JP2012062927A - 免震装置、及びその設置方法 - Google Patents

Abstract

【課題】摩擦ダンパーの設置時の調整作業を大幅に軽減でき、設置後も圧接力の調整を容易に実施できる。
【解決手段】上部構造体３と下部構造体１との間の上下方向隙間δに介装され、上部構造体３を免震支持するアイソレータと、前記上下方向隙間δに前記アイソレータと並列に介装され、上部構造体３と下部構造体１との間の水平振動を摩擦力を用いて減衰する摩擦ダンパー２０とを備えた免震装置である。摩擦ダンパー２０は、摩擦面２２ａ及び滑動面２４ａを有する摩擦減衰力生成部２１と、前記摩擦減衰力生成部２１と直列に介装され、摩擦減衰力生成部２１に弾発力を発生するばね部材３０と、摩擦減衰力生成部２１及び前記ばね部材３０と直列に介装され、前記弾発力を上下方向に伝達する弾発力伝達部材４０と、前記ばね部材３０に対して前記弾発力を設定する際に使用され、前記ばね部材３０に圧縮変形を付与及び解除可能な圧縮変形付与部材５０とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、免震装置、及びその設置方法に関する。

建物、床、大型装置等を免震支持する免震装置が知られている。図９の概略側断面図に示すように、この免震装置は、積層ゴム等のアイソレータ７と、摩擦ダンパー１１０とを有する。アイソレータ７は、上部構造体３と下部構造体１との間の上下方向隙間δに介装され、上部構造体３を免震支持する。摩擦ダンパー１１０は、同上下方向隙間δにアイソレータ７と並列に介装され、上部構造体３と下部構造体１との間の水平振動を減衰する。

かかる摩擦ダンパー１１０の一例として、特許文献１には、（１）上下方向隙間δに介装され、摩擦面１２１ａ及び該摩擦面１２１ａに圧接しつつ滑動する滑動面１２５ａを有する摩擦減衰力生成部１２０と、（２）同上下方向隙間δに摩擦減衰力生成部１２０と直列に介装され、摩擦減衰力生成部１２０の圧接力に供される弾発力を発生する一群の皿ばね１３０，１３０…（以下、皿ばね群１３０Ｇとも言う）と、（３）同上下方向隙間δに摩擦減衰力生成部１２０及び皿ばね群１３０Ｇと直列に介装され、前記弾発力を上下方向に伝達する弾発力伝達部材１４０と、（４）皿ばね群１３０Ｇの前記弾発力の設定時に使用され、皿ばね群１３０Ｇに上下方向の圧縮変形を解除可能に付与する圧縮変形付与部材１５０と、を有した構成が開示されている。

そして、かかる摩擦ダンパー１１０の前記上下方向隙間δへの設置は、次のようにして行われる。先ず、圧縮変形付与部材１５０のナット１５５を締めることによって皿ばね群１３０Ｇを圧縮変形させておき、その圧縮の弾発力の大きさが前記圧接力の設計値になるようにする。そして、この摩擦ダンパー１１０を上下方向隙間δに介装する。そうしたら、摩擦ダンパー１１０の上面１１０ａと上部構造体３の下面３ａとの間の隙間Ｓに側方からフィラプレート１９０，１９０…を差し込み挿入して当該隙間Ｓを埋め、これにより、上部構造体３及び下部構造体１から皿ばね群１３０Ｇの弾発力の反力を取れるようにする。そして、最後に、圧縮変形付与部材１５０のナット１５５を緩めることにより、圧縮変形付与部材１５０による皿ばね群１３０Ｇの圧縮変形を解除し、これにより、上部構造体３及び下部構造体１から皿ばね群１３０Ｇの弾発力の反力を取りながら、当該弾発力を圧接力として、摩擦減衰力生成部１１０に設計値の圧接力を付与する。

特開平１０−２３８１６４号公報

しかしながら、上述のフィラプレート１９０，１９０…の挿入は、フィラプレート１９０，１９０…の総厚みを上記隙間Ｓに合った厚みに調整しながら行わねばならず、そのためには、互いに厚みの異なるプレート１９０，１９０…を何枚か組み合わせる等の必要があって、甚だ面倒な作業であった。
また、同隙間Ｓの大きさが、フィラプレート１９０，１９０…では補えない程度に大きい場合には、フィラプレート１９０，１９０…の挿入後に更にグラウト充填を行うことになるが、その場合には、外周に型枠を組まねばならず、これは、フィラプレート１９０，１９０…の挿入以上に手間のかかる作業であった。

他方、上述から明らかなように、この種の摩擦ダンパー１１０は、上下方向隙間δに介装された状態において、その摩擦ダンパー１１０の全高（上下方向の全長）が、予め定められた計画値になっている場合に限り、皿ばね群１３０Ｇも上述の設計値だけ圧縮変形して所期の弾発力を生じ、その結果、当該弾発力を圧接力として計画通りの大きさの摩擦力を減衰力として発生し得るものである。

そのため、摩擦ダンパー１１０の設置後において、前記上下方向隙間δが経時変化した場合には、圧接力の大きさも変化してしまい、その結果、摩擦ダンパー１１０は所期の減衰能力を発揮しなくなる。よって、その場合には、フィラプレート１９０，１９０…の再調整が必要になる。すなわち、上下方向隙間δから摩擦ダンパー１１０を一旦取り外して、隙間Ｓ（δ）の変化分だけ挿入すべきフィラプレート１９０，１９０…の量を変更しながら、摩擦ダンパー１１０を再設置しなければならない。
しかし、かかる摩擦ダンパー１１０の取り外しや再設置作業も、かなり大掛かりな作業となり、手軽に行えるものではない。

本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、摩擦ダンパーの設置時の調整作業負荷を大幅に軽減でき、また、設置後においても圧接力の調整を容易に実施できて、計画通りの減衰力を確実に生じさせることにある。

