JP3038170B2 - 免震装置 - Google Patents

免震装置

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JP3038170B2
JP3038170B2 JP9229459A JP22945997A JP3038170B2 JP 3038170 B2 JP3038170 B2 JP 3038170B2 JP 9229459 A JP9229459 A JP 9229459A JP 22945997 A JP22945997 A JP 22945997A JP 3038170 B2 JP3038170 B2 JP 3038170B2
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信良 羽生田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、構造物の免震装置
の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、地震等の発生時における構造物の
振動を軽減するため、種々のタイプの免震装置の開発が
盛んに進められている。
【0003】その一つとして、図3に示すように、構造
物1の下面と接地面との間に、多段積層ゴム2を介在さ
せ、多段積層ゴム2の持つ水平方向のバネ作用により、
構造物1に伝達される地震による横揺れを抑制するもの
がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この場合、多段積層ゴ
ム2のもつバネ定数と、構造物1の質量により全体の固
有周期が決まり、このため、例えば微小振動を対象にし
てバネ定数等の設定を行うと、大きな振動時にはストロ
ークエンドに対して制振作用を失い、また大振動に対応
した設定を行うと、微小振動を吸収することができな
い。
【0005】さらに、多段積層ゴム2の経時変化により
バネ定数が変化すると、振動吸収性能が狂ってしまう。
【0006】また、多段積層ゴム2の耐久面圧が小さい
ため、大重量を支えるには多数の、または大型の多段積
層ゴム2が必要となる等の問題があった。
【0007】本発明は、このような問題を解決すること
を目的とするもので、構造物を流体圧力により水平方向
に摺動自在に支持することで、広い領域の振動レベルに
応答よく対応でき、しかも高荷重に対してもすぐれた耐
久性を発揮する免震装置を提供するものである。
【0008】また、本発明は、このような免震装置にお
いて、構造物の支持高さを常に安定的に保つことができ
るものを提供することを目的とする。
【0009】さらに、本発明は、このような免震装置に
おいて、作動流体を循環的に再利用できるものを提供す
ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、構造物を
複数の流体軸受により接地面に対して水平方向に摺動自
由に支持する免震装置において、この流体軸受を、シリ
ンダ型のハウジングの下方に収装したピストンと、ハウ
ジングとピストンの間に画成され、液圧源から圧力を受
けてハウジングを上方に伸長して構造物に接触させる圧
力室と、ピストンの下端面に設けたスライド材と、水平
接地側の摺動基盤に摺動するスライド材の内周に画成
され、摺動基盤に開口面より流体圧力を負荷する圧力負
荷室と、この圧力負荷室に前記圧力室の液体を圧力を降
下させて導入するオリフィスから構成するとともに、こ
れら流体軸受のハウジングの少なくとも一つにこの流体
軸受による支持高さを検出するレベルセンサを設置し、
このレベルセンサによる検出値に基づいて各々の前記圧
力室に供給する体の圧力を制御してハウジングの支持
レベルを一定にする
【0011】第2の発明は、構造物を複数の流体軸受に
より接地面に対して水平方向に摺動自由に支持する免震
装置において、この流体軸受を、シリンダ型のハウジン
グの下方に収装したピストンと、ハウジングとピストン
の間に画成され、液圧源から圧力を受けてハウジングを
上方に伸長して構造物に接触させる圧力室と、ピストン
の下端面に設けたスライド材と、水平な接地側の摺動基
盤に摺動するスライド材の内周に画成され、摺動基盤に
開口面より流体圧力を負荷する圧力負荷室と、この圧力
負荷室に前記圧力室の液体を圧力を降下させて導入する
オリフィスから構成するとともに、前記スライド材の外
周側を覆うシールを設け、このシールとスライド材との
間隙から液体をタンク側に排出する通路を備えた。
【0012】
【発明の作用および効果】本発明では、流体軸受は、接
地側摺動基盤に圧力負荷室の流体圧力を介して流体接触
し、水平方向のバネ要素を持たないため、地震等により
地盤が水平方向に振動しても、構造物には振動がほとん
ど伝達されず、構造物の微小振動から大振動まで効率良
く振動を吸収でき、構造物の揺れを最小限に止どめるこ
とができる。また、流体軸受の耐圧作用により、高荷重
を支持できるので、数少ない流体軸受で構造物を安定的
に支持できる。
【0013】また、第1の発明では、レベルセンサで流
体軸受の高さを検出しながら、この高さが規定値以上に
高いときには供給圧力を下げ、低いときには圧力を上げ
