所定の左右一対の第２区間ＩＮ２Ｌ、ＩＮ２Ｒに位置しているときにそれぞれ、ピストン２２をバイパスし、第１及び第２流体室２１ｄ、２１ｅを互いに連通させるように、設けられている。より具体的には、左側の第２連通管２４Ｌは、そのシリンダ２１との中立位置側（右側）の接続部分における中立位置と反対側（左側）の内壁面が左側の第２区間ＩＮ２Ｌの右端と面一になるように、かつ、そのシリンダ２１との中立位置と反対側（左側）の接続部分における中立位置側（右側）の内壁面が左側の第２区間ＩＮ２Ｌの左端と面一になるように、配置されている。

【0034】

右側の第２連通管２４Ｒは、左側の第２連通管２４Ｌと中立位置を中心として左右対称に配置されており、そのシリンダ２１との中立位置側（左側）の接続部分における中立位置と反対側（右側）の内壁面が右側の第２区間ＩＮ２Ｒの左端と面一になるように、かつ、そのシリンダ２１との中立位置と反対側（右側）の接続部分における中立位置側（左側）の内壁面が右側の第２区間ＩＮ２Ｒの右端と面一になるように、配置されている。第１実施形態では、左側の第２区間ＩＮ２Ｌの左右方向の長さと、右側の第２区間ＩＮ２Ｒのそれとは、互いに同じであるが、異なっていてもよい。

【0035】

また、図１に示すように、減衰ダンパ３の前述した第１取付具ＦＬ１は第１連結部材ＥＮ１に、第２取付具ＦＬ２は第２連結部材ＥＮ２に、それぞれ取り付けられている。これらの第１及び第２連結部材ＥＮ１、ＥＮ２は、鋼材で構成されており、前者ＥＮ１は建物Ｂの底面に、後者ＥＮ２は基礎Ｆに、それぞれ取り付けられている。以上により、減衰ダンパ３は、そのシリンダ２１が建物Ｂに連結され、ピストン２２がロッド２３とともに基礎Ｆに連結されており、水平方向に延びている。なお、図１では、便宜上、シリンダ２１などの符号や、第１連通管２４Ｌ、２４Ｒを省略している。

【0036】

以上の構成の免震装置１では、建物Ｂの振動に伴う建物Ｂと基礎Ｆの間の相対変位は、シリンダ２１及びピストン２２に伝達される。この場合、ピストン２２が第１区間ＩＮ１に位置しているときには、第１及び第２流体室２１ｄ、２１ｅ内の粘性流体ＨＦの圧力が上限圧力にそれぞれ達しない限り、両流体室２１ｄ、２１ｅが第１又は第２リリーフ弁３４、３５を介して互いに連通させられないので、ピストン２２がシリンダ２１に対してロックされる。この上限圧力は、建物Ｂの風揺れが発生するようなときに、ピストン２２がシリンダ２１内を摺動しないような大きさに、設定されている。以上により、建物Ｂの風揺れが発生するようなときに、免震装置１の減衰ダンパ３を介して、建物Ｂを基礎Ｆに連結できるので、両者Ｂ、Ｆの間の相対変位を抑制し、建物Ｂの風揺れを適切に抑制することができる。

【0037】

また、地震により建物Ｂが振動する場合には、風揺れの場合と比較して、建物Ｂ及び基礎Ｆからシリンダ２１及びピストン２２に、大きな力が入力されることにより、ピストン２２がシリンダ２１内を摺動する。ピストン２２がシリンダ２１内の第１区間ＩＮ１を摺動しているときには、第１及び第２流体室２１ｄ、２１ｅ内の粘性流体ＨＦの圧力が上限圧力に達することで、第１又は第２リリーフ弁３４、３５が開弁し、粘性流体ＨＦが第１及び第２流体室２１ｄ、２１ｅの間を流動する結果、粘性流体ＨＦによる減衰力が建物Ｂ及び基礎Ｆに作用する。また、ピストン２２がシリンダ２１内の第２区間ＩＮ２Ｌ（ＩＮ２Ｒ）を摺動しているときには、粘性流体ＨＦが、第１連通管２４Ｌ（２４Ｒ）を介して第１及び第２流体室２１ｄ、２１ｅの間を流動する結果、粘性流体ＨＦによる減衰力が建物Ｂ及び基礎Ｆに作用する。以上のように、地震により建物Ｂが振動しているときに、粘性流体ＨＦによる減衰力を建物Ｂに作用させることができるので、地震による建物Ｂの振動を適切に抑制することができる。

