JP2001336561A - Base isolation structure - Google Patents

Base isolation structure

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JP2001336561A
JP2001336561A JP2000154302A JP2000154302A JP2001336561A JP 2001336561 A JP2001336561 A JP 2001336561A JP 2000154302 A JP2000154302 A JP 2000154302A JP 2000154302 A JP2000154302 A JP 2000154302A JP 2001336561 A JP2001336561 A JP 2001336561A
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isolator
damper
cylinder
plate
steel plate
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Tokuo Watanabe
徳雄 渡辺
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a damper capable of completely returning to its original state after the end of earthquake vibrations, and an isolator capable of sufficiently bearing with vertical load and having low horizontal stiffness, in a damper and an isolator composing a base isolation structure. SOLUTION: This base isolation structure is provided with the damper wherein a fuel tank 20 is deformably made by elastic element, a intake/discharge hole 12 is formed on a bottom plate 9 of a cylinder 1, a connecting member 6 extending from a piston rod 5 is journalled 7, 8, 17 to an upper structure 2, and a connecting member 13 extending from the bottom plate of the cylinder is journalled 14, 15, 19 to a lower structure 3; or an isolator made by laminating rubber plates and intermediate steel plates and structuring the rubber plates as plural divided bodies in each steel plate.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、建物躯体や商品ケ―ス
や展示台等の上部構造と基礎部材等の下部構造との間に
介装されるアイソレ―タとダンパ―とからなる免震構造
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an isolator and a damper interposed between an upper structure such as a building frame, a product case or an exhibition stand and a lower structure such as a base member. It is about the seismic structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来における免震構造は、アイソレ―タ
機構とダンパ―機構との分離型が多く使用されている。
そして、現在のアイソレ―タ機構は、ゴムと鋼板を交互
に重ねて貼り合わせたもので、鉛直圧力にも強く、水平
ばねとして元の状態に復元する機能を備えているが、地
震エネルギ―を吸収するのに通常20〜30cmの水平
移動を必要とし、その移動によって発生する偏心荷重圧
縮力に耐えるため、アイソレ―タの径は40cm以上と
なり、軽量建造物においては上部構造が軽いため構造体
の剛性も低く、免震層と上部構造層の剛性があまり変わ
らなくなって、免震効果が薄れるので、軽量な建造物に
は適せず、軽量建造物では鉛直圧力をベアリングや摺動
コロ又は辷り鋼板(ステンレス)に依存し、水平ばねと
して復元力にのみ使用されている例が多い。
2. Description of the Related Art In a conventional seismic isolation structure, a separated type of an isolator mechanism and a damper mechanism is often used.
The current isolator mechanism is made by alternately stacking rubber and steel plates, and is strong against vertical pressure, and has the function of restoring the original state as a horizontal spring. Normally, horizontal movement of 20 to 30 cm is required for absorption, and the diameter of the isolator is 40 cm or more in order to withstand the eccentric load compressive force generated by the movement. The rigidity of the seismic isolation layer and the upper structure layer does not change much, and the seismic isolation effect is weakened.Therefore, it is not suitable for light-weight buildings. In many cases, it depends on a sliding steel plate (stainless steel) and is used only as a horizontal spring for restoring force.

【0003】また、積層ゴムアイソレ―タの中心部に鉛
を挿入してダンパ―機能を持たせた免震構造(例えば実
公平5ー20808号公報参照)のようなものでは、鉛
の塑性変形によって地震エネルギ―を吸収するものであ
り、この塑性変形をした鉛材を元の状態に戻す役割を果
たすのはアイソレ―タであるが、このアイソレ―タの水
平ばね力(復元力)の大きさは変形量と相似関係にある
ことから、その力のバランスによって、塑性変形した鉛
の歪みは完全に元の状態に戻すことができないまま終息
する場合が多い。
Also, in a seismic isolation structure (see, for example, Japanese Utility Model Publication No. 5-20808) in which lead is inserted into the center of a laminated rubber isolator to provide a damper function, lead is deformed by plastic deformation. It is the isolator that absorbs the seismic energy and plays a role in returning the plastically deformed lead material to its original state. The magnitude of the horizontal spring force (restoring force) of this isolator Since is similar to the amount of deformation, the strain of plastically deformed lead often ends without being able to return to its original state due to the balance of the forces.

【0004】また、その他鋼板・鋼棒等においても塑性
変形により地震エネルギ―の吸収を行うダンパ―や辷り
摩擦ダンパ―(例えば特開平11ー270183号公報
参照)や粘性ダンパ―等においても、前記鉛を挿入して
ダンパ―と同様に地震振動が終息した後に完全に元の状
態に戻らず、地震終息後に完全に元の状態に戻すには、
ダンパ―を交換するか、又は他の大きな動力によって元
の状態に復帰させなければならない。
[0004] In addition, in the case of a steel plate, a steel rod, or the like, a damper that absorbs seismic energy by plastic deformation, a sliding friction damper (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-270183), a viscous damper, and the like, To insert lead and not return to the original state completely after the seismic vibration ends, like the damper, and to completely return to the original state after the earthquake ends,
The damper must be replaced or returned to its original state by other large power.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来例
の場合、ダンパ―においては、使用材料の塑性変形又は
辷り摩擦等の材料特性によって地震エネルギ―を吸収し
ているので、その変形に必要な力は常に一定であり、復
元力に用いられているアイソレ―タのゴムのばね力は変
形量の大きさに比例していることから、それらの力の性
質によって、ダンパ―を地震振動終息後に完全に元の状
態に復帰させることが困難である。
Incidentally, in the case of the conventional example, since the damper absorbs seismic energy due to the material properties such as plastic deformation or sliding friction of the material used, the damper is required for the deformation. The force is always constant, and the spring force of the rubber of the isolator used for the restoring force is proportional to the magnitude of the deformation. It is difficult to completely return to the original state.