るようにする。これにより、ハウジングの支持レベルを
一定に保つことができ、免震装置の作動中においても、
流体軸受による構造物の支持位置を常に適正な高さに保
つことができる。
【0014】また、第2の発明では、圧力負荷室側から
スライド材と摺動基盤との接触面を通して流出した流体
は、スライド材とスライド材外周のシールの間隙に導か
れ、この間隙から通路を経由してタンクに戻される。こ
のように、作動流体が循環して再利用されるので、作動
流体として油を用いることもできる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて、本発
明の実施の形態について説明する。
【0016】図1、図2には、本発明の免震装置を示
す。
【0017】図1に示すように、構造物1の下面には複
数の伸縮型の流体軸受10が配置され、これにより地盤
3に対して構造物1を支持する。
【0018】図2に示すように、流体軸受10は、構造
物1の下面側に設けられたシリンダ型のハウジング11
と、このハウジング11の下方に向いたシリンダ開口に
摺動自在に収装されるピストン12とで構成される。免
震装置の作動時には、ハウジング11内部にピストン1
2上端面で画成された圧力室13に、図示されない液圧
源から供給口11aを介して高圧流体が供給される。こ
の流体圧力に応じて、ピストン12がハウジング11に
対して伸長することにより、ハウジング11はピストン
12に対して上方に移動する。
【0019】摺動基盤17と摺動するピストン12の水
平な下端面には、圧力負荷室16が開口するように形成
される。この圧力負荷室16は、圧力室13と、作動流
体の導入手段であるオリフィス18により連通し、開口
面積に応じた圧力で流体軸受10全体を支持する。な
お、導入手段としては、オリフィス18に代えて、例え
ば弁手段等を用いてもよい。
【0020】圧力負荷室16の周囲には、スライド材1
9が設けられる。このスライド材19は、圧力負荷室1
6のシールの機能を持つとともに、低摩擦の例えばテフ
ロン等からなり、小さな接触摩擦で摺動基盤17に対し
て摺動するようになっている。また、摺動基盤17もス
テンレス等の低摩擦部材で構成され、接触面の滑りを良
くしている。
【0021】スライド材19の外側にもシール26が形
成され、圧力負荷室16側からスライド材19と摺動基
盤17との接触面を通して流出した流体は、この2重の
シールの間隙27から通路28を経由して図示されない
タンクに戻され、再利用される。したがって、作動流体
として油を用いることもできる。
【0022】ハウジング11側部には、レベルセンサ2
5が設けられる。このレベルセンサ25は摺動基盤に対
するハウジング11の高さlを検出するもので、後述す
るように、この検出に基づいて圧力室13に供給する圧
力が制御される。
【0023】つぎに作用を説明する。
【0024】通常の状態(待機時)では、ハウジング1
1はピストン12側に下降しており、ハウジング11の
上面は構造物1の下面から離れている。この場合、構造
物1は図示されない基礎体により地盤上に支持されてい
る。
【0025】一方、地震等の発生を検出したときには、
図示されない液圧源から高圧流体が圧力室13に供給さ
れ、ハウジング11をピストン12側から伸び出させる
とともに、オリフィス18を介して圧力負荷室16に導
入された圧力により、ピストン12を浮き上がらせる方
向に支持する。なお、待機時に構造物1を支持していた
基礎体は、ハウジング11が構造物1を支持した時点
で、構造物1から離れるか、または水平方向への相対変
位を自由に(例えば摺動自由に)するようになってい
る。
【0026】この流体軸受10が支持できる荷重の大き
さは、圧力負荷室16の開口面積と、その圧力値による
が、構造物1の重量と流体軸受10の設置個数との関係
から、開口面積と供給圧力とが設定されていて、ハウジ
ング11により構造物1を浮き上がらせることができる
ようになっている。
【0027】そして、供給された流体はハウジング11
を押し上げる圧力室13から、オリフィス18を経由し
て圧力負荷室16にも流入し、さらに圧力負荷室16の
周囲のスライド材19と摺動基盤17との摺動隙間を経
て間隙27に達し、通路28を通って外部に流出し、こ
れによりスライド材19と摺動基盤17とを流体接触状
態に維持する。
【0028】この場合、ハウジング11の支持荷重が大
きくなると摺動間隙は小さくなり、流体の流出流量が減
少し、オリフィス18での圧力降下が小さくなって、支
持荷重とバランスするまで圧力負荷室16の圧力が高ま
り、また逆に支持荷重が小さいときには、摺動間隙が大
きくなって流出流量が増え、オリフィス18での圧力降
下が大きくなって圧力負荷室16の圧力が支持荷重とバ
ランスするまで減少する。
【0029】なお、圧力室13からオリフィス18を経
由して圧力流体が流れるため、圧力負荷室16よりも圧
力室13の方が圧力が高く、このため、ハウジング11
は構造物1と当接するまで上昇している。
【0030】ところで、流体軸受10が支持する荷重が
大きいと、スライド材19と摺動基盤17との間の摺動
間隙が小さくなった分だけ、ハウジング11の位置は下
降しようとする。逆に、支持荷重が小さければ、摺動間
