JP2008002606A - Three-dimensional base isolation device, base isolation method, rolling seal member, and seal method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、3次元免震装置、免震方法、ローリングシール部材及びシール方法に関し、特に、水平免震装置と上下免震装置とを直列に接続してなる3次元免震装置、その3次元免震装置を使用した免震方法、その上下免震装置に使用されるローリングシール部材、及びそのローリングシール部材を使用したシール方法に関する。 The present invention relates to a three-dimensional seismic isolation device, a seismic isolation method, a rolling seal member, and a sealing method, and in particular, a three-dimensional seismic isolation device formed by connecting a horizontal seismic isolation device and a vertical seismic isolation device in series, and the three-dimensional The present invention relates to a seismic isolation method using a seismic isolation device, a rolling seal member used for the vertical seismic isolation device, and a sealing method using the rolling seal member.
3次元免震装置の一例として、特許文献1、2には、図6に示すように、基礎55側に設けられる空気ばね方式の上下免震装置42と、上下免震装置42に直列に接続されるとともに、免震対象物60側に設けられる積層ゴム方式の水平免震装置50とを備えた3次元免震装置41が開示されている。
As an example of a three-dimensional seismic isolation device, in
このような構成の3次元免震装置41にあっては、上下免震装置42は、基礎55に設けた穴56内に固定される外容器43と、外容器43の内側に上下方向に相対移動可能に設けられる内容器44と、内容器44と外容器43との間に設けられて両容器44、43間をシールするとともに、両容器44、43の上下方向への相対移動に追従して上下方向にローリング変形するローリングシール部材45と、内容器44及び外容器43の内側部分に形成される流体室46とを備え、流体室46内には所定量の空気10が充填されている。
In the three-dimensional
この場合、ローリングシール部材45は、ゴム層と補強繊維層とを複数積層して構成した一体構造に形成され、中間部から2つ折に折り曲げられた状態で、かつ折り曲げ部が上方に突出するように内容器44と外容器43との間に介装され、この状態で内外周縁部が内容器44側及び外容器43側に気密に連結されている。
In this case, the
また、水平免震装置50は、鋼板とゴム板とを交互に複数積層して構成した積層ゴム51からなり、この積層ゴム51を上下免震装置42の内容器44の上部と免震対象物60の下部との間に介装させることで、上下免震装置42に直列に接続されている。
The horizontal
さらに、特許文献3には、3次元免震装置に適用可能な油圧支持装置が開示されており、この油圧支持装置は、シリンダと、シリンダ内に上下移動可能に嵌合され、油圧によって支持されるピストンと、シリンダの上部に嵌合し、上端が被支持構造物に固定され、下端が球面部を介してピストン上面に当接した支持ロッドとを備え、支持ロッドの外周とシリンダの上部との間に球面滑り軸受を備えている。
ところで、上記のような構成の各種の3次元免震装置のうち、特許文献1、2に開示されている3次元免震装置41にあっては、ローリングシール部材45は、所定の耐圧強度を確保するために、ゴム層と補強繊維層とを複数積層して構成した一体構造に形成されている。このため、厚さが厚くなり、U字状に曲げた場合の屈曲部の曲率半径が大きくなり、ローリングシール部材45を介装させる内容器44と外容器43との間の隙間を大きくとらなければならず、上下免震装置42が大型化してしまう。
By the way, among the various three-dimensional seismic isolation devices configured as described above, in the three-dimensional
また、1つの上下免震装置42に対して1つの水平免震装置50を直列に接続しているため、上下免震装置42が何らかの原因によって支持不能な状態になった場合に、免震対象物60からの荷重を支持し続けることが困難になる。
In addition, since one horizontal
さらに、基礎55に入力する地震等による振動のうち、水平方向の振動は、上下免震装置42の外容器43からローリングシール部材45及び内容器44を介して水平免震装置50に入力されるため、上下免震機能を有する上下免震装置42に水平力までも負担させることになるため、上下免震装置42は過大な設計を強いられることになる。
Further, among vibrations caused by earthquakes or the like input to the
さらに、特許文献3に開示されている油圧支持装置にあっては、高圧で使用するピストン部や免震対象物からの回転変形等を吸収するスイベル部は、精密な機械加工を必要とすることになるため、非常にコストが高く付いてしまう。 Furthermore, in the hydraulic support device disclosed in Patent Document 3, the piston portion used at high pressure and the swivel portion that absorbs rotational deformation from the seismic isolation object require precise machining. Therefore, the cost is very high.
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、全体を小型化することができ、さらに、上下免震装置の一部が支持不能な状態になっても、免震対象物からの荷重を支持し続けることができ、そして、基礎から入力する振動を確実に吸収することができる、3次元免震装置、免震方法、ローリングシール部材及びシール方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the conventional problems as described above, and can be reduced in size as a whole. Furthermore, even if a part of the vertical seismic isolation device becomes unsupportable, the seismic isolation To provide a three-dimensional seismic isolation device, a seismic isolation method, a rolling seal member, and a sealing method that can continue to support a load from an object and can reliably absorb vibration input from a foundation. Objective.
