JP2017078432A - ばね機構、及びばね機構を備えた振動抑制装置 - Google Patents

Abstract

【課題】入力変位が大きいときに、小さいときよりも剛性を低くすることができるばね機構、及びそのようなばね機構を備える振動抑制装置を提供する。【解決手段】本体部2に対して軸線方向に移動可能な可動部3と一体の第２押圧部4の両外側に、一対の第１弾性体6L,6Rがそれぞれ配置され、一対の第１弾性体の両外側に、本体部及び可動部に対して軸線方向に移動可能な一対の係合部5L,5Rがそれぞれ配置され、本体部に対する第２押圧部側への一対の係合部の移動が阻止部9L,9Rで阻止される。本体部と一体の一方の第１押圧部2aと一方の係合部5Lとの間、及び、本体部と一体の他方の第１押圧部2dと他方の係合部5Rとの間に、一対の第２弾性体7L,7Rが所定の圧縮荷重が予め付与された状態でそれぞれ挟持され、可動部の変位が所定値以下のときには、第１弾性体が弾性的に縮み、所定値よりも大きいときには、第１及び第２弾性体の両方が、弾性的に縮む。【選択図】図１

Description

本発明は、荷重に対して線形な剛性を有するばね機構、及びばね機構を備えた振動抑制装置に関する。

従来、この種のばね機構として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。このばね機構は、一対のドーナツ板状の側壁と両側壁の間の周壁とを一体に有するシリンダと、軸線方向に延び、シリンダに軸線方向に移動可能に収容されるとともに、シリンダから軸線方向の一方に突出するロッドを備えている。ロッドには、一対のストッパが一体に設けられており、これらのストッパは、軸線方向に互いに間隔を存した状態で配置されている。また、一対のストッパの間には、軸線方向に積層された複数の皿ばねから成る単一の皿ばねユニットが配置されており、一対のストッパの一方と皿ばねユニットの間、及び、一対のストッパの他方と皿ばねユニットの間には、一対の押板がそれぞれ配置されている。これらの一対の押板は、一対の側壁に内側からそれぞれ当接しており、シリンダ及びロッドに対して軸線方向に移動可能である。

以上の構成の従来のばね機構では、ばね機構に圧縮力が作用することによりロッドがシリンダに対して軸線方向の他方に移動すると、それに伴い、ロッドと一体の一対のストッパの一方が、一対の押板の一方を押圧し、当該押圧力が、皿ばねユニット及び一対の押板の他方を介して一対の側壁の他方に伝達され、それにより、皿ばねユニットが圧縮される。一方、ばね機構に引張力が作用することによりロッドがシリンダに対して軸線方向の一方に移動すると、それに伴い、ロッドと一体の一対のストッパの他方が、一対の押板の他方を押圧し、当該押圧力が、皿ばねユニット及び一対の押板の一方を介して一対の側壁の一方に伝達され、それにより、皿ばねユニットが圧縮される。以上のように、従来のばね機構は、引張力及び圧縮力のいずれが作用した場合にも、単一の皿ばねユニットによる反力が得られるように構成されている。

特開２０１２−１６３１３４号公報

しかし、従来のばね機構では、上述したように単一の皿ばねユニットを用いているので、単一の皿ばねユニットによって定まる単一の線形な剛性を有するにすぎない。このため、例えば、免震装置が設けられた構造物に関し、地震発生後に構造物を所定の初期位置に復帰させるための復元材として、この従来のばね機構を用いた場合において、ばね機構の剛性が比較的低いときには、構造物を初期位置に適切に復帰させることができなくなるおそれがある。これとは逆に、ばね機構の剛性が比較的高いときには、免震装置による免震効果（絶縁効果）を適切に得ることができなくなるおそれがある。また、この従来のばね機構を、構造物の振動抑制用のマスダンパとともに付加振動系を構成するために用いた場合には、構造物の振動が比較的大きいときに、マスダンパの反力が共振現象により過大になるおそれがある。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、２段以上の線形な剛性を有し、入力変位が比較的大きいときに、入力変位が比較的小さいときよりも、その剛性を低くすることができるばね機構、及びそのようなばね機構を備える振動抑制装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明によるばね機構は、本体部と、本体部に、本体部の軸線方向に移動可能に部分的に収容されるとともに、軸線方向に延びる可動部と、本体部及び可動部の一方である一方の部材に一体に設けられるとともに、軸線方向に互いに間隔を存した状態で配置された一対の第１押圧部と、本体部及び可動部の他方である他方の部材に一体に設けられるとともに、一対の第１押圧部の間に配置された第２押圧部と、一対の第１押圧部の一方と第２押圧部との間、及び、一対の第１押圧部の他方と第２押圧部との間にそれぞれ配置されるとともに、本体部及び可動部に対して軸線方向に移動可能な一対の係合部と、荷重に対して線形な剛性を有し、一対の係合部の一方と第２押圧部との間、及び、一対の係合部の他方と第２押圧部との間にそれぞれ配置された一対の第１弾性体と、一方の部材に一体に設けられ、一対の係合部がそれぞれ当接することによって、一対の係合部が一方の部材に対して第２押圧部側に移動するのをそれぞれ阻止する一対の阻止部と、荷重に対して線形な剛性を有し、一対の第１押圧部の一方と、当該一方側に位置する一対の係合部の一方との間、及び、一対の第１押圧部の他方と、当該他方側に位置する一対の係合部の他方との間に、所定の圧縮荷重が予め付与された状態でそれぞれ挟持され、一対の係合部を一対の阻止部にそれぞれ当接させるように押圧する一対の第２弾性体と、を備え、一方の部材に対して他方の部材を軸線方向に移動させるような外力が他方の部材に入力されているときに、当該外力による軸線方向の押圧力が、第２押圧部、第１弾性体、係合部、第２弾性体、及び第１押圧部を介して、他方の部材に伝達され、他方の部材への外力の入力中、一方の部材に対する他方の部材の変位が所定値以下のときには、押圧力によって、第２弾性体が縮まずに第１弾性体が弾性的に縮み、他方の部材の変位が所定値よりも大きいときには、第１及び第２弾性体の両方が押圧力によって弾性的に縮むように構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、本体部に、その軸線方向に延びる可動部が、軸線方向に移動可能に部分的に収容されている。本体部及び可動部の一方である一方の部材には、一対の第１押圧部が一体に設けられており、これらの一対の第１押圧部は、軸線方向に互いに間隔を存した状態で配置されている。また、本体部及び可動部の他方である他方の部材には、第２押圧部が一体に設けられており、この第２押圧部は、一対の第１押圧部の間に配置されている。一対の第１押圧部の一方と第２押圧部との間、及び、一対の第１押圧部の他方と第２押圧部との間には、本体部及び可動部に対して軸線方向に移動可能な一対の係合部が、それぞれ配置されている。また、一対の係合部の一方と第２押圧部との間、及び、一対の係合部の他方と第２押圧部との間には、荷重に対して線形な剛性を有する一対の第１弾性体がそれぞれ配置されている。

さらに、一対の係合部は、一方の部材と一体の一対の阻止部にそれぞれ当接することによって、一方の部材に対して第２押圧部側に移動するのをそれぞれ阻止される。一対の第１押圧部の一方と、この一方側に位置する一対の係合部の一方との間、及び、一対の第１押圧部の他方と、この他方側に位置する一対の係合部の他方との間には、一対の第２弾性体が、所定の圧縮荷重を予め付与された状態でそれぞれ挟持されている。これらの一対の第２弾性体は、荷重に対して線形な剛性を有しており、一対の係合部を一対の阻止部にそれぞれ当接させるように押圧する。

一方の部材に対して他方の部材を軸線方向に移動させるような外力が他方の部材に入力されているときには、外力による軸線方向の押圧力（以下、本発明に関し「外力押圧力」という）が、他方の部材と一体の第２押圧部を介して、第１弾性体に伝達され、さらに、係合部、第２弾性体、及び第１押圧部を介して、他方の部材に伝達される。この場合、当該外力押圧力の伝達によって第１弾性体が弾性的に縮むとともに、その反力が係合部を第２弾性体側に移動させるように作用するものの、第２弾性体には、上述したように圧縮荷重が予め付与されているので、第１弾性体の反力がこの圧縮荷重を超えない限り、第２弾性体は縮まない。

前述した構成によれば、他方の部材への外力の入力中、一方の部材に対する他方の部材の変位が所定値以下のときには、外力押圧力によって、第２弾性体が縮まずに第１弾性体が弾性的に縮み、第１弾性体の剛性が発揮される。また、他方の部材への外力の入力中、他方の部材の変位が所定値よりも大きいときには、第１及び第２弾性体の両方が外力押圧力によって弾性的に縮み、両者の剛性が発揮される。この場合、第１及び第２弾性体の剛性（ばね定数）をそれぞれｋ１、ｋ２とすると、第１及び第２弾性体が互いに直列に設けられているので、第１及び第２弾性体の全体の剛性は、（ｋ１・ｋ２）／（ｋ１＋ｋ２）になり、第１弾性体の剛性よりも低くなる。以上のように、本発明のばね機構は、２段の線形な剛性（バイリニア）を有しており、入力変位が比較的大きいときに、比較的小さいときよりも、その剛性を低くすることができる。

前記目的を達成するために、請求項２に係る発明によるばね機構は、軸線方向に延びる筒状の連結部と、軸線方向に互いに間隔を存した状態で配置された一対の壁部と、を一体に有する本体部と、本体部に、軸線方向に移動可能に部分的に収容されるとともに、軸線方向に延びる可動部と、可動部に一体に設けられ、軸線方向に互いに間隔を存した状態で配置されるとともに、本体部に対して軸線方向に移動可能な一対の押圧部と、本体部の一対の壁部の間に収容され、一対の押圧部の間に、軸線方向に互いに間隔を存した状態で配置されるとともに、本体部及び可動部に対して軸線方向に移動可能な一対の第１係合部と、荷重に対して線形な剛性を有し、一対の第１係合部の間に配置された第１弾性体と、一対の壁部の一方である一方の壁部と、一方の壁部側に位置する一対の第１係合部の一方との間、及び、一対の壁部の他方である他方の壁部と、他方の壁部側に位置する一対の第１係合部の他方との間にそれぞれ配置され、本体部及び可動部に対して軸線方向に移動可能な一対の第２係合部と、本体部に一体に設けられ、一対の第２係合部がそれぞれ当接することによって、一対の第２係合部が本体部に対して第１弾性体側に移動するのをそれぞれ阻止する一対の阻止部と、荷重に対して線形な剛性を有し、一方の壁部側に位置する一対の第２係合部の一方と一方の壁部との間、及び、他方の壁部側に位置する一対の第２係合部の他方と他方の壁部との間に所定の圧縮荷重が予め付与された状態でそれぞれ挟持され、一対の第２係合部を一対の阻止部にそれぞれ当接させるように押圧する一対の第２弾性体と、を備え、本体部に対して可動部を軸線方向に移動させるような外力が可動部に入力されているときに、当該外力による軸線方向の押圧力が、押圧部、第１係合部、第１弾性体、第２係合部、第２弾性体、及び壁部を介して、本体部に伝達され、可動部への外力の入力中、本体部に対する可動部の変位が所定値以下のときには、押圧力によって、第２弾性体が縮まずに第１弾性体が弾性的に縮み、可動部の変位が所定値よりも大きいときには、第１及び第２弾性体の両方が押圧力によって弾性的に縮むように構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、本体部が、軸線方向に延びる筒状の連結部と、軸線方向に互いに間隔を存した状態で配置された一対の壁部と、を一体に有しており、この本体部に、軸線方向に延びる可動部が、軸線方向に移動可能に部分的に収容されている。また、可動部には、一対の押圧部が一体に設けられており、これらの一対の押圧部は、軸線方向に互いに間隔を存した状態で配置されるとともに、本体部に対して軸線方向に移動可能である。さらに、本体部の一対の壁部の間には、一対の第１係合部が収容されており、これらの一対の第１係合部は、一対の押圧部の間に、軸線方向に互いに間隔を存した状態で配置されるとともに、本体部及び可動部に対して軸線方向に移動可能である。一対の第１係合部の間には、荷重に対して線形な剛性を有する第１弾性体が配置されている。

また、一対の壁部の一方である一方の壁部と一対の第１係合部の一方との間、及び、一対の壁部の他方である他方の壁部と一対の第１係合部の他方との間には、本体部及び可動部に対して軸線方向に移動可能な一対の第２係合部が、それぞれ配置されている。これらの一対の第２係合部は、本体部と一体の一対の阻止部にそれぞれ当接することによって、本体部に対して第１弾性体側に移動するのが阻止される。また、一方の壁部側に位置する一対の第２係合部の一方と一方の壁部との間、及び、他方の壁部側に位置する一対の第２係合部の他方と他方の壁部との間には、一対の第２弾性体が、所定の圧縮荷重を予め付与された状態でそれぞれ挟持されている。これらの一対の第２弾性体は、荷重に対して線形な剛性を有し、一対の第２係合部を一対の阻止部にそれぞれ当接させるように押圧する。

本体部に対して可動部を軸線方向に移動させるような外力が可動部及び本体部に入力されているときには、当該外力による軸線方向の押圧力（以下、本発明に関し「外力押圧力」という）が、可動部と一体の押圧部を介して、第１係合部に伝達され、さらに、第１弾性体、第２係合部、第２弾性体、及び壁部を介して、本体部に伝達される。この場合、当該外力押圧力の伝達によって第１弾性体が弾性的に縮むとともに、その反力が係合部を第２弾性体側に移動させるように作用するものの、第２弾性体には、上述したように圧縮荷重が予め付与されているので、第１弾性体の反力がこの圧縮荷重を超えない限り、第２弾性体は縮まない。

前述した構成によれば、可動部への外力の入力中、本体部に対する可動部の変位が所定値以下のときには、外力押圧力によって、第２弾性体が縮まずに第１弾性体が弾性的に縮み、第１弾性体の剛性が発揮される。また、可動部への外力の入力中、可動部の変位が所定値よりも大きいときには、第１及び第２弾性体の両方が外力押圧力によって弾性的に縮み、両者の剛性が発揮される。この場合、第１及び第２弾性体の剛性をそれぞれＫ１、Ｋ２とすると、第１及び第２弾性体は互いに直列に設けられているので、第１及び第２弾性体の全体の剛性は、（Ｋ１・Ｋ２）／（Ｋ１＋Ｋ２）になり、第１弾性体の剛性よりも低くなる。以上のように、本発明のばね機構は、２段の線形な剛性（バイリニア）を有しており、入力変位が比較的大きいときに、比較的小さいときよりも、その剛性を低くすることができる。

請求項３に係る発明は、請求項１に記載のばね機構において、一対の第１弾性体は、一対の係合部の一方と第２押圧部との間、及び、一対の係合部の他方と第２押圧部との間に、所定の第１圧縮荷重を予め付与された状態でそれぞれ挟持されており、第１圧縮荷重は、圧縮荷重以下に設定されていることを特徴とする。

この構成によれば、一対の第１弾性体は、一方の係合部と第２押圧部との間、及び、他方の係合部と第２押圧部との間にそれぞれ挟持されることによって、所定の第１圧縮荷重を予め付与されている。前述したように、一対の第１弾性体が、他方の部材と一体の第２押圧部の軸線方向の両側にそれぞれ配置されているので、この第１圧縮荷重に起因する一対の第１弾性体の一方の反力及び他方の反力は、第２押圧部に対して軸線方向に互いに反対方向に作用する。

外力による他方の部材及び第２押圧部の軸線方向の一方の側への変位が、第１圧縮荷重による第１弾性体の圧縮量（以下「予圧縮量」という）よりも小さいときには、一対の第１弾性体の反力が上述したように第２押圧部に作用し、一対の第１弾性体が全体として剛性を発揮するため、単一の第１弾性体の剛性をｋ１とすると、一対の第１弾性体の全体の剛性は２・ｋ１になる。また、他方の部材及び第２押圧部の軸線方向の一方の側への変位が、第１弾性体の予圧縮量よりも大きくなると、第２押圧部の軸線方向の他方の側に配置された第１弾性体に、圧縮荷重が作用しなくなり、その剛性を発揮しなくなるので、一対の第１弾性体の全体の剛性はｋ１になる。

