JP2016217425A - 免震装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】構成要素の弾性体の過大な変位を制限すると共に、免震対象物への過大な衝撃荷重の伝達を緩和または制限して、弾性体及び免震対象物の健全性を確保できること。
【解決手段】免震対象物１が設置される免震台２と基礎３との間に一対のスペーサ１３Ａ、１３Ｂに挟まれて配置された積層ゴム１１と、積層ゴムの内側で且つ一対のスペーサ間に設置されて、積層ゴムの過大変位を制限する変位制限装置１４とを有し、この変位制限装置は、スペーサ１３Ａに回動可能に係止された第１アンカー１５と、スペーサ１３Ｂに回動可能に係止された第２アンカー１６との間に、積層ゴム１１が許容変位に達したときに作用するエネルギーを吸収するエネルギー吸収手段としての鋼管１７が配設されて構成されたものである。
【選択図】 図２

Description

本発明の実施形態は、免震装置及び免震方法に関する。

免震対象物としての機器を地震荷重から保護する方法として、機器を設置した台を柔らかいばねで支持して固有振動数を地震の卓越振動数より低くすることにより、機器に作用する荷重を緩和しまたは制限する免震装置が知られている。しかし、この免震装置では、例えば免震装置の設計荷重を超える地震荷重が作用すると免震装置が破壊し、機器を保護できなくなる恐れがある。また、積層ゴムを用いた免震装置では、積層ゴムの破断直前にゴムのハードニングにより、過大な荷重が免震対象物に作用する恐れがある。

このような免震装置の破壊や免震対象物への過大な荷重を制限する方法として、アンカー棒による変位制限機構を用いた免震装置がある。これは、免震装置の積層ゴムの中心部に設けた孔に、両端に球形状の突起部が設けられたアンカー棒を設置する構造であり、アンカー棒の長さは積層ゴムの許容変位から決定される。これにより、地震力による水平変位が積層ゴムの許容変位を超えた場合には、アンカー棒の突起部が、積層ゴムを上下に挟持するフランジプレートに接触することで上記水平変位を制限して、積層ゴムの破断や座屈を抑制している。

米国特許第５４５２５４８号明細書

ところが、上述のアンカー棒を備えた免震装置においては、比較的剛なアンカー棒の突起部がフランジプレートに接触する際に、過大な衝撃荷重が免震対象物に作用する恐れがある。

本発明における実施形態の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、構成要素の弾性体の過大な変位を制限すると共に、免震対象物への過大な衝撃荷重の伝達を緩和または制限して、弾性体及び免震対象物の健全性を確保できる免震装置及び方法を提供することにある。

本発明の実施形態における免震装置は、免震対象物が設置される免震台と基礎との間に一対の介在部材に挟まれて配置された弾性体と、前記弾性体の内側または外側で且つ一対の前記介在部材間に設置されて、前記弾性体の過大変位を制限する変位制限装置とを有し、前記変位制限装置は、前記介在部材の一方に回動可能に係止された第１アンカー部材と、前記介在部材の他方に回動可能に係止された第２アンカー部材と、前記第１アンカー部材と前記第２アンカー部材の間に設けられ、前記許容変位に達したときに前記第１アンカー部材と前記第２アンカー部材に作用するエネルギーを吸収するエネルギー吸収手段とを備えることを特徴とするものである。

本発明の実施形態における免震方法は、免震対象物が設置される免震台と基礎との間に一対の介在部材に挟まれて配置された弾性体により、地震の振動エネルギーを吸収し、更に、一対の前記介在部材間に設置された変位制限装置によって、前記弾性体の過大変位を制限すると共に、前記過大変位に達したときに前記変位制限装置に作用するエネルギーを吸収することを特徴とするものである。

本発明の実施形態によれば、構成要素の弾性体の過大な変位を制限すると共に、免震対象物への過大な衝撃荷重の伝達を緩和または制限して、弾性体及び免震対象物の健全性を確保できる。

本発明の第１実施形態に係る免震装置を模式的に示す縦断面図。 図１の変位制限装置が動作した状態を模式的に示す免震装置の縦断面図。 図１の変位制限装置を模式的に示す縦断面図。 本発明の第２実施形態に係る免震装置における変位制限装置を模式的に示す縦断面図。 本発明の第３実施形態に係る免震装置における変位制限装置を模式的に示す縦断面図。 本発明の第４実施形態に係る免震装置における変位制限装置を模式的に示す縦断面図。 本発明の第５実施形態に係る免震装置における変位制限装置を模式的に示す縦断面図。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図。

