JP2012021638A - Base isolation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は免震装置に関し、特に地震発生時において、微震動では作動せず一定の震度を超えて作動するように構成した免震装置である。 The present invention relates to a seismic isolation device, and more particularly to a seismic isolation device that is configured to operate beyond a certain seismic intensity without being operated by slight vibration when an earthquake occurs.
従来、種々の免震装置が開発されているが、その殆どが建築物や床上の電子機器に対して、免震効果を有するバネやゴムの反発効果や下端部の滑動方式及び球体の転動方式のものが多く存在する。例えば、特開2007−24123号や特許第3058364号等が開発されている。 Conventionally, various seismic isolation devices have been developed, but most of them have a seismic isolation effect of springs and rubber, sliding method at the lower end, and rolling of the sphere for electronic devices on buildings and floors. There are many methods. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-24123 and Japanese Patent No. 3058364 have been developed.
下端部の滑動方式及び球体の転動方式からなる従来の免震ユニットでは、微震動でも作用して、微動の横揺れでも支持する電子機器等の筺体が揺動を続ける構造になっており、また、揺動の継続を制限するための免震ユニットの復元力が乏しいものであった。 In the conventional seismic isolation unit consisting of the sliding method of the lower end and the rolling method of the sphere, the structure of the electronic device or the like that works even with slight vibrations and supports even with the slight movement of the rolls continues to swing, Moreover, the resilience of the seismic isolation unit to limit the continuation of the swing was poor.
本発明の免震装置は、垂直方向の衝撃に対応し、且つ、全方向の横揺れに対応し、且つ横揺れ時の極限状態の規制ができ、三支点で安定して支持できる免震装置を筺体等の底面に複数取付けることのできる免震装置であって、微震動では作動せず一定の震度を超えて作動するように構成した免震装置である。 The seismic isolation device of the present invention is a seismic isolation device that supports vertical impacts, supports rolling in all directions, can regulate the extreme state during rolling, and can be stably supported at three fulcrums. It is a seismic isolation device that can be attached to the bottom surface of a frame or the like, and is configured to operate beyond a certain seismic intensity without being operated by a slight vibration.
具体的には、湾曲凹面を有する上部材と、これに対向する湾曲凹面を有する下部材との間に球状又は円盤状の摺動部材を設けた免震体を、床面に載置した下側基板と構造物を支持する上側基板との間に複数個介在させ、前記下側基板に対し前記上側基板の水平方向の初期移動を抑制する抵抗手段を設け、水平方向に作用する力が所定以上になると前記上側基板が下側基板に対し相対移動することを特徴とし、前記抵抗手段は前記下側基板を前記上側基板に連結する連結部材からなり、この連結部材に所定以上の水平方向の力が作用した際、前記連結部材がせん断され、前記上側基板が前記下側基板に対して相対移動することを特徴とし、前記免震体の前記上部材または下部材の湾曲凹面の曲率を前記摺動部材の曲率と略同一にし、接触面積を大きくし摩擦による抵抗手段を有し、所定以上の水平方向の力が摩擦力より大きくなった際、前記上側基板が前記下側基板に対して相対移動することを特徴とし、前記免震体の前記上部材と前記下部材とが、いずれも周縁において内側に突き出る突状部を有し、前記摺動部材が前記上部材と前記下部材との間で摺動する場合において、前記上部材の前記周縁の突状部と前記下部材の前記周縁部の前記突状部とが、前記摺動部材の側部に形成した凹部に係合することにより、前記下部材に対する前記上部材の水平方向の移動を規制し、支持する構造物の自重により復元力を生じるように構成したことを特徴とし、且つ、前記上側基板と下側基板間の前記免震体は平面視三角形の頂点の位置に配置されたことを特徴とする免震装置を提供する。 More specifically, a seismic isolation body provided with a spherical or disk-shaped sliding member between an upper member having a curved concave surface and a lower member having a curved concave surface facing the upper member is placed on the floor surface. A plurality of resistors are interposed between the side substrate and the upper substrate supporting the structure, and resistance means for suppressing the initial horizontal movement of the upper substrate with respect to the lower substrate is provided, and the force acting in the horizontal direction is predetermined. In this case, the upper substrate moves relative to the lower substrate, and the resistance means includes a connecting member that connects the lower substrate to the upper substrate. When the force is applied, the connecting member is sheared and the upper substrate moves relative to the lower substrate, and the curvature of the curved concave surface of the upper member or the lower member of the base isolation body The contact area should be the same as the curvature of the sliding member. Having a resistance means due to comb friction, and when the horizontal force greater than a predetermined value is greater than the friction force, the upper substrate moves relative to the lower substrate, and When the upper member and the lower member both have protrusions protruding inward at the periphery, and the sliding member slides between the upper member and the lower member, the upper member and the lower member The protrusions on the periphery and the protrusions on the periphery of the lower member engage with the recesses formed on the sides of the sliding member, so that the horizontal direction of the upper member relative to the lower member is increased. It is configured to restrict movement and generate a restoring force by the weight of the supporting structure, and the seismic isolation body between the upper substrate and the lower substrate is arranged at the apex of the triangle in plan view To provide a seismic isolation device characterized by the above.
