特許 7320474 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】

(24)【登録日】2023-07-26

(45)【発行日】2023-08-03

(54)【発明の名称】免震装置

(51)【国際特許分類】

   F16F 15/04 20060101AFI20230727BHJP

   F16F 15/02 20060101ALI20230727BHJP

   E04H 9/02 20060101ALI20230727BHJP

【ＦＩ】

F16F15/04 E

F16F15/02 E

E04H9/02 331E

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020058557

(22)【出願日】2020-03-27

(65)【公開番号】P2021156390

(43)【公開日】2021-10-07

【審査請求日】2022-11-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000000549

【氏名又は名称】株式会社大林組

(73)【特許権者】

【識別番号】000002255

【氏名又は名称】ＳＷＣＣ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山中 昌之

(72)【発明者】

【氏名】江村 勝

(72)【発明者】

【氏名】佐野 剛志

(72)【発明者】

【氏名】吉田 治

(72)【発明者】

【氏名】三輪田 吾郎

(72)【発明者】

【氏名】秋葉 拓也

(72)【発明者】

【氏名】加藤 直樹

(72)【発明者】

【氏名】福田 滋夫

(72)【発明者】

【氏名】三須 基規

【審査官】児玉 由紀

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－２４９１０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１９６９１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２２５０１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２５７００１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０８２２１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２１４７０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０３９２６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｂ １／００－ １／３６

Ｅ０４Ｈ ９／００－ ９／１６

Ｆ１６Ｆ １５／００－１５／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上部構造物と下部構造物との間に配置され、前記上部構造物を免震支承する免震装置において、
前記上部構造物及び前記下部構造物のうちの一方に設けられるすべり板と、
前記上部構造物及び前記下部構造物のうちの他方に設けられるすべり支承本体に、前記すべり板に対し摺動自在に設けられる円形のすべり材と、
を有し、
前記すべり板のすべり面は、
前記すべり材が初期位置として載置される中心部を含む円形の低摩擦領域と、
前記低摩擦領域を囲み、且つ、前記低摩擦領域よりも摩擦係数が大きい高摩擦領域と、
を有し、
前記低摩擦領域の摩擦係数をμＬ、前記高摩擦領域の摩擦係数をμＨ、μＨ／μＬ＝２～３、前記すべり材の直径をφ１０～φ１６００［ｍｍ］、前記低摩擦領域の直径をφ１０～φ２０００［ｍｍ］、前記すべり材の変位をδ、円周率をπとした場合、
前記低摩擦領域の摩擦係数μＬから前記高摩擦領域の摩擦係数μＨに移行する際の摩擦係数の単位変位あたりの変化量μ’(δ)［１／ｍｍ］は、
０＜μ’(δ)≦０．８μL/π［１／ｍｍ］を満たす、
免震装置。

【請求項2】

前記低摩擦領域は、前記すべり面において四フッ化樹脂のコーティングにより形成されている、
請求項１に記載の免震装置。

【請求項3】

前記低摩擦領域は、前記すべり面の前記高摩擦領域となる前記すべり板の中央部に設けられた凹部と、前記すべり材が前記初期位置において当接する領域により形成されている、
請求項１または２に記載の免震装置。

【請求項4】

前記低摩擦領域は、それぞれ前記すべり材側に開口する複数の凹部と、前記すべり材が前記初期位置において当接する領域により形成されている、
請求項１から３のいずれか一項に記載の免震装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ビルディング、戸建て住宅、橋梁等の建築物を含む構造物や機械装置等の免震構造に用いられる免震装置に関し、特に、すべり支承を用いた免震装置に関する。

【背景技術】

【0002】

地震発生時等の地震動から建築物等の構造物を保護するために、地盤と建築物との間に、各種の積層ゴム、すべり系支承、転がり系支承等の免震装置を用いて免震層が設けられている。

【0003】

免震装置は、地震発生時において短周期の激しい地震動を長周期化することにより、建造物等に伝わる地震力（衝撃）を低減する。

【0004】

地震は、その規模の大小により、例えば、Ｍ（マグニチュード）７以上を大地震、Ｍ５以上Ｍ７未満を中地震、Ｍ３以上Ｍ５未満を小地震、Ｍ１以上Ｍ３未満を微小地震、Ｍ１未満を極微小地震と呼ばれている。大地震のうち、Ｍ８程度以上のものは、従来の想定を超えた巨大地震あるいは大規模地震と呼ばれている。

【0005】

近年、地震観測記録の蓄積、長周期地震動や断層直下地震などの研究が進むにつれ、建物設計において従来よりも大きな地震動として南海トラフ地震や上町断層帯地震等の想定外の巨大地震の発生も想定されている。これら想定外の巨大地震が発生すれば、通常の免震構造が想定している変位を上回ることにより、免震対象となる建築物である免震建物が擁壁に衝突したり、免震装置の大変形により免震部材が破損したりする恐れがあり、免震建物の機能維持に支障が生じる場合がある。

【0006】

このように免震建物に致命的なダメージを与え得る想定外の巨大な地震動への対応を既存の免震装置で行う場合、免震装置の過大変位を防止、又は、免震装置の変形能力を増大させることが考えられている。よって、現状では、免震装置において、負担軸力に比して大径の積層ゴムを使用したり、ダンパー量を増したり等することにより対応している。

【0007】

しかしながら、これらの対応では免震層を短周期化し、より頻度が高く発生する中・大規模以下の地震動に対しては、ダンパー量が過大となり免震性能が低下してしまう問題が生じる。

【0008】

この問題に対して、免震装置のひとつであるすべり支承においては、すべり面の摩擦係数を領域わけしてストッパーとして機能させることにより過大なすべり変位を抑制させる方法が知られている。

【0009】

例えば、特許文献１では、すべり面を、中央から水平方向の周縁部に向かって３領域以上に区分した複数のすべり板もしくはすべり面材料で構成し、領域を中央から数えて２番目の領域である第２領域の摩擦係数を最も低く設定された免震装置が開示されている。

【0010】

特許文献２には、免震対象物の荷重を支持しない減衰部を備え、この減衰部の滑り面の外周部の摩擦係数を、滑り面の中心部の摩擦係数よりも大きくしたことを特徴とする免震装置が開示されている。

【0011】

また、特許文献３には、すべり支承装置において、摺動部材が、高摩擦摺動部材と、高摩擦摺動部材よりも低摩擦で摺動する低摩擦摺動部材とからなり、摩擦摺動面の全体の面積に占める高摩擦材料の摩擦摺動面積の範囲を限定した構成が開示されている。面積比を変えることによりすべり材の加速度が変化する位置が調整できる。

【0012】

また、特許文献４には、摩擦係数がそれぞれ異なる複数のすべり材と、各すべり材の面積を適切に設定することですべり支承装置全体の摩擦係数を所望値に自由に設定できることが開示されている。この滑り支承装置は、面積比を変えることによりすべり材の加速度が変化する位置を調整できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【文献】特開２００５－２４９１０３号公報

【文献】特開２０１６－１９６９１０号公報

【文献】特開２０１１－２１４７０３号公報

【文献】特開２００７－２２５０１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

ところで、想定外の巨大な地震動への対応に対する上述した従来の免震装置の技術では、設計で想定した変形域よりも過大な変形が発生した領域において摩擦係数を増加させることで免震装置における変形量を抑制しようとするものが多い。
しかしながら、摩擦係数を増加させることは建築物に作用する地震力の増加を招き、地震から守るべき建物に過大な加速度（力）が加わるという課題があった。

【0015】

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、想定される中・大規模以下の地震動に対しては高い免震効果を発揮させ、且つ想定外の巨大な地震動に対しても大変形に追従ができ、免震層の安全性を確保できる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】

