JP2016084602A - Air levitation type seismic isolation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気浮揚式免震装置に係り、より詳しくは、膨張管を使用して上基礎と下基礎の間に形成した複数の空気圧力室の密閉度をより向上させることができる空気浮揚式免震装置に関する。 The present invention relates to an air levitation type seismic isolation device, and more particularly, an air levitation capable of further improving the sealing degree of a plurality of air pressure chambers formed between an upper foundation and a lower foundation using an expansion pipe. It relates to a seismic isolation device.
本出願人は、空気で膨張させる膨張管を使用し、上基礎プレートと下基礎プレートの間に空気圧力室を形成することを提案した。膨張管は、上基礎プレートと下基礎プレートの間に複数の空気圧力室を形成でき周囲を密閉する。膨張管は、あらかじめ設けた上基礎プレートの溝に挿入するので、上基礎プレートの外周部に限らず内部にも取り付けできる。これによれば、上基礎の上に設置される建物の重量が偏っていても地震の時に建物を水平に浮揚させることができる。(特許文献1参照) The Applicant has proposed using an expansion tube that is inflated with air to form an air pressure chamber between the upper base plate and the lower base plate. The expansion tube can form a plurality of air pressure chambers between the upper base plate and the lower base plate and seals the periphery. Since the expansion tube is inserted into the groove of the upper base plate provided in advance, it can be attached not only to the outer peripheral portion of the upper base plate but also to the inside. According to this, even if the weight of the building installed on the upper foundation is uneven, the building can be levitated horizontally during an earthquake. (See Patent Document 1)
特許文献1の膨張管を図14に示す。膨張管1は、上基礎プレート3の溝2に埋め込まれる。地震の時は、空気圧力室5に空気が送り込まれ、上基礎プレート3と建物を浮揚させる。同時に、膨張管1にも空気が送られる。膨張管1は、空気圧力室5の空気が外側に漏れないように密閉する。地震で下基礎プレート4が動くと、膨張管1が下基礎プレート4の表面を滑るような形になり、下基礎プレート4の揺れが上基礎プレート3に伝搬しないようにできる。図14で、膨張管1の点線で囲んだ部分Aは、下基礎プレート4との摩擦により破損しまたは劣化するため硬い材料が望ましいが、一方、膨張管1は、空気圧力室5の周囲を封じるため膨張させる必要があり軟らかい材料が求められる。
FIG. 14 shows an expansion tube of
本発明の目的は、膨張管の耐久性を向上できる空気浮揚式免震装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an air levitation type seismic isolation device capable of improving the durability of an expansion pipe.
本発明による空気浮揚式免震装置は、上基礎プレートと下基礎プレートからなる基礎と、前記上基礎プレートの底面に形成され、前記上基礎プレートと前記下基礎プレートの間を複数の空気圧力室に区画する溝と、前記溝に埋め込まれ、空気が供給されて膨張し、前記空気圧力室の水平方向の周囲を塞ぐ膨張管と、前記膨張管の外側に形成され、前記膨張管より硬い材質からなり、前記下基礎プレートの上面に接触し、前記膨張管の長手方向に伸びるプロテクタと、前記上基礎プレートに設けられ、内筒と外筒の側面に設けられた空気注入孔が一致した状態では空気が前記空気圧力室に注入され、前記上基礎プレートが浮揚して外筒と内筒の空気注入孔がずれると、空気の注入が停止される空気注入バルブと、が備えられることを特徴とする。 An air levitation type seismic isolation device according to the present invention is formed on a base composed of an upper base plate and a lower base plate, and a bottom surface of the upper base plate, and includes a plurality of air pressure chambers between the upper base plate and the lower base plate. A groove that is embedded in the groove, is expanded by being supplied with air, and closes the periphery of the air pressure chamber in the horizontal direction, and is formed on the outer side of the expansion tube and is harder than the expansion tube. A protector extending in the longitudinal direction of the expansion pipe, and an air injection hole provided on the side surface of the inner cylinder and the outer cylinder, which are in contact with the upper surface of the lower base plate Then, air is injected into the air pressure chamber, and an air injection valve is provided to stop the air injection when the upper base plate floats and the air injection hole of the outer cylinder and the inner cylinder shifts. Be
前記下基礎プレートの上面は、コンクリートの鏡面仕上げが施されていることを特徴とする。 The upper surface of the lower base plate is provided with a concrete mirror finish.
前記空気注入バルブは、内側上部に前記内筒を前記下基礎プレートの方向に付勢する押えバネが設けられることを特徴とする。 The air injection valve is characterized in that a presser spring for urging the inner cylinder in the direction of the lower base plate is provided on the inner upper side.