かかる目的を達成するために請求項１に示す発明は、
上部構造体と下部構造体との間の上下方向隙間に介装され、前記上部構造体を免震支持するアイソレータと、
前記上下方向隙間に前記アイソレータと並列に介装され、前記上部構造体と前記下部構造体との間の水平振動を、摩擦力を減衰力として用いて減衰する摩擦ダンパーと、を備えた免震装置であって、
前記摩擦ダンパーは、
前記上下方向隙間に介装され、摩擦面及び該摩擦面に圧接しつつ滑動する滑動面を有する摩擦減衰力生成部と、
前記上下方向隙間に前記摩擦減衰力生成部と直列に介装され、前記摩擦減衰力生成部に圧接力を生じさせるべく弾発力を発生するばね部材と、
前記上下方向隙間に前記摩擦減衰力生成部及び前記ばね部材と直列に介装され、前記弾発力を上下方向に伝達する弾発力伝達部材と、
前記ばね部材に対して前記圧接力に係る前記弾発力を設定する際に使用され、前記ばね部材に上下方向の圧縮変形を付与及び解除可能な圧縮変形付与部材と、を備え、
前記弾発力伝達部材は、該弾発力伝達部材を上下方向に伸縮する伸縮調整機構を有し、
前記水平振動に係る前記上部構造体と前記下部構造体との間の相対変位が、前記伸縮調整機構を介して前記摩擦減衰力生成部へ伝達されることを特徴とする。

上記請求項１に示す発明によれば、ばね部材と直列配置される弾発力伝達部材は、当該弾発力伝達部材を上下方向に伸縮する伸縮調整機構を有している。
よって、摩擦ダンパーの設置の際に、上下方向隙間の大きさが計画値からずれている場合であっても、当該計画値からのずれに応じて、適宜弾発力伝達部材の上下方向の長さを伸縮調整することにより、このずれを吸収可能である。そして、この伸縮調整後に、圧縮変形付与部材により予めばね部材に付与された圧縮変形を解除すれば、それにより、当該ばね部材に予め付与された弾発力を、圧接力として摩擦減衰力生成部に付与することができる。

すなわち、上記構成によれば、上下方向隙間のずれを補うべく当該隙間にフィラプレートの挿入やグラウト充填等を行わずとも、圧縮変形付与部材によりばね部材に予め付与された設計値の弾発力を、圧接力として摩擦減衰力生成部に付与することができ、その結果、計画通りの大きさの摩擦力を減衰力として発生することができる。

また、摩擦ダンパーの設置後に上下方向隙間の大きさが経時変化した場合についても、伸縮調整機構による弾発力伝達部材の伸縮調整によって、当該隙間の大きさの変化に対応可能である。つまり、当該変化分だけ弾発力伝達部材の上下方向の長さを変更することにより、ばね部材の圧縮変形量を摩擦ダンパーの設置当初の状態に戻すことができる。よって、摩擦ダンパーの設置後も、計画通りの大きさの摩擦力を減衰力として確実に発生させることができる。

更には、前記相対変位が、伸縮調整機構を介して摩擦減衰力生成部へ伝達されるので、当該相対変位を伝達するための部材の構成の一部を小さくすること等ができて、製造コストの削減を図れる。

請求項２に示す発明は、請求項１に記載の免震装置であって、
前記ばね部材は、上下方向の第１貫通孔を有し、
前記弾発力伝達部材は、第１プレートと、該第１プレートに上下方向の間隔をもって対向配置される第２プレートと、前記第１プレートと前記第２プレートとを連結し、前記伸縮調整機構として機能する連結部材と、を有し、
前記第２プレートは、前記第１プレートと前記摩擦減衰力生成部との間に位置しつつ、前記ばね部材に上下方向から当接し、
前記第２プレートは、上下方向の第２貫通孔を有し、
前記第１貫通孔に挿通された軸部材の一方の軸端部は、前記第２貫通孔に挿通されることにより前記第２プレートに対して水平方向の相対移動不能に係合し、前記軸部材の他方の軸端部は、前記摩擦減衰力生成部に対して相対移動不能に係合しており、
前記相対変位は、前記第１プレート、前記連結部材、前記第２プレート、前記軸部材を経由して、前記摩擦減衰力生成部へ伝達されることを特徴とする。

上記請求項２に示す発明によれば、前記相対変位は、伸縮調整機構たる連結部材を介して摩擦減衰力生成部へ伝達される。詳しくは、前記相対変位は、第１プレート、伸縮調整機構（連結部材）、第２プレート、及び軸部材経由で、摩擦減衰力生成部へ伝達される。つまり、第１プレートと第２プレートとの間については、連結部材が相対変位の伝達経路となっている。よって、摩擦減衰力生成部に係合する前記軸部材を、第１プレートに係合させずに第２プレートに係合させるだけで済み、これにより、軸部材の全長を短くすることができる。その結果、製造コストの削減を図れる。

請求項３に示す発明は、請求項２に記載の免震装置であって、
前記伸縮調整機構としての前記連結部材によって、前記第１プレートと前記第２プレートとの間の前記間隔の大きさを変更することにより、前記弾発力伝達部材を上下方向に伸縮調整することを特徴とする。

上記請求項３に示す発明によれば、第１プレート、第２プレート、及び連結部材という簡単な構成で、伸縮調整機構を有した弾発力伝達部材を実現している。よって、免震装置の設置コストを廉価にできる。

請求項４に示す発明は、請求項３に記載の免震装置であって、
前記連結部材は、上下方向に軸方向が向いた棒体を有し、
前記棒体の上端部及び下端部は、螺合構造によって前記第１プレート及び前記第２プレートに締結固定され、
前記第１プレートと前記第２プレートとの間に位置する前記棒体の部分の長さを変更することにより、前記間隔の大きさを変更することを特徴とする。

上記請求項４に示す発明によれば、第１プレートと第２プレートとの間に位置する棒体の部分の長さの変更によって、容易に前記間隔の大きさを変更することができる。よって、摩擦ダンパーを廉価にしながらも、容易且つ確実に減衰力を計画値に設定可能となる。