上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、請求項1に係る発明は、基礎と免震対象物との間に、上下免震装置と水平免震装置とを介装してなる3次元免震装置であって、前記上下免震装置を、前記基礎と前記免震対象物との上下方向の相対変位に追従して相対変位する内筒及び外筒と、前記内筒と前記外筒との間にU字状に曲げられた状態で介装されて両筒間をシールするとともに、両筒の相対変位に追従して変形する、気密性を有する素材からなるシール部と所定の圧力を支持する素材からなる補強部とを非接着状態で重ねてなるローリングシール部材とによって構成したことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
That is, the invention according to claim 1 is a three-dimensional seismic isolation device in which a vertical seismic isolation device and a horizontal seismic isolation device are interposed between a foundation and a seismic isolation object, the vertical seismic isolation device. The device was bent in a U-shape between the inner cylinder and the outer cylinder, and the inner cylinder and the outer cylinder, which are relatively displaced following the relative displacement in the vertical direction between the foundation and the seismic isolation object. A seal portion made of an airtight material and a reinforcing portion made of a material that supports a predetermined pressure, which is inserted in a state and seals between both cylinders and deforms following the relative displacement of both cylinders. It is characterized by comprising a rolling seal member stacked in an adhesive state.
本発明による3次元免震装置によれば、上下免震装置のローリングシール部材を、気密性を有する素材からなるシール部と所定の圧力を支持する素材からなる補強部とを非接着状態で重ねて構成しているので、ローリングシール部材に作用する圧力を補強部で受けることができる。従って、シール部には気密性のみをもたせればよいので、シール部を薄肉化することができ、ローリングシール部材の屈曲部の曲率半径を小さくすることができ、ローリングシール部材を介装させる内筒と外筒との間の隙間を小さく設定することができ、ローリングシール部材のシール部の張力を低く抑えることができることから、高圧化が可能になる。また、上下免震装置を平面的に小型化することもできる。 According to the three-dimensional seismic isolation device according to the present invention, the rolling seal member of the vertical seismic isolation device is overlapped in a non-adhering state with a seal portion made of an airtight material and a reinforcement portion made of a material supporting a predetermined pressure. Therefore, the pressure acting on the rolling seal member can be received by the reinforcing portion. Therefore, since the seal portion only needs to be airtight, the seal portion can be thinned, the radius of curvature of the bent portion of the rolling seal member can be reduced, and the inner portion of the rolling seal member can be interposed. Since the gap between the cylinder and the outer cylinder can be set small and the tension of the seal portion of the rolling seal member can be kept low, high pressure can be achieved. In addition, the vertical seismic isolation device can be reduced in size in a planar manner.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の3次元免震装置であって、前記上下免震装置を、複数並列に配置したことを特徴とする。
The invention according to
本発明による3次元免震装置によれば、並列に配置した複数の上下免震装置によって免震対象物からの荷重を支持することができるので、何れかの上下免震装置が何らかの原因によって支持不能な状態になっても、他の上下免震装置によって免震対象物からの荷重を支持し続けることができることになり、安全性を確保することができる。 According to the three-dimensional seismic isolation device according to the present invention, since the load from the seismic isolation object can be supported by the plurality of vertical seismic isolation devices arranged in parallel, any one of the vertical seismic isolation devices is supported for some reason. Even if it becomes impossible, the load from the seismic isolation object can continue to be supported by other vertical seismic isolation devices, and safety can be ensured.
請求項3に係る発明は、請求項2に記載の3次元免震装置であって、前記複数の上下免震装置を、共通のケーシングに収容したことを特徴とする。
The invention according to claim 3 is the three-dimensional seismic isolation device according to
請求項4に係る発明は、請求項2又は3に記載の3次元免震装置であって、前記基礎と前記免震対象物との間に、前記上下免震装置と前記水平免震装置とを直列に介装したことを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the three-dimensional seismic isolation device according to
本発明による3次元免震装置によれば、基礎に入力する地震等による振動のうち、水平方向の振動はケーシングを介して水平免震装置に入力することになるので、荷重伝達機構が明確となり、上下免震装置の設計を簡素化することができる(部材厚の低減等)。 According to the three-dimensional seismic isolation device of the present invention, among the vibrations caused by earthquakes and the like input to the foundation, horizontal vibration is input to the horizontal seismic isolation device via the casing, so that the load transmission mechanism becomes clear. In addition, the design of the vertical seismic isolation device can be simplified (reduction of the member thickness, etc.).
