JP2018204763A - Seismic isolator - Google Patents

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Abstract

To provide a seismic isolator capable of reducing the characteristic frequency of the whole device while supporting the weight of the supported object.SOLUTION: A seismic isolator comprises: a cylinder 12 having a cylindrical shape with one closed end and installed on either the ground side or the supported object side; a piston 22 configured to be relatively displaceable in the cylinder axis direction in the cylinder 12 and installed on the other side of the ground side and the supported side; and a fluid flow channel 40 provided between the cylinder 12 and the piston 22 in a radial direction for communicating the inside of the cylinder 12 with the outside of the cylinder 12, and working fluid composed of viscous fluid is introduced into the cylinder 12 at a predetermined pressure while discharging it to the outside of the cylinder 12 through the fluid flow channel 40.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、地震等による揺れを緩和する免震装置に関する。   The present invention relates to a seismic isolation device that mitigates shaking caused by an earthquake or the like.

近年、建物の高層化等で、固有周期の長い建物が増加していることから、長周期振動に対しても免震可能な免震構造として、金属ばねやゴムばね等よりもばね定数の小さい空気ばねが採用されている。
たとえば、特許文献1では、複数の空気ばねを近接配置し、各空気ばねを構成する膜状筒部材を連結部材で連結する構成が提案されている。また、これら各空気ばねは、容積が一定の膜状筒部材で構成され、膜状筒部材内の限られた容積の中には、所定の圧力で空気が充填されている。
そして、このような構成とすることで、地震による揺れが入力された際に、空気ばねが揺れを吸収するとともに、空気ばねが水平面に対して傾斜するように変形することを抑制している。
In recent years, the number of buildings with a long natural period has increased due to the increase in the number of buildings, etc. As a seismic isolation structure that can withstand long-period vibration, the spring constant is smaller than that of metal springs, rubber springs, etc. Air spring is adopted.
For example, Patent Document 1 proposes a configuration in which a plurality of air springs are arranged close to each other and membrane-like cylindrical members constituting each air spring are connected by a connecting member. Each of these air springs is composed of a film-shaped cylindrical member having a constant volume, and the limited volume in the film-shaped cylindrical member is filled with air at a predetermined pressure.
And by setting it as such a structure, when the shaking by an earthquake is input, while an air spring absorbs a shaking, it suppresses that an air spring deform | transforms so that it may incline with respect to a horizontal surface.

特開2011−144893号公報JP 2011-144893 A

ところで、特許文献1のような空気ばねであっても、被支持物である建物の重量を支えなければならない。このため、揺れの吸収だけを考えた場合よりもばね定数が大きくなってしまう。
また、このような空気ばねは、揺れの大きさによって、空気ばね内部の圧力が変化し、振幅の大きな揺れが入力された場合には、内部が高圧になるため、そのばね定数が、さらに大きくなってしまう。
このように、ばね定数を小さくするために、容積が一定の空気ばねを採用しようとしても、意図したほどにはばね定数を小さくすることができない、という問題がある。
By the way, even if it is an air spring like patent document 1, you have to support the weight of the building which is a to-be-supported object. For this reason, a spring constant will become larger than the case where only absorption of a vibration is considered.
In addition, since the pressure inside the air spring changes depending on the magnitude of the swing and a large amplitude swing is input, the inside of the air spring becomes high pressure, so the spring constant is further increased. turn into.
As described above, in order to reduce the spring constant, there is a problem that even if an air spring having a constant volume is employed, the spring constant cannot be reduced as much as intended.

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、被支持物の重量を支えつつ、被支持物と免震装置が構成する固有振動数を低下させることができる免震装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a seismic isolation device that can reduce the natural frequency of the supported object and the seismic isolation device while supporting the weight of the supported object. And

前記の目的を達成するために、本発明に係る免震装置は、一端が閉止された筒形状を具備し、地面側と被支持物側のどちらか一方に設置されるシリンダと、該シリンダの内部を筒軸方向に沿って相対的に変位可能に構成され、地面側と被支持物側の他方に設置されるピストンと、径方向における該シリンダと該ピストンとの間に、該シリンダの内部と該シリンダの外部とを連通する流体流路と、粘性流体からなり、該シリンダの内部に所定の圧力で供給されつつ、該流体流路を通じて該シリンダの外部へ流出する作動流体と、を備えることを特徴とする。   To achieve the above object, a seismic isolation device according to the present invention has a cylindrical shape with one end closed, a cylinder installed on either the ground side or the supported object side, The inside of the cylinder is configured to be relatively displaceable along the cylinder axis direction, between the piston installed on the other of the ground side and the supported object side, and between the cylinder and the piston in the radial direction. And a fluid flow path communicating with the outside of the cylinder, and a working fluid made of a viscous fluid and supplied to the inside of the cylinder at a predetermined pressure and flowing out of the cylinder through the fluid flow path It is characterized by that.

本発明によれば、被支持物の重量を支えつつ、被支持物と免震装置が構成する固有振動数を低下させることができる免震装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the seismic isolation apparatus which can reduce the natural frequency which a to-be-supported object and a seismic isolation apparatus comprise can be provided, supporting the weight of a to-be-supported object.

第1実施形態の免震装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the seismic isolation apparatus of 1st Embodiment. 第1実施形態の免震装置における待機状態(平衡状態)を示し、(a)は筒軸方向に沿った断面図、(b)は(a)のII-II線に沿った断面図である。The standby state (equilibrium state) in the seismic isolation apparatus of 1st Embodiment is shown, (a) is sectional drawing along a cylinder axial direction, (b) is sectional drawing along the II-II line of (a). . 第1実施形態の免震装置の筒軸方向に沿った断面図を示し、(a)は荷重に対して作動流体の圧力が低い場合、(b)は荷重に対して作動流体の圧力が高い場合である。Sectional drawing along the cylinder axis direction of the seismic isolation device of 1st Embodiment is shown, (a) is the case where the pressure of a working fluid is low with respect to a load, (b) is the pressure of a working fluid is high with respect to a load Is the case. 第1実施形態の別態様の免震装置を示し、(a)は筒軸方向に沿った断面図、(b)は(a)のIV-IV線に沿った断面図である。The seismic isolation apparatus of another aspect of 1st Embodiment is shown, (a) is sectional drawing along a cylinder axial direction, (b) is sectional drawing along the IV-IV line of (a). 第2実施形態の免震装置における待機状態(平衡状態)を示し、筒軸方向に沿った断面図である。It is sectional drawing which showed the standby state (equilibrium state) in the seismic isolation apparatus of 2nd Embodiment, and followed the cylinder-axis direction. 第2実施形態の免震装置の筒軸方向に沿った断面図を示し、(a)は流体流路を閉止した状態、(b)は流体流路を開放した状態、(c)は流体流路を開放した状態の別形態である。Sectional drawing along the cylinder axis direction of the seismic isolation device of 2nd Embodiment is shown, (a) is the state which closed the fluid flow path, (b) is the state which opened the fluid flow path, (c) is fluid flow It is another form of the state which opened the path. 第3実施形態の免震装置における待機状態(平衡状態)を示し、筒軸方向に沿った断面図である。It is sectional drawing which showed the stand-by state (equilibrium state) in the seismic isolation apparatus of 3rd Embodiment, and followed the cylinder-axis direction. 第3実施形態の別態様の免震装置における待機状態(平衡状態)を示し、筒軸方向に沿った断面図である。It is sectional drawing which showed the standby state (equilibrium state) in the seismic isolation apparatus of another aspect of 3rd Embodiment, and followed the cylinder-axis direction. 第4実施形態の免震装置を示し、(a)は待機状態(平衡状態)における筒軸方向に沿った断面図、(b)は免震装置を構成するガイド体を示す斜視図である。The seismic isolation apparatus of 4th Embodiment is shown, (a) is sectional drawing along the cylinder-axis direction in a standby state (equilibrium state), (b) is a perspective view which shows the guide body which comprises a seismic isolation apparatus. 第4実施形態の第1別態様の免震装置を示し、(a)は筒軸方向に沿った断面図、(b)は(a)のX-X線に沿った断面図である。The seismic isolation apparatus of 1st another aspect of 4th Embodiment is shown, (a) is sectional drawing along a cylinder axial direction, (b) is sectional drawing along the XX line of (a). 第4実施形態の第2別態様の免震装置を示し、(a)は筒軸方向に沿った断面図、(b)は(a)のXI-XI線に沿った断面図である。The seismic isolation apparatus of the 2nd another aspect of 4th Embodiment is shown, (a) is sectional drawing along a cylinder axial direction, (b) is sectional drawing along the XI-XI line of (a).

