JP2000257670A - Base isolation device - Google Patents

Base isolation device

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JP2000257670A
JP2000257670A JP11059694A JP5969499A JP2000257670A JP 2000257670 A JP2000257670 A JP 2000257670A JP 11059694 A JP11059694 A JP 11059694A JP 5969499 A JP5969499 A JP 5969499A JP 2000257670 A JP2000257670 A JP 2000257670A
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JP
Japan
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plate
upper plate
lower plate
isolation device
seismic isolation
Prior art date
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JP11059694A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirokazu Matsukawa
浩和 松川
Hiroshi Matsuoka
宏 松岡
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Bando Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Bando Chemical Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To restrain horizontal displacement and force even in a light-weighted structure by providing a support post extended downward on the lower surface outside an upper plate outer peripheral part, a sliding member which enables at least one of a post lower end part and a lower plate upper surface, and a laminated body where an elastic layer and a rigid plate layer are alternately stacked in the vertical direction. SOLUTION: The upper end of a cylindrical support post 5 extended downward is fixed to the central part of the lower surface of an upper plate 1, and a sliding member 6 for horizontally supporting the upper plate 1 with the post 5 relatively to a lower plate 2 is provided between the lower end part of the post 5 and the upper surface of the lower plate 2. The whole peripheries of the outer peripheral parts of the upper and lower plates 1, 2 are connected by a cylindrical laminated body 15, and the laminated body 15 is formed by alternately bonding an elastic layer 15a and a rigid plate layer 15b in the vertical direction. Thus, when force is applied in any direction at the time of an earthquake, horizontally sudden vibration is lightened by the sliding member 6 and restoring force is generated by shearing deformation of the laminated body 15 to function as damping force with the sliding frictional force of the sliding member 6. Thus, horizontal vibration can be restrained, and after the earthquake is ended, the upper plate 1 can be returned to the position before sliding.

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、建築物等の上部構
造物と基礎との間に設けられ、地震に対する該上部構造
物の揺れを抑えるようにした免震装置に関する技術分野
に属する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention belongs to the technical field of a seismic isolation device which is provided between a superstructure such as a building and a foundation and suppresses the vibration of the superstructure due to an earthquake.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、この種の免震装置としては、
例えば図5に示すように、上部構造物及び基礎にそれぞ
れ連結される円形の上板a及び下板b間において天然ゴ
ム等からなるゴム状弾性層cと鋼板等からなる剛性板層
dとを交互に積層した積層ゴムタイプものがよく知られ
ている。このものは、積層部の鉛直剛性で上部構造物の
荷重を支持し、地震時の横揺れに対しては、ゴム状弾性
層cの低いせん断力で対応すると同時に中心部に設けた
鉄や鉛のプラグeによるダンパ作用とにより水平力を吸
収するようになっている。また、上記プラグeの代わり
に油圧機構を用いて減衰させるようにしたものや、ゴム
を高減衰のものにしてゴム状弾性層c自体でダンパ機能
を発揮させるようにしたものがある。この積層ゴムタイ
プの免震装置は構造が単純であり、しかも、施工前の設
計において地震力の減衰性能を容易に予測することがで
き、施工作業や施工後の維持管理も容易であるので、大
型集合住宅や病院等の大型建築物にかなり普及されてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a seismic isolation device of this kind,
For example, as shown in FIG. 5, a rubber-like elastic layer c made of natural rubber or the like and a rigid plate layer d made of a steel plate or the like are formed between a circular upper plate a and a lower plate b connected to the upper structure and the foundation, respectively. A laminated rubber type laminated alternately is well known. This supports the load of the superstructure by the vertical rigidity of the laminated part, and responds to the roll in the event of an earthquake by the low shear force of the rubbery elastic layer c, and at the same time the iron or lead provided in the center part The horizontal force is absorbed by the damping action of the plug e. Further, there is a type in which damping is performed by using a hydraulic mechanism instead of the plug e, and a type in which rubber is made to have high attenuation so that the rubber-like elastic layer c itself exerts a damper function. Since this laminated rubber type seismic isolation device has a simple structure, and can easily predict the seismic force damping performance in the design before construction, the construction work and maintenance after construction are easy, It is widely used in large buildings such as large apartment houses and hospitals.

【0003】一方、個人住宅等の軽量の上部構造物にお
いて地震時の倒壊や家具、調度品の転倒及び落下を防止
するための免震装置として、例えば特開平8−3263
52号公報に示されているように、上下一対の硬質部材
間に可撓性構造体を設け、この可撓性構造体に流動部材
が充填された多数の区画室を形成することによって、簡
単な構成で地震に対する上部構造物の揺れを抑えるよう
にすることが提案されている。
On the other hand, as a seismic isolation device for preventing a collapse of an earthquake, a fall of furniture and furniture, and a fall in a lightweight upper structure such as a private house, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-3263.
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 52-52, a flexible structure is provided between a pair of upper and lower hard members, and a large number of compartments filled with a flow member are formed in the flexible structure, thereby simplifying the structure. It has been proposed that the structure of the superstructure be suppressed by an earthquake with a simple structure.

【0004】また、近年、ゴムを用いないで、ベアリン
グ等のスライド機構とダンパ機構とを組み合わせた免震
装置が知られており、このものは、例えば2つのスライ
ド機構を略十字状に結合して上部構造物を基礎に対して
水平2方向に自由に移動可能とし、このスライド機構に
ばねやオイルダンパ等を別途付加して上部構造物の揺れ
を抑えるようにしている。
Further, in recent years, a seismic isolation device combining a slide mechanism such as a bearing and a damper mechanism without using rubber has been known. In this seismic isolation device, for example, two slide mechanisms are connected in a substantially cross shape. Thus, the upper structure can be freely moved in two horizontal directions with respect to the foundation, and a spring, an oil damper or the like is separately added to the slide mechanism to suppress the swing of the upper structure.

