JP2000087592A - Small-stroke vibration isolation device - Google Patents

Small-stroke vibration isolation device

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JP2000087592A
JP2000087592A JP10259989A JP25998998A JP2000087592A JP 2000087592 A JP2000087592 A JP 2000087592A JP 10259989 A JP10259989 A JP 10259989A JP 25998998 A JP25998998 A JP 25998998A JP 2000087592 A JP2000087592 A JP 2000087592A
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Japan
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seismic isolation
rotary inertia
small
stroke
support structure
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JP10259989A
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Japanese (ja)
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Ryuta Katamura
立太 片村
Yoshinori Matsunaga
義憲 松永
Hiroshi Midorikawa
浩史 緑川
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Kajima Corp
Original Assignee
Kajima Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a device in a comparatively simple structure, to facilitate even installation and to reduce manufacturing cost and construction cost in a small-stroke vibration isolation device, by which an object to be vibration- isolated is vibrated in approximately the same phase as a supporting structure. SOLUTION: An independent rotational-inertia adding device 2 converting relative displacement in the specific directions of an object to be vibration- isolated (such as a vibration-isolating floor, various equipments, a building frame, etc.), A and a supporting structure (such as a slab for a building, the lower foundation of the building, etc.), B into a rotary motion in rotational inertia 5 through a sliding rod 3, a rack 8 and a gear 12 is disposed between the object to be vibration-isolated A and the supporting structure B, the end section of the sliding rod 3 is connected to the object to be vibration-isolated A horizontally rotatably by a vertical pin 11, and rotational inertia 5 is set and fixed onto the supporting structure B horizontally rotatably by a shaft 6 and a bearing 7.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、建物の免震床や建
物躯体を免震対象とする小ストローク免震装置に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a small-stroke seismic isolation device for seismically isolating a base-isolated floor of a building or a building frame.

【0002】[0002]

【従来の技術】床や各種機器などの地震時の振動を低減
させるため、転がり支承や滑り支承などを用いた免震装
置が既に実用化されている。また、これらの免震装置で
は、地震時の相対変位を抑えるために、オイルダンパや
摩擦ダンパなどが取付けられている。
2. Description of the Related Art Seismic isolation devices using rolling bearings, sliding bearings, and the like have already been put into practical use in order to reduce vibrations of floors, various devices, and the like during earthquakes. In addition, these seismic isolation devices are provided with an oil damper, a friction damper, and the like in order to suppress a relative displacement during an earthquake.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のダンパ
などの減衰機構でストローク低減を行った場合、免震対
象物(免震床など)とそれが設置される支持構造体(建
物のスラブなど)の振動に位相差があるため、免震性能
が大きく劣化してしまう問題点があった。
However, when the stroke is reduced by a conventional damping mechanism such as a damper, the seismic isolation target (such as a seismic isolation floor) and the supporting structure (such as a slab of a building) on which the seismic isolation target is installed are provided. There is a problem that the seismic isolation performance is greatly deteriorated due to the phase difference in the vibration of ()).

【0004】このような問題点を解消するため、本発明
者らは、免震対象物と支持構造体の間に回転慣性機構を
加えた小ストローク免震装置を提案し、既に出願してい
る(特願平9−140296号、特願平10−1009
45号)。
In order to solve such problems, the present inventors have proposed a small-stroke seismic isolation device in which a rotary inertia mechanism is added between a seismic isolation target and a support structure, and have already filed an application. (Japanese Patent Application No. 9-140296, Japanese Patent Application No. 10-1009)
No. 45).

【0005】この小ストローク免震装置は、免震対象物
と支持構造体との間に、転がり支承や滑り支承を配設す
ると共に、地震入力による免震対象物の変位を抑制し原
点復帰機能を与えるバネ要素を設けた免震構造におい
て、免震対象物と支持構造体の特定方向の相対変位を回
転運動に変換する回転慣性機構で免震対象物と支持構造
体を連結し、免震対象物が支持構造体とほぼ同位相で振
動するようにしたことを基本構成としており、振動がほ
ぼ同位相となることで、従来のダンパなどの減衰機構と
比べ、同じ相対変位量でより大きな免震効果が得られ、
逆に同じ免震効果を得るためのストロークは小さくする
ことができる。
This small-stroke seismic isolation device has a rolling bearing and a sliding bearing between the seismic isolation target and the support structure, and also suppresses the displacement of the seismic isolation target due to an earthquake input to return to the origin. In a seismic isolation structure provided with a spring element that imparts vibration, the seismic isolation object and the support structure are connected by a rotary inertia mechanism that converts the relative displacement of the seismic isolation object and the support structure in a specific direction into rotational motion. The basic structure is that the object vibrates in almost the same phase as the support structure.Since the vibration is in almost the same phase, a larger relative displacement with the same relative displacement compared to a damping mechanism such as a conventional damper Seismic isolation effect is obtained,
Conversely, the stroke for obtaining the same seismic isolation effect can be reduced.

