(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向に相対変位可能な上部構造体と下部構造体との間に設けられる免震機構において、
前記上部構造体の底部に固定される上部案内部材と、
前記下部構造体の上部に固定される下部案内部材と、
前記上部案内部材および前記下部案内部材との間に介装され、前記上部案内部材と一の水平方向に相対変位可能であるとともに、前記下部案内部材と前記一の水平方向に直交する他の水平方向に相対変位可能な可動子と、を有し、
前記上部案内部材は、前記一の水平方向に沿って上側に凸となる逆Ｖ字型状に傾斜する上部傾斜面を有し、
前記下部案内部材は、前記他の水平方向に沿って下側に凸となるＶ字型状に傾斜する下部傾斜面を有し、
前記可動子は、本体部と、
該本体部に固定されて前記上部傾斜面に沿って摺動可能な複数の上部摺動部材と、
前記本体部に固定されて前記下部傾斜面に沿って摺動可能な複数の下部摺動部材と、
前記本体部に前記他の水平方向に延びる軸線回りに回転可能に固定されて前記上部傾斜面に沿って転動可能な複数の上部転動部材と、
前記本体部に前記一の水平方向に延びる軸線回りに回転可能に固定されて前記下部傾斜面に沿って転動可能な複数の下部転動部材と、を有し、
前記複数の上部転動部材には、初期状態において前記上部傾斜面の勾配が切り替わる上部勾配切り替わり部分と当接する第１上部転動部材と、
該第１上部転動部材よりも前記一の水平方向の一方側かつ下側に配置され、初期状態において前記上部傾斜面のうちの前記上部勾配切り替わり部分よりも前記一の水平方向の一方側と当接する第２上部転動部材と、
前記第１上部転動部材よりも前記一の水平方向の他方側かつ下側に配置され、初期状態において前記上部傾斜面のうちの前記上部勾配切り替わり部分よりも前記一の水平方向の他方側と当接する第３上部転動部材と、が含まれていて、
前記複数の上部摺動部材には、前記第１上部転動部材と前記第２上部転動部材との間に配置され、初期状態において前記上部傾斜面のうちの前記上部勾配切り替わり部分よりも前記一の水平方向の一方側と面接触する第１上部摺動部材と、
前記第１上部転動部材と前記第３上部転動部材との間に配置され、初期状態において前記上部傾斜面のうちの前記上部勾配切り替わり部分よりも前記一の水平方向の他方側と面接触する第２上部摺動部材と、が含まれていて、
前記複数の下部転動部材には、初期状態において前記下部傾斜面の勾配が切り替わる下部勾配切り替わり部分と当接する第１下部転動部材と、
該第１下部転動部材よりも前記他の水平方向の一方側かつ上側に配置され、初期状態において前記下部傾斜面のうちの前記下部勾配切り替わり部分よりも前記他の水平方向の一方側と当接する第２下部転動部材と、
前記第１下部転動部材よりも前記他の水平方向の他方側かつ上側に配置され、初期状態において前記下部傾斜面のうちの前記下部勾配切り替わり部分よりも前記他の水平方向の他方側と当接する第３下部転動部材と、が含まれていて、
前記複数の下部摺動部材には、前記第１下部転動部材と前記第２下部転動部材との間に配置され、初期状態において前記下部傾斜面のうちの前記下部勾配切り替わり部分よりも前記他の水平方向の一方側と面接触する第１下部摺動部材と、
前記第１下部転動部材と前記第３下部転動部材との間に配置され、初期状態において前記下部傾斜面のうちの前記下部勾配切り替わり部分よりも前記他の水平方向の他方側と面接触する第２下部摺動部材と、が含まれていることを特徴とする免震機構。
【請求項２】
前記複数の上部転動部材は、それぞれ前記上部傾斜面との接触の衝撃を減衰させる減衰材を有し、
前記複数の下部転動部材は、それぞれ前記下部傾斜面との接触の衝撃を減衰させる減衰材を有することを特徴とする請求項１に記載の免震機構。
【請求項３】
前記複数の上部摺動部材は、板状に形成され、一方の板面が前記上部傾斜面と面接触し、他方の板面側が前記本体部に固定されていて、前記一方の板面側かつ前記一の水平方向の両側の縁部がそれぞれ面取りされていて、
前記複数の下部摺動部材は、板状に形成され、一方の板面が前記下部傾斜面と面接触し、他方の板面側が前記本体部に固定されていて、前記一方の板面側かつ前記他の水平方向の両側の縁部がそれぞれ面取りされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の免震機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物や精密機器等の免震対象を支持するための免震機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建物や精密機器等の地震被害を防止（抑止）するための免震機構が知られている。例えば、特許文献１には、免震対象となる上部構造体の底部に固定された上部案内部材と、下部構造体の上部に固定された下部案内部材との間に摺動子となる可動子を介装した免震機構が開示されている。この免震機構では、可動子と上部案内部材との摺動面が一の水平方向に沿って逆Ｖ字型状となる傾斜面に形成され、可動子と下部案内部材との摺動面が一の水平方向に直交する他の水平方向に沿ってＶ字状となる傾斜面に形成されている。