請求項5に係る発明は、請求項1から4の何れかに記載の3次元免震装置であって、前記上下免震装置の内筒、外筒及びローリングシール部材からなる内部流体室の外側に少なくとも1つの外部流体室を設け、該外部流体室を配管を介して前記内部流体室に接続したことを特徴とする。
The invention according to
本発明による3次元免震装置によれば、上下免震装置は、内部流体室と少なくとも1つの外部流体室とを合わせた容積によって免震対象物からの荷重を支持することになるので、1つの流体室の容積のみによって荷重を支持する上下免震装置に比べて内部流体室の容積を小さく設定することができ、上下免震装置を高さ方向に小型化することができる。 According to the three-dimensional seismic isolation device of the present invention, the vertical seismic isolation device supports the load from the seismic isolation object by the combined volume of the internal fluid chamber and the at least one external fluid chamber. The volume of the internal fluid chamber can be set smaller than the vertical seismic isolation device that supports the load only by the volume of one fluid chamber, and the vertical seismic isolation device can be downsized in the height direction.
請求項6に係る発明は、請求項1から5の何れかに記載の3次元免震装置であって、前記ローリングシール部材は、U字状に曲げられた状態で、かつ屈曲部が下方に突出するように、前記内筒と前記外筒との間に設けられていることを特徴とする。
The invention according to
本発明による3次元免震装置によれば、粉塵等の異物がローリングシール部材の内側部分に溜るようなことがないので、粉塵等の異物によってローリングシール部材の作動が阻害されるようなことはない。 According to the three-dimensional seismic isolation device according to the present invention, foreign matter such as dust does not accumulate in the inner portion of the rolling seal member, and therefore the operation of the rolling seal member is hindered by foreign matter such as dust. Absent.
請求項7に係る発明は、請求項1から6の何れかに記載の3次元免震装置であって、前記外部流体室及び前記内部流体室の全体に圧縮性流体が収容されていることを特徴とする。
The invention according to
請求項8に係る発明は、請求項1から6の何れかに記載の3次元免震装置であって、前記外部流体室を、非圧縮性流体室と圧縮性流体室とを有するアキュムレータによって構成し、該アキュムレータの非圧縮性流体室と前記内部流体室との間を配管を介して接続し、かつ、前記アキュムレータの非圧縮性流体室及び前記内部流体室内にそれぞれ非圧縮性流体を充填したことを特徴とする。
The invention according to
本発明による3次元免震装置によれば、免震対象物からの荷重による圧力は、内部流体室内の非圧縮性流体及びアキュムレータの非圧縮性流体室内の非圧縮性流体を介してアキュムレータの圧縮性流体室内の圧縮性流体に伝達されることになる。この場合、ローリングシール部材には、内部流体室内及びアキュムレータの非圧縮性流体室室内の非圧縮性流体が接触することになるので、圧縮性流体を使用した場合に比べてローリングシール部材からの流体の漏れを大幅に低減させることができる。
なお、圧縮性流体は例えば空気、窒素ガス等の気体であり、非圧縮性流体は例えば水、オイル等の液体である。
According to the three-dimensional seismic isolation device of the present invention, the pressure due to the load from the seismic isolation object is compressed by the accumulator through the incompressible fluid in the internal fluid chamber and the incompressible fluid in the incompressible fluid chamber of the accumulator. It is transmitted to the compressive fluid in the compressive fluid chamber. In this case, since the incompressible fluid in the internal fluid chamber and in the incompressible fluid chamber of the accumulator is in contact with the rolling seal member, the fluid from the rolling seal member is compared with the case where the compressive fluid is used. Leakage can be greatly reduced.
The compressible fluid is a gas such as air or nitrogen gas, and the incompressible fluid is a liquid such as water or oil.
請求項9に係る発明は、基礎に入力する地震等による振動を吸収することにより、基礎に支持される免震対象物を免震する免震方法であって、請求項1から8に記載の3次元免震装置を前記基礎と前記免震対象物との間に介装させ、基礎からの上下方向の振動を上下免震装置によって吸収し、基礎からの水平方向の振動を水平免震装置によって吸収することを特徴とする。
The invention according to
本発明による免震方法によれば、基礎に入力する地震等による振動のうち、上下方向の振動は上下免震装置によって吸収され、水平方向の振動は水平免震装置によって吸収されることになる。 According to the seismic isolation method of the present invention, among vibrations caused by earthquakes or the like input to the foundation, vertical vibrations are absorbed by the vertical seismic isolation device, and horizontal vibrations are absorbed by the horizontal seismic isolation device. .
