JP2007113771A - Base isolation device and method of manufacturing base isolation device - Google Patents

Base isolation device and method of manufacturing base isolation device Download PDF

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雫  孝久
Takashi Yokoi
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a base isolation device having damping property equal to or more excellent than the prior art without harmful effects on environments. <P>SOLUTION: An outer laminated body 16 is formed by alternately laminating a plurality of elastically deformable rubber rings 18 and a plurality of metal rings 20 for maintaining the rigidity. Wire materials 22A, 24A having rectangular cross-sectional shapes are formed into elastically deformable spiral coil springs 22, 24 having outer diameters different from each other. The coil springs 22, 24 are arranged in the outer laminated body 16. Each metal ring 20 is provided with a through hole 40 having a shape in conformity with the shapes of the corresponding parts of the coil springs 22, 24 so that a spiral hole 42 corresponding to the overall shape of the coil springs 22, 24 exists at the central portion of the outer laminated body 16. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、環境に負荷を与えずに従来と同等以上の制振特性を有する免震装置及びこのような免震装置を製造する免震装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a seismic isolation device having a vibration damping characteristic equal to or higher than that of a conventional one without giving a load to the environment, and a method of manufacturing the seismic isolation device for manufacturing such a seismic isolation device.

従来より、地震の揺れを低減する為に、建築物とこの建築物を支持する地盤との間に配置される免震装置が知られている。そして、この免震装置は、ゴム板と積層板とを積層した積層ゴムだけでなく、揺れに伴う振動を抑える為の制振合金をも構成部材としていて、これらの部材の複合的な作用で地震の揺れを低減し、建築物側に地震の揺れを伝達し難くしていた。   2. Description of the Related Art Conventionally, seismic isolation devices are known that are arranged between a building and the ground that supports the building in order to reduce earthquake shaking. This seismic isolation device is composed not only of a laminated rubber obtained by laminating a rubber plate and a laminated plate, but also a damping alloy for suppressing vibrations caused by shaking, and the combined action of these members. It reduced the shaking of the earthquake and made it difficult to transmit the shaking of the earthquake to the building side.

しかし、従来の免震装置の制振合金として、制振特性の面から一般に鉛材が使用されていたが、環境面への配慮が近年重要視されるのに伴い、他の材料に置き換えることが検討されるようになった。   However, lead materials are generally used as damping alloys for conventional seismic isolation devices from the standpoint of damping characteristics. However, as environmental considerations have become increasingly important in recent years, they should be replaced with other materials. Began to be considered.

この為、鉛材による制振合金の替わりに、十分な制振効果を得られるように例えば線材の断面形状が円形とされる通常のコイルバネを積層ゴム内に入れて、減衰力を生じさせる構造とした下記の特許文献1の免震装置が考えられるようになった。
特開平11−270621公報
For this reason, instead of using a damping material made of lead material, a structure in which a normal coil spring having a circular cross-sectional shape is inserted into a laminated rubber so as to obtain a sufficient damping effect and a damping force is generated. The following seismic isolation device of Patent Document 1 has been considered.
JP-A-11-270621

以上より、免震装置に採用される制振合金として、環境に負荷を与えずに従来の制振合金と同等以上の制振特性を有するものを開発する必要が生じていた。しかし、線材の断面形状が円形とされる通常のコイルバネを採用した特許文献1の免震装置では、必要な大きさの減衰量が十分には得られなかった。   From the above, it has become necessary to develop a damping alloy used in a seismic isolation device that has a damping characteristic equal to or higher than that of a conventional damping alloy without imposing a load on the environment. However, in the seismic isolation device of Patent Document 1 that employs a normal coil spring in which the cross-sectional shape of the wire is circular, a sufficient amount of attenuation cannot be obtained.

従って、減衰量を大きくする為にコイルバネの線材の径である線径を大きくすることが考えられるが、単純に線径を大きくした場合には剛性が高くなり過ぎて、積層ゴムの構成部品としてコイルバネの外周側に配置される積層板を破壊する虞を有していた。この為、コイルバネの線径を単に大きくするという手法は採用できなかった。   Therefore, it is conceivable to increase the wire diameter, which is the diameter of the coil spring wire, in order to increase the amount of attenuation. However, if the wire diameter is simply increased, the rigidity becomes too high, and as a component of laminated rubber There was a possibility of destroying the laminated plate arranged on the outer peripheral side of the coil spring. For this reason, the method of simply increasing the wire diameter of the coil spring cannot be adopted.

この一方、通常のコイルバネを採用した場合には、水平方向の変位が免震装置に加わるのに伴いコイルバネが変形するが、例えば初回の大きな変位において、積層ゴム内で回転力が発生してコイルバネが潰れてしまう虞があった。つまり、大きな変位により免震装置内でコイルバネが潰れて倒れた場合には、免震装置により生じる減衰力が低下し、この結果として、安定した制振性能を維持できず、十分な制振効果が得られない欠点を有していた。
本発明は上記事実を考慮し、環境に負荷を与えずに従来と同等以上の制振特性を有する免震装置及び免震装置の製造方法を提供することが目的である。
On the other hand, when a normal coil spring is adopted, the coil spring is deformed as a horizontal displacement is applied to the seismic isolation device. For example, in the first large displacement, a rotational force is generated in the laminated rubber and the coil spring is deformed. There was a possibility that would collapse. In other words, if the coil spring collapses and falls within the seismic isolation device due to a large displacement, the damping force generated by the seismic isolation device decreases, and as a result, stable damping performance cannot be maintained and sufficient damping effect is achieved. Has a disadvantage that cannot be obtained.
In view of the above facts, an object of the present invention is to provide a seismic isolation device having a vibration control characteristic equal to or higher than that of a conventional one without giving a load to the environment, and a method for manufacturing the seismic isolation device.

請求項1に係る免震装置は、弾性を有した外側弾性板と剛性を有した外側硬質板とが交互に積層された形の外側積層体と、
外側積層体内に配置される金属製のコイルバネと、
を有する免震装置であって、
各外側弾性板及び各外側硬質板にコイルバネの対応する部分の形状に合わせた形の貫通穴をそれぞれ設けて、コイルバネの全体形状に対応した螺旋状の穴部が外側積層体に存在していることを特徴とする。
The seismic isolation device according to claim 1 includes an outer laminated body in a form in which outer elastic plates having elasticity and outer hard plates having rigidity are alternately laminated,
A metal coil spring disposed in the outer laminate;
A seismic isolation device having
Each outer elastic plate and each outer hard plate are each provided with a through hole having a shape corresponding to the shape of the corresponding portion of the coil spring, and a spiral hole portion corresponding to the entire shape of the coil spring exists in the outer laminate. It is characterized by that.

請求項1に係る免震装置の作用を以下に説明する。
本請求項の免震装置によれば、弾性を有した外側弾性板と剛性を有した外側硬質板とが交互に積層された形の外側積層体内に、金属製のコイルバネが配置されている。但し、各外側弾性板及び各外側硬質板に、コイルバネの対応する部分の形状に合わせた形の貫通穴がそれぞれ設けられているのに伴い、上記の外側積層体にコイルバネの全体形状に対応した螺旋状の穴部が存在する構成となっている。
The operation of the seismic isolation device according to claim 1 will be described below.
According to the seismic isolation device of this claim, the metal coil spring is disposed in the outer laminated body in which the outer elastic plate having elasticity and the outer hard plate having rigidity are alternately laminated. However, each outer elastic plate and each outer hard plate are provided with through holes having a shape corresponding to the shape of the corresponding portion of the coil spring, so that the outer laminated body corresponds to the overall shape of the coil spring. It has a configuration in which a spiral hole exists.

つまり、本請求項では、免震装置に水平方向の変位が入力されるのに伴い、外側積層体及び金属製のコイルバネが変位の入力に合わせて変形するものの、この際に、コイルバネの対応する部分の形状に合わせた形の貫通穴が各外側弾性板だけでなく、各外側硬質板にもそれぞれ設けられていることで、コイルバネの線材が各外側硬質板の貫通穴の内周面によって拘束されて、コイルバネの倒れをこの外側硬質板により防止できるようになる。   In other words, in this claim, as the horizontal displacement is input to the seismic isolation device, the outer laminated body and the metal coil spring are deformed in accordance with the input of the displacement. Through-holes that match the shape of the part are provided not only on each outer elastic plate, but also on each outer hard plate, so that the coil spring wire is constrained by the inner peripheral surface of the through-hole on each outer hard plate Thus, the outer hard plate can prevent the coil spring from falling down.

この結果、免震装置に大きな水平方向の変位が加わっても、コイルバネが潰れることが確実になくなるので、繰り返し変位後においても安定した制振性能を発揮して、制振性を安定的に保つことができる。従って、本請求項に係る免震装置によれば、地震が生じた場合でも、相互に並列的に配置されてそれぞれ弾性変形する外側積層体とコイルバネとの間の複合的な作用で確実に地震の揺れを低減し、建築物側に地震の揺れが伝達され難くなる。   As a result, even if a large horizontal displacement is applied to the seismic isolation device, the coil spring is reliably prevented from being crushed, so that stable damping performance is exhibited even after repeated displacement, and the damping performance is kept stable. be able to. Therefore, according to the seismic isolation device according to the present claim, even in the event of an earthquake, the earthquake is reliably caused by the combined action between the outer laminated body and the coil spring that are arranged in parallel to each other and elastically deformed. The shaking of the earthquake is reduced and it becomes difficult to transmit the shaking of the earthquake to the building side.

以上より、本請求項に係る免震装置は、金属製のコイルバネを単に外側積層体内に配置するだけでなく、各外側硬質板の貫通穴の内周面によってこのコイルバネの線材が拘束されて、コイルバネの動きを拘束し得るようになっている。従って、鉛材を用いずとも上記のような制振特性を得られるようになる為、環境に負荷を与えずに従来の免震装置と同等以上の制振特性を有するようになった。   From the above, the seismic isolation device according to the present invention is not limited to simply arranging the metal coil spring in the outer laminated body, but the wire material of the coil spring is restrained by the inner peripheral surface of the through hole of each outer hard plate, The movement of the coil spring can be restricted. Therefore, since the vibration damping characteristics as described above can be obtained without using a lead material, the vibration damping characteristics are equal to or higher than those of conventional seismic isolation devices without giving a load to the environment.

請求項2に係る免震装置の作用を以下に説明する。
本請求項では請求項1と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、コイルバネが、線材の断面形状をそれぞれ四角形とすると共に相互に外径が異なった複数のコイルバネとされるという構成を有している。
The operation of the seismic isolation device according to claim 2 will be described below.
The present invention has the same configuration as that of the first aspect and operates in the same manner. Further, the coil spring is a plurality of coil springs each having a rectangular cross-sectional shape and different outer diameters. It has a configuration.

つまり、本請求項では、免震装置に水平方向の変位が入力されるのに伴い、線材の断面形状を四角形として相互に外径が異なった複数のコイルバネそれぞれが変位の入力に合わせて変形するものの、この際に、断面形状を四角形とした線材の隣り合った面同士が接触するので、互いの線材が拘束仕合うようになる。この為、互いの線材が拘束仕合ってコイルバネの動きを拘束するので、コイルバネの倒れを自己防止できるようになる。   In other words, according to the present claim, as the horizontal displacement is input to the seismic isolation device, each of the plurality of coil springs having a rectangular cross-sectional shape and different outer diameters is deformed in accordance with the input of the displacement. However, at this time, the adjacent surfaces of the wire rods having a quadrangular cross-sectional shape come into contact with each other, so that the wire rods are restrained. For this reason, since the mutual wire rods are restrained and restrain the movement of the coil spring, the coil spring can be prevented from falling down.

この結果、免震装置に大きな水平方向の変位が加わっても、コイルバネが潰れることが一層確実になくなるので、繰り返し変位後においてもより安定した制振性能を発揮して、制振性を安定的に保つことができる。   As a result, even if a large horizontal displacement is applied to the seismic isolation device, the coil spring is more reliably prevented from being crushed. Therefore, more stable damping performance is exhibited even after repeated displacement, and the damping performance is stable. Can be kept in.

以上より、本請求項に係る免震装置によれば、コイルバネを線材の断面形状を四角形とした相互に外径が異なった複数のコイルバネとしたことで、確実に地震の揺れが低減されて建築物側に地震の揺れが伝達され難くなる効果が増して、請求項1による作用を一層確実に奏するようになる。   As described above, according to the seismic isolation device of the present invention, the coil spring is a plurality of coil springs having a square cross-sectional shape of the wire material and different outside diameters, so that the earthquake vibration is reliably reduced and the building is constructed. The effect of making it difficult for earthquake vibration to be transmitted to the object side is increased, and the operation according to claim 1 can be more reliably achieved.

請求項3に係る免震装置の作用を以下に説明する。
本請求項では請求項2と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、複数のコイルバネが同軸状に組み合わされて外側積層体内に配置されたという構成を有している。つまり、複数のコイルバネが相互に同軸状に組み合わされて外側積層体内に配置されることから、外側積層体内の小さな空間であっても、ばね定数が比較的大きなコイルバネを空間を最大限利用して複数配置できるようになり、これに伴って同一体積の空間内により多くのコイルバネを配置できるようになる。
The effect | action of the seismic isolation apparatus which concerns on Claim 3 is demonstrated below.
The present invention has the same configuration as that of the second embodiment and operates in the same manner, but further has a configuration in which a plurality of coil springs are coaxially combined and arranged in the outer laminated body. That is, since a plurality of coil springs are coaxially combined with each other and arranged in the outer laminated body, even in a small space in the outer laminated body, a coil spring having a relatively large spring constant is utilized to the maximum extent. A plurality of coil springs can be arranged, and as a result, more coil springs can be arranged in a space of the same volume.

そして、複数のコイルバネが同軸状に組み合わされて配置されることから、1本当たりのコイルバネの長さが短くなるのに伴って、各コイルバネのばね定数が上昇するようになる。さらに、コイルバネの重ね合わされる本数の変更により、必要な減衰力に合わせて、各コイルバネのばね定数を加え合わせた形の見かけのばね定数を容易に調節できるようにもなる。   Since a plurality of coil springs are coaxially combined and arranged, the spring constant of each coil spring increases as the length of one coil spring decreases. Furthermore, by changing the number of coil springs to be superimposed, the apparent spring constant of the form in which the spring constants of the coil springs are added can be easily adjusted according to the required damping force.