上側基板に固定された湾曲凹面部を有する3カ所の上部材と、下側基板に固定された湾曲凹面部を有する3カ所の下部材との間に、それぞれ多種類の摺動部材が介装されて免震体を形成しており、単数又は複数の免震ユニットを筺体の底面に取付け可能に構成し、上側基板と下側基板間の側部に連結部材が挿通されて構成されており、摺動部材の構造が球体又は一体的に形成された多種類の摺動部材の上下構造が多様錐体で形成され、該摺動部材上下の多様錐体間に空間部が形成されていることを特徴とし、摺動限界動作時に上部材のストッパー部と下側部材のストッパー部とが、それぞれ転動部材のエッジを係止して上部材と下部材のスライドを規制し、支持する筺体の自重による復元力を生じるように構成し、摺動部材の上下多様錐体間に空間部が形成されており、上下多様錐体間の弾力性が付与されていることを特徴とし、上部材の湾曲凹面部と下部材の湾曲凹面部との間に介装される摺動部材が、上下に角錐体を連結する円柱部からなり、金属、プラスチック、POM又はセラミクスによって一体的に形成されていることを特徴とし、上部材の湾曲凹面部と下部材の湾曲凹面部との間に介装される摺動部材が、中心部の上下に金属、プラスチック、POM又はセラミクスからなるコアを有し、周縁部が硬質ゴム等で構成され、上下に円錐体が一体的に形成されていることを特徴とし、上部材の湾曲凹面部と下部材の湾曲凹面部との間に介装される摺動部材が、中心部に挿通する金属、プラスチック、POM又はセラミクスからなるコアを有し、周縁部が硬質ゴム等で構成され、上下に円錐体が一体的に形成されていることを特徴とし、上部材の湾曲凹面部と下部材の湾曲凹面部との間に介装される摺動部材が、中心部の上下より挿通される金属、プラスチック、POM又はセラミクスからなるコアを有し、該コア間が硬質ゴム等で固定され、上下に円錐体が一体的に形成されていることを特徴とし、且つ、上部材の湾曲凹面部と下部材の湾曲凹面部との間に介装される摺動部材が、中心部に金属、プラスチック、POM又はセラミクスからなる球体を有し、周縁部が硬質ゴム等で構成され上下に円錐体が一体的に形成されていることを特徴とする免震装置である。 Various types of sliding members are interposed between the three upper members having the curved concave surface portions fixed to the upper substrate and the three lower members having the curved concave surface portions fixed to the lower substrate. The seismic isolation body is formed so that one or more seismic isolation units can be attached to the bottom surface of the housing, and the connecting member is inserted in the side part between the upper board and the lower board. The upper and lower structures of various types of sliding members in which the structure of the sliding member is a sphere or integrally formed are formed with various cones, and a space is formed between the various cones above and below the sliding member. The upper member stopper portion and the lower member stopper portion respectively lock the edges of the rolling members to restrict and support the sliding of the upper member and the lower member during the sliding limit operation. Between the upper and lower cones of the sliding member. A sliding member formed between the curved concave surface portion of the upper member and the curved concave surface portion of the lower member, characterized in that a space is formed and elasticity between the upper and lower various cones is given. Consists of a cylindrical part that connects the pyramids up and down, and is integrally formed of metal, plastic, POM or ceramics, and between the curved concave part of the upper member and the curved concave part of the lower member The sliding member interposed between the two has a core made of metal, plastic, POM or ceramics at the top and bottom of the central part, the peripheral part is made of hard rubber or the like, and the cone is integrally formed at the top and bottom. The sliding member interposed between the curved concave surface portion of the upper member and the curved concave surface portion of the lower member has a core made of metal, plastic, POM, or ceramic inserted through the central portion. The peripheral part is made of hard rubber etc. The upper and lower cones are integrally formed, and a sliding member interposed between the curved concave surface portion of the upper member and the curved concave surface portion of the lower member is inserted from above and below the central portion. Characterized in that it has a core made of metal, plastic, POM or ceramics, the core is fixed with hard rubber or the like, and cones are integrally formed on the top and bottom, and the upper member is curved The sliding member interposed between the concave surface portion and the curved concave surface portion of the lower member has a sphere made of metal, plastic, POM, or ceramics at the center, and the peripheral portion is made of hard rubber or the like and is vertically A seismic isolation device characterized in that a cone is integrally formed.
