入力判別装置
【課題】支承装置や構造物に対して所定値以上の入力があったかどうかを容易に確認する。
【解決手段】支承体１３を介して相対する上沓１１と下沓１２との間に架設され、上沓１１及び／又は下沓１２への入力を判別する入力判別機構２０を備える。入力判別機構２０は、上沓１１に固設される第一係止部２１と、下沓１２に固設される第二係止部２２と、一端側が第一係止部２１に係止され、他端側が第二係止部２２に係止される脆弱部材２０ａ（２３，２４，２５）とを有する。脆弱部材２０ａは、視認可能な位置に配設され、所定入力があったとき、破損又は変形する。入力判別機構２０は、例えば、支承装置１０の周囲に複数設けられる。
【解決手段】支承体１３を介して相対する上沓１１と下沓１２との間に架設され、上沓１１及び／又は下沓１２への入力を判別する入力判別機構２０を備える。入力判別機構２０は、上沓１１に固設される第一係止部２１と、下沓１２に固設される第二係止部２２と、一端側が第一係止部２１に係止され、他端側が第二係止部２２に係止される脆弱部材２０ａ（２３，２４，２５）とを有する。脆弱部材２０ａは、視認可能な位置に配設され、所定入力があったとき、破損又は変形する。入力判別機構２０は、例えば、支承装置１０の周囲に複数設けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば建築物や橋梁等の各種構造物又はこの構造物を支承する支承装置に対しての入力の大きさを判別する入力判別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
元来、建築物や橋梁等の構造物の支承装置には、大別して、水平方向の荷重を支承する水平荷重支承機能、鉛直方向の荷重を支承する鉛直荷重支承機能、鉛直面内における回転荷重を支承する鉛直回転支承機能等が求められる。特に、橋梁用支承装置にあっては、平成７年の大震災以来、ゴムを主たる構成要素としたゴム支承装置が求められるようになっている。中でも鉛直荷重支持性能があって、水平力分散性能の高い積層ゴム支承装置は、広範に使用されるようになっている。
【０００３】
この積層ゴム支承装置は、例えば特許文献１（特開２００２−１８１１２９号公報）に記載されているように、ゴム板と鉄板を交互に積層し、これらが加硫接着によって相互に接着されて構成され、その上部が橋梁の橋桁等の上部構造物に固定され、その下部が橋脚等の下部構造物に固定されて設置されて使用されている。
【０００４】
しかしながら、積層ゴム支承装置にあっては、構造上、積層構造を採るため、必然的に所要厚さが大きくなって嵩張る上、高荷重を支持させるには広面積化する必要があり、特に長大橋向けには大型化する欠点がある。従って、性能要求上、支承装置が大型化してしまった場合には、下部構造物である橋脚や橋台の上面の面積がより大きく要求されることになり、橋梁全体として高コスト化してしまうという欠点がある。
【０００５】
また、大型の支承装置が求められる場合であって、新設でない場合には、既存の支承装置が設置されていることから設置スペースが限定されるために支承装置の大きさが特に問題となり、高さが低く面積が狭い小型の支承装置でなければ交換設置が出来ないという不具合があった。
【０００６】
まして、近年、建築物や橋梁等の構造物の大型化や予想される地震規模の大型化に伴い、支承装置に求められる機能や性能も高度化してきており、積層ゴム支承で対応しようとした場合、大型化してしまうことは避けられない。
【０００７】
この様な背景から先述のような鉛直高荷重支持性能の向上に伴う大型化という積層ゴム支承装置の問題の改善を図ったものとして、例えば特許文献２（特許第４３７７４２９号公報）に記載された機能分離型の固定支承としての弾性支承装置が提案されている。
【０００８】
この弾性支承装置は、積層ゴム支承装置の持つ水平力分散機能は持たず、この機能を別の支承装置に持たせるようにし、鉛直荷重支持機能を高度化している。具体的に、この弾性支承装置は、下面に環状溝が形成された上板と、上面に環状溝が形成された下板とが互いの環状溝に隙間無く固着されて介在する弾性層を介して対向配置され、上板と下板の中央に設けられた貫通孔に剪断変形を拘束する芯状の突起が配設されている。
【０００９】
このように構成される上述の如くの弾性支承装置は、弾性層が厚くなく、弾性層と交互に積層されるような鋼板層が存在せず、支承装置としても積層ゴム支承装置に比して高さが低く、全体としてコンパクトに設定され、支承装置の大型化問題に対する解決策として提案されている。
【００１０】
また、特許文献３（特開２００５−３３７００２号公報）の弾性支承装置は、積層ゴム支承装置の持つ水平力分散機能は持たないものの、水平荷重支持機能を持たせながら鉛直荷重支持機能を高度化するものであって、上沓と下沓がそれぞれ互いに嵌合する同心円状の複数の円筒部と中心に位置する円柱部とからなる凸部と凹部とを有している。この弾性支承装置は、嵌合状態の直径鉛直断面視において、これら互いに嵌合する凸部と凹部がそれぞれ断面矩形状をなし、それらの隣接する側面同士と互いに対向する底面と頂面との間にゴム等の一様な弾性体が実質的に隙間無く充填され、連続するゴム層が挟持されて結合されている。
【００１１】
このように構成される上述の如くの弾性支承装置は、互いに隣接する凸部の側面と凹部の側面とこれらの間のゴム層とで水平荷重支持部が構成され、凸部の頂面と凹部の底面とこれらの間のゴム層とで鉛直荷重支持部が構成されている。
【００１２】
また、特許文献４（特開２００９−４６９４４号公報）に記載された支承装置も、特許文献３の弾性支承装置と同様に、上沓と下沓が互いに嵌合する多条の円筒状の構成となっている。従って、上沓と下沓における各凸部と凹部とを構成する円筒部や円柱部は、それぞれ鉛直断面形状における両側面間距離が端面をなす頂面に向かって接近して狭まり、両側面が傾斜してなる断面台形状に形成されて互いに嵌合される。そして、これらの凹部と凸部との間には、ゴム等の一様な弾性体が実質的に隙間無く充填されている。
【００１３】
このような特許文献３及び特許文献４に記載された弾性支承装置では、支承装置の小型化や軽量化が図られ、鉛直荷重と水平荷重の支持性能の向上がなされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００２−１８１１２９号公報
【特許文献２】特許第４３７７４２９号公報
【特許文献３】特開２００５−３３７００２号公報
【特許文献４】特開２００９−４６９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
以上のような支承装置は、設計強度に基づいて設定された所定値以上の入力があっときに損壊し、所定値を下回る入力に対しては損壊しない。大規模震災等に予め設定された所定値以上の入力があり、上沓と下沓が相対的に大きく水平方向に変位して、上沓や下沓といった強度部材が損傷した場合、支承装置は、直ちに交換する必要がある。度重なる余震が発生した場合、強度部材が損傷した支承装置は、本来の支承性能を発揮することが出来なくなる虞がある。
【００１６】
支承装置を損壊するような入力があった場合において、実際に支承装置に破損するような入力があったことは、作業員が実際に確認作業を行えば知り得ることではあるが、従来の支承装置では、確認作業のし易さ等が全く配慮されておらず、損傷があったかどうかを簡単に確認することが困難である。また、実際に、どの程度の入力があり、どの程度上沓と下沓とが相対的に変位し、どの程度損傷したのかを、事後的に確認する配慮は全くなされていない。支承装置が交換不要な程度の入力であっても、実際に、どの程度上沓と下沓とが相対的に変位したのか知るすべはない。
【００１７】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、支承装置や構造物に対して所定値以上の入力があったかどうかを容易に確認することが出来る入力判別装置を提供することを目的とする。
【００１８】
また、本発明は、交換不要な小さな入力のときであっても、入力判別装置が変形又は損傷した場合には容易に交換することが出来る入力判別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】
【００１９】
本発明に係る入力判別装置は、第一剛性体と、第二剛性体と、第一剛性体と第二剛性体との間に配設される支承体とを有する例えば固定型支承装置、可動型支承装置、水平力分散支承装置、ゴム支承装置と言った支承装置に設けられる。具体的に、この入力判別装置は、前記第一剛性体と前記第二剛性体との間に架設され、前記第一剛性体及び／又は前記第二剛性体への入力を判別する入力判別機構を備える。そして、前記入力判別機構は、前記第一剛性体に固設される第一係止部と、前記第二剛性体に固設される第二係止部と、一端側が前記第一係止部に係止され、他端側が前記第二係止部に係止される脆弱部材とを有し、該脆弱部材が視認可能な位置に配設されている。所定入力があったとき、前記脆弱部材は、破損又は変形する。この破損又は変形を確認することによって、入力があったかどうかを判別することが出来る。
【００２０】
前記第一剛性体と前記第二剛性体との間の脆弱部材は、一つあれば、所定入力があったかどうかを判別することが出来るが、複数設けることで、入力レベルを段階的に判別することが出来る。この場合、複数の前記脆弱部材は、強度及び／又は長さが異なり、入力レベルに応じて、複数の脆弱部材の中の特定の脆弱部材が破壊又は変形するようにする。そして、どの脆弱部材が破損又は変形したかを確認することによって、実際にあった入力のレベルを確認することが出来る。
【００２１】
前記一つ又は複数の脆弱部材は、板状又はワイヤ状又はコイル状或いは棒状のように形成され、例えばスタッドボルトの各端部を前記第一係止部の挿通孔と前記第二係止部の挿通孔に挿通し、該スタッドボルトの両端部にナットを螺合して構成される。また、頭部を有するボルトを前記第一係止部の挿通孔と前記第二係止部の挿通孔に挿通し、該ボルトの先端部にナットを螺合して構成される。更に、前記脆弱部材は、頭部を有するボルトを前記第一係止部、前記第二係止部の何れか一方の挿通孔に挿通し、前記第一係止部、前記第二係止部の何れか他方のネジ穴に該ボルトを螺合して構成される。更に、前記脆弱部材は、リベットであり、該リベットは、前記第一係止部、前記第二係止部の何れか一方の挿通孔より挿入され、他方において、カシメられる。このような脆弱部材において、前記ボルトの頭部、前記リベットの頭部及び／又は前記ナットは、第一及び第二係止部と対向する面が平坦でも良いが、略球面状凸座面を有し、該略球面状座面に対応して、前記第一係止部及び／又は前記第二係止部は、略球面状凹部を有するようにしても良い。
【００２２】
また、前記脆弱部材は、一端に頭部が設けられ他端に締結部を有する第一結合部材と、一端に締結部を有し他端に頭部が設けられる第二結合部材とを備え、前記第一結合部材を前記第一係止部の第一挿通孔から挿入し、前記第二結合部材を前記第二係止部の第二挿通孔から挿入し、これら該第一結合部材と該第二結合部材とは前記第一係止部及び前記第二係止部の間において直接的又は間接的に結合する構成としても良い。
【００２３】
更に、前記脆弱部材は、波状可撓性部材であり、一端部が前記第一係止部に係止され、他端部が前記第二係止部に係止されるようにしても良い。また、前記脆弱部材は、ワイヤ状部材であり、一端部が前記第一係止部に係止され、他端部が前記第二係止部に係止されるようにしても良い。
【００２４】
例えば、前記第一係止部は、前記第一剛性体に予め一体に固設され、前記第二係止部は、前記第二剛性体に予め一体に固設される。また、前記第一係止部は、前記第一剛性体に対して後付けで固設され、前記第二係止部は、前記第二剛性体に後付けで固設される。これにより、前記入力判別機構を、容易に交換することが出来、また、既設の支承装置に容易に後付け出来る。
【００２５】
更に、前記第一剛性体と該第一剛性体が固定される第一構造物との間又は前記第二剛性体と該第二剛性体が固定される第二構造部物との間には、摺滑部材を設けるようにしても良い。ここで、前記第一剛性体が前記上部構造物に固定される上沓であり、前記第二剛性体が前記下部構造物に固定される下沓である。ここで、例えば、前記上部構造物を橋桁とし、前記下部構造物を橋脚或いは橋台としても好い。また、前記第一剛性体を下部構造物に固定される下沓とし、前記第二剛性体を上部構造物に固定される下沓としても好い。
【００２６】
また、本発明に係る入力判別装置は、支承装置に設けるのではなく、構造物に直接固設することも出来る。すなわち、この入力判別装置は、前記第一構造物と前記第二構造物との間に架設され、前記第一構造物及び／又は前記第二構造物への入力を判別する入力判別機構を備える。そして、前記入力判別機構は、前記第一構造物に固設される前記第一係止部と、前記第二構造物に固設される前記第二係止部と、一端側が前記第一係止部に係止され、他端側が前記第二係止部に係止される脆弱部材とを有し、該脆弱部材が視認可能な位置に配設される。そして、所定入力があったとき、前記脆弱部材は、破損又は変形する。この破損又は変形を確認することによって、入力があったかどうかを判別することが出来る。
【００２７】
前記第一構造物と前記第二構造物との間の脆弱部材は、一つあれば、所定入力があったかどうかを判出することが出来るが、複数設けることで、入力レベルを段階的に判別することが出来る。前記複数の脆弱部材は、強度及び／又は長さが異なり、入力レベルに応じて、複数の脆弱部材の中の特定の脆弱部材が破壊又は変形するようにする。そして、どの脆弱部材が破損又は変形したかを確認することによって、実際にあった入力のレベルを確認することが出来る。
【００２８】
ここで用いられる脆弱部材の構成は、上述の場合と同様、例えば、ボルト／ナットやリベット等のような棒状部材や平板状若しくは波状可撓性部材やワイヤ状部材を用いることが出来る。勿論、ボルト／ナットやリベットやワイヤ等からなる脆弱部材の長さや強度は、支承装置の入力に対する変形度合いの関係に対応させて設定すれば、入力の大きさを、事後的に定量的に知ることが可能となるので好ましい。
【００２９】
ここで、例えば、前記第一係止部は、前記第一構造物に予め一体に固設され、前記第二係止部は、前記第二構造物に予め一体に固設される。また、前記第一係止部は、前記第一構造物に対して後付けで固設され、前記第二係止部は、前記第二構造物に後付けで固設される。これにより、前記入力判別機構を、容易に交換することが出来、また、容易に後付け出来る。また、前記入力判別装置は、前記第一構造物と前記第二構造物との間に配設される支承装置の近傍に設けることも出来る。なお、ビル建物等の構造物と当該構造物の基礎構造物との間に、入力判別装置を設けるようにしても良い。
【発明の効果】
【００３０】
本発明に係る入力判別装置は、視認可能な位置に配設され、所定入力があったとき、脆弱部材が破損又は変形する。したがって、支承装置や構造物に対して所定値以上の入力があったかどうかを容易に確認することが出来る。また、支承装置の交換は不要な小さな入力のときであっても、入力判別装置が変形又は損傷した場合には容易に交換することが出来る。更に、支承装置の強度部材に対して直接的に脆弱部材を設けることに比して、強度部材となる第一剛性体や第二剛性体等の強度低下を招かず、第一剛性体や第二剛性体の性能が低下することを防止することが出来る。
【００３１】
入力判別機構を複数設けたときには、入力レベルを段階的に判別することが出来る。この場合、複数の脆弱部材は、強度及び／又は長さが異なり、入力レベルに応じて、複数の脆弱部材の中の特定の脆弱部材が破壊又は変形するようにする。そして、どの脆弱部材が破損又は変形したかを確認することによって、実際にあった入力のレベルを確認することが出来る。
【００３２】
また、本発明に係る入力判別装置は、第一構造物と第二構造物との間に架設することで、第一構造物及び／又は第二構造物への入力を判別することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】固定支承装置と可動支承装置とを設けた橋梁を示す図である。
【図２】水平力分散支承装置を設けた橋梁を示す図である。
【図３】積層ゴムを用いた支承装置を示す断面図である。
【図４】すべり板を上部構造物と下部構造物との間に設けた支承装置を示す断面図である。
【図５】入力判別機構を示す断面図であり、（Ａ）は取付状態、（Ｂ）は取付方法を示す。
【図６】入力判別機構が等間隔に設けられた状態を示す平面図である。
【図７】支承装置に設計強度未満の入力があったときの状態を示す断面図である。
【図８】支承装置に設計強度を超える入力があったときの状態を示す断面図である。
【図９】ボルトを第一係止部と第二係止部との間の距離より長くした例を示す断面図である。
【図１０】（Ａ）−（Ｄ）は、入力判別機構の変形例を示す断面図である。
【図１１】（Ａ）−（Ｄ）は、入力判別機構のスタッドボルトに代わる部材を示す側面図である。
【図１２】図６に示した支承装置１０の斜視図である。
【図１３】複数の入力判別機構と各入力判別機構に対応付いた入力レベルとの関係を示す図である。
【図１４】後付けの入力判別機構を示す断面図である。
【図１５】波状可撓性部材を入力判別機構に用いた支承装置の断面図である。
【図１６】ワイヤ状部材を入力判別機構に用いた支承装置の断面図である。
【図１７】ワイヤ状部材を入力判別機構に用いた支承装置の変形例の断面図である。
【図１８】上部構造物と下部構造物との間に図１４の入力判別機構を設けた例の断面図である。
【図１９】上部構造物と下部構造物との間に図１５の入力判別機構を設けた例の断面図である。
【図２０】上部構造物と下部構造物との間に図１６の入力判別機構を設けた例の断面図である。
【図２１】上部構造物と下部構造物との間に図１７の入力判別機構を設けた例の断面図である。
【図２２】入力判別機構を近傍に設けたピン支承装置の断面図である。
【図２３】入力判別機構を近傍に設けたローラー支承装置の断面図である。
【図２４】入力判別機構を近傍に設けたピボット支承装置の断面図である。
【図２５】建物の上部構造物と下部構造物との間に架設された入力判別機構を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明が適用された支承装置について図面を参照して説明する。なお、以下、支承装置について、以下の順に沿って説明する。
【００３５】
１．概説
２．支承装置の説明
３．入力判別機構の説明
４．第一係止部及び第二係止部の変形例
５．脆弱部材の変形例
６．入力判別機構を複数設けた例
７．入力判別機構の後付けの例
８．波状可撓性部材を用いた入力判別機構
９．ワイヤ状部材を用いた入力判別機構
１０．ワイヤ状部材を用いた入力判別機構の変形例
１１．上部構造物と下部構造物との間に架設された入力判別機構
１２．上部構造物と下部構造物との間に架設された入力判別機構の変形例１
１３．上部構造物と下部構造物との間に架設された入力判別機構の変形例２
１４．上部構造物と下部構造物との間に架設された入力判別機構の変形例３
１５．可動支承装置（鋼製支承）と組み合わせた入力判別機構
１６．建物の上部構造物と下部構造物との間に架設された入力判別機構
１７．その他の変形例
【００３６】
［１．概説］
図１に示すように、橋梁１では、一方の橋脚や橋台といった下部構造物２に固定支承装置３ａを設け、他方の下部構造物２に可動支承装置３ｂを設け、固定−可動支持構造を採用し、橋桁等の上部構造物４を支承することがある。固定支承装置３ａは、一般に、上部構造４の回転変形に対応して鉛直荷重を支持しつつ、水平・鉛直方向の変位を拘束して制限し、可動支承装置３ｂは、一般に、上部構造４の回転変形と水平変位に対応する。固定支承装置３ａは、固定型ゴム支承であっても良いし、ピン支承等の鋼製支承であっても良い。また、可動支承装置３ｂは、可動型ゴム支承であっても良いし、ローラー支承等の鋼製支承であっても良い。固定支承装置３ａは、可動支承装置３ｂと比べて、第一剛性体としての上沓と第二剛性体としての下沓との水平方向の相対的変位量は大きくないが、固定支承装置３ａ、可動支承装置３ｂの何れの支承装置であっても、地震動等の入力の大小に関わらず、入力があれば、上沓と下沓とは相対的に変位し、設計強度を超える入力があれば、上沓と下沓との相対的な変位量が許容値を超え、上沓や下沓といった強度部材が損傷することになる。
【００３７】
また、図２に示すように、支承装置には、下部構造物２に水平力分散支承装置５が設けられることもある。水平力分散支承装置５は、積層ゴム支承が用いられることが多い。この水平力分散支承装置５にあっても、同様に、入力があれば、上沓と下沓とが相対的に変位し、且つ、設計強度を超える入力があれば、上沓と下沓との相対的な変位量が許容値を超え、上沓や下沓といった強度部材が損傷する。なお、このような事情は他の免震ゴム支承装置についても、同様である。
【００３８】