請求項５に示す発明は、請求項３に記載の免震装置であって、
前記連結部材は、前記第１プレートに一体に固定された第１部材と、前記第２プレートに一体に固定された第２部材と、前記第１部材と前記第２部材とを互いの鉛直面同士において重合させて摩擦接合状態で締結固定する高力ボルトと、を有し、
前記第１部材及び前記第２部材に形成される前記高力ボルトのボルト孔は、少なくとも一方が上下方向に長い長孔に形成されていることを特徴とする。

上記請求項５に示す発明によれば、第１部材及び第２部材にボルト孔として形成された長孔によって、容易に前記間隔の大きさを変更することができる。よって、摩擦ダンパーを廉価にしながらも、容易且つ確実に減衰力を計画値に設定可能となる。

また、第１部材と第２部材とを、高力ボルトを用いた強固な摩擦接合で固定する。よって、ばね部材に高い弾発力が設定された場合にも、第１部材と第２部材の断面性能を上げたり、高力ボルトの本数を増やすことで、滑ることなく耐えて同弾発力を上下方向に確実に伝達可能である。その結果、大きな減衰力も設定可能となって、つまり、減衰力の大きさの調整範囲を拡大することができる。

請求項６に示す発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の免震装置の設置方法であって、
前記圧縮変形付与部材によって、前記ばね部材を、前記圧接力の大きさに対応する圧縮変形量まで圧縮変形する圧縮変形工程と、
前記摩擦ダンパーを前記下部構造体上に載置する載置工程と、
前記圧縮変形工程及び前記載置工程の後に、前記下部構造体上に載置された前記摩擦ダンパーの上面と前記上部構造体の下面との間の隙間がなくなるまで、前記伸縮調整機構によって前記弾発力伝達部材を上方に伸長する伸長工程と、
前記伸長工程の後に、前記圧縮変形付与部材による前記ばね部材の圧縮変形を解除する圧縮変形解除工程と、を有することを特徴とする。

上記請求項６に示す発明によれば、摩擦ダンパーの設置の際の上下方向隙間の大きさの計画値からのずれを、弾発力伝達部材の上方への伸長により吸収する。よって、上下方向隙間の計画値からのずれを補うべく、フィラプレート挿入やグラウト充填等を行わずに済み、結果、摩擦ダンパーの設置時の調整作業負荷を大幅に軽減可能となる。

本発明によれば、摩擦ダンパーの設置時の調整作業負荷を大幅に軽減でき、また、設置後においても圧接力の調整を容易に実施できて、計画通りの減衰力を確実に生じさせることができる。

第１実施形態の免震装置１０の側面図である。 摩擦ダンパー２０の概略中心縦断面図である。 摩擦ダンパー２０の上面図である。 摩擦ダンパー２０を斜め下方から見た斜視図である。 同分解斜視図である。 第２実施形態に係る摩擦ダンパー２０ａの側面図である。 同摩擦ダンパー２０ａを斜め下方から見た斜視図である。 その他の実施の形態の摩擦ダンパー２０ｂの概略中心縦断面図である。 従来の免震装置に係る摩擦ダンパー１１０の概略側断面図である。

＝＝＝第１実施形態＝＝＝
＜＜＜免震装置１０＞＞＞
図１乃至図５は、第１実施形態の免震装置１０の説明図である。図１は免震装置１０の側面図である。図２は摩擦ダンパー２０の概略中心縦断面図であり、図３は同上面図である。また、図４は摩擦ダンパー２０を斜め下方から見た斜視図であり、図５は同分解斜視図である。なお、以下の説明で用いる図においては、図の錯綜を防ぐべく、図によっては、本来断面線で示すべき断面部位の断面線を適宜省略したり、あるいは、同断面部位をグレーで着色して示したりしている。

図１に示すように、免震装置１０は、建物３（上部構造体に相当）と、その下方の基礎コンクリート１（下部構造体に相当）との間の上下方向隙間δに介装されている。そして、これにより、建物３は、地震等の振動から水平免震されて保護される。

免震装置１０は、建物３を免震支持するアイソレータ７と、上下方向隙間δにアイソレータ７と並列に介装され、建物３と基礎コンクリート１との間の水平振動を減衰する摩擦ダンパー２０と、を備えている。

アイソレータ７は、例えば積層ゴムである。そして、積層ゴムの水平方向の剪断弾性変形によって、建物３と基礎コンクリート１との水平方向の相対変位（相対移動）を許容しながら建物３の自重を支持する。なお、このアイソレータとしては、上述の積層ゴム以外に、転がり支承や滑り支承等を適用できる。

図２に示すように、摩擦ダンパー２０は、水平振動の減衰力として供される摩擦力を発生する摩擦減衰力生成部２１と、摩擦力の垂直抗力となる圧接力に供される弾発力を発生するばね部材としての皿ばね群３０Ｇと、前記弾発力を上下方向に伝達して、上方の建物３から弾発力の反力を取る弾発力伝達部材４０とが、この順番で下から上へ直列に重ねて配置されたものを主体とする。

ここで、同図２には、この主体に加えて、皿ばね群３０Ｇと並列に円筒シャフト６０（軸部材に相当）が設けられているが、当該円筒シャフト６０は、後述する上フランジ板４２、伸縮調整機構の連結ボルト４６、及び中間フランジ板４４と協働することより、基礎コンクリート１に対する建物３の水平方向の相対変位を摩擦減衰力生成部２１へ伝達する相対変位伝達機構として機能する。そして、この相対変位の伝達により、摩擦減衰力生成部２１が滑動し、上記摩擦力を発生する。
また、当該皿ばね群３０Ｇの近傍には、圧縮変形付与部材５０も設けられているが、当該部材５０は、皿ばね群３０Ｇに上述の弾発力を設定する際に使用される。

以下、摩擦ダンパー２０に係る各構成２１，３０Ｇ，４０，５０，６０等について説明する。
摩擦減衰力生成部２１は、摩擦材２２と、摩擦材２２の下面たる摩擦面２２ａに圧接しつつ滑動する滑り面２４ａを有した滑り材２４と、摩擦材２２の上方に配置され、下面に同摩擦材２２が固定された平面視正円形状の下フランジ板２６と、を有する。