【0005】さらに、例えば特開平9−4279号公報
に示されているように、鋼鉄製球を中央が底点となる放
物線型の円型鋼鉄製皿受台で上下より挟んだ構成とし、
鋼鉄製球が下側の皿受台を上昇する際の反力により地震
加速度を消滅させることで上部構造物の横揺れを抑える
ようにすることが提案されている。
Further, as shown in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-4279, a steel ball is sandwiched from above and below by a parabolic circular steel plate support having a bottom at the center,
It has been proposed to suppress the roll of the upper structure by eliminating the seismic acceleration by the reaction force when the steel ball ascends the lower pan support.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の積
層ゴムタイプのものは、上部構造物から受ける鉛直荷重
が面圧で50〜100kg/cm2 の大きさのときに期待す
るせん断力と水平方向変位とを発揮するように断面積と
高さとのバランスをとってあるため、上部構造物が軽量
でかつ設置面積が小さい個人住宅等に適用すると、断面
積が小さくかつ高さが大きいものとなり、座屈を生じ易
い不安定なものとなる。このため、この積層ゴムタイプ
の免震装置は、大型集合住宅や病院等の大型建築物のみ
にしか採用されていないのが実状である。
However, the above-mentioned conventional laminated rubber type does not provide the expected shearing force and horizontal force when the vertical load received from the upper structure is 50 to 100 kg / cm 2 at the surface pressure. Because the cross-sectional area and the height are balanced so as to exert directional displacement, when applied to a private house with a light upper structure and a small installation area, the cross-sectional area becomes small and the height becomes large. Buckling is likely to occur. For this reason, the laminated rubber type seismic isolation device is actually used only for large buildings such as large apartment houses and hospitals.

【0007】また、上記前者の提案例(特開平8−32
6352号公報)の免震装置においては、上部構造物か
らの荷重を支持するための可撓性構造体の強度が経年劣
化により衰え、上部構造物の高さを一定に保持すること
ができないという問題がある。また、製造上、内部に複
数の区画室を設けることは困難である。
In addition, the former proposal example (Japanese Patent Laid-Open No. 8-32)
In the seismic isolation device disclosed in Japanese Patent No. 6352), the strength of the flexible structure for supporting the load from the upper structure decreases due to aging, and the height of the upper structure cannot be kept constant. There's a problem. In addition, it is difficult to provide a plurality of compartments inside for manufacturing.

【0008】そして、ゴムを用いないでスライド機構と
ダンパ機構とを組み合わせた免震装置においては、どの
方向からの地震力に対しても機能するようにするために
はスライド機構及びダンパ機構の構造が非常に複雑とな
り、施工に先立つ設計の困難さやコスト高が問題とな
り、普及していない。
[0008] In a seismic isolation device combining a slide mechanism and a damper mechanism without using rubber, the structure of the slide mechanism and the damper mechanism is required in order to function against seismic force from any direction. Has become very complicated, and the difficulty in designing prior to construction and high cost have become problems, and it has not been widely used.

【0009】さらに、上記後者の提案例(特開平9−4
279号公報)の免震装置においては、地震による横揺
れに対し、鋼鉄製球が放物線型の皿受台上を移動するた
め、上部構造物が上下方向にも移動するという問題があ
る。また、振動を減衰させるための機構が重力によるも
のであるため上部構造物が自由振動に近い振動挙動を示
し、振動の収まりが悪いという問題を有している。
Further, the latter proposed example (Japanese Patent Laid-Open No. 9-4)
In the seismic isolation device disclosed in Japanese Patent No. 279), there is a problem that the steel structure moves on the parabolic dish cradle in response to the roll due to the earthquake, so that the upper structure also moves in the vertical direction. In addition, since the mechanism for damping the vibration is based on gravity, the upper structure has a vibration behavior close to free vibration, and there is a problem that the vibration is not well controlled.

【0010】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、地震に対する上部構
造物の揺れを抑えるようにした免震装置に対して、個人
住宅等のように上部構造物が軽量の場合にも、地震の振
動に対して上下方向に変位させることなく水平方向の変
位及び力を有効に抑制し、しかも、構造を簡単にして、
小形・軽量化を図ることができるようにすることにあ
る。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a seismic isolation device that suppresses shaking of an upper structure due to an earthquake, such as a private house. Even when the superstructure is lightweight, the displacement and force in the horizontal direction are effectively suppressed without being displaced vertically in response to earthquake vibration, and the structure is simplified,
An object is to reduce the size and weight.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1の発明では、上部構造物と基礎との間に
設けられ、地震に対する該上部構造物の揺れを抑えるよ
うにした免震装置を対象とし、上記上部構造物と連結さ
れる上板と、上記上板の下側に対向して設けられ、上記
基礎と連結される下板と、上記上板の外周部以外の下面
に下方向に延びるように固定された支持柱と、上記支持
柱の下端部と下板の上面との少なくともいずれか一方に
設けられ、該支持柱と共に上記上板を下板に対して相対
的に水平方向に摺動可能に支持する摺動部材と、弾性層
と剛性板層とが上下方向に交互に積層されてなり、上記
上板及び下板の外周部の少なくとも一部同士を接続し
て、該上板が下板に対して相対的に水平方向に摺動した
ときにせん断変形する積層体とを備えるようにした。
In order to achieve the above-mentioned object, according to the first aspect of the present invention, a structure is provided between an upper structure and a foundation so as to suppress shaking of the upper structure due to an earthquake. For the seismic isolation device, an upper plate connected to the upper structure, a lower plate provided to face the lower side of the upper plate and connected to the foundation, and an outer peripheral portion of the upper plate other than the outer peripheral portion of the upper plate A support column fixed to the lower surface so as to extend downward, and provided on at least one of the lower end portion of the support column and the upper surface of the lower plate, and the upper plate together with the support column relative to the lower plate. A sliding member that supports a slidable horizontal direction, and an elastic layer and a rigid plate layer are alternately laminated in the vertical direction, and connect at least a part of the outer peripheral portions of the upper plate and the lower plate. Then, when the upper plate slides horizontally relative to the lower plate, shear deformation occurs. And so and a laminate.

