(57)【要約】【課題】  地震時の上部建物と基礎との水平方向の相対変位量を水平面上３６０°全方向において方向依存性なく正確に知ることができて、該相対変位量に対応して減衰力の調整を行うことができ、想定外の大地震時に相対変位量が限界変位を超えることを確実に防止できる免震流体ダンパ装置を提供すること。【解決手段】  上部建物２又は基礎１のうち一方に固定された円盤状被検出体１４と、他方に固定され、かつ、円盤状被検出体１４の略中心位置が検出原点となるように該円盤状被検出体１４に対向して位置されており、地震時に上部建物２と基礎１との水平方向の相対変位量を知るために円盤状被検出体１４との相対変位量が該円盤状被検出体１４の半径長さを超えた否かを検出する検出器１２と、検出器１４からの検出信号に基づいて減衰力を一段切替えて調整しうる減衰力調整手段を有する流体ダンパ１１とを備えた免震流体ダンパ装置。【選択図】  図１
2005048549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
免震支承との併用によって免震装置を構成し、地震時の基礎と上部建物との相対的な揺れのエネルギーを吸収してこの揺れを低減させる免震流体ダンパ装置において、上部建物又は基礎のうち一方に固定された被検出体、及び上部建物又は基礎のうち他方に固定された検出器からなり、地震時の上部建物と基礎との水平方向の相対変位量を水平面上３６０°全方向において知るための変位量検出手段と、前記変位量検出手段の前記検出器からの検出信号に基づいて減衰力を調整する減衰力調整手段を有する流体ダンパと、を備えたことを特徴とする免震流体ダンパ装置。
【請求項２】
免震支承との併用によって免震装置を構成し、地震時の基礎と上部建物との相対的な揺れのエネルギーを吸収してこの揺れを低減させる免震流体ダンパ装置において、上部建物又は基礎のうち一方に固定された円盤状被検出体と、上部建物又は基礎のうち他方に固定され、かつ、前記円盤状被検出体の略中心位置が検出原点となるように該円盤状被検出体に対向して位置されており、地震時に上部建物と基礎との水平方向の相対変位量を知るために前記円盤状被検出体との相対変位量が該円盤状被検出体の半径長さを超えた否かを検出する検出器と、前記検出器からの検出信号に基づいて減衰力を一段切替えて調整しうる減衰力調整手段を有する流体ダンパと、を備えたことを特徴とする免震流体ダンパ装置。
【請求項３】
免震支承との併用によって免震装置を構成し、地震時の基礎と上部建物との相対的な揺れのエネルギーを吸収してこの揺れを低減させる免震流体ダンパ装置において、上部建物又は基礎のうち一方に固定され、互いに半径長さが異なる複数の円盤状被検出体と、上部建物又は基礎のうち他方に固定され、かつ、前記複数の円盤状被検出体の各々に対して該円盤状被検出体の略中心位置が検出原点となるように該円盤状被検出体に対向して位置されており、地震時に上部建物と基礎との水平方向の相対変位量を知るために前記各円盤状被検出体との相対変位量が該円盤状被検出体の半径長さを超えた否かを検出する複数の検出器と、これら複数の検出器からの検出信号に基づいて減衰力を複数段階レベルに調整しうる減衰力調整手段を有する流体ダンパと、を備えたことを特徴とする免震流体ダンパ装置。
【請求項４】
免震支承との併用によって免震装置を構成し、地震時の基礎と上部建物との相対的な揺れのエネルギーを吸収してこの揺れを低減させる免震流体ダンパ装置において、上部建物又は基礎のうち一方に固定され、円錐状若しくは逆円錐状の被検出面又は階段円錐状若しくは逆階段円錐状の被検出面を有する被検出体と、上部建物又は基礎のうち他方に固定され、かつ、前記被検出体の前記被検出面の略中心位置が検出原点となるように該被検出面に対向して位置されており、地震時に上部建物と基礎との水平方向の相対変位量を知るために地震時連続的又はほぼ連続的に変化する前記被検出面との距離を検出する検出器と、前記検出器からの検出信号に基づいて減衰力を連続的又はほぼ連続的に調整しうる減衰力調整手段を有する流体ダンパと、を備えたことを特徴とする免震流体ダンパ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、免震支承との併用によって免震装置を構成し、地震時の揺れのエネルギーを吸収して揺れを低減させる免震流体ダンパ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
