JP7090006B2 - Seismic isolation device - Google Patents
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Description
本発明は、対象物が受ける振動を抑制する免震装置に関する。 The present invention relates to a seismic isolation device that suppresses vibration received by an object.
近年、長周期地震動(例えば、南海トラフ沿いの巨大地震)や直下型地震動による長周期パルス地震動が発生し、長周期大振幅地震動の危険性が指摘されている。想定以上の長周期大振幅地震動が発生した際には、現在建設されている建物の免震技術では対応が不十分となる虞がある。 In recent years, long-period ground motions (for example, huge earthquakes along the Nankai Trough) and long-period pulse ground motions due to direct earthquakes have occurred, and the danger of long-period large-amplitude ground motions has been pointed out. When a long-period large-amplitude seismic motion occurs that is longer than expected, there is a risk that the seismic isolation technology of the building currently under construction will not be sufficient.
例えば、長周期大振幅地震動が発生すると、免震構造の免震層が大変形して建物が擁壁へ衝突したり、衝突時に建物に衝撃加速度が入力されることによって建物が損傷したりする虞がある。また、長周期地震動の振動と建物の振動とが共振すること等によって建物に応答増幅が発生し、建物の揺れが増大する虞がある。 For example, when a long-period ground motion occurs, the seismic isolation layer of the seismic isolation structure is greatly deformed and the building collides with the retaining wall, or the building is damaged by the impact acceleration input to the building at the time of collision. There is a risk. In addition, the vibration of the long-period ground motion resonates with the vibration of the building, which may cause a response amplification in the building and increase the shaking of the building.
これらの想定される被害対策として、さまざまな技術が提案されている。例えば、建物の擁壁への衝突に対しては、緩衝材を設置することで衝突時の衝撃を緩和する技術がある(例えば、特許文献1および特許文献2参照)。
Various techniques have been proposed as countermeasures against these assumed damages. For example, in the case of a collision with a retaining wall of a building, there is a technique of cushioning the impact at the time of a collision by installing a cushioning material (see, for example,
また、大変形を抑制する為には大量の減衰装置を設置することが効果的であるが、その場合は減衰力が大きすぎて小地震に対して大きな加速度が建物に入力されてしまうという課題がある。その対策技術として、変位に依存して減衰力を変化させるオイルダンパーも提案されている(例えば、特許文献3参照)。 In addition, it is effective to install a large amount of damping device in order to suppress large deformation, but in that case, the damping force is too large and a large acceleration is input to the building for a small earthquake. There is. As a countermeasure technique, an oil damper that changes the damping force depending on the displacement has also been proposed (see, for example, Patent Document 3).
特許文献1または特許文献2に記載された技術によれば、緩衝材を用いた対策に関しては、擁壁への衝突は免れることができるが、緩衝材への衝突時の衝撃加速度は建物内に入力されることになる。また衝突が発生した後、つぶれた緩衝材を交換するという手間が必要になる。
According to the technique described in
特許文献3に記載された技術によれば、変位に依存したオイルダンパー装置自体のストロークが最大1000[mm]以下であり、クリアランスを1[m]より大きく取る設計に適用できない場合がある。そして、ダンパーの対応可能な最大速度は150[cm]/sまでという制約があり、想定外に巨大な地震が発生した場合はダンパー自体が破損してしまう虞がある。
According to the technique described in
しかし、これらの課題を解決するために建物の揺れに対するストロークを確保しようとして、例えば、通常のオイルダンパーを2台直列に連結した装置を用いると、本体の長さが長くなると共に、ダンパーの自重による鉛直荷重とダンパーの軸方向の荷重によりピストンロッドに撓みが生じ、オイルダンパーが座屈しやすくなってしまうという問題がある。 However, in order to solve these problems, in order to secure a stroke against the shaking of the building, for example, if a device in which two ordinary oil dampers are connected in series is used, the length of the main body becomes long and the weight of the damper itself becomes large. There is a problem that the piston rod bends due to the vertical load and the axial load of the damper, and the oil damper tends to buckle.
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、特殊なダンパーを用いることなく、複数のダンパーを連結してもストロークを確保しつつ、複数のダンパーを確実に支持することができる免震装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is possible to reliably support a plurality of dampers while ensuring a stroke even if a plurality of dampers are connected without using a special damper. The purpose is to provide seismic equipment.
