JP2020183773A - Seismic isolator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、地震発生時に精密機器等の転倒を防止する免震装置に関する。 The present invention relates to a seismic isolation device that prevents a precision instrument or the like from tipping over when an earthquake occurs.
これまで、地震発生時における精密機器や美術工芸品などに対する地震の揺れを抑制する免震装置は、床面に免震装置を直接設置して、その上に精密機器や美術工芸品などの免震対象物を置くという形態が多用されてきた。例えば、特許文献1ないし3には上部構造体および下部構造体から成る二層構造や上部構造体と下部構造体の間に中間構造体を更に有する三層構造の免震装置が開示されている。 Until now, seismic isolation devices that suppress the shaking of precision equipment and arts and crafts in the event of an earthquake have been installed directly on the floor, and precision equipment and arts and crafts are exempted on top of it. The form of placing a seismic object has been widely used. For example, Patent Documents 1 to 3 disclose a two-layer structure composed of an upper structure and a lower structure, or a three-layer structure seismic isolation device having an intermediate structure between the upper structure and the lower structure. ..
この免震装置は、各構造体の間に転動体(ボール)が挟み込まれており、各構造体に設けられた軌道(ボール溝)に沿ってボールが自在に動くことで、地震発生時における免震対象物の揺れを抑制する働きがある。また、上部構造体(上プレート)と下部構造体(下プレート)が互いに分離しないように特許文献1では各プレートの縁部分にガイド部材を設けたり、特許文献3では凹凸部分を各プレートの中央部に設ける構造としている。 In this seismic isolation device, a rolling element (ball) is sandwiched between each structure, and the ball moves freely along a trajectory (ball groove) provided in each structure, so that when an earthquake occurs, It works to suppress the shaking of the seismic isolated object. Further, in Patent Document 1, a guide member is provided at the edge portion of each plate so that the upper structure (upper plate) and the lower structure (lower plate) are not separated from each other, and in Patent Document 3, the uneven portion is placed in the center of each plate. It has a structure provided in the part.
しかしながら、特許文献1および3に開示されている免震装置が上下方向に分離し難い構造であっても、例えば地震発生時に上プレートが最終位置まで移動した際に免震対象物の重心位置が端部に位置した場合、上プレートと下プレートの均衡(バランス)が崩れて、上プレートが傾斜する恐れがある。 However, even if the seismic isolation device disclosed in Patent Documents 1 and 3 has a structure that is difficult to separate in the vertical direction, the position of the center of gravity of the seismic isolation object is changed when the upper plate moves to the final position, for example, when an earthquake occurs. If it is located at the end, the balance between the upper plate and the lower plate may be lost, and the upper plate may tilt.
特に、特許文献1に開示されている免震装置の上下プレートに設けた溝底には原点位置(静止時の位置)に戻るための勾配が付いており、上プレートが原点位置から離れるにしたがって上プレートと下プレートの隙間が広がる構造となっている。その結果、地震発生時に上プレートが最終端まで移動することで、免震対象物の重心位置が端部に存在する場合には上下プレートのバランスが崩れて(上プレートが傾いて)、免震対象物が転倒するという問題がある。 In particular, the groove bottoms provided on the upper and lower plates of the seismic isolation device disclosed in Patent Document 1 have a gradient for returning to the origin position (position at rest), and as the upper plate moves away from the origin position. The structure is such that the gap between the upper plate and the lower plate widens. As a result, when an earthquake occurs, the upper plate moves to the final end, and if the center of gravity of the seismic isolation object is at the end, the upper and lower plates are out of balance (the upper plate is tilted), resulting in seismic isolation. There is a problem that the object falls over.
また、同免震装置の縁部にあるガイド部材を互いに接触させることで上プレートの傾きを制止させることもできるが、そのためには免震装置の原点位置で上下のガイド部材の隙間を大きくする必要がある。そのため、上下各プレート間の距離も広がり、各プレートに設けた溝とボールの間の嵌まり込みが浅い場合には、上プレートが移動すると溝からボールが脱落するという問題が発生する。 In addition, the inclination of the upper plate can be stopped by bringing the guide members on the edge of the seismic isolation device into contact with each other, but for that purpose, the gap between the upper and lower guide members is increased at the origin position of the seismic isolation device. There is a need. Therefore, the distance between the upper and lower plates is also increased, and when the fit between the groove provided in each plate and the ball is shallow, there arises a problem that the ball falls out of the groove when the upper plate moves.
