JP2001082542A - Three-dimensional base isolation device - Google Patents

Three-dimensional base isolation device

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JP2001082542A
JP2001082542A JP26372899A JP26372899A JP2001082542A JP 2001082542 A JP2001082542 A JP 2001082542A JP 26372899 A JP26372899 A JP 26372899A JP 26372899 A JP26372899 A JP 26372899A JP 2001082542 A JP2001082542 A JP 2001082542A
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JP
Japan
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seismic isolation
isolation device
horizontal
vertical
base isolation
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Application number
JP26372899A
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Japanese (ja)
Inventor
Akimichi Miyamoto
明倫 宮本
Tetsuto Nakatogawa
哲人 仲戸川
Takahiro Somaki
孝裕 杣木
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Obayashi Corp
Original Assignee
Obayashi Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a three-dimensional base isolation device to provide an excellent base isolation function in a three-dimensional direction by a method wherein a horizontal base isolation device to perform exclusive horizontal base isolation and a vertical base isolation device to perform exclusive vertical base isolation are juxtaposed with each other, and the whole weight of a building is burdened on the vertical base isolation device so that the weight of the building is not exerted on the horizontal base isolation device and this operation sufficiently ensures the vertical base isolation function of the vertical base isolation device as an original horizontal base isolation function by the horizontal base isolation device is sufficiently ensured. SOLUTION: A horizontal base isolation device 16 to perform horizontal base isolation between two structures and a vertical base isolation device 18 to perform vertical base isolation between the two structures are situated in juxtaposition between a support structure 12 and a base isolation structure 14 situated above the support structure with a distance provided therebetween. A transmission means 20 to allow relative movement in a vertical direction of the base isolation structure and transmit relative movement in a horizontal direction to the horizontal base isolation device is situated between the horizontal base isolation device and the base isolation structure.

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、水平方向および上
下方向の免震機能を備えた三次元免震装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-dimensional seismic isolation device having horizontal and vertical seismic isolation functions.

【0002】[0002]

【従来の技術】原子力発電所等の重要施設は地震等によ
る影響を極力無くす建築物として構築されるが、その重
要施設を立地条件にかかわらず構築できる立地拡大を目
指したサイトフリーと、設備の標準化によるコスト低減
を目指した標準化プラント構築とを可能とする免震構造
の採用が望まれる。
2. Description of the Related Art Important facilities such as nuclear power plants are constructed as buildings that minimize the effects of earthquakes and the like. It is desirable to adopt a seismic isolation structure that enables the construction of a standardized plant that aims to reduce costs through standardization.

【0003】一般に、ビル等の建築物の免震は積層ゴム
等を用いた水平免震構造が採用されるが、これに上下免
震構造を併用することにより三次元免震を達成して地震
から建築物を効率良く保護することができ、これを上記
重要施設に適用することにより建築物の標準化が可能と
なる。
[0003] Generally, a building such as a building is subjected to a horizontal seismic isolation structure using laminated rubber or the like. The building can be efficiently protected from the above, and the building can be standardized by applying it to the above-mentioned important facilities.

【0004】この種の三次元免震装置としては、例えば
特開平8−218678号公報に開示されるものが提案
されている。この三次元免震装置は、積層ゴム等の水平
免震装置の下部または上部に上下免震機構を付加して構
成され、つまり、水平免震装置と上下免震機構とを上下
方向に直列配置して構成されるようになっており、建築
物の重量がこれら水平免震装置および上下免震機構に入
力されるようになっている。
As this kind of three-dimensional seismic isolation device, for example, one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-218678 has been proposed. This three-dimensional seismic isolation device is constructed by adding a vertical seismic isolation mechanism to the lower or upper part of a horizontal seismic isolation device such as laminated rubber, that is, a horizontal seismic isolation device and a vertical seismic isolation mechanism are vertically arranged in series. The weight of the building is input to the horizontal seismic isolation device and the vertical seismic isolation mechanism.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の三次元免震装置にあっては、建築物が地震入力時
の上下振動に共振するのを避けるためには、該建築物側
の上下方向の固有振動数を長周期化することが望まし
い。つまり、地震により入力される上下振動の卓越周期
は0.5秒以下の範囲に存在するため、上下免震機構で
決定される建築物側の上下方向の振動周期は0.5秒以
上に設定する必要がある。このように建築物を長周期化
するためには、上下免震機構のばね剛性を適切に設定す
る必要がある。
However, in such a conventional three-dimensional seismic isolation device, in order to prevent the building from resonating with the vertical vibration at the time of the earthquake input, the vertical direction on the building side is required. It is desirable to make the natural frequency of the laser beam longer. In other words, because the dominant period of vertical vibration input by an earthquake is within 0.5 seconds or less, the vertical vibration period on the building side determined by the vertical seismic isolation mechanism is set to 0.5 seconds or more. There is a need to. In order to prolong the period of the building, it is necessary to appropriately set the spring stiffness of the vertical seismic isolation mechanism.

【0006】加えて、上下免震機構には、建築物の重量
を確実に支持できること、並びに建築物のロッキング振
動を防止できることも求められる。上下免震機構のばね
剛性の設定が不適当であると、建築物の上下振動周期が
免震領域から短周期方向にずれて効果的に上下免震でき
ないおそれがある。そして、このように免震領域からず
れると建築物の上下振動が大きくなり、延いては該建築
物に引抜き力が大きく作用して、積層ゴム等で構成され
る水平免震装置が損傷されるおそれもある。
In addition, the vertical seismic isolation mechanism is required to be able to reliably support the weight of the building and to prevent rocking vibration of the building. If the setting of the spring rigidity of the vertical seismic isolation mechanism is improper, the vertical vibration cycle of the building may be shifted from the seismic isolation region in the short period direction, and the vertical seismic isolation may not be performed effectively. Then, if it deviates from the seismic isolation region, the vertical vibration of the building increases, and the pulling force acts on the building greatly, and the horizontal seismic isolation device made of laminated rubber or the like is damaged. There is also a risk.

【0007】さらに、建築物の荷重を支持するために上
記上下免震機構のばね剛性を大きくした場合には、この
上下免震機構の当該ばね剛性に起因する上下変動荷重が
水平免震装置の性能に大きな影響を与える。例えば、上
記特開平8−218678号公報に開示されるように水
平免震装置の上に直列に該上下免震機構を設けて構成し
た場合に、水平力によって積層ゴムにせん断力が発生す
るが、このせん断抵抗は大きな上下変動荷重によって大
きく変動する。すなわち、水平免震装置自身が備える水
平ばね剛性で本来達成されるべき水平免震性能に対し
て、上記上下免震機構の大きなばね剛性に起因する上下
変動荷重が影響し、水平免震装置単体を目的通りの性能
で設計することが困難になる。
Further, when the spring rigidity of the vertical seismic isolation mechanism is increased to support the load of the building, the vertical fluctuation load caused by the spring rigidity of the vertical seismic isolation mechanism is reduced by the vertical seismic isolation device. Significantly affects performance. For example, when the vertical seismic isolation mechanism is provided in series on a horizontal seismic isolation device as disclosed in JP-A-8-218678, a shear force is generated in the laminated rubber due to the horizontal force. The shear resistance fluctuates greatly due to a large vertical fluctuation load. In other words, the vertical seismic isolation performance of the horizontal seismic isolation device itself is affected by the vertical fluctuation load caused by the large spring rigidity of the vertical seismic isolation mechanism on the horizontal seismic isolation performance that should be originally achieved by the horizontal spring rigidity of the horizontal seismic isolation device itself. It is difficult to design with the desired performance.

