JP3870263B2 - Seismic isolation device with linear motion recovery function - Google Patents

Seismic isolation device with linear motion recovery function Download PDF

Info

Publication number
JP3870263B2
JP3870263B2 JP2003016557A JP2003016557A JP3870263B2 JP 3870263 B2 JP3870263 B2 JP 3870263B2 JP 2003016557 A JP2003016557 A JP 2003016557A JP 2003016557 A JP2003016557 A JP 2003016557A JP 3870263 B2 JP3870263 B2 JP 3870263B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lower table
base
spring
vertical
upper table
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2003016557A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004225848A (en
Inventor
祐二 石山
武是 植松
保夫 青木
帝二 児島
春夫 倉持
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hokkaido Prefecture
NEC Network and System Integration Corp
Original Assignee
Hokkaido Prefecture
NEC Network and System Integration Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hokkaido Prefecture, NEC Network and System Integration Corp filed Critical Hokkaido Prefecture
Priority to JP2003016557A priority Critical patent/JP3870263B2/en
Publication of JP2004225848A publication Critical patent/JP2004225848A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3870263B2 publication Critical patent/JP3870263B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Bridges Or Land Bridges (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は土木・建築構造物全般において、免震装置で支持される橋梁の橋桁、免震建物、あるいは構造物内の一部の床に使用される免震床等のように橋脚、基礎、躯体床等の下部構造の振動遮断のために使用される免震装置であり、特に直線運動型の復元機能付き免震装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば建物自体、または建物内の精密機器等を地震時に保全するための免震建物や免震床は基礎やスラブ等の下部構造の上に設置される免震装置上に上部構造の基礎や床パネル等の上部構造を支持させることにより構成され、免震装置によって上部構造が下部構造から絶縁させられることにより下部構造の振動が遮断される。
【0003】
特にコロ(円柱状の回転体)を用いた転がり支承型の免震装置ではフレームを3段重ねにし、隣接する上下各2段のフレーム間に、複数個のコロを間隔保持材によって1方向に移動自在に保持したまま、フレームに直線状に形成される凹部等にコロの軸方向の移動を拘束した状態でコロを水平1方向に向けて配置し、3段重ねのフレーム全体でコロを水平の2方向に向けて配置することが行われる(特許文献1参照)。
【0004】
転がり支承型免震装置は単独では上下に隣接するフレーム間の水平方向の相対移動後の復元機能を持たないことから、上下に隣接するフレーム間に相対移動が生じたときにフレームに復元の機能を持たせるために、特許文献1のようにコロが入り込む凹部等を下に凸の曲線状に湾曲させる等の工夫を必要とする。
【0005】
上下に重なる2枚のフレームが相対移動した後に原位置に復元させる方法としてはコイルスプリングを用いる方法が一般的であるが(特許文献2〜5参照)、これらのように軸方向の伸縮のみが生ずるようにコイルスプリングを配置し、その復元力を利用する方法ではコイルスプリングの変形量と復元力の関係が線形になることから、コイルスプリングに変形が生じている間は常に変形と逆向きの復元力が発生するため、原位置に復帰させるまでの終息に長時間を要する難点がある。
【0006】
またコイルスプリングを軸方向に伸縮させる形でのみ使用する場合、コイルスプリングは固有振動数を有することから、コイルスプリングの固有振動数がフレームの振動数と一致した場合にフレームを原位置に復帰させるどころか、共振によりフレームの振動を増幅させる可能性がある。
【0007】
軸方向に伸縮させながら、その一端の回りに回転できるような形でコイルスプリングを使用すれば(特許文献6参照)、コイルスプリングの変形量と復元力の関係がサインカーブ的になり、固有振動数を持たない使用状態になるため、フレームとの共振を回避し、上下のフレームの相対移動を早期に終息させることができる利点がある。
【0008】
【特許文献1】
特開平11-173376号公報(図1、図2)
【特許文献2】
特開平6-136923号公報(図1)
【特許文献3】
特開平6-288073号公報(図2)
【特許文献4】
特開平7-71109号公報(図2)
【特許文献5】
特開平9-112011号公報(図3〜図5)
【特許文献6】
特開2000-337437号公報(図2、図3)
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献6のように軸方向に伸縮させながら、その一端の回りに回転できるようにコイルスプリングを使用する場合には、コイルスプリングの固定端の反対側の端部が直線軌道上を移動できるようにガイド棒と、それに沿って走行できるスライダを設置することが必要である。
【0010】
その上、上下のフレーム間に平面上の任意の方向に相対移動が生じてもコイルスプリングの他端が直線軌道上を移動できるようにするためにスライダとフレームとの間に滑車を経由させてワイヤを張架することが必要になり、復元機能を持たせるための免震装置の構成要素が多くなる。
【0011】
この発明は上記背景より、特許文献6のコイルスプリングの特性を生かしながら、その特性を発揮させるための周辺部材を不要にする形態の直線運動型免震装置を提案するものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明では3段重ねに配置される3枚のフレームにおいて、各隣接する上下2枚のフレームの内、相対的に上に位置するフレームを下に位置するフレームに、水平の1方向に相対移動自在に支持させ、各隣接する上下のフレームの相対移動の方向を水平のいずれか1方向に規制した上で、上下に隣接するフレーム間にばねを架設することにより、ガイド棒とスライダ及び滑車とワイヤを用いることなく、特許文献6のコイルスプリングの特性を発揮させ、固有振動数を持たない機能を引き出しながら、免震装置全体としての構成を単純化させ、合理的な復元機能付き免震装置を完成させる。
【0013】
免震装置は上記3段重ねに配置される3枚のフレームの内、最も下に位置するフレームであるベースと、ベース上に、ベースに対して水平の1方向に相対移動自在に支持される下部テーブルと、下部テーブル上に、下部テーブルに対し、前記1方向に交差する水平方向に相対移動自在に支持される上部テーブルを基本の要素とし、地震等の振動の発生時には下部テーブルはベースに対して水平の1方向に直線運動し、上部テーブルは下部テーブルに対して前記1方向に交差する水平の1方向に直線運動する。上部テーブルはベースに対しては任意の水平方向に相対移動する。
【0014】
ベースと下部テーブル間、及び下部テーブルと上部テーブル間には両者間に相対移動が生じたときに独立して伸長し、復元力を発揮するばねがそれぞれの相対移動方向に直交する方向に架設され、各ばねの両端がベースと下部テーブル、下部テーブルと上部テーブルに接続される。ベースと下部テーブル及び上部テーブルは3段重ねに配置される。
ベースと下部テーブル間には下部テーブルを前記した水平の1方向に相対移動自在に支持する下部支承体が介在し、下部テーブルと上部テーブル間には上部テーブルを前記1方向に交差する水平方向に相対移動自在に支持する上部支承体が介在する。
ベースは前記水平の1方向に下部支承体を配置するための少なくとも2本の平行な軌道枠を有し、下部テーブルは前記水平の1方向に下部支承体を配置するための少なくとも2本の平行な軌道枠と、前記1方向に交差する水平方向に上部支承体を配置するための少なくとも2本の平行な軌道枠を有し、上部テーブルは前記1方向に交差する水平方向に上部支承体を配置するための少なくとも2本の平行な軌道枠を有する。
前記したベースと下部テーブル間のばねはベースの軌道枠とそれに対向する下部テーブルの軌道枠との間に、平面上、前記ベースと下部テーブルの相対移動方向に直交する方向に、且つ水平面に対し、傾斜して架設され、下部テーブルと上部テーブル間のばねは下部テーブルの軌道枠とそれに対向する上部テーブルの軌道枠との間に、平面上、前記下部テーブルと上部テーブルの相対移動方向に直交する方向に、且つ水平面に対し、傾斜して架設される。
【0015】
下部テーブルはベースに対しては水平1方向にのみ相対移動自在であるため、両者間に架設されたばねの下部テーブル側の端部は下部テーブルの相対移動時にその移動方向である直線軌道上を移動する。同様に上部テーブルは下部テーブルに対し、前記水平1方向に交差する水平方向にのみ相対移動自在であるため、ばねの上部テーブル側の端部も上部テーブルの相対移動時にその移動方向である直線軌道上を移動する。
【0016】
上部テーブルがベースに対して任意の水平方向に相対移動自在でありながら、下部テーブルとベース間に架設されるばねの下部テーブル側の端部の移動が直線運動に規制され、上部テーブルと下部テーブル間に架設されるばねの上部テーブル側の端部の移動も直線運動に規制されているため、それぞれのばねの一端を直線運動させる目的で、ガイド棒とスライダ及び滑車とワイヤを設置することは必要でない。
【0017】
ばねの一端が直線軌道上を移動することで、ばねの変形量と復元力の関係がサインカーブ的になるため、上下のフレームの相対移動を早期に終息させることが可能になり、併せてばねが固有振動数を持たない使用状態にあるため、下部テーブルや上部テーブルの振動を増幅させることもない。
【0018】
下 部テーブルと上部テーブルがベースに対して相対移動を生じていない平常状態では下側のばねは下部テーブルのベースに対する相対移動方向のいずれの向きの移動にも追従できるよう、軸が下部テーブルの相対移動方向に直交する方向を向き、上側のばねも同様に上部テーブルの下部テーブルに対する相対移動方向のいずれの向きの移動にも追従できるよう、軸が上部テーブルの相対移動方向に直交する方向を向く。
【0019】
ベースと下部テーブル間のばねと、下部テーブルと上部テーブル間のばねは共に伸長量に応じた復元力を発揮し、それぞれ相対移動した下部テーブルと上部テーブルを原位置に復帰させようとするが、軸の方向を一定にしたまま伸長するのではなく、軸が一端の回りに回転しながら伸長することで、後述のように下部テーブルと上部テーブルの原位置への復帰時に下部テーブルと上部テーブルが原位置に近づく程、ばねの復元力はサインカーブに従って小さくなる。
【0020】
この結果、原位置に復帰しようとする下部テーブルと上部テーブルがばねの復元力によって原位置を超え、更に相対移動時と反対の向きに移動しようとするときの下部テーブルと上部テーブルの加速度は低減されるため、下部テーブルと上部テーブルは原位置付近でベースに対して小さい振幅で振動を繰り返した後、静止する。
【0021】
ここで、図28に基づいてベース2と下部テーブル3間に架設されたばね5の挙動と機能を説明する。下部テーブル3と上部テーブル4間に架設されるばね6の挙動と機能はばね5と同じである。
【0022】
下部テーブル3(上部テーブル4)のベース2(下部テーブル3)に対する相対移動方向は例えば請求項2に記載の下部回転体7(上部回転体8)が納まる溝2a(3b)等の直線軌道によって1方向に規制されており、下部テーブル3(上部テーブル4)がベース2(下部テーブル3)に対して相対移動するとき、ばね5(ばね6)はベース2(下部テーブル3)に対する下部テーブル3(上部テーブル4)の移動量に応じて伸長する。図1以下に示す例では円柱状の回転体7(8)が入り込む溝2a,3a、3b,4bが上記直線軌道に相当する。
【0023】
図28に実線で示すように下部テーブル3がベース2に対して相対移動せず、ばね5の軸が下部テーブル3の相対移動方向に直交している状態から、二点鎖線で示すようにばね5が回転しながら伸長したときの、ばね5の原位置とのなす回転角度をθ(0≦θ≦π/2)、ばね5の自然長をL、ばね5の伸び量をxとしたとき、下部テーブル3の移動量XはX=(L+x)・sinθ(▲1▼)となる。下部テーブル3が相対移動を生じていない状態ではばね5は必ずしも自然長である必要はない。
【0024】
ばね5はその伸び量xに応じた復元力F(=k・x(k:ばね定数))を発揮し、ばね5の復元力Fの、下部テーブル3の移動方向に平行な成分が下部テーブル3を原位置に復帰させるための復元力F1(=Fsinθ(=k・xsinθ))(▲2▼)として下部テーブル3に作用する。
【0025】
図28より(L+x)cosθ=Lであるから、x=(1−cosθ)/cosθ・L(▲3▼)となり、xはθの関数で表され、結局、▲2▼、▲3▼より、F1=kL(tanθ−sinθ)(▲4▼)となる。▲4▼においてθ=π/2のとき、F1=∞、θ=π/4のとき、F1=0.29kL、θ=0のとき、F1=0となり、θが90°に近いときにF1が極端に大きく、θが0に近づく程、F1は急激に減少し、0に近づくことから、下部テーブル3の相対移動量が大きいとき程、下部テーブル3は原位置に復帰しようとする復元力F1を大きく受け、早期に原位置に復帰しようとすることが分かる。図29に下部テーブル3の復元力F1と下部テーブル3の移動量Xとの関係を示す。
【0026】
また原位置に接近する程、下部テーブル3が受ける復元力F1が小さくなるため、原位置付近においては下部テーブル3が復元力F1によって更に相対移動と反対の向きに移動しようとする力を受けることがない。θが小さいとき程、復元力F1が小さくなることで、F1=m・a(m:下部テーブル3の質量)より、下部テーブル3の加速度aもF1と同様の曲線を描いて小さくなる。図30に下部テーブル3の加速度aと下部テーブル3の移動量Xとの関係を示す。
【0027】
ここで、下部テーブル3をばねと見なしたときの下部テーブル3の見かけ上のばね定数をk1とすると(F1=k1・X)、▲1▼と▲2▼より、k1=(1−cosθ)kとなり、下部テーブル3のばね定数k1はcosθの関数になる。理論上はθ=π/2であるとき、k1は最大値(k)を取り、θ=0のときに最小(0)となる。図31に下部テーブル7のばね定数k1と下部テーブル7の移動量Xとの関係を示す。
【0028】
また下部テーブル3の振動数fはf=1/2π(k1/m)1/2 で表され、下部テーブル3のばね定数k1はθが小さいとき、すなわち原位置付近で0に近づき、振動周期(1/f)が長くなるため、下部テーブル3は原位置付近では長周期で振動する。図32に下部テーブル3の振動数fと下部テーブル3の移動量Xとの関係を示す。
【0029】
このようにばね5の回転角度θが大きいとき(π/2に近いとき)に下部テーブル3と上部テーブル4に働く復元力F1が極端に大きく、θが0に近づく程、復元力F1が急激に小さくなることで、下部テーブル3と上部テーブル4は原位置から離れる程、急速に原位置に復帰しようとし、原位置付近に近づく程、減速させられ、ゆっくりとした動きになるため、下部テーブル3と上部テーブル4は振動を繰り返すことなく、早期に原位置に収束しようとする。
【0030】
また復元力F1は下部テーブル3と上部テーブル4に直接作用することから、特許文献6のようにガイド棒にスライダを外接させる場合や、スライダに接続されるワイヤを、滑車を経由させて張架する場合のような摩擦力による力の損失が少ないため、復元力F1を有効に発揮させ、損失させることなく下部テーブル3と上部テーブル4に伝達させることが可能になっている。
【0031】
ばね5の回転角度θが大きいとき(π/2に近いとき)に下部テーブル3と上部テーブル4に働く復元力F1が極端に大きく、θが0に近づく程、復元力F1が急激に小さくなることは、ばね5が回転しながら伸長したときの、ばね5の原位置とのなす回転角度をθによって決まる
【0032】
以上のように相対移動した下部テーブル3と上部テーブル4を原位置に復帰させるように下部テーブル3と上部テーブル4に作用する復元力F1が原位置付近で急激に0に近づき、下部テーブル3と上部テーブル4を制動させるように働くことから、免震装置1に下部テーブル3と上部テーブル4の振動抑制のための格別なダンパを併用する必要性がない。
【0033】
ベースと下部テーブル間で下部テーブルを水平の1方向に相対移動自在に支持する支承体、及び下部テーブルと上部テーブル間で上部テーブルを水平の1方向に相対移動自在に支持する支承体は滑り支承であるか、転がり支承であるかを問わないが、一定規模以上の振動の発生時に摩擦による抵抗を受けることなく、即座に相対移動を生じさせる上では、転がり支承がよく、また1個当たりの支承体が負担する荷重を低減し、必要な支承体の数を節減する上では、支承体として点接触の球体より線接触の円柱状の回転体(コロ)を使用することが合理的である。
【0034】
このことから、請求項2ではベースと下部テーブル間に、下部テーブルを水平の1方向に相対移動自在に支持する円柱状の下部回転体を、軸を水平に向けて介在させると共に、下部テーブルと上部テーブル間に、上部テーブルを前記1方向に交差する水平方向に相対移動自在に支持する円柱状の上部回転体を、軸を水平に向けて介在させることにより、合理的な数の支承体を用いて振動の発生時に下部テーブルと上部テーブルをそれぞれベースと下部テーブルに対して円滑な相対移動を生じさせる。上部回転体の軸は下部回転体の軸に交差する方向を向く。
【0035】
免震装置に作用する鉛直方向の振動に対しては請求項3に記載のようにベースと下部テーブルの対向する面間に、両者間の鉛直方向の相対移動を許容し、ベースに生ずる鉛直振動を遮断する鉛直振動遮断装置を介在させることにより、または請求項7に記載のように下部テーブルと上部テーブル間に、上部テーブルの下部テーブルに対する鉛直上向きの相対移動を許容しながら、相対移動時の衝撃を緩和する緩衝装置を設置することにより遮断することが可能である。
【0036】
鉛直振動遮断装置は具体的には請求項4に記載のようにベースと下部テーブルのいずれか一方に接続され、下部テーブルの鉛直荷重を負担しながら、鉛直方向に復元力を発揮する鉛直ばねと、ベースと下部テーブルの双方に水平軸回りに回転自在に連結され、ベースと下部テーブルを常に平行に保つ保持部材から構成される。
【0037】
または請求項5に記載のようにベースに接続され、下部テーブルの鉛直荷重を負担しながら、水平方向に復元力を発揮する水平ばねと、ベースに水平軸回りに回転自在に支持されながら、下部テーブルと水平ばねに水平軸回りに回転自在に連結され、ベースと下部テーブルを常に平行に保つ保持部材から構成される。水平ばねの復元力の水平成分が鉛直成分より卓越すればよいため、水平ばねは必ずしも軸が水平方向を向いて配置される必要はない。
【0038】
請求項4と請求項5のいずれの場合も、保持部材がベースと下部テーブル間の距離に関係なく、ベースと下部テーブルを常に平行に保ちながら、鉛直ばね、または水平ばねがベースと下部テーブル間距離の変化に追従することによりベースに生ずる鉛直方向の振動の下部テーブルへの伝達を遮断する。保持部材は少なくとも2個で対になることで、ベースと下部テーブルと共にパンタグラフを構成し、下部テーブルとベースを常に平行に保つ。
【0039】
請求項7に記載の緩衝装置は具体的には請求項8に記載のように鉛直方向に復元力を発揮する鉛直ばねと、下部テーブルと上部テーブルに固定され、鉛直ばねを保持する保持材から構成され、鉛直ばねが伸長、もしくは収縮することにより上部テーブルの下部テーブルに対する鉛直上向きの相対移動を許容しながら、相対移動時(浮き上がり時)の衝撃を緩和する。
【0040】
上部テーブルの鉛直上向きの相対移動(浮き上がり)後、復帰するときの下部テーブル(上部回転体)との接触による衝撃を緩和する場合には、請求項9に記載のように上部テーブルに浮き上がりが生じていない平常状態で、鉛直ばねの復元力が上部テーブルに鉛直上向きに作用した状態に保たれる。
【0041】
平常状態で鉛直ばねの復元力が上部テーブルに鉛直上向きに作用することで、上部テーブルが浮き上がりを生じた後、降下するときの速度と加速度を上向きの復元力が低減するため、上部テーブルの下部テーブルとの接触(衝突)による衝撃が緩和される。この場合、上部テーブルの浮き上がり時と浮き上がり後の衝撃が緩和されることで、請求項4、請求項5の鉛直振動遮断装置と同様に鉛直方向の振動を遮断することが可能になる。
【0042】
請求項8、請求項9の場合、鉛直ばねを保持する保持材が存在することで、緩衝装置は下部テーブルと上部テーブル間の鉛直上向きの一定量の相対移動を許容しながら、その一定量を超える相対移動量を制限する機能も有する。
【0043】
請求項1乃至請求項5において、上部テーブルの下部テーブルに対する鉛直上向きの一定量を超える相対移動量を制限する場合は請求項6に記載のように下部テーブルと上部テーブル間に、その鉛直上向きの相対移動量を制限する制限装置が設置される。この場合、上部テーブルの一定量を超える相対移動量が制限されることで、上部テーブルの下部テーブルからの離脱が防止される。
【0044】
【発明の実施の形態】
請求項1に記載の発明の免震装置1は図1、図2に示すように構造物等における水平面上に固定されるベース2と、ベース2上に、ベース2に対して水平の1方向に相対移動自在に支持される下部テーブル3と、下部テーブル3上に、下部テーブル3に対し、前記1方向に交差する水平方向に相対移動自在に支持される上部テーブル4と、ベース2と下部テーブル3間、及び下部テーブル3と上部テーブル4間に、それぞれの相対移動方向に直交する方向に架設され、両者間に相対移動が生じたときに伸長して復元力を発揮するばね5、6から構成される。
【0045】
図面では水平面が構造物のスラブ等の躯体床で、免震装置1が免震床を構成している場合を想定しているが、免震装置1は免震建物の上部構造と基礎との間、橋梁の橋桁と橋脚との間、免震床と躯体床との間等、構造物全般において上下に区分される上部構造と下部構造との間に設置される。水平面は基礎、橋脚、躯体床その他の下部構造の上面を含む。
【0046】
ベース2と下部テーブル3間で下部テーブル3を水平の1方向に相対移動自在に支持する支承体、及び下部テーブル3と上部テーブル4間で上部テーブル4を水平の1方向に相対移動自在に支持する支承体には四フッ化エチレンシート等の低摩擦材を用いた滑り支承、または球体や円柱体等の回転体を用いた転がり支承が使用されるが、図面ではより少ない数の支承体で下部テーブル3と上部テーブル4の円滑な相対移動を生じさせるために、支承体として円柱状の複数個の回転体(コロ)を使用している(請求項2)。
【0047】
この場合、図3に示すようにベース2と下部テーブル3間に、下部テーブル3を水平の1方向に相対移動自在に支持する円柱状の複数個の下部回転体7が軸を水平に向けて介在し、図4に示すように下部テーブル3と上部テーブル4間に、上部テーブル4を前記1方向に交差する水平方向に相対移動自在に支持する円柱状の複数個の上部回転体8が軸を水平に向けて介在する。図3は図2のx−x線矢視図、図4はy−y線矢視図である。下部回転体7と上部回転体8は複数個毎に1単位として設置される。
【0048】
下部回転体7は図3に示すように軸が水平を向いて配置されることにより下部テーブル3を軸に直交する水平の1方向に相対移動自在に支持し、上部回転体8は図4に示すように軸が下部回転体7の軸と交差する方向の水平方向を向いて配置されることにより上部テーブル4を前記1方向に交差する水平方向に相対移動自在に支持する。下部回転体7の軸は下部テーブル3のベース2に対する相対移動方向に直交する方向を向き、上部回転体8の軸は上部テーブル4の下部テーブル3に対する相対移動方向に直交する方向を向く。
【0049】
複数個の下部回転体7は図5−(a)、(b)に示すようにその数分の開口9aを有するプレート9の開口9aに入り込むことで、鉛直軸回りの揺動を拘束されると同時に、隣接する下部回転体7,7間の間隔が保持された状態で、ベース2の上面と下部テーブル3の下面に形成された、もしくは取り付けられた直線状のレールとなる溝2a、3aに嵌合する形で配置され、振動の発生時にはプレート9と共に複数個の下部回転体7が同時に転動する。
【0050】
下部回転体7の両端面は溝2a、3aの内周面に密着しない程度に接触することにより鉛直軸回りの揺動に対して拘束される。溝2aはベース2の上面に、溝3aは下部テーブル3の下面にそれぞれ形成されるか、取り付けられる。溝2a、3aは少なくとも想定される、ベース2に対する下部テーブル3の相対移動量に応じた長さを持つ。
【0051】
プレート9は図5−(b)に示すように溝2a、3aを除いたベース2の上面と下部テーブル3の下面との間に挟まれ、ベース2上に下部テーブル3が載置され、下部テーブル3が下部回転体7に支持されたときにできる空隙に位置することにより上下動に対して拘束され、振動の発生時にはベース2の上面に、またはベース2の上面と下部テーブル3の下面に接触しながら平行移動する。プレート9が平行移動することで、複数個の下部回転体7は一定間隔を保ったまま転動する。
【0052】
プレート9によって複数個で一組となった下部回転体7は下部テーブル3を支持したときに、下部テーブル3に部分的な沈み込みが生じないよう、図1、図2に示すように平面上、均等に配置される。図面では下部テーブル3のベース2に対する相対移動方向に直交する方向の両側と中央部に3列配置している。
【0053】
複数個の上部回転体8も図5−(a)、(b)に示すようにその数分の開口10aを有するプレート10の開口10aに入り込むことで、鉛直軸回りの揺動を拘束されると同時に、隣接する上部回転体8,8間の間隔が保持された状態で、下部テーブル3の上面と上部テーブル4の下面に形成された、もしくは取り付けられた直線状のレールとなる溝3b、4bに嵌合する形で配置され、振動の発生時にはプレート10と共に複数個の上部回転体8が同時に転動する。
【0054】
上部回転体8の両端面も溝3b、4bの内周面に密着しない程度に接触することにより鉛直軸回りの揺動に対して拘束される。溝3bは下部テーブル3の上面に、溝4bは上部テーブル4の下面にそれぞれ形成されるか、取り付けられる。溝3b、4bは想定される、下部テーブル3に対する上部テーブル4の相対移動量に応じた長さを持つ。
【0055】
プレート10も溝3b、4bを除いた下部テーブル3の上面と上部テーブル4の下面との間に、下部テーブル3上に上部テーブル4が載置され、上部テーブル4が上部回転体8に支持されたときにできる空隙に位置することにより上下動が拘束され、振動の発生時には下部テーブル3の上面に、または下部テーブル3の上面と上部テーブル4の下面に接触しながら平行移動する。プレート10が平行移動することで、複数個の上部回転体8は一定間隔を保ったまま転動する。
【0056】
複数個の上部回転体8も上部テーブル4を支持したときに、上部テーブル4に部分的な沈み込みが生じないよう、平面上、均等に配置される。図面では上部テーブル4の下部テーブル3に対する相対移動方向に直交する方向の両側と中央部に3列配置している。
【0057】
ベース2と下部テーブル3間に架設されるばね5の軸は振動が生じていない平常状態では下部テーブル3がベース2に対していずれの向きに相対移動しても下部テーブル3に同じ復元力を与えるために、平面上、ベース2と下部テーブル3の相対移動方向に直交する方向を向き、ばね5はベース2と下部テーブル3間に相対移動が生じたときにベース2への接続点回りに回転しながら伸長して復元力を発揮する。
【0058】
下部テーブル3と上部テーブル4間に架設されるばね6の軸も平常状態で平面上、下部テーブル3と上部テーブル4の相対移動方向に直交する方向を向き、下部テーブル3と上部テーブル4間に相対移動が生じたときに下部テーブル3への接続点回りに回転しながら伸長して復元力を発揮する。
【0059】
ばね5、6には主に変形能力の高いコイルスプリングが使用されるが、ばね5、6の一部に皿ばねや輪ばね等、収縮時に摩擦力による減衰力を発生する形態のばねを直列に、もしくは並列に組み合わせることで、皿ばねや輪ばね等が有する減衰力をばね5、6に付与し、ダンパの機能を付加することもできる。
【0060】
ベース2は図6、図7に示すように上面側に複数個の下部回転体7を複数列配置するための溝2aを形成等できる軌道枠201を有すると同時に、下部テーブル3との間にばね5を架設でき、下部テーブル3の相対移動に伴ってばね5がベース2への接続点回りに回転する上で障害とならない形状をし、1方向に3本の軌道枠201が配列し、その3本の軌道枠201の端部を連結する直交枠202から例えば平面上、日の字形をする。図7中の矢印はベース2に対する下部テーブル3の相対移動方向を示す。
【0061】
下部テーブル3は図7、図8に示すように下面側に複数個の下部回転体7を複数列配置するための溝3aを形成等できる軌道枠31と、上面側に複数個の上部回転体8を複数列配置するための溝3bを形成できる軌道枠32を有すると同時に、ベース2との間にばね5を架設でき、ベース2に対する相対移動に伴ってばね5がベース2への接続点回りに回転する上で障害とならない形状をし、例えば平面上、2方向の軌道枠31、32が交差した田の字形をする。図8中の矢印は下部テーブル3に対する上部テーブル4の相対移動方向を示す。
【0062】
上部テーブル4も図8に示すように下面側に複数個の上部回転体8を複数列配置するための溝4bを形成等できる軌道枠41を有する形をし、ベース2と同様に1方向に3本の軌道枠41が配列し、その3本の軌道枠41の端部を連結する直交枠42から例えば日の字形をする。軌道枠41はベース2の軌道枠201とは直交する。
【0063】
下部テーブル3とベース2との間には図4、図7に示すように振動が生じていない平常状態で平面上、ベース2と下部テーブル3の相対移動方向に直交する方向を向いてばね5が架設されることから、下部テーブル3の中央の軌道枠31にばね5の端部を接続できるよう、例えば中央の軌道枠32の底面と軌道枠31の底面との間には段差が付き、ベース2側(下側)に位置する中央の軌道枠31の側面にばね5の一方側の端部が接続される。ばね5の他方側の端部はベース2の両側に位置する軌道枠201の内周面に接続される。
【0064】
図4、図7ではばね5の復元力が下部テーブル3の中心の両側に均等に作用するよう、中央の軌道枠31の両側に、その中心で会するようにばね5,5を配置しているが、必ずしも2個のばね5,5を中央の軌道枠31の両側に配置する必要はなく、片側にのみ1個のばね5を配置すれば足りる場合もある。2本のばね5,5を配置した場合は中央の軌道枠31の中心を外した位置でばね5,5の端部が会するように架設する場合もある。
【0065】
また下部テーブル3と上部テーブル4との間には図3、図8に示すように平常状態で平面上、下部テーブル3と上部テーブル4の相対移動方向に直交する方向を向いてばね6が架設されることから、下部テーブル3の両側に位置する軌道枠32の内周面と上部テーブル4の中央の軌道枠41にばね6の端部を接続できるよう、図7に示すように例えば下部テーブル3の軌道枠31の上面と軌道枠32の上面との間にも段差が付けられる。ばね6の一方の端部は両側の軌道枠32の内周面に、他方側の端部は中央の軌道枠41の側面に接続される。
【0066】
図3、図8でもばね6の復元力が上部テーブル4の中心の両側に均等に作用するよう、中央の軌道枠41の両側に、その中心で会するようにばね6,6を配置しているが、必ずしも2個のばね6,6を中央の軌道枠41の両側に配置する必要はなく、片側にのみ1個のばね6を配置すれば足りる場合もある。2本のばね6,6を配置した場合は中央の軌道枠41の中心を外した位置でばね6,6の端部が会するように架設する場合もある。
【0067】
図9、図10はベース2が2本の軌道枠201と2本の直交枠202からなり、下部テーブル3が2本の軌道枠31と2本の軌道枠32からなり、上部テーブル4が2本の軌道枠41と2本の直交枠42からなる場合において、ばね5をベース2の一方の軌道枠201とそれに対向する下部テーブル3の一方の軌道枠31との間に架設し、ばね6を下部テーブル3の一方の軌道枠32とそれに対向する上部テーブル4の一方の軌道枠41との間に架設した場合に、下部テーブル3がベース2に対して相対移動すると同時に、上部テーブル4が下部テーブル3に対して相対移動したときの様子を示す。図11、図12はそれぞれ図9、図10の上部テーブル4を省略した状態を示す。図13、図14はそれぞれ図11、図12を拡大して示す。
【0068】
この場合は、ばね5が回転しながら伸長したときにベース2の直交枠202や下部テーブル3の軌道枠32と干渉せず、ばね6が回転しながら伸長したときに下部テーブル3の軌道枠31や上部テーブル4の直交枠42と干渉しないよう、例えば図10に示すように直交枠202の上面側の一部と軌道枠32の下面側の一部、及び軌道枠31の上面側の一部と直交枠42の下面側の一部が切り欠かれる。
【0069】
図9〜図14ではまた、下部テーブル3と上部テーブル4間に、上部テーブル4の下部テーブル3に対する鉛直上向きの一定量を超える鉛直方向の相対移動を制限する制限装置11を設置した場合(請求項6)を示している。
【0070】
制限装置11は図15−(a)に示すように例えば下部テーブル3の軌道枠32の外側の側面から立ち上がる包囲部11aと、包囲部11aに連続し、上部テーブル4の軌道枠41の上面側に回り込む押さえ部11bからなり、押さえ部11bが上部テーブル4の軌道枠41に下向きに係止することにより、上部テーブル4の下部テーブル3に対する浮き上がりを拘束する。包囲部11aは図3に示すように上部テーブル4の軌道枠41の外側の側面から垂下し、押さえ部11bは下部テーブル3の軌道枠32の下面側に回り込む場合もある。図15−(a)は図9のz−z線の断面を示す。
【0071】
図面ではまた、下部テーブル3と上部テーブル4間の周囲(外側)に制限装置11を配置しているが、ばね5、6との干渉が生じない範囲で下部テーブル3と上部テーブル4間の周囲以外の内側に配置する場合もある。
【0072】
軌道枠41、もしくは軌道枠32と押さえ部11bの互いに対向する面間には下部テーブル3に対する上部テーブル4の相対移動を阻害しないための、複数個の円柱状の回転体12が軸を水平に向けて配置される。軌道枠41や軌道枠32と押さえ部11bの互いに対向する面には複数個の回転体12が配置されるための溝41a、11cが形成されるか、取り付けられる。
【0073】
複数個の回転体12は下部回転体7や上部回転体8と同様に複数個の開口13aを有するプレート13の開口13aに入り込み、鉛直軸回りの揺動を拘束されると同時に、隣接する回転体12,12間の間隔が保持された状態で、溝41a、11cに嵌合する形で配置され、振動の発生時にはプレート13と共に複数個の回転体12が同時に転動する。
【0074】
図14、図15では溝41a、11c内の、回転体12の上下が接触する部分に回転体12との間の摩擦力を低減し、回転体12の円滑な回転を可能にするために硬度の高い金属板14,14を配置し、下部テーブル3の軌道枠32の溝3bと、上部テーブル4の軌道枠41の溝4bにも同様に回転体8の上下が接触する板ばね15,15を配置している。
【0075】
制限装置11と複数個の回転体12は図1、図3に示すようにベース2の軌道枠201と下部テーブル3の軌道枠31との間に設置される場合もある。
【0076】
図16〜図23はベース2と下部テーブル3の対向する面間に、両者間の鉛直方向の相対移動を許容し、ベース2に生ずる鉛直振動を遮断する鉛直振動遮断装置16を介在させた場合(請求項3)の様子を示す。
【0077】
図16、図17は特に鉛直振動遮断装置16がベース2と下部テーブル3のいずれか一方に接続され、下部テーブル3の鉛直荷重を負担しながら、鉛直方向に復元力を発揮する鉛直ばね17と、ベース2と下部テーブル3の双方に水平軸回りに回転自在に連結され、両者を常に平行に保つ保持部材18,18から構成される場合(請求項4)の例を示す。この場合は、ベース2と下部テーブル3間には制限装置11は設置されない。
【0078】
保持部材18は例えば捩じり剛性の高い棒材18aと、その両端に一体化し、常に棒材18aと共に回転するブラケット18bからなり、棒材18aの両端とブラケット18bの一端がベース2と下部テーブル3のいずれか一方に固定されたプレート19,19に軸支され、ブラケット18bの他端が他方に固定されたプレート20,20に軸支される。
【0079】
保持部材18,18は少なくとも2個で対になることにより両保持部材18,18のブラケット18b,18bが平行な状態を維持したまま回転し、ブラケット18b,18bに連結される下部テーブル3がパンタグラフ式にブラケット18aの一方の軸支位置の回りに回転しながら、ベース2に対して平行移動し、両者間の距離に形状なく、両者を平行に維持する。
【0080】
鉛直ばね17はベース2と下部テーブル3のいずれか一方の平面上の中心に1箇所、または平面上、均等に複数箇所配置され、一端がベース2と下部テーブル3のいずれか一方に接続され、他端は単に接触する。図16に示すように鉛直ばね17の下端がベース2に固定された場合、鉛直ばね17は上端において下部テーブル3の下面に沿って摺動することにより下部テーブル3を昇降自在に支持する。鉛直ばね17にはコイルスプリングの他、皿ばねや輪ばね、板ばねが使用される。
【0081】
図18〜図23は鉛直振動遮断装置16がベース2に接続され、下部テーブル3の鉛直荷重を負担しながら、水平方向に復元力を発揮する水平ばね171と、ベース2に水平軸回りに回転自在に支持されながら、下部テーブル3と水平ばね171に水平軸回りに回転自在に連結され、ベース2と下部テーブル3を常に平行に保つ保持部材181からなる場合(請求項5)の例を示す。図18〜図21は水平ばね171としてコイルスプリングを使用した場合、図22、図23は輪ばねを使用した場合である。
