特開 2024-66125 ダンパー装置

(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】P2024066125

(43)【公開日】2024-05-15

(54)【発明の名称】ダンパー装置

(51)【国際特許分類】

   F16F 15/023 20060101AFI20240508BHJP

   E04H 9/02 20060101ALI20240508BHJP

   F16F 15/02 20060101ALI20240508BHJP

   F16F 9/10 20060101ALI20240508BHJP

   F16F 7/08 20060101ALI20240508BHJP

   F16F 7/00 20060101ALI20240508BHJP

【ＦＩ】

F16F15/023 A

E04H9/02 331Z

E04H9/02 351

F16F15/02 E

F16F9/10

F16F7/08

F16F7/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022175462

(22)【出願日】2022-11-01

(71)【出願人】

【識別番号】000002299

【氏名又は名称】清水建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100161506

【弁理士】

【氏名又は名称】川渕 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(72)【発明者】

【氏名】牛坂 伸也

(72)【発明者】

【氏名】森川 和彦

(72)【発明者】

【氏名】村瀬 充

(72)【発明者】

【氏名】吉田 直人

【テーマコード（参考）】

2E139

3J048

3J066

3J069

【Ｆターム（参考）】

2E139AA01

2E139AB10

2E139BA12

2E139BA19

2E139BA46

2E139BC08

2E139BD35

2E139BD46

2E139CA02

2E139CC02

3J048AA06

3J048AC01

3J048AC04

3J048BE03

3J048BE12

3J048DA04

3J048EA38

3J066AA26

3J066BB01

3J066CA06

3J069AA50

3J069EE01

3J069EE54

(57)【要約】

【課題】極大地震に対して構造物に設けられた免震層を健全に保つことができるダンパー装置を提供する。
【解決手段】上部構造体側と下部構造体側とを接続する伸縮自在なオイルダンパーと、オイルダンパーと並列に設置され、上部構造体側と下部構造体側とを接続する少なくとも１つのジャッキ装置と、を備え、ジャッキ装置は、オイルダンパーに並列に配置された本体部と、本体部の軸方向に沿って本体部を貫通して移動自在に設けられたピストンロッドと、ピストンロッドに対して軸方向に沿って移動自在に設けられたタイロッドと、を備え、上部構造体の下部構造体側に対する移動時にオイルダンパーが第１方向へ伸長する際において、タイロッドは、軸方向に沿った第１範囲において抵抗力を生じずに移動し、ピストンロッドは、第１範囲を超えた第２範囲において抵抗力を生じて移動する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

上部構造体側と下部構造体側とを接続する伸縮自在なオイルダンパーと、
前記オイルダンパーと並列に設置され、前記上部構造体側と前記下部構造体側とを接続する少なくとも１つのジャッキ装置と、を備え、
前記ジャッキ装置は、
前記オイルダンパーに並列に配置された本体部と、
前記本体部の軸方向に沿って前記本体部を貫通して移動自在に設けられたピストンロッドと、
前記ピストンロッドに対して前記軸方向に沿って移動自在に設けられたタイロッドと、を備え、
前記上部構造体の前記下部構造体側に対する移動時に前記オイルダンパーが第１方向へ伸長する際において、
前記タイロッドは、前記軸方向に沿った第１範囲において抵抗力を生じずに移動し、
前記ピストンロッドは、前記第１範囲を超えた第２範囲において抵抗力を生じて移動することを特徴とする、
ダンパー装置。

【請求項2】

前記ジャッキ装置は、
前記上部構造体側或いは前記下部構造体側のいずれか一方側に設けられ、前記タイロッドの一端側を前記軸方向に沿って移動自在に保持する第１保持部と、
前記上部構造体側或いは前記下部構造体側のいずれか他方側に設けられ、前記本体部を保持する第２保持部と、を備え、
前記上部構造体の前記下部構造体側に対する移動時に前記オイルダンパーが前記第１方向へ伸長する際において、
前記ピストンロッドは、前記第１範囲において前記タイロッドに対して相対的に前記第１方向に移動し、
前記本体部は、前記第１範囲を超えた第２範囲において前記ピストンロッドに対して相対的に前記第１方向に移動し、
前記タイロッドは、前記第２範囲を超えた第３範囲において前記第１保持部に対し相対的に前記第１方向に伸長する、
請求項１に記載のダンパー装置。

【請求項3】

前記上部構造体の前記下部構造体側に対する移動時に前記オイルダンパーが第２方向へ短縮する際において、
前記ピストンロッドは、前記第１範囲において前記タイロッドに対して相対的に前記第２方向に移動し、
前記本体部は、前記第１範囲を超えた前記第２範囲において前記ピストンロッドに対して相対的に前記第２方向に移動する、
請求項２に記載のダンパー装置。

【請求項4】

前記ジャッキ装置において、
前記本体部は、第１抵抗力を生じながら前記ピストンロッドを移動させ、
前記第１保持部は、前記タイロッドの一端側を保持し、前記第１抵抗力に比して大きい第２抵抗力を生じながら前記タイロッドを伸長させる、
請求項２又は３に記載のダンパー装置。

【請求項5】

前記ジャッキ装置において、
前記本体部は、油圧に基づいて前記第１抵抗力を生じさせる、
請求項４に記載のダンパー装置。

【請求項6】

前記ジャッキ装置において、
前記本体部は、摩擦力に基づいて前記第１抵抗力を生じさせる、
請求項４に記載のダンパー装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ダンパー装置に関する。

【背景技術】

【0002】

地震時等において揺れを免震する免震建物が知られている。免震建物は、例えば、建物を支持すると共に揺れを免震する免震支承と、建物に生じる揺れを減衰するダンパー装置とを備えている。免震建物において、免震支承に設けられた支承材や、ダンパー装置に設けられたダンパー部材は、免震建物の変位が増大する際に、装置として限界となる限界変形を生じる場合がある。

【0003】

建物は、一般的に耐震設計において設定された地震動レベル１と地震動レベル２のうち、地震動レベル２に対する性能保証変形以下の変形を生じるように設計される。また、建物は、案件に応じて地震動レベル２の１．５倍程度の地震に対する限界変形以下の変形を生じるように余裕を持たせて設計される。その他、建物は、建物と基礎との間に設けられる免震クリアランス以下の変位を生じるように設計される。

