JP2020159398A - Damping mechanism and base isolation structure - Google Patents

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Abstract

To provide a damping mechanism capable of exhibiting damping force efficiently even in shaking of a large displacement such as a long-term earthquake, and a base isolation structure using the damping mechanism.SOLUTION: Since a rotational shaft 19 of a rotor is fixed to a base 7, the position of the rotor or the like does not change. When a base isolation floor 5 moves relative to the base 7, an intersection angle of arm members 11a, 11b changes. At this time, since a distance between a rotational shaft 13 and the rotational shaft 19 changes in each damping mechanism 3, the rotor moves relative to the arm members 11a, 11b. Along with the relative movement of the rotor and the arm members 11a, 11b, a rotary damper arranged on the rotor rotates. At this time, damping force is generated by the rotary damper.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、効率よく揺れを減衰させることが可能な減衰機構及びこれを用いた免震構造に関するものである。 The present invention relates to a damping mechanism capable of efficiently dampening shaking and a seismic isolation structure using the damping mechanism.

従来、構造体の地震等に対する対策として、構造体を剛構造とする方法や、高層建築物に代表されるように、地震の揺れに対して構造物が共振しないように設計する方法がある。このような方法は、地震の揺れによって、構造体自体が破壊しないことを目的とするものである。 Conventionally, as a countermeasure against an earthquake of a structure, there are a method of making the structure a rigid structure and a method of designing the structure so that the structure does not resonate with the shaking of an earthquake, as typified by a high-rise building. Such a method aims to prevent the structure itself from being destroyed by the shaking of an earthquake.

一方、地盤と構造体とを絶縁する免震構造が注目されている。免震構造によれば、構造体自体が地盤の揺れから絶縁されており、構造体への振動の伝達を抑制することができる。 On the other hand, a seismic isolation structure that insulates the ground and the structure is drawing attention. According to the seismic isolation structure, the structure itself is insulated from the shaking of the ground, and the transmission of vibration to the structure can be suppressed.

また、免震構造では、地盤とともに揺れる部位と、免震対象部とが絶縁されているため、地震発生時には、これらには相対的な変位が生じる。すなわち、地震時には、免震対象部と周囲との間には相対的な往復動作が生じることとなる。したがって、この往復動作を減衰する必要がある。 Further, in the seismic isolation structure, since the part that sways with the ground and the part subject to seismic isolation are insulated, relative displacement occurs between them when an earthquake occurs. That is, in the event of an earthquake, a relative reciprocating motion occurs between the seismic isolated target portion and the surroundings. Therefore, it is necessary to attenuate this reciprocating operation.

このような免震構造の減衰機構としては、例えば、シリンダに対してピストンが移動する際に減衰力を発揮する油圧ダンパ等が用いられる(例えば、特許文献1)。 As the damping mechanism of such a seismic isolation structure, for example, a hydraulic damper that exerts a damping force when the piston moves with respect to the cylinder is used (for example, Patent Document 1).

特開2014−114867号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-114876

油圧ダンパは、大きな減衰力を発揮することができるとともに、減衰力の調整が容易であるため、免震構造や制震構造として広く使用されている。しかし、免震床のあらゆる方向に対して所定の減衰力を発揮するために、一般的な油圧ダンパを適用しようとすると、大きな設置スペースが必要となる。例えば、免震床の周囲に、大型の油圧ダンパを数多く配置する必要があり、デッドスペースも大きくなる。 Hydraulic dampers are widely used as seismic isolation structures and vibration control structures because they can exert a large damping force and the damping force can be easily adjusted. However, if a general hydraulic damper is to be applied in order to exert a predetermined damping force in all directions of the seismic isolation floor, a large installation space is required. For example, it is necessary to arrange a large number of large hydraulic dampers around the seismic isolation floor, and the dead space becomes large.

また、現在想定されている巨大地震対策に対しては、長周期地震動対策が必要である。しかし、このような長周期地震は、相対変位が極めて大きいため、油圧ダンパの設計が困難である。また、大きな変位量を有する油圧ダンパは、それ自体が大型になるため、設置のレイアウトの自由度が低い。 In addition, long-period ground motion countermeasures are required for the countermeasures against large earthquakes currently envisioned. However, in such a long-period earthquake, the relative displacement is extremely large, so that it is difficult to design a hydraulic damper. Further, since the hydraulic damper having a large displacement amount itself becomes large, the degree of freedom in the installation layout is low.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、長周期地震などの変位量の大きな揺れにも、効率良く減衰力を発揮することが可能な減衰機構及びこれを用いた免震構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and is a damping mechanism capable of efficiently exerting a damping force even in a large-displacement shaking such as a long-period earthquake, and a seismic isolation structure using the damping mechanism. The purpose is to provide.