請求項4に係る免震装置の作用を以下に説明する。
本請求項では請求項2と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、コイルバネを構成する線材の断面形状が、コイルバネの径方向を長辺とする長方形とされたという構成を有している。
The effect | action of the seismic isolation apparatus which concerns on Claim 4 is demonstrated below.
The present invention has the same configuration as that of the second aspect and operates in the same manner, but further has a configuration in which the cross-sectional shape of the wire constituting the coil spring is a rectangle having a long side in the radial direction of the coil spring. is doing.

つまり、線材の断面形状を四角形の内の特にコイルバネの径方向を長辺とする長方形としたことで、断面形状を長方形とした線材の隣り合った面同士がより確実に接触するので、複数のコイルバネの互いの線材が拘束仕合って、コイルバネの倒れを一層確実に自己防止できるようになる。   In other words, by making the cross-sectional shape of the wire rod a rectangle whose long side is the radial direction of the coil spring, in particular, the adjacent surfaces of the wire rod having a cross-sectional shape of a rectangular shape are more reliably in contact with each other. The mutual wire rods of the coil springs are restrained and can prevent the coil springs from falling down more reliably.

請求項5に係る免震装置の作用を以下に説明する。
本請求項では請求項1と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、コイルバネを構成する線材が双晶の金属材料で形成されたという構成を有している。つまり、本請求項では、弾性変形可能な螺旋状のコイルバネを構成する線材が双晶の金属材料により形成されるのに伴い、このコイルバネを構成する双晶の金属材料に予歪みが与えられることになるので、引張力や剪断力が加わった際に、単純な双晶の合金と比較してもばね定数が低くなると共に減衰係数が高くなり、従来の制振合金と同等以上の大きな制振特性を有するようになる。
The operation of the seismic isolation device according to claim 5 will be described below.
The present invention has the same configuration as that of the first embodiment and operates in the same manner, but further has a configuration in which the wire constituting the coil spring is formed of a twinned metal material. In other words, in this claim, as the wire constituting the helical coil spring that can be elastically deformed is formed of a twin metal material, the twin metal material constituting the coil spring is prestrained. Therefore, when a tensile force or shear force is applied, the spring constant becomes lower and the damping coefficient becomes higher than that of a simple twin alloy. It has characteristics.

請求項6に係る免震装置の作用を以下に説明する。
本請求項では請求項5と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、Cu−Al−Mn合金、Mg−Zr合金、Mn−Cu合金、Mn−Cu−Ni−Fe合金、Cu−Al−Ni合金、Ti−Ni合金、Al−Zn合金、Cu−Zn−Al合金、Mg合金、Cu−Al−Co合金、Cu−Al−Mn−Ni合金、Cu−Al−Mn−Co合金、Cu−Si合金、Fe−Mn−Si合金、Fe−Ni−Co−Ti合金、Fe−Ni−C合金、Fe−Cr−Ni−Mn−Si−Co合金、Ni−Al合金、SUS304の内の何れかを双晶の金属材料として使用するという構成を有している。
The operation of the seismic isolation device according to claim 6 will be described below.
This claim has the same configuration as that of claim 5 and operates in the same manner, but further includes a Cu—Al—Mn alloy, a Mg—Zr alloy, a Mn—Cu alloy, a Mn—Cu—Ni—Fe alloy, Cu -Al-Ni alloy, Ti-Ni alloy, Al-Zn alloy, Cu-Zn-Al alloy, Mg alloy, Cu-Al-Co alloy, Cu-Al-Mn-Ni alloy, Cu-Al-Mn-Co alloy , Cu-Si alloy, Fe-Mn-Si alloy, Fe-Ni-Co-Ti alloy, Fe-Ni-C alloy, Fe-Cr-Ni-Mn-Si-Co alloy, Ni-Al alloy, SUS304 Any one of the above is used as a twinned metal material.

つまり、これらの金属の内の何れかが、コイルバネを構成する線材を形成する為の双晶の金属材料として使用されることで、環境に負荷を与えずに従来と同等以上の制振特性を有するコイルバネがより確実に得られるようになる。   In other words, any one of these metals is used as a twinned metal material for forming the wire constituting the coil spring, so that vibration suppression characteristics equal to or higher than those of conventional ones can be obtained without giving a load to the environment. The coil spring which has can be obtained more reliably.

請求項7に係る免震装置の作用を以下に説明する。
本請求項では請求項1と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、外側積層体の端部に支持部材が配置され、コイルバネの対応する部分の形状に合わせた形の溝部が、この支持部材に形成されるという構成を有している。
The operation of the seismic isolation device according to claim 7 will be described below.
In this claim, it has the same configuration as in claim 1 and operates in the same way, but further, a support member is arranged at the end of the outer laminate, and a groove portion shaped to match the shape of the corresponding portion of the coil spring is provided. The support member is configured to be formed.

つまり、コイルバネの端部とこの端部に対向する免震装置の部分である支持部材との間が拘束されていない場合、コイルバネの変形が免震装置の変位に適切に追従できないおそれが生じる。この結果、応力歪み曲線のヒステリシスが充分な大きさにならず、高い減衰特性が得られないことが考えられた。   That is, when the space between the end portion of the coil spring and the support member that is the portion of the seismic isolation device facing the end portion is not constrained, there is a possibility that the deformation of the coil spring cannot appropriately follow the displacement of the seismic isolation device. As a result, it was considered that the hysteresis of the stress-strain curve did not become sufficiently large and high attenuation characteristics could not be obtained.

従って、本請求項では、コイルバネの対応する部分の形状に合わせた形の溝部に、コイルバネの端部を挿入して支持部材に固定することで、コイルバネの端部を機械的に支持部材に拘束して、免震装置の変位にコイルバネの変形を強制的に追従させるようにした。この結果として、本請求項の免震装置によれば、コイルバネの動きをより確実に拘束することで、より一層高い減衰特性が得られるようになった。   Therefore, in this claim, the end of the coil spring is mechanically constrained to the support member by inserting the end of the coil spring into the groove having a shape corresponding to the shape of the corresponding portion of the coil spring and fixing it to the support member. Thus, the deformation of the coil spring is forced to follow the displacement of the seismic isolation device. As a result, according to the seismic isolation device of the present claim, a higher damping characteristic can be obtained by more reliably restraining the movement of the coil spring.

請求項8に係る免震装置の作用を以下に説明する。
本請求項では請求項1と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、外側積層体に設けられた螺旋状の穴部内に、外側弾性板より硬質の拘束用部材が充填されるという構成を有している。
The operation of the seismic isolation device according to claim 8 will be described below.
The present invention has the same configuration as that of the first aspect and operates in the same manner, but further, a restraining member harder than the outer elastic plate is filled in the spiral hole provided in the outer laminated body. It has the structure of.

つまり、本請求項では、外側弾性板より硬質の拘束用部材を螺旋状の穴部内に充填したことで、螺旋状の穴部内に配置されるコイルバネと穴部との間の隙間がこの拘束用部材により埋まるだけでなく、この拘束用部材を外側弾性板より硬質にしたことで、この穴部内でのコイルバネのがたつきが確実に無くなり、コイルバネの変形を免震装置の変位により確実に追従させることが可能となった。この結果として、本請求項の免震装置でも、より一層高い減衰特性が得られるようになった。   In other words, according to the present invention, the constraining member harder than the outer elastic plate is filled in the spiral hole, so that the gap between the coil spring disposed in the spiral hole and the hole is used for the restraint. In addition to being buried by the member, the restraining member is made harder than the outer elastic plate, so that the rattling of the coil spring in the hole is surely eliminated, and the deformation of the coil spring is reliably followed by the displacement of the seismic isolation device. It became possible to make it. As a result, even with the seismic isolation device according to the present claims, even higher damping characteristics can be obtained.

請求項9に係る免震装置の製造方法は、剛性を有した外側硬質板を、コイルバネの対応する部分の形状に合わせた形の貫通穴が設けられつつ、複数枚作製し、
次に、外側硬質板の貫通穴をコイルバネの形とされる螺旋状の穴部が存在する形に配置するように、外側硬質板と外側弾性板になり得る弾性素材とを交互に複数枚ずつ積層して外側積層体を形成し、
この後、コイルバネを螺旋状の穴部に沿って外側積層体内に挿入することを特徴とする。
The manufacturing method of the seismic isolation device according to claim 9 is to produce a plurality of rigid outer rigid plates while providing through holes in a shape that matches the shape of the corresponding part of the coil spring,
Next, a plurality of outer hard plates and elastic materials that can become outer elastic plates are alternately arranged so that the through holes of the outer hard plate are arranged in the form of spiral holes that are in the form of coil springs. Laminate to form an outer laminate,
Thereafter, the coil spring is inserted into the outer laminated body along the spiral hole.

請求項9に係る免震装置の製造方法の作用を以下に説明する。
本請求項の免震装置の製造方法によれば、コイルバネの対応する部分の形状に合わせた形の貫通穴が設けられた外側硬質板を複数枚作製した後、外側硬質板と外側弾性板になり得る弾性素材とを交互に複数枚ずつ積層して外側積層体を形成する。更にこの後、コイルバネを螺旋状の穴部に沿って外側積層体内に挿入することで、免震装置が完成される。
The effect | action of the manufacturing method of the seismic isolation apparatus which concerns on Claim 9 is demonstrated below.
According to the manufacturing method of the seismic isolation device of this claim, after producing a plurality of outer hard plates provided with through holes having a shape corresponding to the shape of the corresponding part of the coil spring, the outer hard plate and the outer elastic plate are formed. An outer laminate is formed by alternately laminating a plurality of possible elastic materials. Thereafter, the seismic isolation device is completed by inserting a coil spring along the spiral hole into the outer laminated body.

そして、本請求項では、外側硬質板と外側弾性板になり得る弾性素材とを交互に複数枚ずつ積層する際に、外側硬質板の貫通穴をコイルバネの形とされる螺旋状の穴部が存在する形に、配置することにした。従って、完成された免震装置に水平方向の変位が入力された場合、外側積層体及び金属製のコイルバネが変位の入力に合わせて変形するものの、この際に、コイルバネの対応する部分の形状に合わせた形の貫通穴が各外側硬質板にそれぞれ設けられている為、コイルバネの線材が各外側硬質板の貫通穴の内周面によって拘束されて、コイルバネの倒れをこの外側硬質板により防止できるようになる。   In this claim, when the outer hard plate and the elastic material that can become the outer elastic plate are alternately laminated, a spiral hole portion in which the through hole of the outer hard plate is formed into a coil spring is formed. I decided to place it in the existing form. Therefore, when a horizontal displacement is input to the completed seismic isolation device, the outer laminated body and the metal coil spring are deformed in accordance with the input of the displacement, but at this time, the shape of the corresponding part of the coil spring is changed. Since the combined through holes are provided in each outer hard plate, the coil spring wire is restrained by the inner peripheral surface of the through hole of each outer hard plate, and the coil spring can be prevented from falling over by this outer hard plate. It becomes like this.

以上より、本請求項により完成された免震装置は、請求項1と同様に各外側硬質板の貫通穴の内周面によってコイルバネの線材が拘束されて、コイルバネの動きを拘束し得るようになる。従って、鉛材を用いずとも請求項1と同様の制振特性を得られるようになる為、環境に負荷を与えずに従来の免震装置と同等以上の制振特性を有する免震装置となる。   From the above, the seismic isolation device completed according to the present claim can restrain the movement of the coil spring by restraining the wire of the coil spring by the inner peripheral surface of the through hole of each outer hard plate as in the first aspect. Become. Therefore, since it becomes possible to obtain the vibration damping characteristics similar to those of claim 1 without using a lead material, the seismic isolation apparatus having a vibration damping characteristic equivalent to or higher than that of a conventional seismic isolation apparatus without giving a load to the environment. Become.

請求項10に係る免震装置の製造方法の作用を以下に説明する。
本請求項では請求項9と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、コイルバネを外側積層体の螺旋状の穴部に沿って挿入した後に、弾性素材を加硫成形して、この弾性素材を外側弾性板としたという構成を有している。つまり、本請求項では、例えば外側弾性板をゴム材により形成する場合には、未加硫のゴム材が加硫成形されて、外側弾性板として確実に機能するようになる。
The effect | action of the manufacturing method of the seismic isolation apparatus which concerns on Claim 10 is demonstrated below.
In this claim, it has the same configuration as in claim 9 and acts in the same way, but after inserting the coil spring along the spiral hole of the outer laminate, the elastic material is vulcanized and molded, This elastic material is configured as an outer elastic plate. That is, in the present claim, for example, when the outer elastic plate is formed of a rubber material, the unvulcanized rubber material is vulcanized and molded to function reliably as the outer elastic plate.

請求項11に係る免震装置の製造方法の作用を以下に説明する。
本請求項では請求項9と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、コイルバネを外側積層体の螺旋状の穴部に沿って挿入した後に、弾性素材を加硫成形して、この弾性素材を外側弾性板とすると共に、外側弾性板より硬質の拘束用部材を螺旋状の穴部内のコイルバネとの間の隙間に充填するという構成を有している。
The effect | action of the manufacturing method of the seismic isolation apparatus which concerns on Claim 11 is demonstrated below.
In this claim, it has the same configuration as in claim 9 and acts in the same way, but after inserting the coil spring along the spiral hole of the outer laminate, the elastic material is vulcanized and molded, The elastic material is used as an outer elastic plate, and a constraining member harder than the outer elastic plate is filled in a gap between the coil spring in the spiral hole.

つまり、本請求項では、免震装置の製造の最終段階において、外側弾性板より硬質の拘束用部材を螺旋状の穴部内に充填したことで、この製造方法により製造された免震装置では、請求項8と同様により一層高い減衰特性が得られるようになった。   In other words, in this claim, in the final stage of manufacturing the seismic isolation device, by filling the helical hole with a restraining member harder than the outer elastic plate, in the seismic isolation device manufactured by this manufacturing method, As in the eighth aspect, higher attenuation characteristics can be obtained.