【0012】上記の構成により、上板は下板に対して支
持柱及び摺動部材によって支持されているので、ゴムで
支持するのとは異なり、上部構造物の高さを安定的に維
持することができる。そして、地震発生時には、摺動部
材の摺動により支持柱を介して上板が下板に対して相対
的に水平方向にスムーズに摺動して、急激な振動を長周
期化して和らげる。このとき、積層体には、せん断変形
することにより上板を摺動前の位置に復帰させる復元力
(せん断力)が発生するので、この復元力が摺動部材の
摺動摩擦力と共に減衰力として作用する。この結果、上
部構造物を上下移動させることなく上部構造物の揺れを
抑えることができ、地震収束後は上板及び上部構造物を
摺動前の位置に戻すことができる。そして、積層体に
は、従来の積層ゴムタイプの免震装置における積層部と
は異なり、上部構造物の荷重が作用しないので、上部構
造物の重量に関係なくその復元力を最適値に調節するこ
とができる。この結果、上部構造物が軽量であっても、
積層体の高さを低く抑えることができ、免震装置全体を
小型化することができる。
According to the above configuration, since the upper plate is supported by the supporting columns and the sliding members with respect to the lower plate, the height of the upper structure is stably maintained, unlike the case where the upper plate is supported by rubber. be able to. When an earthquake occurs, the upper plate smoothly slides in the horizontal direction relative to the lower plate via the support pillars due to the sliding of the sliding member, and the sudden vibration is lengthened and reduced. At this time, the laminated body generates a restoring force (shear force) for returning the upper plate to the position before sliding by shearing deformation. Works. As a result, the swing of the upper structure can be suppressed without moving the upper structure up and down, and the upper plate and the upper structure can be returned to the positions before sliding after the convergence of the earthquake. And, unlike the laminated part in the conventional laminated rubber type seismic isolation device, the load of the upper structure does not act on the laminated body, so that the restoring force is adjusted to the optimum value regardless of the weight of the upper structure. be able to. As a result, even if the superstructure is lightweight,
The height of the laminated body can be kept low, and the whole seismic isolation device can be downsized.

【0013】請求項2の発明では、請求項1の発明にお
いて、摺動部材は、潤滑性樹脂からなるものとする。こ
のことで、地震発生時における上板の下板に対する相対
移動をよりスムーズにして、上部構造物の揺れをより一
層小さく抑えることができる。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the sliding member is made of a lubricating resin. Thus, the relative movement of the upper plate with respect to the lower plate during the occurrence of an earthquake can be made smoother, and the swing of the upper structure can be further reduced.

【0014】請求項3の発明では、上部構造物と基礎と
の間に設けられ、地震に対する該上部構造物の揺れを抑
えるようにした免震装置を対象とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a seismic isolation device which is provided between an upper structure and a foundation and suppresses the shaking of the upper structure due to an earthquake.

【0015】そして、上記上部構造物と連結される上板
と、上記上板の下側に対向して設けられ、上記基礎と連
結される下板と、上記上板の外周部以外の下面に固定さ
れ、下面に開口するボール保持部を有するボールホルダ
ーと、上記ボールホルダーのボール保持部内に転がり可
能に保持され、該ボールホルダーと共に上記上板を下板
に対して相対的に水平方向に移動可能に支持するボール
と、弾性層と剛性板層とが上下方向に交互に積層されて
なり、上記上板及び下板の外周部の少なくとも一部同士
を接続して、該上板が下板に対して相対的に水平方向に
移動したときにせん断変形する積層体とを備えているも
のとする。
An upper plate connected to the upper structure, a lower plate provided to face the lower side of the upper plate and connected to the foundation, and a lower surface other than an outer peripheral portion of the upper plate. A ball holder fixed and having a ball holding portion opened at the lower surface; and a ball holder rotatably held in the ball holding portion of the ball holder, and moving the upper plate together with the ball holder in a horizontal direction relative to the lower plate. The ball to be supported, the elastic layer and the rigid plate layer are alternately laminated in the vertical direction, and at least a part of the outer peripheral portions of the upper plate and the lower plate are connected to each other to form the lower plate. And a laminate that undergoes shear deformation when moved in a horizontal direction relative to the stack.

【0016】この発明により、ボールホルダー及びボー
ルにより上部構造物の高さを安定的に維持することがで
きると共に、地震発生時には、ボールの転がりにより上
板を下板に対して相対的に水平方向にスムーズに移動さ
せて、急激な振動を長周期化して和らげることができ
る。一方、積層体の復元力がボールの転がり摩擦力と共
に減衰力として作用し、地震収束後は上板及び上部構造
物を移動前の位置に戻すことができる。そして、請求項
1の発明と同様に、積層体には上部構造物の荷重が作用
しないので、免震装置全体を小型化することができる。
According to the present invention, the height of the upper structure can be stably maintained by the ball holder and the ball, and at the time of an earthquake, the ball rolls to move the upper plate relative to the lower plate in the horizontal direction. It can be moved smoothly, and the sudden vibration can be lengthened and softened. On the other hand, the restoring force of the laminated body acts as a damping force together with the rolling frictional force of the ball, and after the convergence of the earthquake, the upper plate and the upper structure can be returned to the positions before the movement. Then, similarly to the first aspect of the present invention, since the load of the upper structure does not act on the laminate, the entire seismic isolation device can be reduced in size.

【0017】請求項4の発明では、請求項3の発明にお
いて、ボールホルダーのボール保持部内に少なくとも3
つの略同径のボールが同じ円周上に略等間隔に配置され
ているものとする。こうすることで、上板及び上部構造
物をより安定して支持することができると共に、どの方
向に地震力を受けても上板を下板に対してスムーズに移
動させることができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the invention, at least three balls are provided in the ball holding portion of the ball holder.
It is assumed that two balls having substantially the same diameter are arranged on the same circumference at substantially equal intervals. By doing so, the upper plate and the upper structure can be more stably supported, and the upper plate can be smoothly moved with respect to the lower plate regardless of the seismic force in any direction.