【0006】また、積層ゴムを備えたアイソレ―タは上
部構造を支えており、前述の如くアイソレ―タの径が大
きくなると、免震層部の剛性が高くなり、上部構造の剛
性の高い重量構造には適したものとなるが、軽量な構造
物は剛性が低いためこのような剛性の高い免震層部を適
用することには問題がある。
Further, the isolator provided with the laminated rubber supports the upper structure. As described above, when the diameter of the isolator increases, the rigidity of the seismic isolation layer increases, and the rigidity of the upper structure increases. Although it is suitable for the structure, there is a problem in applying such a rigid seismic isolation layer because the rigidity of a lightweight structure is low.

【0007】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、免震構造を
構成するダンパ―及びアイソレ―タにおいて、地震振動
終息後に完全に元の状態に復帰させ得るダンパ―を提供
すること及び鉛直荷重に充分耐え得てしかも水平剛性の
低いアイソレ―タを提供することにある。
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a damper and an isolator that constitute a seismic isolation structure in a completely original state after the end of an earthquake vibration. An object of the present invention is to provide a damper capable of returning to a state, and to provide an isolator which can sufficiently withstand a vertical load and has low horizontal rigidity.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における免震構造は、上部構造と下部構造と
の間に介装されるアイソレ―タとダンパ―とで構成さ
れ、そのダンパ―を、シリンダ―と、該シリンダ―の内
面を摺動するピストンと、該ピストンから延びるピスト
ンロッドと、前記シリンダ―の底面に取り付けた弁と、
前記シリンダ―の外周を包囲するように配置された流体
タンクとで構成し、前記流体タンクを変形自在に弾性体
で構成し、シリンダ―の底板に吸排孔を形成し、前記弁
に排出孔を形成し、前記ピストンロッドから延びる接続
部材を上部構造に枢軸すると共に前記シリンダ―の底板
から延びる接続部材を下部構造に枢軸するようにしたこ
とを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a seismic isolation structure according to the present invention comprises an isolator and a damper interposed between an upper structure and a lower structure. A damper, a cylinder, a piston sliding on the inner surface of the cylinder, a piston rod extending from the piston, and a valve attached to the bottom surface of the cylinder;
A fluid tank disposed so as to surround the outer periphery of the cylinder, the fluid tank is formed of an elastic body so as to be deformable, a suction hole is formed in a bottom plate of the cylinder, and a discharge hole is formed in the valve. The connecting member extending from the piston rod is pivoted to the upper structure, and the connecting member extending from the bottom plate of the cylinder is pivoted to the lower structure.

【0009】また、前記アイソレ―タの中心部に前記ダ
ンパ―を配置したことを特徴とするものである。
Further, the damper is arranged at the center of the isolator.

【0010】また、免震構造が、上部構造と下部構造と
の間に介装されるアイソレ―タとダンパ―とで構成さ
れ、そのアイソレ―タを、ゴム板と中間鋼板とを積層し
てなるアイソレ―タであって、前記各中間鋼板内で前記
ゴム板を複数の分割体で構成し、該分割されたゴム板を
前記中間鋼板の周辺で中間鋼板の中心部に対してそれぞ
れ対向する部位に配置したことを特徴とするものであ
る。
The seismic isolation structure is composed of an isolator and a damper interposed between the upper structure and the lower structure, and the isolator is formed by laminating a rubber plate and an intermediate steel plate. Wherein the rubber plate is composed of a plurality of divided bodies in each of the intermediate steel plates, and the divided rubber plates are respectively opposed to a center of the intermediate steel plate around the intermediate steel plate. It is characterized by being arranged at a site.

【0011】また、前記分割された各ゴム板の近傍に鋼
球を配置し、該鋼球の中央部に位置する中間鋼板にガイ
ドホ―ルを形成して該鋼球を保持させ且つ鋼球の上部或
は下部の中間鋼板に該鋼球のポジションホ―ルを形成し
たことを特徴とするものである。
In addition, a steel ball is arranged near each of the divided rubber plates, and a guide hole is formed on an intermediate steel plate located at a central portion of the steel ball so as to hold the steel ball. A position ball of the steel ball is formed on an upper or lower intermediate steel plate.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】添付図面を参照して本発明の実施
例について説明する。図1において、1は上部フランジ
鋼板2と下部フランジ鋼板3との間に介装されているシ
リンダ―であり、該シリンダ―1内にはシリンダ―1の
内面を摺動するピストン4が配置されており、該ピスト
ン4からは前記上部フランジ鋼板2側に向けてピストン
ロッド5が延びており、該ピストンロッド5の先端部に
形成した接続部材6は回転ヒンジ7に設けたピン8によ
って回転ヒンジ7に接続されている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a cylinder interposed between an upper flange steel plate 2 and a lower flange steel plate 3, and a piston 4 sliding on the inner surface of the cylinder 1 is arranged in the cylinder 1. A piston rod 5 extends from the piston 4 toward the upper flange steel plate 2, and a connecting member 6 formed at the distal end of the piston rod 5 is rotated by a pin 8 provided on a rotary hinge 7. 7 is connected.

