JP7222219B2 - 上下振動減衰装置、及び、上下振動減衰構造 - Google Patents

Description

本発明は、上下振動減衰装置、及び、上下振動減衰構造に関する。

上部構造と下部構造との間の隙間（免震層）に設けられる免震装置として、例えば、特許文献１には、免震層の上下方向（鉛直方向）寸法が変化しても、水平方向に一定した摩擦減衰力を発生させることができる摩擦皿ばね支承（上下弾性支承装置の一例）が記載されている。この摩擦皿ばね支承は、皿ばねが一定荷重を支持しつつ変形する性能を活用しており、水平方向の滑り支承と併せて上下応答にも追従可能である。

特開平１０－２３８１６４号公報

しかしながら、上述したような摩擦皿ばね支承では、上下方向に対して、皿ばね間の摩擦による減衰性能しか有していない。このため、上下方向に十分な減衰性能が得られない（上下振動を低減できない）おそれがあった。

また、免震建物では、居住性、併用する免震装置や制振装置の健全性、及び、エキスパンションジョイント（継目）の健全性の確保などのために一定以上の鉛直剛性が必要であり、上下応答量が僅少となっていることが多い。このため、免震層の上下間に減衰部材（例えばオイルダンパー）を設置しても、減衰性能を発揮するためのストロークを確保することが難しく、上下方向に十分な減衰性能を得ることは困難であった。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、上下方向に十分な減衰性能を確保することにある。

かかる目的を達成するため、本発明の上下振動減衰装置は、上部構造と下部構造の間の免震層に設けられ、前記下部構造に対する前記上部構造の上下振動を減衰する上下振動減衰装置であって、前記上部構造を支承するとともに前記上下振動を吸収する上下弾性支承装置であって、前記上部構造又は前記下部構造の一方に設けられて、前記上部構造又は前記下部構造の他方に対して水平変位可能、かつ、摩擦減衰力で水平方向の振動エネルギーを吸収可能な上下弾性支承装置と、前記上下振動に伴う所定量の上下応答を、前記所定量よりも大きい応答に増幅する応答増幅装置と、前記応答を減衰する応答減衰装置と、を備え、前記上下弾性支承装置は、皿ばねを有する摩擦皿ばね支承であり、上下方向に対して、皿ばね単体間の摩擦による減衰性能を有し、前記皿ばねは、前記摩擦皿ばね支承が配置される上下方向隙間の変化量に対して弾発力の変動が小さい領域内で使用されるように設定されている、ことを特徴とする。
このような上下振動減衰装置によれば、上下応答が僅少であっても、上下方向に十分な減衰性能を確保することができる。

かかる上下振動減衰装置であって、前記応答増幅装置及び前記応答減衰装置は、前記上下弾性支承装置に設けられていることが望ましい。
このような上下振動減衰装置によれば、装置全体のコンパクト化が可能である。また、下部構造と上部構造が水平方向に相対変位しても応答増幅装置の形状が崩れないので、より安定した減衰性能を確保することができる。

かかる上下振動減衰装置であって、前記応答増幅装置及び前記応答減衰装置は、前記上下弾性支承装置を挟む水平方向の両側に一対設けられていることが望ましい。
このような上下振動減衰装置によれば、バランスがよくなる。

かかる上下振動減衰装置を備えた上下振動減衰構造であって、前記上部構造を支承するとともに前記上下振動を吸収する第二上下弾性支承装置が、前記上下弾性支承装置と並列に設けられていることが望ましい。
このような上下振動減衰構造によれば、コストの低減を図ることができる。

かかる上下振動減衰構造であって、前記第二上下弾性支承装置は、積層ゴム支承であることが望ましい。
このような上下振動減衰構造によれば、下部構造と上部構造との位置関係を復元することができる。

かかる上下振動減衰構造であって、前記応答減衰装置は、前記上部構造と前記下部構造との上下方向の隙間が減少するときの減衰性能よりも、前記隙間が増大するときの減衰性能の方が大きいことが望ましい。
このような上下振動減衰構造によれば、上下振動を効率的に減衰することができる。