前述した目的を達成するための第1の発明は、相対的に変位可能な一対の構造体に用いられる減衰機構であって、一方の構造体に回動可能に接続される一対のアーム部材と、他方の構造体に配置され、略同一軸上で回転可能な一対の回転体と、前記回転体に配置される回転ダンパと、を具備し、一対の前記アーム部材は、一方の構造体とのそれぞれの接続部の間隔を一定として、互いの交差角度が変化可能であり、前記回転体は、一対の前記アーム部材の交差部近傍に配置され、一対の前記アーム部材の角度の変化に応じて、前記アーム部材に沿って相対的に移動可能であり、前記回転体と前記アーム部材との相対的な線状の移動を、回転変換機構によって、前記回転体の回転に変換し、前記回転体の回転時に、前記回転ダンパによって減衰力を発揮することを特徴とする減衰機構である。 The first invention for achieving the above-mentioned object is a damping mechanism used for a pair of relatively displaceable structures, and a pair of arm members rotatably connected to the one structure. A pair of rotating bodies arranged on the other structure and rotatable on substantially the same axis, and a rotating damper arranged on the rotating body are provided, and the pair of arm members is provided with the one structure. The intersection angle of each of the connecting portions can be changed, and the rotating bodies are arranged in the vicinity of the intersection of the pair of arm members and respond to the change in the angle of the pair of arm members. Therefore, it is relatively movable along the arm member, and the relative linear movement between the rotating body and the arm member is converted into the rotation of the rotating body by the rotation conversion mechanism, and the rotation is performed. It is a damping mechanism characterized by exerting a damping force by the rotating damper when the body rotates.

前記回転変換機構は、前記アーム部材に設けられるラックと、前記回転体に設けられるピニオンであってもよい。 The rotation conversion mechanism may be a rack provided on the arm member and a pinion provided on the rotating body.

第1の発明によれば、回転変換機構によって、アーム部材と回転体との相対的な直線状の移動を回転体の回転に変換して、回転体の回転を回転ダンパで減衰させるため、変位量の大きなあらゆる方向の揺れに対しても減衰力を発揮することができる。この際、大型の油圧ダンパを複数配置する必要がないため、レイアウトの自由度も高い。 According to the first invention, the rotation conversion mechanism converts the relative linear movement between the arm member and the rotating body into the rotation of the rotating body, and the rotation of the rotating body is dampened by the rotating damper. It can exert a damping force against a large amount of shaking in all directions. At this time, since it is not necessary to arrange a plurality of large hydraulic dampers, the degree of freedom in layout is high.

また、回転変換機構がラック・ピニオン機構であれば、構造が簡易であり、確実に、部材同士の直線運動を回転運動に変換することができる。 Further, if the rotation conversion mechanism is a rack and pinion mechanism, the structure is simple and the linear motion between the members can be reliably converted into the rotational motion.

第2の発明は、第1の発明にかかる減衰機構を用いた免震構造であって、ベースと、前記ベースに対して移動可能な免震床と、前記免震床に接続されるばね部材と、前記免震床に接続される前記減衰機構と、を具備し、前記免震床又は前記ベースの一方に対して、前記アーム部材が回動可能に接続され、前記免震床又は前記ベースの他方に対して、前記回転体の回転軸が配置されることを特徴とする免震構造である。 The second invention is a seismic isolation structure using the damping mechanism according to the first invention, which includes a base, a seismic isolation bed movable with respect to the base, and a spring member connected to the seismic isolation bed. And the damping mechanism connected to the seismic isolation bed, and the arm member is rotatably connected to one of the seismic isolation bed or the base, and the seismic isolation bed or the base is provided. The seismic isolation structure is characterized in that the rotation axis of the rotating body is arranged with respect to the other.

前記減衰機構が、前記免震床の互いに対向する向きに、少なくとも一対配置されてもよい。 At least a pair of the damping mechanisms may be arranged so as to face each other of the seismic isolation floor.

前記減衰機構が、前記免震床の互いに直交する向きに、少なくとも一対配置されてもよい。 At least a pair of the damping mechanisms may be arranged in the directions orthogonal to each other of the seismic isolation floor.

第2の発明によれば、簡易な構造で確実に免震構造を得ることができる。この際、免震床の大きさや必要な減衰力に応じて、減衰機構を複数配置すれば、所望の減衰力を確保することができる。 According to the second invention, a seismic isolation structure can be surely obtained with a simple structure. At this time, if a plurality of damping mechanisms are arranged according to the size of the seismic isolation floor and the required damping force, a desired damping force can be secured.