また、第１弾性体の第１圧縮荷重は、請求項１に係る発明の説明で述べた第２弾性体の圧縮荷重以下に設定されている。この場合、第１圧縮荷重がこの圧縮荷重よりも小さいときには、他方の部材の変位が増大するのに伴って、第１及び第２弾性体を含むばね機構の剛性は、２・ｋ１からｋ１に変化し、さらに、前述したように（ｋ１・ｋ２）／（ｋ１＋ｋ２）に変化する。すなわち、この場合には、ばね機構は、３段の線形な剛性（トリリニア）を有している。また、第１圧縮荷重及び圧縮荷重が互いに等しいときには、他方の部材の変位の増大に伴って、ばね機構の剛性は、２・ｋ１から（ｋ１・ｋ２）／（ｋ１＋ｋ２）に変化する。すなわち、この場合には、ばね機構は、２段の線形な剛性（バイリニア）を有している。

以上のように、本発明のばね機構は、３段又は２段の線形な剛性を有しており、入力変位が比較的大きいときの剛性（（ｋ１・ｋ２）／（ｋ１＋ｋ２））を、入力変位が比較的小さいときの剛性（２・ｋ）よりも低くできるとともに、その差をより大きくすることができる。

請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のばね機構において、本体部と可動部の間の相対変位を減衰させる減衰要素をさらに備えることを特徴とする。

この構成によれば、本体部と可動部の間の相対変位が減衰要素によって減衰されるので、ばね機構を、前述したような剛性を有するダンパとして構成することができる。

前記目的を達成するために、請求項５に係る発明は、構造物の免震層に設けられ、構造物の振動を抑制する振動抑制装置であって、免震層よりも上側の上層部と、免震層よりも下側の下層部とに連結され、上層部の振動を下層部の振動に対して長周期化させる免震支承と、振動により変位した上層部を所定の初期位置に復帰させるために、上層部及び下層部に連結された請求項１ないし４のいずれかに記載のばね機構と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、免震支承により上層部の振動が長周期化させられ、その免震効果（絶縁効果）が得られることによって、構造物の振動が抑制される。また、請求項１ないし４のいずれかに記載のばね機構が、振動により変位した上層部を初期位置に復帰させるために、上層部及び下層部に連結されている。前述したように、ばね機構は、前述した従来のばね機構と異なり、２段以上の線形な剛性を有し、入力変位が大きいときに、入力変位が小さいときよりも、その剛性が低くなる。これにより、免震支承の免震効果を確保しながら、振動により変位した上層部を、ばね機構の反力で初期位置に適切に復帰させることができる。

前記目的を達成するために、請求項６に係る発明は、構造物を含む系内の第１部位と第２部位の間に設けられ、構造物の振動を抑制するための振動抑制装置であって、請求項１ないし４のいずれかに記載のばね機構と、回転可能な回転マスを有するとともに、ばね機構と直列に第１及び第２部位に連結され、構造物の振動に伴って発生した第１部位と第２部位の間の相対変位がばね機構を介して伝達されることにより、回転マスが回転するように構成されたマスダンパと、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、前述したような剛性を有するばね機構が、回転マスを有するマスダンパと直列に第１及び第２部位に連結されている。また、構造物の振動に伴って発生した第１部位と第２部位の間の相対変位が、ばね機構を介してマスダンパに伝達されることによって、マスダンパの回転マスが回転する。以上により、ばね機構及び回転マスによって付加振動系を構成できるので、この付加振動系の固有振動数を構造物の固有振動数に同調（共振）させることによって、構造物の振動を適切に抑制（吸収）することができる。

また、前述したように、ばね機構は、２段以上の線形な剛性を有し、入力変位が比較的大きいときに、比較的小さいときよりも、その剛性が低くなる。このため、第１部位と第２部位の間の相対変位が比較的小さく、ばね機構の本体部に対する可動部の変位が所定値以下のときに、付加振動系の固有振動数が構造物の固有振動数に同調するように、第１弾性体の剛性及び回転マスの回転慣性質量を設定することによって、第１部位と第２部位の間の相対変位が大きくなったときに、ばね機構の剛性が低下することで、付加振動系の固有振動数が構造物の固有振動数に同調しなくなる。これにより、マスダンパの反力が共振現象により過大化するのを防止することができる。

前記目的を達成するために、請求項７に係る発明は、構造物を含む系内の第１部位と第２部位の間に設けられ、構造物の振動を抑制するための振動抑制装置であって、請求項１、請求項３、ないし、請求項１に従属する請求項４のいずれかに記載のばね機構と、ばね機構の本体部に一体に設けられた回転マスと、を備え、本体部は、筒状に形成されるとともに、可動部により回転可能に支持され、可動部は、本体部の軸線方向の一方の部位に、軸線方向に移動可能に部分的にかつ同軸状に収容されるとともに、第１部位に連結され、第２部位に連結され、軸線方向に延びるとともに、本体部の軸線方向の他方の部位に、軸線方向に移動可能に部分的にかつ同軸状に収容されたねじ軸と、ねじ軸にボールを介して螺合するとともに、本体部の他方の部位に取り付けられたナットと、をさらに備え、構造物の振動に伴って発生した第１部位と第２部位の間の相対変位が、可動部、第２押圧部、第１弾性体、係合部、第２弾性体、第１押圧部、ねじ軸、及びナットを介して、回転運動に変換された状態で本体部に伝達され、それにより本体部及び回転マスが可動部に対して回転するように構成され、第２押圧部、第１弾性体及び係合部から成る相対変位の伝達経路上に、本体部と同軸状に設けられたスラスト軸受けをさらに備えることを特徴とする。

この構成によれば、請求項１や、請求項３、請求項１に従属する請求項４に係る発明の説明で述べたばね機構の本体部に、回転マスが一体に設けられており、本体部は、筒状に形成されるとともに、回転マスと一緒に、ばね機構の可動部により回転可能に支持されている。また、可動部は、本体部の軸線方向の一方の部位に、軸線方向に移動可能に部分的にかつ同軸状に収容されるとともに、第１部位に連結されている。さらに、本体部の軸線方向の他方の部位には、ねじ軸が軸線方向に移動可能に部分的にかつ同軸状に収容されており、このねじ軸は、軸線方向に延びるとともに、第２部位に連結されている。また、本体部の他方の部位には、ねじ軸にボールを介して螺合するナットが、取り付けられている。

構造物の振動に伴って発生した第１部位と第２部位の間の相対変位は、可動部、第２押圧部、第１弾性体、係合部、第２弾性体、第１押圧部、ねじ軸、及びナットを介して、回転運動に変換された状態で本体部に伝達される。これにより、本体部及び回転マスが可動部に対して一緒に回転し、回転マスによる回転慣性質量効果が得られるので、構造物の振動を適切に抑制することができる。

この場合、回転マスへの第１部位と第２部位の間の相対変位の伝達に伴い、第２押圧部、第１弾性体、係合部、第２弾性体及び第１押圧部から成る相対変位の伝達経路上において、軸線方向の押圧力（アキシャル荷重）が発生する。ばね機構の入力変位が比較的小さく、第２弾性体が縮んでいないときには、前記圧縮荷重に起因する第２弾性体の押圧力によって、係合部が一方の部材に設けられた阻止部に当接しているので、一方の部材と一体の第１押圧部と、第２弾性体と、係合部は、互いに一体の状態にある。前述した構成によれば、第２押圧部、第１弾性体及び係合部から成る伝達経路上に、スラスト軸受けが設けられているので、本体部及び回転マスを可動部に対して適切に回転させることができる。

また、回転マスへの第１部位と第２部位の間の相対変位の伝達に伴い、可動部が本体部に対して軸線方向に移動するとともに、前述したばね機構の構成及び動作から明らかなように、第１弾性体や第２弾性体の剛性が、可動部の入力変位の大きさに応じて発揮されるので、回転マス及びばね機構によって、付加振動系を構成することができる。したがって、請求項６に係る発明と同様、この付加振動系の固有振動数を構造物の固有振動数に同調（共振）させることによって、構造物の振動を適切に抑制（吸収）することができる。

さらに、前述したように、ばね機構は、２段以上の線形な剛性を有し、入力変位が比較的大きいときに、入力変位が比較的小さいときよりも、その剛性が低くなる。このため、第１部位と第２部位の間の相対変位が比較的小さく、ばね機構の本体部に対する可動部の変位が所定値以下のときに、上述した付加振動系の固有振動数が構造物の固有振動数に同調するように、第１弾性体の剛性及び回転マスの回転慣性質量を設定することによって、第１部位と第２部位の間の相対変位が大きくなったときに、ばね機構の剛性が低下することで、付加振動系の固有振動数が構造物の固有振動数に同調しなくなる。これにより、振動抑制装置の反力が共振現象により過大化するのを防止することができる。

また、回転マス及びばね機構により付加振動系を構成できるので、回転マスとともに付加振動系を構成するために一般的に用いられる鋼材などのばね機能を有する取り付け部材を介さずに、振動抑制装置を第１及び第２部位に連結することが可能になる。さらに、回転マスが、本体部に別個ではなく一体に設けられていることから、振動抑制装置を比較的簡単に構成することができる。さらに、本発明による振動抑制装置は、前述した構成から明らかなように、ばね機構及びマスダンパを一体化した構成を有するので、請求項６に係る発明による振動抑制装置よりも小型化を図ることができる。

前記目的を達成するために、請求項８に係る発明は、構造物を含む系内の第１部位と第２部位の間に設けられ、構造物の振動を抑制するための振動抑制装置であって、請求項２、又は、請求項２に従属する請求項４に記載のばね機構と、ばね機構の本体部に一体に設けられた回転マスと、を備え、本体部は、可動部により回転可能に支持され、可動部は、本体部の軸線方向の一方の部位に、軸線方向に移動可能に部分的にかつ同軸状に収容されるとともに、第１部位に連結され、第２部位に連結され、軸線方向に延びるとともに、本体部の軸線方向の他方の部位に、軸線方向に移動可能に部分的にかつ同軸状に収容されたねじ軸と、ねじ軸にボールを介して螺合するとともに、本体部の他方の部位に取り付けられたナットと、をさらに備え、構造物の振動に伴って発生した第１部位と第２部位の間の相対変位が、可動部、押圧部、第１係合部、第１弾性体、第２係合部、第２弾性体、壁部、ねじ軸、及びナットを介して、回転運動に変換された状態で本体部に伝達され、それにより本体部及び回転マスがロッドに対して回転するように構成され、押圧部、第１係合部、第１弾性体及び第２係合部から成る相対変位の伝達経路上に、本体部と同軸状に設けられたスラスト軸受けをさらに備えることを特徴とする。

この構成によれば、請求項２、又は、請求項２に従属する請求項４に係る発明の説明で述べたばね機構の本体部に、回転マスが一体に設けられており、本体部は、回転マスと一緒に、ばね機構の可動部により回転可能に支持されている。また、可動部は、本体部の軸線方向の一方の部位に、軸線方向に移動可能に部分的にかつ同軸状に収容されるとともに、第１部位に連結されている。さらに、本体部の軸線方向の他方の部位には、ねじ軸が軸線方向に移動可能に部分的にかつ同軸状に収容されており、このねじ軸は、軸線方向に延びるとともに、第２部位に連結されている。また、本体部の他方の部位には、ねじ軸にボールを介して螺合するナットが、取り付けられている。

構造物の振動に伴って発生した第１部位と第２部位の間の相対変位は、可動部、押圧部、第１係合部、第１弾性体、第２係合部、第２弾性体、壁部、ねじ軸、及びナットを介して、回転運動に変換された状態で本体部に伝達される。これにより、本体部及び回転マスが可動部に対して一緒に回転し、回転マスによる回転慣性質量効果が得られるので、構造物の振動を適切に抑制することができる。

この場合、回転マスへの第１部位と第２部位の間の相対変位の伝達に伴い、押圧部、第１係合部、第１弾性体、第２係合部、第２弾性体、壁部から成る相対変位の伝達経路上において、軸線方向の押圧力（アキシャル荷重）が発生する。ばね機構の入力変位が比較的小さく、第２弾性体が縮んでいないときには、前記圧縮荷重に起因する第２弾性体の押圧力によって、第２係合部が本体部に設けられた阻止部に当接しているので、本体部の壁部と、第２弾性体と、第２係合部は、互いに一体の状態にある。前述した構成によれば、押圧部、第１係合部、第１弾性体及び第２係合部から成る伝達経路上に、スラスト軸受けが設けられているので、本体部及び回転マスを可動部に対して適切に回転させることができる。

また、回転マスへの第１部位と第２部位の間の相対変位の伝達に伴い、可動部が本体部に対して軸線方向に移動するとともに、前述したばね機構の構成及び動作から明らかなように、第１弾性体や第２弾性体の剛性が、可動部の入力変位の大きさに応じて発揮されるので、請求項７に係る発明の振動抑制装置と同様、回転マス及びばね機構によって、付加振動系を構成することができる。したがって、この付加振動系の固有振動数を構造物の固有振動数に同調（共振）させることによって、構造物の振動を適切に抑制（吸収）することができる。

さらに、前述したように、ばね機構は、２段の線形な剛性を有し、入力変位が比較的大きいときに、比較的小さいときよりも、その剛性が低くなる。このため、請求項７に係る発明の振動抑制装置と同様、第１部位と第２部位の間の相対変位が比較的小さく、ばね機構の本体部に対する可動部の変位が所定値以下のときに、上述した付加振動系の固有振動数が構造物の固有振動数に同調するように、第１弾性体の剛性及び回転マスの回転慣性質量を設定することによって、第１部位と第２部位の間の相対変位が大きくなったときに、付加振動系の固有振動数が構造物の固有振動数に同調しなくなる。これにより、振動抑制装置の反力が共振現象により過大化するのを防止することができる。

また、回転マス及びばね機構により付加振動系を構成できるので、回転マスとともに付加振動系を構成するために一般的に用いられる鋼材などのばね機能を有する取り付け部材を介さずに、振動抑制装置を第１及び第２部位に連結することが可能になる。さらに、回転マスが、本体部に別個ではなく一体に設けられていることから、振動抑制装置を比較的簡単に構成することができる。さらに、本発明による振動抑制装置は、請求項７に係る発明の振動抑制装置と同様、前述した構成から明らかなように、ばね機構及びマスダンパを一体化した構成を有するので、請求項６に係る発明による振動抑制装置よりも小型化を図ることができる。