本発明の空気浮揚式免震装置によれば、膨張管の外側に長手方向に伸びる膨張管より硬いプロテクタを設けたので、地震の際、膨張管の内圧により下基礎プレートの上面に押し付けられ下基礎プレートの上をスライドしても摩擦や熱で破損することがなく耐久性を持たせることができる。また、空気注入バルブは、内筒と外筒の側面に空気注入孔を設けたので、空気を注入する際、内筒が下基礎プレートを押下して破損させることがないようにできる。例えば特許文献1のような空気注入バルブは、空気を注入する際、内筒の上部を空気が下方向に押下するように注入されるので、内筒の棒状の底部が下基礎プレートの表面をたたき、下基礎プレートの表面が破損しやすい。
According to the air levitation type seismic isolation device of the present invention, the protector which is harder than the expansion pipe extending in the longitudinal direction is provided outside the expansion pipe, so that it is pressed against the upper surface of the lower base plate by the internal pressure of the expansion pipe in the event of an earthquake. Even if it slides on the base plate, it can be durable without being damaged by friction or heat. In addition, since the air injection valve is provided with air injection holes on the side surfaces of the inner cylinder and the outer cylinder, the inner cylinder can be prevented from being damaged by pressing the lower base plate when injecting air. For example, when an air injection valve such as
下基礎プレートの上面は、コンクリートの鏡面仕上げを施したので、表面に凹凸がなく、プロテクタがスライドしやすく、空気圧力室の空気漏れが良好に防止できる。 Since the upper surface of the lower base plate is mirror-finished with concrete, there is no unevenness on the surface, the protector can easily slide, and air leakage in the air pressure chamber can be prevented well.
空気注入バルブの内側上部に、内筒を前記下基礎プレートの方向に付勢する押えバネを設けたので、内筒を安定に保持できる。 Since the presser spring for urging the inner cylinder in the direction of the lower base plate is provided on the inner upper part of the air injection valve, the inner cylinder can be stably held.
以下、図面を参照して、本発明による空気浮揚式免震装置を詳しく説明する。 Hereinafter, an air levitation type seismic isolation device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明による空気浮揚式免震装置100の平面図である。基礎プレートは、上基礎プレート3と下基礎プレート4からなり、建物(図示せず)は、上基礎プレート3の上に構築される。上基礎プレート3と下基礎プレート4の間には、1つ又は複数の空気圧力室5が設けられ、空気圧力室5に空気を注入することで、上基礎プレート3とその上の建物を浮揚させる。これにより地震の際、地盤と下基礎プレート4が震動しても、上基礎プレート3と下基礎プレート4の間が空気圧力室5の空気層で遮断されるので、揺れを建物に伝えないようにできる。
FIG. 1 is a plan view of an air levitation type
図1に示すように、本実施例では4つの空気圧力室5を膨張管1で区画した。地震の際、膨張管1で囲まれる空気圧力室5の内部に、空気注入バルブ6で空気が注入される。空気注入バルブ6は、あらかじめ決められた高さに上基礎プレート3を浮揚させるまで空気を注入し続けるので、例えば図1で建物の右側部分が重くても、図1の左右の浮揚高さを同じにできる。なお、膨張管1は、空気が空気圧入口7から圧入される。
As shown in FIG. 1, four
図2は、図1のA−A断面図である。溝2が上基礎プレート3に設けられた例である。溝2は、本実施例では四角形で、コンクリートを流し込む際に型枠を使うことで形成できる。上基礎プレート3は、いくつかのブロックに分けて工場で製造し、現地で組み立てるだけとしてもよい。空気注入バルブ6は、各空気圧力室5の中央にあって、上基礎プレート3を貫通する孔に固定して取り付けられる。下基礎プレート4の表面は、研磨機で研摩して鏡面仕上げ21を施している。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. This is an example in which the
図3は、膨張管1(実施例1)を示す斜視図である。膨張管1は断面が略四角形で、膨張管1の底部にはプロテクタ10が設けられる。プロテクタ10は、膨張管1と一体に形成される。プロテクタ10は、膨張管1の長手方向に伸びる。膨張管1は、可塑剤を入れた軟質塩化ビニル管で空気を圧入することで膨張する。プロテクタ10は、硬質塩化ビニルからなり、膨張管1の外側に接合される。プロテクタ10は、膨張に耐えられるように長手方向に伸びる複数のスリット20が設けられる。