【0008】以上の理由から従来の三次元免震装置で
は、水平および上下の三次元方向の免震機能を的確かつ
十分に発揮できているとはいえず、従って、これを上記
重要施設等に適用して建築物の標準化を達成すること
は、著しい困難を伴うという課題があった。
For the above reasons, it cannot be said that the conventional three-dimensional seismic isolation device can properly and sufficiently exhibit the horizontal and vertical three-dimensional seismic isolation functions. Achieving the standardization of a building by applying the method has a problem that it is extremely difficult.

【0009】そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑み
て成されたもので、専ら水平免震を行う水平免震装置
と、専ら上下免震を行う上下免震装置とを並設するとと
もに、水平免震装置には建築物の重量を作用させないよ
うにして建築物の全重量を上下免震装置に負担させて、
もって水平免震装置による本来の水平免震機能を十分に
確保しつつ、上下免震装置の上下免震機能をも十分に確
保して、三次元方向に優れた免震機能を発揮させること
ができる三次元免震装置を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has been made in view of such a conventional problem, and a horizontal seismic isolation device that exclusively performs horizontal seismic isolation and a vertical seismic isolation device that exclusively performs vertical seismic isolation are provided side by side. The weight of the building does not act on the horizontal seismic isolation device, and the entire weight of the building is borne by the vertical seismic isolation device.
In this way, the original horizontal seismic isolation device provided by the horizontal seismic isolation device is fully secured, and the vertical seismic isolation device is also fully secured in the vertical seismic isolation function, so that the superior seismic isolation function in the three-dimensional direction can be exhibited. An object is to provide a three-dimensional seismic isolation device that can be used.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに本発明の三次元免震装置は、支持構造物と該支持構
造物の上方に間隔を隔てて配置される免震構造物との間
に、これら両構造物間を水平免震する水平免震装置と、
両構造物間を上下免震する上下免震装置とを並列配置す
るとともに、上記水平免震装置と上記支持構造物または
免震構造物の少なくとも一方との間に、該免震構造物の
上下方向相対移動を許容しかつ水平方向相対移動を該水
平免震装置に伝達する伝達手段を介在させたことを特徴
とする。
In order to achieve the above object, a three-dimensional seismic isolator according to the present invention comprises a supporting structure and a seismic isolating structure disposed at a distance above the supporting structure. In the meantime, a horizontal seismic isolation device that horizontally isolates these two structures,
An upper and lower seismic isolation device that vertically isolates the two structures is arranged in parallel, and a vertical seismic isolation structure is provided between the horizontal seismic isolation device and at least one of the support structure and the seismic isolation structure. A transmission means for allowing relative movement in the direction and transmitting the relative movement in the horizontal direction to the horizontal seismic isolation device is interposed.

【0011】この構成によれば、水平免震装置と上下免
震装置とを並列配置し、かつ水平免震装置と支持構造物
または免震構造物の少なくとも一方との間に、免震構造
物の上下方向相対移動は許容し水平方向相対移動を水平
免震装置に伝達する伝達手段を設けることによって、鉛
直方向に作用する免震構造物の重量は上下免震装置のみ
に支持させ、水平免震装置には免震構造物の重量を作用
させないようにしている。これにより、水平免震装置に
は伝達手段を介して免震構造物と支持構造物間の水平方
向相対移動のみが伝達され、水平免震装置に本来の水平
方向免震機能を安定的に十分に発揮させることができ
る。
According to this structure, the horizontal seismic isolation device and the vertical seismic isolation device are arranged in parallel, and the seismic isolation structure is provided between the horizontal seismic isolation device and at least one of the support structure and the seismic isolation structure. The vertical relative movement of the vertical direction is allowed and the transmission means for transmitting the horizontal relative movement to the horizontal seismic isolation device is provided, so that the weight of the seismically isolated structure acting in the vertical direction is supported only by the vertical seismic isolation device, The weight of the seismic isolation structure is not applied to the seismic device. As a result, only the horizontal relative movement between the seismic isolation structure and the supporting structure is transmitted to the horizontal seismic isolation device via the transmission means, and the horizontal seismic isolation device can stably provide the original horizontal seismic isolation function. Can be demonstrated.

【0012】また、地震時の上下変動荷重についても、
伝達手段によってこれを水平免震装置には作用させず、
上下免震装置だけに作用させるため、水平免震装置を考
慮することなく当該上下免震装置のばね剛性を適宜設定
することにより、上下免震装置に支持される免震構造物
の上下方向の長周期化が可能となって、十分な上下免震
機能を発揮させることができる。また、当該上下免震装
置はその剛性により免震構造物のロッキング振動をも抑
制することができる。
[0012] Also, regarding the vertical fluctuation load during an earthquake,
This does not act on the horizontal seismic isolation device by the transmission means,
In order to operate only on the vertical seismic isolation device, the spring rigidity of the vertical seismic isolation device is appropriately set without considering the horizontal seismic isolation device, so that the vertical It is possible to extend the period, and to exert sufficient vertical seismic isolation function. In addition, the vertical seismic isolation device can also suppress rocking vibration of the seismic isolation structure due to its rigidity.

【0013】従って、水平免震装置による水平免震機能
を的確かつ十分に確保しつつ、上下免震装置による上下
免震機能をも適切かつ十分に確保して三次元方向に優れ
た免震機能を発揮し、もって、これを建築物に適用する
ことにより建築物の標準化やサイトフリーを達成できる
三次元免震装置を得ることができる。
Therefore, the horizontal seismic isolation function provided by the horizontal seismic isolation device is properly and sufficiently secured, and the vertical seismic isolation function provided by the vertical seismic isolation device is also adequately and sufficiently secured to provide an excellent three-dimensional seismic isolation function. Thus, by applying this to a building, it is possible to obtain a three-dimensional seismic isolation device that can achieve standardization of the building and site-free.

【0014】また、上記上下免震装置と上記支持構造物
または免震構造物の少なくとも一方との間に両者の水平
方向相対移動を許容する滑動機構を介在することが望ま
しい。
It is preferable that a sliding mechanism is provided between the vertical seismic isolation device and at least one of the support structure and the seismic isolation structure to allow relative movement of the two in the horizontal direction.

【0015】この構成によれば、支持構造物と免震構造
物との間の水平振動が上下免震装置に入力されるのを滑
動機構によって低減し、もって、該上下免震装置のばね
剛性が水平免震装置の免震性能に影響するのを低減する
ことができる。また、上記滑動機構が滑動するときの摩
擦抵抗値を適宜設定しておくことにより、この摩擦抵抗
を水平振動の減衰要素として機能させることができる。
According to this configuration, the horizontal mechanism between the supporting structure and the seismic isolation structure is prevented from being input to the vertical seismic isolation device by the sliding mechanism. Can be reduced to affect the seismic isolation performance of the horizontal seismic isolation device. In addition, by appropriately setting the friction resistance value when the sliding mechanism slides, the friction resistance can function as a damping element for horizontal vibration.

【0016】更に、上記滑動機構は、転がり支承もしく
は滑り支承であることが望ましい。この構成によれば、
転がり支承もしくは滑り支承により支持構造物と免震構
造物との間の水平振動が上下免震装置に入力されるのを
著しく低減し、該上下免震装置のばね剛性が水平免震装
置に影響するのをほとんど無くすことができるため、該
水平免震装置は予め設定した水平免震機能を発揮でき、
該水平免震装置の設計が容易になる。
Further, it is preferable that the sliding mechanism is a rolling bearing or a sliding bearing. According to this configuration,
Rolling or sliding bearings significantly reduce the input of horizontal vibration between the supporting structure and the seismic isolation structure to the vertical seismic isolation device, and the spring rigidity of the vertical seismic isolation device affects the horizontal seismic isolation device Since the horizontal seismic isolation device can be substantially eliminated, the horizontal seismic isolation device can exhibit a preset horizontal seismic isolation function,
The design of the horizontal seismic isolation device is facilitated.

