(57)【要約】【課題】大地震による地震力作用時には下部構造体と上部構造体との相対変位を許容し、大地震による地震力よりも小さい地震力や風荷重が作用した際には下部構造体と上部構造体との相対変位を抑制することができるロック機構を提供する。【解決手段】下部構造体１１に対して第１鉛直軸６１回りに相対的に回動可能に連結された第１アーム２と、上部構造体１２に対して第２鉛直軸６２回りに相対的に回動可能に連結されるとともに、第１アーム２と第３鉛直軸６３回りに相対的に回動可能に連結された第２アーム３と、第１アーム２と第２アーム３との相対的な回動に対して摩擦抵抗を付与可能な摩擦材４と、摩擦材４によって第１アーム２と第２アーム３との相対的な回動に対して付与される摩擦抵抗力の値を調節して、第１アーム２と第２アーム３との相対的な回動を拘束するロック状態と、許容するロック解除状態と、を切り替える摩擦抵抗切替部５と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向に相対変位可能な下部構造体と上部構造体との間の免震層に設けられ、前記下部構造体と前記上部構造体との水平方向の相対変位を抑制するためのロック機構において、
前記下部構造体に対して第１鉛直軸回りに相対的に回動可能に連結された第１アームと、
前記上部構造体に対して第２鉛直軸回りに相対的に回動可能に連結されるとともに、前記第１アームと第３鉛直軸回りに相対的に回動可能に連結された第２アームと、
前記第１アームと前記第２アームとの前記第３鉛直軸回りの相対的な回動に対して摩擦抵抗を付与可能な摩擦材と、
前記摩擦材によって前記第１アームと前記第２アームとの前記第３鉛直軸回りの相対的な回動に対して付与される摩擦抵抗力の値を調節して、前記第１アームと前記第２アームとの前記第３鉛直軸回りの相対的な回動を拘束するロック状態と、許容するロック解除状態と、を切り替える摩擦抵抗切替部と、を有することを特徴とするロック機構。
【請求項２】
前記摩擦抵抗切替部は、前記第１アームおよび前記第２アームそれぞれに前記摩擦材を押し付け可能なジャッキを有し、前記ジャッキを駆動させて、前記第１アームおよび前記第２アームそれぞれに前記摩擦材を押し付ける力を調整可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載のロック機構。
【請求項３】
水平方向に相対変位可能な下部構造体と上部構造体との間の免震層に設けられ、前記下部構造体と前記上部構造体との水平方向の相対変位を抑制するためのロック機構において、
前記下部構造体に対して第１鉛直軸回りに相対的に回動可能に連結された第１アームと、
前記上部構造体に対して第２鉛直軸回りに相対的に回動可能に連結されるとともに、前記第１アームと第３鉛直軸回りに相対的に回動可能に連結された第２アームと、
前記第１アームと前記下部構造体との前記第１鉛直軸回りの相対的な回動に対して、または、前記第２アームと前記上部構造体との前記第２鉛直軸回りの相対的な回動に対して、摩擦抵抗を付与可能な摩擦材と、
前記摩擦材によって前記第１アームと前記下部構造体との前記第１鉛直軸回りの相対的な回動に対して付与される摩擦抵抗力の値を調節して、前記第１アームと前記下部構造体との前記第１鉛直軸回りの相対的な回動を拘束するロック状態と、許容するロック解除状態と、を切り替える、または、前記摩擦材によって前記第２アームと前記上部構造体との前記第２鉛直軸回りの相対的な回動に対して付与される摩擦抵抗力の値を調節して、前記第２アームと前記上部構造体との前記第２鉛直軸回りの相対的な回動を拘束するロック状態と、許容するロック解除状態と、を切り替える摩擦抵抗切替部と、を有することを特徴とするロック機構。
【請求項４】
前記摩擦抵抗切替部は、前記摩擦材が間に設けられた前記第１アームおよび前記上部構造体のそれぞれに、または前記第２アームおよび前記下部構造体のそれぞれに前記摩擦材を押し付け可能なジャッキを有し、前記ジャッキを駆動させて、前記摩擦材が間に設けられた前記第１アームおよび前記上部構造体のそれぞれに、または前記第２アームおよび前記下部構造体のそれぞれに前記摩擦材を押し付ける力を調整可能に構成されていることを特徴とする請求項３に記載のロック機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロック機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
免震層の下側の下部構造体と免震層の上側の上部構造体とが水平方向に相対変位可能な免震構造物では、積層ゴムやすべり支承を免震層に設置することで上部構造体の長周期化を図り、上部構造体に作用する地震力を大幅に低減できる特徴がある。この性能は、免震層の剛性が小さいほど顕著になるが、その一方で風荷重に対しては揺れやすくなる傾向がある。
このため、風荷重作用時には下部構造体と上部構造体との相対変位を抑制し、地震力作用時には免震機能を発揮させて下部構造体と上部構造体との相対変位を許容するロック機構が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
特許文献１に開示されたロック機構は、風荷重作用時に、建物に設置した風車で発電した電力により、上部構造体に設けられた電磁石で下部構造体に設けられた鋼製吸着板を引き上げて吸着一体化し、下部構造体に設けられた係止孔の環状補強鋼板と鋼製吸着板とが接触することで、下部構造体と上部構造体との相対変位を抑制している。
【０００４】
特許文献２に開示されたロック機構は、風荷重作用時に、下部構造体に設置された油圧発生装置（ポンプ）により油圧ジャッキを伸長し、油圧ジャッキに固定されたすべり支承を上部構造体に固定された摩擦材に押し当て、すべり支承と摩擦材との間に摩擦抵抗を生じさせることで、下部構造体と上部構造体との相対変位を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２３３７０１号公報
【特許文献２】特開２００４−２６３４３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されたロック機構は、風荷重作用時に上部構造体が変位し始めるときの風車による発電量では、電磁石の吸着力が小さく、下部構造体と上部構造体との相対変位を抑制することは困難である。また、風や地震等で建物が移動してから電磁石が鋼製吸着板を吸着しようとした場合、電磁石と鋼製吸着板の位置がずれて電磁石が鋼製吸着板を吸着できない虞がある。
