CN1060296C

CN1060296C - 防震装置

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Publication number: CN1060296C
Application number: CN97100835A
Authority: CN
Inventors: 藤本滋
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-03-13
Filing date: 1997-03-13
Publication date: 2001-01-03
Anticipated expiration: 2017-03-13
Also published as: CN1161592A; JPH09242819A; US5816559A; JP3761241B2

Abstract

本发明提供一种防震装置，不使用特别的防锁定机构，结构紧凑，把支持上下方向由自重产生的负荷和地震负荷的机构与支持水平方向地震负荷的机构分开，互不干涉，可充分发挥防震功能。其构成包括：底板主体、第1复原部、第1衰减部、下部连系部、第2复原部、第2衰减部和支承部。

Description

防震装置

本发明涉及一种防震装置，支撑防震对象结构物，同时对伴随水平及上下摇晃的地震，皆能降低防震对象结构物之水平及上下方向的摇晃。

至今因地震为保护设置于房屋内地面上或室外的各种机械、电气设备，如特公昭60－39831号公报和特公平3－74304号公报所记载，展示了这样一种防震装置，通过底板和支持配置于底板上的各种机械、电气设备的支承及在水平方向是有复原力和衰减力的复原力装置之组合进行水平方向防震。

并且如图9所示，取代支承和衰减装置，把放置在基板构件42上的摩擦构件43作为水平方向的支承机构，通过悬架在把支承机构设置在底板主体2的支柱61上的弹簧固定突起45和设置在结构地板1上的弹簧固定构件46上的水平方向弹簧构件44，得到水平方向复原力，这就是存在的水平方向防震装置。

加之如图10所示，有这样的水平底板防震装置，作为支承机构使用设置在底板主体2的支柱61上的球50等的支承；作为仅分配复原力的机构使用研钵状皿形球托板51。

并且如图11所示，还有这样的水平防震装置等，把薄橡胶板65和铁板66相互迭合粘结作成积层橡胶62，并将此夹在上部基板63和下部基板64之间，设置于结构地板1和底板主体2或防震对象结构体当中，获得水平方向复原力。

这些水平防震装置任一个在上下方向都有高的刚性，在水平方向设计成有低的刚性，其固有振动频率比地震水平方向活动的高振动频率要低，只是降低水平方向的水平活动。

但是，如在1995年1月17日发生的兵库县南部地震中所揭示，正下类型地震不仅仅是水平运动，上下运动成分也很大，建筑物上下摇动幅度也增大，会引起损害。对于象这样的地震，前述底板防震装置任一个对于上下活动不仅没有发挥任何效果，而且在上下方向直接传递上下地震力，设置各种机械、电气设备成为防震对象的底板本身上下振动，即面外振动大幅度增加，这会损坏所述机器设备。

因此，为取得上下也防震的效果，有如图12所示的构造，在水平防震装置和底板主体2之间设置内筒41和外筒40，在其内设置上下方向弹簧构件39等；和有如图13的构造，在图12的装置上下方向弹簧构件39并排地在内筒41、外筒40外侧设置上下方向衰减构件47，进一步抑制上下方向的摇动。此外，在图12及图13，与图9同一结构部分用相同符号表示。

而且方案有如图14所示，把图10的球50等的支承设置于在侧面下部柔性设置弹簧托48的支柱61内部，把上下方向弹簧构件39置于该弹簧托48和底板主体2之间，在外筒40内上下活动地设置支柱61；和如图15所示，在如图11所示的装置上部串接空气弹簧52，在如图11所示的装置上却串接空气弹簧52。在图16的防震装置中，基础59设置于地盘60上，使在其上通过水平方向防震构件56放置的整体台架55，利用水平方向防震构件58在水平方向防震，在其台架55内通过上下防震构件57设置防震对象结构物11。然后，方案还有为抑制防震对象结构物11整体锁定振动，在台架55侧部设置上下滑动，约束水平方向变形的上下支承部件58作为锁定振动防止装置。这里，所谓锁定振动称为与底板主体移位的轴正交的方向之轴系的旋转运动。

如在1995年1年月17日发生于兵库县南部的地震中还查明，正下类型地震情况下由于不仅水平活动，而且上下也有很大运动，所以已有的特公昭60－39831号公报、特公平3－74304号公报的水平防震装置，图9、10、11所示的水平防震装置中，上下方向不防震，是刚性结构，所以通过水平防震装置直接传递上下活动，据此支持的底板结构在上下晃动幅度大，有可能使在底板结构上设置的防震对象结构物损坏。并且，在由于上下晃动使底板结构体有大的变形情况下，与底板结构体结合的水平防震装置受到很大的力，一旦破损由于水平方向防震能力也受到损害，所以最后有可能破坏防震结构及防震对象结构物。