【0082】
請求項5の場合、図19に示すように保持部材181はベース2の上面に、水平に間隔を隔てて固定された支持材181a,181aに軸支される複数個の保持材181bと、複数個の保持材181bを連結し、下部テーブル3のベース2に対する相対移動時に複数個の保持材181bを同時に回転させる連結部材181cからなり、保持材181bは支持材181a,181a間に架設された支持軸181dに軸支されると共に、下部テーブル3の下面に固定されたプレート181eにピン181g等によって軸支される一方、水平ばね171に連結された連結材181fにピン181h等によって軸支される。
【0083】
図20に示すように保持材181bの、支持材181aへの軸支位置である支持軸181dと、プレート181eへの軸支位置であるピン181gは同一鉛直線上にはなく、水平方向にeだけ偏心しており、保持材181bは一保持部材181が分担する下部テーブル3の鉛直荷重Wによって常にモーメントM1(=W・e)を受けた状態にあり、そのモーメントM1に対して図21に示すように保持材181bに連結された水平ばね171が抵抗し、下部テーブル3の鉛直荷重Wを負担している。
【0084】
支持軸181d回りのモーメントM1はピン181hを通じて連結材181fにモーメントM2として伝達されるが、支持軸181dとピン181hとの間の距離をL、連結材181f に作用する軸方向力、すなわち水平ばね171に作用する軸方向力をHとすると、M2=H・Lであり、M2=M1であるから、軸方向力HはH=W・e/Lとなり、水平ばね171は鉛直荷重Wのe/L倍の荷重を負担すればよい。図示するように連結材181fの両側に水平ばね171,171が接続された場合には各水平ばね171の負担はH/2の荷重で済む。
【0085】
ここで、水平ばね171のばね定数をkとし、水平ばね171の伸び、または縮みをxとすると、H=k・xであるから、水平ばね171は平常時、鉛直荷重Wによって引張力、または圧縮力Hを負担し、x=e/kL・Wだけ伸長、もしくは収縮した状態で平衡し、下部テーブル3の上下動に伴って更なる引張力、または圧縮力を負担する。図示する場合は連結材181fを挟んだ一方の水平ばね171が引張力を負担すると同時に、他方の水平ばね171が圧縮力を負担する。
【0086】
図22、図23に示すように水平ばね171に輪ばねを使用した場合には、輪ばね自身の特性により、下部テーブル3のベース2に対する上下動時にその振動を早期に減衰させる効果を得ることができる。
【0087】
輪バネは図24に示すように径の異なる内輪Aと外輪Bを軸方向に交互に重ね合わせた形をし、隣接する内輪A,A間と外輪B,B間にクリアランスが確保されながら、互いに隣接する内輪Aと外輪Bが鉛直面、もしくは水平面に対して傾斜した接触面で互いに接触する。
【0088】
輪ばねは図22、図23に示すように軸を水平にした状態で使用され、平常時には内輪Aと外輪Bの双方の接触面間に生ずる摩擦力によって下部テーブル3の鉛直荷重Wを圧縮力として負担し、内輪Aが周方向に収縮し、外輪Bが周方向に伸長し、内輪Aと外輪Bがそれぞれ一定の縮み変形と伸び変形を生じた状態で平衡状態となる。
【0089】
平衡状態からは、輪バネ全体では隣接する内輪A,A間のクリアランスと外輪B,B間のクリアランスがなくなるまで更に圧縮力を負担し、軸方向に収縮することが可能である一方、内輪Aと外輪Bの双方の接触面が離脱するまで引張力を負担し、軸方向に伸長することが可能であるため、収縮しきる状態から伸長しきる状態までの範囲で下部テーブル3の鉛直方向の振動を遮断する。
【0090】
輪バネの履歴特性図である図25に示すように輪バネは全体が収縮しきるまで圧縮力を負担した状態から、荷重が除去されたときに内輪Aと外輪Bに一定の歪みを残したまま荷重のみが低下し、その後に内輪Aと外輪Bが原形に復帰する性質を持ち、履歴曲線がループを描くため、上記の振動遮断の機能に加え、下部テーブル3の鉛直方向の振動時に振動エネルギを吸収し、ベース2に対する下部テーブル3の鉛直方向の揺れを抑制する機能を併せ持つ。
【0091】
図22、図23では連結材181fに1個の水平ばね171を接続しているが、この場合、水平ばね171は平常時にH=W・e/Lの軸方向力を負担した状態で平衡し、下部テーブル3の上下動に伴って更なる引張力、または圧縮力を負担しながら、振動を抑制する。
【0092】
輪ばねの各内輪と外輪は互いに分離していることから、水平ばね171に輪ばねを用いる場合には輪ばねはその全体を包囲し、一端が開放したシリンダ171a内に挿入され、輪ばねの一端がシリンダ171aの閉塞した端面に接続される。
【0093】
シリンダ171aの開放面側にはシリンダ171aを包囲し、一端が開放したケーシング171bが軸方向に相対移動自在に装着され、ケーシング171bの内部に固定された軸171cが輪ばねの他端に接続される。ケーシング171bの他端には連結材181fが水平軸回りに回転自在に連結され、ケーシング171bは図23に示すように連結材181fから圧縮力を受けたときに輪ばねを収縮させる。
【0094】
図22、図23ではまた、下部テーブル3がベース2に対して大きく沈み込んだ場合の下部テーブル3と保持部材181との衝突を回避するために、プレート181eの下にプレート181eの下端部が接触し得る支柱181jをベース2に固定している。支柱181jの上端にはプレート181eの接触時の衝撃を緩和するための緩衝材181kが取り付けられる。
【0095】
輪ばねは平衡状態から内輪と外輪の双方の接触面が離脱するまでの引張力しか負担できず、引張力の負担に限界があることから、図22では下部テーブル3が降下するときに水平ばね171が圧縮力を負担するように、保持材181bのピン181hが水平ばね171に接近する側に水平ばね171を配置している。
【0096】
また図23に示すようにプレート181eが支柱181j上の緩衝材181kに接触し、水平ばね171が最も収縮したときに、その復元力が保持材181bに図22の状態に復帰する向きのモーメントとして作用するよう、支持軸181dとピン181h、及び水平ばね171と連結材181fを連結するピン181iが実質的に同一線上に配列する直前の状態となるように水平ばね171を設置している。
【0097】
図22の場合、水平ばね171は下部テーブル3の鉛直荷重による圧縮力を負担して平衡するが、この状態から下部テーブル3が沈み込んだときには更なる圧縮力を負担しながら減衰力を発生し、下部テーブル3の降下時の加速度を低減し、衝撃を緩和する。
【0098】
図26、図27は下部テーブル3と上部テーブル4との間に、上部テーブル4の下部テーブル3に対する鉛直上向きの相対移動を許容しながら、相対移動時の衝撃を緩和する緩衝装置21を設置した場合(請求項7)の様子を示す。緩衝装置21は上部テーブル4の上向きの移動を許容する働きをするため、請求項6における制限装置11は併用されない。
【0099】
緩衝装置21は鉛直方向に復元力を発揮する鉛直ばね22と、下部テーブル3と上部テーブル4に固定され、鉛直ばね22の両端を保持する保持材23,23からなり(請求項8)、鉛直ばね22にはいずれか一方の保持材23に固定された心棒24が挿通する。
【0100】
心棒24は鉛直ばね22がコイルスプリングの場合に、上部テーブル4の下部テーブル3に対する浮き上がりによる圧縮変形時の座屈を防止する働きをし、図示するように輪ばねを使用した場合には上部テーブル4の浮き上がり時にも輪ばねに圧縮力を加えるための後述の係止材24aを配置するために用いられる。
【0101】
平常状態では上部テーブル4は下部テーブル3上に上部回転体8を挟んで載置されているため、緩衝装置21は上部テーブル4が下部テーブル3に対して浮き上がりを生じたときの浮き上がりの抑制と、浮き上がり時の、または浮き上がり時と浮き上がり後の衝撃緩和のために機能する。鉛直ばね22にもコイルスプリングの他、皿ばねや図示するような輪ばねが使用される。輪ばねを使用する場合、輪ばねはシリンダ22a内に配置される。
【0102】
図26は下部テーブル3と上部テーブル4に保持材23,23を固定し、両保持材23,23間に鉛直ばね22としての輪ばねを配置した場合、図27は上部テーブル4に固定された保持材23の上に鉛直ばね22としての輪ばねを配置した場合である。
【0103】
図26の場合、心棒24は上部テーブル4に固定された上側の保持材23を貫通し、上端において上側の保持材23に下向きに係止し、上側の保持材23は心棒24と共に下側の保持材23、及び下側の保持材23に固定されたシリンダ22aに対して自由に上昇できる状態にある。
【0104】
図27の場合は、上側の保持材23から上方へ突出した心棒24の上端に、上部テーブル4の浮き上がり時に鉛直ばね22の上端が係止する係止材24aが接続される。シリンダ22aは上側の保持材23に固定される。
【0105】
鉛直ばね22として輪ばねを使用した場合、輪ばねは平衡状態から内輪と外輪の双方の接触面が離脱するまでの引張力しか負担できず、引張力の負担に限界があることから、図26では上部テーブル4が鉛直上向きの相対移動(浮き上がり)を生じたときにも鉛直ばね22に圧縮力が作用するよう、心棒24の下端には上部テーブル4の浮き上がり時に鉛直ばね22の下端に上向きに係止する係止材24aが接続される。この係止材24aは下側の保持材23から分離している。
【0106】
心棒24の回りの、鉛直ばね22の上端位置には上部テーブル4の浮き上がり時に鉛直ばね22の上端に下向きに係止する係止材24aが配置され、下側の保持材23に固定されたシリンダ22aの上端の下面に接続される。
【0107】
図26の場合、上部テーブル4が浮き上がりを生じたとき、下側の係止材24aが鉛直ばね22の下端に上向きに係止することで、鉛直ばね22が圧縮力を負担しながら減衰力を発生する。上部テーブル4の浮き上がりと共に、上部テーブル4には収縮した鉛直ばね22の復元力が下側の係止材24aを通じて下向きに作用し、下部テーブル3には上側の係止材24aを通じて上向きに作用するため、上部テーブル4の浮き上がりは抑制され、併せて鉛直ばね22の発生する減衰力によって浮き上がり時の衝撃も緩和される。
【0108】
図示しないが、鉛直ばね22にコイルスプリングを使用した場合において、上部テーブル4の浮き上がり後、復帰するときの下部テーブル3(上部回転体8)との接触による衝撃を緩和する上では(請求項9)、鉛直ばね22は平常時に軸方向に収縮し、圧縮による復元力が上部テーブル4に鉛直上向きに作用した状態に置かれる。
【0109】
輪ばねを用いた場合には平常時に上端と下端において係止材24aに係止することで、既に収縮した状態にあるため、鉛直ばね22として輪ばねを使用することのみで上部テーブル4の浮き上がり後、降下するときの衝撃を緩和することができる。
【0110】
請求項9において、鉛直ばね22にコイルスプリングを使用した場合、上部テーブル4の浮き上がり後、鉛直ばね22は収縮しようとするが、上部テーブル4の下面(溝4b)が上部回転体8に接触する前に鉛直ばね22が上向きの復元力を発揮するため、上部テーブル4の上部回転体8への接触時の上部回転体8との衝突による衝撃が緩和される。上部テーブル4の浮き上がり時と浮き上がり後の衝撃が緩和されることで、下部テーブル3に生ずる鉛直方向の振動が遮断される。
【0111】
図27の場合も上部テーブル4に固定された上部の保持材23を心棒24が貫通し、この上部の保持材23は心棒24に対して自由に昇降できる状態にあり、上部テーブル4が浮き上がりを生じたとき、鉛直ばね22は収縮し、収縮後、伸長しようとするときの復元力が上部の保持材23を通じて上部テーブル4に下向きに作用することにより、上部テーブル4の浮き上がりを抑制しながら、浮き上がり時の衝撃を緩和する。
【0112】
図示しないが、図27のように上部の保持材23の上に鉛直ばね22としてのコイルスプリングを配置した場合において、上部テーブル4の鉛直上向きの相対移動(浮き上がり)後、復帰するときの下部テーブル3(上部回転体8)との接触による衝撃を緩和する上では(請求項9)、鉛直ばね22は平常時に軸方向に伸長し、引張による復元力が上部の保持材23を通じて上部テーブル4に鉛直上向きに作用した状態に置かれる。
【0113】
輪ばねを用いた場合には平常時に上端おいて係止材24aに係止し、下端において下部の保持材23に係止することで、既に収縮した状態にあるため、鉛直ばね22として輪ばねを使用することのみで上部テーブル4の浮き上がり後、降下するときの衝撃を緩和することができる。
【0114】
図27において上部テーブル4の浮き上がり後、復帰するときの下部テーブル3上部回転体8との接触による衝撃を緩和する場合(請求項9)、上部テーブル4の浮き上がり後、鉛直ばね22は伸長しようとするが、上部テーブル4の下面(溝4b)が上部回転体8に接触する前に鉛直ばね22が上向きの復元力を発揮するため、上部テーブル4の上部回転体8への接触時の上部回転体8との衝突による衝撃が緩和される。上部テーブル4の浮き上がり時と浮き上がり後の衝撃が緩和されることで、下部テーブル3に生ずる鉛直方向の振動が遮断される。
【0115】
図26、図27でも下部テーブル3と上部テーブル4間の周囲(外側)に緩衝装置21を配置しているが、ばね5、6との干渉が生じない範囲で下部テーブル3と上部テーブル4間の周囲以外の内側に配置する場合もある。
【0116】
ベース2と下部テーブル3のいずれか一方と、下部テーブル3と上部テーブル4のいずれか一方には図33に示すように微小振動等、設定された水平力(加速度)がベース2に作用しないときに下部テーブル3がベース2に対して、上部テーブル4が下部テーブル3に対してそれぞれ無秩序に相対移動せず、設定された水平力が作用したときに下部テーブル3と上部テーブル4が自由に相対移動できるよう、他方に係合するストッパ25が突設される。
【0117】
ストッパ25は例えばベース2(下部テーブル3)と下部テーブル3(上部テーブル4)のいずれか一方から、ばね26で他方側へ付勢され、他方に形成された溝28に嵌合した状態で突設される。
【0118】
図33ではストッパ25とばね26を部品化するために、筒状のケース27内にばね26とストッパ25を内蔵させ、ケース27をベース2(下部テーブル3)に埋め込む形で設置している。図33ではまた、下部テーブル3(上部テーブル4)の相対移動時にストッパ25が抵抗なく溝28から離脱できるよう、ストッパ25に球体を使用し、溝28を円錐形状に形成している。
【0119】
構造物に作用する水平力によってストッパ25が溝28から離脱したとき、下部テーブル3と上部テーブル4は免震装置1によって原位置に留まろうとし、それぞれ構造物の変形と共に移動するベース2と下部テーブル3に対して相対移動する。下部テーブル3と上部テーブル4の、ベース2と下部テーブル3に対する相対移動量に応じてばね5、6が回転しながら、伸長する。
【0120】
振動が繰り返される間、下部テーブル3と上部テーブル4はベース2と下部テーブル3に対する原位置に関して正負の向きに往復動し、ばね5、6が伸長と収縮を繰り返す。
【0121】
ベース2と下部テーブル3の静止後、下部テーブル3と上部テーブル4はばね5、6の復元力によってベース2と下部テーブル3に対する相対的な変位がなくなる向きに復帰しようとし、ばね5、6自体の減衰効果によって振幅は早期に減少し、停止する。
【0122】
【発明の効果】
ベースと、ベース上に、ベースに対して水平の1方向に相対移動自在に支持される下部テーブルと、下部テーブル上に、下部テーブルに対し、前記1方向に交差する水平方向に相対移動自在に支持される上部テーブルを基本要素とし、地震等の振動の発生時に下部テーブルをベースに対して水平の1方向に直線運動させ、上部テーブルを下部テーブルに対して前記1方向に交差する水平方向に直線運動させた上で、ベースと下部テーブル間、及び下部テーブルと上部テーブル間に両者間に相対移動が生じたときに伸長して復元力を発揮するばねを架設するため、ガイド棒とスライダ及び滑車とワイヤを用いることなく、変形量と復元力の関係がサインカーブ的になるコイルスプリングの特性を発揮させ、ばねの固有振動数を持たない機能を引き出しながら、免震装置全体としての構成を単純化させることができる。
【0123】
上部テーブルがベースに対して任意の方向に相対移動自在でありながら、上部テーブルと下部テーブルとの間に架設されるばねの上部テーブル側の端部の移動が直線運動に規制され、下部テーブルとベースとの間に架設されるばねの下部テーブル側の端部の移動も直線運動に規制されているため、ばねの変形量と復元力の関係がサインカーブ的になり、下部テーブルとベース、及び上部テーブルと下部テーブルの相対移動を早期に終息させることが可能になる。
【0124】
併せてばねの一端の移動が直線運動に規制されることで、ばねが固有振動数を持たない使用状態にあるため、下部テーブルや上部テーブルの振動を増幅させることもない。
【0125】
ばねは伸長量に応じた復元力を発揮し、相対移動した下部テーブルと上部テーブルを原位置に復帰させようとするが、軸の方向を一定にしたまま伸長するのではなく、軸が一端の回りに回転しながら伸長することで、下部テーブルと上部テーブルの復帰時に下部テーブルと上部テーブルが原位置に近づく程、ばねの復元力がサインカーブに従って小さくなる。
【0126】
この結果、原位置に復帰しようとする下部テーブルと上部テーブルがばねの復元力によって原位置を超え、更に相対移動時と反対の向きに移動しようとするときの下部テーブルと上部テーブルの加速度は低減されるため、下部テーブルと上部テーブルは原位置付近でベースに対して小さい振幅で振動を繰り返した後、静止することができる。
【0127】
またばねの復元力は下部テーブルと上部テーブルに直接作用することから、ガイド棒にスライダを外接させる場合や、スライダに接続されるワイヤを滑車を経由させて張架する場合のような摩擦力による力の損失が少ないため、ばねの復元力を有効に発揮させ、損失させることなく下部テーブルと上部テーブルに伝達させることが可能である。
【0128】
以上のように相対移動した下部テーブルと上部テーブルを原位置に復帰させるように下部テーブルと上部テーブルに作用する復元力が原位置付近で急激に0に近づき、下部テーブルと上部テーブルを制動させるように働くことから、免震装置に振動抑制のための格別なダンパを併用する必要性がない。
【0129】
請求項2ではベースと下部テーブル間に、下部テーブルを水平の1方向に相対移動自在に支持する円柱状の下部回転体を軸を水平に向けて介在させ、下部テーブルと上部テーブル間に、上部テーブルを前記1方向に交差する水平方向に相対移動自在に支持する円柱状の上部回転体を軸を水平に向けて介在させるため、振動の発生時に摩擦による抵抗なく相対移動を生じさせることができ、1個当たりの支承体が負担する荷重を低減し、支承体の数を節減することができる。
【0130】
請求項3〜請求項5ではベースと下部テーブルの対向する面間に、両者間の鉛直方向の相対移動を許容し、ベースに生ずる鉛直振動を遮断する鉛直振動遮断装置を介在させるため、免震装置に作用する鉛直方向の振動を遮断することができる。
【0131】
請求項6では下部テーブルと上部テーブル間の周囲に、上部テーブルの下部テーブルに対する鉛直上向きの相対移動量を制限する制限装置を設置するため、下部テーブルと上部テーブル間の鉛直方向の一定量を超える相対移動量を制限し、上部テーブルの下部テーブルからの離脱を防止することができる。
【0132】
請求項7、請求項8では下部テーブルと上部テーブル間に、上部テーブルの下部テーブルに対する鉛直上向きの相対移動を許容しながら、相対移動時の衝撃を緩和する緩衝装置を設置するため、鉛直上向きの相対移動が生じたときの衝撃を緩和することができる。
【0133】
請求項9では上部テーブルに浮き上がりが生じていない平常状態で、鉛直ばねの復元力が上部テーブルに鉛直上向きに作用した状態に保つことで、上部テーブルの浮き上がり時と浮き上がり後の衝撃が緩和されるため、鉛直方向の振動を遮断することができる。
【0134】
請求項8、請求項9ではまた、鉛直ばねを保持する保持材が存在することで、下部テーブルと上部テーブル間の鉛直上向きの一定量の相対移動を許容しながら、その一定量を超える相対移動量を制限することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】免震装置の構成例を示した斜視図である。
【図2】図1の平面図である。
【図3】図2のx−x線の立面図である。
【図4】図2のy−y線の立面図である。
【図5】 (a)は下部回転体(上部回転体)とプレートの関係を示した縦断面図、(b)は(a)に直交する方向の縦断面図である。
【図6】ベースの形状例を示した斜視図である。
【図7】図6のベースに対応した下部テーブルの形状例を示した斜視図である。
【図8】図7の下部テーブルに対応した上部テーブルの形状例を示した斜視図である。
【図9】下部テーブルと上部テーブルがそれぞれベースと下部テーブルに対して相対移動したときの様子を示した平面図である。
【図10】図9の斜視図である。
【図11】図9の上部テーブルを省略した様子を示した平面図である。
【図12】図11の平面図である。
【図13】図11の拡大図である。
【図14】図12の拡大図である。
【図15】 (a)は図9のz−z線断面図、(b)は(a)の破線円部分の拡大図である。
【図16】ベースと下部テーブル間に鉛直ばねを用いた鉛直振動遮断装置を設置した様子を示した斜視図である。
【図17】図16のベースと下部テーブルを組み合わせた様子を示した立面図である。
【図18】ベースと下部テーブル間に水平ばねを用いた鉛直振動遮断装置を設置した様子を示した斜視図である。
【図19】図18の一部拡大図である。
【図20】図19の立面図である。
【図21】図18の鉛直振動遮断装置が下部テーブルの鉛直荷重を負担したときの様子を示した立面図である。
【図22】ベースと下部テーブル間に他の水平ばねを用いた鉛直振動遮断装置を設置した様子を示した立面図である。
【図23】図22の鉛直振動遮断装置の水平ばねが収縮した状態を示した立面図である。
【図24】輪ばねを示した縦断面図である。
【図25】輪ばねの圧縮力−縮み関係を示した復元力特性図である。
【図26】緩衝装置の構成例と取付例を示した立面図である。
【図27】緩衝装置の他の構成例と取付例を示した立面図である。
【図28】ばねの回転を伴う伸長と下部テーブルとの関係を示した平面図である。
【図29】下部テーブルをばねと見なしたときの下部テーブルの復元力と水平変位との関係を示したグラフである。
【図30】下部テーブルの加速度と水平変位との関係を示したグラフである。
【図31】下部テーブルのばね定数と水平変位との関係を示したグラフである。
【図32】下部テーブルの固有振動数と水平変位との関係を示したグラフである。
【図33】ストッパの具体例とストッパのベースや下部テーブルへの取付状態を示した縦断面図である。
【符号の説明】
1……免震装置、2……ベース、2a……溝、201……軌道枠、202……直交枠、3……下部テーブル、3a……溝、31……軌道枠、3b……溝、32……軌道枠、4……上部テーブル、4b……溝、41……軌道枠、41a……溝、42……直交枠、5,6……ばね、7……下部回転体、8……上部回転体、9……プレート、9a……開口、10……プレート、10a……開口、11……制限装置、11a……包囲部、11b……押さえ部、11c……溝、12……回転体、13……プレート、13a……開口、14……金属板、15……板ばね、16……鉛直振動遮断装置、17……鉛直ばね、171……水平ばね、171a……シリンダ、171b……ケーシング、171c……軸、18……保持部材、18a……棒材、18b……ブラケット、181……保持部材、181a……支持材、181b……保持材、181c……連結部材、181d……支持軸、181e……プレート、181f……連結材、181g……ピン、181h……ピン、181i……ピン、181j……支柱、181k……緩衝材、19……プレート、20……プレート、21……緩衝装置、22……鉛直ばね、22a……シリンダ、23……保持材、24……心棒、25……ストッパ、26……ばね、27……ケース、28……溝。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
This invention is generally used in civil engineering and building structures, such as bridge girder bridges supported by seismic isolation devices, seismic isolation buildings, seismic isolation floors used for some floors in structures, etc. This is a seismic isolation device used for vibration isolation of a substructure such as a frame floor, and particularly relates to a linear motion type seismic isolation device with a restoring function.
[0002]
[Prior art]
For example, seismic isolation buildings and seismic isolation floors for preserving the building itself or precision equipment in the building during an earthquake are the bases and floors of the superstructure on seismic isolation devices installed on the substructure such as foundations and slabs. It is configured by supporting an upper structure such as a panel, etc., and the upper structure is insulated from the lower structure by the seismic isolation device, whereby the vibration of the lower structure is blocked.
[0003]
In particular, in a rolling support type seismic isolation device using a roller (cylindrical rotating body), frames are stacked in three stages, and a plurality of rollers are placed in one direction between two adjacent upper and lower frames by a spacing member. The roller is placed in one horizontal direction in a state where the movement of the roller in the axial direction is constrained in a recess formed in a straight line on the frame, etc., while being held movably, and the roller is horizontal in the entire three-tier frame. It arrange | positions toward these two directions (refer patent document 1).
[0004]
Since a rolling bearing type seismic isolation device alone does not have a restoration function after horizontal relative movement between vertically adjacent frames, the function of restoring the frame when relative movement occurs between vertically adjacent frames In order to provide the above, it is necessary to devise a method such as bending a concave portion or the like into which a roller enters as in the case of Patent Document 1 into a convex curved shape.
[0005]
A method using a coil spring is generally used as a method for restoring the original position after the two vertically overlapping frames move relative to each other (see Patent Documents 2 to 5). In the method of arranging the coil spring so as to occur and utilizing the restoring force, the relationship between the amount of deformation of the coil spring and the restoring force is linear, so the coil spring is always in the opposite direction to the deformation while it is deformed. Since a restoring force is generated, there is a problem that it takes a long time to complete the restoration before returning to the original position.
[0006]
In addition, when the coil spring is used only in the form of extending and contracting in the axial direction, the coil spring has a natural frequency, so that the frame is returned to the original position when the natural frequency of the coil spring matches the frequency of the frame. On the contrary, the resonance may amplify the vibration of the frame.
[0007]
If the coil spring is used in such a way that it can be rotated around one end while expanding and contracting in the axial direction (see Patent Document 6), the relationship between the deformation amount of the coil spring and the restoring force becomes a sine curve, and the natural vibration Since there is no use state, there is an advantage that resonance with the frame can be avoided and the relative movement of the upper and lower frames can be terminated early.
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-173376 (FIGS. 1 and 2)
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 6-13923 (FIG. 1)
[Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 6-288073 (FIG. 2)
[Patent Document 4]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-71109 (FIG. 2)
[Patent Document 5]
JP-A-9-112011 (FIGS. 3 to 5)
[Patent Document 6]
JP 2000-337437 A (FIGS. 2 and 3)
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a coil spring is used so that it can be rotated around its one end while expanding and contracting in the axial direction as in Patent Document 6, the end opposite to the fixed end of the coil spring moves on a linear track. It is necessary to install a guide rod and a slider that can travel along the guide rod as much as possible.
[0010]
In addition, even if relative movement occurs in any direction on the plane between the upper and lower frames, a pulley is passed between the slider and the frame so that the other end of the coil spring can move on the linear track. It is necessary to stretch the wire, and the number of components of the seismic isolation device for providing a restoration function increases.
[0011]
The present invention proposes a linear motion type seismic isolation device in a form that eliminates the need for a peripheral member for exerting the characteristics of the coil spring disclosed in Patent Document 6 while taking advantage of the characteristics of the coil spring.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, in the three frames arranged in a three-tiered manner, the frame located relatively above of the two adjacent upper and lower frames is relatively moved in one horizontal direction to the frame located below. By freely supporting and restricting the direction of relative movement of each adjacent upper and lower frame to one of the horizontal directions, a spring is installed between the upper and lower adjacent frames, so that the guide rod, slider and pulley Without using wires, the characteristics of the coil spring of Patent Document 6 are demonstrated, and the structure of the seismic isolation device as a whole is simplified while the function having no natural frequency is derived. To complete.
[0013]
The seismic isolation device is supported on the base, which is the lowest frame among the three frames arranged in the above three-tiered structure, and on the base so as to be relatively movable in one horizontal direction with respect to the base. The lower table and the upper table supported on the lower table so as to be relatively movable in the horizontal direction intersecting the one direction with respect to the lower table are the basic elements. When vibration such as an earthquake occurs, the lower table becomes the base. In contrast, the upper table moves linearly in one horizontal direction intersecting the one direction with respect to the lower table. The upper table moves relative to the base in an arbitrary horizontal direction.