また、例えば、免震床の変位方向による減衰機構の減衰力の方向依存性がある場合において、減衰機構を所定の向きに対向するように配置することで、所定の方向の減衰力を高めることもできる。また、減衰機構を互いに直交するように配置することで、各方向に略均等に減衰力を発揮させることもできる。 Further, for example, when the damping force of the damping mechanism depends on the displacement direction of the seismic isolation bed, the damping force in the predetermined direction can be increased by arranging the damping mechanisms so as to face each other in a predetermined direction. You can also. Further, by arranging the damping mechanisms so as to be orthogonal to each other, it is possible to exert the damping force substantially evenly in each direction.

本発明によれば、長周期地震などの変位量の大きな揺れにも、効率良く減衰力を発揮することが可能な減衰機構及びこれを用いた免震構造を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a damping mechanism capable of efficiently exerting a damping force even for a large displacement shaking such as a long-period earthquake, and a seismic isolation structure using the damping mechanism.

免震構造1を示す平面概念図。The plan view which shows the seismic isolation structure 1. (a)は、免震構造1を示す側面概念図、(b)は(a)のA部拡大図。(A) is a side conceptual view showing the seismic isolation structure 1, and (b) is an enlarged view of part A of (a). 図2(b)のB−B線断面図において、回転体25とアーム部材11aとの相対的な移動を示す図。FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 2B, showing the relative movement of the rotating body 25 and the arm member 11a. 基準状態と、基準状態から免震床5が一方に移動した状態を示す図。The figure which shows the reference state and the state which the seismic isolation floor 5 moved to one side from the reference state. 基準状態から免震床5が他の方向に移動した状態を示す図。The figure which shows the state which the seismic isolation floor 5 moved in the other direction from the reference state. 基準状態から免震床5がさらに他の方向に移動した状態を示す図。The figure which shows the state which the seismic isolation floor 5 moved in the other direction from the reference state. 免震構造1aを示す平面概念図。The plan view which shows the seismic isolation structure 1a.

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明にかかる免震構造1を示す平面概念図であり、図2(a)は、免震構造1を示す側面概念図であり、図2(b)は、図2(a)のA部拡大図である。免震構造1は、主に、減衰機構3、免震床5、ばね部材9等から構成される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing a seismic isolation structure 1 according to the present invention, FIG. 2A is a side conceptual view showing a seismic isolation structure 1, and FIG. 2B is FIG. 2A. ) Is an enlarged view of part A. The seismic isolation structure 1 is mainly composed of a damping mechanism 3, a seismic isolation floor 5, a spring member 9, and the like.

免震床5は、ビルや基礎などの構造体であるベース7上に設置され、支持部6上に配置される。支持部6は、ベース7に対して水平方向に移動可能な摺動部材やボールベアリング等で構成される。すなわち、免震床5は、縁切り対象部であるベース7に対して水平方向に相対移動可能な構造体である。また、免震床5は、ベース7に対して、減衰機構3およびばね部材9で接続される。 The seismic isolation floor 5 is installed on the base 7 which is a structure such as a building or a foundation, and is arranged on the support portion 6. The support portion 6 is composed of a sliding member, a ball bearing, or the like that can move horizontally with respect to the base 7. That is, the seismic isolation floor 5 is a structure that can move relative to the base 7 that is the edge cutting target portion in the horizontal direction. Further, the seismic isolation floor 5 is connected to the base 7 by a damping mechanism 3 and a spring member 9.

ばね部材9は、免震床5に対して、複数の方向に配置され、基準位置において互いに釣り合う。すなわち、ばね部材9は、免震床5がベース7の基準位置からずれた際に、免震床5へ、基準位置に戻す方向の力を付与するための部材である。 The spring members 9 are arranged in a plurality of directions with respect to the seismic isolation floor 5 and are balanced with each other at reference positions. That is, the spring member 9 is a member for applying a force in the direction of returning the seismic isolation floor 5 to the reference position when the seismic isolation floor 5 deviates from the reference position of the base 7.

図2(b)に示すように、減衰機構3は、免震床5とベース7との間に用いられ、免震床5の相対移動の際に減衰力を発揮する部材である。減衰機構3は、主に、アーム部材11a、11b、回転体25及び回転ダンパ等から構成される。図示した例では、減衰機構3は、免震床5の互いに対向する向きに少なくとも一対配置される。 As shown in FIG. 2B, the damping mechanism 3 is used between the seismic isolation floor 5 and the base 7, and is a member that exerts a damping force when the seismic isolation floor 5 is relatively moved. The damping mechanism 3 is mainly composed of arm members 11a and 11b, a rotating body 25, a rotating damper and the like. In the illustrated example, at least a pair of damping mechanisms 3 are arranged so as to face each other of the seismic isolation floor 5.