請求項12に係る免震装置の製造方法は、剛性を有した外側硬質板を、コイルバネの対応する部分の形状に合わせた形の貫通穴が設けられつつ、複数枚作製し、
次に、コイルバネの周囲に、外側硬質板と外側弾性板になり得る弾性素材とを交互に複数枚ずつ積層して、コイルバネを内蔵した形の外側積層体を形成することを特徴とする。
The manufacturing method of the seismic isolation device according to claim 12 is to produce a plurality of rigid outer rigid plates while providing through holes in a shape that matches the shape of the corresponding part of the coil spring,
Next, a plurality of outer hard plates and an elastic material that can be an outer elastic plate are alternately stacked around the coil spring to form an outer laminated body having a built-in coil spring.

請求項12に係る免震装置の製造方法の作用を以下に説明する。
本請求項の免震装置の製造方法によれば、コイルバネの対応する部分の形状に合わせた形の貫通穴が設けられた外側硬質板を複数枚作製した後、コイルバネの周囲に、この剛性を有した外側硬質板と外側弾性板になり得る弾性素材とを交互に複数枚ずつ積層することで、免震装置が完成される。
The effect | action of the manufacturing method of the seismic isolation apparatus which concerns on Claim 12 is demonstrated below.
According to the method for manufacturing a seismic isolation device of this claim, after producing a plurality of outer hard plates provided with through holes having a shape corresponding to the shape of the corresponding portion of the coil spring, this rigidity is provided around the coil spring. The seismic isolation device is completed by alternately laminating a plurality of outer hard plates and elastic materials that can become outer elastic plates.

そして、本請求項では、コイルバネの周囲に外側硬質板と外側弾性板になり得る弾性素材とを交互に複数枚ずつ積層することで、コイルバネの形とされる螺旋状の穴部が存在する形に、外側硬質板の貫通穴が配置されつつ、コイルバネが内蔵された外側積層体が形成されることになる。   According to the present invention, a spiral hole that is formed in the shape of a coil spring is formed by alternately laminating a plurality of outer hard plates and an elastic material that can be an outer elastic plate around the coil spring. In addition, the outer laminated body in which the coil spring is incorporated is formed while the through hole of the outer hard plate is disposed.

従って、完成された免震装置に水平方向の変位が入力された場合、外側積層体及び金属製のコイルバネが変位の入力に合わせて変形するものの、この際に、コイルバネの対応する部分の形状に合わせた形の貫通穴が各外側硬質板にそれぞれ設けられている為、コイルバネの線材が各外側硬質板の貫通穴の内周面によって拘束されて、コイルバネの倒れをこの外側硬質板により防止できるようになる。   Therefore, when a horizontal displacement is input to the completed seismic isolation device, the outer laminated body and the metal coil spring are deformed in accordance with the input of the displacement, but at this time, the shape of the corresponding part of the coil spring is changed. Since the combined through holes are provided in each outer hard plate, the coil spring wire is restrained by the inner peripheral surface of the through hole of each outer hard plate, and the coil spring can be prevented from falling over by this outer hard plate. It becomes like this.

以上より、本請求項により完成された免震装置は、請求項1と同様に各外側硬質板の貫通穴の内周面によってコイルバネの線材が拘束されて、コイルバネの動きを拘束し得るようになる。従って、請求項10と同様に環境に負荷を与えずに従来の免震装置と同等以上の制振特性を有する免震装置となる。   From the above, the seismic isolation device completed according to the present claim can restrain the movement of the coil spring by restraining the wire of the coil spring by the inner peripheral surface of the through hole of each outer hard plate as in the first aspect. Become. Therefore, as in the case of claim 10, the seismic isolation device has a vibration control characteristic equal to or higher than that of the conventional seismic isolation device without giving a load to the environment.

請求項13に係る免震装置の製造方法の作用を以下に説明する。
本請求項では請求項12と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、コイルバネを内蔵した形の外側積層体を形成した後に、弾性素材を加硫成形して、弾性素材を外側弾性板としたという構成を有している。つまり、本請求項では、請求項10と同様に例えば外側弾性板をゴム材により形成する場合には、未加硫のゴム材が加硫成形されて、外側弾性板として確実に機能するようになる。
The effect | action of the manufacturing method of the seismic isolation apparatus which concerns on Claim 13 is demonstrated below.
The present invention has the same configuration as that of the twelfth aspect and operates in the same manner. However, after forming the outer laminated body having a built-in coil spring, the elastic material is vulcanized and the elastic material is placed outside. It has a configuration of an elastic plate. That is, in the present claim, as in the case of the tenth aspect, when the outer elastic plate is formed of a rubber material, for example, the unvulcanized rubber material is vulcanized and molded so as to function reliably as the outer elastic plate. Become.

請求項14に係る免震装置の製造方法の作用を以下に説明する。
本請求項では請求項12と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、コイルバネを内蔵した形の外側積層体を形成した後に、弾性素材を加硫成形して、弾性素材を外側弾性板とすると共に、外側弾性板より硬質の拘束用部材を外側積層体内のコイルバネとの間の隙間に充填するという構成を有している。
The effect | action of the manufacturing method of the seismic isolation apparatus which concerns on Claim 14 is demonstrated below.
The present invention has the same configuration as that of the twelfth aspect and operates in the same manner. However, after forming the outer laminated body having a built-in coil spring, the elastic material is vulcanized and the elastic material is placed outside. In addition to the elastic plate, the constraining member harder than the outer elastic plate is filled in the gap between the coil spring in the outer laminated body.

つまり、本請求項では、免震装置の製造の最終段階において、外側弾性板より硬質の拘束用部材を外側積層体内に充填したことで、この製造方法により製造された免震装置でも、請求項8と同様により一層高い減衰特性が得られるようになった。   That is, in this claim, even in the final stage of manufacturing the seismic isolation device, the seismic isolation device manufactured by this manufacturing method by filling the outer laminated body with a restraining member harder than the outer elastic plate is also claimed. As in the case of FIG. 8, higher attenuation characteristics can be obtained.

以上説明したように本発明の上記構成によれば、環境に負荷を与えずに従来と同等以上の制振特性を有する免震装置及び免震装置の製造方法を提供できるという優れた効果を有する。   As described above, according to the above-described configuration of the present invention, there is an excellent effect that it is possible to provide a seismic isolation device having a damping characteristic equal to or higher than that of the conventional one without giving a load to the environment and a method for manufacturing the seismic isolation device. .

本発明に係る免震装置及びその製造方法の第1の実施の形態を図1から図6に基づき説明する。図1に示すように、本発明の第1の実施の形態に係る免震装置10の上下部分をそれぞれ円板状に形成された連結板12、14が構成している。この内の下側の連結板12が地盤と当接し、また上側の連結板14が建築物の下部に当接するような構造になっている。   A first embodiment of a seismic isolation device and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the upper and lower portions of the seismic isolation device 10 according to the first embodiment of the present invention are constituted by connecting plates 12 and 14 each formed in a disc shape. The lower connecting plate 12 is in contact with the ground, and the upper connecting plate 14 is in contact with the lower part of the building.

この免震装置10の中央部には、双晶の金属材料により断面形状を長方形とした線材22Aを弾性変形可能な螺旋状のコイルスプリングの形に形成したコイルバネ22及び、同じく双晶の金属材料により断面形状を長方形とした線材24Aを弾性変形可能な螺旋状のコイルスプリングの形に形成したコイルバネ24が、相互に同軸状に組み合わされて、配置されている。但し、これらコイルバネ22とコイルバネ24とは、相互に外径が異なっていて、コイルバネ22の外径が、コイルバネ24の外径より大きくされている。   In the center portion of the seismic isolation device 10, a coil spring 22 in which a wire rod 22A having a rectangular cross section is formed of a twin metal material in the shape of a spiral coil spring that can be elastically deformed, and a twin metal material are also used. Thus, the coil springs 24 formed in the shape of spiral coil springs that can elastically deform the wire rods 24A having a rectangular cross-sectional shape are arranged so as to be coaxial with each other. However, the coil spring 22 and the coil spring 24 have different outer diameters, and the outer diameter of the coil spring 22 is larger than the outer diameter of the coil spring 24.

つまり、本実施の形態では、これら2つのコイルバネ22、24をそれぞれ構成する線材22A、24Aの断面形状が、四角形の内のコイルバネ22、24の径方向Rを長辺とする長方形とされている。尚、この線材22A、24Aのヤング率は、例えば47GPa程度とされていて、これら2つのコイルバネ22、24のピッチは、相互にほぼ同一とすることが考えられるが、相互に異ならせても良い。   In other words, in the present embodiment, the cross-sectional shapes of the wire rods 22A and 24A constituting the two coil springs 22 and 24, respectively, are rectangles having a long side in the radial direction R of the coil springs 22 and 24 in the quadrangular shape. . The Young's modulus of the wire rods 22A and 24A is, for example, about 47 GPa, and the pitches of the two coil springs 22 and 24 are considered to be substantially the same, but may be different from each other. .

また、これら一対の連結板12、14の間には、円筒状に形成された外側積層体16が配置されている。そして、この外側積層体16は、弾性変形し得る外側弾性板であるゴム製のゴムリング18と、剛性を維持する為の外側硬質板である鋼板等の金属製の金属リング20とが、交互に複数枚ずつ配置された形の構造になっている。   In addition, an outer laminated body 16 formed in a cylindrical shape is disposed between the pair of connecting plates 12 and 14. And this outer laminated body 16 is made up of rubber ring 18 made of rubber that is an outer elastic plate that can be elastically deformed, and metal ring 20 made of metal such as a steel plate that is an outer hard plate for maintaining rigidity. It has a structure in which multiple sheets are arranged in each.

但し、各ゴムリング18及び各金属リング20には、コイルバネ22、24の対応する部分の形状に合わせた形の貫通穴38、40がそれぞれ設けられており、これに伴って、これらコイルバネ22、24の全体形状に対応した螺旋状の穴部である螺旋穴42が、この外側積層体16の中央部に積層方向(図1の矢印Y方向)に沿って存在している。   However, each rubber ring 18 and each metal ring 20 are provided with through-holes 38 and 40 each having a shape corresponding to the shape of the corresponding portion of the coil springs 22 and 24. A spiral hole 42, which is a spiral hole corresponding to the entire shape of 24, is present along the stacking direction (the arrow Y direction in FIG. 1) at the center of the outer stacked body 16.

すなわち、各金属リング20の中央部には、図4に示すように相互に同軸状に形成された大径部40Aと小径部40Bとが存在する貫通穴40が、それぞれ形成されている。そして、各ゴムリング18の中央部にも、相互に同軸状に形成された大径部38Aと小径部38Bとが存在する貫通穴38が、それぞれ形成されることになる。以上の結果として、本実施の形態では、図1に示すように外側積層体16の内周面が、これら複数である二つのコイルバネ22、24の外周面側形状に合わせて凹凸状に形成された構造となっている。   That is, through holes 40 each having a large diameter portion 40A and a small diameter portion 40B formed coaxially with each other are formed at the center of each metal ring 20, as shown in FIG. And the through-hole 38 in which the large diameter part 38A and the small diameter part 38B which were mutually formed coaxially exists also in the center part of each rubber ring 18, respectively. As a result of the above, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the inner peripheral surface of the outer laminated body 16 is formed in a concavo-convex shape in accordance with the outer peripheral surface side shape of the plurality of two coil springs 22, 24. It has a structure.

一方、上記した一対の連結板12、14は、図1に示すように、外側積層体16の上下端にそれぞれ加硫接着されて取り付けられており、また、これら一対の連結板12、14の中心には、それぞれ途中に段部を有した円形の貫通穴12A、14Aが形成されている。但し、これら貫通穴12A、14Aに対応した大きさであって外周側にフランジを有した蓋材32が、ボルト34によるねじ止めによって、一対の連結板12、14にそれぞれ固定されることで、貫通穴12A、14Aがそれぞれ閉鎖されている。   On the other hand, as shown in FIG. 1, the pair of connecting plates 12 and 14 are attached to the upper and lower ends of the outer laminated body 16 by vulcanization bonding. In the center, circular through holes 12A and 14A each having a stepped portion in the middle are formed. However, the lid member 32 having a size corresponding to the through holes 12A and 14A and having a flange on the outer peripheral side is fixed to the pair of connecting plates 12 and 14 by screwing with bolts 34, respectively. The through holes 12A and 14A are closed.

また、これら2つのコイルバネ22、24の内側の中空部28内には、各コイルバネ22、24の動きを外側積層体16の変形に沿う形に拘束し得る硬質ウレタン製の弾性部材26が、配置されている。   An elastic member 26 made of hard urethane that can restrain the movement of the coil springs 22 and 24 along the deformation of the outer laminate 16 is disposed in the hollow portion 28 inside the two coil springs 22 and 24. Has been.

以上より、本実施の形態に係る免震装置10では、弾性変形し得る外側積層体16が、双晶の金属材料により弾性変形可能となるように螺旋状に形成されたコイルバネ22、24と、並列的に配置された構造になっている。そして、コイルバネ22、24の自由な状態での高さは、外側積層体16の高さより高くされており、これに伴って、図1に示す外側積層体16内にコイルバネ22、24が組み付けられた状態では、コイルバネ22、24が圧縮されて予歪みがこのコイルバネ22、24に与えられた形になる。   As described above, in the seismic isolation device 10 according to the present embodiment, the outer laminated body 16 that can be elastically deformed is coil springs 22 and 24 that are spirally formed so as to be elastically deformable by a twinned metal material, The structure is arranged in parallel. And the height in the free state of the coil springs 22 and 24 is made higher than the height of the outer side laminated body 16, and coil springs 22 and 24 are assembled | attached in the outer side laminated body 16 shown in FIG. In this state, the coil springs 22 and 24 are compressed, and a pre-strain is applied to the coil springs 22 and 24.