【0016】

本発明の免震装置は、
上部構造物と下部構造物との間に配置され、前記上部構造物を免震支承する免震装置において、
前記上部構造物及び前記下部構造物のうちの一方に設けられるすべり板と、
前記上部構造物及び前記下部構造物のうちの他方に設けられるすべり支承本体に、前記すべり板に対し摺動自在に設けられる円形のすべり材と、
を有し、
前記すべり板のすべり面は、
前記すべり材が初期位置として載置される中心部を含む円形の低摩擦領域と、
前記低摩擦領域を囲み、且つ、前記低摩擦領域よりも摩擦係数が大きい高摩擦領域と、
を有し、
前記低摩擦領域の摩擦係数をμＬ、前記高摩擦領域の摩擦係数をμＨ、μＨ／μＬ＝２～３、前記すべり材の直径をφ１０～φ１６００［ｍｍ］、前記低摩擦領域の直径をφ１０～φ２０００［ｍｍ］、前記すべり材の変位をδ、円周率をπとした場合、
前記低摩擦領域の摩擦係数μＬから前記高摩擦領域の摩擦係数μＨに移行する際の摩擦係数の単位変位あたりの変化量μ’(δ)［１／ｍｍ］は、
０＜μ’(δ)≦０．８μL/π［１／ｍｍ］を満たす構成を採る。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、すべり板の中心部を低摩擦領域、外周部を高摩擦領域とすることで、すべり材が主に低摩擦領域に位置する中・大規模以下の地震動においては、免震層で作用する摩擦力（水平荷重）が小さいため、上部構造に作用する加速度を低減することができる。また、高摩擦領域と低摩擦領域の摩擦係数の比率をμＨ／μＬ＝２～３とすることで、中・大規模以下の地震動においては、すべり材が低摩擦領域から高摩擦領域に移行する際に、急激な摩擦係数の変化を抑制することができるため、上部構造における過大な加速度の発生を抑制することができる。さらに、想定外の巨大な地震動に対しては、すべり材が主に高摩擦領域に位置するため、免震層における過大な変位の発生を抑制することで、免震層の安全性を確保できる。なお、すべり材とすべり板を既存の広く流通した材料により選択し、摩擦係数の比率を現実的な値であるμＨ／μＬ＝２～３とすることで、性能とコストのバランスもとることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、本発明の実施の形態１及び実施の形態２に係る免震装置を適用した免震建築物を模式的に示す図である。本発明の実施の形態１は、すべり材の直径が低摩擦領域の直径未満の場合の実施形態であり、本発明の実施の形態２は、すべり材の直径が低摩擦領域の直径以上の場合の実施形態である。

【図2】本発明の実施の形態１及び実施の形態２に係る免震装置の全体図である。

【図3】本発明の実施の形態１に係る免震装置の断面図である。

【図4】本発明の実施の形態２に係る免震装置の断面図である。

【図5】本発明の実施の形態１に係る免震装置における要部構成を示す図である。

【図6】本発明の実施の形態２に係る免震装置における要部構成を示す図である。

【図7】免震装置においてすべり面の領域に応じたすべり面における水平荷重の変化を模式的に示す図である。

【図8】本発明の実施の形態１に係る免震装置の各領域とすべり材との位置関係を模式的に示す平面図である。

【図9】本発明の実施の形態１に係る免震装置の摺動状態の説明に供する模式図及びすべり材の変位とすべり材とすべり面との間の摩擦係数との関係を示す図である。

【図10】本発明の実施の形態２に係る免震装置の各領域とすべり材との位置関係を模式的に示す平面図である。

【図11】本発明の実施の形態２に係る免震装置の摺動状態の説明に供する模式図及びすべり材の変位とすべり材とすべり面との間の摩擦係数との関係を示す図である。

【図12】すべり材の半径よりも低摩擦領域の半径の方が大きい場合（実施の形態１）のすべり材の変位とすべり材とすべり面との間の水平荷重との関係を示す図である。

【図13】すべり材の半径よりも低摩擦領域の半径の方が大きい場合（実施の形態１）のすべり材と低摩擦係数範囲の重複面積を示す図である。

【図14】すべり材の半径よりも低摩擦領域の半径の方が大きい場合（実施の形態１）のすべり材の変位と摩擦係数との関係を示す図である。

【図15】本発明の実施の形態３に係る免震装置における要部構成を示す図である。

【図16】本発明の実施の形態３に係る免震装置における要部構成を示す図である。

【図17】同免震装置においてすべり面の領域に応じたすべり面における水平荷重の変化を模式的に示す図である。

【図18】本発明の実施の形態４に係る免震装置における要部構成を示す図である。

【図19】同免震装置におけるすべり板を示す図である。

【図20】本発明の実施の形態５に係る免震装置における要部構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

【0020】

（実施の形態１及び実施の形態２）
図１は、本発明の実施の形態１及び実施の形態２に係る免震装置を適用した免震建築物Ａを模式的に示す図である。

【0021】

図１に示す免震建築物Ａは、上部構造物としての建築物２、下部構造物としての基礎３との間に、免震装置１０を含む免震層として免震システム１を有している。また、免震建築物Ａの周囲には、地震動による最大変位を許容できる間隙を空けて擁壁３ａが設けられている。なお、免震システム１は、地震力が直接建築物２に伝わらないように、建築物２と基礎３とを直接固定せず、建築物が受ける地震力を抑制することにより建築物を保護するものである。また、免震システム１は、安定して建築物２を支える支持（支承）機能、地震エネルギーを吸収して建築物２の揺れを低減する減衰機能、及び建築物２の水平位置を元に戻す復元機能を有する。

【0022】

免震システム１は、複数の免震装置１０及び他の免震装置５を備える。免震装置１０は、本発明に係るすべり支承型免震装置である。他の免震装置５は、すべり支承型以外の免震装置であり、例えば、積層ゴム支承体などの支持機能、減衰機能及び復元機能を有するものである。また、他の免震装置５は、オイルダンパー、鋼材ダンパー、鉛ダンパーなどの支持機能を有さないものであってもよい。

【0023】

図２は、本発明の実施の形態１及び実施の形態２に係る免震装置１０の全体図であり、図３は、本発明の実施の形態１における同免震装置の断面図であり、図４は、本発明の実施の形態２における同免震装置の断面図である。

【0024】

免震装置１０は、上部構造物と下部構造物との間に配置され、上部構造物を免震支承する。図２～図４に示すように、本実施の形態の免震装置１０は、すべり支承本体２０と、すべり板３０とを備える。免震装置１０は、支持機能及び減衰機能を有する。本実施の形態１，２では、すべり支承本体２０が建築物２（上部構造物）に固定され、すべり板３０が基礎３（下部構造体）側に固定される。なお、免震装置１０では、すべり材２２は上部構造物（他方）である建築物２に設けられ、すべり板３０は下部構造物（一方）である基礎３に設けられているが、この構成に限らない。免震装置１０は、上部構造物にすべり板３０を設け、すべり支承本体２０を下部構造物に設けて、すべり板３０に対してすべり材２２が摺動するようにしてもよい。

【0025】

＜すべり支承本体２０＞
すべり支承本体２０は、所謂、剛すべり支承であり、すべり材２２、及びフランジ２７を備える。
図５は、本発明の実施の形態１に係る免震装置における要部構成を示す図であり、図５Ａは、本発明の実施の形態１に係る免震装置におけるすべり板を示す平面図であり、図５Ｂは、同免震装置の要部構成を示す側面図である。
図６は、本発明の実施の形態２に係る免震装置における要部構成を示す図であり、図６Ａは、本発明の実施の形態２に係る免震装置におけるすべり板を示す平面図であり、図６Ｂは、同免震装置の要部構成を示す側面図である。