本発明が適用された支承装置では、上述のような支承装置に、入力判別機構を設けることによって、入力を判別出来るようにする。すなわち、設計強度を超える入力があったかどうかやどの程度の入力があったかを段階的に判別することが出来る。
【００３９】
一般に、支承装置は、第一剛性体としての上沓と第二剛性体としての下沓との間に支承体が設けられた構造物であり、入力判別機構は、上沓と下沓との間に架設される。具体的に、入力判別機構は、第一剛性体に固設された第一係止部と第二剛性体に固設された第二係止部との間に脆弱部材が架設され、この脆弱部材が破損又は変形したかによって、例えば、 設計強度を超える入力があったかどうかを判別することが出来る。ここで、脆弱部材を複数設け、それぞれの脆弱部材の強度及び／又は長さを異なるように設定し、各脆弱部材の強度及び／又は長さを、入力レベルに対応付けることで、入力があったときの破損又は変形する脆弱部材を異なるように設定することで、入力レベルを事後的に確認することも出来る。
【００４０】
なお、ここでは、橋梁用の支承装置を例に説明するが、建物の基礎となる下部構造物と建物といった上部構造物との間の免震層に配設される免震装置に用いられる支承装置であっても良い。
【００４１】
［２．支承装置の説明］
本発明の支承装置１０は、図３に示すように、橋脚や橋台といった下部構造物２と橋桁等の上部構造４との間に装着して水平荷重や鉛直荷重、回転荷重等の各種の荷重を支えると共に、地震や風、動的又は静的交通荷重等による揺動や振動、応力を吸収、分散しつつ、支承する橋梁用支承装置である。この支承装置１０は、鉛直荷重支持性能や水平荷重支持性能や鉛直回転性能を調整することによって、固定支承装置３ａや可動支承装置３ｂや水平力分散支承装置５や免震支承装置として用いることが出来る。この支承装置１０は、第一剛性体としての上沓１１と第二剛性体としての下沓１２との間に支承体１３が介在されている。
【００４２】
上沓１１は、強度部材であり、金属やセラミックス、或いは硬質樹脂やＦＲＰの如くの強化樹脂等の剛性素材によって構成することが好ましいが、必ずしも剛性素材に限定されるものではなく、弾性素材や剛性素材と弾性素材との組合せによって構成される材料によっても構成することが出来る。各種素材から構成される上沓１１は、平面形状が略多角形、略円形、略長円径、略楕円形等の適宜の形状に設定することが出来るが、方形又は円形とすることが製造上、或いは施工上、交換上有利である。なお、上沓１１は、外表面を全体的に弾性体等の被覆層で覆って、耐候性、防錆効果を得るように構成することも出来る。
【００４３】
上部構造物４に対する上沓１１の固定手段は、例えばボルト、ナット等の締結手段を用いて上沓を上部構造物に対して直接的に固定しても良いが、ここでは、上沓１１よりも広面積の板状をなす上部プレート１６を用いて上沓１１を上部構造物４に対して間接的に固定している。上沓１１の上部構造物４への固定方法は、これらの例に限定されるものではない。
【００４４】
なお、可動支承装置として用いるとき等は、図４に示すように、上沓１１の上部、例えば上沓１１と上部プレート１６との間に摺滑部材１４を配設して、上部構造物４と支承装置１０とを相対変位可能に固定しても良い。この摺滑部材１４としては、例えば、フッ化炭素樹脂の一種であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の如くの低摩擦係数の表面を有するプレート等を、上沓１１の上面に固定したり、又は上部構造物４や上部構造物４に固定される取付手段側の下面に固定することによって構成することが可能である。
【００４５】
下沓１２は、図３及び図４に示すように、上沓１１同様、強度部材であり、金属やセラミックス、或いは硬質樹脂やＦＲＰの如くの強化樹脂等の剛性素材によって構成することが好ましいが、必ずしも剛性素材に限定されるものではなく、弾性素材や剛性素材と弾性素材との組合せによっても構成される材料によって構成することが出来る。各種素材から構成される下沓１２は、平面形状が略多角形、略円形、略長円径、略楕円形等の適宜の形状に設定することが出来るが、方形又は円形とすることが製造上、又は施工上、交換上で有利である。下沓１２の平面形状等は、必ずしも上沓１１と一致させる必要はないが、各部のサイズと、凸部や凹部の形状や位置等は下沓１２の設定と上沓１１の設定を互いに整合させる必要がある。なお、下沓１２は、外表面を全体的に弾性体等の被覆層で覆って、耐候性、防錆効果を得るように構成することも出来る。
【００４６】
下部構造物に対する下沓１２の固定手段は、例えばボルト、ナット等の締結手段を用いて下沓１２を下部構造物２に対して直接的に固定してもよいが、ここでは、下沓１２よりも広面積の板状をなす下部プレート１７の如くの下部固定手段を用いて下沓１２を下部構造物２に対して間接的に固定している。下沓１２の下部構造物２への固定方法は、これらの例に限定されるものではない。
【００４７】
なお、可動支承装置として用いるとき等は、下沓１２の下部、例えば下部プレート１７と下沓１２との間に摺滑部材１５を配設して、下部構造物２と支承装置１０とを相対変位可能に固定しても好い。この摺滑部材１５としては、例えば、ＰＴＦＥの如くの低摩擦係数の表面を有するプレート等を、下沓１２の下面に固定したり、又は下部構造物２や下部構造物２に固定される取付手段側の上面に固定することが可能である。
【００４８】
尚、上沓１１や下沓１２の直接的又は間接的な固定は、着脱可能な方法とするのが好ましく、ボルト、ナット等による締結はその一例である。
【００４９】
支承体１３は、配設部位と配設量によって、鉛直荷重支持性能や水平荷重支持性能、並びに鉛直回転性能を調節することが出来る。ここでは、例えば、積層ゴムを使用し、弾性層１３ａには、天然ゴムや合成ゴム、熱可塑性エラストマや熱硬化性エラストマを用いることができ、これらの中でも天然ゴムを主成分として使用することが好ましい。具体的なエラストマ成分としては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレン−プロピレンゴム、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（臭素化、塩素化等）、アクリルゴム、ポリウレタン、シリコーンゴム、フッ化ゴム、多硫化ゴム、ハイパロン、エチレン酢酸ビニルゴム、エピクロルヒドリンゴム、エチレン−メチルアクリレート共重合体、スチレン系エラストマ、ウレタン系エラストマ、ポリオレフィン系エラストマ、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）、エポキシ化天然ゴム、ｔｒａｎｓ−ポリイソプレン、ノルボルネン開環重合体（ポリノルボルネン）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ハイスチレン樹脂、イソプレンゴム等のゴムを一種単独、或いは二種以上を併用することが出来る。
【００５０】
弾性層１３ａの間に介在される補強板１３ｂは、例えば鉄板といった金属製の鋼板である。支承体１３は、弾性層１３ａと補強板１３ｂとを交互に積層し、これらを加硫接着によって相互に接着して構成される。支承体１３は、鉛直荷重支持性能や水平荷重支持性能、並びに鉛直回転性能は、弾性層の面積や厚さ、数、補強板の面積や厚さ、数等によって調節することが出来る。
【００５１】
なお、免震構造とするときには、支承体１３を、鉛プラグ入りゴム支承としたり、高減衰ゴム支承のようにしても良い。
【００５２】
［３．入力判別機構の説明］
図５に示すように、以上のような支承装置１０には、入力判別機構２０が設けられている。この入力判別機構２０は、上沓１１と下沓１２との間に架設され、上沓１１の外周部に一体的に固設された第一係止部２１と下沓１２の外周部に固設された第二係止部２２とに脆弱部材２０ａが取り付けられている。脆弱部材２０ａは、上沓１１や下沓１２に比べて脆弱なスタッドボルト２３の両端にナット２４，２５を螺着して構成されている。スタッドボルト２３は、例えば一方の端部に第一ネジ部２３ａが設けられ、他方の端部に第二ネジ部２３ｂが設けられている。第一ネジ部２３ａには、抜け止め部となる第一ナット２４が螺合され、第二ネジ部２３ｂには、抜け止め部となる第二ナット２５が螺合される。第一ナット２４及び第二ナット２５は、それぞれ、座面が略球面状の球面状座面２４ａ，２５ａで構成されている。
【００５３】
一方、上沓１１の外周面に固設された第一係止部２１は、第一ボルト挿通孔２１ａが形成され、上側の面は、第一ボルト挿通孔２１ａが中心に位置するように、第一ナット２４の第一球面状座面２４ａが圧接される略球面状の第一球面状凹部２１ｂが形成されている。下沓１２の外周面に固設された第二係止部２２も、第二ボルト挿通孔２２ａが形成され、下側の面は、第二ボルト挿通孔２２ａが中心に位置するように、第二ナット２５の第二球面状座面２５ａが圧接される略球面状の第二球面状凹部２２ｂが形成されている。
【００５４】
第一ボルト挿通孔２１ａと第二ボルト挿通孔２２ａとは、互いの中心軸線が一致するように形成されている。また、第一係止部２１は、第二係止部２２と対向する側に第一拡径部２１ｃが設けられ、スタッドボルト２３が中心軸線に対して傾くことが出来るように構成され、第二係止部２２も、第一係止部２１と対向する側に第二拡径部２２ｃが設けられ、スタッドボルト２３が中心軸線に対して傾くことが出来るように構成されている。なお、第一及び第二拡径部２１ｃ，２２ｃを設ける代わりに、第一及び第二ボルト挿通孔２１ａ，２２ａの直径をスタッドボルト２３の直径より大きくして、がたつきを有するようにし、スタッドボルト２３が傾くようにしても良い。
【００５５】
スタッドボルト２３は、少なくとも第一係止部２１と第二係止部２２との間に架設可能な長さを有している。図５（Ｂ）に示すように、スタッドボルト２３は、第一ボルト挿通孔２１ａと第二ボルト挿通孔２２ａとの中心軸線に対して傾けるようにして、第一係止部２１の第一ボルト挿通孔２１ａ、第二係止部２２の第二ボルト挿通孔２２ａの何れかに挿通され、次いで、中心軸線と一致させて他方のボルト挿通孔に挿通される。この後、第一ネジ部２３ａには、第一ナット２４が螺合され、第一ナット２４の第一球面状座面２４ａは、第一球面状凹部２１ｂに嵌合される。また、第二ネジ部２３ｂには、第二ナット２５が螺合され、第二ナット２５の第二球面状座面２５ａは、第二球面状凹部２２ｂに嵌合される。
【００５６】
このような入力判別機構２０は、支承装置１０の外周部に、少なくとも一カ所に設ければ良い。また、複数設ける場合には、図６に示すように、対称位置に設けることもできる。図６の例では、入力判別機構２０を六カ所に等間隔に設けている。勿論、入力判別機構２０を設ける数は、特に限定されるものではない。
【００５７】
このような支承装置１０は、図７に示すように、設計強度未満の水平方向の入力に対して支承体１３が変位し、この際、第一ナット２４の第一球面状座面２４ａは、第一球面状凹部２１ｂ内で摺動し、第二ナット２５の第二球面状座面２５ａは、第二球面状凹部２２ｂ内で摺動し、スタッドボルト２３の傾きを許容する。一方、設計強度を超える水平方向の入力があったときには、図８に示すように、上沓１１と下沓１２の相対的変位量も大きくなり、スタッドボルト２３や螺合している第一ナット２４や第二ナット２５が変形又は破損する。このような支承装置１０にあっては、入力判別機構２０が支承装置１０の外周部に設けられていることから、スタッドボルト２３や螺合している第一ナット２４や第二ナット２５の変形の程度や破損状況を見ることで、簡単に、支承装置１０に対してどの程度の入力があったかを確認することが出来る。
【００５８】
なお、この入力判別機構２０は、上沓１１と下沓１２の相対的な変位量を判別するにあたって、可撓性を有しないスタッドボルト２３を用いているため、水平方向の大きな変位に追従しにくい。このため、水平方向の大きな変位を許容する可動支承装置や水平力分散支承装置より水平方向の僅かな変位しか許容しない固定支承装置に好適である。
【００５９】
入力判別機構２０では、脆弱部材２０ａであるスタッドボルト２３や第一ナット２４や第二ナット２５の強度の設定の仕方によって、その変形や破損の状況を確認して、事後的に支承装置１０への入力の大きさを把握することが出来る。例えば、スタッドボルト２３や螺合している第一ナット２４や第二ナット２５が破損しているときには、直ちに支承装置１０を交換する必要があると定義し、スタッドボルト２３や第一ナット２４や第二ナット２５が変形している程度のときは、支承装置１０を直ちに交換する必要は無いと定義することが出来る。これにより、例えば、大規模な震災等があった際に、支承装置１０の交換に、優先順位をつけることができ、橋梁１の復旧作業を効率的に行うことが出来る。また、この入力判別機構２０では、入力に対して、脆弱部材２１ａとなるスタッドボルト２３や第一ナット２４や第二ナット２５が変形や破損するだけであり、支承装置の強度部材に対して直接的に脆弱部材を設けることに比して、強度部材である上沓１１や下沓１２が損傷し、性能が低下することを防止することが出来る。
【００６０】
なお、例えば、脆弱部材２０ａを構成するスタッドボルト２３の長さは、少なくとも、第一係止部２１と第二係止部２２との間の間隔に略一致していれば良いが、更に、第一係止部２１と第二係止部２２との間の間隔より長くすることによって、上沓１１と下沓１２の変位量がより大きくなっても、スタッドボルト２３や螺合している第一ナット２４や第二ナット２５が変形又は破損することを防止することが出来る。ここで説明する脆弱部材２０ａ、すなわちスタッドボルト２３や第一ナット２４や第二ナット２５は、その機械的な強度を調整することによって、どの程度の入力に対してどの程度変形又は破損するのかを設定することが出来る他、更に、スタッドボルト２３の長さを可変する、例えば図９に示すように、スタッドボルト２３の長さを長くし、その長さを調整することによって、よりきめ細かな設定を行うことが出来る。スタッドボルト２３を長くしたときには、第一及び第二ナット２４，２５と第一及び第二係止部２１，２２の互いの相対する面は、必ずしも球面状の凸部や凹部とする必要は無く、例えば平坦な面であっても良い。
【００６１】
［４．第一係止部及び第二係止部の変形例］
上述の例（図５参照）では、第一ナット２４と第二ナット２５が球面状座面２４ａ，２５ａを有し、第一係止部２１及び第二係止部２２が球面状凹部２１ｂ，２２ｂを有する場合を説明したが、これらは、図１０に示すように構成しても良い。図１０（Ａ）の例では、第一係止部２１の上面と第二係止部２２の下面を平坦な面で形成し、それぞれに、スタッドボルト２３ががたつきを有するように、スタッドボルト２３の直径より大きい直径の第一ボルト挿通孔２１ａと第二ボルト挿通孔２２ａとを中心軸線を一致させて形成している。一方、第一ナット２４と第二ナット２５も座面が平坦に形成されている。このような構成によっても、水平方向の変位を許容する程度は小さくなるが、スタッドボルト２３や螺合している第一ナット２４や第二ナット２５の変形又は破損の程度を確認することで、入力の大きさを事後的に確認することが出来る。更に、図１０（Ｂ）の例では、頭部２６ａを有するボルト２６を用いるようにしている。この場合、上沓１１の第一係止部２１又は下沓１２の第二係止部２２の一方に、ボルト２６のネジ部２６ｂが螺合されるネジ穴２６ｃを設けるようにする。更に、図１０（Ｃ）に示すように、ボルト２７の頭部２７ａの座面を、球面状座面２７ｂにし、下沓１２の第二係止部２２のボルト挿通孔２７ｃの周囲を球面状凹部２７ｄとしても良い。勿論、これとは逆に、上沓１１の第一係止部２１のボルト挿通孔２７ｃの周囲を球面状凹部２７ｄとしても良い。また、ボルト２７のネジ部２７ｈは、ネジ穴に螺合されても良いが、ここでは、上沓１１の第一係止部２１において、ナット２７ｅが締め付けられる。更に、図１０（Ｄ）に示すように、ナット２７ｅを球面状座面２７ｆにし、ボルト挿通孔２７ｃの周囲を球面状凹部２７ｇとしても良い。
【００６２】
［５．脆弱部材の変形例］
以上の例では、脆弱部材にボルトとナットを用いた例を説明したが、更に、脆弱部材は、次のように構成することも出来る。図１１（Ａ）は、脆弱部材にリベット２８を用いている。第一係止部２１の第一ボルト挿通孔２１ａ又は第二係止部２２の第二ボルト挿通孔２２ａの何れかよりリベット２８を挿通し、挿通後、カシメることで、第一係止部２１と第二係止部２２との間に架設することが出来る。この場合、図１０（Ａ）に示すように、第一及び第二係止部２１，２２は、平坦な面で形成される。また、図１１（Ｂ）に示すように、リベット２８は、頭部の座面を球面状座面２８ａとしても良い。この場合、図１０（Ｄ）に示すように、第一係止部２１と第二係止部２２の第一及び第二ボルト挿通孔２７ｄ，２７ｃの周囲には、球面状凹部２７ｂ，２７ｇが形成される。更に、リベット２８の先端部は、第一係止部２１又は第二係止部２２に球面状凹部が形成されているとき、カシメられると、球面状凹部の形状に倣って、球面状座面２８ｂを形成することも出来る。なお、図１１（Ｂ）の例において、リベット２８の頭部の座面又はリベット２８の先端部のカシメ後の座面の何れかが平坦な面であっても良い。更に、図１１（Ｃ）に示すように、脆弱部材を、第一係止部２１と第二係止部２２の長さの半分程度の結合部材２９ａ，２９ｂとし、一方を雄ネジ部２９ｃとし、他方を雌ネジ部２９ｄとしても良い。この場合、二つの結合部材２９ａ，２９ｂが、第一係止部２１と第二係止部２２との間で、締め付けられることになる。更に、図１１（Ｄ）に示すように、二つの結合部材２９ｅ，２９ｅは、共に、雄ネジ部２９ｆとし、ナット部材２９ｇで互いを結合するようにしても良い。
【００６３】
［６．入力判別機構を複数設けた例］
図１２は、図６に示した支承装置１０の斜視図であり、入力判別機構２０が等間隔に六つ設けられている。図１２では、六つの入力判別機構２０に対して、「Ｎｏ．１」から「Ｎｏ．６」までの番号が付与されている。なお、ここで説明する入力判別機構２０の構成は、図５に示した構成と同様である。
【００６４】
例えば、図１３に示すように、スタッドボルト２３の直径をφ１０ｍｍとしたとき、「Ｎｏ．１」から「Ｎｏ．６」までの第一及び第二ボルト挿通孔２１ａ，２２ａは、順に、φ１１ｍｍ、φ１２ｍｍ、φ１３ｍｍ、φ１４ｍｍ、φ１５ｍｍ、φ１６ｍｍと、順に直径が大きくなっている。すなわち、入力判別機構２０は、「Ｎｏ．１」から「Ｎｏ．６」になるに従って、スタッドボルト２３のがたつきが大きくなっている。そして、「Ｎｏ．１」から「Ｎｏ．６」は、入力レベル「１」から「６」が対応づけられている。なお、入力レベルは、「Ｎｏ．１」から「Ｎｏ．６」になるに従って大きな入力と対応づけられている。すなわち、大きな入力に対応付いたナンバ（Ｎｏ．）の第一及び第二ボルト挿通孔２１ａ，２２ａ程、スタッドボルト２３の直径より大きく、対応づけられた入力レベルも高くなり、上沓１１と下沓１２との相対的変位量が大きくなっても、入力判別機構２０が変形又は破損しないようになっている。
【００６５】
そうすると、「Ｎｏ．１」から「Ｎｏ．６」の入力判別機構２０は、そのときの入力レベルに対応する入力判別機構２０までが変形又は破損することになる。例えば、入力レベル「３」の入力があったときには、「Ｎｏ．１」から「Ｎｏ．３」までの入力判別機構２０が破損又は変形する。従って、破損又は変形した入力判別機構２０を確認することで、どの程度の入力があって、上沓１１と下沓１２とが相対的にどの程度変位したかを事後的に確認することが出来る。
【００６６】
また、例えば、レベル「４」以上の入力があったとき、支承装置１０の交換が必要になるとする。
ここで、
「レベル「４」は、支承装置の交換は必要であるが、緊急を要しない。」
「レベル「５」は、支承装置の交換は必要であるが、レベル「４」よりは交換に緊急を要する。」
「レベル「６」は、直ちに支承装置を交換する必要がある。」
と定義づける。これにより、どの入力判別機構２０が破損又は変形したかを確認することで、どの支承装置を優先的に交換する必要があるのかを容易に判断することができ、支承装置の交換作業を円滑に行うことが出来る。また、レベル「３」以下の入力を確認したときには、支承装置の交換は不要であると確認することが出来る。そして、レベル「３」までの入力判別機構が損傷しただけで支承装置１０の交換不要の際は、脆弱部材が損傷するだけで強度部材となる上沓１１や下沓１２が損傷していないので、支承装置の強度部材に脆弱部材を設けた場合と異なり、上沓１１や下沓１２の性能に悪影響を与えることを防止することが出来る。
【００６７】
なお、入力判別機構２０を複数設けるにあたって、その数は、特に限定されるものではなく、例えば、二つ、三つ、四つでも良く、更に、七つ以上であっても良い。また、各レベルに対応する入力判別機構２０を、一つではなく、複数設けるようにしても良い。更に、定義する入力レベルの数も、特に限定されるものではないが、多いほど、入力レベルを細かく判別することが出来る。