【0013】また、前記シリンダ―1の底板9の上面に
は弁10が取り付けられており、該弁10には小径の1
個または複数個の排出孔11が形成されている。また、
シリンダ―1の前記底板9には比較的に大径の1個また
は複数個の吸排孔12が形成されている。そして、該シ
リンダ―1の底板9も接続部材13を介して回転ヒンジ
14に設けたピン15によって回転ヒンジ14に接続さ
れている。
A valve 10 is mounted on the upper surface of the bottom plate 9 of the cylinder 1, and the valve 10 has a small diameter 1
One or a plurality of discharge holes 11 are formed. Also,
The bottom plate 9 of the cylinder 1 is formed with one or more suction holes 12 having a relatively large diameter. The bottom plate 9 of the cylinder 1 is also connected to the rotating hinge 14 via a connecting member 13 by a pin 15 provided on the rotating hinge 14.

【0014】そして、前記回転ヒンジ7は、該回転ヒン
ジ7の軸16と前記上部フランジ鋼板2との間に配置さ
れた軸受17によって回転自在に軸支され、また回転ヒ
ンジ14は、該回転ヒンジ14の軸18と前記下部フラ
ンジ鋼板3との間に配置された軸受19によって回転自
在に軸支されている。
The rotary hinge 7 is rotatably supported by a bearing 17 disposed between a shaft 16 of the rotary hinge 7 and the upper flange steel plate 2, and the rotary hinge 14 is 14 is rotatably supported by a bearing 19 disposed between the shaft 18 and the lower flange steel plate 3.

【0015】また、前記シリンダ―1は、その外周(上
面外周を除く)を変形自在の弾性体であるゴムまたはポ
リ系或は合成樹脂系の流体タンク20で包囲されてお
り、該流体タンク20内には、オイルまたは水等の流体
が充填されている。そして、前記シリンダ―1と、ピス
トン4と、ピストンロッド5と、弁10と、流体タンク
20とで免震構造用のダンパ―21を構成するものであ
る。
The cylinder 1 is surrounded by a deformable elastic rubber or poly-based or synthetic resin-based fluid tank 20 on its outer periphery (excluding the outer periphery of the upper surface). The inside is filled with a fluid such as oil or water. The cylinder 1, the piston 4, the piston rod 5, the valve 10, and the fluid tank 20 constitute a damper 21 for a seismic isolation structure.

【0016】なお、22は前記シリンダ―1内の上部に
配置された直動ロ―ラ―であってピストンロッド5の往
復動時のガイドをなすものであり、23は前記直動ロ―
ラ―22の近傍に配置されたクッションストッパ―であ
ってピストン4の上昇を規制するものであり、24はシ
リンダ―1に形成したオ―バ―フロ―孔であり、シリン
ダ―1内の流体を流体タンク20にオ―バ―フロ―させ
或は流体タンク20内の流体をシリンダ―1内にオ―バ
―フロ―させて、シリンダ―1内及び流体タンク20内
の異常昇圧による流体の外部への漏洩を防止するもので
ある。
Reference numeral 22 denotes a linear motion roller disposed at an upper portion in the cylinder 1, which serves as a guide when the piston rod 5 reciprocates. Reference numeral 23 denotes a linear motion roller.
A cushion stopper disposed near the line 22 restricts the rise of the piston 4, and an overflow hole 24 formed in the cylinder 1 is a fluid stopper in the cylinder 1. Is caused to overflow into the fluid tank 20 or the fluid in the fluid tank 20 is overflowed into the cylinder 1 so that the fluid due to abnormal pressure increase in the cylinder 1 and the fluid tank 20 It prevents leakage to the outside.

【0017】以上のようなダンパ―21は通常の積層ゴ
ムと中間鋼板とからなるアイソレ―タと併用され得て免
震構造を構成するものである。そして、免震構造体には
建物躯体によって鉛直方向の荷重が掛かっているので、
地震により水平力が発生すると、アイソレ―タは偏心圧
力を受領しながら傾斜し、それと共にダンパ―21は、
ピン8を支点として前記水平力の発生する方向に地震エ
ネルギ―に対応して傾斜する。この傾斜の過程でピスト
ンロッド5はシリンダ―1から延びてピストン4をシリ
ンダ―1内で順次上昇させ、このピストン4の上昇に伴
い弁10が開き、流体タンク20内の例えばオイルは吸
排孔12からシリンダ―1内のピストン4の下部に吸入
されると共に前記ピストン4の上部のオイルは前記オ―
バ―フロ―孔24を介して流体タンク20内に戻され
る。このオイルの吸排孔12からの吸入動作によりダン
パ―21は前記地震エネルギ―をかなり吸収するもので
ある。
The damper 21 as described above can be used in combination with an ordinary isolator made of laminated rubber and an intermediate steel plate to constitute a seismic isolation structure. And the vertical load is applied to the seismic isolation structure by the building frame,
When a horizontal force is generated by the earthquake, the isolator tilts while receiving the eccentric pressure, and the damper 21
With the pin 8 as a fulcrum, it inclines in the direction in which the horizontal force is generated in accordance with the seismic energy. In the course of this inclination, the piston rod 5 extends from the cylinder 1 and raises the piston 4 sequentially in the cylinder 1. As the piston 4 rises, the valve 10 is opened, and for example, the oil in the fluid tank 20 is discharged from the suction hole 12 Is sucked into the lower part of the piston 4 in the cylinder 1 and the oil on the upper part of the piston 4
The fluid is returned into the fluid tank 20 through the through hole 24. The damper 21 absorbs the seismic energy considerably due to the suction operation of the oil from the suction hole 12.