本発明によれば、上下方向に十分な減衰性能を確保することができる。

摩擦皿ばね支承１０の構成を示す図である。 皿ばね１３のばね特性を示す図である。 図３Ａ～図３Ｃは、本実施形態の上下振動減衰装置１を示す図である。図３Ａは側面図、図３Ｂは図３ＡのＡ－Ａ´断面図、図３Ｃは図３ＡのＢ－Ｂ´断面図である。 図４Ａ及び図４Ｂは、上部構造３と下部構造２との隙間δが減少する場合の上下振動減衰装置１の動作の説明図である。図４Ａは初期状態、図４Ｂは変形後の状態を示している。 図５Ａ及び図５Ｂは、上部構造３と下部構造２との隙間δが増大する場合の上下振動減衰装置１の動作の説明図である。図５Ａは初期状態、図５Ｂは変形後の状態を示している。 第２実施形態における上下振動減衰構造を示す図である。 第３実施形態の上下振動減衰部２０´の概略説明図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。

＝＝＝第１実施形態＝＝＝
＜摩擦皿ばね支承の基本構成について＞
図１は摩擦皿ばね支承１０の構成を示す図である。図において右半分は側面図を示し、左半分は断面図を示している。

摩擦皿ばね支承１０は、下部構造２の上面と上部構造３の下面との上下方向の隙間δ（免震層）に設けられている。なお、下部構造２は、例えば、基礎やスラブなどの構造物であり、上部構造３は、例えば、建物や上床などの構造物（下部構造２よりも上方に設けられた構造物）である。

図１に示す摩擦皿ばね支承１０は、滑り板１１と、滑り材１２と、皿ばね１３と、ガイド１４と、受け材１５と、支持枠１６とを備えている。

滑り板１１は、下部構造２の上面に固設されており、表面（上面）は滑らかな平坦面となっている。滑り板１１は、ステンレス板や、表面にステンレス板が設けられたクラッド鋼等で形成されている。

滑り材１２は、上部構造３に設けられている。より具体的には、滑り材１２は、後述するガイド１４の下端部の受け材１５下面に形成された凹部１５ａに嵌着されて、滑り板１１と接触している。滑り材１２としては、滑り板１１との摩擦係数μに応じて、例えば、四フッ化エチレン、超高分子量ポリエチレン、又は、フェノール樹脂などが適宜用いられている。

また、滑り材１２は、皿ばね１３によって、滑り板１１に圧接されつつ、下部構造２に対して水平方向に滑動（水平変位）可能である。換言すると、摩擦皿ばね支承１０のうち、滑り板１１を除く部位（上部構造３に設けられた部位）は、下部構造２に対して水平方向に水平変位可能であり、当該部位は上下弾性支承装置に相当する。そして、水平変位の際に、滑り板１１と滑り材１２との間に発生される摩擦減衰力で水平方向の振動エネルギーを吸収することになる。

皿ばね１３は、複数の皿ばね単体１３ａを同軸状に積層して構成されている。なお、皿ばね単体１３ａは、中央部に開口部１３ｂが設けられた皿状に形成されている。そして、複数枚の皿ばね単体１３ａを同じ向きに重ね合わせた複数組（ここでは４組）のばね積層体を、逆向きに交互に突き合わせることにより上記皿ばね１３が構成されている。皿ばね１３は、上部構造３と下部構造２との隙間δの変化に伴ってたわみ変形する。このとき、互いに隣接する皿ばね単体１３ａ間が擦れ合って摩擦が発生し、この摩擦力が減衰力として作用する。

ガイド１４は、円柱形の部材であり、皿ばね１３の中心に貫通する開口部１３ｂに挿通されている。このガイド１４によって、皿ばね単体１３ａが積層された状態を保持でき、位置ずれを防止することができる。

受け材１５は、ガイド１４の下端部に形成されており、この受け材１５の上に皿ばね１３が載置されている。また、受け材１５の下面には、上方側に窪んだ凹部１５ａが形成されている。そして、前述したように、凹部１５ａに滑り材１２が嵌着されている。なお、本実施形態の受け材１５は、平面形状が矩形である（図３Ｂ、図３Ｃ参照）。