本発明の第１実施形態によるばね機構を示す断面図である。 図１のばね機構の一部を、（ａ）ロッド変位が第１所定値以下の場合について拡大して示す断面図、（ｂ）ロッド変位が第１所定値よりも大きく、かつ第２所定値以下の場合について拡大して示す断面図、（ｃ）ロッド変位が第２所定値よりも大きい場合について拡大して示す断面図である。 （ａ）〜（ｉ）図１のばね機構の皿ばねの数と積層の仕方のバリエーションの一例を示す図である。 図３（ａ）〜（ｉ）に示すバリエーションの各々における皿ばねの圧縮量と荷重の関係を示す図である。 図１のばね機構のロッド変位とばね機構反力との関係を示す図である。 本発明の第２実施形態によるばね機構を示す断面図である。 本発明の第３実施形態によるばね機構を示す断面図である。 図７のばね機構の一部を、（ａ）本体部変位が第１所定値以下の場合について拡大して示す断面図、（ｂ）本体部変位が第１所定値よりも大きく、かつ第２所定値以下の場合について拡大して示す断面図、（ｃ）本体部変位が第２所定値よりも大きい場合について拡大して示す断面図である。 本発明の第４実施形態によるばね機構を示す断面図である。 図９のばね機構を、（ａ）ロッド変位が所定値以下の場合について拡大して示す断面図、（ｂ）ロッド変位が所定値よりも大きい場合について拡大して示す断面図である。 図９のばね機構のロッド変位とばね機構反力との関係を示す図である。 本発明の第５実施形態によるばね機構を示す断面図である。 （ａ）図１２のばね機構のロッド変位と皿ばね反力との関係を示す図、（ｂ）図１２のばね機構のロッド変位と摩擦減衰力との関係を示す図である。 （ａ）図１２のばね機構のロッド変位とばね機構反力との関係を示す図、（ｂ）一般的なばね機構のロッド変位とばね機構反力との関係を示す図である。 本発明の第１実施形態による振動抑制装置を、これを適用した建物などとともに概略的に示す図である。 本発明の第２実施形態による振動抑制装置を、これを適用した建物の一部とともに概略的に示す図である。 本発明の第３実施形態による振動抑制装置を示す断面図である。 図１７の振動抑制装置を、これを適用した建物の一部とともに概略的に示す図である。 図１７の振動抑制装置を、（ａ）ロッド変位が第１所定値以下の場合について、（ｂ）ロッド変位が第１所定値よりも大きく、かつ第２所定値以下の場合について、（ｃ）ロッド変位が第２所定値よりも大きい場合について、それぞれ示すモデル図である。 本発明の第４実施形態による振動抑制装置を示す断面図である。 図２０の振動抑制装置を、（ａ）ロッド変位が所定値以下の場合について、（ｂ）ロッド変位が所定値よりも大きい場合について、それぞれ示すモデル図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。図１及び図２は、本発明の第１実施形態によるばね機構１を示している。以下、便宜上、図１の左側及び右側をそれぞれ「左」及び「右」として説明する。図１に示すように、ばね機構１は、左右方向（軸線方向）に延びる円筒状の本体部２と、本体部２の左部に左右方向に移動可能に部分的に収容された丸棒状のロッド３と、本体部２に収容された左右一対のプレート５Ｌ、５Ｒ、第１皿ばねユニット６Ｌ、６Ｒ及び第２皿ばねユニット７Ｌ、７Ｒを備えている。なお、図２では、便宜上、一部の構成要素の符号を省略している。

本体部２は、円板状の左右の側壁２ａ、２ｂと、両側壁２ａ、２ｂの間に設けられた円筒状の周壁２ｃと、周壁２ｃ内の右部に設けられた円板状の収容壁２ｄとを一体に有している。これらの壁２ａ〜２ｄは互いに同軸状に配置されており、左側壁２ａ及び収容壁２ｄには、左右方向に貫通する挿入孔２ｅ、２ｆがそれぞれ同軸状に形成されている。上記のロッド３は、左側壁２ａの挿入孔２ｅ及び収容壁２ｄの挿入孔２ｆに、滑り材８、８をそれぞれ介して挿入され、左右方向に延びるとともに、本体部２から左方に突出しており、その右端部が右側壁２ｂと収容壁２ｄの間に位置している。各滑り材８は、滑性の高い材料、例えばフッ素樹脂などで構成されている。また、ロッド３の左右方向の中央には、フランジ４が一体に設けられており、フランジ４は、ロッド３と一緒に、本体部２に左右方向に移動可能に収容されている。

上記の左右のプレート５Ｌ、５Ｒは、ドーナツ板状に形成され、左右方向に貫通する挿入孔５ａ、５ａが同軸状に設けられており、これらの挿入孔５ａ、５ａには、ロッド３が挿入されている。また、左右のプレート５Ｌ、５Ｒは、本体部２及びロッド３に対して左右方向に移動可能である。さらに、左プレート５Ｌは、左側壁２ａとフランジ４の間に配置され、右プレート５Ｒは、右側壁２ｂとフランジ４の間に配置されている。左右の第１皿ばねユニット６Ｌ、６Ｒの各々は、左右方向に積層された複数の皿ばね６ａで構成されており、荷重に対して線形な剛性を有している。また、各皿ばね６ａは、その中央の孔にロッド３が挿入されており、左右のプレート５Ｌ、５Ｒよりも小さい外径を有している。なお、図１及び図２では、便宜上、皿ばね６ａの中央の孔が、ロッド３に対してかなり大きめに描かれているが、実際には、両者の間の隙間は非常に小さい。このため、複数の皿ばね６ａの軸線が径方向に大きくばらつくことはない。

また、左側の第１皿ばねユニット６Ｌは、フランジ４と左プレート５Ｌの間に挟持されるとともに、所定の第１圧縮荷重Ｆｐ１が予め付与されている。右側の第１皿ばねユニット６Ｒは、フランジ４と右プレート５Ｒの間に挟持されるとともに、左側の第１皿ばねユニット６Ｌと同様、所定の第１圧縮荷重Ｆｐ１が予め付与されている。左右の第１皿ばねユニット６Ｌ、６Ｒの各々の剛性は、皿ばね６ａの数及び積層の仕方によって定まり、図１は、６個の皿ばね６ａを直列に積層した場合の例を示している。

図３（ａ）〜（ｉ）は、皿ばね６ａの数と積層の仕方（直列／並列）のバリエーションの一例を示しており、図４は、各バリエーションにおける皿ばね６ａの圧縮量（mm）と荷重（kN）との関係（以下「圧縮量−荷重関係」という）を示している。なお、図３（ｂ）〜（ｉ）では便宜上、皿ばね６ａの符号を１つのみ付している。また、図４において、Ｒａは、皿ばね６ａが１つであるとき（図４（ａ））の圧縮量−荷重関係を表し、Ｒｂは、２つの皿ばね６ａを直列に積層したとき（図４（ｂ））の圧縮量−荷重関係を、Ｒｃは、３つの皿ばね６ａを直列に積層したとき（図４（ｃ））の圧縮量−荷重関係を、それぞれ表している。

さらに、図４において、Ｒｄは、２つの皿ばね６ａを並列に積層したとき（図３（ｄ））の圧縮量−荷重関係を表し、Ｒｅは、並列に積層した２つの皿ばね６ａを１組として直列に２組、積層したとき（図３（ｅ））の圧縮量−荷重関係を表し、Ｒｆは、並列に積層した２つの皿ばね６ａを１組として直列に３組、積層したとき（図３（ｆ））のたわみ−荷重関係を表している。また、図４において、Ｒｇは、３つの皿ばね６ａを並列に積層したとき（図３（ｇ））の圧縮量−荷重関係を表し、Ｒｈは、並列に積層した３つの皿ばね６ａを１組として直列に２組、積層したとき（図３（ｈ））の圧縮量−荷重関係を表しており、Ｒｉは、並列に積層した３つの皿ばね６ａを１組として直列に３組、積層したとき（図３（ｉ））の圧縮量−荷重関係を表している。

皿ばね６ａ単体の剛性をｋｓとすると、皿ばね６ａを並列にｎ個、積層したときには、第１皿ばねユニット６Ｌ（６Ｒ）の剛性ｋ１は、ｎ・ｋｓとなる。また、皿ばね６ａを直列にｎ個、積層したときには、第１皿ばねユニット６Ｌ（６Ｒ）の剛性ｋ１は、ｋｓ／（ｎ＋１）となる。皿ばね６ａの数と積層の仕方（直列／並列）を、図３に示すような各種のバリエーションを適宜、用いて設定することにより、第１皿ばねユニット６Ｌ（６Ｒ）の剛性ｋ１が調整される。

また、周壁２ｃには、円環状の左右一対のストッパ９Ｌ、９Ｒが一体に設けられている。これらの左右のストッパ９Ｌ、９Ｒは、左右のプレート５Ｌ、５Ｒに外側からそれぞれ当接されることによって、両者５Ｌ、５Ｒが本体部２に対してフランジ４側に移動するのをそれぞれ阻止するためのものである。左右のストッパ９Ｌ、９Ｒの内径は、皿ばね６ａの外径よりも大きく、かつ、左右のプレート５Ｌ、５Ｒの外径よりも小さく設定されている。

前記左右の第２皿ばねユニット７Ｌ、７Ｒの各々は、第１皿ばねユニット６Ｌ、６Ｒと同様、左右方向に積層された複数の皿ばね７ａで構成され、荷重に対して線形な剛性を有しており、その中央の孔に、ロッド３が挿入されている。なお、図１及び図２では、便宜上、皿ばね７ａの中央の孔が、ロッド３に対してかなり大きめに描かれているが、実際には、両者の間の隙間は非常に小さい。このため、複数の皿ばね７ａの軸線が径方向に大きくばらつくことはない。

また、左側の第２皿ばねユニット７Ｌは、左側壁２ａと左プレート５Ｌの間に挟持されるとともに、所定の第２圧縮荷重Ｆｐ２が予め付与されている。右側の第２皿ばねユニット７Ｒは、収容壁２ｄと右プレート５Ｒの間に挟持されるとともに、左側の第２皿ばねユニット７Ｌと同様、第２圧縮荷重Ｆｐ２が予め付与されている。第２圧縮荷重Ｆｐ２は、前記第１圧縮荷重Ｆｐ１よりも大きく設定されている。左右の第２皿ばねユニット７Ｌ、７Ｒの各々の剛性ｋ２は、第１皿ばねユニット６Ｌ、６Ｒと同様の手法でそれぞれ設定される。図１などは、６個の皿ばね７ａを直列に積層した場合の例を示している。

また、上記の第２圧縮荷重Ｆｐ２に起因する左右の第２皿ばねユニット７Ｌ、７Ｒの反力は、左右のプレート５Ｌ、５Ｒをフランジ４側にそれぞれ押圧するように作用し、それにより、左右のプレート５Ｌ、５Ｒは、左右のストッパ９Ｌ、９Ｒに、外側からそれぞれ当接している。また、前記第１圧縮荷重Ｆｐ１に起因する左右の第１皿ばねユニット６Ｌ、６Ｒの反力は、フランジ４を右方及び左方にそれぞれ押圧するように作用し、それにより、ロッド３及びフランジ４は、本体部２に対して、図１に示す中立位置に保持されている。

また、右側壁２ｂには、棒状の支持部材ＳＵが同軸状に一体に設けられており、支持部材ＳＵは、右側壁２ｂから右方に突出している。さらに、ロッド３の左端部及び支持部材ＳＵの右端部にはそれぞれ、第１取付具ＦＬ１及び第２取付具ＦＬ２が、自在継ぎ手を介して取り付けられている。

以上の構成のばね機構１では、外力の入力によりロッド３が本体部２に対して左方に移動すると、ロッド３と一体のフランジ４が左方に移動し、左側の第１皿ばねユニット６Ｌを押圧する。このフランジ４による押圧力は、第１皿ばねユニット６Ｌから左プレート５Ｌに伝達され、さらに左側の第２皿ばねユニット７Ｌ及び左側壁２ａを介して、本体部２に伝達される。この場合において、図２（ａ）に示すように、本体部２に対する中立位置からのロッド３の変位（以下「ロッド変位」という）ｄが第１所定値ｄ１以下のときには、第２皿ばねユニット７Ｌが縮まず、第１皿ばねユニット６Ｌが弾性的に縮む。この場合、フランジ４が左方に移動することによって、右側の第１皿ばねユニット６Ｒに予め付与された圧縮荷重（以下「圧縮予荷重」という）が第１圧縮荷重Ｆｐ１よりも小さくなるものの、フランジ４の変位が第１圧縮荷重Ｆｐ１による第１皿ばねユニット６Ｒの圧縮量（以下「予圧縮量」という）よりも小さいため、第１皿ばねユニット６Ｒの圧縮予荷重は、値０にはならない。

以上により、ロッド変位ｄが第１所定値ｄ１以下のときには、一対の第１皿ばねユニット６Ｌ、６Ｒの反力がフランジ４を左右方向に挟み込むように作用し、両者６Ｌ、６Ｒが全体として剛性を発揮する。このため、各第１皿ばねユニット６Ｌ（６Ｒ）の剛性をｋ１とすると、一対の第１皿ばねユニット６Ｌ、６Ｒの全体の剛性は、各第１皿ばねユニット６Ｌ（６Ｒ）の剛性ｋ１の２倍（２・ｋ１）になる。

また、図２（ｂ）に示すように、ロッド３が左方に移動した場合において、ロッド変位ｄ（本体部２に対する中立位置からのロッド３の変位）が第１所定値ｄ１よりも大きく、かつ第２所定値ｄ２以下のときには、第２皿ばねユニット７Ｌが依然として縮まないものの、フランジ４の変位が右側の第１皿ばねユニット６Ｒの予圧縮量を上回ることによって、右側の第１皿ばねユニット６Ｒの圧縮予荷重が値０になり、その剛性を発揮しなくなる。以上により、この場合には、左側の第１皿ばねユニット６Ｌがその剛性（ｋ１）を発揮する。

さらに、図２（ｃ）に示すように、ロッド３が左方に移動した場合において、ロッド変位ｄが第２所定値ｄ２よりも大きいときには、フランジ４の押圧力が、第２皿ばねユニット７Ｌの第２圧縮荷重Ｆｐ２を上回る。これにより、左プレート５Ｌが左ストッパ９Ｌから離れて左方に移動するとともに、第１及び第２皿ばねユニット６Ｌ、７Ｌが弾性的に縮み、両者６Ｌ、７Ｌの剛性が発揮される。この場合、第１及び第２皿ばねユニット６Ｌ、７Ｌが互いに直列に設けられているので、第１及び第２皿ばねユニット６Ｌ、７Ｌの全体の剛性は、第１及び第２皿ばねユニット６Ｌ（６Ｒ）、７Ｌ（７Ｒ）の剛性ｋ１、ｋ２を互いに乗算した値を、両者ｋ１、ｋ２を互いに加算した値で除算した値（（ｋ１・ｋ２）／（ｋ１＋ｋ２））になり、第１皿ばねユニット６Ｌの剛性ｋ１よりも低くなる。

外力の入力によりロッド３が本体部２に対して右方に移動した場合には、上記と左右逆の動作が行われる。

以上の動作から明らかなように、ロッド変位ｄと、ばね機構１の反力（＝荷重。以下「ばね機構反力」という）Ｆｒとの関係、すなわち、ばね機構１の剛性は、例えば図５のように表される。図５では、ロッド３が左方及び右方にそれぞれ移動したときのロッド変位ｄを、−及び＋でそれぞれ表している。図５に示すように、ばね機構１は、３段の線形な剛性（トリリニア）を有し、ロッド変位ｄが大きいときの剛性が、ロッド変位ｄが小さいときの剛性よりも低く、また、その差が比較的大きい。

以上のように、第１実施形態によるばね機構１によれば、３段の線形な剛性を有しており、ロッド変位ｄが比較的大きいときの剛性（（ｋ１・ｋ２）／（ｋ１＋ｋ２））を、ロッド変位ｄが比較的小さいときの剛性（２・ｋ１）よりも低くできるとともに、その差をより大きくすることができる。この場合、第１皿ばねユニット６Ｌ（６Ｒ）の剛性ｋ１を、第２皿ばねユニット７Ｌ（７Ｒ）の剛性ｋ２よりも高く設定することによって、ロッド変位ｄが小さいときの剛性と、大きいときの剛性との差を、さらに大きくすることができる。

次に、図６を参照しながら、本発明の第２実施形態によるばね機構１１について説明する。このばね機構１１は、第１実施形態と比較して、本体部１２の構成と、ロッド３が本体部１２の左方に加え、右方に突出していることが主に異なっている。図６において、第１実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を付している。以下、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

図６に示すように、本体部１２は、ドーナツ板状の左右の側壁１２ａ、１２ｂと、両側壁１２ａ、１２ｂの間に一体に設けられた円筒状の周壁１２ｃを有している。左右の側壁１２ａ、１２ｂには、左右方向に貫通する挿入孔１２ｄ、１２ｅが同軸状にそれぞれ設けられており、これらの挿入孔１２ｄ、１２ｅには、ロッド３が、前記滑り材８を介して挿入されている。図６と図１の比較から明らかなように、ばね機構１１におけるフランジ４や、第１皿ばねユニット６Ｌ、６Ｒなどの位置関係は、第１実施形態のそれと同様であり、左側の第２皿ばねユニット７Ｌは、左側壁１２ａと左プレート５Ｌの間に、右側の第２皿ばねユニット７Ｒは、右側壁１２ｂと右プレート５Ｒの間に、前記第２圧縮荷重Ｆｐ２を付与された状態でそれぞれ挟持されている。また、ロッド３の右端部には、前記第２取付具ＦＬ２が、自在継ぎ手を介して取り付けられている。