【0004】

近年、２０１６年に発生した熊本地震のように、地震動レベル２の１．５倍を超える極大地震が観測されている。そのため、建物には、設計段階において想定された外力を超える外力が作用して、免震装置の限界変形を超える変形を生じる可能性がある。そのため、建物の設計には、想定を超えるような地震動に対し、免震層を健全に保つことができるよう限界変形や免震クリアランス以下に変形を抑えるフェールセーフ装置を導入することが求められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１７－３０９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

建物に生じる振動を抑制するためのダンパー装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、従来の技術においては、極大地震に対するフェールセーフ機能についてはまだ提案されていなかった。

【0007】

本発明は、極大地震に対して構造物に設けられた免震層を健全に保つことができるダンパー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】

【0008】

上記の目的を達するために、本発明は、上部構造体側と下部構造体側とを接続する伸縮自在なオイルダンパーと、前記オイルダンパーと並列に設置され、前記上部構造体側と前記下部構造体側とを接続する少なくとも１つのジャッキ装置と、を備え、前記ジャッキ装置は、前記オイルダンパーに並列に配置された本体部と、前記本体部の軸方向に沿って前記本体部を貫通して移動自在に設けられたピストンロッドと、を備え、前記上部構造体の前記下部構造体側に対する移動時に前記オイルダンパーが第１方向へ伸長する際において、前記タイロッドは、前記軸方向に沿った第１範囲において抵抗力を生じずに移動し、前記ピストンロッドは、前記第１範囲を超えた第２範囲において抵抗力を生じて移動することを特徴とする、ダンパー装置である。

【0009】

本発明によれば、オイルダンパーに並置されたジャッキ装置がオイルダンパーと共にストロークすることにより、免震における抵抗力を増大することができる。本発明によれば、ジャッキ装置が両方向にストロークするため、伸長及び短縮方向に対する装置を個別に設置する必要がなく、装置構成を簡略化することができる。

【0010】

また、本発明の前記ジャッキ装置は、前記上部構造体側或いは前記下部構造体側のいずれか一方側に設けられ、前記タイロッドの一端側を前記軸方向に沿って移動自在に保持する第１保持部と、前記上部構造体側或いは前記下部構造体側のいずれか他方側に設けられ、前記本体部を保持する第２保持部と、を備え、前記上部構造体の前記下部構造体側に対する移動時に前記オイルダンパーが第１方向へ伸長する際において、前記ピストンロッドは、第１範囲において前記タイロッドに対して相対的に前記第１方向に移動し、前記本体部は、前記第１範囲を超えた第２範囲において前記ピストンロッドに対して相対的に前記第１方向に移動し、前記タイロッドは、前記第２範囲を超えた第３範囲において前記第１保持部に対し相対的に前記第１方向に移動するように構成されていてもよい。

【0011】

本発明によれば、第１方向においてジャッキ装置における減衰と、タイロッドの伸長に基づく減衰を発生させることができる。

【0012】

また、本発明は、前記上部構造体の前記下部構造体側に対する移動時に前記オイルダンパーが第２方向へ短縮する際において、前記ピストンロッドは、第１範囲において前記タイロッドに対して相対的に前記第２方向に移動し、前記本体部は、前記第１範囲を超えた第２範囲において前記ピストンロッドに対して相対的に前記第２方向に移動するように構成されていてもよい。

【0013】

本発明によれば、第２方向においてもジャッキ装置における減衰を発生させることができる。

【0014】

また、本発明は、前記ジャッキ装置において、前記本体部は、第１抵抗力を生じながら前記ピストンロッドを移動させ、前記第１保持部は、前記タイロッドの一端側を保持し、前記第１抵抗力に比して大きい第２抵抗力を生じながら前記タイロッドを伸長させるように構成されていてもよい。

【0015】

本発明によれば、ジャッキ装置における第１抵抗力と、第１保持部における第２抵抗力とに基づいて免震効果を増大させることができる。

【0016】

また、本発明は、前記ジャッキ装置において、前記本体部は、油圧に基づいて前記第１抵抗力を生じさせてもよい。

【0017】

本発明によれば、ジャッキ装置に油圧ジャッキを用いることにより、ジャッキ装置が有するオイルバッファの抵抗力を制震のために利用することができる。

【0018】

また、本発明は、前記ジャッキ装置において、前記本体部は、摩擦力に基づいて前記第１抵抗力を生じさせてもよい。

【0019】

本発明によれば、ジャッキ装置を摩擦材により構成することにより、装置構成を簡略化することができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、極大地震に対して構造物に設けられた免震層を健全に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の実施形態に係るダンパー装置が適用された建物の構成を示す断面図である。

【図2】ダンパー装置の構成を示す平面図である。

【図3】ダンパー装置の構成を示す側面図である。

【図4】ジャッキ装置の構成を示す断面図である。

【図5】ダンパー装置の動作を示す図である。

【図6】ジャッキ装置に生じる抵抗力を示す図である。

【図7】ダンパー装置の所定の地震動に対する性能を示す図である。

【図8】ダンパー装置の他の地震動に対する性能を示す図である。

【図9】比較例に係るダンパー装置の構成を示す図である。

【図10】比較例に係るジャッキ装置の抵抗力を示す図である。

【図11】比較例に係るダンパー装置の所定の地震動に対する性能を示す図である。

【図12】比較例に係るダンパー装置の他の地震動に対する性能を示す図である。

【図13】変形例に係るジャッキ装置の構成を示す図である。

【図14】変形例に係るジャッキ装置の構成を示す断面図である。

【図15】変形例に係るダンパー装置の構成を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、図面を参照しつつ、本発明に係るダンパー装置の実施形態について説明する。