上記の目的を達するために、本発明は、免震対象物の設置面に対する揺れを抑制する免震装置であって、一端が前記免震対象物に連結された第1ダンパーと、一端が前記設置面に連結された第2ダンパーと、前記第1ダンパーの他端と前記第2ダンパーの他端とに連結され、前記設置面に対して前記第1ダンパーと前記第2ダンパーとを支持すると共に、前記第1ダンパーのストロークと前記第2ダンパーのストロークとが等長となるように前記ストロークに応じて前記設置面を移動する支持部と、を備える、免震装置である。 In order to achieve the above object, the present invention is a seismic isolation device that suppresses shaking of the seismic isolation object with respect to the installation surface, with a first damper connected to the seismic isolation object at one end and the above-mentioned one end. The second damper connected to the installation surface is connected to the other end of the first damper and the other end of the second damper, and supports the first damper and the second damper with respect to the installation surface. A seismic isolation device including a support portion that moves the installation surface according to the stroke so that the stroke of the first damper and the stroke of the second damper have the same length.
本発明によれば、第1ダンパーと第2ダンパーとが支持部を介して連結されていることにより、各ダンパーの自重による撓みと伸縮時の座屈とを防止することができる。また、伸縮時に支持部が第1ダンパーと第2ダンパーとストロークを等長とするため、各ダンパーにばらつきがあっても各ダンパーを同時に伸縮させることができる。 According to the present invention, since the first damper and the second damper are connected via the support portion, it is possible to prevent bending due to the weight of each damper and buckling during expansion and contraction. Further, since the support portion has the same stroke as the first damper and the second damper at the time of expansion and contraction, each damper can be expanded and contracted at the same time even if there are variations in each damper.
また、本発明に係る免震装置は、前記支持部は、前記第1ダンパーの支持部材と前記第2ダンパーの支持部材との中点の位置を保持しながら前記設置面を移動するように構成されていてもよい。 Further, in the seismic isolation device according to the present invention, the support portion is configured to move the installation surface while maintaining the position of the midpoint between the support member of the first damper and the support member of the second damper. It may have been done.
本発明によれば、伸縮時に支持部が前記第1ダンパーと第2ダンパーとの中点の位置を保持するように移動することで、各ダンパーのストロークを等長とすることができ、支持部のドリフトや残留変位を防止できる。 According to the present invention, the support portion moves so as to hold the position of the midpoint between the first damper and the second damper during expansion and contraction, so that the strokes of the respective dampers can be made equal in length, and the support portion can be made equal in length. Drift and residual displacement can be prevented.
また、本発明に係る免震装置は、前記支持部が、一端が前記免震対象物に連結された第1シャフトと、一端が前記設置面に連結された第2シャフトと、前記第1シャフトに形成された第1ラックギヤと前記第2シャフトに形成された第2ラックギヤとに噛合するピニオンギヤと、前記ピニオンギヤを回転自在に支持する架台と、を備えるように構成されていてもよい。 Further, in the seismic isolation device according to the present invention, the support portion has a first shaft having one end connected to the seismic isolation object, a second shaft having one end connected to the installation surface, and the first shaft. It may be configured to include a pinion gear that meshes with the first rack gear formed in the above and the second rack gear formed on the second shaft, and a pedestal that rotatably supports the pinion gear.
本発明によれば、第1ラックギヤと第2ラックギヤとに噛合するピニオンギヤが回転して第1ラックギヤと第2ラックギヤとを相対的に等距離を移動させるため、第1シャフトと第2シャフトとの移動量を等しくさせ、1ダンパーと第2ダンパーとのストロークを等長に維持することができる。 According to the present invention, the pinion gear meshing with the first rack gear and the second rack gear rotates to move the first rack gear and the second rack gear relatively equidistantly, so that the first shaft and the second shaft are separated from each other. The amount of movement can be made equal, and the strokes of the first damper and the second damper can be maintained equidistant.
また、本発明に係る免震装置は、前記第1シャフトの他端は、前記第2シャフトに対して摺動自在に連結され、前記第2シャフトの他端は、前記第1シャフトに対して摺動自在に連結されているように構成されていてもよい。 Further, in the seismic isolation device according to the present invention, the other end of the first shaft is slidably connected to the second shaft, and the other end of the second shaft is slidably connected to the first shaft. It may be configured to be slidably connected.
本発明によれば、第1シャフトと第2シャフトとが互いの距離を維持しつつ相対的に伸縮することができる。 According to the present invention, the first shaft and the second shaft can expand and contract relatively while maintaining a distance from each other.