以上の構成により、第２実施形態によるばね機構１１によれば、第１実施形態による効果を同様に得ることができる。

次に、図７及び図８を参照しながら、本発明の第３実施形態によるばね機構２１について説明する。このばね機構２１は、第１実施形態と比較して、ロッド３に、前述したフランジ４に代えて、左右一対のフランジ４Ｌ、４Ｒが一体に設けられていることと、周壁２ｃに一体に設けられたドーナツ板状の仕切壁２ｈが、左右のフランジ４Ｌ、４Ｒの間に配置されていることが、主に異なっている。図７及び図８において、第１実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を付している。なお、図８では、一部の構成要素の符号を省略している。以下、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

左フランジ４Ｌはロッド３の左部に、右フランジ４Ｒはロッド３の右部に、それぞれ一体に設けられており、これらの左右のフランジ４Ｌ、４Ｒの間に、左側から順に、左側の第２皿ばねユニット７Ｌ、左プレート５Ｌ、左側の第１皿ばねユニット６Ｌ、仕切壁２ｈ、右側の第１皿ばねユニット６Ｒ、右プレート５Ｒ、及び右側の第２皿ばねユニット７Ｒが配置されている。仕切壁２ｈには、左右方向に貫通する挿入孔２ｉが同軸状に設けられており、この挿入孔２ｉには、ロッド３が滑り材８を介して挿入されている。

また、周壁２ｃには、前記ストッパ９Ｌ、９Ｒが設けられておらず、これらに代えて、円環状の左右一対のストッパ２２Ｌ、２２Ｒが、ロッド３に一体に設けられている。左右のストッパ２２Ｌ、２２Ｒは、左側及び右側の第１皿ばねユニット６Ｌ、６Ｒの径方向の内側にそれぞれ配置されており、左右のプレート５Ｌ、５Ｒは、外側から左右のストッパ２２Ｌ、２２Ｒにそれぞれ当接しており、それにより、左右のプレート５Ｌ、５Ｒがロッド３に対して仕切壁２ｈ側に移動するのがそれぞれ阻止されている。

また、左側の第１皿ばねユニット６Ｌは、仕切壁２ｈと左プレート５Ｌの間に挟持され、右側の第１皿ばねユニット６Ｒは、仕切壁２ｈと右プレート５Ｒの間に挟持されており、第１実施形態と同様、両者６Ｌ、６Ｒには、所定の第１圧縮荷重Ｆｐ１が予め付与されている。第１皿ばねユニット６Ｌ、６Ｒの皿ばね６ａの中央の孔の径は、左右のストッパ２２Ｌ、２２Ｒの外径よりも大きく、皿ばね６ａの外径は、周壁２ｃの内径よりも若干、小さい。なお、図７及び図８では、便宜上、皿ばね６ａの外径が、周壁２ｃの内径に対してかなり小さめに描かれているが、実際には、両者６ａ、２ｃの間の隙間は非常に小さい。このため、複数の皿ばね６ａの軸線が、径方向に大きくばらついたり、ロッド３から径方向に大きくずれたりすることはない。

さらに、左側の第２皿ばねユニット７Ｌは、左フランジ４Ｌと左プレート５Ｌの間に挟持され、右側の第２皿ばねユニット７Ｒは、右フランジ４Ｒと右プレート５Ｒの間に挟持されており、第１実施形態と同様、両者７Ｌ、７Ｒには、所定の第２圧縮荷重Ｆｐ２が予め付与されている。また、第１圧縮荷重Ｆｐ１に起因する左右の第１皿ばねユニット６Ｌ、６Ｒの反力は、仕切壁２ｈを右方及び左方にそれぞれ押圧するように作用し、それにより、仕切壁２ｈ及び本体部２は、ロッド３に対して、図７に示す中立位置に保持されている。

以上の構成のばね機構２１では、外力の入力により本体部２がロッド３に対して左方に移動すると、本体部２と一体の仕切壁２ｈが左方に移動し、左側の第１皿ばねユニット６Ｌを押圧する。この仕切壁２ｈによる押圧力は、第１皿ばねユニット６Ｌから左プレート５Ｌに伝達され、さらに左側の第２皿ばねユニット７Ｌ及び左フランジ４Ｌを介して、ロッド３に伝達される。この場合において、図８（ａ）に示すように、ロッド３に対する中立位置からの本体部２の変位（以下「本体部変位」という）ｄ’が第１所定値ｄ１以下のときには、第２皿ばねユニット７Ｌが縮まず、第１皿ばねユニット６Ｌが弾性的に縮む。この場合、仕切壁２ｈが左方に移動することによって、右側の第１皿ばねユニット６Ｒに予め付与された圧縮予荷重が第１圧縮荷重Ｆｐ１よりも小さくなるものの、フランジ４の変位が第１圧縮荷重Ｆｐ１による第１皿ばねユニット６Ｒの予圧縮量よりも小さいため、第１皿ばねユニット６Ｒの圧縮予荷重は、値０にはならない。

以上により、本体部変位ｄ’が第１所定値ｄ１以下のときには、一対の第１皿ばねユニット６Ｌ、６Ｒの反力が仕切壁２ｈを左右方向に挟み込むように作用し、両者６Ｌ、６Ｒが全体として剛性を発揮するため、一対の第１皿ばねユニット６Ｌ、６Ｒの全体の剛性は、第１実施形態と同様、各第１皿ばねユニット６Ｌ（６Ｒ）の剛性ｋ１の２倍（２・ｋ１）になる。

また、図８（ｂ）に示すように、本体部２が左方に移動した場合において、本体部変位ｄ’が第１所定値ｄ１よりも大きく、かつ第２所定値ｄ２以下のときには、第２皿ばねユニット７Ｌが依然として縮まないものの、仕切壁２ｈの変位が右側の第１皿ばねユニット６Ｒの予圧縮量を上回ることによって、右側の第１皿ばねユニット６Ｒの圧縮予荷重が値０になり、その剛性を発揮しなくなる。以上により、この場合には、第１実施形態と同様、左側の第１皿ばねユニット６Ｌがその剛性ｋ１を発揮する。

さらに、図８（ｃ）に示すように、本体部２が左方に移動した場合において、本体部変位ｄ’が第２所定値ｄ２よりも大きいときには、仕切壁２ｈの押圧力が、第２皿ばねユニット７Ｌの第２圧縮荷重Ｆｐ２を上回る。これにより、左プレート５Ｌが左ストッパ２２Ｌから離れて左方に移動するとともに、第１及び第２皿ばねユニット６Ｌ、７Ｌが弾性的に縮み、両者６Ｌ、７Ｌの剛性ｋ１、ｋ２が発揮される。この場合、第１実施形態と同様、第１及び第２皿ばねユニット６Ｌ、７Ｌが互いに直列に設けられているので、第１及び第２皿ばねユニット６Ｌ、７Ｌの全体の剛性は、（ｋ１・ｋ２）／（ｋ１＋ｋ２）になり、第１皿ばねユニット６Ｌの剛性ｋ１よりも低くなる。

外力の入力により本体部２がロッド３に対して右方に移動した場合には、上記と左右逆の動作が行われる。

以上のばね機構２１の構成及び動作から明らかなように、第３実施形態によるばね機構２１によれば、第１実施形態による効果を同様に得ることができる。

なお、本発明によるばね機構に関する第３実施形態では、ロッド３を、本体部２から軸線方向の一方（左方）に突出させているが、第２実施形態（図６）と同様、軸線方向の両方に突出させてもよい。その場合には、左側壁１２ａを省略するとともに、仕切壁２ｈを周壁２ｃの左端部に一体に設けてもよく、あるいは、右側壁１２ｂを省略するとともに、仕切壁２ｈを周壁２ｃの右端部に一体に設けてもよい。前者の場合には、左フランジ４Ｌ、左側の第１及び第２皿ばねユニット６Ｌ、７Ｌならびに左プレート５Ｌが、本体部１２に収容されず、その外側に配置される。後者の場合には、右フランジ４Ｒ、右側の第１及び第２皿ばねユニット６Ｒ、７Ｒならびに右プレート５Ｒが、本体部１２に収容されず、その外側に配置される。あるいは、左右の側壁１２ａ、１２ｂ及び周壁２ｃを省略するとともに、仕切壁２ｈを、軸線方向に比較的長いブロック状に形成してもよい。この場合には、仕切壁２ｈ及び本体部が互いに共通の部材で構成されることになる。

次に、図９〜図１１を参照しながら、本発明の第４実施形態によるばね機構３１について説明する。このばね機構３１は、第１実施形態と比較して、第１皿ばねユニット６に関連する構成が主に異なっている。図９において、第１実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を付している。なお、図１０では、一部の構成要素の符号を省略している。以下、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

図９に示すように、本体部２には、左右一対のフランジ３２Ｌ、３２Ｒ、第１プレート３３Ｌ、３３Ｒ及び第２プレート３４Ｌ、３４Ｒと、第１皿ばねユニット６と、第２皿ばねユニット７Ｌ、７Ｒが収容されている。左右のフランジ３２Ｌ、３２Ｒは、ロッド３に一体に設けられており、本体部２の左側壁２ａと収容壁２ｄの間に、左右方向に互いに間隔を存した状態で配置されている。

左側及び右側の第１プレート３３Ｌ、３３Ｒは、ドーナツ板状に形成され、左右のフランジ３２Ｌ、３２Ｒの間に、左右方向に互いに間隔を存した状態で配置されている。また、左側及び右側の第１プレート３３Ｌ、３３Ｒには、左右方向に貫通する挿入孔３３ａ、３３ａがそれぞれ同軸状に設けられている。これらの挿入孔３３ａ、３３ａには、ロッド３が挿入されており、各挿入孔３３ａの径は、左右のフランジ３２Ｌ、３２Ｒの外径よりも小さい。さらに、第１プレート３３Ｌ、３３Ｒは、本体部２及びロッド３に対して左右方向に移動可能である。

上記の第１皿ばねユニット６は、第１実施形態と同様、左右方向に積層された複数の皿ばね６ａで構成され、荷重に対して線形な剛性を有しており、左側及び右側の第１プレート３３Ｌ、３３Ｒの間に、所定の第１圧縮荷重ＦＰ１が付与された状態で挟持されている。また、皿ばね６ａの中央の孔には、ロッド３が挿入されている。なお、図９及び図１０では、皿ばね６ａの中央の孔が、ロッド３に対してかなり大きめに描かれているが、実際には、両者の間の隙間は非常に小さい。このため、複数の皿ばね６ａの軸線が径方向に大きくばらつくことはない。第１圧縮荷重ＦＰ１に起因する第１皿ばねユニット６の反力は、左側及び右側の第１プレート３３Ｌ、３３Ｒを、左右のフランジ３２Ｌ、３２Ｒ側にそれぞれ押圧するように作用する。これにより、左側及び右側の第１プレート３３Ｌ、３３Ｒは、左右のフランジ３２Ｌ、３２Ｒに内側からそれぞれ当接している。

左側及び右側の第２プレート３４Ｌ、３４Ｒは、第１プレート３３Ｌ、３３Ｒと同様、ドーナツ板状に形成されている。左側の第２プレート３４Ｌは、左側の第１プレート３３Ｌに外側から当接するとともに、第１プレート３３Ｌと左側壁２ａの間に配置されている。右側の第２プレート３４Ｒは、右側の第１プレート３３Ｒに外側から当接するとともに、第１プレート３３Ｒと収容壁２ｄの間に配置されている。左側及び右側の第２プレート３４Ｌ、３４Ｒの各々には、左右方向に貫通する挿入孔３４ａが同軸状に設けられており、左側の第２プレート３４Ｌの挿入孔３４ａには、左フランジ３２Ｌが挿入され、右側の第２プレート３４Ｒの挿入孔３４ａには、右フランジ３２Ｒが挿入されている。また、第２プレート３４Ｌ、３４Ｒは、本体部２及びロッド３に対して左右方向に移動可能である。

また、周壁２ｃには、前記左右のストッパ９Ｌ、９Ｒに代えて、左右のストッパ３５Ｌ、３５Ｒが一体に設けられており、これらのストッパ３５Ｌ、３５Ｒは、左側及び右側の第２プレート３４Ｌ、３４Ｒに外側からそれぞれ当接されることによって、両者３４Ｌ、３４Ｒが本体部２に対して第１皿ばねユニット６側に移動するのをそれぞれ阻止するためのものである。左右のストッパ３５Ｌ、３５Ｒの内径は、第１皿ばねユニット６及び第１プレート３３Ｌ、３３Ｒの外径よりも大きく、また、第２プレート３４Ｌ、３４Ｒの外径よりも小さい。

また、左側の第２皿ばねユニット７Ｌは、左側壁２ａと左側の第２プレート３４Ｌの間に、所定の第２圧縮荷重ＦＰ２が予め付与された状態で挟持されており、その中央の孔に、ロッド３及び左フランジ３２Ｌが挿入されている。右側の第２皿ばねユニット７Ｒは、収容壁２ｄと右側の第２プレート３４Ｒの間に、上記の第２圧縮荷重ＦＰ２が予め付与された状態で挟持されており、その中央の孔に、ロッド３及び右フランジ３２Ｒが挿入されている。なお、図９及び図１０では、第２プレート３４Ｌ、３４Ｒ及び第２皿ばねユニット７Ｌ、７Ｒの外径が、周壁２ｃの内径よりもかなり小さく描かれているが、実際には、両者の間の隙間は非常に小さい。このため、第２プレート３４Ｌ、３４Ｒ及び複数の皿ばね７ａの軸線が、径方向に大きくばらついたり、ロッド３から径方向に大きくずれたりすることはない。

また、上記の第２圧縮荷重ＦＰ２に起因する左右の第２皿ばねユニット７Ｌ、７Ｒの反力は、左側及び右側の第２プレート３４Ｌ、３４Ｒを第１皿ばねユニット６側にそれぞれ押圧するように作用する。これにより、左側の第２プレート３４Ｌは、左ストッパ３５Ｌ及び左側の第１プレート３３Ｌに外側から当接しており、右側の第２プレート３４Ｒは、右ストッパ３５Ｒ及び右側の第１プレート３３Ｒに外側から当接している。なお、左側及び右側の第２プレート３４Ｌ、３４Ｒは、左側及び右側の第１プレート３３Ｌ、３３Ｒにそれぞれ当接していなくてもよい。

以上の構成のばね機構３１では、第１皿ばねユニット６及び第２皿ばねユニット７Ｌ、７Ｒの反力が前述したように各種の部品に作用することによって、ロッド３及び左右のフランジ３２Ｌ、３２Ｒは、本体部２に対して、図９に示す中立位置に保持されている。

この状態から、ロッド３を本体部２に対して左方に移動させるような外力がロッド３に入力されると、ロッド３と一体の右フランジ３２Ｒが、右側の第１プレート３３Ｒを押圧し、当該押圧力は、第１皿ばねユニット６、左側の第１プレート３３Ｌ、左側の第２プレート３４Ｌ、左側の第２皿ばねユニット７Ｌ及び左側壁２ａを介して、本体部２に伝達される。この場合、第１皿ばねユニット６に第１圧縮荷重ＦＰ１が予め付与されているため、この第１圧縮荷重ＦＰ１を超える押圧力が第１皿ばねユニット６に作用しない限り、第１皿ばねユニット６は縮まず、ロッド３は中立位置に位置したままになる。

そして、上述した右フランジ３２Ｒの押圧力が第１圧縮荷重ＦＰ１を超えると、図１０（ａ）に示すように、ロッド３が、これと一体の左右のフランジ３２Ｌ、３２Ｒと一緒に、中立位置から左方に移動し、右側の第１プレート３３Ｒが、右側の第２プレート３４Ｒから離れるとともに、左フランジ３２Ｌが、左側の第１プレート３３Ｌから離れる。この場合、ロッド変位（本体部２に対する中立位置からのロッド３の変位）Ｄが所定値ＤＲ以下のときには、左側の第２皿ばねユニット７Ｌが縮まず、第１皿ばねユニット６が弾性的に縮み、その剛性Ｋ１が発揮される。