【0006】しかし、ここで提示した装置例は、両端を
回転自在に支持したボールネジとこれに螺合されるスラ
イダ(ボールナット)から回転慣性機構を構成し、ボー
ルネジ、スライダをそれぞれ免震対象物、支持構造体に
固定し、スライダの移動で回転慣性としてのボールネジ
を回転させる構造であり、さらに直交する2方向に働か
せるためには、免震対象物と支持構造体の間に、ボール
ネジとスライダを2段に重ねて配設する必要があり、構
造が複雑となり、また取付けも面倒であり、装置の製作
コストや施工コストがかかる問題があった。
However, in the device example presented here, a rotary inertia mechanism is constituted by a ball screw rotatably supported at both ends and a slider (ball nut) screwed to the ball screw, and the ball screw and the slider are each an object to be isolated. A ball screw as a rotary inertia is rotated by moving the slider. The ball screw and the slider are provided between the seismic isolation target and the support structure in order to work in two orthogonal directions. Need to be arranged in a two-tiered manner, the structure becomes complicated, and the installation is troublesome, so that there is a problem that the manufacturing cost and the construction cost of the device are increased.

【0007】本発明は、このような問題点を解消すべく
なされたもので、その目的は、装置を比較的簡単な構造
とすることができ、取付けも容易となり、製作コストお
よび施工コストの低減が可能な小ストローク免震装置を
提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a device having a relatively simple structure, to be easily mounted, and to reduce manufacturing and construction costs. It is an object of the present invention to provide a small-stroke seismic isolation device that can perform the above-described steps.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の小ストローク免
震装置は、免震対象物(免震床、各種機器、建物躯体な
ど)と支持構造体(建物のスラブ、建物の下部基礎な
ど)との間に独立して設けられ、免震対象物と支持構造
体の特定方向の相対変位を直動部材を介して回転慣性の
回転運動に変換する回転慣性付加装置を、免震対象物と
支持構造体のそれぞれにピンやベアリングなどにより水
平回転可能に取付けたことを特徴とする(請求項1)。
A small-stroke seismic isolation device according to the present invention includes a seismic isolation target (seismic isolation floor, various devices, a building frame, etc.) and a support structure (a building slab, a building lower foundation, etc.). Is provided independently between the seismic isolation target object and the rotational inertia adding device that converts the relative displacement of the support structure in a specific direction into the rotational motion of the rotational inertia via the linear motion member. The support structure is attached to each of the support structures by a pin, a bearing, or the like so as to be horizontally rotatable (claim 1).

【0009】例えば、回転慣性付加装置は、図1に示す
ように、側面にラックを有し基端部が免震対象物にピン
により水平回転可能に取付けられたスライド部材(スラ
イドロッドなど)と、前記ラックが噛合するギヤを有し
支持構造体上にシャフト・スラストベアリング等により
水平回転可能に支持された回転慣性から構成する(請求
項2)。
For example, as shown in FIG. 1, a rotary inertia adding device has a slide member (such as a slide rod) having a rack on a side surface and having a base end attached to an object to be seismically isolated by a pin so as to be horizontally rotatable. The rack has gears that mesh with each other, and has a rotational inertia supported on a support structure by a shaft, a thrust bearing, or the like so as to be horizontally rotatable (claim 2).

【0010】あるいは、回転慣性付加装置は、図3に示
すように、先端部にボールナットを有し基端部が免震対
象物にピンにより水平回転可能に取付けられたスライド
部材(スライドケースなど)と、前記ボールナットに螺
合するボールネジを有する回転慣性と、この回転慣性を
回転可能に支持し支持構造体上の支持架台にピンにより
水平回転可能に取付けられた固定部材(固定側ケースな
ど)から構成する(請求項3)。
Alternatively, as shown in FIG. 3, the rotary inertia adding apparatus has a slide member (such as a slide case) having a ball nut at a distal end and a base end rotatably mounted on an object to be seismically isolated by a pin with a pin. ), A rotary inertia having a ball screw screwed into the ball nut, and a fixed member (a fixed side case or the like) rotatably supporting the rotary inertia and attached to a support base on the support structure so as to be horizontally rotatable by a pin. ) (Claim 3).

【0011】なお、免震対象物は、従来と同様に、摩擦
の小さい支承機構である転がり支承や滑り支承により支
持構造体上に支持されており、また免震対象物と支持構
造体の間には、地震入力による免震対象物の変位を抑制
し原点復帰機能を与えるバネ要素(コイルバネ、ゴム、
あるいは電磁気を用いたもの、滑動面を曲面とし位置エ
ネルギーを利用するもの等)が配設され、さらにダンパ
要素(弾塑性ダンパ、粘性ダンパなど)が併用されるこ
ともある。
The seismic isolation target is supported on the supporting structure by a rolling bearing or a sliding bearing, which is a bearing mechanism having a small friction, as in the prior art. The spring element (coil spring, rubber,
Alternatively, a device using electromagnetism, a device using a curved sliding surface and utilizing potential energy, etc.) may be provided, and a damper element (elasto-plastic damper, viscous damper, etc.) may be used together.