【0026】

図２から図６に示すすべり材２２は、板状の部材である。すべり材２２は、すべり面３１に対して円滑に摺動すればどのように構成されてもよく、ＰＴＦＥ（polytetrafluoroethylene）などのフッ素樹脂等の樹脂により形成される。すべり材２２は、フランジ２７の下面に、例えば、接着により固定される。すべり材２２は、免震装置１０を設置したときに、すべり板３０（すべり対象である相手材）に当接する。

【0027】

すべり材２２は、すべり板３０に当接して摺動する際に、摩擦係数が小さく、好適に摺動可能であれば、どのように形成されてもよい。例えば、すべり材２２は、一枚の板材であってもよいし、複数の小さい板材で構成されてもよい。本実施の形態１，２では、すべり材２２は、円板形状の一枚板で構成されている。

【0028】

図２～図４に示すフランジ２７は、すべり材２２の上面に、接着により固定される。フランジ２７の平面形状は、矩形状、円板状、楕円状或いは多角形状等のどのような形状であってもよい。本実施の形態１，２では、フランジ２７は、円板形状を有している。フランジ２７の上面は建築物２（本実施の形態１，２では建築物２の底面）に固定され、建築物２とともに移動する。

【0029】

＜すべり板３０＞
すべり板３０は、すべり支承本体２０のすべり材２２が摺動し、すべり材２２の外形よりも大きい領域のすべり面３１を有する。すべり板３０は、図５及び図６に示すように、すべり支承本体２０（具体的にはすべり材２２）の外形よりも大きい形状を有する。なお、本実施の形態１，２では、すべり板３０は、正方形状を有しており、すべり面３１は、すべり板３０の表面を構成している。すべり面３１には、すべり材２２が載置され、発生する地震動の大きさに応じてすべり材２２が摺動する。

【0030】

すべり面３１は、低摩擦領域３２と高摩擦領域３４とを有する。すべり面３１において低摩擦領域３２と高摩擦領域３４との境界は段差無く面一となるように構成される。

【0031】

低摩擦領域３２は、すべり面３１において、すべり材２２が初期位置として載置される中心部３１１を含む領域である。初期位置とは、すべり材２２の常態時に、すべり材２２がすべり面３１上で位置する位置である。すべり面３１における水平方向（縦横方向）の何れの方向にも同様な距離で変位可能な位置であることが好ましい。

【0032】

低摩擦領域３２は、中心部３１１を含み所定の面積を有する領域であればどのような形状であってもよいが、本実施の形態１，２では、中心部３１１を中心とし、所定の直径を有する円形状の領域である。この所定の直径は、想定される大地震、中地震、小地震、微小地震、及び極微小地震等に応じて適宜設定可能である。例えば、本実施の形態のように所定の直径がすべり材２２の直径よりも小さくなるようにしてもよい。

【0033】

また、高摩擦領域３４は、低摩擦領域３２の外周側に配置されたリング状領域（本実施の形態１，２では、所定径の円環状の高摩擦領域を含む八角形状領域）を有する。高摩擦領域３４は、すべり面３１において、中心部３１１を囲む外周部３１２の領域で構成される。高摩擦領域３４は、すべり面３１において、本実施の形態１，２では、低摩擦領域３２を囲む外周部３１２の領域で構成されている。なお、高摩擦領域３４の外形は、特に限定されず、円状でなくてもよく、正方形、六角形等の多角形形状の外形であってもよい。

【0034】

低摩擦領域３２と高摩擦領域３４は、すべり材２２がそれぞれの領域を摺動する際の摩擦係数が異なる。低摩擦領域３２の摩擦係数よりも、低摩擦領域３２を囲むように配置される高摩擦領域３４の摩擦係数が高く設定される。低摩擦領域３２と高摩擦領域３４とは、摩擦係数が異なる領域であれば、どのように、あるいは、どのような材料で構成されてもよく、異なる材料で形成されてもよいし、同一の材料であっても、摩擦係数が異なるように形成されていればよい。低摩擦領域３２は、円形状に形成され、その中心位置は低摩擦領域の中心であり、すべり材２２、つまり、すべり支承本体２０の初期位置となる。

【0035】

すべり板３０は、補強板３０１上に設けられ、補強板３０１とともに基礎３のベースプレートに固定される。すべり板３０は、補強板３０１によって、すべり板３０の機械的強度が確保され、すべり板３０の輸送、施工時の変形を防止できる。

【0036】

補強板３０１は、すべり板３０（本実施の形態１，２では、高摩擦領域３４を構成するすべり板本体３０ａ）と溶接接合或いはボルト締結するために、すべり板本体３０ａと同等又は若干大きい外形を有する。補強板３０１は、例えば、ＳＳ４００等の鋼板により構成される。補強板３０１は、すべり板３０のすべり面３１の水平性を確保する。

【0037】

本実施の形態の低摩擦領域３２は、耐熱性耐薬品性の高さや摩擦係数の小さいことが特徴である四フッ化樹脂のコーティングにより形成されたコーティング層３０ｂである。なお、低摩擦領域３２は、高摩擦領域３４よりも摩擦係数が小さく、高摩擦領域３４に囲まれる領域であれば、どのように構成されてもよい。なお、低摩擦領域３２は、高摩擦領域３４上に形成されたコーティング層３０ｂであるが、図３、図４、図９及び図１１では、便宜上、高摩擦領域３４と面一となるように図示している。

【0038】

本実施の形態１，２では、低摩擦領域３２は、すべり板本体３０ａの中心部に設けられた四フッ化樹脂のコーティング層３０ｂである。本実施の形態１，２では、すべり板本体３０ａとして、ＳＵＳ等の金属板を用い、この金属板の中心部に四フッ化樹脂を塗布することで、所定の直径の領域を有するコーティング層３０ｂを設けた構成が挙げられる。

【0039】

高摩擦領域３４は、本実施の形態１，２では、補強板３０１上に配置されるすべり板本体３０ａの表面により形成されている。

【0040】

すべり板本体３０ａは、例えば、研磨及び／又はコーティング等の表面処理が施された金属板（例えば、ステンレス鋼板）で形成される。高摩擦領域３４は、ＳＵＳ板等の金属板の表面に、表面を粗面化するブラスト加工等の、摩擦係数が高くなるような処理を施すことで形成されてもよい。高摩擦領域３４は、本実施の形態１，２では、すべり板本体３０ａである金属板の表面により構成されている。すべり板本体３０ａは、すべり支承本体２０の外径よりも大きい形状を有しており、これにより、高摩擦領域３４もすべり支承本体２０の外径よりも大きい領域を有している。

【0041】

本実施の形態１，２では、すべり板本体３０ａは、低摩擦領域を囲む高摩擦領域を含む正方形状に形成されているが、その外形は特に限定されない。

【0042】

＜低摩擦領域３２の摩擦係数μＬと高摩擦領域３４の摩擦係数μＨ＞
低摩擦領域３２の摩擦係数μＬと高摩擦領域３４の摩擦係数μＨとの比率は、本実施の形態では、１：２～３が好ましく、より好ましくは、低摩擦領域３２の摩擦係数μＬと高摩擦領域３４の摩擦係数μＨとの比率は、１：２．３～１：２．７である。

【0043】

低摩擦領域３２の摩擦係数μＬと高摩擦領域３４の摩擦係数μＨとの比率が、摩擦係数μＬが１である場合に対して摩擦係数μＨが２よりも小さい場合では、Ｍ７以上の大地震が発生した場合でもＭ３以上Ｍ７未満の小中地震が発生した場合と減衰力が同じとなる。これにより、免震層としてのストローク（可動域）が過大になり、効果的に対応することが出来ない。また、摩擦係数μＬが１である場合に対して摩擦係数μＨが３より大きい比率である場合では、大地震には対応した減衰力を発揮できるものの、低摩擦領域３２から高摩擦領域３４への移行する際に摩擦係数が急激に変動するため、上部構造において過大な加速度が発生する恐れがある。