また、本発明に係る免震装置は、前記架台には、前記第1ダンパーの他端と前記第2ダンパーの他端とが連結されているように構成されていてもよい。 Further, the seismic isolation device according to the present invention may be configured such that the other end of the first damper and the other end of the second damper are connected to the gantry.
本発明によれば、各ダンパーの重量を架台で支持することで、各ダンパーの鉛直方向の撓みを防止することができる。 According to the present invention, by supporting the weight of each damper with a gantry, it is possible to prevent the vertical deflection of each damper.
また、本発明に係る免震装置は、複数の前記第1ダンパーと、前記第1ダンパーと同数の複数の前記第2ダンパーとを備えるように構成されていてもよい。 Further, the seismic isolation device according to the present invention may be configured to include a plurality of the first dampers and a plurality of the second dampers having the same number as the first dampers.
本発明によれば、設置されるダンパーの本数を容易に増加させて減衰力を増強することができ、より大きな揺れに対応することができる。 According to the present invention, the number of installed dampers can be easily increased to increase the damping force, and it is possible to cope with a larger shaking.
また、本発明に係る免震装置は、前記設置面に平行な平面方向に移動自在に前記支持部を支持する移動機構を備えるように構成されていてもよい。 Further, the seismic isolation device according to the present invention may be configured to include a moving mechanism that supports the support portion so as to be movable in a plane direction parallel to the installation surface.
本発明によれば、支持部が移動機構を備えることにより、設置面に平行な平面方向に移動自在となり、設置面の免震対象物に対する複雑な揺れに対応することができる。 According to the present invention, by providing the support portion with a moving mechanism, the support portion can be moved in a plane direction parallel to the installation surface, and can cope with complicated shaking of the installation surface with respect to the seismic isolated object.
また、本発明に係る免震装置は、前記移動機構が互いに直交する方向に摺動する移動機構を備えるように構成されていてもよい。 Further, the seismic isolation device according to the present invention may be configured to include a moving mechanism in which the moving mechanisms slide in directions orthogonal to each other.
本発明によれば、支持部が互いに直交する方向に摺動する移動機構を備えることにより、設置面に平行な平面方向に移動自在とすることができる。 According to the present invention, by providing a moving mechanism in which the support portions slide in directions orthogonal to each other, it is possible to make the supports movable in a plane direction parallel to the installation surface.
また、本発明に係る免震装置は、前記移動機構が前記支持部を支持する複数のボールを備えるように構成されていてもよい。 Further, the seismic isolation device according to the present invention may be configured such that the moving mechanism includes a plurality of balls that support the support portion.
本発明によれば、支持部が複数のボールで支持されることにより、設置面に平行な平面方向に移動自在とすることができる。 According to the present invention, the support portion is supported by a plurality of balls so that the support portion can be moved in a plane direction parallel to the installation surface.