【０００７】
また、特許文献２に開示されたロック機構は、ロック荷重が摩擦抵抗力（ジャッキ反力Ｐ×摩擦係数μ）によるため、ロック荷重を増加させるにはジャッキ反力を増加させる必要がある。しかしながら、ジャッキは免震装置と並列配置されているため、ジャッキ反力が上部構造体・下部構造体の応力を生じるだけでなく、免震装置に作用する軸力を低下させることにもなる。このため、免震装置の軸力が大きく変動が小さい場所にロック機構を設置する必要があり、ロック機構の設置場所の選定が困難である。
【０００８】
そこで、本発明は、大地震による地震力作用時には下部構造体と上部構造体との相対変位を許容し、大地震による地震力よりも小さい地震力や風荷重が作用した際には下部構造体と上部構造体との相対変位を抑制することができるロック機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係るロック機構は、水平方向に相対変位可能な下部構造体と上部構造体との間の免震層に設けられ、前記下部構造体と前記上部構造体との水平方向の相対変位を抑制するためのロック機構において、前記下部構造体に対して第１鉛直軸回りに相対的に回動可能に連結された第１アームと、前記上部構造体に対して第２鉛直軸回りに相対的に回動可能に連結されるとともに、前記第１アームと第３鉛直軸回りに相対的に回動可能に連結された第２アームと、前記第１アームと前記第２アームとの前記第３鉛直軸回りの相対的な回動に対して摩擦抵抗を付与可能な摩擦材と、前記摩擦材によって前記第１アームと前記第２アームとの前記第３鉛直軸回りの相対的な回動に対して付与される摩擦抵抗力の値を調節して、前記第１アームと前記第２アームとの前記第３鉛直軸回りの相対的な回動を拘束するロック状態と、許容するロック解除状態と、を切り替える摩擦抵抗切替部と、を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明では、摩擦抵抗切替部は、摩擦材によって第１アームと第２アームとの第３鉛直軸回りの相対的な回動に対して付与される摩擦抵抗力を増大させてロック状態とすることで、下部構造体と上部構造体との相対変位を抑制することができる。また、摩擦抵抗切替部は、摩擦材によって第１アームと第２アームとの第３鉛直軸回りの相対的な回動に対して付与される摩擦抵抗力を減少させてロック解除状態とすることで、下部構造体と上部構造体との相対変位を許容することができる。
このため、通常時には、ロック解除状態とすることで、下部構造体と上部構造体とが水平方向に相対変位可能となり、免震層として機能させることができる。
また、風荷重が作用する場合には、ロック状態とすることで、下部構造体と上部構造体との水平方向の相対変位を抑制することができ、風荷重による上部構造体の揺れを低減させることができる。
更に、ロック状態において、大地震が発生または予測された場合には、ロック解除状態とすることで、下部構造体と上部構造体とが水平方向に相対変位可能となり、免震層として機能させることができる。なお、ロック解除する前に大地震が作用した場合は、ロック機構が摩擦ダンパーとして機能し、履歴減衰を付与することで免震層の変位を抑制することができる。
また、摩擦抵抗切替部は、第１アームと第２アームとの第３鉛直軸回りの相対的な回動に対する摩擦抵抗力の値を調節することによって、ロック状態とロック解除状態とを切り替える構成であるため、上部構造体や下部構造体に対して外力を付与してロック状態とロック解除状態とを切り替えるロック機構と比べて、上部構造体や下部構造体に過度な応力が生じたり、免震層に設置された免震装置の軸力を変動させたりすることがない。
【００１１】
また、本発明に係るロック機構では、前記摩擦抵抗切替部は、前記第１アームおよび前記第２アームそれぞれに前記摩擦材を押し付け可能なジャッキを有し、前記ジャッキを駆動させて、前記第１アームおよび前記第２アームそれぞれに前記摩擦材を押し付ける力を調整可能に構成されていてもよい。
このような構成とすることにより、ジャッキを駆動させて、摩擦材を第１アームおよび第２アームに押し付けて、第１アームと第２アームとの第３鉛直軸回りの相対的な回動に対する摩擦抵抗力を増大させることでロック状態とすることができ、摩擦材を第１アームおよび第２アームに押し付けずに、第１アームと第２アームとの第３鉛直軸回りの相対的な回動に対する摩擦抵抗力を無くす、またはほとんど無くすことでロック解除状態とすることができる。このため、ロック機構は、ロック状態とロック解除状態とを容易に切り替えることができる。
また、ジャッキの駆動を、免震層での操作ではなく管理室などからの遠隔操作を可能とすれば、ロック状態とロック解除状態との切り替えを作業者が免震層へ移動せずに行うことができる。
【００１２】
また、本発明に係るロック機構は、水平方向に相対変位可能な下部構造体と上部構造体との間の免震層に設けられ、前記下部構造体と前記上部構造体との水平方向の相対変位を抑制するためのロック機構において、前記下部構造体に対して第１鉛直軸回りに相対的に回動可能に連結された第１アームと、前記上部構造体に対して第２鉛直軸回りに相対的に回動可能に連結されるとともに、前記第１アームと第３鉛直軸回りに相対的に回動可能に連結された第２アームと、前記第１アームと前記下部構造体との前記第１鉛直軸回りの相対的な回動に対して、または、前記第２アームと前記上部構造体との前記第２鉛直軸回りの相対的な回動に対して、摩擦抵抗を付与可能な摩擦材と、前記摩擦材によって前記第１アームと前記下部構造体との前記第１鉛直軸回りの相対的な回動に対して付与される摩擦抵抗力の値を調節して、前記第１アームと前記下部構造体との前記第１鉛直軸回りの相対的な回動を拘束するロック状態と、許容するロック解除状態と、を切り替える、または、前記摩擦材によって前記第２アームと前記上部構造体との前記第２鉛直軸回りの相対的な回動に対して付与される摩擦抵抗力の値を調節して、前記第２アームと前記上部構造体との前記第２鉛直軸回りの相対的な回動を拘束するロック状態と、許容するロック解除状態と、を切り替える摩擦抵抗切替部と、を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明では、摩擦抵抗切替部は、摩擦材によって、第１アームと下部構造体との第１鉛直軸回りの相対的な回動、または第２アームと上部構造体との第２鉛直軸回りの相対的な回動に対して付与される摩擦抵抗力を増大させてロック状態とすることで、下部構造体と上部構造体との相対変位を抑制することができる。また、摩擦抵抗切替部は、摩擦材によって、第１アームと下部構造体との第１鉛直軸回りの相対的な回動、または第２アームと上部構造体との第２鉛直軸回りの相対的な回動に対して付与される摩擦抵抗力を減少させてロック解除状態とすることで、下部構造体と上部構造体との相対変位を許容することができる。