【0044】

よって、これら摩擦係数μＬ、μＨの比率は、大中小地震の全てに対応すべく、μＬ：μＨ＝１：２～１：３の範囲内が好ましく、より効果を発揮させるにはμＬ：μＨ＝１：２．３～１：２．７の範囲内がより好ましい。摩擦係数μＬ、μＨの比率は、すべり材２２及びすべり板３０の材質（具体的には、すべり面３１において低摩擦領域３２と高摩擦領域３４をそれぞれ構成する材質）、或いは表面処理により可変可能である。

【0045】

図７は、免震装置においてすべり面の領域に応じたすべり面における水平荷重Ｑの変化を模式的に示す図である。図７Ａでは、本実施の形態の免震装置１０においてすべり材２２が摺動するすべり面３１の領域に応じた水平荷重Ｑの単位変位と水平変位δの関係をＧ１で示す。図７Ｂでは、本実施の形態の免震装置１０においてすべり材２２が摺動するすべり面３１の領域に応じた水平荷重Ｑと水平変位δの関係をＧ２で示す。なお、水平荷重Ｑ（ｋＮ）＝摩擦係数μ×免震装置の支持軸力Ｎ（ｋＮ）である。本実施の形態の免震装置は、上部構造物を免震支承する免震装置におけるものであり、支持軸力Ｎ（ｋＮ）は一定である。すべり面の領域の変化に伴い、摩擦係数μが変化するため、水平荷重Ｑも変化する。

【0046】

図８は、図７Ａにおける各領域とすべり材２２との位置関係を模式的に示す平面図である。

【0047】

図８Ａは、低摩擦領域内にすべり材２２の全体が完全に位置する状態を示し、図７Ａの「完全低摩擦領域内」に対応する図である。図８Ｂは、すべり材２２が低摩擦領域Ｌ（本実施の形態の低摩擦領域３２と対応）から高摩擦領域Ｈ（本実施の形態の高摩擦領域３４と対応）へ移行中の状態、つまり、すべり材２２が低摩擦領域Ｌと高摩擦領域Ｈとに跨がった状態を示す。図８Ｂは、図７Ａにおける「移行領域」に対応する図である。また、図８Ｃは、高摩擦領域内にすべり材２２の全体が完全に高摩擦領域内に位置する状態を示し、図７Ａの「完全高摩擦領域内」に対応する図である。さらに、図８Ａに示す必要直径は、免震建築物Ａ（図１参照）と擁壁３ａの間の間隙に応じて設定される。

【0048】

本実施の形態の免震装置１０では、地震動の発生により、すべり材２２とすべり面３１とが摺動する。これにより、すべり材２２は、図７Ａ及び図８Ａ～図８Ｃに示すように、すべり面３１における摩擦係数μＬを有する低摩擦領域３２から摩擦係数μＨを有する高摩擦領域３４に変位して、地震動によりすべり材２２側の建築物に掛かる応答加速度を減衰させる。

【0049】

本実施の形態の免震装置１０では、発生する地震動の大きさに応じて、低摩擦領域３２から高摩擦領域３４までの移行領域Ｘにおける摩擦係数が設定される。これにより、すべり材２２が低摩擦領域３２外に出始める位置（図７Ａでは第１象限を対象に示す移行開始位置Ｐ１）と高摩擦領域３４に完全に入る位置（完全に移行する位置であり、図７Ａでは第１象限を対象に示す完全移行位置Ｐ２）とが設定される。

【0050】

低摩擦領域３２から高摩擦領域３４への移行領域Ｘにおいて、すべり材２２に対するすべり面３１における摩擦係数の単位変位あたりの変化量は、すべり材２２の直径Ｓｄあるいは低摩擦領域３２の直径Ｌｄの大きさを変更することにより設定される。

【0051】

図９は、すべり材２２の直径Ｓｄが低摩擦領域３２の直径Ｌｄ未満の場合の摺動状態の説明に供する図である。図９Ａは、すべり面３１において、すべり材２２が摺動中の摩擦係数と、低摩擦領域の摩擦係数と、すべり材２２の変位との関係を示し、図９Ｂ、図９Ｃは、すべり面３１を滑るすべり材２２の摺動状態を示す。
また、図１１は、すべり材の直径Ｓｄが低摩擦領域３２の直径Ｌｄ以上の場合の摺動状態の説明に供する図である。図１１Ａは、すべり面３１において、すべり材２２が摺動中の摩擦係数と、低摩擦領域の摩擦係数と、すべり材２２の変位との関係を示し、図１１Ｂ、図１１Ｃは、すべり面３１を滑るすべり材２２の摺動状態を示す。なお、図９及び図１１を用いた低摩擦領域３２から高摩擦領域３４までの移行領域における摩擦係数の単位変位あたりの変化量の説明において、すべり面３１における低摩擦領域３２の直径をＬｄとし、すべり材２２の直径をＳｄとする。また、低摩擦領域及び高摩擦領域を有するすべり面３１に対してすべり材２２が摺動する距離を変位δとする。加えて、すべり材２２の摺動中のすべり面３１における摩擦係数をμ（δ）とする。

【0052】

また、摩擦係数の単位変位あたりの変化量を設定する際には、低摩擦係数μＬと高摩擦係数μＨの比率、すべり材２２の直径Ｓｄの上下限と、低摩擦領域３２の直径Ｌｄの上下限とを設定することが望ましい。本実施形態では、μＨ／μＬ＝２～３、すべり材２２の直径φ１０≦Ｓｄ≦φ１６００［ｍｍ］、低摩擦領域３２の直径φ１０≦Ｌｄ≦φ２０００［ｍｍ］とする。

【0053】

図９Ａに示すように、免震装置１０では、低摩擦領域３２から高摩擦領域３４への移行領域における摩擦係数の単位変位あたりの変化量は、すべり材２２の直径Ｓｄが低摩擦領域３２の直径Ｌｄ未満（Ｓｄ＜Ｌｄ）の場合、すべり材２２の直径Ｓｄ、低摩擦領域３２の直径Ｌｄ及びすべり材２２の変位δに依存する。

【0054】

すなわち、すべり材２２の直径Ｓｄが低摩擦領域３２の直径Ｌｄ未満の場合（Ｓｄ＜Ｌｄ）、図９Ｂに示すように、低摩擦領域３２を摺動中のすべり材２２には低摩擦係数μＬが作用する。また、図９Cに示すように、すべり材２２が摺動して低摩擦領域を完全に出たときにすべり材２２には摩擦係数μＨが作用する。

【0055】

すべり材２２の直径Ｓｄが低摩擦領域３２の直径Ｌｄ未満（Ｓｄ＜Ｌｄ）の場合の摺動中の摩擦係数μ（δ）を特にμ１（δ）とする。μ１（δ）はすべり材２２の直径Ｓｄ、低摩擦領域３２の直径Ｌｄ及びすべり材２２の変位δに依存し、（式１）の通り表すことができる。なお、円周率はπとする。

【0056】

【数1】

【0057】

さらに、Ｓｄ＜Ｌｄである場合、低摩擦領域３２の摩擦係数μＬから高摩擦領域３４の摩擦係数μＨに移行する際移行時の摩擦係数の単位変位あたりの変化量μ１’（δ）は、（式２）の通り表すことができる。