【0018】請求項5の発明では、請求項1、2、3又
は4の発明において、積層体は、上板及び下板の外周部
全周同士を接続しかつ上板及び下板間の空間を覆う筒状
に形成されているものとする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the first, second, third or fourth aspect of the present invention, the laminate connects the entire outer periphery of the upper plate and the lower plate with each other and forms a space between the upper plate and the lower plate. It is assumed to be formed in a cylindrical shape that covers.

【0019】このことにより、上板が下板に対してどの
方向に移動しても、積層体がそれに応じてせん断変形し
て方向性のない安定した復元力が発生する。また、積層
体の内側にゴミや埃が入るのを防止することができるの
で、長期に亘って安定した摺動性又は転がり性を維持す
ることができる。
Thus, regardless of the direction in which the upper plate moves with respect to the lower plate, the laminate is sheared and deformed accordingly, and a stable restoring force with no directivity is generated. Further, since it is possible to prevent dust and dust from entering the inside of the laminate, it is possible to maintain a stable sliding property or rolling property for a long period of time.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】(実施形態1)図1は、本発明の
実施形態1に係る免震装置Aを示し、この免震装置A
は、図3に示すように、建築物等の上部構造物21の四
隅に位置する各柱22と基礎23との間に設けられ、地
震に対する該上部構造物21の揺れを抑えるようにした
ものであり、個人住宅等のように上部構造物21が軽量
である場合に特にその免震効果を発揮するものである。
上記免震装置Aは、上記上部構造物21の各柱22と連
結される円形のステンレス鋼製上板1と、この上板1の
下側に対向して設けられ、上下面が水平となるように上
記基礎23と連結される同じく円形のステンレス鋼製下
板2とを備えている。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows a seismic isolation device A according to Embodiment 1 of the present invention.
Are provided between the pillars 22 and the foundations 23 located at the four corners of the upper structure 21 such as a building, as shown in FIG. 3, so as to suppress shaking of the upper structure 21 due to an earthquake. The seismic isolation effect is exhibited particularly when the upper structure 21 is lightweight such as a private house.
The seismic isolation device A is provided with a circular stainless steel upper plate 1 connected to the columns 22 of the upper structure 21 and opposed to the lower side of the upper plate 1 so that the upper and lower surfaces are horizontal. And the lower circular plate 2 made of stainless steel, which is connected to the base 23 as described above.

【0021】上記上板1の下面中心部には、下方向に延
びる略円柱状の鋼鉄製支持柱5の上端部が接着又はボル
ト等により取付固定されている。この支持柱5の下端部
と下板2の上面との間には、該支持柱5と共に上板1を
下板2に対して相対的に水平方向に摺動可能に支持する
摺動部材6が設けられている。この摺動部材6は、超高
分子量ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリアミ
ド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアセタール等の
潤滑性樹脂からなっており、高圧縮に耐えられるように
これらの樹脂に補強材としてガラス繊維、アラミド繊
維、カーボン繊維等を含有させてもよく、さらに潤滑剤
(固体又は液体)を含有させてもよい。そして、上記摺
動部材6は、支持柱5と略同じ径の円板状をなし、支持
柱5の下端部に接着又はボルト等により同心状に取付固
定されている。
At the center of the lower surface of the upper plate 1, the upper end of a substantially columnar steel support column 5 extending downward is fixedly attached with an adhesive or a bolt. Between the lower end of the support column 5 and the upper surface of the lower plate 2, a sliding member 6 supporting the upper plate 1 together with the support column 5 so as to be slidable relative to the lower plate 2 in the horizontal direction. Is provided. The sliding member 6 is made of a lubricating resin such as ultra-high molecular weight polyethylene, high-density polyethylene, polyamide, polytetrafluoroethylene, polyacetal, and the like. , Aramid fiber, carbon fiber, etc., and may further contain a lubricant (solid or liquid). The sliding member 6 is formed in a disk shape having substantially the same diameter as the support column 5, and is attached and fixed to the lower end of the support column 5 concentrically with an adhesive or a bolt.

【0022】上記上板1及び下板2の外周部の全周同士
は、該上板1及び下板2間の空間を覆う円筒状の積層体
15により接続されている。この積層体15は、図2に
拡大して示すように、弾性層15aと剛性板層15bと
が上下方向に交互に積層されてなり、この弾性層15a
と剛性板層15bとは互いに接着剤により接合されてい
る。この積層体15の内外周部には、剛性板層15bを
覆うように弾性層15aと一体形成されて該剛性板層1
5bの錆や劣化を防止する被覆部15cが形成されてい
る。但し、この剛性板層15bが錆や劣化の生じ難い材
料からなる場合には、この被覆部15cを形成しないで
剛性板層15bが露出するようにしてもよい。上記弾性
層15aは、天然ゴム若しくは合成ゴムを主体とする配
合ゴム又はそのいずれかの配合ゴムを繊維で補強した複
合材や、熱可塑性樹脂等の高分子材料からなっている一
方、剛性板層15bは鋼、ステンレス鋼等の金属板や、
強化プラスチック板からなっている。そして、上記積層
体15は、接着剤やボルト等により上下板1,2に取付
固定されていて、上板1が下板2に対して相対的に水平
方向においてどの方向に摺動したときにもせん断変形し
て上板1を摺動前の位置に復帰させる復元力を発生する
ようになっている。
The entire outer periphery of the upper plate 1 and the lower plate 2 are connected to each other by a cylindrical laminate 15 that covers the space between the upper plate 1 and the lower plate 2. As shown in FIG. 2 in an enlarged manner, the laminate 15 includes elastic layers 15a and rigid plate layers 15b alternately laminated in the vertical direction.
And the rigid plate layer 15b are joined to each other by an adhesive. The inner and outer peripheral portions of the laminate 15 are formed integrally with the elastic layer 15a so as to cover the rigid plate layer 15b.
A coating portion 15c for preventing rust and deterioration of 5b is formed. However, when the rigid plate layer 15b is made of a material that hardly causes rust or deterioration, the rigid plate layer 15b may be exposed without forming the covering portion 15c. The elastic layer 15a is made of a compounded rubber mainly composed of natural rubber or synthetic rubber, or a composite material in which any of the compounded rubbers is reinforced with fibers, or a polymer material such as a thermoplastic resin. 15b is a metal plate such as steel or stainless steel,
It consists of a reinforced plastic plate. The laminate 15 is attached and fixed to the upper and lower plates 1 and 2 with an adhesive or a bolt, and when the upper plate 1 slides relative to the lower plate 2 in any direction in the horizontal direction. The upper plate 1 is also subjected to shear deformation to generate a restoring force for returning the upper plate 1 to the position before sliding.