摺動面が逆Ｖ字型状やＶ字型状の傾斜面に形成されているため、摺動面に沿って摺動する可動子は、摺動面の勾配が切り替わる屈曲部の一方側と他方側とで、摺動面と当接する部分が変わることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１３０２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
可動子が摺動面に沿って摺動すると、摺動面の勾配が切り替わる屈曲部の近傍で可動子が摺動面に引っ掛かったり滑ったりを繰り返すようなスティックスリップ現象が発生し、上部構造物の加速度が理論値よりも大きくなることがある。
このスティックスリップ現象の原因としては、摺動面に沿って移動している可動子が摺動面と当接する部分が変わる屈曲部近傍の勾配切り替わり部分で高速となるため、屈曲部を通過した後に摺動面と当接する部分が摺動面に高速で接触し、上部構造物に衝撃力が生じることが考えられる。
【０００５】
また、可動子と摺動面との間に設けられたセッティング用の隙間によって可動子が回転し、摺動面に対して面接触せずに先端部のみが先行して接触することや、可動子の摺動面との接触部分の形状や、その経年変形などもスティックスリップ現象の原因と考えられる。
このため、可動子と摺動面の勾配切り替わり部分の接触の衝撃を抑制できて、可動子が摺動面の勾配切り替わり部分をスムーズに通過することができる免震機構が望まれている。
【０００６】
そこで、本発明は、可動子が逆Ｖ字型状やＶ字型状の傾斜面（摺動面）の勾配切り替わり部分をスムーズに通過することができる免震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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る免震機構は、水平方向に相対変位可能な上部構造体と下部構造体との間に設けられる免震機構において、前記上部構造体の底部に固定される上部案内部材と、前記下部構造体の上部に固定される下部案内部材と、前記上部案内部材および前記下部案内部材との間に介装され、前記上部案内部材と一の水平方向に相対変位可能であるとともに、前記下部案内部材と前記一の水平方向に直交する他の水平方向に相対変位可能な可動子と、を有し、前記上部案内部材は、前記一の水平方向に沿って上側に凸となる逆Ｖ字型状に傾斜する上部傾斜面を有し、前記下部案内部材は、前記他の水平方向に沿って下側に凸となるＶ字型状に傾斜する下部傾斜面を有し、前記可動子は、本体部と、該本体部に固定されて前記上部傾斜面に沿って摺動可能な複数の上部摺動部材と、前記本体部に固定されて前記下部傾斜面に沿って摺動可能な複数の下部摺動部材と、前記本体部に前記他の水平方向に延びる軸線回りに回転可能に固定されて前記上部傾斜面に沿って転動可能な複数の上部転動部材と、前記本体部に前記一の水平方向に延びる軸線回りに回転可能に固定されて前記下部傾斜面に沿って転動可能な複数の下部転動部材と、を有し、前記複数の上部転動部材には、初期状態において前記上部傾斜面の勾配が切り替わる上部勾配切り替わり部分と当接する第１上部転動部材と、該第１上部転動部材よりも前記一の水平方向の一方側かつ下側に配置され、初期状態において前記上部傾斜面のうちの前記上部勾配切り替わり部分よりも前記一の水平方向の一方側と当接する第２上部転動部材と、前記第１上部転動部材よりも前記一の水平方向の他方側かつ下側に配置され、初期状態において前記上部傾斜面のうちの前記上部勾配切り替わり部分よりも前記一の水平方向の他方側と当接する第３上部転動部材と、が含まれていて、前記複数の上部摺動部材には、前記第１上部転動部材と前記第２上部転動部材との間に配置され、初期状態において前記上部傾斜面のうちの前記上部勾配切り替わり部分よりも前記一の水平方向の一方側と面接触する第１上部摺動部材と、前記第１上部転動部材と前記第３上部転動部材との間に配置され、初期状態において前記上部傾斜面のうちの前記上部勾配切り替わり部分よりも前記一の水平方向の他方側と面接触する前記第２上部摺動部材と、が含まれていて、前記複数の下部転動部材には、初期状態において前記下部傾斜面の勾配が切り替わる下部勾配切り替わり部分と当接する第１下部転動部材と、該第１下部転動部材よりも前記他の水平方向の一方側かつ上側に配置され、初期状態において前記下部傾斜面のうちの前記下部勾配切り替わり部分よりも前記他の水平方向の一方側と当接する第２下部転動部材と、前記第１下部転動部材よりも前記他の水平方向の他方側かつ上側に配置され、初期状態において前記下部傾斜面のうちの前記下部勾配切り替わり部分よりも前記他の水平方向の他方側と当接する第３下部転動部材と、が含まれていて、前記複数の下部摺動部材には、前記第１下部転動部材と前記第２下部転動部材との間に配置され、初期状態において前記下部傾斜面のうちの前記下部勾配切り替わり部分よりも前記他の水平方向の一方側と面接触する第１下部摺動部材と、前記第１下部転動部材と前記第３下部転動部材との間に配置され、初期状態において前記下部傾斜面のうちの前記下部勾配切り替わり部分よりも前記他の水平方向の他方側と面接触する前記第２下部摺動部材と、が含まれていることを特徴とする。