そこで、原点位置における上下各プレートの距離を変えることなく、地震発生時に免震装置の上プレートが最終位置まで移動した場合であっても免震対象物の積載による上プレートの傾きを抑制する免震装置を提供することを課題とする。 Therefore, without changing the distance between the upper and lower plates at the origin position, even if the upper plate of the seismic isolation device moves to the final position in the event of an earthquake, the inclination of the upper plate due to the loading of the seismic isolation object is suppressed. The subject is to provide a seismic device.
前述した課題を解決するために、本発明は、少なくとも、複数の溝を共に備える第1プレートおよび第2プレートと、これらの第1および第2プレートの各溝に嵌め込む転動体と、を備えて、これらの転動体を介して第2プレートの上方に第1プレートが積層することで第1プレートまたは第2プレートのいずれかのプレートを移動可能としており、第1および第2プレートの溝の底が長さ方向の中央で最も深くなる勾配を有している免震装置において、第1プレートの縁部にその第1プレート側に向いた第1凸部を有する第1ガイド部材を第1プレートの移動方向に沿って形成する。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention includes at least a first plate and a second plate having a plurality of grooves together, and a rolling element fitted into each groove of the first and second plates. By laminating the first plate on the second plate via these rolling elements, either the first plate or the second plate can be moved, and the grooves of the first and second plates can be moved. In a seismic isolation device having a bottom having the deepest slope in the center in the length direction, a first guide member having a first convex portion facing the first plate side at the edge of the first plate is first. It is formed along the moving direction of the plate.
また、第2プレートの縁部に第2プレートの外側に向いた第2凸部を有する第2ガイド部材を第1プレートの移動方向に沿って形成する。第1ガイド部材の第1凸部は、第2ガイド部材の第2凸部に対して下方に位置して、第1ガイド部材の第1凸部および第2ガイド部材の第2凸部は互いに距離を空けて対向するように配置する。そして、第1ガイド部材の第1凸部および第2ガイド部材の第2凸部は共に各プレートの移動方向に沿って傾斜している(勾配を有する)。 Further, a second guide member having a second convex portion facing the outside of the second plate is formed at the edge of the second plate along the moving direction of the first plate. The first convex portion of the first guide member is located below the second convex portion of the second guide member, and the first convex portion of the first guide member and the second convex portion of the second guide member are mutually exclusive. Arrange them so that they face each other at a distance. Then, both the first convex portion of the first guide member and the second convex portion of the second guide member are inclined (have a gradient) along the moving direction of each plate.
なお、第1凸部の高さ(厚み)については、第1プレートの角部から離れるほど高く(大きく)して、第2凸部の高さ(厚み)については、第2プレートの角部から離れるほど低く(小さく)しても構わない。また、第2凸部における第2プレートの移動方向に沿った傾斜の度合いについては、第1凸部における第1プレートの移動方向に沿った傾斜の度合いよりも大きくすることもできる。 The height (thickness) of the first convex portion is increased (larger) as the distance from the corner portion of the first plate is increased, and the height (thickness) of the second convex portion is the corner portion of the second plate. It may be lower (smaller) as it gets farther from. Further, the degree of inclination of the second convex portion along the moving direction of the second plate can be made larger than the degree of inclination of the first convex portion along the moving direction of the first plate.
本発明の免震装置は、上下各プレートの縁部にガイド部材を設けた上で各プレート間の距離を適正に規定することで地震発生時に上プレートが最終位置まで移動した場合でも、免震対象物の積載による上プレートの傾きを抑制し、免震対象物の転倒リスク(転倒の危険性)を低減するという効果を奏する。 The seismic isolation device of the present invention provides a guide member at the edge of each of the upper and lower plates, and by appropriately defining the distance between the plates, the seismic isolation device is seismically isolated even when the upper plate moves to the final position at the time of an earthquake. It has the effect of suppressing the tilt of the upper plate due to the loading of the object and reducing the risk of the seismic isolated object falling (risk of falling).