<第1実施形態>
本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
<免震装置の構成>
本実施形態の免震装置1は、地震等による上下方向に沿った一方向の揺れを遮断するための構成であり、図1に示すように、シリンダ側部材10、ピストン側部材20、およびガイド機構30を備えている。また、免震装置1が稼動する際には、作動流体としての空気が、図外の圧縮機から免震装置1に供給される。そして、免震装置1は、建物の基礎部分(図示せず)と、建物本体(図示せず)との間に設置され、建物をバランス良く支えられるように、同一規格のものが、所定の位置に、複数設置されている。
なお、説明の都合上、建物本体による荷重Wを図中ではウェイトの形で表している。
また、水平方向の揺れは、別に用意される水平免震装置(図示せず)によって遮断される。
作動流体としての空気は、圧縮性を有する粘性流体である。
<First Embodiment>
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
<Configuration of seismic isolation device>
The seismic isolation device 1 of the present embodiment is configured to block a unidirectional swing along an up-down direction due to an earthquake or the like, and as shown in FIG. 1, a cylinder-side member 10, a piston-side member 20, and a guide A mechanism 30 is provided. Further, when the seismic isolation device 1 is operated, air as a working fluid is supplied to the seismic isolation device 1 from a compressor (not shown). And the seismic isolation device 1 is installed between the foundation part (not shown) of the building and the building body (not shown). There are several installed at the location.
For convenience of explanation, the load W by the building body is shown in the form of a weight in the drawing.
Further, horizontal shaking is blocked by a separately provided horizontal seismic isolation device (not shown).
Air as a working fluid is a viscous fluid having compressibility.

シリンダ側部材10は、図2に示すように、シリンダベース11、シリンダ12、およびフランジ13を備えている。
シリンダベース11は、地面側である建物の基礎部分に設置される部位である。
シリンダ12は、円筒形状を備え、地面側の一端がシリンダベース11によって閉止されている。シリンダ12は、筒軸C12が上下方向に沿うように、他端が上方に向かって開口して配置され、筒内には、後述するピストン22が上方から挿通される。また、シリンダ12には、供給管14が接続されている。
供給管14は、圧縮機で昇圧された空気を、シリンダ12の内部に供給する経路である。そして、供給管14のシリンダ側端部には、内径が所定の寸法に設定されたオリフィス15が設置されている。
フランジ13は、ガイド機構30を支持する部位である。
As shown in FIG. 2, the cylinder side member 10 includes a cylinder base 11, a cylinder 12, and a flange 13.
The cylinder base 11 is a part installed on the foundation portion of the building on the ground side.
The cylinder 12 has a cylindrical shape, and one end on the ground side is closed by the cylinder base 11. The cylinder 12 is disposed with the other end opened upward so that the cylinder axis C12 extends in the vertical direction, and a piston 22 described later is inserted into the cylinder from above. A supply pipe 14 is connected to the cylinder 12.
The supply pipe 14 is a path for supplying the air pressurized by the compressor to the inside of the cylinder 12. An orifice 15 having an inner diameter set to a predetermined dimension is installed at the cylinder side end of the supply pipe 14.
The flange 13 is a part that supports the guide mechanism 30.

ピストン側部材20は、ピストンベース21、およびピストン22を備えている。
ピストンベース21は、被支持物側である建物本体に設置される部位である。
ピストン22は、シリンダ12内を筒軸方向に沿って変位可能に、シリンダ12内に挿通される部材で、丸棒形状を備えている。また、ピストン22は、その外径であるピストン外径D22が、シリンダ12の内径であるシリンダ内径D12よりも僅かに小さくなるように設定されている。
The piston side member 20 includes a piston base 21 and a piston 22.
The piston base 21 is a part installed in the building body on the supported object side.
The piston 22 is a member that is inserted into the cylinder 12 so as to be displaceable along the cylinder axis direction in the cylinder 12, and has a round bar shape. Further, the piston 22 is set so that the piston outer diameter D22 which is the outer diameter thereof is slightly smaller than the cylinder inner diameter D12 which is the inner diameter of the cylinder 12.

シリンダ内径D12と、ピストン外径D22との寸法差、つまりシリンダ12とピストン22との間隔は、シリンダ内周面とピストン外周面との間で、相対的な変位を妨げる粘性抵抗を発揮することができる寸法となるように設定されている。
そして、シリンダ内周面とピストン外周面との間に形成される空間が、流体流路40に設定されている。つまり、流体流路40は、径方向におけるシリンダ12とピストン22との間に形成され、シリンダ12の内部とシリンダ12の外部とを連通している。
The dimensional difference between the cylinder inner diameter D12 and the piston outer diameter D22, that is, the distance between the cylinder 12 and the piston 22, exhibits a viscous resistance that prevents relative displacement between the cylinder inner peripheral surface and the piston outer peripheral surface. It is set to be a size that can be.
A space formed between the cylinder inner peripheral surface and the piston outer peripheral surface is set in the fluid flow path 40. That is, the fluid flow path 40 is formed between the cylinder 12 and the piston 22 in the radial direction, and communicates the inside of the cylinder 12 and the outside of the cylinder 12.

ガイド機構30は、ピストン22とシリンダ12との径方向への相対的な変位を規制しつつ、軸方向への相対的な変位を自在に可能とする構成で、ガイド軸31、およびガイド軸受32を備えている。
ガイド軸31は、丸棒形状を備え、シリンダ12の筒軸C12と平行になるように、ピストンベース21に支持されている。
ガイド軸受32は、ガイド軸31の軸方向への変位を自在に可能としつつ、径方向への変位を規制した状態で、ガイド軸31を支持している。
なお、本実施形態では、ガイド機構30は、シリンダ12の周方向に対して等角度間隔に、4箇所配置されている(図1参照)。
The guide mechanism 30 is configured to freely allow relative displacement in the axial direction while restricting relative displacement in the radial direction between the piston 22 and the cylinder 12, and the guide shaft 31 and the guide bearing 32. It has.
The guide shaft 31 has a round bar shape and is supported by the piston base 21 so as to be parallel to the cylinder axis C12 of the cylinder 12.
The guide bearing 32 supports the guide shaft 31 in a state in which the displacement in the radial direction is restricted while allowing the displacement of the guide shaft 31 in the axial direction freely.
In the present embodiment, four guide mechanisms 30 are arranged at equiangular intervals with respect to the circumferential direction of the cylinder 12 (see FIG. 1).