因此，为谋求降低上下方向的地震活动，如图12至15所示的装置，利用螺旋弹簧和空气弹簧使上下方向刚性变小，缓解上下方向地震活动的冲击。然而，一旦使上下方向刚性变柔和，则由于水平方向刚性和对水平轴的旋转刚性随之变柔和，所以使得由防震装置支持的底板整体的水平方向晃动加大，或引起锁定振动的加大，这就大大降低了防震能力。尤其是图15结构的空气弹簧部分存在这些问题变大的可能性。在图16所示的装置中，防止水平方向振动和锁定振动的效果提高，但由于为防止这些振动的充分刚性，重新需设庞大的台架，所以使结构整体规模大、成本也高，难以设置在建筑物内部。

并且在图12至14情况下，在一个结构中支持底板结构体及防震对象结构物的自重，由于还要承受水平及上下方向地震负重，所以水平方向的地震负重作用于上下防震装置，上下方向的地震负重作用于水平方向，由于干挠了各个原来的防震结构，所以有可能丧失使原来各个防震能力的发挥。例如在例如12、13，所为水平方向的支承使用摩擦材料，兼作衰减构件。这时的摩擦力在不地震时是根据重力的静态自重与摩擦系数的乘积。然而一旦上下地震活动发生作用，则上下方向作用的支持负重，除根据重力的静态自重外，成为地震上下活动和底板结构体晃动产生惯性力之和，由于水平方向摩擦力因上下方向晃动而大幅度变动。可能难以指望当初予定的水平方向的支承功能和摩擦力产生的衰减力。在图14，因水平复原力与在研钵上的球托板下斜面中产生的向下重力(加速度)的向下方向分力相关，所以如上所述，在地震中一旦上下运动，则因向下加速度有很大变化，所以水平复原力也有大的变化，可能难以发挥规定的水平方向防震功能。

还有在上下防震中使用螺旋弹簧和空气弹簧情况下，由于同时支持重力产生的支持负荷和上下地震负荷，所以在弹簧上发生大的上下变形，在某种程度上上下方向的刚性不会变软，因此，限定上下防震能力，这就是要提出的课题。

本发明是为了解决上述课题而提出的，提供了一种防震装置，不使用特别的锁定防止机构，十分紧凑，使支持上下方向作用的自重产生的支持负荷和地震负荷的机构与支持水平方向地震负荷的机构分离，尽量不相互干涉，能充分发挥水平和上下方向的防震能力。

为了达到上述目的，本发明的防震装置构成如下。

如权利要求1的防震装置，其特征是包括以下部分：底板主体，配置在结构地板上，放置防震对象；和第1复原部，所述底板主体对结构地板向水平方向位移时，向所述底板主体给予复原力；和第1衰减部，当向水平方向位移时，分配衰减力；和上部连系部，从所述底板主体立置于所述结构地板侧面；和下部连系部，一边与该上部连系构件接触一边滑动地设置于所述第1复原部上；和第2复原部，设置在所述底板主体下部，当上下方向位移时，给予复原力；和第2衰减部，当在上下方向位移时，给予衰减力；和支承部，在水平方向可移动地支持所述底板主体。

权利要求2记载的防震装置，其特征是第1复原部具有一对滑动构件，一对引导机构相对地设置于结构地板上，只是在所述相对方向能滑动地设置于该相对设置的每对引导机构之间；和弹性体，连系该一对滑功构件之间；第1停止构件，防止一对滑动构件在规定的距离内接近。

权利要求3记载的防震装置，其特征是所述下部连系构件是有一边与所述上部连系构件接触，一边滑动的旋转构件，和通过轴承支持该旋转构件的轴。

权利要求4记载的免震装置，其行征是构成与上部连系部件接触滑动的所述下部连系部件的旋转构件上下方向长度，要大于与旋转构件靠近的上部连系构件的接触构件上下方向长度和底板主体的上下方向予先求得的规定设定最大位移的2倍之和；下部连系构件的旋转构件上端位于比上部连系构件的接触构件上端高的位置，其差大于底板主体的地震时上下方向所定的最大假设位移；并且下部连系构件的旋转构件下端位于比上部连系构件的接触构件下端低的位置，其差大于底板主体的地震时上下方向规定的最大假设位移。

权利要求5记载的防震装置，其特征是在与所述下部连系构件接触的所述上部连系构件的接触面上，设置具有比上部连系构件还要低的摩擦系数的接触构件。

权利要求6记载的防震装置，其特征是在接触构件和所述上部连系构件之间，夹插比上部连系构件刚性小的弹性构件，其中接触构件具有在与所述下部连系构件接触的所述上部连系构件接触面上设置的所述低摩擦系数。