支持枠１６は、上部構造３の下面に固設されている。また、支持枠１６の下面の中央部には、上方側に窪んだ凹部１６ａが設けられており、当該凹部１６ａには、ガイド１４の上端部が上下に摺動自在に嵌合されている。摩擦皿ばね支承１０を上部構造３と下部構造２との間（隙間δ）に介装する際に、皿ばね１３に所定の圧力が付加されるように微調整を行うためのスペーサ（不図示）を、上部構造３と支持枠１６との間などに設けてもよい。

図２は、皿ばね１３のばね特性を示す図である。図において縦軸は支持荷重（ｋＮ）、横軸は上下変形量（ｍｍ）を示している。なお、横軸において、皿ばね１３の変形量が大きいほど、皿ばね１３が圧縮された状態となっている。

図２において、変形量がａ１～ａ２の範囲は、ばね剛性が小さい領域であり、摩擦皿ばね支承１０が配置される上下方向隙間δの変化量に対して弾発力の変動が小さい領域である。摩擦皿ばね支承１０の滑り出すタイミングを安定させるために、皿ばね１３はこの領域内で使用されるように設定されている。これにより、上下振動を長周期化することができ、水平方向の滑り支承と併せた３次元免震となる。

しかしながら、摩擦皿ばね支承１０は、上下方向に対して、皿ばね１３（皿ばね単体１３ａ間）の摩擦による減衰性能しか有していない。このため、上下方向に十分な減衰性能が得られない（上下振動を低減できない）おそれがある。

また、このような摩擦皿ばね支承１０が設けられる免震建物等では、居住性、併用する免震装置や制振装置の健全性、及び、エキスパンションジョイント（継目）の健全性の確保のために一定以上の鉛直剛性が必要であり、上下応答量が僅少となっている。このため、ダンパー（例えばオイルダンパー）等の減衰部材を、免震層（隙間δ）の上下間に設けても、減衰性能を発揮するためのストロークを確保することが難しく、上下方向に十分な減衰性能を得ることは困難である。

そこで、本実施形態では、トグル機構を用いた上下振動減衰部２０（後述）を摩擦皿ばね支承１０に設けることにより、上下応答量が僅少であっても上下方向に十分な減衰性能を確保できるようにしている。

＜本実施形態の上下振動減衰装置１について＞
図３Ａ～図３Ｃは、本実施形態の上下振動減衰装置１を示す図である。図３Ａは側面図、図３Ｂは図３ＡのＡ－Ａ´断面図、図３Ｃは図３ＡのＢ－Ｂ´断面図である。本実施形態では、図に示すように、互いに交差する３方向として、上下方向、左右方向、前後方向を定義する。なお、上下方向は鉛直方向であり、左右方向及び前後方向は、水平面において直交する２方向（水平方向）である。

本実施形態の上下振動減衰装置１は、摩擦皿ばね支承１０と上下振動減衰部２０を備えている。

摩擦皿ばね支承１０は、図１に示した構成とほぼ同じであるが、本実施形態では、受け材１５の下端部の周囲に下側フランジ１５ｂが設けられており、支持枠１６の上端部の周囲に上側フランジ１６ｂが設けられている。さらに、本実施形態の摩擦皿ばね支承１０には、下側フランジプレート１７、及び、上側フランジプレート１８が設けられている。

下側フランジプレート１７は、例えば、Ｌ型アングルであり、受け材１５の左右方向の両側部に、前後方向に沿って一対設けられている。具体的には、下側フランジプレート１７（Ｌ型アングル）の外面（Ｌ字の外側の面）のうち、一方の面が受け材１５の側面に溶接され、他方の面が下側フランジ１５ｂの上面に溶接されている。

また、下側フランジプレート１７の前後方向の両端部には、トグル部材２２を取り付けるための側板１７ａが設けられている。

上側フランジプレート１８も下側フランジプレート１７と同様のＬ型アングルであり、支持枠１６の左右方向の両側部に、前後方向に沿って一対設けられている。具体的には、上側フランジプレート１８（Ｌ型アングル）の外面（Ｌ字の外側の面）のうち、一方の面が支持枠１６の側面に溶接され、他方の面が上側フランジ上側フランジ１６ｂの下面に溶接されている。