さらに、図１０（ｂ）に示すように、ロッド３が左方に移動した場合において、ロッド変位Ｄが所定値ＤＲよりも大きいときには、右フランジ３２Ｒの押圧力が、第２皿ばねユニット７Ｌの第２圧縮荷重ＦＰ２を上回る。これにより、左側の第２プレート３４Ｌが左ストッパ３５Ｌから離れて左方に移動するとともに、第１皿ばねユニット６及び左側の第２皿ばねユニット７Ｌが弾性的に縮み、両者６、７Ｌの剛性Ｋ１、Ｋ２が発揮される。この場合、第１及び第２皿ばねユニット６、７Ｌが互いに直列に設けられているので、第１及び第２皿ばねユニット６、７Ｌの全体の剛性は、第１及び第２皿ばねユニット６、７Ｌ（７Ｒ）の剛性Ｋ１、Ｋ２を互いに乗算した値を、両者Ｋ１、Ｋ２を互いに加算した値で除算した値（（Ｋ１・Ｋ２）／（Ｋ１＋Ｋ２））になり、第１皿ばねユニット６の剛性Ｋ１よりも低くなる。

外力の入力によりロッド３が本体部２に対して右方に移動した場合には、上記と左右逆の動作が行われる。

以上の動作から明らかなように、ばね機構３１におけるロッド変位Ｄと、ばね機構３１の反力（以下「ばね機構反力」という）ＦＲとの関係、すなわち、ばね機構３１の剛性は、例えば図１１のように表される。図１１では、ロッド３が左方及び右方にそれぞれ移動したときのロッド変位を、−及び＋でそれぞれ表している。図１１に示すように、ばね機構３１は、２段の線形な剛性（バイリニア）を有し、ロッド変位Ｄが大きいときに、ロッド変位Ｄが小さいときよりも、その剛性が低い。

以上のように、第４実施形態によるばね機構３１によれば、２段の線形な剛性を有しており、ロッド変位Ｄが比較的大きいときの剛性（（Ｋ１・Ｋ２）／（Ｋ１＋Ｋ２））を、ロッド変位Ｄが比較的小さいときの剛性Ｋ１よりも低くすることができる。この場合、第１皿ばねユニット６の剛性Ｋ１を、第２皿ばねユニット７Ｌ（７Ｒ）の剛性Ｋ２よりも高く設定することによって、ロッド変位Ｄが比較的大きいときのばね機構３１の剛性と、比較的小さいときのばね機構３１の剛性との差を、より大きくすることができる。ちなみに、第１皿ばねユニット６の剛性Ｋ１を、第２皿ばねユニット７Ｌ（７Ｒ）の剛性Ｋ２以下に設定してもよいことは、もちろんである。

なお、本発明によるばね機構に関する第４実施形態では、本発明における一対の押圧部としての左右のフランジ３２Ｌ、３２Ｒを、左側壁２ａと収容壁２ｄの間に配置しているが、軸線方向（左右方向）に延長し、左側壁及び収容壁の挿入孔にそれぞれ挿入するとともに、左側壁及び収容壁からそれぞれ突出させてもよい。また、第４実施形態では、ロッド３を、本体部２から軸線方向の一方（左方）に突出させているが、第２実施形態（図６）と同様、軸線方向の両方に突出させてもよい。その場合には、右側壁１２ｂを省略するとともに、収容壁２ｄを周壁２ｃの右端部に一体に設けてもよい。

次に、図１２を参照しながら、本発明の第５実施形態によるばね機構４１について説明する。このばね機構４１は、第１実施形態と比較して、フランジ４に代えて、摩擦プレート４２がロッド３に一体に設けられている点のみが異なっている。図１２において、第１実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を付している。以下、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

摩擦プレート４２は、摩擦係数が比較的安定している材料、例えばフッ素樹脂などで構成され、比較的厚い円板状に形成されており、ロッド３に同軸状に設けられている。また、摩擦プレート４２は、その外周面が周壁２ｃの内周面に接触している。ロッド３が本体部２に対して左右方向に移動したときに、摩擦プレート４２と周壁２ｃの間で摩擦力が発生し、この摩擦力は、本体部２に対するロッド３の変位を減衰させるように作用する。

また、ばね機構４１では、第１実施形態のばね機構１と異なり、第１皿ばねユニット６Ｌ（６Ｒ）の第１圧縮荷重Ｆｐ１と、第２皿ばねユニット７Ｌ（７Ｒ）の第２圧縮荷重Ｆｐ２が互いに同じ値に設定されている。このことと、図２を用いて説明したばね機構１の動作から明らかなように、ばね機構４１のロッド変位（本体部２に対するロッド３の変位）ｄと、第１及び第２皿ばねユニット６Ｌ（６Ｒ）、７Ｌ（７Ｒ）の全体の反力（以下「皿ばね反力」という）Ｆｓとの関係は、例えば図１３（ａ）のように表される。同図に示すように、ロッド変位ｄが第１所定値ｄ１以下のときには、第１実施形態と同様、第２皿ばねユニット７Ｌ（７Ｒ）が剛性を発揮せず、左側及び右側の第１皿ばねユニット６Ｌ、６Ｒ全体が剛性を発揮するので、第１及び第２皿ばねユニット６Ｌ（６Ｒ）、７Ｌ（７Ｒ）の全体の剛性は、２・ｋ１になる。

また、ロッド変位ｄが第１所定値ｄ１よりも大きいときには、第１実施形態と異なり、第１及び第２皿ばねユニット６Ｌ（６Ｒ）、７Ｌ（７Ｒ）の両方が縮み、それらの剛性が発揮されるので、第１及び第２皿ばねユニット６Ｌ（６Ｒ）、７Ｌ（７Ｒ）の全体の剛性は、ｋ１・ｋ２／（ｋ１＋ｋ２）になる。

さらに、ばね機構４１では、前述したように、本体部２に対するロッド３の移動に伴い、ロッド変位ｄを減衰させる摩擦減衰力が、摩擦プレート４２と周壁２ｃの間で発生する。ロッド変位ｄと、この摩擦減衰力Ｆｆとの関係は、例えば図１３（ｂ）のように表される。また、ばね機構４１のばね機構反力Ｆｒ’は、上述した皿ばね反力Ｆｓと、摩擦減衰力Ｆｆとを足し合わせたものになるので、例えば図１４（ａ）のように表される。

以上のように、第５実施形態によるばね機構４１によれば、ロッド変位ｄが摩擦プレート４２及び周壁２ｃの間で発生する摩擦力によって減衰されるので、ダンパとして機能することができる。

なお、本発明によるばね機構に関する前述した第１〜第５実施形態では、第１皿ばねユニット６Ｌ、６Ｒ、６に、第１圧縮荷重Ｆｐ１、ＦＰ１を予め付与しているが、付与しなくてもよい。その場合には、皿ばね６ａとその付近の部品（フランジ４など）との間、及び、フランジ３２Ｌ（３２Ｒ）と第１プレート３３Ｌ（３３Ｒ）との間に、軸線方向に隙間がそれぞれ設けられていてもよい。また、第２実施形態によるばね機構１１に関し、第５実施形態で説明した摩擦プレート４２を、フランジ４に代えて、ロッド３に一体に設けてもよい。このことは、第３実施形態によるばね機構２１についても同様に当てはまり、左右のフランジ４Ｌ、４Ｒに代えて、摩擦プレート４２をロッド３に一体に設けてもよい。また、第４実施形態によるばね機構３１に関し、摩擦プレート４２をロッド３の右端部に一体に設けてもよい。

また、第５実施形態では、摩擦プレート４２をロッド３に一体に設けているが、本体部２（周壁２ｃ）に一体に設けてもよい。この場合には、摩擦プレートの径方向の中央に軸線方向に貫通する挿入孔が同軸状に形成されるとともに、この挿入孔にロッド３が挿入され、摩擦プレートとロッド３の間で発生する摩擦力が、ロッド変位ｄを減衰させるように作用する。また、この場合、ロッド３が挿入される左側壁２ａ及び収容壁２ｄを摩擦プレートとして兼用してもよい。このような摩擦プレートに関するバリエーションは、第１〜第４実施形態についても同様に適用可能である。この場合、第２実施形態に関しては、右側壁１２ｂを摩擦プレートとして兼用してもよく、第３実施形態に関しては、仕切壁２ｈを摩擦プレートとして兼用してもよい。

さらに、第５実施形態では、本発明における減衰要素として、周壁２ｃ及び摩擦プレート４２を用いているが、ロッド変位（本体部変位）を減衰させる他の適当な減衰要素、例えば、粘性流体を用いた減衰要素を用いてもよい。その場合には、本体部内に、粘性流体を充填可能な流体室が画成され、この流体室内に、ロッドと一体のピストンが摺動可能に設けられるとともに、このピストンに、流体室内のピストンの両側における粘性流体の圧力を調整するための調整弁が設けられる（本出願人による特願２０１５−１９５６２０号を参照）。この場合、この流体室として、左側壁２ａ、周壁２ｃ及び収容壁２ｄで画成された空間を用いるとともに、このピストンを、摩擦プレート４２に代えて設けてもよい。あるいは、流体室として、収容壁２ｄ、周壁２ｃ及び右側壁２ｂで画成された空間を用いるとともに、このピストンを、ロッドの右端部に設けてもよい。このような減衰要素に関するバリエーションは、第１〜第４実施形態についても適宜、適用可能である。

なお、本発明による減衰要素付きのばね機構は、例えば、構造物の振動を抑制するためのダンパとして用いることができる。この場合、構造物が高層の建物であるときには、例えば、建物の上下の梁に連結され、その連結の仕方は任意である。例えば、上下の梁に、減衰要素付きのばね機構をブレース状に連結してもよく、あるいは、一対の減衰要素付きのばね機構をＶ字状又は逆Ｖ字状に連結してもよい。あるいは、上下の梁に、Ｖ字状又は逆Ｖ字状の鋼材で構成されたブレース材や、上下方向に延びる鋼材を介して、減衰要素付きのばね機構を水平に延びるように連結してもよい。また、この場合、減衰要素付きのばね機構を、上下の梁に代えて、梁及び建物の基礎に連結してもよく、建物に代えて、鉄塔や橋梁などに適用してもよい。

また、前述したように、減衰要素付きのばね機構は、図１４（ａ）に示すような剛性を有している。一方、図１４（ｂ）は、一般的なばね機構のロッド変位ｄｇとばね機構反力Ｆｇとの関係を示しており、そのばね機構反力Ｆｇの最大値ＦＭＡＸは、本発明によるばね機構反力Ｆｒ’の最大値ＦＭＡＸと同じであり、また、ＦｇがＦＭＡＸのときのロッド変位ｄｇは、Ｆｒ’がＦＭＡＸのときのロッド変位ｄと同じである。図１４（ａ）と図１４（ｂ）との比較から明らかなように、ばね機構反力Ｆｒ’が値０であるときのロッド変位ｄは、一般的なばね機構のばね機構反力Ｆｇが値０であるときのロッド変位ｄｇよりも小さい。このことから明らかなように、本発明による減衰機構付きのばね機構によれば、これが適用された構造物の残留変位を抑制しながら、その振動を適切に抑制することができる。

さらに、第５実施形態では、摩擦プレート４２を、ロッド３に一体に設けるとともに、周壁２ｃとの間に摩擦力を発生させるようにしているが、周壁２ｃとの間に摩擦力を発生させずに、ロッドに軸線方向に移動可能に嵌合させるとともに、摩擦プレートとロッドの間に摩擦力を発生させてもよい。

また、第１〜第５実施形態（以下、総称して「実施形態」という）では、本発明における第１及び第２弾性体として、第１及び第２皿ばねユニット６、６Ｌ、６Ｒ、７Ｌ、７Ｒをそれぞれ用いているが、荷重に対して線形な剛性を有する他の適当な弾性体、例えば、コイルばねやゴムなどを用いてもよい。さらに、実施形態では、本体部２やロッド３などの軸線方向に直交する断面は、円形状であるが、角形状でもよい。また、実施形態に関し、周壁２ｃに代えて、軸線方向に延びるとともに周方向に並んだ複数のボルトを用いるとともに、これらのボルトに、左右の側壁２ａ、２ｂなどを一体に設けてもよい。

さらに、実施形態では、フランジ４、３２Ｌ、３２Ｒ、プレート５Ｌ、５Ｒ、第１及び第２プレート３３Ｌ、３３Ｒ、３４Ｌ、３４Ｒを、周方向に連続する円板状に形成しているが、周方向に部分的に設けてもよい。同様に、実施形態では、左右のストッパ９Ｌ、９Ｒ、２２Ｌ、２２Ｒを周方向に連続する円環状に形成しているが、周方向に部分的に設けてもよい。なお、これまでに述べたばね機構１、１１、２１、３１、４１に関するバリエーションを適宜、組み合わせて採用してもよいことは、もちろんである。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

次に、本発明の実施形態によるばね機構を備えた振動抑制装置について説明する。図１５は、本発明の第１実施形態による振動抑制装置５１を示している。同図に示すように、この振動抑制装置５１は、基礎Ｆに立設された高層の建物Ｂの免震層ＩＬに、免震装置として設けられたものであり、前述したばね機構１と、複数の免震支承５２を備えている（２つのみ図示）。

各免震支承５２は、積層ゴムタイプのものであり、本出願人による特願２０１５−１７３６６２号の図２などに記載された免震支承と同様に構成されているので、その構成について簡単に説明する。免震支承５２は、上下一対のフランジ５３、５３と、両フランジ５３、５３の間に設けられた積層ゴム５４とを、一体に有している。上側のフランジ５３は建物Ｂの底面に、下側のフランジ５３は基礎Ｆに、ボルトなどを用いて、それぞれ連結されている。建物Ｂは免震支承５２で支持されており、地震の発生中、免震支承５２の免震効果（絶縁効果）によって、基礎Ｆの振動が吸収され、建物Ｂの振動が長周期化（抑制）される。

ばね機構１は、地震により水平方向に変位した建物Ｂを図１５に示す所定の初期位置に復帰させるために用いられており、前述した第１取付具ＦＬ１は第１連結部材ＥＮ１に、第２取付具ＦＬ２は第２連結部材ＥＮ２に、それぞれ取り付けられている。これらの第１及び第２連結部材ＥＮ１、ＥＮ２は、鋼材で構成されており、前者ＥＮ１は建物Ｂの底面に、後者ＥＮ２は基礎Ｆに、それぞれ取り付けられている。以上により、ばね機構１は、その本体部２が基礎Ｆに連結され、ロッド３が建物Ｂに連結されており、水平に延びている。

以上のように、第１実施形態による振動抑制装置５１によれば、免震支承５２により建物Ｂの振動が基礎Ｆに対して長周期化させられ、その免震効果（絶縁効果）が得られることによって、建物Ｂの振動が抑制される。また、ばね機構１が、振動により変位した建物Ｂを初期位置に復帰させるために、建物Ｂ及び基礎Ｆに連結されている。前述したように、ばね機構１は、３段の線形な剛性を有し、ロッド変位ｄが大きいときに、ロッド変位ｄが小さいときよりも、その剛性が低くなる（図５参照）。したがって、免震支承５２の免震効果を確保しながら、振動により変位した建物Ｂを、ばね機構反力Ｆｒで初期位置に適切に復帰させることができる。

なお、本発明による振動抑制装置に関する第１実施形態では、ばね機構１を用いているが、前記ばね機構１１、２１、３１、４１を用いてもよい。ばね機構１１を用いる場合には、その本体部２が、例えば、後述する連結部材ＥＮ（図１６参照）を用いて建物Ｂに連結される。また、第１実施形態では、本体部２を基礎Ｆに、ロッド３を建物Ｂに、それぞれ連結しているが、これとは逆に、本体部２を建物Ｂに、ロッド３を基礎Ｆに、それぞれ連結してもよい。さらに、第１実施形態では、本発明における免震支承として、積層ゴムタイプの免震支承５２を用いているが、積層ゴム及びすべり板などを組み合わせたもの（本出願人のホームページに掲載の「弾性すべり系積層ゴム」を参照）や、リニアガイドタイプのものを用いてもよい。

