JPH09217785A - 鉛直振動用免震システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価で且つ大きな維持費を必要とせず、構造
物の平面視上の各部位における重量分布が不均一になっ
ていても同時に且つ同量だけ上下動する鉛直振動用免震
装置を提供すること。 【解決手段】 構造物Ａと地盤側基礎体Ｂとの間に設け
られる鉛直振動用免震システムであって、構造物Ａの重
量を受け得るように設けられた複数のバネ要素１と、地
盤側基礎体Ｂ側の鉛直振動に伴うバネ要素１の伸縮によ
って出力軸部が鉛直方向に伸縮するように配置された複
数の同一有効径の複動シリンダー２と、前記複動シリン
ダー２の上室を他の複動シリンダー２の下室にそれぞれ
連通接続してこれら複動シリンダー２相互間の液体の行
き来を可能ならしめる接続路３とを具備させてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、鉛直方向の振動
を吸収する免震装置（この明細書では鉛直振動用免震装
置という）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】免震装置としては、例えば、ゴム板と金
属板とを交互に積層固着（以下、この部分をアイソレー
タという）すると共にこれらの上下部に取付板を固着し
て構成されたものがある。この装置は、上側取付板を構
造物に、下側取付板を地盤側基礎体に、それぞれ取り付
けるようにして設置される。

【０００３】したがって、地盤側に水平方向の振動が発
生すると、アイソレータ部分が剪断変形し、これにより
地盤側基礎体から構造物側に伝達される振動エネルギー
が吸収されることとなる。

【０００４】しかしながら、上記免震装置では鉛直方向
の振動が発生した場合、ほとんど吸収できないという問
題がある。

【０００５】上記問題を解決する一手段として、構造物
をバネ要素、例えばゴムブロックやつるまきバネ等によ
り支持するという方法が考えられるが、この方法では、
構造物Ａの重量バランス（重量分布）がこれを支持する
バネ要素のバランスと合っていないと、上下方向の加速
度によって生ずる慣性力及びバネの変形量が各バネ要素
毎に異なってしまう。これでは、構造物に偏った内部応
力が発生することになると共に、バネ要素が支持する構
造物部分、例えば梁等に曲げ力が作用することになる。
なお、構造物の重量バランスとバネ要素のバランスとを
正確に合わせることなど実際上、不可能である。

【０００６】また、他の方法としては空気バネを用いる
ことが考えられるが、このものでは、空気を常時送り続
けなければならないため維持費がかさみ且つ装置自体が
高価であるという問題を有している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明で
は、安価で且つ大きな維持費を必要とせず、構造物の平
面視上の各部位における重量分布が不均一になっていて
も同時に且つ同量だけ上下動する鉛直振動用免震装置を
提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、構造物Ａと
地盤側基礎体Ｂとの間に設けられる鉛直振動用免震シス
テムであって、構造物Ａの重量を受け得るように設けら
れた複数のバネ要素１と、地盤側基礎体Ｂ側の鉛直振動
に伴うバネ要素１の伸縮によって出力軸部が鉛直方向に
伸縮するように配置された複数の同一有効径の複動シリ
ンダー２と、前記複動シリンダー２の上室を他の複動シ
リンダー２の下室にそれぞれ連通接続してこれら複動シ
リンダー２相互間の液体の行き来を可能ならしめる接続
路３とを具備させてある。

【０００９】この鉛直振動用免震システムでは、バネ要
素１の存在により鉛直方向の振動エネルギーを吸収で
き、また、複数の複動シリンダー２及び接続管３の存在
により構造物の平面視上の各部位における重量分布が不
均一になっていても同時に且つ同量だけ上下動すること
になる。これにより、上下の振動エネルギーを充分に吸
収でき、且つ、構造物Ａに偏った内部応力の発生、及び
バネ要素が支持する構造物Ａ部分、例えば梁等に曲げ力
が作用することを抑制できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に従って説明する。