【0023】以上の構成からなる免震装置Aを、上部構
造物21の各柱22と基礎23との間に設ける場合、上
板1を上部構造物21の各柱22に、下板2を基礎23
にそれぞれボルトにより取付固定する。この免震装置A
では、上板1は支持柱5及び摺動部材6によって支持さ
れているので、ゴムで支持するのとは異なり、経年劣化
して上部構造物21の高さが変化するということはな
い。また、支持柱5及び摺動部材6は上板1の中心部に
配置されているので、その上板1の中心部に上部構造物
21の荷重がかかるように上板1と上部構造物21の各
柱22とを連結すれば、上部構造物21を安定して支持
することができる。
When the seismic isolation device A having the above structure is provided between each column 22 of the upper structure 21 and the foundation 23, the upper plate 1 is provided on each column 22 of the upper structure 21, and the lower plate 2 is provided with the lower plate 2. Foundation 23
And fix them with bolts. This seismic isolation device A
In this case, since the upper plate 1 is supported by the support pillars 5 and the sliding members 6, unlike the case where the upper plate 1 is supported by rubber, the height of the upper structure 21 does not change due to aging. Further, since the supporting column 5 and the sliding member 6 are arranged at the center of the upper plate 1, the upper plate 1 and the upper structure 21 are placed so that the load of the upper structure 21 is applied to the center of the upper plate 1. The upper structure 21 can be stably supported by connecting the pillars 22 to the upper structure 21.

【0024】そして、地震発生時には、どの方向に地震
力を受けても摺動部材6により上板1は下板2に対して
相対的に水平方向にスムーズに摺動して、急激な振動を
長周期化して和らげる。このとき、上板1が下板2に対
してずれた方向に積層体15がせん断変形するため、積
層体15に上板1を摺動前の位置に復帰させる復元力が
発生する。この復元力が摺動部材6の摺動摩擦力と共に
減衰力として作用する。この結果、上部構造物21を上
下移動させることなく水平揺れを抑えることができ、上
部構造物21の内部に設置したものが倒れるのを防止す
ることができる。しかも、地震収束後は上板1及び上部
構造物21を摺動前の位置に戻すことができる。また、
積層体15は、上板1が下板2に対して水平方向におい
てどの方向に摺動したときにも同じ復元力が発生するの
で、どの方向からの地震力に対しても同じように機能さ
せることができる。
When an earthquake occurs, the upper plate 1 smoothly slides in the horizontal direction relative to the lower plate 2 by the sliding member 6 regardless of the direction of the seismic force in any direction. Prolong the period and soften. At this time, since the laminate 15 is sheared and deformed in the direction in which the upper plate 1 is displaced with respect to the lower plate 2, a restoring force is generated in the laminate 15 to return the upper plate 1 to the position before sliding. This restoring force acts as a damping force together with the sliding friction force of the sliding member 6. As a result, horizontal swing can be suppressed without moving the upper structure 21 up and down, and it is possible to prevent the object installed inside the upper structure 21 from falling down. Moreover, after the convergence of the earthquake, the upper plate 1 and the upper structure 21 can be returned to the positions before sliding. Also,
Since the same restoring force is generated when the upper plate 1 slides in any direction in the horizontal direction with respect to the lower plate 2, the laminated body 15 functions in the same manner with respect to the seismic force from any direction. be able to.

【0025】さらに、積層体15には、上部構造物21
の荷重が作用しないので、上部構造物21の重量に関係
なく、積層体15の積層数、各層厚、径方向の厚み、弾
性層15aの材質等を変えることによりその復元力を最
適値に調節することができる。この結果、上部構造物2
1が軽量である場合に、従来の積層ゴムタイプの免震装
置における積層部のように積層体15の高さが断面積の
割りに大きくなるということはなく、積層体15の高さ
を低く抑えることができる。また、支持柱5及び摺動部
材6の断面積も小さく抑えることができ、よって、免震
装置A全体を小型化することができる。
Further, the laminated structure 15 includes an upper structure 21.
Is applied, regardless of the weight of the upper structure 21, the restoring force is adjusted to an optimum value by changing the number of layers of the laminated body 15, the thickness of each layer, the radial thickness, the material of the elastic layer 15a, and the like. can do. As a result, the upper structure 2
When 1 is lightweight, the height of the laminated body 15 does not become larger than the cross-sectional area as in the laminated section in the conventional laminated rubber type seismic isolation device, and the height of the laminated body 15 is reduced. Can be suppressed. In addition, the cross-sectional area of the support column 5 and the sliding member 6 can be reduced, so that the entire seismic isolation device A can be reduced in size.

【0026】また、摺動部材6が摺動する部分は積層体
15によって覆われているので、ゴミや埃が入り込ま
ず、長期に亘って安定した減衰力や復元力を確保するこ
とができる。
Further, since the portion where the sliding member 6 slides is covered by the laminated body 15, dust and dust do not enter, and a stable damping force and restoring force can be secured for a long period of time.