【0018】そして、地震振動により前記水平力が逆方
向に作用する過程では、アイソレ―タの復元力によりダ
ンパ―21はピン8を支点として元の直立した状態に戻
ろうとする。この復帰の過程でピストンロッド5はシリ
ンダ―1内に順次納められてピストン4をシリンダ―1
内で順次下降させ、このピストン4の下降に伴い弁10
が閉じ、ピストン4の下部に吸入されているオイルは弁
10に形成されている排出孔11から前記吸排孔12を
経て流体タンク20内へ徐々に戻され、この排出孔11
から吸排孔12を経て流体タンク20内へのオイルの移
動によって地震エネルギ―は更に吸収される。そして、
前記流体タンク20内のオイルの一部は前記オ―バ―フ
ロ―孔24を介してピストン4の上部に戻される。
In the process where the horizontal force acts in the opposite direction due to the seismic vibration, the damper 21 tends to return to the original upright state with the pin 8 as a fulcrum due to the restoring force of the isolator. During this return process, the piston rod 5 is sequentially placed in the cylinder 1 and the piston 4 is moved into the cylinder 1
, And the valve 10 is moved as the piston 4 descends.
Is closed, the oil sucked into the lower part of the piston 4 is gradually returned from the discharge hole 11 formed in the valve 10 to the fluid tank 20 through the suction / discharge hole 12, and the discharge hole 11 is
The seismic energy is further absorbed by the movement of the oil from the reservoir through the suction hole 12 into the fluid tank 20. And
Part of the oil in the fluid tank 20 is returned to the upper part of the piston 4 via the overflow hole 24.

【0019】このような流体タンク20からピストン4
の下部内へのオイルの移動とピストン4の下部から流体
タンク20内へのオイルの移動の過程を複数回繰り返し
ながらダンパ―21は地震エネルギ―を吸収し続ける。
そして地震が終息すると、アイソレ―タの復元力により
ダンパ―21はピン8を支点としてほぼ元の直立した状
態に戻る。
From such a fluid tank 20 to the piston 4
The damper 21 continues to absorb seismic energy while repeating the process of moving the oil into the lower part of the piston and moving the oil from the lower part of the piston 4 into the fluid tank 20 a plurality of times.
When the earthquake ends, the damper 21 returns to its original upright state with the pin 8 as a fulcrum due to the restoring force of the isolator.

【0020】しかしながら、前記アイソレ―タの復元力
は免震構造の中心に近付くにつれ減少し、ダンパ―21
の復元速度が低下する。ところが、時間の経過とともに
最終的には、前記減少したアイソレ―タの復元力により
ピストン4を徐々に下降させてダンパ―21を鉛直向き
に近付け遂には該ダンパ―21を完全に元の状態に復帰
させる。
However, the restoring force of the isolator decreases as approaching the center of the seismic isolation structure, and the damper 21
Restore speed decreases. However, as time passes, the piston 4 is gradually lowered by the reduced restoring force of the isolator to bring the damper 21 closer to the vertical direction, and finally the damper 21 is completely returned to the original state. Let it return.

【0021】そして、前記流体タンク20とシリンダ―
1内との間の流体の流動周期を免震構造の最適周期にあ
わせて前記排出孔11及び吸排孔12の数や径を決定す
れば、該ダンパ―21は地震エネルギ―の吸収に確実に
適応できるものとなる。
The fluid tank 20 and the cylinder
If the number and diameter of the discharge holes 11 and the suction and discharge holes 12 are determined in accordance with the optimal flow period of the seismic isolation structure, the damper 21 can reliably absorb seismic energy. Be adaptable.

【0022】ところで、流体タンク20は、ポリまたは
ゴム製のような変形自在な弾性体で構成されているの
で、前述の如く地震によりダンパ―21が傾斜する際
に、タンク20の例えば隅部が下部フランジ鋼板3に当
接しても該タンク20は破損することなく多少変形し、
さらに大きく傾斜させることが可能であり、ダンパ―2
1の許容傾斜範囲を拡大することができるものである。
しかも、流体タンク20が弾性体であるが故に、タンク
内の圧力を外気圧と合わせることができるので、タンク
内のオイルの流動がスム―ズに行われ得るものである。
Since the fluid tank 20 is made of a deformable elastic material such as poly or rubber, when the damper 21 is tilted due to the earthquake as described above, for example, the corner of the tank 20 is formed. Even when the tank 20 contacts the lower flange steel plate 3, the tank 20 is slightly deformed without being damaged,
It is possible to tilt the damper much further.
This allows the allowable tilt range of 1 to be expanded.
Moreover, since the fluid tank 20 is an elastic body, the pressure in the tank can be adjusted to the external pressure, so that the oil in the tank can flow smoothly.

【0023】また、ダンパ―21は、ピストンロッド5
から延びる接続部材6を上部フランジ鋼板2に枢軸する
と共にシリンダ―1の底板9から延びる接続部材13を
下部フランジ鋼板3に枢軸するようになされているの
で、如何なる方向にもピン8を支点として水平力の発生
する方向に地震エネルギ―に対応して自由に傾斜させる
ことができるものである。
The damper 21 is connected to the piston rod 5
The connecting member 6 extending from the upper flange steel plate 2 and the connecting member 13 extending from the bottom plate 9 of the cylinder 1 are pivoted to the lower flange steel plate 3, so that the connecting member 6 can be horizontally supported by the pin 8 in any direction. It can be freely tilted in the direction of force generation in response to seismic energy.