FIG. 3 is a perspective view showing the expansion tube 1 (Example 1). The
図4は、図3の膨張管1を上基礎プレート3の溝2に埋め込んだ断面図である。図4の状態は、膨張管1には空気が注入されておらず、空気圧力室5にも空気が注入されていない。
FIG. 4 is a cross-sectional view in which the
図5は、図4に示す状態から空気圧力室5に空気が注入され、上基礎プレート3が浮揚し、膨張管1にも空気が注入されて膨張し、空気圧力室5の周囲が封じられた状態を示す断面図である。上基礎プレート3は、図5の左下に示す高さまでは浮揚するものとする。空気圧力室5の圧力は0.1気圧程度であるのに対し、膨張管1の内部の圧力は2〜6気圧なので、プロテクタ10の底部が、膨張管1の内圧で下基礎プレート4の上面に押え付けられている。下基礎プレート4の上面は、鏡面仕上げにより凹凸がないので滑りやすくしてある。そのため、地震の際、下基礎プレート4が左右に動いても、プロテクタ10は下基礎プレート4の上面を滑るものとなる。プロテクタ10は、膨張管1が膨張すると、各スリット20の間隔が広がる。空気圧力室5には、空気が空気注入口8から注入される。
In FIG. 5, air is injected from the state shown in FIG. 4 into the
図6は、膨張管1(実施例2)を示す斜視図である。膨張管1は断面が円形で外側にはプロテクタ10が設けられる。プロテクタ10は、膨張管1の外側を覆うように形成される。プロテクタ10は、膨張管1の長手方向に伸びている。膨張管1は、軟質塩化ビニル管で空気を圧入することで膨張する。プロテクタ10は、硬質塩化ビニル管で、膨張管1の膨張に対応するため、長手方向に伸びる複数のスリット20が設けられる。
FIG. 6 is a perspective view showing the expansion tube 1 (Example 2). The
図7は、図6の膨張管1を上基礎プレート3の溝2に埋め込んだ断面図である。図7の状態は、膨張管1には空気が圧入されておらず、また、空気圧力室5にも空気が注入されていない。
FIG. 7 is a cross-sectional view in which the
図8は、図7に示す状態から空気圧力室5に空気が注入され、上基礎プレート3を浮揚させると共に、膨張管1に空気が圧入されて膨張し、空気圧力室5の周囲が封じられた状態を示す断面図である。上基礎プレート3は、図8の左下に示す高さまで浮揚するとする。この状態では、プロテクタ10は、膨張管1の内圧で下基礎プレート4の上面に押え付けられている。下基礎プレート4の上面は、鏡面仕上げにより凹凸がないので滑りやすくしてある。そのため、地震の際、下基礎プレート4が左右に動いても、プロテクタ10は下基礎プレート4の上面を滑るものとなる。プロテクタ10は、膨張管1が膨張すると、各スリット20の間隔が広がる。
FIG. 8 shows that air is injected into the
図9は、膨張管1(実施例3)の斜視図である。膨張管1は断面が四角形で、底部にプロテクタ10が設けられる。プロテクタ10にはスリットがなく、膨張管1の底部を覆うように設けられ、膨張管1の長手方向に伸びている。膨張管1は、軟質塩化ビニル管で、プロテクタ10は、硬質塩化ビニル管である。
FIG. 9 is a perspective view of the expansion tube 1 (Example 3). The
図10は、図9の膨張管1を上基礎プレート3の溝2に埋め込んだ断面図である。図10の状態は、膨張管1には空気が圧入されておらず、また、空気圧力室5にも空気が注入されていない。
FIG. 10 is a cross-sectional view in which the
図11は、図10に示す状態から空気圧力室5に空気が注入され、上基礎プレート3を浮揚させると共に、膨張管1に空気が圧入されて膨張し、空気圧力室5の周囲が封じられた状態を示す断面図である。この状態では、プロテクタ10は、膨張管1の内圧で下基礎プレート4の上面に押え付けられている。下基礎プレート4の上面は、鏡面仕上げにより凹凸がないので滑りやすくしてある。そのため、地震の際、下基礎プレート4が左右に動いても、プロテクタ10は下基礎プレート4の上面を滑るものとなる。
In FIG. 11, air is injected from the state shown in FIG. 10 into the
図12は、膨張管用の継手11の斜視図である。(A)はL型の継手11で、(B)はストレートの継手11で、(c)はT型の継手11を示す。図1に示す空気圧力室5のコーナーには、図12(A)に示すL型の継手11を使用できる。膨張管1を延長し長くしたい場合には、図12(B)に示すストレートの継手11を使用できる。膨張管1は閉ループとされるが、膨張管1の端部には、図12(C)に示すT型の継手11を使用できる。継手11は、膨張管1と同様の軟質塩化ビニル管で製作し、プロテクタ10は、硬質塩化ビニル管で製作する。これにより継手付近でも空気圧力室5の空気もれを防止できる。継手と膨張管1が一体成形されてもよい。
FIG. 12 is a perspective view of the joint 11 for an expansion pipe. (A) is an L-shaped joint 11, (B) is a straight joint 11, and (c) is a T-shaped joint 11. An L-shaped joint 11 shown in FIG. 12A can be used at the corner of the
図13は、空気注入バルブ6の断面図である。空気注入バルブ6は、内筒14と外筒15の側面に設けられた空気注入孔12が一致した状態では空気が空気圧力室5に注入され、上基礎プレート3が浮揚して、外筒15と内筒14の空気注入孔12がずれると、空気の注入が停止される。この状態は図13の右上の引出し円の中に示している。外筒15は、空気圧力室5に通じるように上基礎プレート3の縦孔に固定して取り付けられる。内筒14と外筒15の側面に空気注入孔12を設けたので、空気を注入する際、内筒14が下基礎プレート4の上面を押下して破損させることがない。