滑り材２４は、建物３の基礎コンクリート１の上面に固定される。一方、摩擦材２２は、皿ばね群３０Ｇの下に隣接配置された前記下フランジ板２６の下面に重ね合わせられてボルト止めされており、この状態で、滑り材２４の上面たる滑り面２４ａに載置されている。よって、これら摩擦材２２と滑り材２４とが水平方向に相対変位（相対移動）すると、摩擦面２２ａと滑り面２４ａとの間に摩擦力が発生する。

この例では、滑り材２４としてステンレス板を用い、摩擦材２２として超高分子量ポリエチレンを用いているが、これらの素材は、必要な摩擦力の大きさ等に基づいて適宜選定される。また、この摩擦力は、摩擦材２２の摩擦面２２ａと滑り材２４の滑り面２４ａとに付与される垂直抗力たる圧接力に応じて変化するが、この圧接力は、皿ばね群３０Ｇの弾発力によって付与される。

皿ばね群３０Ｇは、複数枚の皿ばね３０，３０…を上下に積層した皿ばね積層体である。そして、基本的に圧縮変形した際には、その圧縮変形量に応じた大きさの弾発力を摩擦減衰力生成部２１に付与し、当該弾発力を圧接力として摩擦減衰力生成部２１は滑動時に摩擦力を発生する。但し、圧縮変形付与部材５０により付与された圧縮変形（以下、圧縮拘束とも言う）の弾発力については、圧縮変形付与部材５０のセットボルト５１の軸力と釣り合うので、この弾発力については、圧縮変形付与部材５０の圧縮拘束が解除されるまでは、摩擦減衰力生成部２１には作用しない。このことは、摩擦減衰力生成部２１に設計値の圧接力を設定する際に関係し、このあと「摩擦ダンパー２０の設置手順」のところで述べる。

図２に示すように、皿ばね積層体をなす各皿ばね３０，３０…の平面中心には、互いに同形の貫通孔３０ｈが正円状に形成されており、これら貫通孔３０ｈ，３０ｈ…の円心は互いに揃っている。よって、これら貫通孔３０ｈ，３０ｈ…は互いに上下に繋がって、皿ばね群３０Ｇの平面中心の孔部３０Ｇｈをなし、当該孔部３０Ｇｈに、前述の相対変位伝達機構の一部をなす円筒シャフト６０が上下方向に沿って串刺し状に挿通されている。そして、円筒シャフト６０の下端部６０ｂは、上述の下フランジ板２６の上面の嵌合凹部２６ａに嵌合されつつ相対移動不能にボルト止めされているとともに、同円筒シャフト６０の上端部６０ａは、後述する弾発力伝達部材４０の中間フランジ板４４の貫通孔４４ｈに、上下方向の相対移動可能且つ水平方向の相対移動不能に通されて係合しつつ、同上端縁６０ｅは同貫通孔４４ｈから上方に突出している。そして、詳細には後述するが、この中間フランジ板４４は、連結ボルト４６や上フランジ板４２を介して、建物３の下面３ａに一体に固定されている。

よって、これら中間フランジ板４４等を介して、円筒シャフト６０は、基礎コンクリート１に対する建物３の水平方向の相対変位を、摩擦減衰力生成部２１の摩擦材２２に伝達する。そして、これにより、摩擦材２２は、基礎コンクリート１に固定された滑り材２４に対して相対変位し、かかる相対変位と、上述の皿ばね群３０Ｇの弾発力とに基づいて、摩擦減衰力生成部２１は摩擦力を発生する。

弾発力伝達部材４０は、図２及び図３に示すように、平面視正円形状の上フランジ板４２（第１プレートに相当）と、その下方に配置された平面視正円形状の中間フランジ板４４（第２プレートに相当）と、これらフランジ板４２，４４同士の間の間隔Ｇを一定に維持しつつこれらフランジ板４２，４４同士を連結する連結部材としての連結ボルト４６，４６…（棒体に相当）と、を有する。

上フランジ板４２は、建物３の下面３ａに接着材やボルト等により相対移動不能に固定されている。なお、この例では、高さ調整時の円筒シャフト６０の収納空間、かつ減量目的で上フランジ板４２には、その平面中心と同芯に貫通孔４２ｈが形成されているが、この貫通孔４２ｈは無くても良い。

一方、中間フランジ板４４も、円筒シャフト６０と同芯の貫通孔４４ｈを有し、この貫通孔４４ｈには、前述の如く円筒シャフト６０の上端部６０ａが、上下方向の相対移動可能、且つ水平方向の相対移動不能に係合している。そして、この中間フランジ板４４の下面４４ａには、前述の皿ばね群３０Ｇの上端が当接し、当該中間フランジ板４４とその下方の下フランジ板２６との挟み込みによって皿ばね群３０Ｇが圧縮変形した分だけ、皿ばね群３０Ｇは弾発力を生じ、当該弾発力が、前述の摩擦減衰力生成部２１の圧接力となる。

連結ボルト４６，４６…は、それぞれ、ボルト軸方向を上下方向に向けつつ、フランジ板４２，４４の外周縁に沿って等ピッチで複数本配置されている。そして、各連結ボルト４６は、これに螺合するナット４８ａ，４８ｂと協働することにより、弾発力伝達部材４０の上下方向の全長Ｌを伸縮調整する伸縮調整機構としても機能する。すなわち、上フランジ板４２と中間フランジ板４４との間の間隔Ｇの大きさの変更を通して、フランジ板４２の上面４２ａと中間フランジ板４４の下面４４ａとの間の距離Ｌを伸縮変更し、当該距離Ｌを所定値に固定することができる。