尚、図2に示すように、免震装置10に組み込まれた状態のコイルバネ22、24の高さHは例えば65mmとされ、コイルバネ22の外径D1が例えば63mmとされ、コイルバネ24の外径D1が例えば44mmとされているが、これら二つのコイルバネ22、24の外径比は、5:4〜5:2.5程度の範囲が適当と考えられる。また、コイルバネ22、24を構成する線材22A、24AのピッチPはそれぞれ例えば12mmとされ、線材22A、24Aの板厚寸法Tはそれぞれ例えば4mmとされ、線材22Aの板幅寸法Dは例えば16mmとされ、線材24Aの板幅寸法Dは例えば12mmとされている。   As shown in FIG. 2, the height H of the coil springs 22 and 24 in the state of being incorporated in the seismic isolation device 10 is, for example, 65 mm, the outer diameter D1 of the coil spring 22 is, for example, 63 mm, and the outer diameter of the coil spring 24 D1 is set to 44 mm, for example, but the outer diameter ratio of these two coil springs 22 and 24 is considered to be appropriate in the range of about 5: 4 to 5: 2.5. The pitches P of the wire rods 22A and 24A constituting the coil springs 22 and 24 are each 12 mm, for example, the plate thickness dimension T of the wire rods 22A and 24A is 4 mm, for example, and the plate width dimension D of the wire rod 22A is 16 mm, for example. The plate width dimension D of the wire rod 24A is, for example, 12 mm.

これに伴って、コイルバネ22、24に水平方向Aの予想される最大変位量が生じた場合でも、コイルバネ22の線材22Aの面とこの線材22Aに隣り合ったコイルバネ24の線材24Aの面とが接触して、線材22A、24Aが互いに拘束仕合うようになる。   As a result, even when the maximum amount of displacement expected in the horizontal direction A occurs in the coil springs 22, 24, the surface of the wire rod 22A of the coil spring 22 and the surface of the wire spring 24A of the coil spring 24 adjacent to the wire rod 22A In contact with each other, the wire rods 22A and 24A come to be restrained.

次に、本実施の形態に係る免震装置10の製造方法の手順を以下に説明する。
この免震装置10を作製する際には、まず断面形状をそれぞれ長方形とした線材22A、24Aでそれぞれ螺旋状で相互に外径の異なる2つのコイルバネ22、24をそれぞれ作製し、Mn−Cu−Ni−Fe合金の場合は、850℃程度の温度で1時間程度保持した後、空冷により徐冷し、また、Cu−Al−Mn−Co合金の場合は、900℃程度の温度で5分間程度保持した後、急冷後再加熱し200℃で15分間程度保持した後、空冷することで、双晶のコイルバネ22、24とすることができる。
Next, the procedure of the method for manufacturing the seismic isolation device 10 according to the present embodiment will be described below.
When the seismic isolation device 10 is manufactured, first, two coil springs 22 and 24 each having a spiral shape and having different outer diameters are manufactured by using wire rods 22A and 24A each having a rectangular cross-sectional shape, and Mn-Cu- In the case of a Ni—Fe alloy, it is held at a temperature of about 850 ° C. for about 1 hour and then slowly cooled by air cooling. In the case of a Cu—Al—Mn—Co alloy, the temperature is about 900 ° C. for about 5 minutes. After being held, rapidly cooled and then reheated, held at 200 ° C. for about 15 minutes, and then cooled by air, whereby twin coil springs 22 and 24 can be obtained.

この一方、剛性を有した金属リング20をプレス加工等により複数枚作製するが、この際、図4(A)に示すように、コイルバネ22、24の対応する部分の形状に合わせた形とされる相互に同軸状に形成された大径部40Aと小径部40Bとが存在する貫通穴40を金属リング20の中央部にそれぞれ設けておくことにする。同様にゴムリング18になり得る弾性素材18Aを複数枚作製するが、この際にも、図4(B)に示すように、大径部38Aと小径部38Bとが存在する貫通穴38を弾性素材18Aの中央部にそれぞれ設けておくことにする。   On the other hand, a plurality of rigid metal rings 20 are produced by pressing or the like. At this time, as shown in FIG. 4A, the shape is adjusted to the shape of the corresponding portions of the coil springs 22 and 24. A through hole 40 having a large-diameter portion 40A and a small-diameter portion 40B that are coaxially formed with each other is provided in the central portion of the metal ring 20, respectively. Similarly, a plurality of elastic materials 18A that can become the rubber ring 18 are produced. At this time, as shown in FIG. 4B, the through hole 38 in which the large diameter portion 38A and the small diameter portion 38B exist is elastically formed. It will be provided respectively in the center of the material 18A.

次に、図5に示すように、金属リング20とゴムリング18になり得る弾性素材18Aとを交互に複数枚ずつ積層して外側積層体16を形成するが、この際には、金属リング20の貫通穴40及び弾性素材18Aの貫通穴38をコイルバネ22、24の形とされる螺旋穴42が存在する形になるように積層する。すなわち、貫通穴40、38の向きが順次ずれるように、各金属リング20と各ゴムリング18を順次旋回して配置しつつ、これら金属リング20及び弾性素材18Aを積層する。そして、外側積層体16の上下に一対の連結板12、14をそれぞれ取り付けるようにする。   Next, as shown in FIG. 5, the outer laminated body 16 is formed by alternately laminating a plurality of metal rings 20 and elastic materials 18 </ b> A that can become rubber rings 18. In this case, the metal ring 20 These through holes 40 and the through holes 38 of the elastic material 18A are laminated so that the spiral holes 42 in the shape of the coil springs 22 and 24 exist. That is, the metal rings 20 and the elastic material 18A are laminated while sequentially turning the metal rings 20 and the rubber rings 18 so that the directions of the through holes 40 and 38 are sequentially shifted. Then, the pair of connecting plates 12 and 14 are respectively attached to the upper and lower sides of the outer laminate 16.

この後、上記のコイルバネ22、24の線材22A、24A間に他方のコイルバネの線材を互いに入り込ませるように、コイルバネ22の線材22A間にこのコイルバネ22より外径の小さいコイルバネ24の線材24Aをねじ込むように組み合わせ、これら組み合わされた状態のコイルバネ22、24を連結板12の貫通穴12Aを通過させて、外側積層体16の中心に存在する螺旋状の螺旋穴42に沿ってねじ込むように挿入する。   Thereafter, the wire rod 24A of the coil spring 24 having an outer diameter smaller than that of the coil spring 22 is screwed between the wire rods 22A of the coil spring 22 so that the wire rod 22A of the other coil spring is inserted between the wire rods 22A and 24A of the coil springs 22 and 24 described above. The coil springs 22 and 24 in the combined state are inserted through the through hole 12A of the connecting plate 12 so as to be screwed along the spiral helix hole 42 present at the center of the outer laminated body 16. .

更に、外側積層体16の上下に一対の連結板12、14を加硫接着するだけでなく、弾性素材18Aを加硫成形して弾性素材18Aをゴムリング18とする。但しこの際、外側積層体16の高さをコイルバネ22、24の高さより低くするように、この外側積層体16を作製する。   Further, not only the pair of connecting plates 12, 14 are vulcanized and bonded to the upper and lower sides of the outer laminate 16, but the elastic material 18 A is vulcanized to form the elastic material 18 A as a rubber ring 18. However, at this time, the outer laminated body 16 is produced so that the height of the outer laminated body 16 is lower than the height of the coil springs 22 and 24.

そして、連結板12に蓋材32をねじ止めして取り付けた状態で、弾性部材26をコイルバネ22、24内に入れて、コイルバネ22、24の内周側の隙間を埋めた状態でこの弾性部材26を配置してから、連結板14に蓋材32をねじ止めして取り付けることで、免震装置10が完成される。このとき、外側積層体16の高さより高く形成されているコイルバネ22、24が、ゴムリング18の弾性力によって外側積層体16と同じ高さとなるように圧縮されることで、圧縮されて予歪みがこのコイルバネ22、24に与えられた状態となる。   The elastic member 26 is inserted into the coil springs 22 and 24 in a state in which the lid 32 is attached to the connecting plate 12 by screwing, and the elastic member 26 is filled in the gap on the inner peripheral side of the coil springs 22 and 24. After arranging 26, the seismic isolation device 10 is completed by screwing and attaching the lid 32 to the connecting plate 14. At this time, the coil springs 22 and 24 formed higher than the height of the outer laminated body 16 are compressed so as to have the same height as the outer laminated body 16 by the elastic force of the rubber ring 18, thereby being compressed and pre-strained. Is given to the coil springs 22 and 24.

次に、本実施の形態に係る免震装置10の作用を以下に説明する。
本実施の形態の免震装置10によれば、弾性を有したゴムリング18と剛性を有した金属リング20とが交互に積層された形の外側積層体16の中心部分に、双晶の金属材料で弾性変形可能な螺旋状にそれぞれ形成されて相互に外径が異なった二つのコイルバネ22、24が、相互に同軸状の形で配置されている。尚、図1及び図2に示すように、これらコイルバネ22、24をそれぞれ構成する線材22A、24Aの断面形状は、四角形の内のコイルバネ22の径方向Rを長辺とする長方形とされている。
Next, the effect | action of the seismic isolation apparatus 10 which concerns on this Embodiment is demonstrated below.
According to the seismic isolation device 10 of the present embodiment, twin metal is formed at the center of the outer laminate 16 in which elastic rubber rings 18 and rigid metal rings 20 are alternately laminated. Two coil springs 22 and 24, each formed in a spiral shape that can be elastically deformed with a material and having different outer diameters, are arranged coaxially with each other. As shown in FIGS. 1 and 2, the cross-sectional shapes of the wire rods 22A and 24A constituting the coil springs 22 and 24, respectively, are rectangles having a long side in the radial direction R of the coil spring 22 in the quadrangular shape. .

但し、各ゴムリング18及び各金属リング20には、これら二つのコイルバネ22、24の対応する部分の形状に合わせた形の貫通穴38、40がそれぞれ設けられているのに伴い、外側積層体16にコイルバネ22、24の全体形状に対応した螺旋状の螺旋穴42が存在する構造となっている。   However, each of the rubber rings 18 and each of the metal rings 20 is provided with through holes 38 and 40 having shapes corresponding to the shapes of the corresponding portions of the two coil springs 22 and 24, respectively. 16 has a spiral spiral hole 42 corresponding to the overall shape of the coil springs 22 and 24.

つまり、本実施の形態では、免震装置10に水平方向Aの変位が入力されるのに伴い、外側積層体16の各ゴムリング18が弾性変形するだけでなく、線材22A、24Aの断面形状を長方形とした金属製のコイルバネ22、24が変位の入力に合わせてそれぞれ変形するものの、この際に、図3に示すように断面形状を長方形とした線材22Aと線材24Aの隣り合った面同士が接触するので、互いの線材22A、24Aが拘束仕合うようになる。   That is, in this embodiment, as the displacement in the horizontal direction A is input to the seismic isolation device 10, not only the rubber rings 18 of the outer laminate 16 are elastically deformed, but also the cross-sectional shapes of the wires 22A and 24A. Although the rectangular metal coil springs 22 and 24 are deformed in accordance with the input of the displacement, the adjacent surfaces of the wire 22A and the wire 24A having a rectangular cross section as shown in FIG. Are in contact with each other, so that the mutual wire rods 22A and 24A are restrained.

さらに、コイルバネ22、24の対応する部分の形状に合わせた形の貫通穴38、40が各ゴムリング18や各金属リング20にそれぞれ設けられていることで、コイルバネ22、24の線材22A、24Aが各金属リング20の貫通穴40の内周面によって拘束されて、コイルバネ22、24の倒れをこの金属リング20により防止できるようになる。また、二つのコイルバネ22、24の内側に配置された弾性部材26が各コイルバネ22、24の動きを外側積層体16の変形に沿う形に拘束するようにもなる。   Furthermore, through holes 38 and 40 having shapes corresponding to the shapes of corresponding portions of the coil springs 22 and 24 are provided in the rubber rings 18 and the metal rings 20, respectively, the wire rods 22A and 24A of the coil springs 22 and 24 are provided. Is restrained by the inner peripheral surface of the through hole 40 of each metal ring 20, and the metal rings 20 can prevent the coil springs 22, 24 from falling down. In addition, the elastic member 26 disposed inside the two coil springs 22 and 24 also restrains the movement of the coil springs 22 and 24 so as to follow the deformation of the outer laminated body 16.

この結果として、免震装置10に大きな水平方向Aの変位が加わっても、コイルバネ22、24が潰れることがなくなるので、繰り返し変位後であっても安定した制振性能を発揮して、制振性を安定的に保つことができる。従って、本実施の形態に係る免震装置10によれば、地震が生じた場合でも、相互に並列的に配置されてそれぞれ弾性変形する外側積層体16とコイルバネ22、24との間の複合的な作用等で確実に地震の揺れを低減し、建築物側に地震の揺れが伝達され難くなる。   As a result, even if a large horizontal displacement A is applied to the seismic isolation device 10, the coil springs 22 and 24 are not crushed. Sex can be kept stable. Therefore, according to the seismic isolation device 10 according to the present embodiment, even when an earthquake occurs, the composite between the outer laminated body 16 and the coil springs 22 and 24 that are arranged in parallel and elastically deformed in parallel with each other. As a result, it is possible to reliably reduce earthquake vibrations and prevent earthquake vibrations from being transmitted to the building.

以上より、本実施の形態に係る免震装置10は、金属製のコイルバネ22、24を外側積層体16内に配置するだけでなく、各金属リング20の貫通穴40の内周面によってこのコイルバネ22、24の線材22A、24Aが拘束されて、コイルバネ22、24の動きを拘束し得ることで、鉛材を用いずとも上記のような制振特性を得られるようになる為、環境に負荷を与えずに従来の免震装置と同等以上の制振特性を有するようになった。   As described above, the seismic isolation device 10 according to the present embodiment not only arranges the metal coil springs 22 and 24 in the outer laminated body 16 but also the coil springs by the inner peripheral surface of the through hole 40 of each metal ring 20. Since the wire rods 22A and 24A of the wires 24 and 24 can be restrained and the movement of the coil springs 22 and 24 can be restrained, the vibration damping characteristics as described above can be obtained without using a lead material. Without giving any vibration, it has the same or better vibration control characteristics than conventional seismic isolation devices.

