(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部構造体とその下方の下部構造体との間に介装された減衰要素を有し、前記上部構造体の前記下部構造体に対する水平方向の相対変位が前記減衰要素に入力されることにより前記減衰要素が生じる減衰力に基づいて前記相対変位を低減する減衰装置において、
前記減衰要素に前記相対変位が入力されるようにすべく、前記減衰要素を前記上部構造体に連結する第１連結部と、前記減衰要素を前記下部構造体に連結する第２連結部と、を有し、
前記第１連結部及び前記第２連結部のうちの少なくとも一方の連結部は、前記上部構造体及び前記下部構造体に対して水平方向に相対滑り可能に構成された連結部支持部材を介して、連結されるべき構造体に連結され、
前記連結部支持部材が前記上部構造体に対して相対滑りをするために設けられた上部構造体側滑り部の摩擦力の大きさと、前記連結部支持部材が前記下部構造体に対して相対滑りをするために設けられた下部構造体側滑り部の摩擦力の大きさとは互いに相違し、
前記相対変位の大きさが、前記減衰要素に入力可能な許容範囲内の場合には、前記上部構造体側滑り部及び前記下部構造体側滑り部のうちで摩擦力が大きい方の滑り部では相対滑りをせずに、摩擦力が小さい方の滑り部で相対滑りをすることにより、前記摩擦力が大きい方の滑り部を介して前記減衰要素への前記相対変位の入力が行われ、
前記相対変位の大きさが前記許容範囲を超えた場合には、前記摩擦力が大きい方の滑り部で相対滑りをすることにより、前記減衰要素への前記相対変位の入力が行われず、
前記上部構造体と前記下部構造体との間に上下方向隙間が形成されるように、前記下部構造体上には前記上部構造体を免震支承する免震支承体が配置されており、
前記上下方向隙間に前記連結部支持部材は前記免震支承体と並列に介装され、
前記連結部支持部材における前記上部構造体側滑り部と前記下部構造体側滑り部との間に、これらと直列に、鉛直方向に圧縮された弾性部材が介装されることにより、前記上部構造体側滑り部及び前記下部構造体側滑り部には、それぞれ、前記摩擦力の発生に必要な垂直抗力が付与されることを特徴とする減衰装置。
【請求項２】
請求項１に記載の減衰装置であって、
前記弾性部材は皿ばねであり、
前記皿ばねの圧縮量は、所定範囲内の任意値に設定されており、
前記所定範囲における前記皿ばねの圧縮変形量に対する弾発力の変動量は、前記所定範囲の両側に隣り合う範囲よりも低いことを特徴とする減衰装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の減衰装置であって、
前記第１連結部及び前記第２連結部のうちで前記連結部支持部材を介して連結されていない方の連結部は、前記上部構造体及び前記下部構造体のうちで、前記摩擦力が小さい方の滑り部により前記連結部支持部材が相対滑りをすべき構造体に対して水平方向の相対移動不能に連結されていることを特徴とする減衰装置。
【請求項４】
上部構造体とその下方の下部構造体との間に介装された減衰要素を有し、前記上部構造体の前記下部構造体に対する水平方向の相対変位が前記減衰要素に入力されることにより前記減衰要素が生じる減衰力に基づいて前記相対変位を低減する減衰装置において、
前記減衰要素に前記相対変位が入力されるようにすべく、前記減衰要素を前記上部構造体に連結する第１連結部と、前記減衰要素を前記下部構造体に連結する第２連結部と、を有し、
前記第１連結部及び前記第２連結部のうちの少なくとも一方の連結部は、前記上部構造体及び前記下部構造体に対して水平方向に相対滑り可能に構成された連結部支持部材を介して、連結されるべき構造体に連結され、
前記連結部支持部材が前記上部構造体に対して相対滑りをするために設けられた上部構造体側滑り部の摩擦力の大きさと、前記連結部支持部材が前記下部構造体に対して相対滑りをするために設けられた下部構造体側滑り部の摩擦力の大きさとは互いに相違し、
前記相対変位の大きさが、前記減衰要素に入力可能な許容範囲内の場合には、前記上部構造体側滑り部及び前記下部構造体側滑り部のうちで摩擦力が大きい方の滑り部では相対滑りをせずに、摩擦力が小さい方の滑り部で相対滑りをすることにより、前記摩擦力が大きい方の滑り部を介して前記減衰要素への前記相対変位の入力が行われ、
前記相対変位の大きさが前記許容範囲を超えた場合には、前記摩擦力が大きい方の滑り部で相対滑りをすることにより、前記減衰要素への前記相対変位の入力が行われず、
前記連結部支持部材は、前記第１連結部及び前記第２連結部のそれぞれに対して一つずつ設けられ、
前記第１連結部及び前記第２連結部のうちの一方の連結部が連結される連結部支持部材に係る上部構造体側滑り部には、滑り支承が使用されるとともに、下部構造体側滑り部には、前記滑り支承よりも摩擦力の小さい転がり支承が使用され、
