JP2015172387A - 免震装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
免震装置に設けられた弾性体が損傷を受けることを防ぐことが可能な免震装置を提供すること。
【解決手段】
実施形態の免震装置は、免震対象９と基礎部８との間に設けられ、自らが伸縮することで免震対象９に生じた水平方向の揺れを低減させる弾性体を有する免震装置１０であって、基礎部８に固定された固定部１１と、弾性体を有し固定部１１上に設けられた免震ユニット１２と、免震ユニット１２のうち固定部１１に対向する面である第１面に設けられた第１固定溝２５と、固定部１１のうち免震ユニット１２に対向する面である第２面に設けられた第２固定溝２６と、第１固定溝２５及び第２固定溝２６に同時に嵌合し基礎部８に免震ユニット１２の水平方向の位置の移動を制限する固定具２７を有し、固定具２７は水平方向に所定の力がかかると免震ユニット１２の水平方向の移動の制限を解除する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、免震装置に関する。

機器や建物が地震によって受ける衝撃を緩和し、機器や建物が被る損傷を低減させるために免震装置が設けられる。地震による衝撃を緩和することを免震といい、免震される機器や建物を免震対象と呼称することとする。免震装置は、例えば機器や建物等の免震対象と免震対象が載せられる基礎部との間に設けられる。

免震装置は、周期の短いはげしい地震の揺れを、長い周期の穏やかな揺れに変え、そして穏やかにした揺れを速やかに止める。そのための構成の一部として、ばねや積層ゴムなどの弾性体を備えている。免震装置に設けられた弾性体は自らが伸縮する事により、免震対象に生じた水平方向の揺れを低減させる働きを有する。

特開２００５−２５７００１号公報

免震装置に設けられた弾性体は、予め弾性体にかかる荷重を想定し、その荷重に耐えられるように設計されている。しかし、実際にかかった荷重が想定した荷重を超える場合には、弾性体が損傷を受け、または破断し、免震対象が大きな衝撃を受ける可能性がある。

そこで本発明は、免震対象と基礎部との間に設けられ、自らが伸縮することで免震対象に生じた水平方向の揺れを低減させる弾性体を有する免震装置であって、免震装置に設けられた弾性体が損傷を受けることを防ぐことが可能な免震装置を提供することを目的とする。

上記課題を達成するため、実施形態の免震装置は、免震対象と基礎部との間に設けられ、自らが伸縮することで免震対象に生じた水平方向の揺れを低減させる弾性体を有する免震装置であって、基礎部に固定された固定部と、弾性体を有し固定部上に設けられた免震ユニットと、免震ユニットのうち固定部に対向する面である第１面に設けられた第１固定溝と、固定部のうち免震ユニットに対向する面である第２面に設けられた第２固定溝と、第１固定溝及び第２固定溝に同時に嵌合し基礎部に免震ユニットの水平方向の位置の移動を制限する固定具を有し、固定具は水平方向に所定の力がかかると免震ユニットの水平方向の移動の制限を解除するものとする。

（ａ）免震装置の上面図と（ｂ）免震装置の断面図。 免震装置の配置図。 第１の実施形態における免震装置の弾性体保護構造の断面図。 第１の実施形態における免震装置の弾性体保護構造が動作する様子の模式図。 第２の実施形態における免震装置の弾性体保護構造の断面図。 第２の実施形態における免震装置の弾性体保護構造が作用する様子の模式図。 第３の実施形態における免震装置の弾性体保護構造の断面図。 （ａ）〜（ｃ）第３の実施形態における免震装置の弾性体保護構造が作用する様子の模式図。 第３の実施形態における免震装置の弾性体保護構造が再度作用する様子の模式図。 第４の実施形態における免震装置の弾性体保護構造の断面図。 第４の実施形態における免震装置の弾性体保護構造が作用する様子の模式図。 第５の実施形態における免震装置の弾性体保護構造の断面図。 第５の実施形態における免震装置の弾性体保護構造が作用する様子の模式図。

以下本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

（第１の実施形態）
第１の実施形態の免震装置の保護構造について図１乃至図４を用いて説明する。図１（ａ）は免震装置の上面図であり、図１（ｂ）は免震装置の断面図である。図２は免震装置の配置図である。図３は第１の実施形態における免震装置の弾性体保護構造の断面図である。図４は第１の実施形態における免震装置の弾性体保護構造が動作する様子の模式図である。なお、免震装置が設けられる機器や建物等を免震対象と呼称する。また、本実施形態において免震対象は機器であるものとする。

（構造）
本実施形態において、免震対象９は建屋内にあり、建屋の床に設けられた基礎部８の上に設けられ、免震装置１０は免震対象９と基礎部８の間に設けられている。なお、基礎部８は建屋の床と一体であってもよいし、免震対象９が建屋の１階や屋外に設けられたものであれば、基礎部８は地盤そのものであってもよいし、地盤と直接固定されたものであってもよい。

図１は免震装置１０の模式図であり、図１（ａ）に記載された上面図のＡＡ´の断面図が図１（ｂ）である。また、図１（ｂ）に記載された断面図において、免震対象９から下側の構成の上面図が図１（ａ）である。