[0014]
  When the relative movement occurs between the base and the lower table and between the lower table and the upper table, the springs that extend independently and exhibit the restoring force are in each relative movement direction.OrthogonalThe both ends of each spring are connected to the base and the lower table, and the lower table and the upper table.The base, the lower table and the upper table are arranged in three stages.
  Between the base and the lower table is a lower support that supports the lower table so as to be relatively movable in one horizontal direction, and between the lower table and the upper table, the upper table extends in the horizontal direction intersecting the one direction. There is an upper support that supports the relative movement.
  The base has at least two parallel track frames for disposing the lower support body in the horizontal direction, and the lower table has at least two parallel structures for disposing the lower support body in the horizontal direction. A track frame and at least two parallel track frames for disposing the upper support in the horizontal direction intersecting the one direction, and the upper table has the upper support in the horizontal direction intersecting the one direction. It has at least two parallel track frames for placement.
  The spring between the base and the lower table described above is between the track frame of the base and the track frame of the lower table facing it.In a plane, in a direction perpendicular to the relative movement direction of the base and the lower table, and inclined with respect to the horizontal planeThe spring between the lower table and the upper table is installed between the track frame of the lower table and the track frame of the upper table facing it., Inclined on the plane, in a direction perpendicular to the relative movement direction of the lower table and the upper table, and with respect to the horizontal planeIt will be erected.
[0015]
Since the lower table is movable relative to the base only in one horizontal direction, the end of the lower table side of the spring installed between the two moves on a linear track that is the direction of movement when the lower table is moved relative to the base. To do. Similarly, since the upper table can move relative to the lower table only in the horizontal direction intersecting the horizontal one direction, the end of the spring on the upper table side is also a linear track that is the moving direction when the upper table is moved relative to the lower table. Move up.
[0016]
While the upper table can move relative to the base in any horizontal direction, the movement of the end on the lower table side of the spring installed between the lower table and the base is restricted by linear motion, and the upper table and lower table The movement of the end of the upper table side of the spring installed between them is also restricted by linear motion, so it is not possible to install a guide rod, slider, pulley, and wire for the purpose of linear motion of one end of each spring. Not necessary.
[0017]
By moving one end of the spring on a straight track, the relationship between the amount of deformation of the spring and the restoring force becomes a sine curve, so that the relative movement of the upper and lower frames can be terminated at an early stage. Is in a use state having no natural frequency, so that the vibrations of the lower table and the upper table are not amplified.
[0018]
In a normal state where the lower table and upper table do not move relative to the base, the lower spring can follow the movement of the lower table relative to the base in either direction relative to the base of the lower table. Orthogonal to the direction of relative movementdirectionThe axis is perpendicular to the relative movement direction of the upper table so that the upper spring can follow the movement of the upper table in any direction relative to the lower table.directionFacing.
[0019]
Both the spring between the base and the lower table and the spring between the lower table and the upper table exert a restoring force according to the amount of extension, trying to return the lower table and the upper table moved relative to each other to the original position. Rather than extending with the axis direction fixed, the shaft rotates while rotating around one end, so that the lower table and upper table are restored when the lower table and upper table return to their original positions as described later. The closer to the original position, the smaller the restoring force of the spring according to the sine curve.
[0020]
As a result, the acceleration of the lower table and the upper table is reduced when the lower table and the upper table that are going to return to the original position exceed the original position due to the restoring force of the spring, and further when moving in the opposite direction to the relative movement. Therefore, the lower table and the upper table repeat vibration with a small amplitude with respect to the base near the original position, and then stop.
[0021]
Here, the behavior and function of the spring 5 installed between the base 2 and the lower table 3 will be described with reference to FIG. The behavior and function of the spring 6 installed between the lower table 3 and the upper table 4 are the same as those of the spring 5.
[0022]
The relative movement direction of the lower table 3 (upper table 4) with respect to the base 2 (lower table 3) is determined by, for example, a linear track such as a groove 2a (3b) in which the lower rotating body 7 (upper rotating body 8) is stored. When the lower table 3 (upper table 4) moves relative to the base 2 (lower table 3), the spring 5 (spring 6) is controlled in one direction and the lower table 3 relative to the base 2 (lower table 3). It extends according to the amount of movement of (upper table 4). In the example shown in FIG. 1 and subsequent figures, the grooves 2a, 3a, 3b, and 4b into which the cylindrical rotating body 7 (8) enters correspond to the linear track.
[0023]
From the state in which the lower table 3 does not move relative to the base 2 as shown by the solid line in FIG. 28 and the axis of the spring 5 is orthogonal to the relative movement direction of the lower table 3, the spring as shown by the two-dot chain line When the rotation angle between the spring 5 and the original position of the spring 5 is θ (0 ≦ θ ≦ π / 2), the natural length of the spring 5 is L, and the extension amount of the spring 5 is x. The movement amount X of the lower table 3 is X = (L + x) · sin θ (1). In a state where the lower table 3 does not cause relative movement, the spring 5 does not necessarily have a natural length.
[0024]
The spring 5 exhibits a restoring force F (= k · x (k: spring constant)) corresponding to the extension amount x, and the component parallel to the moving direction of the lower table 3 of the restoring force F of the spring 5 is the lower table. 3 acts on the lower table 3 as a restoring force F1 (= Fsinθ (= k · xsinθ)) ((2)) for returning 3 to the original position.
[0025]
From FIG. 28, since (L + x) cos θ = L, x = (1−cos θ) / cos θ · L ((3)), and x is expressed by a function of θ, and finally, from (2) and (3) F1 = kL (tan θ−sin θ) (4). In (4), when θ = π / 2, F1 = ∞, θ = π / 4, F1 = 0.29 kL, θ = 0, F1 = 0, and when θ is close to 90 °, F1 is Extremely large, as θ approaches 0, F1 decreases rapidly and approaches 0. Therefore, as the relative movement of the lower table 3 increases, the lower table 3 tries to return to the original position F1. It can be seen that it tries to return to the original position early. FIG. 29 shows the relationship between the restoring force F1 of the lower table 3 and the movement amount X of the lower table 3.
[0026]
Also, as the closer to the original position, the restoring force F1 received by the lower table 3 becomes smaller, so that the lower table 3 receives a force to move further in the opposite direction to the relative movement by the restoring force F1 near the original position. There is no. The smaller the θ is, the smaller the restoring force F1 is, so that F1 = m · a (m: mass of the lower table 3), and the acceleration a of the lower table 3 is also reduced by drawing a curve similar to F1. FIG. 30 shows the relationship between the acceleration a of the lower table 3 and the movement amount X of the lower table 3.
[0027]
Here, assuming that the apparent spring constant of the lower table 3 when the lower table 3 is regarded as a spring is k1 (F1 = k1 · X), from (1) and (2), k1 = (1-cosθ ) K, and the spring constant k1 of the lower table 3 is a function of cos θ. Theoretically, when θ = π / 2, k1 takes the maximum value (k) and becomes the minimum (0) when θ = 0. FIG. 31 shows the relationship between the spring constant k1 of the lower table 7 and the movement amount X of the lower table 7.
[0028]
The frequency f of the lower table 3 is f = 1 / 2π (k1 / m).1/2  The spring constant k1 of the lower table 3 is close to 0 when θ is small, that is, near the original position, and the vibration period (1 / f) becomes long. Therefore, the lower table 3 vibrates at a long period near the original position. To do. FIG. 32 shows the relationship between the frequency f of the lower table 3 and the movement amount X of the lower table 3.
[0029]
Thus, when the rotation angle θ of the spring 5 is large (close to π / 2), the restoring force F1 acting on the lower table 3 and the upper table 4 is extremely large, and the restoring force F1 becomes sharper as θ approaches 0. As the lower table 3 and the upper table 4 move away from the original position, the lower table 3 and the upper table 4 attempt to return to the original position more rapidly. 3 and the upper table 4 try to converge to the original position at an early stage without repeating vibration.
[0030]
Further, since the restoring force F1 directly acts on the lower table 3 and the upper table 4, when the slider is circumscribed on the guide rod as in Patent Document 6, or the wire connected to the slider is stretched via the pulley. Since there is little loss of force due to frictional force as in the case of performing, the restoring force F1 can be effectively exhibited and transmitted to the lower table 3 and the upper table 4 without loss.
[0031]
  When the rotation angle θ of the spring 5 is large (close to π / 2), the restoring force F1 acting on the lower table 3 and the upper table 4 is extremely large, and as θ approaches 0, the restoring force F1 decreases rapidly. That is, the rotation angle formed with the original position of the spring 5 when the spring 5 extends while rotating is determined by θ..
[0032]
The restoring force F1 acting on the lower table 3 and the upper table 4 so as to return the relative movement of the lower table 3 and the upper table 4 to the original position suddenly approaches 0 near the original position. Since it works so as to brake the upper table 4, it is not necessary to use a special damper for suppressing vibrations of the lower table 3 and the upper table 4 in the seismic isolation device 1.
[0033]
A support that supports the lower table between the base and the lower table so as to be relatively movable in one horizontal direction, and a support body that supports the upper table between the lower table and the upper table so as to be relatively movable in one horizontal direction are sliding supports. Whether it is a rolling bearing or a rolling bearing, the rolling bearing is good in order to cause immediate relative movement without receiving frictional resistance when a vibration of a certain size or more occurs. In order to reduce the load of the bearing body and reduce the number of necessary bearing bodies, it is reasonable to use a cylindrical rotating body (roller) with linear contact rather than a point contact spherical body as the bearing body. .
[0034]
Therefore, in claim 2, a columnar lower rotating body that supports the lower table so as to be relatively movable in one horizontal direction is interposed between the base and the lower table, with the shaft horizontally disposed, Between the upper tables, a cylindrical upper rotating body that supports the upper table so as to be relatively movable in the horizontal direction intersecting the one direction is interposed with the axis oriented horizontally, so that a reasonable number of support bodies can be provided. When the vibration is generated, the lower table and the upper table are caused to move smoothly relative to the base and the lower table, respectively. The axis of the upper rotating body faces the direction intersecting with the axis of the lower rotating body.
[0035]
For vertical vibration acting on the seismic isolation device, vertical movement between the base and the lower table is allowed between the opposing surfaces of the base and the lower table, and the vertical vibration generated in the base. By interposing a vertical vibration isolating device that interrupts the upper table or between the lower table and the upper table as described in claim 7, while allowing a vertical upward relative movement of the upper table with respect to the lower table, It is possible to shut off by installing a shock absorber that reduces the impact.
[0036]
Specifically, the vertical vibration isolator is connected to one of the base and the lower table as described in claim 4, and a vertical spring that exerts a restoring force in the vertical direction while bearing the vertical load of the lower table; The holding member is connected to both the base and the lower table so as to be rotatable about a horizontal axis, and the base and the lower table are always kept in parallel.
[0037]
Or a horizontal spring that is connected to the base as described in claim 5 and that exerts a restoring force in the horizontal direction while bearing a vertical load of the lower table, and a lower part that is rotatably supported by the base around the horizontal axis A table and a horizontal spring are rotatably connected around a horizontal axis, and are composed of a holding member that always keeps the base and the lower table parallel. Since the horizontal component of the restoring force of the horizontal spring only needs to be superior to the vertical component, the horizontal spring does not necessarily have to be arranged with its axis facing the horizontal direction.
[0038]
In either case, the vertical spring or the horizontal spring is between the base and the lower table while the holding member always keeps the base and the lower table parallel regardless of the distance between the base and the lower table. By following the change in distance, transmission of vertical vibrations generated in the base to the lower table is cut off. At least two holding members are paired to form a pantograph together with the base and the lower table, and the lower table and the base are always kept parallel.
[0039]
Specifically, the shock absorber according to claim 7 includes a vertical spring that exhibits a restoring force in the vertical direction as described in claim 8, and a holding member that is fixed to the lower table and the upper table and holds the vertical spring. The vertical spring is extended or contracted to allow the upper table to move vertically upward relative to the lower table, while reducing the impact during relative movement (when lifting).
[0040]
If the impact caused by the contact with the lower table (upper rotating body) when returning after the vertical table relative movement (uplift) is relieved, the upper table is lifted as described in claim 9. In a normal state, the restoring force of the vertical spring is maintained in a state where it acts on the upper table vertically upward.
[0041]
Since the restoring force of the vertical spring acts vertically upward on the upper table in a normal state, the upward restoring force reduces the speed and acceleration when the upper table is lifted, and the lower part of the upper table Impact caused by contact (collision) with the table is reduced. In this case, it is possible to cut off the vibration in the vertical direction as in the case of the vertical vibration cut-off device of claims 4 and 5 by mitigating the impact when the upper table is lifted and after the lift.
[0042]
In the case of Claims 8 and 9, the presence of a holding material for holding the vertical spring allows the shock absorber to allow a certain amount of the relative movement between the lower table and the upper table while allowing a certain amount of vertical relative movement. It also has a function to limit the relative movement amount exceeding.
[0043]