【0024】図2は、本発明に係るダンパ―21を丸形
アイソレ―タの中心部に配置したものであり、図3は、
本発明に係るダンパ―21を角形アイソレ―タの中心部
に配置したものである。両図において、ダンパ―21の
詳細な構成は既に詳述したものであるから同一符号を付
してその説明を省略する。また、25はゴム板であり、
26は中間鋼板であって、該ゴム板25と中間鋼板26
は交互に配置され、前記下部フランジ鋼板3上に積層さ
れてアイソレ―タを構成している。そして、該下部フラ
ンジ鋼板3はボルト27によって下部構造の基礎側ベ―
スプレ―ト28に固着されている。また、29は前記ゴ
ム板25と中間鋼板26とに穿設されたダンパ―21の
収納孔である。
FIG. 2 shows a damper 21 according to the present invention arranged at the center of a circular isolator. FIG.
The damper 21 according to the present invention is disposed at the center of a rectangular isolator. In both figures, since the detailed configuration of the damper 21 has already been described in detail, the same reference numerals are given and the description thereof is omitted. 25 is a rubber plate,
Reference numeral 26 denotes an intermediate steel plate.
Are alternately arranged and stacked on the lower flange steel plate 3 to form an isolator. Then, the lower flange steel plate 3 is bolted to the foundation side base of the lower structure.
It is fixed to the plate 28. Reference numeral 29 denotes a hole for accommodating the damper 21 formed in the rubber plate 25 and the intermediate steel plate 26.

【0025】このように、アイソレ―タの中心部に本発
明に係るダンパ―21を配置した場合には、免震構造の
全体がコンパクトにまとまり、特に,ダンパ―21の流
体タンク20がポリまたはゴム製のような変形自在な弾
性体で構成されているので、ダンパ―21の傾斜時に、
流体タンク20の一部が前記ゴム板25と中間鋼板26
とに穿設されたダンパ―21の収納孔29に当接して流
体タンク21が変形しても、該流体タンク21が破損す
る虞はない。
As described above, when the damper 21 according to the present invention is arranged at the center of the isolator, the entire seismic isolation structure is compacted, and in particular, the fluid tank 20 of the damper 21 is made of poly or poly. Since it is made of a deformable elastic body such as rubber, when the damper 21 is inclined,
A part of the fluid tank 20 includes the rubber plate 25 and the intermediate steel plate 26.
Even if the fluid tank 21 is deformed by contacting the storage hole 29 of the damper 21 formed in the above, there is no possibility that the fluid tank 21 is damaged.

【0026】図4,図5は本発明に係る比較的に軽量な
上部構造体に適用するのに適したアイソレ―タの実施例
であって、複数段に積層された中間鋼板26の各段に
は、ゴム板25と挟込み鋼板30が交互に配置され重積
されている。そして、各ゴム板25と挟込み鋼板30と
は、従来例のような中間鋼板26と略同一面積にするこ
となく、中間鋼板26の周辺である四隅にそれぞれ分割
体として配置された小面積のものからなっている。そし
て、各分割されたゴム板25は中間鋼板26の中心部に
対してそれぞれ対向する部位に配置されている。
FIGS. 4 and 5 show an embodiment of an isolator suitable for application to a relatively lightweight superstructure according to the present invention. , Rubber plates 25 and sandwiching steel plates 30 are alternately arranged and stacked. Each of the rubber plates 25 and the sandwiching steel plates 30 has a small area which is arranged as a divided body at each of the four corners around the intermediate steel plate 26 without having the same area as the intermediate steel plate 26 as in the conventional example. Is made of things. Each of the divided rubber plates 25 is disposed at a portion facing the center of the intermediate steel plate 26, respectively.

【0027】このような積層ゴム板25と中間鋼板26
とからなるアイソレ―タは、上部フランジ鋼板2と下部
フランジ鋼板3との間に介装され、上部フランジ鋼板2
はボルト31によって上部構造側ベ―スプレ―ト32に
固着され、下部フランジ鋼板3はボルト27によって下
部構造の基礎側ベ―スプレ―ト28に固着されている。
Such a laminated rubber plate 25 and an intermediate steel plate 26
Is interposed between the upper flange steel plate 2 and the lower flange steel plate 3, and the upper flange steel plate 2
Is fixed to a base plate 32 on the upper structure side by bolts 31, and the lower flange steel plate 3 is fixed to a base plate 28 on the base structure of the lower structure by bolts 27.

【0028】以上のような構成からなる本発明に係るア
イソレ―タは通常のダンパ―と併用され得て免震構造を
構成するものである。そして、免震構造体には建物躯体
によって鉛直方向の荷重が掛かっているので、地震によ
り水平力が発生すると、前述の如くアイソレ―タは偏心
圧力を受領しながら傾斜する。
The isolator according to the present invention having the above configuration can be used together with a normal damper to constitute a seismic isolation structure. Since the seismic isolation structure is subjected to a vertical load by the building frame, when a horizontal force is generated by the earthquake, the isolator tilts while receiving the eccentric pressure as described above.