次に、本実施形態の免震装置1の働きについて説明する。
ピストン側部材20は、ガイド機構30にガイドされていることで、ピストン22が、シリンダ12内での径方向への変位が規制されつつ、シリンダ12内での鉛直方向(筒軸方向)への変位が、自在に可能となっている。つまり、ピストンベース21とシリンダベース11とが、筒軸方向に対して、相対的に変位可能に構成されている。
Next, the function of the seismic isolation device 1 of this embodiment will be described.
The piston-side member 20 is guided by the guide mechanism 30, so that the piston 22 is restricted in the radial direction in the cylinder 12 and the vertical direction (cylinder axis direction) in the cylinder 12. Displacement is possible freely. That is, the piston base 21 and the cylinder base 11 are configured to be relatively displaceable with respect to the cylinder axis direction.

[待機状態]
本実施形態の免震装置1は、稼動している間は常に、図外の圧縮機で昇圧された空気が、供給管14を通じて、シリンダ12内に供給される。そして、シリンダ12内に供給された空気は、ピストン22を押上げつつ、流体流路40から外部へ流出する。
供給される空気の圧力と供給量とは、ピストン22を押上げる力と、ピストン22に掛かる荷重Wとが釣合うように設定される。
なお、ピストン22を押上げる力は、供給される空気の圧力と、ピストン22の断面積との積で求められる。また、ピストン22に掛かる荷重Wは、免震装置1が支える建物本体の重量、およびピストン側部材20の重量の和で求められる。
[Standby]
While the seismic isolation device 1 of the present embodiment is operating, air pressurized by a compressor (not shown) is always supplied into the cylinder 12 through the supply pipe 14. The air supplied into the cylinder 12 flows out from the fluid flow path 40 while pushing up the piston 22.
The pressure and supply amount of the supplied air are set so that the force for pushing up the piston 22 and the load W applied to the piston 22 are balanced.
The force that pushes up the piston 22 is determined by the product of the pressure of the supplied air and the cross-sectional area of the piston 22. Further, the load W applied to the piston 22 is obtained by the sum of the weight of the building body supported by the seismic isolation device 1 and the weight of the piston-side member 20.

たとえば、供給される空気の圧力と比べて、建物本体の重量が大きすぎる場合には、図3(a)に示すように、ピストン22を押上げることができない。また、供給される空気の圧力と比べて、建物本体の重量が小さすぎる場合には、図3(b)に示すように、ピストン22を押上げきってしまう。そこで、図2に示すように、中間位置で釣り合い(平衡し)、ピストン22が保持されるように、供給される空気の圧力、および供給量を調整する。   For example, when the weight of the building body is too large compared to the pressure of the supplied air, the piston 22 cannot be pushed up as shown in FIG. Further, when the weight of the building body is too small compared to the pressure of the supplied air, the piston 22 is pushed up as shown in FIG. Therefore, as shown in FIG. 2, the pressure of the supplied air and the supply amount are adjusted so that the piston 22 is held (balanced) at the intermediate position.

ピストン22が平衡位置よりも下がり、ピストン22とシリンダ12との重なりが大きくなると、粘性抵抗が増加し、空気が抜けにくくなって、シリンダ内圧が上がり、ピストン22を釣り合い位置側へ押上げる力が働く。
ピストン22が平衡位置よりも上がり、ピストン22とシリンダ12との重なりが小さくなると、粘性抵抗が減少し、空気が抜けやすくなって、シリンダ内圧が下がり、ピストン22に掛かる荷重Wによって、ピストン22が釣り合い位置側へ下がる。
このような働きによって、供給される空気の供給量と、流体流路40から流出する空気の流量とが釣合い、平衡位置に保持される。
揺れが入力されず、平衡位置に保持された状態を維持、継続しているのが、待機状態である。
When the piston 22 falls below the equilibrium position and the overlap between the piston 22 and the cylinder 12 increases, the viscous resistance increases, air becomes difficult to escape, the cylinder internal pressure increases, and the force that pushes the piston 22 toward the balance position is increased. work.
When the piston 22 rises above the equilibrium position and the overlap between the piston 22 and the cylinder 12 becomes small, the viscous resistance decreases, the air is easily released, the cylinder internal pressure decreases, and the load W applied to the piston 22 causes the piston 22 to move. Go down to the balanced position.
By such an action, the supply amount of the supplied air and the flow rate of the air flowing out from the fluid flow path 40 are balanced and held at the equilibrium position.
The standby state is a state in which no shaking is input and the state of being held at the equilibrium position is maintained and continued.

なお、空気の供給量は、供給管14のオリフィス15によって、チョーク流れを作ることで、一定にすることができる。
また、流体流路40からの流出量は、流体流路40で作用する粘性抵抗、およびシリンダ12内の圧力との関係で定まる。
The air supply amount can be made constant by creating a choke flow through the orifice 15 of the supply pipe 14.
Further, the outflow amount from the fluid flow path 40 is determined by the relationship between the viscous resistance acting in the fluid flow path 40 and the pressure in the cylinder 12.

[揺れ吸収状態]
次に、地震などによる上下方向の振動(揺れ)が、免震装置1に入力された場合について説明する。
地震の揺れによって、シリンダ側部材10の位置が上昇する場合、供給される空気の圧力はそのままに、建物本体の重量が、一時的に増加したのと同様の状態になる。このため、増加した重量での平衡位置に向かって、ピストン22とシリンダ12とが相対的に近づく方向へ変位するとともに、流体流路40を通じて流出する空気の量が増加する。
ところが、ピストン22とシリンダ12とが近づくことで、ピストン22とシリンダ12との重なりが、待機状態(平衡位置)よりも大きくなる。
そして、ピストン22とシリンダ12との重なりが大きくなると、流体流路40の流路長が長くなり、流体流路40を通じて流出する空気に働く粘性抵抗が増大し、空気が流体流路40から流出しにくくなる。つまり、ピストン22とシリンダ12との間隔が、縮みにくくなる。
このような働きによって、シリンダ側部材10が上昇する方向の揺れに対する応答に遅れが生じるとともに、入力される揺れに対する応答のオーバーシュートが抑制される。
[Shock absorption state]
Next, a case where vertical vibration (swing) due to an earthquake or the like is input to the seismic isolation device 1 will be described.
When the position of the cylinder side member 10 rises due to the shaking of the earthquake, the pressure of the supplied air remains as it is and the weight of the building main body becomes the same as that temporarily increased. For this reason, the piston 22 and the cylinder 12 are displaced toward the relatively close position toward the equilibrium position with the increased weight, and the amount of air flowing out through the fluid flow path 40 increases.
However, when the piston 22 and the cylinder 12 approach each other, the overlap between the piston 22 and the cylinder 12 becomes larger than the standby state (equilibrium position).
When the overlap between the piston 22 and the cylinder 12 increases, the flow path length of the fluid flow path 40 becomes longer, the viscous resistance acting on the air flowing out through the fluid flow path 40 increases, and the air flows out of the fluid flow path 40. It becomes difficult to do. That is, the interval between the piston 22 and the cylinder 12 is difficult to shrink.
By such a function, a response to a swing in the direction in which the cylinder side member 10 is raised is delayed, and an overshoot of a response to the input swing is suppressed.

