JP6325844B2 - 変位抑制装置及び免震装置 - Google Patents

Description

本発明は、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、及び、当該変位抑制装置を利用した免震装置に関する。

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装置が知られている。このような免震装置は、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、特許文献１及び２では、このような変位を抑制するための装置として、免震対象物に固定され、免震対象物の移動に伴って引張られる可撓性の長尺部材と、この長尺部材の張力によって回転される回転部材と、この回転部材に対してその回転に抗する減衰力を付与する減衰機構とを有する変位抑制装置が提案されている。

特開２０１３−２５３２号公報 特開２０１１−４３２２７号公報

しかし、上記のような変位抑制装置において十分な減衰力を得ようとすると減衰機構が大型化する。その結果、例えば、変位抑制装置を既存の免震装置に組み込むことが困難になる等の不都合が生じる。

従って、減衰機構を小型化できる変位抑制装置及び免震装置が提供されることが望ましい。

本発明の一態様に係る変位抑制装置は、可撓性の第１長尺部材と、前記第１長尺部材の張力が外周部に付与されて回転される入力回転部材と、前記入力回転部材と同軸に固定され、前記入力回転部材よりも径が大きい伝達回転部材と、前記伝達回転部材の外周部から力が伝達されて駆動される可動部材と、当該可動部材との相対移動の際に前記可動部材との間で減衰力を生じる固定部材と、を有する減衰機構と、を有する。

好適には、前記変位抑制装置は、可撓性を有し、前記伝達回転部材と前記可動部材とに架け渡され、前記伝達回転部材の回転を前記可動部材に伝達して前記可動部材を回転させる環状の第２長尺部材を更に有する。

好適には、前記第１長尺部材は、環状に形成されておらず、両端部を有する。

本発明の一態様に係る免震装置は、第１支承部材と、前記第１支承部材に対して水平方向に相対移動可能な第２支承部材とを有する免震支承と、前記第１支承部材と前記第２支承部材との水平方向の相対変位を抑制する変位抑制装置と、を有し、前記変位抑制装置は、可撓性を有し、一部が前記第２支承部材に固定され、前記第１支承部材と前記第２支承部材との相対変位に伴って引張られる第１長尺部材と、前記第１長尺部材の張力が外周部に付与されて回転される入力回転部材と、前記入力回転部材と同軸に固定され、前記入力回転部材よりも径が大きい伝達回転部材と、前記伝達回転部材の外周部から力が伝達されて駆動される可動部材と、当該可動部材との相対移動の際に前記可動部材との間で減衰力を生じる固定部材と、を有する減衰機構と、を有する。

好適には、前記第１長尺部材は、両端部が第２支承部材に固定されるとともに、前記両端部を含む両端側部分が互いに逆方向に延びるように張られている。

上記の構成によれば、減衰機構を小型化できる。

図１は本発明の実施形態に係る免震装置の免震支承の概略構成を示す斜視図。 図１の免震支承の一部及び免震支承に取り付けられる変位抑制装置の概略構成を示す平面図。 図２の変位抑制装置を一部の部材を省略して示す平面図。 図３の変位抑制装置を一部の部材を省略して示す一部に断面図を含む側面図。 図５（ａ）〜図５（ｃ）は長尺部材の経路の変形例に係る変位抑制装置を示す模式図。 減衰機構の変形例を説明する模式図。 本発明の変位抑制装置の他の応用例を示す側面図。

図１は、本発明の実施形態に係る免震装置１が有する免震支承３の概略構成を示す斜視図である。なお、図１において、ｘ方向及びｙ方向は水平方向であり、ｚ方向は鉛直方向である。

免震装置１（免震支承３）は、不図示の免震対象物と不図示の支持構造物との間に配置され、免震対象物を支持構造物に対して水平方向に移動可能に支持するものである。

免震対象物及び支持構造物の組み合わせは、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。

免震支承３は、例えば、総ボール式又はボールリテーナ式のリニアガイドを含んで構成されており、いわゆる転がり支承として構成されている。具体的には、以下のとおりである。

免震支承３は、例えば、支持構造物に支持される下部テーブル５と、下部テーブル５の上面に対向して配置され、免震対象物に固定される上部テーブル７と、下部テーブル５と上部テーブル７との間に介在し、上部テーブル７を下部テーブル５に対して水平方向に移動可能に支持する複数（本実施形態では４つ）のリニアガイド９とを有している。

リニアガイド９は、例えば、下部テーブル５に固定される下部レール１１と、下部レール１１に支持されるスライダ１３と、スライダ１３に支持され、上部テーブル７に固定される上部レール１５とを有している。下部レール１１とスライダ１３との間、及び、スライダ１３と上部レール１５との間には、不図示の複数のボールが介在している。