前記第１連結部及前記２連結部のうちの他方の連結部が連結される連結部支持部材に係る下部構造体側滑り部には、滑り支承が使用されるとともに、上部構造体側滑り部には、前記滑り支承よりも摩擦力の小さい転がり支承が使用されることを特徴とする減衰装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載の減衰装置であって、
前記相対変位の大きさが前記許容範囲内の場合には、前記相対変位が入力されることにより前記減衰要素が発生する減衰力と、前記上部構造体側滑り部及び前記下部構造体側滑り部のうちで摩擦力の小さい方の滑り部の相対滑りによる摩擦力と、によって、前記相対変位を低減し、
前記相対変位の大きさが前記許容範囲を超えた場合には、前記上部構造体側滑り部及び前記下部構造体側滑り部のうちで摩擦力の大きい方の滑り部の相対滑りによる摩擦力によって前記相対変位を低減することを特徴とする減衰装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、免震建物等が具備する上部構造体と下部構造体との間に介装されて、これら構造体同士の間の水平方向の相対変位（水平振動）を低減する減衰装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、免震建物には免震層が使用されている。免震層は、例えば、鉛直荷重を支持する積層ゴム等の免震支承体と、オイルダンパ等の減衰要素と、を備えている。そして、地震時には、免震支承体が、その小さな水平剛性に基づき建物周期を長周期化して建物への地震動の入力を軽減し、また、減衰要素が建物の水平振動を減衰する。
【０００３】
免震建物に使用される代表的な減衰要素として、オイルダンパが挙げられる。オイルダンパは、シリンダと、シリンダ内を２つのシリンダ室に区画するピストンと、を有する。そして、シリンダは、例えば建物に係る上部構造体に連結され、ピストンは同下部構造体に連結され、これにより、上部構造体と下部構造体との間の水平方向の相対変位がオイルダンパに入力される。すると、当該相対変位に基づいてピストンはシリンダ内を水平方向に移動するが、その際にはシリンダ内のオイルが、ピストンのオリフィスを通って２つのシリンダ室間を相互に移動し、このオリフィス通過時の粘性抵抗力を減衰力として用いて、上部構造体と下部構造体との間の水平振動を減衰する（例えば特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２４８５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、ピストンは、上記の水平方向の移動に係り許容ストローク長を有する。つまり、機械的な移動限界（ストロークエンド）を有している。そのため、当該移動限界の範囲内においては、入力される前記相対変位に応じてピストンはシリンダ内を速やかに水平移動するが、移動限界に達するとそれ以上の移動はできず、仮にそれ以上無理に移動させようとすると、オイルダンパの破損の虞がある。  
よって、オイルダンパの設計段階においては、オイルダンパに入力され得る水平方向の相対変位の想定値に安全率を掛け合わせる等して、ピストンの許容ストローク長を決めている。
【０００６】
しかしながら、近年、従来想定を超える規模の巨大地震や長周期地震動の発生が懸念されている。そして、かかる地震が起きた場合には、従来想定を超える水平振幅の地震動が免震層に作用することになるが、その際には、オイルダンパにも許容ストローク長を超える相対変位が入力され、場合によってはオイルダンパは破損する。  
ここで、かかるオイルダンパの破損を避ける一案として、許容ストローク長を更に拡大することが考えられる。しかし、大ストローク化は大幅なコストアップを招く。そのため、現状の許容ストローク長を維持しつつ、それを超えるような相対変位に対してはフェールセーフ機能を作用させて当該相対変位のオイルダンパへの入力を防ぐ方法の方が得策と考えられる。
【０００７】
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、オイルダンパ等の減衰要素の許容ストローク長を超えるような地震動が発生した際に、減衰要素の破損を防止可能なフェールセーフ機構を有した減衰装置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】
【０００８】
かかる目的を達成するために請求項１に示す発明は、
上部構造体とその下方の下部構造体との間に介装された減衰要素を有し、前記上部構造体の前記下部構造体に対する水平方向の相対変位が前記減衰要素に入力されることにより前記減衰要素が生じる減衰力に基づいて前記相対変位を低減する減衰装置において、
前記減衰要素に前記相対変位が入力されるようにすべく、前記減衰要素を前記上部構造体に連結する第１連結部と、前記減衰要素を前記下部構造体に連結する第２連結部と、を有し、