さらに、本実施の形態では、二つのコイルバネ22、24が相互に同軸状に組み合わされて外側積層体16内に配置されていることから、外側積層体16の中心部分の中空部28内の小さな空間であっても、ばね定数が比較的大きなコイルバネ22、24を空間を最大限利用して配置できるようになる。そして、これら二つのコイルバネ22、24が同軸状に組み合わされて配置されることから、コイルバネ22、24の螺旋状に形成されている1本当たりの線材長さが短くなるのに伴い、各コイルバネ22、24のばね定数が上昇するようにもなる。   Furthermore, in the present embodiment, since the two coil springs 22 and 24 are coaxially combined with each other and arranged in the outer laminated body 16, a small size in the hollow portion 28 in the central portion of the outer laminated body 16 is obtained. Even in a space, the coil springs 22 and 24 having a relatively large spring constant can be arranged using the space to the maximum. And since these two coil springs 22 and 24 are coaxially combined and arrange | positioned, as the wire length per one formed in the spiral shape of the coil springs 22 and 24 becomes short, each coil spring The spring constants 22 and 24 are also increased.

一方、本実施の形態では、弾性変形可能な螺旋状のコイルバネ22、24を構成する線材22A、24Aが双晶の金属材料により形成されるのに伴い、これら線材22A、24Aを構成する双晶の金属材料に予歪みが与えられることになるので、単純な双晶の合金と比較して、引張力や剪断力が加わった際に、ばね定数が低くなると共に減衰係数が高くなり、従来の制振合金と同等以上の大きな制振特性を有するようになる。   On the other hand, in the present embodiment, as the wire rods 22A and 24A constituting the helical coil springs 22 and 24 that can be elastically deformed are formed of twin metal materials, the twin crystals constituting the wire rods 22A and 24A are formed. Since a pre-strain is applied to the metal material, the spring constant is lowered and the damping coefficient is increased when a tensile force or a shear force is applied, compared to a simple twin alloy. It has large damping characteristics equivalent to or better than damping alloys.

つまり、外部から応力がこのコイルバネ22、24に付与された場合、予歪みが与えられていて図6の応力歪み曲線中における双晶の変形が生じる領域F1内の点Pまで既に変形されているこのコイルバネ22、24が、さらに双晶の変形を大きくする形或いは、双晶の変形を小さくする形で、双晶の変形が生じる領域F1内において、矢印Eのように変形することになる。   In other words, when a stress is applied to the coil springs 22 and 24 from the outside, a pre-strain is applied and the deformation is already performed up to the point P in the region F1 where twin deformation occurs in the stress-strain curve of FIG. The coil springs 22 and 24 are deformed as indicated by an arrow E in a region F1 in which twin deformation occurs in a form that further increases twin deformation or decreases twin deformation.

このことから、双晶のコイルバネ22、24に予歪みを与えたことにより、ばね定数の低減が図られ、図6の応力歪み曲線中の領域F1を含んでいるヒステリシス線Fで囲まれた範囲をより大きくできるようになる。そして、これに伴う効果的で良好な制振特性が得られるようになった。   From this, by giving pre-strain to the twin coil springs 22 and 24, the spring constant is reduced, and the range surrounded by the hysteresis line F including the region F1 in the stress-strain curve of FIG. Can be made larger. As a result, effective and good vibration damping characteristics can be obtained.

次に、本発明に係る免震装置及びその製造方法の第2の実施の形態を図7に基づき説明する。尚、第1の実施の形態で説明した部材と同一の部材には同一の符号を付して、重複した説明を省略する。
本実施の形態の免震装置10は第1の実施の形態のものと同一構造とされるが、製造方法の手順が第1の実施の形態のものと相違する。つまり、この免震装置10を作製する際には、第1の実施の形態と同様に断面形状をそれぞれ長方形とした線材22A、24Aにより、それぞれ螺旋状で相互に外径の異なる2つの双晶のコイルバネ22、24をそれぞれ作製する。そして、第1の実施の形態と同様にコイルバネ22、24の対応する部分の形状に合わせた形の貫通穴40、38を有した形に、金属リング20及び弾性素材18Aもそれぞれ複数枚作製する。
Next, a second embodiment of the seismic isolation device and the manufacturing method thereof according to the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as the member demonstrated in 1st Embodiment, and the duplicate description is abbreviate | omitted.
The seismic isolation device 10 of the present embodiment has the same structure as that of the first embodiment, but the procedure of the manufacturing method is different from that of the first embodiment. That is, when the seismic isolation device 10 is manufactured, two twins each having a spiral shape and different outer diameters are formed by the wire rods 22A and 24A each having a rectangular cross-sectional shape as in the first embodiment. The coil springs 22 and 24 are prepared. Similarly to the first embodiment, a plurality of metal rings 20 and a plurality of elastic materials 18A are also formed in a shape having through holes 40 and 38 that match the shape of the corresponding portions of the coil springs 22 and 24, respectively. .

但しこの次に、図7に示すように、2つのコイルバネ22、24を相互に同軸状に組み合わせた状態としておいて、これら2つのコイルバネ22、24の周囲に、貫通穴40、38の位置関係をこれらコイルバネ22、24に合わせつつ、金属リング20と弾性素材18Aとを交互に複数枚ずつ積層して、コイルバネ22、24を内蔵した形の外側積層体16を形成する。   However, next, as shown in FIG. 7, the two coil springs 22 and 24 are coaxially combined with each other, and the positional relationship of the through holes 40 and 38 around the two coil springs 22 and 24. Are aligned with these coil springs 22 and 24, and a plurality of metal rings 20 and elastic materials 18A are alternately stacked to form the outer laminated body 16 having the coil springs 22 and 24 built therein.

このようにコイルバネ22、24を内蔵した形の外側積層体16を形成した後に、連結板12、14や蓋材32を取り付けると共に、弾性素材18Aを加硫成形して弾性素材18Aをゴムリング18とし、更に弾性部材26を配置することで、免震装置10が完成される。   After forming the outer laminated body 16 having the coil springs 22 and 24 built in in this way, the connecting plates 12 and 14 and the lid member 32 are attached, and the elastic material 18A is vulcanized to form the elastic material 18A into the rubber ring 18. Further, by disposing the elastic member 26, the seismic isolation device 10 is completed.

次に、本実施の形態に係る免震装置10及びその製造方法の作用を以下に説明する。
本実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様に完成された免震装置10に水平方向Aの変位が入力された場合、外側積層体16及び金属製のコイルバネ22、24が変位の入力に合わせて変形するものの、コイルバネ22、24の対応する部分の形状に合わせた形の貫通穴40が各金属リング20にそれぞれ設けられていることから、以下のようになる。
Next, the effect | action of the seismic isolation apparatus 10 which concerns on this Embodiment, and its manufacturing method is demonstrated below.
According to the present embodiment, when a displacement in the horizontal direction A is input to the seismic isolation device 10 completed in the same manner as in the first embodiment, the outer laminated body 16 and the metal coil springs 22 and 24 are displaced. Since each metal ring 20 is provided with a through hole 40 having a shape matched to the shape of the corresponding part of the coil springs 22 and 24, the deformation is as follows.

つまり、第1の実施の形態と同様に、コイルバネ22、24の線材22A、24Aが各金属リング20の貫通穴40の内周面によって拘束されて、コイルバネ22、24の倒れをこの金属リング20により防止できるようになる。その他、第1の実施の形態と同様の作用をも本実施の形態では奏するようになる。   That is, as in the first embodiment, the wire rods 22A and 24A of the coil springs 22 and 24 are constrained by the inner peripheral surface of the through hole 40 of each metal ring 20, and the coil springs 22 and 24 are caused to fall down. Can be prevented. In addition, the same operation as that of the first embodiment can be achieved in this embodiment.

次に、本発明に係る免震装置及びその製造方法の第3の実施の形態を図8及び図9に基づき説明する。尚、第1の実施の形態で説明した部材と同一の部材には同一の符号を付して、重複した説明を省略する。
本実施の形態の免震装置10によれば、第1の実施の形態と同様に双晶の金属材料で断面形状を長方形とした線材22Aにより形成されたコイルバネ22が、図8に示すように、外側積層体16の中心部分に配置されている。但し、本実施の形態では、第1の実施の形態と異なってコイルバネ24が無い構造とされている。
Next, a third embodiment of the seismic isolation device and the manufacturing method thereof according to the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as the member demonstrated in 1st Embodiment, and the duplicate description is abbreviate | omitted.
According to the seismic isolation device 10 of the present embodiment, as shown in FIG. 8, the coil spring 22 formed of a wire material 22A having a rectangular cross-sectional shape made of a twinned metal material as in the first embodiment. The outer laminated body 16 is disposed at the central portion. However, in this embodiment, unlike the first embodiment, a structure without the coil spring 24 is adopted.

さらに、各ゴムリング18及び各金属リング20にそれぞれ設けられた貫通穴48、50が、図9に示すように、コイルバネ22の対応する部分の形状に合わせた形の円弧形状になっている。これに伴って、このコイルバネ22の全体形状に対応した螺旋状の螺旋穴52が、この外側積層体16の中央部に積層方向(図8の矢印Y方向)に沿って存在している。但し本実施の形態では、貫通穴48、50が円弧形状とされることから、このコイルバネ22の内側には、硬質ウレタン製の弾性部材26は配置されておらず、この替わりにコイルバネ22の内周面側にも貫通穴48、50が対向して位置する構造になっている。   Further, as shown in FIG. 9, the through holes 48 and 50 respectively provided in each rubber ring 18 and each metal ring 20 have an arc shape that matches the shape of the corresponding part of the coil spring 22. Accordingly, a spiral helix hole 52 corresponding to the overall shape of the coil spring 22 exists along the stacking direction (the arrow Y direction in FIG. 8) at the center of the outer stacked body 16. However, in the present embodiment, since the through holes 48 and 50 are formed in an arc shape, the elastic member 26 made of hard urethane is not arranged inside the coil spring 22, and instead of the inside of the coil spring 22. The through holes 48 and 50 are also positioned so as to face each other on the peripheral surface side.

次に、本実施の形態に係る免震装置10及びその製造方法の作用を以下に説明する。
本実施の形態によれば、免震装置10に水平方向Aの変位が入力されるのに伴い、外側積層体16の各ゴムリング18が弾性変形するだけでなく、線材22Aの断面形状を長方形とした金属製のコイルバネ22が変位の入力に合わせてそれぞれ変形するようになる。
Next, the effect | action of the seismic isolation apparatus 10 which concerns on this Embodiment, and its manufacturing method is demonstrated below.
According to the present embodiment, as the displacement in the horizontal direction A is input to the seismic isolation device 10, not only each rubber ring 18 of the outer laminate 16 is elastically deformed, but also the cross-sectional shape of the wire 22A is rectangular. The metal coil springs 22 are deformed according to the displacement input.

但し、コイルバネ22の対応する部分の形状に合わせた形の貫通穴48、50が各ゴムリング18や各金属リング20にそれぞれ設けられていることで、コイルバネ22の線材22Aが各金属リング20の貫通穴50の内周面によって拘束されて、コイルバネ22の倒れをこの金属リング20により防止できるようになる。   However, the through holes 48 and 50 having shapes corresponding to the shapes of the corresponding portions of the coil springs 22 are provided in the respective rubber rings 18 and the respective metal rings 20, so that the wire 22 </ b> A of the coil springs 22 is provided on the respective metal rings 20. Restrained by the inner peripheral surface of the through hole 50, the metal ring 20 can prevent the coil spring 22 from falling down.

以上より、本実施の形態に係る免震装置10によれば、金属製のコイルバネ22を外側積層体16内に配置するだけでなく、このコイルバネ22の螺旋形状に合わせて外側積層体16内に螺旋穴52を形成したことで、コイルバネ22と螺旋穴52を形成する金属リング20の貫通穴40の内周面とが噛み合って、コイルバネ22が拘束される結果、建築物側に地震の揺れが伝達され難くなる。この為、第1の実施の形態と同様に、鉛材を用いずとも上記のような制振特性を得られるようになる為、環境に負荷を与えずに従来の免震装置10と同等以上の制振特性を有するようになった。   As described above, according to the seismic isolation device 10 according to the present embodiment, not only the metal coil spring 22 is arranged in the outer laminated body 16 but also in the outer laminated body 16 according to the spiral shape of the coil spring 22. By forming the spiral hole 52, the coil spring 22 and the inner peripheral surface of the through hole 40 of the metal ring 20 forming the spiral hole 52 mesh with each other, and the coil spring 22 is restrained. It becomes difficult to be transmitted. For this reason, as in the first embodiment, since the vibration damping characteristics as described above can be obtained without using a lead material, it is equal to or more than the conventional seismic isolation device 10 without giving a load to the environment. It came to have the damping characteristics.

次に、本発明に係る免震装置及びその製造方法の第4の実施の形態を図10に基づき説明する。尚、第1の実施の形態で説明した部材と同一の部材には同一の符号を付して、重複した説明を省略する。
本実施の形態の免震装置10によれば、第1の実施の形態と同様に双晶の金属材料で断面形状を長方形とした線材22A、24Aにより形成されたコイルバネ22、24が、図10に示すように、外側積層体16の中心部分に配置されており、外側積層体16の上下端部に配置される形で、蓋材32を含んで円板状とされる連結板12、14が免震装置10の上下部分をそれぞれ構成している。
Next, a fourth embodiment of the seismic isolation device and the manufacturing method thereof according to the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as the member demonstrated in 1st Embodiment, and the duplicate description is abbreviate | omitted.
According to the seismic isolation device 10 of the present embodiment, coil springs 22 and 24 formed of wire rods 22A and 24A made of twinned metal material and having a rectangular cross-sectional shape as in the first embodiment are shown in FIG. As shown in FIG. 4, the connecting plates 12 and 14 are arranged in the center portion of the outer laminated body 16 and are arranged in the upper and lower ends of the outer laminated body 16 and are formed in a disk shape including the lid 32. Respectively constitute the upper and lower parts of the seismic isolation device 10.