また、上側フランジプレート１８の前後方向の両端部には、トグル部材２２を取り付けるための側板１８ａが設けられている。

上下振動減衰部２０は、摩擦皿ばね支承１０を前後方向に挟むように一対設けられている。すなわち、上下振動減衰部２０は、摩擦皿ばね支承１０を中心として、摩擦皿ばね支承１０の前側と後側に一対設けられている。このように上下振動減衰部２０を配置することにより、上下振動によって摩擦皿ばね支承１０が変形する際にバランスが良くなる。前側と後側の上下振動減衰部２０の構成は同じであるので、以下の説明では、そのうちの一方（例えば前側）について説明する。

本実施形態の上下振動減衰部２０は、オイルダンパー２１（応答減衰装置に相当）とトグル部材２２（応答増幅装置に相当）を有している。

オイルダンパー２１は、粘性流体であるオイルを用いて振動を減衰する減衰部材である。オイルダンパー２１は、水平方向（左右方向）に沿って配置されており、左端には板状の接続部２１ａを有し、右端には板状の接続部２１ｂを有している。この接続部２１ａと接続部２１ｂとの水平方向への変位に応じて、オイルダンパー２１は減衰力を発生する。

トグル部材２２は、オイルダンパー２１の左右方向の両側に一対設けられており、後述するように、所定量の上下応答を、所定量よりも大きい水平応答に増幅する。ここでは、左側のトグル部材２２について説明するが、右側も同様の構成である。

トグル部材２２は、下側腕部２２ａ、上側腕部２２ｂ、ピン支持部２２ｃ、ピン支持部、２２ｄ、ピン支持部２２ｅを有している。

下側腕部２２ａは、オイルダンバー２１の一端（ここでは接続部２１ａ）と、左側の下側フランジプレート１７（側板１７ａ）を連結させるための部材である。なお、本実施形態の下側腕部２２ａは、板状部材が厚さ方向に複数枚（ここでは３枚）重ねられて形成されており、最も外側の板状部材が中央の板状部材よりも長手方向に長く設けられている。そして、この外側の２枚の板状部材で、オイルダンパー２１の接続部２１ａ、及び、下側フランジプレート１７の側板１７ａを前後方向の両側から挟んでいる（図３Ｂ、図３Ｃ参照）。これにより、下側腕部２２ａが回動する際に、前後方向の一方に力が偏らないようにでき、安定化を図ることができる。

上側腕部２２ｂは、オイルダンバー２１の一端（ここでは接続部２１ａ）と、左側の上側フランジプレート１８（側板１８ａ）を連結させるための部材である。なお、本実施形態の上側腕部２２ｂも、板状部材が厚さ方向に複数枚（下側腕部２２ａよりも多い枚数：ここでは５枚）重ねられて形成されている。そして、下側（ピン支持部２２ｃ側）では最も外側の板状部材が他の板状部材よりも長手方向に長く設けられており、下側腕部２２ａを外側の板状部材で前後方向の両側から挟んでいる。また、上側（ピン支持部２２ｅ側）では、中央の板状部材のみが長手方向に短く設けられており、上側フランジプレート１８の側板１８ａを、中央を除く板状部材で前後方向の両側から挟んでいる（不図示）。これにより、上側腕部２２ｂが回動する際に、前後方向の一方に力が偏らないようにでき、安定化を図ることができる。

ピン支持部２２ｃは、オイルダンバー２１の一端（ここでは接続部２１ａ）と、上側腕部２２ｂの下端部と、下側腕部２２ａの上端部とがピン接続にて接続された部位である。そして、ピン支持部２２ｃは、オイルダンバー２１の接続部２１ａに対して、上側腕部２２ｂ（下端部分）と下側腕部２２ａ（上端部分）とを、それぞれ独立して回動可能に支持している。