免震装置１０は、基礎部８に固定された固定部１１と、固定部１１の上に設けられた免震ユニット１２を有する。固定部１１は基礎部８に固定された構成であり、滑り板１５と固定板５を有する。免震ユニット１２は、滑り板１５の上に設けられ地震の衝撃を緩和する転がりユニット６と、固定板５の上に設けられ免震対象９に生じた水平方向の揺れを低減させる減衰ユニット７を有する。

転がりユニット６は、免震対象９が載せられ固定された免震台１３と、免震台１３を支える免震台支持脚１４と、滑り板１５と免震台支持脚１４の間に設けられたローラー１６を有する。滑り板１５は免震台支持脚１４の直下になるように設けられる。ローラー１６と滑り板１５及び免震台支持脚１４との摩擦は小さいものとする。

また、免震台支持脚１４と滑り板１５の間にはローラー１６が設けられているため、免震台支持脚１４及び免震台１３、免震対象９は滑り板１５上を移動することが可能である。免震台支持脚１４が一方向軸に移動するよう、ガイド部材２０が設けられている。免震台支持脚１４は、基礎部８または固定部１１に設けられたガイド部材２０に沿って移動する。ガイド部材２０は直線形状であるため、免震台１３は直線上を移動する。

減衰ユニット７は、免震台１３から鉛直下方向に突出した２個の係合部材１７ａ、ｂと、固定板５上に設けられた２個の摺動係合部材１８ａ、ｂと、固定板５上に設けられた摺動係合部材制御部１９を有している。２個の係合部材１７ａ、ｂは免震台１３が移動可能な一直線方向に並んでいる。また、摺動係合部材１８ａ、ｂと摺動係合部材制御部１９は免震台１３が移動可能な一直線方向に、摺動係合部材１８ａ、摺動係合部材制御部１９、摺動係合部材１８ｂの順に並んでいる。

摺動係合部材１８ａ、ｂは鉛直上方向に突出しており、２個の摺動係合部材１８ａ、ｂは２個の係合部材１７ａ、ｂを外側から挟み込むように設けられ、摺動係合部材１８ａ、ｂはそれぞれ係合部材１７ａ、ｂに干渉する。また、摺動係合部材１８ａ、ｂは弾性体である水平ばね２２で接続されている。水平ばね２２は水平方向に伸縮するばねである。摺動係合部材１８ａ、ｂは固定板５上をガイド部材２０にそって水平方向に移動可能である。

摺動係合部材制御部１９は２個の摺動係合部材１８ａ、ｂの間に設けられ、水平方向の移動は固定板５上に弾性体保護構造２１により固定されている。弾性体保護構造２１は固定板５と摺動係合部材制御部１９の間に設けられた構造である。

次に、弾性体保護構造２１について図３を用いて説明する。まず、免震ユニット１２の構成の一部である摺動係合部材制御部１９の固定板５に対向する面を第１面２３と呼称する。また、固定板５のうち摺動係合部材制御部１９に対向する面を第２面２４と呼称する。つまり、図２における固定板５では、上端平面が第２面２４である。第１面２３と第２面２４は接触している。

弾性体保護構造２１は、摺動係合部材制御部１９の第１面に設けられた第１固定溝２５と、第２面に設けられた第２固定溝２６と、第１固定溝２５及び第２固定溝２６に嵌合する固定具２７を有する。

ここで、固定具２７のうち第１固定溝２５に嵌合している部分、または固定具２７のうち第１固定溝２５に嵌合していた部分を第１固定溝嵌合部３３と呼称する。また、固定具２７のうち第２固定溝２６に嵌合している部分、または固定具２７のうち第２固定溝２６に嵌合していた部分を第２固定溝嵌合部３４と呼称する。

また、第２面２４には、第２固定溝２６の他に再固定溝２８が設けられている。再固定溝２８は第１固定溝嵌合部３３と嵌合することが可能である。例えば再固定溝２８は、図３に示されるように、第２固定溝２６の左右に１ずつ設けられているものとする。第１固定溝嵌合部３３の鉛直方向の長さは、再固定溝２８の鉛直方向の深さよりも長い。また、第１固定溝２５は再固定溝２８よりも鉛直方向の深さが深い。

（作用）
以下、本実施形態の免震装置の作用について説明する。まず、転がりユニット６の作用について説明する。滑り板１５とローラー１６、ローラー１６と免震台支持脚１４は摩擦が小さいため、地震により基礎部８の水平方向の位置が変動しても、免震台１３には水平方向の力が殆ど加わらず移動しない。つまり、転がりユニット６は免震ユニット１２を固定部１１に対して移動可能に設けることにより、免震対象９が受ける地震の衝撃を緩和することが可能である。なお、基礎部８が移動すると、相対的に免震台１３は基礎部８上で移動することとなる。

次に、減衰ユニット７の作用について説明する。減衰ユニット７は免震対象９及び免震ユニット７に生じた水平方向の揺れを低減させる作用を有する。

例えば、図１（ｂ）において、基礎部８の移動により、免震台１３が相対的に基礎部８に対して右方向に移動する場合、係合部材１７ａ、ｂは右方向に移動し、係合部材１７ｂに干渉している摺動係合部材１８ｂも右に移動する。一方、摺動係合部材１８ａは摺動係合部材制御部１９により右方向の移動が制限されているため移動しない。そして、摺動係合部材１８ａと摺動係合部材１８ｂに接続されている水平ばね２２は引き伸ばされ、その弾性力によって、左方向の力を摺動係合部材１８ｂ及び係合部材１７ｂに及ぼし、免震台１３の右方向の移動を抑制する。