【0027】加えて、積層体15の径方向の厚みを比較
的大きくしても、所望の復元力が得られ易いので、その
厚みを大きくしておくことで、積層体15の紫外線や他
の外的刺激に対する劣化や破損を抑制することができ
る。また、万一、予想以上に震度の大きな地震が発生し
て、支持柱5又は摺動部材6が積層体15の内周面に当
接したとしても、積層体15の破損が抑えられ、積層体
15を上板1の過大な移動を規制するストッパーにする
こともできる。
In addition, even if the thickness of the laminated body 15 in the radial direction is relatively large, a desired restoring force can be easily obtained. Deterioration and damage to external stimuli can be suppressed. Also, even if an earthquake with a seismic intensity larger than expected occurs and the support pillar 5 or the sliding member 6 comes into contact with the inner peripheral surface of the laminate 15, the damage of the laminate 15 is suppressed, and The body 15 can be used as a stopper for restricting excessive movement of the upper plate 1.

【0028】尚、上記実施形態1では、潤滑性樹脂から
なる摺動部材6を支持柱5に取付固定したが、上板1を
確実に支持しかつ摺動性が良好なものであれば他の樹脂
や金属であっても本発明を適用することができる。そし
て、下板2と略同じ大きさの摺動部材6を下板2の上面
に取付固定し、支持柱5がその摺動部材6の上面を摺動
するようにしてもよい。この場合、支持柱5を摺動性の
良好な材料にすることが望ましい。
In the first embodiment, the sliding member 6 made of a lubricating resin is mounted and fixed to the support column 5. However, if the sliding member 6 reliably supports the upper plate 1 and has good slidability, other components are used. The present invention can be applied to any resin or metal. Then, a sliding member 6 having substantially the same size as the lower plate 2 may be attached and fixed to the upper surface of the lower plate 2 so that the support column 5 slides on the upper surface of the sliding member 6. In this case, it is desirable that the support column 5 be made of a material having good slidability.

【0029】また、上記実施形態1では、支持柱5及び
摺動部材6を上板1の下面中心部に取付固定したが、支
持柱5又は摺動部材6が積層体15に当接するまでの距
離が比較的大きい場合には、上板1の外周部以外の下面
であれば支持柱5及び摺動部材6をどこに取付固定して
もよい。そして、支持柱5及び摺動部材6は断面円形で
なくてもよく、多角形状であってもよい。
Further, in the first embodiment, the support column 5 and the sliding member 6 are fixed to the center of the lower surface of the upper plate 1. When the distance is relatively large, the support column 5 and the sliding member 6 may be attached and fixed anywhere on the lower surface other than the outer peripheral portion of the upper plate 1. The support column 5 and the sliding member 6 need not be circular in cross section, but may be polygonal.

【0030】(実施形態2)図4は本発明の実施形態2
を示し(以下の実施形態では、図1と同じ部分について
は同じ符号を付してその詳細な説明は省略する)、上記
実施形態1における摺動部材6の代わりにボール14を
使用したものである。
(Embodiment 2) FIG. 4 shows Embodiment 2 of the present invention.
(In the following embodiments, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted), and a ball 14 is used instead of the sliding member 6 in the first embodiment. is there.

【0031】すなわち、この実施形態では、上板1の下
面中心部に、下面に開口する円形凹状のボール保持部6
aを有するボールホルダー13の上端部が取付固定され
ている。このボール保持部13a内には、3つ以上の同
径のボール14,14,…が同じ円周上に略等間隔に転
がり可能に保持されており、この円周の中心にさらにも
う1つのボール14を配置するようにしてもよい。上記
各ボール14は、耐食処理鋼若しくはステンレス鋼又は
潤滑性樹脂(ポリテトラフルオロエチレン等)からなっ
ていて、上記ボールホルダー13と共に上板1を下板2
に対して支持している。このことで、上記ボールホルダ
ー13は、各ボール14を介して上板1を下板2に対し
て相対的に水平方向に移動可能に支持する支持部材を構
成している。
That is, in this embodiment, a circular concave ball holding portion 6 opening on the lower surface is provided at the center of the lower surface of the upper plate 1.
The upper end of the ball holder 13 having a is mounted and fixed. In the ball holding portion 13a, three or more balls 14, 14,... Having the same diameter are held so as to be able to roll on the same circumference at substantially equal intervals, and another one is provided at the center of the circumference. The balls 14 may be arranged. Each of the balls 14 is made of corrosion-resistant steel or stainless steel or a lubricating resin (polytetrafluoroethylene or the like).
Support for Thus, the ball holder 13 constitutes a support member that supports the upper plate 1 via the respective balls 14 so as to be movable in the horizontal direction relative to the lower plate 2.

【0032】したがって、上記実施形態2では、ボール
ホルダー13及び各ボール14により上部構造物21の
高さを安定的に維持することができると共に、3つ以上
のボール14,14,…を略同じ円周上に略等間隔に配
置することで、その中心部に上部構造物21の荷重がか
かるように上板1と上部構造物21の各柱22とを連結
すれば、上部構造物21を安定かつ確実に支持すること
ができる。そして、地震発生時には、各ボール14の転
がりにより水平方向においてどの方向にも上板1が下板
2に対して相対的にスムーズに移動して、急激な振動を
長周期化して和らげる。また、積層体15の復元力が各
ボール14の転がり摩擦力と共に減衰力として作用し、
地震収束後は上板1及び上部構造物21を移動前の位置
に戻すことができる。よって、上記実施形態1と同様の
作用効果が得られる。
Therefore, in the second embodiment, the height of the upper structure 21 can be stably maintained by the ball holder 13 and each ball 14, and three or more balls 14, 14,... By arranging the upper plate 1 and each column 22 of the upper structure 21 so that a load of the upper structure 21 is applied to the center thereof by arranging the upper structure 21 at substantially equal intervals on the circumference, the upper structure 21 is formed. It can be stably and reliably supported. Then, when an earthquake occurs, the upper plate 1 moves smoothly in any direction in the horizontal direction relative to the lower plate 2 due to the rolling of each ball 14, and the sudden vibration is lengthened and reduced. Further, the restoring force of the laminated body 15 acts as a damping force together with the rolling frictional force of each ball 14,
After the convergence of the earthquake, the upper plate 1 and the upper structure 21 can be returned to the positions before the movement. Therefore, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained.