詳しく説明すると、連結ボルト４６の上端部の雄ねじ４６ａは、上フランジ板４２に上下に貫通形成された雌ねじ４２ｍに螺着され、更にロックナット４７により螺合回転不能に固定されているが、同連結ボルト４６の下端部は、中間フランジ板４４に上下に貫通形成されたボルト孔４４Ｂｈに適宜なクリアランスをもって通されている。そして、同連結ボルト４６の下端部の外周面に形成された雄ねじ４６ｂには、中間フランジ板４４を上下から挟み込むように一対のナット４８ａ,４８ｂが螺合している。よって、これら一対のナット４８ａ，４８ｂの螺合位置を上下に移動することにより、中間フランジ板４４を上フランジ板４２に対して相対的に上下方向に移動可能であり、これにより、これらフランジ板４２，４４を本体とする弾発力伝達部材４０の上下方向の全長Ｌを変更することができる。かかる機能は、摩擦ダンパー２０を前記上下方向隙間δに設置する際に使用され、また、設置後における弾発力の大きさの再調整においても使用される。これについては後述する。なお、ナット４８ａ，４８ｂの移動を止めれば、当該全長Ｌは、その長さで変動不能に固定される。

また、連結ボルト４６，４６…は、上フランジ板４２、中間フランジ板４４、及び円筒シャフト６０と協働することより、基礎コンクリート１と建物３との間の水平方向の相対変位を摩擦減衰力生成部２１へ伝達する相対変位伝達機構としても機能する。すなわち、当該相対変位は、建物３→上フランジ板４２→連結ボルト４６→中間フランジ板４４→円筒シャフト６０経由で、摩擦減衰力生成部２１の下フランジ板２６の摩擦材２２へ伝達され、そして、同摩擦材２２が滑り材２４上を滑動する。

ここで、円筒シャフト６０については、その長さを図２の例よりも上方に延長して、上フランジ板４２の貫通孔４２ｈに嵌合させ、これにより、連結ボルト４６を経ずに相対変位を伝達するようにした構成（以下、参考例と言う）も考えられるところ、本第１実施形態では、そのようにしていない。
すなわち、この第１実施形態では、円筒シャフト６０を、その上端６０ｅが上フランジ板４２まで到達しないような短い長さにしており、これにより、上フランジ板４２と中間フランジ板４４との間については前記相対変位の伝達を、連結ボルト４６，４６…により行っている。そして、このような構成によれば、円筒シャフト６０の全長を短くできるので、その減量化を通じて製造コストの削減を図れる。また、上述の参考例のように上フランジ板４２の貫通孔４２ｈに円筒シャフト６０の上端部６０ａを嵌合させる場合には、上下方向に所定の嵌合代が必要になり、そのためには、上フランジ板４２はある程度の厚みが必要になるが、この点についても、本第１実施形態によれば、設計時に上記嵌合代を考慮せずに済むので、上フランジ板４２の厚みを薄くすることができて、製造コストの削減を図れる。

圧縮変形付与部材５０は、皿ばね群３０Ｇに圧縮変形を解除可能に付与する部材である。そして、基本的には、上述の伸縮調整機構と同様に、上下方向隙間δへの摩擦ダンパー２０の設置の際などに使用される。よって、摩擦ダンパー２０の作動状態（水平振動の減衰作用を奏する状態）においては基本的に機能しない。

すなわち、詳細には後述の「摩擦ダンパー２０の設置手順」のところで述べるが、この圧縮変形付与部材５０は、摩擦ダンパー２０の圧接力を設計値に設定する際に、予めその圧接力の大きさに対応する圧縮変形量まで皿ばね群３０Ｇを圧縮変形しておく作業に使用するものである。そして、かかる目的の圧縮変形付与部材５０は、ここでは、中間フランジ板４４を下フランジ板２６に連結するセットボルト５１及びナット５２ａとして構成されている。

詳しくは、セットボルト５１の下端部は、下フランジ板２６に貫通形成された雌ねじ２６ｍに螺着され、更にロックナット５４により螺合回転不能に固定されている一方、同セットボルト５１の上端部は、中間フランジ板４４に貫通形成されたボルト孔４４Ｂｈ２に適宜なクリアランスをもって通されている。そして、同セットボルト５１の上端部の外周面に形成された雄ねじ５１ａには、中間フランジ板４４の位置よりも上方にナット５２ａが螺合している。よって、当該ナット５２ａの螺合位置を下方へ移動することにより、セットボルト５１の引っ張りの軸力を反力として皿ばね群３０Ｇに圧縮変形を付与することができる一方、上方へ移動すれば、同圧縮変形を解除することができる。

かかるセットボルト５１は、図３に示すように、これらフランジ板２６，４４の外周縁に沿って等ピッチに複数本配置されており、これにより、皿ばね群３０Ｇの全面に亘って均等に圧縮変形を付与することができる。また、中間フランジ板４４上においては、前述の連結ボルト４６も設けられているので、当該連結ボルト４６との平面配置上の干渉を避けるべく、セットボルト５１は、中間フランジ板４４の円周方向において連結ボルト４６と交互に配置されている。ちなみに、図３の例では、中間フランジ板４４上においてセットボルト５１と連結ボルト４６とは互いに同一円周上に配置されているが、これに限るものではない。

＜＜＜摩擦ダンパー２０の設置手順＞＞＞
ここで、建物３と基礎コンクリート１との間の上下方向隙間δへの摩擦ダンパー２０の設置手順について説明する。なお、以下では、説明の都合上、摩擦ダンパー２０から滑り材２４を取り外した構成のことも、摩擦ダンパー２０と言い、また、摩擦減衰力生成部２１から滑り材２４を取り外した構成のことも、摩擦減衰力生成部２１と言う。

先ず、図２に示すように、基礎コンクリート１の上面に滑り材２４を載置して移動不能に固定する（第１ステップ）。
次に、適宜な作業場において、ジャッキ等を用いて上フランジ板４２の上面４２ａを加圧することにより、連結ボルト４６を介して中間フランジ板４４を下方に移動して皿ばね群３０Ｇを圧縮変形し、これにより、皿ばね群３０Ｇを、圧接力の設計値に対応する弾発力が生じた状態にする。そうして、この状態で、摩擦ダンパー２０の圧縮変形付与部材５０のナット５２ａを締め込む（第２ステップ、圧縮変形工程に相当）。
そうしたら、摩擦ダンパー２０の上フランジ板４２の上面４２ａに接着材を塗布する。接着材としては、高流動性モルタルや高流動性セメント等が使用される（第３ステップ）。