【0038】

また、前述した従来の免震装置と異なり、リミットスイッチ及び地震センサの両方の検出信号に基づく切換弁の制御を行うことなく、簡便な構成によって上述した効果を得ることができる。

【0039】

図４は、シリンダ２１に対するピストン２２の変位（以下「ダンパ変位」という）ＤＤと、減衰ダンパ３の減衰力（反力。以下「ダンパ減衰力」という）ＦＤとの関係を示しており、実線は、シリンダ２１に対するピストン２２の移動速度が低速である場合について、一点鎖線は、中速である場合について、二点鎖線は、高速である場合について、それぞれ示している。また、ダンパ変位ＤＤが０であることは、ピストン２２が中立位置に位置していることを表している。さらに、図４では、理解の容易化のために、ダンパ変位ＤＤとダンパ減衰力ＦＤとの関係を、第１区間ＩＮ１及び第２区間ＩＮ２Ｌ、ＩＮ２Ｒと関係づけて表している。

【0040】

図４に示すように、ピストン２２が第１区間ＩＮ１を移動しているときには、ダンパ減衰力ＦＤは、前記上限圧力に応じた大きさになり、最大値＋ＦＭＡＸ（−ＦＭＡＸ）になる。なお、図４では便宜上、第１区間ＩＮ１における実線、一点鎖線及び二点鎖線（ピストン２２の移動速度が低速・中速・高速である場合）を、互いに少し離して描いているが、これらのいずれの場合にも、ダンパ減衰力ＦＤはその最大値＋ＦＭＡＸ（−ＦＭＡＸ）になる。また、ピストン２２が第２区間ＩＮ２Ｌ（ＩＮ２Ｒ）を移動しているときには、粘性流体ＨＦが第１連通管２４Ｌ（２４Ｒ）を流動するため、ダンパ減衰力ＦＤは、シリンダ２１に対するピストン２２の移動速度が高いほど、より大きくなる。この場合（正弦波加振の場合）、ピストン２２が中立位置から外側に離れるほど、ピストン２２の移動速度がより低くなるため、ダンパ減衰力ＦＤは、より小さくなり、ピストン２２が最も外側に位置したときに、値０になる。

【0041】

また、図５は、ピストン２２が第１区間ＩＮ１を移動している場合におけるシリンダ２１に対するピストン２２の速度（以下「ダンパ速度」という）ＶＤと、ダンパ減衰力ＦＤとの関係を示しており、図６は、ピストン２２が第２区間ＩＮ２Ｌ（ＩＮ２Ｒ）を移動している場合におけるダンパ速度ＶＤとダンパ減衰力ＦＤとの関係を示している。図５に示すように、ピストン２２が第１区間ＩＮ１を移動しているときには、ダンパ速度ＶＤの絶対値が値０よりも大きい範囲では、一律に最大値＋ＦＭＡＸ（−ＦＭＡＸ）になる。

【0042】

また、図６に示すように、ピストン２２が第２区間ＩＮ２Ｌ（ＩＮ２Ｒ）を移動しているときには、ダンパ減衰力ＦＤは、ダンパ速度ＶＤの絶対値が大きいほど、リニアにより大きくなり、ダンパ速度ＶＤが高速の範囲では、最大値＋ＦＭＡＸ（−ＦＭＡＸ）になる。この場合におけるダンパ速度ＶＤに対するダンパ減衰力ＦＤの傾きは、粘性流体ＨＦの減衰係数に相当する。

【0043】

なお、ダンパ減衰力ＦＤは、ピストン２２の外径や、第１連通管２４Ｌ（２４Ｒ）の内径、粘性流体ＨＦの粘性係数を設定することによって、調整される。

【0044】

以上のように、第１実施形態によれば、簡便な構成によって、建物Ｂの風揺れ及び地震による振動を適切に抑制することができる。また、図４に示すように、ピストン２２が外側の第２区間ＩＮ２Ｌ、ＩＮ２Ｒを移動している場合に、内側の第１区間ＩＮ１を移動している場合と比較して、ダンパ減衰力ＦＤが小さくなるので、地震による建物Ｂと基礎Ｆの間の相対変位が大きいときに、免震層ＩＬによる建物Ｂと基礎Ｆの間の絶縁効果を適切に得ることができる。