【００６８】
［７．入力判別機構の後付けの例］
上述のように、ボルトやナット等で構成される脆弱部材２０ａは、所定値以上の入力があれば、破損又は変形する。上述のように、入力判別機構２０を複数設け、入力レベルを判別出来るようにしたときには、例えば、支承装置１０が交換が必要な程度まで破損していなくても、脆弱部材２０ａが破損又は変形することになる（図１２及び図１３のレベル「３」以下）。また、既設の支承装置１０に対して、新たに、入力判別機構２０を設ける場合もある。そこで、図１４に示すように、入力判別機構３０は、後付け出来るように構成することも出来る。
【００６９】
具体的に、図１４に示すように、この入力判別機構３０は、上沓１１と下沓１２との間に架設され、上沓１１の外周部に一体的に取り付けられる第一係止部材３１と下沓１２の外周部に一体的に取り付けられる第二係止部材３２とに脆弱部材３０ａが取り付けられている。脆弱部材３０ａは、上沓１１や下沓１２に比べて脆弱なスタッドボルト３３の両端に第一及び第二ナット３４，３５を螺着して構成されている。スタッドボルト３３は、上述のスタッドボルト２３と同様で、例えば一方の端部に第一ネジ部が設けられ、他方の端部に第二ネジ部が設けられている。第一ネジ部には、第一ナット３４が螺合され、第二ネジ部には、第二ナット３５が螺合される。第一ナット３４及び第二ナット３５は、それぞれ、座面が略球面状の球面状座面３４ａ，３５ａで構成されている。
【００７０】
上沓１１の外周部であって、下沓１２と対向する面には、脆弱部材３０ａが係止される第一係止部材３１が固定される。具体的に、第一係止部材３１は、底板部３１ａと側板部３１ｂとを有し、底板部３１ａに、第一ボルト挿通孔３１ｃが形成されている。そして、この第一係止部材３１は、第一固定ボルト３１ｄを上沓１１の貫通孔３１ｅに挿通し、側板部３１ｂのネジ穴３１ｆに螺合することによって上沓１１の下沓１２と対向する面に固定される。第一係止部材３１の底板部３１ａには、第一ボルト挿通孔３１ｃが形成され、上側の面は、第一ボルト挿通孔３１ｃが中心に位置するように、第一ナット３４の第一球面状座面３４ａが圧接される略球面状の第一球面状凹部３１ｈが形成されている。
【００７１】
下沓１２の外周部であって、上沓１１と対向する面には、脆弱部材３０ａが係止される第二係止部材３２が固定される。具体的に、第二係止部材３２は、底板部３２ａと側板部３２ｂとを有し、底板部３２ａに、第二ボルト挿通孔３２ｃが形成されている。そして、この第二係止部材３２は、第二固定ボルト３２ｄを下沓１２の貫通孔３２ｅに挿通し、側板部３２ｂのネジ穴３２ｆに螺合することによって下沓１２の上沓１１と対向する面に固定される。第二係止部材３２の底板部３２ａには、第二ボルト挿通孔３２ｃが形成され、下側の面は、第二ボルト挿通孔３２ｃが中心に位置するように、第二ナット３５の第二球面状座面３５ａが圧接される略球面状の第二球面状凹部３２ｈが形成されている。
【００７２】
なお、第一及び第二係止部材は、側板部３１ｂ，３２ｂに第一及び第二取付片３６，３７を外側に折曲して第一及び第二固定ボルト３１ｄ，３２ｄで上沓１１と下沓１２の相対する面に固定するようにしても良い（後述の図１８参照）。
【００７３】
第一ボルト挿通孔３１ｃと第二ボルト挿通孔３２ｃとは、互いの中心軸線が一致するように形成されている。また、第一係止部材３１の底板部３１ａは、第二係止部材３２と対向する側に第一拡径部３１ｇが設けられ、スタッドボルト３３が中心軸線に対して傾くことが出来るように構成され、第二係止部材３２の底板部３２ａも、第一係止部材３１と対向する側に第二拡径部３２ｇが設けられ、スタッドボルト２３が中心軸線に対して傾くことが出来るように構成されている。なお、第一及び第二拡径部３１ｇ，３２ｇを設ける代わりに、第一及び第二ボルト挿通孔３１ｃ，３２ｃの直径をスタッドボルト３３の直径より大きくして、がたつきを有するようにし、スタッドボルト３３が傾くようにしても良い。
【００７４】
スタッドボルト３３は、少なくとも第一係止部材３１と第二係止部材３２との間に架設可能な長さを有している。図５（Ｂ）の場合と同様に、スタッドボルト３３は、第一ボルト挿通孔３１ｃと第二ボルト挿通孔３２ｃとの中心軸線に対して傾けるようにして、第一ボルト挿通孔３１ｃ、第二ボルト挿通孔３２ｃの何れかに挿通され、次いで、中心軸線と一致させて他方のボルト挿通孔に挿通される。この後、スタッドボルト３３の各端部には、第一ナット３４と第二ナット３５が螺合され、第一ナット３４の第一球面状座面３４ａは、第一球面状凹部３１ｈに嵌合され、第二ナット３５の第二球面状座面３５ａは、第二球面状凹部３２ｈに嵌合される。なお、スタッドボルト３３や第一及び第二ナット３４，３５の取付作業は、第一及び第二係止部材３１，３２の沓１１，１２への取付作業の前であっても後であっても良い。
【００７５】
以上のような入力判別機構３０によれば、支承装置１０の上沓１１と下沓１２に後付けで取り付けることが出来、例えば、既設の支承装置１０にも容易に取り付けることが出来る。また、入力レベルに応じた複数の入力判別機構３０を設けている場合、支承装置１０が交換不要であっても、小さい入力レベルを判別する入力判別機構３０が破損又は変形していることがある。このような場合であっても、破損又は変形した入力判別機構３０のみを、容易に交換することが出来る。なお、入力判別機構３０の支承装置１０への後付けの機構は、図１４に限定されるものではなく、適宜変更可能である。
【００７６】
［８．波状可撓性部材を用いた入力判別機構］
次に、入力判別機構の変形例として、脆弱部材として、波状可撓性部材４１を用いた入力判別機構４０を図１５を参照して説明する。この入力判別機構４０は、固定支承装置にも適用可能ではあるが、特に、上沓１１と下沓１２の相対的変位量が大きくなる場合を想定した可動支承装置や水平力分散支承装置に特に用いることが出来る。図１５に示すように、この入力判別機構４０は、脆弱部材として、波状可撓性部材４１を用いている。この波状可撓性部材４１は、波状の例えば薄い鋼板や樹脂板であって、可撓性を有している。この波状可撓性部材４１は、一端部が、上沓１１の外周面に、ボルト等の第一係止部材４２によって固定され、他端部が、下沓１２の外周面に、ボルト等の第二係止部材４３によって固定される。上沓１１及び下沓１２の外周面には、それぞれネジ穴状の第一及び第二固定孔４４，４５が穿孔されている。波状可撓性部材４１の各端部を挿通した第一及び第二係止部材４２，４３は、第一及び第二固定孔４４，４５が螺合され、これにより、波状可撓性部材４１は、上沓１１と下沓１２の外周面に固定される。
【００７７】
このような入力判別機構４０では、設計強度未満の入力に対して、少なくとも、波状可撓性部材４１が伸長し過ぎて、波状可撓性部材４１の波状部分が破損することを防止することが出来る。これに対して、設計強度を超える入力があったときには、例えば、波状可撓性部材４１が最大の伸長量を超える程に上沓１１と下沓１２とが相対的に変位し、波状可撓性部材４１の波状部分が破損する。これにより、事後的に、支承装置１０に対してどの程度の入力があったかを確認することが出来る。また、支承装置の強度部材に対して直接的に脆弱部材を設けることに比して、強度部材である上沓１１や下沓１２等の強度低下を招かず性能が低下することを防止することが出来る。更に、第一及び第二係止部材４２，４３の固定部分が破損しなくても、波状可撓性部材４１が伸びて塑性変形した状態を確認することで、入力の大きさを確認することが出来る。また、この入力判別機構４０では、波状可撓性部材４１の各端部を第一及び第二係止部材４２，４３で上沓１１や下沓１２の外周面に固定するだけで良く、後付け作業や波状可撓性部材４１の交換作業を簡単に行うことが出来る。
【００７８】
なお、この入力判別機構４０にあっても、図６や図１２に示すように、支承装置１０に複数設けるようにしても良い。この場合には、入力判別機構４０毎に、入力レベルに応じて波状可撓性部材４１の伸長量や長さを異なるように設定する。これにより、図１２及び図１３で説明した場合と同様に、入力判別機構４０の状態を確認することで、どの程度の入力があったかを事後的に判別することが出来る。
【００７９】
［９．ワイヤ状部材を用いた入力判別機構］
図１６に示す入力判別機構５０は、脆弱部材に、ワイヤ状部材５１を用いたものである。この入力判別機構５０も、固定支承装置にも適用可能ではあるが、特に、上沓１１と下沓１２の相対的変位量が大きい場合も許容する可動支承装置や水平力分散支承装置に用いることが出来る。この入力判別機構５０で用いるワイヤ状部材５１は、繊維、鋼材、樹脂等の可撓性を有する線材で形成されており、上沓１１や下沓１２に対して脆弱となっている。このワイヤ状部材５１は、１本でも良いが、ここでは、長さの異なる複数本が結束されている。具体的に、複数本のワイヤ状部材５１は、一端部が第一係止部材５２によって結束され、他端部が第二係止部材５３によって結束されている。第一及び第二係止部材５２，５３は、ワイヤ状部材５１の結束部５２ａ，５３ａとは反対側に、環状の第一及び第二固定部５２ｂ，５３ｂとが形成されている。ワイヤ状部材５１の一端部を結束した第一係止部材５２は、第一固定部５２ｂに第一固定ボルト５２ｃを挿通して、上沓１１の外周面の第一ネジ穴５２ｄに固定される。ワイヤ状部材５１の他端部を結束した第二係止部材５３は、第二固定部５３ｂに第二固定ボルト５３ｃを挿通して、下沓１２の外周面の第二ネジ穴５３ｄに固定される。
【００８０】
第一及び第二係止部材５２，５３は、ここでは、例えば長さの異なる四本のワイヤ状部材５１（５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ、以下、単に「５１」ともいう。）を結束部５２ａ，５３ａでカシメ等により結束しており、四本のワイヤ状部材５１では、四段階の入力レベルを判別することが出来る。ここでは、例えば、ワイヤ状部材５１ａ−５１ｄの長さと入力レベルとの関係は次のようになっている。
ワイヤ状部材５１ａ・・・最も短い・・・入力レベル１
ワイヤ状部材５１ｂ・・・２番目に短い・・・入力レベル２
ワイヤ状部材５１ｃ・・・３番目に短い・・・入力レベル３
ワイヤ状部材５１ｄ・・・最も長い・・・入力レベル４
なお、入力レベルは、「４」が最も大きい。すなわち、ワイヤ状部材５１は、長くなるほど、入力レベルが高くなり、上沓１１と下沓１２との相対的変位量が大きくなっても、切断しないようになっている。
【００８１】
以上のような入力判別機構５０では、例えば、「入力レベル１」の入力があったときには、最も短いワイヤ状部材５１ａのみが切断し、最も大きい「入力レベル４」があったときには、最も長いワイヤ状部材５１ｄを含む全てのワイヤ状部材５１ａ−５１ｄが切断される。
【００８２】
これにより、どのワイヤ状部材５１が切断したかを確認することで、どの程度の入力があったかを、事後的に確認することが出来る。また、例えば、「「入力レベル３」では、支承装置の交換は必要であるが、緊急を要しない。」、「「入力レベル４」では、支承装置の交換が直ちに必要である。」といったように、入力レベルとワイヤ状部材５１の長さとを関連付けて定義付けることで、どの支承装置を優先的に交換する必要があるのかを容易に判断することが出来る。また、レベル「２」以下の入力を確認したときには、支承装置の交換は不要であると確認することが出来る。また、この入力判別機構５０では、第一及び第二係止部材５２，５３で上沓１１や下沓１２の外周面に固定するだけで良く、後付け作業やワイヤ状部材５１が結束された第一及び第二係止部材５２，５３の交換作業を簡単に行うことが出来る。また、所定値以上の入力があったときには、ワイヤ状部材５１ａ−５１ｄが切断するだけなので、支承装置の強度部材に対して直接的に脆弱部材を設けることに比して、強度部材となる上沓１１や下沓１２等の強度低下を招かず、その機能が低下することを防止することが出来る。
【００８３】
なお、ワイヤ状部材５１の本数は、特に限定されるものではなく、一本でも、二本、三本、更に、五本以上であっても良い。ただし、ワイヤ状部材５１は、本数が多いほど、入力レベルをより細かく判別することが出来る。
【００８４】
［１０．ワイヤ状部材を入力判別機構の変形例］
図１７に示す入力判別機構６０は、脆弱部材に、ワイヤ状部材６１を複数本、ここでは四本用いている。ワイヤ状部材６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ（以下、単に「６１」とも言う。）は、繊維、鋼材、樹脂等の可撓性を有する線材で同じ長さに形成されているが、それぞれ伸び率が異なる。これらのワイヤ状部材６１は、一端部が第一係止部材６２に係止され、この第一係止部材６２は、例えば上沓１１の下面の第一ネジ穴６２ｂに第一固定ボルト６２ａが螺合されることによって固定される。また、ワイヤ状部材６１の他端部は、第二係止部材６３に係止され、この第二係止部材６３は、例えば下沓１２の下面の第二ネジ穴６３ｂに第二固定ボルト６３ａが螺合されることによって固定される。なお、第一及び第二係止部材６２，６３は、例えば上沓１１や下沓１２の外周面に固定するようにしても良い。また、ワイヤ状部材６１の第一及び第二係止部材６２，６３への係止方法は、周知の方法で実現可能であり、例えばワイヤ状部材６１の端部に抜け止めを設けて、第一及び第二係止部材６２，６３の挿通孔にワイヤ状部材６１を係止するようにすれば良い。
【００８５】
例えば、四本のワイヤ状部材６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄは、ワイヤ状部材の長さを適宜に設定したとき、以下のような許容伸び率を有する。
ワイヤ状部材６１ａ・・・伸び率１０１％・・・入力レベル１
ワイヤ状部材６１ｂ・・・伸び率１０５％・・・入力レベル２
ワイヤ状部材６１ｃ・・・伸び率１１０％・・・入力レベル３
ワイヤ状部材６１ｄ・・・伸び率１１５％・・・入力レベル４
なお、入力レベルは、「４」が最も大きい。すなわち、ワイヤ状部材６１は、許容伸び率が高くなるほど、入力レベルが高くなり、上沓１１と下沓１２との相対的変位量が大きくなっても、切断しないようになっている。
【００８６】
以上のような入力判別機構６０では、例えば、「入力レベル１」の入力があったときには、最も伸び率の小さいワイヤ状部材６１ａのみが切断し、最も大きい「入力レベル４」があったときには、伸び率の高いワイヤ状部材６１ｄを含む全てのワイヤ状部材６１ａ−６１ｄが切断される。これにより、どのワイヤ状部材６１が切断したかを確認することで、どの程度の入力があったかを、事後的に確認することが出来る。また、上述のように、「「入力レベル３」では、支承装置の交換は必要であるが、緊急を要しない。」、「「入力レベル４」では、支承装置の交換が直ちに必要である。」といったように、入力レベルとワイヤ状部材６１の伸び率とを関連付けて定義付けることで、どの支承装置を優先的に交換する必要があるのかを容易に判断することが出来る。また、レベル「２」以下の入力を確認したときには、支承装置の交換は不要であると確認することが出来る。更に、この入力判別機構６０では、第一及び第二係止部材６２，６３で沓１１，１２の外周面に固定するだけで良く、後付け作業やワイヤ状部材６１を係止した第一及び第二係止部材６２，６３の交換作業を簡単に行うことが出来る。また、所定値以上の入力があったときには、ワイヤ状部材６１ａ−６１ｄが切断するだけなので、支承装置の強度部材に対して直接的に脆弱部材を設けることに比して、強度部材となる上沓１１や下沓１２等の強度低下を招かず、その機能が低下することを防止することが出来る。
【００８７】
なお、ワイヤ状部材６１の本数は、特に限定されるものではなく、一本でも、二本、三本、更に、五本以上であっても良い。ただし、ワイヤ状部材５１は、本数が多いほど、入力レベルをより細かく判別することが出来る。
【００８８】
［１１．上部構造物と下部構造物との間に架設された入力判別機構（図１４の変形例）］
次に、図１４に示した入力判別機構３０を、支承装置１０に直接的に取り付けるのではなく、支承装置１０の近傍に取り付ける場合を、図１８を参照して説明する。この入力判別機構３０は、支承装置１０と隣接した位置に設けられるものであり、直接的には、上部構造物４と下部構造物２との相対的な変位量を判別し、間接的に、支承装置１０の上沓１１と下沓１２との相対的な変位量を判別することが出来るようにしたものである。
【００８９】
具体的に、図１８に示すように、この入力判別機構３０は、上部構造物４と下部構造物２との間に架設され、上部構造物４に一体的に取り付けられる第一係止部材３１と下部構造物２に一体的に取り付けられる第二係止部材３２とに脆弱部材３０ａが取り付けられている。脆弱部材３０ａは、上部構造物４や下部構造物２、更には上沓１１や下沓１２に比べて脆弱なスタッドボルト３３の両端に第一及び第二ナット３４，３５を螺着して構成される。スタッドボルト３３は、上述のスタッドボルト２３と同様で、例えば一方の端部に第一ネジ部が設けられ、他方の端部に第二ネジ部が設けられている。第一ネジ部には、第一ナット３４が螺合され、第二ネジ部には、第二ナット３５が螺合される。第一ナット３４及び第二ナット３５は、それぞれ、座面が略球面状の球面状座面３４ａ，３５ａで構成されている。
【００９０】
上部構造物４の下部構造物２と対向する面には、脆弱部材３０ａが係止される第一係止部材３１が固定される。具体的に、第一係止部材３１は、底板部３１ａと側板部３１ｂとを有し、底板部３１ａに、第一ボルト挿通孔３１ｃが形成されている。そして、この第一係止部材３１は、側板部３１ｂに上部構造物４に取り付けるための第一取付片３６が外側に折曲されて設けられている。第一取付片３６は、第一貫通孔３６ａを有し、第一固定ボルト３１ｄを、第一貫通孔３６ａに挿通し、上部構造物４の第一固定孔３６ｂに螺合することによって上部構造物４の下部構造物２と対向する面に固定される。第一係止部材３１の底板部３１ａには、第一ボルト挿通孔３１ｃが形成され、上側の面は、第一ボルト挿通孔３１ｃが中心に位置するように、第一ナット３４の第一球面状座面３４ａが圧接される略球面状の第一球面状凹部３１ｈが形成されている。
【００９１】
下部構造物２の上部構造物４と対向する面には、脆弱部材３０ａが係止される第二係止部材３２が固定される。具体的に、第二係止部材３２は、底板部３２ａと側板部３２ｂとを有し、底板部３２ａに、第二ボルト挿通孔３２ｃが形成されている。そして、この第二係止部材３２は、側板部３２ｂに下部構造物２に取り付けるための第二取付片３７が外側に折曲されて設けられている。第二取付片３７は、第二貫通孔３７ａを有し、第二固定ボルト３２ｄを、第二貫通孔３７ａに挿通し、下部構造物２の第二固定孔３７ｂに螺合することによって下部構造物２の上部構造物４と対向する面に固定される。第二係止部材３２の底板部３２ａには、第二ボルト挿通孔３２ｃが形成され、下側の面は、第二ボルト挿通孔３２ｃが中心に位置するように、第二ナット３５の第二球面状座面３５ａが圧接される略球面状の第二球面状凹部３２ｈが形成されている。
【００９２】
そして、第一ボルト挿通孔３１ｃと第二ボルト挿通孔３２ｃとは、互いの中心軸線が一致するように形成されている。また、第一係止部材３１の底板部３１ａは、第二係止部材３２と対向する側に第一拡径部３１ｇが設けられ、スタッドボルト３３が中心軸線に対して傾くことが出来るように構成され、第二係止部材３２の底板部３２ａも、第一係止部材３１と対向する側に第二拡径部３２ｇが設けられ、スタッドボルト２３が中心軸線に対して傾くことが出来るように構成されている。なお、第一及び第二拡径部３１ｇ，３２ｇを設ける代わりに、第一及び第二ボルト挿通孔３１ｃ，３２ｃの直径をスタッドボルト３３の直径より大きくして、がたつきを有するようにし、スタッドボルト３３が傾くようにしても良い。
【００９３】
以上のような入力判別機構３０によれば、支承装置１０の近傍に、上部構造物４と下部構造物２との間に後付けで取り付けることが出来、例えば、既設の支承装置１０の近傍にも容易に取り付けることが出来る。また、入力レベルに応じた複数の入力判別機構３０を設けている場合、支承装置１０が交換不要であっても、小さい入力レベルを判別する入力判別機構３０が破損又は変形していることがある。このような場合であっても、破損又は変形した入力判別機構３０のみを、容易に交換することが出来る。なお、入力判別機構３０の上部構造物４と下部構造物２への後付けの機構は、図１８に限定されるものではなく、周知の方法で適宜変更可能である。
【００９４】
［１２．上部構造物と下部構造物との間に架設された入力判別機構の変形例１（図１５の変形例）］