In the first to fifth aspects, when the relative movement amount of the upper table with respect to the lower table exceeding a certain amount in the vertical upward direction is limited, the vertical upward movement between the lower table and the upper table as described in the sixth aspect. A limiting device is installed to limit the amount of relative movement. In this case, the upper table is prevented from being detached from the lower table by limiting the relative movement amount exceeding a certain amount of the upper table.
[0044]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  As shown in FIGS. 1 and 2, the seismic isolation device 1 according to the first aspect of the present invention includes a base 2 fixed on a horizontal surface of a structure or the like, and a base 2 on the base 2 in one direction parallel to the base 2. A lower table 3 supported relative to the lower table 3, an upper table 4 supported on the lower table 3 so as to be movable relative to the lower table 3 in a horizontal direction intersecting the one direction, a base 2 and a lower portion In the relative movement direction between the tables 3 and between the lower table 3 and the upper table 4OrthogonalIt is constructed from springs 5 and 6 which are constructed in the direction to be stretched and extend to exert restoring force when relative movement occurs between them.
[0045]
In the drawing, it is assumed that the horizontal plane is a structural floor such as a slab of the structure, and the seismic isolation device 1 constitutes the seismic isolation floor. It is installed between the upper structure and the lower structure that are divided vertically in the whole structure, such as between the bridge girder and bridge pier, between the seismic isolation floor and the frame floor. The horizontal plane includes the upper surfaces of foundations, piers, frame floors and other substructures.
[0046]
A support body that supports the lower table 3 so as to be relatively movable in one horizontal direction between the base 2 and the lower table 3, and an upper table 4 that is supported so as to be relatively movable in one horizontal direction between the lower table 3 and the upper table 4. For the bearing to be used, a sliding bearing using a low friction material such as a tetrafluoroethylene sheet or a rolling bearing using a rotating body such as a sphere or a cylinder is used, but in the drawing, a smaller number of bearings are used. In order to cause a smooth relative movement between the lower table 3 and the upper table 4, a plurality of columnar rotating bodies (rollers) are used as the support body (claim 2).
[0047]
In this case, as shown in FIG. 3, between the base 2 and the lower table 3, a plurality of cylindrical lower rotating bodies 7 that support the lower table 3 so as to be relatively movable in one horizontal direction have their axes oriented horizontally. As shown in FIG. 4, a plurality of cylindrical upper rotating bodies 8 that support the upper table 4 so as to be relatively movable in the horizontal direction intersecting the one direction are shafts between the lower table 3 and the upper table 4. Is inserted horizontally. 3 is a view taken along the line xx of FIG. 2, and FIG. 4 is a view taken along the line yy. The lower rotating body 7 and the upper rotating body 8 are installed as a unit for every plurality.
[0048]
As shown in FIG. 3, the lower rotating body 7 supports the lower table 3 so as to be relatively movable in one horizontal direction orthogonal to the axis by arranging the shaft so as to be horizontal, and the upper rotating body 8 is shown in FIG. As shown in the drawing, the upper table 4 is supported so as to be relatively movable in the horizontal direction intersecting the one direction by being arranged in the horizontal direction in the direction intersecting the axis of the lower rotating body 7. The axis of the lower rotating body 7 faces the direction perpendicular to the relative movement direction of the lower table 3 with respect to the base 2, and the axis of the upper rotating body 8 faces the direction perpendicular to the relative movement direction of the upper table 4 with respect to the lower table 3.
[0049]
The plurality of lower rotating bodies 7 are restrained from swinging around the vertical axis by entering the openings 9a of the plate 9 having the openings 9a corresponding to the number of the lower rotating bodies 7 as shown in FIGS. At the same time, grooves 2a and 3a that are linear rails formed or attached to the upper surface of the base 2 and the lower surface of the lower table 3 in a state where the distance between the adjacent lower rotating bodies 7 and 7 is maintained. The plurality of lower rotating bodies 7 are simultaneously rolled together with the plate 9 when vibration is generated.
[0050]
Both end surfaces of the lower rotating body 7 are restrained from swinging around the vertical axis by contacting the end surfaces of the lower rotating body 7 so as not to be in close contact with the inner peripheral surfaces of the grooves 2a and 3a. The groove 2a is formed on or attached to the upper surface of the base 2, and the groove 3a is formed on or attached to the lower surface of the lower table 3. The grooves 2a and 3a have at least a length corresponding to the amount of relative movement of the lower table 3 with respect to the base 2.
[0051]
As shown in FIG. 5B, the plate 9 is sandwiched between the upper surface of the base 2 excluding the grooves 2a and 3a and the lower surface of the lower table 3, and the lower table 3 is placed on the base 2, The table 3 is constrained against vertical movement by being located in a gap formed when supported by the lower rotating body 7, and when vibration occurs, it is placed on the upper surface of the base 2 or on the upper surface of the base 2 and the lower surface of the lower table 3. Translate while touching. As the plate 9 moves in parallel, the plurality of lower rotating bodies 7 roll while maintaining a constant interval.
[0052]
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the lower rotating body 7 formed of a plurality of sets by the plate 9 is not flat when the lower table 3 is supported so that the lower table 3 does not partially sink. , Evenly arranged. In the drawing, three rows are arranged on both sides and the center of the lower table 3 in the direction perpendicular to the direction of relative movement with respect to the base 2.
[0053]
As shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), the plurality of upper rotating bodies 8 are also constrained from swinging around the vertical axis by entering the openings 10a of the plate 10 having the corresponding number of openings 10a. At the same time, a groove 3b which is a linear rail formed or attached to the upper surface of the lower table 3 and the lower surface of the upper table 4 in a state where the interval between the adjacent upper rotating bodies 8 and 8 is maintained. A plurality of upper rotating bodies 8 are simultaneously rolled together with the plate 10 when vibration is generated.
[0054]
Both end surfaces of the upper rotating body 8 are also constrained against swinging around the vertical axis by coming into contact with the inner peripheral surfaces of the grooves 3b and 4b so as not to adhere to each other. The groove 3b is formed on or attached to the upper surface of the lower table 3, and the groove 4b is formed on or attached to the lower surface of the upper table 4. The grooves 3b and 4b have a length corresponding to an assumed relative movement amount of the upper table 4 with respect to the lower table 3.
[0055]
The upper table 4 is also placed on the lower table 3 between the upper surface of the lower table 3 excluding the grooves 3b and 4b and the lower surface of the upper table 4, and the upper table 4 is supported by the upper rotating body 8. The vertical movement is constrained by being located in the gap formed at the time, and when the vibration is generated, it moves in parallel while contacting the upper surface of the lower table 3 or the upper surface of the lower table 3 and the lower surface of the upper table 4. As the plate 10 moves in parallel, the plurality of upper rotating bodies 8 roll while maintaining a constant interval.
[0056]
The plurality of upper rotating bodies 8 are also equally arranged on a plane so that when the upper table 4 is supported, the upper table 4 does not partially sink. In the drawing, three rows are arranged on both sides and the center in the direction orthogonal to the relative movement direction of the upper table 4 with respect to the lower table 3.
[0057]
The shaft of the spring 5 installed between the base 2 and the lower table 3 has the same restoring force on the lower table 3 even if the lower table 3 moves relative to the base 2 in a normal state where no vibration is generated. In order to provide the same, the plane 5 is oriented in a direction perpendicular to the relative movement direction of the base 2 and the lower table 3, and the spring 5 moves around the connection point to the base 2 when relative movement occurs between the base 2 and the lower table 3. It stretches while rotating and exhibits its restoring force.
[0058]
The axis of the spring 6 installed between the lower table 3 and the upper table 4 is also in a normal state on a plane, and is oriented in a direction perpendicular to the relative movement direction of the lower table 3 and the upper table 4, and between the lower table 3 and the upper table 4. When relative movement occurs, it expands while rotating around the connection point to the lower table 3 and exhibits a restoring force.
[0059]
The springs 5 and 6 are mainly coil springs having a high deformability, but a part of the springs 5 and 6 is a series of springs, such as disc springs and ring springs, that generate a damping force due to friction when contracted. In addition, or by combining them in parallel, the damping force of the disc spring or the ring spring can be applied to the springs 5 and 6, and the function of the damper can be added.
[0060]
As shown in FIGS. 6 and 7, the base 2 has a track frame 201 capable of forming grooves 2 a for arranging a plurality of lower rotating bodies 7 in a plurality of rows on the upper surface side, and at the same time between the lower table 3. The spring 5 can be installed, and the spring 5 has a shape that does not become an obstacle to the rotation of the lower table 3 around the connection point to the base 2, and the three track frames 201 are arranged in one direction. From the orthogonal frame 202 connecting the end portions of the three track frames 201, for example, a Japanese character is formed on a plane. The arrows in FIG. 7 indicate the relative movement direction of the lower table 3 with respect to the base 2.
[0061]
As shown in FIGS. 7 and 8, the lower table 3 has a track frame 31 that can form grooves 3a for arranging a plurality of lower rotating bodies 7 on the lower surface side, and a plurality of upper rotating bodies on the upper surface side. The spring 5 can be installed between the base frame 2 and the spring 5 can be connected to the base 2 along with the relative movement with respect to the base 2. A shape that does not become an obstacle to rotating around, for example, a square shape in which two orbital frame frames 31 and 32 intersect on a plane. The arrows in FIG. 8 indicate the relative movement direction of the upper table 4 with respect to the lower table 3.
[0062]
As shown in FIG. 8, the upper table 4 also has a track frame 41 capable of forming grooves 4 b for arranging a plurality of upper rotating bodies 8 in a plurality of rows on the lower surface side. Three track frames 41 are arranged, and form, for example, a Japanese character from an orthogonal frame 42 that connects the ends of the three track frames 41. The track frame 41 is orthogonal to the track frame 201 of the base 2.
[0063]
As shown in FIGS. 4 and 7, between the lower table 3 and the base 2, the spring 5 faces in a direction normal to the relative movement direction of the base 2 and the lower table 3 in a normal state where no vibration is generated as shown in FIGS. 4 and 7. Is installed, for example, there is a step between the bottom surface of the center track frame 32 and the bottom surface of the track frame 31 so that the end of the spring 5 can be connected to the center track frame 31 of the lower table 3. One end of the spring 5 is connected to the side surface of the central track frame 31 located on the base 2 side (lower side). The other end of the spring 5 is connected to the inner peripheral surface of the track frame 201 located on both sides of the base 2.
[0064]
4 and 7, the springs 5 and 5 are arranged on both sides of the central track frame 31 so as to meet at the center so that the restoring force of the spring 5 acts equally on both sides of the center of the lower table 3. However, it is not always necessary to arrange the two springs 5 and 5 on both sides of the central track frame 31, and it may be sufficient to arrange one spring 5 only on one side. When the two springs 5 and 5 are arranged, the springs 5 and 5 may be installed so that the ends of the springs 5 and 5 meet at a position where the center of the center track frame 31 is removed.
[0065]
As shown in FIGS. 3 and 8, a spring 6 is installed between the lower table 3 and the upper table 4 on a plane in a normal state and facing a direction perpendicular to the relative movement direction of the lower table 3 and the upper table 4. Therefore, the end of the spring 6 can be connected to the inner peripheral surface of the track frame 32 positioned on both sides of the lower table 3 and the track frame 41 in the center of the upper table 4 as shown in FIG. A step is also provided between the upper surface of the track frame 31 and the upper surface of the track frame 32. One end of the spring 6 is connected to the inner peripheral surface of the track frame 32 on both sides, and the other end is connected to the side surface of the track frame 41 at the center.
[0066]
3 and 8, the springs 6 and 6 are arranged on both sides of the central track frame 41 so as to meet at the center so that the restoring force of the spring 6 acts equally on both sides of the center of the upper table 4. However, it is not always necessary to arrange the two springs 6 and 6 on both sides of the central track frame 41, and it may be sufficient to arrange one spring 6 only on one side. When the two springs 6 and 6 are arranged, the springs 6 and 6 may be installed so that the ends of the springs 6 and 6 meet at a position where the center of the central track frame 41 is removed.
[0067]
9 and 10, the base 2 is composed of two track frames 201 and two orthogonal frames 202, the lower table 3 is composed of two track frames 31 and two track frames 32, and the upper table 4 is 2 In the case of two track frames 41 and two orthogonal frames 42, the spring 5 is installed between one track frame 201 of the base 2 and one track frame 31 of the lower table 3 facing the spring frame 6. Is installed between one track frame 32 of the lower table 3 and one track frame 41 of the upper table 4 opposed thereto, the lower table 3 moves relative to the base 2 and simultaneously the upper table 4 A state when the relative movement with respect to the lower table 3 is shown is shown. 11 and 12 show a state in which the upper table 4 of FIGS. 9 and 10 is omitted. 13 and 14 show enlarged views of FIGS. 11 and 12, respectively.
[0068]
In this case, when the spring 5 extends while rotating, it does not interfere with the orthogonal frame 202 of the base 2 and the track frame 32 of the lower table 3, and when the spring 6 extends while rotating, the track frame 31 of the lower table 3. For example, as shown in FIG. 10, a part on the upper surface side of the orthogonal frame 202, a part on the lower surface side of the track frame 32, and a part on the upper surface side of the track frame 31 so as not to interfere with the orthogonal frame 42 of the upper table 4 A part of the lower surface side of the orthogonal frame 42 is cut away.
[0069]
9 to 14, a restriction device 11 is provided between the lower table 3 and the upper table 4 to restrict the relative movement of the upper table 4 relative to the lower table 3 in the vertical direction exceeding a certain amount in the vertical upward direction (invoice). Item 6) is shown.
[0070]
As shown in FIG. 15- (a), for example, the restriction device 11 includes an enclosure portion 11a that rises from the outer side surface of the track frame 32 of the lower table 3, and an upper surface side of the track frame 41 of the upper table 4 that is continuous with the enclosure portion 11a. The holding portion 11b is locked downward to the track frame 41 of the upper table 4 to restrain the upper table 4 from being lifted with respect to the lower table 3. As shown in FIG. 3, the surrounding portion 11 a hangs down from the outer side surface of the track frame 41 of the upper table 4, and the pressing portion 11 b may wrap around the lower surface side of the track frame 32 of the lower table 3. FIG. 15- (a) shows a cross section taken along line zz of FIG.
[0071]