【0045】

次に、図７及び図８を参照しながら、本発明の第２実施形態による免震装置について説明する。この免震装置は、第１実施形態と比較して、減衰ダンパ４１の構成のみが異なっている。図７及び図８において、第１実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を付している。以下、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

【0046】

図７及び図８に示すように、減衰ダンパ４１は、シリンダ２１やピストン２２に加え、シリンダ２１に接続された第２連通管４２と、第２連通管４２を開閉するための開閉弁４３をさらに有している。第２連通管４２は、ピストン２２がシリンダ２１内の前記第１区間ＩＮ１に位置しているときに、第１及び第２流体室２１ｄ、２１ｅに連通するように、設けられている。より具体的には、図８に示すように、第２連通管４２は、そのシリンダ２１との左側の接続部分における左側の内壁面が左側の第２区間ＩＮ２Ｌの右端に位置するピストン２２の左面と面一になるように、かつ、そのシリンダ２１との右側の接続部分における右側の内壁面が右側の第２区間ＩＮ２Ｒの左端に位置するピストン２２の右面と面一になるように、配置されている。なお、図８では、便宜上、右側の第２区間ＩＮ２Ｒの左端に位置するピストン２２を、二点鎖線で示している。

【0047】

開閉弁４３は、例えば、手動式の常閉型のバタフライ弁であり、オペレータによる操作によって開弁される。

【0048】

以上の構成の減衰ダンパ４１は、第１実施形態の減衰ダンパ３と同様にして、建物Ｂ及び基礎Ｆに連結される（図１参照）。上述したように、第２連通管４２を開閉する開閉弁４３は、常閉弁であり、オペレータによって操作されない限り、閉弁状態に保持される。これにより、第１実施形態と同様、建物Ｂの風揺れ及び地震による振動を適切に抑制することができる。

【0049】

また、地震が終了した場合において、ピストン２２が中立位置に位置していないときには、開閉弁４３は、地震の終了以後のメンテナンス時に、オペレータによって一時的に開弁される。これにより、ピストン２２がシリンダ２１内を摺動しやすくなるので、免震層ＩＬの復元力によって、地震による免震層ＩＬの変形をなくすことができる。この場合、前述した従来の免震装置と異なり、開閉弁４３を随時、地震センサなどの検出信号に応じて制御する必要がないので、第１実施形態と同様、上述した効果、すなわち建物Ｂの風揺れ及び地震による振動を適切に抑制できるという効果を、簡便な構成によって得ることができる。なお、ピストン２２が中立位置に位置しているかの判定は、オペレータによって行われる。

【0050】

さらに、第２連通管４２が図８を参照して説明したように配置されているので、ピストン２２が第１区間ＩＮ１と第２区間ＩＮ２Ｌ、ＩＮ２Ｒとの境界線上に位置するような場合でも、第２連通管４２がピストン２２で完全に塞がれることがない。したがって、上述した効果、すなわち地震による免震層ＩＬの変形をなくすことができるという効果を、適切に得ることができる。

【0051】

次に、図９を参照しながら、本発明の第３実施形態による免震装置について説明する。この免震装置は、第１及び第２実施形態と比較して、減衰ダンパ５１の構成のみが異なっている。図９において、第１及び第２実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を付している。以下、第１及び第２実施形態と異なる点を中心に説明する。

【0052】

図９に示すように、減衰ダンパ５１の第２連通管４２の途中には、開閉弁４３に代えて、ポンプ５２が設けられている。このポンプ５２は、例えば歯車式のものであり、第１ポート５２ａ、第２ポート５２ｂ、及び、互いに噛み合う一対の歯車５２ｃを有している。これらの第１及び第２ポート５２ａ、５２ｂは、第２連通管４２を介して、第１及び第２流体室２１ｄ、２１ｅにそれぞれ連通している。