FIG. 13 is a cross-sectional view of the
空気圧力室5の圧力が空気漏れなどにより低下すると、上基礎プレート3と外筒15が下降すると、内筒14と外筒15の空気注入孔12が一致して、空気の注入が再開される。下基礎プレート4が地震で突き揚げられて上昇する場合も、内筒14が上昇し、内筒14と外筒15の空気注入孔12が一致して、空気の注入が再開される。空気注入バルブ6の内側上部、すなわちキャップ17の内側には、押えバネ19が設けられ、内筒14を下基礎プレート4の方向に付勢している。これにより、内筒14を安定に保持できる。内筒14と外筒15の間にオーリング18を設け空気もれを防止している。内筒14に注入された空気は、吹出し孔13から、空気圧力室5に吹き出す。空気注入バルブ6の空気注入孔12は、内筒14と外筒15の側面に設けられる。そのため、注入する空気が内筒14の頂部を押圧し、内筒14の底部が下基礎プレート4を損傷することはない。
When the pressure in the
本発明は、空気圧力室の周囲を膨張管で密閉する空気浮揚式免震装置に好適である。 The present invention is suitable for an air levitation type seismic isolation device that seals the periphery of an air pressure chamber with an expansion pipe.
1 膨張管
2 溝
3 上基礎プレート
4 下基礎プレート
5 空気圧力室
6 空気注入バルブ
7 空気圧入口
8 空気注入口
10 プロテクタ
11 継手
12 空気注入孔
13 吹出し孔
14 内筒
15 外筒
17 キャップ
18 オーリング
19 押えバネ
20 スリット
21 鏡面仕上げ
100 空気浮揚式免震装置
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記上基礎プレートの底面に形成され、前記上基礎プレートと前記下基礎プレートの間を複数の空気圧力室に区画する溝と、
前記溝に埋め込まれ、空気が供給されて膨張し、前記空気圧力室の水平方向の周囲を塞ぐ膨張管と、
前記膨張管の外側に形成され、前記膨張管より硬い材質からなり、前記下基礎プレートの上面に接触し、前記膨張管の長手方向に伸びるプロテクタと、
前記上基礎プレートに設けられ、内筒と外筒の側面に設けられた空気注入孔が一致した状態では空気が前記空気圧力室に注入され、前記上基礎プレートが浮揚して外筒と内筒の空気注入孔がずれると、空気の注入が停止される空気注入バルブと、
が備えられることを特徴とする空気浮揚式免震装置。
A foundation consisting of an upper foundation plate and a lower foundation plate;
A groove formed on the bottom surface of the upper base plate and dividing the upper base plate and the lower base plate into a plurality of air pressure chambers;
An expansion tube that is embedded in the groove and expands when supplied with air, and closes a horizontal periphery of the air pressure chamber;
A protector that is formed outside the expansion tube, is made of a material harder than the expansion tube, contacts the upper surface of the lower base plate, and extends in the longitudinal direction of the expansion tube;
In the state where the air injection holes provided on the side surfaces of the inner cylinder and the outer cylinder coincide with each other, air is injected into the air pressure chamber, the upper base plate floats, and the outer cylinder and the inner cylinder An air injection valve that stops the injection of air when the air injection hole of
An air levitation type seismic isolation device.
2. The air levitation type seismic isolation device according to claim 1, wherein the upper surface of the lower base plate is mirror-finished with concrete.
2. The air levitation type seismic isolation device according to claim 1, wherein the air injection valve is provided with a presser spring that urges the inner cylinder in the direction of the lower base plate at an inner upper portion.
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