JPH04107338A

JPH04107338A - 構造物の免震装置

Info

Publication number: JPH04107338A
Application number: JP22624590A
Authority: JP
Inventors: Nobuyoshi Haniyuda; 信良羽生田
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1990-08-28
Filing date: 1990-08-28
Publication date: 1992-04-08

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）本発明は構造物の免震装置に関する。

（従来の技術〉近年、地震等の発生時における構造物の振動を軽減する
ため、種々のタイプの免震装置の開発が盛んに進められ
ている。

その一つとして、第４図にも示すように、構造物１の下
面に接地面との間に、多段積層ゴム２を介在させ、多段
積層ゴム２のもつ水平方向のバネ作用により、構造物１
に伝達される地震による横揺れを抑制するものがある。

（発明が解決しようとする課題）この場合、多段積層ゴム２のもつバネ定数と、構造物１
の質量により全体の固有周期が決まり、このため、例え
は微少振動を対象にしてバネ定数等の設定を行うと、大
きな振動時にはストロークエンドに達して制振作用を失
い、また、大振動に対応した設定を行うと、微少振動を
吸収することができない。

さらに、多段積層コム２の経時変化によりハネ定数が変
化すると、振動吸収性能か狂ってしまう。

また、多段積層ゴム２の耐久面圧か小さいために、大重
量を支えるには多数の、または大型の多段積層ゴム２が
必要となる等の問題があった。

本発明はこのような問題を解決することを目的とするも
ので、構造物を流体圧力により水平方向に摺動自由に支
持することて、広い領域の振動レベルに応答よく対応て
き、しかも高荷重に対してもすぐれた耐久性を発揮する
免震装置を提供するものである。

（課題を解決するための手段）そこで本発明は、構造物を複数の流体軸受を介して接地
面に対して水平方向に摺動自由に支持し、この流体軸受
を、ハウンジングに対して圧力室に導かれる流体圧力を
受けて伸長するピストンと、水平な接地側の摺動基盤に
摺動するスライド材の内周に画成された圧力負荷室と、
摺動基盤に開口面より流体圧力を負荷する圧力負荷室に
前記圧力室の圧力流体を導入するオリフィスとから構成
する。

（作用）流体軸受は接地側摺動基盤に、圧力負荷室の流体圧力を
介して流体接触し、水平方向のバネ要素かないため、地
震等により地盤が水平方向に振動しても、構造物には振
動かほとんど伝達されず、構造物の揺れを最小限に止と
める。

また、流体軸受の耐圧作用により、高荷重を支持できる
ので、数少ない流体軸受で′Ｗｊ造物を安定的に支持て
きる。

（実施例）以下、本発明の実施例を第１図、第２図に基づいて説明
する。

構造物１の下面には複数の伸縮型の流体軸受］０が配置
され、これにより地盤３に対して構造物１を支持する。

流体軸受〕０は第２図にも示すように、シリンダ型のハ
ウジング１１．にピストン１２か摺動自由に収装され、
ピストン１２は圧力室１３に導入される流体圧力に応し
て伸長方向に作動する。なお、圧力室１３には供給孔］
、１ａを介して図示しない゛液圧源から、作動時に高圧
流体が供給される。］４はビスｌ〜ン１２を収縮方向に
付勢するスプリングである。

ハウジング１１の下部にはスライドボテイ１５がポル１
へ結合され、このスライドポテイ１５には接地側の摺動
基盤１７と摺動する下面に圧力負荷室１６が開口するよ
うに形成される。この圧力負荷室１６は前記圧力室１３
に対してオリフィス１８により連通し、開口面積に応じ
た圧力で全体を支持する。

圧力負荷室］６の開口する周囲の底辺には、低摩擦の例
えばテフロン等からなるスライド材１９か取付けられ、
摺動基盤］７との接触摩擦を小さくしている。また、摺
動基盤１７もステンレス等グ）低摩擦部材て構成され、
接触面の滑りを良くしている。なお、スライド材１つは
内周縁部が圧力負荷室１６の内部に立ち上がり、インナ
ーリング２２により保持されている。

スライドポティ１５の周囲には、摺動基盤１７と接触す
るスクレーパ２０が取付りられ、摺動面にゴミ等が入り
込まないように保護する。

摺動基盤１７の周囲は、流体回収溝２１が形成され、ス
ライド材１９と摺動基盤１７との接触面を通して圧力負
荷室１６から漏れ出た作動流体を回収する。

以上のように構成され、次に作用について説明する。

通常の状態（待機時）ては、ピストン１２はスプリング
１４により下方位置に保持され、構造物１の下面から離
れており、構造物１は図示しない基礎体により地盤３に
支持されているが、地震等の発生を検出したときは、図
示しない液圧源から高圧流体が圧力室１３に供給され、
ピストン１２を伸長させると共に、オリフィス１８を介
して圧力負荷室１６に導入された圧力により、ハウジン
グ１１を浮き上がらせる方向に支持する。（なお、前記
基礎体はピストン１２によって構造物１を支持した時点
で、構造物１から離れるか、または水平方向への相対変
位を自由にする構造、例えば摺動自由に支持する構造と
する）この流体軸受１０が支持てきる荷重の大きさは、圧力負
荷室１６の開口面積と、その圧力値によるが、構造物１
の重量と流体軸受１０の設置個数との関係から、開口面
積と供給圧力とが設定されていて、ピストン１２により
構造物１を浮き上がらせることがてきるようになってい
る６そして、供給された流体はビス１〜ン１２を押しあける
圧力室１３から、オリフィス１８を経由して圧力負荷室
１６にも流入し、さらに圧力負荷室１６の周囲のスライ
ド材１９と摺動基盤１７との摺動隙間を経て外部に流出
し、これにより両者間を流体接触状態に維持する。