次に、摩擦ダンパー２０を建物３と基礎コンクリート１との間の上下方向隙間δに介装する。すなわち、摩擦ダンパー２０を、既に基礎コンクリート１上に固定した滑り材２４の上面２４ａに載置する（第４ステップ、載置工程に相当）。
そうしたら、弾発力伝達部材４０の伸縮調整機構の上下一対のナット４８ａ，４８ｂを螺合回転してこれらナット４８ａ，４８ｂを下方に移動する。すると、弾発力伝達部材４０の中間フランジ板４４に対して相対的に上フランジ板４２が上方へスライド移動し、つまり、弾発力伝達部材４０が上方に伸長される。そして、この伸長作業を、基礎コンクリート１上に載置された摩擦ダンパー２０の上面２０ｕ、つまり弾発力伝達部材４０の上フランジ板４２の上面４２ａと、建物３の下面３ａとの間の隙間が無くなるまで続ける（第５ステップ、伸長工程に相当）。

そして、当該隙間が無くなって建物３の下面３ａに当接したら、弾発力伝達部材４０の上フランジ板４２を建物３の下面３ａにボルト止めし、また、前述の接着材が固化するまで待つ（第６ステップ）。
そして、接着材が固化したら、圧縮変形付与部材５０のナット５２ａを緩めて上方へ移動し、これにより、圧縮変形付与部材５０による皿ばね群３０Ｇの圧縮拘束を解除する。つまり、圧縮変形付与部材５０のセットボルト５１の軸力が完全に解放されるまで、ナット５２ａを緩める。

すると、皿ばね群３０Ｇの弾発力の作用対象が、セットボルト５１から弾発力伝達部材４０へと移り、つまり、皿ばね群３０Ｇは、弾発力伝達部材４０を上方へ押圧し、その反力を建物３から得て、最終的には、摩擦減衰力生成部２１の摩擦面２２ａ及び滑り面２４ａに、皿ばね群３０Ｇの弾発力が圧接力として付与される。ここで、この時には、弾発力の作用対象がセットボルト５１から摩擦減衰力生成部２１に切り替わっただけであり、当該弾発力の大きさは、第２ステップでセットされた設計値と略同値に維持されている。よって、摩擦減衰力生成部２１には略設計値の圧接力が付与されており、もって、水平振動の減衰に必要な計画通りの大きさの摩擦力が、摩擦面２２ａと滑り面２４ａとの間に生じることとなる（第７ステップ、圧縮変形解除工程に相当）。
なお、緩めたナット５２ａは、セットボルト５１の上端部に付けておいても良いし、セットボルト５１から取り外して別途保管しても良い。

そして、以上説明したことから明らかなように、当該第１実施形態に係る摩擦ダンパー２０の構成によれば、上下方向隙間δの寸法が、所期の計画値からずれている場合であっても、当該計画値からのずれを、伸縮調整機構による弾発力伝達部材４０の上方への伸縮調整によって吸収することができる。よって、フィラプレート挿入やグラウト打設による調整は行わずに済み、結果、調整作業負荷の大幅な軽減を図れる。

なお、ここで望ましくは、上述の圧縮変形量の設定値は、皿ばね３０の荷重−撓み関係における非線形領域内、つまり、皿ばね３０の撓み量（圧縮変形量）の変動に対する弾発力の変動の小さい領域内に設定されるのが好ましい。そして、圧縮変形量の設定値がこの非線形領域内に収まっていれば、アイソレータ７のクリープ現象や気温変動による膨張収縮等の経時変化に起因して上述の上下方向隙間δが変化する場合であっても、皿ばね群３０Ｇの弾発力変動を小さく抑えることができ、その結果、摩擦面２２ａと滑り面２４ａとの間の摩擦力をほぼ一定に維持できる。これにより摩擦ダンパー２０は、安定した振動減衰作用を発揮することができる。

但し、詳細には後述するが、この第１実施形態の構成によれば、摩擦ダンパー２０の設置後の弾発力の調整も容易に行えるので、設置後の上下方向隙間δが経時変化しても、手軽に再調整することができる。よって、必ずしも非線形領域を利用する必要は無い。つまり、場合によっては、皿ばね３０に代えてコイルばね等の線形ばねを適用しても良い。

また、上述の摩擦ダンパー２０の設置手順の説明では、既に構築済みの建物３の下面３ａと基礎コンクリート１との間の上下方向隙間δに摩擦ダンパー２０を挿入する場合を例に説明したが、摩擦ダンパー２０の設置手順は何等これに限るものではない。

例えば、先ず、基礎コンクリート１を構築し、その後、第１ステップ及び第２ステップを行い、次に、建物３の下面３ａを構築し、その後、第３ステップから第７ステップを行うようにしても良い。

＜＜＜摩擦ダンパー２０の設置後の圧接力の調整手順＞＞＞
ところで、摩擦ダンパー２０の設置後に上下方向隙間δの大きさが経時変化した場合に圧接力が変化する虞があるが、その場合についても、前記伸縮調整機構による弾発力伝達部材４０の伸縮調整によって、前記隙間δの大きさの変化に対処可能である。つまり、当該変化分だけ弾発力伝達部材４０の上下方向の全長Ｌを伸縮変更することにより、皿ばね群３０Ｇの圧縮変形量を摩擦ダンパー２０の設置当初の状態に戻すことができる。これにより、圧接力を速やかに設計値に戻すことができて、その結果、計画通りの大きさの摩擦力を減衰力として発生させることができる。

ここで、図２を参照しつつ、この圧接力の調整手順について詳しく説明する。なお、ここでは、上下方向隙間δが、摩擦ダンパー２０の設置時と比べて広がってしまった場合を例に説明する。その場合には、隙間δが広がった分だけ皿ばね群３０Ｇの弾発力が弱くなっているので、弾発力伝達部材４０の全長Ｌを長くして弾発力を大きくすることにより、設計値へと戻すことになる。