また、第１実施形態では、本発明における上層部及び下層部として、建物Ｂ及び基礎Ｆをそれぞれ用いているが、構造物の中層部に免震層を設けるとともに、構造物の上層部及び下層部をそれぞれ用いてもよい。さらに、第１実施形態は、本発明による振動抑制装置５１を高層の建物Ｂに適用した例であるが、本発明はこれに限らず、他の適当な構造物、例えば鉄塔や橋梁などにも適用可能である。また、第１実施形態に関し、前述したばね機構１、１１、２１、３１、４１に関するバリエーションを適用してもよいことは、もちろんである。さらに、以上の振動抑制装置５１に関するバリエーションを適宜、組み合わせて採用してもよい。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

次に、図１６を参照しながら、本発明の第２実施形態による振動抑制装置６１について説明する。以下の説明では、便宜上、図１６の左側及び右側をそれぞれ「左」及び「右」とする。この振動抑制装置６１は、高層の建物Ｂに付加振動系として設けられたものであり、前述したばね機構１１と、左右一対のマスダンパ６２Ｌ、６２Ｒを備えている。建物Ｂは、互いに井桁状に組み合わされた上下の梁ＢＵ、ＢＤ及び左右の柱ＰＬ、ＰＲを有しており、上梁ＢＵと左柱ＰＬとの接合部分、及び上梁ＢＵと右柱ＰＲとの接合部分には、Ｖ字状のブレース材ＴＢの左端部及び右端部が、それぞれ連結されている。ブレース材ＴＢは、非常に高い剛性を有する鋼材で構成されている。また、ブレース材ＴＢの中央の下端部には、非常に高い剛性を有する鋼材で構成された連結部材ＥＮが、一体に設けられている。

ばね機構１１は、その本体部２が連結部材ＥＮに取り付けられており、左右方向に延びている。各マスダンパ６２Ｌ（６２Ｒ）は、本出願人による特許５３１４２０１号の図３などに記載されたマスダンパと同様に構成されているので、その構成について簡単に説明する。マスダンパ６２Ｌ（６２Ｒ）は、内筒６３と、内筒６３に対して軸線方向に移動可能なねじ軸６４と、内筒６３に回転可能に支持された回転マス６５を有している。ねじ軸６４は、複数のボールを介してナットに螺合しており（いずれも図示せず）、両者とともにボールねじを構成している。内筒６３に対するねじ軸６４の変位は、ねじ軸６４を含むボールねじで回転運動に変換された状態で回転マス６５に伝達され、それにより、回転マス６５が回転する。

また、内筒６３には第１取付具６６が、ねじ軸６４には第２取付具６７が、それぞれ自在継ぎ手を介して取り付けられている。これらの自在継ぎ手は、回転マス６５の反力トルクにより、内筒６３及びねじ軸６４が第１及び第２取付具６６、６７に対してそれぞれ回転しない程度の摩擦力を有している。さらに、左右のマスダンパ６２Ｌ、６２Ｒは、ばね機構１１を中央として、左右対称に設けられており、左右方向に延びている。左マスダンパ６２Ｌの第１取付具６６は、左連結部材ＥＮＬを介して、下梁ＢＤと左柱ＰＬとの接合部分に連結されており、第２取付具６７は、ばね機構１１の第１取付具ＦＬ１に直接、連結されている。また、右マスダンパ６２Ｒの第１取付具６６は、右連結部材ＥＮＲを介して、下梁ＢＤと右柱ＰＲとの接合部分に連結されており、第２取付具６７は、ばね機構１１の第２取付具ＦＬ２に直接、連結されている。左右の連結部材ＥＮＬ、ＥＮＲは、非常に高い剛性を有する鋼材で構成されている。

以上の構成の振動抑制装置６１では、建物Ｂの振動に伴って上下の梁ＢＵ、ＢＤの間で左右方向に相対変位が発生すると、この相対変位が、ブレース材ＴＢ、ばね機構１１、左右の連結部材ＥＮＬ、ＥＮＲを介して、左右のマスダンパ６２Ｌ、６２Ｒに伝達され、その結果、回転マス６５、６５が回転する。その際、ばね機構１１の第１及び第２皿ばねユニット６Ｌ（６Ｒ）、７Ｌ（７Ｒ）の剛性ｋ１、ｋ２が、前述したようにロッド変位ｄに応じて発揮されることにより、ばね機構１１及び回転マス６５、６５によって付加振動系が構成される。ちなみに、ブレース材ＴＢ及び左右の連結部材ＥＮＬ、ＥＮＲは、その剛性が非常に高いので、ほとんど変形せず（剛性の寄与度が非常に小さい）、付加振動系の剛性要素としては、ほとんど機能しない。

この付加振動系の固有振動数は、定点理論に基づいて、前述したロッド変位ｄが第１所定値ｄ１以下であるときに、建物Ｂの固有振動数（例えば１次の固有振動数）に同調（共振）するように（ほぼ同じになるように）、設定される。この場合、ばね機構１１の剛性は２・ｋ１であるので、付加振動系の固有振動数ｆ６１は、回転マス６５、６５の回転慣性質量ｍｍ及びばね機構１１の剛性２・ｋ１を用いて、ｆ６１＝sqrt｛２・ｋ１／ｍｍ｝／（２・π）で表され、当該付加振動系の固有振動数ｆ６１の設定は、回転マス６５、６５の回転慣性質量ｍｍ及び第１皿ばねユニット６Ｌ（６Ｒ）の剛性ｋ１を調整することによって、行われる。

以上のように、第２実施形態による振動抑制装置６１によれば、ばね機構１１が、回転マス６５を有するマスダンパ６２Ｌ（６２Ｒ）と直列に上梁ＢＵ及び下梁ＢＤに連結されている。また、建物Ｂの振動に伴って発生した上梁ＢＵと下梁ＢＤの間の相対変位が、ばね機構１１を介してマスダンパ６２Ｌ（６２Ｒ）に伝達されることによって、回転マス６５が回転する。以上により、ばね機構１１及び回転マス６５によって付加振動系を構成できるので、この付加振動系の固有振動数ｆ６１を建物Ｂの固有振動数に同調（共振）させることによって、建物Ｂの振動を適切に抑制（吸収）することができる。

また、前述したように、ばね機構１１は、３段の線形な剛性を有し、ロッドｄ変位が比較的大きいときに、ロッド変位ｄが比較的小さいときよりも、その剛性が低くなる（図５参照）。さらに、上梁ＢＵと下梁ＢＤの間の相対変位が比較的小さく、ロッド変位ｄが第１所定値ｄ１以下のときに、付加振動系の固有振動数ｆ６１が建物Ｂの固有振動数に同調するように、第１皿ばねユニット６Ｌ（６Ｒ）の剛性ｋ１及び回転マス６５の回転慣性質量ｍｍが設定されている。以上により、上梁ＢＵと下梁ＢＤの間の相対変位が大きくなったときに、ばね機構１１の剛性が低下することで、付加振動系の固有振動数ｆ６１が建物Ｂの固有振動数に同調しなくなるので、マスダンパ６２Ｌ（６２Ｒ）の反力が共振現象により過大化するのを防止することができる。

なお、本発明による振動抑制装置に関する第２実施形態では、本体部２を上梁ＢＵに、ばね機構１１及び左右のマスダンパ６２Ｌ、６２Ｒを下梁ＢＤに、それぞれ連結しているが、これとは上下逆に、本体部２を下梁ＢＤに、ばね機構１１及び左右のマスダンパ６２Ｌ、６２Ｒを上梁ＢＵに、それぞれ連結してもよく、その場合には、ブレース材ＴＢは、逆Ｖ字状に設けられる。また、第２実施形態に関し、左右のマスダンパ６２Ｌ、６２Ｒの一方を省略してもよく、その場合には、ブレース材ＴＢに代えて、上下方向に延びる鋼材を用いてもよい。

さらに、第２実施形態では、ばね機構１１を用いているが、前記ばね機構１、２１、３１、４１を用いてもよい。この場合、上下の梁ＢＵ、ＢＤへのばね機構１、２１、３１、４１及びマスダンパの連結の仕方は、任意である。例えば、ばね機構１、２１、３１、４１及びマスダンパを、Ｖ字状又は逆Ｖ字状のブレース材、あるいは上下方向に延びる鋼材を介して、上下の梁ＢＵ、ＢＤに連結するとともに、水平に延びるように配置してもよい。あるいは、ばね機構１、２１、３１、４１及びマスダンパを、上下の梁ＢＵ、ＢＤに、斜めにブレース状に連結してもよい。あるいは、ばね機構１、２１、３１、４１及びマスダンパを備える一対の振動抑制装置を、上下の梁ＢＵ、ＢＤに、Ｖ字状又は逆Ｖ字状に連結してもよい。また、第２実施形態に関し、前述したばね機構１、２１、３１、４１に関するバリエーションを適用してもよいことは、もちろんである。さらに、第２実施形態では、ボールねじ式のマスダンパ６２Ｌ、６２Ｒを用いているが、他の適当なマスダンパ、例えば、ラックとピニオンの組み合わせで入力変位が回転運動に変換されるマスダンパを用いてもよい。

次に、図１７〜図１９を参照しながら、本発明の第３実施形態による振動抑制装置７１について説明する。この振動抑制装置７１は、前述したばね機構１と、ボールねじ７２及び左右一対のスラスト軸受け７３Ｌ、７３Ｒを備えており、ばね機構１とマスダンパを一体化した構成を有している。図１７において、ばね機構１と同じ構成要素については、同じ符号を付している。以下、便宜上、図１７の左側及び右側をそれぞれ「左」及び「右」として、ばね機構１と異なる点を中心に説明する。

振動抑制装置７１では、本体部２は、比重の比較的大きい材料、例えば鉄で構成されており、マスダンパの回転マスとして兼用されている。すなわち、本体部２及び回転マスは、互いに共通の部材で構成されている。また、本体部２は、ロッド３によって回転可能に支持されており、本体部２の右側壁２ｂには、ばね機構１と異なり、前記支持部材ＳＵが設けられておらず、左右方向に貫通する挿入孔２ｊが同軸状に設けられている。上記のボールねじ７２は、本体部２の右部に設けられており、ねじ軸７２ａと、ねじ軸７２ａに多数のボール７２ｂを介して螺合するナット７２ｃを有している。

ねじ軸７２ａは、右側壁２ｂの挿入孔２ｊに、前記滑り材８を介して挿入されるとともに、左右方向に延びている。また、ねじ軸７２ａは、本体部２の右部に左右方向に移動可能にかつ同軸状に部分的に収容されており、本体部２から右方に突出している。ナット７２ｃは、右側壁２ｂの右面に同軸状に取り付けられており、その中央のねじ孔が、挿入孔２ｊに連通している。さらに、ねじ軸７２ａの右端部には、第２取付具ＦＬ２が、自在継ぎ手を介して取り付けられている。第１及び第２取付具ＦＬ１、ＦＬ２の自在継ぎ手は、後述するように回転する本体部２の反力によるトルクにより、ロッド３及びねじ軸７２ａが第１及び第２取付具ＦＬ１、ＦＬ２に対してそれぞれ回転しない程度の摩擦力を有している。

前記の左右のスラスト軸受け７３Ｌ、７３Ｒは、フランジ４の左面及び右面に、それぞれ同軸状に取り付けられている。また、左スラスト軸受け７３Ｌは、フランジ４と左側の第１皿ばねユニット６Ｌの間に挟持され、右スラスト軸受け７３Ｒは、フランジ４と右側の第１皿ばねユニット６Ｒの間に挟持されており、各スラスト軸受け７３Ｌ、７３Ｒの径方向の中央の孔には、ロッド３が挿入されている。

以上の構成の振動抑制装置７１は、図１８に示すように、例えば、建物Ｂの上梁ＢＵ及び下梁ＢＤにブレース状に連結される。この場合には、上記の第１取付具ＦＬ１が、上梁ＢＵと左柱ＰＬとの接合部に固定された第１連結部材ＥＮ１’に取り付けられ、第２取付具ＦＬ２が、下梁ＢＤと右柱ＰＲとの接合部に固定された第２連結部材ＥＮ２’に取り付けられている。第１及び第２連結部材ＥＮ１’、ＥＮ２’は、非常に高い剛性を有する鋼材で構成されている。

建物Ｂの振動に伴って上下の梁ＢＵ、ＢＤの間に相対変位が発生し、それにより、振動抑制装置７１に引張力が作用すると、ロッド３及びねじ軸７２ａが、本体部２に対して左方及び右方にそれぞれ移動する。それに伴い、上下の梁ＢＵ、ＢＤの間の相対変位は、ロッド３、フランジ４、左スラスト軸受け７３Ｌ、左側の第１皿ばねユニット６Ｌ、左プレート５Ｌ、左側の第２皿ばねユニット７Ｌ、左側壁２ａ、ねじ軸７２ａ、及びナット７２ｃを介して、回転運動に変換された状態で本体部２に伝達され、それにより、本体部２がロッド３に対して回転する。

また、建物Ｂの振動に伴う上下の梁ＢＵ、ＢＤの間の相対変位の発生によって、振動抑制装置７１に圧縮力が作用すると、ロッド３及びねじ軸７２ａが、本体部２に対して右方及び左方にそれぞれ移動する。それに伴い、上下の梁ＢＵ、ＢＤの間の相対変位は、ロッド３、フランジ４、右スラスト軸受け７３Ｒ、右側の第１皿ばねユニット６Ｒ、右プレート５Ｒ、右側の第２皿ばねユニット７Ｒ、収容壁２ｄ、ねじ軸７２ａ、及びナット７２ｃを介して、回転運動に変換された状態で本体部２に伝達され、それにより、本体部２がロッド３に対して回転する。

図２と図１７との比較から明らかなように、この場合にも、ロッド変位ｄ（ロッド３の変位）に応じて、第１及び第２皿ばねユニット６Ｌ（６Ｒ）、７Ｌ（７Ｒ）の剛性が、図５を参照して説明したように発揮される。

振動抑制装置７１では、上述した動作から明らかなように、回転マスとして兼用された本体部２と、第１及び第２皿ばねユニット６Ｌ（６Ｒ）、７Ｌ（７Ｒ）は、互いに直列に連結された関係にある。このため、振動抑制装置７１のモデル図は、ロッド変位ｄが第１所定値ｄ１以下のときには、例えば図１９（ａ）のように表され、ｄ１＜ｄ≦ｄ２のときには、例えば図１９（ｂ）のように表され、ｄ＞ｄ２のときには、例えば図１９（ｃ）のように表される。

このように、振動抑制装置７１では、ばね機構１及び本体部２によって付加振動系を構成することができる。ちなみに、第１及び第２連結部材ＥＮ１’、ＥＮ２’は、その剛性が非常に高いので、ほとんど変形せず（剛性の寄与度が非常に小さい）、付加振動系の剛性要素としては、ほとんど機能しない。また、この付加振動系の固有振動数は、定点理論に基づいて、建物Ｂの固有振動数（例えば１次の固有振動数）に同調（共振）するように（ほぼ同じになるように）、設定される。ロッド変位ｄが第１所定値ｄ１以下のときには、付加振動系の固有振動数ｆ７１は、本体部２の回転慣性質量をｍとすると、ｆ７１＝sqrt｛（２・ｋ１）／ｍ｝／（２・π）で表され、当該付加振動系の固有振動数ｆ７１の設定は、本体部２の回転慣性質量ｍ及び第１皿ばねユニット６Ｌ（６Ｒ）の剛性ｋ１を調整することによって、行われる。

この場合、本体部２の回転慣性質量ｍの調整は、本体部２の左右の側壁２ａ、２ｂ、周壁２ｃ及び収容壁２ｄの径・肉厚、ならびに、ボールねじ７２のピッチの少なくとも１つを設定することによって、行われる。また、第１皿ばねユニット６Ｌ（６Ｒ）の剛性ｋ１の調整は、前述したようにその皿ばね６ａの数及び積層の仕方を設定することによって、行われる。