隙が小さくなった分だけ、ハウジング11の位置は上昇
しようとする。
【0031】これに対して本発明では、流体軸受10に
よる構造物1の支持位置を常に適正な高さに保つよう
に、レベルセンサ25でハウジング11の高さを検出し
ながら、この高さが規定値以上に高いときには供給圧力
を下げ、低いときには圧力を上げるようにする。これに
より、ハウジング11の支持レベルを一定に保つことが
できる。
【0032】以上のようにして、構造物1を支持するハ
ウジング11と、これを支えるピストン12の下端と摺
動基盤17との間は、完全に流体接触の状態を維持し、
機械的な摩擦力が働かないため、地震等により接地側の
摺動基盤17が水平方向に振動しても、構造物1は地盤
3の水平方向の振動から隔離されるため、構造物1に伝
達される地震等による揺れは大幅に減衰されることにな
り、地震から確実に保護される。
【0033】なお、一つの流体軸受10に局部的に設定
力以上の荷重が作用したときは、瞬時のうちにハウジン
グ11が下がり、摺動基盤17との間の負荷がそれ以上
になるのを防ぎ、このときには他の流体軸受10に荷重
が分散される。
【0034】ところで流体軸受10は水平方向のバネを
持たないので、水平方向に弱いバネを付加することによ
り、固有振動数が非常に低い周期系に設定することがで
き、微小振動にも対応できる。
【0035】また、構造物1の全重量を流体軸受10で
支持することはもとより、一部を機械的なスライド部材
に置換して支持することもでき、これらにより、振動レ
ベルの大きさに対するスライド開始時期を調整できる。
【0036】また、オリフィス18を多段オリフィスと
することもでき、これにより圧力を段階的に降下させる
こともできる。
【0037】なお、作動流体としては水を用いるのが最
も経済的であるが、前述したように本発明は作動流体を
タンクに還流させ得る構造を持っているので、作動流体
として油を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す概略構成図である。
【図2】同じく流体軸受を示す断面図である。
【図3】従来例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
1 構造物 10 流体軸受 11 ハウジング 12 ピストン 13 圧力室 16 圧力負荷室 17 摺動基盤 18 オリフィス 19 スライド材 25 レベルセンサ 26 シール 27 間隙 28 通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16F 15/00 - 15/34 E04H 9/02 331

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 構造物を複数の流体軸受により接地面に
    対して水平方向に摺動自由に支持する免震装置におい
    、この流体軸受を、シリンダ型のハウジングの下方に
    収装したピストンと、ハウジングとピストンの間に画成
    され、液圧源から圧力を受けてハウジングを上方に伸長
    して構造物に接触させる圧力室と、ピストンの下端面に
    設けたスライド材と、水平な接地側の摺動基盤に摺動す
    るスライド材の内周に画成され、摺動基盤に開口面より
    流体圧力を負荷する圧力負荷室と、この圧力負荷室に前
    記圧力室の液体を圧力を降下させて導入するオリフィス
    から構成するとともに、これら流体軸受のハウジングの
    少なくとも一つにこの流体軸受による支持高さを検出す
    るレベルセンサを設置し、このレベルセンサによる検出
    値に基づいて各々の前記圧力室に供給する体の圧力を
    制御してハウジングの支持レベルを一定にすることを特
    徴とする免震装置。
  2. 【請求項2】 構造物を複数の流体軸受により接地面に
    対して水平方向に摺動自由に支持する免震装置におい
    、この流体軸受を、シリンダ型のハウジングの下方に
    収装したピストンと、ハウジングとピストンの間に画成
    され、液圧源から圧力を受けてハウジングを上方に伸長
    して構造物に接触させる圧力室と、ピストンの下端面に
    設けたスライド材と、水平な接地側の摺動基盤に摺動す
    るスライド材の内周に画成され、摺動基盤に開口面より
    流体圧力を負荷する圧力負荷室と、この圧力負荷室に前
    記圧力室の液体を圧力を降下させて導入するオリフィス
    から構成するとともに、前記スライド材の外周側を覆う
    シールを設け、このシールとスライド材との間隙から液
    体をタンク側に排出する通路を備えたことを特徴とする
    免震装置。
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KR101449956B1 (ko) * 2013-03-05 2014-10-14 한국수력원자력 주식회사 면진 장치, 면진 구조부의 교체 방법 및 면진 구조부의 하중 조절 방법

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