図1に示すように、一対のアーム部材11a、11bのそれぞれの一端側は、免震床5の回転軸13において接続される。すなわち、アーム部材11a、11bは、免震床5に対してそれぞれ回動可能に接続される。一対のアーム部材11a、11bは、免震床5とのそれぞれの接続部(回転軸13)の間隔を一定として、互いの交差角度が変化可能である。 As shown in FIG. 1, one end side of each of the pair of arm members 11a and 11b is connected by the rotation shaft 13 of the seismic isolation floor 5. That is, the arm members 11a and 11b are rotatably connected to the seismic isolation floor 5, respectively. The crossing angles of the pair of arm members 11a and 11b can be changed by keeping the distance between the connecting portions (rotating shaft 13) with the seismic isolation floor 5 constant.

ベース7には、回転軸19が固定され、一対の回転体25が、同一の回転軸19に配置される。すなわち、一対の回転体25は、略同一軸上でそれぞれ独立して回転可能である。回転体25は、一対のアーム部材11a、11bの交差部近傍に配置される。 A rotating shaft 19 is fixed to the base 7, and a pair of rotating bodies 25 are arranged on the same rotating shaft 19. That is, the pair of rotating bodies 25 can rotate independently on substantially the same axis. The rotating body 25 is arranged near the intersection of the pair of arm members 11a and 11b.

図3(a)は、図2のB−B線断面図である。なお、図3(a)は、アーム部材11aについて図示するが、アーム部材11bも同様である。回転体25には回転ダンパ26が配置される。回転ダンパ26は、回転体25とともに回転軸19を軸に回転可能であり、回転する際に、回転抵抗によって減衰力を発生させる。 FIG. 3A is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. Note that FIG. 3A shows the arm member 11a, but the same applies to the arm member 11b. A rotating damper 26 is arranged on the rotating body 25. The rotary damper 26 can rotate around the rotation shaft 19 together with the rotating body 25, and when rotating, a damping force is generated by the rotation resistance.

ここで、アーム部材11a、11bは、回転軸13以外の部位において、内側に中空部17が形成された枠形状であり、長手方向に沿って、内面側にラック15が形成される。また、回転体25の外周には、ピニオン27が設けられる。ラック15とピニオン27とは互いに噛み合う。すなわち、アーム部材11aのラックと、一方の回転体25のピニオン27が噛み合い、アーム部材11bのラックと、他方の回転体25のピニオン27が噛み合う。 Here, the arm members 11a and 11b have a frame shape in which a hollow portion 17 is formed inside in a portion other than the rotation shaft 13, and a rack 15 is formed on the inner surface side along the longitudinal direction. A pinion 27 is provided on the outer circumference of the rotating body 25. The rack 15 and the pinion 27 mesh with each other. That is, the rack of the arm member 11a and the pinion 27 of one rotating body 25 mesh with each other, and the rack of the arm member 11b and the pinion 27 of the other rotating body 25 mesh with each other.

前述したように、一対のアーム部材11a、11bは、それぞれ免震床5に対して回動可能である。免震床5がベース7に対して移動すると、アーム部材11a、11bの交差角度が変化する。図3(b)は、図3(a)の状態から、回転体25に対するアーム部材11aの角度が変わった状態を示す図である。図3(b)に示すように、回転体25に対するアーム部材11aの角度が変わると(図中矢印C)、それに伴い、アーム部材11aと回転体25の相対的な位置が変化する。例えば、回転体25に対して、アーム部材11aが矢印E方向に相対移動すると、回転体25は、ラック15とピニオン27との噛み合いによって、矢印F方向へ回転する。 As described above, the pair of arm members 11a and 11b can rotate with respect to the seismic isolation floor 5, respectively. When the seismic isolation floor 5 moves with respect to the base 7, the crossing angles of the arm members 11a and 11b change. FIG. 3B is a diagram showing a state in which the angle of the arm member 11a with respect to the rotating body 25 has changed from the state of FIG. 3A. As shown in FIG. 3B, when the angle of the arm member 11a with respect to the rotating body 25 changes (arrow C in the figure), the relative positions of the arm member 11a and the rotating body 25 change accordingly. For example, when the arm member 11a moves relative to the rotating body 25 in the arrow E direction, the rotating body 25 rotates in the arrow F direction due to the engagement between the rack 15 and the pinion 27.