【0053】

ポンプ５２では、その作動中、第１及び第２流体室２１ｄ、２１ｅの一方における粘性流体ＨＦの一部が、第２連通管４２を介して、当該一方に対応する第１及び第２ポート５２ａ、５２ｂの一方に吸い込まれる。吸い込まれた粘性流体ＨＦは、第１及び第２ポート５２ａ、５２ｂの他方から吐出され、第２連通管４２を介して、当該他方に対応する第１及び第２流体室２１ｄ、２１ｅの他方に流動する。これにより、第１及び第２流体室２１ｄ、２１ｅの一方における粘性流体ＨＦの圧力が低下するとともに、他方における粘性流体ＨＦの圧力が上昇することによって、粘性流体ＨＦからピストン２２に、第１及び第２流体室２１ｄ、２１ｅの一方の側に移動させるような押圧力が、作用する。この場合、歯車５２ｃの回転方向を変更することによって、ポンプ５２の吸込／吐出方向が変更される。また、ポンプ５２の停止中には、第２連通管４２と第１及び第２流体室２１ｄ、２１ｅとの間における粘性流体ＨＦの流動が停止される。さらに、ポンプ５２の作動／停止は、オペレータによって行われる。

【0054】

以上の構成の減衰ダンパ５１は、第１実施形態の減衰ダンパ３と同様にして、建物Ｂ及び基礎Ｆに連結される（図１参照）。第２連通管４２に設けられたポンプ５２は、基本的には、停止状態に保持される。これにより、第２連通管４２と第１及び第２流体室２１ｄ、２１ｅとの間での粘性流体ＨＦの流動が停止されることによって、第１実施形態と同様、建物Ｂの風揺れ及び地震による振動を適切に抑制することができる。

【0055】

また、地震が終了した場合において、ピストン２２が第１区間ＩＮ１にあり、かつ中立位置に位置していないときには、ポンプ５２は、地震の終了以後のメンテナンス時に、オペレータによって作動させられる。この場合、ピストン２２が第１区間ＩＮ１における中立位置よりも左側に位置しているときには、第２流体室２１ｅの粘性流体ＨＦの一部が第２連通管４２を介して第１流体室２１ｄに流動することで、ピストン２２が中立位置に位置するように、ポンプ５２が作動させられる。一方、ピストン２２が第１区間ＩＮ１における中立位置よりも右側に位置しているときには、第１流体室２１ｄの粘性流体ＨＦの一部が第２連通管４２を介して第２流体室２１ｅに流動することで、ピストン２２が中立位置に位置するように、ポンプ５２が作動させられる。

【0056】

以上のようにポンプ５２を作動させることによって、地震による免震層ＩＬの変形をなくすことができる。この場合、前述した従来の免震装置と異なり、ポンプ５２を随時、地震センサなどの検出信号に応じて制御する必要がないので、第１実施形態と同様、上述した効果、すなわち建物Ｂの風揺れ及び地震による振動を適切に抑制できるという効果を、簡便な構成によって得ることができる。なお、ピストン２２が中立位置に位置しているかの判定は、オペレータによって行われる。

【0057】

さらに、第２実施形態と同様、第２連通管４２が図８を参照して説明したように配置されているので、ピストン２２が第１区間ＩＮ１と第２区間ＩＮ２Ｌ、ＩＮ２Ｒとの境界線上に位置するような場合でも、第２連通管４２がピストン２２で完全に塞がれることがない。したがって、上述した効果、すなわち地震による免震層ＩＬの変形をなくすことができるという効果を、適切に得ることができる。

【0058】

次に、図１０を参照しながら、本発明の第４実施形態による免震装置について説明する。この免震装置は、第１及び第２実施形態と比較して、減衰ダンパ６１の構成のみが異なっている。図１０において、第１及び第２実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を伏している。以下、第１及び第２実施形態と異なる点を中心に説明する。