【0017】更にまた、上記水平免震装置は、水平方向
に等方性の復元性能を有する、例えば積層ゴムなどであ
ることが望ましい。この構成によれば、水平面内でのい
かなる方向に対しても適切な水平免震機能を発揮させる
ことができる。
Further, it is desirable that the horizontal seismic isolation device is made of, for example, a laminated rubber having a horizontal isotropic restoration performance. According to this configuration, an appropriate horizontal seismic isolation function can be exhibited in any direction in the horizontal plane.

【0018】また、上記上下免震装置は、皿ばねの積層
体であることが望ましい。この構成によれば、上下振動
の入力により皿ばねはその錐体部分が拡縮されることと
なり、この拡縮変形により互いに積層された皿ばねどう
しで擦り合うため、このときの摩擦効果により剛性およ
び減衰効果を得ることができる。
Further, it is desirable that the above-mentioned vertical seismic isolation device is a laminated body of disc springs. According to this configuration, the conical portion of the disc spring is expanded and contracted by the input of the vertical vibration, and the conical portions are rubbed against each other by the expanded and contracted deformation, so that the rigidity and damping due to the friction effect at this time are achieved. The effect can be obtained.

【0019】更に、上記上下免震装置に、エネルギー吸
収装置を付加することができる。この構成によれば、上
下振動の入力によりエネルギー吸収装置が作動して上下
方向の振動エネルギーを吸収することができる。
Further, an energy absorbing device can be added to the above-mentioned vertical seismic isolation device. According to this configuration, the energy absorbing device operates in response to the input of the vertical vibration, thereby absorbing the vertical vibration energy.

【0020】更にまた、上記伝達手段が、上記水平免震
装置と上記支持構造物または免震構造物の少なくとも一
方との間に設けられて、互いに水平方向に係合しかつ上
下方向には相対移動可能な一対の係合部材とすることが
望ましい。
Still further, the transmission means is provided between the horizontal seismic isolation device and at least one of the support structure and the seismic isolation structure, and is engaged with each other in a horizontal direction and is opposed in a vertical direction. It is desirable to use a pair of movable engagement members.

【0021】一対の係合部材は、互いに上下方向に相対
移動可能であって免震構造物の重量やその上下動は係合
部材間に何ら作用しない一方で、互いに水平方向に係合
していることから、免震構造物と支持構造物との相互間
で水平相対移動を伝達して水平免震装置を作動させるこ
とができる。また水平方向の係合と、上下方向の相対移
動が確保されればよいので、係合部材の構成はきわめて
簡単である。
The pair of engaging members can move relative to each other in the vertical direction, and the weight of the seismic isolation structure and the vertical movement thereof have no effect between the engaging members. Therefore, the horizontal relative movement can be transmitted between the seismic isolation structure and the support structure to activate the horizontal seismic isolation device. Further, since the horizontal engagement and the vertical movement can be ensured, the configuration of the engagement member is extremely simple.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照して詳細に説明する。本実施形態に係る三次元
免震装置10は図1に示すように基本的には、支持構造
物12と、支持構造物12の上方に間隔を隔てて配置さ
れる免震構造物14との間に、これら両構造物12,1
4間を水平免震する水平免震装置16と、両構造物1
2,14間を上下免震する上下免震装置18とを並列配
置するとともに、水平免震装置16と免震構造物14と
の間に、免震構造物14の上下方向相対移動を許容しか
つ水平方向相対移動を水平免震装置16に伝達する伝達
手段20を介在させて構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. As shown in FIG. 1, the three-dimensional seismic isolation device 10 according to the present embodiment basically includes a support structure 12 and a seismic isolation structure 14 that is disposed above the support structure 12 with a space therebetween. Between these two structures 12, 1
A horizontal seismic isolation device 16 for horizontal seismic isolation between four spaces, and both structures 1
A vertical seismic isolation device 18 that vertically isolates the space between 2 and 14 is arranged in parallel. The transmission unit 20 is configured to transmit the relative movement in the horizontal direction to the horizontal seismic isolation device 16.

【0023】そして図2〜図5には、本発明の三次元免
震装置10の具体的な実施例が示されている。図2は三
次元免震装置の正面図、図3は上下免震装置の一部を断
面した正面図、図4は上下免震装置の平面断面図、図5
は上下免震装置のばね特性図である。
FIGS. 2 to 5 show a concrete embodiment of the three-dimensional seismic isolation device 10 of the present invention. FIG. 2 is a front view of the three-dimensional seismic isolation device, FIG. 3 is a front view of a part of the vertical seismic isolation device, FIG.
FIG. 4 is a spring characteristic diagram of the vertical seismic isolation device.

【0024】即ち、本実施形態の三次元免震装置10
は、支持構造物12と免震構造物14との間に介在さ
れ、該三次元免震装置10、具体的には上下免震装置1
8によって免震構造物14の鉛直荷重を支持するように
なっている。該三次元免震装置10は、水平免震装置1
6と、これに並列配置される上下免震装置18と、水平
免震装置16とその上方の免震構造物14との間に配置
される伝達手段20とを備えて構成される。これら水平
免震装置16,上下免震装置18および伝達手段20で
同図に示す1つのユニットとなり、このユニットが免震
構造物14の下面に複数個配置されて全体の三次元免震
を行うようになっている。他方、並列配置であれば、必
ずしもユニット化する必要はなく、個数も同数である必
要はない。
That is, the three-dimensional seismic isolation device 10 of the present embodiment
Is interposed between the support structure 12 and the seismic isolation structure 14, and the three-dimensional seismic isolation device 10, specifically, the vertical seismic isolation device 1
8 supports the vertical load of the seismic isolation structure 14. The three-dimensional seismic isolation device 10 includes a horizontal seismic isolation device 1.
6, a vertical seismic isolation device 18 arranged in parallel with this, and a transmission means 20 arranged between the horizontal seismic isolation device 16 and the seismic isolation structure 14 above it. The horizontal seismic isolation device 16, the vertical seismic isolation device 18, and the transmission means 20 form one unit as shown in FIG. It has become. On the other hand, in the case of a parallel arrangement, it is not always necessary to unitize, and the number does not need to be the same.

【0025】上記水平免震装置16は、ゴム層と鋼板と
が交互に積層される積層ゴム22で構成され、この積層
ゴム22には下方フランジ22aと上方フランジ22b
とが設けられる。該積層ゴム22の設置部位には支持構
造物12から所定高さの鉄筋コンクリート造の設置台2
4が突設され、この設置台24上に下方フランジ22a
を固定して積層ゴム22が設置される。積層ゴム22
は、水平方向に等方性の復元性能および減衰性能を有
し、水平方向全方位に対して的確な免震性能を発揮す
る。
The horizontal seismic isolation device 16 is composed of a laminated rubber 22 in which rubber layers and steel plates are alternately laminated. The laminated rubber 22 has a lower flange 22a and an upper flange 22b.
Are provided. At the installation site of the laminated rubber 22, a reinforced concrete installation base 2 having a predetermined height from the support structure 12 is provided.
4 is protruded, and the lower flange 22 a
Is fixed, and the laminated rubber 22 is installed. Laminated rubber 22
Has isotropic recovery performance and damping performance in the horizontal direction, and exhibits accurate seismic isolation performance in all directions in the horizontal direction.