权利要求7记载的防震装置，其特征是所述第2复原部是装在筒体内的螺旋状弹性体；第2衰减部装在该螺旋状弹性体内部；所述支承部设置于该第2衰减部及所述第2复原部下部，放在筒体内；对于所述第2复原部的所述底板主体和所述防震对象物的全部重量的上下方向固有振动频率，比对于第1复原部所述底板主体和所述防震对象物的全部重量的水平方向固有振动频率还要大；对于所述第2衰减部的所述底板主体和防震对象物的全部重量的上下方向衰减常数，比对于第1衰减部的所述底板主体和所述防震对象物的全部重量的水平方向衰减常数还要大。

权利要求8记载的防震装置，其特征是在装着所述螺旋状弹性体的筒体下端和所述水平方向可自由活动的支承部的上端具有第2停止构件，当筒体下端和所述支承部上端的上下方向相对位移量为0以下时，对彼此相对活动进行约束，该第2停止构件设置时的所述支承部上端和所述筒体下端的上下方向距离大于底板主体的地震时上下方向予先求得的一定最大假想位移。

权利要求9记载的防震装置，其特征是在装着水平方向自由移动的支承部的筒体内壁上设有滑动构件，夹插在该内壁和所述支承部之间，与所述支承部靠近，所述滑动构件上安装的摩擦材料的摩擦系数比所述支承部或筒体的还要低，所述滑动构件仅约束所述支承部和所述筒体水平方向相对移动。

图1(a)是本发明防震装置第1实施例形态的侧视图，图1(b)是(a)中A－A剖视图；

图2(a)是图1(b)的B－B剖视图，图2(b)是在图2(a)中用标号1表示的部分作放大的纵向剖视图，图2(c)是图2(b)的C－C剖视图

图3(a)是本发明防震装置第2实施例形态的侧视图，图3(b)是在图3(a)中用标号Ⅱ表示的部分作放大的侧视图；

图4(a)是在本发明防震装置第3实施例形态中，复原力装置侧下部连系构件和底板主体侧上部连系构件配置的侧视图，图4(b)表示这样一种概念侧视图，即在地震时，底板主体在水平、上下方向位移情况下，底板主体和复原力装置下部连系构件和底板主体侧上部连系构件的活动；

图5(a)是在本发明的防震装置的第4实施例形态中，复原力装置侧下部连系构件、底板主体侧上部连系构件的配置侧视图，图5(b)是在地震时，底板主体在水平上下方向位移旋转状况下，底板主体和复原力装置侧下部连系构件与底板主体侧上部连系构件运动之概念侧视图；

图6是用局部视剖表示本发明防震装置的第5实施例形态的侧视图；

图7(a)是在本发明的防震装置第6实施例形态中，用局部纵剖表示上下防震装置的内部图，图7(b)是在底板主体上下方向位移情况下表示底板主体和上下防震装置和移动支持机构之位置关系侧视图；

图8是用局部纵剖表示本发明防震装置的第7实施例形态的侧视图；

图9～图16是分别表示已有的防震装置例子的结构图。

参照附图1及2，说明权利要求1至3涉及的本发明防震装置第1实施例。图1(a)是表示第1实施例的纵剖视图，图1(b)表示图1(a)的A－A剖视图。如图1(a)所示，第1实施例的防震装置在底板主体2上固定设置容纳上下防震装置23a的筒体23，底板主体2及筒体23通过作为上下防震装置23a即上下方向复原部，作为并排配置的上下方向用弹性体24及上下方向的衰减部的上下方向用衰减构件25，支持在作为在水平方向以低摩擦滑动支承部的移动支承机构3上。移动支承机构3在其下部有金属制球12等的支承，结构地板1上固定的滑板10自由滑动。并且，筒体23具有与移动支承机构3在水平方向不接触的小间隙。筒体23部分地盖住移动支承机构3，对筒体23作水平限止，防止脱离，使之在水平方向或整体地移动，成为在上下方向允许筒体23和移动支承机构3相的移动的结构。

另一方面，底板主体2和作为水平方向复原部的复原力装置4，通过固定在底板主体2下部的上部连系构件21和复原力装置4侧下部连系构件16接触。该部分基本上与在特公平3－74304号公报中建议的水平防震装置相同。复原力装置4、筒体23、滑板10的配置按照图1(b)所示。

此外，复原力装置4由沿滑板10上滑动的滑动构件5、挡块7、拉簧8、引导机构13、引导构件22组成。并且作为水平方向的衰减部备有水平衰减装置6。滑动构件5通过设置于滑板10上的引导构件22和设置于该引导构件22上部的引导机构13可滑动地被夹持着，并通过引导机构13嵌合，使之不向上脱出。