このため、通常時には、ロック解除状態とすることで、下部構造体と上部構造体とが水平方向に相対変位可能となり、免震層として機能させることができる。
また、風荷重が作用する場合には、ロック状態とすることで、下部構造体と上部構造体との水平方向の相対変位を抑制することができ、風荷重による上部構造体の揺れを低減させることができる。
更に、ロック状態において、大地震が発生または予測された場合には、ロック解除状態とすることで、下部構造体と上部構造体とが水平方向に相対変位可能となり、免震層として機能させることができる。なお、ロック解除する前に大地震が作用した場合は、ロック機構が摩擦ダンパーとして機能し、履歴減衰を付与することで免震層の変位を抑制することができる。
また、摩擦抵抗切替部は、第１アームと下部構造体との第１鉛直軸回りの相対的な回動、または第２アームと上部構造体との第２鉛直軸回りの相対的な回動に対する摩擦抵抗力の値を調節することによって、ロック状態とロック解除状態とを切り替える構成であるため、上部構造体や下部構造体に対して外力を付与してロック状態とロック解除状態とを切り替えるロック機構と比べて、上部構造体や下部構造体に過度な応力が生じたり、免震層に設置された免震装置の軸力を変動させたりすることがない。
【００１４】
また、本発明に係るロック機構では、前記摩擦抵抗切替部は、前記摩擦材が間に設けられた前記第１アームおよび前記上部構造体のそれぞれに、または前記第２アームおよび前記下部構造体のそれぞれに前記摩擦材を押し付け可能なジャッキを有し、前記ジャッキを駆動させて、前記摩擦材が間に設けられた前記第１アームおよび前記上部構造体のそれぞれに、または前記第２アームおよび前記下部構造体のそれぞれに前記摩擦材を押し付ける力を調整可能に構成されていてもよい。
このような構成とすることにより、ジャッキを駆動させて、摩擦材を第１アームおよび下部構造体、または第２アームおよび上部構造体に押し付けて、第１アームと下部構造体との第１鉛直軸回りの相対的な回動、または第２アームと上部構造体との第２鉛直軸回りの相対的な回動に対する摩擦抵抗力を増大させることでロック状態とすることができ、摩擦材を第１アームおよび下部構造体、または第２アームおよび上部構造体に押し付けずに、第１アームと下部構造体との第１鉛直軸回りの相対的な回動、または第２アームと上部構造体との第２鉛直軸回りの相対的な回動に対する摩擦抵抗力を無くす、またはほとんど無くすことでロック解除状態とすることができる。このため、ロック機構は、ロック状態とロック解除状態とを容易に切り替えることができる。
また、ジャッキの駆動を、免震層での操作ではなく管理室などからの遠隔操作を可能とすれば、ロック状態とロック解除状態との切り替えを作業者が免震層へ移動せずに行うことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、大地震による地震力作用時には下部構造体と上部構造体との相対変位を許容し、大地震による地震力よりも小さい地震力や風荷重が作用した際には下部構造体と上部構造体との相対変位を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態によるロック機構の一例でロック解除状態を示す正面図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるロック機構の一例を示す平面図である。
【図３】ロック状態のロック機構を示す正面図である。
【図４】本発明の第２実施形態によるロック機構の一例でロック解除状態を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態によるロック機構１について、図１−図３に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施形態によるロック機構１は、免震構造物１４の免震層１３に免震装置（不図示）とともに設けられている。免震層１３は、下部構造体１１と上部構造体１２との間に設けられている。下部構造体１１と上部構造体１２とは、水平方向に相対変位可能に構成されている。下部構造体１１と、上部構造体１２とは、上下方向に間隔をあけて対向している。
ロック機構１は、免震構造物１４に風荷重が作用した場合や、風荷重と同レベルの小地震による地震力が作用した場合には、免震層１３の変位（上部構造体１２と下部構造体１１との水平方向の相対変位）を抑制するように構成されている。
本実施形態では、ロック機構１は、免震層１３に水平方向に間隔をあけて複数設けられている。
免震装置は、例えば、転がり支承、積層ゴム支承、滑り支承などの免震支承で構成されている。
【００１８】
以下のロック機構１の説明では、免震構造物１４に風荷重や地震力が作用していない通常時であるものとする。また、免震構造物１４に所定の大地震による地震力が作用している状態を大地震時とし、所定値以下の風荷重が作用している状態を風荷重作用時とする。なお、上述している風荷重の所定値とは、任意に決定された値で大地震による地震力よりも小さい値に設定されている。
大地震による地震力よりも小さい地震力が作用している状態では、免震層１３は風荷重作用時とほぼ同じ挙動をするものとする。
【００１９】