【0029】このアイソレ―タの傾斜は、地震により水
平力の発生方向へのゴム板25の変形を伴うものである
が、各ゴム板25は中間鋼板26の周辺にそれぞれ分割
体として配置され、前記水平力の発生方向には隔離した
分割体が対向して存在することとなり、中間鋼板26上
におけるゴム板25の捩れは防止されるとともに中間鋼
板26内において水平剛性の低下を図りながら大きな変
形においても鉛直圧力に充分に耐え得るようになる。し
たがって、大きな地震によりアイソレ―タが大きく傾斜
しても各ゴム板25は中間鋼板26に拘束され鉛直力が
分散されて、該各ゴム板25には無理な力が掛からない
ことから、このアイソレ―タは例えば商品ケ―スや展示
台等の比較的に軽量な上部構造物に適用するのに適して
いる。
The inclination of the isolator is accompanied by the deformation of the rubber plate 25 in the direction of the generation of the horizontal force due to the earthquake. Each rubber plate 25 is arranged as a divided body around the intermediate steel plate 26. In the direction in which the horizontal force is generated, the divided bodies are opposed to each other, so that the rubber plate 25 on the intermediate steel plate 26 is prevented from being twisted, and the horizontal rigidity is reduced in the intermediate steel plate 26 while reducing the horizontal rigidity. Can sufficiently withstand vertical pressure. Therefore, even if the isolator is greatly inclined due to a large earthquake, each rubber plate 25 is restrained by the intermediate steel plate 26 and the vertical force is dispersed, and no excessive force is applied to each rubber plate 25. The vehicle is suitable for application to a relatively lightweight superstructure such as a product case or a display stand.

【0030】そして、図6に示す丸形アイソレ―タで
は、円形の中間鋼板26上でその周辺で対象的な位置に
多数のゴム板25がそれぞれ分割体として配置されてい
る。このアイソレ―タにおいても前述の角形アイソレ―
タと実質的に同一動作を行うので、同一部材には同一符
号を付してその説明を省略する。
In the round isolator shown in FIG. 6, a large number of rubber plates 25 are respectively arranged at target positions around a circular intermediate steel plate 26 as divided bodies. In this isolator, the square isolator
Since they perform substantially the same operation as the data, the same members are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

【0031】なお、本発明に係るアイソレ―タは前述の
如くダンパ―と併用されるものであり、対応するダンパ
―の構成およびダンパ―の設置部位に格別の規制を有す
るものではないが、図4,5,6においては、アイソレ
―タの中心部にダンパ―21を配置しているものを示し
ている。
The isolator according to the present invention is used together with a damper as described above, and does not have any particular restrictions on the structure of the corresponding damper and the location where the damper is installed. In FIGS. 4, 5, and 6, the damper 21 is disposed at the center of the isolator.

【0032】そして、分割された各ゴム板25の近傍に
鋼球を配置することもできる。即ち図7に示すように、
鋼球33は分割されたゴム板25の近傍に配置されてい
る。そして、該鋼球33の中央部に位置する中間鋼板2
6には該鋼球33を保持・ガイドするガイドホ―ル34
が形成され、また、前記ガイドホ―ル34を備えた中間
鋼板26の直上或は直下の中間鋼板26には前記鋼球3
3の頂部或は底部を収納することができるポジションホ
―ル35が形成されている(図7では直下の中間鋼板2
6にポジションホ―ル35を形成した)。
A steel ball can be arranged near each of the divided rubber plates 25. That is, as shown in FIG.
The steel ball 33 is arranged near the divided rubber plate 25. And the intermediate steel plate 2 located at the center of the steel ball 33
6 is a guide ball 34 for holding and guiding the steel ball 33.
The steel ball 3 is provided on the intermediate steel plate 26 immediately above or directly below the intermediate steel plate 26 having the guide ball 34.
3 is formed with a position hole 35 for accommodating the top or bottom of the intermediate steel plate 2 (FIG. 7).
No. 6 was formed with a position hole 35).

【0033】以上のような分割された各ゴム板25の近
傍に鋼球33を備えたアイソレ―タにおいては、平常時
の例えば風速30m/s程度の風圧や震度の小さい(例
えば震度3以下)場合には、鋼球33がポジションホ―
ル35に安定して納まっており、上部構造を支持すると
ともに各ゴム板25の水平移動を抑制している。そし
て、震度が大きくなると(例えば震度3以上)、鋼球3
3がポジションホ―ル35から抜け出して移動し、アイ
ソレ―タの傾斜を許容するとともに、鋼球33はなお上
部構造を支持するものである。
In the isolator provided with the steel balls 33 in the vicinity of each of the divided rubber plates 25 as described above, the wind pressure and the seismic intensity at a normal wind speed of, for example, about 30 m / s are small (for example, seismic intensity 3 or less). In this case, the steel ball 33 is
The rubber plate 25 is stably accommodated in the rubber plate 25, and supports the upper structure and suppresses the horizontal movement of each rubber plate 25. And when the seismic intensity increases (for example, seismic intensity 3 or more), the steel ball 3
3 moves out of the position hole 35 and allows the isolator to tilt, while the steel ball 33 still supports the upper structure.

【0034】そして、前記地震振動が終息すると各ゴム
板25の復元力でアイソレ―タが略元の状態に戻るとと
もに鋼球33は前記ポジションホ―ル35に戻り、アイ
ソレ―タを完全に元の状態とする。
When the seismic vibration ends, the restoring force of each rubber plate 25 returns the isolator to the substantially original state, and the steel ball 33 returns to the position hole 35 to completely restore the isolator. State.

【0035】このように、分割された各ゴム板25の近
傍に鋼球33を備えたアイソレ―タでは、分割されたゴ
ム板25により小さな水平剛性を形成しながら、地震時
に発生する大きな水平変形に対しても各ゴム板25と鋼
球33が協力して偏心圧力に充分耐え得るものとなる。
As described above, in the isolator provided with the steel balls 33 in the vicinity of each of the divided rubber plates 25, a large horizontal deformation generated at the time of an earthquake occurs while forming a small horizontal rigidity by the divided rubber plates 25. The rubber plates 25 and the steel balls 33 cooperate with each other to sufficiently withstand the eccentric pressure.