次に、図１５に示した入力判別機構４０を、支承装置１０に直接的に取り付けるのではなく、支承装置１０の近傍の上部構造物４と下部構造物２との間に取り付ける例を、図１９を参照して説明する。具体的に、図１９に示すように、この入力判別機構４０は、図１５の場合と同様に、脆弱部材として、波状可撓性部材４１を用いている。この波状可撓性部材４１は、一端部が、上部構造物４に、ボルト等の第一係止部材４２によって固定され、他端部が、下部構造物２に、ボルト等の第二係止部材４３によって固定される。上部構造物４と下部構造物２の互いに相対する面には、それぞれネジ穴状の第一及び第二固定孔４４，４５が穿孔されている。波状可撓性部材４１の各端部を挿通した第一及び第二係止部材４２，４３は、上部及び下部プレート１６，１７の第一及び第二貫通孔４６，４７を通って第一及び第二固定孔４４，４５に螺合され、これにより、波状可撓性部材４１は、上部構造物４と下部構造物２の互いに相対する面に固定される。
【００９５】
以上のような入力判別機構４０によれば、支承装置１０の近傍に、上部構造物４と下部構造物２との間に後付けで取り付けることが出来、例えば、既設の支承装置１０の近傍にも容易に取り付けることが出来る。また、この入力判別機構４０では、設計強度未満の入力に対して、少なくとも、波状可撓性部材４１が伸長し過ぎて、波状可撓性部材４１の波状部分が破損することを防止することが出来る。これに対して、設計強度を超える入力があったときには、例えば、波状可撓性部材４１が最大の伸長量を超える程に上部構造物４と下部構造物２とが相対的に変位し、波状可撓性部材４１の波状部分が破損する。これにより、事後的に、直接的には、上部構造物４と下部構造物２との相対的な変位量を判別し、間接的に、支承装置１０の上沓１１と下沓１２との相対的な変位量を判別することが出来る。なお、この入力判別機構４０にあっても、図６や図１２に示すように、支承装置１０の近傍に入力レベルに応じて伸長量や長さの異なる波状可撓性部材４１を複数設けるようにし、どの程度の入力があったかを段階的に判別することが出来るようにしても良い。
【００９６】
［１３．上部構造物と下部構造物との間に架設された入力判別機構の変形例２（図１６の変形例）］
次に、図１６に示した入力判別機構５０を、支承装置１０に直接的に取り付けるのではなく、支承装置１０の近傍の上部構造物４と下部構造物２との間に取り付ける例を、図２０を参照して説明する。具体的に、図２０に示すように、この入力判別機構５０は、脆弱部材に、ワイヤ状部材５１を用いている。このワイヤ状部材５１は、１本でも良いが、ここでは、長さの異なる複数本が結束されている。具体的に、複数本のワイヤ状部材５１は、一端部が第一係止部材５２によって結束され、他端部が第二係止部材５３によって結束されている。第一及び第二係止部材５２，５３は、ワイヤ状部材５１の結束部５２ａ，５３ａとは反対側に、環状の第一及び第二固定部５２ｂ，５３ｂとが形成されている。第一及び第二係止部材５２，５３は、ここでは、例えば長さの異なる四本のワイヤ状部材５１（５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ、以下、単に「５１」ともいう。）を結束部５２ａ，５３ａでカシメ等により結束しており、四本のワイヤ状部材５１で四段階の入力レベルを判別することが出来る。
【００９７】
ワイヤ状部材５１の一端部を結束した第一係止部材５２は、第一固定部５２ｂに第一固定ボルト５２ｃを挿通して、上部構造物４に取り付けるための第一取付具５４の第一ネジ穴５４ａに螺合される。第一取付具５４は、全体が略Ｌ字状をなし、一片に第一ネジ穴５４ａが形成されており、他片に第一挿通孔５４ｂが形成されている。ワイヤ状部材５１の他端部を結束した第二係止部材５３は、第二固定部５３ｂに第二固定ボルト５３ｃを挿通して、下部構造物２に取り付けるための第二取付具５５の第二ネジ穴５５ａに螺合される。第二取付具５５は、全体が略Ｌ字状をなし、一片に第二ネジ穴５５ａが形成されており、他片に第二挿通孔５５ｂが形成されている。
【００９８】
ボルト等の第一及び第二固定部材５６，５７は、第一及び第二取付具５４，５５の第一及び第二挿通孔５４ｂ，５５ｂに挿通され、更に、上部及び下部プレート１６，１７の第一及び第二貫通孔５８，５９を通って上部構造物４と下部構造物２の相対する面に形成された第一及び第二ネジ穴５２ｄ，５３ｄに螺合され固定される。
【００９９】
以上のような入力判別機構５０によれば、支承装置１０の近傍に、上部構造物４と下部構造物２との間に後付けで取り付けることが出来、例えば、既設の支承装置１０の近傍にも容易に取り付けることが出来る。また、どのワイヤ状部材５１が切断したかを確認することで、直接的には、上部構造物４と下部構造物２との相対的な変位量を判別し、間接的に、支承装置１０の上沓１１と下沓１２との相対的な変位量を判別することが出来る。なお、ワイヤ状部材５１の本数は、特に限定されるものではなく、一本でも、二本、三本、更に、五本以上であっても良い。ただし、ワイヤ状部材５１は、本数が多いほど、入力レベルをより細かく判別することが出来る。
【０１００】
［１４．上部構造物と下部構造物との間に架設された入力判別機構の変形例３（図１７の変形例）］
次に、図１７に示した入力判別機構６０を、支承装置１０に直接的に取り付けるのではなく、支承装置１０の近傍の上部構造物４と下部構造物２との間に取り付ける例を、図２１を参照して説明する。具体的に、図２１に示すように、この入力判別機構６０は、脆弱部材に、伸び率が異なる同じ長さのワイヤ状部材６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ（以下、単に「６１」とも言う。）が用いられている。これらのワイヤ状部材６１は、一端部が第一係止部材６２に係止され、この第一係止部材６２は、例えば上部構造物４の下部構造物２と相対する面の第一ネジ穴６２ｂに上部プレート１６の第一貫通孔６４を通って第一固定ボルト６２ａが螺合されることによって固定される。また、ワイヤ状部材６１の他端部は、第二係止部材６３に係止され、この第二係止部材６３は、例えば下部構造物２の上部構造物４と相対する面の第二ネジ穴６３ｂに下部プレート１７の第二貫通孔６５を通って第二固定ボルト６３ａが螺合されることによって固定される。
【０１０１】
以上のような入力判別機構６０によれば、支承装置１０の近傍に、上部構造物４と下部構造物２との間に後付けで取り付けることが出来、例えば、既設の支承装置１０の近傍にも容易に取り付けることが出来る。また、どのワイヤ状部材６１が切断したかを確認することで、直接的には、上部構造物４と下部構造物２との相対的な変位量を判別し、間接的に、支承装置１０の上沓１１と下沓１２との相対的な変位量を判別することが出来る。なお、ワイヤ状部材６１の本数は、特に限定されるものではなく、一本でも、二本、三本、更に、五本以上であっても良い。ただし、ワイヤ状部材５１は、本数が多いほど、入力レベルをより細かく判別することが出来る。
【０１０２】
［１５．可動支承装置（鋼製支承）と組み合わせた入力判別機構］
支承装置には、支承装置１０のようなゴム支承の他に、鋼製支承がある。図２２は、一般的な、固定支承装置として用いられるピン支承装置７１である。このピン支承装置７１は、上沓７２と下沓７３を円柱状のピン７４で連結した構造で、ピン７４を中心に回転可能となっている。以上説明したような入力判別機構２０，３０，４０，５０，６０は、ピン支承装置７１の近傍であって、上沓７２が固定される上部構造物４と下沓７３が固定される下部構造物２との間に配設される。例えば、ピン支承装置７１は、一般に固定支承に分類されることから、図１８に示した入力判別機構３０等が近傍に設けられる。これにより、例えば、上部構造物４がどの程度回転変形したのかを事後的に確認することが出来る。
【０１０３】
また、鋼製支承には、図２３に示すように、可動支承装置として用いられるローラー支承装置７６がある。このローラー支承装置７６は、ピン支承装置７１の下沓７３と底板７７との間に設けられたローラー７８の転がりにより水平変位に追従出来るようにしている。以上説明したような入力判別機構２０，３０，４０，５０，６０は、ローラー支承装置７６の近傍であって、上沓７２が固定される上部構造物４と底板７７が固定される下部構造物２との間に配設される。可動支承装置は、大変位量に対応する必要があり、例えば、ローラー支承装置７６は、図１９−図２０に示した入力判別機構４０，５０，６０等が近傍に設けられる。これにより、例えば、上部構造物４がどの程水平変位したのかを事後的に確認することが出来る。
【０１０４】
その他、既設の鋼製支承としては、図２４に示すように、固定支承装置として用いられるピボット支承装置８１もある。このピボット支承装置８１は、上沓８２に、球面状の凹面部８３を設け、下沓８４に球面状の凸面部８５を設け、凹面部８３と凸面部８５とを組み合わせて全方向に回転するように構成されている。更に、ピボット支承装置８１には、可動支承装置として用いられるように、ローラー支承装置７６と組み合わせたものもある。このようなピボット支承装置の近傍にも、以上説明したような入力判別機構２０，３０，４０，５０，６０を設けることが出来る。なお、ピボット支承装置８１は、凹面部８３を下沓８４に設け、凸面部８５を上沓８２に設けても良い。これにより、例えば、上部構造物４がどの程度回転変形したのかを事後的に確認することが出来る。
【０１０５】
［１６．建物の上部構造物と下部構造物との間に架設された入力判別機構］
従来の上部構造物となるビル建物９１は、建物基礎等の下部構造物９２との間に、上述した支承装置１０と略同様の免震装置９３が配設される。以上説明したような入力判別機構２０，３０，４０，５０，６０は、ビル建物９１と下部構造物９２との間の空間部の免震装置９３の近傍に設けることが出来る。また、大変位量に対応する入力判別機構４０，５０，６０は、ビル建物９１の側壁と下部構造物９２の表面との間に設けるようにしても良い。この場合、大変位量に対応する入力判別機構４０，５０，６０は、地表に露出しているので、確認作業を容易に行うことが出来る。
【０１０６】
［１７．その他の変形例］
以上の説明で用いた支承装置１０は、上下反転し、下沓を上沓として、上沓を下沓として用いるようにしても良い。また、支承方向を水平方向としたり、鉛直方向からずれた方向に設定することも可能であり、本発明の入力判別機構の取付状態も、支承装置１０の向きに応じて適宜変更される。更に、本発明の入力判別機構を設ける位置は、支承装置の近傍に限定されるものではなく、離れた位置であっても良い。例えば、本発明の入力判別機構は、図１の下部構造物２としての橋台と上部構造体２としての橋桁の端部に設けられる桁遊間２ａや桁遊間２ａに配設される間詰め材やダンパー２ｂの近傍に設けるようにしても良い。また、図１８−図２４を用いて説明した上部構造物４と下部構造物２との間に架設される２０，３０，４０，５０，６０は、上部構造物４と下部構造物２に後付けされる場合だけでなく、上部構造物４に第一係止部材が一体的に固設されていても良く、下部構造物に第二係止部材が一体的に固設されていても良い。
【符号の説明】
【０１０７】
１ 橋梁、２ 下部構造物、２ａ 桁遊間、２ｂ 間詰め材やダンパー、３ａ 固定支承装置、３ｂ 可動支承装置、４ 上部構造物、５ 水平力分散支承装置、１０ 支承装置、１０ａ 脆弱部材、１１ 上沓、１２ 下沓、１３ 支承体、１３ａ 弾性層、１３ｂ 補強板、１４，１５ 摺滑部材、１６ 上部プレート、１７ 下部プレート、２０ 入力判別機構、２０ａ 脆弱部材、２１ 第一係止部、２１ａ 第一ボルト挿通孔、２１ｂ 第一球面状凹部、２１ｃ 第一拡径部、２２ 第二係止部、２２ａ 第二ボルト挿通孔、２２ｂ 第二球面状凹部、２２ｃ 第二拡径部、２３ スタッドボルト、２３ａ 第一ネジ部、２３ｂ 第二ネジ部、２４ 第一ナット、２４ａ 第一球面状座面、２５ 第二ナット、２５ａ 第二球面状座面、２６ ボルト、２６ａ 頭部、２６ｂ ネジ部、２６ｃ ネジ穴、２７ ボルト、２７ａ 頭部、２７ｂ 球面状凹部、２７ｃ 第二ボルト挿通孔、２７ｄ 球面状凹部、２７ｅ ナット、２７ｆ 球面状座面、２７ｇ 球面状凹部、２７ｈ ネジ部、２８ リベット、２８ａ，２８ｂ 球面状座面、２９ａ，２９ｂ 結合部材、２９ｃ 雄ネジ部、２９ｄ 雌ネジ部、２９ｅ 結合部材、２９ｆ 雄ネジ部、２９ｇ ナット部材、３０ 入力判別機構、３０ａ 脆弱部材、３１ 第一係止部材、３１ａ 底板部、３１ｂ 側板部、３１ｃ 第一ボルト挿通孔、３１ｄ 第一固定ボルト、３１ｅ 貫通孔、３１ｆ ネジ穴、３１ｇ 第一拡径部、３１ｇ，３２ｇ 第二拡径部、３１ｈ 第一球面状凹部、３２ 第二係止部材、３２ａ 底板部、３２ｂ 側板部、３２ｃ 第二ボルト挿通孔、３２ｄ 第二固定ボルト、３２ｅ 貫通孔、３２ｆ ネジ穴、３２ｇ 第二拡径部、３２ｈ 第二球面状凹部、３３ スタッドボルト、３４ 第一ナット、３４ａ 第一球面状座面、３５ 第二ナット、３５ａ 第二球面状座面、３６ 第一取付片、３６ａ 第一貫通孔、３６ｂ 第一固定孔、３７ 第二取付片、３７ａ 第二貫通孔、３７ｂ 第二固定孔、４０ 入力判別機構、４１ 波状可撓性部材、４２ 第一係止部材、４３ 第二係止部材、４４ 第一固定孔、４５ 第二固定孔、４６ 第一貫通孔、４７ 第二貫通孔、５０ 入力判別機構、５１（５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ） ワイヤ状部材、５２ 第一係止部材、５２ａ 結束部、５２ｂ 第一固定部、５２ｃ 第一固定ボルト、５２ｄ 第一ネジ穴、５３ 第二結束部材、５３ａ、 結束部、５３ｂ 第二固定部、５３ｃ 第二固定ボルト、５３ｄ 第二ネジ穴、５４ 第一取付具、５４ａ 第一ネジ穴、５４ｂ 第一挿通孔、５５ 第二取付具、５５ａ 第二ネジ穴、５５ｂ 第二挿通孔、５６ 第一固定部材、５７ 第二固定部材、５８ 第一貫通孔、５９ 第二貫通孔、６０ 入力判別機構、６１（６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ） ワイヤ状部材、６２ 第一係止部材、６３ 第二係止部材、６２ａ 第一固定ボルト、６２ｂ 第一ネジ穴、６３ 第二係止部材、６３ａ 第二固定ボルト、６３ｂ 第二ネジ穴、６４ 第一貫通孔、６５ 第二貫通孔、７１ ピン支承装置、７２ 上沓、７３ 下沓、７４ ピン、７６ ローラー支承装置、７７ 底板、７８ ローラー、８１ ピボット支承装置、８２ 上沓、８３ 凹面部、８４ 下沓、８５ 凸面部、９１ ビル建物、９２ 下部構造物、９３ 免震装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば建築物や橋梁等の各種構造物又はこの構造物を支承する支承装置に対しての入力の大きさを判別する入力判別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
元来、建築物や橋梁等の構造物の支承装置には、大別して、水平方向の荷重を支承する水平荷重支承機能、鉛直方向の荷重を支承する鉛直荷重支承機能、鉛直面内における回転荷重を支承する鉛直回転支承機能等が求められる。特に、橋梁用支承装置にあっては、平成７年の大震災以来、ゴムを主たる構成要素としたゴム支承装置が求められるようになっている。中でも鉛直荷重支持性能があって、水平力分散性能の高い積層ゴム支承装置は、広範に使用されるようになっている。
【０００３】
この積層ゴム支承装置は、例えば特許文献１（特開２００２−１８１１２９号公報）に記載されているように、ゴム板と鉄板を交互に積層し、これらが加硫接着によって相互に接着されて構成され、その上部が橋梁の橋桁等の上部構造物に固定され、その下部が橋脚等の下部構造物に固定されて設置されて使用されている。
【０００４】
しかしながら、積層ゴム支承装置にあっては、構造上、積層構造を採るため、必然的に所要厚さが大きくなって嵩張る上、高荷重を支持させるには広面積化する必要があり、特に長大橋向けには大型化する欠点がある。従って、性能要求上、支承装置が大型化してしまった場合には、下部構造物である橋脚や橋台の上面の面積がより大きく要求されることになり、橋梁全体として高コスト化してしまうという欠点がある。
【０００５】
また、大型の支承装置が求められる場合であって、新設でない場合には、既存の支承装置が設置されていることから設置スペースが限定されるために支承装置の大きさが特に問題となり、高さが低く面積が狭い小型の支承装置でなければ交換設置が出来ないという不具合があった。
【０００６】
まして、近年、建築物や橋梁等の構造物の大型化や予想される地震規模の大型化に伴い、支承装置に求められる機能や性能も高度化してきており、積層ゴム支承で対応しようとした場合、大型化してしまうことは避けられない。
【０００７】
この様な背景から先述のような鉛直高荷重支持性能の向上に伴う大型化という積層ゴム支承装置の問題の改善を図ったものとして、例えば特許文献２（特許第４３７７４２９号公報）に記載された機能分離型の固定支承としての弾性支承装置が提案されている。
【０００８】
この弾性支承装置は、積層ゴム支承装置の持つ水平力分散機能は持たず、この機能を別の支承装置に持たせるようにし、鉛直荷重支持機能を高度化している。具体的に、この弾性支承装置は、下面に環状溝が形成された上板と、上面に環状溝が形成された下板とが互いの環状溝に隙間無く固着されて介在する弾性層を介して対向配置され、上板と下板の中央に設けられた貫通孔に剪断変形を拘束する芯状の突起が配設されている。
【０００９】
このように構成される上述の如くの弾性支承装置は、弾性層が厚くなく、弾性層と交互に積層されるような鋼板層が存在せず、支承装置としても積層ゴム支承装置に比して高さが低く、全体としてコンパクトに設定され、支承装置の大型化問題に対する解決策として提案されている。
【００１０】
また、特許文献３（特開２００５−３３７００２号公報）の弾性支承装置は、積層ゴム支承装置の持つ水平力分散機能は持たないものの、水平荷重支持機能を持たせながら鉛直荷重支持機能を高度化するものであって、上沓と下沓がそれぞれ互いに嵌合する同心円状の複数の円筒部と中心に位置する円柱部とからなる凸部と凹部とを有している。この弾性支承装置は、嵌合状態の直径鉛直断面視において、これら互いに嵌合する凸部と凹部がそれぞれ断面矩形状をなし、それらの隣接する側面同士と互いに対向する底面と頂面との間にゴム等の一様な弾性体が実質的に隙間無く充填され、連続するゴム層が挟持されて結合されている。
【００１１】
このように構成される上述の如くの弾性支承装置は、互いに隣接する凸部の側面と凹部の側面とこれらの間のゴム層とで水平荷重支持部が構成され、凸部の頂面と凹部の底面とこれらの間のゴム層とで鉛直荷重支持部が構成されている。
【００１２】
また、特許文献４（特開２００９−４６９４４号公報）に記載された支承装置も、特許文献３の弾性支承装置と同様に、上沓と下沓が互いに嵌合する多条の円筒状の構成となっている。従って、上沓と下沓における各凸部と凹部とを構成する円筒部や円柱部は、それぞれ鉛直断面形状における両側面間距離が端面をなす頂面に向かって接近して狭まり、両側面が傾斜してなる断面台形状に形成されて互いに嵌合される。そして、これらの凹部と凸部との間には、ゴム等の一様な弾性体が実質的に隙間無く充填されている。
【００１３】
このような特許文献３及び特許文献４に記載された弾性支承装置では、支承装置の小型化や軽量化が図られ、鉛直荷重と水平荷重の支持性能の向上がなされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００２−１８１１２９号公報
【特許文献２】特許第４３７７４２９号公報
【特許文献３】特開２００５−３３７００２号公報
【特許文献４】特開２００９−４６９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
以上のような支承装置は、設計強度に基づいて設定された所定値以上の入力があっときに損壊し、所定値を下回る入力に対しては損壊しない。大規模震災等に予め設定された所定値以上の入力があり、上沓と下沓が相対的に大きく水平方向に変位して、上沓や下沓といった強度部材が損傷した場合、支承装置は、直ちに交換する必要がある。度重なる余震が発生した場合、強度部材が損傷した支承装置は、本来の支承性能を発揮することが出来なくなる虞がある。
【００１６】
支承装置を損壊するような入力があった場合において、実際に支承装置に破損するような入力があったことは、作業員が実際に確認作業を行えば知り得ることではあるが、従来の支承装置では、確認作業のし易さ等が全く配慮されておらず、損傷があったかどうかを簡単に確認することが困難である。また、実際に、どの程度の入力があり、どの程度上沓と下沓とが相対的に変位し、どの程度損傷したのかを、事後的に確認する配慮は全くなされていない。支承装置が交換不要な程度の入力であっても、実際に、どの程度上沓と下沓とが相対的に変位したのか知るすべはない。
【００１７】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、支承装置や構造物に対して所定値以上の入力があったかどうかを容易に確認することが出来る入力判別装置を提供することを目的とする。
【００１８】