【0059】

図１０に示す減衰ダンパ６１では、円柱状のピストン６２の径方向の中央に、左右方向に貫通する挿入孔６２ａが形成されている。ロッド２３は、第１及び第２実施形態と異なり、ピストン６２に一体には設けられておらず、ピストン６２の上記の挿入孔６２ａに、シール６３を介して挿入されている。これにより、ロッド２３及びピストン６２は、左右方向に互いに移動可能である。また、ピストン６２には、第１実施形態のピストン２２と同様、シール３３、第１及び第２リリーフ弁３４、３５が設けられており、ピストン６２は、シリンダ２１内を左右方向に摺動可能である。また、ロッド２３には、左右一対のフランジ６４Ｌ、６４Ｒが同心状に一体に設けられており、両者６４Ｌ、６４Ｒは、ピストン６２の左側及び右側にそれぞれ配置され、第１及び第２流体室２１ｄ、２１ｅにそれぞれ収容されている。なお、図１０では、便宜上、第１及び第２区間ＩＮ１、ＩＮ２Ｌ、ＩＮ２Ｒの符号を省略している。

【0060】

また、減衰ダンパ６１は、左右一対の第１滑車６５Ｌ、６５Ｒ、第２滑車６６Ｌ、６６Ｒ、及びケーブル６７Ｌ、６７Ｒをさらに有している。左側の第１及び第２滑車６５Ｌ、６６Ｌならびに左ケーブル６７Ｌは、第１流体室２１ｄに収容されている。また、右側の第１及び第２滑車６５Ｒ、６６Ｒならびに右ケーブル６７Ｒは、第２流体室２１ｅに収容されており、ピストン６２を中心として、左側の第１及び第２滑車６５Ｌ、６６Ｌならびにケーブル６７Ｌと左右対称に設けられている。第１及び第２流体室２１ｄ、２１ｅは、上記の第１滑車６５Ｌ、６５Ｒなどがそれぞれ収容されている分、第１及び第２実施形態の場合よりも左右方向に大きくなっている。

【0061】

左側の第１及び第２滑車６５Ｌ、６６Ｌは、上下一対の滑車でそれぞれ構成され、第１滑車６５Ｌはシリンダ２１の左壁２１ａに、第２滑車６６Ｌは左フランジ６４Ｌに、それぞれ取り付けられており、互いに対向している。左ケーブル６７Ｌは、第１及び第２滑車６５Ｌ、６６Ｌに対応して上下一対のケーブルから成り、例えば鋼線で構成されている。また、左ケーブル６７Ｌは、その一端部が左フランジ６４Ｌに取り付けられていて、その途中で第１及び第２滑車６５Ｌ、６６Ｌに折り返された状態で巻き回され、さらに左フランジ６４Ｌのケーブル案内孔６４ａに挿通されており、他端部がピストン６２の左端部に取り付けられている。なお、図１０では、便宜上、下側のケーブル案内孔６４ａのみを示している。

【0062】

右側の第１及び第２滑車６５Ｒ、６６Ｒは、左側の第１及び第２滑車６５Ｌ、６６Ｌと同様、上下一対の滑車でそれぞれ構成され、第１滑車６５Ｒはシリンダ２１の右壁２１ｂに、第２滑車６６Ｒは右フランジ６４Ｒに、それぞれ取り付けられており、互いに対向している。右ケーブル６７Ｒは、第１及び第２滑車６５Ｒ、６６Ｒに対応して上下一対のケーブルから成り、例えば鋼線で構成されており、弾性を有している。また、右ケーブル６７Ｒは、その一端部が右フランジ６４Ｒに取り付けられていて、その途中で第１及び第２滑車６５Ｒ、６６Ｒに折り返された状態で巻き回され、さらに右フランジ６４Ｒのケーブル案内孔６４ａに挿通されており、他端部がピストン６２の右端部に取り付けられている。なお、図１０では、便宜上、下側のケーブル案内孔６４ａのみを示している。左右のケーブル６７Ｌ、６７Ｒには、互いに同じ所定のテンションが付与されている。

【0063】

以上の構成の減衰ダンパ６１は、第１実施形態の減衰ダンパ３と同様にして、建物Ｂ及び基礎Ｆに連結される（図１参照）。これにより、減衰ダンパ６１のピストン６２は、左右のケーブル６７Ｌ、６７Ｒ、左右のフランジ６４Ｌ、６４Ｒ及びロッド２３を介して、基礎Ｆに連結される。建物Ｂが振動していないときには、ピストン６２は、図１０に示すように、シリンダ２１内の左右方向の中央の中立位置に位置している。この中立位置は、これに限らず、シリンダ２１内の左右方向の中央よりも左側又は右側の位置でもよい。