【0036】なお、図4,図5,図6には分割した各ゴ
ム板25の近傍に鋼球33が配置されたものが示されて
おり、また、図8,図9にも分割された各ゴム板25の
近傍に鋼球33を備えたアイソレ―タでその中心部にダ
ンパ―21を配置しているものが示されている。そし
て、図8においては鋼球33がポジションホ―ル35に
納まっている状態を示し、図9においては鋼球33がポ
ジションホ―ル35から抜け出している状態を示すもの
である。また、前述の如く、鋼球33がポジションホ―
ル35に戻った時点では、ダンパ―21は図8に示すよ
うに完全に元の状態に復帰するので、上部構造体は元の
位置に完全に復帰するのである。
FIGS. 4, 5 and 6 show the case where the steel balls 33 are arranged in the vicinity of each of the divided rubber plates 25, and FIGS. 8 and 9 are also divided. An isolator having a steel ball 33 near each rubber plate 25 and having a damper 21 disposed at the center thereof is shown. FIG. 8 shows a state in which the steel ball 33 is accommodated in the position hole 35, and FIG. 9 shows a state in which the steel ball 33 is pulled out of the position hole 35. Also, as described above, the steel ball 33 is positioned
At the time of return to the control panel 35, the damper 21 completely returns to the original state as shown in FIG. 8, so that the upper structure completely returns to the original position.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明は以上のように、上部構造と下部
構造との間に介装されるアイソレ―タとダンパ―とから
なる免震構造において、シリンダ―と、該シリンダ―の
内面を摺動するピストンと、該ピストンから延びるピス
トンロッドと、前記シリンダ―の底面に取り付けた弁
と、前記シリンダ―の外周を包囲するように配置された
流体タンクと、からなるダンパ―であって、前記流体タ
ンクを変形自在に弾性体で構成し、シリンダ―の底板に
吸排孔を形成し、前記弁に排出孔を形成し、前記ピスト
ンロッドから延びる接続部材を上部構造に枢軸すると共
に前記シリンダ―の底板から延びる接続部材を下部構造
に枢軸するようにしたので、地震振動終息後に完全に元
の状態に復帰させ得るダンパ―であり、しかも地震の方
向に対応して容易に変形し、該地震エネルギーを吸収で
きる免震構造となる。
As described above, according to the present invention, in a seismic isolation structure including an isolator and a damper interposed between an upper structure and a lower structure, a cylinder and an inner surface of the cylinder are provided. A damper comprising a sliding piston, a piston rod extending from the piston, a valve attached to a bottom surface of the cylinder, and a fluid tank arranged to surround an outer periphery of the cylinder, The fluid tank is formed of an elastic body so as to be freely deformable, a suction hole is formed in a bottom plate of a cylinder, a discharge hole is formed in the valve, and a connecting member extending from the piston rod is pivoted to an upper structure and the cylinder is formed. The connecting member extending from the bottom plate is pivoted to the lower structure, so it is a damper that can completely return to the original state after the end of the earthquake vibration, and easily responds to the direction of the earthquake To form, a seismic isolation structure that can absorb the seismic energy.

【0038】そして、前記アイソレ―タの中心部に該ダ
ンパ―を配置した場合には、コンパクトにまとまった一
体型免震構造となる。
When the damper is arranged at the center of the isolator, a compact integrated seismic isolation structure is obtained.

【0039】また、上部構造と下部構造との間に介装さ
れるアイソレ―タとダンパ―とからなる免震構造におい
て、ゴム板と中間鋼板とを積層してなるアイソレ―タで
あって、前記各中間鋼板内で前記ゴム板を複数の分割体
で構成したので、鉛直荷重に充分耐え得てしかも水平剛
性の低いアイソレ―タを備えた免震構造となる。
In a seismic isolation structure including an isolator and a damper interposed between an upper structure and a lower structure, the isolator is formed by laminating a rubber plate and an intermediate steel plate, Since the rubber plate is composed of a plurality of divided bodies in each of the intermediate steel plates, a seismic isolation structure which can sufficiently withstand a vertical load and has an isolator having low horizontal rigidity is provided.

【0040】そして、前記分割された各ゴム板の近傍に
鋼球を配置し、該鋼球の中央部に位置する中間鋼板にガ
イドホ―ルを形成して該鋼球を保持させ且つ鋼球の上部
或は下部の中間鋼板に該鋼球のポジションホ―ルを形成
した場合には、分割されたゴム板により小さな水平剛性
を形成しながら、各ゴム板の垂直変形量を小さく抑え、
地震時に発生する大きな水平変形に対しても各ゴム板と
鋼球が協力して偏心圧力に充分耐え得るアイソレ―タを
備えた免震構造となる。
Then, a steel ball is arranged near each of the divided rubber plates, and a guide hole is formed on an intermediate steel plate located at the center of the steel ball to hold the steel ball and to form a steel ball. When the position ball of the steel ball is formed on the upper or lower intermediate steel plate, the vertical deformation of each rubber plate is suppressed small while forming small horizontal rigidity by the divided rubber plate,
Each rubber plate and steel ball cooperate with each other even in the event of a large horizontal deformation caused by an earthquake, resulting in a seismic isolation structure with an isolator that can sufficiently withstand eccentric pressure.

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

【図1】図1は本発明に係るダンパ―の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a damper according to the present invention.