图2(a)是图1(b)的B－B剖视图。在图2(a)，表示滑动构件5和引导机构13及引导构件22的上下方向位置关系。并且拉簧8悬架在突起15之间。挡块7被设置用来限制滑动构件5的水平方向滑动，图2(a)中所表示的左右滑动构件5、5分别利用挡块7、7形成在其以上内侧构成不能移动的。

图2(b)是图2(a)标注Ⅰ的部分放大剖视图。下部连系构件16有作为与上部连系构件21接触的旋转构件的滚子19和轴17。该轴17设置在将此固定的轴部基座20上。该轴部基座20成为固定在滑动构件5上的结构。滚子19向纸面左右方向传递复原力，对于底板2的纸面垂直方向运动，所形成的状态是滚子19无约束地相互转动。

图2(c)是图2(b)的C－C剖视图。与上部连系构件21接触的滚子19，通过其内部轴承18用轴17被支撑。

根据象这样构成的本发明防震装置的第1实施例，例如发生正下类型大地震，一旦水平活动及上下活动传递至结构地板1上，则要使各方向的复原力装置4，上下防震装置23a起作用。这时固底板主体2的水平方向晃动而形成的惯性力之大部分作用在复原力装置4上，由于不作用在上下防震装置23a上，所以降低水平方向晃动。在该复原力装置4和底板主体2的连系部中，上部连系构件21和下部连系构件16在水平方向受到约束，因上下方向不受约束，所以不传递底板主体2的上下方向运动和根据由结构地板1的地震而产生的摇晃。其中，就有关复原力装置4的作用进行详细说明。

在复原力装置4中，底板2如在图1(b)假设向右方向晃动，设置在底板主体2上的左右上部连系构件21、21(图中展示在下部)也向右方向移动。这时，左侧滑动构件5根据左侧挡块7虽然不能比图示的位置还要向右侧移动，但右侧的滑动构件5随着一边右侧上部连系构件21和下部连系构件16的滚子19接触，一边底板主体的摇晃而移动。从而拉簧8伸展，所形成复原力作用是使右侧滑动构件返回左边。向左摇晃情况下，产生该反作用。并且水平衰减装置在底板主体2左右晃动情况下使其动能转换成热能，以使晃动衰减。

另一方面，在图中左侧所示的复原力装置4中，在发生左右摇晃情况下，虽然上部连系构件21、21在此也作左右摇晃，但由于与左侧所示的复原力装置4的滑动构件5、5的滑动方向不同，所以不发生滑动，滚子19、19一边与上部连系构件21接触，一边滑动。

再有，底板主体上下方向摇动或锁定振动产生的上下方向活动作用于上下防震装置23a，使这些上下方向运动减衰。因此，复原力装置4几乎不受来自底板主体2和结构地板1的上下方向之力。并且由于上下防震装置23a几乎不受来自底板主体2和结构地板1的水平方向力。所以各防震装置可发挥本来的功能，取得规定的防震效果。

参照图3(a)、(b)，说明有关权利要求4的本发明防震装置的第2实施例。图3(a)是表示有关第2实施例的防震装置复原力装置4部分的结构图。而且，图3(b)是表示在图3(a)中用Ⅱ表示部分放大构成图。在图3(a)、(b)中与图1(a)、(b)同一部分标以同一符号，其构成说明从略。

在图3(b)，表示图1(a)中所示的上下防震装置23a的弹簧力与底板主体22和防震对象结构体11形成的重力平衡状态。在图3(b)中，构成与上部连系构件21靠近并连系的下部连系构件的滚子19上下方向长度〔图3(b)中用D₁表示〕要大于与滚子19靠近的上部连系构件21接触构件26之上下方向宽度〔图3(b)中用D₂表示〕和有关底板主体2上下方向的假定最大相对位移(以及设该位移为D₀)之2倍的和。其理由是若考虑底板主体的可动范围，则必须确保上下方向假定最大相对位移。在仅有使该假想最大相对位移减少的幅度情况下，存在在下方底板主体2下降时与复原力装置4的滑动构件5碰撞的可能性，在向上方动作情况下，是由于存在滚子19和上部连系构件21脱离的可能性。

此外，在该状态下，滚子上部长度〔图3(b)中用D₃表示〕大于假想的上下方向最大相对位移D₀，并且滚子下部长度〔图3(b)中用D₄表示〕也大于假想的上下方向最大相对位移D₀。即设定以下条件：