下部レール１１とスライダ１３とは、下部レール１１の延在方向において相対移動可能であり、また、下部レール１１の延在方向以外の方向における相対移動が規制されている。同様に、スライダ１３と上部レール１５とは、上部レール１５の延在方向において相対移動可能であり、また、上部レール１５の延在方向以外の方向における相対移動が規制されている。下部レール１１及び上部レール１５は、水平方向に延びるように配置され、また、互いに直交している。

従って、下部レール１１と、上部レール１５とは、水平方向の任意の方向に相対移動可能であり、ひいては、これらに固定された下部テーブル５（支持構造物）及び上部テーブル７（免震対象物）は、水平方向の任意の方向に相対移動可能である。ただし、下部レール１１及び上部レール１５の水平方向における相対回転は規制されている。

複数のリニアガイド９は、互いの動きを規制し合わないように、下部レール１１同士が互いに平行になり、上部レール１５同士が互いに平行になるように配置されている。複数のリニアガイド９は、下部テーブル５及び上部テーブル７に対して固定されて互いに連結されているから、複数のリニアガイド９間において、ｘ方向の移動量（下部レール１１に対するスライダ１３の移動量）は互いに同一であり、また、ｙ方向の移動量（スライダ１３に対する上部レール１５の移動量）も互いに同一である。

なお、複数のリニアガイド９の数、配置位置及び配置の向きは、適宜に設定されてよい。図１では、矩形の下部テーブル５及び上部テーブル７の４隅に、下部レール１１及び上部レール１５がこれらテーブルの辺に平行になるように配置されている場合を例示したが、レールは矩形のテーブルの対角線に平行であってもよい。

図２は、免震支承３の一部及び変位抑制装置１７の概略構成を示す平面図である。

変位抑制装置１７は、下部テーブル５（下部レール１１）に固定される本体部１９と、スライダ１３に固定される入力チェーン２１とを有している。スライダ１３の下部レール１１に対する移動に伴って入力チェーン２１は引張られて移動する。本体部１９は、この入力チェーン２１の移動に対して摩擦力による抵抗を生じるように構成されている。

従って、例えば、比較的高い加速度の地震が生じ、免震対象物（スライダ１３）が支持構造物（下部レール１１）に対して移動すると、免震対象物の運動エネルギーは摩擦によって熱エネルギーに変換されて散逸される。これにより、免震対象物の変位が抑制される。別の観点では、免震対象物の振動が減衰される。なお、比較的加速度が低い地震（長周期の地震）が生じたときは、免震対象物は、摩擦力に抗して入力チェーン２１を引張って移動させることができず、支持構造物に対して変位しない。

なお、図２では、下部レール１１とスライダ１３との相対変位（免震対象物と支持構造物とのｘ方向における相対変位）を抑制する変位抑制装置１７を例示しているが、この変位抑制装置１７に加えて又は代えて、スライダ１３と上部レール１５との相対変位（免震対象物と支持構造物とのｙ方向における相対変位）を抑制する変位抑制装置１７が設けられてもよい。この変位抑制装置１７では、例えば、本体部１９は、上部テーブル７（上部レール１５）に固定され、入力チェーン２１はスライダ１３に固定される。

以下では、説明の便宜上、下部レール１１とスライダ１３との変位を抑制する変位抑制装置１７についてのみ説明するが、上部レール１５とスライダ１３との変位を抑制する変位抑制装置１７の構成も概略同様である。

図３は、変位抑制装置１７を一部の部材を省略して示す平面図であり、図４は、変位抑制装置１７を一部の部材を省略して示す一部に断面図を含む側面図である。

変位抑制装置１７は、上述した入力チェーン２１（図３）と、入力チェーン２１を案内する１対の案内スプロケット２３と、入力チェーン２１の張力により回転される入力スプロケット２５と、入力スプロケット２５の回転を伝達する伝達機構２７と、伝達機構２７の回転に抗する摩擦力を生じる摩擦機構２９と、これらを保持する基体３０とを有している。

入力チェーン２１の種類は適宜なものとされてよく、例えば、ローラチェーン、ブッシュチェーン又はサイレントチェーンである。入力チェーン２１は、例えば、図２に示すように、一端が一のスライダ１３に固定されるとともに、他端が他のスライダ１３に固定されている。この入力チェーン２１の両端が固定されるスライダ１３を有する２つのリニアガイド９は、下部レール１１とスライダ１３との相対移動の方向において互いに隣接している。

なお、既に述べたように、複数のリニアガイド９は、下部テーブル５及び上部テーブル７に固定されていることから、下部レール１１に対するスライダ１３の移動量は互いに同一である。すなわち、複数のスライダ１３の位置関係はリニアガイド９の移動に関わらず一定である。従って、入力チェーン２１が固定される２つのスライダ１３は、一つの部材（第２支承部材）として捉えられてもよい。