但し、本実施の形態では、第1の実施の形態と異なって、金属製の支持部材であるこれら連結板12、14それぞれのコイルバネ22、24と対向する部分となる蓋材32の部分には、コイルバネ22、24の対応する部分の形状に合わせて螺旋状とされた形の螺旋状溝部62が、それぞれ形成されており、これに合わせて第1の実施の形態よりコイルバネ22、24が若干長く形成された構造とされている。   However, in the present embodiment, unlike the first embodiment, the portion of the cover member 32 that is a portion facing the coil springs 22 and 24 of each of the connecting plates 12 and 14 that are metal support members is not provided. A spiral groove 62 having a spiral shape corresponding to the shape of the corresponding portion of the coil springs 22 and 24 is formed, and the coil springs 22 and 24 are slightly formed according to the first embodiment. The structure is long.

さらに、外側積層体16に設けられた螺旋状の螺旋穴42内及び螺旋状溝部62内には、ゴムリング18より硬質の例えば硬質ウレタン等のゴム材によって形成された拘束用部材64が充填された構造とされている。つまり、従来の一般的なゴム材であるゴムリング18等のJISのA硬度が40程度とされているのに対して、この拘束用部材64を構成するゴム材のJISのA硬度は90程度になっていて、拘束力が強化されている。   Further, a constraining member 64 made of a rubber material harder than the rubber ring 18, such as hard urethane, is filled in the spiral spiral hole 42 and the spiral groove 62 provided in the outer laminate 16. Structure. That is, the JIS A hardness of the conventional rubber material such as the rubber ring 18 is about 40, whereas the JIS A hardness of the rubber material constituting the restraining member 64 is about 90. The binding force is strengthened.

次に、本実施の形態に係る免震装置10の製造方法の手順を以下に説明する。
この免震装置10を作製する際には、第1の実施の形態とほぼ同様の手順を実行するが、まず螺旋状溝部62を蓋材32に機械加工等により形成しておくことにする。さらに、組み合わされた状態のコイルバネ22、24を連結板12の貫通穴12Aを通過させて、外側積層体16の中心に存在する螺旋状の螺旋穴42に沿ってねじ込むように挿入する際に、コイルバネ22、24の上下端部を外側積層体16から若干突出させた状態とする。
Next, the procedure of the method for manufacturing the seismic isolation device 10 according to the present embodiment will be described below.
When this seismic isolation device 10 is manufactured, a procedure substantially similar to that of the first embodiment is executed. First, the spiral groove 62 is formed in the lid member 32 by machining or the like. Further, when the coil springs 22 and 24 in a combined state are inserted through the through hole 12A of the connecting plate 12 and screwed along the spiral spiral hole 42 present at the center of the outer laminated body 16, The upper and lower ends of the coil springs 22 and 24 are slightly protruded from the outer laminate 16.

そして、弾性素材18Aを加硫成形して弾性素材18Aをゴムリング18とすると共に、第1の実施の形態で用いた弾性部材26の替わりに、固化した状態でゴムリング18より硬質となるゴム材をコイルバネ22、24の両端部周りに充填するだけでなく、螺旋状の螺旋穴42内のコイルバネ22、24との間の隙間にも充填する。   Then, the elastic material 18A is vulcanized to form the elastic material 18A as the rubber ring 18, and instead of the elastic member 26 used in the first embodiment, the rubber becomes harder than the rubber ring 18 in a solidified state. In addition to filling the material around both ends of the coil springs 22, 24, the material is also filled into the gaps between the coil springs 22, 24 in the spiral spiral hole 42.

この後、コイルバネ22、24が螺旋状溝部62内にねじ込まれる形でそれぞれ蓋材32を連結板12、14に取り付けて、それぞれねじ止めする。この結果として、硬質のゴム材により形成された拘束用部材64が螺旋穴42内及び螺旋状溝部62内のコイルバネ22、24との間の隙間に充填された構造になっている免震装置10が完成される。   Thereafter, the cover members 32 are attached to the connecting plates 12 and 14 in such a manner that the coil springs 22 and 24 are screwed into the spiral grooves 62, and are respectively screwed. As a result, the seismic isolation device 10 has a structure in which the constraining member 64 formed of a hard rubber material is filled in the gap between the spiral spring 42 and the coil springs 22 and 24 in the spiral groove portion 62. Is completed.

次に、本実施の形態に係る免震装置10及びその製造方法の作用を以下に説明する。
本実施の形態では、免震装置10に水平方向Aの変位が入力されるのに伴い、第1の実施の形態と同様に、外側積層体16の各ゴムリング18が弾性変形するだけでなく、金属製のコイルバネ22、24が変位の入力に合わせてそれぞれ変形して、線材22Aと線材24Aの隣り合った面同士が接触することで、互いの線材22A、24Aが拘束仕合うようになる。
Next, the effect | action of the seismic isolation apparatus 10 which concerns on this Embodiment, and its manufacturing method is demonstrated below.
In this embodiment, as the displacement in the horizontal direction A is input to the seismic isolation device 10, not only each rubber ring 18 of the outer laminate 16 is elastically deformed, as in the first embodiment. The metal coil springs 22 and 24 are deformed in accordance with the displacement input, and the adjacent surfaces of the wire rod 22A and the wire rod 24A come into contact with each other, so that the wire rods 22A and 24A are restrained. .

さらに、コイルバネ22、24の対応する部分の形状に合わせた形の貫通穴38、40が各ゴムリング18や各金属リング20にそれぞれ設けられると共に、コイルバネ22、24の対応する部分の形状に合わせて螺旋状とされた形の螺旋状溝部62が、連結板12、14のそれぞれコイルバネ22、24と対向する部分に形成されていて、これに合わせてコイルバネ22、24の長さが第1の実施の形態と比較して若干長く形成されている。   Further, through-holes 38 and 40 are formed in each rubber ring 18 and each metal ring 20 in accordance with the shape of the corresponding part of the coil springs 22 and 24, respectively, and matched to the shape of the corresponding part of the coil springs 22 and 24. A spiral groove 62 having a spiral shape is formed in the portions of the coupling plates 12 and 14 facing the coil springs 22 and 24, respectively. It is formed slightly longer than the embodiment.

以上の構造より、コイルバネ22、24の線材22A、24Aが各金属リング20の貫通穴40の内周面によって拘束されるだけでなく、コイルバネ22、24の対応する部分の形状に合わせた形の螺旋状溝部62に、コイルバネ22、24の端部を挿入して蓋材32に固定したことで、コイルバネ22、24の端部が機械的に蓋材32に拘束されて、免震装置10の変位にコイルバネ22、24の変形を強制的に追従させるようにもした。   With the above structure, the wire rods 22A and 24A of the coil springs 22 and 24 are not only restrained by the inner peripheral surface of the through-hole 40 of each metal ring 20, but the shape matched to the shape of the corresponding part of the coil springs 22 and 24. By inserting the end portions of the coil springs 22 and 24 into the spiral groove portion 62 and fixing them to the lid member 32, the end portions of the coil springs 22 and 24 are mechanically restrained by the lid member 32, and the seismic isolation device 10. The deformation of the coil springs 22 and 24 is forced to follow the displacement.

また、ゴムリング18より硬質のゴム材により形成された拘束用部材64が、外側積層体16の螺旋穴42内及び螺旋状溝部62内に充填されているので、この拘束用部材64によっても各コイルバネ22、24の動きを外側積層体16の変形に沿う形に拘束するようになる。   In addition, since the restraining member 64 formed of a rubber material harder than the rubber ring 18 is filled in the spiral hole 42 and the spiral groove portion 62 of the outer laminated body 16, each of the restraining members 64 can also be used. The movements of the coil springs 22 and 24 are constrained to follow the deformation of the outer laminate 16.

つまり、螺旋状の螺旋穴42内に配置されるコイルバネ22、24とこの螺旋穴42との間の隙間が拘束用部材64により埋まるだけでなく、この拘束用部材64をゴムリング18より硬質にしたことで、螺旋穴42内でのコイルバネ22、24のがたつきが確実に無くなり、コイルバネ22、24の変形を免震装置10の変位により確実に追従させることが可能となった。   That is, not only is the gap between the coil springs 22, 24 arranged in the spiral spiral hole 42 and the spiral hole 42 filled with the restraining member 64, but the restraining member 64 is made harder than the rubber ring 18. As a result, the rattling of the coil springs 22 and 24 in the spiral hole 42 is reliably eliminated, and the deformation of the coil springs 22 and 24 can be reliably followed by the displacement of the seismic isolation device 10.

この結果として、本実施の形態の免震装置10によれば、コイルバネ22、24の倒れを金属リング20により防止できる等の第1の実施の形態と同様の作用を奏するだけでなく、コイルバネ22、24の動きをより確実に拘束することで、より一層高い減衰特性が得られるようになった。   As a result, according to the seismic isolation device 10 of the present embodiment, not only the coil springs 22 and 24 can be prevented from falling down by the metal ring 20 but also the same action as the first embodiment, the coil spring 22 , 24 can be restrained more reliably, so that even higher damping characteristics can be obtained.

他方、本実施の形態の別の製造方法として、第2の実施の形態と同様の手順を採用する際には、コイルバネ22、24を内蔵した形の外側積層体16を形成する手順までは、第2の実施の形態と同様とする。但しこの後に、連結板12、14や蓋材32を取り付けると共に、弾性素材18Aを加硫成形して弾性素材18Aをゴムリング18とするだけでなく、弾性部材26をコイルバネ22、24内に配置する替わりに、ゴムリング18より硬質の拘束用部材64を螺旋状の螺旋穴42内のコイルバネ22、24との間の隙間に充填する形とする。   On the other hand, as another manufacturing method of the present embodiment, when the same procedure as that of the second embodiment is adopted, until the procedure of forming the outer laminated body 16 in which the coil springs 22 and 24 are incorporated, The same as in the second embodiment. However, after this, the connecting plates 12 and 14 and the lid 32 are attached, and the elastic material 18A is not only vulcanized and the elastic material 18A is used as the rubber ring 18, but the elastic member 26 is disposed in the coil springs 22 and 24. Instead, the constraining member 64 that is harder than the rubber ring 18 is filled into the gap between the coil springs 22 and 24 in the spiral helix hole 42.

つまり、本実施の形態の別の製造方法では、免震装置10の製造の最終段階において、ゴムリング18より硬質の拘束用部材64を外側積層体16の螺旋状の螺旋穴42内に充填したことで、この製造方法により製造された免震装置10でも、第4の実施の形態における前述の手順も含めて、より一層高い減衰特性が得られるようになった。   That is, in another manufacturing method of the present embodiment, in the final stage of manufacturing the seismic isolation device 10, the restraining member 64 that is harder than the rubber ring 18 is filled into the spiral spiral hole 42 of the outer laminated body 16. Thus, even with the seismic isolation device 10 manufactured by this manufacturing method, even higher damping characteristics can be obtained, including the above-described procedure in the fourth embodiment.

次に、本発明に係る免震装置及びその製造方法の第5の実施の形態を図11に基づき説明する。尚、第1、第3の実施の形態で説明した部材と同一の部材には同一の符号を付して、重複した説明を省略する。
本実施の形態の免震装置10によれば、第3の実施の形態と同様に双晶の金属材料で断面形状を長方形とした線材22Aにより形成されたコイルバネ22が、図11に示すように、外側積層体16の中心部分に配置されており、外側積層体16の上下端部に配置される形で、蓋材32を含んで円板状とされる連結板12、14が免震装置10の上下部分をそれぞれ構成している。
Next, a fifth embodiment of the seismic isolation device and the manufacturing method thereof according to the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as the member demonstrated in 1st, 3rd embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
According to the seismic isolation device 10 of the present embodiment, a coil spring 22 formed of a wire material 22A having a rectangular cross-sectional shape made of a twinned metal material as in the third embodiment, as shown in FIG. The connecting plates 12 and 14 that are arranged in the center portion of the outer laminated body 16 and are formed in a disk shape including the lid member 32 are arranged in the upper and lower ends of the outer laminated body 16. 10 upper and lower parts are respectively configured.

但し、本実施の形態では、第3の実施の形態と異なって、支持部材であるこれら連結板12、14それぞれのコイルバネ22と対向する部分となる蓋材32の部分には、コイルバネ22の対応する部分の形状に合わせて螺旋状とされた形の螺旋状溝部62が、それぞれ形成されており、これに合わせて第3の実施の形態よりコイルバネ22が若干長く形成された構造とされている。   However, in the present embodiment, unlike the third embodiment, the coil spring 22 corresponds to the portion of the cover member 32 that faces the coil spring 22 of each of the coupling plates 12 and 14 that are support members. A spiral groove 62 having a spiral shape corresponding to the shape of the portion to be formed is formed, and the coil spring 22 is formed to be slightly longer than the third embodiment in accordance with this. .

さらに、外側積層体16に設けられた螺旋状の螺旋穴52内及び螺旋状溝部62内には、ゴムリング18より硬質のゴム材によって形成された拘束用部材64が充填された構造とされている。以上より、本実施の形態の免震装置10では第4の実施の形態とほぼ同様の螺旋状溝部62及び拘束用部材64を有した構造ともなっているが、コイルバネが1本であるという相違を有している。   Further, the inside of the spiral spiral hole 52 and the spiral groove portion 62 provided in the outer laminated body 16 is filled with a restraining member 64 formed of a harder rubber material than the rubber ring 18. Yes. As described above, the seismic isolation device 10 according to the present embodiment has a structure having the spiral groove 62 and the restraining member 64 that are substantially the same as those of the fourth embodiment, but the difference is that there is only one coil spring. Have.

従って、本実施の形態の免震装置10では、第3の実施の形態の基本構造と同様の構造に、第4の実施の形態で説明した螺旋状溝部62及び拘束用部材64をも有した構造となっていることから、これら第3、第4の実施の形態と同様な作用を奏することになる。   Therefore, the seismic isolation device 10 of the present embodiment also has the spiral groove 62 and the restraining member 64 described in the fourth embodiment in the same structure as the basic structure of the third embodiment. Because of the structure, the same effects as those of the third and fourth embodiments are exhibited.

次に、各実施の形態に係る免震装置及びその製造方法による水平変位に対する損失係数であるtanδの値の変化を図12のグラフに示し、以下、このグラフに基づき説明する。尚、このグラフにおいて、水平変位の100%とは、免震装置の高さ方向(図1の矢印Y方向)の寸法分と同じだけ水平に変位することを意味する。   Next, the change in the value of tan δ, which is a loss coefficient with respect to horizontal displacement, by the seismic isolation device and the manufacturing method thereof according to each embodiment is shown in the graph of FIG. 12, and will be described below based on this graph. In this graph, 100% of the horizontal displacement means that the horizontal displacement is the same as the dimension of the seismic isolation device in the height direction (arrow Y direction in FIG. 1).