また、図１（ｂ）において、基礎部８の移動により、免震台１３が相対的に基礎部８に対して左方向に移動する場合、係合部材１７ａ、ｂは左方向に移動し、係合部材１７ａに干渉している摺動係合部材１８ａも左に移動する。一方、摺動係合部材１８ｂは摺動係合部材制御部１９により左方向の移動が制限されているため移動しない。そして、摺動係合部材１８ａと摺動係合部材１８ｂに接続されている水平ばね２２は引き伸ばされ、その弾性力によって、右方向の力を摺動係合部材１８ｂ及び係合部材１７ｂに及ぼし、免震台１３の左方向の移動を抑制する。

以上のように、水平ばね２２の弾性力によって、免震台１３には移動方向に対して逆方向の力が働くため、減衰ユニット７は免震ユニット１２に生じた固定部１１に対する水平方向の揺れは速やかに減衰される。

なお、免震ユニット１２は、摺動係合部材制御部１９が固定板５に固定された位置を中心に、水平ばね２２が伸縮する範囲で固定板５および基礎部８上を移動する。また、摺動係合部材制御部１９は弾性体保護構造２１によって基礎部８に固定されている。すなわち、免震ユニット１２の水平方向の移動は弾性体保護構造２１によって制限されているといえる。

また、本実施形態の免震装置は、一台で水平方向の一方向軸の免震が可能である。図２に示すように免震対象１つに対して、２個の免震装置を水平面状で垂直な関係に設けることで、水平方向のより多くの方向の揺れに対して免震することが可能となる。

また、水平ばね２２は、水平ばね２２を引き伸ばそうとする力に対して堪え、収縮することが可能である。しかし、水平ばね２２を引き伸ばす力が所定の値を超えると、水平ばね２２は損傷を受け、または破断することがある。ここで、水平ばね２２にかかっている引き伸ばす方向の力を引き伸ばし力と呼称する。

次に、弾性体保護構造２１の作用について説明する。弾性体保護具２１は水平ばね２２が損傷を受けないよう保護するための構成である。免震台１３が基礎部８及び固定部１１に対して移動し水平ばね２２が引き伸ばされる際、固定具２７には水平ばね２２にかかっている引き伸ばし力と等しい力が加わっている。例えば、図３において、免震台１３が右に移動した場合、水平ばね２２には右方向の引き伸ばし力がかかっており、第１固定溝嵌合部３３にも右から引き伸ばし力と等しい力が加わることとなる。

なお、引き伸ばし力に対して、固定具２７は水平ばね２２よりも脆く構成されている。つまり、水平ばね２２と固定具２７に同様の引き伸ばし力がかかっている場合、水平ばね２２が損傷を受けるよりも先に固定具２７が破断するように、固定具２７は設計されているものとする。そして、固定具２７は第１固定溝２５に嵌合している部分と第２固定溝２６に嵌合している部分とで破断する。固定具２７は例えば、第１固定溝嵌合部３３と第２固定溝嵌合部３４との境目部分に切れ込みが入れられているものとする。

固定具２７は、固定具２７にかかる引き伸ばし力が、固定具破断力に達すると破断するものとする。固定具破断力は、水平ばね２２が損傷を受ける際の引き伸ばし力よりも小さい力である。

固定具２７が破断すると、摺動係合部材制御部１９の固定板５に対する固定が解除され、水平ばね２２にかかっていた引き伸ばし力が緩和される。例えば、免震台１３が右に移動し、引き伸ばし力が固定具破断力を超えた場合、固定具２７は破断し、摺動係合部材制御部１９及び摺動係合部材１８ａは右方向に移動し、水平ばね２２にかかっていた引き伸ばし力が緩和される。

弾性体保護構造２１は水平ばね２２にかかっていた引き伸ばし力を緩和した後、再び摺動係合部材制御部１９を固定板５に対して固定することが可能である。そして、再び水平ばね２２は水平方向の揺れを減衰させることが可能となる。

例えば、固定具２７が破断し摺動係合部材制御部１９が右方向に移動する際、図４上段に示すように第１固定溝２５には第１固定溝嵌合部３３が残っており、摺動係合部材制御部１９と共に移動する。そして、第１固定溝２５が再固定溝２８の直上に至ると、図４下段に示すように第１固定溝嵌合部３３は再固定溝２８内に落下し、再固定溝２８と嵌合する。再固定溝２８の深さは第１固定溝嵌合部３３の鉛直方向の長さよりも浅い。そのため、第１固定溝嵌合部３３は第１固定溝２５と再固定溝２８に嵌合し、摺動係合部材制御部１９は固定板５に水平方向の位置が再び固定される。

そして、摺動係合部材制御部１９が固定板５に固定されたことによって、再び水平ばね２２は免震台１３の移動に応じて伸縮することが可能となり、免震台１３の揺れを減衰することが可能となる。