請求項10に係る発明は、相対変位可能に設けられる一方の部材と他方の部材との間にU字状に曲げられた状態で介装されて、両部材の内側部分に密閉された内部流体室を形成するとともに、両部材の相対変位に追従して変形するローリングシール部材であって、前記内部流体室に面して設けられる気密性を有する素材から形成されるシール部と、該シール部の外側に非接着状態で設けられる、所定の圧力を支持する素材から形成される補強部とを備えていることを特徴とする。
The invention according to
本発明によるローリングシール部材によれば、気密性を有する素材からなるシール部と所定の圧力を支持する素材からなる補強部とを非接着状態で重ねて構成しているので、ローリングシール部材に作用する圧力を補強部で受けることができる。従って、シール部には気密性のみをもたせればよいので、シール部を薄肉化することができ、ローリングシール部材の屈曲部の曲率半径を小さくすることができ、ローリングシール部材を介装させる一方の部材と他方の部材との間の隙間を小さく設定することができる。 According to the rolling seal member of the present invention, the seal portion made of a material having airtightness and the reinforcement portion made of a material that supports a predetermined pressure are overlapped in a non-adhered state, so that it acts on the rolling seal member. The pressure to be received can be received by the reinforcing portion. Accordingly, since the seal portion only needs to be airtight, the seal portion can be thinned, the radius of curvature of the bent portion of the rolling seal member can be reduced, and the rolling seal member can be interposed. The gap between this member and the other member can be set small.
請求項11に係る発明は、相対変位可能に設けられる2つの部材の内側部分に密閉された内部流体室を形成すべく、両部材間をシールするシール方法であって、前記両部材間に、前記内部流体室に面して気密性を有する素材から形成されるシール部を設けるとともに、該シール部の外側に非接着状態で所定の圧力を支持する素材から形成される補強部を設けたことを特徴とする。
The invention according to
以上、説明したように、本発明の3次元免震装置及び免震方法によれば、上下免震装置のローリングシール部材を、気密性を有する素材からなるシール部と所定の圧力を支持する素材からなる補強部とを非接着状態で重ねて構成しているので、ローリングシール部材に作用する圧力を補強部で受けることができる。従って、シール部には気密性のみをもたせればよいので、シール部を薄肉化することができ、ローリングシール部材の屈曲部の曲率半径を小さくすることができ、ローリングシール部材を介装させる内筒と外筒との間の隙間を小さく設定することができ、ローリングシール部材のシール部の張力を低く抑えることができることから、高圧化が可能になる。また、上下免震装置を平面的に小型化することもできる。 As described above, according to the three-dimensional seismic isolation device and the seismic isolation method of the present invention, the rolling seal member of the vertical seismic isolation device is made of a seal portion made of an airtight material and a material that supports a predetermined pressure. Since the reinforcing part made of is stacked in a non-bonded state, the pressure acting on the rolling seal member can be received by the reinforcing part. Therefore, since the seal portion only needs to be airtight, the seal portion can be thinned, the radius of curvature of the bent portion of the rolling seal member can be reduced, and the inner portion of the rolling seal member can be interposed. Since the gap between the cylinder and the outer cylinder can be set small and the tension of the seal portion of the rolling seal member can be kept low, high pressure can be achieved. In addition, the vertical seismic isolation device can be reduced in size in a planar manner.
また、並列に配置した複数の上下免震装置によって免震対象物からの荷重を支持することができるので、何れかの上下免震装置が何らかの原因によって支持不能な状態になっても、他の上下免震装置によって免震対象物からの荷重を支持し続けることができることになり、安全性を確保することができる。 In addition, since the load from the seismic isolation object can be supported by a plurality of vertical seismic isolation devices arranged in parallel, even if any vertical seismic isolation device becomes unsupportable due to some reason, Since the vertical seismic isolation device can continue to support the load from the seismic isolation object, safety can be ensured.
さらに、基礎に入力する地震等による振動のうち、水平方向の振動はケーシングを介して水平免震装置に入力することになるので、荷重伝達機構が明確となり、上下免震装置の設計を簡素化することができる(部材厚の低減等)。 Furthermore, among the vibrations caused by earthquakes, etc. that are input to the foundation, horizontal vibrations are input to the horizontal seismic isolation device via the casing, making the load transmission mechanism clear and simplifying the design of the vertical seismic isolation device (Reducing member thickness, etc.).
さらに、上下免震装置は、内部流体室と少なくとも1つの外部流体室とを合わせた容積によって免震対象物からの荷重を支持することになるので、1つの流体室の容積のみによって荷重を支持する上下免震装置に比べて内部流体室の容積を小さく設定することができ、上下免震装置を高さ方向に小型化することができる。 Furthermore, since the vertical seismic isolation device supports the load from the seismic isolation object by the combined volume of the internal fluid chamber and at least one external fluid chamber, the load is supported only by the volume of one fluid chamber. The volume of the internal fluid chamber can be set smaller than the vertical seismic isolation device, and the vertical seismic isolation device can be downsized in the height direction.
さらに、粉塵等の異物がローリングシール部材の内側部分に溜るようなことがないので、粉塵等の異物によってローリングシール部材の作動が阻害されるようなことはない。 Furthermore, since foreign matters such as dust do not accumulate inside the rolling seal member, the operation of the rolling seal member is not hindered by foreign matters such as dust.