図１および図２に示すように、ロック機構１は、下部構造体１１に対して第１鉛直軸６１回りに相対的に回動可能に連結された第１アーム２と、上部構造体１２に対して第２鉛直軸６２回りに相対的に回動可能に連結されるとともに、第１アーム２と第３鉛直軸６３回りに相対的に回動可能に連結された第２アーム３と、第１アーム２と第２アーム３との間に設けられ、第１アーム２と第２アーム３との第３鉛直軸６３回りの相対的な回動に対して摩擦抵抗を付与可能な摩擦材４と、摩擦材４によって第１アーム２と第２アーム３との第３鉛直軸６３回りの相対的な回動に対して付与される摩擦抵抗力の値を切り替える摩擦抵抗切替部５と、を有している。
摩擦抵抗切替部５は、上側皿ばね５１と、下側皿ばね５２と、油圧式のセンターホールジャッキ５３（ジャッキ）と、センターホールジャッキ５３に接続されてセンターホールジャッキ５３を伸縮させる油圧ポンプ５４と、を有している。
第１実施形態では、摩擦抵抗切替部５は、第１アーム２と第２アーム３との連結部６４に取り付けられている。
【００２０】
第１アーム２は、２枚の第１アームプレート２１を有している。
２枚の第１アームプレート２１は、同じ形状で、それぞれ板面が長尺となる平板状に形成されている。２枚の第１アームプレート２１は、それぞれ板面が水平方向となる向きで上下方向に重なって配置されている。
第１アームプレート２１は、その長さ方向の一方の端部（第１端部２１１とする）が下部構造体１１と連結され、他方の端部（第２端部２１２とする）が第２アーム３と連結されている。
【００２１】
下部構造体１１には、基礎などの下部構造体本体１１１（図１参照）と、下部構造体本体１１１の上側に連結された第１アーム取付部１１２と、を有している。第１アーム取付部１１２は、下部構造体本体１１１の上面から免震層１３に向かって上側に突出する第１突出部１１３と、第１突出部１１３から水平方向に突出する２枚の第１アーム取付プレート１１４と、を有している。
２枚の第１アーム取付プレート１１４は、同じ形状で、それぞれ平板状に形成されている。２枚の第１アーム取付プレート１１４は、それぞれ板面が水平方向となる向きで上下方向に重なって配置されている。
【００２２】
第１アーム２と下部構造体１１とは、２枚の第１アームプレート２１の第１端部２１１近傍と、２枚の第１アーム取付プレート１１４とが上下方向に１枚ずつ交互に重なった状態で連結されている。第１アームプレート２１と、第１アーム取付プレート１１４とは、これらを上下方向に貫通する第１回転ピン２２によって第１回転ピン２２の軸線回りに互いに相対的に回動可能に連結されている。第１アームプレート２１と、第１アーム取付プレート１１４とを連結している第１回転ピン２２の軸線が第１鉛直軸６１となっている。
【００２３】
第２アーム３は、３枚の第２アームプレート３１を有している。
３枚の第２アームプレート３１は、同じ形状で、それぞれ板面が長尺となる平板状に形成されている。３枚の第２アームプレート３１は、それぞれ板面が水平方向となる向きで上下方向に重なって配置されている。
第２アームプレート３１は、その長さ方向の一方の端部（第１端部３１１とする）が下部構造体１１と連結され、他方の端部（第２端部３１２とする）が第１アーム２と連結されている。
【００２４】
上部構造体１２には、基礎の上側の構造物となる上部構造体本体１２１（図１参照）と、上部構造体本体１２１の下側に連結された第２アーム取付部１２２と、を有している。第２アーム取付部１２２は、上部構造体本体１２１の下面から免震層１３に向かって下側に突出する第２突出部１２３と、第２突出部１２３から水平方向に突出する２枚の第２アーム取付プレート１２４と、を有している。
第２アーム取付プレート１２４は、同じ形状で、それぞれ平板状に形成されている。２枚の第２アーム取付プレート１２４は、それぞれ板面が水平方向となる向きで上下方向に重なって配置されている。
【００２５】
第２アーム３と上部構造体１２とは、３枚の第２アームプレート３１の第１端部３１１近傍と、２枚の第２アーム取付プレート１２４とが上下方向に１枚ずつ交互に重なった状態で連結されている。第２アームプレート３１と、第２アーム取付プレート１２４とは、これらを上下方向に貫通する第２回転ピン３２によって第２回転ピン３２の軸線回りに互いに相対的に回動可能に連結されている。第２アームプレート３１と、第２アーム取付プレート１２４とを連結している第２回転ピン３２の軸線が第２鉛直軸６２となっている。
【００２６】
第１アーム２と第２アーム３とは、２枚の第１アームプレート２１の第２端部２１２近傍と３枚の第２アームプレート３１の第２端部３１２近傍とが上下方向に１枚ずつ摩擦材４を介して交互に重なった状態で連結されている。２枚の第１アームプレート２１と３枚の第２アームプレート３１とは、上下方向の最上部と最下部に第２アームプレート３１が配置されるように上下方向に交互に配列されている。
【００２７】
摩擦材４は、円板状に形成され、第１アームプレート２１と第２アームプレート３１と重なって配置されている。摩擦材４は、上面および下面のいずれか一方の面が第１アームプレート２１と接触し、他方の面が一方の面が第１アームプレート２１と接触している。
摩擦材４は、第１アームプレート２１および第２アームプレート３１に押し付けられた状態となると、第１アームプレート２１と第２アームプレート３１との第３鉛直軸６３回りの相対的な回動に対して摩擦抵抗を付与するように構成されている。
摩擦材４は、第１アームプレート２１および第２アームプレート３１に押し付けられずに接触した状態では、第１アームプレート２１と第２アームプレート３１との第３鉛直軸６３回りの相対的な回動に対して摩擦抵抗を付与しない、またはほとんど付与しないように構成されている。
摩擦材４は、センターホールジャッキ５３の駆動により、第１アームプレート２１および第２アームプレート３１に押し付けられるように構成されている。センターホールジャッキ５３の駆動については後述する。
【００２８】
最上部の第２アームプレート３１の上側には、複数の上側皿ばね５１が重なって設けられている。複数の上側皿ばね５１の上側にはセンターホールジャッキ５３が設けられている。最下部の第２アームプレート３１の下側には、複数の下側皿ばね５２が重なって設けられている。
センターホールジャッキ５３は、円筒状のシリンダ５５と、シリンダ５５の内部に挿入されシリンダ５５に対して挿抜可能な円筒状のロッド５６と、を有している。センターホールジャッキ５３は、軸線方向が上下方向となる向きで上側皿ばね５１の上に設置されている。センターホールジャッキ５３は、ロッド５６がシリンダ５５に対して上側に突出した姿勢と、ロッド５６がシリンダ５５に挿入された姿勢との間で昇降可能となっている。
