特開 2024-112000 構造物の免震装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024112000

(43)【公開日】2024-08-20

(54)【発明の名称】構造物の免震装置

(51)【国際特許分類】

   F16F 15/04 20060101AFI20240813BHJP

   F16F 15/02 20060101ALI20240813BHJP

   E04H 9/02 20060101ALI20240813BHJP

【ＦＩ】

F16F15/04 P

F16F15/02 L

E04H9/02 331B

E04H9/02 331E

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023016799

(22)【出願日】2023-02-07

(71)【出願人】

【識別番号】303057365

【氏名又は名称】株式会社安藤・間

(74)【代理人】

【識別番号】100114775

【弁理士】

【氏名又は名称】高岡 亮一

(74)【代理人】

【識別番号】100121511

【弁理士】

【氏名又は名称】小田 直

(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】100179453

【弁理士】

【氏名又は名称】會田 悠介

(74)【代理人】

【識別番号】100208580

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 玲奈

(72)【発明者】

【氏名】仲村 崇仁

(72)【発明者】

【氏名】加藤 貴司

【テーマコード（参考）】

2E139

3J048

【Ｆターム（参考）】

2E139AA01

2E139BA12

2E139BA14

2E139BB13

2E139BB36

2E139BB42

2E139BB53

2E139BD35

2E139CA02

2E139CA23

2E139CB05

2E139CB15

2E139CB19

2E139CB20

2E139CC02

2E139CC11

3J048AA02

3J048AA03

3J048AC04

3J048BA08

3J048BE03

3J048BG10

3J048DA01

3J048EA38

(57)【要約】      （修正有）

【課題】積層ゴム支承が本来的に有する、構造物の鉛直荷重に対する支持機能と、地震の揺れによる任意の方向の水平荷重に対する復元機能を維持しながら、必要な減衰機能を付加し、免震設計の自由度を向上させる構造物の免震装置を提供する。
【解決手段】本発明による構造物の免震装置１は、積層ゴム５と、レール７及び移動自在のブロック８を有する上下のリニアガイド３と、第１及び第２部材が相対変位することで粘性減衰効果を発揮する上下の粘性ダンパ４を備える。上下のレール７は、構造物Ｓの上部構造ＳＵ及び下部構造ＳＬに連結され、互いに直交するように水平に延び、上下のブロック８は、積層ゴム５の上面及び下面に連結され、上下の粘性ダンパ４は、第１及び第２部材が相対的に水平方向に移動し、かつ移動方向が互いに直交するように配置され、第１部材は上部構造ＳＵ及び下部構造ＳＬに連結され、第２部材は積層ゴム５の上面及び下面に連結されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

構造物の上部構造と下部構造との間の免震層に設けられ、前記下部構造から前記上部構造への地震動の伝達を抑制する構造物の免震装置であって、
複数のゴム層と複数の剛性層が上下方向に交互に積層された積層ゴムと、
レール及び当該レールに沿って移動自在のブロックをそれぞれ有する上下のリニアガイドと、
互いに移動自在の第１部材及び第２部材をそれぞれ有し、当該第１及び第２部材が相対変位することによって減衰効果を発揮する上下のダンパと、を備え、
前記上下のリニアガイドの前記レールは、前記上部構造及び前記下部構造にそれぞれ連結され、平面的に見て互いに直交するように水平に延びており、前記上下のリニアガイドの前記ブロックは、前記積層ゴムの上面及び下面にそれぞれ連結されており、
前記上下のダンパは、前記第１及び第２部材が相対的に水平方向に移動し、かつ当該移動方向が平面的に見て互いに直交するように配置され、前記第１部材は前記上部構造及び前記下部構造にそれぞれ連結され、前記第２部材は前記積層ゴムの上面及び下面にそれぞれ連結されていることを特徴とする構造物の免震装置。

【請求項2】

前記ダンパは、前記減衰効果として粘性減衰効果を発揮する粘性ダンパであることを特徴とする、請求項１に記載の構造物の免震装置。

【請求項3】

前記ダンパは、前記減衰効果として粘性減衰効果を発揮する粘性ダンパと、当該粘性ダンパに直列に接続され、前記減衰効果として慣性質量効果を発揮する慣性質量ダンパであることを特徴とする、請求項１に記載の構造物の免震装置。

