JPH02107843A - 三次元免震装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、コンピュータ、精密機器等の、地震により悪
影響を受ける装置を設置する床等の免震に関する。

〔従来の技術〕

従来の上下方向用免震装置を第２図に示す。従来この装
置は、コイルばねと筒型積層ゴムとから構成され、筒型
積層ゴムはその軸方向を上下方向に一致するように複数
個設置される。コイルばねは上下方向の復元力を与える
。また、筒型積層ゴムは半径方向の剛性が大きく、軸方
向には剛性が小さいため、被免震体のロッキング振動を
抑制するために用いられる。

また、従来の水平方向用免震装置はいくつかの方式があ
るが、基本的には被免震体の重量を支持する可動部材、
水平方向に復元力を与えるばね部材、被免震体と基礎と
の間の相対変位を低減するための減衰装置（ダンパ）か
ら構成される。可動部材としては、ボールベアリングあ
るいは摩擦部材が用いられる。水平ばね部材としては、
はとんどの場合コイルばねが用いられ、ダンパとしては
粘性ダンパ、鋼棒ダンパ、摩擦ダンパ等が用いられる。

可動部材としての摩擦部材は、ダンパとしての効果も兼
ね備えており、免震構造においては摩擦による相対変位
効果は比較的大きいことが知られている。

なお、この種の装置としては特開昭６２−２７８３３５
号公報に記載されたものがある６ 〔発明が解決しようとする課題〕 上下方向免震の従来技術では、ロッキング振動を抑制す
るために、複数個の筒形状積層ゴムが用いられる。この
場合、筒形状積層ゴムのせん新開性は、コイルばねの圧
縮剛性に比べて無視できる程度に設計することが望まし
い。しかしながら。

特にコンピュータや精密機器の単体やフロワー等の軽量
用免震装置においては、半径方向の剛性は大きく、軸方
向の則性は十分に小さい筒形状積層ゴムの製作は難しい
。従って、軽量用免震装置に筒形状積層ゴムを用いると
、地震応答加速度の低減効果を十分に発揮するように免
震系の固有振動数を小さくすることが困難である。

また、水平方向用免震装置の従来技術で用いられる摩擦
支持方式は、ダンパ作用も兼ね備えた利点があるが、摩
擦部材間に滑りが生じる時、あるいは滑りが止まった時
に被免宸系に作用する復元力特性は第８図に示すごとく
、急激に変化するため、被免震体の応答加速度の高振動
数成分は増加する傾向がある。

本発明の目的は、上下方向については被免震体が軽量構
造であっても、地震時のロッキング振動を抑制して、安
定した上下方向の地層応答加速度低減効果（免震効果）
を十分に発揮できる構造、並びに水平方向については被
免震体に作用する摩擦とばねによる復元力の急激な変化
を第９図の如く緩和することにより、水平方向の免震効
果を向上させる構造を提供することにある。

（８１題を解決するための手段〕 上記目的のうち、Ｌ下方向の地震応答低減効果を損なわ
ずにロッキング振動を防止するためには、上下方向に復
元力を与えない案内部材を設けたものである。案内部材
は上下方向に極力摩擦の小さな部材を用いる方が免震性
能が良い。例えば、案内部材としてボールベアリングあ
るいは低摩擦部材の鉛入り銅合金や高分子材料（テフロ
ン材、充てん材入り四ふつ化エチレン樹脂等）を用いる
ことができる。

さらに、上下方向の免震効果を大きくするために、てこ
の原理を併用することができる。ここで用いるてこは、
上下方向免震装置と並列に設けられ、てこの先端に重り
を取り付け、支点と作用点はそれぞれピン結合にしたも
のである。

また、摩擦部材を用いた水平方向免震における高振動数
成分の応答を低減させるためには、相対する摩擦部材の
一方にせん断変形を許容できる弾性体を設けるようにし
たものである。

〔作用〕

上下方向については、ボールベアリング部材とロッド部
材からなる案内部材を設けることにより、ロッド部材は
ボールベアリング部材に沿ってなめらかに移動する。

これによって、被免震体はロッキング振動することなく
、安定した免震効果が得られる６さらに、上下方向に作
動するてこ部材は、てこの先端に取り付けられた重りの
慣性力をてこ比で増幅させることによって、免震系の上
下固有振動数と地震入力の大きさを低減させることがで
きる。

水平方向については、相対する摩擦部材の一方に直列に
設けた弾性体が地震時に摩擦部材間に滑りが生じるまで
せん断変形することによって、摩擦による急激な力の変
化を抑えることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

第１図は本発明による免震装置の縦断面図を示している
。被免震体１の第１．第２の支持部材２ａ、２ｂと基礎
部３との間には、コイルばね４と第１．第２の摩擦部材
５ａ、５ｂが設けてあり、第１の摩擦部材５ａと第２支
持部材２ｂの間には。

弾性体６、例えば積層ゴムが介在している。また。

第１．第２の支持部材２ａ、２ｂの間は、第１のばね部
材７と案内部材８で構成され、第２の支持部材２ｂの中
に粘性体９を注入し、第１の支持部材２ａより粘性体９
に係合する抵抗部材１０を取付けたものである。

次に本実施例の作用について説明する。

基礎部３から地震動が入力されると、第２の摩擦部材５
ａ、５ｂ間に作用する水平方向のせん断力が、その静摩
擦力よりも小さい場合は、第１゜第２の摩擦部材５ａ、
５ｂの間で滑りは生じず。

代りにコイルばね４と弾性体６が振動を吸収する。

そして、そのせん断力が静摩擦力よりも多きくなった時
に、第１．第２の摩擦部材５ａ、５ｂ間に滑りが生じる
。弾性体６は、この滑りが始める時や止まる時の急激な
力の変化も防止するので、被免震体１へ伝わる高振動数
成分を低減する。