さらに、ローリングシール部材には、内部流体室内及びアキュムレータの非圧縮性流体室室内の非圧縮性流体が接触することになるので、圧縮性流体を使用した場合に比べてローリングシール部材からの流体の漏れを大幅に低減させることができる。 Further, since the incompressible fluid in the internal fluid chamber and the incompressible fluid chamber of the accumulator comes into contact with the rolling seal member, the fluid from the rolling seal member is more in comparison with the case where the compressive fluid is used. Leakage can be greatly reduced.
さらに、本発明のローリングシール部材及びシール方法によれば、気密性を有する素材からなるシール部と所定の圧力を支持する素材からなる補強部とを非接着状態で重ねて構成しているので、ローリングシール部材に作用する圧力を補強部で受けることができる。従って、シール部には気密性のみをもたせればよいので、シール部を薄肉化することができ、ローリングシール部材の屈曲部の曲率半径を小さくすることができ、ローリングシール部材を介装させる内筒と外筒との間の隙間を小さく設定することができ、ローリングシール部材のシール部の張力を低く抑えることができることから、高圧化が可能になる。また、上下免震装置を平面的に小型化することもできる。 Furthermore, according to the rolling seal member and the sealing method of the present invention, since the seal portion made of a material having airtightness and the reinforcement portion made of a material supporting a predetermined pressure are overlapped in a non-adhered state, The pressure acting on the rolling seal member can be received by the reinforcing portion. Therefore, since the seal portion only needs to be airtight, the seal portion can be thinned, the radius of curvature of the bent portion of the rolling seal member can be reduced, and the inner portion of the rolling seal member can be interposed. Since the gap between the cylinder and the outer cylinder can be set small and the tension of the seal portion of the rolling seal member can be kept low, high pressure can be achieved. In addition, the vertical seismic isolation device can be reduced in size in a planar manner.
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図1〜図3には、本発明による3次元免震装置の第1の実施の形態が示されていて、図1は3次元免震装置の全体を示す概略縦断面図、図2は図1の横断面図、図3は図1の部分拡大図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 3 show a first embodiment of a three-dimensional seismic isolation device according to the present invention. FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing the entire three-dimensional seismic isolation device, and FIG. FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG.
すなわち、本実施の形態に示す3次元免震装置1は、建物等の免震対象物35と免震対象物35を支持する基礎25との間に介装されて、基礎25から免震対象物35に伝達しようとする地震等による振動を吸収するためのものであって、並列に配置される空気ばね方式の複数の上下免震装置2と、複数の上下免震装置2に対して直列に接続される積層ゴム方式の1つの水平免震装置20とを備えている。
That is, the three-dimensional seismic isolation device 1 shown in the present embodiment is interposed between the
基礎25の上部にはケーシング30が一体に設けられ、このケーシング30の内部に複数の上下免震装置2が並列に配置されるとともに、このケーシング30の上部と基礎25の上方に位置する免震対象物35の下部との間に、複数の上下免震装置2に対して直列に1つの水平免震装置20が介装されている。
A
ケーシング30は、基礎25の上部に固定される底板31と、底板31の上部に垂直に立設される筒状の側壁32と、側壁32の下端部に一体に設けられて側壁32を底板31に固定する鍔状のフランジ33と、側壁32の内側に上下方向に移動可能に設けられる移動板34とから構成され、底板31の上部と移動板34の下部との間に複数(本実施の形態においては3つ)の上下免震装置2が並列に配置され、移動板34の上部に3つの上下免震装置2に対して1つの水平免震装置20が直列に配置されている。
なお、本実施の形態においては、3つの上下免震装置2を並列に配置しているが、図示はしないが、2つ又は4つ以上の上下免震装置2を並列に配置してもよい。
The
In the present embodiment, three vertical
ケーシング30の移動板34の周面と側壁32の内面との間に、移動板34を上下方向に円滑に移動可能に案内するための案内手段(図示せず)を設けてもよい。案内手段としては、例えば、複数のローラが挙げられ、この複数のローラを移動板34の周面に設けて側壁32の内面に転動可能に接触させることにより、移動板34が上下方向に円滑に移動可能に案内される。なお、案内手段としては、上記のものに限らず、移動板34を上下方向に円滑に移動可能に案内できるものであればよい。
