JP6949404B2 - 新規な３ｄ防振装置 - Google Patents

Description

本発明は、新規な３Ｄ防振装置に関し、構造防振および振動制御の分野に属する。

防振技術は、建築構造の防振分野と計器設備の振動制御分野において幅広く研究され且つ応用されてきた。防振の基本原理は、被防振体と下部ベースの間にブラケットまたは特殊構造の剛性の小さい防振層を設置して、変形を防振層に集中させることによって、外部環境の振動または地震動作用による上部被防振体の動的応答を低減することである。

しかし、既存の防振装置には以下の欠点が存在する。１．既存のゴムブラケットは垂直方向の荷重受け能力を確保する場合、十分に小さい水平方向の剛性を達成することができず、水平方向の防振能力が制限される。２．現在の建築防振は主に水平地震だけに限られており、垂直方向の地震には及んでいない。ところが、近年国内外で発生した地震の際の地震動データによれば、断層に近い地震エリアにおいて、地震動の垂直成分が非常に強く、ピーク加速度は水平成分を大きく上回るということが明らかになったので、建築の垂直方向の防振問題を解決することが必要になっている。３．地震の際、高さ／幅の比が大きい防振建物は揺れるまたは捩じれる現象が発生し、これによってブラケットが引張力を受け、甚だしい場合、降伏、破断が発生する。そのため、防振装置は十分な引張強度とねじり強度が必要である。

本発明の目的は、既存の防振装置の欠点を克服するために、環境振動に敏感である建物または計器、設備に適しており、優れた防振効果を有するだけでなく、一定の引張強度を有する新規な３Ｄ防振装置を提供することである。

課題を解決するための技術手段

新規な３Ｄ防振装置は、サポートシステム、水平防振装置および垂直防振装置を含む。
サポートシステムは、上連結板１、中間連結板８、下連結板１７、外周板４を含み、前記外周板４（四つの外周板４によって四つの側面が形成される）の底部は中間連結板８と連結されてフレームワークを形成し、前記上連結板１は防振対象物を配置するために使用され、前記下連結板１７はベースと連結される。
前記水平防振装置は、ゴムブラケット６、ガイドレール、スライドブロック５、オイラー梁（第一オイラー梁２１、第二オイラー梁２２）を含む。前記ゴムブラケット６は、水平防振装置全体の中央に設置され、その上端面は上連結板１と連結され、その下端面は中間連結板８と連結され、ゴムブラケット６は装置全体に水平方向の回復力を提供して、装置にセルフリセット特性を持たせており、前記ガイドレールは二セットあり、前記外周板４で形成されたフレームワーク中に配置され、ガイドレールは上ガイドレール３と下ガイドレール７を含み、前記上ガイドレール３は上連結板１に取り付けられ、前記下ガイドレール７は中間連結板８に取り付けられ、二セットのレールは二つの水平面に位置し、且つ異なる平面を垂直に保つ。前記スライドブロック５は垂直な状態にあり、前記二つの水平面の間に位置し、且つ同時に上ガイドレール３と下ガイドレール７内に連結されており、前記オイラー梁は二セットあり、これらも相互に垂直な状態にあり、それぞれ上ガイドレール３と下ガイドレール７に垂直である。
前記垂直方向防振装置は、ディスクスプリング１１、ローディングリング（裏ローディングリング１２、外ローディングリング１３）、ディスクスプリング上サポート９、ディスクスプリング下サポート１６、およびコイルスプリング１５、コイルスプリング上サポート１０、ポジショニングパイプ１４を含む。前記コイルスプリング１５は、ポジショニングパイプ１４内に設置され、前記ディスクスプリング１１、裏ローディングリング１２および外ローディングリング１３は直列にスタッキングされた後、ポジショニングパイプ１４の外側にセットし、その後、ディスクスプリング下サポート１６によって下連結板１７の上端に連結される。前記コイルスプリング１５の上方には、コイルスプリング上サポート１０が配置され、最上端のディスクスプリング１１のヘッド内には、ディスクスプリング上サポート９が設置され、したがって、コイルスプリング上サポート１０、ディスクスプリング上サポート９を介して中間連結板８に連結される。

（１） 本発明のガイドレール機構設計を採用して、防振装置のオリエンテーリングを実現し、一般的なゴムブラケットの捩じれ問題を回避できる。
（２） オイラー梁を設置することによって、本発明はさらに優れた水平方向の防振効果を有するようになる
（３）スライドブロックのピン構造によって、本発明は一定の引張強度を有するようになる。
（４）準ゼロ剛性特性付き垂直方向防振装置によって、３Ｄ防振効果を達成する。