この場合、ピストン］２の支持荷重が大きくなると摺動
間隙は小さくなり、流体の流出流量が減少し、オリフィ
ス１８ての圧力降下か小さくなって、支持荷重とバラン
スするまて圧力負荷室１６め圧力が高まり、また逆に支
持荷重が小さいときは、摺動間隙か大きくなって流出流
量が増え、オリフィス１８ての圧力降下か大きくなって
圧力負荷室１６の圧力か支持荷重とバランスするまで減
少する。

なお、圧力室１３からオリフィス１８を経由して圧力流
体が流れるため、圧力、負荷室１６よりも圧力室１３の
方の圧力が高く、ピストン１２は段部］、２ａて規制さ
れるストロークエンドまで上昇している。

このようにして、構造物１を支持するピストン１２と、
これをハウシンク１１を介して支えるスライドボディ１
５と摺動基盤１７との間は、完全に流体接触の状態を維
持し、機械的な摩擦力か働かないため、地震等により接
地側の摺動基盤１７が水平方向に振動しても、構造物１
は地盤３の水平方向の振動から隔離されるため、構造物
］−に伝達される地震等による揺れは大幅に減衰される
ことになり、地震から確実に保護される。

なお、一つの流体軸受コ。０に局部的に設定力以上の荷
重が作用したときは、瞬時のうちにピストン１２か下が
り、摺動基盤１７との間の負荷がそれ以上になるのを防
ぎ、このときには他の流体軸受１０に荷重が分散される
。

ところで流体軸受１０は水平方向のバネを持たないので
、水平方向に弱いバネを付加することにより、固有振動
数が非常に低い周期系に設定することがてき、微小振動
にも対応できる。

また、構造物１の全重量を流体軸受１０て支持すること
はもとより、一部を機械的なスライド部材に置換して支
持することもてき、これらにより、振動レベルの大きさ
に対するスライド開始時期を調整てきる。

作動流体としては水を用いるのが最も経済的であり、ま
た、オリフィス１８は多段オリフィスとして、圧力を段
階的に降下させることもできる。

第３図の実施例は、摺動基盤１７に対するハウジング１
１の高さをレベルセンザ２５で検出しながら圧力室１３
に供給する圧力を制御するようにしたものである。

流体軸受１０が支持する荷重が大きいとハウジング１］
の位置が下かり、逆に支持荷重が小さけれはハウジング
１１が上昇するので、常に適正な支持位置を保つように
、レベルセンサ２５で高さをみながら、規定値以上に高
いときは供給圧力を下げ、低いときは圧力を上げること
により、支持レベルを一定に保つのである。

なお、この場合、ハウジング１１とピストン１２との位
置関係が逆になっており、ピストン１２の下面に圧力負
荷室１６をもつスライドボディが一体に形成されている
。また、スライド材］９はシールの機能ももち、その外
側にもシール２６が形成され、流出した流体はこの２重
のシールの間隙２７から通路２８を経由して図示しない
タンクに戻され、再利用される。したがってこの場合に
は作動流体として油を用いることもてきる。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、接地側摺動面に圧力負荷
室の流体圧力を介して流体接触し、水平方向のバネ要素
かないため、地震等により地盤が水平方向に振動しても
、構造物には振動がほとんど伝達されず、微少振動から
大振動まで効率よく振動を吸収できる。

また、流体軸受の耐圧作用により、単位面積当たりの支
持荷重を大きくできるので、数少ない流体軸受で構造物
を安定的に支持できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す概略構成図、第２図は流
体軸受の断面図、第３図の流体軸受の他の実施例の断面
図、第４図は従来例の概略構成図である。１・・・構造物、１０・・流体軸受、１１・・ハウシン
グ、１２・・・ピストン、１３・・圧力室、１５　・ス
ライドボディ、１６・・圧力負荷室、１８・・・オリフ
ィス、１つ・・・スライド材。

Claims

【特許請求の範囲】

１、構造物を複数の流体軸受を介して接地面に対して水
平方向に摺動自由に支持し、この流体軸受を、ハウンジ
ングに対して圧力室に導かれる流体圧力を受けて伸長す
るピストンと、水平な接地側の摺動基盤に摺動するスラ
イド材の内周に画成された圧力負荷室と、摺動基盤に開
口面より流体圧力を負荷する圧力負荷室に前記圧力室の
圧力流体を導入するオリフィスとから構成したことを特
徴とする構造物の免震装置。