Between the peripheral surface of the moving
各上下免震装置2は、ケーシング30の底板31の上部に円板状の下板3を介して垂直に固定される筒状の内筒4と、内筒4の外側に所定の隙間を隔てて設けられるとともに、ケーシング30の移動板34の下部に円板状の上板5を介して垂直に固定される筒状の外筒6と、内筒4と外筒6との間に設けられてそれらの間をシールするローリングシール部材15と、内筒4及び外筒6の内側部分に気密状態で設けられる内部流体室7と、ケーシング30の外側に配置されるガスボンベ等からなる外部流体室8と、内部流体室7と外部流体室8との間を接続する配管9とを備えている。
Each of the vertical
各上下免震装置2の内部流体室7及び外部流体室8内にはそれぞれ所定量の空気等の気体10が充填されており、内部流体室7及び外部流体室8が空気ばねとして機能することにより、免震対象物35からの荷重が弾性支持される。各上下免震装置2によって免震対象物35からの荷重を弾性支持することにより、内部流体室7及び外部流体室8内の空気等の気体10が圧縮され、この圧力がローリングシール部材15に作用する。
The internal
本実施の形態においては、3つの上下免震装置2を並列に配置し、この3つの上下免震装置2によって免震対象物35からの全荷重を支持しているので、各上下免震装置2には免震対象物35からの荷重が1/3ずつ作用することになる。従って、この1/3の荷重を支持可能な容積に各上下免震装置2の内部流体室7と外部流体室8とを合わせた容積を設定すればよいことになる。
In the present embodiment, since the three
各上下免震装置2は、内筒4がケーシング30の底板31に固定され、外筒6がケーシング30の移動板34に固定されていることにより、基礎25と免震対象物35との上下方向への相対変位に追従して内筒4と外筒6とが上下方向に相対変位し、この内筒4と外筒6との上下方向への相対変位により、内部流体室7及び外部流体室8内の空気等の気体10が伸縮され、この空気等の気体10の伸縮によって基礎25からケーシング30を介して各上下免震装置2に入力する上下方向の振動が吸収される。
Each vertical
ローリングシール部材15は、図3に示すように、帯状をなすものを幅方向の中間部から折り曲げてU字状に形成し、このU字状に形成したものを屈曲部18が下方に突出するように、内筒4と外筒6との間の隙間内に介装させ、この状態で両端部を内筒4及び外筒6の上端部にそれぞれ気密に連結し、さらに円周方向の両端部間を気密に連結することにより、内筒4と外筒5との間をシールするように構成したものであって、内筒4と外筒6との上下方向への相対変位に追従して上下方向に変形するように構成されている。
As shown in FIG. 3, the rolling
ローリングシール部材15は、気密性を有する素材から形成される帯状のシール部16と、その外側に所定の引張強度を有することで所定の圧力を支持し得る素材から形成される帯状の補強部17とを非接着状態で重ね合わせて構成したものであって、シール部16が内側に位置するように幅方向の中間部からU字状に折り曲げられ、この状態で内筒4と外筒6との間の隙間内に介装されている。
The rolling
ローリングシール部材15のシール部16の素材としては、気密性が高く、柔軟な材料、例えば、天然ゴム、合成ゴム、合成樹脂等が挙げられる。補強部17の素材としては、引張強度が高く、面外方向に柔軟に変形し得る材料、例えば、アラミド繊維、四フッ化エチレン樹脂シート等が挙げられる。但し、これらに限らず、同様の機能を有するものであればよい。
Examples of the material of the
ローリングシール部材15を内筒4と外筒6との間の隙間内に介装させることにより、ローリングシール部材15のシール部16によって両筒4、6間がシールされ、内部流体室7及び外部流体室8内に充填されている空気等の気体10の気密性を高めることができる。
By interposing the rolling
この場合、免震対象物35からの荷重によって上下免震装置2の内部流体室7及び外部流体室8内の空気等の気体10が圧縮され、この気体の圧力がシール部16に作用することになるが、シール部16の外側には所定の圧力を支持する補強部17が非接着状態で設けられているので、圧力が補強部17で受けられることになる。
In this case, the
従って、シール部16を内部流体室7及び外部流体室8からの圧力に耐え得る強度に設定する必要はなく、シール部16には空気等の気体10の漏れを防止できる気密性のみを持たせれば足りることになるので、シール部16を薄肉化することができ、ローリングシール部材15の屈曲部18の曲率半径を小さくでき、ローリングシール部材15を介装させる内筒4と外筒6との間の隙間を小さく設定することができる。
Therefore, it is not necessary to set the
なお、上下免震装置2が免振対象物35からの荷重を受けて、内部流体室7及び外部流体室8内の空気等の気体10が圧縮され、この気体10の圧力を受けて最大に伸長したときの補強部17の寸法を予め求めておき、この補強部17の寸法に合わせてシール部16の寸法を設定しておくことが好ましい。このように、補強部17及びシール部16の寸法を予め設定しておくことにより、シール部16の耐圧強度を殆ど考慮しなくてもよいことになる。
The vertical
本実施の形態においては、ローリングシール部材15のシール部16の厚みと補強部17の厚みを考慮しても、内筒4と外筒6との間の隙間を10mm程度であり、従来技術に記載の3次元免震装置の隙間(50mm)に比べて格別に隙間を小さくできた。
In the present embodiment, the gap between the inner cylinder 4 and the
水平免震装置20は、鋼板とゴム板とを交互に積層して構成した積層ゴム21であって、ケーシング30の移動板34の上部と免震対象物35の下部との間に介装させた状態で、積層ゴム21の下端の下フランジ22をケーシング30の移動板34の上部に固定し、上端の上フランジ23を免震対象物35の下部に固定することにより、3つの並列配置した上下免震装置2に直列に接続されている。
The horizontal
基礎25に入力する地震等による水平方向の振動は、ケーシング30の底板31、側壁32、及び移動板34を介して水平免震装置20に入力し、その水平方向への振動によって水平免震装置20が水平方向に変位し、水平方向への振動が吸収される。この場合、基礎25からの水平方向の振動は、ケーシング30を介して直接に水平免震装置20に入力することになるので、水平方向の振動が上下免震装置2に入力して、上下免震装置2の免震機能が影響を受けるようなことはなく、上下免震装置2の内筒4及び外筒6の設計は圧力を確認するだけでよい。
Horizontal vibration due to an earthquake or the like input to the