免震装置は、一般に免震支承とダンパ装置（又はダンパ以外の減衰材）とにより構成されている。転がり支承や滑り支承などの免震支承は、上部建物とその基礎との間に設けられ、上部建物の荷重を支えるとともに、地震時には上部建物と基礎とを水平方向に相対変位させ緩やかな揺れに変えて地盤の揺れから上部建物を絶縁するためのものである。免震支承は、地震時には揺れに対して水平面上３６０°どの方向へも上部建物を水平移動させることができ、方向性を持たず全方向に機能しうるものである。また、ダンパ装置は、地震時の基礎と上部建物との相対的な揺れのエネルギーを吸収し、この揺れを低減させるためのものである。
【０００３】
従来、ダンパ装置の一例として、特開２００２−２２７９２５号公報に可変減衰装置が提案されている。この可変減衰装置は、図１４に示すように、ピストン・シリンダ型のオイルダンパ５１、変位計６０及び演算装置５７を備えている。オイルダンパ５１は、ピストン５２の前後の同一内径の油室５３，５４を連通管５５で接続し、連通管５５の途中位置に設置した電磁比例弁５６の開度により抵抗値を適宜多段階に又は連続的に変える構成である。ピストン５２の移動に伴う二つの油室５３，５４間でのオイルの移動に抵抗を与え、その流体抵抗により減衰力（抵抗値）を発揮させるものであり、電磁比例弁５６の絞り量が、演算装置５７からの制御信号（指令値Ｃ）に従って可変制御されるようになっている。この場合、例えば、シリンダ側が基礎に固定され、ピストンロッド先端側が上部建物に固定されるものと考えられる。
【０００４】
前記演算装置５７への入力として、オイルダンパ５１のシリンダ５８の左端部へ突き出したピストンロッド５９のストロークを計測する変位計６０が設置されている。変位計６０が計測したピストンロッドストローク（変位信号Ｘ）を入力する演算装置５７は、ローパスフィルター６１へ通してフィルター処理された変位信号Ｘと、変位信号Ｘを基にして微分演算６２して求め速度信号Ｖと、予め定められた定数ωとから、ダンパ５１の状態量を示す指標Ｉを求める。そして、演算装置５７は、指標Ｉに基づいて電磁比例弁５６の絞り量を規定する減衰指令値Ｃを算出し、これを制御信号として電磁比例弁５６に与えて電磁比例弁５６の絞りを制御するようにしている。
【０００５】
これにより、この可変減衰装置は、減衰力を適宜多段階にまたは連続的に切り替えることにより、風などによる小振幅時にはそれなりに適正な減衰作用により加速度を最大限度に抑える効果を発揮し、地震による大振幅時には加速度が大きくなるけれども、ダンパの変位量を最大限度に抑えることにより減衰装置の破壊を防ぐようにしている。
【０００６】
ところで免震装置では、通常、想定される地震における上部建物と基礎（地盤）との水平方向の相対変位を予測し、この相対変位に応じて免震支承及びダンパ装置の限界変位が決められている。この場合、想定外の大地震が発生すると、上部建物と基礎との相対変位が前記限界変位を超えることとなり、ストッパーとの衝突によって上部建物に極めて大きな衝撃が発生する可能性や、免震支承自体やダンパ装置自体が壊れたりする可能性がある。このため、想定外の大地震時に上部建物と基礎との相対変位が前記限界変位を超えないようにする必要がある。
【０００７】
前述した可変減衰装置では、地震時の上部建物と基礎との水平方向の相対変位に応じて減衰力の調整を行うに際し、オイルダンパ５１のピストンロッド５９のストロークを計測するようにしたものであるから、水平面における地震振動方向によっては上部建物と基礎との実際の相対変位量を計測できないものであった。例えば、建物用免震装置において基礎平面の四隅それぞれに、オイルダンパ５１を互いに直交する方向に２個設置する場合、地震振動が２個のオイルダンパ５１に挟まれた４５°の方向へ発生したとき、各オイルダンパ５１のピストンロッド５９のストローク量は、上部建物と基礎との相対変位量の１／√２の大きさになる。このため、オイルダンパ５１のストローク自体は限界変位に達していなくても、免震支承の変位量はオイルダンパ５１のストローク量の√２倍となり、免震支承がその限界変位を超えて破損するというおそれがあった。
【特許文献１】特開２００２−２２７９２５号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明は、地震時の上部建物と基礎との水平方向の相対変位量を水平面上３６０°全方向において方向依存性なく正確に知ることができるとともに、該相対変位量に対応して減衰力の調整を行うことができ、これにより想定外の大地震時に上部建物と基礎との相対変位量が限界変位を超えることを確実に防止できる免震流体ダンパ装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本願発明は次の技術的手段を講じている。
【００１０】