【００１１】この免震システムは三次元の振動エネルギ
ーを吸収できるものであり、図１や図２に示すように、
構造物Ａと地盤側基礎体Ｂとの間に鉛直振動用免震シス
テムＶＳと４個の水平振動用免震装置４とを配置させて
ある。〔水平振動用免震装置４の構成について〕 水平振動用免
震装置４は基本的には、図２に示すように、弾性板４０
と硬質板４１とを交互に積層固着すると共にこれらの上
下部に取付板４２，４３を固着して構成されている。

【００１２】取付板４２，４３は、図２に示すように、
比較的厚い円形鋼板により構成されており、下側の取付
板４３には地盤側基礎体Ｂにボルト止めするためのボル
ト挿通孔（図示せず）が形成されている。

【００１３】弾性板４０は、図２に示すように、薄板状
の円形ゴム材により構成されており、ゴム材としては、
天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンゴム、ウレタンゴ
ム、シリコンゴム等が使用でき、更に所謂高減衰ゴム
（ゴム分子が持つバネ要素と、分子同志がこすれる摩擦
要素と、粘性減衰要素とを有しており、これら要素の相
乗効果により振動エネルギーの吸収率が高いゴム材）が
使用できる。

【００１４】硬質板４１は、図２に示すように、薄い円
形鋼板により構成されている。〔鉛直振動用免震システムＶＳの構成について〕 鉛直振
動用免震システムＶＳは、図１や図２に示すように、予
圧された状態で構造物Ａの重量を受け得るように各水平
振動用免震装置４上に設けられたバネ要素１と、地盤側
基礎体Ｂ側の鉛直振動に伴うバネ要素１の伸縮によって
出力軸部が鉛直方向に伸縮するように配置された４本の
同一有効径の複動シリンダー２と、前記複動シリンダー
２の上室ＵＲを他の複動シリンダー２の下室ＤＲにそれ
ぞれ連通接続してこれら複動シリンダー２相互間の液体
（油）の行き来を可能ならしめる接続路３とを具備させ
てある。

【００１５】バネ要素１は基本的には、図２に示すよう
に、構造物Ａの下面に取り付けられる受板材１０と、こ
の受板材１０と水平振動用免震装置４との間に介在せし
められたコイル系バネ１１とを有する構成としてある。
ここで、バネ要素１は上記したように予圧してあるの
は、振動の鉛直加速度が大きくなって構造物Ａの慣性力
及び自重がバネ要素１の反力を超えたときにのみバネ要
素１が変形するようにするためである。これにより、通
常の居住性が確保されると共に大きな振動の鉛直加速度
に対しては構造物Ａに作用する力を一定レベル以下に減
少させることができる。

【００１６】複動シリンダー２は、図２に示すように、
出力軸部２０の先端に受板２２を取り付けて成るもので
あり、前記受板２２を構造物Ａに取り付けると共にシリ
ンダ本体２１を地盤側基礎体Ｂにスライド可能（摺動可
能）に設けるようにして配置されている。

【００１７】接続路３には、市販のパイプが使用されて
おり、少なくとも一部をフレキシブルとしてある。な
お、接続路３内にはオリフィス（図示せず）を設けるよ
うにしてもよく、この場合、所謂ダンパー効果が得られ
る。〔この免震システムの作用〕 この免震システムは上記の
ような構成としてあるので三次元方向の振動が発生した
場合には以下のように機能する。

【００１８】水平振動用免震装置４のアイソレータ部分
は剪断変形し、これにより水平振動が吸収できる。な
お、複動シリンダー２はシリンダ本体２１を地盤側基礎
体Ｂにスライド可能な状態としてあるので、水平振動用
免震装置４の剪断変形を阻害となるようなことはない。

【００１９】また、バネ要素１の伸縮機能により鉛直振
動は吸収されることになる。このバネ要素１の伸縮の
際、複動シリンダー２の出力軸部２０は伸縮することに
なるが、複動シリンダー２相互間の液体（油）の行き来
により構造物Ａは重量分布が不均一であったとしても傾
くことなく上下動する。