入力チェーン２１の端部と、スライダ１３との固定は、適宜な方法によりなされてよい。例えば、特に図示しないが、スライダ１３に固定されたナットと、入力チェーン２１の端部に固定されたナットと、両ナットに螺合するボルトとによって固定がなされてよい。この場合、ボルトとナットとの位置を調整することにより、簡便に入力チェーン２１の張り具合（弛み、遊び）を調整できる。

図３に示すように、入力チェーン２１は、両端が２つのスライダ１３に固定されるとともに、１対の案内スプロケット２３及び入力スプロケット２５に接して案内されることによって、所定の経路で張られている。各スプロケットの配置や入力チェーン２１の経路は、例えば、以下のとおりである。

１対の案内スプロケット２３は、スライダ１３の移動方向（ｘ方向）において互いに離間して配置されている。１対の案内スプロケット２３の外周部のうちｘ方向に直交する方向の一方側（ｙ方向の正側）の頂部の位置と、入力チェーン２１のスライダ１３に対する固定位置とは、ｙ方向の位置が概ね一致している。また、入力スプロケット２５の外周部のうちｙ方向の負側の頂部は、１対の案内スプロケット２３の外周部のうちｙ方向の正側の頂部よりもｙ方向の負側に位置している。そして、入力チェーン２１は、１対の案内スプロケット２３のｙ方向の正側の外周部に接し、且つ、入力チェーン２１のうち１対の案内スプロケット２３間の部分は、入力スプロケット２５のｙ方向の負側の外周部に接している。

これにより、入力チェーン２１のうち１対の案内スプロケット２３よりも両端側の部分はｘ方向に概ね平行になり、また、入力チェーン２１のうち１対の案内スプロケット２３間の部分は入力スプロケット２５にて折り返されている。

入力チェーン２１のうち２つのスライダ１３に固定される両端側部分が、２つのスライダ１３の移動方向（ｘ方向）に概ね平行に延びていることから、２つのスライダ１３がｘ方向の同一側へ同一の移動量で移動した場合、入力チェーン２１は、その張り巡らされた経路に沿って移動する。また、入力チェーン２１において、一方の案内スプロケット２３から引き出される量と、他方の案内スプロケット２３へ引き込まれる量とは概ね同等である。すなわち、入力チェーン２１に遊び（弛み）の過度な増大又は縮小は生じない。

１対の案内スプロケット２３の外周部のうち互いに対向する頂部間の距離は、例えば、入力スプロケット２５の径と概ね同等である。従って、入力チェーン２１のうち案内スプロケット２３と入力スプロケット２５との間の部分は、スライダ１３の移動方向に直交する方向（ｙ方向）に延びている。これにより、入力チェーン２１は、入力スプロケット２５に対して半周程度掛けられている。

１対の案内スプロケット２３の径は、例えば、互いに同一とされている。ひいては、１対の案内スプロケット２３の歯数も互いに同一である。１対の案内スプロケット２３の径は、例えば、入力スプロケット２５の径よりも大きくされている。

伝達機構２７は、図３及び図４に示すように、例えば、入力スプロケット２５側から摩擦機構２９側へ順に、第１伝達スプロケット３１と、第１伝達スプロケット３１に掛けられた環状の伝達チェーン３３（図３）と、伝達チェーン３３が掛けられた第２伝達スプロケット３５とを有している。

第１伝達スプロケット３１は、例えば、入力スプロケット２５に同軸状に固定されており、入力スプロケット２５と同一の回転数で回転する。第２伝達スプロケット３５は、その回転軸が第１伝達スプロケット３１の回転軸と平行になるように配置されている。第２伝達スプロケット３５の径は、第１伝達スプロケット３１の径よりも大きくされている。ひいては、第２伝達スプロケット３５の歯数は、第１伝達スプロケット３１の歯数よりも多くされている。

従って、第２伝達スプロケット３５は、伝達チェーン３３によって第１伝達スプロケット３１の回転が伝達されて、第１伝達スプロケット３１の回転数よりも低い回転数で回転する。すなわち、伝達機構２７は、入力スプロケット２５の回転をその回転数を小さくして摩擦機構２９に入力する。別の観点では、入力スプロケット２５（第１伝達スプロケット３１）のモーメントと釣り合う第２伝達スプロケット３５のモーメントは大きくなる。

第１伝達スプロケット３１の径は、例えば、入力スプロケット２５の径よりも大きくされている。従って、梃子の原理により、入力チェーン２１の張力と釣り合う伝達チェーン３３の張力は小さくなる。なお、第１伝達スプロケット３１の歯数は、入力スプロケット２５の歯数よりも多くされている。