【００２９】
センターホールジャッキ５３に接続されている油圧ポンプ５４は、例えば、上部構造体１２、下部構造体１１、免震層１３などに免震装置と干渉しないように設置されている。なお、油圧ポンプ５４を免震層１３に設置することにより、油圧ポンプ５４とセンターホールジャッキ５３との距離が小さくなり接続する配管５４１を短くしたり、配管５４１の屈曲部分を少なくしたりすることができる。これにより、ロック機構１を、安価で容易に施工することができるとともに、維持管理を容易にすることができる。
なお、油圧ポンプ５４とセンターホールジャッキ５３とを接続する配管５４１が、屈曲部分が少ない場合には、配管５４１に可撓性の少ない安価な管を使用することができ、さらにロック機構１の設置にかかるコストを削減することができる。
【００３０】
上下方向に重なって配置されている第１アームプレート２１、第２アームプレート３１、摩擦材４下側皿ばね５２、上側皿ばね５１、およびセンターホールジャッキ５３は、これらを上下方向に貫通するボルト６５とボルト６５に締結されるナット６６（図１参照）によって連結されている。
ボルト６５は、頭部６５１がネジ部６５２の上側となる向きで、ネジ部に下側からナット６６が螺合している。センターホールジャッキ５３のロッド５６の上には、ボルト６５の頭部が配置され、下側皿ばね５２の下には、ナット６６が配置されている。
【００３１】
ロッド５６の内径は、ボルト６５のネジ部６５２の径より大きく、ボルト６５の頭部の径よりも小さく設定されている。ロッド５６の上には、ボルト６５の頭部６５１が配置され、ロッド５６の内部にはボルト６５の頭部６５１が入らないように構成されている。
上述しているが、重なって配置された第１アームプレート２１、第２アームプレート３１および摩擦材４の上には上側皿ばね５１が設けられ、下には下側皿ばね５２が設けられている。これにより、ボルト６５とナット６６の締結力によって第１アームプレート２１、第２アームプレート３１および摩擦材４に伝達される軸力の変動が抑制される。
【００３２】
第１アームプレート２１と、第２アームプレート３１とは、ボルト６５およびナット６６の軸線回りに互いに相対的に回動可能に構成されている。第１アームプレート２１と、第２アームプレート３１とを連結しているボルト６５およびナット６６の軸線は、第３鉛直軸６３に相当している。
【００３３】
第１アーム２と第２アーム３とは、上部構造体１２と下部構造体１１とが水平方向に相対変位すると、第３鉛直軸６３回りに相対的に回動する。また、このときに、第１アーム２が下部構造体１１と第１鉛直軸６１回りに相対的に回動し、第２アーム３が上部構造体１２と第２鉛直軸６２回りに相対的に回動する。これにより、第１アーム２と第２アーム３とは、平面視における互いのなす角度を変えながら上部構造体１２と下部構造体１１との水平方向に相対変位に追従する。
【００３４】
なお、第１アーム２の第１端部（下部構造体１１と連結している側の端部）と、第２アーム３の第２端部（上部構造体１２との連結している側の端部）と、が離間するようにが引っ張られ、第１アーム２と第２アーム３とが同一直線状に配置されて互いに引っ張られた際の、第１アーム２および第２アーム３それぞれの引張強度は、同じ値となるように設定されている。
上述したように、第１アーム２と第２アーム３とは、第１アームプレート２１と第２アームプレート３１の数が異なっている。このため、例えば、第１アームプレート２１と第２アームプレート３１とが同じ材質の場合は、２枚の第１アームプレート２１の断面積を合わせた値と、３枚の第２アームプレート３１の断面積を合わせた値とが同じ値に設定されている。
【００３５】
摩擦抵抗切替部５は、油圧ポンプ５４の操作によってセンターホールジャッキ５３を駆動させ、シリンダ５５に対してロッド５６を昇降させるように構成されている。
図３に示すように、シリンダ５５に対してロッド５６が上昇すると、ボルト６５の頭部６５１が下側からロッド５６に押され、ボルト６５およびナット６６がシリンダ５５に対して上昇する。ナット６６が下側皿ばね５２と当接し、下側皿ばね５２を押圧した状態となると、ボルト６５に張力が生じて、第１アームプレート２１、第２アームプレート３１、摩擦材４、上側皿ばね５１および下側皿ばね５２は、ナット６６に上側に押圧される。
【００３６】
これにより、第１アームプレート２１および第２アームプレート３１に対して摩擦材４が押し付けられた状態（以下、ロック状態とする）となる。
ロック状態で、第１アームプレート２１と第２アームプレート３１とが第３鉛直軸６３回りに相対的に回動しようとすると、第１アームプレート２１および第２アームプレート３１の摩擦材４との摩擦抵抗力によって、相対的な回動が拘束される。
以下では、ロック状態において、第１アームプレート２１と第２アームプレート３１とが第３鉛直軸６３回りに相対的に回動する際に摩擦材４から受ける摩擦抵抗力を「摩擦抵抗力」と表記する。
【００３７】
ロック機構１の状態から、図１に示すようにシリンダ５５に対してロッド５６が下降すると、ボルト６５およびナット６６がロッド５６とともにシリンダ５５に対して下降する。ボルト６５およびナット６６の張力が減少し、第１アームプレート２１、第２アームプレート３１および摩擦材４は、上側に押圧されない。
これにより、第１アームプレート２１および第２アームプレート３１に対して摩擦材４が押しけられていない状態（以下、ロック解除状態とする）となる。
ロック解除状態では、摩擦抵抗力が無い、またはほとんど無い状態となり、第１アームプレート２１と第２アームプレート３１とが摩擦材４から摩擦抵抗力をほとんど受けることなく第３鉛直軸６３回りに相対的に回動可能となる。
図１ではロック解除状態のロック機構１を示し、図３ではロック状態のロック機構１を示している。
【００３８】
ロック解除状態のロック機構１は、第１アームプレート２１と第１アーム取付プレート１１４とが第１鉛直軸６１回りに相対的に回動可能となり、第２アームプレート３１と第２アーム取付プレート１２４とが第２鉛直軸６２回りの相対的に回動可能となり、第１アームプレート２１と第２アームプレート３１とが第３鉛直軸６３回りに相対的に回動可能となる。