図１は本発明装置の立体図である。 図２は本発明装置の立体断面図である。 図３は本発明装置の平面断面図である。 図４は本発明装置の上部構造の立体図である。 図５は本発明装置の中心構造の立体図である。 図６は本発明装置のスライドブロックの立体図である。 図７は本発明装置のコイルスプリングの立体図である。 図８は本発明装置のディスクスプリングとローディングリングの嵌合の概略図である。 図９は本発明装置の下連結板の立体図である。

以下、図面と実施例を結合して本発明について、さらに詳しく説明する。

図１〜９に示すとおり、３Ｄ防振装置は、サポートシステム、水平防振装置および垂直防振装置を含む。
１．サポートシステムは、上連結板１、中間連結板８、下連結板１７、外周板４を含む。前記外周板４（四つを例に挙げると、四つの外周板４は四つの側面を形成する）の底部は中間連結板８によってフレームワークに連結され、前記上連結板１は防振対象物を配置するために使用される。前記下連結板１７はベースと連結される。
２．水平防振装置は、ゴムブラケット６、ガイドレール、スライドブロック５、オイラー梁（第一オイラー梁２１、第二オイラー梁２２）を含む。
前記ゴムブラケット６は、水平防振装置全体の中央に設置され、その上端面は上連結板１と連結され、その下端面は中間連結板８と連結され、ゴムブラケット６は装置全体に水平方向の回復力を提供し、これにより、装置はセルフリセット特性を有する。
前記ガイドレールは、二セットあり、前記外周板４で形成されたフレームワーク中に配置され、ガイドレールは上ガイドレール３と下ガイドレール７を含み、前記上ガイドレール３は上連結板１に取り付けられ、前記下ガイドレール７は中間連結板８に取り付けられ、二セットのレールは二つの水平面に位置し、且つ異なる平面を垂直に保つ。
前記スライドブロック５（計四つある場合）は垂直な状態にあり、前記二つの水平面の間に位置し、且つ同時に上ガイドレール３と下ガイドレール７内に連結されている。
前記オイラー梁は二セットあり、これらも相互に垂直な状態にあり、それぞれ上ガイドレール３と下ガイドレール７に垂直である。具体的な実施：それぞれ上ガイドレール３、下ガイドレール７に連結される外壁は、フレームワーク内の外周板４上に連結される。オイラー梁の負の剛性特性を利用して、ゴムブラケットとガイドレールを結合して比較的低い水平方向の剛性を取得し、優れた水平防振効果を奏する。

オイラー梁を取り付けるとき、外周板４上に予め凹溝４１を設置することができる。

実際の応用では、オイラー梁に対する合理的なパラメータデザインによって、オイラー梁の初期位置を負の剛性状態にして、ガイドレール、ゴムブラケット６の共同作用によって、より優れた水平方向の防振効果を奏することができる。

さらに、前記スライドブロック５は特別なデザインを採用していることが公開されている。スライドブロック５のデザイン：正方形の中空パイプの外側セクション５１、正方形のソリッドパイプの内側セクション５２、上部の丸いヘッド５３、下部の丸いヘッド５４を含み、前記上部の丸いヘッド５３と下部の丸いヘッド５４はそれぞれ上下二つのガイドレールに埋め込まれて連結され、前記正方形の中空パイプの外側セクション５１の両側には開口５１１が設置され、前記正方形のソリッドパイプの内側セクション５２の両側には突出セクション５２１が設置され、突出セクション５２１は垂直方向に開口５１１間で移動できるようにして、スライドブロック５の垂直方向の長さを調節する用途に使用され、よって、上下連結板間の伸び変異に適応し、ゴムブラケット６に引張強度を提供する。

３．垂直方向防振装置：ディスクスプリング１１、ローディングリング（裏ローディングリング１２、外ローディングリング１３）、ディスクスプリング上サポート９、ディスクスプリング下サポート１６、およびコイルスプリング１５、コイルスプリング上サポート１０、ポジショニングパイプ１４を含み、前記コイルスプリング１５はポジショニングパイプ１４内に設置され、前記ディスクスプリング１１、裏ローディングリング１２および外ローディングリング１３は直列にスタッキングされた後、ポジショニングパイプ１４の外側にセットし、その後、ディスクスプリング下サポート１６によって下連結板１７の上端に連結され、前記コイルスプリング１５の上方にはコイルスプリング上サポート１０が配置され、最上端のディスクスプリング１１のヘッド内にはディスクスプリング上サポート９が設置されることにより、コイルスプリング上サポート１０、ディスクスプリング上サポート９によって中間連結板８に連結される。初期負荷の下で、ディスクスプリング１１は圧縮状態になり、非線形の負の剛性を提供するが、これに対し、コイルスプリング１５は正の剛性を提供し、両者の共同作用によって、当該装置は準ゼロ剛性特性を有するようになり、優れた垂直方向の防振効果を達成する。実際の応用では、合理的なパラメータデザインによって、ディスクスプリング１１を初期負荷の下で圧縮位置になるようにして、コイルスプリング１５との共同作用によって、垂直方向防振装置を準ゼロ剛性状態にさせて、優れた垂直方向の防振効果を奏する。