ピン支持部２２ｄは、下側腕部２２ａの下端部と、下側フランジプレート１７の側板１７ａとがピン接続にて接続された部位である。そして、ピン支持部２２ｄは、下側フランジプレート１７の側板１７ａに対して、下側腕部２２ａ（下端部分）を回動可能に支持している。

ピン支持部２２ｅは、上側腕部２２ｂの上端部と、上側フランジプレート１８の側板１８ａとがピン接続にて接続された部位である。そして、ピン支持部２２ｅは、上側フランジプレート１８の側板１８ａに対して、上側腕部２２ｂ（上端部分）を回動可能に支持している。

なお、本実施形態において、一対のトグル部材２２のピン支持部２２ｄ及びピン支持部２２ｅは、ピン支持部２２ｃよりも左右方向の内側（摩擦皿ばね支承１０に近い側）に配置されている。

＜上下振動減衰装置１の動作について＞
図４Ａ及び図４Ｂは、上部構造３と下部構造２との隙間δが減少する場合の上下振動減衰装置１の動作の説明図である。図４Ａは初期状態、図４Ｂは変形後の状態を示している。

図４Ａの状態（初期状態）から、上部構造３が下部構造２に対して下側に僅かな所定量変位すると、図４Ｂに示すように、一対のトグル部材２２において、ピン支持部２２ｄとピン支持部２２ｅとの距離（上下方向の間隔）が小さくなる。

例えば、左側のトグル部材２２の場合、ピン支持部２２ｄとピン支持部２２ｅの距離が小さくなることにより、上側腕部２２ｂはピン支持部２２ｅを軸として下端部（ピン支持部２２ｃ）が外側（ここでは左側）に向かうように回動する。また、下側腕部２２ａはピン支持部２２ｄと軸として上端部（ピン支持部２２ｃ）が外側（左側）に向かうように回動する。この結果、ピン支持部２２ｃが外側（左側）に移動し、その移動量（水平方向の変形量）は、上下方向の変位量よりも大きくなる。

右側のトグル部材２２についても同様に、上側腕部２２ｂはピン支持部２２ｅを軸として下端部（ピン支持部２２ｃ）が外側（ここでは右側）に向かうように回動し、下側腕部２２ａはピン支持部２２ｄを軸として上端部（ピン支持部２２ｃ）が外側（右側）に向かうように回動する。この結果、ピン支持部２２ｃが外側（右側）に移動し、その移動量（水平方向の変位量）は、上下方向の変位量よりも大きくなる。

また、オイルダンパー２１の一端（接続部２１ａ）は左側のピン支持部２２ｃと接続され、他端（接続部２１ｂ）は右側のピン支持部２２ｃと接続されているので、オイルダンパー２２は、左右方向の外側に向かって引っ張られる。これにより、上下方向の変位量に対して、水平方向の変位量は数倍（例えば、３～４倍）大きくなる。よって、上下応答が小さくても、水平方向に大きいストロークを確保できるので、上下方向に十分な減衰性能を確保することができる。

また、図５Ａ及び図５Ｂは、上部構造３と下部構造２との隙間δが増大する場合の上下振動減衰装置１の動作の説明図である。図５Ａは初期状態、図５Ｂは変形後の状態を示している。

図５Ａの状態（初期状態）から、上部構造３が下部構造２に対して上側に僅かな所定量変位すると、図５Ｂに示すように、一対のトグル部材２２において、ピン支持部２２ｄとピン支持部２２ｅの距離（上下方向の間隔）が大きくなる。

例えば、左側のトグル部材２２の場合、ピン支持部２２ｄとピン支持部２２ｅの距離が大きくなることにより、上側腕部２２ｂはピン支持部２２ｅを軸として下端部（ピン支持部２２ｃ）が内側（ここでは右側）に向かうように回動する。また、下側腕部２２ａはピン支持部２２ｄを軸として上端部（ピン支持部２２ｃ）が内側（右側）に向かうように回動する。この結果、ピン支持部２２ｃが内側（右側）に移動し、その移動量（水平方向への変形量）は、上下方向の変位量（変形量）よりも大きくなる。