また、地震の揺れによって、シリンダ側部材10の位置が下降する場合、供給される空気の圧力はそのままに、建物本体の重量が、一時的に減少したのと同様の状態になる。このため、減少した重量での平衡位置に向かって、ピストン22とシリンダ12とが相対的に離れる方向に変位するとともに、流体流路40を通じて流出する空気の量が減少する。
ところが、ピストン22とシリンダ12とが離れることで、ピストン22とシリンダ12との重なりが、待機状態(平衡位置)よりも小さくなる。
そして、ピストン22とシリンダ12との重なりが小さくなると、流体流路40を通じて流出する空気に働く粘性抵抗が減少し、空気が流体流路40から流出しやすくなる。つまり、ピストン22とシリンダ12との間隔が、縮みやすくなる。そして、ピストン22には、建物本体の重量が掛かっているため、間隔の広がりが抑制される。
このような働きによって、シリンダ側部材10が下降する方向の揺れに対する応答に遅れが生じるとともに、入力に対する応答のオーバーシュートが抑制される。
以上のような働きによって、免震装置1は、ばね定数の小さなばね材を備えているかのように振る舞い、揺れを吸収する。
Further, when the position of the cylinder side member 10 is lowered due to the shaking of the earthquake, the pressure of the supplied air remains unchanged, and the weight of the building body is temporarily reduced. For this reason, the piston 22 and the cylinder 12 are displaced toward the equilibrium position with the reduced weight, and the amount of air flowing out through the fluid flow path 40 is reduced.
However, when the piston 22 and the cylinder 12 are separated, the overlap between the piston 22 and the cylinder 12 becomes smaller than that in the standby state (equilibrium position).
When the overlap between the piston 22 and the cylinder 12 is reduced, the viscous resistance acting on the air flowing out through the fluid flow path 40 is reduced, and the air easily flows out from the fluid flow path 40. That is, the interval between the piston 22 and the cylinder 12 is easily contracted. And since the weight of a building main body is applied to the piston 22, the expansion of a space | interval is suppressed.
By such an action, a delay occurs in the response to the swing in the direction in which the cylinder side member 10 is lowered, and an overshoot of the response to the input is suppressed.
With the above-described function, the seismic isolation device 1 behaves as if it has a spring material with a small spring constant and absorbs shaking.

次に、本実施形態の免震装置1の作用効果を説明する。
本実施形態では、粘性流体からなる作動流体としての空気が、密閉されずに、シリンダ12内へ所定の圧力で供給されつつ、シリンダ12外へ流出することで、揺れていない待機状態では、空気の圧力で被支持物としての建物本体を平衡位置で支えることができる。
また、地震等の揺れが入力されて、ピストン22が往復動する揺れ吸収状態では、空気が、ばね定数の小さなばねのように振る舞い、被支持物と免震装置1が構成する固有振動数を下げつつ、揺れを吸収することができる。
Next, the effect of the seismic isolation apparatus 1 of this embodiment is demonstrated.
In the present embodiment, air as a working fluid composed of a viscous fluid is not sealed but is supplied to the cylinder 12 at a predetermined pressure and flows out of the cylinder 12, so that the air is not shaken in a standby state. The building body as a supported object can be supported in an equilibrium position with a pressure of.
In addition, in a vibration absorbing state in which a vibration such as an earthquake is input and the piston 22 reciprocates, the air behaves like a spring having a small spring constant, and the natural frequency formed by the supported object and the seismic isolation device 1 is reduced. It can absorb shaking while lowering.

また、本実施形態では、作動流体を空気とすることで、流体流路40から流出した後に、回収しなくても周囲の環境へ影響を与えることがない。そして、シリンダ12内に供給する空気を、装置の周囲から収集することができる。
このように、作動流体を循環させるための回収手段を設ける必要がないため、装置全体の小型化と、低コスト化を図ることができる。
Moreover, in this embodiment, since the working fluid is air, it does not affect the surrounding environment even if it is not collected after flowing out of the fluid flow path 40. And the air supplied in the cylinder 12 can be collected from the circumference | surroundings of an apparatus.
Thus, since it is not necessary to provide a recovery means for circulating the working fluid, the entire apparatus can be reduced in size and cost.

本実施形態では、供給管14内にオリフィス15が配置されている。そして、作動流体である空気は、供給管14、およびオリフィス15を通じて、チョーク流れの状態で、図外の圧縮機からシリンダ12内に供給される。また、シリンダ12内に供給される空気の流量は、チョーク流れであることから、一定となっている。
なお、チョーク流れとは、オリフィス15などの絞りによって、マッハ数M=1の臨界状態になった流れのことである。チョーク流れになると、オリフィス15前後の圧力差をさらに大きくしても流量をそれ以上流すことができないため、流量が一定となる。
このように、内径が所定の寸法に設定されたオリフィス15を、供給管14内に配置するという比較的単純な構成で、空気の供給量を一定にすることができる。
これによって、装置全体の構成、および運用方法を簡素化でき、より高い信頼性を発揮することができる。
In the present embodiment, an orifice 15 is disposed in the supply pipe 14. Air as a working fluid is supplied into the cylinder 12 from a compressor (not shown) through a supply pipe 14 and an orifice 15 in a choked flow state. The flow rate of the air supplied into the cylinder 12 is constant because it is a choke flow.
The choke flow is a flow that has reached a critical state with Mach number M = 1 due to a restriction such as the orifice 15. In the choke flow, even if the pressure difference across the orifice 15 is further increased, the flow rate cannot be increased any more, so the flow rate becomes constant.
As described above, the supply amount of air can be made constant with a relatively simple configuration in which the orifice 15 whose inner diameter is set to a predetermined dimension is arranged in the supply pipe 14.
As a result, the configuration of the entire apparatus and the operation method can be simplified, and higher reliability can be exhibited.

本実施形態では、ガイド機構30を備えることで、ピストン22が往復動する際に、径方向に振れることによるシリンダ12との衝突を防止することができる。
これによって、ピストン22が往復動する際に、シリンダ12をこじることがなくなり、よりスムーズな動きで揺れを吸収することができ、さらに免震性能を高めることができる。
In the present embodiment, the provision of the guide mechanism 30 can prevent a collision with the cylinder 12 due to a swing in the radial direction when the piston 22 reciprocates.
As a result, when the piston 22 reciprocates, the cylinder 12 is not twisted, the vibration can be absorbed with a smoother motion, and the seismic isolation performance can be further improved.

また、本実施形態の免震装置1の構成とすることで、待機状態と揺れ吸収状態とで、運転モードを切換える必要がない。つまり、免震装置1を常に稼動しておくことで、突然発生する地震に対して、間髪入れずに揺れを吸収することができる
これによって、装置全体の構成、および運用方法を簡素化でき、より高い信頼性を発揮することができる。
Moreover, by setting it as the structure of the seismic isolation apparatus 1 of this embodiment, it is not necessary to switch an operation mode with a standby state and a vibration absorption state. In other words, by keeping the seismic isolation device 1 always in operation, it is possible to absorb vibrations without a short cut for sudden earthquakes. This makes it possible to simplify the overall configuration and operation method of the device, Higher reliability can be exhibited.