本発明に係る免震装置によれば、特殊なダンパーを用いることなく、複数のダンパーを連結してもストロークを確保しつつ、複数のダンパーを確実に支持することができる。 According to the seismic isolation device according to the present invention, it is possible to reliably support a plurality of dampers while ensuring a stroke even if a plurality of dampers are connected without using a special damper.
以下、図面を参照しつつ、本発明の免震装置の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the seismic isolation device of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示されるように、例えば、免震装置1は、免震対象物2が受ける設置面Eの揺れを抑制する装置である。免震対象物2とは、例えば、建物等の免震上部構造であり、設置面Eとは、例えば、地盤面や床面の免震下部構造である。免震装置1は、例えば、建物の基礎部分に設けられている。免震対象物2は、設置面Eに対して免震層3を介して支持されている。免震層3は、例えば、ゴム等の弾性体で形成された板状体と鉄板が交互に積層されて形成されている。
As shown in FIG. 1, for example, the
地震の発生時には、設置面Eが変位するのに対して免震対象物2が慣性により、その場に留まろうとする。免震層3は、伸縮自在に免震対象物2を設置面Eに対して支持するため、地震発生時には、設置面Eの変位に対して自体が伸縮することにより、免震対象物2に設置面Eの揺れが直接伝搬することを防止する。
When an earthquake occurs, the installation surface E is displaced, whereas the
しかし、長周期大振幅地震動が発生した際には免震層3だけでは、免震できなくなる虞があるため、免震対象物2と設置面Eとの間に免震装置1が設けられる。免震装置1は、免震対象物2の揺れを減衰するための免震部Dと、免震部Dを設置面Eに対して支持する支持部30とを備える。
However, when a long-period ground motion occurs, there is a risk that seismic isolation cannot be achieved with the
免震部Dは、例えば、一対の第1ダンパー10と第2ダンパー20とを備える。第1ダンパー10と第2ダンパー20とは、例えば、一般的なオイルダンパーである。第1ダンパー10と第2ダンパー20とは、揺れに対する必要なストローク量を確保しつつ、一つのダンパーの減衰力と同等にするために直列に連結されている。第1ダンパー10は、円筒形の本体部11と、本体部11の先端から伸縮自在な円柱状のピストンロッド12を備える。
The seismic isolation unit D includes, for example, a pair of a
第1ダンパー10の一端12Aは、例えば、ピストンロッド12の先端であり、免震対象物2の下面に垂下するように設けられた台座4に連結されている。第1ダンパー10の一端12Aには、例えば、貫通孔が設けられており、貫通孔を挟持するように支持する台座4に設けられた支持部材(クレビス)にピン接合により連結されている。支持部材は、ピン接合が2軸回りに回転自在なものであってもよいし、ボールジョイントでもよい(以下、同じ)。
One
これにより第1ダンパー10の一端12Aは、台座4に対して所定角度範囲において水平面方向に回転自在に支持されている。第1ダンパー10の他端11Aは、例えば、本体部11の後端であり、支持部30に連結されている。第1ダンパー10の他端11Aには、例えば、貫通孔が設けられており、貫通孔を挟持するように支持する支持部30に設けられた支持部材(クレビス)にピン接合により連結されている。これにより第1ダンパー10の他端11Aは、支持部30に対して所定角度範囲において水平面方向に回転自在に支持されている。
As a result, one
第2ダンパー20は、例えば、第1ダンパー10と同一のオイルダンパーが用いられる。第2ダンパー20は、円筒形の本体部21と、本体部21の先端から伸縮自在な円柱状のピストンロッド22が設けられている。第2ダンパー20の一端22Aは、例えば、ピストンロッド22の先端であり、設置面Eから上方に突出するように設けられた台座5に連結されている。第2ダンパー20の一端22Aには、例えば、貫通孔が設けられており、貫通孔を挟持するように支持する台座5に設けられた支持部材(クレビス)にピン接合により連結されている。これにより第2ダンパー20の一端22Aは、台座5に対して所定角度範囲において水平面方向に回転自在に支持されている。
As the
第2ダンパー20の他端21Aは、例えば、本体部21の後端であり、支持部30に連結されている。第2ダンパー20の他端21Aには、例えば、貫通孔が設けられており、貫通孔を挟持するように支持する支持部30に設けられた支持部材にピン接合により連結されている。これにより第2ダンパー20の他端21Aは、支持部30に対して水平面方向に所定角度範囲において回転自在に支持されている。
The
支持部30は、設置面Eに対して自体を移動自在とする移動機構31を介して設置面Eに載置されている。支持部30は、第1ダンパー10の他端11Aと第2ダンパー20の他端21Aとに連結されていることで、設置面Eに対して第1ダンパー10と第2ダンパー20とを支持する。支持部30は、第1ダンパー10と第2ダンパー20とが自重により下方に撓むことを防止すると共に、伸縮時に第1ダンパー10および/または第2ダンパー20が座屈することを防止する。
The
第1ダンパー10と第2ダンパー20とを連結しただけでは、設置面Eが変位した際に、ダンパーの減衰力のばらつきにより、減衰力が低い方のいずれかのダンパーに負荷が多くかかる。従って、設置面Eが変位した際に、第1ダンパー10と第2ダンパー20とのストロークが等長となり、2つのダンパーが同時に伸縮することが望ましい。そこで、支持部30には、設置面Eが変位した際の第1ダンパー10と第2ダンパー20とのストロークを等長とさせるためのリンク機構35が設けられる。第1ダンパー10と第2ダンパー20とは、後述のように並置されていてもよい。