D₃、D₄＞D₀

D₁=D₂+D₃+D₄

根据本实施例，通过地震上下活动上下防震装置23a动作，在底板主体2上下方向位移时，与底板主体2成整体活动的上部连系构件21一边向滚子19靠近，一边在滚子19的轴向上下移动。这时，若使滚子长度为接触构件19能相对移动的最大长度，则接触构件19超过滚子19不脱离，并且由于复原力装置4的基座20和滑动构件5不碰撞，能可靠地得到水平方向的复原力功能，所以能提供水平方向的可靠防震效果。

根据图4(a)，(b)说明有关权利要求5的本发明防震装置的第3实施例。

如图4(a)所示，在上部连系构件21中，在靠近构成下部连系构件的滚子19位置，安装摩擦系数比金属板还要充分小的接触构件26。作为接触构件26，具体来说虽然有特氟隆板等，但若摩擦系数比上部连系构件21的材料还要小的话，为了改善与滚子19的滑动特性，所以对其材料不作限定。并且该接触构件26设置在伸置于上部连系构件21上的梁31之端部。

根据本实施例，由于滚子19与摩擦系数十分小的接触构件26靠近，所以如图4(b)所示，在水平方向朝底板主体2按住滚子19的方向位移，滚子19和上部连系构件21即接触构件26受挤压力作用。并且当由于地震上下活动而使底板主体2上下位移时，在滚子19和接触构件26之间产生在滚子19的轴17方向即上下方向的挤压力和与摩擦系数成比例的摩擦力。这摩擦力仅发于底板主体2位移的方向的复原力装置4的滚子19和上部连系构件21上，由于相对侧复原力装置4的滚子19和上部连系构件21彼此分离，所以他们之间不产生摩擦力。所以底板主体2在复原力装置4的连系部分在上下方向受到不平衡的摩擦力，底板主体2有可能激发失衡振动和锁定振动。因此，象本发明由于使用低摩擦系数作为接触构件26，摩擦力非常小，在各连系部分上下方向的不平衡力十分小，所以难以发生底板主体2的锁定振动等的有害振动。以此可发挥防震装置优异的三维防震能力。

在此对不平衡振动加以说明。在作为如图4(a)所示的防震底板的底板主体2上多个上部连系构件21系合的情况下，当发生地震使底板主体2上下活动时，虽然希望底板水平面整体上下活动，但这多个上部连系构件21和滚子19的上下方向摩擦力通常为同一值是少有的。所以，比如底板主体2一边在水平方向晃动一边上下活动的情况下，由于水平方向的位移而形成上部连系构件21和滚子19的接触侧和不接触侧。这时，上下方向摩擦力由于上部连系构件21和滚子19的接触而产生，因相对底板主体2的重心位置，摩擦力作用位置偏斜，所以底板主体2的底板整体不能保持水平面，变得一边产生扭曲一边晃动。将此称为不平衡振动。因此，理想的是上部连系构件21和滚子19的摩擦力可能的极限小。

另外，所谓锁定振动称为底板主体2主体位移的轴与正对的方向的轴周围旋转运动。

参照图5(a)、(b)，说明权利要求6的本发明防震装置的第4实施例。

如图5(a)所示，在本实施例，上述连系构件21中与构成下部连系构件的滚子19靠近的接触构件26和梁31之间，安装用具有橡胶等柔软弹性的层材料形成的弹性构件32。

根据本实施例，如图5(b)所示，底板主体2在压住滚子19水平方向位移，底板主体2根据锁定振动发生倾斜情况下，滚子19通过上部连系构件21在梁31的部分发生挤压力和扭矩作用。并且当根据地震上下活动底板主体2发生上下方向位移时，在滚子19和接触构件26之间产生在滚子轴方向即上下方向的挤压力和与摩擦系数成比例的摩擦力。尤其是由于上部连系构件21和接触构件26的刚性接近全硬状态，所以在滚子19上直接承受由底板主体2产生的力矩，有可能损坏滚子19，同时接触构件26还对滚子19的挤压力在上下方向不一致，根据局部的大压力，使滑动面受损，还可能失去上下方向的滑动功能。在这样的状态下，不仅水平方向的防震能力，而且上下方向的防震能力也下降。因此，一旦在接触构件26和上部连系构件21之间安装用具有橡胶等柔软弹性的原材料形成的弹性构件32，则通过底板主体2的摆动位移，即使接触构件26和上部连系构件21的挤压面相对滚子19的轴发生倾斜，通过弹性构件32，弹性构件32根据不均匀的压缩力而弯曲，也能缓和对滚子19的接触构件26的局部过分大的挤压力。并且，接触构件26对于滚子19可保持均匀的接触面。从而，不会发生因接触构件26局部接触形成的损伤。而且，由于上下方向摩擦力变化也小，所以可期待上下方向的平稳滑动。进而不会在滚子19上作用过大的扭矩，不损伤滚子19表面和轴17。