なお、本実施形態では、シリンダ側部材10が、地面側である建物の基礎部分に固定され、ピストン側部材20が、被支持物側である建物本体に固定されるように配置されているが、このような形態に限定されるものではない。
たとえば、ピストン側部材20が、地面側である建物の基礎部分に固定され、シリンダ側部材10が、被支持物側である建物本体に固定されるように、第1実施形態の配置に対して、逆さまに配置することも可能である。
このような形態で、配置された場合にも、前述の構成と同様の作用効果が得られる。また、このような形態で配置することで、図外の圧縮機を建物本体側に配置することが容易になる。
これによって、震度の大きな揺れの最中であっても、シリンダ12内への圧縮した空気の供給を安定して行えるため、免震装置1の信頼性をさらに高めることができる。
In the present embodiment, the cylinder side member 10 is fixed to the foundation portion of the building on the ground side, and the piston side member 20 is arranged to be fixed to the building body on the supported object side. However, the present invention is not limited to such a form.
For example, with respect to the arrangement of the first embodiment, the piston side member 20 is fixed to the foundation portion of the building on the ground side, and the cylinder side member 10 is fixed to the building main body on the supported object side. It can also be placed upside down.
Even when arranged in such a form, the same effect as the above-described configuration can be obtained. Moreover, it becomes easy to arrange | position the compressor outside a figure to the building main body side by arrange | positioning with such a form.
As a result, since the compressed air can be stably supplied into the cylinder 12 even in the midst of shaking with a large seismic intensity, the reliability of the seismic isolation device 1 can be further improved.

また、本実施形態の免震装置1は、建物本体の揺れを遮断するように、建物の基礎部分と、建物本体との間に配置されているが、このような形態に限定されるものではない。
たとえば、免震化されていない建物の室内に、小型化した本実施形態の免震装置1を設置して、室内に配置される物品を支え、物品に対する建物からの揺れを遮断する構成することも可能である。
Moreover, although the seismic isolation apparatus 1 of this embodiment is arrange | positioned between the foundation part of a building and a building main body so that the shaking of a building main body may be interrupted | blocked, it is not limited to such a form. Absent.
For example, by installing the downsized seismic isolation device 1 of the present embodiment in a room of a building that is not seismically isolated to support the articles placed in the room and to block the shaking from the building against the articles. Is also possible.

また、前述の運用方法では、免震装置1を常に稼働していたが、このような運用方法に限定されるものではない。
たとえば、別の運用方法として、待機状態では、空気の供給を停止して、図3(a)に示すような状態で、建物本体を支える。そして、緊急地震速報等を受信するなどして、地震が発生する直前に空気の供給を開始し、図2の状態にする、というような運用方法をとることも可能である。
Moreover, in the above-described operation method, the seismic isolation device 1 has always been operated, but is not limited to such an operation method.
For example, as another operation method, in a standby state, the supply of air is stopped and the building body is supported in a state as shown in FIG. Then, it is possible to take an operation method such as receiving an emergency earthquake bulletin, etc., and starting the supply of air immediately before the occurrence of the earthquake so that the state shown in FIG. 2 is obtained.

<第1実施形態の別態様>
次に、本発明の第1実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。説明において、前述の第1実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図4(a)、(b)に示すように、本実施形態の免震装置1aと前述の第1実施形態の免震装置1とで、大きく異なる構成は、シリンダ12a、およびピストン22aの断面形状である。
前述の第1実施形態では、図2(b)に示すように、シリンダ12a、およびピストン22aの断面形状は、ともに円形である。
ところが、本態様では、シリンダ12aが、内歯歯車のような形状を備えとともに、ピストン22aが、外歯歯車のような形状を備えている。そして、スプライン軸が嵌り合うように、ピストン22aがシリンダ12a内に、所定の間隔を空けつつ、挿通されている。
本態様のような形態とすることで、シリンダ12aとピストン22aとが対向する面積を広げることができるため、粘性抵抗をより強く作用させることができる。
これによって、作動流体を別の物質に代えずに粘性抵抗をより強く作用させることができる。
<Another aspect of the first embodiment>
Next, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
As shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the greatly different configuration between the seismic isolation device 1a of the present embodiment and the seismic isolation device 1 of the first embodiment described above is the cross section of the cylinder 12a and the piston 22a. Shape.
In the first embodiment described above, as shown in FIG. 2B, the cross-sectional shapes of the cylinder 12a and the piston 22a are both circular.
However, in this embodiment, the cylinder 12a has a shape like an internal gear, and the piston 22a has a shape like an external gear. Then, the piston 22a is inserted into the cylinder 12a with a predetermined interval so that the spline shaft is fitted.
By setting it as a form like this aspect, since the area which the cylinder 12a and piston 22a oppose can be expanded, viscous resistance can be made to act more strongly.
As a result, the viscous resistance can be applied more strongly without replacing the working fluid with another substance.

<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。説明において、前述の第1実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図5、図6(a)〜(c)に示すように、本実施形態の免震装置1Aと前述の第1実施形態の免震装置1とで、大きく異なる構成は、流体流路40の開閉を行う閉止機構50を備えている点である。
閉止機構50は、閉止部材51、および閉止手段52を備えている。
閉止部材51は、円環形状を備え、中央部に開口する閉止円孔51aは、その孔径D51aが、ピストン外径D22とほぼ同一に設定されている。そして、閉止部材51は、ピストン22の外周面上をガタ付くことなく、後述する閉止位置(図6(a)参照)と、後述する開放位置(図6(b)参照)との間で、軸方向に沿って自在に移動可能に配置されている。また、閉止部材51には、閉止円孔51aの縁部に、シール部51bが設けられている。
シール部51bは、半円形状の突起からなり、閉止部材51が閉止位置に保持された状態では、流体流路40の出口に圧接され、流体流路40の出口を密閉する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
As shown in FIGS. 5 and 6 (a) to 6 (c), the greatly different configuration between the seismic isolation device 1 </ b> A of the present embodiment and the seismic isolation device 1 of the first embodiment described above is It is the point provided with the closing mechanism 50 which opens and closes.
The closing mechanism 50 includes a closing member 51 and a closing means 52.
The closing member 51 has an annular shape, and the closing circular hole 51a opened in the center has a hole diameter D51a set to be substantially the same as the piston outer diameter D22. And the closing member 51 does not rattle on the outer peripheral surface of the piston 22, and is between a closing position (see FIG. 6 (a)) described later and an opening position (see FIG. 6 (b)) described later. It is arranged to be freely movable along the axial direction. The closing member 51 is provided with a seal portion 51b at the edge of the closing circular hole 51a.
The seal portion 51b is formed of a semicircular protrusion, and in a state where the closing member 51 is held at the closed position, the seal portion 51b is pressed against the outlet of the fluid passage 40 and seals the outlet of the fluid passage 40.

閉止手段52は、閉止シリンダ53、および閉止ピストン54を備えている。
閉止シリンダ53は、地面側の一端が閉止された円筒状形状を備え、シリンダ12の外側に、シリンダ12と平行に配置されている。また、閉止シリンダ53の両端部には、作動管55が接続されている。
作動管55は、フランジ側が閉止側作動管55aに設定され、シリンダベース側が開放側作動管55bに設定されている。
閉止ピストン54は、閉止シリンダ53の内径とほぼ同一の外径を備えた円板形状を備えている。また、閉止ピストン54は、閉止シリンダ53の内部を、軸方向に2つの領域に分けつつ、自在に移動可能に配置されている。
このような構成を備えた閉止機構50は、閉止シリンダ53内を閉止ピストン54が往復動することで、ピストンシャフト56を介して閉止ピストン54に連結された閉止部材51が、閉止位置と開放位置との間を変位し、流体流路40の出口を開閉する。
The closing means 52 includes a closing cylinder 53 and a closing piston 54.
The closing cylinder 53 has a cylindrical shape with one end on the ground side closed, and is disposed outside the cylinder 12 in parallel with the cylinder 12. In addition, operating pipes 55 are connected to both ends of the closing cylinder 53.
The working pipe 55 has a flange side set as a closed side working pipe 55a and a cylinder base side set as an open side working pipe 55b.
The closing piston 54 has a disk shape having an outer diameter substantially the same as the inner diameter of the closing cylinder 53. The closing piston 54 is arranged to be freely movable while dividing the inside of the closing cylinder 53 into two regions in the axial direction.
In the closing mechanism 50 having such a configuration, the closing piston 54 reciprocates in the closing cylinder 53 so that the closing member 51 connected to the closing piston 54 via the piston shaft 56 is in a closed position and an open position. And the outlet of the fluid flow path 40 is opened and closed.

