JP3157352U - Elliptical leaf spring unit, elliptical multi-stage leaf spring device, vertical vibration damping device, horizontal uniaxial vibration damping device, and upper and lower floor seismic isolation device - Google Patents
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Abstract
【課題】板バネを利用した簡略な構成でありながら大きな応答振幅に対応するために大きな変形量を得ることができ、また、変形時の摩擦も少なく、制振用又は免震用として好適な楕円形状多段板バネ装置を提供する。【解決手段】本楕円形状多段板バネ装置11は、2個の矩形状の板バネ材2a、2bの両端を、各々の中央部を外方に膨出させた状態で目玉状噛合部により又はボルト締めにより結合して楕円形状とし、荷重が加わる楕円短軸方向の変形量を、楕円長軸方向の変形量の数倍に形成した楕円形状板バネ単体1を、ベース架台12と、荷重支持架台13との間に楕円短軸方向に荷重が作用するように4段に重ね、楕円短軸方向の変形量を段数分増大させた構成としたものである。【選択図】図10[PROBLEMS] To obtain a large amount of deformation in order to cope with a large response amplitude while having a simple configuration using a leaf spring, and to reduce friction at the time of deformation, which is suitable for vibration control or seismic isolation. An elliptical multistage leaf spring device is provided. The elliptical multistage leaf spring device 11 has two rectangular leaf spring members 2a, 2b, with the eyeball-like meshing portions in the state where the center portions of the two leaf spring members 2a, 2b are bulged outwardly. The elliptical leaf spring unit 1 is formed by combining the bolts to form an elliptical shape, and the deformation amount in the elliptical short axis direction to which a load is applied is several times the deformation amount in the elliptical long axis direction. In this configuration, four stages are stacked so that a load is applied to the gantry 13 in the elliptical short axis direction, and the deformation amount in the elliptical short axis direction is increased by the number of stages. [Selection] Figure 10
Description
本考案は、楕円形状板バネ単体、楕円形状多段板バネ装置、上下制振装置、水平1軸制振装置及び上下床免震装置に関し、詳しくは、機械・建築・土木構造物等の地震・強風時等の振動入力に対して安全性、居住性改善のための振動対策に供する制振装置、免震装置の主要素として用いて好適な楕円形状板バネ単体及び楕円形状多段板バネ装置、並びに、該楕円形状多段板バネ装置を用いた上下制振装置、水平1軸制振装置及び上下床免震装置に関するものである。 The present invention relates to a single elliptical leaf spring, an elliptical multi-stage leaf spring device, a vertical vibration damping device, a horizontal single-axis vibration damping device, and a vertical floor seismic isolation device. Vibration control device for vibration measures to improve safety and comfort for vibration input during strong winds etc., elliptical leaf spring unit and elliptical multistage leaf spring device suitable for use as main elements of seismic isolation device, In addition, the present invention relates to a vertical vibration damping device, a horizontal uniaxial vibration damping device, and a vertical floor seismic isolation device using the elliptical multistage leaf spring device.
従来の免震装置は、例えば、支承としての積層ゴム、リニアガイド等の転がり機構、減衰装置等の組み合わせで構成されることが多いが、それらは、殆どは水平方向免震のみの対策である。
水平方向の免震装置は、免震対象構造物の振動ができるだけ長周期となるようにバネ装置を設計し、振動振幅を制御するために減衰装置を併用している。
Conventional seismic isolation devices, for example, are often composed of a combination of laminated rubber as a bearing, a rolling mechanism such as a linear guide, a damping device, etc., but most of them are measures only for horizontal seismic isolation. .
In the horizontal seismic isolation device, a spring device is designed so that the vibration of the seismic isolation target structure has as long a period as possible, and a damping device is used in combination to control the vibration amplitude.
また、多くの上下免震装置は、例えば、空気バネを使用したものが主流となっているが、この場合の固有周期は1秒が限度である。しかしながら、最近は免震対象構造物等の広がりにより、固有周期として2秒近く必要になる場合も増えてきた。 Many vertical seismic isolation devices, for example, use air springs, but the natural period in this case is limited to 1 second. However, recently, due to the spread of seismic isolation target structures, the number of cases where the natural period is nearly 2 seconds has increased.
一方、制振装置としては、上下制振・水平制振対策用として、転がり支承と減衰装置とを組み合わせたもの等多くの実例があるが、最近では、構造物の大型化に伴い超長周期構造物が多くなり応答振幅が非常に大きくなってきているために、その対策が要請されている。 On the other hand, there are many examples of vibration damping devices, such as rolling bearings and damping devices in combination for vertical and horizontal vibration suppression measures. Since the number of structures has increased and the response amplitude has become very large, countermeasures are required.