【０００８】
本発明では、可動子は、上部摺動部材および上部転動部材を有していることにより、上部勾配切り替わり部分を通過して上部傾斜面と当接する部分が変わる際に、上部摺動部材とともに上部摺動部材が上部傾斜面と接触することになる。このため、本発明では、上部摺動部材のみを有する可動子が設けられた免震機構と比べて、上部傾斜面と接触した上部転動部材が軸線回りに転動することで接触の衝撃を吸収することができて、可動子が上部勾配切り替わり部分をスムーズに通過することができる。
また、上部摺動部材が上部転動部材に挟まれるように配置されていて、上部転動部材が上部傾斜面と当接しているため、上部摺動部材の回転（がたつき）が防止され、上部傾斜面に対して上部摺動部材が面接触せずに先端部のみが先行して接触することを防止できる。
【０００９】
また、可動子は、下部摺動部材および下部転動部材を有していることにより、下部勾配切り替わり部分を通過して下部傾斜面と当接する部分が変わる際に、下部摺動部材とともに部転動部材が下部傾斜面と接触することになる。このため、本発明では、下部摺動部材のみを有する可動子が設けられた免震機構と比べて、下部傾斜面と接触した下部転動部材が軸線回りに転動することで接触の衝撃を吸収することができて、可動子が下部勾配切り替わり部分をスムーズに通過することができる。
また、下部摺動部材が下部転動部材に挟まれるように配置されていて、下部転動部材が下部傾斜面と当接しているため、下部摺動部材の回転（がたつき）が防止され、下部傾斜面に対して下部摺動部材が面接触せずに先端部のみが先行して接触することを防止できる。
【００１０】
また、本発明に係る免震機構では、前記複数の上部転動部材は、それぞれ前記上部傾斜面との接触の衝撃を減衰させる減衰材を有し、前記複数の下部転動部材は、それぞれ前記下部傾斜面との接触の衝撃を減衰させる減衰材を有することが好ましい。
このような構成とすることにより、上部転動部材が上部傾斜面との接触の衝撃を吸収することができるため、可動子が上部勾配切り替わり部分をスムーズに通過することができる。
また、下部転動部材が下部傾斜面との接触の衝撃を吸収することができるため、可動子が下部勾配切り替わり部分をスムーズに通過することができる。
【００１１】
また、本発明に係る免震機構では、前記複数の上部摺動部材は、板状に形成され、一方の板面が前記上部傾斜面と面接触し、他方の板面側が前記本体部に固定されていて、前記一方の板面側かつ前記一の水平方向の両側の縁部がそれぞれ面取りされていて、前記複数の下部摺動部材は、板状に形成され、一方の板面が前記下部傾斜面と面接触し、他方の板面側が前記本体部に固定されていて、前記一方の板面側かつ前記他の水平方向の両側の縁部がそれぞれ面取りされていることが好ましい。
このような構成とすることにより、上部摺動部材が上部傾斜面に沿って移動する際に上部傾斜面にひっかかることが抑制されるため、可動子と上部案内部材とがスムーズに相対変位することができる。
また、下部摺動部材が下部傾斜面に沿って移動する際に下部傾斜面にひっかかることが抑制されるため、可動子と下部案内部材とがスムーズに相対変位することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、可動子が上部傾斜面の上部勾配切り替わり部分および下部傾斜面の下部勾配切り替わり部分をスムーズに通過することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態による免震機構をＸ方向から見た一例を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態による免震機構をＹ方向から見た一例を示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態による免震機構の一例を示す分解斜視図である。
【図４】本発明の実施形態による免震機構の上面図である。
【図５】可動子を上側から見た斜視図である。
【図６】可動子を下側から見た斜視図である。
【図７】上部転動部材および下部転動部材の軸線に直交する断面図である。
【図８】上部摺動部材および下部摺動部材の摺動方向に沿った鉛直面による断面図である。
【図９】下部案内部材と可動子とが相対変位した様子を説明する図である。
【図１０】下部案内部材と可動子とが相対変位した他の様子を説明する図である。
【図１１】上部案内部材と可動子とが相対変位した様子を説明する図である。
【図１２】上部案内部材と可動子とが相対変位した他の様子を説明する図である。
【図１３】（ａ）は初期状態の免震機構と自重を説明する図、（ｂ）は上部案内部材と可動子とが相対変位した免震機構と復元力を説明する図である。
【図１４】復元力特性（荷重−変形関係）を説明する図である。