【0064】

地震により建物Ｂが振動することにより、建物Ｂが基礎Ｆに対して左方に変位し、建物Ｂ及び基礎Ｆから減衰ダンパ６１に引張力が作用したときには、ロッド２３及び左右のフランジ６４Ｌ、６４Ｒがシリンダ２１に対して右方に移動する。それに伴い、ピストン６２が、ロッド２３、左フランジ６４Ｌ及び左ケーブル６７Ｌで引っ張られることにより、シリンダ２１内を左方に移動する。一方、地震により建物Ｂが振動することにより、建物Ｂが基礎Ｆに対して右方に変位し、建物Ｂ及び基礎Ｆから減衰ダンパ６１に圧縮力が作用したときには、ロッド２３及び左右のフランジ６４Ｌ、６４Ｒが、シリンダ２１に対して左方に移動する。それに伴い、ピストン６２が、ロッド２３、右フランジ６４Ｒ及び右ケーブル６７Ｒで引っ張られることにより、シリンダ２１内を右方に移動する。以上のように、地震に伴って建物Ｂが基礎Ｆに対して左方と右方に交互に繰り返し変位したときに、両者Ｂ、Ｆの間の相対変位を、両ケーブル６７Ｌ、６７Ｒを介して、ピストン６２に適切に伝達することができる。

【0065】

この場合、第２実施形態と同様、第２連通管４２を開閉する開閉弁４３は、オペレータによって操作されない限り、閉弁状態に保持される。したがって、簡便な構成により、建物Ｂの風揺れ及び地震による振動を適切に抑制することができるとともに、地震による免震層ＩＬの変形をなくすことができる。さらに、第２実施形態と同様、第２連通管４２が図８を参照して説明したように配置されているので、ピストン２２が第１区間ＩＮ１と第２区間ＩＮ２Ｌ、ＩＮ２Ｒとの境界線上に位置するような場合でも、第２連通管４２がピストン２２で完全に塞がれることがない。したがって、上述した効果、すなわち地震による免震層ＩＬの変形をなくすことができるという効果を、適切に得ることができる。

【0066】

また、左右のケーブル６７Ｌ、６７Ｒが左右の第１及び第２滑車６５Ｌ、６６Ｌ、６５Ｒ、６６Ｒにそれぞれ巻き回されており、各第１及び第２滑車６５Ｌ、６６Ｌ（６５Ｒ、６６Ｒ）の一方が他方に対して、いわゆる動滑車として機能し、ピストン６２が、シリンダ２１及びロッド２３に対して移動可能に設けられている。以上により、シリンダ２１及びピストン６２を介して建物Ｂに伝達される粘性流体の減衰力を、第１及び第２滑車６５Ｌ、６６Ｌ、６５Ｒ、６６Ｒへの巻き回しによるケーブル６７Ｌ、６７Ｒの折り返しの数の分、増大させることができ、ひいては、建物Ｂの振動をより適切に抑制することができる。

【0067】

次に、図１１を参照しながら、本発明の第５実施形態による免震装置について説明する。この免震装置は、第１、第２及び第４実施形態と比較して、減衰ダンパ７１の構成のみが異なっている。図１１において、第１、第２及び第４実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を付している。以下、第１、第２及び第４実施形態と異なる点を中心に説明する。

【0068】

図１１に示すように、減衰ダンパ７１では、第４実施形態と同様、ロッド２３は、ピストン６２の挿入孔６２ａに、シール６３を介して挿入されている。また、ロッド２３には、第４実施形態と異なり、左右のフランジ６４Ｌ、６４Ｒに代えて、左右一対のストッパ７２Ｌ、７２Ｒが同心状に一体に設けられており、左右のストッパ７２Ｌ、７２Ｒは、ピストン６２の左側及び右側にそれぞれ配置され、第１及び第２流体室２１ｄ、２１ｅにそれぞれ収容されている。さらに、左ストッパ７２Ｌとピストン６２の間には左コイルばね７３Ｌが、右ストッパ７２Ｒとピストン６２の間には右コイルばね７３Ｒが、それぞれ同心状に挟持されており、左右のコイルばね７３Ｌ、７３Ｒは、第１及び第２流体室２１ｄ、２１ｅにそれぞれ収容されている。