更に、制振装置としては、橋梁や超高層ビル等の大型構造物の場合、固有周期は6秒程度が必要であるが、この場合、長周期のほかに大きな変形が取れることの他、装置の摩擦が極力小さいことが必要である。 Furthermore, as a vibration control device, in the case of a large structure such as a bridge or a skyscraper, the natural period is required to be about 6 seconds. It is necessary that the friction of this is as small as possible.
しかし、現状では、板バネを利用した簡略な構成でありながら大きな応答振幅に対応するために大きな変形量を得ることができ、また、変形時の摩擦も少ないように構成した楕円形状板バネ単体、更には楕円形状多段板バネ装置は見当たらないのが現状である。 However, at present, an elliptical leaf spring unit that is configured to be able to obtain a large amount of deformation in order to cope with a large response amplitude while having a simple configuration using a leaf spring, and to reduce friction during deformation. In addition, there are no elliptical multi-stage leaf spring devices.
特許文献1には、板バネを利用した制振装置であって、建築物を構成する複数枠材の交差部に湾曲形状の複数の板バネを重合した板バネ制振ユニットを組み込んだ構成の制振装置が提案されている。しかし、この特許文献1の場合も、長周期の振動に対応し得るような板バネ構造ではない。
本考案が解決しようとする問題点は、板バネを利用した簡略な構成でありながら大きな応答振幅に対応するために大きな変形量を得ることができ、また、変形時の摩擦も少なく、制振用又は免震用として好適な楕円形状板バネ単体、更には楕円形状多段板バネ装置が存在しない点である。 The problem to be solved by the present invention is that it has a simple configuration using a leaf spring, but can obtain a large amount of deformation in order to cope with a large response amplitude. There are no elliptical leaf springs suitable for use or seismic isolation, and no elliptical multistage leaf spring device.
本考案に係る制振用又は免震用の楕円形状板バネ単体は、2個の矩形状の板バネ材の両端を、各々の中央部を外方に膨出させた状態で結合して楕円形状とし、荷重が加わる楕円短軸方向の変形量を、楕円長軸方向の変形量の数倍に形成したことを最も主要な特徴とする。 An elliptical leaf spring for damping or seismic isolation according to the present invention is an ellipse formed by joining both ends of two rectangular leaf spring materials with their central portions bulging outward. The main feature is that the deformation amount in the elliptical short axis direction to which a load is applied is formed to be several times the deformation amount in the elliptical long axis direction.
請求項1記載の考案によれば、2個の矩形状の板バネ材の両端を、各々の中央部を外方に膨出させた状態で結合して楕円形状とし、荷重が加わる楕円短軸方向の変形量を、楕円長軸方向の変形量の数倍に形成したことにより、荷重を楕円短軸方向に加えたとき、大きな変形量を得つつ荷重支持機能と復元機能を発揮させることができ、制振用又は免震用として好適な楕円形状板バネ単体を実現し提供することができる。
According to the invention described in
請求項2記載の考案によれば、請求項1記載の考案と同様な効果を発揮し、かつ、2個の板バネ材の両端を目玉状噛合形態により又はボルト締めにより結合したことにより、変形時の摩擦も少なく、制振用又は免震用として好適な楕円形状板バネ単体を実現し提供することができる。
According to the invention described in claim 2, the same effect as that of the invention described in
請求項3記載の考案によれば、請求項2記載の考案と同様な効果を発揮し、かつ、2個の板バネ材が形成する中央部の膨出領域に、減衰装置、バッファー又はストッパーから選定される付加要素を配置したことにより、各々振動減衰、振動緩衝又は振動範囲の規制の作用をも発揮させることができ、制振用又は免震用として好適な楕円形状板バネ単体を実現し提供することができる。
According to the invention described in
請求項4記載の考案によれば、請求項1記載の考案の楕円形状板バネ単体を、ベース架台と、荷重支持架台との間に楕円短軸方向に荷重が作用するように多段に重ね、楕円短軸方向の変形量を段数分増大させたものであるから、各楕円形状板バネ単体の段数分の大きな変形量を確保しつつ荷重支持機能と復元機能を発揮させることができ、制振用又は免震用として好適な楕円形状多段板バネ装置を実現し提供することができる。
According to the invention of claim 4, the elliptical leaf spring unit of the invention of
請求項5記載の考案によれば、請求項4記載の考案と同様な効果を発揮し、かつ、各楕円形状板バネ単体における2個の板バネ材の両端を目玉状噛合形態により又はボルト締めにより結合したことにより、全体としても変形時の摩擦も少なく、制振用又は免震用として好適な楕円形状多段板バネ装置を実現し提供することができる。 According to the invention described in claim 5, the same effect as that of the invention described in claim 4 is exhibited, and both ends of the two leaf spring members in each elliptical leaf spring alone are tightened or bolted together. As a result, the elliptical multistage leaf spring device suitable for vibration control or seismic isolation can be realized and provided with little friction during deformation as a whole.