【0012】以上のような構成において、免震対象物の
断面形状によっては、一方向の免震を行うことも考えら
れ、その場合は回転慣性付加装置のスライド軸方向を前
記一方向に一致させて回転慣性付加装置を免震対象物と
支持構造体の間に配設し、通常はあらゆる方向の地震動
に対処させる必要があり、その場合には、例えば直交す
るX、Yの2方向を特定方向として回転慣性付加装置を
それぞれの方向と平行に配設し、回転慣性付加装置のス
ライド部材を免震対象物にピンなどを介して取付け、回
転慣性をシャフト・スラストベアリングあるいはピン・
支持架台などにより支持構造体に設置固定する。
In the above configuration, depending on the sectional shape of the seismic isolation target, it may be possible to perform seismic isolation in one direction. In this case, the direction of the slide axis of the rotary inertia adding device is made to coincide with the one direction. It is necessary to arrange a rotary inertia adding device between the seismic isolation target and the support structure to deal with the seismic motion in all directions. In this case, for example, two orthogonal X and Y directions are specified. Rotational inertia adding devices are arranged parallel to each direction as the direction, and the slide member of the rotary inertia adding device is attached to the seismic isolation target via a pin or the like, and the rotational inertia is set to the shaft / thrust bearing or pin /
It is installed and fixed to the support structure with a support base or the like.

【0013】地震等により免震対象物と支持構造体が相
対移動すると、スライド部材が定置の回転慣性に対して
移動し、ラック・ギヤあるいはボールネジ・ボールナッ
ト等を介して回転慣性が回転し、変位抑制効果が得られ
る。免震対象物は支持構造体とほぼ同位相で振動するた
め、従来のダンパによる免震装置と比べ、同じ相対変位
量でより大きな免震効果が得られ、逆に同じ免震効果を
得るためのストロークは小さくすることができる。ま
た、回転慣性付加装置の設置方向と異なる免震対象物の
相対移動に対しては、スライド部材がピンを中心として
水平に傾動し、回転慣性はベアリングやピンにより水平
に回転し、あるいは水平に傾動するため、装置の破壊や
損傷が防止される。
When the seismic isolation target and the support structure move relative to each other due to an earthquake or the like, the slide member moves with respect to the fixed rotational inertia, and the rotational inertia rotates via a rack / gear or a ball screw / ball nut. A displacement suppressing effect can be obtained. Since the seismic isolation target vibrates in almost the same phase as the supporting structure, a greater seismic isolation effect can be obtained with the same relative displacement compared to the conventional seismic isolation device using a damper. Can be made smaller. Also, for relative movement of the seismic isolation target that is different from the installation direction of the rotary inertia adding device, the slide member tilts horizontally around the pin, and the rotary inertia is rotated horizontally by bearings and pins, or horizontally. The tilting prevents the device from being broken or damaged.

【0014】回転慣性付加装置は、軸方向に移動するス
ライド部材と、このスライド部材により回転する回転慣
性からなる独立した装置とすることができるため、また
スライド部材・回転慣性を水平回転可能に取付けること
により、装置の免震方向以外の力を吸収することがで
き、装置を簡単な構造とすることができ、また回転慣性
を支持構造体上に設置固定し、スライド部材の端部をピ
ンで免震対象物に固定すればよいため、さらに直交する
2方向に配置する場合にも、独立した回転慣性付加装置
をそれぞれの方向と平行に設置すればよいため、取付け
設置を容易に行うことができる。
Since the rotary inertia adding device can be an independent device including a slide member that moves in the axial direction and a rotary inertia rotated by the slide member, the slide member and the rotary inertia are mounted so as to be horizontally rotatable. As a result, it is possible to absorb a force other than the seismic isolation direction of the device, simplify the structure of the device, install and fix the rotational inertia on the support structure, and pin the end of the slide member with a pin. Since it is only necessary to fix to the seismic isolation target, even if it is arranged in two orthogonal directions, it is only necessary to install an independent rotary inertia adding device in parallel with each direction, so installation and installation can be easily performed it can.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示する実施の形
態に基づいて説明する。この実施形態は、本発明の小ス
トローク免震装置を免震床や各種機器に適用した例であ
る。図1、図2は、本発明の小ストローク免震装置のラ
ックタイプの構造と作動状況を示したものである。図
3、図4は、本発明の小ストローク免震装置のボールネ
ジタイプの構造と作動状況を示したものである。図5
は、免震床に本発明の小ストローク免震装置を適用した
例を示したものである。 (a)ラックタイプ 図1において、小ストローク免震装置1は、ラックタイ
プの回転慣性付加装置2のスライドロッド3を免震床な
どの免震対象物Aにピンジョイント4を介して水平回転
可能に取付け、回転慣性付加装置2の回転慣性5のシャ
フト6を固定床などの支持構造体Bにスラストベアリン
グ7を介して水平回転可能に取付けて構成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on an embodiment shown in the drawings. This embodiment is an example in which the small-stroke seismic isolation device of the present invention is applied to a seismic isolation floor and various devices. 1 and 2 show the structure and operation of a rack type seismic isolation device of the present invention. FIGS. 3 and 4 show the structure and operation of the ball screw type of the small-stroke seismic isolation device of the present invention. FIG.
Shows an example in which the small-stroke seismic isolation device of the present invention is applied to a seismic isolation floor. (A) Rack type In FIG. 1, a small-stroke seismic isolation device 1 can horizontally rotate a slide rod 3 of a rack-type rotary inertia adding device 2 to a seismic isolation target A such as a seismic isolation floor via a pin joint 4. , And the shaft 6 of the rotary inertia 5 of the rotary inertia adding device 2 is mounted on a support structure B such as a fixed floor via a thrust bearing 7 so as to be horizontally rotatable.