【数2】

【0058】

本実施形態では、μＨ／μＬ＝２～３、すべり材２２の直径φ１０≦Ｓｄ≦φ１６００［ｍｍ］、低摩擦領域３２の直径φ１０≦Ｌｄ≦φ２０００［ｍｍ］としている。よって、Ｓｄ＜Ｌｄである場合、低摩擦領域３２の摩擦係数μＬから高摩擦領域３４の摩擦係数μＨに移行する際の摩擦係数の単位変位あたりの変化量μ１’(δ)は、μＨ＝３μＬ、Ｓｄ＝１０［ｍｍ］、Ｌｄ＝２０００［ｍｍ］の時に最大値を取り、０＜μ１’(δ)≦０．８μL/π［１／ｍｍ］を満たす。図９Ｄでは、μＨ＝３μＬ、Ｓｄ＝１０［ｍｍ］、Ｌｄ＝２０００［ｍｍ］における、摩擦係数の単位変位あたりの変化量μ１’(δ)とすべり材変位δの関係、ならびにμ１’(δ)の最大値が０．８μL/π［１／ｍｍ］以下であること示している。

【0059】

図１０は、図７Ｂにおける各領域とすべり材２２との位置関係を模式的に示す平面図である。

【0060】

図１０Ａは、すべり材２２が初期位置に位置し、低摩擦領域及び高摩擦領域に跨った状態を示し、図７Ｂの水平変位０に対応する図である。図１０Ｂは、すべり材２２が低摩擦領域Ｌ（本実施の形態の低摩擦領域３２と対応）から高摩擦領域Ｈ（本実施の形態の高摩擦領域３４と対応）へ移行中の状態、つまり、すべり材２２が初期位置から継続して低摩擦領域Ｌと高摩擦領域Ｈとに跨がった状態を示す。図１０Ｂは、図７Ｂにおける「移行領域」に対応する図である。また、図１０Ｃは、高摩擦領域内にすべり材２２の全体が完全に高摩擦領域内に位置する状態を示し、図７Ｂの「完全高摩擦領域内」に対応する図である。さらに、図１０Ａに示す必要直径は、免震建築物Ａ（図１参照）と擁壁３ａの間の間隙に応じて設定される。

【0061】

本実施の形態の免震装置１０では、地震動の発生により、すべり材２２とすべり面３１とが摺動する。これにより、すべり材２２は、図７Ｂ及び図１０Ａ～図１０Ｃに示すように、すべり面３１における摩擦係数μＬを有する低摩擦領域３２から摩擦係数μＨを有する高摩擦領域３４に変位して、地震動によりすべり材２２側の建築物に掛かる応答加速度を減衰させる。

【0062】

本実施の形態の免震装置１０では、発生する地震動の大きさに応じて、低摩擦領域３２から高摩擦領域３４までの移行領域における摩擦係数が設定される。これにより、高摩擦領域３４に完全に入る位置（完全に移行する位置であり、図７Ｂでは第１象限を対象に示す完全移行位置Ｐ２）が設定される。

【0063】

低摩擦領域３２から高摩擦領域３４への移行領域において、すべり材２２に対するすべり面３１における摩擦係数の単位変位あたりの変化量は、すべり材２２の直径Ｓｄあるいは低摩擦領域３２の直径Ｌｄの大きさを変更することにより設定される。

【0064】

図１１Ａに示すように、免震装置１０では、低摩擦領域３２から高摩擦領域３４への移行領域における摩擦係数の単位変位あたりの変化量は、すべり材２２の直径Ｓｄが低摩擦領域３２の直径Ｌｄ以上の場合（Ｓｄ≧Ｌｄ）においても、すべり材２２の直径Ｓｄ、低摩擦領域３２の直径Ｌｄ及びすべり材２２の変位δに依存する。

【0065】

すなわち、すべり材２２の直径Ｓｄが低摩擦領域３２の直径Ｌｄ以上の場合（Ｓｄ≧Ｌｄ）、図１１Ｂに示すように、低摩擦領域３２及び高摩擦領域３４を摺動中のすべり材２２には低摩擦係数μＬと高摩擦係数μＨの中間的な値の摩擦係数が作用する。また、図１１Ｃに示すように、すべり材２２が摺動して低摩擦領域３２を完全に出たときに摩擦係数μＨのみが作用する。

【0066】

すべり材２２の直径Ｓｄが低摩擦領域３２の直径Ｌｄ以上の場合（Ｓｄ≧Ｌｄ）における摩擦係数μ（δ）を特にμ２（δ）とする。μ２（δ）はすべり材２２の直径Ｓｄ、低摩擦領域３２の直径Ｌｄ及びすべり材２２の変位δに依存し、（式３）の通り表すことができる。

【0067】

【数3】

【0068】

さらに、Ｓｄ≧Ｌｄである場合、低摩擦領域３２の摩擦係数μＬから高摩擦領域３４の摩擦係数μＨに移行する際移行時の摩擦係数の単位変位あたりの変化量μ２’（δ）は、（式４）の通り表すことができる。

【0069】

【数4】

【0070】

ここで、本実施形態では、μＨ／μＬ＝２～３、すべり材２２の直径φ１０≦Ｓｄ≦φ１６００［ｍｍ］、低摩擦領域３２の直径φ１０≦Ｌｄ≦φ２０００［ｍｍ］としている。よって、Ｓｄ≧Ｌｄである場合、低摩擦領域３２の摩擦係数μＬから高摩擦領域３４の摩擦係数μＨに移行する際移行時の摩擦係数の単位変位あたりの変化量μ２’（δ）は、μＨ＝３μＬ、Ｓｄ＝１０［ｍｍ］、Ｌｄ＝１０［ｍｍ］の時に最大値を取り、０＜μ’(δ)≦０．８μL/π［１／ｍｍ］を満たす。図１１Ｄでは、μＨ＝３μＬ、Ｓｄ＝１０［ｍｍ］、Ｌｄ＝１０［ｍｍ］における、摩擦係数の単位変位あたりの変化量μ２’(δ)とすべり材変位δの関係、ならびにμ２’(δ)の最大値が０．８μL/π［１／ｍｍ］以下であること示している。

【0071】

本実施形態では、この摩擦係数の単位変位あたりの変化量μ１’（δ）（式２）、或いは、μ２’（δ）（式４）を上記の範囲内で調整する。これにより、低摩擦領域３２から高摩擦領域３４へ移行する際の摩擦係数の単位変位あたりの変化量すなわち摩擦係数の傾きを変更自在である。

【0072】

低摩擦領域３２から高摩擦領域３４への移行領域における摩擦係数の変化の摩擦係数の単位変位あたりの変化量は、互いに摺動するすべり材２２と低摩擦領域３２との面積比により可変させることができる。

【0073】

図１２は、すべり材２２の半径ｒ（図８参照）よりも低摩擦領域３２の半径Ｒの方が大きい場合のすべり材２２の変位とすべり材２２とすべり面３１との間の摩擦力との関係を示す図である。また、図１３は、すべり材２２の半径ｒよりも低摩擦領域３２の半径Ｒの方が大きい場合のすべり材と低摩擦係数範囲の重複面積を示す図である。図１４は、すべり材２２の半径ｒよりも低摩擦領域３２の半径Ｒの方が大きい場合のすべり材の変位と摩擦係数との関係を示す図である。なお、図１２は、免震システム１の免震装置１０を模擬した免震モデルをもとに免震装置１０の水平履歴特性をシミュレーションした結果を示す図である。