請求項１の発明は、免震支承との併用によって免震装置を構成し、地震時の基礎と上部建物との相対的な揺れのエネルギーを吸収してこの揺れを低減させる免震流体ダンパ装置において、上部建物又は基礎のうち一方に固定された被検出体、及び上部建物又は基礎のうち他方に固定された検出器からなり、地震時の上部建物と基礎との水平方向の相対変位量を水平面上３６０°全方向において知るための変位量検出手段と、前記変位量検出手段の前記検出器からの検出信号に基づいて減衰力を調整する減衰力調整手段を有する流体ダンパと、を備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２の発明は、免震支承との併用によって免震装置を構成し、地震時の基礎と上部建物との相対的な揺れのエネルギーを吸収してこの揺れを低減させる免震流体ダンパ装置において、上部建物又は基礎のうち一方に固定された円盤状被検出体と、上部建物又は基礎のうち他方に固定され、かつ、前記円盤状被検出体の略中心位置が検出原点となるように該円盤状被検出体に対向して位置されており、地震時に上部建物と基礎との水平方向の相対変位量を知るために前記円盤状被検出体との相対変位量が該円盤状被検出体の半径長さを超えた否かを検出する検出器と、前記検出器からの検出信号に基づいて減衰力を一段切替えて調整しうる減衰力調整手段を有する流体ダンパと、を備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３の発明は、免震支承との併用によって免震装置を構成し、地震時の基礎と上部建物との相対的な揺れのエネルギーを吸収してこの揺れを低減させる免震流体ダンパ装置において、上部建物又は基礎のうち一方に固定され、互いに半径長さが異なる複数の円盤状被検出体と、上部建物又は基礎のうち他方に固定され、かつ、前記複数の円盤状被検出体の各々に対して該円盤状被検出体の略中心位置が検出原点となるように該円盤状被検出体に対向して位置されており、地震時に上部建物と基礎との水平方向の相対変位量を知るために前記各円盤状被検出体との相対変位量が該円盤状被検出体の半径長さを超えた否かを検出する複数の検出器と、これら複数の検出器からの検出信号に基づいて減衰力を複数段階レベルに調整しうる減衰力調整手段を有する流体ダンパと、を備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４の発明は、免震支承との併用によって免震装置を構成し、地震時の基礎と上部建物との相対的な揺れのエネルギーを吸収してこの揺れを低減させる免震流体ダンパ装置において、上部建物又は基礎のうち一方に固定され、円錐状若しくは逆円錐状の被検出面又は階段円錐状若しくは逆階段円錐状の被検出面を有する被検出体と、上部建物又は基礎のうち他方に固定され、かつ、前記被検出体の前記被検出面の略中心位置が検出原点となるように該被検出面に対向して位置されており、地震時に上部建物と基礎との水平方向の相対変位量を知るために地震時連続的又はほぼ連続的に変化する前記被検出面との距離を検出する検出器と、前記検出器からの検出信号に基づいて減衰力を連続的又はほぼ連続的に調整しうる減衰力調整手段を有する流体ダンパと、を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の免震流体ダンパ装置によれば、変位量検出手段により、地震時の上部建物と基礎との水平方向の相対変位量を水平面上３６０°全方向において方向依存性なく正確に知ることができる。そして、想定外の大地震時には、変位量検出手段の検出器からの検出信号に基づいて減衰力調整手段によって流体ダンパの減衰力を高めて、上部建物と基礎との相対変位量が免震支承あるいは免震流体ダンパ装置の限界変位を超えることを確実に防止することができる。
【００１５】
請求項２の免震流体ダンパ装置によれば、上部建物又は基礎のうち一方に円盤状被検出体を固定し、他方に、前記円盤状被検出体の略中心位置が検出原点となるように検出器を固定しているので、検出器によって円盤状被検出体との相対変位量を検出することで、地震時の上部建物と基礎との水平方向の相対変位量を、水平面上３６０°全方向において方向依存性なく正確に知ることができる。そして、検出器によって円盤状被検出体との相対変位量が該円盤状被検出体の半径長さを超えたことを検出することにより、想定外の大地震時には、検出器からの検出信号に基づいて減衰力調整手段によって流体ダンパの減衰力を一段切替えて高め、上部建物と基礎との相対変位量が免震支承あるいは免震流体ダンパ装置の限界変位を超えることを確実に防止することができる。
【００１６】