上記のように構成した本実施の形態による3次元免振装置1にあっては、ローリングシール部材15を、気密性を有する素材からなるシール部16と所定の圧力を支持する素材からなる補強部17とを非接着状態で重ね合わせ、内部流体室7及び外部流体室8からの圧力を補強部17で受けるように構成したので、シール部16には気密性のみをもたせればよいことになる。従って、シール部16を薄肉化することができるので、ローリングシール部材15の屈曲部18の曲率半径を小さく設定することができ、ローリングシール部材15を介装させる内筒4と外筒6との間の隙間を小さくすることができ、ローリングシール部材15のシール部16の張力を低く抑えることができることから、高圧化が可能になる。また、上下免震装置2を平面的に小型化することもできる。
In the three-dimensional vibration isolator 1 according to the present embodiment configured as described above, the rolling
また、ケーシング30の外側に外部流体室8を配置し、この外部流体室8を配管9を介して内部流体室7に連結するように構成したので、1つの流体室のみによって構成した上下免震装置に比べて内部流体室7の容積を大幅に小さくすることができ、これにより、上下免震装置2を高さ方向に小型化することができる。
In addition, since the
さらに、複数の上下免震装置2を並列に配置しているので、何れかの上下免震装置2が何らかの原因によって支持不能な状態になっても、他の何れかの上下免震装置2によって免震対象物35からの荷重を支持し続けることができるので、安全性を確保することができる。
Further, since a plurality of vertical
さらに、ローリングシール部材15を、U字状に折り曲げた状態で、かつ屈曲部18が下方に突出するように、内筒4と外筒6との間に介装させているので、粉塵等の異物がローリングシール部材15の内側に溜るのを防止でき、粉塵等の異物によってローリングシール部材15の動作上の不具合はない。
Furthermore, the rolling
図4及び図5には、本発明による3次元免震装置の第2の実施の形態が示されていて、この3次元免震装置1は、外部流体室8として市販のアキュムレータを用い、この外部流体室8をケーシング30の外側に配置し、この外部流体室8の非圧縮性流体室13と内部流体室7との間を配管9で接続して、内部流体室7及び外部流体室8の非圧縮性流体室13内にオイル等の非圧縮性流体11を充填し、外部流体室8の圧縮性流体室14を空気ばねとして機能させるように構成したものであって、その他の構成は前記第1の実施の形態に示すものと同様である。
4 and 5 show a second embodiment of the three-dimensional seismic isolation device according to the present invention. This three-dimensional seismic isolation device 1 uses a commercially available accumulator as the
そして、本実施の形態による3次元免震装置1にあっても、前記第1の実施の形態に示すものと同様に、ローリングシール部材15を、気密性を有する素材からなるシール部16と所定の圧力を支持する素材からなる補強部17とを非接着状態で重ね合わせて、内部流体室7及び外部流体室8からの圧力を補強部17で受けるように構成しているので、シール部16には気密性のみをもたせればよいことになる。従って、シール部16を薄肉化することができるので、ローリングシール部材15の屈曲部18の曲率半径を小さく設定することができ、ローリングシール部材15を介装させる内筒4と外筒5との間の隙間を小さくすることができ、ローリングシール部材15のシール部16の張力を低く抑えることができることから、高圧化が可能になる。また、上下免震装置2を平面的に小型化することもできる。
Even in the three-dimensional seismic isolation device 1 according to the present embodiment, the rolling
また、ケーシング30の外側に外部流体室8を配置し、この外部流体室8の非圧縮性流体室13を配管9を介して内部流体室7に連結し、外部流体室8の圧縮性流体室14を空気ばねとして機能させているので、1つの流体室のみによって構成した上下免震装置に比べて内部流体室7の容積を大幅に小さくすることができ、これにより、上下免震装置2を高さ方向に小型化することができる。
In addition, the
さらに、複数の上下免震装置2を並列に配置しているので、何れかの上下免震装置2が何らかの原因によって支持不能な状態になっても、他の何れかの上下免震装置2によって免震対象物35からの荷重を支持し続けることができるので、安全性を確保することができる。
Further, since a plurality of vertical
さらに、ローリングシール部材15を、U字状に折り曲げた状態で、かつ屈曲部18が下方に突出するように、内筒4と外筒6との間の隙間内に介装させているので粉塵等の異物がローリングシール部材15の内側に溜るようなことはなく、ローリングシール部材15の動作上の不具合を防ぐことができる。
Further, since the rolling
さらに、この実施の形態においては、ローリングシール部材15のシール部16にオイル等の非圧縮性流体を作用させているので、空気等の気体を使用した場合に比べてローリングシール部材15のシール部16からの流体の漏れを大幅に低減させることが可能となる。
Furthermore, in this embodiment, since an incompressible fluid such as oil is applied to the
なお、前記各実施の形態においては、水平免震装置20を上下免震装置2の上部に設けているが、水平免震装置20を上下免震装置3の下部に設けるように構成してもよい。
また、上下免震装置2の構成を、図1、図4に示すものと上下逆にしてもよい。
In each of the above embodiments, the horizontal
Moreover, you may make the structure of the vertical
1 3次元免震装置 2 上下免震装置
3 下板 4 内筒
5 上板 6 外筒
7 内部流体室 8 外部流体室
9 配管 10 空気等の気体
11 オイル等の非圧縮性流体 13 非圧縮性流体室
14 圧縮性流体室 15 ローリングシール部材
16 シール部 17 補強部
18 屈曲部 20 水平免震装置
21 積層ゴム 22 下フランジ
23 上フランジ 25 基礎
30 ケーシング 31 底板
32 側壁 33 フランジ
34 移動板 35 免震対象物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 3D
Claims (11)