In the drawing, the restricting device 11 is arranged around (outside) between the lower table 3 and the upper table 4, but the circumference between the lower table 3 and the upper table 4 is within a range that does not interfere with the springs 5 and 6. It may be placed inside other than.
[0072]
A plurality of columnar rotating bodies 12 are horizontally arranged between the mutually facing surfaces of the track frame 41 or the track frame 32 and the pressing portion 11b so as not to disturb the relative movement of the upper table 4 with respect to the lower table 3. Placed. Grooves 41a and 11c for arranging a plurality of rotating bodies 12 are formed on or attached to the mutually opposing surfaces of the track frame 41 and the track frame 32 and the pressing portion 11b.
[0073]
The plurality of rotating bodies 12 enter the openings 13a of the plate 13 having the plurality of openings 13a similarly to the lower rotating body 7 and the upper rotating body 8, and are constrained to swing around the vertical axis, and at the same time rotate adjacent to each other. In a state where the distance between the bodies 12 and 12 is maintained, they are arranged to fit into the grooves 41a and 11c. When vibrations are generated, the plurality of rotating bodies 12 together with the plate 13 roll simultaneously.
[0074]
In FIGS. 14 and 15, the hardness of the grooves 41 a and 11 c is reduced in order to reduce the frictional force between the rotating body 12 and the portion where the upper and lower surfaces of the rotating body 12 are in contact, and to enable the rotating body 12 to rotate smoothly. Plate springs 15 and 15 in which the upper and lower surfaces of the rotating body 8 are also in contact with the grooves 3b of the track frame 32 of the lower table 3 and the grooves 4b of the track frame 41 of the upper table 4 in the same manner. Is arranged.
[0075]
The restriction device 11 and the plurality of rotating bodies 12 may be installed between the track frame 201 of the base 2 and the track frame 31 of the lower table 3 as shown in FIGS.
[0076]
16 to 23 show a case in which a vertical vibration isolating device 16 that allows vertical movement between the base 2 and the lower table 3 in the vertical direction and interrupts vertical vibration generated in the base 2 is interposed between the opposing surfaces of the base 2 and the lower table 3. The state of (Claim 3) is shown.
[0077]
16 and 17, particularly, a vertical vibration isolator 16 is connected to one of the base 2 and the lower table 3, and a vertical spring 17 that exerts a restoring force in the vertical direction while bearing the vertical load of the lower table 3; An example of a case in which both the base 2 and the lower table 3 are connected to both the base table 2 and the lower table 3 so as to be rotatable around a horizontal axis, and are always kept in parallel (Claim 4) is shown. In this case, the limiting device 11 is not installed between the base 2 and the lower table 3.
[0078]
The holding member 18 includes, for example, a bar 18a having high torsional rigidity and brackets 18b that are integrated at both ends thereof and always rotate together with the bar 18a. Both ends of the bar 18a and one end of the bracket 18b are connected to the base 2 and the lower table. 3 is pivotally supported by the plates 19 and 19 fixed to one of the three, and the other end of the bracket 18b is pivotally supported by the plates 20 and 20 fixed to the other.
[0079]
At least two holding members 18, 18 are paired so that the brackets 18b, 18b of both holding members 18, 18 rotate while maintaining a parallel state, and the lower table 3 connected to the brackets 18b, 18b is a pantograph. While rotating around one pivotal support position of the bracket 18a, it moves parallel to the base 2 and keeps both in parallel without any shape at the distance between them.
[0080]
The vertical springs 17 are arranged at one center on the plane of one of the base 2 and the lower table 3 or evenly on the plane, and one end is connected to either the base 2 or the lower table 3. The other end simply touches. When the lower end of the vertical spring 17 is fixed to the base 2 as shown in FIG. 16, the vertical spring 17 slides along the lower surface of the lower table 3 at the upper end to support the lower table 3 so that it can be raised and lowered. As the vertical spring 17, a disc spring, a ring spring, and a leaf spring are used in addition to a coil spring.
[0081]
18 to 23, a vertical vibration isolator 16 is connected to the base 2, and a horizontal spring 171 that exerts a restoring force in the horizontal direction while bearing a vertical load on the lower table 3 and a base 2 that rotates about a horizontal axis. An example of the case where the lower table 3 and the horizontal spring 171 are rotatably connected to the lower table 3 and the horizontal spring 171 so as to be rotatable around the horizontal axis, and the base 2 and the lower table 3 are always kept in parallel is shown. . 18 to 21 show the case where a coil spring is used as the horizontal spring 171, and FIGS. 22 and 23 show the case where a ring spring is used.
[0082]
In the case of claim 5, as shown in FIG. 19, the holding member 181 includes a plurality of holding members 181b pivotally supported by support members 181a and 181a that are fixed horizontally on the upper surface of the base 2, and a plurality of holding members 181b. It comprises a connecting member 181c that connects a plurality of holding members 181b and simultaneously rotates a plurality of holding members 181b when the lower table 3 is moved relative to the base 2, and the holding member 181b is supported between the support members 181a and 181a. While being supported by a shaft 181d and supported by a plate 181e fixed to the lower surface of the lower table 3 by a pin 181g or the like, it is supported by a connecting member 181f connected by a horizontal spring 171 by a pin 181h or the like. .
[0083]
As shown in FIG. 20, the support shaft 181d, which is the support position of the support material 181b to the support material 181a, and the pin 181g, which is the support position to the plate 181e, are not on the same vertical line, but only e in the horizontal direction. As shown in FIG. 21, the holding member 181b is always subjected to the moment M1 (= W · e) by the vertical load W of the lower table 3 shared by one holding member 181. The horizontal spring 171 connected to the holding member 181b resists and bears the vertical load W of the lower table 3.
[0084]
The moment M1 around the support shaft 181d is transmitted as a moment M2 to the connecting member 181f through the pin 181h. The distance between the support shaft 181d and the pin 181h is L, and the axial force acting on the connecting member 181f, that is, a horizontal spring Assuming that the axial force acting on 171 is H, since M2 = H · L and M2 = M1, the axial force H is H = W · e / L, and the horizontal spring 171 is e of the vertical load W. It is sufficient to bear a load of / L times. As shown in the figure, when horizontal springs 171 and 171 are connected to both sides of the connecting member 181f, the load on each horizontal spring 171 can be a load of H / 2.
[0085]
Here, assuming that the spring constant of the horizontal spring 171 is k and the extension or contraction of the horizontal spring 171 is x, H = k · x. Therefore, the horizontal spring 171 is normally pulled by a vertical load W, or It bears a compressive force H, equilibrates in an expanded or contracted state by x = e / kL · W, and bears a further tensile force or compressive force as the lower table 3 moves up and down. In the illustrated case, one horizontal spring 171 sandwiching the connecting member 181f bears a tensile force, and at the same time, the other horizontal spring 171 bears a compressive force.
[0086]
When a ring spring is used as the horizontal spring 171 as shown in FIG. 22 and FIG. 23, the effect of damping the vibration early when the vertical movement of the lower table 3 with respect to the base 2 is obtained due to the characteristics of the ring spring itself. Can do.
[0087]
As shown in FIG. 24, the ring spring has a shape in which inner rings A and outer rings B having different diameters are alternately overlapped in the axial direction, and a clearance is secured between the adjacent inner rings A and A and between the outer rings B and B. The inner ring A and the outer ring B adjacent to each other contact each other on a vertical surface or a contact surface inclined with respect to a horizontal plane.
[0088]
The ring spring is used in a state where the shaft is horizontal as shown in FIGS. 22 and 23, and the vertical load W of the lower table 3 is compressed by the frictional force generated between the contact surfaces of the inner ring A and the outer ring B in normal times. And the inner ring A contracts in the circumferential direction, the outer ring B expands in the circumferential direction, and the inner ring A and the outer ring B are in a state of equilibrium with a certain amount of contraction and expansion.
[0089]
From the equilibrium state, the entire ring spring can bear a compressive force until the clearance between the adjacent inner rings A and A and the clearance between the outer rings B and B disappear, and the inner ring A can be contracted in the axial direction. It is possible to bear the tensile force until both contact surfaces of the outer ring B and the outer ring B are separated and to extend in the axial direction, so that the vibration in the vertical direction of the lower table 3 is in a range from the fully contracted state to the fully extended state. Cut off.
[0090]
As shown in FIG. 25, which is a hysteresis characteristic diagram of a ring spring, the ring spring is subjected to a compressive force until it is fully contracted, and a certain strain remains in the inner ring A and the outer ring B when the load is removed. Since only the load is reduced and then the inner ring A and the outer ring B return to the original shape, and the hysteresis curve draws a loop, in addition to the above-described function of vibration isolation, vibration energy is generated when the lower table 3 vibrates in the vertical direction. And also has a function of suppressing vertical shaking of the lower table 3 relative to the base 2.
[0091]
In FIG. 22 and FIG. 23, one horizontal spring 171 is connected to the connecting member 181f. In this case, the horizontal spring 171 is balanced in a state in which an axial force of H = W · e / L is normally applied. The vibration is suppressed while bearing further tensile force or compressive force with the vertical movement of the lower table 3.
[0092]
Since the inner ring and the outer ring of the ring spring are separated from each other, when the ring spring is used as the horizontal spring 171, the ring spring surrounds the whole and is inserted into the cylinder 171a with one end open, One end is connected to the closed end face of the cylinder 171a.
[0093]
A casing 171b that surrounds the cylinder 171a and is open at one end is mounted so as to be relatively movable in the axial direction on the open surface side of the cylinder 171a, and a shaft 171c fixed inside the casing 171b is connected to the other end of the ring spring. The A connecting member 181f is connected to the other end of the casing 171b so as to be rotatable about a horizontal axis, and the casing 171b contracts the ring spring when receiving a compressive force from the connecting member 181f as shown in FIG.
[0094]
In FIGS. 22 and 23, in order to avoid a collision between the lower table 3 and the holding member 181 when the lower table 3 sinks greatly with respect to the base 2, a lower end portion of the plate 181e is provided below the plate 181e. A strut 181j that can come into contact is fixed to the base 2. A cushioning material 181k is attached to the upper end of the column 181j to mitigate the impact when the plate 181e contacts.
[0095]
Since the ring spring can only bear the tensile force from the equilibrium state until the contact surfaces of both the inner ring and the outer ring are separated, and the load of the tensile force is limited, in FIG. 22, when the lower table 3 is lowered, the horizontal spring The horizontal spring 171 is arranged on the side where the pin 181h of the holding member 181b approaches the horizontal spring 171 so that the 171 bears the compressive force.
[0096]
Further, as shown in FIG. 23, when the plate 181e comes into contact with the buffer material 181k on the support 181j and the horizontal spring 171 contracts most, the restoring force is a moment in a direction to return the holding material 181b to the state of FIG. In order to operate, the horizontal spring 171 is installed so that the support shaft 181d and the pin 181h and the pin 181i that connects the horizontal spring 171 and the connecting member 181f are in a state just before being arranged on the same line.
[0097]
In the case of FIG. 22, the horizontal spring 171 bears and balances with the compressive force due to the vertical load of the lower table 3, but when the lower table 3 sinks from this state, it generates a damping force while bearing further compressive force. The acceleration when the lower table 3 is lowered is reduced and the impact is alleviated.
[0098]
26 and 27, a shock absorber 21 is installed between the lower table 3 and the upper table 4 to allow the upper table 4 to move vertically upward relative to the lower table 3 while reducing the impact during the relative movement. The situation of the case (Claim 7) is shown. Since the shock absorber 21 functions to allow the upper table 4 to move upward, the limiting device 11 in claim 6 is not used together.
[0099]
The shock absorber 21 includes a vertical spring 22 that exhibits a restoring force in the vertical direction, and holding members 23 and 23 that are fixed to the lower table 3 and the upper table 4 and hold both ends of the vertical spring 22 (Claim 8). A mandrel 24 fixed to one of the holding members 23 is inserted into the spring 22.
[0100]
When the vertical spring 22 is a coil spring, the mandrel 24 functions to prevent buckling at the time of compressive deformation due to lifting of the upper table 4 with respect to the lower table 3, and when using a ring spring as shown, the upper table 4 4 is used to dispose a locking member 24a to be described later for applying a compressive force to the ring spring.
[0101]
In the normal state, the upper table 4 is placed on the lower table 3 with the upper rotating body 8 interposed therebetween, so that the shock absorber 21 suppresses the lifting when the upper table 4 is lifted with respect to the lower table 3. It functions to alleviate impacts when lifted, or when lifted and after lifted. As the vertical spring 22, a disc spring or a ring spring as shown is used in addition to a coil spring. When a ring spring is used, the ring spring is disposed in the cylinder 22a.
[0102]
26, when holding members 23, 23 are fixed to the lower table 3 and the upper table 4, and a ring spring as a vertical spring 22 is arranged between the holding members 23, 23, FIG. This is a case where a ring spring as the vertical spring 22 is arranged on the holding member 23.
[0103]
In the case of FIG. 26, the mandrel 24 passes through the upper holding member 23 fixed to the upper table 4 and is locked downward to the upper holding member 23 at the upper end. The holding member 23 and the cylinder 22a fixed to the lower holding member 23 can be freely raised.
[0104]
In the case of FIG. 27, the upper end of a mandrel 24 that protrudes upward from the upper holding member 23 is connected to an engaging member 24a that engages the upper end of the vertical spring 22 when the upper table 4 is lifted. The cylinder 22a is fixed to the upper holding member 23.
[0105]
When a ring spring is used as the vertical spring 22, the ring spring can only bear the tensile force from the equilibrium state until the contact surfaces of both the inner ring and the outer ring are released, and there is a limit to the burden of the tensile force. Then, the lower end of the mandrel 24 faces upward at the lower end of the vertical spring 22 when the upper table 4 is lifted so that the compressive force acts on the vertical spring 22 even when the upper table 4 moves vertically upward (lifts). A locking member 24a to be locked is connected. The locking member 24a is separated from the lower holding member 23.
[0106]
At the upper end position of the vertical spring 22 around the mandrel 24, a locking member 24a is disposed to lock downward on the upper end of the vertical spring 22 when the upper table 4 is lifted, and the cylinder is fixed to the lower holding member 23 It is connected to the lower surface of the upper end of 22a.
[0107]
In the case of FIG. 26, when the upper table 4 is lifted, the lower locking member 24a is locked upward at the lower end of the vertical spring 22, so that the vertical spring 22 exerts a damping force while bearing a compressive force. appear. As the upper table 4 floats, the restoring force of the contracted vertical spring 22 acts downward on the upper table 4 through the lower locking member 24a, and acts on the lower table 3 upward through the upper locking member 24a. Therefore, the lifting of the upper table 4 is suppressed, and the impact at the time of lifting is also mitigated by the damping force generated by the vertical spring 22.