【請求項4】

前記ダンパは、前記減衰効果として粘性減衰効果を発揮する粘性ダンパと、当該粘性ダンパに並列に接続され、前記減衰効果として慣性質量効果を発揮する慣性質量ダンパであることを特徴とする、請求項１に記載の構造物の免震装置。

【請求項5】

前記上下の粘性ダンパの前記第１部材は、前記上下のリニアガイドの前記レールにそれぞれ直結され、前記上下の粘性ダンパの前記第２部材は、前記上下のリニアガイドの前記ブロックにそれぞれ直結されていることを特徴とする、請求項１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、免震建物などの構造物に設置され、下部構造から上部構造への地震動の伝達を抑制する構造物の免震装置に関する。

【背景技術】

【0002】

図８は、従来の構造物の免震機構の代表的な例を示す。この免震機構は、構造物Ｓの上部構造ＳＵと下部構造ＳＬとの間の免震層に設置されており、積層ゴム支承Ａと粘性ダンパＢを備える。積層ゴム支承Ａは、例えば複数のゴム板と複数の鋼板を交互に積層した積層ゴムＡ１と、その上下の鋼製の支持板Ａ２、Ａ２で構成され、鉛直荷重に対する支持機能を有するとともに、地震の揺れによる水平荷重に対して弾性変形し、復元機能を発揮する。一方、粘性ダンパＢは、例えばシリンダＣとピストンロッドＰを有するオイルダンパで構成され、地震の揺れによる水平荷重に対してシリンダＣとピストンロッドＰが相対変位することにより、内蔵されたオイルの流動によって粘性抵抗を作用させ、粘性減衰機能を発揮する。

【0003】

上述した免震機構では、上部構造ＳＵと下部構造ＳＬの間に、積層ゴム支承Ａと粘性ダンパＢが互いに並列に接続されている。このため、この免震機構は、図４（ｂ）に示すように、積層ゴムＡ１から成るバネ要素と粘性ダンパＢから成る粘性要素が互いに並列に接続された「フォークトモデル」で表される。しかし、このようなフォークトモデルに限らず、他の構成のモデルを用いることができれば、免震設計の自由度を向上させる上で好ましい。そのようなモデルの１つが、図４（ａ）に示す、バネ要素と粘性要素が互いに直列に接続された「マクスウェルモデル」である。しかし、上述した構成の免震機構では、マクスウェルモデルを実現できない。

【0004】

この課題を解決するために、免震装置を例えば図９のように構成することが考えられる。この免震装置は、２つの粘性ダンパＢ、Ｂを２次元的に用いる場合において、積層ゴムＡ１を下部構造ＳＬに下支持板Ａ２を介して固定するとともに、上支持板Ａ２に粘性ダンパＢ、ＢをピストンロッドＰ、Ｐが互いに直角をなすように連結し、シリンダＣ、Ｃを上部構造ＳＵに連結したものである。この構成では、上部構造ＳＵと下部構造ＳＬの間に積層ゴムＡ１及び粘性ダンパＢが直列に接続されることで、マクスウェルモデルが実現されるものの、積層ゴムＡ１が粘性ダンパＢを介して上部構造ＳＵに連結されるため、図６の積層ゴム支承Ａが有していた鉛直荷重の支持機能が失われてしまう。したがって、この場合には、鉛直荷重の支持機能を確保するために、積層ゴム支承などを別個に設けることが必要になり、免震装置の設置スペースやコストの増加を招く。

【0005】

また、従来の構造物の振動抑制装置として、特許文献１に開示されたものが知られている。この振動抑制装置は、構造物の上部構造と基礎（下部構造）との間の免震層に設けられており、互いに積層され、構造物の鉛直荷重を支持する上下の積層ゴムと、剛性を有し、上下の積層ゴムの間の中間部に連結された繋ぎ材と、一端部が繋ぎ材に連結され、他端部が基礎に連結されたダンパを備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１９－２１４８２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、この従来の振動抑制装置では、基礎と上部構造の間において、ダンパと上側の積層ゴムは互いに直列に接続されるものの、ダンパと下側の積層ゴムは互いに並列に接続されているため、マクスウェルモデルを正確に実現することができない。