待機状態(閉止位置)では、図6(a)に示すように、閉止側作動管55a内を加圧しつつ、開放側作動管55b内を減圧、または大気開放する。そして、閉止側作動管55aと開放側作動管55bとの差圧によって、閉止ピストン54が開放側作動管55b側(図の下側)へ移動し、閉止部材51が、流体流路40の出口に圧接され、密閉する。
揺れ吸収状態(開放位置)では、図6(b)に示すように、閉止シリンダ53内を大気開放する。大気開放すると、流体流路40内の空気の圧力によって、閉止部材51が開放位置へ移動し、流体流路40が開放される。
待機状態と揺れ吸収状態との切換えは、たとえば、緊急地震速報等を受信し、数秒後に震源からの揺れが到達するというタイミングで行う。
In the standby state (closed position), as shown in FIG. 6A, the inside of the open side working tube 55b is depressurized or opened to the atmosphere while the inside of the close side working tube 55a is pressurized. Then, due to the differential pressure between the closing side working tube 55a and the opening side working tube 55b, the closing piston 54 moves to the opening side working tube 55b side (the lower side in the figure), and the closing member 51 is moved to the outlet of the fluid flow path 40. Is pressed and sealed.
In the vibration absorbing state (open position), the inside of the closing cylinder 53 is opened to the atmosphere as shown in FIG. When the atmosphere is released, the closing member 51 is moved to the open position by the pressure of the air in the fluid flow path 40, and the fluid flow path 40 is opened.
Switching between the standby state and the vibration absorption state is performed at a timing when, for example, an earthquake early warning is received and a vibration from the epicenter arrives several seconds later.

なお、閉止位置は、図6(a)に示すように、閉止部材51が流体流路40の出口を閉止し、シリンダ12からの空気の流出を防止、または抑制する位置である。
また、開放位置は、閉止部材51が流体流路40の出口を開放し、シリンダ12からの空気の流出を可能にする位置である。そして、開放位置に位置する閉止部材51は、図6(b)に示すように、フランジ13とピストンベース21との間に位置し、シリンダ側部材10とともに変位する。
また、図6(c)に示すような位置に別態様の開放位置を設定することも可能である。この開放位置の場合には、閉止側作動管55a内を大気開放しつつ、開放側作動管55b内を加圧する。そして、閉止側作動管55aと開放側作動管55bとの差圧によって、閉止部材51をピストンベース21に当接させ、ピストン側部材20とともに変位させる。
The closed position is a position where the closing member 51 closes the outlet of the fluid flow path 40 and prevents or suppresses the outflow of air from the cylinder 12 as shown in FIG.
The open position is a position where the closing member 51 opens the outlet of the fluid flow path 40 and allows the air to flow out from the cylinder 12. And the closing member 51 located in an open position is located between the flange 13 and the piston base 21, and is displaced with the cylinder side member 10, as shown in FIG.6 (b).
Moreover, it is also possible to set a different open position at a position as shown in FIG. In the open position, the inside of the open side working tube 55b is pressurized while the inside of the closing side working tube 55a is opened to the atmosphere. The closing member 51 is brought into contact with the piston base 21 and displaced together with the piston side member 20 by the differential pressure between the closing side working tube 55a and the opening side working tube 55b.

本実施形態では、地震が発生していない待機時には、図6(a)に示すように、閉止部材51を閉止位置に保持して、作動流体である空気のシリンダ12からの流出を防止する。また、地震発生時(揺れ吸収状態)には、図6(b)に示すように、閉止部材51を開放位置に移動させて、空気をシリンダ12から流出させる。
このような運用方法が可能になることによって、待機時には、空気の供給を停止することができる。
これによって、空気をシリンダ12内へ供給するための運用コストが削減でき、免震装置1を低コストで運用することができる。
In the present embodiment, at the time of standby when no earthquake occurs, as shown in FIG. 6A, the closing member 51 is held at the closing position to prevent outflow of air as the working fluid from the cylinder 12. Further, when an earthquake occurs (swing absorption state), the closing member 51 is moved to the open position as shown in FIG.
By enabling such an operation method, the supply of air can be stopped during standby.
Thereby, the operation cost for supplying air into the cylinder 12 can be reduced, and the seismic isolation device 1 can be operated at low cost.

なお、流体流路40の出口を閉止部材51で閉止した状態を保持するために必要な仕事量は、空気を所定の圧力で供給を続ける仕事量に比べて、ごく僅かで済ませることができる。これは、ピストン22とシリンダ12との間の間隔が、シリンダ内径D12に比べて非常に小さいためである。
したがって、閉止部材51を閉止位置に保持するために用いる閉止手段52は、シリンダ12に比べて、小径のものを採用することができる。
また、震源からの揺れが到達する直前に、空気の供給を開始する運用方法と比較して、本実施形態では、シリンダ12内に空気が所定の圧力で充填された状態で待機しているため、地震に対して、迅速に対応することができる。
It should be noted that the amount of work required to maintain the state where the outlet of the fluid flow path 40 is closed by the closing member 51 can be negligible compared to the amount of work in which air is continuously supplied at a predetermined pressure. This is because the distance between the piston 22 and the cylinder 12 is very small compared to the cylinder inner diameter D12.
Therefore, the closing means 52 used for holding the closing member 51 in the closing position can be smaller in diameter than the cylinder 12.
In addition, in the present embodiment, the cylinder 12 is in a state of being filled with air at a predetermined pressure in comparison with the operation method in which the supply of air is started immediately before the shake from the epicenter arrives. , Can respond quickly to earthquakes.

<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。説明において、前述の第1実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図7に示すように、本実施形態の免震装置1Bと前述の第1実施形態の免震装置1とで、大きく異なる構成は、エアタンク60を備えている点である。
エアタンク60は、所定の容積を具備した略箱形状を備え、シリンダ12の外側に配置されている。また、エアタンク60は、その内部が、シリンダ12の内部と、空気の行き来が自在に連通している。
このようなエアタンク60を備えることによって、急激な揺れや振動に対して、エアタンク60内の空気の圧縮、膨張で、吸収することができる。
これによって、さらに免震性能を高めることができる。
なお、シリンダ12内部は、流体流路40を通じて大気開放されている。このため、空気は圧縮、膨張で、揺れを吸収した後には、膨張、圧縮の振動を繰返さずに、供給される空気の圧力に収束する。つまりエアタンク60は、一定容積の空気ばねよりもばね定数の小さなばねとして機能する。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
As shown in FIG. 7, the greatly different configuration between the seismic isolation device 1 </ b> B of the present embodiment and the seismic isolation device 1 of the first embodiment described above is that an air tank 60 is provided.
The air tank 60 has a substantially box shape with a predetermined volume, and is disposed outside the cylinder 12. In addition, the air tank 60 communicates with the inside of the cylinder 12 so that air can freely come and go.
By providing such an air tank 60, it is possible to absorb sudden shaking and vibration by compressing and expanding the air in the air tank 60.
Thereby, the seismic isolation performance can be further enhanced.
Note that the inside of the cylinder 12 is opened to the atmosphere through the fluid flow path 40. For this reason, the air is compressed and expanded, and after absorbing the vibration, the air converges to the pressure of the supplied air without repeating the vibrations of expansion and compression. That is, the air tank 60 functions as a spring having a smaller spring constant than an air spring having a constant volume.