【0026】また、上記伝達手段20は、図2に示すよ
うに積層ゴム22の上方フランジ22b上に立設された
筒体32と、免震構造物14に固定される上方取付板3
4から垂設されて筒体32内に上下方向にスライド自在
に挿入され、筒体32に対して水平方向に係合する軸体
32aとから構成される。これら筒体32および軸体3
2aについては、図示例では上方フランジ22bに筒体
32、上方取付板34に軸体32aを設けたが、これら
の配置関係は逆であってもよい。
As shown in FIG. 2, the transmission means 20 includes a cylindrical body 32 erected on the upper flange 22b of the laminated rubber 22, and an upper mounting plate 3 fixed to the seismic isolation structure 14.
4 and a shaft 32a which is slidably inserted into the cylinder 32 in the up-down direction and engages with the cylinder 32 in the horizontal direction. These cylindrical body 32 and shaft body 3
As for 2a, in the illustrated example, the cylindrical body 32 is provided on the upper flange 22b and the shaft body 32a is provided on the upper mounting plate 34, but these arrangement relations may be reversed.

【0027】そして互いに相対向する軸体32aの外周
面と筒体32の内周面との間には、僅かな隙間を設ける
ことが好ましい。これら外周面と内周面とを常時摺接状
態とすると、免震構造物14と支持構造物12との間に
上下方向相対移動が生じたときに両者間に摩擦力が発生
し、これが上下方向力として水平免震装置16に作用す
るおそれがあるからである。他方、これら外周面と内周
面との隙間が大きすぎると、免震構造物14と支持構造
物12との間に水平方向相対移動が生じたときに水平免
震装置16や免震構造物14に衝撃的な力が作用して好
ましくないからである。
It is preferable that a slight gap be provided between the outer peripheral surface of the shaft body 32a and the inner peripheral surface of the cylindrical body 32 which face each other. If the outer peripheral surface and the inner peripheral surface are always in sliding contact with each other, when a relative movement in the vertical direction occurs between the seismic isolation structure 14 and the support structure 12, a frictional force is generated between the two, and the frictional force is generated. This is because the directional force may act on the horizontal seismic isolation device 16. On the other hand, if the gap between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface is too large, when the horizontal relative movement occurs between the seismic isolation structure 14 and the support structure 12, the horizontal seismic isolation device 16 or the seismic isolation structure This is because a shocking force acts on 14.

【0028】さらに、上下方向に相対向する軸体32a
の下端と積層ゴム22の上方フランジ22bとの間に
は、後述する隙間δ1よりも大きな隙間が設定され、免
震構造物14と支持構造物12との上下方向相対移動で
軸体32aが上方フランジ22bと干渉しないようにな
っている。筒体32および軸体32aの断面形状は、上
下方向スライドと水平方向の係合が維持されるならば、
円形などどのような断面形状としてもよい。そして、こ
れら軸体32aと筒体32とが一対の係合部材を構成し
ている。
Further, a shaft body 32a vertically opposed to the shaft body 32a
A gap larger than a gap δ1 to be described later is set between the lower end of the rubber member 22 and the upper flange 22b of the laminated rubber 22, and the shaft 32a is moved upward by the relative movement of the seismic isolation structure 14 and the support structure 12 in the vertical direction. It does not interfere with the flange 22b. The cross-sectional shape of the cylindrical body 32 and the shaft body 32a is such that the vertical slide and the horizontal engagement are maintained.
Any cross section such as a circle may be used. The shaft 32a and the cylinder 32 constitute a pair of engagement members.

【0029】一方、上記上下免震装置18は、図3にも
示すように皿ばね26aを積層した皿ばね積層体26を
用いて構成される。ここで、皿ばね26aの重ね方法に
関し、同一向きに重ねたときは並列となり、反対向きに
重ねたときは直列となる。該皿ばね積層体26は、複数
枚の並列皿ばね26aが交互に逆向きに直列となるよう
に積層され、本実施形態では一組もしくは図4に示すよ
うに複数組、例えば4組の皿ばね積層体26が配置され
る。そして、これら4組の皿ばね積層体26の下側は、
支持構造物12に載置される滑動機構としての転がり支
承28もしくは滑り支承上に搭載される。皿ばね積層体
26の上側は、免震構造物14に固定される上方取付板
30に取り付けられる。
On the other hand, as shown in FIG. 3, the vertical seismic isolation device 18 is constituted by using a disc spring laminated body 26 in which disc springs 26a are laminated. Here, regarding the method of stacking the disc springs 26a, when they are stacked in the same direction, they are in parallel, and when they are stacked in the opposite direction, they are in series. The disc spring laminate 26 is formed by laminating a plurality of parallel disc springs 26a alternately in series in the opposite direction. In the present embodiment, one set or a plurality of sets as shown in FIG. A spring laminate 26 is arranged. And the lower side of these four sets of disc spring laminates 26
It is mounted on a rolling bearing 28 or a sliding bearing as a sliding mechanism mounted on the support structure 12. The upper side of the disc spring laminate 26 is attached to an upper attachment plate 30 fixed to the seismic isolation structure 14.

【0030】上記上下免震装置18の転がり支承28
は、図3に示すように下面が平坦となった支持脚28a
と、該支持脚28aの周縁部を適宜隙間を設けて覆う外
殻28bと、これら支持脚28aと外殻28bとの間の
空間部に収納される多数の小球28cとを備えて構成さ
れる。そして、上記支持脚28aは上記小球28cを介
在させた状態で支持構造物12上面に敷設されるスライ
ド基板36に載置され、介在された小球28cが転動す
ることにより、該転がり支承28と支持構造物12とは
極小さな滑動抵抗をもって滑動自在となっている。
The rolling bearing 28 of the vertical seismic isolation device 18
Is a supporting leg 28a having a flat lower surface as shown in FIG.
And an outer shell 28b that covers the peripheral edge of the support leg 28a with an appropriate gap, and a number of small balls 28c housed in a space between the support leg 28a and the outer shell 28b. You. The support leg 28a is placed on a slide board 36 laid on the upper surface of the support structure 12 with the small ball 28c interposed therebetween, and the interposed small ball 28c rolls, whereby the rolling bearing is formed. 28 and the support structure 12 are slidable with extremely small sliding resistance.

【0031】また、上記皿ばね積層体26を構成する皿
ばね26aは一般に知られるように、中央部に開口部を
形成したドーナツ状を成し、その周縁部は緩やかな錘体
をなし、全体として中央が開口された笠状に形成されて
いる。そして、各皿ばね積層体26を構成する皿ばね2
6aは、その中央開口が同図に示すように上方取付板3
0から垂設される筒状ポール38外周に嵌合される。ま
た、該筒状ポール38の下端部は上記転がり支承体28
の支持脚28a上面との間に所定の隙間δ1 が設けられ
るとともに、当該下端部の内周には摺動穴38aが若干
拡径して形成される。
As is generally known, the disc spring 26a constituting the disc spring laminated body 26 has a donut shape having an opening at the center, and its peripheral edge forms a gentle weight. It is formed in a hat-shape with an open center. And, the disc spring 2 constituting each disc spring laminate 26
The upper mounting plate 3a has a central opening as shown in FIG.
It is fitted to the outer periphery of the cylindrical pole 38 vertically installed from zero. The lower end of the cylindrical pole 38 is connected to the rolling support 28.
A predetermined gap .delta.1 is provided between the support leg 28a and the upper surface of the support leg 28a, and a slide hole 38a is formed in the inner periphery of the lower end portion with a slightly enlarged diameter.