なお、免震台１３が左方向に移動し固定具２７が破断した場合も同様である。固定具２７の破断により水平ばね２２の左方向の引き伸ばし力は緩和される。そして、第１固定溝嵌合部３３が第１固定溝２５及び再固定溝２８と嵌合することにより、摺動係合部材制御部１９は固定部１１に再び固定される。

（効果）
以下、本実施形態の免震装置１０の効果について説明する。本実施形態の免震装置１０では、免震装置１０と基礎部８を固定する固定具２７が、水平ばね２２が損傷を受けまたは破断するよりも前に破断する。そして免震ユニット１２と固定板５、つまり基礎部８との固定を解除し、水平ばね２２に係る引き伸ばし力を緩和させる。そのため、水平ばね２２が破断するような衝撃が免震装置１０に加わったとしても、水平ばね２２が損傷を受けることを防ぐことができる。

また、免震装置１０は第１固定溝嵌合部３３よりも浅い再固定溝２８を有しているため、免震装置１０と基礎部８の固定を解除したのち、再び免震装置１０と基礎部８を固定することが可能である。そのため、過大な衝撃が免震装置に加わったとしても、水平ばね２２は免震台１３及び免震対象９の振動を再び減衰させることが可能となる。そして、予想以上の地震の衝撃があっても免震対象９を免震することが可能となる。

（第２の実施形態）
次に第２の実施形態について図５及び図６を用いて説明する。図５は第２の実施形態における免震装置の弾性体保護構造の断面図である。図６は第２の実施形態における免震装置の弾性体保護構造が作用する様子の模式図である。なお、第１の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

（構成）
本実施形態の免震装置１０の弾性体保護構造２１は図５に示すように、第１の実施形態の構成に加えて、第２面に設けられた破断物脱落溝２９を供える。破断物脱落溝２９は、第２固定溝２６と再固定溝２８との間に設けられる。また、再固定溝２８の鉛直方向の深さは、第１固定溝嵌合部３３の鉛直方向の長さよりも深い。

本実施形態の再固定溝２８の内側には再固定具３０が設けられている。再固定具３０は再固定溝２８から突出しないよう収納されることが可能であり、第１固定溝２５と嵌合可能な再嵌合部３１と再固定具押し上げ手段３２を有する。

再嵌合部３１は鉛直方向に長い棒状であって、再固定具押し上げ手段３２により、鉛直上方向に力が加えられている。また、再嵌合部３１の鉛直方向の長さは、第１固定溝２５の鉛直方向の深さよりも長い。

再固定具押し上げ手段３２は例えばばねであるものとするが、再嵌合部３１に鉛直上方向に力を加えられるものならば、ばね以外の構成であっても良い。また、第２固定溝に固定具２７が嵌合しているとき、破断物脱落溝２９と再固定溝２８の開口部は免震ユニット１２の第２面により塞がれている。

（作用）
本実施形態の弾性体保護構造２１の作用について説明する。第１の実施形態と同様に、免震台１３が固定板５に対して移動し、固定具２７にかかる力が固定具破断力となったとき、固定具２７は破断する。そして図６の上段に示すように、摺動係合部材制御部１９は水平ばね２２が引き伸ばされている方向に移動し、水平ばね２２の引き伸ばし力が緩和される。図６の上段では摺動係合部材制御部１９は右方向に移動している。そして第１固定溝嵌合部３３も摺動係合部材制御部１９と一緒に移動する。

図６の下段に示すように、摺動係合部材制御部１９の移動により、第１固定溝２５が破断物脱落溝２９の直上に至ると、第１固定溝嵌合部３３が破断物脱落溝２９内に落下する。破断物脱落溝２９の鉛直方向の深さは、第１固定溝嵌合部３３の鉛直方向の長さよりも深い。そのため、摺動係合部材制御部１９は破断物脱落溝２９とは固定されない。第１固定溝内２５は空となる。

さらに摺動係合部材制御部１９が移動し、第１固定溝２５が再固定溝２８の直上に至ると、再固定具３０の再嵌合部３１が押し上げ手段３２により再固定溝２８から押し上げられ、第１固定溝２５に嵌合する。嵌合部３１の鉛直方向の長さは、第１固定溝２５の鉛直方向の深さよりも長いため、再嵌合部３１は第１固定溝２５と再固定溝２８に嵌合し、摺動係合部材制御部１９は固定板５に水平方向の位置が再び固定される。そして、摺動係合部材制御部１９が固定板５に固定されたことによって、再び水平ばね２２は免震台１３の移動に応じて伸縮することが可能となり、固定部１１に対する免震台１３の左右の揺れを減衰することが可能となる。

（効果）
以下、本実施形態の免震装置１０の効果について説明する。本実施形態の免震装置１０は、第１の実施形態と同様に、免震装置１０と基礎部８を固定する固定具２７が破断することで、水平ばね２２に係る引張力を緩和させる。そのため、衝撃が免震装置１０に加わったとしても、水平ばね２２は損傷を受けることが無い。