以下、本発明を実施するための形態を、図面に基づき説明する。
［Ａ］第１実施形態（図１〜図３）
図１は、本発明の第１実施形態に係る免震装置を模式的に示す縦断面図である。図１に示すように、免震対象物（例えば機器）１は免震台２に設置され、この免震台２が、免震装置１０を介して基礎３に支持される。免震装置１０は、地震時の振動エネルギーを吸収することで免震対象物１を地震荷重から保護するものであり、弾性体としての積層ゴム１１と、介在部材としての一対の基板１２Ａ及び１２Ｂと、同じく介在部材としての一対のスペーサ１３Ａ及び１３Ｂと、変位制限装置１４と、を有して構成される。

積層ゴム１１における上下の両端部に上下一対のスペーサ１３Ａ、１３Ｂがそれぞれ固着され、スペーサ１３Ａに基板１２Ａが、スペーサ１３Ｂに基板１２Ｂがそれぞれ固着される。これにより、積層ゴム１１は、基板１２Ａ及びスペーサ１３Ａと基板１２Ｂ及びスペーサ１３Ｂとに挟まれて構成され、この状態で免震台２と基礎３の間に配置される。基板１２Ｂが基礎３に、基板１２Ａが免震台２に、図示しないボルト等により固定される。積層ゴム１１により地震の振動エネルギーが吸収される。

変位制限装置１４は、積層ゴム１１の内側で且つ基板１２Ａ及びスペーサ１３Ａと基板１２Ｂ及びスペーサ１３Ｂとの間に設置されて、積層ゴム１１の過大な水平変位を制限するものであり、第１アンカー部材としての第１アンカー１５、第２アンカー部材としての第２アンカー１６、及びエネルギー吸収手段としての金属製筒体、例えば鋼管１７を有して構成される。

図１及び図３に示すように、第１アンカー１５は棒形状に形成されると共に、上端に球形状の突起部１８が、下端に板状部１９がそれぞれ一体に設けられる。また、第２アンカー１６は、上下両端が閉塞された筒部２０を有し、この筒部２０の下端の底部２０Ａに球形状の突起部２１が一体に設けられる。第２アンカー１６の筒部２０内に第１アンカー１５の板状部１９を含む部分が、筒部２０の天部２０Ｂを貫通して収容されて、これらの第１アンカー１５及び第２アンカー１６は、第２アンカー１６の軸方向に相対移動可能に構成される。

第１アンカー１５の突起部１８は、スペーサ１３Ａ及び基板１２Ａに回動可能に係止され、また、第２アンカー１６の突起部２１は、スペーサ１３Ｂ及び基板１２Ｂに回動可能に係止される。つまり、スペーサ１３Ａの例えば中央位置には、鍔２２が設けられた孔２３が形成され、この孔２３は基板１２Ａにより封止される。この孔２３内に第１アンカー１５の突起部１８が遊嵌されることで、この突起部１８は鍔２２により回動可能に係止される。また、スペーサ１３Ｂの例えば中央位置には、鍔２４が設けられた孔２５が形成され、この孔２５は基板１２Ｂにより封止される。この孔２５内に第２アンカー１６の突起部２１が遊嵌されることで、この突起部２１は鍔２４により回動可能に係止される。

鋼管１７は、第２アンカー１６の筒部２０内で、第１アンカー１５の板状部１９に対向して筒部２０の上端の天部２０Ｂに固着される。この鋼管１７は、積層ゴム１１が破断、座屈またはハードニングするような、設計上あらかじめ定められた許容変位を超える過大な変位（過大変位）に達する前に、図２に示すような第１アンカー１５と第２アンカー１６との相対移動によって、第１アンカー１５の板状部１９により圧縮されて塑性変形（塑性座屈）することで、積層ゴム１１の過大変位を制限すると共に、免震対象物１への過大な衝撃荷重の伝達を緩和または制限する。