請求項３の免震流体ダンパ装置によれば、上部建物又は基礎のうち一方に固定され、互いに半径長さが異なる複数の円盤状被検出体と、上部建物又は基礎のうち他方に固定され、前記複数の円盤状被検出体との相対変位量が該円盤状被検出体の半径長さを超えた否か検出する複数の検出器とを備えているので、地震時の上部建物と基礎との水平方向の相対変位量の複数段階レベルでの変化を、水平面上３６０°全方向において方向依存性なく正確に知ることができる。そして、各検出器からの検出信号に基づいて減衰力調整手段によって流体ダンパの減衰力を複数段階レベルに調整することができるので、想定される相対変位量の地震時には建物応答加速度を抑制して免震効果の低下（免震性の悪化）を防ぐことができる。さらに、想定外の大地震時には流体ダンパの減衰力を高めて、上部建物と基礎との相対変位量が免震支承あるいは免震流体ダンパ装置の限界変位を超えることを確実に防止することができる。
【００１７】
請求項４の免震流体ダンパ装置によれば、上部建物又は基礎のうち一方に円錐状若しくは逆円錐状又は階段円錐状若しくは逆階段円錐状の被検出面を有する被検出体を固定し、他方に、前記被検出面の略中心位置が検出原点となるように検出器を固定しているので、検出器によって前記被検出面との距離を検出することで、地震時の上部建物と基礎との水平方向の相対変位量の連続的又はほぼ連続的変化を、水平面上３６０°全方向において方向依存性なく正確に知ることができる。そして、検出器からの検出信号に基づいて減衰力調整手段によって流体ダンパの減衰力を連続的又はほぼ連続的に調整することができるので、想定される相対変位量の地震時には、例えば相対変位量の大きさにかかわらず減衰力ができるだけ一定となるように減衰力調整手段によって調整を行うことで、より効果的に建物応答加速度を抑制して免震効果の低下を防ぐことができる。さらに、想定外の大地震時には流体ダンパの減衰力を高めて、上部建物と基礎との相対変位量が免震支承あるいは免震流体ダンパ装置自体の限界変位を超えることを確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１９】
まず、図１〜図４を参照して本発明の第１実施形態による免震流体ダンパ装置について説明する。
【００２０】
図１は本発明の第１実施形態による免震流体ダンパ装置の検出器及びオイルダンパを基礎上に設置する場合の一例を示す平面図、図２は図１におけるオイルダンパの構成説明図、図３は図１における検出器と円盤状被検出体を説明するための断面図、図４は図１におけるオイルダンパの減衰力調整手段の構成説明図である。
【００２１】
図１に示すように、上部建物（例えば戸建住宅建物）の平面視矩形をなす基礎１上に、複数の転がり免震支承３が設置されている。また、２個のピストン・シリンダ型のオイルダンパ１１が、互いのピストンロッド１１ａの延長線が直交し、かつ、捻れの発生を極力抑制するために延長線の交点に図心又は上部建物重心が存在するように設置されている。また、基礎１の中央部付近に、検出器として１個の近接スイッチ１２がセンサ取付け部材１３を介して固定されている。
【００２２】
オイルダンパ１１は、図２に示すように、そのシリンダ１１ｂの基端部がシリンダ取付け部材によって基礎１に固定されるとともに、ピストンロッド１１ａの先端部がロッド取付け部材によって上部建物２（詳しくは上部建物２の架台）に固定されている。
【００２３】
前記図１において想像線で示す１４は、１個の円盤状被検出体である。この金属製、例えばステンレス鋼製の円盤状被検出体１４は、半径長さｒの円板状面１４ａを有し、図３に示すように、上部建物２（上部建物２の架台）に固定されている。そして、近接スイッチ１２は、図３の（ａ）に示すように、地震のない通常時における円盤状被検出体１４の円板状面１４ａの略中心位置が検出原点となるように円盤状被検出体１４に対向して位置する状態で、基礎１にセンサ取付け部材１３を介して固定されている。近接スイッチ１２は、地震時に円盤状被検出体１４との相対変位量が円盤状被検出体１４の半径長さｒを超えたとき、その旨を示す被検出体オフ検出信号を出力するものである。円盤状被検出体１４及び近接スイッチ１２は、地震時の上部建物２と基礎１との水平方向の相対変位量を水平面上３６０°全方向において方向依存性なく知るための変位量検出手段を構成している。
【００２４】
作動流体にほぼ非圧縮性に近い流体であるオイルを用いたオイルダンパ１１は、図４に示すように、減衰力調整手段１５を備えている。減衰力調整手段１５は、ピストン１１ｃの前後の２つのシリンダ室１１ｄ，１１ｅを第１絞り弁１６ａを介して連通する第１オイル流路１６と、第１オイル流路１６と並列をなし、第１オイル流路１６のシリンダ室１１ｄ側から分岐し、第２絞り弁１７ａ及び第１流路開閉弁１７ｂを介して第１オイル流路１６のシリンダ室１１ｅ側に合流する第２オイル流路１７と、近接スイッチ１２からの被検出体オフ検出信号を受けて、第１流路開閉弁１７ｂを閉じる信号を出力する信号インターフェース１８とにより構成されている。
【００２５】