また、本発明は、交換不要な小さな入力のときであっても、入力判別装置が変形又は損傷した場合には容易に交換することが出来る入力判別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】
【００１９】
本発明に係る入力判別装置は、第一剛性体と、第二剛性体と、第一剛性体と第二剛性体との間に配設される支承体とを有する例えば固定型支承装置、可動型支承装置、水平力分散支承装置、ゴム支承装置と言った支承装置に設けられる。具体的に、この入力判別装置は、前記第一剛性体と前記第二剛性体との間に架設され、前記第一剛性体及び／又は前記第二剛性体への入力を判別する入力判別機構を備える。そして、前記入力判別機構は、前記第一剛性体に固設される第一係止部と、前記第二剛性体に固設される第二係止部と、一端側が前記第一係止部に係止され、他端側が前記第二係止部に係止される脆弱部材とを有し、該脆弱部材が視認可能な位置に配設されている。所定入力があったとき、前記脆弱部材は、破損又は変形する。この破損又は変形を確認することによって、入力があったかどうかを判別することが出来る。
【００２０】
前記第一剛性体と前記第二剛性体との間の脆弱部材は、一つあれば、所定入力があったかどうかを判別することが出来るが、複数設けることで、入力レベルを段階的に判別することが出来る。この場合、複数の前記脆弱部材は、強度及び／又は長さが異なり、入力レベルに応じて、複数の脆弱部材の中の特定の脆弱部材が破壊又は変形するようにする。そして、どの脆弱部材が破損又は変形したかを確認することによって、実際にあった入力のレベルを確認することが出来る。
【００２１】
前記一つ又は複数の脆弱部材は、板状又はワイヤ状又はコイル状或いは棒状のように形成され、例えばスタッドボルトの各端部を前記第一係止部の挿通孔と前記第二係止部の挿通孔に挿通し、該スタッドボルトの両端部にナットを螺合して構成される。また、頭部を有するボルトを前記第一係止部の挿通孔と前記第二係止部の挿通孔に挿通し、該ボルトの先端部にナットを螺合して構成される。更に、前記脆弱部材は、頭部を有するボルトを前記第一係止部、前記第二係止部の何れか一方の挿通孔に挿通し、前記第一係止部、前記第二係止部の何れか他方のネジ穴に該ボルトを螺合して構成される。更に、前記脆弱部材は、リベットであり、該リベットは、前記第一係止部、前記第二係止部の何れか一方の挿通孔より挿入され、他方において、カシメられる。このような脆弱部材において、前記ボルトの頭部、前記リベットの頭部及び／又は前記ナットは、第一及び第二係止部と対向する面が平坦でも良いが、略球面状凸座面を有し、該略球面状座面に対応して、前記第一係止部及び／又は前記第二係止部は、略球面状凹部を有するようにしても良い。
【００２２】
また、前記脆弱部材は、一端に頭部が設けられ他端に締結部を有する第一結合部材と、一端に締結部を有し他端に頭部が設けられる第二結合部材とを備え、前記第一結合部材を前記第一係止部の第一挿通孔から挿入し、前記第二結合部材を前記第二係止部の第二挿通孔から挿入し、これら該第一結合部材と該第二結合部材とは前記第一係止部及び前記第二係止部の間において直接的又は間接的に結合する構成としても良い。
【００２３】
更に、前記脆弱部材は、波状可撓性部材であり、一端部が前記第一係止部に係止され、他端部が前記第二係止部に係止されるようにしても良い。また、前記脆弱部材は、ワイヤ状部材であり、一端部が前記第一係止部に係止され、他端部が前記第二係止部に係止されるようにしても良い。
【００２４】
例えば、前記第一係止部は、前記第一剛性体に予め一体に固設され、前記第二係止部は、前記第二剛性体に予め一体に固設される。また、前記第一係止部は、前記第一剛性体に対して後付けで固設され、前記第二係止部は、前記第二剛性体に後付けで固設される。これにより、前記入力判別機構を、容易に交換することが出来、また、既設の支承装置に容易に後付け出来る。
【００２５】
更に、前記第一剛性体と該第一剛性体が固定される第一構造物との間又は前記第二剛性体と該第二剛性体が固定される第二構造部物との間には、摺滑部材を設けるようにしても良い。ここで、前記第一剛性体が前記上部構造物に固定される上沓であり、前記第二剛性体が前記下部構造物に固定される下沓である。ここで、例えば、前記上部構造物を橋桁とし、前記下部構造物を橋脚或いは橋台としても好い。また、前記第一剛性体を下部構造物に固定される下沓とし、前記第二剛性体を上部構造物に固定される下沓としても好い。
【００２６】
また、本発明に係る入力判別装置は、支承装置に設けるのではなく、構造物に直接固設することも出来る。すなわち、この入力判別装置は、前記第一構造物と前記第二構造物との間に架設され、前記第一構造物及び／又は前記第二構造物への入力を判別する入力判別機構を備える。そして、前記入力判別機構は、前記第一構造物に固設される前記第一係止部と、前記第二構造物に固設される前記第二係止部と、一端側が前記第一係止部に係止され、他端側が前記第二係止部に係止される脆弱部材とを有し、該脆弱部材が視認可能な位置に配設される。そして、所定入力があったとき、前記脆弱部材は、破損又は変形する。この破損又は変形を確認することによって、入力があったかどうかを判別することが出来る。
【００２７】
前記第一構造物と前記第二構造物との間の脆弱部材は、一つあれば、所定入力があったかどうかを判出することが出来るが、複数設けることで、入力レベルを段階的に判別することが出来る。前記複数の脆弱部材は、強度及び／又は長さが異なり、入力レベルに応じて、複数の脆弱部材の中の特定の脆弱部材が破壊又は変形するようにする。そして、どの脆弱部材が破損又は変形したかを確認することによって、実際にあった入力のレベルを確認することが出来る。
【００２８】
ここで用いられる脆弱部材の構成は、上述の場合と同様、例えば、ボルト／ナットやリベット等のような棒状部材や平板状若しくは波状可撓性部材やワイヤ状部材を用いることが出来る。勿論、ボルト／ナットやリベットやワイヤ等からなる脆弱部材の長さや強度は、支承装置の入力に対する変形度合いの関係に対応させて設定すれば、入力の大きさを、事後的に定量的に知ることが可能となるので好ましい。
【００２９】
ここで、例えば、前記第一係止部は、前記第一構造物に予め一体に固設され、前記第二係止部は、前記第二構造物に予め一体に固設される。また、前記第一係止部は、前記第一構造物に対して後付けで固設され、前記第二係止部は、前記第二構造物に後付けで固設される。これにより、前記入力判別機構を、容易に交換することが出来、また、容易に後付け出来る。また、前記入力判別装置は、前記第一構造物と前記第二構造物との間に配設される支承装置の近傍に設けることも出来る。なお、ビル建物等の構造物と当該構造物の基礎構造物との間に、入力判別装置を設けるようにしても良い。
【発明の効果】
【００３０】
本発明に係る入力判別装置は、視認可能な位置に配設され、所定入力があったとき、脆弱部材が破損又は変形する。したがって、支承装置や構造物に対して所定値以上の入力があったかどうかを容易に確認することが出来る。また、支承装置の交換は不要な小さな入力のときであっても、入力判別装置が変形又は損傷した場合には容易に交換することが出来る。更に、支承装置の強度部材に対して直接的に脆弱部材を設けることに比して、強度部材となる第一剛性体や第二剛性体等の強度低下を招かず、第一剛性体や第二剛性体の性能が低下することを防止することが出来る。
【００３１】
入力判別機構を複数設けたときには、入力レベルを段階的に判別することが出来る。この場合、複数の脆弱部材は、強度及び／又は長さが異なり、入力レベルに応じて、複数の脆弱部材の中の特定の脆弱部材が破壊又は変形するようにする。そして、どの脆弱部材が破損又は変形したかを確認することによって、実際にあった入力のレベルを確認することが出来る。
【００３２】
また、本発明に係る入力判別装置は、第一構造物と第二構造物との間に架設することで、第一構造物及び／又は第二構造物への入力を判別することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】固定支承装置と可動支承装置とを設けた橋梁を示す図である。
【図２】水平力分散支承装置を設けた橋梁を示す図である。
【図３】積層ゴムを用いた支承装置を示す断面図である。
【図４】すべり板を上部構造物と下部構造物との間に設けた支承装置を示す断面図である。
【図５】入力判別機構を示す断面図であり、（Ａ）は取付状態、（Ｂ）は取付方法を示す。
【図６】入力判別機構が等間隔に設けられた状態を示す平面図である。
【図７】支承装置に設計強度未満の入力があったときの状態を示す断面図である。
【図８】支承装置に設計強度を超える入力があったときの状態を示す断面図である。
【図９】ボルトを第一係止部と第二係止部との間の距離より長くした例を示す断面図である。
【図１０】（Ａ）−（Ｄ）は、入力判別機構の変形例を示す断面図である。
【図１１】（Ａ）−（Ｄ）は、入力判別機構のスタッドボルトに代わる部材を示す側面図である。
【図１２】図６に示した支承装置１０の斜視図である。
【図１３】複数の入力判別機構と各入力判別機構に対応付いた入力レベルとの関係を示す図である。
【図１４】後付けの入力判別機構を示す断面図である。
【図１５】波状可撓性部材を入力判別機構に用いた支承装置の断面図である。
【図１６】ワイヤ状部材を入力判別機構に用いた支承装置の断面図である。
【図１７】ワイヤ状部材を入力判別機構に用いた支承装置の変形例の断面図である。
【図１８】上部構造物と下部構造物との間に図１４の入力判別機構を設けた例の断面図である。
【図１９】上部構造物と下部構造物との間に図１５の入力判別機構を設けた例の断面図である。
【図２０】上部構造物と下部構造物との間に図１６の入力判別機構を設けた例の断面図である。
【図２１】上部構造物と下部構造物との間に図１７の入力判別機構を設けた例の断面図である。
【図２２】入力判別機構を近傍に設けたピン支承装置の断面図である。
【図２３】入力判別機構を近傍に設けたローラー支承装置の断面図である。
【図２４】入力判別機構を近傍に設けたピボット支承装置の断面図である。
【図２５】建物の上部構造物と下部構造物との間に架設された入力判別機構を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明が適用された支承装置について図面を参照して説明する。なお、以下、支承装置について、以下の順に沿って説明する。
【００３５】
１．概説
２．支承装置の説明
３．入力判別機構の説明
４．第一係止部及び第二係止部の変形例
５．脆弱部材の変形例
６．入力判別機構を複数設けた例
７．入力判別機構の後付けの例
８．波状可撓性部材を用いた入力判別機構
９．ワイヤ状部材を用いた入力判別機構
１０．ワイヤ状部材を用いた入力判別機構の変形例
１１．上部構造物と下部構造物との間に架設された入力判別機構
１２．上部構造物と下部構造物との間に架設された入力判別機構の変形例１
１３．上部構造物と下部構造物との間に架設された入力判別機構の変形例２
１４．上部構造物と下部構造物との間に架設された入力判別機構の変形例３
１５．可動支承装置（鋼製支承）と組み合わせた入力判別機構
１６．建物の上部構造物と下部構造物との間に架設された入力判別機構
１７．その他の変形例
【００３６】
［１．概説］
図１に示すように、橋梁１では、一方の橋脚や橋台といった下部構造物２に固定支承装置３ａを設け、他方の下部構造物２に可動支承装置３ｂを設け、固定−可動支持構造を採用し、橋桁等の上部構造物４を支承することがある。固定支承装置３ａは、一般に、上部構造４の回転変形に対応して鉛直荷重を支持しつつ、水平・鉛直方向の変位を拘束して制限し、可動支承装置３ｂは、一般に、上部構造４の回転変形と水平変位に対応する。固定支承装置３ａは、固定型ゴム支承であっても良いし、ピン支承等の鋼製支承であっても良い。また、可動支承装置３ｂは、可動型ゴム支承であっても良いし、ローラー支承等の鋼製支承であっても良い。固定支承装置３ａは、可動支承装置３ｂと比べて、第一剛性体としての上沓と第二剛性体としての下沓との水平方向の相対的変位量は大きくないが、固定支承装置３ａ、可動支承装置３ｂの何れの支承装置であっても、地震動等の入力の大小に関わらず、入力があれば、上沓と下沓とは相対的に変位し、設計強度を超える入力があれば、上沓と下沓との相対的な変位量が許容値を超え、上沓や下沓といった強度部材が損傷することになる。
【００３７】
また、図２に示すように、支承装置には、下部構造物２に水平力分散支承装置５が設けられることもある。水平力分散支承装置５は、積層ゴム支承が用いられることが多い。この水平力分散支承装置５にあっても、同様に、入力があれば、上沓と下沓とが相対的に変位し、且つ、設計強度を超える入力があれば、上沓と下沓との相対的な変位量が許容値を超え、上沓や下沓といった強度部材が損傷する。なお、このような事情は他の免震ゴム支承装置についても、同様である。
【００３８】
本発明が適用された支承装置では、上述のような支承装置に、入力判別機構を設けることによって、入力を判別出来るようにする。すなわち、設計強度を超える入力があったかどうかやどの程度の入力があったかを段階的に判別することが出来る。
【００３９】
一般に、支承装置は、第一剛性体としての上沓と第二剛性体としての下沓との間に支承体が設けられた構造物であり、入力判別機構は、上沓と下沓との間に架設される。具体的に、入力判別機構は、第一剛性体に固設された第一係止部と第二剛性体に固設された第二係止部との間に脆弱部材が架設され、この脆弱部材が破損又は変形したかによって、例えば、 設計強度を超える入力があったかどうかを判別することが出来る。ここで、脆弱部材を複数設け、それぞれの脆弱部材の強度及び／又は長さを異なるように設定し、各脆弱部材の強度及び／又は長さを、入力レベルに対応付けることで、入力があったときの破損又は変形する脆弱部材を異なるように設定することで、入力レベルを事後的に確認することも出来る。
【００４０】
なお、ここでは、橋梁用の支承装置を例に説明するが、建物の基礎となる下部構造物と建物といった上部構造物との間の免震層に配設される免震装置に用いられる支承装置であっても良い。
【００４１】
［２．支承装置の説明］
本発明の支承装置１０は、図３に示すように、橋脚や橋台といった下部構造物２と橋桁等の上部構造４との間に装着して水平荷重や鉛直荷重、回転荷重等の各種の荷重を支えると共に、地震や風、動的又は静的交通荷重等による揺動や振動、応力を吸収、分散しつつ、支承する橋梁用支承装置である。この支承装置１０は、鉛直荷重支持性能や水平荷重支持性能や鉛直回転性能を調整することによって、固定支承装置３ａや可動支承装置３ｂや水平力分散支承装置５や免震支承装置として用いることが出来る。この支承装置１０は、第一剛性体としての上沓１１と第二剛性体としての下沓１２との間に支承体１３が介在されている。
【００４２】
上沓１１は、強度部材であり、金属やセラミックス、或いは硬質樹脂やＦＲＰの如くの強化樹脂等の剛性素材によって構成することが好ましいが、必ずしも剛性素材に限定されるものではなく、弾性素材や剛性素材と弾性素材との組合せによって構成される材料によっても構成することが出来る。各種素材から構成される上沓１１は、平面形状が略多角形、略円形、略長円径、略楕円形等の適宜の形状に設定することが出来るが、方形又は円形とすることが製造上、或いは施工上、交換上有利である。なお、上沓１１は、外表面を全体的に弾性体等の被覆層で覆って、耐候性、防錆効果を得るように構成することも出来る。
【００４３】
上部構造物４に対する上沓１１の固定手段は、例えばボルト、ナット等の締結手段を用いて上沓を上部構造物に対して直接的に固定しても良いが、ここでは、上沓１１よりも広面積の板状をなす上部プレート１６を用いて上沓１１を上部構造物４に対して間接的に固定している。上沓１１の上部構造物４への固定方法は、これらの例に限定されるものではない。
【００４４】
なお、可動支承装置として用いるとき等は、図４に示すように、上沓１１の上部、例えば上沓１１と上部プレート１６との間に摺滑部材１４を配設して、上部構造物４と支承装置１０とを相対変位可能に固定しても良い。この摺滑部材１４としては、例えば、フッ化炭素樹脂の一種であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の如くの低摩擦係数の表面を有するプレート等を、上沓１１の上面に固定したり、又は上部構造物４や上部構造物４に固定される取付手段側の下面に固定することによって構成することが可能である。
【００４５】
下沓１２は、図３及び図４に示すように、上沓１１同様、強度部材であり、金属やセラミックス、或いは硬質樹脂やＦＲＰの如くの強化樹脂等の剛性素材によって構成することが好ましいが、必ずしも剛性素材に限定されるものではなく、弾性素材や剛性素材と弾性素材との組合せによっても構成される材料によって構成することが出来る。各種素材から構成される下沓１２は、平面形状が略多角形、略円形、略長円径、略楕円形等の適宜の形状に設定することが出来るが、方形又は円形とすることが製造上、又は施工上、交換上で有利である。下沓１２の平面形状等は、必ずしも上沓１１と一致させる必要はないが、各部のサイズと、凸部や凹部の形状や位置等は下沓１２の設定と上沓１１の設定を互いに整合させる必要がある。なお、下沓１２は、外表面を全体的に弾性体等の被覆層で覆って、耐候性、防錆効果を得るように構成することも出来る。
【００４６】
下部構造物に対する下沓１２の固定手段は、例えばボルト、ナット等の締結手段を用いて下沓１２を下部構造物２に対して直接的に固定してもよいが、ここでは、下沓１２よりも広面積の板状をなす下部プレート１７の如くの下部固定手段を用いて下沓１２を下部構造物２に対して間接的に固定している。下沓１２の下部構造物２への固定方法は、これらの例に限定されるものではない。
【００４７】
なお、可動支承装置として用いるとき等は、下沓１２の下部、例えば下部プレート１７と下沓１２との間に摺滑部材１５を配設して、下部構造物２と支承装置１０とを相対変位可能に固定しても好い。この摺滑部材１５としては、例えば、ＰＴＦＥの如くの低摩擦係数の表面を有するプレート等を、下沓１２の下面に固定したり、又は下部構造物２や下部構造物２に固定される取付手段側の上面に固定することが可能である。
【００４８】
尚、上沓１１や下沓１２の直接的又は間接的な固定は、着脱可能な方法とするのが好ましく、ボルト、ナット等による締結はその一例である。
【００４９】
支承体１３は、配設部位と配設量によって、鉛直荷重支持性能や水平荷重支持性能、並びに鉛直回転性能を調節することが出来る。ここでは、例えば、積層ゴムを使用し、弾性層１３ａには、天然ゴムや合成ゴム、熱可塑性エラストマや熱硬化性エラストマを用いることができ、これらの中でも天然ゴムを主成分として使用することが好ましい。具体的なエラストマ成分としては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレン−プロピレンゴム、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（臭素化、塩素化等）、アクリルゴム、ポリウレタン、シリコーンゴム、フッ化ゴム、多硫化ゴム、ハイパロン、エチレン酢酸ビニルゴム、エピクロルヒドリンゴム、エチレン−メチルアクリレート共重合体、スチレン系エラストマ、ウレタン系エラストマ、ポリオレフィン系エラストマ、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）、エポキシ化天然ゴム、ｔｒａｎｓ−ポリイソプレン、ノルボルネン開環重合体（ポリノルボルネン）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ハイスチレン樹脂、イソプレンゴム等のゴムを一種単独、或いは二種以上を併用することが出来る。
【００５０】
弾性層１３ａの間に介在される補強板１３ｂは、例えば鉄板といった金属製の鋼板である。支承体１３は、弾性層１３ａと補強板１３ｂとを交互に積層し、これらを加硫接着によって相互に接着して構成される。支承体１３は、鉛直荷重支持性能や水平荷重支持性能、並びに鉛直回転性能は、弾性層の面積や厚さ、数、補強板の面積や厚さ、数等によって調節することが出来る。
【００５１】
なお、免震構造とするときには、支承体１３を、鉛プラグ入りゴム支承としたり、高減衰ゴム支承のようにしても良い。
【００５２】
［３．入力判別機構の説明］
図５に示すように、以上のような支承装置１０には、入力判別機構２０が設けられている。この入力判別機構２０は、上沓１１と下沓１２との間に架設され、上沓１１の外周部に一体的に固設された第一係止部２１と下沓１２の外周部に固設された第二係止部２２とに脆弱部材２０ａが取り付けられている。脆弱部材２０ａは、上沓１１や下沓１２に比べて脆弱なスタッドボルト２３の両端にナット２４，２５を螺着して構成されている。スタッドボルト２３は、例えば一方の端部に第一ネジ部２３ａが設けられ、他方の端部に第二ネジ部２３ｂが設けられている。第一ネジ部２３ａには、抜け止め部となる第一ナット２４が螺合され、第二ネジ部２３ｂには、抜け止め部となる第二ナット２５が螺合される。第一ナット２４及び第二ナット２５は、それぞれ、座面が略球面状の球面状座面２４ａ，２５ａで構成されている。