【００２０】つまり、この免震システムを採用した場
合、三次元方向の振動を有効に吸収することができ、構
造物Ａ側には破壊が及ぶような大きな力が作用すること
はないものとなる。

【００２１】なお、上記免震システムを図３に示すよう
に、水平振動用免震装置４上にコイル系バネ１１（バネ
要素１）を内蔵した複動シリンダー２を載せ置く構造と
することもできる。この場合、水平振動用免震装置４の
下部を地盤側基礎体Ｂに固定すると共に、シリンダ本体
２１を前記水平振動用免震装置４の上面に固定し、更
に、出力軸部２０の端部に設けた受板２２を構造物Ａの
下面に固定するようにして設置される。〔鉛直振動用免震システムＶＳの他の態様〕 図４に示す
ように、複動シリンダー２と、出力軸部２０の端部に設
けた受板２２と、受板２とシリンダ本体２１との間に設
けられた予圧されているコイル系バネ１１（バネ要素
１）とから構成することもできる。

【００２２】図５に示すように、出力軸部２０の端部に
受板２２を具備させた複動シリンダー２と、これとは別
置きの予圧されているコイル系バネ１１（バネ要素１）
とから構成することもできる。

【００２３】図６に示すように、出力軸部２０の端部に
受板２２を具備させた複動シリンダー２と、これとは別
置きの予圧されている積層ゴム１２（バネ要素１）とか
ら構成することもできる。

【００２４】なお、図４〜図６に示した鉛直振動用免震
システムＶＳについても、複動シリンダー２の上室ＵＲ
を他の複動シリンダー２の下室ＤＲにそれぞれ連通接続
してこれら複動シリンダー２相互間の液体の行き来を可
能ならしめる接続管３を具備させてある。

【００２５】

【発明の効果】この発明は上記構成を有するものである
から以下の効果を奏する。

【００２６】課題を解決するための手段の欄の後半部分
に記載した内容からも明らかなように、安価で且つ大き
な維持費を必要とせず、構造物の平面視上の各部位にお
ける重量分布が不均一になっていても同時に且つ同量だ
け上下動する鉛直振動用免震装置を提供できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態の鉛直振動用免震システム
の概念図。

【図２】前記鉛直振動用免震システムの部分と水平振動
用免震装置との正面図。

【図３】この発明の他の実施形態の鉛直振動用免震シス
テムを含んだ三次元免震システムの部分正面図。

【図４】他の実施形態の鉛直振動用免震システムの部分
正面図。

【図５】他の実施形態の鉛直振動用免震システムの部分
正面図。

【図６】他の実施形態の鉛直振動用免震システムの部分
正面図。

【符号の説明】

Ａ 構造物 Ｂ 地盤側基礎体 １ バネ要素 ２ 複動シリンダー ３ 接続路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 構造物（Ａ）と地盤側基礎体（Ｂ）との
   間に設けられる鉛直振動用免震システムであって、構造
   物（Ａ）の重量を受け得るように設けられた複数のバネ
   要素（１）と、地盤側基礎体（Ｂ）側の鉛直振動に伴う
   バネ要素（１）の伸縮によって出力軸部が鉛直方向に伸
   縮するように配置された複数の同一有効径の複動シリン
   ダー（２）と、前記複動シリンダー（２）の上室を他の
   複動シリンダー（２）の下室にそれぞれ連通接続してこ
   れら複動シリンダー（２）相互間の液体の行き来を可能
   ならしめる接続路（３）とを具備させてあることを特徴
   とする鉛直振動用免震システム。
2. 【請求項２】 バネ要素（１）には、構造物（Ａ）の重
   量が作用していると共に予圧をかけてあることを特徴と
   する請求項１記載の鉛直振動用免震システム。
3. 【請求項３】 接続路（３）に、オリフィスを具備させ
   たことを特徴とする請求項１記載の鉛直振動用免震シス
   テム。