また、第１の実施形態と同様に免震装置１０は再固定溝２８を有しており、免震装置１０と基礎部８の固定を解除したのち、再び免震装置１０と基礎部８を固定することが可能である。そのため、想定以上の衝撃が免震装置に加わったとしても、水平ばね２２は免震台１３及び免震対象９の振動を再び減衰させることが可能となる。そして、予想以上の地震の衝撃があっても免震対象９を免震することが可能となる。

また、本実施形態では、固定板５側から押し上げられた再嵌合部３１が第１固定溝２５と再固定溝２８に嵌合し、摺動係合部材制御部１９と固定板５が再び固定される。そのため、第１固定溝嵌合部３３の鉛直方向の長さは第１の実施形態と比較して、本実施形態の方が短くすることができる。また、第１固定嵌合部３３の鉛直方向の長さが短い分、第１の実施形態と比較して第１固定溝を浅くすることが可能である。

そのため、本実施形態の弾性体保護構造２１は摺動係合部材制御部１９に充分な厚さがない場合であっても設けることが可能である。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について図７及び図８を用いて説明する。図７は第３の実施形態における免震装置の弾性体保護構造の断面図である。図８（ａ）乃至（ｃ）は何れも第３の実施形態における免震装置の弾性体保護構造が作用する様子の模式図である。なお、第１の実施形態または第２の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

（構成）
本実施形態の免震装置１０の弾性体保護構造２１は図７に示すように、第２の実施形態の構成に加えて、固定具２７が嵌合部３５と固定具押し上げ手段３６を有する。嵌合部３５は第１固定溝２５と嵌合可能であり、鉛直方向の長さが第１固定溝２５の鉛直方向の深さよりも長い。固定具押し上げ手段３６は第２固定溝２６の内部に設けられ、嵌合部３５に鉛直上方向の力をかけている。固定具押し上げ手段３６は例えばばねであるものとするが、嵌合部３５に鉛直上方向に力を加えられるものならば、ばね以外の構成であっても良い。

ここで、嵌合部３５のうち第１固定溝２５に嵌合している部分、または嵌合部３５のうち第１固定溝２５に嵌合していた部分を第３固定溝嵌合部３７と呼称する。また、嵌合部３５のうち第２固定溝２６に嵌合している部分、または嵌合部３５のうち第２固定溝２８に嵌合していた部分を第４固定溝嵌合部３８と呼称する。

また、再嵌合部３１のうち第１固定溝２５に嵌合する部分、または再嵌合部３１のうち第１固定溝２５に嵌合していた部分を第５固定溝嵌合部３９と呼称する。また、再嵌合部３１が第１固定溝２５に嵌合する際、再嵌合部３１のうち再固定溝２８と嵌合する部分を第６固定溝嵌合部４０と呼称する。

また、破断物脱落溝２９の鉛直方向の深さは、第３固定溝嵌合部３７の及び第５固定溝嵌合部３９鉛直方向の長さよりも数倍深いものとする。また、嵌合部３５及び再嵌合部３１はいずれも、固定具破断力がかかると破断するよう設計されている。

（作用）
本実施形態の弾性体保護構造２１の作用について説明する。図８（ａ）に示されているように、免震台１３が固定板５に対して移動し、嵌合部３５にかかる力が固定具破断力となったとき、嵌合部３５は破断する。そして摺動係合部材制御部１９は水平ばね２２が引き伸ばされている方向に移動し、水平ばね２２の引き伸ばし力が緩和される。第３固定溝嵌合部３７も摺動係合部材制御部１９と一緒に移動する。

図８（ｂ）に示すように、摺動係合部材制御部１９の右方向への移動により、第１固定溝２５が破断物脱落溝２９の直上に至ると、第３固定溝嵌合部３７が破断物脱落溝２９内に落下する。再固定溝２８の鉛直方向の深さは、第３固定溝嵌合部３７の鉛直方向の長さよりも深い。そのため、摺動係合部材制御部１９は破断物脱落溝２９とは固定されない。第１固定溝内２５は空となる。

摺動係合部材制御部１９がさらに移動し、第１固定溝２５が再固定溝２８の直上に至ると、第２の実施形態と同様に、再嵌合部３１が第１固定溝２５に嵌合する。そして、摺動係合部材制御部１９は固定板５に水平方向の位置が再び固定され、再び水平ばね２２は固定部１１に対する免震台１３の左右の揺れを減衰することが可能となる。

そして再嵌合部３１が第１固定溝２５に嵌合した後、再び地震等により免震台１３が左方向に移動し、再嵌合部３１に固定具破断力が加わったものとする。すると、再嵌合部３１は第５固定溝嵌合部３９と第６固定溝嵌合部４０とに破断し、摺動係合部材制御部１９は左方向に移動する。

図８（ｃ）に示すように、摺動係合部材制御部１９の左方向への移動により、第１固定溝２５が破断物脱落溝２９の直上に至ると、第５固定溝嵌合部３９が破断物脱落溝２９内に落下する。破断物脱落溝２９の鉛直方向の深さは、第３固定溝嵌合部３７の及び第５固定溝嵌合部３９の鉛直方向の長さよりも数倍深い。そのため、破断物脱落溝２９内にはすでに第１固定溝嵌合部３３が落下しているが、摺動係合部材制御部１９は破断物脱落溝２９とは固定されない。

摺動係合部材制御部１９がさらに左に移動し、第１固定溝２５が第２固定溝２６の直上に至ると、嵌合部押上げ手段３６に押し上げられた嵌合部３５が第１固定溝２５に嵌合する。そして、摺動係合部材制御部１９は固定板５に水平方向の位置が再び固定され、再び水平ばね２２は固定部１１に対する免震台１３の左右の揺れを減衰することが可能となる。

（効果）
以下、本実施形態の免震装置１０の効果について説明する。本実施形態の免震装置１０は、第１の実施形態と同様に、免震装置１０と基礎部８を固定する固定具２７が破断することで、水平ばね２２に係る引張力を緩和させる。そのため、衝撃が免震装置１０に加わったとしても、水平ばね２２は損傷を受けることが無い。

また、第１の実施形態と同様に免震装置１０は再固定溝２８を有しており、免震装置１０と基礎部８の固定を解除したのち、再び免震装置１０と基礎部８を固定することが可能である。そのため、想定以上の衝撃が免震装置に加わったとしても、水平ばね２２は免震台１３及び免震対象９の振動を再び減衰させることが可能となる。

また、第２の実施形態と同様に、第１の実施形態と比較して第１固定溝を浅くすることが可能であり、摺動係合部材制御部１９に充分な厚さがない場合であっても弾性体保護構造２１を設けることが可能である。

また、本実施形態の免震装置１０は弾性体保護構造２１の固定具２７は嵌合部３５と嵌合部押上げ手段３６を有している。そのため、一度第２固定溝２６との嵌合が外れた第１固定溝２５が再び第２固定溝２６の直上に至った際に、固定具２７は摺動係合部材制御部１９と固定板５を固定することが可能となる。

本実施形態では固定板５との固定が解除された摺動係合部材制御部１９を再度固定することが可能な箇所が増えている。そのため、固定具破断力にいたる衝撃が複数回に渡って弾性体保護構造２１にかかったとしても、水平ばね２２の損傷や断裂を防ぐことが可能である。そのため、複数回の地震に対応することが可能となり、より長い期間免震対象９を免震することが可能となる。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について図９及び図１０を用いて説明する。図９は第４の実施形態における免震装置の弾性体保護構造の断面図である。図１０は第４の実施形態における免震装置の弾性体保護構造が作用する様子の模式図である。なお、第１の実施形態乃至第３の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

（構成）
本実施形態の免震装置１０の弾性体保護構造２１は図９に示すように、第３の実施形態の構成における嵌合部３５及び再嵌合部３１が球状である。例えば、固定具２７及び再固定具３０はボールシリンダーであるものとする。

また、本実施形態の第１固定溝２５は開口部の奥側から開口部にかけて溝の幅が広がっており、溝の壁面は傾斜している。

また、本実施形態には破断物脱落溝２９は設けられていない。

（作用）
本実施形態の弾性体保護構造２１の作用について説明する。例えば、図１０に示すように免震台１３が固定板５に対して右方向に移動する場合、嵌合部３５は第１固定溝２５の壁面の傾斜によって、第２固定溝２６に押し込められる方向に力を受ける。そして、嵌合部３５にかかる力が嵌合解除力に達すると、嵌合部３５は第２固定溝２６に押し込められ、嵌合部３５と第１固定溝２５との嵌合が解除される。そして、摺動係合部材制御部１９は右方向に移動する。

摺動係合部材制御部１９が右方向に移動し、第１固定溝が再固定溝２８の直上に至ると、再固定溝２８から押し出された再嵌合部３１が第１固定溝２５と嵌合する。そして、摺動係合部材制御部１９は固定板５に水平方向の位置が固定され、再び水平ばね２２は固定部１１に対する免震台１３の左右の揺れを減衰することが可能となる。

また、免震台１３が固定板５に対して左方向に移動する場合も弾性体保護構造２１は同様の作用を有する。

なお、固定板５に対して免震台１３が移動する際、水平ばね２２が損傷を受けるよりも先に嵌合部３５または再勘合部３１と第１固定溝２５との嵌合が解除されるよう、固定具押し上げ手段３６及び再固定具押し上げ手段３２は設計されている。つまり、水平ばね２２が損傷を受けるよりも先に、嵌合部３５または再勘合部３１にかかる力は嵌合解除力に達し、嵌合部３５または再勘合部３１と第１固定溝２５との嵌合は解除される。

（効果）
以下、本実施形態の免震装置１０の効果について説明する。本実施形態の弾性体保護構造２１は固定具２７及び再固定具３０が破断しなくても、動係合部材制御部１９と固定板５の固定と解除を繰り返すことが可能である。そのため、固定具２７及び再固定具３０が、摺動係合部材制御部１９の固定解除と再固定を繰り返すことができる回数は、特に制限が無い。

よって、本実施形態の免震装置１０を用いることで、さらに長い期間、大きな揺れに対しても水平ばね２２の損傷や断裂を防ぐことが可能である。

なお、嵌合部３５及び再嵌合部３１は第１固定溝２５及び第１面との摩擦が小さければ、球でなくてもよく、例えば図１３左図に示すように、上端部のみが上に凸の球状である円柱形であっても良い。また、図１３左図に示すように、嵌合部３５及び再嵌合部３１の上端部は、鉛直上方向に向かって細くなっており、傾斜を有する構成であっても良い。その場合、第１固定溝２５は溝の壁面が傾斜を有していなくても良い。

（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について図１１及び図１２を用いて説明する。図１１は第５の実施形態における免震装置の弾性体保護構造の断面図である。図１２は第５の実施形態における免震装置の弾性体保護構造が作用する様子の模式図である。なお、第１の実施形態乃至第４の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

（構成）
本実施形態の免震装置１０の弾性体保護構造２１は図１１に示すように、固定具２７は第１固定溝２５から突出しないよう第１固定溝２５に収納可能であり、固定具２７は球形の嵌合部３５と嵌合部３５に鉛直下方向の力をかける嵌合部押し下げ手段４１を有する。

また、第４の実施形態とは異なり、再固定溝２８は第１面に設けられている。再固定溝２８の内部には再嵌合部３０が設けられている。再嵌合部３０は球形の再嵌合部３１と再嵌合部３０を鉛直下方向の力をかける再固定具押し下げ手段４２を有する。再固定具３０は再固定溝２８から突出しないよう収納されることが可能である。例えば、固定具２７及び再固定具３０はボールシリンダーであるものとする。

第２固定溝２６は、は開口部の奥側から開口部にかけて溝の幅が広がっており、溝の壁面は傾斜している。

（作用）
本実施形態の弾性体保護構造２１の作用について説明する。例えば、図１２に示すように免震台１３が固定板５に対して右方向に移動する場合、嵌合部３５にかかる力が嵌合解除力となると、嵌合部３５は第２固定溝２６の壁面の傾斜によって第２固定溝２５に押し込められ、嵌合部３５と第２固定溝２６との嵌合が解除される。そして、摺動係合部材制御部１９は右方向に移動する。

摺動係合部材制御部１９が右方向に移動し、再固定溝２８が第２固定溝２６の直上に至ると、再固定溝２８から押し出された再嵌合部３１が第２固定溝２６と嵌合する。そして、摺動係合部材制御部１９は固定板５に水平方向の位置が固定され、再び水平ばね２２は固定部１１に対する免震台１３の左右の揺れを減衰することが可能となる。

また、免震台１３が固定板５に対して左方向に移動し嵌合解除力が左方向である場合も弾性体保護構造２１は同様の作用を有する。

なお、第４の実施形態と同様に、固定板５に対して免震台１３が移動する際、水平ばね２２が損傷を受けるよりも先に嵌合部３５または再勘合部３１と第１固定溝２５との嵌合が解除されるよう、固定具押し上げ手段３６及び再固定具押し上げ手段３２は設計されている。つまり、水平ばね２２が損傷を受けるよりも先に、嵌合部３５または再勘合部３１にかかる力は嵌合解除力に達し、嵌合部３５または再勘合部３１と第１固定溝２５との嵌合は解除される。

（効果）
以下、本実施形態の免震装置１０の効果について説明する。本実施形態の弾性体保護構造２１は第４の実施形態と同様に、固定具２７及び再固定具３０が破断しなくても、動係合部材制御部１９と固定板５の固定と解除を繰り返すことが可能である。そのため、固定具２７及び再固定具３０が、摺動係合部材制御部１９の固定解除と再固定を繰り返すことができる回数は、特に制限が無い。

よって、本実施形態の免震装置１０を用いることで、さらに長い期間、大きな揺れに対しても水平ばね２２の損傷や断裂を防ぐことが可能である。

また、第４の実施形態に比べて、固定板５側に設けられる溝の深さは小さい。そのため、固定板５の鉛直下方向の厚さが充分でない場合であっても、弾性体保護構造２１を設けることが可能である。

なお、嵌合部３５及び再嵌合部３１は第１固定溝２５及び第１面との摩擦が小さければ、球でなくてもよく、第４の実施形態と同様に、下端部のみが下に凸の球状である円柱形であってもよい。また、鉛直上方向に向かって細くなっており、傾斜を有する構成であっても良い。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、免震ユニット１２は、転がり免震構造以外であってもよい。弾性体として積層ゴムを用いた積層ゴム免震構造や、転がり支承の代わりに滑り板１５との摩擦の小さい平滑な面を有する滑り支承を用いている滑り免震構造であっても良い。いずれの免震構造も自らが伸縮することで前記基礎部から前記免震対象に伝わる水平方向の揺れを低減させる弾性体を有するものであるとする。

また、本実施形態の免震装置は地震による揺れだけでなく、風や交通振動によって免震対象９に生じた揺れに対しても、免震の効果を発揮する。

また、第３乃至第５の実施形態の免震装置は、例えば鉛直な壁と免震対象との間に設けることが可能である。この場合、基礎部は鉛直な壁または、鉛直な壁に平行に設けられた基礎部である。そして、免震装置は免震対象の側面から免震し、弾性体の損傷を防ぐことが可能である。

５・・・・・固定板
６・・・・・転がりユニット
７・・・・・減衰ユニット
８・・・・・基礎部
９・・・・・免震対象
１０・・・・・免震装置
１１・・・・・固定部
１２・・・・・免震ユニット
１３・・・・・免震台
１４・・・・・免震台支持脚
１５・・・・・滑り板
１６・・・・・ローラー
１７ａ、ｂ・・・・・係合部材
１８ａ、ｂ・・・・・摺動係合部材
１９・・・・・摺動係合部材制御部
２０・・・・・ガイド部材
２１・・・・・弾性体保護構造
２２・・・・・水平ばね
２３・・・・・第１面
２４・・・・・第２面
２５・・・・・第１固定溝
２６・・・・・第２固定溝
２７・・・・・固定具
２８・・・・・再固定溝
２９・・・・・破断物脱落溝
３０・・・・・再固定具
３１・・・・・再嵌合部
３２・・・・・再固定具押し上げ手段
３３・・・・・第１固定溝嵌合部
３４・・・・・第２固定溝嵌合部
３５・・・・・嵌合部
３６・・・・・固定具押し上げ手段
３７・・・・・第３固定溝嵌合部
３８・・・・・第４固定溝嵌合部
３９・・・・・第５固定溝嵌合部
４０・・・・・第６固定溝嵌合部
４１・・・・・固定具押し下げ手段
４２・・・・・再固定具押し下げ手段

Claims (10)

1. 免震対象と基礎部との間に設けられ、自らが伸縮することで前記免震対象に生じた水平方向の揺れを低減させる弾性体を有する免震装置であって、
   前記基礎部に固定された固定部と、
   前記弾性体を有し前記固定部上に設けられた免震ユニットと、
   前記免震ユニットのうち前記固定部に対向する面である第１面に設けられた第１固定溝と、
   前記固定部のうち前記免震ユニットに対向する面である第２面に設けられた第２固定溝と、
   前記第１固定溝及び前記第２固定溝に同時に嵌合し前記基礎部に前記免震ユニットの水平方向の位置の移動を制限する固定具を有し、
   前記固定具は水平方向に所定の力がかかると前記免震ユニットの水平方向の移動の制限を解除する免震装置。
2. 前記免震ユニットの水平方向の移動の制限が解除された後、再び前記基礎部に前記免震ユニットの水平方向の移動が制限されることが可能な請求項１に記載の免震装置。
3. 前記第２面に設けられた再固定溝とを有し、
   前記再固定溝の内部には再固定具が設けられ、
   前記再固定具は再嵌合部と前記再嵌合部に鉛直上方向の力を加える再固定具押し上げ手段を有し、
   前記再嵌合部は前記第１固定溝及び前記再固定溝に同時に嵌合することが可能である請求項２に記載の免震装置。
4. 前記固定具は、嵌合部と前記嵌合部に鉛直上方向の力を加える固定具押し上げ手段を有し、
   前記嵌合部は前記第１固定溝及び前記第２固定溝に同時に嵌合することが可能である請求項２または請求項３に記載の免震装置。
5. 前記第２面に設けられた破断物脱落溝を有し、
   前記制限は前記固定具または前記再固定具のうち前記第２面から突出する部分の少なくとも一部が破断することで解除され、
   前記破断した前記固定具または前記再固定具は前記破断物脱落溝内に落下することが可能であり、前記破断物脱落溝は前記再固定溝と前記第２固定溝との間に設けられ、
   前記破断物脱落溝は前記固定具及び前記再固定具のうちの前記第２面から突出する部分の鉛直方向の長さよりも深い請求項３または請求項４に記載の免震装置。
6. 前記第２面に設けられた再固定溝を有し、
   前記再固定溝の内部には再固定具が設けられ、
   前記再固定具は再嵌合部と前記再嵌合部に鉛直上方向の力を加える再固定具押し上げ手段を有し、
   前記再嵌合部は鉛直上方向に向かって細くなり、前記第１固定溝と前記再嵌合溝に同時に嵌合可能であり、
   前記固定具は嵌合部と前記嵌合部に鉛直上方向の力を加える固定具押し上げ手段を有し、
   前記嵌合部は鉛直上方向に向かって細くなり、前記第１固定溝に嵌合可能である請求項２に記載の免震装置。
7. 前記再嵌合部及び前記嵌合部は鉛直方向上端が上に凸の球状であり、
   前記第１固定溝は開口部の奥側から開口部にかけて溝の幅が広がっている請求項６に記載の免震装置。
8. 前記第１面に設けられた再固定溝を有し、
   前記再固定溝の内部には再固定具が設けられ、
   前記再固定具は再嵌合部と前記再嵌合部に鉛直下方向の力を加える再固定具押し下げ手段を有し、
   前記固定具は嵌合部と前記嵌合部に鉛直下方向の力を加える固定具押し下げ手段を有し、
   前記再嵌合部及び前記嵌合部は鉛直下方向に向かって細くなり、前記第２固定溝に嵌合可能である請求項２に記載の免震装置。
9. 前記再嵌合部及び前記嵌合部は鉛直方向下端が下に凸の球状であり、
   前記第２固定溝は開口部の奥側から開口部にかけて溝の幅が広がっている請求項８に記載の免震装置。
10. 前記第２面に設けられた再固定溝を有し、
    前記固定具は鉛直方向に長い棒状であり、
    前記固定具は前記再固定溝と前記第１固定溝に同時に嵌合可能である請求項２に記載の免震装置。

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