以上のように、第３実施形態による振動抑制装置７１によれば、建物Ｂの振動に伴って発生した上梁ＢＵと下梁ＢＤの間の相対変位は、ロッド３、フランジ４、スラスト軸受け７３Ｌ（７３Ｒ）、第１皿ばねユニット６Ｌ（６Ｒ）、左プレート５Ｌ（右プレート５Ｒ）、第２皿ばねユニット７Ｌ（７Ｒ）、左側壁２ａ（収容壁２ｄ）、ねじ軸７２ａ、及びナット７２ｃを介して、回転運動に変換された状態で本体部２に伝達され、それにより、本体部２がロッド３に対して回転する。これにより、回転マスとしての本体部２による回転慣性質量効果が得られるので、建物Ｂの振動を適切に抑制することができる。

この場合、本体部２への上梁ＢＵと下梁ＢＤの間の相対変位の伝達に伴い、フランジ４、第１皿ばねユニット６Ｌ（６Ｒ）、左プレート５Ｌ（右プレート５Ｒ）、第２皿ばねユニット７Ｌ（７Ｒ）及び左側壁２ａ（収容壁２ｄ）から成る相対変位の伝達経路上において、軸線方向の押圧力（アキシャル荷重）が発生する。ロッド変位ｄが比較的小さく、第２皿ばねユニット７Ｌ（７Ｒ）が縮んでいないときには、前記第２圧縮荷重Ｆｐ２に起因する第２皿ばねユニット７Ｌ（７Ｒ）の押圧力によって、左プレート５Ｌ（右プレート５Ｒ）が、本体部２と一体の左ストッパ９Ｌ（右ストッパ９Ｒ）に当接しているので、本体部２と一体の左側壁２ａ（収容壁２ｄ）と、第２皿ばねユニット７Ｌ（７Ｒ）と、左プレート５Ｌ（右プレート５Ｒ）は、互いに一体の状態にある。振動抑制装置７１によれば、フランジ４と左側の第１皿ばねユニット６Ｌの間、及びフランジ４と右側の第１皿ばねユニット６Ｒとの間に、左右のスラスト軸受け７３Ｌ、７３Ｒが設けられているので、本体部２をロッド３に対して適切に回転させることができる。

また、本体部２及びばね機構１の第１及び第２皿ばねユニット６Ｌ（６Ｒ）、７Ｌ（７Ｒ）によって、付加振動系を構成することができる。したがって、この付加振動系の固有振動数ｆ７１を構造物の固有振動数に同調（共振）させることによって、建物Ｂの振動を適切に抑制（吸収）することができる。この場合、ばね機構１が、３段の線形な剛性を有し、ロッド変位ｄが比較的大きいときに、ロッド変位ｄが比較的小さいときよりも、その剛性が低くなる。また、上梁ＢＵと下梁ＢＤの間の相対変位が比較的小さく、ロッド変位ｄが第１所定値ｄ１以下のときに、付加振動系の固有振動数ｆ７１が建物Ｂの固有振動数に同調するように、第１皿ばねユニット６Ｌ（６Ｒ）の剛性ｋ１及び本体部２の回転慣性質量ｍが設定されている。以上により、上梁ＢＵと下梁ＢＤの間の相対変位が大きくなったときに、ばね機構１の剛性が低下することで、付加振動系の固有振動数ｆ７１が建物Ｂの固有振動数に同調しなくなるので、振動抑制装置７１の反力が共振現象により過大化するのを防止することができる。

また、本体部２、第１及び第２皿ばねユニット６Ｌ（６Ｒ）、７Ｌ（７Ｒ）により付加振動系を構成できるので、回転マスとともに付加振動系を構成するために一般的に用いられる鋼材などのばね機能を有する取り付け部材を介さずに、振動抑制装置７１を上下の梁ＢＵ、ＢＤに連結することが可能になる。さらに、本体部２と回転マスが互いに共通の部材で構成されているので、振動抑制装置７１を比較的簡単に構成することができる。また、振動抑制装置７１は、前述した構成から明らかなように、ばね機構１及びマスダンパを一体化した構成を有するので、第２実施形態による振動抑制装置６１よりも小型化を図ることができる。

なお、本発明による振動抑制装置に関する第３実施形態では、左スラスト軸受け７３Ｌを、フランジ４に設けているが、左側の第１皿ばねユニット６Ｌ及び左プレート５Ｌから成る相対変位の伝達経路上における他の適当な部位に設けてもよい。このことは、右スラスト軸受け７３Ｒについても同様に当てはまり、右スラスト軸受け７３Ｒを、右側の第１皿ばねユニット６Ｒ及び右プレート５Ｒから成る相対変位の伝達経路上における他の適当な部位に設けてもよい。

また、第３実施形態では、ばね機構１を用いているが、前述したばね機構２１又は４１を用いてもよい。ばね機構２１を用いる場合には、左スラスト軸受け７３Ｌは、仕切壁２ｈ、左側の第１皿ばねユニット６Ｌ及び左プレート５Ｌから成る相対変位の伝達経路上に設けられ、右スラスト軸受け７３Ｒは、仕切壁２ｈ、右側の第１皿ばねユニット６Ｒ及び右プレート５Ｒから成る相対変位の伝達経路上に設けられる。さらに、第３実施形態に関し、ばね機構１、２１及び４１に関する前述したバリエーションを適用してもよいことは、もちろんである。

次に、図２０を参照しながら、本発明の第４実施形態による振動抑制装置８１について説明する。この振動抑制装置８１は、前述したばね機構３１と、ボールねじ８２及び左右一対のスラスト軸受け８３Ｌ、８３Ｒを備えており、ばね機構３１とマスダンパを一体化した構成を有している。図２０において、ばね機構３１と同じ構成要素については、同じ符号を付している。以下、便宜上、図２０の左側及び右側をそれぞれ「左」及び「右」として、ばね機構３１と異なる点を中心に説明する。

振動抑制装置８１では、前述した第３実施形態による振動抑制装置７１と同様、本体部２は、比重の比較的大きい材料、例えば鉄で構成されており、マスダンパの回転マスとして兼用されている。すなわち、本体部２及び回転マスは、互いに共通の部材で構成されている。また、本体部２は、ロッド３によって回転可能に支持されており、本体部２の右側壁２ｂには、ばね機構３１と異なり、前記支持部材ＳＵが設けられておらず、左右方向に貫通する挿入孔２ｊが同軸状に設けられている。上記のボールねじ８２は、本体部２の右部に設けられており、前記ボールねじ７２と同様、ねじ軸８２ａと、ねじ軸８２ａに多数のボール８２ｂを介して螺合するナット８２ｃを有している。

ねじ軸８２ａは、前述した第３実施形態のねじ軸７２ａと同様、右側壁２ｂの挿入孔２ｊに、前記滑り材８を介して挿入されるとともに、左右方向に延びている。また、ねじ軸８２ａは、本体部２の右部に左右方向に移動可能にかつ同軸状に部分的に収容されており、本体部２から右方に突出している。ナット８２ｃは、第３実施形態のナット７２ｃと同様、右側壁２ｂの右面に同軸状に取り付けられており、その中央のねじ孔が、挿入孔２ｊに連通している。さらに、ねじ軸８２ａの右端部には、第２取付具ＦＬ２が、自在継ぎ手を介して取り付けられている。第１及び第２取付具ＦＬ１、ＦＬ２の自在継ぎ手は、後述するように回転する本体部２の反力によるトルクにより、ロッド３及びねじ軸８２ａが第１及び第２取付具ＦＬ１、ＦＬ２に対してそれぞれ回転しない程度の摩擦力を有している。

上記の左右のスラスト軸受け８３Ｌ、８３Ｒは、左右のフランジ３２Ｌ、３２Ｒの右面及び左面に、それぞれ同軸状に取り付けられている。また、左スラスト軸受け８３Ｌは、左フランジ３２Ｌと左側の第１プレート３３Ｌの間に配置され、右スラスト軸受け８３Ｒは、右フランジ３２Ｒと右側の第１プレート３３Ｒの間に配置されており、各スラスト軸受け８３Ｌ、８３Ｒの径方向の中央の孔には、ロッド３が挿入されている。以上の構成の振動抑制装置８１は、第３実施形態による振動抑制装置７１と同様、例えば、建物Ｂの上梁ＢＵ及び下梁ＢＤにブレース状に連結される（図１８参照）。

建物Ｂの振動に伴って上下の梁ＢＵ、ＢＤの間に相対変位が発生し、それにより、振動抑制装置８１に引張力が作用すると、ロッド３及びねじ軸８２ａが、本体部２に対して左方及び右方にそれぞれ移動する。それに伴い、上下の梁ＢＵ、ＢＤの間の相対変位は、ロッド３、右フランジ３２Ｒ、右側のスラスト軸受け８３Ｒ、右側の第１プレート３３Ｒ、第１皿ばねユニット６、左側の第１プレート３３Ｌ、左側の第２プレート３４Ｌ、左側の第２皿ばねユニット７Ｌ、左側壁２ａ、ねじ軸８２ａ、及びナット８２ｃを介して、回転運動に変換された状態で本体部２に伝達され、それにより、本体部２がロッド３に対して回転する。

また、建物Ｂの振動に伴う上下の梁ＢＵ、ＢＤの間の相対変位の発生によって、振動抑制装置８１に圧縮力が作用すると、ロッド３及びねじ軸８２ａが、本体部２に対して右方及び左方にそれぞれ移動する。それに伴い、上下の梁ＢＵ、ＢＤの間の相対変位は、ロッド３、左フランジ３２Ｌ、左スラスト軸受け８３Ｌ、左側の第１プレート３３Ｌ、第１皿ばねユニット６、右側の第１プレート３３Ｒ、右側の第２プレート３４Ｒ、右側の第２皿ばねユニット７Ｒ、収容壁２ｄ、ねじ軸８２ａ、及びナット８２ｃを介して、回転運動に変換された状態で本体部２に伝達され、それにより、本体部２がロッド３に対して回転する。

図９と図２０との比較から明らかなように、この場合にも、ロッド変位Ｄ（ロッド３の変位）に応じて、第１及び第２皿ばねユニット６、７Ｌ（７Ｒ）の剛性が、図１１を参照して説明したように発揮される。

振動抑制装置８１では、上述した動作から明らかなように、回転マスとして兼用された本体部２と、第１及び第２皿ばねユニット６、７Ｌ（７Ｒ）は、互いに直列に連結された関係にある。このため、振動抑制装置８１のモデル図は、ロッド変位Ｄが所定値ＤＲ以下のときには、例えば図２１（ａ）のように表され、Ｄ＞ＤＲのときには、例えば図２１（ｂ）のように表される。

このように、振動抑制装置８１では、ばね機構３１の第１及び第２皿ばねユニット６、７Ｌ（７Ｒ）と、本体部２とによって付加振動系を構成することができ、この付加振動系の固有振動数は、定点理論に基づいて、ロッド変位Ｄが所定値ＤＲ以下のときに建物Ｂの固有振動数（例えば１次の固有振動数）に同調（共振）するように（ほぼ同じになるように）、設定される。ロッド変位Ｄが所定値ＤＲ以下のときには、付加振動系の固有振動数ｆ８１は、本体部２の回転慣性質量をｍとして、ｆ８１＝sqrt｛（Ｋ１）／ｍ｝／（２・π）で表され、当該付加振動系の固有振動数ｆ８１の設定は、本体部２の回転慣性質量ｍ及び第１皿ばねユニット６の剛性Ｋ１を調整することによって、行われる。

この場合、本体部２の回転慣性質量ｍの調整は、前述した第３実施形態による振動抑制装置７１の場合と同様、本体部２の左右の側壁２ａ、２ｂ、周壁２ｃ及び収容壁２ｄの径・肉厚、ならびに、ボールねじ８２のピッチの少なくとも１つを設定することによって、行われる。また、第１皿ばねユニット６の剛性Ｋ１の調整は、前述したようにその皿ばね６ａの数及び積層の仕方を設定することによって、行われる。

以上のように、第４実施形態による振動抑制装置８１によれば、建物Ｂの振動に伴って発生した上梁ＢＵと下梁ＢＤの間の相対変位が、ロッド３、左フランジ３２Ｌ（右フランジ３２Ｒ）、左スラスト軸受け８３Ｌ（右スラスト軸受け８３Ｒ）、左側の第１プレート３３Ｌ、第１皿ばねユニット６、右側の第１プレート３３Ｒ、第２プレート３４Ｒ（３４Ｌ）、第２皿ばねユニット７Ｒ（７Ｌ）、収容壁２ｄ（左側壁２ａ）、ねじ軸８２ａ、及びナット８２ｃを介して、回転運動に変換された状態で本体部２に伝達される。これにより、回転マスとしての本体部２がロッド３に対して回転し、本体部２による回転慣性質量効果が得られるので、建物Ｂの振動を適切に抑制することができる。

この場合、本体部２への上梁ＢＵと下梁ＢＤの間の相対変位の伝達に伴い、左フランジ３２Ｌ（右フランジ３２Ｒ）、左側の第１プレート３３Ｌ、第１皿ばねユニット６、右側の第１プレート３３Ｒ、第２プレート３４Ｒ（３４Ｌ）、第２皿ばねユニット７Ｒ（７Ｌ）、収容壁２ｄ（左側壁２ａ）から成る相対変位の伝達経路上において、軸線方向の押圧力（アキシャル荷重）が発生する。ロッド変位Ｄが比較的小さく、第２皿ばねユニット７Ｌ（７Ｒ）が縮んでいないときには、前記第２圧縮荷重ＦＰ２に起因する第２皿ばねユニット７Ｌ（７Ｒ）の押圧力によって、左側及び右側の第２プレート３４Ｌ、３４Ｒが本体部２に設けられた左右のストッパ３５Ｌ、３５Ｒにそれぞれ当接しているので、左側壁２ａ（収容壁２ｄ）と、第２皿ばねユニット７Ｌ（７Ｒ）と、第２プレート３４Ｌ（３４Ｒ）は、互いに一体の状態にある。振動抑制装置８１によれば、左フランジ３２Ｌと左側の第１プレート３３Ｌの間、及び、右フランジ３２Ｒと右側の第１プレート３３Ｒの間に、左右のスラスト軸受け８３Ｌ、８３Ｒがそれぞれ設けられているので、本体部２をロッド３に対して適切に回転させることができる。

また、本体部２及び第１及び第２皿ばねユニット６、７Ｌ（７Ｒ）によって、付加振動系を構成することができる。したがって、この付加振動系の固有振動数ｆ８１を建物Ｂの固有振動数に同調（共振）させることによって、建物Ｂの振動を適切に抑制（吸収）することができる。この場合、ばね機構３１が、２段の線形な剛性を有しており、ロッド変位Ｄが比較的大きいときに、入力変位が比較的小さいときよりも、その剛性が低くなる。また、上梁ＢＵと下梁ＢＤの間の相対変位が比較的小さく、ロッド変位Ｄが所定値ＤＲ以下のときに、付加振動系の固有振動数ｆ８１が建物Ｂの固有振動数に同調するように、第１皿ばねユニット６の剛性Ｋ１及び本体部２の回転慣性質量ｍが設定されている。以上により、上梁ＢＵと下梁ＢＤの間の相対変位が大きくなったときに、付加振動系の固有振動数ｆ８１が建物Ｂの固有振動数に同調しなくなるので、振動抑制装置８１の反力が共振現象により過大化するのを防止することができる。

また、本体部２、第１及び第２皿ばねユニット６、７Ｌ（７Ｒ）により付加振動系を構成できるので、回転マスとともに付加振動系を構成するために一般的に用いられる鋼材などのばね機能を有する取り付け部材を介さずに、振動抑制装置８１を上下の梁ＢＵ、ＢＤに連結することが可能になる。さらに、第３実施形態による振動抑制装置７１の場合と同様、本体部２と回転マスが互いに共通の部材で構成されているので、振動抑制装置８１を比較的簡単に構成することができる。また、振動抑制装置８１は、前述した構成から明らかなように、ばね機構３１及びマスダンパを一体化した構成を有するので、第２実施形態による振動抑制装置６１よりも小型化を図ることができる。