[0108]
Although not shown, when a coil spring is used for the vertical spring 22, in order to mitigate an impact caused by contact with the lower table 3 (upper rotating body 8) when the upper table 4 is lifted and then returned (Claim 9). ), The vertical spring 22 contracts in the axial direction in the normal state, and the restoring force due to the compression is placed on the upper table 4 in the vertical upward direction.
[0109]
When a ring spring is used, the upper table 4 is lifted up only by using the ring spring as the vertical spring 22 because the ring spring is already contracted by being locked to the locking member 24a at the upper end and the lower end in normal times. Later, the impact when descending can be mitigated.
[0110]
In claim 9, when a coil spring is used for the vertical spring 22, the vertical spring 22 tends to contract after the upper table 4 is lifted, but the lower surface (groove 4 b) of the upper table 4 contacts the upper rotating body 8. Since the vertical spring 22 exhibits an upward restoring force before, the impact caused by the collision with the upper rotating body 8 when the upper table 4 contacts the upper rotating body 8 is alleviated. When the upper table 4 is lifted and after the shock is lifted, the vertical vibration generated in the lower table 3 is blocked.
[0111]
Also in the case of FIG. 27, the mandrel 24 penetrates the upper holding member 23 fixed to the upper table 4, and the upper holding member 23 is in a state where it can freely move up and down with respect to the mandrel 24, and the upper table 4 is lifted up. When generated, the vertical spring 22 contracts, and after the contraction, the restoring force when trying to extend acts downward on the upper table 4 through the upper holding member 23, while suppressing the lifting of the upper table 4, Relieves shock when lifting.
[0112]
Although not shown, when the coil spring as the vertical spring 22 is arranged on the upper holding member 23 as shown in FIG. 27, the lower table when the upper table 4 returns after the vertical upward relative movement (lifts). 3 (Claim 9), the vertical spring 22 extends in the axial direction in a normal state, and the restoring force by tension is applied to the upper table 4 through the upper holding member 23. It is placed in a state of acting vertically upward.
[0113]
When a ring spring is used, the ring spring is used as a vertical spring 22 because the ring spring is already contracted by being locked to the locking member 24a at the upper end and locked to the lower holding member 23 at the lower end. It is possible to alleviate the impact when descending after the upper table 4 is lifted only by using.
[0114]
In FIG. 27, when the impact due to the contact with the upper rotating body 8 of the lower table 3 when returning is recovered after the upper table 4 is lifted (Claim 9), the vertical spring 22 tries to extend after the upper table 4 is lifted. However, since the vertical spring 22 exerts an upward restoring force before the lower surface (groove 4b) of the upper table 4 contacts the upper rotating body 8, the upper rotation when the upper table 4 contacts the upper rotating body 8 is achieved. The impact caused by the collision with the body 8 is reduced. When the upper table 4 is lifted and after the shock is lifted, the vertical vibration generated in the lower table 3 is blocked.
[0115]
26 and 27, the shock absorber 21 is arranged around (outside) between the lower table 3 and the upper table 4, but the lower table 3 and the upper table 4 are not affected by interference with the springs 5 and 6. There are also cases where it is placed inside other than the surroundings.
[0116]
When a set horizontal force (acceleration) such as micro vibration does not act on the base 2 as shown in FIG. 33 on either the base 2 or the lower table 3 and either the lower table 3 or the upper table 4 The lower table 3 does not move relative to the base 2 and the upper table 4 does not move relative to the lower table 3 randomly. When the set horizontal force is applied, the lower table 3 and the upper table 4 freely move relative to each other. A stopper 25 that engages the other is protruded so as to be movable.
[0117]
For example, the stopper 25 is urged from one of the base 2 (lower table 3) and the lower table 3 (upper table 4) to the other side by a spring 26 and protrudes in a state of being fitted in a groove 28 formed on the other side. Established.
[0118]
In FIG. 33, in order to make the stopper 25 and the spring 26 into parts, the spring 26 and the stopper 25 are built in a cylindrical case 27, and the case 27 is embedded in the base 2 (lower table 3). In FIG. 33, a spherical body is used for the stopper 25 and the groove 28 is formed in a conical shape so that the stopper 25 can be detached from the groove 28 without resistance when the lower table 3 (upper table 4) is relatively moved.
[0119]
When the stopper 25 is separated from the groove 28 by the horizontal force acting on the structure, the lower table 3 and the upper table 4 try to stay in the original position by the seismic isolation device 1, and the base 2 moves with the deformation of the structure, respectively. Move relative to the lower table 3. The springs 5 and 6 extend while rotating according to the relative movement amounts of the lower table 3 and the upper table 4 with respect to the base 2 and the lower table 3.
[0120]
While the vibration is repeated, the lower table 3 and the upper table 4 reciprocate in the positive and negative directions with respect to the original positions with respect to the base 2 and the lower table 3, and the springs 5 and 6 are repeatedly expanded and contracted.
[0121]
After the base 2 and the lower table 3 are stationary, the lower table 3 and the upper table 4 try to return to the direction in which the relative displacement with respect to the base 2 and the lower table 3 is eliminated by the restoring force of the springs 5 and 6, and the springs 5 and 6 themselves. Due to the damping effect, the amplitude decreases early and stops.
[0122]
【The invention's effect】
A base, a lower table supported on the base so as to be movable relative to the base in one horizontal direction, and a lower table supported on the lower table so as to be relatively movable in a horizontal direction intersecting the one direction with respect to the lower table. The upper table to be supported is a basic element, and when the vibration such as an earthquake occurs, the lower table is linearly moved in one horizontal direction with respect to the base, and the upper table is moved in the horizontal direction intersecting the one direction with respect to the lower table. In order to construct a spring that stretches and exerts a restoring force when relative movement occurs between the base and the lower table and between the lower table and the upper table after linear movement, a guide bar, a slider, Without the use of pulleys and wires, the coil spring has a sine curve relationship between the amount of deformation and the restoring force, and the function without the natural frequency of the spring is achieved. While out, it is possible to simplify the structure of the whole isolator.
[0123]
While the upper table is movable relative to the base in any direction, the movement of the end of the upper table side of the spring laid between the upper table and the lower table is restricted by linear motion, Since the movement of the end of the lower table side of the spring installed between the base and the base is also restricted to linear motion, the relationship between the amount of deformation of the spring and the restoring force becomes a sine curve, and the lower table and the base, and The relative movement between the upper table and the lower table can be terminated early.
[0124]
At the same time, the movement of one end of the spring is restricted to a linear motion, so that the spring does not have a natural frequency, so that the vibration of the lower table or the upper table is not amplified.
[0125]
The spring exerts a restoring force according to the extension amount, and tries to return the lower table and the upper table that have moved relative to each other to the original position. By extending while rotating around, the restoring force of the spring becomes smaller according to the sine curve as the lower table and the upper table approach the original position when the lower table and the upper table are returned.
[0126]
As a result, the acceleration of the lower table and the upper table is reduced when the lower table and the upper table that are going to return to the original position exceed the original position due to the restoring force of the spring, and further when moving in the opposite direction to the relative movement. Therefore, the lower table and the upper table can be stopped after repeating vibration with a small amplitude with respect to the base near the original position.
[0127]
Also, since the restoring force of the spring acts directly on the lower table and the upper table, it depends on the frictional force such as when the slider is circumscribed by the guide bar or when the wire connected to the slider is stretched via the pulley. Since the loss of force is small, the restoring force of the spring can be effectively exhibited and transmitted to the lower table and the upper table without loss.
[0128]
As described above, the restoring force acting on the lower table and the upper table suddenly approaches 0 near the original position so that the lower table and the upper table moved relative to each other return to the original position, and the lower table and the upper table are braked. Therefore, there is no need to use a special damper for vibration suppression in the seismic isolation device.
[0129]
In claim 2, a cylindrical lower rotating body that supports the lower table so as to be relatively movable in one horizontal direction is interposed between the base and the lower table so that the shaft is horizontally oriented, and the upper table is interposed between the lower table and the upper table. A cylindrical upper rotating body that supports the table so as to be relatively movable in the horizontal direction intersecting the one direction is interposed with the axis oriented horizontally, so that it is possible to cause relative movement without friction due to the occurrence of vibration. The load which one support body bears can be reduced, and the number of support bodies can be reduced.
[0130]
In Claims 3 to 5, since a vertical vibration isolating device is provided between the opposing surfaces of the base and the lower table to allow vertical relative movement between the two and to block vertical vibrations generated in the base, Vertical vibrations acting on the device can be blocked.
[0131]
According to the sixth aspect of the present invention, a limiting device is provided around the space between the lower table and the upper table to limit the amount of vertical upward relative movement of the upper table with respect to the lower table. The amount of relative movement can be limited to prevent the upper table from being detached from the lower table.
[0132]
In Claims 7 and 8, a shock absorber is installed between the lower table and the upper table to reduce the impact during the relative movement while allowing the upper table to move vertically relative to the lower table. It is possible to mitigate the impact when relative movement occurs.
[0133]
According to the ninth aspect of the present invention, in the normal state in which the upper table is not lifted up, the restoring force of the vertical spring is maintained in a state of acting vertically upward on the upper table, so that the impact when the upper table is lifted and after the lift is reduced. Therefore, vertical vibrations can be blocked.
[0134]
Further, in the eighth and ninth aspects, since there is a holding material for holding the vertical spring, a certain amount of relative upward movement between the lower table and the upper table is allowed, and a relative movement exceeding a certain amount is allowed. The amount can also be limited.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of a seismic isolation device.
2 is a plan view of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is an elevational view taken along line xx of FIG.
4 is an elevational view taken along line yy of FIG.
5A is a longitudinal sectional view showing a relationship between a lower rotating body (upper rotating body) and a plate, and FIG. 5B is a longitudinal sectional view in a direction orthogonal to (a).
FIG. 6 is a perspective view showing an example of the shape of a base.
7 is a perspective view showing an example of the shape of a lower table corresponding to the base of FIG. 6. FIG.
8 is a perspective view showing an example of the shape of an upper table corresponding to the lower table of FIG.
FIG. 9 is a plan view showing a state in which the lower table and the upper table are moved relative to the base and the lower table, respectively.
10 is a perspective view of FIG. 9. FIG.
11 is a plan view illustrating a state in which the upper table of FIG. 9 is omitted. FIG.
12 is a plan view of FIG. 11. FIG.
13 is an enlarged view of FIG.
FIG. 14 is an enlarged view of FIG.
15A is a cross-sectional view taken along the line zz of FIG. 9, and FIG. 15B is an enlarged view of a broken-line circle portion of FIG. 9A.
FIG. 16 is a perspective view showing a state in which a vertical vibration isolating device using a vertical spring is installed between the base and the lower table.
FIG. 17 is an elevation view showing a state in which the base and the lower table of FIG. 16 are combined.
FIG. 18 is a perspective view showing a state in which a vertical vibration isolator using a horizontal spring is installed between the base and the lower table.
19 is a partially enlarged view of FIG.
20 is an elevational view of FIG.
21 is an elevational view showing a state when the vertical vibration isolator of FIG. 18 bears the vertical load of the lower table.
FIG. 22 is an elevational view showing a state in which a vertical vibration isolator using another horizontal spring is installed between the base and the lower table.
23 is an elevational view showing a state in which the horizontal spring of the vertical vibration isolator of FIG. 22 is contracted.
FIG. 24 is a longitudinal sectional view showing a ring spring.
FIG. 25 is a restoring force characteristic diagram showing a compression force-contraction relationship of a ring spring.
FIG. 26 is an elevational view showing a configuration example and a mounting example of the shock absorber.
FIG. 27 is an elevational view showing another configuration example and attachment example of the shock absorber.
FIG. 28 is a plan view showing the relationship between the extension accompanied by the rotation of the spring and the lower table.
FIG. 29 is a graph showing the relationship between the restoring force of the lower table and the horizontal displacement when the lower table is regarded as a spring.
FIG. 30 is a graph showing the relationship between the acceleration of the lower table and the horizontal displacement.
FIG. 31 is a graph showing the relationship between the spring constant of the lower table and the horizontal displacement.
FIG. 32 is a graph showing the relationship between the natural frequency of the lower table and the horizontal displacement.
FIG. 33 is a longitudinal sectional view showing a specific example of a stopper and a state in which the stopper is attached to a base and a lower table.
[Explanation of symbols]
1 ... Seismic isolation device, 2 ... base, 2a ... groove, 201 ... track frame, 202 ... orthogonal frame, 3 ... lower table, 3a ... groove, 31 ... track frame, 3b ... groove 32 …… Track frame, 4 …… Upper table, 4b …… Groove, 41 …… Track frame, 41a …… Groove, 42 …… Orthogonal frame, 5, 6… Spring, 7 …… Lower rotating body, 8 ...... Upper rotator, 9 ... Plate, 9a ...... Opening, 10 ... Plate, 10a ... Opening, 11 ... Limiting device, 11a ... Enveloping part, 11b ... Pressing part, 11c ... Groove, 12 …… Rotating body, 13 …… Plate, 13a …… Open, 14 …… Metal plate, 15 …… Plate spring, 16 …… Vertical vibration isolator, 17 …… Vertical spring, 171 …… Horizontal spring, 171a …… Cylinder, 171b ... Casing, 171c ... Shaft, 18 ... Holding member, 18a ... Bar, 18b ... Bracket, 181 ... Holding member, 181a ... Support material, 181b ... Holding material, 181c ... Connecting member, 181d ... support shaft, 181e ... Plate, 181f …… Connecting material, 181g …… Pin, 181h …… Pin, 181i …… Pin, 181j …… Stand, 181k …… Buffer material, 19 …… Plate, 20 …… Plate, 21 …… Buffer device, 22: Vertical spring, 22a: Cylinder, 23: Holding material, 24: Mandrel, 25 ... Stopper, 26 ... Spring, 27 ... Case, 28 ... Groove.