右側のトグル部材２２についても同様に、上側腕部２２ｂはピン支持部２２ｅと軸として下端部（ピン支持部２２ｃ）が内側（ここでは左側）に向かうように回動し、下側腕部２２ａはピン支持部２２ｄを軸として上端部（ピン支持部２２ｃ）が内側（左側）に向かうように回動する。この結果、ピン支持部２２ｃが内側（左側）に移動し、その移動量（水平方向への変形量）は、上下方向の変位量（変形量）よりも大きくなる。

また、オイルダンパー２１の一端（接続部２１ａ）は左側のピン支持部２２ｃと接続され、他端（接続部２１ｂ）は右側のピン支持部２２ｃと接続されているので、オイルダンパー２１は、左右方向の内側に向かって圧縮される。これにより、上下方向の変位量に対して、水平方向の変位量は数倍（例えば、３～４倍）大きくなる。よって、この場合も、上下応答が小さくても、水平方向に大きいストロークを確保できるので、上下方向に十分な減衰性能を確保することができる。

なお、トグル部材２２において、各腕部の長さや上下の腕部の間の角度を変えることにより、ピン支持部２２ｃの左右方向への移動量の大きさ（上下応答に対する増幅率）を調整することが可能である。

以上説明したように、本実施形態の上下振動減衰装置１は、摩擦皿ばね支承１０と、上下振動減衰部２０（オイルダンパー２１及び一対のトグル部材２２）を備えている。そして、上下振動に伴う所定量の上下応答を、トグル部材２２によって所定量よりも大きい水平応答に変換し、その水平応答をオイルダンパー２１で減衰している。これにより、上下応答が僅少である場合においても、水平方向に大きいストロークを確保することができ、上下方向に十分な減衰性能を確保することができる。このような上下振動減衰装置１は、上下振動を安定して減衰させることができるので、原子力施設などの免震層に設けると特に効果的である。

＝＝＝第２実施形態＝＝＝
図６は、第２実施形態における上下振動減衰構造を示す図である。

第２実施形態の上下振動減衰構造では、下部構造２と上部構造３との上下方向の隙間δ（免震層）に、前述した上下振動減衰装置１の摩擦皿ばね支承１０と並列に積層ゴム支承３０（第二上下弾性支承装置に相当）が設けられている。

積層ゴム支承３０は、積層ゴム３１（例えば、円形の薄い鋼板とゴム層とを上下に交互に積層してなる円柱状の弾性体）を、上下一対のフランジ板３２で挟んで構成されている。また、下側のフランジ板３２は、不図示のボルトなどにより下部構造２に固定され、上側のフランジ板３２は、不図示のボルトなどにより上部構造３に固定されている。そして、積層ゴム支承３０は、上部構造３を支承するとともに、上部構造３と下部構造２との水平方向の相対変位に応じて積層ゴム３１が水平方向に剪断変形して、上部構造３の水平振動を長周期化する。また、積層ゴム支承３０は、ゴム層により上下振動を吸収する。

さらに、積層ゴム支承３０は、変形後に元の状態に戻る復元機能を有している。このため、積層ゴム支承３０を併設することにより、免震層に復元機能を持たせることができる。つまり、下部構造２と上部構造３とが相対変位した後に、下部構造２と上部構造３との位置関係を初期状態（変位前の状態）に復元することができる。

なお、積層ゴム支承３０は、圧縮方向については積層ゴム３１の剛性が十分大きいのに対し、引張方向（伸長方向）については剛性が小さく破断するおそれがある。

すなわち、積層ゴム支承３０は引張方向の変形に弱いので、引張方向（オイルダンパー２１の圧縮方向）についてはオイルダンパー２１の減衰性能は大きいことが望ましい。

これに対し、圧縮方向（オイルダンパー２１の伸長方向）については、積層ゴム支承３０によって十分に大きい剛性が得られているので、オイルダンパー２１の減衰性能は小さいことが望ましい。仮に、オイルダンパー２１の減衰性能が大きいと、反力によって滑り板１１と滑り材１２との間の摩擦力が高くなってしまう。