前記第１連結部及び前記第２連結部のうちの少なくとも一方の連結部は、前記上部構造体及び前記下部構造体に対して水平方向に相対滑り可能に構成された連結部支持部材を介して、連結されるべき構造体に連結され、
前記連結部支持部材が前記上部構造体に対して相対滑りをするために設けられた上部構造体側滑り部の摩擦力の大きさと、前記連結部支持部材が前記下部構造体に対して相対滑りをするために設けられた下部構造体側滑り部の摩擦力の大きさとは互いに相違し、
前記相対変位の大きさが、前記減衰要素に入力可能な許容範囲内の場合には、前記上部構造体側滑り部及び前記下部構造体側滑り部のうちで摩擦力が大きい方の滑り部では相対滑りをせずに、摩擦力が小さい方の滑り部で相対滑りをすることにより、前記摩擦力が大きい方の滑り部を介して前記減衰要素への前記相対変位の入力が行われ、
前記相対変位の大きさが前記許容範囲を超えた場合には、前記摩擦力が大きい方の滑り部で相対滑りをすることにより、前記減衰要素への前記相対変位の入力が行われず、
前記上部構造体と前記下部構造体との間に上下方向隙間が形成されるように、前記下部構造体上には前記上部構造体を免震支承する免震支承体が配置されており、
前記上下方向隙間に前記連結部支持部材は前記免震支承体と並列に介装され、
前記連結部支持部材における前記上部構造体側滑り部と前記下部構造体側滑り部との間に、これらと直列に、鉛直方向に圧縮された弾性部材が介装されることにより、前記上部構造体側滑り部及び前記下部構造体側滑り部には、それぞれ、前記摩擦力の発生に必要な垂直抗力が付与されることを特徴とする。
【０００９】
上記請求項１に示す発明によれば、相対変位が前記許容範囲内の場合には、上部構造体側滑り部及び下部構造体側滑り部のうちで摩擦力が大きい方の滑り部では相対滑りをせずに、摩擦力が小さい方の滑り部で相対滑りをすることにより、前記摩擦力が大きい方の滑り部を介して減衰要素には前記相対変位が入力されて、当該減衰要素は速やかに前記相対変位を低減する。一方、前記許容範囲を超えた場合には、上部構造体側滑り部及び下部構造体側滑り部のうちで前記摩擦力が大きい方の滑り部で相対滑りをし、これにより、減衰要素への前記相対変位の入力は阻止される。よって、前記許容範囲を超える過大な相対変位の減衰装置への入力は有効に防止され、その破損は未然に防止される。
【００１０】
また、上部構造体側滑り部及び下部構造体側滑り部のうちで、上述の相対変位が許容範囲を超えた場合に相対滑りを起こすべき滑り部に対して大きな摩擦力を生じさせることができる。その結果、当該大きな摩擦力によって、相対変位が前記許容範囲内の場合に、減衰要素に確実に相対変位を入力可能となる。
【００１１】
ここで、上記のように大きな摩擦力を生じさせることができる理由は、次の通りである。上記構成によれば、先ず、上部構造体と下部構造体との間の上下方向隙間に前記連結部支持部材は介装され、そして、当該連結部支持部材における上部構造体側滑り部と下部構造体側滑り部との間には、これらと直列に、圧縮状態の弾性部材が介装されている。よって、上記滑り部が大きな摩擦力を発生するために必要な垂直抗力の反力を、前記弾性部材は、上部構造体及び下部構造体から取得することができて、その結果、当該弾性部材は、その大きな弾発力でもって、前記滑り部に大きな摩擦力を生じさせることが可能となる。
【００１２】
請求項２に示す発明は、請求項１に記載の減衰装置であって、
前記弾性部材は皿ばねであり、
前記皿ばねの圧縮量は、所定範囲内の任意値に設定されており、
前記所定範囲における前記皿ばねの圧縮変形量に対する弾発力の変動量は、前記所定範囲の両側に隣り合う範囲よりも低いことを特徴とする。  
上記請求項２に示す発明によれば、皿ばねの圧縮量は、上記のような所定範囲に設定されている。よって、上部構造体と下部構造体との間の上下方向隙間の大きさが変動した場合でも、当該変動を、前記皿ばねが、その弾発力を大きく変動させることなく吸収する。よって、上部構造体側滑り部及び下部構造体側滑り部に発生させるべき摩擦力の大きさを略一定に保つことができて、フェールセーフ機能の作動の安定化を図れる。
【００１３】
請求項３に示す発明は、請求項１又は２に記載の減衰装置であって、
前記第１連結部及び前記第２連結部のうちで前記連結部支持部材を介して連結されていない方の連結部は、前記上部構造体及び前記下部構造体のうちで、前記摩擦力が小さい方の滑り部により前記連結部支持部材が相対滑りをすべき構造体に対して水平方向の相対移動不能に連結されていることを特徴とする。  
上記請求項３に示す発明によれば、連結部支持部材の数を減らすことができるので、装置構成の簡略化やコスト削減を図れる。
【００１４】
請求項４に示す発明は、
上部構造体とその下方の下部構造体との間に介装された減衰要素を有し、前記上部構造体の前記下部構造体に対する水平方向の相対変位が前記減衰要素に入力されることにより前記減衰要素が生じる減衰力に基づいて前記相対変位を低減する減衰装置において、