次に、このように構成される免震流体ダンパ装置の動作を説明する。この免震流体ダンパ装置では、上部建物２又は基礎１のうち一方に円盤状被検出体１４を固定し、他方に、円盤状被検出体１４の略中心位置が検出原点となるように近接スイッチ１２を固定しているので、近接スイッチ１２によって円盤状被検出体１４との相対変位量を検出することで、地震時の上部建物２と基礎１との水平方向の相対変位量を、水平面上３６０°全方向において方向依存性なく正確に知ることができる。
【００２６】
地震時、近接スイッチ１２は、円盤状被検出体１４との相対変位量が円盤状被検出体１４の半径長さｒを下回る状態では、信号インターフェース１８に被検出体オフ検出信号を出力しない。この状態では、オイルダンパ１１の２つのシリンダ室１１ｄ，１１ｅ間は、第１オイル流路１６及び第２オイル流路１７により連通されている。そして、想定外の大地震時、図３（ｂ）に示すように、近接スイッチ１２の検出領域から円盤状被検出体１４が外れると、近接スイッチ１２は、円盤状被検出体１４との相対変位量が半径長さｒを超えたことを検出し、信号インターフェース１８に被検出体オフ検出信号を出力する。そうすると、第１流路開閉弁１７ｂが閉じて、シリンダ室１１ｄ，１１ｅ間が第１絞り弁１６ａを有する第１オイル流路１６のみによって連通される状態となり、オイルの流体抵抗が高まってオイルダンパ１１の減衰力が大きくなる。
【００２７】
このように、想定外の大地震時には、減衰力調整手段１５によってオイルダンパ１１の減衰力を一段切替えて高め、上部建物２と基礎１との相対変位量が転がり免震支承３あるいはオイルダンパ１１自体の限界変位を超えることを確実に防止することができる。
【００２８】
なお、前記減衰力調整手段１５については、図４に示す構成に限定されず、例えば、互いに絞り量を変えた絞り弁を設けた２つのオイル流路を、近接スイッチ１２からの被検出体オフ検出信号に基づいて流路切替弁によって切り替えるように構成してもよい。また、近接スイッチ１２に代えて例えば渦電流変位センサ、又はレーザ変位計を使用し、円板状面１４ａとの間隔距離の変化から円盤状被検出体１４との相対変位量が円盤状被検出体１４の半径長さｒを超えた否かを検出するように構成してもよい。
【００２９】
次に、図５〜図７を参照して本発明の第２実施形態による免震流体ダンパ装置について説明する。
【００３０】
図５は本発明の第２実施形態による免震流体ダンパ装置の検出器及びオイルダンパを基礎上に設置する場合の一例を示す平面図、図６は図５における検出器と円盤状被検出体を説明するための断面図、図７は図５におけるオイルダンパの減衰力調整手段の構成説明図である。ここで、前記第１実施形態の構成と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略し、異なる点について説明する。なお、本実施形態のオイルダンパ２１と前記第１実施形態のオイルダンパ１１とは、その減衰力調整手段が異なる点以外は配置を含めて同一構成である。
【００３１】
図５に示すように、基礎１上に複数の転がり免震支承３と２個のオイルダンパ２１が設置されている。また、基礎１の中央部付近に、検出器として２個の近接スイッチ２２Ａ，２２Ｂがセンサ取付け部材２３を介して固定されている。図５において想像線で示す２４Ａ，２４Ｂは、大小２個の円盤状被検出体である。この例えばステンレス鋼製などの２個の円盤状被検出体２４Ａ，２４Ｂは、図６に示すように、上部建物２（上部建物２の架台）に固定されている。小さい方の円盤状被検出体２４Ａは半径長さｒ１の円板状面２４Ａａを有し、大きい方の円盤状被検出体２４Ｂは、ｒ１より大きい半径長さｒ２の円板状面２４Ｂａを有している。
【００３２】
そして、図６に示すように、一方の近接スイッチ２２Ａが、地震のない通常時における円盤状被検出体２４Ａの円板状面２４Ａａの略中心位置が検出原点となるように円盤状被検出体２４Ａに対向して位置する状態で、基礎１にセンサ取付け部材２３を介して固定されている。同様にして、他方の近接スイッチ２２Ｂが、大きい方の円盤状被検出体２４Ｂに対向して位置する状態で基礎１にセンサ取付け部材２３を介して固定されている。近接スイッチ２２Ａは、地震時に小さい方の円盤状被検出体２４Ａとの相対変位量が前記半径長さｒ１を超えたとき、その旨を示す被検出体オフ検出信号を出力するものである。また、近接スイッチ１２Ｂは、地震時に大きい方の円盤状被検出体２４Ｂとの相対変位量が前記半径長さｒ２を超えたとき、その旨を示す被検出体オフ検出信号を出力するものである。円盤状被検出体２４Ａ，２４Ｂ及び近接スイッチ２２Ａ，２２Ｂは、変位量検出手段を構成している。
【００３３】