このため、ロック解除状態において、上部構造体１２と下部構造体１１とが水平方向に相対変位すると、第１アーム２が第１鉛直軸６１および第３鉛直軸６３回りに回動し、第２アーム３が第２鉛直軸６２および第３鉛直軸６３回りに回動する。これにより、ロック解除状態のロック機構１は、上部構造体１２と下部構造体１１との水平方向に相対変位に追従して、上部構造体１２と下部構造体１１の水平方向の相対変位を規制しない。
【００３９】
ロック状態のロック機構１は、第１アームプレート２１と第１アーム取付プレート１１４とが第１鉛直軸６１回りに相対的に回動可能となり、第２アームプレート３１と第２アーム取付プレート１２４とが第２鉛直軸６２回りの相対的に回動可能となるが、第１アームプレート２１と第２アームプレート３１とは第３鉛直軸６３回りの相対的な回動が拘束される。
このため、ロック状態では、第１アーム２と第２アーム３とが固定され、上部構造体１２と下部構造体１１とが水平方向に相対変位すると、固定された第１アーム２および第２アーム３が第１鉛直軸６１および第２鉛直軸６２回りに回動する。この場合も、ロック機構１は、上部構造体１２と下部構造体１１との水平方向に相対変位に追従して変位するが、ロック解除状態に比べて、変位可能な範囲が小さくなる。これにより、ロック状態のロック機構１は、上部構造体１２と下部構造体１１の水平方向の相対変位を規制し、抑制することになる。
【００４０】
本実施形態のロック機構は、ロック状態において、第１アームプレート２１と第２アームプレート３１との第３鉛直軸６３回りのモーメントが上記の摩擦抵抗力に対抗できる値となると、第１アームプレート２１と第２アームプレート３１とが摩擦抵抗力を受けつつも第３鉛直軸６３回りに相対的に回動可能となるように構成されている。
以下では、第１アームプレート２１と第２アームプレート３１との第３鉛直軸６３回りのモーメントを「モーメント」と表記する。
【００４１】
摩擦抵抗切替部５は、上述したようにロッド５６を昇降させてボルト６５に生じる張力を調節し、摩擦抵抗力の値を調整してロック状態とロック解除状態とを切り替えるように構成されている。
本実施形態では、風荷重作用時には免震層１３の変位を抑制し、大地震時には、免震層１３の変位を許容して免震層１３として機能させるように設定している。
摩擦抵抗力の値は、免震構造物１４に所定値の風荷重が作用して生じたモーメントによる、第１アームプレート２１と第２アームプレート３１との第３鉛直軸６３回りの相対的な回動を拘束でき、かつ、免震構造物１４に大地震力が作用して生じたモーメントによる、第１アームプレート２１と第２アームプレート３１との第３鉛直軸６３回りの相対的な回動は許容できる値に設置されている。
【００４２】
ロック機構１は、通常時にロック解除状態に設定されている。このため、大地震が発生した場合には、ロック機構１が免震層１３の変形を抑制することなく、免震層１３として機能させることができる。
通常時において風荷重が作用すると予測された場合には、ロック機構１をロック解除状態からロック状態に切り替える。これにより、免震層１３の変形が抑制され、風荷重によって上部構造体１２に生じる揺れを低減させることができる。
ロック状態において、風荷重が作用しなくなったと判断された場合には、ロック機構１をロック状態からロック解除状態に切り替えて、免震層１３の変形が許容された状態とする。
【００４３】
ロック状態において大地震が発生または予測された場合には、ロック機構１をロック状態からロック解除状態に切り替えて、免震層１３の変形を許容した状態とし、免震層１３として機能させる。
なお、これらのロック機構１をロック解除状態とロック状態とに切り替える操作は、免震層１３と離間する管理室から遠隔操作可能に構成されている。
また、ロック状態において、大地震が発生または予測された場合に、ロック機構１が自動でロック解除状態に切り替えられるように構成されていてもよい。
【００４４】
ロック状態において大地震が発生または予測された場合には、ロック機構１をすぐにロック解除状態に切り替えてもよいが、最初の所定の時間はロック状態のままとし、その後にロック解除状態に切り替えるようにしてもよい。
なお、ロック状態において大地震が発生してもロック解除状態に切り替えずにロック状態のままとすると、モーメントが所定の値よりも大きくなるため、第１アーム２と第２アーム３とは摩擦材４から摩擦抵抗を受けながらも第３鉛直軸６３回りに相対的に回動する。
これにより、ロック機構１は、回転摩擦ダンパーとして機能し、免震構造物１４に履歴減衰機能が付加された状態となる。なお、このようにしても免震構造物１４の安全性は確保される。
【００４５】
また、ロック状態において大地震が発生または予測されたが、停電などによりロック解除状態に切り替えられない場合においても、ロック機構１は、回転摩擦ダンパーとして機能し、免震構造物１４の安全性は確保されることになる。
大地震後に残留変位が生じると、第１アーム２と第２アーム３とがなす角度が初期状態から変わるが、ロック機構１はそのまま継続して使用することができる。
【００４６】
次に、上述した第１実施形態によるロック機構１の作用・効果について図面を用いて説明する。
上述した第１実施形態によるロック機構１では、摩擦抵抗切替部５は、摩擦材４によって第１アーム２と第２アーム３との第３鉛直軸６３回りの相対的な回動に対して付与される摩擦抵抗力を増大させてロック状態とすることで、下部構造体１１と上部構造体１２との相対変位を抑制することができる。また、摩擦抵抗切替部５は、摩擦材４によって第１アーム２と第２アーム３との第３鉛直軸６３回りの相対的な回動に対して付与される摩擦抵抗力を減少させてロック解除状態とすることで、下部構造体１１と上部構造体１２との相対変位を許容することができる。
【００４７】
このため、通常時には、ロック解除状態とすることで、下部構造体１１と上部構造体１２とが水平方向に相対変位可能となり、免震層１３として機能させることができる。
また、風荷重が作用する場合には、ロック状態とすることで、下部構造体１１と上部構造体１２との水平方向の相対変位を抑制することができ、風荷重による上部構造体１２の揺れを低減させることができる。