前記減衰要素に前記相対変位が入力されるようにすべく、前記減衰要素を前記上部構造体に連結する第１連結部と、前記減衰要素を前記下部構造体に連結する第２連結部と、を有し、
前記第１連結部及び前記第２連結部のうちの少なくとも一方の連結部は、前記上部構造体及び前記下部構造体に対して水平方向に相対滑り可能に構成された連結部支持部材を介して、連結されるべき構造体に連結され、
前記連結部支持部材が前記上部構造体に対して相対滑りをするために設けられた上部構造体側滑り部の摩擦力の大きさと、前記連結部支持部材が前記下部構造体に対して相対滑りをするために設けられた下部構造体側滑り部の摩擦力の大きさとは互いに相違し、
前記相対変位の大きさが、前記減衰要素に入力可能な許容範囲内の場合には、前記上部構造体側滑り部及び前記下部構造体側滑り部のうちで摩擦力が大きい方の滑り部では相対滑りをせずに、摩擦力が小さい方の滑り部で相対滑りをすることにより、前記摩擦力が大きい方の滑り部を介して前記減衰要素への前記相対変位の入力が行われ、
前記相対変位の大きさが前記許容範囲を超えた場合には、前記摩擦力が大きい方の滑り部で相対滑りをすることにより、前記減衰要素への前記相対変位の入力が行われず、
前記連結部支持部材は、前記第１連結部及び前記第２連結部のそれぞれに対して一つずつ設けられ、
前記第１連結部及び前記第２連結部のうちの一方の連結部が連結される連結部支持部材に係る上部構造体側滑り部には、滑り支承が使用されるとともに、下部構造体側滑り部には、前記滑り支承よりも摩擦力の小さい転がり支承が使用され、
前記第１連結部及前記２連結部のうちの他方の連結部が連結される連結部支持部材に係る下部構造体側滑り部には、滑り支承が使用されるとともに、上部構造体側滑り部には、前記滑り支承よりも摩擦力の小さい転がり支承が使用されることを特徴とする。  
上記請求項４に示す発明によれば、第１連結部及び第２連結部の両者に対して各々連結部支持部材が設けられ、これにより、これら両者にはそれぞれフェールセーフ機能が付与される。よって、減衰要素の破損の危険を格段に低減することができる。
【００１５】
請求項５に示す発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の減衰装置であって、
前記相対変位の大きさが前記許容範囲内の場合には、前記相対変位が入力されることにより前記減衰要素が発生する減衰力と、前記上部構造体側滑り部及び前記下部構造体側滑り部のうちで摩擦力の小さい方の滑り部の相対滑りによる摩擦力と、によって、前記相対変位を低減し、
前記相対変位の大きさが前記許容範囲を超えた場合には、前記上部構造体側滑り部及び前記下部構造体側滑り部のうちで摩擦力の大きい方の滑り部の相対滑りによる摩擦力によって前記相対変位を低減することを特徴とする。  
上記請求項５に示す発明によれば、前記許容範囲を超えた場合の減衰要素が減衰力を発生しない状態においても、前記摩擦力の大きい方の滑り部が相対滑りをし、これによる摩擦力によって前記相対変位を低減することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、減衰要素の移動限界を超えるような地震動が発生した場合でも、減衰要素の破損を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態の減衰装置が適用された免震層１０の概略側面図である。
【図２】図２Ａ及び図２Ｂは、フェールセーフ機構５０の動作説明図である。
【図３】皿ばね５４の弾発力−圧縮量関係のグラフである。
【図４】第１変形例の減衰装置が適用された免震層１０の概略側面図である。
【図５】第２変形例の減衰装置が適用された免震層１０の概略側面図である。
【図６】第３変形例の減衰装置が適用された免震層１０の概略側面図である。
【図７】その他の実施形態の減衰装置が適用された免震層１０の概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＝＝＝本実施形態＝＝＝
図１は、建物１の免震層１０の概略側面図であり、一部を破断して示している。  
免震層１０は、上部構造体としての建物１と、下部構造体としての基礎３との間の上下方向隙間Ｇに介装されている。免震層１０は、建物１と基礎３との水平方向の相対変位を許容しつつ建物１の重量を支持する免震支承体２０と、建物１と基礎３との水平方向の相対変位を減衰する減衰要素３０と、を有する。そして、これら免震支承体２０と減衰要素３０とは、互いに並列に前記上下方向隙間Ｇに介装されている。
【００１９】
免震支承体２０は、例えば積層ゴム（金属板とゴム板とを上下に交互に積み重ねて接合一体化したもの）であり、その上面及び下面が、それぞれ建物１及び基礎３に固定されている。そして、建物１と基礎３との間の水平方向の相対変位に伴って、積層ゴム２０が水平方向に剪断弾性変形する。
【００２０】