オイルダンパ２１の減衰力調整手段２５は、図７に示すように、２つのシリンダ室１１ｄ，１１ｅを第１絞り弁２６ａを介して連通する第１オイル流路２６と、第１オイル流路２６と並列をなし、途中に第２絞り弁２７ａ及び第１流路開閉弁２７ｂが設けられた第２オイル流路２７と、第１オイル流路２６と並列をなし、途中に第３絞り弁２８ａ及び第２流路開閉弁２８ｂが設けられた第３オイル流路２８と、第１信号インターフェース２９Ａと、第２信号インターフェース２９Ｂとにより構成されている。第１信号インターフェース２９Ａは、小さい方の円盤状被検出体２４Ａに対応する近接スイッチ２２Ａからの被検出体オフ検出信号を受けて、第２流路開閉弁２８ｂを閉じる信号を出力するものである。また、第２信号インターフェース２９Ｂは、大きい方の円盤状被検出体２４Ｂに対応する近接スイッチ２２Ｂからの被検出体オフ検出信号を受けて、第１流路開閉弁２７ｂを閉じる信号を出力するものである。
【００３４】
次に、このように構成される免震流体ダンパ装置の動作を説明する。この免震流体ダンパ装置は、上部建物２又は基礎１のうち一方に固定され、互いに半径長さが異なる円盤状被検出体２４Ａ，２４Ｂと、他方に固定され、円盤状被検出体２４Ａ，２４Ｂとの相対変位量が該円盤状被検出体２４Ａ，２４Ｂの半径長さｒ１，ｒ２を超えた否か検出する近接スイッチ２２Ａ，２２Ｂとを備えている。これにより、地震時の上部建物２と基礎１との水平方向の相対変位量の複数段階レベルでの変化、本例では３段階レベルでの変化を、水平面上３６０°全方向において方向依存性なく正確に知ることができる。
【００３５】
地震時、近接スイッチ２２Ａと小さい方の円盤状被検出体２４Ａとの相対変位量が円盤状被検出体２４Ａの半径長さｒ１を下回る状態では、２つの近接スイッチ２２Ａ，２２Ｂは被検出体オフ検出信号を出力しない。この状態では、オイルダンパ２１の２つのシリンダ室１１ｄ，１１ｅ間は、３つのオイル流路２６，２７，２８により連通されている。そして、さらに揺れが大きくなり、近接スイッチ２２Ａの検出領域から円盤状被検出体２４Ａが外れると、近接スイッチ２２Ａは、円盤状被検出体２４Ａとの相対変位量が半径長さｒ１を超えたことを検出し、第1信号インターフェース２９Ａに被検出体オフ検出信号を出力する。そうすると、第２流路開閉弁２８ｂが閉じて、シリンダ室１１ｄ，１１ｅ間が２つのオイル流路２６，２７によって連通される状態となり、上部建物２と基礎１との相対変位量が半径長さｒ１を下回る場合に比べてオイルの流体抵抗が高まってオイルダンパ２１の減衰力が大きくなる。
【００３６】
そして、想定外の大地震により、近接スイッチ２２Ｂの検出領域から大きい方の円盤状被検出体２４Ｂが外れて、両者の相対変位量が円盤状被検出体２４Ｂの半径長さｒ２を超えると、それまでの近接スイッチ２２Ａに加えて、新たに近接スイッチ２２Ｂからも被検出体オフ検出信号が出力される。そうすると、それまでの第２流路開閉弁２８ｂに加えて、新たに第１流路開閉弁２７ｂが閉じて、シリンダ室１１ｄ，１１ｅ間が第１絞り弁２６ａを有する第１オイル流路２６のみによって連通される状態となる。その結果、上部建物２と基礎１との相対変位量が半径長さｒ２を下回る場合に比べてオイルの流体抵抗が高まってオイルダンパ２１の減衰力が大きくなる。
【００３７】
このように、各近接スイッチ２２Ａ，２２Ｂからの被検出体オフ検出信号に基づいて減衰力調整手段２５によってオイルダンパ２１の減衰力を本例では３段階レベルに調整することができるので、想定される相対変位量の地震時には建物応答加速度を抑制して免震効果の低下を防ぐことができる。さらに、想定外の大地震時にはオイルダンパ２１の減衰力を高めて、上部建物２と基礎１との相対変位量が転がり免震支承３あるいはオイルダンパ２１自体の限界変位を超えることを確実に防止することができる。
【００３８】
次に、図８〜図１０を参照して本発明の第３実施形態による免震流体ダンパ装置について説明する。
【００３９】
図８は本発明の第３実施形態による免震流体ダンパ装置の検出器及びオイルダンパを基礎上に設置する場合の一例を示す平面図、図９は図８における検出器と被検出体を説明するための断面図、図１０は図８におけるオイルダンパの減衰力調整手段の構成説明図である。ここで、前記第１実施形態の構成と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略し、異なる点について説明する。なお、本実施形態のオイルダンパ３１と前記第１実施形態のオイルダンパ１１とは、その減衰力調整手段が異なる点以外は配置を含めて同一構成である。
【００４０】
図８に示すように、基礎１上に複数の転がり免震支承３と２個のオイルダンパ３１が設置されている。また、基礎１の中央部付近に、検出器として1個のレーザ変位計３２がセンサ取付け部材３３を介して固定されている。図８において想像線で示す３４は、逆階段円錐状被検出面３４ａを有する1個の被検出体である。このステンレス鋼製の被検出体３４は、図９に示すように、互いに異なる複数個の直径部を同心に形成してなる逆階段円錐状被検出面３４ａを有し、上部建物２（上部建物２の架台）に固定されている。なお、前記被検出体３４に代えて、内側に階段円錐状被検出面が形成された被検出体を上部建物２に固定するようにしてもよい。