【0033】尚、上記実施形態2では、ボールホルダー
13のボール保持部13a内に3つ以上のボール14,
14,…を保持するようにしたが、上部構造物21を支
持可能であれば、ボール14は1つ又は2つであっても
よい。
In the second embodiment, three or more balls 14 are provided in the ball holding portion 13a of the ball holder 13.
.. Are held, but the number of the balls 14 may be one or two as long as the upper structure 21 can be supported.

【0034】また、上記実施形態2では、ボールホルダ
ー13を上板1の下面中心部に取付固定したが、上記実
施形態1における支持柱5及び摺動部材6と同様に、上
板1の外周部以外の下面であればどこに取付固定しても
よい。
In the second embodiment, the ball holder 13 is fixed to the center of the lower surface of the upper plate 1. However, similarly to the support column 5 and the sliding member 6 in the first embodiment, the outer periphery of the upper plate 1 is fixed. It may be mounted and fixed on any lower surface other than the part.

【0035】そして、上記各実施形態1,2において
は、積層体15で覆われた上板1及び下板2間の空間
に、液状の粘性材料又は粉状若しくは粒状の高分子材料
からなる減衰剤を充填するようにしてもよい。このよう
にすれば、その減衰剤により比較的大きな減衰力が容易
に得られると共に、微小な地震動が発生したり台風時の
ように大きな風圧が上部構造物21に作用したりして
も、減衰剤の抵抗力により上部構造物21及び上板1が
下板2及び基礎23に対して不用意に移動するのを防止
することができる。
In each of Embodiments 1 and 2, the space between the upper plate 1 and the lower plate 2 covered with the laminate 15 is provided with a damping material made of a liquid viscous material or a powdery or granular polymer material. An agent may be filled. In this way, a relatively large damping force can be easily obtained by the damping agent, and even if a small seismic motion occurs or a large wind pressure acts on the upper structure 21 such as during a typhoon, the damping agent is damped. It is possible to prevent the upper structure 21 and the upper plate 1 from being inadvertently moved with respect to the lower plate 2 and the foundation 23 due to the resistance force of the agent.

【0036】また、上記各実施形態1,2では、上板1
及び下板2を円形のステンレス鋼製としたが、強化プラ
スチック等の高剛性材料を使用してもよく、多角形状で
あっても本発明を適用することができる。
In each of the first and second embodiments, the upper plate 1
Although the lower plate 2 is made of circular stainless steel, a highly rigid material such as reinforced plastic may be used, and the present invention can be applied to a polygonal shape.

【0037】加えて、上記各実施形態1,2では、積層
体15を、上板1及び下板2の外周部全周同士を接続す
る円筒状に形成したが、複数の積層体を周方向に略等間
隔をあけて配置して上板1及び下板2の外周部の一部同
士を接続するようにしてもよい。この場合、その各積層
体を所謂RCCデバイスのように円柱状に形成してもよ
い。
In addition, in each of the first and second embodiments, the laminated body 15 is formed in a cylindrical shape connecting the entire outer periphery of the upper plate 1 and the lower plate 2 with each other. The upper plate 1 and the lower plate 2 may be partly connected to each other at substantially equal intervals. In this case, each of the laminates may be formed in a columnar shape like a so-called RCC device.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明で
は、支持柱の下端部と下板の上面との少なくともいずれ
か一方に、上板を下板に対して相対的に水平方向に摺動
可能に支持する摺動部材を設け、上板及び下板の外周部
の少なくとも一部同士を、弾性層と剛性板層とが上下方
向に交互に積層されてなる積層体により接続した。ま
た、請求項3の発明では、ボールホルダーのボール保持
部内に、ボールホルダーと共に上板を下板に対して相対
的に水平方向に移動可能に支持するボールを転がり可能
に保持し、上板及び下板の外周部の少なくとも一部同士
を、弾性層と剛性板層とが上下方向に交互に積層されて
なる積層体により接続した。したがって、これらの発明
によると、軽量の上部構造物であっても上下変動させる
ことなく水平振動を緩和・吸収するという免震機能を有
効に発揮させることができる小形・軽量な免震装置が得
られる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, at least one of the lower end portion of the support column and the upper surface of the lower plate is provided with the upper plate in the horizontal direction relative to the lower plate. A sliding member slidably supported was provided, and at least some of the outer peripheral portions of the upper plate and the lower plate were connected to each other by a laminate in which elastic layers and rigid plate layers were alternately laminated in the vertical direction. According to the third aspect of the present invention, the ball holding the upper plate so as to be movable in the horizontal direction relative to the lower plate together with the ball holder is rollably held in the ball holding portion of the ball holder. At least a part of the outer peripheral portion of the lower plate was connected to each other by a laminate in which an elastic layer and a rigid plate layer were alternately laminated in the vertical direction. Therefore, according to these inventions, there is obtained a small and lightweight seismic isolation device which can effectively exhibit the seismic isolation function of reducing and absorbing horizontal vibration without vertical movement even with a lightweight superstructure. Can be

【0039】請求項2の発明によると、摺動部材を潤滑
性樹脂としたことにより、長期間に亘って摺動特性を安
定させることができる。
According to the second aspect of the present invention, since the sliding member is made of a lubricating resin, the sliding characteristics can be stabilized for a long period of time.

【0040】請求項4の発明によると、ボールホルダー
のボール保持部内に少なくとも3つの略同径のボールを
同じ円周上に略等間隔に配置したことにより、上板及び
上部構造物をより安定的に支持することができると共
に、どの方向に地震力を受けても上板を下板に対してス
ムーズに移動させて急激な振動を和らげることができ
る。
According to the fourth aspect of the present invention, at least three balls having substantially the same diameter are arranged at substantially equal intervals on the same circumference in the ball holding portion of the ball holder, so that the upper plate and the upper structure are more stable. In addition to being able to support the upper plate smoothly, the upper plate can be smoothly moved with respect to the lower plate in any direction when the seismic force is applied in any direction, so that sudden vibration can be reduced.