本発明の免震装置の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態である免震装置100の平面図、図2は図1に示すA−A線断面図、図3は図2に示す免震装置100のX部分の拡大図である。
An embodiment of the seismic isolation device of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a plan view of the
本発明の免震装置100は、図1ないし図3に示すように第1プレート(上プレート)10と第2プレート(下プレート)50からなる二層構造となっている。上プレート10と下プレート50には、図1および図2に示すように2条の溝11(11a,11b),51(51a,51b)がそれぞれ設けられており、各溝11,51が中央位置で交差する形態で上プレート10と下プレート50が積層されている。また、上プレート10と下プレート50が対向している1組の溝11a,51aには、1個の転動体(ボール)B1が嵌め込まれている。同様に異なる1組の溝11b,51bにも1個の転動体(ボール)B2が嵌め込まれている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
本発明の免震装置100が作動する(上プレート10が下プレート50に対して移動する)原理は、2個のボールB1,B2が2条の溝11(11a,11b),51(51a,51b)に沿って回転しながら移動することによる。この原理の詳細は、本出願人による特許第4517359号公報にて説明されている原理と同じであるため詳細な説明は省略する。
The principle that the
免震装置100を構成する上プレート10と下プレート50の縁部(図1および図2の紙面右側)には、図3に示す様にガイド部(第1ガイド部20,第2ガイド部60)が設けられている。これらのガイド部20,60は上下各プレート10,50の移動方向(図1の矢印で示す方向)に沿って設けられている。
As shown in FIG. 3, guide portions (
次に、第1ガイド部(上ガイド部)20および第2ガイド部(下ガイド部)60の正面側からの斜視図を図4,図5に示す。上ガイド部20の左側面図(図4のB矢視図)を図6、下ガイド部60の右側面図(図5のC矢視図)を図7に示す。第1ガイド部(上ガイド部)20および第2ガイド部(下ガイド部)60は、第1および第2ガイド本体21,61と、第1および第2凸部22,62から各々形成されている。
Next, FIGS. 4 and 5 show perspective views of the first guide portion (upper guide portion) 20 and the second guide portion (lower guide portion) 60 from the front side. The left side view of the upper guide portion 20 (arrow view B in FIG. 4) is shown in FIG. 6, and the right side view of the lower guide portion 60 (arrow view C in FIG. 5) is shown in FIG. The first guide portion (upper guide portion) 20 and the second guide portion (lower guide portion) 60 are formed from the first and second guide
図3に示すように、免震装置100の静止時(原点の位置)において、上ガイド部20の第1凸部22と下ガイド部60の第2凸部62は一定の距離を保った状態で(互いに離間して)対向するように設けられている。この場合、下ガイド部60の第2凸部62が上ガイド部20の第1凸部22よりも上方になるような配置の形態になる。
As shown in FIG. 3, when the
また、第1ガイド部(上ガイド部)20の第1凸部22は、図3および図4に示す様に第1ガイド本体21に対して上プレート10側(内側)に張り出した形態で設けられている。一方、第2ガイド部(下ガイド部)60の第2凸部62は、図3および図5に示す様に第2ガイド本体61に対して下プレート50側とは反対側(外側)に張り出した形態で設けられている。なお、第1および第2凸部22,62を第1および第2ガイド部21,61に取付ける形態は、ネジ留めなどの取外しが可能な手段や溶接等の固定手段のいずれでも構わない。
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, the
上ガイド部20の左側面図を図6に、下ガイド部60の右側面図を図7に示す。第1ガイド部(上ガイド部)20の第1凸部22は、図6に示す様に中央位置が最も高く、両端部が最も低くなる勾配が上プレート10の移動方向(図1の矢印の方向)に沿って形成されている。これに対して、第2ガイド部(下ガイド部)60の第2凸部62は、図7に示す様に中央位置が最も低く、両端部が最も高くなる勾配が上プレート10の移動方向に沿って形成されている。
The left side view of the
また、図6に示す上ガイド部20の左側面図から見た場合の第1凸部22の勾配は、水平面とのなす角度θ1を1°以上3°以下の範囲とする。同様に、図7に示す下ガイド部60の右側面図から見た場合の第2凸部62の勾配も水平面とのなす角度θ2を1°以上3°以下の範囲とする。さらに、第2ガイド部(下ガイド部)60の第2凸部62の勾配θ2は、第1ガイド部(上ガイド部)20の第1凸部22の勾配θ1よりも大きいか、同等(θ2≧θ1)とする。
Further, the gradient of the first
次に、地震が発生した際に本発明の免震装置が稼働した時の形態について図面を用いて説明する。本発明の免震装置100の静止時の状態、第1プレート(上プレート)が中間位置まで移動した状態および最終位置まで移動した状態の右側面図を図8ないし図10にそれぞれ示す。まず、本発明の免震装置100が静止した状態では図8に示す様に上プレート10と下プレート50は共に鉛直方向において同じ位置に配置される。
Next, a mode in which the seismic isolation device of the present invention is operated when an earthquake occurs will be described with reference to the drawings. 8 to 10 show right side views of the
その際、下プレート50の中央位置50Cにおける第1ガイド部(上ガイド部)20の第1凸部22と第2ガイド部(下ガイド部)60の第2凸部62の間隔dCは、図8に示す様に他の箇所における上プレート10と下プレート50の間隔に比べて最も狭い。言い換えると、地震発生時に上プレート10が最終位置まで移動する際の中央位置50Cから距離(ストローク)Lだけ離れた位置における第1凸部22と第2凸部62の間隔dLは、上述した間隔dCよりも広くなるように配置される。