【００４１】
レーザ変位計３２は、図９に示すように、地震のない通常時における被検出体３４の逆階段円錐状被検出面３４ａの略中心位置が検出原点となるように被検出体３４に対向して位置する状態で、基礎１にセンサ取付け部材３３を介して固定されている。レーザ変位計３２は、地震時に上部建物２と基礎１との水平方向の相対変位量を知るために地震時ほぼ連続的に変化する逆階段円錐状被検出面３４ａとの距離を検出し、その変位量検出信号を出力するものである。被検出体３４及びレーザ変位計３２は、地震時の上部建物２と基礎１との水平方向の相対変位量を水平面上３６０°全方向において方向依存性なく知るための変位量検出手段を構成している。
【００４２】
オイルダンパ３１の減衰力調整手段３５は、図１０に示すように、２つのシリンダ室１１ｄ，１１ｅ間を比例絞り弁３６ａを介して連通するオイル流路３６と、レーザ変位計３２からの変位量検出信号を受けて、比例絞り弁３６ａの絞り量を変位量検出信号に対応して制御する信号を出力する信号インターフェース３７とにより構成されている。
【００４３】
次に、このように構成される免震流体ダンパ装置の動作を説明する。この免震流体ダンパ装置は、上部建物２又は基礎１のうち一方に逆階段円錐状被検出面３４ａを有する被検出体３４を固定し、他方に、逆階段円錐状被検出面３４ａの略中心位置が検出原点となるようにレーザ変位計３２を固定してある。これにより、レーザ変位計３２によって逆階段円錐状被検出面３４ａとの距離を検出することで、地震時の上部建物２と基礎１との水平方向の相対変位量のほぼ連続的変化を水平面上３６０°全方向において方向依存性なく正確に知ることができる。
【００４４】
地震時、上部建物２と基礎１との水平方向の相対変位によりレーザ変位計３２と逆階段円錐状被検出面３４ａとの距離がほぼ連続的に変化し、揺れが大きくなるに従って増大し、レーザ変位計３２は、そのことを示す変位量検出信号を出力する。これにより、比例絞り弁３６ａの絞り量を変位量検出信号の大きさに対応して制御して、オイルダンパ３１の減衰力をほぼ連続的に調整することができる。
【００４５】
このように、レーザ変位計３２からの変位量検出信号に基づいて減衰力調整手段３５によってオイルダンパ３１の減衰力をほぼ連続的に調整することができるので、想定される相対変位量の地震時にはより効果的に建物応答加速度を抑制して免震効果の低下を防ぐことができる。さらに、想定外の大地震時にはオイルダンパ３１の減衰力を高めて、上部建物２と基礎１との相対変位量が転がり免震支承３あるいはオイルダンパ３１自体の限界変位を超えることを確実に防止することができる。
【００４６】
次に、図１１〜図１３を参照して本発明の第４実施形態による免震流体ダンパ装置について説明する。
【００４７】
図１１は本発明の第４実施形態による免震流体ダンパ装置の検出器及びオイルダンパを基礎上に設置する場合の一例を示す平面図、図１２は図１１における検出器と被検出体を説明するための断面図、図１３は図１１におけるオイルダンパの減衰力調整手段の構成説明図である。ここで、前記第１実施形態の構成と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略し、異なる点について説明する。なお、本実施形態のオイルダンパ４１と前記第１実施形態のオイルダンパ１１とは、その減衰力調整手段が異なる点以外は配置を含めて同一構成である。
【００４８】
図１１に示すように、基礎１上に複数の転がり免震支承３と２個のオイルダンパ４１が設置されている。また、基礎１の中央部付近に、検出器として1個のレーザ変位計４２がセンサ取付け部材４３を介して固定されている。図１１において想像線で示す４４は、逆円錐状被検出面４４ａを有する1個の被検出体である。この例えばステンレス鋼製などの被検出体４４は、図１２に示すように、上部建物２（上部建物２の架台）に固定されている。なお、前記被検出体４４に代えて、内側に円錐状被検出面が形成された被検出体を上部建物２に固定するようにしてもよい。
【００４９】
レーザ変位計４２は、図１２に示すように、地震のない通常時における被検出体４４の逆円錐状被検出面４４ａの略中心位置が検出原点となるように被検出体４４に対向して位置する状態で、基礎１にセンサ取付け部材４３を介して固定されている。レーザ変位計４２は、地震時に上部建物２と基礎１との水平方向の相対変位量を知るために地震時連続的に変化する逆円錐状被検出面４４ａとの距離を検出し、その変位量検出信号を出力するものである。被検出体４４及びレーザ変位計４２は、地震時の上部建物２と基礎１との水平方向の相対変位量を水平面上３６０°全方向において方向依存性なく知るための変位量検出手段を構成している。