前記上下免震装置を、前記基礎と前記免震対象物との上下方向の相対変位に追従して相対変位する内筒及び外筒と、前記内筒と前記外筒との間にU字状に曲げられた状態で介装されて両筒間をシールするとともに、両筒の相対変位に追従して変形する、気密性を有する素材からなるシール部と所定の圧力を支持する素材からなる補強部とを非接着状態で重ねてなるローリングシール部材とによって構成したことを特徴とする3次元免震装置。 A three-dimensional seismic isolation device comprising a vertical seismic isolation device and a horizontal seismic isolation device between the foundation and the seismic isolation object,
The vertical seismic isolation device is U-shaped between the inner cylinder and the outer cylinder, and an inner cylinder and an outer cylinder that are relatively displaced following the relative displacement in the vertical direction between the foundation and the seismic isolation object. Reinforced with a seal part made of an airtight material that deforms following the relative displacement of both cylinders and a material that supports a predetermined pressure. A three-dimensional seismic isolation device characterized by comprising a rolling seal member that overlaps the portion in a non-adhered state.
請求項1から8に記載の3次元免震装置を前記基礎と前記免震対象物との間に介装させ、基礎からの上下方向の振動を上下免震装置によって吸収し、基礎からの水平方向の振動を水平免震装置によって吸収することを特徴とする免震方法。 It is a seismic isolation method that segregates seismic isolation objects supported by the foundation by absorbing vibrations caused by earthquakes etc. input to the foundation,
The three-dimensional seismic isolation device according to claim 1 is interposed between the foundation and the seismic isolation object, and the vertical vibration from the foundation is absorbed by the vertical seismic isolation device, and the horizontal from the foundation A seismic isolation method characterized by absorbing directional vibrations by a horizontal seismic isolation device.
前記内部流体室に面して設けられる気密性を有する素材から形成されるシール部と、該シール部の外側に非接着状態で設けられる、所定の圧力を支持する素材から形成される補強部とを備えていることを特徴とするローリングシール部材。 Between the one member and the other member that are provided so as to be capable of relative displacement, they are interposed in a U-shaped bent state to form a sealed internal fluid chamber in the inner part of both members, and both members A rolling seal member that deforms following the relative displacement of
A seal portion formed from an airtight material provided facing the internal fluid chamber, and a reinforcement portion formed from a material supporting a predetermined pressure, provided in a non-adhesive state outside the seal portion. A rolling seal member comprising:
前記両部材間に、前記内部流体室に面して気密性を有する素材から形成されるシール部を設けるとともに、該シール部の外側に非接着状態で所定の圧力を支持する素材から形成される補強部を設けたことを特徴とするシール方法。
A sealing method for sealing between two members so as to form a sealed internal fluid chamber in an inner portion of two members provided to be relatively displaceable,
Between the two members, a seal portion formed from a material having airtightness facing the internal fluid chamber is provided, and formed from a material that supports a predetermined pressure in an unbonded state outside the seal portion. The sealing method characterized by providing the reinforcement part.
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CN106948491A (en) * | 2017-05-16 | 2017-07-14 | 湖南工学院 | The unidirectional temperature joint joint structure of single-column support |
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