【0032】一方、上記転がり支承体28の支持脚28
a上面には、筒状ポール38に対向する位置にダボピン
40が突設され、該ダボピン40が上記摺動穴38a内
に摺動自在に嵌合される。これらダボピン40と摺動穴
38aとの嵌合量および上記隙間δ1 は、入力される上
下振動により予め想定される支持構造物12と免震構造
物14との間の上下相対変位量に応じて決定される。ま
た、ダボピン40が摺動する摺動穴38a部分には、図
示しない空気抜き孔が形成されている。
On the other hand, the support legs 28 of the rolling bearing 28
A dowel pin 40 protrudes from the upper surface at a position facing the cylindrical pole 38, and the dowel pin 40 is slidably fitted into the sliding hole 38a. The amount of engagement between the dowel pin 40 and the sliding hole 38a and the gap δ1 are determined according to the amount of vertical relative displacement between the support structure 12 and the seismic isolation structure 14 which is assumed in advance by the input vertical vibration. It is determined. An air vent hole (not shown) is formed in the sliding hole 38a where the dowel pin 40 slides.

【0033】ところで、上記上下免震装置18のばね特
性は図5の荷重−変位曲線に示すように、入力荷重に関
しては変位に対する荷重の立ち上がりを大きくする。ま
た、荷重減少時は、当初皿ばね26a間での摩擦が支配
的で荷重の減少に対して変位は復元しないものの、その
後は荷重の減少に従って当初長さに復元する特性を示
す。
By the way, as shown in the load-displacement curve of FIG. 5, the spring characteristics of the vertical seismic isolation device 18 increase the rise of the load with respect to the displacement with respect to the input load. When the load decreases, the friction between the disc springs 26a is dominant initially, and the displacement does not recover with the decrease in the load, but thereafter, the characteristic returns to the initial length according to the decrease in the load.

【0034】以上の構成により本実施形態の三次元免震
装置10では、支持構造物12と免震構造物14との間
で水平免震装置16と上下免震装置18とが並列配置さ
れることにより、地震による振動が入力されると水平免
震装置16により水平振動エネルギーが吸収されて水平
免震されるとともに、上下免震装置18により上下振動
エネルギーが吸収されて上下免震され、これら水平免震
と上下免震とをもって三次元免震される。また、水平免
震装置16の上部に配置された伝達手段20は、上下振
動に起因する軸力変動が水平免震装置16に作用するの
を阻止する機能を備える。
With the above configuration, in the three-dimensional seismic isolation device 10 of the present embodiment, the horizontal seismic isolation device 16 and the vertical seismic isolation device 18 are arranged in parallel between the support structure 12 and the seismic isolation structure 14. Thus, when vibrations due to an earthquake are input, the horizontal vibration energy is absorbed by the horizontal seismic isolation device 16 and horizontal seismic isolation is performed, and the vertical vibration energy is absorbed by the vertical seismic isolation device 18 and vertically seismically isolated. Three-dimensional seismic isolation with horizontal and vertical seismic isolation. Further, the transmission means 20 disposed above the horizontal seismic isolation device 16 has a function of preventing axial force fluctuation caused by vertical vibration from acting on the horizontal seismic isolation device 16.

【0035】ところで、水平免震装置16と上下免震装
置18とを並列配置し、かつ免震構造物14の上下方向
相対移動は許容し水平方向相対移動は水平免震装置16
に伝達する伝達手段20を設けたので、鉛直方向に作用
する免震構造物14の重量Wを上下免震装置18のみに
支持させて、水平免震装置16には免震構造物14の重
量Wが作用しないようにすることができる。このように
水平免震装置16で負担する鉛直荷重がなくなるため、
積層ゴム22のゴム層の面圧依存性を低下することがで
き、水平免震時のゴムの性状の不安定性が解消して安定
した性能を得ることができる。そして、水平免震装置1
6には伝達手段20を介して免震構造物14と支持構造
物12間の水平方向相対移動のみが伝達されるので、水
平免震装置16である積層ゴム22は安定的にかつ十分
な水平免震機能を発揮することができる。従ってまた、
水平免震装置16の設計も容易になる。
By the way, the horizontal seismic isolation device 16 and the vertical seismic isolation device 18 are arranged in parallel, and the vertical relative movement of the seismic isolation structure 14 is allowed while the horizontal relative movement is
Is provided, the weight W of the seismic isolation structure 14 acting in the vertical direction is supported only by the vertical seismic isolation device 18, and the weight of the seismic isolation structure 14 is W can be prevented from acting. As described above, since the vertical load borne by the horizontal seismic isolation device 16 is eliminated,
The surface pressure dependency of the rubber layer of the laminated rubber 22 can be reduced, and the instability of the rubber properties during horizontal seismic isolation can be eliminated, and stable performance can be obtained. And horizontal seismic isolation device 1
6, only the relative movement in the horizontal direction between the seismic isolation structure 14 and the support structure 12 is transmitted via the transmission means 20, so that the laminated rubber 22 as the horizontal seismic isolation device 16 is stably and sufficiently horizontal. It can exhibit seismic isolation function. So also
The design of the horizontal seismic isolation device 16 also becomes easy.

【0036】また、このように水平免震装置16に鉛直
荷重が作用しないので、免震構造物14の下側に配置す
る該水平免震装置16の総個数を少なくすることがで
き、この個数削減によって水平免震に関して長周期化を
確保し易くなり、かつコストの低減をも達成することが
できる。
In addition, since the vertical load does not act on the horizontal seismic isolation device 16 in this manner, the total number of the horizontal seismic isolation devices 16 disposed below the seismic isolation structure 14 can be reduced. The reduction makes it easier to secure a longer period for horizontal seismic isolation, and can also reduce costs.

【0037】更に、伝達手段20によって、地震時の上
下変動荷重を上下免震装置18のみに負担させることが
でき、そのばね剛性を任意に設定することにより、該上
下免震装置18に支持される免震構造物14に対し上下
方向の最適な長周期(例えば、0.5秒以上)へのチュ
ーニングを容易にすることができるとともに、支持荷重
の調整範囲も広く確保することができる。
Further, the vertically fluctuating load at the time of the earthquake can be borne only by the vertical seismic isolation device 18 by the transmission means 20, and the spring stiffness can be set arbitrarily to support the vertical seismic isolation device 18. Tuning of the seismic isolation structure 14 to an optimum long period in the vertical direction (for example, 0.5 seconds or more) can be facilitated, and a wide adjustment range of the support load can be secured.

【0038】特に、本実施形態では上下免震装置18の
下部に転がり支承28を設けて、水平方向の自由な滑動
が可能となっているため、支持構造物12と免震構造物
14との間の水平振動が上下免震装置18に入力される
のを該転がり支承28によって大幅に低減し、もって、
該上下免震装置18のばね剛性が水平免震装置16に影
響するのを極力低減することができる。この点からも該
水平免震装置16は予め設定した水平免震機能を発揮で
き、該水平免震装置16の設計が容易になるとともに、
上記転がり支承28や滑り支承が滑動するときの摩擦抵
抗を水平振動の減衰要素として機能させることもでき
る。
In particular, in the present embodiment, since the rolling bearing 28 is provided below the upper and lower seismic isolation device 18 to enable free horizontal sliding, the support structure 12 and the seismic isolation structure 14 The input of horizontal vibrations between the upper and lower seismic isolation devices 18 is greatly reduced by the rolling bearings 28,
The influence of the spring rigidity of the vertical seismic isolation device 18 on the horizontal seismic isolation device 16 can be reduced as much as possible. From this point, the horizontal seismic isolation device 16 can exhibit a preset horizontal seismic isolation function, and the design of the horizontal seismic isolation device 16 is facilitated.
The frictional resistance when the rolling bearing 28 or the sliding bearing slides can also function as a damping element for horizontal vibration.