【0008】

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、積層ゴム支承が本来的に有する、構造物の鉛直荷重に対する支持機能と、地震の揺れによる任意の方向の水平荷重に対する復元機能を維持しながら、必要な減衰機能を付加することができ、それにより、免震設計の自由度を向上させ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】

【0009】

この目的を達成するために、請求項１に係る発明は、構造物の上部構造と下部構造との間の免震層に設けられ、下部構造から上部構造への地震動の伝達を抑制する構造物の免震装置であって、複数のゴム層と複数の剛性層が上下方向に交互に積層された積層ゴムと、レール及びレールに沿って移動自在のブロックをそれぞれ有する上下のリニアガイドと、互いに移動自在の第１部材及び第２部材をそれぞれ有し、第１及び第２部材が相対変位することによって減衰効果を発揮する上下のダンパと、を備え、上下のリニアガイドのレールは、上部構造及び下部構造にそれぞれ連結され、平面的に見て互いに直交するように水平に延びており、上下のリニアガイドのブロックは、積層ゴムの上面及び下面にそれぞれ連結されており、上下のダンパは、第１及び第２部材が相対的に水平方向に移動し、かつ当該移動方向が平面的に見て互いに直交するように配置され、第１部材は上部構造及び下部構造にそれぞれ連結され、第２部材は積層ゴムの上面及び下面にそれぞれ連結されていることを特徴とする。

【0010】

本発明による構造物の免震装置は、構造物の上部構造と下部構造の間の免震層に設けられており、複数のゴム層と複数の剛性層が上下方向に交互に積層された積層ゴムと、平面的に見て互いに直交するレール及びそれに沿って移動自在のブロックをそれぞれ有する上下のリニアガイドと、互いに移動自在の第１部材及び第２部材をそれぞれ有する上下のダンパを備える。上下のダンパは、第１及び第２部材が相対的に水平方向に移動し、かつその移動方向が平面的に見て互いに直交するように配置されている。これらの構成要素のうち、上下のリニアガイドのレールは、上部構造及び下部構造にそれぞれ連結され、上下のリニアガイドのブロックは、積層ゴムの上面及び下面にそれぞれ連結されている。以上の構成から、構造物の鉛直荷重は、積層ゴムと上下のリニアガイドによって、地震の有無にかかわらず常時、支持される。

【0011】

また、地震時の振動によって構造物の上部構造と下部構造との間に水平方向の相対変位が発生すると、その相対変位の方向と大きさに応じ、上下のダンパの両方又は一方において第１部材と第２部材が水平方向に相対変位すると同時に、上下のリニアガイドの両方又は一方においてブロックがレールに沿って移動する。上記のように第１部材と第２部材が相対変位することによって、ダンパが作動し、減衰効果が発揮される。さらに、ダンパが作動するのと同時に、地震動による水平荷重がダンパを介して積層ゴムに作用し、積層ゴムが弾性変形することによって、水平荷重に対する復元機能が発揮される。

【0012】

以上のように、本発明の免震装置によれば、積層ゴム支承が本来的に有する、構造物の鉛直荷重に対する支持機能、及び地震の揺れによる任意の方向の水平荷重に対する復元機能を維持しながら、必要な減衰機能を付加することができ、それにより、免震設計の自由度を向上させることができる。

【0013】

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の構造物の免震装置において、ダンパは、減衰効果として粘性減衰効果を発揮する粘性ダンパであることを特徴とする。

【0014】

この構成によれば、ダンパは粘性ダンパであり、積層ゴム支承が有する支持機能及び復元機能に、粘性ダンパによる粘性減衰機能が付加される。また、本発明の免震装置では、地震動による水平荷重は、粘性ダンパに作用するとともに、粘性ダンパを介して積層ゴムに作用する。その結果、水平荷重に対する粘性ダンパの反力と積層ゴムの反力は互いに等しくなる。したがって、本発明の免震装置のモデルは、図４（ａ）に示すように、積層ゴムから成るバネ要素と粘性ダンパから成る粘性要素が互いに直列に接続されたマクスウェルモデルになる。このように、免震装置のモデルとして、マクスウェルモデルを実現でき、それにより免震設計の自由度を向上させることができる。