At that time, the distance dC between the first
免震装置100が中間位置まで移動する、すなわち上プレート10が下プレート50に対してストロークLの半分の距離2/Lだけ移動すると、図9に示すように所定位置での上下プレート10,50の間隔dC,dLは共に静止時の場合に比べて小さくなる。さらに、免震装置100が最終位置まで移動した場合、上プレート10が中央位置から距離Lだけ移動することになるが、その際の中央位置50Cでの間隔dCはさらに小さくなり、その距離はゼロに近い、もしくは上プレート10の第1ガイド部(上ガイド部)20の第1凸部22と下プレート50の第2ガイド部(下ガイド部)60の第2凸部62は完全に接触する。
When the
つまり、第1ガイド部(上ガイド部)20の第1凸部22と第2ガイド部(下ガイド部)60の第2凸部62が完全に接触する、もしくはその間隔がゼロに近くなることで、地震発生時に上プレート10が最終位置まで移動しても、免震対象物(積載物)のバランスが不均衡になることで上プレート10のみが転倒することを防ぐ。
That is, the first
10 第1プレート
10C 第1プレートの中央位置
11(11a,11b) 溝
20 第1ガイド部
21 第1ガイド本体
22 第1凸部
50 第2プレート
50C 第2プレートの中央位置
51(51a,51b) 溝
60 第2ガイド部
61 第2ガイド本体
62 第2凸部
100 免震装置
dC 第2プレートの中央位置における第1凸部と第2凸部の
間隔(距離)
dL 第1プレートと第2プレートの中央位置から距離L離れた
位置における間隔(距離)
B(B1,B2) 転動体(ボール)
L 免震装置のストローク(水平方向の移動量)
θ1 第1ガイド部の第1凸部の勾配(水平面とのなす角度)
θ2 第2ガイド部の第2凸部の勾配(水平面とのなす角度)
10
Interval (distance)
dL Distance L away from the center position of the 1st and 2nd plates
Interval (distance) at position
B (B1, B2) Rolling body (ball)
L Stroke of seismic isolation device (horizontal movement amount)
θ1 Gradient of the first convex part of the first guide part (angle formed by the horizontal plane)
θ2 Gradient of the second convex part of the second guide part (angle formed by the horizontal plane)
Claims (3)
前記第1プレートの縁部には、前記第1プレート側に向けて取り付けられた第1凸部を有する第1ガイド部材が前記第1プレートの移動方向に沿って形成されており、前記第2プレートの縁部には、前記第2プレートの外側に向けて取り付けられた第2凸部を有する第2ガイド部材が前記第1プレートの移動方向に沿って形成されており、前記第1凸部は前記第2凸部に対して下方に位置して、前記第1凸部および前記第2凸部は互いに離間しつつ対向するように配置されて、前記第1凸部および第2凸部は前記各プレートの移動方向に沿って傾斜していることを特徴とする免震装置。 At least, the first and second plates having the plurality of grooves together and the plurality of rolling elements fitted in the grooves of the first and second plates are provided, and the rolling elements are provided through the rolling elements. By stacking the first plate on the second plate, either the first plate or the second plate can be moved, and the bottoms of the grooves of the first and second plates are formed. It is a seismic isolation device that has the deepest slope in the center in the length direction.
At the edge of the first plate, a first guide member having a first convex portion attached toward the first plate side is formed along the moving direction of the first plate, and the second plate is formed. At the edge of the plate, a second guide member having a second convex portion attached to the outside of the second plate is formed along the moving direction of the first plate, and the first convex portion is formed. Is located below the second convex portion, the first convex portion and the second convex portion are arranged so as to face each other while being separated from each other, and the first convex portion and the second convex portion are arranged so as to face each other. A seismic isolation device characterized in that it is inclined along the moving direction of each of the plates.
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JP2019087218A JP2020183773A (en) | 2019-05-06 | 2019-05-06 | Seismic isolator |
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