以上构形，本实施例的防震装置可发挥优异的三维防震能力。

以下说明图6所示有关权利要求7的本发明防震装置的第5实施例。

在第5实施例，上下防震装置23a中平行设置给予底板主体2上下方向复原力的上下方向弹性体24和给予上下方向衰减力的油减震器等的上下方向衰减构件25，并且，在上下方向弹性体24的结构内侧安装上下方向衰减构件25。上下方向弹性体24和上下方向衰减装置25的力通过筒体上部固定板33传递给底板主体2。而且，筒体上部固定板33也是把底板主体2和防震对象结构体11的自重传递到上下方向弹性体24的支持结构。

而且，对于取决于上下防震装置23a的底板主体2和防震对象结构体11的上下方向固有振动频率规定比对于取决于水平方向作用的复原力装置4的底板主体2和防震对象结构体11的水平方向固有振动频率要大。例如一般水平方向固有振动频设定为0．2～0．5Hz，与此相反，上下方向的固有振动频率设定在1～1．6Hz范围内。

由上下方向衰减构件25确定的底板主体2和防震对象结构体11整体上下方向衰减常数规定比取决于设置在水平方向作用的复原力装置4上的衰减装置的底板主体2和防震对象结构体11整体的水平方向衰减常数要大。例如一般水平方向衰减常数多半设定或0．2～0．3，与此相反，下上方向衰减常数要比这大。根据本实施例，并排设置上下方向弹性体24和上下方向衰减构件25，而且，由于在上下方向弹性体24的结构中设置上下方向衰减构件25，无需采用用于上下方向衰减构件的特别基座，所以可使上下防震装置23a整体的水平剖面方向及上下方向的尺寸减小、可使装置本身紧凑。由于高度也得以降低，所以底板主体2的高度也整个降低，导至底板主体2整个锁定振动也受到抑制。

并且，因上下方向固有振动频率设定得比水平方向的还要高，上下方向的上下方向弹性体24之刚性也高，所以取决于自重的上下方向弹性体24的弯曲小，而且上下方向因有振动频率设定得比上下地震动主振动频率要低，所以即使对上下地震动其变动的相对位移也小。而且，通过提高上下方向刚性，因对锁定的刚性也大，所以也可使取决于锁定的摆动位移减小。

此外，因采取使上下方向衰减常数比水平方向衰减常数大，所以即使假定地震上下活动比水平活动大的情况下，也可抑制底板主体2上下方向过大位移。而且即使锁定振动发生情况下，对于由连锁振动产生的上下防震装置23a部分的上下相对位移，用其大的衰减力可控制连锁振动。

根据如上所述，利用本发明，在底板主体上过大的上下方向位移和连锁振动即使由地震动发生，也能抑制上下方向位移和取决于锁定的摆动位移，所以在上下方向弹性体24上不给予过大的变形，能防止上下方向弹性体24的损伤，同时可有效地降低上下方向振动和锁定振动。因此，本实施例的防震装置可发挥优异的3维防震能力。

接着参照图7(a)及图7(b)说明有关权利要求8的本发明防震装置的第6实施了例。

本实施例如图7(a)所示，在筒体23下端向内侧安装作为停止构件的筒体突起36，所述筒体突起36设有不妨碍移动支承机构3和筒体23上下方向活动的间隙。在移动支承机构3上端向外侧设置作为象不妨碍筒体23上下方向活动的停止构件的移动支承机构突起35，该两者突起35、36之间的空间及筒体突起36下面和下面滑板10上面的长度分别要大于底板主体2地震时予先假设的最大相对位移。在移动支承机构上部突起35上部设置移动支承体上部筒体34，上下防震装置23a在水平方向发生偏离时，也要固定在规定位置上。

根据本实施例，由于地震活动使府板主体2上下方向晃动，即便筒体23和移动支承机构3作相对活动，由于设置不阻碍该运动的间隙，所以不阻碍上下方向活动，运动平稳，这使得防震装置23a能充分发挥上下方向防震能力。而且，在底板主体2水平方向位移的情况下，筒体23的内壁及筒体突起36挤压移动支承机构突起35外壁及移动支承机构3的外壁，传递力，移动支承机构3在水平方向滑动。该力由于移动支承机构3的滑动摩擦力用于球12滚动摩擦很小，作用于筒体23和移动支承机构3之间的挤压力小，所以不产生达到阻碍彼此上下方向的活动的上下方向摩擦力，一边相互接触一边上下方向作相对运动。

然而，如图7(b)所示，在防震装置的维护等时抬起或一旦由于非常大的上下地震活动而使底板主体2上下方向大位移，象超过移动支承机构3上面情况下，若为上述图6所示的结构，则由筒体23使移动支承机构3向外错位或脱离，不能返回原处。象这种情况下，上下防震装置23a和移动支承机构3不仅破坏，连带地使上下支承机构3失去上下支承功能，使底板主体落下，可能损伤复原装置4。进而，失去三维防震能力，不仅使防震对象结构体破坏，而且会殃及防震装置周围的建筑。