【0015】

請求項３に係る発明は、請求項１に記載の構造物の免震装置において、ダンパは、減衰効果として粘性減衰効果を発揮する粘性ダンパと、粘性ダンパに直列に接続され、減衰効果として慣性質量効果を発揮する慣性質量ダンパであることを特徴とする。

【0016】

この構成によれば、ダンパは、互いに直列に接続された粘性ダンパと慣性質量ダンパであり、積層ゴム支承が有する支持機能及び復元機能に、粘性ダンパによる粘性減衰機能と、粘性ダンパに直列接続された慣性質量ダンパによる慣性質量機能が付加される。また、本発明の免震装置のモデルは、図６（ｂ）に示すように、積層ゴムから成るバネ要素と粘性ダンパから成る粘性要素が互いに直列に接続されたモデル（マクスウェルモデル）に、慣性質量ダンパから成る慣性要素が直列に接続されたモデルになる。これにより、免震設計の自由度をさらに向上させることができる。

【0017】

請求項４に係る発明は、請求項１に記載の構造物の免震装置において、ダンパは、減衰効果として粘性減衰効果を発揮する粘性ダンパと、粘性ダンパに並列に接続され、減衰効果として慣性質量効果を発揮する慣性質量ダンパであることを特徴とする。

【0018】

この構成によれば、ダンパは、互いに並列に接続された粘性ダンパと慣性質量ダンパであり、積層ゴム支承が有する支持機能及び復元機能に、粘性ダンパによる粘性減衰機能と、粘性ダンパに並列接続された慣性質量ダンパによる慣性質量機能が付加される。また、本発明の免震装置のモデルは、図７（ｂ）に示すように、積層ゴムから成るバネ要素に、互いに並列関係にある粘性ダンパから成る粘性要素と慣性質量ダンパから成る慣性要素が、直列に接続されたモデルになる。これにより、免震設計の自由度をさらに向上させることができる。

【0019】

請求項５に係る発明は、請求項１に記載の構造物の免震装置において、上下のダンパの第１部材は、上下のリニアガイドのレールにそれぞれ直結され、上下のダンパの第２部材は、上下のリニアガイドのブロックにそれぞれ直結されていることを特徴とする。

【0020】

前述した請求項１の発明では、上下のダンパの第１部材は、上部構造及び下部構造にそれぞれ連結され、上下のダンパの第２部材は、積層ゴムの上面及び下面にそれぞれ連結されている。また、上下のリニアガイドのレールは、上部構造及び下部構造にそれぞれ連結され、上下のリニアガイドのブロックは、積層ゴムの上面及び下面にそれぞれ連結されている。

【0021】

このため、請求項５の発明における、上下の粘性ダンパの第１部材を上下のリニアガイドのレールにそれぞれ直結し、上下の粘性ダンパの第２部材を上下のリニアガイドのブロックにそれぞれ直結する構成は、請求項１の発明における、上下の第１部材を上部構造及び下部構造に連結し、上下の第２部材を積層ゴムの上面及び下面に連結する構成と等価である。したがって、本発明によれば、請求項１の発明による前述した効果を同様に得ることができる。また、ダンパの第１部材及び第２部材がリニアガイドのレール及びブロックに直結されるので、請求項１の場合と比較し、ダンパの取付精度を高めるとともに、免震装置をよりコンパクトに構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の実施形態による免震装置を含む免震機構を建物に設置した例を概略的に示す図である。

【図2】免震装置の（ａ）平面図、（ｂ）Ｘ方向矢視図、及び（ｃ）Ｙ方向矢視図である。

【図3】免震装置のリニアガイドを示す斜視図である。

【図4】（ａ）本発明による免震装置のモデル（マクスウェルモデル）、及び（ｂ）従来例による免震装置のモデル（フォークトモデル）を示す図である

【図5】実施形態の変形例による免震装置の（ａ）平面図、（ｂ）Ｘ方向矢視図、及び（ｃ）Ｙ方向矢視図である。

【図6】（ａ）第２実施形態による免震装置に用いられるダンパを示す概略的に示す図、（ｂ）この免震装置のモデルを示す図である。

【図7】（ａ）第３実施形態による免震装置に用いられるダンパを示す断面図、（ｂ）この免震装置のモデルを示す図である。

【図8】従来の免震機構を建物に設置した例を概略的に示す図である。

【図9】従来例による免震装置の（ａ）平面図、（ｂ）Ｘ方向矢視図、及び（ｃ）Ｙ方向矢視図である。

【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に示すように、実施形態は、構造物としての建物Ｓの上部構造ＳＵと下部構造ＳＬとの間に設定された免震層Ｉに、複数の積層ゴム支承Ａと本発明に係る複数の免震装置１（いずれも１つのみ図示）とから成る免震機構を設置し、免震建物を構成したものである。