なお、本発明による振動抑制装置に関する第４実施形態では、左スラスト軸受け８３Ｌを左フランジ３２Ｌに、右スラスト軸受け８３Ｒを右フランジ３２Ｒに、それぞれ設けているが、第１プレート３３Ｌ、３３Ｒ、第１皿ばねユニット６及び第２プレート３４Ｌ、３４Ｒから成る相対変位の伝達経路上における適当な部位に設けてもよい。この場合、第１プレート３３Ｌ、３３Ｒ及び第１皿ばねユニット６から成る相対変位の伝達経路上にスラスト軸受けを設けるときには、単一のスラスト軸受けを用いれば足り、その場合には、第１プレート３３Ｌ、３３Ｒは、ロッド３に対して回転可能に設けられる。さらに、第４実施形態に関し、ばね機構３１に関する前述したバリエーションを適用してもよいことは、もちろんである。

また、本発明による振動抑制装置に関する前述した第３及び第４実施形態では、本体部２及び回転マスを、互いに共通の部材で構成しているが、互いに別個の部材で構成してもよい。この場合、回転マスを本体部の外側に一体に設けることによって、回転マスの回転慣性質量の調整を容易に行うことができる。また、回転マスを本体部の内側に一体に設けてもよく、本発明はこのような構成を排除するものではない。

さらに、第３及び第４実施形態では、ロッド３を上梁ＢＵに、ねじ軸７２ａ、８２ａを下梁ＢＤに、それぞれ連結しているが、これとは逆に、ロッド３を下梁ＢＤに、ねじ軸７２ａ、８２ａを上梁ＢＵに、それぞれ連結してもよい。また、第３及び第４実施形態では、振動抑制装置７１、８１を上下の梁ＢＵ、ＢＤに、ブレース状に連結しているが、上下方向に延びる鋼材や、Ｖ字状又は逆Ｖ字状の鋼材で構成されたブレース材を介して、水平に延びるように連結してもよい。あるいは、一対の振動抑制装置７１、７１、８１、８１を、Ｖ字状又は逆Ｖ字状に、ブレース状に連結してもよい。

さらに、第２〜第４実施形態では、本発明における第１及び第２部位として、上下の梁ＢＵ、ＢＤをそれぞれ採用し、２層間の層間変位を抑制しているが、他の適当な部位を採用してもよい。例えば、第１及び第２部位として、互いの間に１つ以上の梁が設けられた上下の梁をそれぞれ採用し、３層以上の間の層間変位を抑制してもよく、あるいは、建物Ｂが立設された基礎、及び梁をそれぞれ採用してもよい。

また、第２〜第４実施形態では、振動抑制装置６１、７１、８１を左右方向に延びる梁ＢＵ、ＢＤに連結することによって、建物Ｂの振動による左右方向の変位を抑制しているが、前後方向に延びる梁に連結することによって、建物の振動による前後方向の変位を抑制してもよい。さらに、第２〜第４実施形態は、本発明による振動抑制装置６１、７１、８１を建物Ｂに適用した例であるが、本発明は他の適当な構造物、例えば、鉄塔や橋梁などに適用可能である。また、これまでに述べた振動抑制装置６１、７１、８１に関するバリエーションを適宜、組み合わせて採用してもよい。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

１ ばね機構
２ 本体部（回転マス）
２ａ 左側壁（一対の第１押圧部、一対の壁部）
２ｃ 周壁（連結部、減衰要素）
２ｄ 収容壁（一対の第１押圧部、一対の壁部）
３ ロッド（可動部）
４ フランジ（第２押圧部）
５Ｌ 左プレート（一対の係合部）
５Ｒ 右プレート（一対の係合部）
６Ｌ 左側の第１皿ばねユニット（一対の第１弾性体）
６Ｒ 右側の第１皿ばねユニット（一対の第１弾性体）
７Ｌ 左側の第２皿ばねユニット（一対の第２弾性体）
７Ｒ 右側の第２皿ばねユニット（一対の第２弾性体）
９Ｌ 左ストッパ（一対の阻止部）
９Ｒ 右ストッパ（一対の阻止部）
ｄ ロッド変位（他方の部材の変位）
ｄ２ 第２所定値（所定値）
Ｆｐ１ 第１圧縮荷重
Ｆｐ２ 第２圧縮荷重（所定の圧縮荷重）
１１ ばね機構
１２ 本体部
１２ａ 左側壁（一対の第１押圧部）
１２ｂ 右側壁（一対の第１押圧部）
２１ ばね機構
４Ｌ 左フランジ（一対の第１押圧部）
４Ｒ 右フランジ（一対の第１押圧部）
２ｈ 仕切壁（第２押圧部）
２２Ｌ 左ストッパ（一対の阻止部）
２２Ｒ 右ストッパ（一対の阻止部）
ｄ’ 本体部変位（他方の部材の変位）
３１ ばね機構
６ 第１皿ばねユニット（第１弾性体）
３２Ｌ 左フランジ（一対の押圧部）
３２Ｒ 右フランジ（一対の押圧部）
３３Ｌ 左側の第１プレート（一対の第１係合部）
３３Ｒ 右側の第１プレート（一対の第１係合部）
３４Ｌ 左側の第２プレート（一対の第２係合部）
３４Ｒ 右側の第２プレート（一対の第２係合部）
３５Ｌ 左ストッパ（一対の阻止部）
３５Ｒ 右ストッパ（一対の阻止部）
ＦＰ２ 第２圧縮荷重（所定の圧縮荷重）
Ｄ ロッド変位（可動部の変位）
ＤＲ 所定値
４１ ばね機構
４２ 摩擦プレート（減衰要素）
Ｂ 建物（構造物、上層部）
Ｆ 基礎（下層部）
５１ 振動抑制装置
ＩＬ 免震層
５２ 免震支承
ＢＵ 上梁（第１部位）
ＢＤ 下梁（第２部位）
６１ 振動抑制装置
６２Ｌ 左マスダンパ
６２Ｒ 右マスダンパ
６５ 回転マス
７１ 振動抑制装置
７２ａ ねじ軸
７２ｂ ボール
７２ｃ ナット
７３Ｌ 左スラスト軸受け
７３Ｒ 右スラスト軸受け
８１ 振動抑制装置
８２ａ ねじ軸
８２ｂ ボール
８２ｃ ナット
８３Ｌ 左スラスト軸受け
８３Ｒ 右スラスト軸受け

Claims (8)

1. 本体部と、
   当該本体部に、前記本体部の軸線方向に移動可能に部分的に収容されるとともに、前記軸線方向に延びる可動部と、
   前記本体部及び前記可動部の一方である一方の部材に一体に設けられるとともに、前記軸線方向に互いに間隔を存した状態で配置された一対の第１押圧部と、
   前記本体部及び前記可動部の他方である他方の部材に一体に設けられるとともに、前記一対の第１押圧部の間に配置された第２押圧部と、
   前記一対の第１押圧部の一方と前記第２押圧部との間、及び、前記一対の第１押圧部の他方と前記第２押圧部との間にそれぞれ配置されるとともに、前記本体部及び前記可動部に対して前記軸線方向に移動可能な一対の係合部と、
   荷重に対して線形な剛性を有し、前記一対の係合部の一方と前記第２押圧部との間、及び、前記一対の係合部の他方と前記第２押圧部との間にそれぞれ配置された一対の第１弾性体と、
   前記一方の部材に一体に設けられ、前記一対の係合部がそれぞれ当接することによって、当該一対の係合部が前記一方の部材に対して前記第２押圧部側に移動するのをそれぞれ阻止する一対の阻止部と、
   荷重に対して線形な剛性を有し、前記一対の第１押圧部の前記一方と、当該一方側に位置する前記一対の係合部の前記一方との間、及び、前記一対の第１押圧部の前記他方と、当該他方側に位置する前記一対の係合部の前記他方との間に、所定の圧縮荷重が予め付与された状態でそれぞれ挟持され、前記一対の係合部を前記一対の阻止部にそれぞれ当接させるように押圧する一対の第２弾性体と、を備え、
   前記一方の部材に対して前記他方の部材を前記軸線方向に移動させるような外力が前記他方の部材に入力されているときに、当該外力による前記軸線方向の押圧力が、前記第２押圧部、前記第１弾性体、前記係合部、前記第２弾性体、及び前記第１押圧部を介して、前記他方の部材に伝達され、
   前記他方の部材への前記外力の入力中、前記一方の部材に対する前記他方の部材の変位が所定値以下のときには、前記押圧力によって、前記第２弾性体が縮まずに前記第１弾性体が弾性的に縮み、前記他方の部材の変位が前記所定値よりも大きいときには、前記第１及び第２弾性体の両方が前記押圧力によって弾性的に縮むように構成されていることを特徴とするばね機構。
2. 軸線方向に延びる筒状の連結部と、前記軸線方向に互いに間隔を存した状態で配置された一対の壁部と、を一体に有する本体部と、
   当該本体部に、前記軸線方向に移動可能に部分的に収容されるとともに、前記軸線方向に延びる可動部と、
   当該可動部に一体に設けられ、前記軸線方向に互いに間隔を存した状態で配置されるとともに、前記本体部に対して前記軸線方向に移動可能な一対の押圧部と、
   前記本体部の前記一対の壁部の間に収容され、前記一対の押圧部の間に、前記軸線方向に互いに間隔を存した状態で配置されるとともに、前記本体部及び前記可動部に対して前記軸線方向に移動可能な一対の第１係合部と、
   荷重に対して線形な剛性を有し、前記一対の第１係合部の間に配置された第１弾性体と、
   前記一対の壁部の一方である一方の壁部と、当該一方の壁部側に位置する前記一対の第１係合部の一方との間、及び、前記一対の壁部の他方である他方の壁部と、当該他方の壁部側に位置する前記一対の第１係合部の他方との間にそれぞれ配置され、前記本体部及び前記可動部に対して前記軸線方向に移動可能な一対の第２係合部と、
   前記本体部に一体に設けられ、前記一対の第２係合部がそれぞれ当接することによって、当該一対の第２係合部が前記本体部に対して前記第１弾性体側に移動するのをそれぞれ阻止する一対の阻止部と、
   荷重に対して線形な剛性を有し、前記一方の壁部側に位置する前記一対の第２係合部の一方と前記一方の壁部との間、及び、前記他方の壁部側に位置する前記一対の第２係合部の他方と前記他方の壁部との間に所定の圧縮荷重が予め付与された状態でそれぞれ挟持され、前記一対の第２係合部を前記一対の阻止部にそれぞれ当接させるように押圧する一対の第２弾性体と、を備え、
   前記本体部に対して前記可動部を前記軸線方向に移動させるような外力が前記可動部に入力されているときに、当該外力による前記軸線方向の押圧力が、前記押圧部、前記第１係合部、前記第１弾性体、前記第２係合部、前記第２弾性体、及び前記壁部を介して、前記本体部に伝達され、
   前記可動部への前記外力の入力中、前記本体部に対する前記可動部の変位が所定値以下のときには、前記押圧力によって、前記第２弾性体が縮まずに前記第１弾性体が弾性的に縮み、前記可動部の変位が前記所定値よりも大きいときには、前記第１及び第２弾性体の両方が前記押圧力によって弾性的に縮むように構成されていることを特徴とするばね機構。
3. 前記一対の第１弾性体は、前記一対の係合部の前記一方と前記第２押圧部との間、及び、前記一対の係合部の前記他方と前記第２押圧部との間に、所定の第１圧縮荷重を予め付与された状態でそれぞれ挟持されており、
   当該第１圧縮荷重は、前記圧縮荷重以下に設定されていることを特徴とする、請求項１に記載のばね機構。
4. 前記本体部と前記可動部の間の変位を減衰させる減衰要素をさらに備えることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載のばね機構。
5. 構造物の免震層に設けられ、前記構造物の振動を抑制する振動抑制装置であって、
   前記免震層よりも上側の上層部と、前記免震層よりも下側の下層部とに連結され、前記上層部の振動を前記下層部の振動に対して長周期化させる免震支承と、
   振動により変位した前記上層部を所定の初期位置に復帰させるために、前記上層部及び前記下層部に連結された請求項１ないし４のいずれかに記載のばね機構と、
   を備えることを特徴とする振動抑制装置。
6. 構造物を含む系内の第１部位と第２部位の間に設けられ、当該構造物の振動を抑制するための振動抑制装置であって、
   請求項１ないし４のいずれかに記載のばね機構と、
   回転可能な回転マスを有するとともに、前記ばね機構と直列に前記第１及び第２部位に連結され、前記構造物の振動に伴って発生した前記第１部位と前記第２部位の間の相対変位が前記ばね機構を介して伝達されることにより、前記回転マスが回転するように構成されたマスダンパと、を備えることを特徴とする振動抑制装置。
7. 構造物を含む系内の第１部位と第２部位の間に設けられ、当該構造物の振動を抑制するための振動抑制装置であって、
   請求項１、請求項３、ないし、請求項１に従属する請求項４のいずれかに記載のばね機構と、
   当該ばね機構の前記本体部に一体に設けられた回転マスと、を備え、
   前記本体部は、筒状に形成されるとともに、前記可動部により回転可能に支持され、
   当該可動部は、前記本体部の前記軸線方向の一方の部位に、前記軸線方向に移動可能に部分的にかつ同軸状に収容されるとともに、前記第１部位に連結され、
   前記第２部位に連結され、前記軸線方向に延びるとともに、前記本体部の前記軸線方向の他方の部位に、前記軸線方向に移動可能に部分的にかつ同軸状に収容されたねじ軸と、
   当該ねじ軸にボールを介して螺合するとともに、前記本体部の前記他方の部位に取り付けられたナットと、をさらに備え、
   前記構造物の振動に伴って発生した前記第１部位と前記第２部位の間の相対変位が、前記可動部、前記第２押圧部、前記第１弾性体、前記係合部、前記第２弾性体、前記第１押圧部、前記ねじ軸、及び前記ナットを介して、回転運動に変換された状態で前記本体部に伝達され、それにより前記本体部及び前記回転マスが前記可動部に対して回転するように構成され、
   前記第２押圧部、前記第１弾性体及び前記係合部から成る前記相対変位の伝達経路上に、前記本体部と同軸状に設けられたスラスト軸受けをさらに備えることを特徴とする振動抑制装置。
8. 構造物を含む系内の第１部位と第２部位の間に設けられ、当該構造物の振動を抑制するための振動抑制装置であって、
   請求項２、又は、請求項２に従属する請求項４に記載のばね機構と、
   当該ばね機構の前記本体部に一体に設けられた回転マスと、を備え、
   前記本体部は、前記可動部により回転可能に支持され、
   当該可動部は、前記本体部の前記軸線方向の一方の部位に、前記軸線方向に移動可能に部分的にかつ同軸状に収容されるとともに、前記第１部位に連結され、
   前記第２部位に連結され、前記軸線方向に延びるとともに、前記本体部の前記軸線方向の他方の部位に、前記軸線方向に移動可能に部分的にかつ同軸状に収容されたねじ軸と、
   当該ねじ軸にボールを介して螺合するとともに、前記本体部の前記他方の部位に取り付けられたナットと、をさらに備え、
   前記構造物の振動に伴って発生した前記第１部位と前記第２部位の間の相対変位が、前記可動部、前記押圧部、前記第１係合部、前記第１弾性体、前記第２係合部、前記第２弾性体、前記壁部、前記ねじ軸、及び前記ナットを介して、回転運動に変換された状態で前記本体部に伝達され、それにより前記本体部及び前記回転マスが前記ロッドに対して回転するように構成され、
   前記押圧部、前記第１係合部、前記第１弾性体及び前記第２係合部から成る前記相対変位の伝達経路上に、前記本体部と同軸状に設けられたスラスト軸受けをさらに備えることを特徴とする振動抑制装置。

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