【0023】

図１に示されるように、ダンパー装置１は、揺れを免震する免震支承Ｍの上層側に構築された建物Ｂ（上部構造体）と基礎Ｅに設けられた床面Ｅ１（下部構造体）側を接続している。ダンパー装置１は、建物Ｂに生じる揺れを減衰するように構成されている。免震支承Ｍ（免震層）は、例えば、建物Ｂを支持する複数の脚部Ｍ１と、脚部Ｍ１の中間層に設けられた免震材Ｍ２とを備えている。免震材Ｍ２は、例えば、板状のゴム板を積層して形成されている。ダンパー装置１は、例えば、床面Ｅ１側から入力される地震動や建物Ｂ側から入力される風に基づく振動を減衰させる。ダンパー装置１は、例えば、基礎Ｅと建物Ｂとの間に所定距離に設定された免震クリアランスＣに比して小さい距離において機能するように構成されている。

【0024】

図２及び図３に示されるように、ダンパー装置１は、建物Ｂ側と床面Ｅ１側を接続するオイルダンパー２と、オイルダンパー２と並列に設置された少なくとも１つのジャッキ装置１０とを備えている。本実施形態においては、ダンパー装置１は、オイルダンパー２と、オイルダンパー２の両側に並置された２個のジャッキ装置１０を備えている。オイルダンパー２の一端（図の－Ｘ方向の端部）側は、例えば、建物Ｂ側或いは、床面Ｅ１側のうちいずれか一方側に連結されている。本実施形態においては、オイルダンパー２の一端側は、床面Ｅ１側に接続されている。オイルダンパー２の一端側は、床面Ｅ１に設けられた台座Ｇ１に連結されている。台座Ｇ１は、床面Ｅ１から上方に突出して設けられている。

【0025】

台座Ｇ１には、オイルダンパー２の一端側を回転可能に支持するクレビスＧ２が設けられている。クレビスＧ２は、上下方向（図のＺ軸方向）に沿って対向して設けられた一対の板状体Ｇ３を備えている。一対の板状体Ｇ３は、台座Ｇ１に固定されている。一対の板状体Ｇ３は、オイルダンパー２の一端側を上下方向に挟持して支持している。オイルダンパー２の一端側は、軸ピンＰ１を介してクレビスＧ２に連結されている。軸ピンＰ１は、上下方向に沿ってクレビスＧ２に挿入されている。軸ピンＰ１は、オイルダンパー２の一端側を水平面（図のＸＹ平面）において回転可能に支持している。

【0026】

オイルダンパー２の他端（図の＋Ｘ方向の端部）側は、例えば、建物Ｂ側或いは、床面Ｅ１側のうちいずれか他方側に連結されている。本実施形態においては、オイルダンパー２の他端側は、建物Ｂ側に接続されている。オイルダンパー２の他端側は、建物Ｂの下面Ｂ１に設けられた支持構造Ｈ１に連結されている。支持構造Ｈ１は、建物Ｂの下面Ｂ１から下方に突出して設けられている。

【0027】

支持構造Ｈ１には、オイルダンパー２の他端側を回転可能に支持するクレビスＨ２が設けられている。クレビスＨ２は、上下方向（図のＺ軸方向）に沿って対向して設けられた一対の板状体Ｈ３を備えている。一対の板状体Ｈ３は、支持構造Ｈ１に固定されている。一対の板状体Ｈ３は、オイルダンパー２の他端側を上下方向に挟持して支持している。オイルダンパー２の他端側は、軸ピンＰ２を介してクレビスＨ２に連結されている。軸ピンＰ２は、上下方向に沿ってクレビスＨ２に挿入されている。軸ピンＰ２は、オイルダンパー２の他端側を水平面（図のＸＹ平面）において回転可能に支持している。

【0028】

オイルダンパー２は、筒状に形成された本体部３と、本体部３の軸線方向に沿って伸縮自在なピストンロッド６とを備えている。本体部３の内部空間には、シリンダ（不図示）が形成されている。シリンダオイルが充填されている。本体部３の一端側には、蓋部３Ａが設けられている。蓋部３Ａの中心には、貫通孔が設けられており、ピストンロッド６が突出している。

【0029】

ピストンロッド６は、本体部３に対して伸縮自在に支持されている。ピストンロッド６の一端側には、例えば、接続部材６Ａが設けられており、クレビスＧ２を介して台座Ｇ１に連結されている。接続部材６Ａは、例えば、ボールジョイントである。ピストンロッド６の他端側には、ピストン（不図示）が形成されている。ピストンは、本体部３の内部空間を軸方向に沿って移動する。ピストンは、本体部３の内部空間を第１空間（不図示）と第２空間（不図示）とに仕切っている。ピストンには、第１空間と第２空間とを連通する小さな貫通孔であるオリフィス（不図示）が形成されている。

【0030】

本体部３の内部空間に充填されたオイルは、ピストンの移動時においてオリフィスを通じて第１空間と第２空間との間を流通する際に抵抗を生じ、オイルダンパー２の抵抗力を発生させる。本体部３の他端側は、蓋部３Ｂにより閉塞されている。蓋部３Ｂには、例えば、接続部材３Ｃが設けられており、クレビスＨ２を介して支持構造Ｈ１に連結されている。接続部材３Ｃは、例えば、ボールジョイントである。上記構成により、オイルダンパー２は、建物Ｂと床面Ｅ１とを接続し、建物Ｂと床面Ｅ１との間に生じる振動を減衰する。オイルダンパー２の両側には、建物Ｂと床面Ｅ１との位置を調整すると共に、オイルダンパー２の抵抗力を増強する一対のジャッキ装置１０が並置されている。

【0031】

ジャッキ装置１０は、建物Ｂと床面Ｅ１とを接続している。ジャッキ装置１０は、少なくとも１つ設けられている。ジャッキ装置１０は、２つ以上設けられていてもよい。ジャッキ装置１０は、伸縮自在に構成されている。ジャッキ装置１０は、オイルダンパー２に並列に配置された本体部１１を備えている。本体部１１は、円筒形に形成されている。本体部１１は、支持構造Ｈ１に支持されている。本体部１１は、建物Ｂ側或いは床面Ｅ１側のいずれかに設けられた第２保持部１１Ｋにより支持されている。本実施形態においては、本体部１１は、支持構造Ｈ１に設けられた第２保持部１１Ｋを介して建物Ｂ側に支持されている。本体部１１の軸方向における中心部は、第２保持部１１Ｋにより水平面において回転可能に支持されている。