このように、免震床5がベース7に対して移動すると、アーム部材11a、11bに沿って回転体25は相対的に移動可能である。すなわち、回転体25は、アーム部材11a、11bに対して相対的に線状に移動する。一方、アーム部材11a、11bのラック15と回転体25のピニオン27とが噛み合うため、回転体25とアーム部材11a、11bとの相対的な移動は、回転体25の回転に変換される。すなわち、アーム部材11a、11bのラック15と回転体25のピニオン27は、回転体25とアーム部材11a、11bとの相対的な線状の移動を、回転体25の回転に変換する回転変換機構として機能する。 In this way, when the seismic isolation floor 5 moves with respect to the base 7, the rotating body 25 is relatively movable along the arm members 11a and 11b. That is, the rotating body 25 moves linearly relative to the arm members 11a and 11b. On the other hand, since the rack 15 of the arm members 11a and 11b and the pinion 27 of the rotating body 25 mesh with each other, the relative movement of the rotating body 25 and the arm members 11a and 11b is converted into the rotation of the rotating body 25. That is, the rack 15 of the arm members 11a and 11b and the pinion 27 of the rotating body 25 are rotation conversion mechanisms that convert the relative linear movement between the rotating body 25 and the arm members 11a and 11b into the rotation of the rotating body 25. Functions as.

なお、図2(b)に示すように、回転体25の上下には、回転体25とは独立して回転可能なガイド盤21が配置され、ガイド盤21の間には、複数のガイドローラ23が配置される。図3(a)に示すように、ガイドローラ23は、アーム部材11a、11bの外面や、中空部17の内面に接触する。図3(b)に示すように、アーム部材11a、11bの角度が変化すると、ガイド盤21もアーム部材11a、11bの回転に追従する(図中矢印D)。したがって、ガイドローラ23は、常にアーム部材11a、11bの一部と接触する。これにより、アーム部材11a、11bと回転体25との相対移動がスムーズになり、ラック15とピニオン27とを確実に噛み合わせることができる。 As shown in FIG. 2B, guide boards 21 that can rotate independently of the rotating body 25 are arranged above and below the rotating body 25, and a plurality of guide rollers are placed between the guide boards 21. 23 is arranged. As shown in FIG. 3A, the guide roller 23 comes into contact with the outer surface of the arm members 11a and 11b and the inner surface of the hollow portion 17. As shown in FIG. 3B, when the angles of the arm members 11a and 11b change, the guide board 21 also follows the rotation of the arm members 11a and 11b (arrow D in the figure). Therefore, the guide roller 23 always comes into contact with a part of the arm members 11a and 11b. As a result, the relative movement between the arm members 11a and 11b and the rotating body 25 becomes smooth, and the rack 15 and the pinion 27 can be reliably meshed with each other.

次に、免震構造1の動作について説明する。図4の左図は、ベース7に対して基準位置に免震床5が位置している状態を示す図である。なお、以下の図において、ばね部材9の図示を省略する。基準位置では、各方向からのばね部材9の力が釣り合っている。 Next, the operation of the seismic isolation structure 1 will be described. The left figure of FIG. 4 is a diagram showing a state in which the seismic isolation floor 5 is located at a reference position with respect to the base 7. In the following figure, the illustration of the spring member 9 is omitted. At the reference position, the forces of the spring member 9 from each direction are balanced.

図4の右図は、基準位置から免震床5が図中上方(図中矢印H方向)に移動した状態を示す図である。前述したように、回転体25(図3参照)の回転軸19は、ベース7に固定されるため、回転体25等の位置は、変化しない(図中上下方向の基準位置Gとする)。免震床5がベース7に対して相対的に移動すると、アーム部材11a、11bの交差角度が変動する。 The right figure of FIG. 4 is a diagram showing a state in which the seismic isolation floor 5 is moved upward in the figure (in the direction of arrow H in the figure) from the reference position. As described above, since the rotating shaft 19 of the rotating body 25 (see FIG. 3) is fixed to the base 7, the position of the rotating body 25 and the like does not change (referred to as the reference position G in the vertical direction in the drawing). When the seismic isolation floor 5 moves relative to the base 7, the intersection angles of the arm members 11a and 11b fluctuate.

例えば、図中上方の減衰機構3においては、アーム部材11a、11bは、互いの交差角度が大きくなるように回動し、図中下方の減衰機構3においては、アーム部材11a、11bは、互いの交差角度が小さくなるように回動する。この際、それぞれの減衰機構3において、回転軸13と回転軸19との距離が変化するため、回転体25は、アーム部材11a、11bに対して相対的に移動する。 For example, in the upper damping mechanism 3 in the drawing, the arm members 11a and 11b rotate so that the crossing angle with each other becomes large, and in the lower damping mechanism 3 in the drawing, the arm members 11a and 11b rotate with each other. Rotate so that the crossing angle of is small. At this time, since the distance between the rotating shaft 13 and the rotating shaft 19 changes in each damping mechanism 3, the rotating body 25 moves relative to the arm members 11a and 11b.