【0039】また、本実施形態の三次元免震装置10で
は、水平免震装置16の特性などを考慮する必要性な
く、上下免震装置18のばね剛性を独自に適切に設定で
き、このような設定の上下免震装置18によって免震構
造物14全体を支持できることによってロッキング振動
を効果的に抑制することができる。
Further, in the three-dimensional seismic isolation device 10 of the present embodiment, the spring stiffness of the vertical seismic isolation device 18 can be appropriately set independently without having to consider the characteristics of the horizontal seismic isolation device 16 and the like. Since the entire seismic isolation structure 14 can be supported by the upper and lower seismic isolation devices 18 of a suitable setting, rocking vibration can be effectively suppressed.

【0040】更にまた、上下免震装置18は皿ばね積層
体26で構成されるが、該皿ばね積層体26を構成する
皿ばね26aの錘体部分は上下振動の入力により拡縮さ
れ、この拡縮変形により互いに積層された皿ばね26a
どうしで擦り合うため、このときの摩擦効果により上下
振動に対する剛性および減衰効果を得ることができる。
また、図2中仮想線で示したように上下免震装置18の
上方取付板30と転がり支承28との間に油圧ダンパー
50等のエネルギー吸収装置を別途設けることにより、
上下振動の入力により該油圧ダンパー50が作動して振
動エネルギーを吸収できるため、この構成によって必要
な減衰を確保できるとともに、上下免震装置18として
の減衰量の設定が容易になる。
Further, the vertical seismic isolation device 18 is composed of a disc spring laminated body 26. The weight of the disc spring 26a constituting the disc spring laminated body 26 is expanded and contracted by the input of vertical vibration. Disc springs 26a stacked together by deformation
Since they rub against each other, rigidity and damping effect against vertical vibration can be obtained by the friction effect at this time.
In addition, as shown by a virtual line in FIG. 2, by separately providing an energy absorbing device such as a hydraulic damper 50 between the upper mounting plate 30 of the vertical seismic isolation device 18 and the rolling bearing 28,
Since the hydraulic damper 50 operates to absorb the vibration energy by the input of the vertical vibration, the required damping can be ensured by this configuration, and the setting of the amount of attenuation as the vertical seismic isolation device 18 becomes easy.

【0041】更に、伝達手段20を筒体32と軸体32
aとから構成していて、これらによって水平方向の係合
と上下方向の相対移動とを適切に確保でき、また構造が
簡単であるとともに信頼性も高い。
Further, the transmission means 20 is connected to the cylindrical body 32 and the shaft body 32.
a, the horizontal engagement and the vertical relative movement can be appropriately ensured by these components, and the structure is simple and the reliability is high.

【0042】従って、本実施形態の三次元免震装置10
では、水平免震装置16による水平免震機能を確保しつ
つ、上下免震装置18による上下免震機能をも十分に確
保して、三次元方向に優れた免震機能を発揮することが
できる。このため、該三次元免震装置10を原子力発電
所等の地震時の安全性が強く要求される重要施設の構造
物等に適用することにより、該重要施設構造物の標準
化、すなわち建物設備やプラント設備、例えば建物の骨
組みや配管,サポート等を規格化を達成することができ
る。また、重要施設のサイトフリーを可能として立地条
件の拡大を図ることができるとともに、他方、施設構造
物の工費低減も達成することができる。
Accordingly, the three-dimensional seismic isolation device 10 of the present embodiment
Therefore, while securing the horizontal seismic isolation function of the horizontal seismic isolation device 16, the vertical seismic isolation device 18 can also sufficiently secure the vertical seismic isolation function, so that an excellent three-dimensional seismic isolation function can be exhibited. . For this reason, by applying the three-dimensional seismic isolation device 10 to structures of important facilities such as a nuclear power plant where safety during an earthquake is strongly required, standardization of the structures of the important facilities, that is, It is possible to achieve standardization of plant equipment, for example, building frames, pipes, supports, and the like. In addition, it is possible to increase the location conditions by making site-free of important facilities possible, and on the other hand, it is also possible to reduce the construction cost of facility structures.

【0043】本実施形態では水平免震装置16を積層ゴ
ム22で構成したが、これに限ることなく水平免震を効
果的に達成できる弾性部材であれば良く、また、上下免
震装置18を皿ばね積層体26で構成したが、この皿ば
ね積層体26に代えて当該機能に適した他の弾性部材を
用いることができる。更に、滑動機構として転がり支承
28を用いたが、勿論これに限ることはなく、滑らかな
相対移動を許容する構造、例えば滑り支承やリニアレー
ル等を用いることができる。
In the present embodiment, the horizontal seismic isolation device 16 is formed of the laminated rubber 22. However, the present invention is not limited to this, and any elastic member capable of effectively achieving horizontal seismic isolation can be used. Although the disc spring laminate 26 is used, another elastic member suitable for the function can be used in place of the disc spring laminate 26. Furthermore, although the rolling bearing 28 is used as the sliding mechanism, it is needless to say that the present invention is not limited to this, and a structure allowing smooth relative movement, such as a sliding bearing or a linear rail, can be used.

【0044】図6には、本発明の他の実施形態が示され
ている。図示するように、この実施形態では、上下免震
装置18は上記実施形態と同一構成であり、水平免震装
置16が異なる構成を備えている。支持構造物12には
水平方向に相当の距離を隔てて互いに相対向させて一対
の壁部60が立設されるとともに、免震構造物14には
これら一対の壁部60間に垂下させて垂下部62が設け
られている。そして水平方向に互いに対面するこれら垂
下部62の下端と各壁部60の上端との間には水平に掛
け渡して、水平方向に伸縮する一対の弾性ばね64と減
衰装置65とが設けられ、これら弾性ばね64および減
衰装置65によって水平免震装置16が構成されてい
る。減衰装置65としては、履歴型あるいは粘弾性型な
ど各種の装置を用いることができる。これら弾性ばね6
4および減衰装置65の両端は、壁部60および垂下部
62にピンジョイント66を介して回動自在に取り付け
られている。また壁部60と免震構造物14との間、並
びに垂下部62と支持構造物12との間には、免震構造
物14と支持構造物12との上下相対変位を許容して相
互の干渉を防止する相当の上下方向隙間が設定されてい
る。
FIG. 6 shows another embodiment of the present invention. As shown in the figure, in this embodiment, the vertical seismic isolation device 18 has the same configuration as the above-described embodiment, and the horizontal seismic isolation device 16 has a different configuration. A pair of walls 60 are erected on the support structure 12 so as to face each other at a considerable distance in the horizontal direction, and the seismic isolation structure 14 is hung between the pair of walls 60. A hanging part 62 is provided. A pair of elastic springs 64 and a damping device 65 that extend horizontally and extend and contract horizontally are provided between the lower ends of these hanging portions 62 and the upper ends of the wall portions 60 that face each other in the horizontal direction. The horizontal seismic isolation device 16 is constituted by the elastic spring 64 and the damping device 65. As the damping device 65, various devices such as a hysteresis type or a viscoelastic type can be used. These elastic springs 6
4 and both ends of the damping device 65 are rotatably attached to the wall portion 60 and the hanging portion 62 via a pin joint 66. Further, between the wall portion 60 and the seismic isolation structure 14, and between the hanging portion 62 and the support structure 12, the vertical relative displacement of the seismic isolation structure 14 and the support structure 12 is allowed to allow mutual displacement. A considerable vertical gap is set to prevent interference.