在本实施例，防震装置维护等时抬起，或万一因非常大的上下地震活动，底板主体2上下方向产生大位移，即便象越过移动支承机构3上面情况下，因筒体突起36和移动支承机构突起35存在，所以在这些相对位移状态下彼此起上下方向挡块作用，阻止移动支承机构3由筒体23外脱，通常可使筒体3和上下防震装置23a和移动支承机构成整体，所以不管在怎样状态下都能保持一定的防震能力。

从而，根据本实施例，由于不失在上下防震能力，上下方向支承机构及水平方向滑动功能即地震力隔离功能，所以不损害防震装置和防震对象结构体11，能发挥优异的三维防震能力。

接着参照图8，说明有关权利要求9的本发明防震装置第7实施例。

根据本实施例，如图8所示，在地震时筒体23内壁设置一种间隙，在移动支承机构3和水平及上下方向接触范围内，不阻碍筒体23和移动支承机构3上下方向相对运动，在筒体23内壁的上述接触范围内，安装由具有低摩擦系数材料组成的筒体滑动构件37。

在图7(a)所示的第6实施例情况下，地震中底板主体在水平方向及上下方向位移时，由筒体23在水平方向挤压移动支承机构3，接触同时在上下方向滑动。这时，一旦筒体23内壁和移动支承机构3外壁的滑动部分摩擦力增大，上下方向摩擦阻抗加大，在各上下防震装置23a中，上下方向作用力失衡，在底板主体2上会激起复杂振动。然而根据本实施例，在筒体23内壁安装作为上下方向滑动构件的筒体滑动构件37，由具有比移动支承机构3或筒体23还要低的摩擦系数材料组成，所以即便与移动支承机构3外壁产生滑动，形成的摩擦力也小，上下方向活动顺利，摩擦力对底板主体2激起失衡振动的可能性极小。从而，因使上下摩擦力降低，活动顺利，所以能充分发挥上下方向防震能力。根据本发明的防震装置，取得以下效果。

利用权利要求1至3记载的防震装置，例如，当发生正下型大地震，一旦水平及上下活动传递至结构地板上，则要使各方向的防震装置发生作用。这时，取决于底板主体水平方向摇晃的水平方向惯性力大部分作用于第1复原部及第1衰减部，对上下方向的第2复原部及第2衰减部无作用，降低了水平方向的摇晃。该第1复原部和底板主体的连系部，上部连系构件和下部连系构件在水平方向受约束，上下方向因不受约束，所以不传递底板主体上下方向运动及取决于来自结构地板的地震的晃动，并且底板主体的上下方向晃动或锁定振动引起的上下方向运动作用于复原部和第2衰减部，降低这些上下方向运动。从而，第1复原部几乎不受来自底板主体和结构地板的上下方向的力，并且由于上下防震装置几乎不受来自底板主体和结构地板的水平方向之力，所以各个防震装置发挥原来的功能，提高了三维防震效果。

根据权利要求4记载的防震装置，由于地震上下活动，当对上下方向活动起作用的第2复原部和第2衰减部工作时，上部连系构件越过摆动部，不脱离，并且由于不与第1复原部和滑动构件碰撞，所以能可靠地得到水平方向复原力，谋求防震效果可靠性的提高。

根据权利要求5记载的防震装置，由于在与上部连系构件的下部连系构件的接触面上使用有低摩擦系数的接触构件，所以摩擦力下降，在上部、下部连系构件的上下方向不平衡力变小，难以产生底板主体的锁定振动等的有害振动。从而可谋求三维防震效果的提高。

根据权利要求6记载的防震装置，上部连系构件对于下部连系构件能保持均匀的接触面，所以可使取决于上部连系构件局部接触的上下方向摩擦力变化减小，期待上下方向平衡滑动。并且，对下部连系构件无过大的扭矩作用，也不会引起下部连系构件表面损伤，从而可谋求三维防震效果可靠性的提高。

根据权利要求7记载的防震，由于在第2复原部内设置第2衰减部，所以可谋求配置效率的提高，使防震装置本身紧凑，由此可使底板主体的高度也整个降低，提高了对底板主体锁定振动的抑制能力。