更に、ロック状態において、大地震が発生または予測された場合には、ロック解除状態とすることで、下部構造体１１と上部構造体１２とが水平方向に相対変位可能となり、免震層１３として機能させることができる。なお、ロック解除する前に大地震が作用した場合は、ロック機構１が摩擦ダンパーとして機能し、履歴減衰を付与することで免震層１３の変位を抑制することができる。
また、摩擦抵抗切替部５は、摩擦抵抗力の値を調節することによって、ロック状態とロック解除状態とを切り替える構成であるため、上部構造体１２や下部構造体１１に対して外力を付与してロック状態とロック解除状態とを切り替えるロック機構１と比べて、上部構造体１２や下部構造体１１に過度な応力が生じたり、免震層１３に設置された免震装置の軸力を変動させたりすることがない。
【００４８】
また、摩擦抵抗切替部５は、第１アーム２および第２アーム３それぞれに摩擦材４を押し付け可能なセンターホールジャッキ５３を有し、センターホールジャッキ５３を駆動させて第１アーム２および第２アーム３それぞれに摩擦材４を押し付ける力を調整可能に構成されている。
このような構成とすることにより、センターホールジャッキ５３を駆動させて、摩擦材４を第１アーム２および第２アーム３に押し付けて、第１アーム２と第２アーム３との第３鉛直軸６３回りの相対的な回動に対する摩擦抵抗力を増大させることでロック状態とすることができ、摩擦材４を第１アーム２および第２アーム３に押し付けずに、第１アーム２と第２アーム３との第３鉛直軸６３回りの相対的な回動に対する摩擦抵抗力を無くす、またはほとんど無くすことでロック解除状態とすることができる。このため、ロック機構は、ロック状態とロック解除状態とを容易に切り替えることができる。
また、センターホールジャッキ５３の駆動を、免震層１３での操作ではなく管理室などからの遠隔操作を可能とすれば、ロック状態とロック解除状態との切り替えを作業者が免震層１３へ移動せずに行うことができる。
【００４９】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第１実施形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第１実施形態と異なる構成について説明する。
図４に示すように、第２実施形態によるロック機構１Ｂでは、摩擦材４Ｂが第１アームプレート２１と、下部構造体１１における第１アーム取付部１１２の第１アーム取付プレート１１４と、の間に設けられ、摩擦抵抗切替部５Ｂが第１アーム２と第１アーム取付部１１２との連結部６７に取り付けられている。
【００５０】
第２実施形態では、第１アームプレート２１と第２アームプレート３１との間には摩擦材が設けられておらず、第１アーム２と第２アーム３との連結部６４には摩擦抵抗切替部が設けられていない。
第１アーム２と第２アーム３との連結部６４は、２枚の第１アームプレート２１と３枚の第２アームプレート３１とが、最上部と最下部に第２アームプレート３１が配置されるように上下方向に１枚ずつ交互に配列されている。２枚の第１アームプレート２１と３枚の第２アームプレート３１とは、これらを上下方向に貫通する第３回転ピン６８によって第３回転ピン６８の軸線回りに互いに相対的に回動可能に連結されている。第１アームプレート２１と、第２アームプレート３１とを連結している第３回転ピン６８の軸線が第３鉛直軸６３となっている。
第２実施形態では、第１アームプレート２１と第２アームプレート３１との間に滑り材６９が設けられている。
【００５１】
第１アームプレート２１は、上下方向に重なって２枚設けられている。第１アーム取付プレート１１４は、上下方向に重なって３枚設けられている。
第１アーム２と第１アーム取付部１１２との連結部６７では、２枚の第１アームプレート２１と３枚の第１アーム取付プレート１１４とが、最上部と最下部に第１アーム取付プレート１１４が配置されるように上下方向に１枚ずつ交互に配列されている。
【００５２】
摩擦材４Ｂは、円板状に形成され、第１アームプレート２１と第１アーム取付プレート１１４との間それぞれに設けられている。
摩擦材４Ｂは、第１アームプレート２１および第１アーム取付プレート１１４に押し付けられた状態となると、第１アームプレート２１と第１アーム取付プレート１１４との第１鉛直軸６１回りの相対的な回動に対して摩擦抵抗を付与するように構成されている。摩擦材４Ｂは、第１アームプレート２１および第１アーム取付プレート１１４に押し付けられずに接触した状態では、第１アームプレート２１と第１アーム取付プレート１１４との第１鉛直軸６１回りの相対的な回動に対して摩擦抵抗を付与しない、またはほとんど付与しないように構成されている。
【００５３】
最上部の第１アーム取付プレート１１４の上側には、複数の上側皿ばね５１Ｂが重なって設けられていて、複数の上側皿ばね５１Ｂの上側にはセンターホールジャッキ５３Ｂが設けられている。最下部の第２アームプレート３１の下側には、複数の下側皿ばね５２Ｂが重なって設けられている。
センターホールジャッキ５３Ｂは、円筒状のシリンダ５５Ｂと、シリンダ５５Ｂの内部に挿入されシリンダ５５Ｂに対して挿抜可能な円筒状のロッド５６Ｂと、を有している。センターホールジャッキ５３Ｂは、軸線方向が上下方向となる向きで上側皿ばね５１Ｂの上に設置されている。センターホールジャッキ５３Ｂは、ロッド５６Ｂがシリンダ５５Ｂに対して上側に突出した姿勢と、ロッド５６Ｂがシリンダ５５Ｂに挿入された姿勢との間で昇降可能となっている。
センターホールジャッキ５３Ｂに接続されている油圧ポンプ５４Ｂは、例えば、下部構造体１１の上に免震装置と干渉しないように設置されている。
【００５４】
上下方向に重なって配置されている第１アームプレート２１、第１アーム取付プレート１１４、摩擦材４下側皿ばね５２Ｂ、上側皿ばね５１Ｂ、およびセンターホールジャッキ５３Ｂは、これらを上下方向に貫通するボルト６５Ｂとボルト６５Ｂに締結されるナット６６Ｂによって連結されている。
ボルト６５Ｂは、頭部６５１Ｂがネジ部６５２Ｂの上側となる向きで、ネジ部６５２Ｂに下側からナット６６Ｂが螺合している。センターホールジャッキ５３Ｂのロッド５６Ｂの上には、ボルト６５Ｂの頭部が配置され、下側皿ばね５２Ｂの下には、ナット６６Ｂが配置されている。
【００５５】