【００５３】
一方、上沓１１の外周面に固設された第一係止部２１は、第一ボルト挿通孔２１ａが形成され、上側の面は、第一ボルト挿通孔２１ａが中心に位置するように、第一ナット２４の第一球面状座面２４ａが圧接される略球面状の第一球面状凹部２１ｂが形成されている。下沓１２の外周面に固設された第二係止部２２も、第二ボルト挿通孔２２ａが形成され、下側の面は、第二ボルト挿通孔２２ａが中心に位置するように、第二ナット２５の第二球面状座面２５ａが圧接される略球面状の第二球面状凹部２２ｂが形成されている。
【００５４】
第一ボルト挿通孔２１ａと第二ボルト挿通孔２２ａとは、互いの中心軸線が一致するように形成されている。また、第一係止部２１は、第二係止部２２と対向する側に第一拡径部２１ｃが設けられ、スタッドボルト２３が中心軸線に対して傾くことが出来るように構成され、第二係止部２２も、第一係止部２１と対向する側に第二拡径部２２ｃが設けられ、スタッドボルト２３が中心軸線に対して傾くことが出来るように構成されている。なお、第一及び第二拡径部２１ｃ，２２ｃを設ける代わりに、第一及び第二ボルト挿通孔２１ａ，２２ａの直径をスタッドボルト２３の直径より大きくして、がたつきを有するようにし、スタッドボルト２３が傾くようにしても良い。
【００５５】
スタッドボルト２３は、少なくとも第一係止部２１と第二係止部２２との間に架設可能な長さを有している。図５（Ｂ）に示すように、スタッドボルト２３は、第一ボルト挿通孔２１ａと第二ボルト挿通孔２２ａとの中心軸線に対して傾けるようにして、第一係止部２１の第一ボルト挿通孔２１ａ、第二係止部２２の第二ボルト挿通孔２２ａの何れかに挿通され、次いで、中心軸線と一致させて他方のボルト挿通孔に挿通される。この後、第一ネジ部２３ａには、第一ナット２４が螺合され、第一ナット２４の第一球面状座面２４ａは、第一球面状凹部２１ｂに嵌合される。また、第二ネジ部２３ｂには、第二ナット２５が螺合され、第二ナット２５の第二球面状座面２５ａは、第二球面状凹部２２ｂに嵌合される。
【００５６】
このような入力判別機構２０は、支承装置１０の外周部に、少なくとも一カ所に設ければ良い。また、複数設ける場合には、図６に示すように、対称位置に設けることもできる。図６の例では、入力判別機構２０を六カ所に等間隔に設けている。勿論、入力判別機構２０を設ける数は、特に限定されるものではない。
【００５７】
このような支承装置１０は、図７に示すように、設計強度未満の水平方向の入力に対して支承体１３が変位し、この際、第一ナット２４の第一球面状座面２４ａは、第一球面状凹部２１ｂ内で摺動し、第二ナット２５の第二球面状座面２５ａは、第二球面状凹部２２ｂ内で摺動し、スタッドボルト２３の傾きを許容する。一方、設計強度を超える水平方向の入力があったときには、図８に示すように、上沓１１と下沓１２の相対的変位量も大きくなり、スタッドボルト２３や螺合している第一ナット２４や第二ナット２５が変形又は破損する。このような支承装置１０にあっては、入力判別機構２０が支承装置１０の外周部に設けられていることから、スタッドボルト２３や螺合している第一ナット２４や第二ナット２５の変形の程度や破損状況を見ることで、簡単に、支承装置１０に対してどの程度の入力があったかを確認することが出来る。
【００５８】
なお、この入力判別機構２０は、上沓１１と下沓１２の相対的な変位量を判別するにあたって、可撓性を有しないスタッドボルト２３を用いているため、水平方向の大きな変位に追従しにくい。このため、水平方向の大きな変位を許容する可動支承装置や水平力分散支承装置より水平方向の僅かな変位しか許容しない固定支承装置に好適である。
【００５９】
入力判別機構２０では、脆弱部材２０ａであるスタッドボルト２３や第一ナット２４や第二ナット２５の強度の設定の仕方によって、その変形や破損の状況を確認して、事後的に支承装置１０への入力の大きさを把握することが出来る。例えば、スタッドボルト２３や螺合している第一ナット２４や第二ナット２５が破損しているときには、直ちに支承装置１０を交換する必要があると定義し、スタッドボルト２３や第一ナット２４や第二ナット２５が変形している程度のときは、支承装置１０を直ちに交換する必要は無いと定義することが出来る。これにより、例えば、大規模な震災等があった際に、支承装置１０の交換に、優先順位をつけることができ、橋梁１の復旧作業を効率的に行うことが出来る。また、この入力判別機構２０では、入力に対して、脆弱部材２１ａとなるスタッドボルト２３や第一ナット２４や第二ナット２５が変形や破損するだけであり、支承装置の強度部材に対して直接的に脆弱部材を設けることに比して、強度部材である上沓１１や下沓１２が損傷し、性能が低下することを防止することが出来る。
【００６０】
なお、例えば、脆弱部材２０ａを構成するスタッドボルト２３の長さは、少なくとも、第一係止部２１と第二係止部２２との間の間隔に略一致していれば良いが、更に、第一係止部２１と第二係止部２２との間の間隔より長くすることによって、上沓１１と下沓１２の変位量がより大きくなっても、スタッドボルト２３や螺合している第一ナット２４や第二ナット２５が変形又は破損することを防止することが出来る。ここで説明する脆弱部材２０ａ、すなわちスタッドボルト２３や第一ナット２４や第二ナット２５は、その機械的な強度を調整することによって、どの程度の入力に対してどの程度変形又は破損するのかを設定することが出来る他、更に、スタッドボルト２３の長さを可変する、例えば図９に示すように、スタッドボルト２３の長さを長くし、その長さを調整することによって、よりきめ細かな設定を行うことが出来る。スタッドボルト２３を長くしたときには、第一及び第二ナット２４，２５と第一及び第二係止部２１，２２の互いの相対する面は、必ずしも球面状の凸部や凹部とする必要は無く、例えば平坦な面であっても良い。
【００６１】
［４．第一係止部及び第二係止部の変形例］
上述の例（図５参照）では、第一ナット２４と第二ナット２５が球面状座面２４ａ，２５ａを有し、第一係止部２１及び第二係止部２２が球面状凹部２１ｂ，２２ｂを有する場合を説明したが、これらは、図１０に示すように構成しても良い。図１０（Ａ）の例では、第一係止部２１の上面と第二係止部２２の下面を平坦な面で形成し、それぞれに、スタッドボルト２３ががたつきを有するように、スタッドボルト２３の直径より大きい直径の第一ボルト挿通孔２１ａと第二ボルト挿通孔２２ａとを中心軸線を一致させて形成している。一方、第一ナット２４と第二ナット２５も座面が平坦に形成されている。このような構成によっても、水平方向の変位を許容する程度は小さくなるが、スタッドボルト２３や螺合している第一ナット２４や第二ナット２５の変形又は破損の程度を確認することで、入力の大きさを事後的に確認することが出来る。更に、図１０（Ｂ）の例では、頭部２６ａを有するボルト２６を用いるようにしている。この場合、上沓１１の第一係止部２１又は下沓１２の第二係止部２２の一方に、ボルト２６のネジ部２６ｂが螺合されるネジ穴２６ｃを設けるようにする。更に、図１０（Ｃ）に示すように、ボルト２７の頭部２７ａの座面を、球面状座面２７ｂにし、下沓１２の第二係止部２２のボルト挿通孔２７ｃの周囲を球面状凹部２７ｄとしても良い。勿論、これとは逆に、上沓１１の第一係止部２１のボルト挿通孔２７ｃの周囲を球面状凹部２７ｄとしても良い。また、ボルト２７のネジ部２７ｈは、ネジ穴に螺合されても良いが、ここでは、上沓１１の第一係止部２１において、ナット２７ｅが締め付けられる。更に、図１０（Ｄ）に示すように、ナット２７ｅを球面状座面２７ｆにし、ボルト挿通孔２７ｃの周囲を球面状凹部２７ｇとしても良い。
【００６２】
［５．脆弱部材の変形例］
以上の例では、脆弱部材にボルトとナットを用いた例を説明したが、更に、脆弱部材は、次のように構成することも出来る。図１１（Ａ）は、脆弱部材にリベット２８を用いている。第一係止部２１の第一ボルト挿通孔２１ａ又は第二係止部２２の第二ボルト挿通孔２２ａの何れかよりリベット２８を挿通し、挿通後、カシメることで、第一係止部２１と第二係止部２２との間に架設することが出来る。この場合、図１０（Ａ）に示すように、第一及び第二係止部２１，２２は、平坦な面で形成される。また、図１１（Ｂ）に示すように、リベット２８は、頭部の座面を球面状座面２８ａとしても良い。この場合、図１０（Ｄ）に示すように、第一係止部２１と第二係止部２２の第一及び第二ボルト挿通孔２７ｄ，２７ｃの周囲には、球面状凹部２７ｂ，２７ｇが形成される。更に、リベット２８の先端部は、第一係止部２１又は第二係止部２２に球面状凹部が形成されているとき、カシメられると、球面状凹部の形状に倣って、球面状座面２８ｂを形成することも出来る。なお、図１１（Ｂ）の例において、リベット２８の頭部の座面又はリベット２８の先端部のカシメ後の座面の何れかが平坦な面であっても良い。更に、図１１（Ｃ）に示すように、脆弱部材を、第一係止部２１と第二係止部２２の長さの半分程度の結合部材２９ａ，２９ｂとし、一方を雄ネジ部２９ｃとし、他方を雌ネジ部２９ｄとしても良い。この場合、二つの結合部材２９ａ，２９ｂが、第一係止部２１と第二係止部２２との間で、締め付けられることになる。更に、図１１（Ｄ）に示すように、二つの結合部材２９ｅ，２９ｅは、共に、雄ネジ部２９ｆとし、ナット部材２９ｇで互いを結合するようにしても良い。
【００６３】
［６．入力判別機構を複数設けた例］
図１２は、図６に示した支承装置１０の斜視図であり、入力判別機構２０が等間隔に六つ設けられている。図１２では、六つの入力判別機構２０に対して、「Ｎｏ．１」から「Ｎｏ．６」までの番号が付与されている。なお、ここで説明する入力判別機構２０の構成は、図５に示した構成と同様である。
【００６４】
例えば、図１３に示すように、スタッドボルト２３の直径をφ１０ｍｍとしたとき、「Ｎｏ．１」から「Ｎｏ．６」までの第一及び第二ボルト挿通孔２１ａ，２２ａは、順に、φ１１ｍｍ、φ１２ｍｍ、φ１３ｍｍ、φ１４ｍｍ、φ１５ｍｍ、φ１６ｍｍと、順に直径が大きくなっている。すなわち、入力判別機構２０は、「Ｎｏ．１」から「Ｎｏ．６」になるに従って、スタッドボルト２３のがたつきが大きくなっている。そして、「Ｎｏ．１」から「Ｎｏ．６」は、入力レベル「１」から「６」が対応づけられている。なお、入力レベルは、「Ｎｏ．１」から「Ｎｏ．６」になるに従って大きな入力と対応づけられている。すなわち、大きな入力に対応付いたナンバ（Ｎｏ．）の第一及び第二ボルト挿通孔２１ａ，２２ａ程、スタッドボルト２３の直径より大きく、対応づけられた入力レベルも高くなり、上沓１１と下沓１２との相対的変位量が大きくなっても、入力判別機構２０が変形又は破損しないようになっている。
【００６５】
そうすると、「Ｎｏ．１」から「Ｎｏ．６」の入力判別機構２０は、そのときの入力レベルに対応する入力判別機構２０までが変形又は破損することになる。例えば、入力レベル「３」の入力があったときには、「Ｎｏ．１」から「Ｎｏ．３」までの入力判別機構２０が破損又は変形する。従って、破損又は変形した入力判別機構２０を確認することで、どの程度の入力があって、上沓１１と下沓１２とが相対的にどの程度変位したかを事後的に確認することが出来る。
【００６６】
また、例えば、レベル「４」以上の入力があったとき、支承装置１０の交換が必要になるとする。
ここで、
「レベル「４」は、支承装置の交換は必要であるが、緊急を要しない。」
「レベル「５」は、支承装置の交換は必要であるが、レベル「４」よりは交換に緊急を要する。」
「レベル「６」は、直ちに支承装置を交換する必要がある。」
と定義づける。これにより、どの入力判別機構２０が破損又は変形したかを確認することで、どの支承装置を優先的に交換する必要があるのかを容易に判断することができ、支承装置の交換作業を円滑に行うことが出来る。また、レベル「３」以下の入力を確認したときには、支承装置の交換は不要であると確認することが出来る。そして、レベル「３」までの入力判別機構が損傷しただけで支承装置１０の交換不要の際は、脆弱部材が損傷するだけで強度部材となる上沓１１や下沓１２が損傷していないので、支承装置の強度部材に脆弱部材を設けた場合と異なり、上沓１１や下沓１２の性能に悪影響を与えることを防止することが出来る。
【００６７】
なお、入力判別機構２０を複数設けるにあたって、その数は、特に限定されるものではなく、例えば、二つ、三つ、四つでも良く、更に、七つ以上であっても良い。また、各レベルに対応する入力判別機構２０を、一つではなく、複数設けるようにしても良い。更に、定義する入力レベルの数も、特に限定されるものではないが、多いほど、入力レベルを細かく判別することが出来る。
【００６８】
［７．入力判別機構の後付けの例］
上述のように、ボルトやナット等で構成される脆弱部材２０ａは、所定値以上の入力があれば、破損又は変形する。上述のように、入力判別機構２０を複数設け、入力レベルを判別出来るようにしたときには、例えば、支承装置１０が交換が必要な程度まで破損していなくても、脆弱部材２０ａが破損又は変形することになる（図１２及び図１３のレベル「３」以下）。また、既設の支承装置１０に対して、新たに、入力判別機構２０を設ける場合もある。そこで、図１４に示すように、入力判別機構３０は、後付け出来るように構成することも出来る。
【００６９】
具体的に、図１４に示すように、この入力判別機構３０は、上沓１１と下沓１２との間に架設され、上沓１１の外周部に一体的に取り付けられる第一係止部材３１と下沓１２の外周部に一体的に取り付けられる第二係止部材３２とに脆弱部材３０ａが取り付けられている。脆弱部材３０ａは、上沓１１や下沓１２に比べて脆弱なスタッドボルト３３の両端に第一及び第二ナット３４，３５を螺着して構成されている。スタッドボルト３３は、上述のスタッドボルト２３と同様で、例えば一方の端部に第一ネジ部が設けられ、他方の端部に第二ネジ部が設けられている。第一ネジ部には、第一ナット３４が螺合され、第二ネジ部には、第二ナット３５が螺合される。第一ナット３４及び第二ナット３５は、それぞれ、座面が略球面状の球面状座面３４ａ，３５ａで構成されている。
【００７０】
上沓１１の外周部であって、下沓１２と対向する面には、脆弱部材３０ａが係止される第一係止部材３１が固定される。具体的に、第一係止部材３１は、底板部３１ａと側板部３１ｂとを有し、底板部３１ａに、第一ボルト挿通孔３１ｃが形成されている。そして、この第一係止部材３１は、第一固定ボルト３１ｄを上沓１１の貫通孔３１ｅに挿通し、側板部３１ｂのネジ穴３１ｆに螺合することによって上沓１１の下沓１２と対向する面に固定される。第一係止部材３１の底板部３１ａには、第一ボルト挿通孔３１ｃが形成され、上側の面は、第一ボルト挿通孔３１ｃが中心に位置するように、第一ナット３４の第一球面状座面３４ａが圧接される略球面状の第一球面状凹部３１ｈが形成されている。
【００７１】
下沓１２の外周部であって、上沓１１と対向する面には、脆弱部材３０ａが係止される第二係止部材３２が固定される。具体的に、第二係止部材３２は、底板部３２ａと側板部３２ｂとを有し、底板部３２ａに、第二ボルト挿通孔３２ｃが形成されている。そして、この第二係止部材３２は、第二固定ボルト３２ｄを下沓１２の貫通孔３２ｅに挿通し、側板部３２ｂのネジ穴３２ｆに螺合することによって下沓１２の上沓１１と対向する面に固定される。第二係止部材３２の底板部３２ａには、第二ボルト挿通孔３２ｃが形成され、下側の面は、第二ボルト挿通孔３２ｃが中心に位置するように、第二ナット３５の第二球面状座面３５ａが圧接される略球面状の第二球面状凹部３２ｈが形成されている。
【００７２】
なお、第一及び第二係止部材は、側板部３１ｂ，３２ｂに第一及び第二取付片３６，３７を外側に折曲して第一及び第二固定ボルト３１ｄ，３２ｄで上沓１１と下沓１２の相対する面に固定するようにしても良い（後述の図１８参照）。
【００７３】
第一ボルト挿通孔３１ｃと第二ボルト挿通孔３２ｃとは、互いの中心軸線が一致するように形成されている。また、第一係止部材３１の底板部３１ａは、第二係止部材３２と対向する側に第一拡径部３１ｇが設けられ、スタッドボルト３３が中心軸線に対して傾くことが出来るように構成され、第二係止部材３２の底板部３２ａも、第一係止部材３１と対向する側に第二拡径部３２ｇが設けられ、スタッドボルト２３が中心軸線に対して傾くことが出来るように構成されている。なお、第一及び第二拡径部３１ｇ，３２ｇを設ける代わりに、第一及び第二ボルト挿通孔３１ｃ，３２ｃの直径をスタッドボルト３３の直径より大きくして、がたつきを有するようにし、スタッドボルト３３が傾くようにしても良い。
【００７４】
スタッドボルト３３は、少なくとも第一係止部材３１と第二係止部材３２との間に架設可能な長さを有している。図５（Ｂ）の場合と同様に、スタッドボルト３３は、第一ボルト挿通孔３１ｃと第二ボルト挿通孔３２ｃとの中心軸線に対して傾けるようにして、第一ボルト挿通孔３１ｃ、第二ボルト挿通孔３２ｃの何れかに挿通され、次いで、中心軸線と一致させて他方のボルト挿通孔に挿通される。この後、スタッドボルト３３の各端部には、第一ナット３４と第二ナット３５が螺合され、第一ナット３４の第一球面状座面３４ａは、第一球面状凹部３１ｈに嵌合され、第二ナット３５の第二球面状座面３５ａは、第二球面状凹部３２ｈに嵌合される。なお、スタッドボルト３３や第一及び第二ナット３４，３５の取付作業は、第一及び第二係止部材３１，３２の沓１１，１２への取付作業の前であっても後であっても良い。
【００７５】
以上のような入力判別機構３０によれば、支承装置１０の上沓１１と下沓１２に後付けで取り付けることが出来、例えば、既設の支承装置１０にも容易に取り付けることが出来る。また、入力レベルに応じた複数の入力判別機構３０を設けている場合、支承装置１０が交換不要であっても、小さい入力レベルを判別する入力判別機構３０が破損又は変形していることがある。このような場合であっても、破損又は変形した入力判別機構３０のみを、容易に交換することが出来る。なお、入力判別機構３０の支承装置１０への後付けの機構は、図１４に限定されるものではなく、適宜変更可能である。
【００７６】
［８．波状可撓性部材を用いた入力判別機構］
次に、入力判別機構の変形例として、脆弱部材として、波状可撓性部材４１を用いた入力判別機構４０を図１５を参照して説明する。この入力判別機構４０は、固定支承装置にも適用可能ではあるが、特に、上沓１１と下沓１２の相対的変位量が大きくなる場合を想定した可動支承装置や水平力分散支承装置に特に用いることが出来る。図１５に示すように、この入力判別機構４０は、脆弱部材として、波状可撓性部材４１を用いている。この波状可撓性部材４１は、波状の例えば薄い鋼板や樹脂板であって、可撓性を有している。この波状可撓性部材４１は、一端部が、上沓１１の外周面に、ボルト等の第一係止部材４２によって固定され、他端部が、下沓１２の外周面に、ボルト等の第二係止部材４３によって固定される。上沓１１及び下沓１２の外周面には、それぞれネジ穴状の第一及び第二固定孔４４，４５が穿孔されている。波状可撓性部材４１の各端部を挿通した第一及び第二係止部材４２，４３は、第一及び第二固定孔４４，４５が螺合され、これにより、波状可撓性部材４１は、上沓１１と下沓１２の外周面に固定される。
【００７７】
このような入力判別機構４０では、設計強度未満の入力に対して、少なくとも、波状可撓性部材４１が伸長し過ぎて、波状可撓性部材４１の波状部分が破損することを防止することが出来る。これに対して、設計強度を超える入力があったときには、例えば、波状可撓性部材４１が最大の伸長量を超える程に上沓１１と下沓１２とが相対的に変位し、波状可撓性部材４１の波状部分が破損する。これにより、事後的に、支承装置１０に対してどの程度の入力があったかを確認することが出来る。また、支承装置の強度部材に対して直接的に脆弱部材を設けることに比して、強度部材である上沓１１や下沓１２等の強度低下を招かず性能が低下することを防止することが出来る。更に、第一及び第二係止部材４２，４３の固定部分が破損しなくても、波状可撓性部材４１が伸びて塑性変形した状態を確認することで、入力の大きさを確認することが出来る。また、この入力判別機構４０では、波状可撓性部材４１の各端部を第一及び第二係止部材４２，４３で上沓１１や下沓１２の外周面に固定するだけで良く、後付け作業や波状可撓性部材４１の交換作業を簡単に行うことが出来る。
【００７８】
なお、この入力判別機構４０にあっても、図６や図１２に示すように、支承装置１０に複数設けるようにしても良い。この場合には、入力判別機構４０毎に、入力レベルに応じて波状可撓性部材４１の伸長量や長さを異なるように設定する。これにより、図１２及び図１３で説明した場合と同様に、入力判別機構４０の状態を確認することで、どの程度の入力があったかを事後的に判別することが出来る。