If the
図2および図3に示されるように、支持部30は、リンク機構35が設けられた架台40を備える。架台40は、移動機構31により支持されている。移動機構31は、例えば、クロスリニアベアリングであり、移動機構31は、例えば、第1ダンパー10および第2ダンパー20のストローク方向(Y軸方向)に沿って架台40を移動させる一対の第1リニアベアリング32と、第1リニアベアリング32と直交する方向(X軸方向)に架台40を移動させる一対の第2リニアベアリング33とを備える。第1リニアベアリング32は、設置面Eに設置されたレール32Aと、レール32A上を摺動する摺動部32Bとを備える。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
第2リニアベアリング33は、第1リニアベアリング32の直交方向に設置されたレール33Aと、第1リニアベアリング32を支持すると共に、レール33A上を摺動する摺動部33Bとを備える。
The second
このような構成により、第1リニアベアリング32は、第2リニアベアリング33を支持している。第2リニアベアリング33は、架台40を支持している。
With such a configuration, the first
架台40は、移動機構31により、設置面EにおいてX軸方向、Y軸方向の2方向に移動自在に支持される。架台40は、移動機構31に支持された矩形の板状体の底板40Aと、底板40AのY軸方向の両端から上方に起立した矩形の板状体の第1支持板40B及び第2支持板40Cとを備える。第1支持板40Bには、第1シャフト36が貫通するための矩形の貫通孔H1と、後述のように第1ダンパー10のピストンロッド12が貫通するための矩形の貫通孔H2とが形成されている。第2支持板40Cには、第2シャフト37が貫通するための矩形の貫通孔(不図示)と、後述のように第2ダンパー20のピストンロッド22が貫通するための矩形の貫通孔(不図示)とが形成されている。
The
架台40上には、リンク機構35が設けられている。リンク機構35は、例えば、第1支持板40Bを貫通した第1シャフト36と、第2支持板40Cを貫通した第2シャフト37と、第1シャフト36と第2シャフト37とを相対的に移動させるピニオンギヤ38とを備える。
A
第1シャフト36は、例えば、断面が角形の鋼棒である。第1シャフト36の断面は円形でもよい。第1シャフト36の先端部36Aは、台座4に設けられたクレビス等の支持部材4Aに所定角度範囲で水平面方向に回転自在にピン接合により連結されている。第1シャフト36の後端部36Bには、ストッパ36Cが固定されている。ストッパ36Cは、第1シャフト36と第2シャフト37とを保持する断面形状を有している(図4参照)。
The
ストッパ36Cは、第2シャフト37が貫通している。ストッパ36Cは、第2シャフト37を第1シャフト36からの距離が所定距離離間するように摺動自在に支持している。第1シャフト36の先端部36Aと後端部36Bとの間の第2シャフト37と対向する面には、第1ラックギヤ36Dが形成されている。
The
第2シャフト37は、例えば、断面が角形の鋼棒である。第2シャフト37の断面は円形でもよい。第2シャフト37の先端部37Aは、台座5に設けられたクレビス等の支持部材5Aに所定角度範囲で水平面方向に回転自在にピン接合により連結されている。第2シャフト37の後端部37Bには、ストッパ37Cが固定されている。ストッパ37Cは、第1シャフト36と第2シャフト37とを保持する断面形状を有している(図4参照)。
The
ストッパ37Cは、第1シャフト36が貫通している。ストッパ37Cは、第1シャフト36を第2シャフト37からの距離が所定距離離間するように摺動自在に支持している。このように、ストッパ36C及びストッパ37Cがあることにより、第1シャフト36と第2シャフト37とは相対的に伸縮自在となっている。第2シャフト37の先端部37Aと後端部37Bとの間の第1シャフト36と対向する面には、第2ラックギヤ37Dが形成されている。
The
第1シャフト36と第2シャフト37との間には、第1ラックギヤ36Dと第2ラックギヤ37Dとに噛合するようにピニオンギヤ38が配置されている。ピニオンギヤ38は、底板40Aに設けられた台座39に回転自在に支持されている。ピニオンギヤ38は、例えば、第1シャフト36の支持部材4Aと第2シャフト37の支持部材5Aとの間の中点となる位置に配置されている。
A
図5に示されるように、台座4と台座5との間が離間するような変位が生じた場合、第1シャフト36と第2シャフト37とは、平行を保ちつつ相対的に伸長する。この時、ピニオンギヤ38が回転することにより、第1ラックギヤ36Dと第2ラックギヤ37Dとを相対的に等長に変位させる。即ち、ピニオンギヤ38は、自体の位置に対する第1シャフト36と第2シャフト37とのストロークを等長にする。台座4と台座5との間が近位するような変位が生じた場合も同様に、ピニオンギヤ38は、自体の位置に対する第1シャフト36と第2シャフト37とのストロークを等長にする。
As shown in FIG. 5, when a displacement such that the
図6に示されるように、設置面Eと免震対象物2とが相対的に変位した場合、支持部30は設置面Eを移動する。図6(1)に示されるように、変位が生じていない通常の状態から図6(2)に示されるように、設置面Eに設けられた台座5が免震対象物2に設けられた台座4から離間する方向に設置面Eが変位した場合、第1シャフト36と第2シャフト37とは相対的に伸長する。この時、ピニオンギヤ38が回転すると共に、ピニオンギヤ38も設置面Eに対して相対的に変位する。
As shown in FIG. 6, when the installation surface E and the
ピニオンギヤ38が変位するとピニオンギヤ38の回転軸(不図示)を介して台座39に変位方向に力が伝搬し、台座39もピニオンギヤ38に連動して変位する。台座39が変位すると架台40も連動して設置面Eに対して移動する。架台40の設置面Eに対する移動量は、ピニオンギヤ38の回転数に連動している。