【図１５】（ａ）は本発明の実施形態の変形例による免震機構をＹ方向から見た一例を示す模式図、（ｂ）は本発明の実施形態の変形例による免震機構をＸ方向から見た一例を示す模式図である。
【図１６】（ａ）は本発明の実施形態の他の変形例による免震機構をＹ方向から見た一例を示す模式図、（ｂ）は本発明の実施形態の他の変形例による免震機構をＸ方向から見た一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態による免震機構について、図１乃至図１４に基づいて説明する。
図１および図２に示すように、本実施形態による免震機構１は、上部構造体１１と下部構造体１２との間の免震層１３に設けられている。下部構造体１２は地盤に支持されている。上部構造体１１と下部構造体１２とは水平方向に相対変位可能に構成されている。なお、免震層１３には複数の免震機構１が設けられているものとする。
免震機構１は、上部構造体１１の底部に固定される上部案内部材２と、上部案内部材２の下側に配置され下部構造体１２の上部に固定される下部案内部材３と、上部案内部材２および下部案内部材３との間に介装される可動子４と、を有している。
上部案内部材２と下部案内部材３とは、水平方向に相対変位可能に構成されていて、鉛直方向の相対変位は水平方向の相対変位により決定される。
【００１５】
図１乃至３に示すように、上部案内部材２は、長尺のブロック状の部材で構成され、長手方向が一の水平方向（Ｘ方向とする）となる向きに配置されている。本実施形態では、上部案内部材２は、平板状の固定板部２２を介して上部構造体１１（図１および図２参照）に固定されている。
図２に示すように、上部案内部材２の下面は、Ｘ方向に沿ってＸ方向の略中央部が上側に凸となる略逆Ｖ字状の傾斜面に形成されている。この上部案内部材２の下面を上部傾斜面２１とし、上部傾斜面２１の略中央部の屈曲している部分を上部屈曲部２１ａとし、上部傾斜面２１の上部屈曲部２１ａを含む上部屈曲部２１ａのＸ方向両側の近傍を上部勾配切り替わり部分２１ｂとする。
上部傾斜面２１は、上部屈曲部２１ａの両側がそれぞれ平面状に形成されている。上部傾斜面２１のうち上部屈曲部２１ａのＸ方向の一方側と他方側とは、それぞれ同じ傾斜角θに形成されている。
上部傾斜面２１には、それぞれテフロン（登録商標）などの滑り材が設けられている。
【００１６】
図１乃至３に示すように、下部案内部材３は、上部案内部材２と略同じ長尺のブロック状の部材で構成され、長手方向が平面視においてＸ方向に直交する他の水平方向（Ｙ方向とする）となる向きに配置されている。本実施形態では、下部案内部材３は、平板状の固定板部３２を介して下部構造体１２（図１および図２参照）に固定されている。
図１および図３に示すように、下部案内部材３の上面は、Ｙ方向に沿ってＹ方向の略中央部が下側に凸となる略Ｖ字状の傾斜面に形成されている。この下部案内部材３の上面を下部傾斜面３１とし、下部傾斜面３１の略中央部の屈曲している部分を下部屈曲部３１ａとし、下部傾斜面３１の下部屈曲部３１ａを含む下部屈曲部３１ａのＹ方向両側の近傍を下部勾配切り替わり部分３１ｂとする。
下部傾斜面３１は、下部屈曲部３１ａの両側がそれぞれ平面状に形成されている。下部傾斜面３１のうち下部屈曲部３１ａのＹ方向の一方側と他方側とは、それぞれ同じ傾斜角θに形成されている。
下部傾斜面３１には、それぞれテフロン（登録商標）などの滑り材が設けられている。
【００１７】
このような上部案内部材２と下部案内部材３とは、上下方向に間をあけて重なるように配置されている。図４に示すように、上部案内部材２と下部案内部材３との間のうちの上部案内部材２と下部案内部材３とが上下方向に重なる交差部５に可動子４が配置されている。
【００１８】
図１乃至図３、図５および図６に示すように、可動子４は、本体部４１と、本体部４１の上部に設けられた複数（本実施形態では３つ）の上部転動部材４２，４２，４２と、本体部４１の下部に設けられた複数（本実施形態では３つ）の下部転動部材４３，４３，４３と、本体部４１の上部に固定された複数の上部摺動部材（本実施形態では２つ）４４，４４と、本体部４１の上部に固定された複数（本実施形態では２つ）の下部摺動部材４５，４５と、を有している。
【００１９】
本体部４１は、略直方体状に形成された基部４１１と、基部４１１から上側に突出する一対の上部突出板部４１２，４１２（図１および図３参照）と、基部４１１から下側に突出する一対の下部突出板部４１３，４１３（図２および図３参照）と、を有している。
基部４１１は、上面および下面がそれぞれ上下方向を向き、対向する一対の側面がそれぞれＸ方向を向き、他の対向する一対の側面がそれぞれＹ方向を向くように配置されている。
【００２０】
一対の上部突出板部４１２，４１２は、基部４１１のＹ方向の両端部それぞれから上側に突出し、それぞれ板面がＹ方向を向く平板状に形成されている。一対の上部突出板部４１２，４１２の間には、３つの上部転動部材４２，４２，４２が配置されている。