【００７９】
［９．ワイヤ状部材を用いた入力判別機構］
図１６に示す入力判別機構５０は、脆弱部材に、ワイヤ状部材５１を用いたものである。この入力判別機構５０も、固定支承装置にも適用可能ではあるが、特に、上沓１１と下沓１２の相対的変位量が大きい場合も許容する可動支承装置や水平力分散支承装置に用いることが出来る。この入力判別機構５０で用いるワイヤ状部材５１は、繊維、鋼材、樹脂等の可撓性を有する線材で形成されており、上沓１１や下沓１２に対して脆弱となっている。このワイヤ状部材５１は、１本でも良いが、ここでは、長さの異なる複数本が結束されている。具体的に、複数本のワイヤ状部材５１は、一端部が第一係止部材５２によって結束され、他端部が第二係止部材５３によって結束されている。第一及び第二係止部材５２，５３は、ワイヤ状部材５１の結束部５２ａ，５３ａとは反対側に、環状の第一及び第二固定部５２ｂ，５３ｂとが形成されている。ワイヤ状部材５１の一端部を結束した第一係止部材５２は、第一固定部５２ｂに第一固定ボルト５２ｃを挿通して、上沓１１の外周面の第一ネジ穴５２ｄに固定される。ワイヤ状部材５１の他端部を結束した第二係止部材５３は、第二固定部５３ｂに第二固定ボルト５３ｃを挿通して、下沓１２の外周面の第二ネジ穴５３ｄに固定される。
【００８０】
第一及び第二係止部材５２，５３は、ここでは、例えば長さの異なる四本のワイヤ状部材５１（５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ、以下、単に「５１」ともいう。）を結束部５２ａ，５３ａでカシメ等により結束しており、四本のワイヤ状部材５１では、四段階の入力レベルを判別することが出来る。ここでは、例えば、ワイヤ状部材５１ａ−５１ｄの長さと入力レベルとの関係は次のようになっている。
ワイヤ状部材５１ａ・・・最も短い・・・入力レベル１
ワイヤ状部材５１ｂ・・・２番目に短い・・・入力レベル２
ワイヤ状部材５１ｃ・・・３番目に短い・・・入力レベル３
ワイヤ状部材５１ｄ・・・最も長い・・・入力レベル４
なお、入力レベルは、「４」が最も大きい。すなわち、ワイヤ状部材５１は、長くなるほど、入力レベルが高くなり、上沓１１と下沓１２との相対的変位量が大きくなっても、切断しないようになっている。
【００８１】
以上のような入力判別機構５０では、例えば、「入力レベル１」の入力があったときには、最も短いワイヤ状部材５１ａのみが切断し、最も大きい「入力レベル４」があったときには、最も長いワイヤ状部材５１ｄを含む全てのワイヤ状部材５１ａ−５１ｄが切断される。
【００８２】
これにより、どのワイヤ状部材５１が切断したかを確認することで、どの程度の入力があったかを、事後的に確認することが出来る。また、例えば、「「入力レベル３」では、支承装置の交換は必要であるが、緊急を要しない。」、「「入力レベル４」では、支承装置の交換が直ちに必要である。」といったように、入力レベルとワイヤ状部材５１の長さとを関連付けて定義付けることで、どの支承装置を優先的に交換する必要があるのかを容易に判断することが出来る。また、レベル「２」以下の入力を確認したときには、支承装置の交換は不要であると確認することが出来る。また、この入力判別機構５０では、第一及び第二係止部材５２，５３で上沓１１や下沓１２の外周面に固定するだけで良く、後付け作業やワイヤ状部材５１が結束された第一及び第二係止部材５２，５３の交換作業を簡単に行うことが出来る。また、所定値以上の入力があったときには、ワイヤ状部材５１ａ−５１ｄが切断するだけなので、支承装置の強度部材に対して直接的に脆弱部材を設けることに比して、強度部材となる上沓１１や下沓１２等の強度低下を招かず、その機能が低下することを防止することが出来る。
【００８３】
なお、ワイヤ状部材５１の本数は、特に限定されるものではなく、一本でも、二本、三本、更に、五本以上であっても良い。ただし、ワイヤ状部材５１は、本数が多いほど、入力レベルをより細かく判別することが出来る。
【００８４】
［１０．ワイヤ状部材を入力判別機構の変形例］
図１７に示す入力判別機構６０は、脆弱部材に、ワイヤ状部材６１を複数本、ここでは四本用いている。ワイヤ状部材６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ（以下、単に「６１」とも言う。）は、繊維、鋼材、樹脂等の可撓性を有する線材で同じ長さに形成されているが、それぞれ伸び率が異なる。これらのワイヤ状部材６１は、一端部が第一係止部材６２に係止され、この第一係止部材６２は、例えば上沓１１の下面の第一ネジ穴６２ｂに第一固定ボルト６２ａが螺合されることによって固定される。また、ワイヤ状部材６１の他端部は、第二係止部材６３に係止され、この第二係止部材６３は、例えば下沓１２の下面の第二ネジ穴６３ｂに第二固定ボルト６３ａが螺合されることによって固定される。なお、第一及び第二係止部材６２，６３は、例えば上沓１１や下沓１２の外周面に固定するようにしても良い。また、ワイヤ状部材６１の第一及び第二係止部材６２，６３への係止方法は、周知の方法で実現可能であり、例えばワイヤ状部材６１の端部に抜け止めを設けて、第一及び第二係止部材６２，６３の挿通孔にワイヤ状部材６１を係止するようにすれば良い。
【００８５】
例えば、四本のワイヤ状部材６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄは、ワイヤ状部材の長さを適宜に設定したとき、以下のような許容伸び率を有する。
ワイヤ状部材６１ａ・・・伸び率１０１％・・・入力レベル１
ワイヤ状部材６１ｂ・・・伸び率１０５％・・・入力レベル２
ワイヤ状部材６１ｃ・・・伸び率１１０％・・・入力レベル３
ワイヤ状部材６１ｄ・・・伸び率１１５％・・・入力レベル４
なお、入力レベルは、「４」が最も大きい。すなわち、ワイヤ状部材６１は、許容伸び率が高くなるほど、入力レベルが高くなり、上沓１１と下沓１２との相対的変位量が大きくなっても、切断しないようになっている。
【００８６】
以上のような入力判別機構６０では、例えば、「入力レベル１」の入力があったときには、最も伸び率の小さいワイヤ状部材６１ａのみが切断し、最も大きい「入力レベル４」があったときには、伸び率の高いワイヤ状部材６１ｄを含む全てのワイヤ状部材６１ａ−６１ｄが切断される。これにより、どのワイヤ状部材６１が切断したかを確認することで、どの程度の入力があったかを、事後的に確認することが出来る。また、上述のように、「「入力レベル３」では、支承装置の交換は必要であるが、緊急を要しない。」、「「入力レベル４」では、支承装置の交換が直ちに必要である。」といったように、入力レベルとワイヤ状部材６１の伸び率とを関連付けて定義付けることで、どの支承装置を優先的に交換する必要があるのかを容易に判断することが出来る。また、レベル「２」以下の入力を確認したときには、支承装置の交換は不要であると確認することが出来る。更に、この入力判別機構６０では、第一及び第二係止部材６２，６３で沓１１，１２の外周面に固定するだけで良く、後付け作業やワイヤ状部材６１を係止した第一及び第二係止部材６２，６３の交換作業を簡単に行うことが出来る。また、所定値以上の入力があったときには、ワイヤ状部材６１ａ−６１ｄが切断するだけなので、支承装置の強度部材に対して直接的に脆弱部材を設けることに比して、強度部材となる上沓１１や下沓１２等の強度低下を招かず、その機能が低下することを防止することが出来る。
【００８７】
なお、ワイヤ状部材６１の本数は、特に限定されるものではなく、一本でも、二本、三本、更に、五本以上であっても良い。ただし、ワイヤ状部材５１は、本数が多いほど、入力レベルをより細かく判別することが出来る。
【００８８】
［１１．上部構造物と下部構造物との間に架設された入力判別機構（図１４の変形例）］
次に、図１４に示した入力判別機構３０を、支承装置１０に直接的に取り付けるのではなく、支承装置１０の近傍に取り付ける場合を、図１８を参照して説明する。この入力判別機構３０は、支承装置１０と隣接した位置に設けられるものであり、直接的には、上部構造物４と下部構造物２との相対的な変位量を判別し、間接的に、支承装置１０の上沓１１と下沓１２との相対的な変位量を判別することが出来るようにしたものである。
【００８９】
具体的に、図１８に示すように、この入力判別機構３０は、上部構造物４と下部構造物２との間に架設され、上部構造物４に一体的に取り付けられる第一係止部材３１と下部構造物２に一体的に取り付けられる第二係止部材３２とに脆弱部材３０ａが取り付けられている。脆弱部材３０ａは、上部構造物４や下部構造物２、更には上沓１１や下沓１２に比べて脆弱なスタッドボルト３３の両端に第一及び第二ナット３４，３５を螺着して構成される。スタッドボルト３３は、上述のスタッドボルト２３と同様で、例えば一方の端部に第一ネジ部が設けられ、他方の端部に第二ネジ部が設けられている。第一ネジ部には、第一ナット３４が螺合され、第二ネジ部には、第二ナット３５が螺合される。第一ナット３４及び第二ナット３５は、それぞれ、座面が略球面状の球面状座面３４ａ，３５ａで構成されている。
【００９０】
上部構造物４の下部構造物２と対向する面には、脆弱部材３０ａが係止される第一係止部材３１が固定される。具体的に、第一係止部材３１は、底板部３１ａと側板部３１ｂとを有し、底板部３１ａに、第一ボルト挿通孔３１ｃが形成されている。そして、この第一係止部材３１は、側板部３１ｂに上部構造物４に取り付けるための第一取付片３６が外側に折曲されて設けられている。第一取付片３６は、第一貫通孔３６ａを有し、第一固定ボルト３１ｄを、第一貫通孔３６ａに挿通し、上部構造物４の第一固定孔３６ｂに螺合することによって上部構造物４の下部構造物２と対向する面に固定される。第一係止部材３１の底板部３１ａには、第一ボルト挿通孔３１ｃが形成され、上側の面は、第一ボルト挿通孔３１ｃが中心に位置するように、第一ナット３４の第一球面状座面３４ａが圧接される略球面状の第一球面状凹部３１ｈが形成されている。
【００９１】
下部構造物２の上部構造物４と対向する面には、脆弱部材３０ａが係止される第二係止部材３２が固定される。具体的に、第二係止部材３２は、底板部３２ａと側板部３２ｂとを有し、底板部３２ａに、第二ボルト挿通孔３２ｃが形成されている。そして、この第二係止部材３２は、側板部３２ｂに下部構造物２に取り付けるための第二取付片３７が外側に折曲されて設けられている。第二取付片３７は、第二貫通孔３７ａを有し、第二固定ボルト３２ｄを、第二貫通孔３７ａに挿通し、下部構造物２の第二固定孔３７ｂに螺合することによって下部構造物２の上部構造物４と対向する面に固定される。第二係止部材３２の底板部３２ａには、第二ボルト挿通孔３２ｃが形成され、下側の面は、第二ボルト挿通孔３２ｃが中心に位置するように、第二ナット３５の第二球面状座面３５ａが圧接される略球面状の第二球面状凹部３２ｈが形成されている。
【００９２】
そして、第一ボルト挿通孔３１ｃと第二ボルト挿通孔３２ｃとは、互いの中心軸線が一致するように形成されている。また、第一係止部材３１の底板部３１ａは、第二係止部材３２と対向する側に第一拡径部３１ｇが設けられ、スタッドボルト３３が中心軸線に対して傾くことが出来るように構成され、第二係止部材３２の底板部３２ａも、第一係止部材３１と対向する側に第二拡径部３２ｇが設けられ、スタッドボルト２３が中心軸線に対して傾くことが出来るように構成されている。なお、第一及び第二拡径部３１ｇ，３２ｇを設ける代わりに、第一及び第二ボルト挿通孔３１ｃ，３２ｃの直径をスタッドボルト３３の直径より大きくして、がたつきを有するようにし、スタッドボルト３３が傾くようにしても良い。
【００９３】
以上のような入力判別機構３０によれば、支承装置１０の近傍に、上部構造物４と下部構造物２との間に後付けで取り付けることが出来、例えば、既設の支承装置１０の近傍にも容易に取り付けることが出来る。また、入力レベルに応じた複数の入力判別機構３０を設けている場合、支承装置１０が交換不要であっても、小さい入力レベルを判別する入力判別機構３０が破損又は変形していることがある。このような場合であっても、破損又は変形した入力判別機構３０のみを、容易に交換することが出来る。なお、入力判別機構３０の上部構造物４と下部構造物２への後付けの機構は、図１８に限定されるものではなく、周知の方法で適宜変更可能である。
【００９４】
［１２．上部構造物と下部構造物との間に架設された入力判別機構の変形例１（図１５の変形例）］
次に、図１５に示した入力判別機構４０を、支承装置１０に直接的に取り付けるのではなく、支承装置１０の近傍の上部構造物４と下部構造物２との間に取り付ける例を、図１９を参照して説明する。具体的に、図１９に示すように、この入力判別機構４０は、図１５の場合と同様に、脆弱部材として、波状可撓性部材４１を用いている。この波状可撓性部材４１は、一端部が、上部構造物４に、ボルト等の第一係止部材４２によって固定され、他端部が、下部構造物２に、ボルト等の第二係止部材４３によって固定される。上部構造物４と下部構造物２の互いに相対する面には、それぞれネジ穴状の第一及び第二固定孔４４，４５が穿孔されている。波状可撓性部材４１の各端部を挿通した第一及び第二係止部材４２，４３は、上部及び下部プレート１６，１７の第一及び第二貫通孔４６，４７を通って第一及び第二固定孔４４，４５に螺合され、これにより、波状可撓性部材４１は、上部構造物４と下部構造物２の互いに相対する面に固定される。
【００９５】
以上のような入力判別機構４０によれば、支承装置１０の近傍に、上部構造物４と下部構造物２との間に後付けで取り付けることが出来、例えば、既設の支承装置１０の近傍にも容易に取り付けることが出来る。また、この入力判別機構４０では、設計強度未満の入力に対して、少なくとも、波状可撓性部材４１が伸長し過ぎて、波状可撓性部材４１の波状部分が破損することを防止することが出来る。これに対して、設計強度を超える入力があったときには、例えば、波状可撓性部材４１が最大の伸長量を超える程に上部構造物４と下部構造物２とが相対的に変位し、波状可撓性部材４１の波状部分が破損する。これにより、事後的に、直接的には、上部構造物４と下部構造物２との相対的な変位量を判別し、間接的に、支承装置１０の上沓１１と下沓１２との相対的な変位量を判別することが出来る。なお、この入力判別機構４０にあっても、図６や図１２に示すように、支承装置１０の近傍に入力レベルに応じて伸長量や長さの異なる波状可撓性部材４１を複数設けるようにし、どの程度の入力があったかを段階的に判別することが出来るようにしても良い。
【００９６】
［１３．上部構造物と下部構造物との間に架設された入力判別機構の変形例２（図１６の変形例）］
次に、図１６に示した入力判別機構５０を、支承装置１０に直接的に取り付けるのではなく、支承装置１０の近傍の上部構造物４と下部構造物２との間に取り付ける例を、図２０を参照して説明する。具体的に、図２０に示すように、この入力判別機構５０は、脆弱部材に、ワイヤ状部材５１を用いている。このワイヤ状部材５１は、１本でも良いが、ここでは、長さの異なる複数本が結束されている。具体的に、複数本のワイヤ状部材５１は、一端部が第一係止部材５２によって結束され、他端部が第二係止部材５３によって結束されている。第一及び第二係止部材５２，５３は、ワイヤ状部材５１の結束部５２ａ，５３ａとは反対側に、環状の第一及び第二固定部５２ｂ，５３ｂとが形成されている。第一及び第二係止部材５２，５３は、ここでは、例えば長さの異なる四本のワイヤ状部材５１（５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ、以下、単に「５１」ともいう。）を結束部５２ａ，５３ａでカシメ等により結束しており、四本のワイヤ状部材５１で四段階の入力レベルを判別することが出来る。
【００９７】
ワイヤ状部材５１の一端部を結束した第一係止部材５２は、第一固定部５２ｂに第一固定ボルト５２ｃを挿通して、上部構造物４に取り付けるための第一取付具５４の第一ネジ穴５４ａに螺合される。第一取付具５４は、全体が略Ｌ字状をなし、一片に第一ネジ穴５４ａが形成されており、他片に第一挿通孔５４ｂが形成されている。ワイヤ状部材５１の他端部を結束した第二係止部材５３は、第二固定部５３ｂに第二固定ボルト５３ｃを挿通して、下部構造物２に取り付けるための第二取付具５５の第二ネジ穴５５ａに螺合される。第二取付具５５は、全体が略Ｌ字状をなし、一片に第二ネジ穴５５ａが形成されており、他片に第二挿通孔５５ｂが形成されている。
【００９８】
ボルト等の第一及び第二固定部材５６，５７は、第一及び第二取付具５４，５５の第一及び第二挿通孔５４ｂ，５５ｂに挿通され、更に、上部及び下部プレート１６，１７の第一及び第二貫通孔５８，５９を通って上部構造物４と下部構造物２の相対する面に形成された第一及び第二ネジ穴５２ｄ，５３ｄに螺合され固定される。
【００９９】
以上のような入力判別機構５０によれば、支承装置１０の近傍に、上部構造物４と下部構造物２との間に後付けで取り付けることが出来、例えば、既設の支承装置１０の近傍にも容易に取り付けることが出来る。また、どのワイヤ状部材５１が切断したかを確認することで、直接的には、上部構造物４と下部構造物２との相対的な変位量を判別し、間接的に、支承装置１０の上沓１１と下沓１２との相対的な変位量を判別することが出来る。なお、ワイヤ状部材５１の本数は、特に限定されるものではなく、一本でも、二本、三本、更に、五本以上であっても良い。ただし、ワイヤ状部材５１は、本数が多いほど、入力レベルをより細かく判別することが出来る。
【０１００】
［１４．上部構造物と下部構造物との間に架設された入力判別機構の変形例３（図１７の変形例）］
次に、図１７に示した入力判別機構６０を、支承装置１０に直接的に取り付けるのではなく、支承装置１０の近傍の上部構造物４と下部構造物２との間に取り付ける例を、図２１を参照して説明する。具体的に、図２１に示すように、この入力判別機構６０は、脆弱部材に、伸び率が異なる同じ長さのワイヤ状部材６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ（以下、単に「６１」とも言う。）が用いられている。これらのワイヤ状部材６１は、一端部が第一係止部材６２に係止され、この第一係止部材６２は、例えば上部構造物４の下部構造物２と相対する面の第一ネジ穴６２ｂに上部プレート１６の第一貫通孔６４を通って第一固定ボルト６２ａが螺合されることによって固定される。また、ワイヤ状部材６１の他端部は、第二係止部材６３に係止され、この第二係止部材６３は、例えば下部構造物２の上部構造物４と相対する面の第二ネジ穴６３ｂに下部プレート１７の第二貫通孔６５を通って第二固定ボルト６３ａが螺合されることによって固定される。
【０１０１】
以上のような入力判別機構６０によれば、支承装置１０の近傍に、上部構造物４と下部構造物２との間に後付けで取り付けることが出来、例えば、既設の支承装置１０の近傍にも容易に取り付けることが出来る。また、どのワイヤ状部材６１が切断したかを確認することで、直接的には、上部構造物４と下部構造物２との相対的な変位量を判別し、間接的に、支承装置１０の上沓１１と下沓１２との相対的な変位量を判別することが出来る。なお、ワイヤ状部材６１の本数は、特に限定されるものではなく、一本でも、二本、三本、更に、五本以上であっても良い。ただし、ワイヤ状部材５１は、本数が多いほど、入力レベルをより細かく判別することが出来る。
【０１０２】
［１５．可動支承装置（鋼製支承）と組み合わせた入力判別機構］
支承装置には、支承装置１０のようなゴム支承の他に、鋼製支承がある。図２２は、一般的な、固定支承装置として用いられるピン支承装置７１である。このピン支承装置７１は、上沓７２と下沓７３を円柱状のピン７４で連結した構造で、ピン７４を中心に回転可能となっている。以上説明したような入力判別機構２０，３０，４０，５０，６０は、ピン支承装置７１の近傍であって、上沓７２が固定される上部構造物４と下沓７３が固定される下部構造物２との間に配設される。例えば、ピン支承装置７１は、一般に固定支承に分類されることから、図１８に示した入力判別機構３０等が近傍に設けられる。これにより、例えば、上部構造物４がどの程度回転変形したのかを事後的に確認することが出来る。
【０１０３】
また、鋼製支承には、図２３に示すように、可動支承装置として用いられるローラー支承装置７６がある。このローラー支承装置７６は、ピン支承装置７１の下沓７３と底板７７との間に設けられたローラー７８の転がりにより水平変位に追従出来るようにしている。以上説明したような入力判別機構２０，３０，４０，５０，６０は、ローラー支承装置７６の近傍であって、上沓７２が固定される上部構造物４と底板７７が固定される下部構造物２との間に配設される。可動支承装置は、大変位量に対応する必要があり、例えば、ローラー支承装置７６は、図１９−図２０に示した入力判別機構４０，５０，６０等が近傍に設けられる。これにより、例えば、上部構造物４がどの程水平変位したのかを事後的に確認することが出来る。