次に、第１のばね部材７は上下方向の振動を吸収して、
被免震体の上下方向の応答を低減する。

また、粘性体９の中を抵抗部材１０が上下することによ
り、上下方向の振動のエネルギを吸収し、案内部材８は
、水平方向には動かず、上下方向にのみ振動することで
、被免震体１のロッキングを防いでいる。

第３図、第４図、第５図、第６図及び第７図は。

本発明の他の実施例を示す。

第３図は、第１図の第１．第２の摩擦部材５ａ。

５ｂを被免震体１側に設けたもので、弾性体６は基礎部
３に固定されている。作用は第１図と同じで更に第１図
に比べて、第１．第２の摩擦部材５ａ、５ｂの間にほこ
り等が付着するのを防１ヒする効果がある。

第４図は、第１図における第２の支持部材２ｂを分割し
、それぞれを容器状にしてその中に粘性体９を注入し、
抵抗部材１０を案内部材８に取り付けた構造であり、第
１図と同様の作用、効果を達成できる。

第５図は、第１図における案内部材８のベアリング部と
ロード部の取り付は向きを変え、また、コイルばね４を
第１の支持部材５ａに取付けたもので第１図に比べ案内
部材８作用する水平方向のせん断力を少なくすることが
でき、案内部材８の強度を下げることも可能である。

第６図は、第１図において第１．第２の支持部材２ａ、
２ｂの間に更にふりこ部材１１を介在させたもので、て
この原理により第２の支持部材２ｂから第１の支持部材
２ａへ伝わる上下方向の振動を低減させることができる
。

第７図は被免震体ｌの荷重を摩擦係数の小さいコロ部材
１２で支持したもので、第１の摩擦部材５ａの被免震体
１側にある弾性体６と被免震体１の間には、第２のばね
部材１３とガイド部材１４が介在している。この実施例
の作用は、第１．第２の摩擦部材５ａ、５ｂ間に作用す
る荷重を第２のばね部材１３で与え、ガイド部材１４は
、第２のばね部材１３の水平方向の移動を防ぐ、この実
施例は、第１．第２の摩擦部材５ａ、５ｂ間に作用する
圧縮荷重を任意にかえて摩擦力を調整することができる
ので、第１図の場合よりも高振動数成分を減衰すること
ができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、被免震体の地夷に対する水平方向の応
答の高振動数成分を低減し、かつ上下方向の応答もロッ
キング振動を防ぐことにより低減できるので、高性能な
三次元免震が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の三次元免震装置の一実施例を表す縦断
面図、第２図は従来の免震装置の縦断面図、第３図、第
４図、第５図、第６図、第７図は本発明の他の実施例を
示す縦断面図、第８図、第９図はそれぞれ、本発明と従
来の水平方向の復元力特性を示す図である。 １・・・被免震体、２ａ・・・第１の支持部材、２ｂ・
・・第２の支持部材、３・・・基礎部、４・・・コイル
ばね。 ５ａ・・・第１の摩擦部材、６・・・弾性体、７・・・
第１のばね部材、８・・・案内部材、９・・・粘性体、
１０・・・抵抗部材、１１・・・ふりこ部材、１２・・
・コロ部材、１３・・・第２のばね部材、１４・・・ガ
イド部材、１５・・・筒型粘性ダンパ。 ■ 図 Ｖ３２　　図 イ゛−＄ｂ牛１４へ ｌθ・・−拾机、ｆ＋精

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被免震体と基礎との間に、被免震体の重量を支持す
   る上下ばね部材と、このばね部材の水平方向の変形を抑
   制し、かつ上下方向に復元力を与えない案内部材とを備
   え、 前記案内部材はボールベアリング部とロッド部で構成さ
   れ、該ロッド部先端に上下ばね部材の弾性エネルギを吸
   収する減衰装置を有することを特徴とする三次元免震装
   置。 ２、特許請求の範囲第１項において、被免震体側もしく
   は基礎側にてこ支持部材の一方を固定し、その他方にて
   こ部材の一端をピン結合し、このてこ部材の他端に重り
   を取り付け、てこ部材のピン結合点と重りの間に支点と
   なるピン結合部を設け、このピン結合部に支点部材の一
   端をピン結合し、この支点部材の他端を基礎側もしくは
   被免震体側にピン結合にて枢着することを特徴とする免
   震装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、水平方向に可動な
   部材とこれを取り付ける支持部材を被免震体と上下免震
   装置との間、もしくは上下免震体と基礎部の間に設け、
   さらに水平ばね部材を前者では支持部材と被免震体との
   間に、後者では支持部材と基礎との間に備えることを特
   徴とする二次元免震装置。 ４、特許請求の範囲第１項において、水平方向に可動な
   部材とこれを取り付ける支持部材を被免震体と上下免震
   装置との間、もしくは上下免震装置と基礎との間に設け
   、さらに水平ばね部材を被免震体と基礎との間に備える
   ことを特徴とする三次元免震装置。 ５、特許請求の範囲第３項または第４項において、その
   可動な部材を相対する摩擦部材とその摩擦部材にせん断
   変形を許容する弾性体を直列に設けた要素とで構成する
   ことを特徴とする三次元免震装置。 ６、特許請求の範囲第３項または第４項において、その
   可動な部材をコロ部材要素と、このコロ部材要素と並列
   に相対面する摩擦部材、この少なくとも一方の摩擦部材
   にせん断変形を許容する弾性体、さらに相対面する摩擦
   部材面に圧縮荷重を加える圧縮ばね部材、前記圧縮ばね
   部材の水平運動を抑制するガイド部材からなる要素とで
   構成することを特徴とする三次元免震装置。