【0041】請求項5の発明によると、積層体を、上板
及び下板の外周部全周同士を接続しかつ上板及び下板間
の空間を覆う筒状に形成したことにより、減衰力や復元
力が地震力の方向に左右されず、しかも、ゴミや埃が積
層体15の内側に入り込まないので、長期に亘って安定
した減衰力や復元力を確保することができる。
According to the fifth aspect of the present invention, the laminated body is formed in a cylindrical shape that connects the entire outer peripheral portions of the upper plate and the lower plate and covers the space between the upper plate and the lower plate, thereby providing a damping force. And the restoring force does not depend on the direction of the seismic force, and furthermore, dust and dirt do not enter the inside of the laminated body 15, so that a stable damping force and restoring force can be secured for a long period of time.

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

【図1】本発明の実施形態1に係る免震装置を示す断面
図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a seismic isolation device according to Embodiment 1 of the present invention.

【図2】積層体の拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a laminate.

【図3】免震装置の取付例を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic view showing an example of mounting a seismic isolation device.

【図4】実施形態2を示す図1相当図である。FIG. 4 is a view corresponding to FIG. 1 showing a second embodiment.

【図5】従来の積層タイプの免震装置を示す断面図であ
る。
FIG. 5 is a sectional view showing a conventional laminated type seismic isolation device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A 免震装置 1 上板 2 下板 5 支持柱 6 摺動部材 8 積層体 13 ボールホルダー 13a ボール保持部 21 上部構造物 23 基礎 DESCRIPTION OF SYMBOLS A Seismic isolation device 1 Upper plate 2 Lower plate 5 Supporting column 6 Sliding member 8 Stack 13 Ball holder 13a Ball holder 21 Upper structure 23 Foundation

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 上部構造物と基礎との間に設けられ、地
震に対する該上部構造物の揺れを抑えるようにした免震
装置であって、 上記上部構造物と連結される上板と、 上記上板の下側に対向して設けられ、上記基礎と連結さ
れる下板と、 上記上板の外周部以外の下面に下方向に延びるように固
定された支持柱と、 上記支持柱の下端部と下板の上面との少なくともいずれ
か一方に設けられ、該支持柱と共に上記上板を下板に対
して相対的に水平方向に摺動可能に支持する摺動部材
と、 弾性層と剛性板層とが上下方向に交互に積層されてな
り、上記上板及び下板の外周部の少なくとも一部同士を
接続して、該上板が下板に対して相対的に水平方向に摺
動したときにせん断変形する積層体とを備えていること
を特徴とする免震装置。
1. A seismic isolation device provided between an upper structure and a foundation, wherein the upper structure is connected to the upper structure, wherein the upper plate is connected to the upper structure. A lower plate provided to face the lower side of the upper plate and connected to the foundation; a support column fixed to a lower surface other than an outer peripheral portion of the upper plate so as to extend downward; and a lower end of the support column A sliding member provided on at least one of the portion and the upper surface of the lower plate, and supporting the upper plate together with the support column so as to be slidable relative to the lower plate in a horizontal direction; Plate layers are alternately stacked in the vertical direction, and at least a part of the outer peripheral portions of the upper plate and the lower plate are connected to each other, and the upper plate slides horizontally relative to the lower plate. And a laminate that undergoes shear deformation when subjected to shock.
【請求項2】 請求項1記載の免震装置において、 摺動部材は、潤滑性樹脂からなることを特徴とする免震
装置。
2. The seismic isolation device according to claim 1, wherein the sliding member is made of a lubricating resin.
【請求項3】 上部構造物と基礎との間に設けられ、地
震に対する該上部構造物の揺れを抑えるようにした免震
装置であって、 上記上部構造物と連結される上板と、 上記上板の下側に対向して設けられ、上記基礎と連結さ
れる下板と、 上記上板の外周部以外の下面に固定され、下面に開口す
るボール保持部を有するボールホルダーと、 上記ボールホルダーのボール保持部内に転がり可能に保
持され、該ボールホルダーと共に上記上板を下板に対し
て相対的に水平方向に移動可能に支持するボールと、 弾性層と剛性板層とが上下方向に交互に積層されてな
り、上記上板及び下板の外周部の少なくとも一部同士を
接続して、該上板が下板に対して相対的に水平方向に移
動したときにせん断変形する積層体とを備えていること
を特徴とする免震装置。
3. A seismic isolation device provided between an upper structure and a foundation, wherein the upper structure is connected to the upper structure, the upper plate being connected to the upper structure; A lower plate that is provided facing the lower side of the upper plate and is connected to the foundation; a ball holder fixed to a lower surface other than the outer peripheral portion of the upper plate and having a ball holding portion that opens to the lower surface; A ball which is rollably held in a ball holding portion of the holder and supports the upper plate together with the ball holder so as to be movable in a horizontal direction relatively to the lower plate; and an elastic layer and a rigid plate layer are vertically arranged. A laminated body that is alternately laminated and connects at least a part of the outer peripheral portions of the upper plate and the lower plate, and that is shear-deformed when the upper plate moves in a horizontal direction relative to the lower plate. Seismic isolation device characterized by having .
【請求項4】 請求項3記載の免震装置において、 ボールホルダーのボール保持部内に少なくとも3つの略
同径のボールが同じ円周上に略等間隔に配置されている
ことを特徴とする免震装置。
4. The seismic isolation device according to claim 3, wherein at least three balls having substantially the same diameter are arranged at substantially equal intervals on the same circumference in the ball holding portion of the ball holder. Quake device.
【請求項5】 請求項1、2、3又は4記載の免震装置
において、 積層体は、上板及び下板の外周部全周同士を接続しかつ
上板及び下板間の空間を覆う筒状に形成されていること
を特徴とする免震装置。
5. The seismic isolation device according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the laminate connects the entire outer peripheral portions of the upper plate and the lower plate and covers a space between the upper plate and the lower plate. A seismic isolation device characterized by being formed in a cylindrical shape.
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