<第3実施形態の別態様>
次に、本発明の第3実施形態の別態様について、図面を参照して詳細に説明する。説明において、前述の第3実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図8に示すように、本態様の免震装置1Baと前述の第3実施形態の免震装置1Bとで、大きく異なる構成は、エアタンク60Baの構成である。
本態様のエアタンク60Baは、ピストン22の内部に形成されている。
本態様のように、エアタンク60Baをピストン22の内部に形成することで、前述の第3実施形態のようにシリンダ12の外側にエアタンク60を配置する形態よりも装置全体が簡素化され、軽量化することができる。
また、本態様の形態とすることで、免震装置1を設置する空間が狭く、シリンダ12の外部にエアタンク60を設置できない場合であっても、エアタンク60Baを設置することができる。
<Another aspect of the third embodiment>
Next, another aspect of the third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description, the same components as those in the third embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
As shown in FIG. 8, a greatly different configuration between the seismic isolation device 1Ba of this aspect and the seismic isolation device 1B of the third embodiment described above is the configuration of the air tank 60Ba.
The air tank 60Ba of this aspect is formed inside the piston 22.
By forming the air tank 60Ba inside the piston 22 as in this aspect, the entire apparatus is simplified and lighter than the form in which the air tank 60 is disposed outside the cylinder 12 as in the third embodiment. can do.
Moreover, by setting it as the form of this aspect, even if the space where the seismic isolation apparatus 1 is installed is narrow and the air tank 60 cannot be installed outside the cylinder 12, the air tank 60Ba can be installed.

さらに、ピストン22の内部に、エアタンク60Baの形成が可能となることで、シリンダ側部材10、およびピストン側部材20のどちらに対してもエアタンク60、60Baの設置が可能になる。
これによって、建物の基礎部分側に設置される部材が、シリンダ側部材10、またはピストン側部材20のどちらであっても、建物の基礎部分側に配置される部材の構成をより簡素化することができ、震度の大きな揺れに対して、安定した動作を行うことができる。
Furthermore, since the air tank 60Ba can be formed inside the piston 22, the air tanks 60 and 60Ba can be installed on both the cylinder side member 10 and the piston side member 20.
Thereby, even if the member installed in the foundation part side of a building is either the cylinder side member 10 or the piston side member 20, the structure of the member arrange | positioned at the foundation part side of a building is simplified more. It is possible to perform stable operation against tremors with large seismic intensity.

<第4実施形態>
次に、本発明の第4実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。説明において、前述の第1実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図9(a)、(b)に示すように、本実施形態の免震装置1Cと前述の第1実施形態の免震装置1とで、大きく異なる構成は、流体流路40Cを形成する構成である。
本実施形態では、流体流路40Cが、シリンダ12、ピストン22、およびシリンダ12とピストン22との間に設置されるガイド体70Cで構成されている。
ガイド体70Cは、円環状の外形形状を備え、円環形状の外径D70aが、シリンダ内径D12とほぼ一致し、円環形状の内径D70bが、ピストン外径D22と一致するように設定された部材で構成されている。また、ガイド体70Cには、その円環部分に、筒軸方向に沿って貫通する流路孔71が、周方向に等間隔で複数開口している。
ガイド体70Cは、ピストン22の外周に、筒軸方向に所定の間隔を空けて、複数配置されており、ピストン22とともに往復動する。そして、粘性抵抗は、ガイド体70Cとガイド体70Cとの間の領域で発揮される。
つまり、ガイド体70Cを設置することによって、ピストン22の外周面とシリンダ12の内周面とが対向する面積により、粘性抵抗を調整することができる。
<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
As shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b), the greatly different configuration between the seismic isolation device 1C of this embodiment and the seismic isolation device 1 of the first embodiment described above is a configuration that forms a fluid flow path 40C. It is.
In the present embodiment, the fluid flow path 40 </ b> C includes the cylinder 12, the piston 22, and a guide body 70 </ b> C installed between the cylinder 12 and the piston 22.
The guide body 70C has an annular outer shape, and the annular outer diameter D70a is set to substantially match the cylinder inner diameter D12, and the annular inner diameter D70b is set to match the piston outer diameter D22. It is composed of members. Further, the guide body 70 </ b> C has a plurality of flow passage holes 71 that penetrate through the annular portion along the cylinder axis direction at equal intervals in the circumferential direction.
A plurality of guide bodies 70 </ b> C are arranged on the outer periphery of the piston 22 at a predetermined interval in the cylinder axis direction, and reciprocate together with the piston 22. The viscous resistance is exhibited in a region between the guide body 70C and the guide body 70C.
That is, by installing the guide body 70 </ b> C, the viscous resistance can be adjusted by the area where the outer peripheral surface of the piston 22 and the inner peripheral surface of the cylinder 12 face each other.

本実施形態のように、ガイド体70Cを設置することによって、径方向におけるシリンダ12とピストン22との間隔を所定の間隔(寸法)に保持しつつ、流体流路40を形成することができる。
したがって、作動流体の流通を妨げることなく、ピストン22が往復動する際に、径方向に振れることによるシリンダ12との衝突を防止することができる。
これによって、ピストン22が往復動する際に、シリンダ12をこじることがなくなり、よりスムーズな動きで揺れを吸収することができ、さらに免震性能を高めることができる。
また、ガイド体70Cを設置することで、ピストン22の外周面とシリンダ12の内周面とが対向する面積が、ガイド体70Cを設置しない場合よりも小さくなるため、粘性抵抗の作用を低減することができる。
これによって、作動流体を別の物質に代えずに、粘性抵抗の作用を低減することができる。
By installing the guide body 70 </ b> C as in the present embodiment, the fluid flow path 40 can be formed while maintaining a predetermined distance (dimension) between the cylinder 12 and the piston 22 in the radial direction.
Therefore, when the piston 22 reciprocates, the collision with the cylinder 12 due to the vibration in the radial direction can be prevented without disturbing the flow of the working fluid.
As a result, when the piston 22 reciprocates, the cylinder 12 is not twisted, the vibration can be absorbed with a smoother motion, and the seismic isolation performance can be further improved.
Further, by installing the guide body 70C, the area where the outer peripheral surface of the piston 22 and the inner peripheral surface of the cylinder 12 face each other is smaller than when the guide body 70C is not installed, so that the action of viscous resistance is reduced. be able to.
Thereby, the action of viscous resistance can be reduced without replacing the working fluid with another substance.