【0016】スライドロッド3は、水平に配置される所
定の長さの角材であり、一方の側面にラック8が所定長
さにわたって固定され、他方の側面にリニアガイド9の
ガイドレール9aが所定長さにわたって固定されてい
る。このようなスライドロッド3の免震対象物側の基端
部がピンジョイント4により免震対象物Aの側面あるい
は下面に取付けられる。
The slide rod 3 is a rectangular member having a predetermined length arranged horizontally. A rack 8 is fixed on one side surface over a predetermined length, and a guide rail 9a of a linear guide 9 is fixed on the other side surface. Fixed over the span. The base end of the slide rod 3 on the seismic isolation target side is attached to the side surface or the lower surface of the seismic isolation target A by the pin joint 4.

【0017】ピンジョイント4は、スライドロッド3の
基端部に固定され、免震対象物Aに突設された一対の取
付ブラケット10に垂直ピン11を介して接続され、水
平配置のスライドロッド3を水平方向に回転可能に支持
する。
The pin joint 4 is fixed to the base end of the slide rod 3 and is connected via a vertical pin 11 to a pair of mounting brackets 10 protruding from the seismic isolation target A. Is supported rotatably in the horizontal direction.

【0018】回転慣性5は、水平に設置される円板状の
慣性体であり、シャフト6の上部に固定される。シャフ
ト6の下部は、スラストベアリング7により回転自在に
支持され、シャフト6の中間部には、ラック8に噛合す
るギヤ12が固定され、スライドロッド3の軸方向の移
動によりシャフト6・回転慣性5が水平回転する。
The rotary inertia 5 is a disk-shaped inertia placed horizontally, and is fixed to the upper part of the shaft 6. A lower portion of the shaft 6 is rotatably supported by a thrust bearing 7, a gear 12 meshing with a rack 8 is fixed to an intermediate portion of the shaft 6, and the shaft 6 and the rotational inertia 5 are moved by the axial movement of the slide rod 3. Rotates horizontally.

【0019】また、シャフト6には、ギヤ12を覆うケ
ース状のガイド部13がベアリング14を介して取付け
られ、このガイド部13の内面にリニアガイド9のスラ
イダ9bが固定され、ガイド部13を貫通するスライド
ロッド3・ラック8・ガイドレール9aをギヤ12とス
ライダ9bでスライド自在に挟持することで、ラック8
とギヤ12の噛み合いが外れないようにしている。
A guide 13 in the form of a case that covers the gear 12 is attached to the shaft 6 via a bearing 14. The slider 9b of the linear guide 9 is fixed to the inner surface of the guide 13, and the guide 13 is connected to the guide 13. The slide rod 3, the rack 8, and the guide rail 9a are slidably held between the gear 12 and the slider 9b so that the rack 8
The gear 12 is prevented from being disengaged.

【0020】以上のような構成の小ストローク免震装置
1を、図2に示すように、スライドロッド3がX方向に
沿うように設置し、この状態から免震対象物Aが支持構
造体Bに対してX方向に相対移動すると、スライドロッ
ド3の軸方向の相対移動がラック8・ギヤ12・シャフ
ト6を介して回転慣性5の回転運動に変換され、この回
転慣性5の回転により変位抑制効果が得られる。免震対
象物Aが支持構造体Bとほぼ同位相で振動するため、従
来のダンパによる免震装置と比べ、同じ相対変位量でよ
り大きな免震効果が得られ、逆に同じ免震効果を得るた
めのストロークは小さくすることができる。
As shown in FIG. 2, the small-stroke seismic isolation device 1 having the above-described configuration is installed so that the slide rod 3 extends along the X direction. , The relative movement in the axial direction of the slide rod 3 is converted into the rotational movement of the rotary inertia 5 via the rack 8, the gear 12, and the shaft 6, and the rotation of the rotary inertia 5 suppresses displacement. The effect is obtained. Since the seismic isolation target A vibrates in substantially the same phase as the support structure B, a greater seismic isolation effect can be obtained with the same relative displacement compared to the conventional seismic isolation device using a damper, and conversely, the same seismic isolation effect can be obtained. The stroke to obtain can be small.