一対の上部突出板部４１２，４１２の互いに対向する面における上端部近傍には、それぞれテフロン（登録商標）などの滑り材４１４，４１４（図１および図５参照）が設けられている。
一対の上部突出板部４１２，４１２それぞれの上端部近傍は、３つの上部転動部材４２，４２，４２よりも上側に突出し、可動子４が上部案内部材２の下側に配置されると、上部案内部材２をＹ方向の両側から挟み込むように上部案内部材２の側方に配置され、それぞれに設けられた滑り材４１４，４１４が、上部案内部材２の側面と当接するように構成されている。
【００２１】
一対の下部突出板部４１３，４１３は、基部４１１のＸ方向の両端部それぞれから下側に突出し、それぞれ板面がＸ方向を向く平板状に形成されている。一対の下部突出板部４１３，４１３の間には、３つの下部転動部材４３，４３，４３が配置されている。
一対の下部突出板部４１３，４１３の互いに対向する面における下端部近傍には、それぞれテフロン（登録商標）などの滑り材４１５，４１５（図２および図６参照）が設けられている。
一対の下部突出板部４１３，４１３それぞれの下端部近傍は、３つの下部転動部材４３，４３，４３よりも下側に突出し、可動子４が下部案内部材３の上側に配置されると、下部案内部材３をＸ方向の両側から挟み込むように下部案内部材３の側方に配置され、それぞれに設けられた滑り材４１５，４１５が、下部案内部材３の側面と当接するように構成されている。
【００２２】
図２および図５に示すように、３つの上部転動部材４２，４２，４２は、それぞれ略同じ略円柱状のローラーで構成され、それぞれ軸線がＹ方向に延びる姿勢で一対の上部突出板部４１２，４１２の間に配置されている。３つの上部転動部材４２，４２，４２は、それぞれの一対の上部突出板部４１２，４１２に軸線回りに回転可能に支持されている。
図７に示すように、３つの上部転動部材４２，４２，４２は、それぞれ外周部に配置されるパイプなどの管体４２１と、管体４２１の内部に挿入された軸部４２２と、軸部４２２と管体４２１の内周面との間に充填された減衰材４２３と、を有している。減衰材４２３としては、粘弾性体などが採用されている。
図２および図５に戻り、３つの上部転動部材４２，４２，４２は、Ｘ方向に配列されているとともに、３つの上部転動部材４２，４２，４２のうちの配列の中央となる第１上部転動部材４２Ａが第１上部転動部材４２ＡよりもＸ方向の一方側に配置される第２上部転動部材４２Ｂおよび第１上部転動部材４２ＡよりもＸ方向の他方側に配置される第３上部転動部材４２Ｃよりも上側に配置されている。
【００２３】
図１および図６に示すように、３つの下部転動部材４３，４３，４３は、それぞれ略同じ略円柱状のローラーで構成され、それぞれ軸線がＸ方向に延びる姿勢で一対の下部突出板部４１３，４１３の間に配置されている。３つの下部転動部材４３，４３，４３は、それぞれ一対の下部突出板部４１３，４１３に軸線回りに回転可能に支持されている。
図７に示すように、３つの下部転動部材４３，４３，４３は、それぞれ外周部に配置されるパイプなどの管体４３１と、管体４３１の内部に挿入された軸部４３２と、軸部４３２と管体４３１の内周面との間に充填された減衰材４３４と、を有している。減衰材４３３としては、粘弾性体などが採用されている。
図１および図６に戻り、３つの下部転動部材４３，４３，４３は、Ｙ方向に配列されているとともに、３つの下部転動部材４３，４３，４３のうちの配列の中央となる第１下部転動部材４３Ａが第１下部転動部材４３ＡよりもＹ方向の一方側に配置される第２下部転動部材４３Ｂおよび第１下部転動部材４３ＡよりもＹ方向の他方側に配置される第３下部転動部材４３Ｃよりも下側に配置されている。
【００２４】
図２および図５に示すように、２つの上部摺動部材４４，４４は、それぞれ略板状に形成されていて、一方の板面が上部傾斜面２１と対向し、他方の板面側が本体部４１に固定されている。
２つの上部摺動部材４４，４４は、Ｘ方向に配列されていて、Ｘ方向の一方側の第１上部摺動部材４４Ａは、第１上部転動部材４２Ａと第２上部転動部材４２Ｂとの間に配置され、Ｘ方向他方側の第２上部摺動部材４４Ｂは、第１上部転動部材４２Ａと第３上部転動部材４２Ｃとの間に配置されている。
【００２５】
第１上部摺動部材４４Ａは、一方の面がＸ方向の一方側から他方側に向かって漸次上側に向かう傾斜面に形成されていて、上部傾斜面２１の上部屈曲部２１ａよりもＸ方向の一方側と面接触可能に構成されている。
第２上部摺動部材４４Ｂは、一方の面がＸ方向の一方側から他方側に向かって漸次下側に向かう傾斜面に形成されていて、上部傾斜面２１の上部屈曲部２１ａよりもＸ方向の他方側と面接触可能に構成されている。
図８に示すように、上部摺動部材４４，４４は、一方の面側のＸ方向の両側の端部４４ａ，４４ａが面取りされ、Ｒ形状に形成されている。
【００２６】
図１および図６に示すように、２つの下部摺動部材４５，４５は、それぞれ略板状に形成されていて、一方の板面が下部傾斜面３１と対向し、他方の板面側が本体部４１に固定されている。
２つの下部摺動部材４５，４５は、Ｙ方向に配列されていて、Ｙ方向の一方側の第１下部摺動部材４５Ａは、第１下部転動部材４３Ａと第２下部転動部材４３Ｂとの間に配置され、Ｙ方向他方側の第２下部摺動部材４５Ｂは、第１下部転動部材４３Ａと第３下部転動部材４３Ｃとの間に配置されている。
【００２７】
第１下部摺動部材４５Ａは、一方の面がＹ方向の一方側から他方側に向かって漸次下側に向かう傾斜面に形成されていて、下部傾斜面３１の下部屈曲部３１ａよりもＹ方向の一方側と面接触可能に構成されている。
第２下部摺動部材４５Ｂは、一方の面がＹ方向の一方側から他方側に向かって漸次上側に向かう傾斜面に形成されていて、下部傾斜面３１の下部屈曲部３１ａよりもＹ方向の他方側と面接触可能に構成されている。
図８に示すように、下部摺動部材４５，４５は、一方の面側のＹ方向の両側の端部４５ａ，４５ａが面取りされ、Ｒ形状に形成されている。
【００２８】
このような免震機構１は、初期状態では、図１、図２および図４に示すように、上部案内部材２のＸ方向の中央部と、下部案内部材３のＹ方向の中央部とが上下方向に重なり、これらの上部案内部材２のＸ方向の中央部と、下部案内部材３のＹ方向の中央部との間に可動子４が配置されている。
第１〜第３上部転動部材４２Ａ〜４２Ｃは、それぞれ上部傾斜面２１と当接していて、第１上部転動部材４２Ａが上部傾斜面２１の上部屈曲部２１ａの下側に配置されている。
第１〜第３下部転動部材４３Ａ〜４３Ｃは、それぞれ下部傾斜面３１と当接していて、第１下部転動部材４３Ａが下部傾斜面３１の下部屈曲部３１ａの上側に配置されている。
【００２９】
また、第１上部摺動部材４４Ａおよび第２上部摺動部材４４Ｂは、それぞれ上部傾斜面２１と当接していて、第１上部摺動部材４４Ａが上部傾斜面２１の上部屈曲部２１ａよりもＸ方向の一方側の部分と当接し、第２上部摺動部材４４Ｂが上部傾斜面２１の上部屈曲部２１ａよりもＸ方向の他方側の部分と当接している。
第１下部摺動部材４５Ａおよび第２下部摺動部材４５Ｂは、それぞれ下部傾斜面３１と当接していて、第１下部摺動部材４５Ａが下部傾斜面３１の下部屈曲部３１ａよりもＹ方向の一方側の部分と当接し、第２下部摺動部材４５Ｂが下部傾斜面３１の下部屈曲部３１ａよりもＹ方向の他方側の部分と当接している。
これらの第１〜第３上部転動部材４２Ａ〜４２Ｃ、第１〜第３下部転動部材４３Ａ〜４３Ｃ、第１〜第２上部摺動部材４４Ａ，４４Ｂ、および第１〜第２下部摺動部材４５Ａ，４５Ｂは、それぞれの剛性の比率で上部構造物の荷重を負担している。
【００３０】
続いて、免震機構１の挙動について説明する。
図９乃至図１２に示すように、地震が生じて上部構造体１１と下部構造体１２とが水平方向に相対変位すると、上部案内部材２と下部案内部材３とが水平方向に相対変位して、上部案内部材２と下部案内部材３に対して交差部５が移動する。
可動子４は、常に上部案内部材２と下部案内部材３との交差部５に配置されている。このため、図１および図２に示す初期状態から、図９および図１０に示すように、可動子４と下部案内部材３とがＹ方向に相対変位した状態となると、下部案内部材３に対する可動子４の位置が初期状態よりも高い位置となり、ポテンシャルエネルギー（位置エネルギー）が蓄積される。また、初期状態から図１１および図１２に示すように、可動子４と上部案内部材２とがＸ方向に相対変位した状態となると、可動子４に対する上部案内部材２の位置が初期状態よりも高い位置となり、ポテンシャルエネルギー（位置エネルギー）が蓄積される。
【００３１】
図１に示すように、初期状態では、可動子４の３つの下部転動部材４３，４３，４３は、それぞれ下部傾斜面３１と当接し、３つの上部転動部材４２，４２，４２は、それぞれ上部傾斜面２１と当接し、２つの下部摺動部材４５，４５はそれぞれ下部傾斜面３１と当接し、２つの上部摺動部材４４，４４は、それぞれ上部傾斜面２１と当接している。
【００３２】
図９に示すように、可動子４が下部案内部材３に対してＹ方向一方側に移動するように可動子４と下部案内部材３とが相対変位すると、第１下部転動部材４３Ａ、第２下部転動部材４３Ｂおよび第１下部摺動部材４５Ａが下部傾斜面３１と当接し、第３下部転動部材４３Ｃおよび第２下部摺動部材４５Ｂが下部傾斜面３１と離間する。
図１０に示すように、可動子４が下部案内部材３に対してＹ方向他方側に移動するように可動子４と下部案内部材３とが相対変位すると、第１下部転動部材４３Ａ、第３下部転動部材４３Ｃおよび第２下部摺動部材４５Ｂが下部傾斜面３１と当接し、第２下部転動部材４３Ｂおよび第１下部摺動部材４５Ａが下部傾斜面３１と離間する。
【００３３】
図１１に示すように、可動子４が上部案内部材２に対してＸ方向一方側に移動するように可動子４と上部案内部材２とが相対変位すると、第１上部転動部材４２Ａ、第２上部転動部材４２Ｂおよび第１上部摺動部材４４Ａが上部傾斜面２１と当接し、第３上部転動部材４２Ｃおよび第２上部摺動部材４４Ｂが上部傾斜面２１と離間する。
図１２に示すように、可動子４が上部案内部材２に対してＸ方向他方側に移動するように可動子４と上部案内部材２とが相対変位すると、第１上部転動部材４２Ａ、第３上部転動部材４２Ｃおよび第２上部摺動部材４４Ｂが上部傾斜面２１と当接し、第２上部転動部材４２Ｂおよび第１上部摺動部材４４Ａが上部傾斜面２１と離間する。
【００３４】
図１３に示すように、免震機構１の支持する軸力（自重）をＷ、摺動部材の摩擦係数μとすると、下部傾斜面３１の傾斜による復元力（水平力）Ｆは水平面に対する傾斜角θとして下式（１）で表される。なお、上部傾斜面２１の傾斜による復元力についても同様に表される。
【００３５】
【数１】
0006573116.tif 000002
【００３６】
これは、上部構造体と下部構造体との間に予引張力Ｆの定荷重ばねを設置した場合と同じで、上部構造体と下部構造体の相対変位量によらず一定の復元力Ｆが作用することになる。ｔａｎθ≧μならば、残留変位を完全に除去できるが、この１／２〜１／１０に相当する値であっても、残留変位を除去できることが、特開２０１１−２０１８７３号公報に記載されている。このように、本実施形態では、定荷重ばねを設置しなくても同様の効果を奏することがわかる。
【００３７】
本実施形態による免震機構１の復元力特性（荷重−変形関係）を図１４に示す。
上部摺動部材４４，４４および下部摺動部材４５，４５が摺動する際のすべり摩擦抵抗（μ１Ｗ１）、上部転動部材４２，４２，４２および下部転動部材４３，４３，４３が転動する際の転がり摩擦抵抗力（μ２Ｗ２）、および傾斜復元力（Ｆ＝Ｗｔａｎθ）を合成したものが本実施形態による免震機構１（傾斜転がり支承）の復元力特性となる。Ｗ１およびＷ２は、上部摺動部材４４，４４および下部摺動部材４５，４５、上部転動部材４２，４２，４２および下部転動部材４３，４３，４３がそれぞれ負担する自重である。
【００３８】
次に、上述した免震機構の作用・効果について図面を用いて説明する。
上述した本実施形態による免震機構１では、可動子４は、上部摺動部材４４，４４および上部転動部材４２を有していることにより、上部勾配切り替わり部分２１ｂを通過して上部傾斜面２１と当接する部分が変わる際に、上部摺動部材４４，４４とともに上部転動部材４２，４２，４２が上部傾斜面２１に接触することになる。このため、本発明では、上部摺動部材４４，４４のみを有する可動子４が設けられた免震機構と比べて、上部傾斜面２１と接触した上部転動部材４２，４２，４２が軸線回りに転動することで接触の衝撃を吸収することができて、可動子４が上部勾配切り替わり部分２１ｂをスムーズに通過することができる。
【００３９】
また、可動子４は、下部摺動部材４５，４５および下部転動部材４３，４３，４３を有していることにより、下部勾配切り替わり部分３１ｂを通過して下部傾斜面３１と当接する部分が変わる際に、下部摺動部材４５，４５とともに部転動部材が下部傾斜面３１と接触することになる。このため、本発明では、下部摺動部材４５，４５のみを有する可動子４が設けられた免震機構と比べて、下部傾斜面３１と接触した下部転動部材４３，４３，４３が軸線回りに転動することで接触の衝撃を吸収することができて、可動子４が下部勾配切り替わり部分３１ｂをスムーズに通過することができる。
【００４０】
また、本実施形態では、上部転動部材４２，４２，４２は、それぞれ上部傾斜面２１との衝撃を減衰させる減衰材４２３を有し、下部転動部材４３，４３，４３は、下部傾斜面３１との衝撃を減衰させる減衰材４３３を有している。これにより、上部転動部材４２，４２，４２の減衰材４２３が、上部転動部材４２，４２，４２が上部傾斜面２１と接触した際の衝撃を吸収することができるため、可動子４が上部勾配切り替わり部分２１ｂをスムーズに通過することができるとともに、下部転動部材４３，４３，４３の減衰材４３３が、下部転動部材４３，４３，４３が下部傾斜面３１と接触した際の衝撃を吸収することができるため、可動子４が下部勾配切り替わり部分３１ｂをスムーズに通過することができる。
【００４１】
また、本実施形態では、上部摺動部材４４，４４は、一方の板面側かつＸ方向の両側の縁部がそれぞれ面取りされていて、下部摺動部材４５，４５は、一方の板面側かつＹ方向の両側の縁部がそれぞれ面取りされている。これにより、上部摺動部材４４，４４が上部傾斜面２１に沿って移動する際に上部傾斜面２１にひっかかることが抑制されるため、可動子４と上部案内部材２とがスムーズに相対変位することができるとともに、下部摺動部材４５，４５が下部傾斜面３１に沿って移動する際に下部傾斜面３１にひっかかることが抑制されるため、可動子４と下部案内部材３とがスムーズに相対変位することができる。
【００４２】
本実施形態では、免震機構１に摺動部材（上部摺動部材４４，４４および下部摺動部材４５，４５）と転動部材（上部転動部材４２，４２，４２および下部転動部材４３，４３，４３）とを併用し、移動時には摺動部材による摺動と転動部材による転動を同時に行っている。
一般的に転動部材と傾斜面（上部傾斜面２１および下部傾斜面３１）との摩擦抵抗は、摺動部材と傾斜面との摩擦抵抗と比べて、桁違いに小さいため、摺動部材のみを利用した従来の免震機構と比べて、免震機構全体の傾斜面との摩擦抵抗（μｅｑ）を小さくすることができる。免震機構全体の傾斜面との摩擦抵抗（μｅｑ）は、下式（２）で示される。