そこで、第２実施形態のオイルダンパー２１は、圧縮時（下部構造２に対して上部構造３が上方に変位する時）の減衰性能を大きくし、伸長時（下部構造２に対して上部構造３が下方に変位するとき）の減衰性能を圧縮時よりも小さくしている。なお、伸長時と圧縮時で減衰性能が異なるオイルダンパーとしては、例えば実開昭６０－００２０３５に記載のもの（本体筒内部が二重構造になっており、伸長時と圧縮時とで別々のバルブで減衰力を発生させるもの）を用いることができる。

このように、第２実施形態では、免震層に積層ゴム支承３０を併設しているので、免震層に復元機能を持たせることができる。また、オイルダンパー２１の伸長時と圧縮時において減衰性能を異ならせているので、積層ゴム支承３０を併設した際における上下振動を効率的に減衰することができる。

なお、本実施形態では、積層ゴム支承３０を併設していたが、これには限られない。例えば、上下振動減衰部２０を設けていない摩擦皿ばね支承１０（この場合、当該摩擦皿ばね支承１０が第二上下弾性支承装置に相当に相当）を、ばね等の復元部材とともに併設してもよい。これにより、全ての摩擦皿ばね支承１０に上下振動減衰部２０を設ける場合と比べて、コストの低減を図ることができる。

＝＝＝第３実施形態＝＝＝
図７は、第３実施形態の上下振動減衰部２０´の概略説明図である。

この第３実施形態の上下振動減衰部２０´では、一対のピン支持部２２ｃの水平方向の位置が、一対のピン支持部２２ｄや一対のピン支持部２２ｅよりも内側に配置されている。これ以外の構成については、基本的に前述の第１実施形態と同じであり、対応する部分には同一符号を付している。

この第３実施形態の上下振動減衰部２０´では、下部構造２に対して上部構造３が下側に変位する場合（隙間δが減少する場合）には、一対のピン支持部２２ｃが内側に移動する（一対のピン支持部２２ｃの距離が縮まる）ので、オイルダンパー２１は左右方向に圧縮される。つまり、第１実施形態の上下振動減衰部２０とは逆の動作になる。

また、下部構造２に対して上部構造３が上側に変位する場合（隙間δが増大する場合）には、一対のピン支持部２２ａが外側に移動する（一対のピン支持部２２ａの距離が大きくなる）ので、オイルダンパー２１は左右方向に引っ張られる。つまり、この場合も第１実施形態の上下振動減衰部２０とは逆の動作になる。

この第３実施形態の上下振動減衰部２０´においても、上下方向の変位量よりも大きいストローク（水平方向の変形量）をダンパー２１に与えることができ、十分な減衰力を発生できる。

＝＝＝その他の実施形態について＝＝＝
上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。

前述の実施形態では、摩擦皿ばね支承１０のうち、滑り板１１を下部構造２に設け、他の部位を上部構造３に設けていたが、上下関係が逆でもよい。つまり、滑り板１１を上部構造３に設けて、他の部位を下部構造２に設けてもよい。そして、下部構造２に設けられた摩擦皿ばね支承１０が上部構造３を支承するようにしていてもよい。この場合においても、摩擦皿ばね支承１０は、上部構造３に対して水平変位可能であり、上部構造３を支承するとともに、上下振動を吸収できる。

また、前述の実施形態では、上下振動減衰部２０（オイルダンパー２１と一対のトグル部材２２の組み合わせ）が、摩擦皿ばね支承１０に設けられていたがこれには限られない。例えば、下部構造２と上部構造３との間（下部構造２の上面と上部構造３の下面の間）に上下振動減衰部２０を設けてもよい。ただし、この場合、下部構造２に対して上部構造３が水平方向に変位すると、オイルダンパー２１を挟む一対のトグル部材２２の形状が崩れる（対称にならない）ことになり、上下方向の振動を安定して減衰させることができないおそれがある。これに対し、本実施形態のように、摩擦皿ばね支承１０に設けると、下部構造２に対して上部構造３が水平方向に変位しても、一対のトグル部材２２の形状が崩れないので、より安定した減衰性能を確保することができる。また、装置全体のコンパクト化を図ることができる。