ロッド５６Ｂの内径は、ボルト６５Ｂのネジ部６５２Ｂの径より大きく、ボルト６５Ｂの頭部６５１Ｂの径よりも小さく設定されている。ロッド５６Ｂの上には、ボルト６５Ｂの頭部６５１Ｂが配置され、ロッド５６Ｂの内部にはボルト６５Ｂの頭部６５１Ｂが入らないように構成されている。
【００５６】
第２実施形態では、センターホールジャッキ５３Ｂのロッド５６Ｂを上昇させてボルト６５Ｂに生じる張力を調節することで、第１アームプレート２１および第１アーム取付プレート１１４に対して摩擦材４Ｂが押し付けられたロック状態と、押し付けられていないロック解除状態と、に切り替えるように構成されている。
ロック状態となると、第１アーム２と下部構造体１１との第１鉛直軸６１回りの相対的な回動が抑制され、ロック解除状態となると第１アーム２と下部構造体１１との第１鉛直軸６１回りの相対的な回動が許容される。
【００５７】
第１アーム２と第２アーム３とは、ロック状態およびロック解除状態の両方において、第１鉛直軸６１回りに相対的に回動可能に連結されている。
第２実施形態においても、ロック解除状態のロック機構１Ｂは、上部構造体１２と下部構造体１１の水平方向の相対変位を規制しない。
第２実施形態では、ロック状態のロック機構１Ｂは、第２アームプレート３１と第２アーム取付プレート１２４とは第２鉛直軸６２回りに相対的に回動可能となり、第１アームプレート２１と第２アームプレート３１とは第３鉛直軸６３回りに相対的に回動可能となるが、第１アームプレート２１と第１アーム取付プレート１１４とが第１鉛直軸６１回りの相対的に回動可能が拘束される。
【００５８】
このため、ロック状態において、上部構造体１２と下部構造体１１とが水平方向に相対変位すると、ロック機構１Ｂは、第１アーム２と下部構造体１１とが固定され、第２アーム３が第２鉛直軸６２回りに回動するとともに、下部構造体１１に対して位置が固定された第３鉛直軸６３回りに回動する。この場合も、ロック機構１Ｂは、上部構造体１２と下部構造体１１との水平方向に相対変位に追従して変位するが、ロック解除状態に比べて、変位可能な範囲が小さくなる。これにより、ロック状態のロック機構１Ｂは、上部構造体１２と下部構造体１１の水平方向の相対変位を規制し、抑制することになる。
【００５９】
第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、風荷重作用時に免震層１３の変位を抑制し、大地震時には、免震層１３の変位を許容して免震層１３として機能させるように設定している。
第２実施形態では、ロック状態における、第１アームプレート２１および第１アーム取付プレート１１４の摩擦材４Ｂとの摩擦抵抗力を「摩擦抵抗力」と表記する。また、第１アームプレート２１と第１アーム取付プレート１１４との第１鉛直軸６１回りのモーメントを「モーメント」と表記する。
摩擦抵抗力の値は、免震構造物１４に所定値の風荷重が作用して生じたモーメントによる、第１アームプレート２１と下部構造体１１との第１鉛直軸６１回りの相対的な回動を拘束でき、かつ、免震構造物１４に大地震力が作用して生じたモーメントによる、第１アームプレート２１と下部構造体１１との第１鉛直軸６１回りの相対的な回動は許容できる値に設置されている。
【００６０】
上述した第２実施形態によるロック機構１Ｂは、第１実施形態と同様の効果を奏する。
また、第２実施形態では、摩擦抵抗切替部５Ｂが第１アーム２と下部構造体１１の第１アーム取付部１１２との連結部６７に取り付けられている。このため、摩擦抵抗切替部５Ｂの油圧ポンプ５４Ｂを下部構造体１１における第１アーム取付部１１２の近傍に設けることにより、センターホールジャッキ５３Ｂと油圧ポンプ５４Ｂとを接続する配管５４１Ｂをより短くすることができ、可撓性を要しない安価な配管を適用することができる。
また、センターホールジャッキ５３Ｂの重量を下部構造体１１に負担させることができるため、相対回転するアーム部材（第１アーム２、第１アーム取付部１１２）に生じる応力やたわみを低減できる。
【００６１】
以上、本発明によるロック機構の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記の第１実施形態では、摩擦抵抗切替部５が第１アーム２と第２アーム３との連結部６４に取り付けられ、第２実施形態では、摩擦抵抗切替部５Ｂが第１アーム２と第１アーム取付部１１２との連結部６７に取り付けられている。これに対し、摩擦抵抗切替部５は、第２アーム３と第２アーム取付部１２２との連結部に取り付けられていてもよい。
【００６２】
また、同一の免震構造物１４の免震層１３において、摩擦抵抗切替部５が第１アーム２と第２アーム３との連結部６４に取り付けられたロック機構１、摩擦抵抗切替部５Ｂが第１アーム２と第１アーム取付部１１２との連結部６７に取り付けられたロック機構１Ｂ、および摩擦抵抗切替部が第２アーム３と第２アーム取付部１２２との連結部に取り付けられたロック機構が、それぞれ設けられていてもよい。
また、摩擦抵抗切替部５Ｂが第１アーム２と第１アーム取付部１１２との連結部６７、第２アーム３と第２アーム取付部１２２との連結部にそれぞれ設けられていてもよい。
このようにすることにより、ロック状態において各ロック機構が下部構造体１１と上部構造体１２との水平方向の相対変位をそれぞれ異なる方向から規制するため、下部構造体１１と上部構造体１２との水平方向の相対変位をより少なくすることができる。
【００６３】
また、上記の実施形態では、センターホールジャッキ５３，５３Ｂを駆動してロック状態とロック解除状態を切り替えているが、センターホールジャッキ５３，５３Ｂ以外のジャッキや機構を用いてロック状態とロック解除状態を切り替えてもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１，１Ｂ  ロック機構
２  第１アーム
３  第２アーム
４，４Ｂ  摩擦材
５，５Ｂ  摩擦抵抗切替部
１１  下部構造体
１２  上部構造体
１３  免震層
５３，５３Ｂ  センターホールジャッキ（ジャッキ）
６１  第１鉛直軸
６２  第２鉛直軸
６３  第３鉛直軸
【図１】
2020193508.tif 000003
【図２】
2020193508.tif 000004
【図３】
2020193508.tif 000005
【図４】
2020193508.tif 000006