前述したように、回転体25とアーム部材11a、11bとの相対的な移動に伴い、回転体25に配置された回転ダンパ26(図3参照)が回転する。この際、回転ダンパ26によって減衰力が発生する。また、図4の右図の状態から、ばね部材9によって、基準位置(図4の左図)に戻そうとする力が付与される。免震床5が基準位置に戻る際にも、回転体25はアーム部材11a、11bに対して相対的に移動し、回転体25に配置された回転ダンパ26(図3参照)が回転する。この際、回転ダンパ26によって減衰力が発生する。 As described above, the rotating damper 26 (see FIG. 3) arranged on the rotating body 25 rotates with the relative movement of the rotating body 25 and the arm members 11a and 11b. At this time, a damping force is generated by the rotary damper 26. Further, from the state shown on the right side of FIG. 4, the spring member 9 applies a force for returning to the reference position (left figure of FIG. 4). When the seismic isolation floor 5 returns to the reference position, the rotating body 25 moves relative to the arm members 11a and 11b, and the rotating damper 26 (see FIG. 3) arranged on the rotating body 25 rotates. At this time, a damping force is generated by the rotary damper 26.

このように、免震床5が基準位置から移動すると、移動する際と元の位置に戻る際に減衰機構3は減衰力を発生させることができる。 In this way, when the seismic isolation bed 5 moves from the reference position, the damping mechanism 3 can generate a damping force when moving and returning to the original position.

なお、免震床5の移動方向は特に限定されない。例えば、図5に示す例は、基準位置(図中I)から、右方向(図中矢印J方向)へ免震床5が移動した状態を示す図である。すなわち、図4の移動方向に対して、垂直な方向に免震床5が移動した状態を示す図である。 The moving direction of the seismic isolation floor 5 is not particularly limited. For example, the example shown in FIG. 5 is a diagram showing a state in which the seismic isolation floor 5 is moved from the reference position (I in the figure) to the right direction (arrow J direction in the figure). That is, it is a figure which shows the state which the seismic isolation bed 5 moved in the direction perpendicular to the moving direction of FIG.

この場合でも、それぞれの減衰機構3において、アーム部材11a、11bの互いの交差角度が変化し、回転軸13と回転軸19との距離が変化するため、回転体25は、アーム部材11a、11bに対して相対的に移動する。また、回転体25とアーム部材11a、11bとの相対的な移動に伴い、回転体25に配置された回転ダンパ26が回転する。この際、回転ダンパ26によって減衰力を発生させることができる。 Even in this case, in each of the damping mechanisms 3, the crossing angles of the arm members 11a and 11b change, and the distance between the rotating shaft 13 and the rotating shaft 19 changes. Therefore, the rotating body 25 has the arm members 11a and 11b. Move relative to. Further, the rotating damper 26 arranged on the rotating body 25 rotates with the relative movement of the rotating body 25 and the arm members 11a and 11b. At this time, a damping force can be generated by the rotary damper 26.

同様に、図6に示す例は、基準位置(図中I)から、斜め方向(図中矢印K方向)へ免震床5が移動した状態を示す図である。すなわち、図4の移動方向に対して、所定の角度θ(0<θ<90)で免震床5が移動した状態を示す図である。 Similarly, the example shown in FIG. 6 is a diagram showing a state in which the seismic isolation floor 5 has moved from the reference position (I in the figure) in the oblique direction (in the direction of arrow K in the figure). That is, it is a figure which shows the state which the seismic isolation bed 5 moved at a predetermined angle θ (0 <θ <90) with respect to the moving direction of FIG.

この場合でも、それぞれの減衰機構3において、アーム部材11a、11bの互いの交差角度が変化し、回転軸13と回転軸19との距離が変化するため、回転体25は、アーム部材11a、11bに対して相対的に移動する。また、回転体25とアーム部材11a、11bとの相対的な移動に伴い、回転体25に配置された回転ダンパ26が回転する。この際、回転ダンパ26によって減衰力を発生させることができる。 Even in this case, in each of the damping mechanisms 3, the crossing angles of the arm members 11a and 11b change, and the distance between the rotating shaft 13 and the rotating shaft 19 changes. Therefore, the rotating body 25 has the arm members 11a and 11b. Move relative to. Further, the rotating damper 26 arranged on the rotating body 25 rotates with the relative movement of the rotating body 25 and the arm members 11a and 11b. At this time, a damping force can be generated by the rotary damper 26.

以上、本実施の形態によれば、免震床5に対して減衰機構3が設置されるため、ベース7に対して免震床5が相対移動した際に、減衰力を発生させることができる。 As described above, according to the present embodiment, since the damping mechanism 3 is installed on the seismic isolation floor 5, the damping force can be generated when the seismic isolation floor 5 moves relative to the base 7. ..

この際、減衰機構3は、アーム部材11a、11bと回転体25との相対的な移動によって減衰力を発揮するため、油圧ダンパと比較して、簡易な構造で、より大きな変位の揺れに対応させることができる。このため、低速度領域での振動となる長周期地震に対しても十分な減衰力を発揮させることができる。 At this time, since the damping mechanism 3 exerts a damping force by the relative movement of the arm members 11a and 11b and the rotating body 25, it has a simpler structure than the hydraulic damper and can handle a larger displacement swing. Can be made to. Therefore, it is possible to exert a sufficient damping force even for a long-period earthquake that vibrates in a low speed region.

なお、詳細は省略するが、実際に図1に示すような免震構造1を作成して、減衰力を測定したところ、全ての方向(図4に示す移動方向を0度とし、図5に示す移動方向を90度とした際に、0度、30度、45度及び90度で測定)において、十分な減衰力を発揮させることができた。また、振幅又は周波数が大きくなるほど、減衰力は大きくなった。なお、最も大きな減衰力を発揮する方向は、移動方向が0度の場合であった。 Although details are omitted, when the seismic isolation structure 1 as shown in FIG. 1 was actually created and the damping force was measured, all directions (the moving direction shown in FIG. 4 was set to 0 degrees, and FIG. 5 shows. When the indicated moving direction was 90 degrees, sufficient damping force could be exhibited at 0 degrees, 30 degrees, 45 degrees and 90 degrees). Further, the larger the amplitude or frequency, the larger the damping force. The direction in which the largest damping force is exerted is when the moving direction is 0 degrees.

なお、回転体25とアーム部材11a、11bとの相対的な線状の移動を、回転体25の回転に変換する回転変換機構としては、ラック15とピニオン27とには限られない。例えば、チェーンとスプロケットなど、回転体25とアーム部材11a、11bとの相対的な線状の移動に伴い、回転体25が回転する機構であれば、特に限定されない。 The rotation conversion mechanism that converts the relative linear movement of the rotating body 25 and the arm members 11a and 11b into the rotation of the rotating body 25 is not limited to the rack 15 and the pinion 27. For example, the mechanism is not particularly limited as long as the rotating body 25 rotates with the relative linear movement of the rotating body 25 and the arm members 11a and 11b, such as a chain and a sprocket.

また、減衰機構3は、免震床5に対して1つ配置されてもよく、3つ以上配置されてもよい。また、減衰機構3を複数個所に配置する際には、互いに対向する向きのみではなく、直交する向きに配置してもよい。 Further, one damping mechanism 3 may be arranged with respect to the seismic isolation floor 5, or three or more damping mechanisms 3 may be arranged. Further, when the damping mechanisms 3 are arranged at a plurality of places, they may be arranged not only in the directions facing each other but also in the directions orthogonal to each other.

図7は、免震構造1aを示す平面概念図である。免震構造1aでは、減衰機構3が、免震床5に対して、互いに直交する向きにも一対配置される。このように、減衰機構3を免震床5に対して複数配置する場合には、免震床5の互いに対向する向きに少なくとも一対配置してもよく、免震床5の互いに直交する向きに少なくとも一対配置してもよい。 FIG. 7 is a plan conceptual diagram showing the seismic isolation structure 1a. In the seismic isolation structure 1a, a pair of damping mechanisms 3 are arranged in a direction orthogonal to each other with respect to the seismic isolation floor 5. In this way, when a plurality of damping mechanisms 3 are arranged with respect to the seismic isolation floor 5, at least a pair of damping mechanisms 3 may be arranged in the directions facing each other of the seismic isolation floors 5, or in the directions orthogonal to each other of the seismic isolation beds 5. At least one pair may be arranged.

また、上述した実施形態では、アーム部材11a、11bを免震床5に接続し、ベース7に回転体25の回転軸19を固定したが、これには限られない。例えば、アーム部材11a、11bをベース7に接続し、免震床5に回転体25の回転軸19を固定してもよい。 Further, in the above-described embodiment, the arm members 11a and 11b are connected to the seismic isolation floor 5, and the rotating shaft 19 of the rotating body 25 is fixed to the base 7, but the present invention is not limited to this. For example, the arm members 11a and 11b may be connected to the base 7 and the rotating shaft 19 of the rotating body 25 may be fixed to the seismic isolation floor 5.

また、減衰機構3は、免震構造以外に適用することもできる。すなわち、相対的に変位可能な一対の構造体に対して、一方の構造体にアーム部材11a、11bを接続し、他方の構造体に回転体25を配置することで、一対の構造体同士の変位に伴い、減衰力を発生させることができる。 Further, the damping mechanism 3 can be applied to other than the seismic isolation structure. That is, by connecting the arm members 11a and 11b to one structure and arranging the rotating body 25 in the other structure with respect to the pair of relatively displaceable structures, the pair of structures can be connected to each other. A damping force can be generated with the displacement.

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the embodiment of the present invention has been described above with reference to the attached drawings, the technical scope of the present invention does not depend on the above-described embodiment. It is clear that a person skilled in the art can come up with various modifications or modifications within the scope of the technical ideas described in the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs.

1、1a………免震構造
3………減衰機構
5………免震床
6………支持部
7………ベース
9………ばね部材
11a、11b………アーム部材
13………回転軸
15………ラック
17………中空部
19………回転軸
21………ガイド盤
23………ガイドローラ
25………回転体
26………回転ダンパ
27………ピニオン
1, 1a ………… Seismic isolation structure 3 ………… Damping mechanism 5 ………… Seismic isolation floor 6 ………… Support 7 ………… Base 9 ………… Spring members 11a, 11b ………… Arm members 13 …… … Rotating shaft 15 ……… Rack 17 ……… Hollow part 19 ……… Rotating shaft 21 ……… Guide board 23 ……… Guide roller 25 ……… Rotating body 26 ……… Rotating damper 27 ……… Pinion

Claims (5)

相対的に変位可能な一対の構造体に用いられる減衰機構であって、
一方の構造体に回動可能に接続される一対のアーム部材と、
他方の構造体に配置され、略同一軸上で回転可能な一対の回転体と、
前記回転体に配置される回転ダンパと、
を具備し、
一対の前記アーム部材は、一方の構造体とのそれぞれの接続部の間隔を一定として、互いの交差角度が変化可能であり、
前記回転体は、一対の前記アーム部材の交差部近傍に配置され、一対の前記アーム部材の角度の変化に応じて、前記アーム部材に沿って相対的に移動可能であり、
前記回転体と前記アーム部材との相対的な線状の移動を、回転変換機構によって、前記回転体の回転に変換し、前記回転体の回転時に、前記回転ダンパによって減衰力を発揮することを特徴とする減衰機構。
A damping mechanism used for a pair of relatively displaceable structures.
A pair of arm members rotatably connected to one structure,
A pair of rotating bodies arranged on the other structure and rotatable on substantially the same axis,
A rotating damper arranged on the rotating body and
Equipped with
The pair of arm members can change the angle of intersection with each other while keeping the distance between the connection portions with one structure constant.
The rotating body is arranged near the intersection of the pair of arm members, and can move relatively along the arm members in response to a change in the angle of the pair of arm members.
The relative linear movement between the rotating body and the arm member is converted into the rotation of the rotating body by the rotation conversion mechanism, and when the rotating body rotates, the rotating damper exerts a damping force. Characteristic damping mechanism.
前記回転変換機構は、前記アーム部材に設けられるラックと、前記回転体に設けられるピニオンであることを特徴とする請求項1記載の減衰機構。 The damping mechanism according to claim 1, wherein the rotation conversion mechanism is a rack provided on the arm member and a pinion provided on the rotating body. 請求項1または請求項2に記載の減衰機構を用いた免震構造であって、
ベースと、
前記ベースに対して移動可能な免震床と、
前記免震床に接続されるばね部材と、
前記免震床に接続される前記減衰機構と、
を具備し、
前記免震床又は前記ベースの一方に対して、前記アーム部材が回動可能に接続され、
前記免震床又は前記ベースの他方に対して、前記回転体の回転軸が配置されることを特徴とする免震構造。
A seismic isolation structure using the damping mechanism according to claim 1 or 2.
With the base
A seismic isolation floor that can be moved with respect to the base,
The spring member connected to the seismic isolation floor and
With the damping mechanism connected to the seismic isolation floor,
Equipped with
The arm member is rotatably connected to one of the seismic isolation floor and the base.
A seismic isolation structure characterized in that a rotation axis of the rotating body is arranged with respect to the seismic isolation floor or the other of the base.
前記減衰機構が、前記免震床の互いに対向する向きに、少なくとも一対配置されることを特徴とする請求項3に記載の免震構造。 The seismic isolation structure according to claim 3, wherein at least a pair of damping mechanisms are arranged so as to face each other of the seismic isolation floor. 前記減衰機構が、前記免震床の互いに直交する向きに、少なくとも一対配置されることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の免震構造。 The seismic isolation structure according to claim 3 or 4, wherein at least a pair of damping mechanisms are arranged in a direction orthogonal to each other of the seismic isolation floor.
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