【0074】

免震モデルは、まず、必要直径が所定の長さ（例えば１８０［ｃｍ］）となるすべり面を、表面が高摩擦領域となるＳＵＳ板で構成した。そして、すべり面３１となるＳＵＳ板の表面の中心部に、すべり材２２の半径ｒ（Ｓｄ／２）＜低摩擦領域の半径Ｒ（Ｌｄ／２）［ｃｍ］の関係を満たしつつ、すべり材２２の半径ｒ（Ｓｄ／２）及び低摩擦領域の半径Ｒ（Ｌｄ／２）［ｃｍ］の長さをそれぞれ変更して、低摩擦領域を設けた。すべり材２２の半径ｒと低摩擦領域の半径Ｒをそれぞれ、Ｒ＝２５［ｃｍ］、ｒ＝１５［ｃｍ］とし（変化Ｇ２１で示す）、Ｒ＝３０［ｃｍ］、ｒ＝２０［ｃｍ］とし（変化Ｇ２２で示す）、Ｒ＝３５［ｃｍ］、ｒ＝２５［ｃｍ］とし、（変化Ｇ２３で示す）とした。

【0075】

図１２の摩擦係数の変化Ｇ２１～Ｇ２３で示すように、本実施の形態では、低摩擦領域３２から高摩擦領域３４に移行する移行領域の摩擦係数の単位変位あたりの変化量を変更することにより、高摩擦領域３４に完全に入る位置Ｐ２（図７参照）を変更している。

【0076】

図１２～図１４では、すべり材２２の半径ｒと、低摩擦領域３２の半径Ｒとを所定の長さの差を付けて設定して、それぞれの半径ｒ、Ｒ（面積）を同じ割合で大きくしている。これにより、図１２から図１４に示すように、移行領域における摩擦係数の単位変位あたりの変化量（図７に示す「移行領域」部分の傾き）を変更して可変し、高摩擦領域３４に完全に入る位置Ｐ２（図７参照）を設定できる。

【0077】

このように、すべり材２２の半径ｒと、低摩擦領域３２の半径Ｒとを設定することにより、建築物２に応じて履歴吸収エネルギーを設定できる。

【0078】

低摩擦領域の半径Ｒ（Ｌｄ／２）≦すべり材２２の半径ｒ（Ｓｄ／２）を、低摩擦領域の半径Ｒ（Ｌｄ／２）と、すべり材２２の半径ｒ（Ｓｄ／２）を可変して設定する。これにより、すべり材２２が低摩擦領域３２外に出始める位置Ｐ１を可変して設定できる。すなわち、低摩擦領域の面積をすべり材２２の面積より小さくすることにより、図７Ａにおける移行領域における摩擦係数の単位変位あたりの変化量の開始位置、低摩擦領域から高摩擦領域に移行を開始する位置を変更できる。

【0079】

また、低摩擦領域の半径Ｒ［ｃｍ］よりすべり材の半径ｒ［ｃｍ］を大きくすることにより、履歴吸収エネルギー（ｋＮｍ）が変更する。よって、建築物２に応じた履歴吸収エネルギーとなるように、低摩擦領域の半径Ｒ［ｃｍ］及びすべり材の半径ｒ［ｃｍ］を設定して、移行領域における摩擦係数の変化の摩擦係数の単位変位あたりの変化量を調整することができる。

【0080】

低摩擦領域の摩擦係数をμＬ、低摩擦領域の直径をＬｄ［ｍｍ］、高摩擦領域の摩擦係数をμＨ、すべり材の直径をＳｄ［ｍｍ］とする。この場合の低摩擦領域の摩擦係数μＬから高摩擦領域の摩擦係数μＨに移行する際の摩擦係数の単位変位あたりの変化量は、Ｓｄ＜Ｌｄのとき、μ１’(δ)（式２）であり、０＜μ１’(δ)≦０．８μL/π［１／ｍｍ］を満たす。また、Ｓｄ≧Ｌｄのとき、低摩擦領域の摩擦係数μＬから高摩擦領域の摩擦係数μＨに移行する際の摩擦係数の単位変位あたりの変化量は、μ２’(δ)（式４）であり、０＜μ２’(δ)≦０．８μL/π［１／ｍｍ］を満たしている。低摩擦領域の摩擦係数μＬから高摩擦領域の摩擦係数μＨに移行する際の摩擦係数の単位変位あたりの変化量μ１’(δ)、μ２’(δ)を、０．８μL/π［１／ｍｍ］以下とすることで、摩擦係数の急激な変動による上部構造における過大な加速度の発生を抑制することができる。
これらの式に基づいて、低摩擦領域の摩擦係数μＬから高摩擦領域の摩擦係数μＨに移行する際の摩擦係数の単位変位あたりの変化量、すなわち摩擦係数の傾きを設定できる。

【0081】

このように本実施の形態によれば、すべり面３１の中心部３１１を低摩擦領域３２、外周部３１２を高摩擦領域３４としているので、中・大規模以下の地震動における免震効果と想定外の巨大な地震動における制動効果を発揮できる。加えて、低摩擦領域３２の摩擦係数μＬと高摩擦領域３４の摩擦係数μＨとの比率を１：２～１：３、更に好ましくは、１：２．３～１：２．７として低摩擦領域３２と高摩擦領域３４との摩擦係数の比率を調整している。また、低摩擦領域３２の半径Ｒ（直径Ｌｄ）、すべり材２２の半径ｒ（直径Ｓｄ）を設定して低摩擦領域の摩擦係数μＬから高摩擦領域の摩擦係数μＨに移行する際の摩擦係数の単位変位あたりの変化量を調整して、摩擦係数の急激な変動を抑制する。

【0082】

すなわち、低摩擦領域３２の摩擦係数μＬから高摩擦領域３４の摩擦係数μＨに移行する際の摩擦係数の単位変位あたりの変化量を、想定する地震動（大規模地震、大地震、中地震、小地震、微小地震、極微小地震等の地震の規模）に応じて所望の変化量に適宜設定された免震装置にすることができる。このため、摩擦係数の急激な変動による上部構造での過大な加速度の発生を抑制しつつ、免震層のストローク（可動域、たわみシロ）が過大にならず、想定される中・大規模以下の地震動に対しては高い免震効果を発揮する。加えて、想定外の巨大な地震動に対しても大変形に追従することができ、免震層の安全性を確保できる。
よって、本実施の形態によれば、想定される中・大規模以下の地震動に対しては高い免震効果を発揮させ、且つ、想定外の巨大な地震動に対しても大変形に追従ができ、免震層の安全性を確保できる。

【0083】

（実施の形態３）
図１５は、本発明の実施の形態３に係る免震装置における要部構成を示す図である。詳細には、図１５Ａは、本発明の実施の形態３に係る免震装置におけるすべり材とすべり板との関係を示す平面図であり、図１５Ｂは、同免震装置におけるすべり材とすべり板との関係を示す側面断図である。図１６は、本発明の実施の形態３に係る免震装置における要部構成を示す図である。詳細には、図１６Ａ及び図１６Ｂは、同免震装置におけるすべり材が初期位置から移行した際におけるすべり面との位置関係を示す平面図及び断面図である。図１７は、同免震装置においてすべり面の領域に応じたすべり面における摩擦係数の変化を模式的に示す図である。

【0084】

図１５に示す本実施の形態３の免震装置１０Ａは、すべり支承本体２０と、すべり板３０Ａとを備える弾性すべり支承であり、実施の形態１、２の免震装置１０と比較して、すべり板３０Ａの構成のみ異なる。よって、異なる構成要素のみ説明し、その他の構成の説明は省略する。

【0085】

すなわち、免震装置１０Ａは、上部構造物と下部構造物との間に配置され、上部構造物を免震支承する。免震装置１０Ａは、すべり板３０Ａを下部構造物に設け、すべり板３０Ａに対し摺動自在に設けられるすべり材２２を上部構造物に備える。なお、すべり材２２を下部構造物に設け、すべり板３０Ａを上部構造物に設けてもよい。

【0086】

すべり板３０Ａは、補強板３０１上に固定される板状のすべり板本体３１２Ａと、すべり板本体３１２Ａの中心部に設けられる孔部３２Ａと、を有する。本実施の形態では、孔部３２Ａは、補強板３０１Ａの中心部（中央部）に設けられた凹部に連続する。