ここでまず、図12(A)に示す特性曲線Aは、第4の実施の形態に係る図10の構造の免震装置10の特性を表し、同じく特性曲線Bは、第1の実施の形態に係る図1の構造の免震装置10の特性を表している。つまり、これら免震装置10は共にコイルバネが2本の構造である。   Here, first, the characteristic curve A shown in FIG. 12A represents the characteristic of the seismic isolation device 10 having the structure of FIG. 10 according to the fourth embodiment, and the characteristic curve B is the same as that of the first embodiment. The characteristic of the seismic isolation apparatus 10 of the structure of FIG. That is, both the seismic isolation devices 10 have a structure with two coil springs.

また、図12(B)に示す特性曲線Cは、第5の実施の形態に係る図11の構造の免震装置10の特性を表し、同じく特性曲線Dは、第3の実施の形態に係る図8の構造の免震装置10の特性を表している。つまり、これら免震装置10は共にコイルバネが1本の構造である。   Moreover, the characteristic curve C shown in FIG. 12 (B) represents the characteristic of the seismic isolation device 10 having the structure of FIG. 11 according to the fifth embodiment, and the characteristic curve D is also related to the third embodiment. The characteristic of the seismic isolation apparatus 10 of the structure of FIG. 8 is represented. That is, both the seismic isolation devices 10 have a single coil spring structure.

図12(A)に示すグラフから、特性曲線Aは特性曲線Bよりもtanδの値の変化が大きくなり、大きな減衰を発生することが分かり、また、図12(B)に示すグラフから、特性曲線Cは特性曲線Dよりもtanδの値の変化が大きくなり、大きな減衰を発生することが分かる。従って、これらのグラフより支持部材の螺旋状溝部及び拘束用部材による効果が確認されたことになる。   From the graph shown in FIG. 12A, it can be seen that the characteristic curve A has a larger change in the value of tan δ than the characteristic curve B and causes a large attenuation. Further, from the graph shown in FIG. It can be seen that the curve C has a larger change in the value of tan δ than the characteristic curve D, and generates a large attenuation. Therefore, the effect by the helical groove part of a support member and a restraining member was confirmed from these graphs.

一方、上記各実施の形態では、例えば、Cu−Al−Mn合金、Mg−Zr合金、Mn−Cu合金、Mn−Cu−Ni−Fe合金、Cu−Al−Ni合金、Ti−Ni合金、Al−Zn合金、Cu−Zn−Al合金、Mg合金、Cu−Al−Co合金、Cu−Al−Mn−Ni合金、Cu−Al−Mn−Co合金、Cu−Si合金、Fe−Mn−Si合金、Fe−Ni−Co−Ti合金、Fe−Ni−C合金、Fe−Cr−Ni−Mn−Si−Co合金、Ni−Al合金、SUS304の内の何れかを双晶の金属材料として使用することが考えられる。   On the other hand, in each of the above embodiments, for example, a Cu—Al—Mn alloy, a Mg—Zr alloy, a Mn—Cu alloy, a Mn—Cu—Ni—Fe alloy, a Cu—Al—Ni alloy, a Ti—Ni alloy, Al -Zn alloy, Cu-Zn-Al alloy, Mg alloy, Cu-Al-Co alloy, Cu-Al-Mn-Ni alloy, Cu-Al-Mn-Co alloy, Cu-Si alloy, Fe-Mn-Si alloy , Fe-Ni-Co-Ti alloy, Fe-Ni-C alloy, Fe-Cr-Ni-Mn-Si-Co alloy, Ni-Al alloy, or SUS304 is used as a twinned metal material. It is possible.

つまり、これらの金属の内の何れかが、コイルバネ22、24を構成する線材22A、24Aを形成する為の双晶の金属材料として使用されることで、環境に負荷を与えずに従来と同等以上の制振特性を有するコイルバネがより確実に得られるようになる。   That is, any one of these metals is used as a twinned metal material for forming the wire rods 22A and 24A constituting the coil springs 22 and 24, so that it is equivalent to the conventional one without giving a load to the environment. A coil spring having the above damping characteristics can be obtained more reliably.

例えば、Mn−Cu合金、Mn−Cu−Ni−Fe合金等のマンガン系の合金を使用した場合、800℃〜930℃の温度で0.5時間から2時間程度の時間保持して、10時間から20時間程度の時間をかけて徐冷することで、双晶の金属材料が得られる。   For example, when a manganese-based alloy such as an Mn—Cu alloy or an Mn—Cu—Ni—Fe alloy is used, it is held at a temperature of 800 ° C. to 930 ° C. for about 0.5 to 2 hours for 10 hours. And then slowly cooling for about 20 hours to obtain a twinned metal material.

また、Cu−Al−Mn合金、Cu−Al−Ni合金、Cu−Zn−Al合金、Cu−Al−Co合金、Cu−Al−Mn−Ni合金、Cu−Al−Mn−Co合金、Cu−Si合金等の銅系の合金を使用した場合、約900℃の温度で5分から1時間程度の時間保持し、急冷した後、約200℃の温度に再加熱して15分から30分程度の時間保持することで、双晶の金属材料が得られる。   Also, Cu-Al-Mn alloy, Cu-Al-Ni alloy, Cu-Zn-Al alloy, Cu-Al-Co alloy, Cu-Al-Mn-Ni alloy, Cu-Al-Mn-Co alloy, Cu- When using a copper-based alloy such as Si alloy, hold at a temperature of about 900 ° C. for about 5 minutes to 1 hour, rapidly cool, then reheat to a temperature of about 200 ° C. for about 15 to 30 minutes By holding, a twinned metal material can be obtained.

次に、双晶とすることによるコイルバネ22、24を構成する線材22A、24Aの変形のメカニズムを以下に説明する。
図13(A)に示す金属の原子が均一に整列したマルテンサイト相に横方向から応力を加えることで、図13(B)に示すように変形が始まる。さらに、応力が加わり続けると図13(C)に示すような形に変形する。そして、この図13(C)に示す状態では寸法Sの変形量が生じたことになる。
Next, the deformation mechanism of the wire rods 22A and 24A constituting the coil springs 22 and 24 by using twin crystals will be described below.
By applying stress from the lateral direction to the martensite phase in which metal atoms shown in FIG. 13A are uniformly arranged, deformation starts as shown in FIG. Furthermore, when stress continues to be applied, the shape is deformed as shown in FIG. In the state shown in FIG. 13C, the deformation amount of the dimension S is generated.

これに対して、図14(A)に示す一般的な金属では原子が均一に整列しているものの、横方向から応力を加えた場合、図14(B)に示すように原子の配列にずれが生じて、欠陥が発生する。つまり、一般的な金属において原子の配列にずれが生じると、塑性変形することになるので、図14(B)に示す状態に一旦成ると、図14(A)に示す状態に戻ることはない。   On the other hand, in the general metal shown in FIG. 14A, the atoms are uniformly aligned, but when stress is applied from the lateral direction, the atoms are not aligned as shown in FIG. 14B. Occurs and a defect occurs. That is, when a deviation occurs in the arrangement of atoms in a general metal, plastic deformation occurs. Therefore, once the state shown in FIG. 14B is reached, the state shown in FIG. 14A does not return. .

以上より、一般的な金属と異なり、双晶の金属材料では、比較的小さな応力で変形が開始するものの、図13(C)に示す状態まで変形しても塑性変形することが無いので、応力を逆にかければ図13(A)に示す状態に戻るようになる。更に、双晶の金属材料の断面積を小さくして全体へかかる応力が低い段階から変形が発生するようにすることで、全体へかかる応力歪み曲線におけるヒステリシスのばね定数が上昇しないようになる。   As described above, unlike a general metal, a twinned metal material starts deformation with a relatively small stress, but does not undergo plastic deformation even when deformed to the state shown in FIG. If the reverse is applied, the state returns to the state shown in FIG. Furthermore, by reducing the cross-sectional area of the twin metal material so that the deformation is generated from the stage where the stress applied to the whole is low, the spring constant of hysteresis in the stress strain curve applied to the entire is not increased.

次に、上記実施の形態の免震装置10を水平方向に変位させる予測試験を行った結果を以下に説明する。ここで、相互に外径が異なる二つのコイルバネ22、24が内蔵されている第1の実施の形態の構造及び、一つのコイルバネ22が内蔵されている第3の実施の形態の構造を、それぞれ予測試験用の免震装置10とした。   Next, the result of having performed the prediction test which displaces the seismic isolation apparatus 10 of the said embodiment to a horizontal direction is demonstrated below. Here, the structure of the first embodiment in which two coil springs 22 and 24 having different outer diameters are incorporated, and the structure of the third embodiment in which one coil spring 22 is incorporated, respectively. It was set as the seismic isolation apparatus 10 for prediction tests.

まず、第1の実施の形態の構造に関しては、第1実施例から第3実施例までの3種類のサンプルを想定した。つまり、各サンプルともに、コイルバネ22、24の高さHを65mmとし、コイルバネ22の外径D1を63mmとし、コイルバネ24の外径D1を44mmとし、線材24Aの板幅寸法Dを12mmとし、線材22A、24Aの板厚寸法Tを4mmとした。但し、第1実施例では線材22Aの板幅寸法Dを16mmとし、第2実施例では線材22Aの板幅寸法Dを18mmとし、第3実施例では線材22Aの板幅寸法Dを20mmとした。   First, regarding the structure of the first embodiment, three types of samples from the first example to the third example were assumed. That is, in each sample, the height H of the coil springs 22 and 24 is 65 mm, the outer diameter D1 of the coil spring 22 is 63 mm, the outer diameter D1 of the coil spring 24 is 44 mm, the plate width dimension D of the wire 24A is 12 mm, The plate thickness dimension T of 22A and 24A was 4 mm. However, in the first embodiment, the plate width D of the wire 22A is 16 mm, in the second embodiment the plate width D of the wire 22A is 18 mm, and in the third embodiment, the plate width D of the wire 22A is 20 mm. .

この一方、第3の実施の形態の構造に関しては、第4実施例とされる1種類のサンプルを想定した。つまり、コイルバネ22の高さHを65mmとし、コイルバネ22の外径D1を63mmとし、線材22Aの板幅寸法Dを20mmとし、線材22Aの板厚寸法Tを4mmとした。   On the other hand, regarding the structure of the third embodiment, one type of sample assumed as the fourth example is assumed. That is, the height H of the coil spring 22 was 65 mm, the outer diameter D1 of the coil spring 22 was 63 mm, the plate width dimension D of the wire 22A was 20 mm, and the plate thickness dimension T of the wire 22A was 4 mm.

また、これらサンプルとされる免震装置10を100%及び250%の変位量でそれぞれ水平変位させてtanδの変化を予測した結果、第1実施例において100%で0.565、250%で0.450であり、第2実施例において100%で0.618、250%で0.503であり、第3実施例において100%で0.673、250%で0.557であり、第4実施例において100%で0.578、250%で0.445であった。尚この際、コイルバネの高さ寸法と同一量の水平変位を100%の変位量とした。   In addition, as a result of predicting the change in tan δ by horizontally displacing the seismic isolation device 10 as the sample by displacement amounts of 100% and 250%, respectively, in the first embodiment, 0.5% at 100% and 0 at 250%. .450, 100% in the second embodiment is 0.618, 250% is 0.503, 100% in the third embodiment is 0.673, 250% is 0.557, and the fourth embodiment. In the example, it was 0.578 at 100% and 0.445 at 250%. At this time, the horizontal displacement of the same amount as the height dimension of the coil spring was defined as a displacement amount of 100%.

そして、この予測試験結果から、ロス特性の目標とされるtanδの値が0.55を各実施例の100%の変位量時にともに満たし、各実施例はtanδの値が高いだけでなく、さらに100%と250%の変位量との間で、tanδの値の変化が少ないことが確認できた。つまり、このようにtanδの値が高く且つ変化が少ないことから、各実施例は、耐久性の高い免震装置10といえることになる。また、第1の実施の形態の構造では、3種類のサンプルともにロス特性の目標を満足していることからコイルバネを二重にした効果も確認することができた。   And from this prediction test result, the value of tan δ targeted for the loss characteristic satisfies 0.55 at the time of 100% displacement of each example, and each example not only has a high tan δ value, It was confirmed that there was little change in the value of tan δ between 100% and 250% displacement. That is, since the value of tan δ is high and the change is small as described above, each embodiment can be said to be a highly durable seismic isolation device 10. Further, in the structure of the first embodiment, the effect of doubling the coil spring could be confirmed because the three types of samples satisfied the target of the loss characteristics.

尚、上記各実施の形態ではコイルバネの数を一つ或いは二つとしたが、コイルバネを三つ以上としても良い。さらに、上記実施の形態では、コイルバネを構成する線材の材質として双晶の金属材料を採用したが、バネ材として一般的な他の金属材料を採用しても良い。   In the above embodiments, the number of coil springs is one or two. However, three or more coil springs may be used. Furthermore, in the above embodiment, a twinned metal material is used as the material of the wire constituting the coil spring, but other general metal materials may be used as the spring material.

また、上記各実施の形態では、複数のコイルバネが相互に同軸状に組み合わされて外側積層体16内に配置されていることから、ばね定数が比較的大きなコイルバネを空間を最大限利用して複数配置できるようになる結果、同一体積の空間内により多くのコイルバネを配置できるようになる。さらに、コイルバネの重ね合わされる本数の変更により、必要な減衰力に合わせて、各コイルバネのばね定数を加え合わせた形の見かけのばね定数を容易に調節できるようにもなる。   In each of the above embodiments, since a plurality of coil springs are coaxially combined with each other and arranged in the outer laminated body 16, a plurality of coil springs having a relatively large spring constant are utilized by making maximum use of space. As a result of being able to arrange, more coil springs can be arranged in the same volume space. Furthermore, by changing the number of coil springs to be superimposed, the apparent spring constant of the form in which the spring constants of the coil springs are added can be easily adjusted according to the required damping force.