【0021】免震対象物Aが支持構造体Bに対してY方
向に相対移動すると、スライドロッド3が回転慣性5に
対して垂直ピン11を中心に傾動し、回転慣性5を若干
回転させ、これにより、Y方向の相対移動による装置の
破壊や損傷を防止することができる。また、回転慣性5
は殆ど回転しないため、Y方向の免震効果は得られず、
X方向のみ免震効果が得られることになる。 (b)ボールネジタイプ 図3において、小ストローク免震装置21は、ボールネ
ジタイプの回転慣性付加装置22のボールナット23を
有するスライドケース24を免震床などの免震対象物A
にピンジョイント25を介して水平回転可能に取付け、
回転慣性付加装置22のボールネジ26・回転慣性27
を有する固定側ケース28を固定床などの支持構造体B
にピンジョイント29・固定側支持架台30を介して水
平回転可能に取付けて構成されている。
When the seismic isolation object A moves relative to the support structure B in the Y direction, the slide rod 3 tilts about the vertical pin 11 with respect to the rotary inertia 5 to slightly rotate the rotary inertia 5, Thus, destruction or damage of the device due to relative movement in the Y direction can be prevented. In addition, the rotational inertia 5
Hardly rotates, so the seismic isolation effect in the Y direction cannot be obtained.
The seismic isolation effect can be obtained only in the X direction. (B) Ball Screw Type In FIG. 3, a small stroke seismic isolation device 21 is a ball screw type rotary inertia adding device 22 and a slide case 24 having a ball nut 23.
To be rotatable horizontally via a pin joint 25,
Ball screw 26 and rotary inertia 27 of rotary inertia adding device 22
The fixed-side case 28 having a support structure B such as a fixed floor
, Via a pin joint 29 and a fixed-side support base 30 so as to be horizontally rotatable.

【0022】ボールナット23・ボールネジ26は、雄
ねじと雌ねじ間にボールが循環する摩擦抵抗の極めて小
さい汎用されている直動機構であり、ボールナット23
は筒状のスライドケース24の反免震対象物側の開口端
部に固定され、スライドケース24の免震対象物側の基
端部がピンジョイント25により免震対象物Aの側面あ
るいは下面に取付けられる。
The ball nut 23 and the ball screw 26 are generally used linear motion mechanisms having extremely small frictional resistance in which a ball circulates between a male screw and a female screw.
Is fixed to the opening end of the cylindrical slide case 24 on the anti-seismic object side, and the base end of the slide case 24 on the anti-seismic object side is attached to the side surface or the lower surface of the seismic isolation object A by the pin joint 25. Mounted.

【0023】ピンジョイント25は、スライドケース2
4の基端部に固定され、免震対象物Aに突設された一対
の取付ブラケット31に垂直ピン32を介して接続さ
れ、水平配置のスライドケース24を水平方向に回転可
能に支持する。
The pin joint 25 is connected to the slide case 2
4 and connected via a vertical pin 32 to a pair of mounting brackets 31 protruding from the seismic isolation target A to support the horizontally arranged slide case 24 so as to be rotatable in the horizontal direction.

【0024】ボールネジ26と回転慣性27は、その中
心軸が水平となるように固定側ケース28内に収納さ
れ、ボールネジ26は回転慣性27の中心に免震対象物
側に水平に突出するように固定され、ボールナット23
に螺合される。
The ball screw 26 and the rotary inertia 27 are accommodated in a fixed side case 28 so that the central axes thereof are horizontal. The ball screw 26 is formed so as to project horizontally at the center of the rotary inertia 27 toward the seismic isolation target. Fixed, ball nut 23
Screwed.

【0025】固定側ケース28は、反免震対象物側の本
体28aと免震対象物側の筒状のガイド部28bからな
り、本体28aに円板状の回転慣性27が水平支持軸3
3・ベアリング34を介して垂直回転可能に支持されて
いる。ガイド部28b内には、スライドケース24が嵌
め合い状態で挿入され、このガイド部28bでスライド
ケース24をスライド自在に支持している。
The fixed case 28 comprises a main body 28a on the anti-seismic object side and a cylindrical guide 28b on the anti-seismic object side, and a disk-shaped rotary inertia 27 is attached to the main body 28a.
3. It is vertically rotatably supported via a bearing 34. A slide case 24 is inserted into the guide portion 28b in a fitted state, and the slide case 24 is slidably supported by the guide portion 28b.