<第4実施形態の第1別態様>
次に、本発明の第4実施形態の第1別態様について、図面を参照して詳細に説明する。説明において、前述の第4実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図10に示すように、本態様の免震装置1Caと前述の第4実施形態の免震装置1とで、大きく異なる構成は、ガイド体70Caの構成である。
本態様では、円環状のガイド体70Cの代わりに、筒状のガイド体70Caが配置されている。
本態様のガイド体70Caは、外径D70aがシリンダ内径D12と同一に設定されつつ、内径D70bがピストン外径D22とほぼ同一に設定され、シリンダ12内に固定されている。また、ガイド体70Caは、その内周面に、筒軸方向に沿った矩形溝72が複数形成されており、この矩形溝72とピストン22の外周面とで流体流路40Caが形成されている。そして、ガイド体70Caは、ピストン22が往復動する際に、シリンダ12内に固定された状態で、その内周面がピストン22の外周面に摺接する。
本態様のガイド体70Caの形態とした場合でも、前述の第4実施形態と同様の作用効果が得られる。
<First Aspect of Fourth Embodiment>
Next, the 1st another aspect of 4th Embodiment of this invention is demonstrated in detail with reference to drawings. In the description, the same components as those in the above-described fourth embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
As shown in FIG. 10, the structure which is greatly different between the seismic isolation device 1Ca of this aspect and the seismic isolation device 1 of the above-described fourth embodiment is the configuration of the guide body 70Ca.
In this aspect, a cylindrical guide body 70Ca is disposed instead of the annular guide body 70C.
The guide body 70Ca of this aspect is fixed in the cylinder 12 with the outer diameter D70a being set to be the same as the cylinder inner diameter D12 and the inner diameter D70b being set to be substantially the same as the piston outer diameter D22. The guide body 70Ca has a plurality of rectangular grooves 72 along the cylinder axis direction formed on the inner peripheral surface thereof, and a fluid flow path 40Ca is formed by the rectangular grooves 72 and the outer peripheral surface of the piston 22. . The guide body 70Ca is in a state where the inner peripheral surface of the guide body 70Ca is fixed in the cylinder 12 when the piston 22 reciprocates, and the inner peripheral surface thereof is in sliding contact with the outer peripheral surface of the piston 22.
Even in the case of the form of the guide body 70Ca of this aspect, the same effect as that of the above-described fourth embodiment can be obtained.

<第4実施形態の第2別態様>
次に、本発明の第4実施形態の第2別態様について、図面を参照して詳細に説明する。説明において、前述の第4実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図11に示すように、本態様の免震装置1Cbと前述の第4実施形態の免震装置1とで、大きく異なる構成は、ガイド体70Cbの構成である。
本態様では、円環状のガイド体70Cの代わりに、筒状のガイド体70Cbが配置されている。
本態様のガイド体70Cbは、外径D70aがシリンダ内径D12とほぼ同一に設定されつつ、内径D70bがピストン外径D22と同一に設定され、ピストン22の外周に固定されている。また、ガイド体70Cbは、その内周面に、筒軸方向に沿った台形溝73が複数形成されており、この台形溝73とシリンダ12の内周面とで流体流路40Cbが形成されている。そして、ガイド体70Cbは、ピストン22が往復動する際に、シリンダ12内に固定された状態で、その外周面がシリンダ12の内周面に摺接する。
本態様のガイド体70Cbの形態とした場合でも、前述の第4実施形態と同様の作用効果が得られる。
<Second Second Aspect of Fourth Embodiment>
Next, a second different aspect of the fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description, the same components as those in the above-described fourth embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
As shown in FIG. 11, a greatly different configuration between the seismic isolation device 1Cb of this aspect and the above-described seismic isolation device 1 of the fourth embodiment is the configuration of the guide body 70Cb.
In this aspect, a cylindrical guide body 70Cb is arranged instead of the annular guide body 70C.
The guide body 70 </ b> Cb of this aspect has an outer diameter D <b> 70 a set substantially the same as the cylinder inner diameter D <b> 12, while an inner diameter D <b> 70 b is set the same as the piston outer diameter D <b> 22 and is fixed to the outer periphery of the piston 22. The guide body 70Cb has a plurality of trapezoidal grooves 73 along the cylinder axis direction formed on the inner peripheral surface thereof, and a fluid flow path 40Cb is formed by the trapezoidal groove 73 and the inner peripheral surface of the cylinder 12. Yes. The guide body 70 </ b> Cb is slidably contacted with the inner peripheral surface of the cylinder 12 in a state of being fixed in the cylinder 12 when the piston 22 reciprocates.
Even in the case of the guide body 70Cb of this aspect, the same effects as those of the above-described fourth embodiment can be obtained.

1 免震装置
12 シリンダ
22 ピストン
30 ガイド機構
40 流体流路
51 閉止部材
60 エアタンク
70C ガイド体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Seismic isolation device 12 Cylinder 22 Piston 30 Guide mechanism 40 Fluid flow path 51 Closing member 60 Air tank 70C Guide body

Claims (7)

一端が閉止された筒形状を具備し、地面側と被支持物側のどちらか一方に設置されるシリンダと、
該シリンダの内部を筒軸方向に沿って相対的に変位可能に構成され、地面側と被支持物側の他方に設置されるピストンと、
径方向における該シリンダと該ピストンとの間に、該シリンダの内部と該シリンダの外部とを連通する流体流路と、
粘性流体からなり、該シリンダの内部に所定の圧力で供給されつつ、該流体流路を通じて該シリンダの外部へ流出する作動流体と、
を備える
ことを特徴とする免震装置。
A cylinder having one end closed and a cylinder installed on either the ground side or the supported object side;
A piston configured to be relatively displaceable in the cylinder axis direction inside the cylinder, and installed on the other of the ground side and the supported object side;
A fluid flow path communicating between the inside of the cylinder and the outside of the cylinder between the cylinder and the piston in the radial direction;
A working fluid consisting of a viscous fluid and flowing out of the cylinder through the fluid flow path while being supplied to the inside of the cylinder at a predetermined pressure;
A seismic isolation device comprising:
前記作動流体が、
空気からなる
ことを特徴とする請求項1に記載の免震装置。
The working fluid is
The seismic isolation device according to claim 1, comprising air.
前記作動流体は、
チョーク流れの状態で、前記シリンダの内部に供給される
ことを特徴とする請求項2に記載の免震装置。
The working fluid is
The seismic isolation device according to claim 2, wherein the seismic isolation device is supplied into the cylinder in a choke flow state.
所定の容積を具備し、前記シリンダの内部に連通するエアタンクを備える
ことを特徴とする請求項2、または請求項3に記載の免震装置。
The seismic isolation device according to claim 2, further comprising an air tank having a predetermined volume and communicating with the inside of the cylinder.
前記流体流路を閉止する閉止位置と、該流体流路を開放する開放位置との間で移動可能な閉止部材を備える
ことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の免震装置。
5. The device according to claim 1, further comprising a closing member that is movable between a closing position that closes the fluid flow path and an open position that opens the fluid flow path. Seismic isolation device.
前記ピストンと前記シリンダとの径方向への相対的な変位を規制しつつ、該ピストンと該シリンダとの軸方向への相対的な変位を可能に支持するガイド機構を備える
ことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の免震装置。
A guide mechanism is provided that supports a relative displacement in the axial direction between the piston and the cylinder while restricting a relative displacement in the radial direction between the piston and the cylinder. The seismic isolation apparatus of any one of Claims 1-5.
径方向における前記シリンダと前記ピストンとの間隔を所定の間隔に保持しつつ、前記流体流路を形成するガイド体を備える
ことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の免震装置。
7. The guide body according to claim 1, further comprising a guide body that forms the fluid flow path while maintaining a predetermined distance between the cylinder and the piston in a radial direction. Seismic isolation device.
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