【0087】

本実施の形態では、すべり板３０Ａのすべり面３１Ａにおいて、高摩擦領域３４Ａをすべり板本体３１２Ａの表面で構成し、低摩擦領域をすべり板本体３１２Ａに設けられる孔部３２Ａにより構成している。なお、孔部３２Ａは、すべり板本体３１２Ａにおける低摩擦領域となる部分に複数の孔部を設けることにより形成してもよい。

【0088】

すべり板本体３１２Ａは、実施の形態１、２のすべり板本体３０ａと同様に、水平に配置され、表面が高摩擦領域３４ＡとなるＳＵＳ板等の鋼板により構成され、中心部に円形の開口部を有する。

【0089】

なお、補強板３０１Ａは、実施の形態１、２の補強板３０１の機能と同様に、上部のすべり板を補強する機能とすべり板のすべり面の水平性を確保する機能とを有する。

【0090】

孔部３２Ａの周縁部がすべり面３１Ａにおける低摩擦領域と高摩擦領域３４Ａとの境界を構成する。

【0091】

孔部３２Ａは、すべり材２２側に開口していればどのようにすべり板３０Ａに設けられてもよく、すべり板３０Ａを貫通してもよいし、凹部の窪みであってもよい。

【0092】

孔部３２Ａは、すべり板本体３１２Ａと補強板３０１Ａに設けられる空洞であるため、すべり材２２がすべり面３１Ａを摺動する場合でも、摺動するすべり材２２と接触しない。このため、すべり面３１Ａにおいて、孔部３２Ａの周囲の外周部の摩擦係数との差は大きく設定できる。

【0093】

これによりすべり面３１Ａにおいて中心部の孔部３２Ａと、孔部３２Ａを囲む外周部（すべり板本体３１２Ａ）の表面との間の摩擦係数の差を大きくして、外周部（すべり板本体３１２Ａ）を、高摩擦領域３４Ａ、中心部３１１Ａを含む孔部３２Ａを低摩擦領域にすることができる。なお、低摩擦領域の摩擦係数と高摩擦領域３４Ａの摩擦係数との比率は、１：２～１：３であり、更に好ましくは、１：２．３～２．７である。そして、低摩擦領域（孔部３２Ａ）の摩擦係数をμＬ、低摩擦領域（孔部３２Ａ）の直径をＬｄ［ｍｍ］、高摩擦領域３４Ａの摩擦係数をμＨ、すべり材２２の直径をＳｄ［ｍｍ］とする。この場合において、低摩擦領域（孔部３２Ａ）の摩擦係数μＬから高摩擦領域３４Ａの摩擦係数μＨに移行する際の摩擦係数の単位変位あたりの変化量は、Ｓｄ＜Ｌｄのとき、μ１’（δ）（式２）であり、０＜μ１’(δ)≦０．８μL/π［１／ｍｍ］を満たす。また、Ｓｄ≧Ｌｄのとき、低摩擦領域の摩擦係数μＬから高摩擦領域の摩擦係数μＨに移行する際の摩擦係数の単位変位あたりの変化量は、μ２’（δ）（式４）であり、０＜μ２’(δ)≦０．８μL/π［１／ｍｍ］を満たしている。これにより、実施の形態１、２と同様の作用効果を有する。

【0094】

また、孔部３２Ａの外径は、すべり材２２の外径よりも小さい。このため、すべり面３１Ａをすべり材２２が摺動しても孔部３２Ａ内にすべり材２２が落ち込むことがない。

【0095】

この免震装置１０Ａによれば、すべり面３１Ａ（図１５Ｂ参照）において中心部を空洞にしているので、外周部に対して、中心部の低摩擦領域（孔部３２Ａに相当）として摩擦係数を下げることができる。これにより、外周部の高摩擦領域３４Ａと低摩擦領域（孔部３２Ａに相当）とのコントラストを大きく設定できる。

【0096】

（実施の形態４）
図１８は、本発明の実施の形態４に係る免震装置における要部構成を示す図であり、免震装置１０Ｂにおけるすべり材とすべり板との関係を示す側面断図であり、図１８は、同免震装置１０Ｂにおけるすべり板を示す図である。

【0097】

図１８及び図１９に示す免震装置１０Ｂは、すべり支承本体２０と、すべり板３０Ｂとを備える弾性すべり支承であり、実施の形態１、２の免震装置１０と比較して、すべり板３０Ｂの構成のみ異なる。よって、異なる構成要素のみ説明し、その他の構成は省略する。

【0098】

免震装置１０Ｂは、上部構造物と下部構造物との間に配置され、上部構造物を免震支承する。免震装置１０Ｂは、すべり板３０Ｂを下部構造物に設け、すべり板３０Ｂに対し摺動自在に設けられるすべり材２２を上部構造物に備える。なお、すべり材２２を下部構造物に設け、すべり板３０Ｂを上部構造物に設けてもよい。

【0099】

すべり板３０Ｂは、補強板３０１Ｂ上に固定され、中心部に孔部３２０が設けられた板状のすべり板本体３１２Ｂと、孔部３２０内に嵌合する中央板部３１３と有する。

【0100】

本実施の形態では、孔部３２０は、補強板３０１Ｂの中心部に設けられた凹部に連続する。

【0101】

本実施の形態では、すべり板３０Ｂのすべり面３１Ｂにおいて、高摩擦領域３４Ｂはすべり板本体３１２Ｂの表面で構成され、低摩擦領域３２Ｂは、開口部３２４を有する中央板部３１３により構成される。

【0102】

すべり板本体３１２Ｂは、実施の形態３のすべり板本体３１２Ａと同様に、水平に配置され、表面が高摩擦領域３４ＢとなるＳＵＳ板等の鋼板により構成される。

【0103】

なお、補強板３０１Ｂは、補強板３０１Ａと同様に形成され、上部のすべり板を補強する機能とすべり板のすべり面の水平性を確保する機能とを有する。

【0104】

孔部３２０の周縁部３２２、つまり、孔部３２０に嵌合する中央板部３１３の外縁が、すべり面３１Ｂにおける低摩擦領域３２Ｂと高摩擦領域３４Ｂとの境界を構成する。

【0105】

中央板部３１３の表面は、すべり板本体３１２Ｂの表面と面一であり、すべり板３０Ｂのすべり面３１Ｂとしてフラットな平滑面を構成する。

【0106】

中央板部３１３は、すべり板本体３１２Ｂと同様の材料であってもよく、すべり板本体３１２Ｂより摩擦係数が低い材料で形成されてもよい。

【0107】

中央板部３１３には複数の開口部３２４が形成され、すべり材２２が当接する際に、すべり板本体３１２Ｂの表面より面圧が高くなるように設定されている。これにより中央板部３１３が、中央板部３１３を囲むすべり板本体３１２Ｂと同様の材料で形成されていても、中央板部３１３における摩擦係数を小さくできる。

【0108】

したがって、すべり面３１Ｂにおいて中央板部３１３と、中央板部３１３を囲むすべり板本体３１２Ｂの表面との間の摩擦係数の差を大きくして、外周部であるすべり板本体３１２Ｂを高摩擦領域３４Ｂとし、中央板部３１３を低摩擦領域３２Ｂにすることができる。

【0109】

この免震装置１０Ｂによれば、すべり面３１Ｂにおいて、外周部の高摩擦領域３４Ｂを構成するすべり板本体３１２Ｂの摩擦係数に対して、中心部の低摩擦領域を構成する中央板部３１３の開口部３２４の数、径を適宜変更して、摩擦係数を下げることができる。これにより、低摩擦領域３２Ｂの摩擦係数と高摩擦領域３４Ｂの摩擦係数との比率を、１：２～１：３、好ましくは、１：２．３～１：２．７とする。