【0045】従って、この実施形態では、構造物12,
14相互間に水平方向相対移動が生じた場合には、壁部
60と垂下部62とが水平方向に相対移動し、これによ
り弾性ばね64および減衰装置65が伸縮されて水平方
向の免震作用が発揮されるようになっている。他方、上
下方向相対移動が生じた場合には、上記実施形態と同様
に上下免震装置18が作動される。このとき、壁部60
と垂下部62とが上下方向に相対移動することになる。
弾性ばね64や減衰装置65はピンジョイント66を介
してこれら壁部60および垂下部62に接続されている
ため、壁部60と垂下部62の相対移動で僅かながら伸
縮されるものの、その伸縮量は小さいものであり、上下
免震装置18に対する影響はほとんどない。これにより
本実施形態にあっても、上記実施形態とほぼ同様な作用
効果を得ることができる。
Therefore, in this embodiment, the structures 12,
When the horizontal relative movement occurs between the fourteen members 14, the wall portion 60 and the hanging portion 62 relatively move in the horizontal direction, whereby the elastic spring 64 and the damping device 65 are expanded and contracted, and the horizontal seismic isolation operation is performed. Is to be demonstrated. On the other hand, when the vertical relative movement occurs, the vertical seismic isolation device 18 is operated in the same manner as in the above embodiment. At this time, the wall 60
And the hanging part 62 relatively move in the vertical direction.
Since the elastic spring 64 and the damping device 65 are connected to the wall portion 60 and the hanging portion 62 via the pin joint 66, the elastic spring 64 and the damping device 65 are slightly expanded and contracted by the relative movement between the wall portion 60 and the hanging portion 62. Is small and has almost no effect on the vertical seismic isolation device 18. Thereby, even in the present embodiment, it is possible to obtain substantially the same operation and effect as in the above embodiment.

【0046】特に本実施形態では、免震構造物14の上
下方向相対移動を許容しかつ水平方向相対移動を水平免
震装置16に伝達する伝達手段20は、一対の壁部60
と垂下部62とによって構成されることになる。またこ
れら垂下部62および壁部60については、図示例では
支持構造物12に壁部60、免震構造物14に垂下部6
2を設けたが、これらの配置関係は逆であってもよい。
In particular, in the present embodiment, the transmission means 20 which permits the vertical relative movement of the seismic isolation structure 14 and transmits the horizontal relative movement to the horizontal seismic isolation device 16 includes a pair of wall portions 60.
And the hanging part 62. In the illustrated example, the hanging part 62 and the wall part 60 are attached to the supporting structure 12 and the hanging part 6 to the seismic isolation structure 14.
Although two are provided, these arrangements may be reversed.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項1に
示す三次元免震装置にあっては、鉛直方向に作用する免
震構造物の重量は上下免震装置のみに支持させ、水平免
震装置には免震構造物の重量が作用しないようにし、か
つ水平免震装置には伝達手段を介して免震構造物と支持
構造物間の水平方向相対移動のみを伝達することができ
るようにしたので、水平免震装置に本来の水平方向免震
機能を安定的に十分に発揮させることができる。
As described above, in the three-dimensional seismic isolation device according to the first aspect of the present invention, the weight of the seismic isolation structure acting in the vertical direction is supported only by the vertical seismic isolation device, The weight of the seismic isolation structure does not act on the seismic isolation device, and the horizontal seismic isolation device can transmit only the horizontal relative movement between the seismic isolation structure and the support structure via the transmission means. As a result, the original horizontal seismic isolation function can be stably and sufficiently exerted by the horizontal seismic isolation device.

【0048】また、地震時の上下変動荷重についても、
伝達手段によってこれを水平免震装置には作用させず、
上下免震装置だけに作用させるため、水平免震装置を考
慮することなく当該上下免震装置のばね剛性を適宜設定
することができ、上下免震装置に支持される免震構造物
の上下方向の長周期化が可能となって、十分な上下免震
機能を発揮させることができる。また、当該上下免震装
置はその剛性により免震構造物のロッキング振動をも抑
制することができる。
Also, regarding the vertical fluctuation load at the time of an earthquake,
This does not act on the horizontal seismic isolation device by the transmission means,
Since it acts only on the vertical seismic isolation device, the spring stiffness of the vertical seismic isolation device can be appropriately set without considering the horizontal seismic isolation device, and the vertical direction of the seismic isolation structure supported by the vertical seismic isolation device It is possible to extend the period, and to exert a sufficient vertical seismic isolation function. In addition, the vertical seismic isolation device can also suppress rocking vibration of the seismic isolation structure due to its rigidity.

【0049】更に、水平免震装置のばね剛性の調整によ
って長周期化の設定を容易に行うことができるととも
に、装置の配置レイアウトを容易にし、かつコスト低減
をも達成できる。
Further, by setting the spring stiffness of the horizontal seismic isolation device, it is possible to easily set a longer period, to simplify the arrangement layout of the device, and to reduce the cost.

【0050】従って、水平免震装置による水平免震機能
を適切かつ十分に確保しつつ、上下免震装置による上下
免震機能をも的確かつ十分に確保して三次元方向に優れ
た三次元免震性能を発揮させることができ、もって、こ
れを建築物に適用することにより建築物の標準化やサイ
トフリーを達成することができる。
Therefore, the horizontal seismic isolation device provided by the horizontal seismic isolation device is adequately and sufficiently secured, and the vertical seismic isolation device provided by the vertical seismic isolation device is also adequately and sufficiently secured to provide a superior three-dimensional seismic isolation device. Seismic performance can be exhibited, and by applying this to buildings, it is possible to achieve standardization of buildings and site-free.

【0051】また、本発明の請求項2に示す三次元免震
装置にあっては、上記上下免震装置と、支持構造物また
は免震構造物の少なくとも一方との間に相対移動を許容
する滑動機構を介在したので、支持構造物と免震構造物
との間の水平振動が上下免震装置に入力されるのを滑動
機構によって低減し、もって、該上下免震装置の剛性が
水平免震装置の免震性能に悪影響を与えることを防止す
ることができる。また、上記滑動機構が滑動するときの
摩擦抵抗値を適宜設定しておくことにより、この摩擦抵
抗を水平振動の減衰要素として機能させることもでき
る。
Further, in the three-dimensional seismic isolator according to the second aspect of the present invention, relative movement is allowed between the vertical seismic isolator and at least one of the support structure and the seismic isolation structure. Since the sliding mechanism is interposed, input of horizontal vibration between the supporting structure and the seismic isolation structure to the vertical seismic isolation device is reduced by the sliding mechanism, and thus the rigidity of the vertical seismic isolation device is reduced. It is possible to prevent an adverse effect on the seismic isolation performance of the seismic device. In addition, by appropriately setting the frictional resistance value when the sliding mechanism slides, the frictional resistance can function as a damping element for horizontal vibration.

【0052】更に、本発明の請求項3に示す三次元免震
装置にあっては、上記滑動機構を転がり支承や滑り支承
で構成したので、支持構造物と免震構造物との間の水平
振動が上下免震装置に入力されるのを著しく低減できる
ため、上下免震装置の設計が容易になる。
Further, in the three-dimensional seismic isolation device according to claim 3 of the present invention, since the sliding mechanism is constituted by a rolling bearing or a sliding bearing, the horizontal mechanism between the support structure and the seismic isolation structure is provided. Since the input of vibration to the vertical seismic isolation device can be significantly reduced, the design of the vertical seismic isolation device is facilitated.

【0053】更にまた、本発明の請求項4に示す三次元
免震装置にあっては、上記水平免震装置を、水平方向に
等方性の復元性能を有するものとしたので、水平面内で
のいかなる方向に対しても適切な水平免震機能を発揮さ
せることができる。
Further, in the three-dimensional seismic isolation device according to claim 4 of the present invention, the horizontal seismic isolation device has a horizontal isotropic restoration performance, so that A suitable horizontal seismic isolation function can be exhibited in any direction.