Claims (9)

ベースと、ベース上に、ベースに対して水平の1方向に相対移動自在に支持される下部テーブルと、下部テーブル上に、下部テーブルに対し、前記1方向に交差する水平方向に相対移動自在に支持される上部テーブルと、ベースと下部テーブル間、及び下部テーブルと上部テーブル間に、それぞれの相対移動方向に交差する方向に架設され、両者間に相対移動が生じたときに伸長して復元力を発揮するばねから構成され、
前記ベースと下部テーブル及び上部テーブルは3段重ねに配置され、
前記ベースと前記下部テーブル間に下部テーブルを前記水平の1方向に相対移動自在に支持する下部支承体が介在し、
前記下部テーブルと前記上部テーブル間に上部テーブルを前記1方向に交差する水平方向に相対移動自在に支持する上部支承体が介在し、
前記ベースは前記水平の1方向に前記下部支承体を配置するための少なくとも2本の平行な軌道枠を有し、
前記下部テーブルは前記水平の1方向に前記下部支承体を配置するための少なくとも2本の平行な軌道枠と、前記1方向に交差する水平方向に前記上部支承体を配置するための少なくとも2本の平行な軌道枠を有し、
前記上部テーブルは前記1方向に交差する水平方向に前記上部支承体を配置するための少なくとも2本の平行な軌道枠を有し、
前記ベースと下部テーブル間のばねはベースの前記軌道枠とそれに対向する下部テーブルの前記軌道枠との間に、平面上、前記ベースと下部テーブルの相対移動方向に直交する方向に、且つ水平面に対し、傾斜して架設され、
前記下部テーブルと上部テーブル間のばねは下部テーブルの前記軌道枠とそれに対向する上部テーブルの前記軌道枠との間に、平面上、前記下部テーブルと上部テーブルの相対移動方向に直交する方向に、且つ水平面に対し、傾斜して架設されていることを特徴とする直線運動型復元機能付き免震装置。
A base, a lower table supported on the base so as to be movable relative to the base in one horizontal direction, and a lower table supported on the lower table so as to be relatively movable in a horizontal direction intersecting the one direction with respect to the lower table. It is installed in the direction crossing the relative movement direction between the supported upper table, base and lower table, and between lower table and upper table, and stretches and restores when relative movement occurs between them. Composed of springs that demonstrate
The base, the lower table and the upper table are arranged in three layers,
A lower support body is interposed between the base and the lower table to support the lower table so as to be relatively movable in the horizontal direction.
Between the lower table and the upper table, there is an upper support that supports the upper table so as to be relatively movable in the horizontal direction intersecting the one direction,
The base has at least two parallel track frames for disposing the lower support in the horizontal direction;
The lower table has at least two parallel track frames for arranging the lower support body in the horizontal one direction, and at least two for arranging the upper support body in the horizontal direction intersecting the one direction. Parallel track frames,
The upper table has at least two parallel track frames for arranging the upper support body in a horizontal direction intersecting the one direction;
The spring between the base and the lower table is between the track frame of the base and the track frame of the lower table opposite to the base, in a direction perpendicular to the relative movement direction of the base and the lower table, and in a horizontal plane. In contrast ,
The spring between the lower table and the upper table is between the track frame of the lower table and the track frame of the upper table opposite thereto , on a plane, in a direction perpendicular to the relative movement direction of the lower table and the upper table, In addition, a seismic isolation device with a linear motion type restoration function, wherein the seismic isolation device is inclined with respect to a horizontal plane .
ベースと下部テーブル間に前記下部支承体として、下部テーブルを水平の1方向に相対移動自在に支持する円柱状の下部回転体が軸を水平に向けて介在し、下部テーブルと上部テーブル間に前記上部支承体として、上部テーブルを前記1方向に交差する水平方向に相対移動自在に支持する円柱状の上部回転体が軸を水平に向けて介在している請求項1記載の直線運動型復元機能付き免震装置。  As the lower support body between the base and the lower table, a cylindrical lower rotating body that supports the lower table so as to be relatively movable in one horizontal direction is interposed with the axis horizontally, and the lower table is interposed between the lower table and the upper table. The linear motion type restoring function according to claim 1, wherein a cylindrical upper rotating body that supports the upper table so as to be relatively movable in the horizontal direction intersecting the one direction is interposed as the upper support body with the axis oriented horizontally. Seismic isolation device. ベースと下部テーブルの対向する面間に、両者間の鉛直方向の相対移動を許容し、ベースに生ずる鉛直振動を遮断する鉛直振動遮断装置が介在している請求項1、もしくは請求項2記載の直線運動型復元機能付き免震装置。  3. A vertical vibration isolating device is provided between the opposing surfaces of the base and the lower table, wherein a vertical vibration isolating device for allowing vertical relative movement between the two and isolating vertical vibrations occurring in the base is interposed. Seismic isolation device with linear motion type restoration function. 鉛直振動遮断装置はベースと下部テーブルのいずれか一方に接続され、下部テーブルの鉛直荷重を負担しながら、鉛直方向に復元力を発揮する鉛直ばねと、ベースと下部テーブルの双方に水平軸回りに回転自在に連結され、ベースと下部テーブルを常に平行に保つ保持部材からなる請求項3記載の直線運動型復元機能付き免震装置。  The vertical vibration isolator is connected to either the base or the lower table, and bears the vertical load of the lower table while exerting a restoring force in the vertical direction. 4. The seismic isolation device with a linear motion restoring function according to claim 3, comprising a holding member that is rotatably connected and keeps the base and the lower table in parallel. 鉛直振動遮断装置はベースに接続され、下部テーブルの鉛直荷重を負担しながら、水平方向に復元力を発揮する水平ばねと、ベースに水平軸回りに回転自在に支持されながら、下部テーブルと水平ばねに水平軸回りに回転自在に連結され、ベースと下部テーブルを常に平行に保つ保持部材からなる請求項3記載の直線運動型復元機能付き免震装置。  The vertical vibration isolator is connected to the base and bears the vertical load of the lower table while exerting a restoring force in the horizontal direction, and the lower table and the horizontal spring while being supported rotatably around the horizontal axis on the base. 4. A seismic isolation device with a linear motion restoring function according to claim 3, further comprising a holding member that is rotatably connected to a horizontal axis and that keeps the base and the lower table in parallel. 下部テーブルと上部テーブル間に、上部テーブルの下部テーブルに対する鉛直上向きの相対移動量を制限する制限装置が設置されている請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の直線運動型復元機能付き免震装置。  6. The exemption with linear motion type restoration function according to claim 1, wherein a limiting device is provided between the lower table and the upper table to limit a vertical upward relative movement amount of the upper table with respect to the lower table. Seismic device. 下部テーブルと上部テーブル間に、上部テーブルの下部テーブルに対する鉛直上向きの相対移動を許容しながら、相対移動時の衝撃を緩和する緩衝装置が設置されている請求項1、もしくは請求項2記載の直線運動型復元機能付き免震装置。  The straight line according to claim 1 or 2, wherein a shock absorber is provided between the lower table and the upper table to reduce a shock during the relative movement while allowing a vertical upward relative movement of the upper table with respect to the lower table. Seismic isolation device with motion-type restoration function. 緩衝装置は鉛直方向に復元力を発揮する鉛直ばねと、下部テーブルと上部テーブルに固定され、鉛直ばねを保持する保持材からなる請求項7記載の直線運動型復元機能付き免震装置。  8. The seismic isolation device with a linear motion restoring function according to claim 7, wherein the shock absorber comprises a vertical spring that exhibits a restoring force in the vertical direction, and a holding member that is fixed to the lower table and the upper table and holds the vertical spring. 上部テーブルに鉛直上向きの相対移動が生じていない平常状態で、鉛直ばねの復元力が上部テーブルに鉛直上向きに作用した状態にある請求項8記載の直線運動型復元機能付き免震装置。  The seismic isolation device with a linear motion type restoring function according to claim 8, wherein the restoring force of the vertical spring is acting vertically upward on the upper table in a normal state where no vertical upward relative movement has occurred in the upper table.
JP2003016557A 2003-01-24 2003-01-24 Seismic isolation device with linear motion recovery function Expired - Fee Related JP3870263B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003016557A JP3870263B2 (en) 2003-01-24 2003-01-24 Seismic isolation device with linear motion recovery function