而且，上下方向固有振动频率比其水平方向设定得还要高，有关上下方向的刚性和对于锁定的刚性都要做得大。

由于采取使上下方向的衰减常数比水平方向的衰减常数大，所以假定即便地震对上下活动比水平活动大的情况下，也能抑制底板主体上下方向过大的位移。并且即便发生锁定振动情况下，也能通过衰减部使由锁定振功产生的上下相对位移得以衰减，抑制锁定振动。从而，即使在底板主体上过大的上下方向位移和锁定振动由于地震而发生，因能抑制上下方向位移和取决于锁定的摆动位移，所以不会使第2复原部发生过份变形，可防止其受损，同时，可有效地降低上下方向振动和锁定振动，提高三维防震效果。

根据权利要求8记载的防震装置，在维护等中抬起，或一旦由于非常大的上下地震活动即使底板主体在上下方向发生大的位移，也能防止支承部从筒体脱出，一般筒体、第2复原装置、第2衰减装置及支承部形成整体，所以可求得防震效果可靠性的提高。

根据权利要求9记载的防震装置，因在筒体内壁和支承部外壁之间产生的摩擦力小，所以支承部上下方向活动顺利，降低了摩擦力对底板主体激起不平衡振动的可能性；因而尤其能提高上下方向防震效果。

Claims

1、一种防震装置，其特征是包括以下部分：底板主体，配置在结构地板上，放置防震对象；和第1复原部，所述底板主体对结构地板向水平方向位移时，向所述底板主体给予复原力；和第1衰减部，当向水平方向位移时，分配衰减力；和上部连系部，从所述底板主体立置于所述结构地板侧面；和下部连系部，一边与该上部连系构件接触，一边滑动地设置于所述第1复原部上；和第2复原部，设置在所述底板主体下部，当上下方向位移时，给予复原力；和第2衰减部，当在上下方向位移时，给予衰减力；和支承部，在水平方向可移动地支持所述底板主体。

2、如权利要求1所述的防震装置，其特征是第1复原部具有一对滑动构件，一对引导机构相对地设置于结构地板上，只是在所述相对方向能滑动地设置于该相对设置的每对引导机构之间；和弹性体，连系该一对滑动构件之间；第1停止构件，防止一对滑动构件在规定的距离内接近。

3、如权利要求1所述的防震装置，其特征是所述下部连系构件具有一边与所述上部连系构件接触，一边滑动的旋转构件，和通过轴承支持该旋转构件的轴。

4、如权利要求2所述的防震装置，其特征是构成与上部连系部件接触滑动的所述下部连系部件的旋转构件上下方向长度，要大于与旋转构件靠近的上部连系构件的接触构件上下方向长度和底板主体的上下方向予先求得的规定设定最大位移的2倍之和；下部连系构件的施转构件上端位于比上部连系构件的接触构件上端高的位置，其差大于底板主体的地震时上下方向所定的最大假设位移；并且下部连系构件的旋转构件下端位于比上部连系构件的接触构件下端低的位置，其差大于底板主体的地震时上下方向规定的最大假设位移。

5、如权利要求1所述的防震装置，其特征是在与所述下部连系构件接触的所述上部连系构件的接触面上，设置具有比上部连系构件还要低的摩擦系数的接触构件。

6、如权利要求5所述的防震装置，其特征是在接触构件和所述上部连系构件之间，夹插比上部连系构件刚性小的弹性构件，其中接触构件具有在与所述下部连系构件接触的所述上部连系构件接触面上设置的所述低摩擦系数。

7、如权利要求1所述的防震装置，其特征是所述第2复原部是装在筒体内的螺旋状弹性体；第2衰减部装在该螺旋状弹性体内部；所述支承部设置于该第2衰减部及所述第2复原部下部，放在筒体内；对于所述第2复原部的所述底板主体和所述防震对象物的全部重量的上下方向固有振动频率，比对于第1复原部所述底板主体和所述防震对象物的全部重量的水平方向固有振动频率还要大；对于所述第2衰减部的所述底板主体和防震对象物的全部重量的上下方向衰减常数，比对于第1衰减部的所述底板主体和所述防震对象物的全部重量的水平方向衰减常数还要大。

8、如权利要求7所述的防震装置，其特征是在装着所述螺旋状弹性体的筒体下端和所述水平方向可自由活动的支承部的上端具有第2停止构件，当筒体下端和所述支承部上端的上下方向相对位移量为0以下时，对彼此相对活动进行约束，该第2停止构件设置时的所述支承部上端和所述筒体下端的上下方向距离大于底板主体的地震时上下方向予先求得的一定最大假想位移。

9、如权利要求7所述的防震装置，其特征是在装着水平方向自由移动的支承部的筒体内壁上设有滑动构件，夹插在该内壁和所述支承部之间，与所述支承部靠近，所述滑动构件上安装的摩擦材料之摩擦系数比所述支承部或筒体的还要低，所述滑动构件仅约束所述支承部和所述筒体的水平方向相对移动。