また、摩擦皿ばね支承１０の構成は前述したものには限られず他の構成であってもよい。また、摩擦皿ばね支承１０には限られず、例えば、皿ばね１３を用いた転がり支承でもよい。すなわち、摩擦材（滑り材１２）の代わりにローラーや球体（不図示）が設けられたものでもよい。この場合、水平方向の振動を減衰させる減衰部材（ダンパー等）を別途設けるとよい。また、皿ばね１３を用いない（例えばコイルばねを用いた）支承体であってもよい。

また、前述の実施形態では、一対のトグル部材２２の間に設けられる減衰部材としてオイルダンパー２１を用いた場合について例示していたが、これには限られない。例えば、摩擦ダンパー、粘性ダンパー、粘弾性ダンパー、履歴型ダンパー、又はこれらを組み合わせたものを用いてもよい。

１ 上下振動減衰装置
２ 下部構造
３ 上部構造
１０ 摩擦皿ばね支承
１１ 滑り板
１２ 滑り材
１３ 皿ばね
１４ ガイド
１５ 受け材
１５ａ 凹部
１５ｂ 下側フランジ
１６ 支持枠
１６ａ 凹部
１６ｂ 上側フランジ
１７ 下側フランジプレート
１７ａ 側板
１８ 上側フランジプレート
１８ａ 側板
２０ 上下振動減衰部
２１ オイルダンパー（応答減衰装置）
２１ａ 接続部
２１ｂ 接続部
２２ トグル部材（応答増幅装置）
２２ａ 下側腕部
２２ｂ 上側腕部
２２ｃ ピン支持部
２２ｄ ピン支持部
２２ｅ ピン支持部
３０ 積層ゴム支承
３１ 積層ゴム
３２ フランジ板

Claims (6)

1. 上部構造と下部構造の間の免震層に設けられ、前記下部構造に対する前記上部構造の上下振動を減衰する上下振動減衰装置であって、
   前記上部構造を支承するとともに前記上下振動を吸収する上下弾性支承装置であって、前記上部構造又は前記下部構造の一方に設けられて、前記上部構造又は前記下部構造の他方に対して水平変位可能、かつ、摩擦減衰力で水平方向の振動エネルギーを吸収可能な上下弾性支承装置と、
   前記上下振動に伴う所定量の上下応答を、前記所定量よりも大きい応答に増幅する応答増幅装置と、
   前記応答を減衰する応答減衰装置と、
   を備え、
   前記上下弾性支承装置は、皿ばねを有する摩擦皿ばね支承であり、上下方向に対して、皿ばね単体間の摩擦による減衰性能を有し、
   前記皿ばねは、前記摩擦皿ばね支承が配置される上下方向隙間の変化量に対して弾発力の変動が小さい領域内で使用されるように設定されている、
   ことを特徴とする上下振動減衰装置。
2. 請求項１に記載の上下振動減衰装置であって、
   前記応答増幅装置及び前記応答減衰装置は、前記上下弾性支承装置に設けられている、
   ことを特徴とする上下振動減衰装置。
3. 請求項２に記載の上下振動減衰装置であって、
   前記応答増幅装置及び前記応答減衰装置は、前記上下弾性支承装置を挟む水平方向の両側に一対設けられている、
   ことを特徴とする上下振動減衰装置。
4. 請求項１乃至請求項３の何れかの上下振動減衰装置を備えた上下振動減衰構造であって、
   前記上部構造を支承するとともに前記上下振動を吸収する第二上下弾性支承装置が、前記上下弾性支承装置と並列に設けられている、
   ことを特徴とする上下振動減衰構造。
5. 請求項４に記載の上下振動減衰構造であって、
   前記第二上下弾性支承装置は、積層ゴム支承である、
   ことを特徴とする上下振動減衰構造。
6. 請求項５に記載の上下振動減衰構造であって、
   前記応答減衰装置は、前記上部構造と前記下部構造との上下方向の隙間が減少するときの減衰性能よりも、前記隙間が増大するときの減衰性能の方が大きい、
   ことを特徴とする上下振動減衰構造。

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