【0024】

積層ゴム支承Ａは、図８に示した通常のものと同様、例えば円形状の複数のゴム板と複数の鋼板（いずれも図示せず）を上下方向に交互に積層した積層ゴムＡ１と、その上面及び下面に取り付けられた鋼製の上下の支持板Ａ２、Ａ２で構成されている。積層ゴム支承Ａは、上下の取付部材ＭＵ、ＭＬを介して、上部構造ＳＵと下部構造ＳＬの間に挟持された状態で取り付けられている。以上の構成から、積層ゴム支承Ａは、建物Ｓの重量などによる鉛直荷重に対する支持機能を有するとともに、地震の揺れによる水平荷重に対して弾性変形した後に復元する復元機能を有する。

【0025】

図１及び図２に示すように、免震装置１は、積層ゴムユニット２、上下のリニアガイド３Ｕ、３Ｌ、及び本発明の粘性ダンパとしての上下のオイルダンパ４Ｕ、４Ｌを備える。なお、上下のリニアガイド３Ｕ、３Ｌ及び上下のオイルダンパ４Ｕ、４Ｌを総称するときには、それぞれ「リニアガイド３」及び「オイルダンパ４」という。このことは、上下に存在する後述の他の部材についても同様である。

【0026】

積層ゴムユニット２は、積層ゴム支承Ａと同様に構成されており、円形状の複数のゴム板と複数の鋼板（いずれも図示せず）を上下方向に交互に積層した積層ゴム５と、その上面及び下面にそれぞれ取り付けられた鋼製の上下の支持板６Ｕ、６Ｌで構成されている。以上の構成から、積層ゴムユニット２は、積層ゴム支承Ａと同様、建物Ｓの鉛直荷重に対する支持機能と、水平荷重に対する弾性変形による復元機能を有する。

【0027】

図３に示すように、各リニアガイド３は、レール７と、レール７に多数のボール２１を介して嵌合するブロック８を有する。この構成から、ブロック８は、ボール２１により摩擦力が非常に小さな状態で、レール７に沿って滑らかに移動する。このようなリニアガイド３として、市販のものを用いることが可能である。

【0028】

図２に示すように、上側のリニアガイド３Ｕのレール７Ｕは、上部構造ＳＵの下面に固定され、Ｘ方向に水平に延びており、ブロック８Ｕは、積層ゴムユニット２の上支持板６Ｕの上面に固定されている。一方、下側のリニアガイド３Ｌのレール７Ｌは、下部構造ＳＬの上面に固定され、上側のリニアガイド３Ｕのレール７Ｕと直交するＹ方向に水平に延びており、ブロック８Ｌは、積層ゴムユニット２の下支持板６Ｌの下面に固定されている。

【0029】

各オイルダンパ４は、例えば、シリンダ９と、シリンダ９内に軸線方向に摺動自在に設けられ、両側に作動油が充填された２つの油室を画成するピストン（いずれも図示せず）と、２つの油室間を連通する連通路（図示せず）と、ピストンに連結され、シリンダ９の外部に延びるピストンロッド１０を有する。この構成から、シリンダ９とピストン及びピストンロッド１０が相対的に移動すると、一方の油室から連通路を介して他方の油室に作動油が流動することによって、作動油の粘性抵抗による粘性減衰効果が得られる。

【0030】

図２に示すように、上側のオイルダンパ４Ｕのシリンダ９Ｕは、上部構造ＳＵの下面に設けられた取付部材２２に、継手２３を介して取り付けられ、上記Ｘ方向に水平に延びており、ピストンロッド１０Ｕは、積層ゴムユニット２の上支持板６Ｕの上面に、継手２３を介して取り付けられている。一方、下側のオイルダンパ４Ｌのシリンダ９Ｌは、下部構造ＳＬの上面に設けられた取付部材２４に、継手２５を介して取り付けられ、上記Ｙ方向に水平に延びており、ピストンロッド１０Ｌは、積層ゴムユニット２の下支持板６Ｌの下面に、継手２５を介して取り付けられている。

【0031】

次に、上述した構成の免震機構の動作について説明する。まず、積層ゴム支承Ａは、積層ゴムＡ１により、建物Ｓの鉛直荷重に対する支持機能を常時、発揮するとともに、地震の揺れによる水平荷重に対して弾性変形し、復元機能を発揮する。

【0032】

一方、免震装置１では、上下のリニアガイド３Ｕ、３Ｌのレール７Ｕ、７Ｌは、上部構造ＳＵ及び下部構造ＳＬにそれぞれ連結され、ブロック８Ｕ、８Ｌは、積層ゴムユニット２の上下の支持板６Ｕ、６Ｌにそれぞれ連結されている。この構成から、建物Ｓの鉛直荷重は、免震装置１において、積層ゴム５と上下のリニアガイド３Ｕ、３Ｌにより、地震の有無にかかわらず常時、支持される。

【0033】

また、地震時の振動によって建物Ｓの上部構造ＳＵと下部構造ＳＬとの間に水平方向の相対変位が発生すると、その相対変位の方向と大きさに応じ、上下のオイルダンパ４Ｕ、４Ｌの両方又は一方においてシリンダ９とピストンロッド１０が水平方向に相対変位すると同時に、上下のリニアガイド３Ｕ、３Ｌの両方又は一方においてブロック８がレール７に沿って移動する。上記のようにシリンダ９とピストンロッド１０が相対変位することによって、オイルダンパ４が作動し、一方の油室から連通路を介して他方の油室に作動油が流動することによって、粘性減衰効果が発揮される。

【0034】

また、オイルダンパ４が作動するのと同時に、地震動による水平荷重がオイルダンパ４を介して積層ゴム５に作用し、積層ゴム５が弾性変形することによって、水平荷重に対する復元機能が発揮される。

【0035】

以上のように、本実施形態の免震装置１によれば、積層ゴム支承が本来的に有する、建物Ｓの鉛直荷重に対する支持機能と、地震の揺れによる任意の方向の水平荷重に対する復元機能を維持しながら、必要な減衰機能を付加することができ、それにより、免震設計の自由度を向上させることができる。

【0036】

また、上述したように、実施形態の免震装置１では、地震動による水平荷重は、オイルダンパ４に作用するとともに、オイルダンパ４を介して積層ゴムに作用する。その結果、水平荷重に対するオイルダンパ４の反力と積層ゴムの反力は互いに等しくなる。したがって、本発明の免震装置１のモデルは、図４（ａ）に示すように、積層ゴム５から成るバネ要素とオイルダンパ４（粘性ダンパ）から成る粘性要素が互いに直列に接続されたマクスウェルモデルになる。このように、免震装置１のモデルとして、マクスウェルモデルを実現でき、それにより免震設計の自由度を向上させることができる。

【0037】

なお、本発明は、説明した実施形態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、上下のオイルダンパ４Ｕ、４Ｌのシリンダ９Ｕ、９Ｌは、上部構造ＳＵ及び下部構造ＳＬにそれぞれ連結され、ピストンロッド１０Ｕ、１０Ｌは、積層ゴムユニット２の上下の支持板６Ｕ、６Ｌにそれぞれ連結されている。この構成に代えて、シリンダ９Ｕ、９Ｌを上下のリニアガイド３Ｕ、３Ｌのレール７Ｕ、７Ｌにそれぞれ連結し、ピストンロッド１０Ｕ、１０Ｌを上下のリニアガイド３Ｕ、３Ｌのブロック８Ｕ、８Ｌにそれぞれ連結してもよい。

【0038】

リニアガイド３のレール７は上部構造ＳＵ及び下部構造ＳＬに一体に設けられ、ブロック８は上下の支持板６Ｕ、６Ｌに一体に設けられているので、この変形例による連結構成は実施形態の連結構成と等価である。したがって、この変形例により、実施形態による前述した効果を同様に得ることができる。また、オイルダンパ４のシリンダ９及びピストンロッド１０がリニアガイド３のレール７及びブロック８に直結されるので、実施形態と比較し、オイルダンパ４の取付精度を高めるとともに、免震装置１をよりコンパクトに構成することができる。

【0039】

また、上記と同じ理由から、実施形態による連結構成と変形例による連結構成を択一的に採用することも可能である。すなわち、オイルダンパ４のシリンダ９を上部構造ＳＵ及び下部構造ＳＬに連結するとともに、ピストンロッド１０をリニアガイド３のブロック８に連結してもよく、この組み合わせとは逆に、シリンダ９をリニアガイド３のレール７に連結するとともに、ピストンロッド１０を積層ゴムユニット２の支持板６Ｕ、６Ｌに連結してもよい。

【0040】

また、実施形態では、図２に示すように、上下のリニアガイド３Ｕ、３Ｌと上下のオイルダンパ４Ｕ、４Ｌは、前者におけるブロック４の移動方向（Ｘ方向、Ｙ方向）が後者におけるシリンダ９とピストンロッド１０との相対的な移動方向（以下「オイルダンパ４の移動方向」という）に一致するように配置されている。前述したように、実施形態では、上下のリニアガイド３Ｕ、３Ｌの間でブロック３の移動方向が互いに直交し、上下のオイルダンパ４Ｕ、４Ｌの間でオイルダンパ４の移動方向が互いに直交するという条件が満たされればよいため、ブロック３の移動方向とオイルダンパ４の移動方向を異なるように構成することが可能である。図５は、そのように構成された変形例を示す。この変形例では、リニアガイド３及びオイルダンパ４は、ブロック３の移動方向とオイルダンパ４の移動方向が互いに４５度の角度をなすように配置されている。

【0041】

次に、図６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。図６（ａ）は、第２実施形態の免震装置に用いられるダンパＤ２を示す。ダンパＤ２は、上述した実施形態（以下「第１実施形態」という）と同じ構成のオイルダンパ４と、オイルダンパ４に直列に接続された慣性質量ダンパ（マスダンパ）５１で構成されている。マスダンパ５１は、例えばボ－ルねじ式のものであり、外筒５２とねじ軸５３との相対変位（直線運動）をボールねじによって内筒（いずれも図示せず）の回転運動に変換することによって、慣性質量効果を発揮するものである。

【0042】

オイルダンパ４のシリンダ９とマスダンパ５１の外筒５２は、連結部材５４、５４を介して互いに連結されている。また、図示しないが、ダンパＤ２は、図１の免震装置に、オイルダンパ４に代えて上下一対で設けられている。具体的には、上側のダンパＤ２のピストンロッド１０は、取付板５５を介して、積層ゴムユニット２の上支持板６Ｕに取り付けられ、ねじ軸５３は、取付板５５を介して、上部構造ＳＵに設けられた取付部材２２に取り付けられている。同様に、下側のダンパＤ２のピストンロッド１０は、取付板５５を介して、積層ゴムユニット２の下支持板６Ｌに取り付けられ、ねじ軸５３は、取付板５５を介して、下部構造ＳＬに設けられた取付部材２４に取り付けられている。

【0043】

以上の構成の免震装置のモデルは、図６（ｂ）に示すように、積層ゴム５から成るバネ要素とオイルダンパ４（粘性ダンパ）から成る粘性要素が互いに直列に接続されたモデル（マクスウェルモデル）に、マスダンパ５１から成る慣性要素が直列に接続されたモデルになる。したがって、第２実施形態の免震装置によれば、積層ゴム支承が有する支持機能及び復元機能に、オイルダンパ４による粘性減衰機能と、オイルダンパ４に直列接続されたマスダンパ５１による慣性質量機能が付加され、免震設計の自由度が高められる。