【0026】ピンジョイント29は、本体28aの反免
震対象物側の端部に固定され、固定側支持架台30の上
部に突設された一対の取付ブラケット35に垂直ピン3
6を介して接続され、水平配置の固定側ケース28を水
平方向に回転可能に支持する。
The pin joint 29 is fixed to an end of the main body 28a on the anti-seismic object side, and is attached to a pair of mounting brackets 35 protruding from the upper part of the fixed-side support base 30.
6 and supports the horizontally arranged fixed side case 28 so as to be rotatable in the horizontal direction.

【0027】以上のような構成の小ストローク免震装置
21を、図4に示すように、スライドケース24・固定
側ケース28がX方向に沿うように設置し、この状態か
ら免震対象物Aが支持構造体Bに対してX方向に相対移
動すると、スライドケース24・ボールナット23の軸
方向の相対移動により固定側のボールネジ26が回転
し、ボールネジ26と一体の回転慣性27が回転し、こ
の回転慣性27の回転により変位抑制効果が得られる。
免震対象物Aが支持構造体Bとほぼ同位相で振動するた
め、従来のダンパによる免震装置と比べ、同じ相対変位
量でより大きな免震効果が得られ、逆に同じ免震効果を
得るためのストロークは小さくすることができる。
As shown in FIG. 4, the small-stroke seismic isolation device 21 having the above-described configuration is installed so that the slide case 24 and the fixed-side case 28 are arranged along the X direction. Is relatively moved in the X direction with respect to the support structure B, the relative movement of the slide case 24 and the ball nut 23 in the axial direction rotates the ball screw 26 on the fixed side, and the rotational inertia 27 integrated with the ball screw 26 rotates. Due to the rotation of the rotary inertia 27, a displacement suppressing effect is obtained.
Since the seismic isolation target A vibrates in substantially the same phase as the support structure B, a greater seismic isolation effect can be obtained with the same relative displacement compared to the conventional seismic isolation device using a damper, and conversely, the same seismic isolation effect can be obtained. The stroke to obtain can be small.

【0028】免震対象物Aが支持構造体Bに対してY方
向に相対移動すると、スライドケース24および固定側
ケース28がそれぞれ垂直ピン32、36を中心に傾動
し、スライドケース24と固定側ケース28が相互に若
干伸長移動することにより、Y方向の相対移動による装
置の破壊や損傷を防止することができる。また、回転慣
性27は殆ど回転しないため、Y方向の免震効果は得ら
れず、X方向のみ免震効果が得られることになる。
When the seismic isolation object A moves relative to the support structure B in the Y direction, the slide case 24 and the fixed side case 28 tilt about the vertical pins 32 and 36, respectively, so that the slide case 24 and the fixed side Since the cases 28 extend slightly relative to each other, destruction or damage of the device due to relative movement in the Y direction can be prevented. Further, since the rotational inertia 27 hardly rotates, the seismic isolation effect in the Y direction is not obtained, and the seismic isolation effect is obtained only in the X direction.

【0029】次に、以上の小ストローク免震装置1、2
1を免震床に適用した例を図5に示す。免震床Aは、建
物のスラブB上に設置された転がり支承や滑り支承Cに
より支持されており、また必要に応じて、免震床の変位
を抑制し原点復帰機能を与えるバネ要素やダンパ要素
(図示省略)で免震床AとスラブBとが連結されてい
る。このような免震床Aに対して、小ストローク免震装
置1、21は、いずれも水平1方向にしか働かないた
め、水平2方向に働くように複数の小ストローク免震装
置1、21を直交2方向に配設する。小ストローク免震
装置1、21の回転慣性部をスラブB上に設置固定した
後、スライド部材の先端を免震床の下面にピンジョイン
トを介して接続するだけで、取付けが完了する。
Next, the above-described small-stroke seismic isolation devices 1, 2
FIG. 5 shows an example in which No. 1 is applied to a base-isolated floor. The seismic isolation floor A is supported by a rolling bearing or a sliding bearing C installed on a slab B of the building, and, if necessary, a spring element or a damper that suppresses the displacement of the seismic isolation floor and provides a home return function. The base isolation floor A and the slab B are connected by an element (not shown). With respect to such a seismic isolation floor A, the small-stroke seismic isolation devices 1 and 21 all operate only in one horizontal direction, so that a plurality of small-stroke seismic isolation devices 1 and 21 are operated in two horizontal directions. They are arranged in two orthogonal directions. After the rotary inertia portions of the small stroke seismic isolation devices 1 and 21 are installed and fixed on the slab B, the mounting is completed only by connecting the tip of the slide member to the lower surface of the seismic isolation floor via a pin joint.

【0030】また、ラックタイプとボールネジタイプ
は、それぞれ次のような利点を有している。即ち、ラッ
クタイプの小ストローク免震装置1は、回転慣性5の回
転軸が垂直で回転慣性5が水平回転する構造であるた
め、免震対象物の下の狭いスペースを有効利用できる利
点があり、また回転慣性の大きさ(直径)を増大させる
ことも容易である。
The rack type and the ball screw type each have the following advantages. That is, since the rack type small-stroke seismic isolation device 1 has a structure in which the rotation axis of the rotary inertia 5 is vertical and the rotary inertia 5 rotates horizontally, there is an advantage that a narrow space below the seismic isolation target can be effectively used. It is also easy to increase the magnitude (diameter) of the rotational inertia.