一方、上記各実施の形態では、コイルバネを構成する線材の断面形状を四角形の内のコイルバネの径方向を長辺とする長方形としたが、本発明の作用効果を満足すれば、コイルバネの径方向を短辺とする長方形としても良く、また、線材の断面形状を正方形としても良い。さらに、コイルバネを構成する線材の断面形状を四角形としたことで、コイルバネの歪み量が最も大きくなると考えられる最内径部分の断面積が、円形断面より増えてコイルバネの強度が向上することにもなる。   On the other hand, in each of the above embodiments, the cross-sectional shape of the wire constituting the coil spring is a rectangle having the long side in the radial direction of the coil spring in the quadrangular shape. However, if the effect of the present invention is satisfied, the radial direction of the coil spring May be a rectangle having a short side, and the cross-sectional shape of the wire may be a square. Furthermore, since the cross-sectional shape of the wire constituting the coil spring is a quadrangle, the cross-sectional area of the innermost diameter portion where the amount of distortion of the coil spring is considered to be the largest is increased from that of the circular cross section, thereby improving the strength of the coil spring. .

また、上記各実施の形態に係る免震装置では、コイルバネを上下から蓋材により押さえつける構造とされていたが、この替わりにネジ等の固定具を用いて蓋材にコイルバネの上下端を固定するような構造として、免震装置の変位にコイルバネをより確実に追従させるような構造を採用しても良い。さらに、上記実施の形態に係る免震装置では、コイルバネ内の弾性部材を硬質ウレタン製としたが、この弾性部材の材質はゴム材等の他のものを用いても良い。   Moreover, in the seismic isolation device according to each of the above embodiments, the coil spring is pressed from above and below by the lid material. Instead, the upper and lower ends of the coil spring are fixed to the lid material by using a fixing tool such as a screw. As such a structure, you may employ | adopt the structure which makes a coil spring follow the displacement of a seismic isolation apparatus more reliably. Furthermore, in the seismic isolation device according to the above-described embodiment, the elastic member in the coil spring is made of hard urethane. However, the elastic member may be made of another material such as a rubber material.

本発明の第1の実施の形態に係る免震装置の断面図である。It is sectional drawing of the seismic isolation apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る免震装置のコイルバネの要部を拡大して示す要部拡大図である。It is a principal part enlarged view which expands and shows the principal part of the coil spring of the seismic isolation apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る免震装置に変位が加わった状態におけるコイルバネの要部を拡大して示す要部拡大図である。It is a principal part enlarged view which expands and shows the principal part of a coil spring in the state which the displacement added to the seismic isolation apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る免震装置に適用される部材の平面図であって、(A)は金属リングの平面図であり、(B)はゴムリングの平面図である。It is a top view of the member applied to the seismic isolation apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention, Comprising: (A) is a top view of a metal ring, (B) is a top view of a rubber ring. 本発明の第1の実施の形態に係る免震装置の組み立てを説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the assembly of the seismic isolation apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係るコイルバネの応力歪み曲線を表すグラフの図である。It is a figure of the graph showing the stress distortion curve of the coil spring which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る免震装置の組み立てを説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the assembly of the seismic isolation apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る免震装置の断面図である。It is sectional drawing of the seismic isolation apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る免震装置に適用される部材の平面図であって、(A)は金属リングの平面図であり、(B)はゴムリングの平面図である。It is a top view of the member applied to the seismic isolation apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention, Comprising: (A) is a top view of a metal ring, (B) is a top view of a rubber ring. 本発明の第4の実施の形態に係る免震装置の断面図である。It is sectional drawing of the seismic isolation apparatus which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態に係る免震装置の断面図である。It is sectional drawing of the seismic isolation apparatus which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 免震装置の水平変位に対するtanδの値の変化を表すグラフを示す図であって、(A)は第4の実施の形態の免震装置と第1の実施の形態の免震装置の特性を表す図であり、(B)は第5の実施の形態の免震装置と第3の実施の形態の免震装置の特性を表す図である。It is a figure which shows the graph showing the change of the value of tan-delta with respect to the horizontal displacement of a seismic isolation apparatus, Comprising: (A) shows the characteristic of the seismic isolation apparatus of 4th Embodiment, and the seismic isolation apparatus of 1st Embodiment. It is a figure showing, (B) is a figure showing the characteristic of the seismic isolation apparatus of 5th Embodiment, and the seismic isolation apparatus of 3rd Embodiment. 本発明の実施の形態に係るコイルバネの原子配列を表す説明図であって、(A)はマルテンサイト相を表す図であり、(B)はマルテンサイト相に変形が始まった状態を表す図であり、(C)はマルテンサイト相の変形が終わった状態を表す図である。It is explanatory drawing showing the atomic arrangement | sequence of the coil spring which concerns on embodiment of this invention, Comprising: (A) is a figure showing a martensitic phase, (B) is a figure showing the state which a deformation | transformation started in the martensitic phase. (C) is a diagram showing a state in which the deformation of the martensite phase is finished. 一般的な金属の原子配列を表す説明図であって、(A)は原子が均一に整列した状態を表す図であり、(B)は原子の配列の一部にずれが生じた状態を表す図である。It is explanatory drawing showing the atomic arrangement | sequence of a general metal, Comprising: (A) is a figure showing the state in which the atom was arranged uniformly, (B) represents the state which the shift | offset | difference produced in a part of arrangement | sequence of an atom. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10 免震装置
12 連結板(支持部材)
14 連結板(支持部材)
16 外側積層体
18 ゴムリング(外側弾性板)
18A 弾性素材
20 金属リング(外側硬質板)
22 コイルバネ
22A 線材
24 コイルバネ
24A 線材
32 蓋材(支持部材)
40 貫通穴
42 螺旋穴(螺旋状の穴部)
50 貫通穴
52 螺旋穴(螺旋状の穴部)
62 螺旋状溝部(溝部)
64 拘束用部材
10 Seismic isolation device 12 Connecting plate (supporting member)
14 Connecting plate (supporting member)
16 Outer laminate 18 Rubber ring (outer elastic plate)
18A Elastic material 20 Metal ring (outer hard plate)
22 Coil spring 22A Wire material 24 Coil spring 24A Wire material 32 Cover material (support member)
40 through hole 42 spiral hole (spiral hole)
50 through hole 52 spiral hole (spiral hole)
62 Spiral groove (groove)
64 Restraint member

Claims (14)

弾性を有した外側弾性板と剛性を有した外側硬質板とが交互に積層された形の外側積層体と、
外側積層体内に配置される金属製のコイルバネと、
を有する免震装置であって、
各外側弾性板及び各外側硬質板にコイルバネの対応する部分の形状に合わせた形の貫通穴をそれぞれ設けて、コイルバネの全体形状に対応した螺旋状の穴部が外側積層体に存在していることを特徴とする免震装置。
An outer laminated body in which an outer elastic plate having elasticity and an outer hard plate having rigidity are alternately laminated;
A metal coil spring disposed in the outer laminate;
A seismic isolation device having
Each outer elastic plate and each outer hard plate are each provided with a through hole having a shape corresponding to the shape of the corresponding portion of the coil spring, and a spiral hole portion corresponding to the entire shape of the coil spring exists in the outer laminate. A seismic isolation device characterized by that.
コイルバネが、線材の断面形状をそれぞれ四角形とすると共に相互に外径が異なった複数のコイルバネとされることを特徴とする請求項1記載の免震装置。   2. The seismic isolation device according to claim 1, wherein the coil spring is a plurality of coil springs each having a rectangular cross-sectional shape and having different outer diameters. 複数のコイルバネが同軸状に組み合わされて外側積層体内に配置されたことを特徴とする請求項2記載の免震装置。   The seismic isolation device according to claim 2, wherein a plurality of coil springs are coaxially combined and arranged in the outer laminated body. 各コイルバネを構成する線材の断面形状が、コイルバネの径方向を長辺とする長方形とされたことを特徴とする請求項2記載の免震装置。   The seismic isolation device according to claim 2, wherein the cross-sectional shape of the wire constituting each coil spring is a rectangle having a long side in the radial direction of the coil spring. コイルバネを構成する線材が双晶の金属材料で形成されたことを特徴とする請求項1記載の免震装置。   2. The seismic isolation device according to claim 1, wherein the wire constituting the coil spring is formed of a twinned metal material. Cu−Al−Mn合金、Mg−Zr合金、Mn−Cu合金、Mn−Cu−Ni−Fe合金、Cu−Al−Ni合金、Ti−Ni合金、Al−Zn合金、Cu−Zn−Al合金、Mg合金、Cu−Al−Co合金、Cu−Al−Mn−Ni合金、Cu−Al−Mn−Co合金、Cu−Si合金、Fe−Mn−Si合金、Fe−Ni−Co−Ti合金、Fe−Ni−C合金、Fe−Cr−Ni−Mn−Si−Co合金、Ni−Al合金、SUS304の内の何れかを双晶の金属材料として使用したことを特徴とする請求項5記載の免震装置。   Cu-Al-Mn alloy, Mg-Zr alloy, Mn-Cu alloy, Mn-Cu-Ni-Fe alloy, Cu-Al-Ni alloy, Ti-Ni alloy, Al-Zn alloy, Cu-Zn-Al alloy, Mg alloy, Cu-Al-Co alloy, Cu-Al-Mn-Ni alloy, Cu-Al-Mn-Co alloy, Cu-Si alloy, Fe-Mn-Si alloy, Fe-Ni-Co-Ti alloy, Fe 6. The exemption according to claim 5, wherein any one of -Ni-C alloy, Fe-Cr-Ni-Mn-Si-Co alloy, Ni-Al alloy, and SUS304 is used as a twinned metal material. Seismic device. 外側積層体の端部に支持部材が配置され、コイルバネの対応する部分の形状に合わせた形の溝部が、この支持部材に形成されることを特徴とする請求項1記載の免震装置。   2. The seismic isolation device according to claim 1, wherein a support member is disposed at an end of the outer laminated body, and a groove portion having a shape corresponding to a shape of a corresponding portion of the coil spring is formed in the support member. 外側積層体に設けられた螺旋状の穴部内に、外側弾性板より硬質の拘束用部材が充填されることを特徴とする請求項1記載の免震装置。   2. The seismic isolation device according to claim 1, wherein a constraining member harder than the outer elastic plate is filled in a spiral hole provided in the outer laminated body. 剛性を有した外側硬質板を、コイルバネの対応する部分の形状に合わせた形の貫通穴が設けられつつ、複数枚作製し、
次に、外側硬質板の貫通穴をコイルバネの形とされる螺旋状の穴部が存在する形に配置するように、外側硬質板と外側弾性板になり得る弾性素材とを交互に複数枚ずつ積層して外側積層体を形成し、
この後、コイルバネを螺旋状の穴部に沿って外側積層体内に挿入することを特徴とする免震装置の製造方法。
A plurality of rigid outer rigid plates are produced while providing through holes in a shape that matches the shape of the corresponding part of the coil spring,
Next, a plurality of outer hard plates and elastic materials that can become outer elastic plates are alternately arranged so that the through holes of the outer hard plate are arranged in the form of spiral holes that are in the form of coil springs. Laminate to form an outer laminate,
After that, the manufacturing method of the seismic isolation device, wherein the coil spring is inserted into the outer laminated body along the spiral hole.
コイルバネを外側積層体の螺旋状の穴部に沿って挿入した後に、弾性素材を加硫成形して、この弾性素材を外側弾性板としたことを特徴とする請求項9記載の免震装置の製造方法。   10. The seismic isolation device according to claim 9, wherein the elastic material is vulcanized after the coil spring is inserted along the spiral hole of the outer laminate, and the elastic material is used as an outer elastic plate. Production method. コイルバネを外側積層体の螺旋状の穴部に沿って挿入した後に、弾性素材を加硫成形して、この弾性素材を外側弾性板とすると共に、外側弾性板より硬質の拘束用部材を螺旋状の穴部内のコイルバネとの間の隙間に充填することを特徴とする請求項9記載の免震装置の製造方法。   After inserting the coil spring along the spiral hole of the outer laminate, the elastic material is vulcanized to make this elastic material the outer elastic plate and the restraining member harder than the outer elastic plate is helical. The method for manufacturing the seismic isolation device according to claim 9, wherein a gap between the hole and the coil spring is filled. 剛性を有した外側硬質板を、コイルバネの対応する部分の形状に合わせた形の貫通穴が設けられつつ、複数枚作製し、
次に、コイルバネの周囲に、外側硬質板と外側弾性板になり得る弾性素材とを交互に複数枚ずつ積層して、コイルバネを内蔵した形の外側積層体を形成することを特徴とする免震装置の製造方法。
A plurality of rigid outer rigid plates are produced while providing through holes in a shape that matches the shape of the corresponding part of the coil spring,
Next, a plurality of outer hard plates and elastic materials that can become outer elastic plates are alternately laminated around the coil spring to form an outer laminated body with a built-in coil spring. Device manufacturing method.
コイルバネを内蔵した形の外側積層体を形成した後に、弾性素材を加硫成形して、弾性素材を外側弾性板としたことを特徴とする請求項12記載の免震装置の製造方法。   13. The method for manufacturing a seismic isolation device according to claim 12, wherein after forming an outer laminated body having a built-in coil spring, an elastic material is vulcanized and the elastic material is used as an outer elastic plate. コイルバネを内蔵した形の外側積層体を形成した後に、弾性素材を加硫成形して、弾性素材を外側弾性板とすると共に、外側弾性板より硬質の拘束用部材を外側積層体内のコイルバネとの間の隙間に充填することを特徴とする請求項12記載の免震装置の製造方法。

After forming the outer laminated body having a built-in coil spring, the elastic material is vulcanized to make the elastic material an outer elastic plate, and a restraining member harder than the outer elastic plate is connected to the coil spring in the outer laminated body. The method for manufacturing a seismic isolation device according to claim 12, wherein a gap is filled between the seismic isolation devices.

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JP6178029B1 (en) * 2017-02-24 2017-08-09 株式会社ビービーエム Seismic isolation device for structures

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