【００４３】
【数２】
0006573116.tif 000003
【００４４】
例えば、滑り免震機構での摺動摩擦係数μ１＝０．１、転がり免震機構での転動摩擦係数μ２＝０．０１とし、摺動部材の軸力負担をＷ１＝０．５Ｗ、転動部材の軸力負担をＷ２＝０．５Ｗとすると、免震機構全体の傾斜面との摩擦抵抗μｅｑ＝０．０５＜０．１となり、応答加速度を効果的に抑制することができる。また、摺動部材の傾斜面と当接する面の面積、転動部材の数および管体の外径などを調整することで、所定の摩擦抵抗（μｅｑ）を得ることができる。
【００４５】
また、本実施形態による免震機構は、摺動部材と転動部材を併用しているため、転動部材のみを用いた免震機構と比べて、耐荷重を大きくすることができる。
また、摺動部材のみを用いた免震機構と、転動部材のみを用いた免震機構とを併用する場合と比べて、設置する免震機構の数を少なくすることができるため、免震機構の製作および施工に係るコストおよび時間を削減することができる。
【００４６】
以上、本発明による免震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、上記の実施形態では、可動子４には第１〜第３上部転動部材４２Ａ〜４２Ｃ、および第１〜第３下部転動部材４３Ａ〜４３Ｃが１つずつ設けられているが、複数ずつ設けられていてもよい。
また、上記の実施形態では、上部転動部材４２および下部転動部材４３はローラーであるが、ローラーに代わってベアリングとしてもよい。
【００４７】
また、図１５に示すように、上部転動部材４６Ａ，４６Ａ…がそれぞれ本体部４１に設けられたバネ４６１Ａ，４６１Ａ…によって上方に付勢されていて、下部転動部材４７Ａ，４７Ａ，…がそれぞれ本体部４１に設けられたバネ４７１Ａ，４７１Ａ…によって下方に付勢されていてもよい。
このようにすることにより、上部転動部材４６Ａ，４６Ａ…が上部傾斜面２１との接触した際の衝撃をバネ４６１Ａ，４６１Ａ…が吸収することができ、可動子４が上部傾斜面２１の上部勾配切り替わり部分２１ｂをスムーズに通過することができる。また、下部転動部材４７Ａ，４７Ａ…が下部傾斜面３１との接触した際の衝撃をバネ４７１Ａ，４７１Ａ…が吸収することができ、可動子４が下部傾斜面３１の下部勾配切り替わり部分３１ｂをスムーズに通過することができる。
【００４８】
なお、図１５に示す免震機構１Ａでは、バネ４６１Ａ，４７１Ａがそれぞれ本体部４１の内部に配置された状態で本体部４１に支持されているが、図１６に示す免震機構１Ｂのように、上部転動部材４６Ｂ，４６Ｂ…を付勢するバネ４６１Ｂ，４６１Ｂ…および下部転動部材４７Ｂ，４７Ｂ…を付勢するバネ４７１Ｂ，４７１Ｂ…がそれぞれ本体部４１の外部に配置された状態で本体部４１に支持されていてもよい。
【００４９】
また、上記の実施形態では、上部転動部材４２および下部転動部材４３は、減衰材４２３，４３３を有しているが、減衰材４２３，４３３を有していなくてもよい。
また、上記の実施形態では、上部摺動部材４４および下部摺動部材４５は縁部が面取りされているが、面取りされていなくてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１，１Ａ，１Ｂ  免震機構
２  上部案内部材
３  下部案内部材
４  可動子
５  交差部
１１  上部構造体
１２  下部構造体
１３  免震層
２１  上部傾斜面
２１ａ  上部屈曲部
２１ｂ  上部勾配切り替わり部分
３１  下部傾斜面
３１ａ  下部屈曲部
３１ｂ  下部勾配切り替わり部分
４１  本体部
４２，４６Ａ，４６Ｂ  上部転動部材
４２Ａ  第１上部転動部材
４２Ｂ  第２上部転動部材
４２Ｃ  第３上部転動部材
４３，４７Ａ，４７Ｂ  下部転動部材
４３Ａ  第１下部転動部材
４３Ｂ  第２下部転動部材
４３Ｃ  第３下部転動部材
４４  上部摺動部材
４４Ａ  第１上部摺動部材
４４Ｂ  第２上部摺動部材
４５  下部摺動部材
４５Ａ  第１下部摺動部材
４５Ｂ  第２下部摺動部材
４２３，４３３  減衰材
【図１】
0006573116.tif 000004
【図２】
0006573116.tif 000005
【図３】
0006573116.tif 000006
【図４】
0006573116.tif 000007
【図５】
0006573116.tif 000008
【図６】
0006573116.tif 000009
【図７】
0006573116.tif 000010
【図８】
0006573116.tif 000011
【図９】
0006573116.tif 000012
【図１０】
0006573116.tif 000013
【図１１】
0006573116.tif 000014
【図１２】
0006573116.tif 000015
【図１３】
0006573116.tif 000016
【図１４】
0006573116.tif 000017
【図１５】
0006573116.tif 000018
【図１６】
0006573116.tif 000019