【0031】ボールネジタイプの小ストローク免震装置
21は、回転慣性機構がケース内に収められている形に
なっているため、装置の運搬が容易である。また、決め
られた大きさの回転慣性で大きな等価慣性質量を得よう
とすると、ラックタイプの場合、ギヤ12の径を小さく
し、ポールネジタイプの場合は、ボールネジ26のリー
ド角を小さくすることで、対応することになる。この場
合、両者を比べてみると、強度面などを考慮した場合、
ボールネジタイプの方がラックタイプより大きな等価慣
性質量を得ることができると考えられる。
The ball screw type small-stroke seismic isolation device 21 is configured such that the rotary inertia mechanism is housed in a case, so that the device can be easily transported. Further, in order to obtain a large equivalent inertial mass with a predetermined rotational inertia, the diameter of the gear 12 should be reduced in the case of the rack type, and the lead angle of the ball screw 26 should be reduced in the case of the pole screw type. Then, it will correspond. In this case, comparing the two, when considering the strength aspect,
It is considered that the ball screw type can obtain a larger equivalent inertial mass than the rack type.

【0032】なお、以上は、ラックタイプおよびボール
ネジタイプの回転慣性付加装置について示したが、これ
に限定されることなく、免震対象物と支持構造体の相対
変位を回転慣性の回転運動に変換する機構であればよ
い。また、免震床等について説明したが、建物の免震な
どにも適用できることはいうまでもない。
Although the rack type and ball screw type rotary inertia adding devices have been described above, the present invention is not limited to this, and the relative displacement between the seismic isolation target and the support structure is converted into rotary inertia rotary motion. Any mechanism may be used. In addition, the seismic isolation floor and the like have been described, but it is needless to say that the invention can be applied to the seismic isolation of a building.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明は、免震対象物と支持構造体との
間に独立して設けられ、免震対象物と支持構造体の特定
方向の相対変位をスライド部材を介して回転慣性の回転
運動に変換する回転慣性付加装置を、免震対象物と支持
構造体のそれぞれにピンやベアリグ等で水平回転可能に
取付けるようにしたため、次のような効果を奏する。 (1) 回転慣性付加装置は、軸方向に移動するスライド部
材と、このスライド部材により回転する回転慣性からな
る独立した装置とすることができるため、またスライド
部材・回転慣性を水平回転可能に取付けることにより、
装置の免震方向以外の力を吸収することができ、装置を
簡単な構造とすることができ、小ストローク免震装置の
製作コストを大幅に低減することができる。 (2) 回転慣性付加装置の回転慣性を支持構造体上に設置
固定し、スライド部材の端部をピンで免震対象物に固定
すればよいため、さらに直交する2方向に配置する場合
にも、独立した回転慣性付加装置をそれぞれの方向と平
行に設置すればよいため、取付け設置を容易に行うこと
ができ、施工コストを大幅に低減することができる。
The present invention is provided independently between the seismic isolation target and the support structure, and performs relative inertial displacement of the seismic isolation target and the support structure in a specific direction via a slide member. Since the rotary inertia adding device for converting into rotary motion is mounted on each of the seismic isolation target and the support structure so as to be horizontally rotatable with a pin, a bear rig, or the like, the following effects are obtained. (1) Since the rotary inertia adding device can be an independent device including a slide member that moves in the axial direction and a rotary inertia that is rotated by the slide member, the slide member and the rotary inertia are mounted so as to be horizontally rotatable. By doing
A force other than the seismic isolation direction of the device can be absorbed, the device can have a simple structure, and the manufacturing cost of the small-stroke seismic isolation device can be greatly reduced. (2) The rotational inertia of the rotational inertia adding device is installed and fixed on the support structure, and the end of the slide member may be fixed to the seismic isolation target with a pin. Since the independent rotary inertia adding devices may be installed in parallel with the respective directions, the installation can be easily performed, and the construction cost can be greatly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の小ストローク免震装置のラックタイプ
であり、(a) は平面図、(b) は立面図、(c) は断面図で
ある。
FIG. 1 is a rack type of a small-stroke seismic isolation device of the present invention, wherein (a) is a plan view, (b) is an elevation view, and (c) is a cross-sectional view.

【図2】本発明のラックタイプの小ストローク免震装置
の作動状況を示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing an operation state of the rack type small stroke seismic isolation device of the present invention.

【図3】本発明の小ストローク免震装置のボールネジタ
イプであり、(a) は立面図、(b) は断面図である。
FIGS. 3A and 3B are a ball screw type of the small-stroke seismic isolation device of the present invention, wherein FIG. 3A is an elevation view and FIG.