【0069】

以上の構成の減衰ダンパ７１は、第１実施形態の減衰ダンパ３と同様にして、建物Ｂ及び基礎Ｆに連結される（図１参照）。これにより、減衰ダンパ７１のピストン６２は、左右のコイルばね７３Ｌ、７３Ｒ、左右のストッパ７２Ｌ、７２Ｒ及びロッド２３を介して、基礎Ｆに連結される。建物Ｂが振動していないときには、ピストン６２は、図１１に示すように、シリンダ２１内の左右方向の中央の中立位置に位置している。この中立位置は、これに限らず、シリンダ２１内の左右方向の中央よりも左側又は右側の位置でもよい。

【0070】

地震により建物Ｂが振動することにより、建物Ｂが基礎Ｆに対して右方に変位し、建物Ｂ及び基礎Ｆから減衰ダンパ７１に圧縮力が作用したときには、ロッド２３及び左右のストッパ７２Ｌ、７２Ｒが、シリンダ２１に対して左方に移動する。それに伴い、右コイルばね７３Ｒが右ストッパ７２Ｒで圧縮され、当該ロッド２３の変位が、右ストッパ７２Ｒ及び右コイルばね７３Ｒを介してピストン６２に伝達されることにより、ピストン６２がシリンダ２１内を左方に移動する。一方、地震により建物Ｂが振動することにより、建物Ｂが基礎Ｆに対して左方に変位し、建物Ｂ及び基礎Ｆから減衰ダンパ７１に引張力が作用したときには、ロッド２３及び左右のストッパ７３Ｌ、７３Ｒが、シリンダ２１に対して右方に移動する。それに伴い、左コイルばね７３Ｌが左ストッパ７２Ｌで圧縮され、当該ロッド２３の変位が、左ストッパ７２Ｌ及び左コイルばね７３Ｌを介してピストン６２に伝達されることにより、ピストン６２がシリンダ２１内を右方に移動する。

【0071】

以上のように、地震による建物Ｂの振動に伴って建物Ｂが基礎Ｆに対して左方と右方に交互に繰り返し変位したときに、両者Ｂ、Ｆの間の相対変位を、両コイルばね７３Ｌ、７３Ｒを介して、ピストン６２に適切に伝達することができる。これにより、減衰ダンパ７１の比較的大きな減衰力が建物Ｂに急激に作用するのを防止することができる。なお、左右のコイルばね７３Ｌ、７３Ｒに代えて、他の適当な緩衝材、例えば、ゴムや皿ばねなどを用いてもよい。

【0072】

また、第２実施形態と同様、第２連通管４２を開閉する開閉弁４３は、オペレータによって操作されない限り、閉弁状態に保持される。したがって、簡便な構成により、建物Ｂの風揺れ及び地震による振動を適切に抑制することができるとともに、地震による免震層ＩＬの変形をなくすことができる。さらに、第２実施形態と同様、第２連通管４２が図８を参照して説明したように配置されているので、ピストン６２が第１区間ＩＮ１と第２区間ＩＮ２Ｌ、ＩＮ２Ｒとの境界線上に位置するような場合でも、第２連通管４２がピストン６２で完全に塞がれることがない。したがって、上述した効果、すなわち地震による免震層ＩＬの変形をなくすことができるという効果を、適切に得ることができる。

【0073】

なお、本発明は、説明した第１〜第５実施形態（以下、総称する場合「実施形態」という）に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、シリンダ２１やピストン２２、６２の断面形状は、円形状であるが、他の適当な形状、例えば矩形状や、多角形状でもよい。このことは、第１連通管２４Ｌ、２４Ｒ及び第２〜第５実施形態の第２連通管４２についても、同様に当てはまる。

【0074】

また、実施形態では、本発明における外側連通路として、シリンダ２１に接続された第１連通管２４Ｌ、２４Ｒを用いているが、シリンダの壁部に形成された連通路を用いてもよい。このことは、第２連通管４２についても同様に当てはまる。さらに、実施形態では、シリコンオイルで構成された粘性流体ＨＦを用いているが、粘性を有する他の適当な流体を用いてもよい。また、実施形態では、第１及び第２リリーフ弁３４、３５が開弁する粘性流体ＨＦの圧力を、互いに同じ上限圧力に設定しているが、互いに異なる値に設定してもよい。