なお、剪断弾性変形に伴って積層ゴム２０には変形方向と逆向きの弾発力が生じるが、当該弾発力は、基礎３上の所定の基準位置から変位した建物１を前記基準位置へと復帰させるための復元力として機能する。つまり、積層ゴム２０は、建物１を基準位置へと復帰させるための復元部材としても機能する。ちなみに、当該復元部材を、別途ばね部材を追設して構成しても良いし、あるいは、ばね部材に置換して構成しても良い。なお、積層ゴム２０をコイルばね等のばね部材に置換する場合は、別途建物を支承する支承体として、転がり支承等が前記上下方向隙間Ｇに介装される。
【００２１】
減衰要素３０は、例えばオイルダンパ３０である。オイルダンパ３０は、シリンダ３２と、シリンダ３２内を２つのシリンダ室３２ａ，３２ｂに区画するピストン３４と、これらシリンダ室３２ａ，３２ｂに封入されたオイルと、ピストン３４に貫通形成されて前記２つのシリンダ室３２ａ，３２ｂを連通するオリフィス３４ａと、を有する。また、シリンダ３２は、シリンダ側連結部３６（第２連結部に相当）によって基礎３に連結される一方、ピストン３４は、ピストン側連結部３８（第１連結部に相当）を介して建物１に連結され、これにより、建物１と基礎３との水平方向の相対変位がオイルダンパ３０に入力される。
【００２２】
よって、建物１と基礎３とが水平振動すると、その相対変位はオイルダンパ３０に入力されて、ピストン３４はシリンダ３２内を水平方向に移動するが、その際にはシリンダ３２内のオイルが、ピストン３４のオリフィス３４ａを通って２つのシリンダ室３２ａ，３２ｂ間を相互に移動し、このオリフィス３４ａ通過時の粘性抵抗力を減衰力として用いて、建物１と基礎３との水平振動を減衰する。
【００２３】
但し、前述したように、オイルダンパ３０のピストン３４は、水平方向の移動に係る許容範囲として許容ストローク長を有している。例えば、シリンダ３２は、シリンダ室３２ａ，３２ｂを区画する一対の蓋部３２ｃ，３２ｄをシリンダ軸方向の両端に具備しているが、ピストン３４にとっては、これら蓋部３２ｃ，３２ｄが移動限界（ストロークエンド）となり、つまり、ピストン３４は、これら蓋部３２ｃ，３２ｄと突き当たらない範囲（物理的にぶつからない範囲）でしか水平方向に移動することができない。そのため、かかる許容ストローク長を超えるような大きさの相対変位がオイルダンパ３０に入力されると、当該オイルダンパ３０は破損の虞がある。
【００２４】
そこで、本実施形態に係るオイルダンパ３０では、ピストン３４と建物１とを連結するピストン側連結部３８に対してフェールセーフ機構５０を追設しており、これによって、上記問題を解決している。すなわち、建物１と基礎３との相対変位の大きさが、オイルダンパ３０の許容ストローク長以内の場合には、ピストン３４と建物１とを相対移動不能に連結する一方、許容ストローク長を超えた場合には、ピストン３４と建物１との前記相対移動不能な連結を解除する。これにより、オイルダンパ３０への過大な相対変位の入力を未然に防止する。
【００２５】
なお、同様のフェールセーフ機構５０を、後述する変形例（図６を参照）のように、シリンダ３２と基礎３とを連結するシリンダ側連結部３６に対して適用しても良いが、図１の例では装置構成の簡略化やコスト削減を図るべく、このシリンダ側連結部３６に対しては適用せずに通常の連結構造を用いている。すなわち、基礎３とシリンダ３２とは、例えばクレビス３６と連結ピン３７とを有する一般的な連結構造によって、常に水平方向に相対移動不能に連結された状態となっている。
【００２６】
以下、図１を参照しつつ、ピストン側連結部３８に追設されるフェールセーフ機構５０について詳細に説明する。  
ピストン側連結部３８は、例えば、ピストン３４の軸端に設けられた例えばクレビス３８を有する。  
他方、フェールセーフ機構５０は、建物１と基礎３との間の上下方向隙間Ｇに前記免震支承体２０と並列に介装されて、建物１と基礎３との両者に対して水平方向に相対滑り可能に構成された本体部材５２（連結部支持部材に相当）を有する。そして、この本体部材５２には、連結ピン３９等によってピストン３４の前記クレビス３８が相対移動不能に連結されており、これにより、本体部材５２を介してピストン３４は建物１に連結されている。
【００２７】
ここで、本体部材５２の基礎３に対する相対すべり動作は、本体部材５２の下面と基礎３の上面との間に介装された下部構造体側滑り部によって行われ、この下部構造体側滑り部には、転がり支承６０が適用されている。すなわち、基礎３の上面には、水平な滑り面６２ａを有した滑り板６２がボルト等により固定される一方、本体部材５２の下面には、鋼球等の複数のコロ部材６４を収容した容器部材６６がボルト等により固定されている。そして、コロ部材６４は滑り面６２ａを転動可能な状態に配置されており、これにより、これらの間の摩擦係数μ１は例えば０＜μ１＜０．０１の範囲にあって、その摩擦力は概ね無視できるレベルになっている。よって、基礎３に対しては、本体部材５２は円滑に相対滑りするように構成されている。
【００２８】
一方、本体部材５２の建物１に対する相対滑り動作は、建物１の下面と本体部材５２の上面との間に介装された上部構造体側滑り部によって行われ、この上部構造体側滑り部には、滑り支承７０が適用されている。すなわち、建物１の下面には、水平な滑り面７２ａを有した滑り板７２がボルト等により固定される一方、本体部材５２の上面には、摩擦板７４がボルト等により固定されている。そして、摩擦板７４の摩擦面７４ａと滑り面７２ａとは面接触状態にされていて、これらの間の摩擦係数μ２は例えば０．１＜μ２＜０．３の範囲にある。よって、これらの間には、上述の転がり支承６０よりも大きい所定レベルの静止摩擦力Ｆｓが生じており、これにより、この静止摩擦力Ｆｓ未満の外力の作用では、本体部材５２は、建物１に対して相対滑りしないが、当該静止摩擦力Ｆｓを超える外力が作用すると、本体部材５２は、建物１に対して相対滑りをするようになっている。
【００２９】
また、この本体部材５２は、その内部に、弾性部材として皿ばね５４を有し、当該皿ばね５４によって、転がり支承６０や滑り支承７０に対して上述の摩擦力に必要な垂直抗力を付与する。詳しくは、当該皿ばね５４は、転がり支承６０及び滑り支承７０との間に、これらに対して直列に圧縮状態で介装されており、これにより、鉛直方向の弾発力を上記垂直抗力として転がり支承６０及び滑り支承７０に安定的に付与する。
【００３０】
よって、当該皿ばね５４の弾発力の設定によって、上述の滑り支承７０の静止摩擦力Ｆｓの大きさが下式１の関係を満足するように調整することにより、本体部材５２には、フェールセーフ機能が付与される。
【００３１】
オイルダンパの減衰力の最大値＜静止摩擦力＜オイルダンパの破損限界荷重…（１）
図２Ａ及び図２Ｂは、上式１の関係に設定されたフェールセーフ機構５０の動作説明図である。
【００３２】
先ず、図２Ａに示すように、相対変位がオイルダンパ３０の許容ストローク長以内の場合には、摩擦力の小さい転がり支承６０の方では円滑に相対滑りをし、これにより、本体部材５２と基礎３とは速やかに相対滑りをする。しかし、滑り支承７０の方では、その静止摩擦力Ｆｓがオイルダンパ３０の減衰力よりも大きいことから相対滑りをせずに、これにより、建物１と本体部材５２とは相対移動不能に連結された状態となっている。よって、当該本体部材５２及びピストン側連結部３８を介してオイルダンパ３０には、基礎３に対する建物１の相対変位が入力され、この相対変位に基づいてオイルダンパ３０は当該相対変位を低減する。
【００３３】
これに対して、相対変位がオイルダンパ３０の許容ストローク長を超えた場合には、例えば図２Ｂに示すようにピストン３４がシリンダ３２の蓋部３２ｃに突き当たることになるが、この時、前述の式１に基づけば、突き当たった際のオイルダンパ３０の破損限界荷重よりも、滑り支承７０の静止摩擦力Ｆｓの方が小さいはずである。よって、オイルダンパ３０が破損するよりも先に、滑り支承７０の相対滑りが開始されて、つまり建物１と本体部材５２との相対移動不能な連結状態が解除され、これにより、オイルダンパ３０への過大な相対変位の入力が阻止される。その結果、オイルダンパ３０の破損が未然に防止される。ちなみに、この相対変位が前記許容ストローク長を超えた場合には、オイルダンパ３０のピストン３４が移動しなくなるので、転がり支承６０の方の相対滑りも停止する。
【００３４】
また、オイルダンパ３０への相対変位の入力が停止されてオイルダンパ３０が減衰力を生じなくなった後には、図２Ｂに示すように、滑り支承７０の相対滑りによる動摩擦力Ｆａが減衰力として働く。よって、フェールセーフ機構５０の作動に伴ってオイルダンパ３０が機能しなくなった後においても、本実施形態の減衰装置によれば、滑り支承７０の動摩擦力Ｆａに基づいて減衰作用を有効に奏することができる。
【００３５】
ところで、望ましくは、図１に示す皿ばね５４の圧縮量を、図３に示す皿ばね５４の弾発力−圧縮量関係における非線形範囲、つまり、皿ばね５４の圧縮量の変動に対する弾発力の変動の小さい範囲に設定すると良い。このようにすれば、皿ばね５４の圧縮量に対する弾発力の変動量は、当該非線形範囲の両側に隣り合う範囲ａ，ｂよりも低くなる。よって、図１の免震支承体２０のクリープ現象や気温変動による膨張収縮等の経時変化に起因して上述の上下方向隙間Ｇの大きさが変化する場合であっても、皿ばね５４の弾発力変動を小さく抑えることができて、滑り支承７０の静止摩擦力Ｆｓをほぼ一定に維持できる。その結果、高い再現性でもって、破損限界荷重への到達前に滑り支承７０に相対滑りを開始させることができて、つまり、フェールセーフ機能の作動の安定化を図ることができる。
【００３６】
図４は、本実施形態に係る減衰装置の第１変形例の説明図である。上述の実施形態では、フェールセーフ機構５０の本体部材５２に対して一つのオイルダンパ３０を連結していたが、この第１変形例は、一つの本体部材５２に対して複数の一例として二台のオイルダンパ３０，３０を連結している点で相違し、それ以外の構成は同じである。よって、同一の構成については同じ符号を付して、その説明は省略する。
【００３７】
図４に示すように、この第１変形例では、一つの本体部材５２を前記相対変位の方向に関して挟む位置に、一対のオイルダンパ３０が、それぞれそのシリンダ軸方向を前記相対変位の方向に揃えて配置されているとともに、各オイルダンパ３０，３０とも、そのピストン側連結部３８が本体部材５２に相対移動不能に連結されている。これにより、本体部材５２は、どちらのオイルダンパ３０に対してもフェールセーフ機能を発揮する。従って、このような構成によれば、オイルダンパ３０の設置数に対する本体部材５２の設置数を半減させることができてコストダウンを図ることができる。
【００３８】
図５は、本実施形態に係る減衰装置の第２変形例の説明図である。上述の実施形態では、図１のように、上部構造体としての建物１とオイルダンパ３０との連結にフェールセーフ機構５０を適用し、下部構造体としての基礎３とオイルダンパ３０との連結には通常の連結構造（つまり、水平方向に相対移動不能に連結する連結構造）を適用していたが、この第２変形例では、この適用関係を逆にしている点で相違する。すなわち、建物１とオイルダンパ３０との連結には通常の連結構造を適用し、基礎３とオイルダンパ３０との連結にはフェールセーフ機構５０を適用している。
【００３９】
詳しく説明すると、建物１と連結されるピストン側連結部３８に対しては、通常の連結構造を用いている。すなわち、建物１とピストン３４とは、例えばクレビス３８と連結ピン３９とを有する一般的な連結構造によって、常に水平方向に相対移動不能に連結された状態となっている。
【００４０】
一方、基礎３と連結されるシリンダ側連結部３６に対しては、フェールセーフ機構５０が追設されている。すなわち、シリンダ３２のクレビス３６は、連結ピン３７によってフェールセーフ機構５０の本体部材５２に連結されている。但し、この場合には、本体部材５２における転がり支承６０と滑り支承７０との上下配置関係が、図１の場合とは逆、つまり上下反転している。具体的には、本体部材５２と建物１との間に介装され、これら同士が相対滑り動作を行うための上部構造体側滑り部には、転がり支承６０が使用され、また、基礎３と本体部材５２との間に介装され、本体部材５２が基礎３との間で相対滑り動作を行うための下部構造体側滑り部には、滑り支承７０が使用されている。
【００４１】
なお、ここで、このように基礎３側に摩擦力の大きい滑り支承７０を配置し、建物１側に摩擦力の小さい転がり支承６０を配置している理由は、建物１とオイルダンパ３０の連結は、上述のピストン側連結部３８によってなされるが、基礎３とオイルダンパ３０との連結は、本体部材５２を介してなされるからである。すなわち、建物１と基礎３との間の相対変位が許容ストローク長の範囲内の場合には、当該相対変位がオイルダンパ３０に入力されなければならないが、そのためには、基礎３との連結につき、大きな静止摩擦力によって本体部材５２と基礎３との相対滑りを停止状態に維持する必要があるためである。
【００４２】
図６は、本実施形態に係る減衰装置の第３変形例の説明図である。この第３変形例は、図１の本実施形態と図５の第２変形例とを組み合わせたものである。つまり、上部構造体としての建物１とオイルダンパ３０との連結にフェールセーフ機構５０を適用し、且つ、下部構造体としての基礎３とオイルダンパ３０との連結にもフェールセーフ機構５０を適用している。なお、以下では、これら一対のフェールセーフ機構５０，５０を区別すべく、一方の機構５０の符号に「ａ」を付し、他方の機構５０の符号には「ｂ」を付すことにする。そして、これは、当該フェールセーフ機構５０に関連する部材、例えば本体部材５２等についても同様である。
【００４３】
以下、第３変形例について詳説すると、先ず、ピストン３４のクレビス３８は、連結ピン３９によって一対のフェールセーフ機構５０ａ，５０ｂのうちの一方のフェールセーフ機構５０ａの本体部材５２ａに連結されており、他方、シリンダ３２のクレビス３６は、連結ピン３７によってもう一方のフェールセーフ機構５０ｂの本体部材５２ｂに連結されている。
【００４４】
但し、これら一対の本体部材５２ａ，５２ｂ同士においては、互いに、転がり支承６０と滑り支承７０との上下配置関係が、逆になっている。すなわち、一方の本体部材５２ａの方では、建物１との間に配置される上部構造体側滑り部として滑り支承７０ａが配置され、基礎３との間に配置される下部構造体側滑り部として転がり支承６０ａが配置されているが、これに対して、他方の本体部材５２ｂの方では、建物１との間に配置される上部構造体側滑り部として転がり支承６０ｂが配置され、基礎３との間に配置される下部構造体側滑り部として滑り支承７０ｂが配置されている。
【００４５】