【0032】

第２保持部１１Ｋは、本体部１１を支持構造Ｈ１に回転可能に支持するトラニオンに形成されている。第２保持部１１Ｋは、例えば、本体部１１の外径に比して若干大きい外径の貫通孔が形成されている。貫通孔には、本体部１１が挿入されると共に、固定されている。第２保持部１１Ｋは、軸ピンＰ４により平面視して回転可能に支持構造Ｈ１に支持されている。本体部１１の両端は、一対の蓋部１１Ａにより閉塞されている。本体部３の内部には、オイルが封入されている。一対の蓋部１１Ａには、貫通孔１１Ｈが形成されている。貫通孔１１Ｈには、ピストンロッド１２が挿入されている。これにより、本体部１１には、軸方向に沿ってピストンロッド１２が貫通して設けられている。

【0033】

ピストンロッド１２は、軸方向において本体部１１の全長に比して長い全長に形成されている。ピストンロッド１２は、軸方向に沿って本体部１１の一端側と他端側とからそれぞれ突出している。ピストンロッド１２は、本体部１１の内部においてピストン１２Ｐ（図４参照）を備えている。ピストンロッド１２は、本体部１１の内部に封入されたオイルの粘性により移動時に第１抵抗力が生じる。本体部１１の内部構成と本体部１１の内部におけるピストンロッド１２の構成については後述する。ピストンロッド１２は、本体部１１を貫通して移動自在に設けられている。ピストンロッド１２は、円柱状に形成されている。

【0034】

ピストンロッド１２は、一端側が本体部１１に対して伸長する際に、他端側が本体部１１に対して短縮する。ピストンロッド１２の一端側及び他端側には、ピストンロッド１２の本体部１１に対する軸方向への移動を規制するストッパー１２Ｓが設けられている。ストッパー１２Ｓは、径方向においてピストンロッド１２の外径に比して大きい径に形成されている。ピストンロッド１２は、他端側が本体部１１に対して伸長する際に、一端側が本体部１１に対して短縮する。ピストンロッド１２には、軸方向に沿って貫通孔１２Ｈが設けられている。貫通孔１２Ｈは、ピストンロッド１２の軸線と同心に形成されている。

【0035】

貫通孔１２Ｈには、棒状に形成されたタイロッド１４が挿入されている。タイロッド１４は、ピストンロッド１２に対して軸方向に沿って移動自在に設けられている。タイロッド１４は、ピストンロッド１２に対する移動時に抵抗力を生じずに移動可能である。タイロッド１４は、軸方向においてピストンロッド１２の全長に比して長い全長に形成されている。

【0036】

タイロッド１４の一端側は、軸ピンＰ５を介して台座Ｇ１に回転可能に連結されている。タイロッド１４の一端側は、第１保持部１５に挿入されている。第１保持部１５は、台座Ｇ１を介して床面Ｅ１側に回転可能に連結されている。第１保持部１５の一端側には、接続部材１５Ａが設けられている。第１保持部１５は、例えば、円筒状に形成されている。第１保持部１５の他端側は、開口している。タイロッド１４の一端側は、第１保持部１５の他端側から挿入される。

【0037】

タイロッド１４は、引張する方向に力が作用した際に伸長するように塑性変形する。このとき、タイロッド１４を伸長させるように作用する荷重を降伏荷重Ｆｔ（第２抵抗力）とする。タイロッド１４は、引張側に降伏荷重Ｆｔ以上の荷重が作用すると、伸長するように塑性変形し、第２抵抗力を生じる。

【0038】

台座Ｇ１には、第１保持部１５及びタイロッド１４の一端側を回転可能に支持するクレビスＧ６が設けられている。クレビスＧ６は、上下方向（図のＺ軸方向）に沿って対向して設けられた一対の板状体Ｇ７を備えている。一対の板状体Ｇ７は、台座Ｇ１に固定されている。一対の板状体Ｇ７は、第１保持部１５及びタイロッド１４の一端側を回転可能に支持している。第１保持部１５及びタイロッド１４の一端側は、軸ピンＰ５を介してクレビスＧ６に連結されている。軸ピンＰ５は、上下方向に沿ってクレビスＧ６に挿入されている。軸ピンＰ５は、第１保持部１５の一端側に設けられた接続部材１５Ａを水平面（図のＸＹ平面）において回転可能に支持している。タイロッド１４の他端側には、タイロッド１４の移動を規制するストッパー１４Ａが設けられている。

【0039】

図４に示されるように、ジャッキ装置１０は、本体部１１の内部においてピストンロッド１２にピストン１２Ｐが設けられている。ピストン１２Ｐは、例えば、径方向において円形断面に形成されている。ピストン１２Ｐは、本体部１１の内部空間の径に比して若干小さい径に形成されている。ピストン１２Ｐは、ピストンロッド１２の軸方向における中間位置に設けられている。ピストン１２Ｐは、ピストンロッド１２を第１ピストンロッド１２Ａと第２ピストンロッド１２Ｂとに仕切っている。第１ピストンロッド１２Ａの一端側は、台座Ｇ１側である。第２ピストンロッド１２Ｂは、支持構造Ｈ１側である。

【0040】

ピストン１２Ｐは、本体部１１の内部空間を第１ピストンロッド１２Ａ側の第１空間１１Ｃと第２ピストンロッド１２Ｂ側の第２空間１１Ｄとに仕切っている。第１空間１１Ｃと第２空間１１Ｄとには、オイル（作動油）が封入されている。ピストン１２Ｐは、第１空間１１Ｃと第２空間１１Ｄとに封入されるオイルの比率に基づいて、本体部１１の内部において軸方向における位置に停止し、通常状態において静的なジャッキ押力Ｆｊを生じさせる。