入力スプロケット２５の径に対する第１伝達スプロケット３１の径の比は、例えば、第１伝達スプロケット３１の径に対する第２伝達スプロケット３５の径に対する比よりも大きい。例えば、図３では、前者は３程度であり、後者は１．５〜２である。従って、伝達機構２７全体としては、入力チェーン２１の張力と釣り合う第２伝達スプロケット３５のモーメントは小さくなる。

伝達チェーン３３は、例えば、チェーンを構成する各部材（プレートや軸等）が入力チェーン２１よりも大きいものとされている。ただし、これらのチェーンは互いに同一の大きさの部材から構成されていてもよい。

なお、案内スプロケット２３及び入力スプロケット２５と、第１伝達スプロケット３１及び第２伝達スプロケット３５とは、回転軸方向の位置が互いに重ならないように配置されている。従って、本実施形態のように、平面視において、案内スプロケット２３と第１伝達スプロケット３１とは互いに重なっていてもよい。

摩擦機構２９は、例えば、第２伝達スプロケット３５と、第２伝達スプロケット３５に当接する第１摩擦部材３７Ａ及び第２摩擦部材３７Ｂ（以下、単に「摩擦部材３７」といい、両者を区別しないことがある。）と、これらを支持する軸部材３９と、１対の摩擦部材３７の第２伝達スプロケット３５に対する接触圧を調整する複数のねじ４１とを有している。

なお、第２伝達スプロケット３５は、伝達機構２７及び摩擦機構２９に兼用されている。ただし、第２伝達スプロケット３５の外周部分が伝達機構２７のスプロケットであり、第２伝達スプロケット３５の内周部分が摩擦機構２９の減衰回転部材であると捉えられてもよい。

軸部材３９は、基体３０に固定されている。第２伝達スプロケット３５は、軸部材３９にその軸回りに回転可能に支持されている。１対の摩擦部材３７は、軸部材３９にその軸回りに回転不可能に支持され、また、軸部材３９の軸方向において第２伝達スプロケット３５を挟んでいる。別の観点では、各摩擦部材３７は、第２伝達スプロケット３５に対してその回転軸の方向において対向して当接している。複数のねじ４１は、軸部材３９に固定されたフランジ４３に形成された雌ねじ部４３ａ（図４）に螺合しており、その先端は板ばね４５等を介して第２摩擦部材３７Ｂを第２伝達スプロケット３５及び第１摩擦部材３７Ａ側へ押圧している。

図４では、摩擦部材３７が第２伝達スプロケット３５から離間している状態を示しているが、変位抑制装置１７の使用に際しては、ねじ４１をねじ込むことにより、１対の摩擦部材３７により第２伝達スプロケット３５は所定の圧力で挟持される。

従って、第２伝達スプロケット３５が回転すると、第２伝達スプロケット３５と摩擦部材３７との間に摩擦力が生じる。摩擦力の大きさは、ねじ４１のねじ込み量を調整することによって適宜に調整可能である。

上述のように第２伝達スプロケット３５の径は、第１伝達スプロケット３１の径よりも大きくされている。また、第２伝達スプロケット３５に当接する摩擦部材３７の径（外径）は第１伝達スプロケット３１の径よりも大きくされている。

基体３０は、例えば、金属からなる１又は複数（本実施形態では複数）の板状部材が不図示のスペーサを介して積層されるとともに互いに固定されて構成されている。複数の板状部材の間には上述した各種のスプロケットが配置され、軸部材を介して回転可能に基体３０に支持されている。

以上に説明した免震装置１の作用を説明する。

まず、比較的加速度が高い地震が発生した場合について説明する。この場合、支持構造物が水平方向に振動する。免震対象物は、免震支承３を介して支持構造物に支持されているから、慣性力により支持構造物に対して相対的に水平方向に振動する。その結果、免震対象物に大きな加速度が加えられることが抑制される。

この際、免震対象物（上部テーブル７）の支持構造物（下部テーブル５）に対する振動がｘ方向成分を含んでいる場合においては、スライダ１３が下部レール１１に対してｘ方向に振動する。これにより、入力チェーン２１は、両端が交互に引張られ、その経路に沿って、一方側及び他方側へ移動する。

入力チェーン２１の張力は、入力スプロケット２５の外周部に対して当該外周部に沿う方向に作用し、入力スプロケット２５を回転させる。入力チェーン２１は、両端が交互に引張られるから、入力スプロケット２５は、回転方向の一方側及び他方側に交互に回転する。

入力スプロケット２５の回転は第２伝達スプロケット３５に伝達される。そして、第２伝達スプロケット３５と摩擦部材３７との間で摩擦力が生じる。その結果、免震対象物の運動エネルギーは、摩擦によって熱エネルギーに変換されて散逸され、免震対象物の変位が抑制される。別の観点では、免震対象物の振動が減衰される。

次に、比較的加速度が低い地震（長周期の地震）が生じた場合について説明する。この場合も、支持構造物を基準として免震対象物には加速度が加えられる。しかし、その加速度が小さいことから、入力チェーン２１の張力は小さく、ひいては、第２伝達スプロケット３５に入力されるモーメントも小さい。そして、このモーメントは、第２伝達スプロケット３５と摩擦部材３７との間の最大摩擦力を超えず、第２伝達スプロケット３５は回転しない。

従って、免震対象物は支持構造物に対して移動しない。その結果、長周期の地震によって免震対象物が支持構造物に対して大きく変位するおそれが低減され、ひいては、免震対象物が周囲の構造物に衝突するおそれが低減される。

以上のとおり、本実施形態の変位抑制装置１７は、可撓性の入力チェーン２１と、この入力チェーン２１の張力が外周部に付与されて回転される入力スプロケット２５と、入力スプロケット２５と同軸に固定され、入力スプロケット２５よりも径が大きい第１伝達スプロケット３１と、摩擦機構２９とを有している。摩擦機構２９は、第１伝達スプロケット３１の外周部から力が伝達されて駆動される第２伝達スプロケット３５と、この第２伝達スプロケット３５との相対移動の際に第２伝達スプロケット３５との間で減衰力を生じる摩擦部材３７とを有している。

従って、入力チェーン２１の張力に釣り合う伝達チェーン３３の張力を小さくし、ひいては、地震により支持構造物に対して免震対象物に働く力に釣り合う摩擦機構２９の摩擦力を小さくできる。その結果、摩擦機構２９を小型化することができる。ひいては、変位抑制装置１７を小型化し、既存の免震支承３への変位抑制装置１７の取り付けが容易化される。

また、本実施形態では、変位抑制装置１７は、可撓性を有し、第１伝達スプロケット３１と第２伝達スプロケット３５とに架け渡され、第１伝達スプロケット３１の回転を第２伝達スプロケット３５に伝達して第２伝達スプロケット３５を回転させる環状の伝達チェーン３３を更に有している。

従って、第１伝達スプロケット３１（入力スプロケット２５）に対する摩擦機構２９の配置の自由度が向上する。すなわち、歯車機構によって入力スプロケット２５側から摩擦機構２９側へ回転を伝達する場合（この場合も本願発明に含まれる）、歯車の大きさは、回転の変速等に必然的に関係することから、摩擦機構２９の大きさや配置を任意に設定することが困難になるが、本実施形態では、そのような不都合は生じない。その結果、例えば、入力スプロケット２５及び第１伝達スプロケット３１の径の比、並びに、摩擦機構２９の大きさの設定と、摩擦機構２９の配置位置の設定とを独立に行いやすくなる。より具体的には、例えば、基体３０は設計変更せずに、入力スプロケット２５及び第１伝達スプロケット３１の径の比、並びに、摩擦機構２９の大きさのみを設計変更することが可能である。

また、本実施形態では、入力チェーン２１は、環状に形成されておらず、両端部を有している。

従って、入力チェーン２１の一端のみを引き出す場合（この場合も本願発明に含まれる。特許文献１参照）に比較して、免震対象物の所定の方向の一方側への移動及び他方側への移動の双方に対して、一の変位抑制装置１７で対応可能である。また、入力チェーン２１を環状に形成する場合（この場合も本願発明に含まれる。特許文献２や後述する図５（ａ）参照）に比較して、入力チェーン２１の配置の自由度が高い。

例えば、入力チェーン２１は、両端部が２つのスライダ１３に固定されるとともに、両端部を含む両端側部分（本実施形態では、１対の案内スプロケット２３よりも端部側の部分）が互いに逆方向に延びるように張られてよい。この場合、環状のチェーンを配置する場合に比較して、入力チェーン２１の経路が簡素であるとともに入力チェーン２１の長さを短くすることができる。入力チェーン２１を免震支承３外の部材に取り付けること等も容易化される。

また、本実施形態では、変位抑制装置１７は、互いに離間して配置され、外周部を入力チェーン２１に当接させて入力チェーン２１を案内する１対の案内スプロケット２３を更に有している。入力チェーン２１は、１対の案内スプロケット２３に当接する間の部分が入力スプロケット２５に当接して折り返している。

従って、入力チェーン２１の両端側部分についてはｘ方向に平行にしつつ、できるだけ長い距離で入力チェーン２１と入力スプロケット２５とを当接させ、入力チェーン２１の張力を確実に入力スプロケット２５に伝達することができる。また、１対の案内スプロケット２３と入力スプロケット２５との間における入力チェーン２１の長さや向きを、入力チェーン２１の両端の位置に関わらず任意に設定できることになり、設計の自由度が向上する。

また、本実施形態では、摩擦部材３７及び第２伝達スプロケット３５は、第２伝達スプロケット３５の回転軸の軸方向において互いに対向して当接している。

従って、例えば、トルクリミッタにより減衰機構を構成した場合（この場合も本願発明に含まれる。後述する図６の変形例参照）に比較して、摩擦部材３７と第２伝達スプロケット３５とをねじ等により締め付けることによって、これらの接触圧を強くすることが容易である。ひいては、小型な構成で大きな摩擦力を得ることが容易である。

なお、以上の実施形態において、下部レール１１及び／又は下部テーブル５は第１支承部材の一例であり、スライダ１３は第２支承部材の一例であり、入力チェーン２１は第１長尺部材の一例であり、入力スプロケット２５は入力回転部材の一例であり、摩擦機構２９は減衰機構の一例であり、第１伝達スプロケット３１は伝達回転部材の一例であり、第２伝達スプロケット３５は可動部材の一例であり、摩擦部材３７は固定部材の一例であり、伝達チェーン３３は第２長尺部材の一例である。

本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。

免震支承は、２軸のリニアガイドを利用したものに限定されない。例えば、免震支承は、公知のすべり支承、積層ゴム支承又は転がり支承であってよく、これらは水平方向の任意の方向において免震対象物と支持構造物との相対変位を許容するものであってよい。この場合、免震支承とは別に免震対象物の荷重を殆ど支持しない２軸のリニアガイドが設けられ、このリニアガイドに変位抑制装置が連結されてもよい。

変位抑制装置は、免震対象物の支持構造物に対する変位を抑制するものに限定されない。例えば、変位抑制装置は、免震支承を介さずに床面や地面に載置された対象物の変位抑制に利用されたり、構造物の部材間の変位抑制に利用されたりしてもよい（後述の図７参照）。また、変位抑制装置によって変位が抑制される方向は、水平方向に限定されず、鉛直方向又は鉛直方向の成分を含む方向であってもよい。

変位抑制装置が免震装置に利用される場合において、実施形態では、支持構造物（又は免震対象物）に本体部１９（基体３０や入力スプロケット２５等）が支持され、入力チェーン２１がスライダ１３に固定された。これとは逆に、本体部１９がスライダ１３に支持され、入力チェーン２１が支持構造物（又は免震対象物）に直接又は間接に固定されてもよい。

第１及び／又は第２の長尺部材は、チェーンに限定されない。例えば、長尺部材は、ベルト（ゴムベルト等。歯付きであることが好ましい）又はワイヤーであってもよい。軽量免震対象物の場合、長尺部材として強度の高いテグスを用いることも可能である。

また、長尺部材がチェーンに限定されないことに関連して、入力回転部材や案内回転部材は、スプロケットである必要は無い。例えば、長尺部材が歯付きベルトである場合においては、入力回転部材は歯車であってもよい。また、例えば、長尺部材がワイヤーやテグスである場合においては、入力回転部材は、長尺部材の中央側部分が巻き付けられ、回転によって長尺部材の一端側の引出しを許容するとともに他端側を巻き取るものであってもよい。案内回転部材は、長尺部材の構成によらず、歯を有さないものであってもよい。

第１長尺部材は、その張力を直接的に付与する回転部材（実施形態では入力回転部材、入力スプロケット２５）を基準として、引き出される量と、引き込まれる量とが概ね同等となるような経路で張られていれば、どのような経路で張られていてもよい。典型的には、第１長尺部材は、入力回転部材の外周部に接し、その接する部分に対して両側となる位置（実施形態では入力チェーン２１の両端）にて第２支承部材（実施形態ではスライダ１３）に固定され、その固定される位置から入力回転部材側への２つの部分が、第２支承部材の第１支承部材（実施形態では下部テーブル５）に対する振動方向（実施形態ではｘ方向）において互いに反対の向きで延びている。

図５（ａ）及び図５（ｂ）は、そのような典型的な第１長尺部材の張り巡らせ方の、実施形態とは別の例を示している。

図５（ａ）に示すように、下部レール１１の延びる方向の両側に中継スプロケット５１を設け、入力チェーン２１の両端を一のスライダ１３に固定してもよい。別の観点では、固定位置から入力スプロケット２５側への２つの部分は、固定位置から入力スプロケット２５側へ延びていると表現するものとしたときに、実施形態では、互いに近づく側へ延びていたのに対して、図５（ａ）では互いに離れる側へ延びている。すなわち、振動方向における互いに反対の向きは、互いに近づく向きであってもよいし、互いに離れる向きであってもよい。

なお、点線で示すように、入力チェーン２１は、輪に形成されて、一部がスライダ１３に固定されてもよい。この場合においても、入力チェーン２１は、入力スプロケット２５の外周部に接し、その接する部分に対して両側となる位置（但し１ヶ所）にてスライダ１３に固定され、その固定される位置から入力スプロケット２５側への２つの部分が、スライダ１３の下部レール１１に対する振動方向において互いに反対の向きで延びている（より詳細には、固定される位置から入力スプロケット２５側へ延びると表現した場合に、互いに離れる向きで延びている）と捉えることができる。

また、図５（ｂ）に示すように、中継スプロケット５１が適宜に配置されることにより、入力チェーン２１のうち入力スプロケット２５に対して一端側の部分及び他端側の部分の経路が互いに異なっていてもよい。また、別の観点では、入力スプロケット２５に対する案内スプロケット２３の位置（方向）や入力スプロケット２５に対する第２伝達スプロケット３５の位置（方向）は、下部レール１１の延びる方向に対して適宜に設定されてよい。

なお、本願発明は、第１長尺部材を用いることによって、ラック・ピニオン機構を用いた場合に比較して、変位抑制装置の製造又は取り付けの誤差がある程度は許容されることを発明の作用効果の一つとしている。従って、本願において、第１長尺部材のうち対象物に固定される部分を含む一部が変位を抑制する方向（振動方向）に平行という場合、厳密な平行である状態を指すものではなく、多少傾斜している場合も含むものとする。また、同様に、第１長尺部材が張られているという場合、多少の遊び（弛み）がある場合を含むものとする。

さらに、入力チェーン２１は、図５（ｃ）に示すように、互いに平行でなくてもよく、また、スライダ１３の移動方向等に対する傾斜角（θ_１、θ_２）が互いに異なっていてもよい。

入力回転部材は、その外周部に第１長尺部材が直接に接するものに限定されず、第１長尺部材が外周部に直接に接する回転部材から、長尺部材又は歯等を介して回転が伝達されるものであってもよい。

１対の案内回転部材（１対の案内スプロケット２３）は設けられなくてもよい。例えば、入力チェーン２１の両端が２つのスライダ１３に固定されて直線状に張られ、その直線状に張られた入力チェーン２１に入力スプロケット２５が当接していてもよい。

案内回転部材が設けられる場合において、入力チェーン２１のうち１対の案内スプロケット２３間の部分は、入力スプロケット２５によって１８０°逆方向に折り返すのではなく、９０°超の範囲で折り返してもよいし、９０°未満の角度で曲がるのみでもよい。また、１対の案内回転部材は、入力回転部材に対して対称に配置されている必要は無いし（図５（ｃ）参照）、その径が入力回転部材の径よりも大きい必要ない。１対の案内回転部材と入力回転部材とで長尺部材の接する面が互いに逆でなくてもよい。

減衰機構は、摩擦機構に限定されず、可動部材（第２伝達スプロケット３５）と固定部材（摩擦部材３７）との間で回転に抗する減衰力を生じることができるものであればよい。ここで、減衰力は、速度に比例する力に限定されず、また、振動の減衰に係るものに限定されず、運動エネルギーの散逸を伴う、変位を抑制する力であるものとする。例えば、減衰機構は、磁力乃至は電磁力を利用するマグネット式のトルクリミッタによって構成されてもよいし、粘性流体中に回転部材が配置されて粘性抵抗を利用するものであってもよい。

また、減衰機構は、必ずしも回転が入力されるものでなくてもよい。例えば、伝達回転部材（第１伝達スプロケット３１）の回転が可動部材の並進運動に変換されて、その並進運動に対して減衰力を発揮するものであってもよい。

また、減衰機構が摩擦機構である場合において、摩擦機構は、減衰回転部材（第２伝達スプロケット３５）と固定部材（摩擦部材３７）とを減衰回転部材の回転軸の方向において互いに対向させて当接させるものに限定されない。

例えば、図６に示す摩擦機構６１は、１又は複数のトルクリミッタ６３を備えて構成されている。トルクリミッタ６３は、例えば、内輪６５、内輪６５を回転可能に収容する外側部品６７とを有している。外側部品６７は、例えば、筒状部材６９と、この筒状部材と内輪６５との間に介在する不図示のスプリングとを有している。スプリングは、筒状部材６９に対して回転不可能とされ、また、内輪６５を締め付けている。スプリングと内輪６５との間には潤滑剤が介在されている。

複数のトルクリミッタ６３のうち一つの内輪６５は、第２伝達スプロケット３５に対して同軸に固定されており、第２伝達スプロケット３５と共に回転する。一方、他のトルクリミッタ６３の内輪６５は、複数の歯車７１を介して第２伝達スプロケット３５の回転が伝達される。なお、複数のトルクリミッタ６３は、内輪６５が第２伝達スプロケット３５に固定されるものを除いて、着脱可能であってもよい。この場合、トルクリミッタ６３の着脱によって摩擦力を調整できる。