【図2】図2は本発明に係るダンパ―を丸形アイソレ―
タの中心部に配置した断面説明図である。
FIG. 2 is a perspective view of a damper according to the present invention;
It is sectional explanatory drawing arrange | positioned in the center part of a table.

【図3】図3は本発明に係るダンパ―を角形アイソレ―
タの中心部に配置した断面説明図である。
FIG. 3 shows a damper according to the present invention in a rectangular isolator.
It is sectional explanatory drawing arrange | positioned in the center part of a table.

【図4】図4は本発明に係る一体型免震構造の側面図で
ある。
FIG. 4 is a side view of the integrated seismic isolation structure according to the present invention.

【図5】図5は図4のA―A断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 4;

【図6】図6は本発明に係る一体型免震構造の他の実施
例の断面図である。
FIG. 6 is a sectional view of another embodiment of the integrated seismic isolation structure according to the present invention.

【図7】図7は本発明に係る鋼球を備えたアイソレ―タ
の断面図である。
FIG. 7 is a sectional view of an isolator provided with a steel ball according to the present invention.

【図8】図8は本発明に係る免震構造の一実施例の縦断
面図である。
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of one embodiment of the seismic isolation structure according to the present invention.

【図9】図9はその作動説明用の縦断面図である。FIG. 9 is a longitudinal sectional view for explaining the operation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリンダ― 2 上部フランジ鋼板 3 下部フランジ鋼板 4 ピストン 5 ピストンロッド 6.13 接続部材 7,14 回転ヒンジ 9 シリンダ―の底板 10 弁 11 排出孔 12 吸排孔 20 流体タンク 25 分割ゴム板 26 中間鋼板 33 鋼球 34 ガイドホ―ル 35 ポジションホ―ル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylinder 2 Upper flange steel plate 3 Lower flange steel plate 4 Piston 5 Piston rod 6.13 Connecting member 7, 14 Rotating hinge 9 Bottom plate of cylinder 10 Valve 11 Discharge hole 12 Suction and discharge hole 20 Fluid tank 25 Split rubber plate 26 Intermediate steel plate 33 Steel ball 34 Guide ball 35 Position ball

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // E04H 9/02 331 F16F 9/32 H ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) // E04H 9/02 331 F16F 9/32 H

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 上部構造と下部構造との間に介装される
アイソレ―タとダンパ―とからなる免震構造において、
シリンダ―と、該シリンダ―の内面を摺動するピストン
と、該ピストンから延びるピストンロッドと、前記シリ
ンダ―の底面に取り付けた弁と、前記シリンダ―の外周
を包囲するように配置された流体タンクと、からなるダ
ンパ―であって、前記流体タンクを変形自在に弾性体で
構成し、シリンダ―の底板に吸排孔を形成し、前記弁に
排出孔を形成し、前記ピストンロッドから延びる接続部
材を上部構造に枢軸すると共に前記シリンダ―の底板か
ら延びる接続部材を下部構造に枢軸するようにしたこと
を特徴とする免震構造。
1. A seismic isolation structure comprising an isolator and a damper interposed between an upper structure and a lower structure,
A cylinder, a piston sliding on the inner surface of the cylinder, a piston rod extending from the piston, a valve attached to the bottom surface of the cylinder, and a fluid tank arranged to surround the outer periphery of the cylinder A connection member extending from the piston rod, wherein the fluid tank is formed of an elastic body so as to be freely deformable, a suction hole is formed in a bottom plate of the cylinder, a discharge hole is formed in the valve, and And a connecting member extending from the bottom plate of the cylinder is pivoted to the lower structure.
【請求項2】 前記アイソレ―タの中心部にダンパ―を
配置したことを特徴とする請求項1記載の免震構造。
2. The seismic isolation structure according to claim 1, wherein a damper is disposed at a center of said isolator.
【請求項3】 上部構造と下部構造との間に介装される
アイソレ―タとダンパ―とからなる免震構造において、
ゴム板と中間鋼板とを積層してなるアイソレ―タであっ
て、前記各中間鋼板内で前記ゴム板を複数の分割体に構
成し、該分割されたゴム板を前記中間鋼板の周辺で中間
鋼板の中心部に対してそれぞれ対向する部位に配置した
ことを特徴とする免震構造。
3. A seismic isolation structure comprising an isolator and a damper interposed between an upper structure and a lower structure,
An isolator formed by laminating a rubber plate and an intermediate steel plate, wherein the rubber plate is formed into a plurality of divided bodies in each of the intermediate steel plates, and the divided rubber plate is intermediately disposed around the intermediate steel plate. A seismic isolation structure characterized by being placed at locations facing the center of a steel plate.
【請求項4】 前記分割された各ゴム板の近傍に鋼球を
配置し、該鋼球の中央部に位置する中間鋼板にガイドホ
―ルを形成して該鋼球を保持させ且つ鋼球の上部或は下
部の中間鋼板に該鋼球のポジションホ―ルを形成したこ
とを特徴とする請求項3記載の免震構造。
4. A steel ball is arranged in the vicinity of each of the divided rubber plates, and a guide hole is formed on an intermediate steel plate located at a central portion of the steel ball so as to hold the steel ball. 4. The seismic isolation structure according to claim 3, wherein a position ball of said steel ball is formed on an upper or lower intermediate steel plate.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114135630A (en) * 2021-12-10 2022-03-04 武汉理工大学 Quasi-zero stiffness vibration isolator for adjusting balance position by combining air bag and electromagnetism

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