本発明の免震装置は、三支点で安定して支持できる免震体を筺体等の底面に複数取付けることのでき、更に空間部を有する摺動部材を利用した場合は、摺動部材の空間部の弾力作用によって垂直方向の衝撃が吸収されると共に横揺れの極限時において、摺動部材の極限動作時に上部材のストッパー部と下部材のストッパー部とが、それぞれ摺動部材の多様錐体のエッジ部を係止して上部材と下部材のスライドを規制し、この筺体の荷重による摺動部材の位置の復元効果を有する。 The seismic isolation device of the present invention can attach a plurality of seismic isolation bodies that can be stably supported at three fulcrums to the bottom surface of a housing or the like, and when a sliding member having a space is used, the space of the sliding member The vertical impact is absorbed by the elastic action of the part, and in the limit of rolling, the stopper part of the upper member and the stopper part of the lower member are respectively in various cones of the sliding member during the extreme operation of the sliding member. The edge portions of the upper member and the lower member are regulated by locking the edge portions of the member, and the position of the sliding member is restored by the load of the housing.
また、上側基板と下側基板間の側部に挿通されている連結部材の作用によって、横揺れによって破損するまでの微震では免震体は作動せず、震度が大きくなって連結部材が破損した時点から免震体が作動するように構成されているので、本発明の免震装置は微震によって連続作動してしまうことがない。 In addition, due to the action of the connecting member inserted in the side part between the upper substrate and the lower substrate, the seismic isolation body did not operate in the slight earthquake until it was damaged by the roll, the seismic intensity increased and the connecting member was damaged Since it is comprised so that a seismic isolation body may operate | move from the time, the seismic isolation apparatus of this invention will not operate | move continuously by a slight earthquake.
また、球体の摺動部材の曲率と略司一部分曲率部を下部材に設け、球体の摺動部材が部分的に嵌合しており、横揺れの微震では免震体は作動せず、震度が大きくなって免震体が作動するように構成されているので、本発明の免震装置は微震によって連続作動してしまうことがない。 In addition, the curvature of the slidable member of the sphere and the part of the curvature part of the sphere are provided in the lower member, and the slidable member of the sphere is partially fitted. The seismic isolation device of the present invention does not continuously operate due to slight earthquakes because the seismic isolation body is configured to operate with a large.
以下、図面に基づき、本発明の免震装置について具体的に説明する。
図面に於いて、図1は本発明免震体の平面図である。図2は図1のA−A線断面図であり図3は上側基板が移動した状態の断面図である。図4は免震体を筺体に取付けた平面図である。図5は免震体を筺体に取付けた部分正面図である。図6は他の実施例を示す免震体の断面図である。図7は他の実施例を示す免震体の断面図である。図8は他の実施例を示す免震体の断面図である。図9は他の実施例を示す摺動部材の平面図である。図10は図9の側面図である。図11は図10の断面図である。図12は他の実施例を示す摺動部材の平面図である。図13は図12の断面図である。図14は他の実施例を示す摺動部材の断面図である。図15は他の実施例を示す摺動部材の断面図である。図16は図15の平面図である。図17は球体と湾曲凹面の部分的な曲率略同一の断面図である。Hereinafter, the seismic isolation device of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
In the drawings, FIG. 1 is a plan view of the seismic isolation body of the present invention. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which the upper substrate has moved. FIG. 4 is a plan view of the seismic isolation body attached to the housing. FIG. 5 is a partial front view of the seismic isolation body attached to the housing. FIG. 6 is a cross-sectional view of a seismic isolation body showing another embodiment. FIG. 7 is a cross-sectional view of a seismic isolation body showing another embodiment. FIG. 8 is a cross-sectional view of a seismic isolation body showing another embodiment. FIG. 9 is a plan view of a sliding member showing another embodiment. FIG. 10 is a side view of FIG. FIG. 11 is a cross-sectional view of FIG. FIG. 12 is a plan view of a sliding member showing another embodiment. 13 is a cross-sectional view of FIG. FIG. 14 is a sectional view of a sliding member showing another embodiment. FIG. 15 is a sectional view of a sliding member showing another embodiment. FIG. 16 is a plan view of FIG. FIG. 17 is a cross-sectional view in which the sphere and the curved concave surface have substantially the same partial curvature.
具体的には、図1乃至図3に示すように、湾曲凹面21,31を有する上部材2,3と、これに対向する湾曲凹面51,61を有する下部材5,6との間に球状又は円盤状の摺動部材7,8を設けた免震体100を、床面に載置した下側基板10と構造物を支持する上側基板11との間に複数個介在させ、前記下側基板10に対し前記上側基板1の水平方向の初期移動を抑制する抵抗手段を設け、水平方向に作用する力が所定以上になると前記上側基板1が下側基板10に対し相対移動することを特徴とし、前記抵抗手段は前記下側基板10を前記上側基板1に連結する連結部材101からなり、この連結部材101に所定以上の水平方向の力が作用した際、前記連結部材101がせん断され、前記上側基板1が前記下側基板10に対して相対移動することを特徴とし、前記免震体100の前記上部材2,3または下部材5,6の湾曲凹面51,61の曲率を例えば図17に示すように前記球体の摺動部材7の曲率500と略同一にし、接触面積を大きくし摩擦による抵抗手段を有し、所定以上の水平方向の力が摩擦力より大きくなった際、前記上側基板1が前記下側基板10に対して相対移動することを特徴とし、図6乃至図8に示すように、前記免震体100の前記上部材20と前記下部材50とが、いずれも周縁において内側に突き出る突状部201,501を有し、前記摺動部材70が前記上部材20と前記下部材50との間で摺動する場合において、前記上部材20の前記周縁の突状部201と前記下部材50の前記周縁部の前記突状部501とが、前記摺動部材70の側部に形成した空隙部702に係合することにより、前記下部材50に対する前記上部材20の水平方向の移動を規制し、支持する構造物の自重により復元力を生じるように構成したことを特徴とし、且つ、前記上側基板1と下側基板10間の前記免震体100は平面視三角形202の頂点の位置に配置されたことを特徴とする免震装置を提供する。 Specifically, as shown in FIGS. 1 to 3, a spherical shape is formed between the
上側基板1に固定された湾曲凹面21を有する3カ所の上部材2と、下側基板10に固定された湾曲凹面51を有する3カ所の下部材5との間に、それぞれ多種類の摺動部材7が介装されて免震体100を形成しており、単数又は複数の免震体100を筺体200の底面に取付け可能に構成し、上側基板1と下側基板10間の側部に連結部材101が挿通されて構成されており、図6乃至図8に示す場合は、摺動部材70の構造が球体又は一体的に形成された多種類の摺動部材の上下構造が多様錐体701で形成され、該摺動部材上下の多様錐体701間に空間部702が形成されていることを特徴とし、摺動限界動作時に上部材20のストッパー部201と下部材50のストッパー部501とが、それぞれ摺動部材70のエッジを係止して上部材20と下部材50のスライドを規制し、支持する筺体200の自重による復元力を生じるように構成し、摺動部材70の上下多様錐体701間に空間部702が形成されており、上下多様錐体701間の弾力性が付与されていることを特徴とし、図9乃至図11に示す場合は、摺動部材80が、中心部の上下に金属、プラスチック、POM又はセラミクスからなるコア81を有し、周縁部が硬質ゴム等で構成され、上下に角錐体が一体的に形成されていることを特徴とし、また、図12乃至図13に示す場合は、摺動部材90が、上下に凸面体を連結する円柱状コア902からなり、金属、プラスチック、POM又はセラミクスによって一体的に形成されていることを特徴とする免震装置である。図14に示す摺動部材90は硬質ゴム等の弾性部材で上下の凸面体が支持されている。 There are various types of sliding between the three
また、図15乃至図16の実施例では、摺動部材700の中央部に球体72が保持される構造になっており、球体とマーブル形状が一体的に構成された実施例を示している。 15 to 16, the
図6乃至図8に示すように、摺動部材70の上下構造は、多様錐体701で形成され、該摺動部材70上下の多様錐体701のエッジ部間に空間部702が形成されており、エッジ部間の弾力性が付与されている。 As shown in FIGS. 6 to 8, the upper and lower structures of the sliding
横揺れ振動が加わった時に、図6乃至図8に示すように摺動部材70は図6の正置状態から図7に示すように摺動し、次いで図8に示すように摺動限界動作時において、上側部材20のストッパー部201と下側部材50のストッパー部501とが、それぞれ摺動部材70のエッジ部を係止して上側部材20と下側部材50のそれ以上のスライドが規制されるように構成されている。 When rolling vibration is applied, the sliding
上記する図8の状態において、筺体200の自重によって摺動部材70は元の正置状態にもどる作用が付与される。 In the state of FIG. 8 described above, the action of returning the sliding
図9乃至図11に示す摺動部材80では、図6乃至図8に示す摺動部材70と同様に上下構造がそれぞれ多様錐体801で形成されているが、上下中央部には図9乃至図11に示されるようにコア81が一体的に埋め込まれている。 In the sliding
コア81の材質は、金属、プラスチック、POM又はセラミクスからなり、周縁部が硬質ゴム等で構成されている。 The material of the
図12乃至図13に示す摺動部材90では摺動部材90の中心部に円柱状コア902が挿通されており、図14に示す摺動部材90では上下の凸面体901間に硬質ゴム904等が接着されており、該硬質ゴム904等に上下より円柱状コア902が埋め込まれている。 In the sliding
また、図15乃至図16の摺動部材700の構造は、上下の硬質ゴム等からなる多様錐体71の中心部に鋼製の転動球体72が収納された構造になっている。 Also, the structure of the sliding
上記いずれの摺動部材の上下多様錐体は、空隙部を介して形成されており、上下の多様錐体間で弾力性が付与されている。 The upper and lower various cones of any of the above-mentioned sliding members are formed via a gap, and elasticity is imparted between the upper and lower various cones.
また、摺動部材90は、中心部に金属性の円柱状コア902を有し、円柱状コア902の周縁部及び上下に一体的に形成される凸面体が硬質ゴム等で構成されており、いずれの場合に於いても、上部材20のストッパー部201と下側部材50のストッパー部501間でスライドの極限状態を規制することができる。 Further, the sliding
上側基板1と下側基板10間の側部に連結部材101が挿通されており、一定の震動で該連結部材101が破損されるまでは、免震体100は微細な震動では揺動せず、該連結部材101が破損すると免震体100が作動するように構成されている。 The connecting
また、図17に示すように、球体の摺動部材7の曲率と略同一部分曲率部500を下部材5に設け、球体の摺動部材7が部分的に嵌合しており、横揺れの微震では免震体は作動せず、震度が大きくなって免震体100が作動するように構成されているので、本発明の免震装置は微震によって連続作動してしまうことがない。 In addition, as shown in FIG. 17, the
1 上側基板
10 下側基板
100 免震体
101 連結部材
2 上部材
20 上部材
21 湾曲凹面
200 筺体
201 ストッパー部
202 平面視三角形
210 湾曲凹面
3 上部材
31 湾曲凹面
4 上部材
5 下部材
50 下部材
500 略同一部分曲率部
501 ストッパー部
510 湾曲凹面
51 湾曲凹面
6 下部材
61 湾曲凹面
7 摺動部材
71 多様錐体
72 転動球体
73 空隙部
8 摺動部材
81 コア
9 摺動部材
70 摺動部材
700 摺動部材
701 多様錐体
702 空隙部
80 摺動部材
801 多様錐体
802 空隙部
90 摺動部材
901 凸面体
902 円柱状コア
903 空隙部
904 硬質ゴム等DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記下側基板に対し前記上側基板の水平方向の初期移動を抑制する抵抗手段を設け、水平方向に作用する力が所定以上になると前記上側基板が下側基板に対し相対移動することを特徴とする免震装置。A lower substrate and a structure in which a seismic isolation body provided with a spherical or disk-like sliding member between an upper member having a curved concave surface and a lower member having a curved concave surface facing the upper member is placed on the floor surface Are interposed between the upper substrate that supports
A resistance unit that suppresses an initial horizontal movement of the upper substrate with respect to the lower substrate is provided, and the upper substrate moves relative to the lower substrate when a force acting in the horizontal direction exceeds a predetermined value. Seismic isolation device.
前記摺動部材が前記上部材と前記下部材との間で摺動する場合において、前記上部材の前記周縁の突状部と前記下部材の前記周縁部の前記突状部とが、前記摺動部材の側部に形成した凹部に係合することにより、前記下部材に対する前記上部材の水平方向の移動を規制し、支持する構造物の自重により復元力を生じるように構成したことを特徴とする請求項1に記載の免震装置。Each of the upper member and the lower member of the seismic isolation body has a protruding portion protruding inward at the periphery,
When the sliding member slides between the upper member and the lower member, the protruding portion on the peripheral edge of the upper member and the protruding portion on the peripheral portion of the lower member are By engaging with a recess formed in the side of the moving member, the horizontal movement of the upper member relative to the lower member is restricted, and a restoring force is generated by the weight of the supporting structure. The seismic isolation device according to claim 1.
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