When the
図6(3)に示されるように、設置面Eに設けられた台座5が免震対象物2に設けられた台座4から近位する方向に設置面Eが変位した場合も同様に、架台40が連動して設置面Eに対して移動する。即ち、リンク機構35は、第1シャフト36と第2シャフト37との中点に設けられたピニオンギヤ38の中点の位置を保持することにより、第1シャフト36及び第2シャフト37に対する架台40の位置を保持する。
As shown in FIG. 6 (3), when the
このような構成により、支持部30は、第1シャフト36と第2シャフト37との架台40に対するストロークを等長とするようにストロークに応じて自体が設置面Eを移動する。
With such a configuration, the
図7に示されるように、免震装置1が設置される空間の制約により、一対の第1ダンパー10と第2ダンパー20とを直列に連結できない場合、一対の第1ダンパー10と第2ダンパー20とを架台40内に互いに反対向きに平行に並置させてもよい。第1ダンパー10と第2ダンパー20とは、例えば、第1支持板40Bの一つの対角線上に配置される。
As shown in FIG. 7, when the pair of the
一対の第1ダンパー10と第2ダンパー20とは、架台40を介してクランク状に連結され、直列に連結された状態と同様に伸縮する。第1ダンパー10において、一端12Aは、台座4に設けられたクレビス等の支持部材4Bに所定角度範囲で回転自在にピン接合により連結されている。第1ダンパー10において、他端11Aは、第2支持板40Cに設けられたクレビス等の支持部材41に所定角度範囲で回転自在にピン接合により連結されている。ピストンロッド12は、第1支持板40Bを貫通している。
The pair of
第2ダンパー20において、一端22Aは、台座5に設けられたクレビス等の支持部材5Bに所定角度範囲で回転自在にピン接合により連結されている。第2ダンパー20において、他端21Aは、第1支持板40Bに設けられたクレビス等の支持部材42に所定角度範囲で回転自在にピン接合により連結されている。ピストンロッド12は、第2支持板40Cを貫通している。ピニオンギヤ38は、例えば、第1ダンパー10の支持部材41と第2ダンパー20の支持部材42との間の中点の位置に配置される。
In the
免震装置1において、設置面Eに設けられた台座5が免震対象物2に設けられた台座4から離間または近位する方向に設置面Eが変位した場合、上述した支持部30のリンク機構35の動作により、支持部30は、第1シャフト36と第2シャフト37との架台40に対するストロークを等長とするようにストロークに応じて自体が設置面Eを移動する。
In the
この時、第1ダンパー10のピストンロッド12は、第1シャフト36の架台40に対するストロークと等距離で伸長または短縮する。同様に、第2ダンパー20のピストンロッド22は、第2シャフト37の架台40に対するストロークと等距離で伸長または短縮する。従って、支持部30は、リンク機構35の動作により、第1ダンパー10と第2ダンパー20とのストロークとを等長とするようにストロークに応じて、第1ダンパー10と第2ダンパー20との中点の位置を保持しながら自体が設置面Eを移動する(図6参照)。
At this time, the
上述したように、免震装置1は、リンク機構35の動作により、第1ダンパー10と第2ダンパー20との変位を常に同じにすることができ、各ダンパーの減衰特性や慣性質量のばらつきがあってもピストンのドリフト(横ずれ)や伸縮後の残留変位を防止することができる。第1ラックギヤ36D及び第2ラックギヤ37Dに作用する軸力は、各ダンパーの減衰特性や慣性質量の差(ばらつき)によるものなので、その差はわずかなものである。この各ダンパーのばらつきは、例えば、ダンパー性能の10%以下である。
As described above, in the
免震装置1を建物に設置する際には、支持部30を予め工場で組み立てておけば、現場において支持部30に各ダンパーを設置するだけでよく、現場での施工期間を短縮すると共に、建物を大振幅かつ高速の揺れ(単体ダンパーの2倍)に対応することができる。免震装置1によれば、オイルダンパーを直列することにより通常のオイルダンパーの2倍のストロークを確保しつつも同等の減衰力を備え、通常のオイルダンパーの入力速度に対応可能な装置となっており、大きなクリアランスを有す建物を設計する際に適用できる。
When installing the
以下、免震装置1の変形例について説明する。以下の説明では、上記と同一の構成については同一の名称及び符号を用い、重複する説明については適宜省略する。
Hereinafter, a modified example of the
[変形例1]
上述した免震装置1において、第1ダンパー10と第2ダンパー20との配置位置は、適宜変更されてもよい。
[Modification 1]
In the
図8に示されるように、変形例1に係る免震装置1Aでは、第1ダンパー10と第2ダンパー20とは設置面Eに対して横一列に配置されていてもよい。免震装置1Aでは、第1支持板40B及び第2支持板40Cの高さをストッパ36C,37Cの底面の位置よりも低く形成し、第1ダンパー10及び第2ダンパー20が短縮した際に、ストッパ36C,37Cが第1支持板40B及び第2支持板40Cを乗り越えるようにしてもよい。免震装置1Aによれば、免震装置1に比して全高を低減することができる。
As shown in FIG. 8, in the
[変形例2]
図9に示されるように、変形例1の免震装置1Aを拡張して、複数(4本以上の偶数)のダンパーを備える免震装置1Bを構成してもよい。免震装置1Bは、例えば、平行に並置された一対の第1ダンパー10と、一対の第1ダンパー10を挟んで一対の第1ダンパー10と反対向きに平行に並置された一対の第2ダンパー20とを備える。
[Modification 2]
As shown in FIG. 9, the
図10に示されるように、架台40において第2支持板40Cは、一対の第2ダンパー20を底板40Aに近づけて配置させるように切り欠き部40Dが形成されている。そして、第1支持板40Bは、一対の第2ダンパー20を底板40Aに近づけて配置させるように底板40Aの幅よりも狭い幅で形成されている。4本のダンパーの配置は、免震装置1に適用してもよい。この場合、第1支持板40B及び第2支持板40Cの対角線上に4本のダンパーが配置される。免震装置1Bによれば、第1ダンパー10と同数の第2ダンパー20との複数のダンパーを備えることにより、免震装置1,1Bに比して減衰力を増強することができる。
As shown in FIG. 10, in the
[変形例3]
図11に示されるように、免震装置1の移動機構31は、クロスリニアベアリングではなく、鋼製のボールで支持されるボールローラが用いられてもよい。移動機構31にボールローラを用いることにより、支持部30は、構造を簡略化すると共に、設置面Eにおいて自在に移動することができる。ボールローラは、免震装置1B,1Cに適用してもよい。
[Modification 3]
As shown in FIG. 11, the moving
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、軸抵抗型の制震装置に対応可能とするために、免震装置のダンパーは、オイルダンパーだけでなく、粘性ダンパーや慣性質量ダンパーなどを用いもよい。また、免震装置1は、建物の基礎部分だけでなく、構造物の内部や、装置の内部に設けられるものであってもよく、建物以外の物体の免震に適用してもよい。また、免震装置1は、新設するものだけでなく、既存の免震装置との置き換えや増設するものであってもよい。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-mentioned one embodiment and can be appropriately modified without departing from the spirit of the present invention. For example, in order to be compatible with a shaft resistance type vibration control device, not only an oil damper but also a viscous damper, an inertial mass damper, or the like may be used as the damper of the seismic isolation device. Further, the
1、1A、1B、1C…免震装置、2…免震対象物、3…免震層、4…台座、4A、4B…支持部材、5…台座、5A、5B…支持部材、10…第1ダンパー、11…本体部、11A…他端、12…ピストンロッド、12A…一端、20…第2ダンパー、21…本体部、21A…他端、22…ピストンロッド、22A…一端、30…支持部、31…移動機構、32…第1リニアベアリング、32A…レール、32B…摺動部、33…第2リニアベアリング、33A…レール、33B…摺動部、35…リンク機構、36…第1シャフト、36A…先端部、36B…後端部、36C…ストッパ、36D…第1ラックギヤ、37…第2シャフト、37A…先端部、37B…後端部、37C…ストッパ、37D…第2ラックギヤ、38…ピニオンギヤ、39…台座、40…架台、40A…底板、40B…第1支持板、40C…第2支持板、40D…切り欠き部、41…支持部材、42…支持部材、D…免震部、E…設置面、H1…貫通孔、H2…貫通孔 1, 1A, 1B, 1C ... Seismic isolation device, 2 ... Seismic isolation object, 3 ... Seismic isolation layer, 4 ... Pedestal, 4A, 4B ... Support member, 5 ... Pedestal, 5A, 5B ... Support member, 10 ... 1 damper, 11 ... main body, 11A ... other end, 12 ... piston rod, 12A ... one end, 20 ... second damper, 21 ... main body, 21A ... other end, 22 ... piston rod, 22A ... one end, 30 ... support Part, 31 ... Moving mechanism, 32 ... First linear bearing, 32A ... Rail, 32B ... Sliding part, 33 ... Second linear bearing, 33A ... Rail, 33B ... Sliding part, 35 ... Link mechanism, 36 ... First Shaft, 36A ... tip, 36B ... rear end, 36C ... stopper, 36D ... first rack gear, 37 ... second shaft, 37A ... tip, 37B ... rear end, 37C ... stopper, 37D ... second rack gear, 38 ... pinion gear, 39 ... pedestal, 40 ... pedestal, 40A ... bottom plate, 40B ... first support plate, 40C ... second support plate, 40D ... notch, 41 ... support member, 42 ... support member, D ... seismic isolation Part, E ... Installation surface, H1 ... Through hole, H2 ... Through hole
Claims (9)
一端が前記免震対象物に連結された第1ダンパーと、
一端が前記設置面に連結された第2ダンパーと、
前記第1ダンパーの他端と前記第2ダンパーの他端とに連結され、前記設置面に対して前記第1ダンパーと前記第2ダンパーとを支持すると共に、前記第1ダンパーのストロークと前記第2ダンパーのストロークとが等長となるように前記ストロークに応じて前記設置面を移動する支持部と、を備える、
免震装置。 A seismic isolation device that suppresses shaking of the installation surface of the seismic isolation object.
The first damper, one end of which is connected to the seismic isolated object,
A second damper with one end connected to the installation surface,
The other end of the first damper and the other end of the second damper are connected to support the first damper and the second damper with respect to the installation surface, and the stroke of the first damper and the first damper. (2) A support portion that moves the installation surface according to the stroke so that the stroke of the damper has the same length is provided.
Seismic isolation device.
請求項1に記載の免震装置。 The support portion moves on the installation surface while maintaining the position of the midpoint between the support member of the first damper and the support member of the second damper.
The seismic isolation device according to claim 1.
一端が前記免震対象物に連結された第1シャフトと、一端が前記設置面に連結された第2シャフトと、
前記第1シャフトに形成された第1ラックギヤと前記第2シャフトに形成された第2ラックギヤとに噛合するピニオンギヤと、
前記ピニオンギヤを回転自在に支持する架台と、を備える、
請求項1または2に記載の免震装置。 The support portion is
A first shaft having one end connected to the seismic isolation object, and a second shaft having one end connected to the installation surface.
A pinion gear that meshes with the first rack gear formed on the first shaft and the second rack gear formed on the second shaft.
A pedestal that rotatably supports the pinion gear, and the like.
The seismic isolation device according to claim 1 or 2.
前記第2シャフトの他端は、前記第1シャフトに対して摺動自在に連結されている、
請求項3に記載の免震装置。 The other end of the first shaft is slidably connected to the second shaft.
The other end of the second shaft is slidably connected to the first shaft.
The seismic isolation device according to claim 3.
請求項3または4に記載の免震装置。 The other end of the first damper and the other end of the second damper are connected to the gantry.
The seismic isolation device according to claim 3 or 4.
請求項1から5のうちいずれか1項に記載の免震装置。 A plurality of the first dampers and a plurality of the second dampers having the same number as the first dampers are provided.
The seismic isolation device according to any one of claims 1 to 5.
請求項1から6のうちいずれか1項に記載の免震装置。 A moving mechanism for supporting the support portion so as to be movable in a plane direction parallel to the installation surface is provided.
The seismic isolation device according to any one of claims 1 to 6.
請求項7に記載の免震装置。 The moving mechanism includes a moving mechanism that slides in a direction orthogonal to each other.
The seismic isolation device according to claim 7.
請求項7に記載の免震装置。 The moving mechanism comprises a plurality of balls that support the support.
The seismic isolation device according to claim 7.
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