垂直方向防振装置の組立手順：コイルスプリング１５をポジショニングパイプ１４内に設置し、前記ディスクスプリング１１、裏ローディングリング１２および外ローディングリング１３を嵌合させた後ポジショニングパイプ１４の外側にセットし、その後、ディスクスプリング下サポート１６上に支持する。最後に、図４の上部構造と図５の中心構造を一体に連結させ、前記コイルスプリング上サポート１０とディスクスプリング上サポート９をそれぞれコイルスプリング１５とディスクスプリング１１上に支持し、防振装置全体の組立を完了させる。

本発明には外周板４、ポジショニングパイプ１４がデザインされており、装置の水平方向の運動と垂直方向の運動との非連動を実現し、３Ｄ防振効果を達成すると同時に、装置の各部材のパラメータデザインに有利である。

上記は本発明の典型的な実施例であり、本発明の実施はこれに限定されない。

サポートシステム：上連結板１、外周板４、下連結板１７、中間連結板８、
水平防振機構：ゴムブラケット６、上ガイドレール３、下ガイドレール７、スライドブロック５、第一オイラー梁２１、第二オイラー梁２２、
垂直方向の防振機構：ディスクスプリング１１、ディスクスプリング上サポート９、ディスクスプリング下サポート１６、裏ローディングリング１２、外ローディングリング１３、コイルスプリング１５、コイルスプリング上サポート１０、ポジショニングパイプ１４

Claims (1)

1. サポートシステム、水平防振装置および垂直防振装置を含み、
   前記サポートシステムは上連結板（１）、中間連結板（８）、下連結板（１７）、外周板（４）を含み、前記外周板（４）の底部は中間連結板（８）と連結されてフレームワークを形成し、前記上連結板（１）は防振対象物を配置するために使用され、前記下連結板（１７）はベースと連結され、
   前記水平防振装置は、ゴムブラケット（６）、ガイドレール、スライドブロック（５）、オイラー梁を含み、前記オイラー梁は第一オイラー梁（２１）と第二オイラー梁（２２）を含み、
   前記ゴムブラケット（６）は水平防振装置全体の中央に設置され、その上端面は上連結板（１）と連結され、その下端面は中間連結板（８）と連結され、ゴムブラケット（６）は装置全体に水平方向の回復力を提供して、装置にセルフリセット特性を持たせており、
   前記ガイドレールは二セットあり、前記外周板（４）で形成されたフレームワーク中に配置され、ガイドレールは上ガイドレール（３）と下ガイドレール（７）を含み、前記上ガイドレール（３）は上連結板（１）に取り付けられ、前記下ガイドレール（７）は中間連結板（８）に取り付けられ、二セットのレールは二つの水平面に位置し、且つ異なる平面を垂直に保ち、
   前記スライドブロック（５）は垂直な状態にあり、前記二つの水平面の間に位置し、且つ同時に上ガイドレール（３）と下ガイドレール（７）内に連結されており、
   前記オイラー梁は二セットあり、これらも相互に垂直な状態にあり、それぞれ上ガイドレール（３）と下ガイドレール（７）に垂直であり、
   前記垂直方向防振装置は、ディスクスプリング（１１）、ローディングリング、ディスクスプリング上サポート（９）、ディスクスプリング下サポート（１６）、およびコイルスプリング（１５）、コイルスプリング上サポート（１０）、ポジショニングパイプ（１４）を含み、前記ローディングリングは、裏ローディングリング（１２）、外ローディングリング（１３）を含み、前記コイルスプリング（１５）はポジショニングパイプ（１４）内に設置され、前記ディスクスプリング（１１）、裏ローディングリング（１２）および外ローディングリング（１３）は直列にスタッキングされた後、ポジショニングパイプ（１４）の外側にセットし、その後、ディスクスプリング下サポート（１６）によって下連結板（１７）の上端に連結され、前記コイルスプリング（１５）の上方にはコイルスプリング上サポート（１０）が配置され、最上端のディスクスプリング（１１）のヘッド内にはディスクスプリング上サポート（９）が設置され、よってコイルスプリング上サポート（１０）、ディスクスプリング上サポート（９）によって中間連結板（８）に連結される、
   ことを特徴とする新規な３Ｄ防振装置。

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