【0041】

ジャッキ装置１０は、第１空間１１Ｃへオイルを注入し、或いはオイルを流出させる第１バルブ１１Ｅが設けられている。ジャッキ装置１０は、第２空間１１Ｄへオイルを注入し、或いはオイルを流出させる第２バルブ１１Ｆが設けられている。ジャッキ装置１０において、第１ピストンロッド１２Ａを伸長させたい場合には、第２バルブ１１Ｆからオイルを注入すると共に、第１バルブ１１Ｅからオイルを流出させ、ピストン１２Ｐを第２方向（－Ｘ方向）に移動させる。

【0042】

ジャッキ装置１０において、第２ピストンロッド１２Ｂを伸長させたい場合には、第１バルブ１１Ｅからオイルを注入すると共に、第２バルブ１１Ｆからオイルを流出させ、ピストン１２Ｐを第２方向（＋Ｘ方向）に移動させる。上記構成により、ジャッキ装置１０は、台座Ｇ１と支持構造Ｈ１との間の距離を調整し、建物Ｂと基礎Ｅとの間の免震クリアランスＣの距離を調整することができる。本体部１１には、第１空間１１Ｃと第２空間１１Ｄとをバイパスする第１バイパス流路１１Ｍと第２バイパス流路１１Ｎとが設けられている。第１バイパス流路１１Ｍには、オイルを第１空間１１Ｃから第２空間１１Ｄへ一方向に流通させる第１リリーフ弁１１Ｑが設けられている。第２バイパス流路１１Ｎには、オイルを第２空間１１Ｄから第１空間１１Ｃへ一方向に流通させる第２リリーフ弁１１Ｒが設けられている。

【0043】

第１リリーフ弁１１Ｑは、ピストンロッド１２に第２方向（－Ｘ方向）に対して、ジャッキ装置１０の静的なジャッキ押力Ｆｊに比して大きい荷重が加わった場合、弁を解放し第１バイパス流路１１Ｍを介してオイルを第１空間１１Ｃから第２空間１１Ｄへ一方向に流通させる。このとき、ジャッキ装置１０には、オイルの流通における粘性減衰抵抗に基づいて第１抵抗力が発生する。このとき、第１リリーフ弁１１Ｑを解放させるように作用する荷重をリリーフ荷重Frとする。

【0044】

第２リリーフ弁１１Ｒは、ピストンロッド１２に第１方向（＋Ｘ方向）に対して、ジャッキ装置１０の静的なジャッキ押力Ｆｊに比して大きい荷重が加わった場合、弁を解放し第２バイパス流路１１Ｎを介してオイルを第２空間１１Ｄから第１空間１１Ｃへ一方向に流通させる。このとき、ジャッキ装置１０には、オイルの流通における粘性抵抗に基づいて第１抵抗力が発生する。このとき、第２リリーフ弁１１Ｒを解放させるように作用する荷重をリリーフ荷重Frとする。

【0045】

第１リリーフ弁１１Ｑ及び第２リリーフ弁１１Ｒのリリーフ荷重Ｆｒ（第１抵抗力）は、静的なジャッキ押力Ｆｊに比して大きく、第１保持部１５がタイロッド１４を伸長させる降伏荷重Ｆｔ（第２抵抗力）に比して以下の式（１）の関係となるように小さく設定される。
Ｆｊ＜Ｆｒ＜Ｆｔ （１）

【0046】

上記構成により、上部構造体の下部構造体側に対する移動時において、オイルダンパー２が第１方向へ伸長する際において、タイロッド１４は、軸方向に沿った第１範囲において抵抗力を生じずに移動し、ピストンロッド１２は、第１範囲を超えた第２範囲において抵抗力を生じて移動する。ジャッキ装置１０は、建物Ｂの移動時においてタイロッド１４の突出量の第１範囲内において抵抗力を生じない。ジャッキ装置１０は、建物Ｂの移動時においてタイロッド１４の突出量の第１範囲を超え、ピストンロッド１２の突出量の第２範囲内において第１抵抗力を生じながら移動する。ジャッキ装置１０は、建物Ｂの移動時においてピストンロッド１２の突出量の第２範囲を超えた場合、第１保持部１５がタイロッド１４を伸長させる第３範囲内において第２抵抗力を生じながら移動する。

【0047】

図５及び図６を参照しつつ、建物Ｂが床面Ｅ１に対して６００ｍｍ程度の振幅が生じる際のジャッキ装置１０の動作について説明する。図５には、ダンパー装置１の動作が示されている。図６には、建物Ｂに１往復する移動が生じた際において、ジャッキ装置１０に生じる抵抗が示されている。

【0048】

図５（１）に示されるように、通常時のダンパー装置１において、第２ピストンロッド１２Ｂの突出量（第２範囲）は、２００ｍｍ程度である。また、第２ピストンロッド１２Ｂから突出したタイロッド１４の初期の突出量（第１範囲）は、３００ｍｍ程度である。これに対して、第１ピストンロッド１２Ａの突出は、６００ｍｍ程度であり、第１ピストンロッド１２Ａから突出するタイロッド１４の突出量は、３００ｍｍ程度である。上記数値は一例であり、適宜変更されてもよい。

【0049】

図５（２）に示されるように、地震発生時に支持構造Ｈ１（建物Ｂ）が相対的に台座Ｇ１（床面Ｅ１）に対して第１方向（＋Ｘ方向）に３００ｍｍ移動した場合、ダンパー装置１のジャッキ装置１０において、第２ピストンロッド１２Ｂは、第２ピストンロッド１２Ｂから突出するタイロッド１４の突出量が０となるようにタイロッド１４に対して第１範囲を第１方向に移動する。これに対して、第１ピストンロッド１２Ａ側から突出するタイロッド１４の突出量は、６００ｍｍとなる。このとき、ジャッキ装置１０において、抵抗力は生じない（図６（１）から（２）参照）。但し、ダンパー装置１全体においては、オイルダンパー２の減衰抵抗が生じている。

【0050】

図５（３）に示されるように、支持構造Ｈ１が相対的に台座Ｇ１に対して第１方向（＋Ｘ方向）に更に２００ｍｍ移動した場合（全体で５００ｍｍ移動）、ジャッキ装置１０の本体部１１は、第２ピストンロッド１２Ｂの突出量が０となるように第１方向に移動する。本体部１１は、第１範囲を超えた第２範囲においてピストンロッド１２に対して相対的に第１方向に移動する。このとき、ジャッキ装置１０には、第２ピストンロッド１２Ｂの短縮に基づいて第１抵抗力を生じながら移動する（図６（２）から（３）参照）。これに対して、第１ピストンロッド１２Ａの突出量は、８００ｍｍとなる。

【0051】

図５（４）に示されるように、支持構造Ｈ１が相対的に台座Ｇ１に対して第１方向（＋Ｘ方向）に更に１００ｍｍ移動した場合（全体で６００ｍｍ移動）、ジャッキ装置１０において、一端が台座Ｇ１に連結保持されたタイロッド１４は、台座Ｇ１から第１方向に１００ｍｍ伸長する。即ち、タイロッド１４は、第２範囲を超えた第３範囲において台座Ｇ１に対し相対的に第１方向に伸長する。このとき、タイロッド１４は、ピストンロッド１２の移動に基づいて生じる第１抵抗力に比して大きい第２抵抗力を生じながら伸長する（図６（３）から（４）参照）。

【0052】

図５（５）に示されるように、支持構造Ｈ１が相対的に台座Ｇ１に対して第２方向（－Ｘ方向）に６００ｍｍ移動し、元の位置に戻る場合、第２ピストンロッド１２Ｂ側に突出する方向のタイロッド１４の移動のみ生じる。このとき、タイロッド１４の移動において抵抗は生じずに第２ピストンロッド１２Ｂ側に突出するタイロッド１４の突出量は、６００ｍｍとなる（図６（４）から（５）参照）。このとき、第１ピストンロッド１２Ａ側に突出するタイロッド１４の突出量は、１００ｍｍとなる。

【0053】

図５（６）に示されるように、支持構造Ｈ１が相対的に台座Ｇ１に対して元の位置から第２方向（－Ｘ方向）に１００ｍｍ移動する場合、第１ピストンロッド１２Ａ側のタイロッド１４の突出量は、０ｍｍとなり、第１ピストンロッド１２Ａが第１保持部１５に当接する。このとき、タイロッド１４の移動において抵抗は生じずに第２ピストンロッド１２Ｂ側に突出するタイロッド１４の突出量は、７００ｍｍとなる（図６（５）から（６）参照）。

【0054】

図５（７）に示されるように、支持構造Ｈ１が相対的に台座Ｇ１に対して第２方向（－Ｘ方向）に更に５００ｍｍ移動した場合（全体で－６００ｍｍ移動）、ジャッキ装置１０は、第１ピストンロッド１２Ａの突出量が８００ｍｍから３００ｍｍまでの距離を移動する。このとき、ジャッキ装置１０には、第１ピストンロッド１２Ａの短縮に基づいて第１抵抗力を生じながら移動する（図６（６）から（７）参照）。これに対して、第２ピストンロッド１２Ｂの突出量は、５００ｍｍとなる。

【0055】

図５（８）に示されるように、支持構造Ｈ１が相対的に台座Ｇ１に対して元の位置に戻る場合、ジャッキ装置１０は、第１ピストンロッド１２Ａ側におけるタイロッド１４の突出量が６００ｍｍとなるように第１方向に移動する。これに対して、第２ピストンロッド１２Ｂ側から突出するタイロッド１４の突出量は、１００ｍｍとなる。このとき、ジャッキ装置１０において、抵抗力は生じない（図６（７）から（８）参照）。

【0056】

ジャッキ装置１０において、引張または圧縮におけるピストンロッド１２のストローク量とタイロッド１４の移動量との和の関係は、例えば、初期状態において第１ピストンロッド１２Ａ側（例９００ｍｍ＝３００＋６００）に比して、第２ピストンロッド１２Ｂ側（例５００ｍｍ＝２００＋３００）の関係に設定される。上記設定に基づいて、ジャッキ装置１０は、台座Ｇ１に連結されたタイロッド１４が伸長する第２抵抗力が発生する前に、ピストンロッド１２に第２抵抗力に比して小さい第１抵抗力を発生させることができる。

【0057】

上記構成により、ダンパー装置１は、建物Ｂ（上部構造体）の床面Ｅ１（下部構造体）に対する移動時にオイルダンパー２が第１方向へ伸長する際において、ジャッキ装置１０においてピストンロッド１２は、第１範囲においてタイロッド１４に対して相対的に第１方向に移動する。その後、ジャッキ装置１０の本体部１１は、第１範囲を超えた第２範囲においてピストンロッド１２に対して相対的に移動する。このとき、本体部１１は、第１抵抗力を生じながらピストンロッド１２を移動させる。

【0058】

ジャッキ装置１０において、本体部１１は、油圧に基づいてピストンロッド１２の移動を減衰させる。その後、ジャッキ装置１０のタイロッド１４は、第２範囲を超えた第３範囲において台座Ｇ１に対して相対的に第１方向に伸長する。このとき、タイロッド１４は、第１抵抗力に比して大きい第２抵抗力を生じながら伸長する。

【0059】

図７には、ダンパー装置１のシミュレーション解析の結果が示されているシミュレーション解析においては、建物Ｂにおけるパラメータとダンパー装置１のパラメータは以下の様に設定された。
固定時の固有周期：約１．５秒
２００％歪み時の免震周期：約５．０秒
免震層：高減衰系積層ゴム
１方向あたりオイルダンパー数：１０台
ジャッキ装置数：オイルダンパー２台あたり４セット
ダンパー装置数：計４０セット（右向き：２０セット、左向き：２０セット）
但し、ダンパー装置１の初期状態における条件は、上記と同様に第１ピストンロッド１２Ａ側（例９００ｍｍ＝３００＋６００）に比して、第２ピストンロッド１２Ｂ側（例５００ｍｍ＝２００＋３００）の関係に設定された。入力される地震波は、神戸地震の告示波の地震動レベル２の１．８倍に設定された。

【0060】

図示するように、ダンパー装置１の設置前と設置後の建物Ｂの変位が比較された。ダンパー装置１の設置前は、免震層の最大変形が５８４ｍｍであったのに対し、ダンパー装置１の設置後の最大変形は４８０ｍｍであり、建物Ｂの変形が抑制されたことが分かる。ダンパー装置１によれば、建物Ｂの最大変形を１０４ｍｍ（約－１８％）程度、低減することができる。

【0061】

図８には、ダンパー装置１の他のシミュレーション解析の結果が示されている。入力される地震波は、元禄関東地震の地震動レベル３の１．２倍に設定された。図示するように、ダンパー装置１の設置前と設置後の建物Ｂの変位が比較された。ダンパー装置１の設置前は、免震層の最大変形が７００ｍｍであったのに対し、ダンパー装置１の設置後の最大変形は４８３ｍｍであり、建物Ｂの変形が抑制されたことが分かる。ダンパー装置１によれば、建物Ｂの最大変形を２１７ｍｍ（約－３１％）程度、低減することができる。

【0062】

ダンパー装置１によれば、ジャッキ装置１０を引張及び圧縮可能な両ロッドタイプに構成することにより、引張側と圧縮側に個別に装置を設ける必要が無く、１台によりオイルバッファ反力を得ることができる。ダンパー装置１によれば、免震層が過大変形して、ピストンロッド１２が短縮した場合、反対側にピストンロッド１２が突出するため、原点に対して小さな振幅からピストンロッド１２を作用させることができる。ダンパー装置１によれば、長周期長時間地震動のように繰り返し大きな振幅で生じる揺り戻しに対しても、より多くエネルギー吸収を吸収し、応答変位を１８～３１％程度に低減することができる。

【0063】

図９には、比較例に係るダンパー装置１Ｘが示されている。以下の説明では、上記実施形態と同一の構成については同一の符号及び名称を用い、重複する説明については適宜省略する。ダンパー装置１Ｘは、免震層を備える建物Ｂと床面Ｅ１とを接続するオイルダンパー２と、一対のジャッキ装置１０Ｘとを備えている。ジャッキ装置１０Ｘは、過大変形時のみ引張材として作用するフェールセーフ機能と、生じた残留変形をジャッキで復元する機能を有するように構成されている。

【0064】

ダンパー装置１Ｘは、免震層の動きに対して、建物Ｂと床面Ｅ１とが離間する引張方向において抵抗力を発生させる装置であり、圧縮方向には作用しないように構成されている。そのため、ダンパー装置１Ｘを用いる場合は必ず引張側及び圧縮側の一対の装置を設けて免震層に設置する必要がある。ダンパー装置１Ｘによれば、タイロッド１４に加わる引張力に基づいて塑性化する伸長に基づいて、初期設定されたギャップ量に比してギャップ量が増大する場合を除くと、ギャップ量は常に初期設定した値から不変である。

【0065】

図１０には、ダンパー装置１Ｘの動作において生じる抵抗力が示されている。ダンパー装置１Ｘによれば、建物Ｂの第１方向への移動の際に、タイロッド１４に設けられたギャップが消失する第１範囲までは抵抗を生じない。ダンパー装置１Ｘによれば、第１範囲を超えた第２範囲においてジャッキ装置１０Ｘのピストンロッド１２Ｘの短縮に基づいて第１抵抗力を生じる。ジャッキ装置１０Ｘによれば、ピストンロッド１２Ｘのストローク長が消失する第２範囲を超えた第３範囲においてタイロッド１４の伸長に基づいて第２抵抗力を生じる。

【0066】

建物Ｂは、第３範囲において最大変位に達した後、地震動の揺り戻しに基づいて第２方向の最大変位位置まで到達する。このとき、ダンパー装置１には、抵抗力が生じない。ダンパー装置１Ｘによれば、初期設定されたタイロッド１４のギャップ量の第１範囲内の移動ではジャッキ装置１０Ｘが有するオイルバッファの抵抗力を制震のために活用できていなかった。

【0067】

ダンパー装置１Ｘのように、ギャップ量が一定でギャップが消失すると剛性と耐力が急増する装置は、硬化型復元力を有するフェールセーフ装置である。ダンパー装置１Ｘのような硬化型復元力を有するフェールセーフ装置は、パルス性の地震動に対しては変形抑制効果を有する（図１１参照）。一方で、ダンパー装置１Ｘのような硬化型復元力を有するフェールセーフ装置は、長周期の大振幅が繰り返し作用するような長周期長時間地震動に対しては、硬化型復元力に基づいて運動エネルギーが蓄えられ、建物Ｂに揺り戻しが生じた際に、免震層に生じる変形が大きくなる可能性もあった（図１２参照）。

【0068】

これに対して、ダンパー装置１によれば、ジャッキ装置１０が両方向に作用するように構成されているため、引張方向だけでなく圧縮方向にもオイルバッファとしての機能を作用させることができる。ダンパー装置１によれば、ギャップを有する鋼材ダンパーとしては比較例と同様に引張のみ作用するのに対し、オイルバッファまたはジャッキの機能は、引張方向と圧縮方向の両方向に作用させることができ、比較例に比して装置の設置台数を１／２にできる。

【0069】

ダンパー装置１によれば、ジャッキ装置１０が両方向に作用するように構成されているため、タイロッド１４に設定されたギャップ（第１範囲）が消失するように引張方向または圧縮方向の荷重が作用し建物Ｂが移動した場合、ピストンロッド１２の移動が開始する。ダンパー装置１によれば、初めに設定した第１範囲を超える過大変形が引張側（圧縮側）に生じピストンロッド１２が短縮すると、対向する圧縮側（引張側）のピストンロッド１２の突出量が増大し、この突出量の分だけ早期に圧縮側（引張側）でオイルバッファとして効かせることが可能になる。ダンパー装置１によれば、揺り戻しの移動方向に対して、ピストンロッド１２の突出量が増大するため、比較例に比してエネルギー吸収量を増加でき、揺り戻しによる応答変形を大幅に減少させることができる。

【0070】

ダンパー装置１によれば、ピストンロッド１２を両方向に突出させることにより、より多くのエネルギー吸収が可能となり、装置の設置前に比して２０～３０％程度の免震層変形の低減効果を得ることができる。ダンパー装置１によれば、ピストンロッド１２を両方向に突出させることにより、ピストンロッド１２が短縮する変形が生じた際に、対向する方向のピストンロッド１２の突出量が伸長することで、長周期長時間地震動のように繰り返し大きな振幅で生じる揺り戻しに対しても、２０～３０％程度の免震層変形の低減効果が得ることができる。

【0071】

［変形例］
以下変形例に係るダンパー装置について説明する。以下の説明では、上記実施形態と同一の構成については同一の名称及び符号を用い、重複する説明については適宜省略する。

【0072】

図１３に示されるように、ジャッキ装置１０Ｙは、ジャッキ機能を省略し、オイルバッファを摩擦ダンパーに構成してもよい。ジャッキ装置１０Ｙは、例えば、ピストンロッド１２Ｙを上下方向から挟持する本体部１１Ｙを備えている。本体部１１Ｙとピストンロッド１２Ｙとの間には摩擦材１１Ｔが設けられている。

【0073】

ピストンロッド１２Ｙは、例えば、ステンレス鋼などの材料を用いて筒状に形成されている。ピストンロッド１２Ｙには、タイロッド１４が挿入されている。本体部１１Ｙは、上下に分割され、ピストンロッド１２Ｙを挟持するように湾曲して形成されている。本体部１１Ｙは、軸ピンＰ９が設けられている。摩擦材１１Ｔは、摩擦係数０．１以上の材料により形成されている。本体部１１Ｙは、ボルトＸ及びナットＹ等を用いて締結され、内周面とピストンロッド１２Ｙの外周面との間に摩擦抵抗力を発生させている。上記構成により、本体部１１Ｙは、摩擦に基づいてピストンロッド１２Ｙの移動を減衰させることができる。

【0074】

変形例に係るジャッキ装置１０Ｙが適用されたダンパー装置によれば、免震層の過大変形抑制の効果はダンパー装置１と同等にしつつ、ジャッキ機能を省略できる分、装置構成を簡略化すると共に、製造コストを低減することができる。

【0075】

図１５には、変形例に係るダンパー装置１Ａが示されている。ダンパー装置１Ａは、建物Ｂ側と床面Ｅ１側を接続するオイルダンパー２と、オイルダンパー２と並列に設置された２つのジャッキ装置１０Ａとを備えている。ジャッキ装置１０Ａは、摩擦ダンパーに形成されている。ジャッキ装置１０Ｙは、例えば、ピストンロッド１２Ｚとタイロッド１４Ｚとを備えている。ピストンロッド１２Ｚは、例えば、ステンレス鋼などの材料を用いて筒状に形成されている。ピストンロッド１２Ｚの一端側は、台座Ｇ１に回転可能に接続されている。ピストンロッド１２Ｚは、ダンパー装置１におけるピストンロッド１２と第１保持部１５とを一体にした構成を備える。ピストンロッド１２Ｚの他端側は、本体部１１Ｂにより上下方向から挟持されている。

【0076】

本体部１１Ｂは、図１４に示す本体部１１Ｙと同様に、上下に分割され、ピストンロッド１２Ｚを挟持するように湾曲して形成されている。本体部１１Ｂとピストンロッド１２Ｚとの間には図１４に示す摩擦材１１Ｔと同様に、摩擦材（不図示）が設けられている。タイロッド１４Ｚは、軸方向を長手方向とする帯状に形成されている。タイロッド１４Ｚの一端側は、本体部１１Ｂの他端側に挟持されて固定されている。タイロッド１４Ｚの他端側には、長軸が軸方向に沿った楕円形の貫通孔１４Ｈが形成されている。貫通孔１４Ｈには、軸ピンＰ６が挿入されている。貫通孔１４Ｈは、軸ピンＰ６が相対的に第１範囲において移動するように形成されている。軸ピンＰ６は、支持構造Ｈ１に固定されている。

【0077】

これにより、上部構造体の下部構造体側に対する移動時にオイルダンパー２が第１方向へ伸長する際において、タイロッド１４Ｚは、軸方向に沿った第１範囲において抵抗力を生じずに移動し、ピストンロッド１２Ｚは、第１範囲を超えた第２範囲において抵抗力を生じて移動する。変形例に係るジャッキ装置１０Ａが適用されたダンパー装置１Ａによれば、免震層の過大変形抑制の効果はダンパー装置１と同等にしつつ、装置構成を簡略化すると共に、製造コストを低減することができる。

【0078】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、ダンパー装置１は、建物Ｂと床面Ｅ１とを接続するだけでなく、高層建築物の中間層に設けられ、上部構造体と下部構造体とを接続するものであってもよい。ダンパー装置１において、オイルダンパー２は省略してもよい。ダンパー装置１において、オイルダンパー２を省略する場合、オイルダンパー２は、同じ免震層内の別の位置に設置してもよい。

【符号の説明】

【0079】

１、１Ａ，１Ｘ ダンパー装置、２ オイルダンパー、３ 本体部、６ ピストンロッド、１０、１０Ｙ ジャッキ装置、１１、１１Ｂ 本体部、１１Ｃ 第１空間、１１Ｄ 第２空間、１１Ｅ 第１バルブ、１１Ｆ 第２バルブ、１１Ｋ 第２保持部、１１Ｍ 第１バイパス流路、１１Ｎ 第２バイパス流路、１１Ｑ 第１リリーフ弁、１１Ｒ 第２リリーフ弁、１１Ｔ 摩擦材、１１Ｙ 本体部、１２、１２Ｚ ピストンロッド、１２Ａ 第１ピストンロッド、１２Ｂ 第２ピストンロッド、１２Ｐ ピストン、１２Ｓ ストッパー、１４、１４Ｚ タイロッド、１４Ａ ストッパー、１５ 第１保持部、Ｂ 建物、Ｂ１ 下面、Ｃ 免震クリアランス、Ｅ 基礎、Ｅ１ 床面、Ｇ１ 台座、Ｈ１ 支持構造、Ｈ３ 板状体、Ｍ 免震支承、Ｍ１ 脚部、Ｍ２ 免震材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】