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003016557A JP3870263B2 (en) 2003-01-24 2003-01-24 Seismic isolation device with linear motion recovery function

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004225848A JP2004225848A (en) 2004-08-12
JP3870263B2 true JP3870263B2 (en) 2007-01-17

Family

ID=32903975

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003016557A Expired - Fee Related JP3870263B2 (en) 2003-01-24 2003-01-24 Seismic isolation device with linear motion recovery function

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3870263B2 (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008057749A (en) * 2006-09-04 2008-03-13 Nachi Fujikoshi Corp Horizontal movement device or base isolation device
JP2008075828A (en) * 2006-09-25 2008-04-03 Nachi Fujikoshi Corp Horizontal movement device or base isolating device
JP5058931B2 (en) * 2008-09-30 2012-10-24 Thk株式会社 Seismic isolation device
ITRN20100052A1 (en) * 2010-08-25 2010-11-24 Antonio Casalini ORBITAL SHOE FOR DETACHMENT FROM THE DYNAMIC OSCILLATIONS OF PARTS OF A BUILDING CONSTRUCTION
KR101879354B1 (en) * 2018-01-02 2018-07-18 (주)와이제이산업 Shock absorber device for earthquake
CN113089459B (en) * 2021-03-04 2024-06-14 浙江理工大学 Combined bridge supporting device with damping and anti-toppling functions
CN113512936B (en) * 2021-03-04 2024-06-14 浙江理工大学 Adjustable bridge supporting device
CN113982344B (en) * 2021-10-11 2023-03-14 东南大学 Two-dimensional magnetic force type nonlinear energy trap device and vibration absorption and energy consumption method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004225848A (en) 2004-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3870263B2 (en) Seismic isolation device with linear motion recovery function
JP2015190502A (en) Seismic isolation device
JP5967440B2 (en) Slip isolation mechanism
JP4118417B2 (en) Lift prevention device in seismic isolation device for structures
JPH08240033A (en) Base isolation structure
JP7090006B2 (en) Seismic isolation device
JP2000283221A (en) Base isolation vibration damping device
JP5469019B2 (en) Vertical seismic isolation support device
JP3011487B2 (en) Dynamic vibration absorber
JP2006037992A (en) Linear motion type base isolating device with restoring function
JP2000054506A (en) Uplift prevention device for base isolated building and base isolated construction for light-weight building provided therewith
JP4483151B2 (en) Vertical seismic isolation device
JP3747282B2 (en) Hybrid seismic isolation device
JPH0972125A (en) Vibration isolator for box-shaped structure
JP2001082542A (en) Three-dimensional base isolation device
JP2004052992A (en) Base isolation device
JPH0434247A (en) Base isolation element
JP2008286213A (en) Linear motion type base isolation device
JPH03272343A (en) Dual type mass damper
JP2001288930A (en) Seismically isolated structure
JP6501645B2 (en) Seismic isolation system
JP3753264B2 (en) Building seismic isolation device
JP2000104420A (en) Base isolation structure
JP3022681B2 (en) Vibration isolation device
JP2973106B2 (en) Seismic isolation device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20030224

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20050720

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050826

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050927

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20051012

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20051124

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20060509

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060706

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060719

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20060724

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060822

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20060921

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060921

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20060921

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 3870263

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101027

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101027

Year of fee payment: 4

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101027

Year of fee payment: 4

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101027

Year of fee payment: 4

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101027

Year of fee payment: 4

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101027

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111027

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111027

Year of fee payment: 5

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111027

Year of fee payment: 5

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111027

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121027

Year of fee payment: 6

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121027

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131027

Year of fee payment: 7

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees