(57)【要約】【課題】対象物を初期位置へ復帰させることが容易な変位抑制装置を提供する。【解決手段】支持構造物１０１に対する免震対象物１０３の変位ｕを抑制する変位抑制装置９は、正復元力機構１１と、負復元力機構１３とを有している。正復元力機構１１は、変位ｕに応じた復元力を生じ、当該復元力に関して正のばね特性を有しており、この復元力を免震対象物１０３に付与する。負復元力機構１３は、変位ｕに応じた復元力を生じ、当該復元力に関して負のばね特性を有しており、正復元力機構１１とは並列に、この復元力を免震対象物１０３に付与する。また、負復元力機構１３は、変位ｕに対する復元力の変化率の絶対値｜ｋ＊｜を変位ｕの増加に伴って大きくする。【選択図】図１
2019163799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準物に対する対象物の変位を抑制する変位抑制装置であって、
前記変位に応じた復元力を生じ、当該復元力に関して正のばね特性を有しており、この復元力を前記対象物に付与する正復元力機構と、
前記変位に応じた復元力を生じ、当該復元力に関して負のばね特性を有しており、前記正復元力機構とは並列に、この復元力を前記対象物に付与する負復元力機構と、
を有しており、
前記負復元力機構は、前記変位に対する復元力の変化率の絶対値を前記変位の増加に伴って大きくする
変位抑制装置。
【請求項２】
前記負復元力機構は、
前記基準物及び前記対象物のうちの一方である第１部と、所定の連結部とにつながっており、前記第１部と前記連結部との変位に応じた復元力を生じ、当該復元力に関して正のばね特性を有している正復元力要素と、
前記基準物及び前記対象物のうちの他方である第２部と、前記連結部とにつながっており、前記第２部と前記連結部との変位に応じた復元力を生じ、当該復元力に関して負のばね特性を有している負復元力要素と、を有しており、
前記正復元力要素は、前記基準物に対する前記対象物の変位の増加に伴って、前記第１部と前記連結部と変位に対する復元力の変化率を小さくする
請求項１に記載の変位抑制装置。
【請求項３】
前記正復元力要素は、前記負復元力要素における、前記第２部と前記連結部との変位に対する復元力の変化率の絶対値以上の範囲内で、前記第１部と前記連結部との変位に対する復元力の変化率を変化させる
請求項２に記載の変位抑制装置。
【請求項４】
前記負復元力機構は、前記正復元力機構における、前記基準物と前記対象物との変位に対する復元力の変化率以下の範囲内で、前記基準物と前記対象物との変位に対する復元力の変化率の絶対値を変化させる
請求項１〜３のいずれか１項に記載の変位抑制装置。
【請求項５】
前記正復元力機構及び前記負復元力機構に並列につながっている減衰機構を更に有している
請求項１〜４のいずれか１項に記載の変位抑制装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の変位抑制装置と、
前記基準物に対して前記対象物を移動可能に前記対象物を支持しているアイソレータと、
を有している免震システム。
【請求項７】
第１部と第２部との変位に応じた復元力を生じ、当該復元力に関して負のばね特性を有している負復元力機構であって、
前記第１部と、所定の連結部とにつながっており、前記第１部と前記連結部との変位に応じた復元力を生じ、当該復元力に関して正のばね特性を有している正復元力要素と、
前記第２部と、前記連結部とにつながっており、前記第２部と前記連結部との変位に応じた復元力を生じ、当該復元力に関して負のばね特性を有している負復元力要素と、
を有しており、
前記正復元力要素は、前記第１部と前記第２部との変位の増加に伴って、前記第１部と前記連結部との変位に対する復元力の変化率を小さくする
負復元力機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、地震等において、２つの対象物の相対変位を抑制する変位抑制装置、当該変位抑制装置を利用した免震システム、及び前記変位抑制装置に利用可能な負復元力機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
免震対象物を当該免震対象物を支持する支持構造物に対して水平方向に変位可能とした免震システムが知られている。このような免震システムは、地震が生じたときに免震対象物に加えられる加速度を減じることができる。しかし、その一方で、免震対象物の変位が過大になると、免震対象物とその周囲の構造物との衝突を招く等の不都合が生じる。そこで、摩擦機構によって免震対象物の変位応答を抑制する技術が提案されている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、摩擦機構が免震対象物の移動を規制する力が免震対象物を初期位置（地震前の位置）に復帰させようとする復元力よりも大きい場合、地震後、免震対象物が初期位置に復帰せず、変位が残留することになる。その結果、免震対象物を初期位置へ復帰させる労力が必要になる。
【０００５】
従って、対象物を初期位置へ復帰させることが容易な変位抑制装置、免震システム及びこれらに適用可能な負復元力機構が提供されることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係る変位抑制装置は、基準物に対する対象物の変位を抑制する変位抑制装置であって、前記変位に応じた復元力を生じ、当該復元力に関して正のばね特性を有しており、この復元力を前記対象物に付与する正復元力機構と、前記変位に応じた復元力を生じ、当該復元力に関して負のばね特性を有しており、前記正復元力機構とは並列に、この復元力を前記対象物に付与する負復元力機構と、を有しており、前記負復元力機構は、前記変位に対する復元力の変化率の絶対値を前記変位の増加に伴って大きくする。
【０００７】
一例において、前記負復元力機構は、前記基準物及び前記対象物のうちの一方である第１部と、所定の連結部とにつながっており、前記第１部と前記連結部との変位に応じた復元力を生じ、当該復元力に関して正のばね特性を有している正復元力要素と、前記基準物及び前記対象物のうちの他方である第２部と、前記連結部とにつながっており、前記第２部と前記連結部との変位に応じた復元力を生じ、当該復元力に関して負のばね特性を有している負復元力要素と、を有しており、前記正復元力要素は、前記基準物に対する前記対象物の変位の増加に伴って、前記第１部と前記連結部と変位に対する復元力の変化率を小さくする。
【０００８】
一例において、前記正復元力要素は、前記負復元力要素における、前記第２部と前記連結部との変位に対する復元力の変化率の絶対値以上の範囲内で、前記第１部と前記連結部との変位に対する復元力の変化率を変化させる。
【０００９】
一例において、前記負復元力機構は、前記正復元力機構における、前記基準物と前記対象物との変位に対する復元力の変化率以下の範囲内で、前記基準物と前記対象物との変位に対する復元力の変化率の絶対値を変化させる。
【００１０】
一例において、前記正復元力機構及び前記負復元力機構に並列につながっている減衰機構を更に有している。
【００１１】
本開示に係る免震システムは、上記変位抑制装置と、前記基準物に対して前記対象物を移動可能に前記対象物を支持しているアイソレータと、を有している。
【００１２】
本開示に係る負復元力機構は、第１部と第２部との変位に応じた復元力を生じ、当該復元力に関して負のばね特性を有している負復元力機構であって、前記第１部と、所定の連結部とにつながっており、前記第１部と前記連結部との変位に応じた復元力を生じ、当該復元力に関して正のばね特性を有している正復元力要素と、前記第２部と、前記連結部とにつながっており、前記第２部と前記連結部との変位に応じた復元力を生じ、当該復元力に関して負のばね特性を有している負復元力要素と、を有しており、前記正復元力要素は、前記第１部と前記第２部との変位の増加に伴って、前記第１部と前記連結部との変位に対する復元力の変化率を小さくする。
【発明の効果】
【００１３】
上記の構成によれば、対象物を初期位置へ復帰させることが容易化される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本開示の実施形態に係る免震システムの概略構成を示す模式図。
【図２】図２（ａ）、図２（ｂ）及び図２（ｃ）は図１の免震システムにおける変位抑制装置の作用を説明する模式図。
【図３】図３（ａ）、図３（ｂ）及び図３（ｃ）は図１の免震システムにおける負復元力機構の作用を説明する模式図。
【図４】図１の免震システムにおける正復元力要素のばね定数と負復元力機構のばね定数との関係を示す図。
【図５】図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）及び図５（ｄ）は比較例及び実施例に係る免震システムの動作についてのシミュレーション計算の結果を示す図。
【図６】図６（ａ）、図６（ｂ）及び図６（ｃ）は他の比較例及び実施例に係るシミュレーション計算の条件を示す図。
【図７】図７（ａ）及び図７（ｂ）は図６（ａ）〜図６（ｃ）の条件に基づくシミュレーション計算の結果を示す図。
【図８】図８（ａ）、図８（ｂ）及び図８（ｃ）は変形例における負復元力機構の動作を示す模式図。
【図９】図９（ａ）、図９（ｂ）及び図９（ｃ）は他の変形例における負復元力機構の動作を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（免震システムの全体構成）
図１は、本発明の実施形態に係る免震システム１の概略構成を示す模式図である。なお、図１において、紙面左右方向は水平方向であり、紙面上下方向は鉛直方向である。この図では、ばね定数等を表す記号も付している。
【００１６】
免震システム１は、免震対象物１０３を支持する支持構造物１０１に対する免震対象物１０３の水平方向の移動を可能とするとともに、その変位ｕを抑制するものである。なお、図１では、便宜上、支持構造物１０１の符号を複数位置に付している。
【００１７】
免震対象物１０３及び支持構造物１０１の組み合わせは、例えば、建築物（家屋等）及び当該建築物を支持する基礎部分の組み合わせ、什器及び什器を支持する建築物の組み合わせ等が挙げられる。とりわけ、建築物に支持される物のうち免震されることが好ましい物としては、例えば、芸術品やコンピュータ機器（サーバ）が挙げられる。また、ビルの高層階や屋上等に配置される免震対象物は、ビルの共振によって大きな加速度及び／又は変位で振動する可能性が高いことから、免震されることが好ましいとともに、変位が抑制されることが好ましい。
【００１８】
免震システム１は、例えば、免震対象物１０３を水平方向に移動可能に支持するアイソレータ３（免震支承）と、免震対象物１０３を初期位置へ復帰させる復元力を生じる復元機能部５と、免震対象物１０３の振動を吸収する減衰機能部７と、免震対象物１０３の変位を抑制する変位抑制装置９とを備えている。
【００１９】
なお、図示の例では、従来の免震システムに対して変位抑制装置９を付加することを想定している。アイソレータ３、復元機能部５及び減衰機能部７は、従来の免震システムに対応する部分である。この場合、アイソレータ３、復元機能部５及び減衰機能部７の構成は、公知の種々の構成と同様とされて構わない。ただし、図示の例とは異なり、変位抑制装置９は、新たな免震システムの設計に当初から考慮されてもよい。この場合、例えば、復元機能部５及び減衰機能部７の一部又は全部は、変位抑制装置９に含まれてもよい。
【００２０】
アイソレータ３は、支持構造物１０１と免震対象物１０３との間に介在している。アイソレータ３は、公知の構成と同様とされてよく、例えば、積層ゴム、転がり支承又は滑り支承である。アイソレータ３は、一の水平方向における免震対象物１０３の移動を許容するものであってもよいし、任意の水平方向における免震対象物１０３の移動を許容するものであってもよい。
【００２１】
なお、本実施形態における免震システム１の動作の説明では、一の水平方向のみ（紙面左右方向のみ）に着目する。また、復元機能部５、減衰機能部７及び変位抑制装置９は、前記一の水平方向における一方側及び他方側への移動の双方に対して作用するものであってもよいし、一方のみに対して作用するものであってもよい。以下では、前者を例に取る。
【００２２】
復元機能部５は、支持構造物１０１と免震対象物１０３とにつながっており、免震対象物１０３が支持構造物１０１に対して初期位置から変位したときに、当該変位とは反対方向への復元力を免震対象物１０３へ付与する。当該復元力の大きさは、例えば、変位の増加に伴って増加する。例えば、復元力の大きさは、比例定数ｋｓ（＞０）で変位に比例する。別の観点では、復元機能部５の復元力は、免震対象物１０３が初期位置にあるときに０である。
【００２３】
なお、比例定数ｋｓは、ばね定数乃至は剛性に相当するものである。本開示においては、このように変位に応じて変化する力の変化率（ｋｓの他、後述するｋａ、ｋ＊、ｋｎ及びｋｐ）を、便宜上、ばね定数ということがある。
【００２４】
復元機能部５は、変位抑制装置９の取り付け前の免震システム（通常の免震システム）における復元力を生じる機能をシステムの要素として概念化して示したものである。従って、図１では、便宜上、復元機能部５をアイソレータ３とは別個に図示しているが、復元機能部５は、アイソレータ３によって実現されるものであってもよいし、アイソレータ３とは別に設けられる機構であってもよいし、両者によって実現されるものであってもよい。
【００２５】
減衰機能部７は、支持構造物１０１と免震対象物１０３とにつながっており、免震対象物１０３が支持構造物１０１に対して速度を生じたときに、当該速度の方向とは反対方向への力（減衰力）を生じる。当該減衰力の大きさは、例えば、速度の増加に伴って増加する。例えば、減衰力の大きさは、比例定数ｃｓ（＞０）で速度に比例する。
【００２６】
減衰機能部７は、復元機能部５と同様に、変位抑制装置９の取り付け前の免震システム（通常の免震システム）における減衰力を生じる機能をシステムの要素として概念化して示したものである。従って、図１では、便宜上、減衰機能部７をアイソレータ３とは別個に図示しているが、減衰機能部７は、アイソレータ３によって実現されるものであってもよいし、アイソレータ３とは別に設けられる機構であってもよいし、両者によって実現されるものであってもよい。
【００２７】
復元機能部５及び減衰機能部７は、支持構造物１０１及び免震対象物１０３に対して互いに並列につながっている。なお、念のために記載すると、ここでいう並列は、３次元座標系における位置が並列であることを意味するのではなく、力学的な作用の観点において並列であることを意味する。従って、例えば、復元機能部５及び減衰機能部７が免震対象物１０３に対して互いに反対側に位置して、それぞれ支持構造物１０１及び免震対象物１０３につながっていても、両機能部が生じる力は免震対象物１０３に対して並列に作用するから、両機能部は並列である。変位抑制装置９及びその内部の要素（後述）等についても同様である。
【００２８】
（変位抑制装置）
変位抑制装置９は、復元機能部５及び減衰機能部７に対して並列に支持構造物１０１及び免震対象物１０３に連結されている。なお、並列の意味は、上述のとおりであり、図示の例では、変位抑制装置９と上記の機能部とは、免震対象物１０３に対して互いに反対側に位置しているが、互いに同一側に位置していてもよいし、力の向きを変える適宜な機構（例えば、１以上の滑車に掛けられたワイヤー）を介して、互いに全く別の方向に配置されていてもよい。後述する変位抑制装置９内の要素同士についても同様である。
【００２９】
変位抑制装置９は、例えば、支持構造物１０１及び免震対象物１０３に対して互いに並列に連結される、正復元力機構１１、負復元力機構１３及び減衰機構１５を有している。
【００３０】
正復元力機構１１、負復元力機構１３及び減衰機構１５は、例えば、図１において抽象的に示されているように、支持構造物１０１に連結される連結部１７に対して共に連結されるとともに、免震対象物１０３に連結される連結部１９に対して共に連結されていてよい。すなわち、これらは、紙面右側の通常の免震システムに対して取り付けが容易にユニット化されていてよい。ただし、正復元力機構１１、負復元力機構１３及び減衰機構１５は、例えば、互いに別々に支持構造物１０１及び免震対象物１０３に対して連結されていてもよいし、互いに別々にアイソレータ３の互いに相対移動する部分に対して連結されていてもよい。
【００３１】
後に詳述するように、正復元力機構１１及び負復元力機構１３は、免震対象物１０３が初期位置へ復帰するための復元力の大きさを調整し、ひいては、免震対象物１０３の固有周期を変化させ、免震対象物１０３の地震に対する共振のおそれを低減する。減衰機構１５は、免震対象物１０３の振動を吸収する。これらの具体的な構成は、例えば、以下のとおりである。
【００３２】
（正復元力機構）
正復元力機構１１は、支持構造物１０１と免震対象物１０３とにつながっている。そして、正復元力機構１１は、免震対象物１０３と支持構造物１０１との変位に応じた復元力を生じ、当該復元力を支持構造物１０１から見て免震対象物１０３に付与する。
【００３３】
正復元力機構１１は、上記の復元力に関して、正のばね特性を有している。すなわち、変位が増加したときに、復元力は、変位の方向とは反対方向への力を増す（復元力の変化量は変位の方向とは反対方向への力である。）。このような正のばね特性においては、一般に、変位に対する復元力の変化率ｋａは、正の値とされる。本開示においても、変化率ｋａは正の値とする。正復元力機構１１は、免震対象物１０３が初期位置にあるとき、例えば、復元力が０になるように設定されている。
【００３４】
なお、図１では、正復元力機構１１と復元機能部５とを別個のものとして図示しているが、既に言及したように、両者は一つの機構によって実現されていてもよい。例えば、アイソレータ３自体は復元機能を有さず、変位抑制装置９のみによって復元機能が実現されてもよいし、逆に、アイソレータ３の発揮する復元力によって、又は変位抑制装置９とは別個に取り付けられている復元機構によって、十分な復元力（ｋｓ＋ｋａのばね定数）が得られてもよい。
【００３５】
正復元力機構１１の構成は、公知の種々の構成と同様とされてよい。例えば、正復元力機構１１は、つる巻きばね、板ばね、空気ばね、又はゴムを含んで構成されてよい。すなわち、正復元力機構１１は、適宜な弾性体を含んで構成され、その弾性力を復元力としてよい。また、正復元力機構１１は、例えば、上方に凹となる湾曲面を転がる、又は滑る部材に働く重力を復元力に変換する機構であってもよい。
【００３６】
なお、上記の例示から理解されるように、正復元力機構は、変位に応じた復元力に関して正のばね特性を有しているが、ばね自体を含んでいる必要は無い。このことは、正又は負のばね特性を有している他の復元力機構等（５、１３、２１及び２３）についても同様である。
【００３７】
（負復元力機構）
負復元力機構１３は、正復元力機構１１と同様に、支持構造物１０１と免震対象物１０３とにつながっており、免震対象物１０３と支持構造物１０１との変位に応じた復元力を生じ、当該復元力を支持構造物１０１から見て免震対象物１０３に付与する。
【００３８】
ただし、負復元力機構１３は、上記の復元力に関して、負のばね特性を有している。すなわち、変位が増加したときに、復元力は、変位の方向とは同一の方向への力を増す（復元力の変化量は変位の方向と同一方向への力である。）。なお、この復元力は、復元という作用には必ずしも合致しないが、便宜上、このように呼称するものとする。このような負のばね特性においては、一般に、変位に対する復元力の変化率ｋ＊は、負の値とされる。本開示においても、変化率ｋ＊は負の値とする。負復元力機構１３は、免震対象物１０３が初期位置にあるとき、例えば、復元力が０になるように設定されている。
【００３９】
また、負復元力機構１３は、変化率ｋ＊の絶対値｜ｋ＊｜を変位ｕの増加に伴って大きくする機能を有している。例えば、絶対値｜ｋ＊｜は変位ｕの関数となっている。変位ｕに対する絶対値｜ｋ＊｜の変化は、例えば、ｕ及び｜ｋ＊｜の値を２次元座標にプロットしたときに、プロットを結ぶ線が直線又は曲線で表されるような連続的なものであってもよいし、プロットを結ぶ線が階段状に表される段階的（離散的）なものであってもよい。また、例えば、｜ｋ＊｜の変化量（増加量）は、ｕに比例してもよいし、ｕａ（０＜ａ＜１又はａ＞１）に比例してもよい。
【００４０】
負復元力機構１３の構成は、公知の種々の構成と同様とされてもよいが、例えば、以下に説明する新たな構成が用いられてもよい。
【００４１】
負復元力機構１３は、例えば、支持構造物１０１と免震対象物１０３との間で互いに直列につながっている正復元力要素２１及び負復元力要素２３を有している。なお、ここでいう直列は、既に述べた並列と同様に、３次元座標系における位置が直列であることを意味するのではなく、力学的な作用の観点において直列であることを意味する。
【００４２】
より具体的には、図示の例では、正復元力要素２１は、免震対象物１０３と連結部２５とにつながっている。負復元力要素２３は、支持構造物１０１と連結部２５とにつながっている。なお、図示の例とは逆に、正復元力要素２１が支持構造物１０１側とされ、負復元力要素２３が免震対象物１０３側とされても構わない。ただし、本実施形態の説明では、図示の例に基づいて説明する。連結部２５は、正復元力要素２１と負復元力要素２３とをつないでいる部分であり、その構成は適宜なものとされてよい。
【００４３】
（正復元力要素）
正復元力要素２１は、免震対象物１０３と連結部２５との変位に応じた復元力を生じ、当該復元力を支持構造物１０１から見て免震対象物１０３に付与する。この復元力に関して、正復元力要素２１は、正復元力機構１１と同様に、正のばね特性を有している。すなわち、変位が所定方向に増加したときに、復元力は、変位の方向とは反対方向への力を増す。既に述べたように、このような正のばね特性においては、変位に対する復元力の変化率ｋｐは、正の値とする。正復元力要素２１は、免震対象物１０３が初期位置にあるとき、例えば、復元力が０になるように設定されている。
【００４４】
正復元力要素２１は、支持構造物１０１と免震対象物１０３との変位ｕの増加に伴って変化率ｋｐを小さくする機能を有している。換言すれば、変化率ｋｐは変位ｕの関数となっている。これにより、後に詳述するように、上述した負復元力機構１３の絶対値｜ｋ＊｜を変位ｕの増加に伴って大きくする機能が実現される。変位ｕに対する変化率ｋｐの変化は、例えば、連続的なものであってもよいし、段階的（離散的）なものであってもよい。また、変化率ｋｐの変化量（減少量）は、例えば、ｕに比例してもよいし、ｕａ（０＜ａ＜１又はａ＞１）に比例してもよい。
【００４５】
変化率ｋｐの変化は、アクティブ制御によって実現されてもよいし、パッシブ制御によって実現されてもよい。アクティブ制御では、例えば、変位ｕを検出するセンサーの検出値に基づいて変化率ｋｐを変化させる。パッシブ制御では、例えば、力を伝達する機構（例えばリンク機構又は歯車機構）によって免震対象物１０３の変位を正復元力要素２１へ伝えて変化率ｋｐを変化させる。また、変化率ｋｐの変化は、そのような制御ではなく、正復元力要素２１自体における、変位に対する復元力の非線形性によって実現されてもよい。
【００４６】
正復元力要素２１の構成は、公知の種々の構成と同様とされてよい。例えば、正復元力機構１１は、弾性体と、伸縮可能なアクチュエータとを直列につないだものとされてよい。そして、変位ｕの増加に伴って弾性体の変形量を縮小する方向へアクチュエータを伸長又は縮小して弾性体の復元力の増加を低減し、見かけ上、変化率ｋｐを小さくしてよい。また、例えば、正復元力要素２１は、アクチュエータのみによって実現されてもよい。
【００４７】
（負復元力要素）
負復元力要素２３は、支持構造物１０１と連結部２５との変位に応じた復元力を生じ、当該復元力を支持構造物１０１から見て免震対象物１０３に付与する。この復元力に関して、負復元力要素２３は、負復元力機構１３と同様に、負のばね特性を有している。すなわち、変位が増加したときに、復元力は、変位の方向と同一方向への力を増す。既に述べたように、このような負のばね特性においては、変位に対する復元力の変化率ｋｎは、負の値とする。負復元力要素２３は、免震対象物１０３が初期位置にあるとき、例えば、復元力が０になるように設定されている。
【００４８】
負復元力要素２３の構成は、公知の種々の構成と同様とされてよい。例えば、変位の方向に対する弾性力の方向の傾斜が変位の増加に応じて小さくなることによって変位の方向と同一方向への復元力（弾性力の変位方向成分）を増していく原理のものが利用されてよい。また、例えば、国際公開第２０１７／０４３２３０号明細書に開示されている負弾性機構が利用されてもよい。また、例えば、伸縮可能なアクチュエータによって負復元力要素２３が実現されてもよい。
【００４９】
（減衰機構）
減衰機構１５は、減衰機能部７と同様に、免震対象物１０３が支持構造物１０１に対して速度を生じたときに、当該速度の方向とは反対方向への力（減衰力）を生じる。当該減衰力の大きさは、例えば、速度の増加に伴って増加する。例えば、減衰力の大きさは、比例定数ｃａ（＞０）で速度に比例する。
【００５０】
減衰機構１５の構成は、公知の種々の構成と同様とされてよい。例えば、減衰機構１５は、部材同士の摩擦を利用するものであってもよいし、粘性流体の粘性抵抗を利用するものであってもよいし、磁力若しくは電磁力を利用するものであってもよい。また、例えば、特許文献１又は特開２０１５−４５１７１号公報で開示されている回転式の摩擦機構が利用されてもよいし、シリンダ内をピストンが移動することによって作動油がオリフィスを流れる機構が利用されてもよい。なお、減衰機構１５（及び減衰機能部７）が生じる減衰力は、運動エネルギーの散逸を伴って生じるものであればよく、速度に比例する力に限定されない。
【００５１】
なお、図示の減衰機構１５は、変位抑制装置９における部材間の摩擦などによって生じる減衰機能をシステムの要素として概念化して示されたものであってもよい。すなわち、上記のような減衰のための専用の機構は設けられなくてもよい。
【００５２】
また、図１では、減衰機構１５と減衰機能部７とを別個のものとして図示しているが、既に言及したように、両者は一つの機構によって実現されていてもよい。例えば、アイソレータ３自体は減衰機能を有さず、変位抑制装置９のみによって減衰機能が実現されてもよいし、逆に、アイソレータ３の発揮する復元力によって、又は変位抑制装置９とは別個に取り付けられている復元機構によって、十分な減衰力（ｃｓ＋ｃａの減衰定数）が得られていてもよい。
【００５３】
（変位抑制装置の作用）
図２（ａ）〜図２（ｃ）は、変位抑制装置９の作用を説明する模式図である。図２（ａ）は、免震対象物１０３が初期位置にある状態を示している。図２（ｂ）は、免震対象物１０３が初期位置から水平な所定方向の一方側へ変位した状態を示している。図２（ｃ）は、免震対象物１０３が初期位置から図２（ａ）とは逆側へ変位した状態を示している。なお、以下の説明では、減衰力の影響は無視する。
【００５４】
図示の例では、免震対象物１０３が初期位置にあるとき（図２（ａ））、正復元力機構１１及び負復元力機構１３は、復元力を生じていない。そして、矢印ａｗ１又はａｗ２で示す方向へ免震対象物１０３が変位すると（図２（ｂ）又は図２（ｃ））、正復元力機構１１は、正のばね特性を有しているから、矢印ａｗ１１又はａｗ１２で示すように、変位の方向とは逆方向への力を生じる。一方、負復元力機構１３は、負のばね特性を有しているから、矢印ａｗ２１又はａｗ２２で示すように、変位の方向と同一方向への力を生じる。すなわち、正復元力機構１１の復元力及び負復元力機構１３の復元力は、互いに打ち消し合う方向に生じる。
【００５５】
ここで、例えば、図２（ｂ）及び図２（ｃ）において、矢印ａｗ１１及びａｗ１２を矢印ａｗ２１及びａｗ２２よりも大きく示しているように、正復元力機構１１の復元力が負復元力機構１３の復元力よりも大きい場合（別の観点ではｋａ｜＞ｋ＊｜の場合）は、変位抑制装置９全体としては、正のばね特性を有することになる。その結果、例えば、復元機能部５の復元力及び変位抑制装置９の復元力の全体によって規定される免震対象物１０３の固有周期は、変位抑制装置９の取り付け前よりも短くなる。
【００５６】
また、図示とは逆に、正復元力機構１１の復元力が負復元力機構１３の復元力よりも小さい場合（別の観点ではｋａ＜｜ｋ＊｜の場合）は、変位抑制装置９全体としては、負のばね特性を有することになる。その結果、例えば、復元機能部５の復元力及び変位抑制装置９の復元力の全体によって規定される免震対象物１０３の固有周期は、変位抑制装置９の取り付け前よりも長くなる。
【００５７】
また、正復元力機構１１の復元力が負復元力機構１３の復元力と等しい場合（別の観点ではｋａ＝｜ｋ＊｜の場合）は、変位抑制装置９全体としては、ばね特性を示さない。その結果、例えば、復元機能部５の復元力及び変位抑制装置９の復元力の全体によって規定される免震対象物１０３の固有周期は、変位抑制装置９の取り付け前と変わらない。
【００５８】
なお、免震対象物１０３を初期位置に復帰させるためには、例えば、ｋｔ＝ｋｓ＋ｋａ＋ｋ＊としてｋｔ＞０が満たされればよい。逆に言えば、この不等式が満たされる範囲で、ｋａ及び｜ｋ＊｜の大小関係は、上記のいずれとされてもよい。ｋｓ＝０のときは、ｋａ＞｜ｋ＊｜である。免震対象物１０３の質量をｍｓとすると、免震対象物１０３の固有周期Ｔは、簡便には、Ｔ＝２π／√（ｋｔ／ｍｓ）で表される。
【００５９】
負復元力機構１３は、変位ｕの増加に伴って｜ｋ＊｜を大きくする機能を有している。従って、上記の説明からも理解されるように、変位ｕが増加することによって、免震対象物１０３の固有周期は長くなる。
【００６０】
以上のことから、例えば、初期位置付近におけるｋｔの値及び変位ｕに対する｜ｋ＊｜の変化率を適宜に設定することによって、比較的短周期の地震及び長周期の地震のそれぞれにおいて、支持構造物１０１に対する免震対象物１０３の変位ｕ及び免震対象物１０３の絶対座標系における加速度の双方を許容範囲内に収めることが容易化される。
【００６１】
具体的には、例えば、初期位置の固有周期Ｔを、比較的長周期の地震動の周期に比較して短く（例えば２秒程度）なるように設定する。また、変位ｕが想定される大きさ（例えばｕ＝０．３ｍ）に至ったときの固有周期Ｔを、比較的短周期の地震動の周期に比較して長く（例えば４秒程度）なるように設定する。なお、通常の免震システムは、初期位置の固有周期（２π／√（ｋｓ／ｍｓ））が４秒程度に設定されているから、通常の免震システムに変位抑制装置９を後付けする態様において、上記のように設定するときは、変位抑制装置９は、全体として正のばね特性を有している（ｋａ＞｜ｋ＊｜である。）。
【００６２】
上記のように固有周期Ｔを設定すると、例えば、比較的長周期の地震が生じたときに、支持構造物１０１に対する免震対象物１０３の振動が地震動に共振するおそれが低減される。その結果、例えば、支持構造物１０１に対する免震対象物１０３の変位が抑制される。支持構造物１０１に対する免震対象物１０３の変位が抑制されるということは、免震機能が低下することを意味し、免震対象物１０３の絶対座標系における加速度は大きくなる。しかし、一般に、長周期の地震動の加速度は短周期の地震動の加速度に比較して小さく、加速度が問題となることは少ない。
【００６３】
一方、比較的短周期の地震動が生じたときは、初期位置付近における免震対象物１０３の固有周期Ｔが地震動の周期に近いことから、免震対象物１０３の加速度が大きくなる。ただし、変位ｕが大きくなるにつれて、固有周期Ｔが長くなっていくことにより、固有周期Ｔと地震動の周期とが乖離し、過大な加速度が生じるおそれが低減される。
【００６４】
（正復元力要素及び負復元力要素の作用）
図３（ａ）〜図３（ｃ）は、正復元力要素２１及び負復元力要素２３の作用を説明する模式図である。図３（ａ）は、免震対象物１０３が初期位置にある状態を示している。図３（ｂ）は、免震対象物１０３が初期位置から水平な所定方向の一方側へ変位した状態を示している。図３（ｃ）は、免震対象物１０３が初期位置から図３（ａ）とは逆側へ変位した状態を示している。
【００６５】
図示の例では、免震対象物１０３が初期位置にあるとき（図３（ａ））、正復元力要素２１及び負復元力要素２３は、復元力を生じていない。そして、矢印ａｗ１又はａｗ２で示す方向へ免震対象物１０３が変位すると（図３（ｂ）又は図３（ｃ））、連結部２５が変位ｕの方向と同一の方向へ変位する。このとき、負復元力要素２３は、負のばね特性を有しているから、矢印ａｗ３１又はａｗ３２で示すように、連結部２５の変位（別の観点では免震対象物１０３の変位ｕ）の方向と同一の方向への力を生じる。その結果、連結部２５は、免震対象物１０３の変位ｕ以上の変位を生じようとする。
【００６６】
一方、正復元力機構１１は、正のばね特性を有しているから、矢印ａｗ４１又はａｗ４２で示すように、連結部２５の変位と免震対象物１０３の変位ｕとの差を縮小する方向（別の観点では負復元力要素２３の復元力に抗する方向）に復元力を生じる。連結部２５は、正復元力要素２１の復元力と負復元力要素２３の復元力とが釣り合う位置まで、変位ｕの方向と同一の方向へ移動する。負復元力機構１３全体としてみれば、最も紙面左側の矢印ａｗ３１又はａｗ３２、及び最も紙面右側の矢印ａｗ４１又はａｗ４２から理解されるように、負のばね特性を示す。
【００６７】
ここで、正復元力要素２１における、連結部２５と免震対象物１０３との変位に対する復元力の変化率ｋｐを大きくすると、負復元力機構１３全体としての負のばね特性は弱くなり、逆に、変化率ｋｐを小さくすると、負復元力機構１３全体としての負のばね特性は強くなる。これにより、上述したように、負復元力機構１３における変位ｕに対する復元力の変化率ｋ＊の絶対値｜ｋ＊｜を変位の増加に伴って大きくすることができる。より具体的には、例えば、以下のとおりである。
【００６８】
正復元力要素２１の変化率ｋｐを負復元力要素２３の変化率ｋｐと以下のように関連付ける。
ｋｐ＝α｜ｋｎ｜    （１）
このとき、直列に接続されたばね定数の合成の式に上式を代入すると、負復元力機構１３の変化率ｋ＊は以下の式で表される。
ｋ＊＝α／（１−α）×｜ｋｎ｜    （２）
【００６９】
図４は、上記のαとｋ＊との関係を示す図である。横軸はαを示し、縦軸はｋ＊を示している。
【００７０】
αが小さいときには、正復元力要素２１の変化率ｋｐが小さくなるから、絶対値｜ｋ＊｜は大きくなり、上述のように負のばね特性が強くなる。より具体的には、絶対値｜ｋ＊｜は無限大に近づいていき、理論上はα＝１で無限大となる。一方、αが大きくなると、正復元力要素２１の変化率ｋｐが大きくなるから、負のばね特性は弱くなる。より具体的には、絶対値｜ｋ＊｜は１に近づいていく。すなわち、正復元力要素２１は剛体とみなすことができ、負復元力機構１３のばね特性は、負復元力要素２３のばね特性と等価となる。また、例えば、１＜α＜１．５の範囲では、αの変化に対するｋ＊の変化は顕著になっている。一方、１．５＜αの範囲では、αの変化に対するｋ＊の変化は緩やかになっている。
【００７１】
以上のことから理解されるように、例えば、正復元力要素２１と負復元力要素２３とを直列につないで構成した負復元力機構１３においては、広い範囲で負復元力要素２３の特性を変化させることができる。また、正復元力要素２１の変化率ｋｐ（別の観点ではα）の変化に対して、その範囲を適宜に設定することによって、ｋ＊を顕著に、あるいは緩やかに変化させることができる。
【００７２】
既述の変位ｕに対する変化率ｋ＊又はｋｐの変化の説明からも理解されるように、変位ｕに対するαの変化は、連続的なものであってもよいし、段階的（離散的）なものであってもよい。また、αの変化量（減少量）は、例えば、ｕに比例してもよいし、ｕａ（０＜ａ＜１又はａ＞１）に比例してもよい。
【００７３】
例えば、αは、以下の式で表されてよい。
α＝α０−κ｜ｕ｜    （３）
ここで、α０は、免震対象物が初期位置（ｕ＝０）にあるときの値（初期値）であり、κは比例定数である。α０及びκの値は、適宜に設定されてよい。本願発明者は、上記のような式に基づいて変化率ｋｐを変化させることによって、良好な変位抑制効果及び免震効果を同時に実現できることをシミュレーション計算により確認している。
【００７４】
（実施例）
比較例及び実施例の免震システムにおける免震対象物１０３の動作をシミュレーション計算により確認した。以下、その結果を示す。
【００７５】
比較例の免震システムは、実施例の免震システム（図１参照）から、変位抑制装置９を無くした構成とした。この比較例の免震システムの固有周期は４秒である。実施例において、初期位置における固有周期は２秒とした。また、α０＝２０、κ＝３５とした。入力する地震動の波形は、実際に過去に観測されたものとした。
【００７６】
図５（ａ）〜図５（ｄ）は、比較例及び実施例に係る免震システムの動作についてのシミュレーション計算の結果を示している。
【００７７】
図５（ａ）及び図５（ｂ）は、断層直下地震（比較的周期が短い地震）の観測データに基づくものである。図５（ｃ）及び図５（ｄ）は、比較的周期が長い地震の観測データに基づくものである。
【００７８】
これらの図において、横軸は時間を示している。図５（ａ）及び図５（ｃ）において縦軸は、支持構造物１０１に対する免震対象物１０３の変位ｕを示している。図５（ａ）及び図５（ｃ）において縦軸は、絶対座標系における免震対象物１０３の加速度を示している。“Conventional Isolation Model”は、比較例に係る結果を示している。“ｕ１．５”は、実施例に係る結果を示している。
【００７９】
図５（ａ）及び図５（ｃ）に示すように、実施例では、比較例に比較して、短周期地震動の場合においても、長周期地震動の場合においても、過大な変位の発生が抑制されている。より具体的には、例えば、図５（ａ）では、比較例の最大変位が０．３２６ｍであるのに対して、実施例の最大変位は０．２３８ｍに抑えられている。また、図５（ｂ）では、比較例の最大変位が０．４３８ｍであるのに対して、実施例の最大変位は０．０６８に抑えられている。免震システムの許容変位は、一般に、０．３ｍ程度とされることが多く、実施例では良好な結果が得られている。
【００８０】
また、図５（ｂ）及び図５（ｄ）に示すように、実施例では、比較例に比較して、変位が抑制されていることと引き換えに、加速度が大きくなる場合があるが、その大きさは、過大なものとはなっていない。より具体的には、例えば、図５（ｂ）では、比較例の最大加速度が０．８１５ｍ／ｓ２であるのに対して、実施例の最大加速度は２．２７９ｍ／ｓ２である。また、図５（ｄ）では、比較例の最大加速度が１．０８４ｍ／ｓ２であるのに対して、実施例の最大加速度は０．８０４ｍ／ｓ２である。免震システムの許容加速度は、一般に、０．３ｍ／ｓ２程度とされることが多く、実施例では良好な結果が得られている。
【００８１】
（他の実施例）
変化率ｋ＊の変位ｕに対する変化を以下のように設定した３つの実施例についてもシミュレーション計算を行った。
ｋ＊＝ｋ＊０−κ｜ｕ｜１．５    （４）
ｋ＊＝ｋ＊０−κ｜ｕ｜        （５）
ｋ＊＝ｋ＊０−κ｜ｕ｜０．５    （６）
ここで、ｋ＊０は免震対象物１０３が初期位置にあるとき（ｕ＝０）のｋ＊の初期値である。なお、比較例は、ｋ＊＝ｋ＊０（一定値）とした。
【００８２】
図６（ａ）は、比較例及び３つの実施例における変化率ｋ＊の変位ｕに対する変化の一例を示す図である。横軸は、変位ｕを示している。縦軸は、変化率ｋ＊を示している“No Variation”は、比較例を示している。“ｕ１．５”、“ｕ”及び“ｕ０．５”は、（４）〜（６）式の実施例を示している。
【００８３】
この図に示されているように、（５）式の実施例では、変位ｕに対する変化率の絶対値｜ｋ＊｜は、変位ｕの増加に対して線形に増加している。一方、（４）式の実施例では、（５）式に比較して、絶対値｜ｋ＊｜は、初期位置付近では緩やかに増加し、その後、急激に増加していく。逆に、（６）式の実施例では、（５）式に比較して、絶対値｜ｋ＊｜は、初期位置付近では急激に増加し、その後、緩やかに増加していく。
【００８４】
図６（ｂ）は、図６（ａ）の変化率ｋ＊に対応する免震システム１全体の変化率ｋｔ（ばね定数）の一例を示している。この図は、縦軸のみ図６（ａ）と異なっており、縦軸は、変化率ｋｔを示している。また、図６（ｃ）は、図６（ｂ）の変化率ｋｔに対応する免震対象物１０３の固有周期Ｔの一例を示している。この図は、縦軸のみ図６（ａ）と異なっており、縦軸は、固有周期Ｔを示している。
【００８５】
図６（ａ）〜図６（ｃ）に示す条件を用いて、図５（ａ）〜図５（ｄ）と同様のシミュレーション計算を行った。そして、その結果から、支持構造物１０１に対する免震対象物１０３の変位ｕの最大値、及び絶対座標系における免震対象物１０３の加速度の最大値を抽出した。
【００８６】
図７（ａ）及び図７（ｂ）は、その抽出結果を示す図である。これらの図において、横軸は、比較例及び実施例の種類を示している。図７（ａ）において縦軸は、変位ｕの最大値を示している。図７（ｂ）において縦軸は、加速度の最大値を示している。
【００８７】
横軸の“Conv.”は、比較例を示している。この比較例の免震システムは、実施例の免震システム（図１参照）から、変位抑制装置９を無くした構成とし、また、固有周期は４ｓとした。“No variation”は、ｋ＊＝ｋ＊０（一定値）の比較例を示している。“ｕ１．５”、“ｕ”及び“ｕ０．５”は、（４）〜（６）式の実施例を示している。
【００８８】
“Ｋｏｂｅ”、“Ｏｊｉｙａ”及び“Ｔｏｍａｋｏｍａｉ”は、実際に観測され、シミュレーションに用いられた地震動の種類を示している。前者２つは、比較的周期が短く、後者１つは比較的周期が長い。
【００８９】
この図に示されているように、変位抑制装置９を無くした比較例“Conv.”においては、例えば、免震機能によって加速度を抑えられるものの、変位が過大になるおそれがある。特に、長周期の地震動において、その傾向が顕著である。
【００９０】
変位抑制装置９において、負復元力機構１３のばね定数（変化率ｋ＊）を一定とした比較例においては、全体として正のばね特性を有する変位抑制装置が追加されたことによって、固有周期が短くなっている。その結果、変位は抑えられるものの、短周期の地震動において加速度が大きくなるおそれがある。
【００９１】
一方、実施例においては、短周期及び長周期の地震動のいずれについても、変位及び加速度の双方が過大になることが抑制されている。具体的には、上述した、変位０．３ｍ以内、及び加速度３ｍ／ｓ２以内に、概ね、収まっている。
【００９２】
以上のとおり、本実施形態では、支持構造物１０１に対する免震対象物１０３の変位ｕを抑制する変位抑制装置９は、正復元力機構１１と、負復元力機構１３とを有している。正復元力機構１１は、変位ｕに応じた復元力を生じ、当該復元力に関して正のばね特性を有しており、この復元力を免震対象物１０３に付与する。負復元力機構１３は、変位ｕに応じた復元力を生じ、当該復元力に関して負のばね特性を有しており、正復元力機構１１とは並列に、この復元力を免震対象物１０３に付与する。また、負復元力機構１３は、変位ｕに対する復元力の変化率の絶対値｜ｋ＊｜を変位ｕの増加に伴って大きくする。
【００９３】
従って、例えば、既述のように、免震システム１は、長周期の地震動が生じたときは、初期位置付近における比較的短い固有周期を有することによって、変位が過大になることを抑制でき、かつ短周期の地震動が生じたときは、比較的長い固有周期を有することによって、加速度が過大になることを抑制できる。そして、変位抑制装置９は、摩擦機構によって変位を抑制するものではないことから、変位抑制装置９を設けたことによる摩擦抵抗の増加は抑えられ、復元力によって免震対象物１０３を初期位置へ復帰させることが容易化される。例えば、外力を加えることなく、免震システム１の復元力によって自動復帰可能である。
【００９４】
また、本実施形態では、負復元力機構１３は、正復元力要素２１と、負復元力要素２３とを有している。正復元力要素２１は、支持構造物１０１及び免震対象物１０３のうちの一方である第１部（本実施形態では免震対象物１０３）と、所定の連結部２５とにつながっており、第１部と連結部２５との変位に応じた復元力を生じ、当該復元力に関して正のばね特性を有している。負復元力要素２３は、支持構造物１０１及び免震対象物１０３のうちの他方である第２部（本実施形態では支持構造物１０１）と、前記の連結部２５とにつながっており、第２部と連結部２５との変位に応じた復元力を生じ、当該復元力に関して負のばね特性を有している。また、正復元力要素２１は、支持構造物１０１に対する免震対象物１０３の変位ｕの増加に伴って、第１部と連結部２５と変位に対する復元力の変化率ｋｐを小さくする。
【００９５】
従って、例えば、既述のように、変化率の絶対値｜ｋ＊｜を広い範囲で可変であり、かつ顕著な変化又は緩やかな変化が可能な負のばね特性が実現される。その結果、例えば、変位抑制機能と免震機能とを両立できる最適な変化率ｋ＊の設定が容易化される。また、例えば、種々の免震対象物１０３に対する免震システム１の適用、又は既存の免震システムに対する変位抑制装置９の適用が容易化される。
【００９６】
また、本実施形態では、正復元力要素２１は、負復元力要素２３における、第２部（支持構造物１０１）と連結部２５との変位に対する復元力の変化率の絶対値｜ｋｎ｜以上の範囲内で、第１部（免震対象物１０３）と連結部２５との変位に対する復元力の変化率ｋｐを変化させてよい。すなわち、ｋｐ≧｜ｋｎ｜が常に成り立つようにｋｐを変化させてよい。別の観点では、α≧１が常に成り立つようにαを変化させてよい。この場合、負復元力機構１３は、常に負のばね特性を示すから、安定して本実施形態で説明した動作が実現される。
【００９７】
また、本実施形態では、負復元力機構１３は、正復元力機構１１における、支持構造物１０１と免震対象物１０３との変位ｕに対する復元力の変化率ｋａ以下の範囲内で、変位ｕに対する復元力の変化率｜ｋ＊｜の絶対値を変化させてよい。すなわち、ｋａ≧｜ｋ＊｜が常に成り立つようにｋ＊を変化させてよい。この場合、変位抑制装置９は、常に正のばね特性を示すから、変位抑制装置９自体の安定性が向上する。その結果、例えば、既存の種々の免震システムに対して変位抑制装置９を適用することが容易化される。
【００９８】
また、本実施形態では、変位抑制装置９は、正復元力機構１１及び負復元力機構１３に並列につながっている減衰機構１５を更に有していてよい。この場合、変位抑制装置９自体が減衰機能を有するから、例えば、既存の種々の免震システムに対して変位抑制装置９を適用することが容易化される。
【００９９】
なお、以上の実施形態において、支持構造物１０１は基準物の一例である。免震対象物１０３は対象物の一例である。免震対象物１０３は第１部の一例である。支持構造物１０１は第２部の一例である。
【０１００】
（変形例）
実施形態では、正復元力機構１１及び負復元力機構１３は、免震対象物１０３が初期位置にあるときに、復元力を生じていないものとした。ただし、初期位置において、正復元力機構１１及び負復元力機構１３は、復元力を生じて、互いに釣り合っていてもよい。具体的には、以下のとおりである。
【０１０１】
図８（ａ）〜図８（ｃ）は、変形例における負復元力機構１３の動作を示す図２（ａ）〜図２（ｃ）に対応する模式図である。
【０１０２】
この例では、図８（ａ）に示す初期位置では、矢印ａｗ５０及びａｗ６０の大きさを同等に示しているように、正復元力機構１１の引張力と、負復元力機構１３の圧縮力とが釣り合っている。
【０１０３】
図８（ｂ）に示すように、矢印ａｗ１で示す方向へ免震対象物１０３が変位すると、正復元力機構１１は、正のばね特性を有しているから、変位の方向とは逆方向への力を増加させる。一方、負復元力機構１３は、負のばね特性を有しているから、変位の方向と同一方向への力を増加させる。このとき、実施形態と同様に、ｋｔ＞０（ｋｓ＝０のときはｋａ＞｜ｋ＊｜）が満たされている限り、免震対象物１０３は初期位置へ復帰可能である。そして、｜ｋ＊｜が変位ｕの増加によって大きくなれば、実施形態と同様に、固有周期は長くなる。
【０１０４】
図８（ｃ）に示すように、矢印ａｗ２で示す方向へ免震対象物１０３が変位すると、正復元力機構１１は、正のばね特性を有しているから、変位の方向とは逆方向への力を増加させる。結果として、初期位置のときに比較して、引張力は小さくなる。一方、負復元力機構１３は、負のばね特性を有しているから、変位の方向と同一方向への力を増加させる。結果として、圧縮力は小さくなる。このとき、実施形態と同様に、ｋｔ＞０（ｋｓ＝０のときはｋａ＞｜ｋ＊｜）が満たされている限り、免震対象物１０３は初期位置へ復帰可能である。そして、｜ｋ＊｜が変位ｕの増加によって大きくなれば、免震対象物１０３を初期位置に戻すことに寄与している矢印ａｗ６２で示している力がより小さくなるから、固有周期は長くなる。
【０１０５】
図９（ａ）〜図９（ｃ）は、他の変形例における負復元力機構１３の動作を示す図２（ａ）〜図２（ｃ）に対応する模式図である。
【０１０６】
この変形例は、正復元力機構１１及び負復元力機構１３と、引張力及び圧縮力との関係が図８（ａ）〜図８（ｃ）に示した変形例における関係と逆である。この変形例においても、実施形態及び図８（ａ）〜図８（ｃ）の変形例と同様に、変位ｕの増加によって変化率の絶対値｜ｋ＊｜を大きくすることによって、免震対象物１０３の固有周期を長くすることができる。
【０１０７】
特に図示しないが、正復元力機構１１と負復元力機構１３とで免震対象物１０３を挟むようにこれらを配置し、上記の変形例と同様に、免震対象物１０３が初期位置にあるときに、正復元力機構１１の復元力と負復元力機構１３の復元力とが互いに釣り合ってもよい。この場合、正復元力機構１１及び負復元力機構１３は、免震対象物１０３が初期位置にあるときに、引張力同士が釣り合うように設けられていてもよいし、圧縮力同士が釣り合うように設けられていてもよい。
【０１０８】
また、特に図示しないが、２つの正復元力機構１１で免震対象物１０３を挟むようにこれらを配置し、免震対象物１０３が初期位置にあるときに、両者の復元力（圧縮力同士又は引張力同士）が互いに釣り合うようにしてもよい。この場合、例えば、２つの正復元力機構１１は、互いに同一のばね定数及び初期変位とされてよい。
【０１０９】
同様に、２つの負復元力機構１３で免震対象物１０３を挟むようにこれらを配置し、免震対象物１０３が初期位置にあるときに、両者の復元力（圧縮力同士又は引張力同士）が互いに釣り合うようにしてもよい。この場合、例えば、２つの負復元力機構１３は、互いに同一のばね定数及び初期変位とされてよい。
【０１１０】
なお、以上の図示した、又は図示していない変形例のように、免震対象物１０３が初期位置にあるときに、負復元力機構１３が復元力を生じている場合、負復元力機構１３に含まれる正復元力要素２１および負復元力要素２３も、復元力を生じている状態である。
【０１１１】
本開示に係る技術は、以上の実施形態及び変形例に限定されず、種々の態様で実施されてよい。
【０１１２】
基準物及び対象物は、免震システムにおける支持構造物及び免震対象物に限定されない。また、初期位置への復帰の容易化の効果が奏されずに、当該効果とは異質の効果が奏されてもよい。例えば、基準物及び対象物は、家屋の柱及び梁とされ、変位抑制装置は、柱と梁との変位を抑制する装置として利用されてもよい。また、基準物及び対象物は、家屋及びキャスター付き什器のように、免震システムのように機能するものの組み合わせであってもよい。また、本開示の技術が免震システムに適用される場合において、基準物及び対象物は、アイソレータの互いに相対移動する部分であってもよい。また、免震システムは、基準物が対象物に対して水平方向に移動可能に支持されるものに限定されず、基準物が対象物に対して鉛直方向等の任意の方向に移動可能に支持されるものであってもよい。
【０１１３】
実施形態の説明でも触れたように、免震対象物１０３の変位の方向と、種々の復元力機構又は復元力要素が復元力を生じる方向とは同一方向でなくてもよい。例えば、免震対象物と、復元力機構としてのつる巻ばねと、滑車に掛けられたワイヤーによって接続すれば、任意の方向に向いているつる巻ばねによって、免震対象物の変位の方向における復元力を生じることができる。
【０１１４】
実施形態において、変位に対する復元力の変化率を固定的なものとして説明した機構等（５、１１及び／又は２３）において、変化率が可変であってもよい。
【符号の説明】
【０１１５】
１…免震システム、９…変位抑制装置、１１…正復元力機構、１３…負復元力機構。
【図１】
2019163799.tif 000003
【図２】
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【図３】
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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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【図８】
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【図９】
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