図１及び図３に示すように、第１アンカー１５の全長Ｌと鋼管１７の全長Ｍは、積層ゴム１１が過大に変位して破断や座屈、ハードニングを生じないような積層ゴム１１の設計上あらかじめ定められた許容変位から決定される。これにより、地震発生時以外の通常時には、第１アンカー１５の板状部１９と鋼管１７の下端との間に適切な距離Ｔが設けられて、一定の地震動までは変位制限装置１４が動作しないよう構成される。従って、第１アンカー１５の全長Ｌ及び鋼管１７の全長Ｍは、積層ゴム１１に過大変位が生ずる前まで、すなわち積層ゴム１１が許容変位に達する前までは鋼管１７に圧縮座屈を発生させず、この鋼管１７（ひいては変位制限装置１４）を非動作状態に保持する非動作保持手段として機能する。なお、許容変位を設計上あらかじめ定めるに際しては、第１アンカー１５の板状部１９の塑性変形による全長の変化を考慮し、許容変位として幅を持たせて設定しておくこともできる。この場合、積層ゴム１１の変位が許容変位の幅のうちの最低値以上となった場合に積層ゴムが許容変位に達したこととなる。

前述のようにして、第１アンカー１５と第２アンカー１６との間に配設された鋼管１７は、免震対象物１の基礎３に対する運動を制止するために必要なエネルギー吸収能力を備え、積層ゴム１１が許容変位に達したときに第１アンカー１５と第２アンカー１６に作用するエネルギーを吸収するものである。つまり、この鋼管１７の全長Ｍ及び断面特性は、鋼管１７が免震対象物１の基礎３に対する運動を制止するために必要なエネルギー吸収能力を有し、且つ、免震対象物１を損傷させない荷重で徐々に座屈するよう設定される。

また、鋼管１７には、例えば外表面に周期的な窪みなどの変形を設ける等のような、座屈モードに合わせた初期不正が導入されることが好ましい。この初期不正によって、鋼管１７に座屈が始まる際の必要荷重が低減される。

次に、図１及び図２を用いて作用を説明する。
地震発生時に免震台２が水平面内で例えば右方向に変位すると、基板１２Ａ及びスペーサ１３Ａを介して第１アンカー１５に変位が伝達される。このとき、第１アンカー１５と第２アンカー１６は、スペーサ１３Ａの鍔２２、スペーサ１３Ｂの鍔２４によりそれぞれの突起部１８、２１が係止されるので、免震台２の変位に伴う免震装置１０の揺動運動が拘束されず、免震装置１０の積層ゴム１１が地震時の振動エネルギーを吸収する。

地震による免震台２の変位が一定の変位に達した場合には、図２に示すように、免震装置１０の変位制限装置１４における第１アンカー１５の板状部１９により鋼管１７に圧縮力が作用して鋼管１７が塑性座屈し、この塑性座屈する鋼管１７と、第２アンカー１６、スペーサ１３Ｂ及び基板１２Ｂとを介して基礎３へ力が伝達される。これにより、変位制限装置１４が積層ゴム１１の過大変位を制限すると共に、変位制限装置１４の塑性座屈する鋼管１７が、免震対象物１の基礎３に対する運動を制止するために必要なエネルギーを吸収することで、免震対象物１及び免震台２の基礎３に対する運動を制止する際の加速度が低減されて、免震対象物１及び免震台２への過大な衝撃荷重の伝達が緩和または制限される。

地震発生時に免震台２が水平面内で他の方向に変位した場合にも、上述と同様に、変位制限装置１４が積層ゴム１１の過大変位を制限し、また、変位制限装置１４の鋼管１７が免震対象物１及び免震台２への過大な衝撃荷重の伝達を緩和または制限する。

以上のように構成されたことから、本第１実施形態によれば、次の効果（１）及び（２）を奏する。
（１）基板１２Ａ及びスペーサ１３Ａと基板１２Ｂ及びスペーサ１３Ｂとの間に変位制限装置１４が設置され、この変位制限装置１４により積層ゴム１１の過大変位が制限されるので、この積層ゴム１５の損傷が回避されて積層ゴム１１の健全性を確保できる。

（２）変位制限装置１４の鋼管１７は、免震対象物１の基礎３に対する運動を制止するために必要なエネルギー吸収能力を有する。従って、この鋼管１７により、免震対象物１の基礎３に対する運動を制止する際の加速度が低減されて、免震対象物１への過大な衝撃荷重の伝達が緩和または制限される。この結果、免震対象物１の過大の衝撃荷重による破損を防止して、その免震対象物１の健全性を確保できる。

［Ｂ］第２実施形態（図４）
図４は、本発明の第２実施形態に係る免震装置における変位制限装置を模式的に示す縦断面図である。この第２実施形態において、第１実施形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本第２実施形態の免震装置３０が第１実施形態と異なる点は、その変位制限装置３１のエネルギー吸収手段が、鋼管１７に代えて、ばね部材としてのコイルばね３２にて構成された点である。

つまり、コイルばね３２は、第２アンカー１６の筒部２０内で、第１アンカー１５の板状部１９に対向して筒部２０の上端の天部２０Ｂに支持される。そして、このコイルばね３２は、積層ゴム１１が破断、座屈またはハードニングする過大変位に達する前、すなわち積層ゴム１１が許容変位に達したときに、第１アンカー１５と第２アンカー１６との相対移動によって第１アンカー１５の板状部１９により圧縮されて、積層ゴム１１の基礎３に対する運動を制止するために必要なエネルギー吸収能力を発揮する。このコイルゴム３２のばね特性は、コイルばね３２が免震対象物１の基礎３に対する運動を一時的に制止するために必要なエネルギー吸収（蓄積）能力を有し、且つ最大変位時の最大ばね反力が免震対象物１を損傷させないように設定される。

また、第１アンカー１２の全長Ｌとコイルばね３２の全長Ｎは、積層ゴム１１が過大に変位して破断や座屈、ハードニングを生じないような積層ゴム１１の許容変位から決定される。これにより、地震発生時以外の通常時には、第１アンカー１５の板状体１９とコイルばね３２との間に適切な距離Ｔが設けられて、一定の地震動までは変位制限装置３１が動作しないように構成される。従って、第１アンカー１５の全長Ｌ及びコイルばね３２の全長Ｎは、積層ゴム１１に過大変位が生ずる前まで、すなわち積層ゴム１１が許容変位内である間はコイルばね３２を圧縮させず、このコイルばね３２（ひいては変位制限装置３１）を非動作状態に保持する非動作保持手段として機能する。

次に作用を説明する。
地震発生時に免震台２が水平面内で例えば右方向に変位すると（図１及び図２参照）、基板１２Ａ及びスペーサ１３Ａを介して第１アンカー１５に変位が伝達される。このとき、第１アンカー１５と第２アンカー１６は、スペーサ１３Ａの鍔２２、スペーサ１３Ｂの鍔２４によりそれぞれの突起部１８、２１が係止されるので、免震台２の変位に伴う免震装置３０の揺動運動が拘束されず、免震装置３０の積層ゴム１１が地震時の振動エネルギーを吸収する。

地震による免震台２の変位が一定の変位に達した場合には、免震装置３０の変位制限装置３１における第１アンカー１５の板状部１９によりコイルばね３２に圧縮力が作用し、この圧縮されるコイルばね３２と、第２アンカー１６、スペーサ１３Ｂ及び基板１２Ｂとを介して基礎３へ力が伝達される。これにより、変位制限装置３１が積層ゴム１１の過大変位を制限すると共に、変位制限装置３１の圧縮するコイルばね３２が、免震対象物１の基礎３に対する運動を制止するために必要なエネルギーを吸収することで、免震対象物１及び免震台２の基礎３に対する運動を制止する際の加速度が低減されて、免震対象物１及び免震台２への過大な衝撃荷重の伝達が緩和または制限される。

地震発生時に免震台２が水平面内で他の方向に変位した場合にも、上述と同様に、変位制限装置３１が積層ゴム１１の過大変位を制限し、また、変位制限装置３１のコイルばね３２が免震対象物１及び免震台２への過大な衝撃荷重の伝達を緩和または制限する。

以上のように構成されたことから、本第２実施形態によれば、次の効果（３）及び（４）を奏する。
（３）基板１２Ａ及びスペーサ１３Ａと基板１２Ｂ及びスペーサ１３Ｂとの間に変位制限装置３１が設置され、この変位制限装置３１により積層ゴム１１の過大変位が制限されるので、この積層ゴム１１の損傷が回避されて、積層ゴム１１の健全性を確保できる。

（４）変位制限装置３１のコイルばね３２は、免震対象物１の基礎３に対する運動を制止するために必要なエネルギー吸収能力を有する。従って、このコイルばね３２により免震対象物１の基礎３に対する運動を制止する際の加速度が低減されて、免震対象物１への過大な衝撃荷重の伝達が緩和または制限される。この結果、免震対象物１の過大な衝撃荷重による破損を防止して、免震対象物１の健全性を確保できる。

尚、ばね部材は、第１アンカー１５と第２アンカー１６との相対移動によって引っ張られて、積層ゴム１の基板３に対する運動を制止するために必要なエネルギー吸収能力を備えるものでもよい。

［Ｃ］第３実施形態（図５）
図５は、本発明の第３実施形態に係る免震装置における変位制限装置を模式的に示す縦断面図である。この第３実施形態において、第１実施形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本第３実施形態の免震装置４０が第１実施形態と異なる点は、その変位制限装置４１におけるエネルギー吸収手段が、第１アンカー１５と第２アンカー１６との相対移動により圧縮されまたは引っ張られるばね部材としてのコイルばね４２と、第１アンカー１５と第２アンカー１６との相対移動により抵抗力を発生する粘性流体４３とにより、免震対象物１の基礎３に対する運動を制止するために必要なエネルギー吸収能力を相乗して発揮するように構成された点である。

つまり、第２アンカー１６の筒部２０内には、粘性流体４３が封入されると共に、コイルばね４２が筒部２０の天部２０Ｂに支持されて、第１アンカー１５の板状部４４に対向して配設される。この板状部４４には、異なる口径のオリフィス４５と開口４６が形成されると共に、開口４６を閉止可能な弁４７が設置される。この弁４７は、第１アンカー１５と第２アンカー１６とが相対移動してコイルばね４２に接触したときに開口４６を閉止する。

開口４６の口径はオリフィス４５よりも大きく、弁４７がコイルばね４２に接触するまでの間は、開口４６を通過する粘性流体４３の抵抗力が十分に小さくなるように設定されている。従って、第１アンカー１５と第２アンカー１６との相対移動によりコイルばね４２が第１アンカー１５の板状部４４及び弁４７に接触した時点で、コイルばね４２が圧縮されると共に、弁４７が開口４６を閉止することで粘性流体４３は小口径のオフィス４５を通過して抵抗力を発生する。

積層ゴム１１が破断、座屈またはハードニングするような設計上あらかじめ定められた許容変位を超える過大な変位（過大変位）に達する前に、第１アンカー１５と第２アンカー１６との相対変位によってコイルばね４２が圧縮され、且つ粘性流体４３による抵抗力が発生することによって、免震対象物１の基礎３に対する運動を制止するために必要なエネルギー吸収能力が発揮される。このときのコイルばね４２のばね特性とオフィス４５を通過する粘性流体４３の減衰特性は、変位制限装置４１が免震対象物１の基礎３に対する運動を制止するために必要なエネルギー吸収能力を有し、且つ変位制限装置４１の反力（コイルばね４２の最大ばね反力及びオフィス４５を通過する粘性流体４３の抵抗力）が免震対象物１を損傷させないように設定される。

また、第１アンカー１５の全長Ｌ及びコイルばね４２の全長Ｋは、積層ゴム１１が過大に変位して破断や座屈、ハードニングを生じさせないような積層ゴム１１の許容変位から決定される。これにより、地震発生時以外の通常時には、第１アンカー１５の板状部４４とコイルばね４２との間に適切な距離Ｔが設けられて、一定の地震動までは変位制限装置４１が動作しないよう構成される。また、前述のように開口４６は、弁４７により閉止されない状態では、通過する粘性流体４３の抵抗力が十分小さくなるようにその口径が設定されている。

従って、第１アンカー１５の全長Ｌ、コイルばね４２の全長Ｋ及び板状部４４の開口４６は、積層ゴム１１に過大変位が生ずる前まで、すなわち積層ゴム１１が許容変位内である間は、コイルばね４２を圧縮させず、また、粘性流体４３に抵抗力を発生させず、変位制限装置４１の非動作状態に保持するので、非動作保持手段として機能する。

次に、作用を説明する。
地震発生時に免震台２が水平面内で例えば右方向に変位すると（図１及び図２参照）、基板１２Ａ及びスペーサ１３Ａを介して第１アンカー１５に変位が伝達される。このとき、第１アンカー１５と第２アンカー１６は、スペーサ１３Ａの鍔２２、スペーサ１３Ｂの鍔２４によりそれぞれの突起部１８、２１が係止されるので、免震台２の変位に伴う免震装置４０の揺動運動が拘束されず、免震装置４０の積層ゴム１１が地震時の振動エネルギーを吸収する。

地震による免震台２の変位が一定の変位に達した場合には、免震装置４０の変位制限装置４１における第１アンカー１５の板状部４４によりコイルばね４２に圧縮力が作用すると共に、板状部４４の開口４６が弁４７により閉止されて板状部４４のオリフィス４５を通過する粘性流体４３に抵抗力が発生する。これらのコイルばね４２の圧縮力とオリフィス４５を通過する粘性流体４３の抵抗力とにより減じられた力が、第２アンカー１６、スペーサ１３Ｂ及び基板１２Ｂとを介して基礎３へ力が伝達される。

これにより、免震台２に許容変位を超える過大変位が繰り返し作用する場合にも、変位制限装置４１が積層ゴム１１の過大変位を制限する。更に、変位制限装置４１における圧縮されるコイルばね４２と、オリフィス４５を通過して抵抗力が生ずる粘性流体４３とが、免震対象物１の基礎３に対する運動を制止するために必要なエネルギーを吸収することで、免震対象物１及び免震台２の基礎３に対する運動を制止する際の加速度が低減されて、免震対象物１及び免震台２への過大な衝撃荷重の伝達が緩和または制限される。

地震発生時に免震台２が水平面内で他の方向に変位した場合にも、上述と同様に、変位制限装置４１が積層ゴム１１の過大変位を制限し、また、変位制限装置４１のコイルばね４２及び粘性流体４３が免震対象物１及び免震台２への過大な衝撃荷重の伝達を緩和または制限する。

以上のように構成されたことから、本第３実施形態によれば、次の効果（５）及び（６）を奏する。
（５）基板１２Ａ及びスペーサ１３Ａと基板１２Ｂ及びスペーサ１３Ｂとの間に変位制限装置４１が設置され、この変位制限装置４１により積層ゴム１１の過大変位が制限されるので、この積層ゴム１１の損傷が回避されて、積層ゴム１１の健全性を確保できる。

（６）変位制限装置４１における圧縮されるコイルばね４２と、オフィス４５を通過して抵抗力を生ずる粘性流体４３とは、免震対象物１の基礎３に対する運動を制止するために必要なエネルギー吸収能力を有する。従って、これらのコイルばね４２及び粘性流体４３により、免震対象物１の基礎３に対する運動を制止する際の加速度が低減されて、免震対象物１への過大な衝撃荷重の伝達が緩和または制限される。この結果、免震対象物１の過大な衝撃荷重による破損を防止して、免震対象物１の健全性を確保できる。

尚、ばね部材は、第１アンカー１５と第２アンカー１６との相対移動によって引っ張られて、積層ゴム１の基板３に対する運動を制止するために必要なエネルギー吸収能力を備えるものでもよい。

［Ｄ］第４実施形態（図６）
図６は、本発明の第４実施形態に係る免震装置における変位制限装置を模式的に示す縦断面図である。この第４実施形態において、第１実施形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本第４実施形態の免震装置５０が第１実施形態と異なる点は、その変位制限装置５１のエネルギー吸収手段が、鋼管１７に代えて、ウレタンフォームや多孔質金属等の多孔質材料からなる多孔質体５２にて構成された点である。

多孔質体５２は、第２アンカー１６の筒部２０内で、第１アンカー１５の板状第１９に対向して筒部２０の天部２０Ｂに支持される。そして、この多孔質体５２は、積層ゴム１１が破断、座屈またはハードニングするような設計上あらかじめ定められた許容変位を超える過大変位に達する前、すなわち積層ゴムが許容変位に達したときに、第１アンカー１５と第２アンカー１６との相対的な移動によって、第１アンカー１５の板状部１９により圧縮されて塑性変形（圧壊）し、免震対象物１の基礎３に対する運動を制止するために必要なエネルギー吸収能力を発揮する。このときの多孔質体５２の全長Ｊ及び断面特性は、多孔質体５２が免震対象物１の基礎３に対する運動を制止するために必要なエネルギー吸収能力を有し、且つ多孔質体５２が圧壊する際の反力が免震対象物１を損傷させないように設定される。

また、第１アンカー１５の全長Ｌ及び多孔質体５２の全長Ｊは、積層ゴム１１が過大に変位して破断や座屈、ハードニングを生じないような積層ゴム１１の許容変位から決定される。これにより、地震発生時以外の通常時には、第１アンカー１５の板状部１９と多孔質体５２との間に適切な距離Ｔが設けられて、一定の地震動までは変位制限装置５１が動作しないように構成される。従って、第１アンカー１５の全長Ｌ及び多孔質体５２の全長Ｊは、免震対象物１に過大変位が生ずる前まで、すなわち積層ゴム１１が許容変位内である間は多孔質体５２を圧縮させず、この多孔質体５２（ひいては変位制限装置５１）を非動作状態に保持する非動作保持手段として機能する。

次に、作用を説明する。
地震発生時に免震台２が水平面内で例えば右方向に変位すると（図１及び図２参照）、基板１２Ａ及びスペーサ１３Ａを介して第１アンカー１５に変位が伝達される。このとき、第１アンカー１５と第２アンカー１６は、スペーサ１３Ａの鍔２２、スペーサ１３Ｂの鍔２４によりそれぞれの突起部１８、２１が係止されるので、免震台２の変位に伴う免震装置５０の揺動運動が拘束されず、免震装置５０の積層ゴム１１が地震時の振動エネルギーを吸収する。

地震による免震台２の変位が一定の変位に達した場合には、免震装置５０の変位制限装置５１における第１アンカー１５の板状部１９により多孔質体５２に圧縮力が作用して塑性変形（圧壊）し、この圧縮されて塑性変形する多孔質体５２と、第２アンカー１６、スペーサ１３Ｂ及び基板１２Ｂとを介して基礎３へ力が伝達される。これにより、変位制限装置５１が積層ゴム１１の過大変位を制限すると共に、変位制限装置５１の圧縮により塑性変形する多孔質体５２が、免震対象物１の基礎３に対する運動を制止するために必要なエネルギーを吸収することで、免震対象物１及び免震台２の基礎３に対する運動を制止する際の加速度が低減されて、免震対象物１及び免震台２への過大な衝撃荷重の伝達が緩和または制限される。

地震発生時に免震台２が水平面内で他の方向に変位した場合にも、上述と同様に、変位制限装置５１が積層ゴム１１の過大変位を制限し、また、変位制限装置５１の多孔質体５２が免震対象物１及び免震台２への過大な衝撃荷重の伝達を緩和または制限する。

以上のように構成されたから、本第４実施形態によれば、次の効果（７）及び（８）を奏する。
（７）基板１２Ａ及びスペーサ１３Ａと基板１２Ｂ及びスペーサ１３Ｂとの間に変位制限装置５１が設置され、この変位制限装置５１により積層ゴム１１の過大変位が制限されるので、この積層ゴム１１の損傷が回避されて、積層ゴム１１の健全性を確保できる。

（８）変位制限装置５１の多孔質体５２は、免震対象物１の基礎３に対する運動を制止するために必要なエネルギー吸収能力を有する。従って、この多孔質体５２により、免震対象物１の基礎３に対する運動を制止する際の加速度が低減されて、免震対象物１への過大な衝撃荷重の伝達が緩和または制限される。この結果、免震対象物１の過大な衝撃荷重による破損を防止して、免震対象物１の健全性を確保できる。

［Ｅ］第５実施形態（図７、図８）
図７は、本発明の第５実施形態に係る免震装置における変位制限装置を模式的に示す縦断面図である。この第５実施形態において、第１実施形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本第５実施形態の免震装置６０が第１実施形態と異なる点は、変位制限装置１４が積層ゴム１１の外側に１台または複数台（図７では複数台）設置されると共に、積層ゴム１１の内側に鉛プラグ６１が設置された点である。

つまり、変位制限装置１４は、第１実施形態と同様に、基板１２Ａ及びスペーサ１３Ａと基板１２Ｂ及びスペーサ１３Ｂとの間に設置されて、第１アンカー１５の突起部１８がスペーサ１３Ａの鍔２２に、第２アンカー１６の突起部２１がスペーサ１３Ｂの鍔２４にそれぞれ係止される。この変位制限装置１４により、積層ゴム１１の過大変位が制限されると共に、変位制限装置１４における鋼管１７の塑性座屈により、免震対象物１及び免震台２への過大な衝撃荷重の伝達が緩和されまたは制限される。

更に、この第５実施形態の免震装置６０では鉛プラグ６１が、図７及び図８に示すように積層ゴム１１の内側に設置され、この鉛プラグ６１の両端部がスペーサ１３Ａと１３Ｂに固定される。この鉛プラグ６１は、免震対象物１から積層ゴム１１に変位が伝達されて積層ゴム１１が水平方向に振動する際に、塑性変形してその振動を減衰する機能を果たす。

以上のように構成されたことから、本第５実施形態においても、第１実施形態の効果（１）及び（２）と同様な効果を奏するほか、特に変位制限装置１４が非動作状態にあるときに、鉛プラグ６１の塑性変形によって免震台２及び積層ゴム１１の振動を減衰させて、免震台２及び積層ゴム１１の振動を早期に抑制できる効果を奏する。

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。これらの実施形態は、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、変更を行うことができ、また、それらの置き換えや変更は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、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。

１ 免震対象物
２ 免震台
３ 基礎
１０ 免震装置
１１ 積層ゴム（弾性体）
１２Ａ、１２Ｂ 基板（介在部材）
１３Ａ、１３Ｂ スペーサ（介在部材）
１４ 変位制限装置
１５ 第１アンカー（第１アンカー部材）
１６ 第２アンカー（第２アンカー部材）
１７ 鋼管（エネルギー吸収手段）
１８、２１ 突起部
２２、２４ 鍔
３０ 免震装置
３１ 変位制限装置
３２ コイルばね（ばね部材；エネルギー吸収手段）
４０ 免震装置
４１ 変位制限装置
４２ コイルばね（ばね部材；エネルギー吸収手段）
４３ 粘性流体（エネルギー吸収手段）
４５ オリフィス
４６ 開口（非動作状態保持手段）
５０ 免震手段
５１ 変位制限装置
５２ 多孔質体（エネルギー吸収手段）
６０ 免震装置
６１ 鉛プラグ
Ｌ、Ｍ、Ｎ、Ｋ、Ｊ 全長（非動作保持手段）

Claims (8)

1. 免震対象物が設置される免震台と基礎との間に一対の介在部材に挟まれて配置された弾性体と、
   前記弾性体の内側または外側で且つ一対の前記介在部材間に設置されて、前記弾性体の過大変位を制限する変位制限装置とを有し、
   前記変位制限装置は、前記介在部材の一方に回動可能に係止された第１アンカー部材と、前記介在部材の他方に回動可能に係止された第２アンカー部材と、前記第１アンカー部材と前記第２アンカー部材の間に設けられ、前記弾性体が許容変位に達したときに前記第１アンカー部材と前記第２アンカー部材に作用するエネルギーを吸収するエネルギー吸収手段とを備えることを特徴とする免震装置。
2. 前記エネルギー吸収手段は、前記許容変位に達したときに第１アンカー部材と第２アンカー部材との相対移動により塑性変形する金属製筒体であることを特徴とする請求項１に記載の免震装置。
3. 前記エネルギー吸収手段は、前記許容変位に達したときに第１アンカー部材と第２アンカー部材との相対移動により圧縮されまたは引っ張られるばね部材であることを特徴とする請求項１に記載の免震装置。
4. 前記エネルギー吸収手段は、第１アンカー部材と第２アンカー部材との相対移動により圧縮されまたは引っ張られるばね部材と、前記第１アンカー部材と前記第２アンカー部材との相対移動により抵抗力を発生する粘性流体とにより構成されたことを特徴とする請求項１に記載の免震装置。
5. 前記エネルギー吸収手段は、前記許容変位に達したときに第１アンカー部材と第２アンカー部材との相対移動により圧縮されて塑性変形する多孔質体であることを特徴とする請求項１に記載の免震装置。
6. 前記変位制限装置が、弾性体の外側で且つ一対の介在部材間に設置され、前記弾性体の内側で且つ一対の前記介在部材間には、免震台の振動を減衰可能な鉛プラグが設置されたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の免震装置。
7. 前記変位制限装置は、前記弾性体が前記許容変位に達する前までは、エネルギー吸収手段を非動作状態に保持する非動作保持手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の免震装置。
8. 免震対象物が設置される免震台と基礎との間に一対の介在部材に挟まれて配置された弾性体により、地震の振動エネルギーを吸収し、
   更に、一対の前記介在部材間に設置された変位制限装置によって、前記弾性体の過大変位を制限すると共に、前記弾性体が許容変位に達したときに前記変位制限装置に作用するエネルギーを吸収することを特徴とする免震方法。

Images