請求項6記載の考案によれば、請求項5記載の考案と同様な効果を発揮し、かつ、各楕円形状板バネ単体における2個の板バネ材が形成する中央部の膨出領域に、減衰装置、バッファー又はストッパーから選定される付加要素を配置したことにより、各々振動減衰、振動緩衝又は振動範囲の規制の作用をも発揮させることができ、制振用又は免震用として好適な楕円形状多段板バネ装置を実現し提供することができる。
According to the invention of
請求項7記載の考案によれば、2個の矩形状の板バネ材の両端を、各々の中央部を外方に膨出させた状態で目玉状噛合形態により又はボルト締めにより結合して楕円形状とし、荷重が加わる楕円短軸方向の変形量を、楕円長軸方向の変形量の数倍に形成した楕円形状板バネ単体を、楕円短軸方向に荷重が作用するように多段に重ね、楕円短軸方向の変形量を段数分増大させた楕円形状多段板バネ装置を、ベース架台と制振対象物との間に複数個並べて配置したものであるから、各楕円形状多段板バネ装置において各楕円形状板バネ単体の段数分の大きな変形量を確保しつつ荷重支持機能と復元機能を発揮させることができ、全体としても変形時の摩擦も少ない状態で制振対象物の上下制振を行うことができる上下制振装置を実現し提供することができる。
According to the invention described in
請求項8記載の考案によれば、請求項7記載の考案の効果を発揮し、かつ、各楕円形状多段板バネ装置において各々振動減衰、振動緩衝又は振動範囲の規制の作用をも発揮させることができる上下制振装置を実現し提供することができる。
According to the invention described in
請求項9記載の考案によれば、2個の矩形状の板バネ材の両端を、各々の中央部を外方に膨出させた状態で目玉状噛合形態により又はボルト締めにより結合して楕円形状とし、荷重が加わる楕円短軸方向の変形量を、楕円長軸方向の変形量の数倍に形成した楕円形状板バネ単体を、楕円短軸方向に荷重が作用するように多段に重ね、楕円短軸方向の変形量を段数分増大させた楕円形状多段板バネ装置を、ベース架台の両端に配置した一対の固定部と、ベース架台上にガイドレールにより案内されて水平移動可能に配置した制振対象物の両側面との間に各々配置したものであるから、各楕円形状多段板バネ装置において各楕円形状板バネ単体の段数分の大きな変形量を確保しつつ復元機能を発揮させることができ、全体としても変形時の摩擦も少ない状態で制振対象物の水平1軸制振を行うことができる水平1軸制振装置を実現し提供することができる。 According to the invention described in claim 9, both ends of two rectangular leaf spring members are joined in an eyeball-like engagement form or with bolt tightening in a state where each central portion is bulged outward. The elliptical leaf spring, which has a shape and the deformation amount in the elliptical short axis direction to which a load is applied, is formed several times as large as the deformation amount in the elliptical long axis direction, is stacked in multiple stages so that the load acts in the elliptical short axis direction, An elliptical multi-stage leaf spring device in which the amount of deformation in the direction of the minor axis of the ellipse is increased by the number of stages, and a pair of fixed portions arranged at both ends of the base gantry and a guide rail on the base gantry are arranged so as to be horizontally movable. Since each of the elliptical multi-stage leaf spring devices is arranged between both side surfaces of the vibration suppression object, the restoration function is exhibited while ensuring a large deformation amount corresponding to the number of each elliptical leaf spring unit. And the friction during deformation as a whole To achieve horizontal uniaxial vibration damping device capable of performing a horizontal uniaxial vibration damping target can be provided in the absence.
請求項10記載の考案によれば、請求項9記載の考案の効果を発揮し、かつ、各楕円形状多段板バネ装置において各々振動減衰、振動緩衝又は振動範囲の規制の作用をも発揮させることができる水平1軸制振装置を実現し提供することができる。 According to the invention of claim 10, the effect of the invention of claim 9 is exhibited, and each of the elliptical multistage leaf spring devices also exhibits the function of vibration damping, vibration buffering or vibration range regulation. It is possible to realize and provide a horizontal single-axis vibration control device capable of
請求項11記載の考案によれば、2個の矩形状の板バネ材の両端を、各々の中央部を外方に膨出させた状態で目玉状噛合形態により又はボルト締めにより結合して楕円形状とし、荷重が加わる楕円短軸方向の変形量を、楕円長軸方向の変形量の数倍に形成した楕円形状板バネ単体を、楕円短軸方向に荷重が作用するように多段に重ね、楕円短軸方向の変形量を段数分増大させた楕円形状多段板バネ装置を、ベース部とこのベース部上の床構造体との間に複数個配置したものであるから、各楕円形状多段板バネ装置において各楕円形状板バネ単体の段数分の大きな変形量を確保しつつ荷重支持機能と復元機能を発揮させることができ、全体としても変形時の摩擦も少ない状態で床構造体の上下免震を行うことができる上下床免震装置を実現し提供することができる。 According to the eleventh aspect of the present invention, both ends of the two rectangular leaf spring members are joined to each other in an eyeball-like engagement form or with bolt tightening in a state where the central portions of the two leaf spring members are bulged outward. The elliptical leaf spring, which has a shape and the deformation amount in the elliptical short axis direction to which a load is applied, is formed several times as large as the deformation amount in the elliptical long axis direction, is stacked in multiple stages so that the load acts in the elliptical short axis direction, Since a plurality of elliptical multi-stage leaf spring devices in which the amount of deformation in the elliptical minor axis direction is increased by the number of stages are arranged between the base portion and the floor structure on the base portion, each elliptical multi-stage plate In the spring device, the load support function and the restoration function can be exhibited while ensuring a large deformation amount for each elliptical leaf spring, and the floor structure can be lifted up and down with little friction during deformation as a whole. Realized and provided a seismic isolation device for upper and lower floors that can perform earthquakes It can be.
請求項12記載の考案によれば、請求項11記載の考案の効果を発揮し、かつ、各楕円形状多段板バネ装置において各々振動減衰、振動緩衝又は振動範囲の規制の作用をも発揮させることができる上下床免震装置を実現し提供することができる。 According to the twelfth aspect of the present invention, the effects of the twelfth aspect of the present invention can be exhibited, and each of the elliptical multistage leaf spring devices can also exhibit the functions of vibration damping, vibration damping, or vibration range regulation. Can realize and provide a seismic isolation device for upper and lower floors.
本考案は、板バネを利用した簡略な構成でありながら大きな応答振幅に対応するために大きな変形量を得ることができ、また、変形時の摩擦も少なく、制振用又は免震用として好適な楕円形状多段板バネ装置を実現し提供するという目的を、2個の矩形状の板バネ材の両端を、各々の中央部を外方に膨出させた状態で結合して楕円形状とし、荷重が加わる楕円短軸方向の変形量を、楕円長軸方向の変形量の数倍に形成した楕円形状板バネ単体を、ベース架台と、荷重支持架台との間に楕円短軸方向に荷重が作用するように多段に重ねて、楕円短軸方向の変形量を段数分増大させた構成により実現した。 Although the present invention has a simple configuration using a leaf spring, a large amount of deformation can be obtained in order to cope with a large response amplitude, and there is also little friction during deformation, which is suitable for damping or seismic isolation. The purpose of realizing and providing a simple elliptical multi-stage leaf spring device is to join both ends of two rectangular leaf spring materials with their central portions bulging outwardly to form an elliptical shape, An elliptical leaf spring with a deformation amount in the elliptical minor axis direction to which a load is applied is several times larger than the deformation amount in the elliptical major axis direction.A load is applied in the elliptical minor axis direction between the base frame and the load support frame. It was realized by a configuration in which the amount of deformation in the elliptical minor axis direction was increased by the number of steps by overlapping in multiple stages so as to act.
以下に本考案の実施例1に係る制振用又は免震用の楕円形状板バネ単体1について詳細に説明する。
Hereinafter, the vibration-damping or seismic isolation elliptic
図1、図2は、本考案の実施例1に係る制振用又は免震用の楕円形状板バネ単体1(以下「楕円形状板バネ単体1」ともいう)を示すものであり、この楕円形状板バネ単体1は、2個の矩形状の板バネ材2a、2bの両端を、各々の中央部を外方に膨出させた状態で例えば目玉状噛合部3a、3bにより結合し、全体として正面視楕円形状を呈するように構成したものである。
前記板バネ材2a、2bは、各々板厚t、板幅bの同一寸法に形成され、また、目玉状噛合部3a、3b間のスパンをL、両板バネ材2a、2bの中央部の膨らみ寸法をL0に設定している。
FIGS. 1 and 2 show an elliptical
The
そして、荷重が加わる楕円短軸方向の変形量を、楕円長軸方向の変形量の数倍に形成している。 The deformation amount in the elliptical short axis direction to which a load is applied is formed to be several times the deformation amount in the elliptical long axis direction.
本実施例1に係る楕円形状板バネ単体1によれば、この楕円形状板バネ単体1における楕円短軸方向に荷重を加えたとき、大きな変形量を得つつ荷重支持機能と復元機能を発揮させることができ、制振用又は免震用として好適な楕円形状板バネ単体1を実現できる。
According to the elliptical
また、両端部を目玉状噛合部3a、3bにより結合したことにより、荷重作用下の変形時の摩擦も少なくすることができる。
図3は前記楕円形状板バネ単体1の第1変形例である楕円形状板バネ単体1Aを示すものであり、この楕円形状板バネ単体1Aは、上述した楕円形状板バネ単体1の構成に加えて、両板バネ材2a、2bの中央部の膨らみ箇所に例えばオイルダンパー等からなる減衰装置4を付加要素として追加したものである。
Moreover, the friction at the time of a deformation | transformation under a load effect | action can also be reduced by having couple | bonded both ends with the eyeball-shaped
FIG. 3 shows an elliptical
前記楕円形状板バネ単体1Aによれば、実施例1の楕円形状板バネ単体1の作用、効果を発揮することに加え、減衰装置4により荷重作用下の変形時における振動減衰作用をも発揮させることができる制振用又は免震用として好適な楕円形状板バネ単体1Aを実現できる。
According to the elliptical leaf spring
図4は前記楕円形状板バネ単体1の第2変形例である楕円形状板バネ単体1Bを示すものであり、この楕円形状板バネ単体1Bは、上述した楕円形状板バネ単体1の構成に加え、両板バネ材2a、2bの中央部の膨らみ箇所に例えば上下対向配置に一対のストッパー片5a、5bからなるストッパー6を付加要素として追加したものである。
FIG. 4 shows an elliptical
前記楕円形状板バネ単体1Bによれば、実施例1の楕円形状板バネ単体1の作用、効果を発揮することに加え、荷重作用下の変形時における振動範囲の規制作用をも発揮させることができる制振用又は免震用として好適な楕円形状板バネ単体1Bを実現できる。
According to the elliptical leaf spring
なお、前記ストッパー6に替えて、両板バネ材2a、2bの中央部の膨らみ箇所に図示しないが付加要素としてバッファーを設ける構成とすることも可能であり、この場合には、前記楕円形状板バネ単体1の場合と同様な効果を発揮させることができ、かつ、荷重作用下の変形時における振動緩衝作用をも発揮させることができる制振用又は免震用として好適な楕円形状板バネ単体を実現できる。
In place of the
図5、図6は、本考案の実施例1に係る第3変形例である楕円形状板バネ単体1Cを示すものであり、基本的構成は前記楕円形状板バネ単体1の場合と同様であるが、この楕円形状板バネ単体1Cは、2個の矩形状の板バネ材2a、2bの両端を、各々の中央部を外方に膨出させた状態で例えばボルト7、ナット8によるボルト締めにより結合し、全体として正面視楕円形状を呈するように構成したものである。
5 and 6 show an elliptical
この第3変形例の楕円形状板バネ単体1Cによれば、実施例1に係る楕円形状板バネ単体1の場合と同様な効果を発揮させることができ、かつ、両端部をボルト締めにより結合したことにより、荷重作用下の変形時の摩擦も少なくすることができる。
図7は本考案の実施例1に係る第4変形例である楕円形状板バネ単体1Dを示すものであり、この楕円形状板バネ単体1Dは、上述した楕円形状板バネ単体1Cの構成に加えて、両板バネ材2a、2bの中央部の膨らみ箇所に例えばオイルダンパー等からなる減衰装置4を付加要素として追加したものである。
According to the elliptical
FIG. 7 shows an elliptical
この第4変形例の楕円形状板バネ単体Dによれば、第3変形例の楕円形状板バネ単体1Cの場合と同様な効果を発揮させることができ、かつ、減衰装置4により荷重作用下の変形時における振動減衰作用をも発揮させることができる制振用又は免震用として好適な楕円形状板バネ単体1Dを実現できる。
According to the elliptical leaf spring unit D of the fourth modified example, the same effect as that of the elliptical
図8は本考案の実施例1に係る第5変形例である楕円形状板バネ単体1Eを示すものであり、この楕円形状板バネ単体1Eは、上述した楕円形状板バネ単体1Cの構成に加えて、両板バネ材2a、2bの中央部の膨らみ箇所に例えば上下対向配置に一対のストッパー片5a、5bからなるストッパー6を付加要素として追加したものである。
FIG. 8 shows an elliptical
この第5変形例の楕円形状板バネ単体1Eによれば、第3変形例の楕円形状板バネ単体1Cの場合と同様な効果を発揮させることができ、かつ、ストッパー6を付加したことにより、荷重作用下の変形時における振動範囲の規制作用をも発揮させることができる制振用又は免震用として好適な楕円形状板バネ単体1Eを実現できる。
なお、前記ストッパー6に替えて、両板バネ材2a、2bの中央部の膨らみ箇所に図示しないが付加要素としてバッファーを設ける構成とすることも可能であり、この場合には、第3変形例の楕円形状板バネ単体1Cの場合と同様な効果を発揮させることができ、かつ、荷重作用下の変形時における振動緩衝作用をも発揮させることができる制振用又は免震用として好適な楕円形状板バネ単体を実現できる。
According to the elliptical leaf spring
In place of the
次に、図9乃至図11を参照して本考案の実施例2に係る楕円形状多段板バネ装置11について説明する。
Next, an elliptical multistage
図9、図10に示す楕円形状多段板バネ装置11は、矩形板状のベース架台12と、同じく矩形板状の荷重支持架台13との間に、これらの中央部を占める配置で、実施例1の円形状板バネ単体1を楕円短軸方向に荷重が作用するように複数段、例えば4段に重ね合わせ、楕円短軸方向の変形量を1段の場合の4倍に増大させる構成とするとともに、前記ベース架台12、荷重支持架台13の両隅部に一対の減衰装置14を配置したものである。
The elliptical multi-stage
この楕円形状多段板バネ装置11によれば、各楕円形状板バネ単体1の段数分の大きな変形量を確保しつつ荷重支持機能と復元機能を発揮させることができ、また、2個の板バネ材2a、2bの両端を目玉状噛合形態により結合したことにより、全体としても変形時の摩擦も少ない制振用又は免震用として好適な楕円形状多段板バネ装置11を実現し提供することができる。
According to the elliptical multi-stage
この場合、前記楕円形状板バネ単体1に替えて、前記した楕円形状板バネ単体1A、1B、1C、1D、1Eを採用することもでき、これにより各々に対応した振動減衰、振動緩衝又は振動範囲の規制のような作用、効果をも発揮させることができる楕円形状多段板バネ装置11を実現し提供することができる。
In this case, the above-described
なお、前記楕円形状多段板バネ装置11に対して、図11に示すスプラインシャフト16、ナット17を組み合わせたガイドピン15を付加することも可能である。
In addition, it is also possible to add the
次に、図12乃至図15を参照して本考案の実施例3に係る上下制振装置21について説明する。
Next, a vertical
最初に、本実施例3において使用する楕円形状多段板バネ装置11を構成する楕円形状板バネ単体1の設計例について、図14を参照して説明する。
Initially, the design example of the elliptical leaf |
楕円形状板バネ単体1は、板バネ材2a、2bの板厚tを20mm、板幅bを150mm、目玉状噛合部3a、3b間のスパンLを1600mm、両板バネ材2a、2bの中央部の膨らみ寸法(自由高さ)L0を600mm、バネ定数5kgf/mmに設定し、楕円形状板バネ単体1の楕円短軸方向に荷重2000kgが作用した場合、中央部の膨らみ寸法(取り付け高さ)が200mmとなる仕様とし、これにより、振動数0.4Hz、取付撓み約1600mm、動撓み約±600mmの特性を発揮する構成としている。
The
本実施例3に係る上下制振装置21は、図12、図13に示すように、平坦なベース架台22と、直方体状の制振対象物23(例えば荷重8000kg)との間に、上述した楕円形状板バネ単体1を用いて構成した楕円形状多段板バネ装置11を例えば4個垂直配置に並設し、これら4個の楕円形状多段板バネ装置11により前記制振対象物の上下制振を行うように構成したものである。
As shown in FIGS. 12 and 13, the vertical
また、最下部の各楕円形状多段板バネ装置11の下側の板バネ材2bと、ベース架台22上面部とは、各々下部結合具24により連結し、最上部の各楕円形状多段板バネ装置11の上側の板バネ材2aと、制振対象物23の下面部とは上部結合具25に連結している。
Further, the lower
更に、各楕円形状多段板バネ装置11の上下方向で隣り合う板バネ材2a、2b間は各々板バネ連結具26により連結している。
Further, the
本実施例3に係る上下制振装置21の具体的数値例としては、制振対象物(8000kg)23の幅を例えば1900mm、奥行きを900mm、高さを600mmとした場合、前記制振対象物23を4個の楕円形状多段板バネ装置11上に設置すると、前記制振対象物23は図13に示す位置から点線で示す位置に降下し、各楕円形状多段板バネ装置11は、自由高さ2785mm(前記下部結合具24、板バネ連結具26、上部結合具25を含む)から取り付け高さ1185mmに圧縮される。すなわち、取付撓みは約1600mmとなる例を挙げることができる。
As a specific numerical example of the vertical
本実施例3に係る上下制振装置21においては、更に、必要に応じて上下制振装置21に対して、オイルダンパー27を付加したり、リンク機構部28を付加したりすることもできる。
In the vertical
本実施例3に係る上下制振装置21によれば、各楕円形状多段板バネ装置11において各楕円形状板バネ単体1の4段分の大きな変形量を確保し振動周期を長期化しつつ荷重支持機能と復元機能を発揮させることができ、全体としても変形時の摩擦も少ない状態で制振対象物23の上下制振を行うことが可能となる。
According to the vertical
この場合、前記上下制振装置21において、前記楕円形状板バネ単体1に替えて、前記楕円形状板バネ単体1A、1B、1C、1D、1Eを採用することもでき、これにより各々に対応した振動減衰、振動緩衝又は振動範囲の規制のような作用、効果をも発揮させることが可能となる。
In this case, in the vertical
また、前記上下制振装置21によれば、橋梁や超高層ビル等の大型構造物のような固有周期が6秒程度必要で、かつ、振動時の摩擦の極小化にも対応することが可能となる。
In addition, the vertical
なお、図15は、必要に応じて上下制振装置21と組み合わせるロッキング防止装置29を示すものである。
FIG. 15 shows a
次に、図16、図17を参照して本考案の実施例4に係る水平1軸制振装置31について説明する。
Next, a horizontal uniaxial
この水平1軸制振装置31は、水平配置される平坦なベース架台32上に、例えば水平1軸(X軸)方向にガイドレール33を敷設し、このガイドレール33及びガイド片33aにより制振対象物34を水平1軸(X軸)方向に変位するように案内するように構成している。
In the horizontal uniaxial
また、前記ベース架台32の両端に制振対象物34を挟んで対向するように一対の固定部32a、32bを立設し、固定部32aの一面と制振対象物34の一面との間、及び固定部32bの一面と制振対象物34の他面との間に、各々片側2個ずつ合計4個の前記楕円形状多段板バネ装置11を楕円短軸方向に荷重が作用するように並設したものである。
なお、必要に応じて図16に示すオイルダンパーのような減衰装置35を付加した構成とすることもできる。
In addition, a pair of fixing
In addition, it can also be set as the structure which added the damping
本実施例4に係る水平1軸制振装置31によれば、4個の楕円形状多段板バネ装置11において各楕円形状板バネ単体1の4段分の大きな変形量を確保し振動周期を長周期化しつつ制振対象物34の復元機能を発揮させることができ、全体としても変形時の摩擦も少ない状態で制振対象物34の水平1軸制振を行うことが可能となる。
According to the horizontal uniaxial
この場合、前記水平1軸制振装置31において、前記した楕円形状板バネ単体1に替えて、前記楕円形状板バネ単体1A、1B、1C、1D、1Eを採用することもでき、これにより各々に対応した振動減衰、振動緩衝又は振動範囲の規制のような作用、効果をも発揮させることが可能となる。
In this case, in the horizontal uniaxial
次に、図18、図19を参照して本考案の実施例5に係る上下床免震装置41について説明する。
Next, an upper and lower floor
本実施例5に係る上下床免震装置41は、ベース部(基礎部)42とこのベース部42上の床構造体43との間に、複数個の楕円形状多段板バネ装置11を所定の間隔をもって垂直配置し、前記床構造体43の上下免震を行うように構成したものである。
In the upper and lower floor
前記床構造体43は、水平配置されるH形鋼からなる架台44と、この架台44上に垂直配置に立設する多数の支柱45と、この支柱45上に水平配置に敷設する多数の床パネル46と、を具備している。なお、必要に応じて図18、図19に示すように減衰装置35を付加した構成とすることもできる。
The
本考案の実施例5に係る上下床免震装置41において、楕円形状多段板バネ装置11の一つの設計例に言及すると、板バネ材2a、2bの板厚tを12mm、板幅bを90mm、目玉状噛合部3a、3b間のスパンLを1200mm、両板バネ材2a、2bの中央部の膨らみ寸法(自由高さ)L0を350mm、バネ定数9.1kgf/mmに設定する。そして、1箇所で9000kgの荷重が作用する場合、振動数:0.5Hz(2秒)、静撓み:約990mm、楕円板バネ単体4段重ねの場合2.28kgf/mm(1本)、1本当たり静撓み990/4=約250mm、1本当たり動撓み100/4=約25mmとなる。
In the upper and lower floor
本実施例5に係る上下床免震装置41によれば、各楕円形状多段板バネ装置11において、各楕円形状板バネ単体1の4段分の大きな変形量を確保し振動周期を長周期化しつつ荷重支持機能と復元機能を発揮させることができ、全体としても変形時の摩擦も少ない状態で床構造体43の上下免震を行うことが可能となる。
According to the upper and lower floor
この場合、前記上下床免震装置41において、前記楕円形状板バネ単体1に替えて、前記楕円形状板バネ単体1A、1B、1C、1D、1Eを採用することもでき、これにより各々に対応した振動減衰、振動緩衝又は振動範囲の規制のような作用、効果をも発揮させることが可能となる。
In this case, in the upper and lower floor
上述した上下制振装置21、水平1軸制振装置31、上下床免震装置41における各楕円形状多段板バネ装置11の重合段数は、上述した場合に限らず、制振、免震対象物のサイズ、重量に応じて適宜変更し制振又は免震の最適化を図り得ることはいうまでもない。
The number of overlapping stages of each elliptical multi-stage
更に、上述した上下制振装置21、水平1軸制振装置31、上下床免震装置41において、前記楕円形状板バネ単体1、楕円形状多段板バネ装置11を採用する利点について総合的に考察すると、以下のような種々の利点を有するものである。
Further, in the above-described vertical
すなわち、楕円形状板バネ1を多段にして楕円形状多段板バネ装置11とした場合、作動時には摩擦減衰も期待でき、併用する減衰装置の容量が小さくなることでコストダウンを図れる。
That is, when the
更に、上下・水平制振装置として本考案を考えた場合、対象物の固有周期は0.2秒から6秒くらいまで広範囲に対応することになるが、前記楕円形状多段板バネ装置11を採用することにより、広範囲の固有周期に対応することが可能となる。
Furthermore, when the present invention is considered as a vertical / horizontal vibration damping device, the natural period of the object corresponds to a wide range from about 0.2 seconds to about 6 seconds, but the elliptical multi-stage
更にまた、前記上下制振装置21、水平1軸制振装置31、上下床免震装置41において、必要に応じて減衰装置やガイドピン及びストッパー等と一体化することにより、ユニット化も簡単にできるし、量産性も良好となる。
Furthermore, in the vertical
前記楕円形状板バネ単体1は、板厚t、板幅b、スパンL、楕円中央部の膨らみL0を最適に選ぶことにより、様々な構造物にも対応できる上下制振装置21、水平1軸制振装置31又は上下床免震装置41の設計製作が可能となる。
The
また、制振時、免震時の安定性が必要の場合には、リンク機構との組み合わせやガイドピンとの併用も可能であるが、板バネのワインドアップ剛性(加速度によって走行方向とは、直角な水平軸の周りに生じるねじりモーメントに対する懸架用板バネの剛性)を利用することもでき、これにより、構造の簡略化を図ることができる。 When stability is required during vibration control or isolation, it can be combined with a link mechanism or a guide pin. However, the wind-up stiffness of the leaf spring (perpendicular to the travel direction due to acceleration) The rigidity of the suspension leaf spring with respect to the torsional moment generated around the horizontal axis can also be used, thereby simplifying the structure.
前記楕円形状板バネ単体1は、その構造上材料の内部減衰以外の摩擦は発生しないので非常に小さい外力から機能を発揮する。
The
図20は、前記楕円形状板バネ単体1のさらに別の変形例である楕円形状板バネ単体1Fを示すものであり、前記楕円形状板バネ単体1の構成に加えて、両板バネ材2a、2bの中央部の膨らみ箇所に例えば上下対向配置に一対のストッパー片5a、5bからなるストッパー6を付加するとともに、両板バネ材2a、2bの中央部の膨らみ箇所に板バネ材を用いた補助バネ9a、9bを付加したものである。
FIG. 20 shows an elliptical leaf spring
前記楕円形状板バネ単体1Fの場合、荷重が大きく撓みが大きくなり両板バネ材2a、2bの剛性が固くなるようなときに前記補助バネ9a、9bの作用で撓み量を低減させ剛性が固くなることを緩和させる効果がある。
In the case of the elliptical
前記楕円形状板バネ単体1F用いて、既述した上下制振装置21、水平1軸制振装置31、上下床免震装置41を各々構成しても、各々既述した場合と同様な作用、効果を発揮させることができる。
Even if each of the above-described vertical
既述した楕円形状板バネ単体1乃至1Fは、前記上下制振装置21、水平1軸制振装置31、上下床免震装置41に用いる他、例えばフローティングスラブ用防振装置に用いることもでき、また、通常のスラブからの乗り移り時には板厚の厚いバネ材を使用し剛性を大きくする等の応用も可能である。
The above-described
本考案の楕円形状多段板バネ装置は、例えば、橋梁や超高層ビル、住宅の床、精密機械、美術品等各種の対象物の制振、免震用として広範に適用可能である。 The elliptical multi-stage leaf spring device of the present invention can be widely applied for vibration control and seismic isolation of various objects such as bridges, skyscrapers, residential floors, precision machines, and art objects.
1 楕円形状板バネ単体
1A 楕円形状板バネ単体
1B 楕円形状板バネ単体
1C 楕円形状板バネ単体
1D 楕円形状板バネ単体
1E 楕円形状板バネ単体
1F 楕円形状板バネ単体
2a 板バネ材
2b 板バネ材
3a 目玉状噛合部
3b 目玉状噛合部
4 減衰装置
5a ストッパー片
5b ストッパー片
6 ストッパー
7 ボルト
8 ナット
9a 補助バネ
9b 補助バネ
11 楕円形状多段板バネ装置
12 ベース架台
13 荷重支持架台
14 減衰装置
15 ガイドピン
16 スプラインシャフト
17 ナット
21 上下制振装置
22 ベース架台
23 制振対象物
24 下部結合具
25 上部結合具
26 板バネ連結具
27 オイルダンパー
28 リンク機構部
29 ロッキング防止装置
31 水平1軸制振装置
32 ベース架台
32a 固定部
32b 固定部
33 ガイドレール
33a ガイド片
34 制振対象物
35 減衰装置
41 上下床免震装置
42 ベース部
43 床構造体
44 架台
45 支柱
46 床パネル
DESCRIPTION OF
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