【0110】

加えて、低摩擦領域３２Ｂの摩擦係数をμＬ、低摩擦領域３２Ｂの直径をＬｄ［ｍｍ］、高摩擦領域３４Ｂの摩擦係数をμＨ、すべり材２２の直径をＳｄ［ｍｍ］とする。この場合の低摩擦領域３２Ｂの摩擦係数μＬから高摩擦領域３４Ｂの摩擦係数μＨに移行する際の摩擦係数の単位変位あたりの変化量は、Ｓｄ＜Ｌｄのとき、μ１’（δ）（式２）であり、０＜μ１’(δ)≦０．８μL/π［１／ｍｍ］を満たす。また、Ｓｄ≧Ｌｄのとき、低摩擦領域の摩擦係数μＬから高摩擦領域の摩擦係数μＨに移行する際の摩擦係数の単位変位あたりの変化量は、μ２’（δ）（式４）であり、０＜μ２’(δ)≦０．８μL/π［１／ｍｍ］を満たしている。

【0111】

これら（式２）、（式４）に基づいて、移行領域における摩擦係数の単位変位あたりの変化量（図７参照）は、低摩擦領域３２の半径Ｒ（直径Ｌｄ）とすべり材２２の半径ｒ（直径Ｓｄ）とを設定して可変させて、想定する地震動に応じた変化量を設定できる。すなわち、低摩擦領域３２Ｂの摩擦係数μＬから高摩擦領域３４Ｂの摩擦係数μＨに移行する際の摩擦係数の単位変位あたりの変化量を想定する地震動に応じて所望の変化量に設定できる。
これにより、規模の異なる地震動のそれぞれに対応する免震を好適に行うことができる。

【0112】

（実施の形態５）
図２０は、本発明の実施の形態５に係る免震装置１０Ｃにおける要部構成を示す図であり、免震装置１０Ｃのすべり材とすべり板との関係を示す側面断図である。

【0113】

図２０に示す免震装置１０Ｃは、すべり支承本体２０と、すべり板３０Ｃとを備える弾性すべり支承であり、実施の形態１、２の免震装置１０と比較して、すべり板３０Ｃの構成のみ異なる。

【0114】

すべり板３０Ｃは、補強板３０１Ｃ上に固定され、中心部に孔部３２０が設けられた板状のすべり板本体３１２Ｃと、孔部３２０内に配置される複数の突起部３２６とを有する。

【0115】

本実施の形態では、突起部３２６は、補強板３０１Ｃの中心部に設けられた凹部内に所定間隔を空けて一様に立設され、それぞれ孔部３２０内に突出する。

【0116】

突起部３２６の突端面は、それぞれすべり板本体３１２Ｃの表面と面一である。

【0117】

このように、すべり板３０Ｃのすべり面３１Ｃでは、高摩擦領域３４Ｃはすべり板本体３１２Ｃの表面で構成され、低摩擦領域３２Ｃは、孔部３２０と突起部３２６とにより構成される。

【0118】

なお、すべり板本体３１２Ｃは、実施の形態３のすべり板本体３１２Ａと同様に、水平に配置され、表面が高摩擦領域３４ＣとなるＳＵＳ板等の鋼板により構成される。また、補強板３０１Ｃは、補強板３０１Ａと同様に形成され、上部のすべり板を補強する機能とすべり板のすべり面の水平性を確保する機能とを有する。

【0119】

孔部３２０の周縁部３２２がすべり面３１Ｃにおける低摩擦領域３２Ｃと高摩擦領域３４Ｃとの境界を構成する。そして、低摩擦領域３２Ｃの摩擦係数をμＬ、低摩擦領域３２Ｃの直径をＬｄ［ｍｍ］、高摩擦領域３４Ｃの摩擦係数をμＨ、すべり材２２の直径をＳｄ［ｍｍ］とする。この場合の低摩擦領域３２Ｃの摩擦係数μＬから高摩擦領域３４Ｃの摩擦係数μＨに移行する際の摩擦係数の単位変位あたりの変化量は、Ｓｄ＜Ｌｄのとき、μ１’（δ）（式２）であり、０＜μ１’(δ)≦０．８μL/π［１／ｍｍ］を満たす。また、Ｓｄ≧Ｌｄのとき、低摩擦領域の摩擦係数μＬから高摩擦領域の摩擦係数μＨに移行する際の摩擦係数の単位変位あたりの変化量は、μ２’（δ）（式４）であり、０＜μ２’(δ)≦０．８μL/π［１／ｍｍ］を満たしている。

【0120】

これにより、実施の形態１、２と同様に、（式２）、（式４）に基づいて、すべり面３１Ｃ及びすべり材２２の直径を設定して、低摩擦領域から高摩擦領域への移行領域における摩擦係数の単位変位あたりの変化量を調整できる。よって、規模の異なる地震動のそれぞれに対応する免震を好適に行うことができる。

【0121】

突起部３２６は、すべり板本体３１２Ｃよりと同様の材料であってもよく、すべり板本体３１２Ｃより摩擦係数が低い材料で形成されてもよい。

【0122】

孔部３２０内では複数の突起部３２６が配置されているので、孔部３２０内では、すべり材２２は、複数の突起部３２６に当接することとなり、すべり板本体３１２Ｃの表面より面圧が高くなるように設定されている。これにより、突起部３２６が、すべり板本体３１２Ｃと同様の材料で形成されていても、孔部３２０内におけるすべり材２２との摩擦係数は小さくなる。

【0123】

したがって、すべり面３１Ｃにおいて孔部３２０で規定される中心部と、中心部を囲むすべり板本体３１２Ｃの表面との間の摩擦係数の差を大きくして、外周部であるすべり板本体３１２Ｃを高摩擦領域３４Ｃとし、中心部を低摩擦領域３２Ｃにすることができる。この免震装置１０Ｃによれば、免震装置１０～１０Ｂと同様の作用効果を得ることができる。

【0124】

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

【0125】

例えば、免震装置１０において、すべり支承本体２０が基礎３（下部構造物）に固定され、すべり板３０が建築物２（上部構造物）に固定されてもよい。

【0126】

今回開示された実施の形態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及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。

【0127】

以上、本発明の実施の形態について説明した。なお、以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されない。つまり、上記装置の構成や各部分の形状についての説明は一例であり、本発明の範囲においてこれらの例に対する様々な変更や追加が可能であることは明らかである。

【産業上の利用可能性】

【0128】

本発明に係る免震装置は。想定される中・大規模以下の地震動に対しては高い免震効果を発揮させ、且つ想定外の巨大な地震動に対しても大変形に追従ができ、免震層の安全性を確保できる効果を有し、建築物と基礎との間の免震層に配置される免震装置として有用である。

【符号の説明】

【0129】

１ 免震システム
２ 建築物（上部構造物）
３ 基礎（下部構造物）
３ａ 擁壁
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ 免震装置
２０ すべり支承本体
２２ すべり材
３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｂ、３０Ｃ すべり板
３０ａ、３１２Ａ、３１２Ｂ、３１２Ｃ すべり板本体
３０ｂ コーティング層
３１、３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｂ、３１Ｃ すべり面
３２、３２Ｂ、３２Ｃ 低摩擦領域
３２Ａ 孔部
３４、３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｂ、３４Ｃ 高摩擦領域
３０１、３０１Ａ、３０１Ｂ、３０１Ｃ 補強板
３１１、３１１Ａ 中心部
３１２ 外周部
３１３ 中央板部
３２０ 孔部
３２２ 周縁部
３２４ 開口部
３２６ 突起部
Ｐ１ 移行開始位置
Ｐ２ 完全移行位置

【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】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】