【0044】

図７（ａ）は、第３実施形態の免震装置に用いられるダンパＤ３を示す。ダンパＤ３は、粘性要素を内蔵した粘性マスダンパとして構成されている。この粘性マスダンパは、例えばボ－ルねじ式のものであり、内筒６１と、ねじ軸６２ａ、多数のボール６２ｂ及び回転自在のナット６２ｃを有するボールねじ６２と、内筒６１及びナット６２ｃの外側に設けられ、ナット６２ｃと一体に回転する円筒状の回転マス６３と、内筒６１と回転マス６３の間に充填された粘性体６４を備える。

【0045】

以上の構成では、内筒６１とねじ軸６２ａの間に相対変位が発生すると、その相対変位（直線運動）がナット６２ｃの回転運動に変換され、ナット６２ｃと一体に回転マス６３が回転する。これにより、回転マス６３による慣性質量効果が発揮されるとともに、内筒６１と回転マス６３の間に充填された粘性体６４による粘性減衰効果が発揮される。

【0046】

図示しないが、ダンパＤ３は、図１の免震装置に、オイルダンパ４に代えて上下一対で設けられている。具体的には、上側のダンパＤ３のねじ軸６２ａは、取付板６５を介して、積層ゴムユニット２の上支持板６Ｕに取り付けられ、内筒６１は、取付板６５を介して、上部構造ＳＵの取付部材２２に取り付けられている。同様に、下側のダンパＤ３のねじ軸６２ａは、取付板６５を介して、積層ゴムユニット２の下支持板６Ｌに取り付けられ、内筒６１は、取付板６５を介して、下部構造ＳＬの取付部材２４に取り付けられている。

【0047】

以上の構成の免震装置のモデルは、図７（ｂ）に示すように、粘性体６４から成る粘性要素と回転マス６３から成る慣性要素が互いに並列に接続された粘性マスダンパのモデルに、積層ゴム５から成るバネ要素が直列に接続されたモデルになる。したがって、第３実施形態の免震装置によれば、積層ゴム支承が有する支持機能及び復元機能に、粘性マスダンパの粘性体６４による粘性減衰機能と、粘性体６４に並列接続された回転マス６３による慣性質量機能が付加され、免震設計の自由度が高められる。

【0048】

なお、第１～第３実施形態では、積層ゴムユニット２にリニアガイド３を介して接続されるダンパとして、オイルダンパ４（粘性ダンパ）、直列接続されたオイルダンパ４及び慣性質量ダンパ５１と、並列接続された粘性体６４及び回転マス６３を有する粘性マスダンパをそれぞれ用いているが、必要な減衰機能を付加し、免震設計の自由度の向上に資するものである限り、他の構成のダンパを採用することが可能である。

【0049】

また、第１及び第２実施形態では、粘性ダンパとして、オイルダンパ４を用いているが、２つの部材が相対変位することによって粘性減衰効果を発揮するものである限り、任意の構成のダンパを採用することが可能である。さらに、実施形態では、支持機能や復元機能を強化するために、免震機構として免震装置１に加えて積層ゴム支承Ａを併用しているが、免震装置１によって支持機能や復元機能が十分に得られる場合には、積層ゴム支承Ａを省略してもよい。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】

【0050】

Ｓ 建物（構造物）
ＳＵ 上部構造
ＳＬ 下部構造
Ｉ 免震層
１ 免震装置
３ リニアガイド
３Ｕ 上側のリニアガイド
３Ｌ 下側のリニアガイド
４ オイルダンパ（粘性ダンパ）
４Ｕ 上側のオイルダンパ
４Ｌ 下側のオイルダンパ
５ 積層ゴム
６ 支持板
６Ｕ 上側の支持板（積層ゴムの上面）
６Ｌ 下側の支持板（積層ゴムの下面）
７ リニアガイドのレール
７Ｕ 上側のレール
７Ｌ 下側のレール
８ リニアガイドのブロック
８Ｕ 上側のブロック
８Ｌ 下側のブロック
９ オイルダンパのシリンダ（第１部材）
９Ｕ 上側のシリンダ
９Ｌ 下側のシリンダ
１０ オイルダンパのピストンロッド（第２部材）
１０Ｕ 上側のピストンロッド
１０Ｌ 下側のピストンロッド
Ｄ２ 第２実施形態のダンパ
５１ 慣性質量ダンパ
Ｄ３ 第３実施形態のダンパ
６３ 回転マス（慣性質量ダンパ）
６４ 粘性体（粘性ダンパ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】