先ず、伸縮調整機構に係るナット４８ｂを弾発力伝達部材４０の調整分だけ下方へ移動する。次に、上フランジ板４２と中間フランジ板４４との間の間隔Ｇに、ジャッキ（不図示）を介装する。そして中間フランジ板４４がナット４８ｂに押し当たるまで、ジャッキを上下方向に伸長させる。

次に、中間フランジ板４４が下方に移動した分だけ、伸縮調整機構に係る連結ボルト４６のナット４８ａを螺合回転して下方に移動して当該ナット４８ａを上方から中間フランジ板４４に押し付けた状態にし、これにより、連結ボルト４６の軸力で皿ばね群３０Ｇの弾発力を受けられるようにする。

そうしたら、ジャッキを短縮して摩擦ダンパー２０から外す。すると、ジャッキに作用していた皿ばね群３０Ｇの弾発力は、弾発力伝達部材４０の方に作用して当該弾発力伝達部材４０を上方へ押圧し、その反力を建物３から得て、最終的には、摩擦減衰力生成部２１の摩擦面２２ａ及び滑り面２４ａに皿ばね群３０Ｇの弾発力が圧接力として付与される。以上をもって、摩擦ダンパー２０の圧接力を設計値へ戻す調整が終了する。

なお、上述では、設計値からずれた圧接力を設計値に戻す調整を例示したが、当該調整の目的は何等これに限るものではない。例えば、実際の摩擦係数が想定値と違っていた場合には、圧接力を設計値どおりに設定しても、所期の減衰効果を期待できないが、その場合にも、上述と同じ手順により対応可能である。すなわち、摩擦係数の想定値と実績値との相違分だけ、圧接力を設計値からずらして設定すれば、所期の減衰力を得ることができる。

＝＝＝第２実施形態＝＝＝
図６は、第２実施形態に係る摩擦ダンパー２０ａの側面図であり、図７は、同摩擦ダンパー２０ａを斜め下方から見た斜視図である。
上述の第１実施形態との相違点は、弾発力伝達部材４０（４０ａ）の連結部材４６（７０）の構成にある。そして、これ以外の点は概ね上述の第１実施形態と同じである。よって、同じ構成については同じ符号を付し、その説明については省略する。

図６に示すように、この第２実施形態の弾発力伝達部材４０ａも上フランジ板４２と中間フランジ板４４とを有している。そして、これらフランジ板４２，４４同士は、互いの間に間隔Ｇをもたせつつ、連結部材７０によって連結されている。
ここで、第１実施形態と同様に、この第２実施形態に係る連結部材７０も、弾発力伝達部材４０ａを上下方向に伸縮する伸縮調整機構として機能する。

すなわち、連結部材７０は、上フランジ板４２の下面に溶接等により一体に固定された上側部材７１（第１部材に相当）と、中間フランジ板４４の上面に溶接等により一体に固定された下側部材７２（第２部材に相当）と、これら上側部材７１と下側部材７２とを互いの鉛直面７１ａ，７２ａ同士において重合させて（面接触させて）摩擦接合状態で締結固定する高力ボルト７３ａ及びナット７３ｂと、を有する。そして、上側部材７１及び下側部材７２に形成される高力ボルト７３ａのボルト孔（不図示）は、少なくとも一方が上下方向に長い長孔に形成されている。よって、前記鉛直面７１ａ，７２ａにおいて上側部材７１を下側部材７２に対して相対的に上方又は下方にスライド移動させた後に、高力ボルト７３ａ及びナット７３ｂによって相対移動不能な摩擦接合状態に締結固定すれば、上フランジ板４２の上面４２ａと中間フランジ板４４の下面４４ａとの距離Ｌたる弾発力伝達部材４０ａの上下方向の全長Ｌを変更することができる。よって、上述の第１実施形態と同様に、摩擦ダンパー２０ａの設置時の調整作業負荷を大幅に軽減可能となる。

また、この第２実施形態の場合には、高力ボルト７３ａを用いているので、上側部材７１及び下側部材７２の断面性能を高めれば、上述の鉛直面７１ａ，７２ａは、高力ボルト７３ａの締結によって強固な摩擦接合状態を実現可能である。よって、上述の第１実施形態と比べて、弾発力伝達部材４０ａは、大きな上下方向の圧縮荷重の作用下においても耐えることができ、よって、摩擦力の計画値が大きい場合に好適である。

＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施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以下に示すような変形が可能である。

上述の実施形態では、摩擦ダンパー２０の各構成要素のなかで、上下方向隙間δにおいて互いに直列に並ぶ構成要素たる弾発力伝達部材４０、皿ばね群３０Ｇ、及び摩擦減衰力生成部２１を、この順番で上から下へと直列に並べた構成を例示したが（図２の概略中心縦断面図を参照）、この並び順は、何等これに限るものではない。例えば、図２の状態の摩擦ダンパー２０を上下反転して、上下方向隙間δに介装しても良い。すなわち、図８の摩擦ダンパー２０ｂの概略中心縦断面図に示すように、上から下へと、摩擦減衰力生成部２１、皿ばね群３０Ｇ、及び弾発力伝達部材４０の順番で直列に配置しても良い。

上述の実施形態では、免震装置１０を建物３と基礎コンクリート１との間の上下方向隙間δに介装したが、何等これに限るものではない。例えば、建物３が多層階からなる場合には、上部構造体としてのＮ＋１階の躯体と、下部構造体としてのＮ階の躯体との間の上下方向隙間に免震装置１０を介装しても良い。また、上部構造体として、嫌振装置である半導体製造設備等を設置する床、あるいは、大型装置等に適用してもよい。