この理由は、相対変位が許容ストローク長の範囲内の場合に、当該相対変位を確実にオイルダンパ３０に入力するためである。すなわち、ピストン側連結部３８が連結される本体部材５２ａの滑り支承７０ａは、その大きな静止摩擦力により、当該本体部材５２ａを建物１に対して相対移動不能に固定し、他方、シリンダ側連結部３６が連結される本体部材５２ｂの滑り支承７０ｂは、その大きな静止摩擦力により、本体部材５２ｂを基礎３に対して相対移動不能に固定する。よって、これにより、相対変位が許容ストローク長の範囲内の場合には、当該相対変位は確実にオイルダンパ３０に入力される。
【００４６】
なお、これ以外の点は上述の実施形態と同じであるので、同一の構成については同じ符号を付して、その説明は省略する。
【００４７】
＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で以下に示すような変形が可能である。
【００４８】
上述の実施形態及び第１変形例では、図１及び図４に示すように、オイルダンパ３０の二つの連結部３６，３８のうちでピストン側連結部３８の方を、フェールセーフ機構５０の本体部材５２に連結していたが、逆にしても良い。つまり、図７に示すように、オイルダンパ３０の向きを図１とは逆にして、シリンダ側連結部３６の方をフェールセーフ機構５０の本体部材５２に連結しても良い。なお、この場合には、ピストン側連結部３８の方が下部構造体としての基礎３に連結されるので、当該ピストン側連結部３８が「第２連結部」に相当し、上部構造体としての建物１に連結されるシリンダ側連結部３６の方が、「第１連結部」に相当することになる。
【００４９】
上述の実施形態では、滑り支承７０に係る滑り板７２や摩擦板７４の具体例について示していなかったが、滑り板７２としては、例えば、ステンレス鋼板や、同ステンレス鋼板が摩擦板７４側に接合一体化されたクラッド鋼板等を例示できる。また、摩擦板７４としては、上記滑り板７２との摩擦係数μ２がほぼ一定となるような素材を例示でき、例えば、滑り板７２がステンレス鋼板の場合には、ステンレス鋼板との間で安定した摩擦係数μ２が得られる素材として、四フッ化エチレンや超高分子量ポリエチレン（例えば、ソマライト（商品名））等を例示できる。
【００５０】
上述の実施形態では、減衰要素３０としてオイルダンパを例示したが、上述の許容ストローク長の如き水平方向の移動に係る許容範囲を有する減衰要素であれば、何等これに限るものではなく、摩擦ダンパや粘性体ダンパ、鋼材ダンパ等を適用しても良い。
【００５１】
上述の実施形態では、上部構造体及び下部構造体として、それぞれ、建物１及び基礎３を例示したが、何等これに限るものではない。例えば、建物が多層階からなる場合には、上部構造体としての上層階の床スラブと、下部構造体としての下層階の天井スラブとの間に減衰要素を介装しても良いし、更には、原子力関連設備等の大型装置を設置する床部材を上部構造体とし、この床部材の下方に位置して当該床部材の重量を支持すべき基礎を下部構造体としてもよい。
【００５２】
上述の実施形態では、上部構造体側滑り部や下部構造体側滑り部として、転がり支承や滑り支承を例示したが、水平方向に相対滑り可能な構成を有していれば、何等これに限るものではない。
【００５３】
上述の実施形態では、弾性部材として皿ばね５４を例示したが、何等これに限るものではなく、板ばねやコイルばね等を用いても良い。
【符号の説明】
【００５４】
１  建物（上部構造体）、３  基礎（下部構造体）、
１０  免震層、
２０  積層ゴム（免震支承体）、
３０  減衰要素（オイルダンパ）、
３２  シリンダ、３２ａ  シリンダ室、３２ｂ  シリンダ室、
３２ｃ  蓋部、３２ｄ  蓋部、
３４  ピストン、３４ａ  オリフィス、
３６  クレビス、３６  シリンダ側連結部（第２連結部）、３７  連結ピン、
３８  クレビス、３８  ピストン側連結部（第１連結部）、３９  連結ピン、
５０  フェールセーフ機構、
５０ａ  フェールセーフ機構、
５０ｂ  フェールセーフ機構、
５２  本体部材（連結部支持部材）、
５２ａ  本体部材（連結部支持部材）、
５２ｂ  本体部材（連結部支持部材）、
５４  皿ばね（弾性部材）、
６０  転がり支承（下部構造体側滑り部、上部構造体側滑り部）、
６０ａ  転がり支承（下部構造体側滑り部）、
６０ｂ  転がり支承（上部構造体側滑り部）、
６２  滑り板、６２ａ  滑り面、
６４  コロ部材、６６  容器部材、
７０  滑り支承（上部構造体側滑り部、下部構造体側滑り部）、
７０ａ  滑り支承（上部構造体側滑り部）、
７０ｂ  滑り支承（下部構造体側滑り部）、
７２  滑り板、７２ａ  滑り面、
７４  摩擦板、７４ａ  摩擦面、
Ｇ  上下方向隙間、Ｆａ  動摩擦力、Ｆｓ  静止摩擦力
【図３】
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【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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