本願発明において、回転数を変化させて減衰機構に伝達することは必須の要件ではない。例えば、第１伝達スプロケット３１と第２伝達スプロケット３５とは同径であってもよい。

伝達回転部材（第１伝達スプロケット３１）と可動部材（第２伝達スプロケット３５）との間の運動の伝達は、これらに掛架されたチェーンによるものに限定されない。例えば、既に述べたように、歯車機構が用いられてもよいし、チェーンに代えて他の長尺部材（歯付きベルト等）が用いられてもよい。

（他の応用例）
図７（ａ）及び図７（ｂ）は、変位抑制装置１７の免震装置以外への応用例を説明する側面図である。また、図７は、第１長尺部材（入力チェーン２１）の、上述した典型例の張り方とは異なる張り方の例も示している。

この応用例において、変位抑制装置１７は、構造物２０１の変形抑制装置として利用されている。なお、図７（ａ）は変形前及び図７（ｂ）は変形後を示している。

構造物２０１は、例えば、土台２０３と、土台２０３に支持された２本の柱２０５と、２本の柱２０５に支持された梁２０７とを有している。変位抑制装置１７は、その本体部１９が土台に固定されている。入力チェーン２１は、中継スプロケット５１を介して交差するように延び、その端部は梁２０７に固定されている。

地震等によって、梁２０７が土台２０３に対して水平方向に移動すると、入力チェーン２１の一端側は引張られ（矢印ｙ１）、他端側は中継スプロケット５１側への移動が許容される（矢印ｙ２）。なお、このとき、入力チェーン２１の一端側の引出し量と、他端側の引き込み量とは概ね同等である。そして、実施形態と同様に、入力チェーン２１の引出しに対して減衰力が付与されることによって、梁２０７の土台２０３に対する変位は抑制される。

１…免震装置、３…免震支承、５…下部テーブル（第２支承部材）、１１…下部レール（第２支承部材）、１３…スライダ（第１支承部材）、１７…変位抑制装置、２１…チェーン（第１長尺部材）、２５…入力スプロケット（入力回転部材）、３１…第１伝達スプロケット（伝達回転部材）、３５…第２伝達スプロケット（可動部材）、３７…摩擦部材（固定部材）、２９…摩擦機構（減衰機構）。

Claims (4)

1. 可撓性の第１長尺部材と、
   前記第１長尺部材の張力が外周部に付与されて回転される入力回転部材と、
   前記入力回転部材と同軸に固定され、前記入力回転部材よりも径が大きい伝達回転部材と、
   前記伝達回転部材の外周部から力が伝達されて駆動される可動部材と、当該可動部材との相対移動の際に前記可動部材との間で減衰力を生じる固定部材と、を有する減衰機構と、
   可撓性を有し、前記伝達回転部材と前記可動部材とに架け渡され、前記伝達回転部材の回転を前記可動部材に伝達して前記可動部材を回転させる環状の第２長尺部材と、
   を有する変位抑制装置。
2. 可撓性の第１長尺部材と、
   前記第１長尺部材の張力が外周部に付与されて回転される入力回転部材と、
   前記入力回転部材と同軸に固定され、前記入力回転部材よりも径が大きい伝達回転部材と、
   前記伝達回転部材の外周部から力が伝達されて駆動される可動部材と、当該可動部材との相対移動の際に前記可動部材との間で減衰力を生じる固定部材と、を有する減衰機構と、
   を有し、
   前記第１長尺部材は、環状に形成されておらず、両端部を有する
   変位抑制装置。
3. 第１支承部材と、前記第１支承部材に対して水平方向に相対移動可能な第２支承部材とを有する免震支承と、
   前記第１支承部材と前記第２支承部材との水平方向の相対変位を抑制する変位抑制装置と、
   を有し、
   前記変位抑制装置は、
   可撓性を有し、一部が前記第２支承部材に固定され、前記第１支承部材と前記第２支承部材との相対変位に伴って引張られる第１長尺部材と、
   前記第１長尺部材の張力が外周部に付与されて回転される入力回転部材と、
   前記入力回転部材と同軸に固定され、前記入力回転部材よりも径が大きい伝達回転部材と、
   前記伝達回転部材の外周部から力が伝達されて駆動される可動部材と、当該可動部材との相対移動の際に前記可動部材との間で減衰力を生じる固定部材と、を有する減衰機構と、を有する
   免震装置。
4. 前記第１長尺部材は、両端部が第２支承部材に固定されるとともに、前記両端部を含む両端側部分が互いに逆方向に延びるように張られている
   請求項３に記載の免震装置。

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