【0075】

さらに、第３実施形態では、本発明における流量可変装置として、歯車式のポンプ５２を用いているが、他の適当な装置、例えば、ベーン式のポンプや、本出願人による特願2015-147612号の図５などに開示されたピストン機構５１や電気モータ１５の組み合わせから成る装置などを用いてもよい。また、第４実施形態に関し、シリンダ２１や左右のフランジ６４Ｌ、６４Ｒなどの構成として、本出願人による特願2014-197837号の図４などに示されたような構成を採用してもよい。

【0076】

さらに、第４実施形態では、左右のケーブル６７Ｌ、６７Ｒを、別個のケーブルで構成しているが、共通の単一のケーブルで構成してもよい。その場合には、このケーブルをピストンに形成されたケーブル案内孔に挿通するとともに、ケーブルに一体に設けられた一対のナットでピストンを両側から挟み込むことによって、ケーブルがピストンに連結される。また、第４実施形態では、ケーブル６７Ｌ、６７Ｒは、鋼線であるが、テンションを付与することにより剛性を発揮するものであればよく、例えば帯状の鋼板でもよい。なお、第１及び第２滑車６５Ｌ、６６Ｌ、６５Ｒ、６６Ｒへのケーブル６７Ｌ、６７Ｒの折り返し数は、任意に設定可能であり、当該設定により、ダンパ減衰力ＦＤの増幅倍率を自由に設定することができる。

【0077】

さらに、第２、第４及び第５実施形態では、開閉弁４３として、バタフライ弁を用いているが、他の適当な開閉弁、例えばボール弁などを用いてもよい。また、開閉弁４３として、手動式のものではなく、電動式や油圧式のものを用いてもよい。また、第４及び第５実施形態に関し、第２連通管４２及び開閉弁４３を省略してもよく、また、開閉弁４３に代えて、第３実施形態のポンプ５２を用いてもよい。この場合にも、本発明における流量可変装置として、前述したべーン式のポンプなど、様々な装置を用いることができる。

【0078】

さらに、実施形態では、免震層ＩＬに、積層ゴムタイプの免震支承２を設けているが、これに代えて、又はこれとともに、建物Ｂを前後左右方向に移動可能に支持するリニアガイドタイプの免震支承や、積層ゴムやすべり板の組み合わせから成る免震支承（本出願人のホームページに掲載の「弾性すべり系積層ゴム」を参照）などを設けてもよい。また、実施形態では、本発明における上層部及び下層部として、建物Ｂ及び基礎Ｆをそれぞれ用いているが、構造物の中層部に免震層を設けるとともに、構造物の上層部及び下層部をそれぞれ用いてもよい。さらに、実施形態は、本発明による免震装置１を高層の建物Ｂに適用した例であるが、本発明はこれに限らず、他の適当な構造物、例えば鉄塔や橋梁などにも適用可能である。以上の実施形態に関するバリエーションを適宜、組み合わせて採用してもよいことは、もちろんである。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

【符号の説明】

【0079】

Ｂ 建物（構造物、上層部）
Ｆ 基礎（下層部）
ＩＬ 免震層
１ 免震装置
２１ シリンダ（本体部）
２１ｄ 第１流体室
２１ｅ 第２流体室
２２ ピストン
２３ ロッド
２４Ｌ 第１連通管（外側連通路）
２４Ｒ 第１連通管（外側連通路）
３４ 第１リリーフ弁
３５ 第２リリーフ弁
ＨＦ 粘性流体
ＩＮ１ 第１区間
ＩＮ２Ｌ 第２区間
ＩＮ２Ｒ 第２区間
４２ 第２連通管（内側連通路）
４３ 開閉弁
５２ ポンプ（流量可変装置）
６２ ピストン
６５Ｌ 第１滑車
６５Ｒ 第１滑車
６６Ｌ 第２滑車
６６Ｒ 第２滑車
６７Ｌ ケーブル
６７Ｒ ケーブル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】