【図4】本発明のボールネジタイプの小ストローク免震
装置の作動状況を示す平面図である。
FIG. 4 is a plan view showing an operation state of the ball screw type small stroke seismic isolation device of the present invention.

【図5】本発明の小ストローク免震装置を免震床に適用
した例を示す平面図であり、(a) はラックタイプ、(b)
はボールネジタイプである。
FIG. 5 is a plan view showing an example in which the small-stroke seismic isolation device of the present invention is applied to a seismic isolation floor, where (a) is a rack type and (b)
Is a ball screw type.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A……免震対象物(免震床など) B……支持構造体(建物のスラブなど) C……転がり支承または滑り支承 1……小ストローク免震装置 2……回転慣性付加装置(ラックタイプ) 3……スライドロッド 4……ピンジョイント 5……回転慣性 6……シャフト 7……ベアリング 8……ラック 9……リニアガイド 9a…ガイドレール 9b…スライダ 10……取付ブラケット 11……垂直ピン 12……ギヤ 13……ガイド部 14……ベアリング 21……小ストローク免震装置 22……回転慣性付加装置(ボールネジタイプ) 23……ボールナット 24……スライドケース 25……ピンジョイント 26……ボールネジ 27……回転慣性 28……固定側ケース 28a…本体 28b…ガイド部 29……ピンジョイント 30……固定側支持架台 31……取付ブラケット 32……垂直ピン 33……水平支持軸 34……ベアリング 35……取付ブラケット 36……垂直ピン A: Seismic isolation target (separation floor, etc.) B: Supporting structure (slab of building, etc.) C: Rolling or sliding bearing 1. Small stroke seismic isolation device 2. Rotary inertia adding device (rack) Type) 3 ... Slide rod 4 ... Pin joint 5 ... Rotating inertia 6 ... Shaft 7 ... Bearing 8 ... Rack 9 ... Linear guide 9a ... Guide rail 9b ... Slider 10 ... Mounting bracket 11 ... Vertical Pin 12 ... Gear 13 ... Guide 14 ... Bearing 21 ... Small stroke seismic isolation device 22 ... Rotation inertia adding device (ball screw type) 23 ... Ball nut 24 ... Slide case 25 ... Pin joint 26 ... ... Ball screw 27 ... Rotational inertia 28 ... Fixed side case 28a ... Main body 28b ... Guide part 29 ... Pin joint 30 ... ... fixed side support Mount 31 ...... mounting bracket 32 ...... vertical pin 33 ...... horizontal support shaft 34 ...... bearing 35 ...... mounting bracket 36 ...... vertical pin

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 免震対象物と支持構造体との間に独立し
て設けられ、免震対象物と支持構造体の特定方向の相対
変位を直動部材を介して回転慣性の回転運動に変換する
回転慣性付加装置を、免震対象物と支持構造体のそれぞ
れに水平回転可能に取付けたことを特徴とする小ストロ
ーク免震装置。
An object is provided independently between a seismic isolation target and a support structure, and a relative displacement in a specific direction between the seismic isolation target and the support structure is converted into a rotational motion of a rotary inertia through a linear motion member. A small-stroke seismic isolation device characterized in that a rotary inertia adding device to be converted is attached to each of a seismic isolation target and a support structure so as to be horizontally rotatable.
【請求項2】 回転慣性付加装置は、側面にラックを有
し基端部が免震対象物にピンにより水平回転可能に取付
けられたスライド部材と、前記ラックが噛合するギヤを
有し支持構造体上に水平回転可能に支持された回転慣性
を備えていることを特徴とする請求項1に記載の小スト
ローク免震装置。
2. A rotary inertia adding device, comprising: a slide member having a rack on a side surface, a base end of which is mounted on a seismic isolation target so as to be horizontally rotatable by a pin, and a gear meshing with the rack. The small-stroke seismic isolation device according to claim 1, further comprising a rotary inertia supported on the body so as to be horizontally rotatable.
【請求項3】 回転慣性付加装置は、先端部にボールナ
ットを有し基端部が免震対象物にピンにより水平回転可
能に取付けられたスライド部材と、前記ボールナットに
螺合するボールネジを有する回転慣性と、この回転慣性
を回転可能に支持し支持構造体上の支持架台にピンによ
り水平回転可能に取付けられた固定部材を備えているこ
とを特徴とする請求項1に記載の小ストローク免震装
置。
3. A rotary inertia adding apparatus, comprising: a slide member having a ball nut at a distal end and a base end rotatably mounted on a seismic isolation target by a pin so as to be horizontally rotatable; and a ball screw screwed into the ball nut. 2. The small stroke according to claim 1, further comprising: a rotary inertia having the rotary inertia, and a fixing member rotatably supporting the rotary inertia and fixed to a support base on the support structure so as to be horizontally rotatable by a pin. Seismic isolation device.
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