【００５０】
オイルダンパ４１の減衰力調整手段４５は、図１３に示すように、２つのシリンダ室１１ｄ，１１ｅ間を比例絞り弁４６ａを介して連通するオイル流路４６と、レーザ変位計４２からの変位量検出信号を受けて、比例絞り弁４６ａの絞り量（開度）を変位量検出信号に対応して制御する信号を出力する信号インターフェース４７とにより構成されている。
【００５１】
次に、このように構成される免震流体ダンパ装置の動作を説明する。この免震流体ダンパ装置は、上部建物２又は基礎１のうち一方に逆円錐状被検出面４４ａを有する被検出体４４を固定し、他方に、逆円錐状被検出面４４ａの略中心位置が検出原点となるようにレーザ変位計４２を固定してある。これにより、レーザ変位計４２によって逆円錐状被検出面４４ａとの距離を検出することで、地震時の上部建物２と基礎１との水平方向の相対変位量の連続的変化を水平面上３６０°全方向において方向依存性なく正確に知ることができる。
【００５２】
地震時、上部建物２と基礎１との水平方向の相対変位によりレーザ変位計４２と逆円錐状被検出面４４ａとの距離が連続的に変化し、揺れが大きくなるに従って増大し、レーザ変位計４２はそのことを示す変位量検出信号を出力する。これにより、比例絞り弁４６ａの絞り量を変位量検出信号の大きさに対応して制御して、オイルダンパ４１の減衰力を連続的に調整することができる。
【００５３】
このように、レーザ変位計４２からの変位量検出信号に基づいて減衰力調整手段４５によりオイルダンパ４１の減衰力をほぼ連続的に調整することができる。よって、想定される相対変位量の地震時には、例えば相対変位量の大きさにかかわらず減衰力がほぼ一定となるように比例絞り弁４６ａの絞り量を制御することで前記第３実施形態に比べてより効果的に建物応答加速度を抑制して免震効果の低下を防ぐことができる。さらに、想定外の大地震時にはオイルダンパ４１の減衰力を高めて、上部建物２と基礎１との相対変位量が転がり免震支承３あるいはオイルダンパ４１自体の限界変位を超えることを確実に防止することができる。なお、前記第１〜第４の各実施形態による免震流体ダンパ装置は、バックアップ電源装置を備えることで停電したときにも支障なく動作することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１実施形態による免震流体ダンパ装置の検出器及びオイルダンパを基礎上に設置する場合の一例を示す平面図である。
【図２】図１におけるオイルダンパの本体構成説明図である。
【図３】図１における検出器と円盤状被検出体を説明するための断面図である。
【図４】図１におけるオイルダンパの減衰力調整手段の構成説明図である。
【図５】本発明の第２実施形態による免震流体ダンパ装置の検出器及びオイルダンパを基礎上に設置する場合の一例を示す平面図である。
【図６】図５における検出器と円盤状被検出体を説明するための断面図である。
【図７】図５におけるオイルダンパの減衰力調整手段の構成説明図である。
【図８】本発明の第３実施形態による免震流体ダンパ装置の検出器及びオイルダンパを基礎上に設置する場合の一例を示す平面図である。
【図９】図８における検出器と被検出体を説明するための断面図である。
【図１０】図８におけるオイルダンパの減衰力調整手段の構成説明図である。
【図１１】本発明の第４実施形態による免震流体ダンパ装置の検出器及びオイルダンパを基礎上に設置する場合の一例を示す平面図である。
【図１２】図１１における検出器と被検出体を説明するための断面図である。
【図１３】図１１におけるオイルダンパの減衰力調整手段の構成説明図である。
【図１４】従来技術を示すものであって、可変減衰装置のシステム構成図である。
【符号の説明】
【００５５】
１…基礎
２…上部建物
３…転がり免震支承
１１…オイルダンパ
１２…近接スイッチ
１４…円盤状被検出体
１５…減衰力調整手段
２１…オイルダンパ
２２Ａ，２２Ｂ…近接スイッチ
２４Ａ，２４Ｂ…円盤状被検出体
２５…減衰力調整手段
３１…オイルダンパ
３２…レーザ変位計
３４…被検出体，３４ａ…逆階段円錐状被検出面
３５…減衰力調整手段
４１…オイルダンパ
４２…レーザ変位計
４４…被検出体，４４ａ…逆円錐状被検出面
４５…減衰力調整手段
【図１】
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【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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