【０１０４】
その他、既設の鋼製支承としては、図２４に示すように、固定支承装置として用いられるピボット支承装置８１もある。このピボット支承装置８１は、上沓８２に、球面状の凹面部８３を設け、下沓８４に球面状の凸面部８５を設け、凹面部８３と凸面部８５とを組み合わせて全方向に回転するように構成されている。更に、ピボット支承装置８１には、可動支承装置として用いられるように、ローラー支承装置７６と組み合わせたものもある。このようなピボット支承装置の近傍にも、以上説明したような入力判別機構２０，３０，４０，５０，６０を設けることが出来る。なお、ピボット支承装置８１は、凹面部８３を下沓８４に設け、凸面部８５を上沓８２に設けても良い。これにより、例えば、上部構造物４がどの程度回転変形したのかを事後的に確認することが出来る。
【０１０５】
［１６．建物の上部構造物と下部構造物との間に架設された入力判別機構］
従来の上部構造物となるビル建物９１は、建物基礎等の下部構造物９２との間に、上述した支承装置１０と略同様の免震装置９３が配設される。以上説明したような入力判別機構２０，３０，４０，５０，６０は、ビル建物９１と下部構造物９２との間の空間部の免震装置９３の近傍に設けることが出来る。また、大変位量に対応する入力判別機構４０，５０，６０は、ビル建物９１の側壁と下部構造物９２の表面との間に設けるようにしても良い。この場合、大変位量に対応する入力判別機構４０，５０，６０は、地表に露出しているので、確認作業を容易に行うことが出来る。
【０１０６】
［１７．その他の変形例］
以上の説明で用いた支承装置１０は、上下反転し、下沓を上沓として、上沓を下沓として用いるようにしても良い。また、支承方向を水平方向としたり、鉛直方向からずれた方向に設定することも可能であり、本発明の入力判別機構の取付状態も、支承装置１０の向きに応じて適宜変更される。更に、本発明の入力判別機構を設ける位置は、支承装置の近傍に限定されるものではなく、離れた位置であっても良い。例えば、本発明の入力判別機構は、図１の下部構造物２としての橋台と上部構造体２としての橋桁の端部に設けられる桁遊間２ａや桁遊間２ａに配設される間詰め材やダンパー２ｂの近傍に設けるようにしても良い。また、図１８−図２４を用いて説明した上部構造物４と下部構造物２との間に架設される２０，３０，４０，５０，６０は、上部構造物４と下部構造物２に後付けされる場合だけでなく、上部構造物４に第一係止部材が一体的に固設されていても良く、下部構造物に第二係止部材が一体的に固設されていても良い。
【符号の説明】
【０１０７】
１ 橋梁、２ 下部構造物、２ａ 桁遊間、２ｂ 間詰め材やダンパー、３ａ 固定支承装置、３ｂ 可動支承装置、４ 上部構造物、５ 水平力分散支承装置、１０ 支承装置、１０ａ 脆弱部材、１１ 上沓、１２ 下沓、１３ 支承体、１３ａ 弾性層、１３ｂ 補強板、１４，１５ 摺滑部材、１６ 上部プレート、１７ 下部プレート、２０ 入力判別機構、２０ａ 脆弱部材、２１ 第一係止部、２１ａ 第一ボルト挿通孔、２１ｂ 第一球面状凹部、２１ｃ 第一拡径部、２２ 第二係止部、２２ａ 第二ボルト挿通孔、２２ｂ 第二球面状凹部、２２ｃ 第二拡径部、２３ スタッドボルト、２３ａ 第一ネジ部、２３ｂ 第二ネジ部、２４ 第一ナット、２４ａ 第一球面状座面、２５ 第二ナット、２５ａ 第二球面状座面、２６ ボルト、２６ａ 頭部、２６ｂ ネジ部、２６ｃ ネジ穴、２７ ボルト、２７ａ 頭部、２７ｂ 球面状凹部、２７ｃ 第二ボルト挿通孔、２７ｄ 球面状凹部、２７ｅ ナット、２７ｆ 球面状座面、２７ｇ 球面状凹部、２７ｈ ネジ部、２８ リベット、２８ａ，２８ｂ 球面状座面、２９ａ，２９ｂ 結合部材、２９ｃ 雄ネジ部、２９ｄ 雌ネジ部、２９ｅ 結合部材、２９ｆ 雄ネジ部、２９ｇ ナット部材、３０ 入力判別機構、３０ａ 脆弱部材、３１ 第一係止部材、３１ａ 底板部、３１ｂ 側板部、３１ｃ 第一ボルト挿通孔、３１ｄ 第一固定ボルト、３１ｅ 貫通孔、３１ｆ ネジ穴、３１ｇ 第一拡径部、３１ｇ，３２ｇ 第二拡径部、３１ｈ 第一球面状凹部、３２ 第二係止部材、３２ａ 底板部、３２ｂ 側板部、３２ｃ 第二ボルト挿通孔、３２ｄ 第二固定ボルト、３２ｅ 貫通孔、３２ｆ ネジ穴、３２ｇ 第二拡径部、３２ｈ 第二球面状凹部、３３ スタッドボルト、３４ 第一ナット、３４ａ 第一球面状座面、３５ 第二ナット、３５ａ 第二球面状座面、３６ 第一取付片、３６ａ 第一貫通孔、３６ｂ 第一固定孔、３７ 第二取付片、３７ａ 第二貫通孔、３７ｂ 第二固定孔、４０ 入力判別機構、４１ 波状可撓性部材、４２ 第一係止部材、４３ 第二係止部材、４４ 第一固定孔、４５ 第二固定孔、４６ 第一貫通孔、４７ 第二貫通孔、５０ 入力判別機構、５１（５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ） ワイヤ状部材、５２ 第一係止部材、５２ａ 結束部、５２ｂ 第一固定部、５２ｃ 第一固定ボルト、５２ｄ 第一ネジ穴、５３ 第二結束部材、５３ａ、 結束部、５３ｂ 第二固定部、５３ｃ 第二固定ボルト、５３ｄ 第二ネジ穴、５４ 第一取付具、５４ａ 第一ネジ穴、５４ｂ 第一挿通孔、５５ 第二取付具、５５ａ 第二ネジ穴、５５ｂ 第二挿通孔、５６ 第一固定部材、５７ 第二固定部材、５８ 第一貫通孔、５９ 第二貫通孔、６０ 入力判別機構、６１（６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ） ワイヤ状部材、６２ 第一係止部材、６３ 第二係止部材、６２ａ 第一固定ボルト、６２ｂ 第一ネジ穴、６３ 第二係止部材、６３ａ 第二固定ボルト、６３ｂ 第二ネジ穴、６４ 第一貫通孔、６５ 第二貫通孔、７１ ピン支承装置、７２ 上沓、７３ 下沓、７４ ピン、７６ ローラー支承装置、７７ 底板、７８ ローラー、８１ ピボット支承装置、８２ 上沓、８３ 凹面部、８４ 下沓、８５ 凸面部、９１ ビル建物、９２ 下部構造物、９３ 免震装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支承体を介して相対する第一剛性体と第二剛性体との間に架設され、該第一剛性体及び／又は該第二剛性体への入力を判別する入力判別機構を備え、
前記入力判別機構は、前記第一剛性体に固設される第一係止部と、
前記第二剛性体に固設される第二係止部と、
一端側が前記第一係止部に係止され、他端側が前記第二係止部に係止される脆弱部材とを有し、
前記脆弱部材は、視認可能な位置に配設され、所定値以上の入力があったとき、破損又は変形することを特徴とする入力判別装置。
【請求項２】
前記第一剛性体と前記第二剛性体との間には、複数の前記脆弱部材が、前記第一及び第二係止部に係止されて配設されていることを特徴とする請求項１記載の入力判別装置。
【請求項３】
前記複数の脆弱部材は、強度及び／又は長さが異なり、入力レベルに応じて、前記複数の脆弱部材の中の特定の脆弱部材が破損又は変形することを特徴とする請求項２記載の入力判別装置。
【請求項４】
前記脆弱部材は、スタッドボルトの各端部を前記第一係止部の挿通孔と前記第二係止部の挿通孔に挿通し、該スタッドボルトの両端部にナットを螺合してなる請求項１乃至３のうち何れか１項記載の入力判別装置。
【請求項５】
前記脆弱部材は、頭部を有するボルトを前記第一係止部の挿通孔と前記第二係止部の挿通孔に挿通し、該ボルトの先端部にナットを螺合してなる請求項１乃至３のうち何れか１項記載の入力判別装置。
【請求項６】
前記脆弱部材は、頭部を有するボルトを前記第一係止部、前記第二係止部の何れか一方の挿通孔に挿通し、前記第一係止部、前記第二係止部の何れか他方のネジ穴に該ボルトを螺合してなる請求項１乃至３のうち何れか１項記載の入力判別装置。
【請求項７】
前記脆弱部材は、リベットであり、該リベットは、前記第一係止部、前記第二係止部の何れか一方の挿通孔より挿入され、他方において、カシメられることを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１項記載の入力判別装置。
【請求項８】
前記脆弱部材は、一端に頭部が設けられ他端に締結部を有する第一結合部材と、一端に締結部を有し他端に頭部が設けられる第二結合部材とを備え、
上記第一結合部材を前記第一係止部の第一挿通孔から挿入し、上記第二結合部材を前記第二係止部の第二挿通孔から挿入し、該第一結合部と該第二結合部とは前記第一係止部及び前記第二係止部の間において直接的又は間接的に結合されてなることを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１項記載の入力判別装置。
【請求項９】
前記ボルトの頭部、前記リベットの頭部、前記ナット及び／又は前記結合部材の頭部は、略球面状凸座面を有し、該略球面状座面に対応して、前記第一係止部及び／又は前記第二係止部は、略球面状凹部を有することを特徴とする請求項４乃至８のうち何れか１項記載の入力判別装置。
【請求項１０】
前記脆弱部材は、波状可撓性部材であり、一端部が前記第一係止部で前記第一剛性体に係止され、他端部が前記第二係止部で前記第二剛性体に係止されることを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１項記載の入力判別装置。
【請求項１１】
前記脆弱部材は、ワイヤ状部材であり、一端部が前記第一係止部材に係止され、他端部が前記第二係止部材に係止されることを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１項記載の入力判別装置。
【請求項１２】
前記第一係止部は、前記第一剛性体に一体に固設され、前記第二係止部は、前記第二剛性体に一体に固設されていることを特徴とする請求項１乃至１１のうち何れか１項記載の入力判別装置。
【請求項１３】
前記第一係止部は、前記第一剛性体に対して後付けで固設され、前記第二係止部は、前記第二剛性体に後付けで固設されていることを特徴とする請求項１乃至１１のうち何れか１項記載の入力判別装置。
【請求項１４】
当該入力判別装置は、固定型支承装置に設けられることを特徴とする請求項１乃至１３のうち何れか１項記載の入力判別装置。
【請求項１５】
当該入力判別装置は、可動型支承装置に設けられることを特徴とする請求項１乃至１３のうち何れか１項記載の入力判別装置。
【請求項１６】
当該入力判別装置は、水平力分散支承装置に設けられることを特徴とする請求項１乃至１３のうち何れか１項記載の入力判別装置。
【請求項１７】
第一剛性体と該第一剛性体が固定される第一構造物との間又は第二剛性体と該第二剛性体が固定される第二構造部物との間には、摺滑部材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至１６のうち何れか１項記載の入力判別装置。
【請求項１８】
第一剛性体が上部構造物に固定される上沓であり、第二剛性体が下部構造物に固定される下沓であることを特徴とする請求項１乃至１７のうち何れか１項記載の入力判別装置。
【請求項１９】
上部構造物が橋桁であり、下部構造物が橋脚あるいは橋台であることを特徴とする請求項１８記載の入力判別装置。
【請求項２０】
第一構造物と第二構造物との間に架設され、該第一構造物及び／又は該第二構造物への入力を判別する入力判別機構を備え、
前記入力判別機構は、前記第一構造物に固設される第一係止部と、前記第二構造物に固設される第二係止部と、一端側が前記第一係止部に係止され、他端側が前記第二係止部に係止される脆弱部材とを有し、
前記脆弱部材は、視認可能な位置に配設され、所定値以上の入力があったとき、破損又は変形することを特徴とする入力判別装置。
【請求項２１】
前記第一構造物と前記第二構造物との間には、複数の前記脆弱部材が、前記第一及び第二係止部に係止されて配設されていることを特徴とする請求項２０記載の入力判別装置。
【請求項２２】
前記複数の脆弱部材は、強度及び／又は長さが異なり、入力レベルに応じて、前記複数の脆弱部材の中の特定の脆弱部材が破壊又は変形することを特徴とする請求項２１記載の入力判別装置。
【請求項２３】
前記第一係止部は、前記第一構造物に対して後付けで固設され、前記第二係止部は、前記第二構造物に後付けで固設されていることを特徴とする請求項２０乃至２２のうち何れか１項記載の入力判別装置。
【請求項２４】
前記第一構造物が橋桁であり、前記第二構造物が橋脚若しくは橋台であることを特徴とする請求項２０乃至２３のうち何れか１項記載の入力判別装置。
【請求項２５】
当該入力判別装置は、前記第一構造物と前記第二構造物との間に配設される支承装置の近傍に設けられることを特徴とする請求項２０乃至２４のうち何れか１項記載の入力判別装置。
【請求項１】
支承体を介して相対する第一剛性体と第二剛性体との間に架設され、該第一剛性体及び／又は該第二剛性体への入力を判別する入力判別機構を備え、
前記入力判別機構は、前記第一剛性体に固設される第一係止部と、
前記第二剛性体に固設される第二係止部と、
一端側が前記第一係止部に係止され、他端側が前記第二係止部に係止される脆弱部材とを有し、
前記脆弱部材は、視認可能な位置に配設され、所定値以上の入力があったとき、破損又は変形することを特徴とする入力判別装置。
【請求項２】
前記第一剛性体と前記第二剛性体との間には、複数の前記脆弱部材が、前記第一及び第二係止部に係止されて配設されていることを特徴とする請求項１記載の入力判別装置。
【請求項３】
前記複数の脆弱部材は、強度及び／又は長さが異なり、入力レベルに応じて、前記複数の脆弱部材の中の特定の脆弱部材が破損又は変形することを特徴とする請求項２記載の入力判別装置。
【請求項４】
前記脆弱部材は、スタッドボルトの各端部を前記第一係止部の挿通孔と前記第二係止部の挿通孔に挿通し、該スタッドボルトの両端部にナットを螺合してなる請求項１乃至３のうち何れか１項記載の入力判別装置。
【請求項５】
前記脆弱部材は、頭部を有するボルトを前記第一係止部の挿通孔と前記第二係止部の挿通孔に挿通し、該ボルトの先端部にナットを螺合してなる請求項１乃至３のうち何れか１項記載の入力判別装置。
【請求項６】
前記脆弱部材は、頭部を有するボルトを前記第一係止部、前記第二係止部の何れか一方の挿通孔に挿通し、前記第一係止部、前記第二係止部の何れか他方のネジ穴に該ボルトを螺合してなる請求項１乃至３のうち何れか１項記載の入力判別装置。
【請求項７】
前記脆弱部材は、リベットであり、該リベットは、前記第一係止部、前記第二係止部の何れか一方の挿通孔より挿入され、他方において、カシメられることを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１項記載の入力判別装置。
【請求項８】
前記脆弱部材は、一端に頭部が設けられ他端に締結部を有する第一結合部材と、一端に締結部を有し他端に頭部が設けられる第二結合部材とを備え、
上記第一結合部材を前記第一係止部の第一挿通孔から挿入し、上記第二結合部材を前記第二係止部の第二挿通孔から挿入し、該第一結合部と該第二結合部とは前記第一係止部及び前記第二係止部の間において直接的又は間接的に結合されてなることを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１項記載の入力判別装置。
【請求項９】
前記ボルトの頭部、前記リベットの頭部、前記ナット及び／又は前記結合部材の頭部は、略球面状凸座面を有し、該略球面状座面に対応して、前記第一係止部及び／又は前記第二係止部は、略球面状凹部を有することを特徴とする請求項４乃至８のうち何れか１項記載の入力判別装置。
【請求項１０】
前記脆弱部材は、波状可撓性部材であり、一端部が前記第一係止部で前記第一剛性体に係止され、他端部が前記第二係止部で前記第二剛性体に係止されることを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１項記載の入力判別装置。
【請求項１１】
前記脆弱部材は、ワイヤ状部材であり、一端部が前記第一係止部材に係止され、他端部が前記第二係止部材に係止されることを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１項記載の入力判別装置。
【請求項１２】
前記第一係止部は、前記第一剛性体に一体に固設され、前記第二係止部は、前記第二剛性体に一体に固設されていることを特徴とする請求項１乃至１１のうち何れか１項記載の入力判別装置。
【請求項１３】
前記第一係止部は、前記第一剛性体に対して後付けで固設され、前記第二係止部は、前記第二剛性体に後付けで固設されていることを特徴とする請求項１乃至１１のうち何れか１項記載の入力判別装置。
【請求項１４】
当該入力判別装置は、固定型支承装置に設けられることを特徴とする請求項１乃至１３のうち何れか１項記載の入力判別装置。
【請求項１５】
当該入力判別装置は、可動型支承装置に設けられることを特徴とする請求項１乃至１３のうち何れか１項記載の入力判別装置。
【請求項１６】
当該入力判別装置は、水平力分散支承装置に設けられることを特徴とする請求項１乃至１３のうち何れか１項記載の入力判別装置。
【請求項１７】
第一剛性体と該第一剛性体が固定される第一構造物との間又は第二剛性体と該第二剛性体が固定される第二構造部物との間には、摺滑部材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至１６のうち何れか１項記載の入力判別装置。
【請求項１８】
第一剛性体が上部構造物に固定される上沓であり、第二剛性体が下部構造物に固定される下沓であることを特徴とする請求項１乃至１７のうち何れか１項記載の入力判別装置。
【請求項１９】
上部構造物が橋桁であり、下部構造物が橋脚あるいは橋台であることを特徴とする請求項１８記載の入力判別装置。
【請求項２０】
第一構造物と第二構造物との間に架設され、該第一構造物及び／又は該第二構造物への入力を判別する入力判別機構を備え、
前記入力判別機構は、前記第一構造物に固設される第一係止部と、前記第二構造物に固設される第二係止部と、一端側が前記第一係止部に係止され、他端側が前記第二係止部に係止される脆弱部材とを有し、
前記脆弱部材は、視認可能な位置に配設され、所定値以上の入力があったとき、破損又は変形することを特徴とする入力判別装置。
【請求項２１】
前記第一構造物と前記第二構造物との間には、複数の前記脆弱部材が、前記第一及び第二係止部に係止されて配設されていることを特徴とする請求項２０記載の入力判別装置。
【請求項２２】
前記複数の脆弱部材は、強度及び／又は長さが異なり、入力レベルに応じて、前記複数の脆弱部材の中の特定の脆弱部材が破壊又は変形することを特徴とする請求項２１記載の入力判別装置。
【請求項２３】
前記第一係止部は、前記第一構造物に対して後付けで固設され、前記第二係止部は、前記第二構造物に後付けで固設されていることを特徴とする請求項２０乃至２２のうち何れか１項記載の入力判別装置。
【請求項２４】
前記第一構造物が橋桁であり、前記第二構造物が橋脚若しくは橋台であることを特徴とする請求項２０乃至２３のうち何れか１項記載の入力判別装置。
【請求項２５】
当該入力判別装置は、前記第一構造物と前記第二構造物との間に配設される支承装置の近傍に設けられることを特徴とする請求項２０乃至２４のうち何れか１項記載の入力判別装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２０１２−２５１３２３（Ｐ２０１２−２５１３２３Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２３１４１（Ｐ２０１１−１２３１４１）
【出願日】平成２３年６月１日（２０１１．６．１）
【出願人】（５０９３３８９９４）株式会社ＩＨＩインフラシステム (104)
【出願人】（０００００６７１４）横浜ゴム株式会社 (4,905)
【出願人】（５１０２０２１６７）Ｎｅｘｔ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ合同会社 (30)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１日（２０１１．６．１）
【出願人】（５０９３３８９９４）株式会社ＩＨＩインフラシステム (104)
【出願人】（０００００６７１４）横浜ゴム株式会社 (4,905)
【出願人】（５１０２０２１６７）Ｎｅｘｔ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ合同会社 (30)
【Ｆターム（参考）】
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