１ 基礎コンクリート（下部構造体）、３ 建物（上部構造体）、３ａ 下面、
７ アイソレータ、１０ 免震装置、２０ 摩擦ダンパー、
２０ａ 摩擦ダンパー、２０ｂ 摩擦ダンパー、２０ｕ 上面、
２１ 摩擦減衰力生成部、２２ 摩擦材、２２ａ 摩擦面、
２４ 滑り材、２４ａ 滑り面、２６ 下フランジ板、２６ａ 嵌合凹部、
３０ 皿ばね（ばね部材）、３０ｈ 貫通孔、
３０Ｇ 皿ばね群（ばね部材）、３０Ｇｈ 孔部、
４０ 弾発力伝達部材、４０ａ 弾発力伝達部材、
４２ 上フランジ板（第１プレート）、４２ａ 上面、４２ｈ 貫通孔、
４４ 中間フランジ板（第２プレート）、
４４Ｂｈ ボルト孔、４４Ｂｈ２ ボルト孔、
４４ａ 下面、４４ｈ 貫通孔、４６ 連結ボルト（連結部材、棒体）、
４７ ロックナット、４８ａ ナット、４８ｂ ナット、
５０ 圧縮変形付与部材、５１ セットボルト、５２ａ ナット、
５４ ロックナット、６０ 円筒シャフト（軸部材）、
６０ａ 上端部（一方の軸端部）、６０ｂ 下端部（他方の軸端部）、
７０ 連結部材、７１ 上側部材（第１部材）、７１ａ 鉛直面、
７２ 下側部材（第２部材）、７２ａ 鉛直面、
７３ａ 高力ボルト、７３ｂ ナット、
δ 上下方向隙間、Ｇ 間隔

Claims (6)

1. 上部構造体と下部構造体との間の上下方向隙間に介装され、前記上部構造体を免震支持するアイソレータと、
   前記上下方向隙間に前記アイソレータと並列に介装され、前記上部構造体と前記下部構造体との間の水平振動を、摩擦力を減衰力として用いて減衰する摩擦ダンパーと、を備えた免震装置であって、
   前記摩擦ダンパーは、
   前記上下方向隙間に介装され、摩擦面及び該摩擦面に圧接しつつ滑動する滑動面を有する摩擦減衰力生成部と、
   前記上下方向隙間に前記摩擦減衰力生成部と直列に介装され、前記摩擦減衰力生成部に圧接力を生じさせるべく弾発力を発生するばね部材と、
   前記上下方向隙間に前記摩擦減衰力生成部及び前記ばね部材と直列に介装され、前記弾発力を上下方向に伝達する弾発力伝達部材と、
   前記ばね部材に対して前記圧接力に係る前記弾発力を設定する際に使用され、前記ばね部材に上下方向の圧縮変形を付与及び解除可能な圧縮変形付与部材と、を備え、
   前記弾発力伝達部材は、該弾発力伝達部材を上下方向に伸縮する伸縮調整機構を有し、
   前記水平振動に係る前記上部構造体と前記下部構造体との間の水平方向の相対変位が、前記伸縮調整機構を介して前記摩擦減衰力生成部へ伝達されることを特徴とする免震装置。
2. 請求項１に記載の免震装置であって、
   前記ばね部材は、上下方向の第１貫通孔を有し、
   前記弾発力伝達部材は、第１プレートと、該第１プレートに上下方向の間隔をもって対向配置される第２プレートと、前記第１プレートと前記第２プレートとを連結し、前記伸縮調整機構として機能する連結部材と、を有し、
   前記第２プレートは、前記第１プレートと前記摩擦減衰力生成部との間に位置しつつ、前記ばね部材に上下方向から当接し、
   前記第２プレートは、上下方向の第２貫通孔を有し、
   前記第１貫通孔に挿通された軸部材の一方の軸端部は、前記第２貫通孔に挿通されることにより前記第２プレートに対して水平方向の相対移動不能に係合し、前記軸部材の他方の軸端部は、前記摩擦減衰力生成部に対して相対移動不能に係合しており、
   前記相対変位は、前記第１プレート、前記連結部材、前記第２プレート、前記軸部材を経由して、前記摩擦減衰力生成部へ伝達されることを特徴とする免震装置。
3. 請求項２に記載の免震装置であって、
   前記伸縮調整機構としての前記連結部材によって、前記第１プレートと前記第２プレートとの間の前記間隔の大きさを変更することにより、前記弾発力伝達部材を上下方向に伸縮調整することを特徴とする免震装置。
4. 請求項３に記載の免震装置であって、
   前記連結部材は、上下方向に軸方向が向いた棒体を有し、
   前記棒体の上端部及び下端部は、螺合構造によって前記第１プレート及び前記第２プレートに締結固定され、
   前記第１プレートと前記第２プレートとの間に位置する前記棒体の部分の長さを変更することにより、前記間隔の大きさを変更することを特徴とする免震装置。
5. 請求項３に記載の免震装置であって、
   前記連結部材は、前記第１プレートに一体に固定された第１部材と、前記第２プレートに一体に固定された第２部材と、前記第１部材と前記第２部材とを互いの鉛直面同士において重合させて摩擦接合状態で締結固定する高力ボルトと、を有し、
   前記第１部材及び前記第２部材に形成される前記高力ボルトのボルト孔は、少なくとも一方が上下方向に長い長孔に形成されていることを特徴とする免震装置。
6. 請求項１乃至５の何れかに記載の免震装置の設置方法であって、
   前記圧縮変形付与部材によって、前記ばね部材を、前記圧接力の大きさに対応する圧縮変形量まで圧縮変形する圧縮変形工程と、
   前記摩擦ダンパーを前記下部構造体上に載置する載置工程と、
   前記圧縮変形工程及び前記載置工程の後に、前記下部構造体上に載置された前記摩擦ダンパーの上面と前記上部構造体の下面との間の隙間がなくなるまで、前記伸縮調整機構によって前記弾発力伝達部材を上方に伸長する伸長工程と、
   前記伸長工程の後に、前記圧縮変形付与部材による前記ばね部材の圧縮変形を解除する圧縮変形解除工程と、を有することを特徴とする免震装置の設置方法。