【0054】また、本発明の請求項5に示す三次元免震
装置にあっては、上記上下免震装置を皿ばねの積層体で
構成したので、上下振動の入力により皿ばねはその錐体
部分が拡縮されることとなり、この拡縮変形により互い
に積層された皿ばねどうしで擦り合うため、このときの
摩擦効果により剛性および減衰効果を得ることができ
る。
Further, in the three-dimensional seismic isolator according to the fifth aspect of the present invention, the vertical seismic isolator is constituted by a laminated body of disc springs. The portion is expanded and contracted, and the conical springs rub against each other by the expansion and contraction deformation, so that the rigidity and the damping effect can be obtained by the friction effect at this time.

【0055】更に、本発明の請求項6に示す三次元免震
装置にあっては、上記上下免震装置にエネルギー吸収装
置を付加したので、上下振動の入力によりエネルギー吸
収装置が作動して上下方向の振動エネルギーを吸収する
ことができる。
Further, in the three-dimensional seismic isolation device according to claim 6 of the present invention, since an energy absorbing device is added to the vertical seismic isolating device, the energy absorbing device is activated by the input of the vertical vibration and the vertical Vibration energy in the direction can be absorbed.

【0056】更にまた、本発明の請求項7に示す三次元
免震装置にあっては、一対の係合部材は、互いに上下方
向に相対移動可能であって免震構造物の重量やその上下
動は係合部材間に何ら作用しない一方で、互いに水平方
向に係合していることから、免震構造物と支持構造物と
の相互間で水平相対移動を伝達して水平免震装置を適切
に作動させることができる。また水平方向の係合と、上
下方向の相対移動が確保されればよいので、きわめて簡
単な構成である。
Further, in the three-dimensional seismic isolation device according to claim 7 of the present invention, the pair of engaging members are relatively movable up and down with respect to each other, so that the weight of the seismic isolation structure and the vertical While the motion does not act between the engaging members, since they are engaged with each other in the horizontal direction, the horizontal relative movement is transmitted between the seismic isolation structure and the support structure, and the horizontal seismic isolation device is used. It can be operated properly. Further, since the horizontal engagement and the vertical movement can be ensured, the configuration is very simple.

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

【図1】本発明の三次元免震装置の基本的な構造を示す
概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a basic structure of a three-dimensional seismic isolation device of the present invention.

【図2】本発明の三次元免震装置の一実施形態を示す正
面図である。
FIG. 2 is a front view showing an embodiment of the three-dimensional seismic isolation device of the present invention.

【図3】本発明の三次元免震装置の一実施形態を示す上
下免震装置の一部を断面した正面図である。
FIG. 3 is a front view of a part of a vertical seismic isolation device showing one embodiment of the three-dimensional seismic isolation device of the present invention.

【図4】本発明の三次元免震装置の一実施形態を示す上
下免震装置の平面断面図である。
FIG. 4 is a plan sectional view of the upper and lower seismic isolation device showing one embodiment of the three-dimensional seismic isolation device of the present invention.

【図5】本発明の三次元免震装置の一実施形態を示す上
下免震装置のばね特性図である。
FIG. 5 is a spring characteristic diagram of the vertical seismic isolation device showing one embodiment of the three-dimensional seismic isolation device of the present invention.

【図6】本発明の三次元免震装置の他の実施形態を示す
正面図である。
FIG. 6 is a front view showing another embodiment of the three-dimensional seismic isolation device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 三次元免震装置 12 支持構造物 14 免震構造物 16 水平免震装置 18 上下免震装置 20 伝達手段 22 積層ゴム 26 皿ばね積層体 28 転がり支承 32 筒体 32a 軸体 60 壁部 62 垂下部 64 弾性ばね 65 減衰装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Three-dimensional seismic isolation device 12 Support structure 14 Seismic isolation structure 16 Horizontal seismic isolation device 18 Vertical seismic isolation device 20 Transmission means 22 Laminated rubber 26 Disc spring laminated body 28 Rolling bearing 32 Cylindrical body 32a Shaft body 60 Wall 62 Hanging Part 64 elastic spring 65 damping device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杣木 孝裕 東京都港区港南2丁目15番2号 株式会社 大林組東京本社内 Fターム(参考) 3J048 AA03 AB01 BA08 BC05 BE12 BE15 BG02 BG04 DA01 EA38 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Takahiro Somagi 2- 15-2 Konan, Minato-ku, Tokyo F-term (reference) 3J048 AA03 AB01 BA08 BC05 BE12 BE15 BG02 BG04 DA01 EA38

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 支持構造物と該支持構造物の上方に間隔
を隔てて配置される免震構造物との間に、これら両構造
物間を水平免震する水平免震装置と、両構造物間を上下
免震する上下免震装置とを並列配置するとともに、上記
水平免震装置と上記支持構造物または免震構造物の少な
くとも一方との間に、該免震構造物の上下方向相対移動
を許容しかつ水平方向相対移動を該水平免震装置に伝達
する伝達手段を介在させたことを特徴とする三次元免震
装置。
1. A horizontal seismic isolation device for horizontally seismic isolation between a support structure and a seismic isolation structure disposed above the support structure with a space therebetween, and both structures. A vertical seismic isolation device that vertically isolates between objects is arranged in parallel, and a vertical relative position of the seismic isolation structure is located between the horizontal seismic isolation device and at least one of the support structure and the seismic isolation structure. A three-dimensional seismic isolation device characterized by interposing transmission means for allowing movement and transmitting horizontal relative movement to the horizontal seismic isolation device.
【請求項2】 上記上下免震装置と上記支持構造物また
は免震構造物の少なくとも一方との間に両者の水平方向
相対移動を許容する滑動機構を介在したことを特徴とす
る請求項1に記載の三次元免震装置。
2. A sliding mechanism interposed between the vertical seismic isolation device and at least one of the support structure and the seismic isolation structure, wherein a sliding mechanism that allows horizontal relative movement between the two is provided. The three-dimensional seismic isolation device described.
【請求項3】 上記滑動機構は、転がり支承もしくは滑
り支承であることを特徴とする請求項2に記載の三次元
免震装置。
3. The three-dimensional seismic isolation device according to claim 2, wherein the sliding mechanism is a rolling bearing or a sliding bearing.
【請求項4】 上記水平免震装置は水平方向に等方性の
復元性能を有することを特徴とする請求項1〜3いずれ
かの項に記載の三次元免震装置。
4. The three-dimensional seismic isolation device according to claim 1, wherein the horizontal seismic isolation device has a horizontal isotropic restoration performance.
【請求項5】 上記上下免震装置は皿ばねの積層体であ
ることを特徴とする請求項1〜4いずれかの項に記載の
三次元免震装置。
5. The three-dimensional seismic isolation device according to claim 1, wherein the vertical seismic isolation device is a laminate of disc springs.
【請求項6】 上記上下免震装置にエネルギー吸収装置
を付加したことを特徴とする請求項1〜5いずれかの項
に記載の三次元免震装置。
6. The three-dimensional seismic isolation device according to claim 1, wherein an energy absorbing device is added to the vertical seismic isolation device.
【請求項7】 上記伝達手段が、上記水平免震装置と上
記支持構造物または免震構造物の少なくとも一方との間
に設けられて、互いに水平方向に係合しかつ上下方向に
は相対移動可能な一対の係合部材からなることを特徴と
する請求項1〜6いずれかの項に記載の三次元免震装
置。
7. The transmission means is provided between the horizontal seismic isolation device and at least one of the support structure and the seismic isolation structure, and engages with each other in a horizontal direction and relatively moves in a vertical direction. The three-dimensional seismic isolation device according to any one of claims 1 to 6, comprising a pair of possible engagement members.
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