JPH10213177A - 免震ユニットおよびこのユニットを利用した三次元免震装置 - Google Patents
免震ユニットおよびこのユニットを利用した三次元免震装置Info
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- JPH10213177A JPH10213177A JP1822097A JP1822097A JPH10213177A JP H10213177 A JPH10213177 A JP H10213177A JP 1822097 A JP1822097 A JP 1822097A JP 1822097 A JP1822097 A JP 1822097A JP H10213177 A JPH10213177 A JP H10213177A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 上下方向の振動に対して十分な免震効果を発
現することができる三次元免震装置を提供する。 【解決手段】 一端と他端との接近に伴って、当該一端
と当該他端とを結ぶ方向と交差する方向の長さが伸長す
る一方、上記一端と上記他端との離反に伴って、上記長
さが短縮するように複数のリンクプレートを組んだリン
ク機構と、当該リンク機構の上記長さを短縮させるよう
に付勢する引張コイルばね１５と、この引張コイルばね
１５の振動を減衰させる鉛ダンパ１６とを備えてなる免
震ユニット１０の上記一端を基礎２の底面２ａ上に固定
すると共に上記他端を建屋基礎３の底部に固定し、当該
免震ユニット１０で基礎２に対して建屋基礎３を支持す
ることにより、上下方向の相対変位を免震ユニット１０
のリンク機構で水平方向の相対変位に変換し、引張コイ
ルばね１５の引張応力で免震できるようにしたことで、
引張コイルばね１５のばね定数を小さくできるようにし
た。
現することができる三次元免震装置を提供する。 【解決手段】 一端と他端との接近に伴って、当該一端
と当該他端とを結ぶ方向と交差する方向の長さが伸長す
る一方、上記一端と上記他端との離反に伴って、上記長
さが短縮するように複数のリンクプレートを組んだリン
ク機構と、当該リンク機構の上記長さを短縮させるよう
に付勢する引張コイルばね１５と、この引張コイルばね
１５の振動を減衰させる鉛ダンパ１６とを備えてなる免
震ユニット１０の上記一端を基礎２の底面２ａ上に固定
すると共に上記他端を建屋基礎３の底部に固定し、当該
免震ユニット１０で基礎２に対して建屋基礎３を支持す
ることにより、上下方向の相対変位を免震ユニット１０
のリンク機構で水平方向の相対変位に変換し、引張コイ
ルばね１５の引張応力で免震できるようにしたことで、
引張コイルばね１５のばね定数を小さくできるようにし
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、建造物や建屋など
に作用する振動を免震する免震ユニットおよびこのユニ
ットを利用した三次元免震装置に関する。
に作用する振動を免震する免震ユニットおよびこのユニ
ットを利用した三次元免震装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】地震などで建造物や建屋などに作用する
振動を免震する従来の三次元免震装置としては、以下の
ようなものが挙げられる。
振動を免震する従来の三次元免震装置としては、以下の
ようなものが挙げられる。
【０００３】（１）積層ゴムおよびコイルばねを用いた
タイプ このタイプは、図５に示すように、水平方向地震荷重を
鉛プラグ入りの積層ゴム１１１で免震し、上記鉛プラグ
で減衰力を与えると共に、上下方向地震荷重をコイルば
ね１１３で免震し、粘性ダンパ１１４で減衰力を与える
一方、上板から突き出た上ガイド板１０３と下板から突
き出た下ガイド板１０４との間に積層方向を水平方向に
沿わせるようにして設けたガイド用の積層ゴム１１５で
上記各コイルばね１１３の変位のばらつきに伴う一方向
への傾斜（ロッキング）を抑えるようにしている。な
お、上記積層ゴム１１５は、積層方向（水平方向）に対
する剛性が小さいものの、積層方向と直交する方向（上
下方向）に対する剛性が高いので、ロッキング抑制効果
を発現することができる。（参考文献：藤田他，「建物
の三次元防振／免震構造に関する研究」，ＪＳＭＥ機械
力学・計測制御講演論文集Vol.A, 1995, pp.378 ）
タイプ このタイプは、図５に示すように、水平方向地震荷重を
鉛プラグ入りの積層ゴム１１１で免震し、上記鉛プラグ
で減衰力を与えると共に、上下方向地震荷重をコイルば
ね１１３で免震し、粘性ダンパ１１４で減衰力を与える
一方、上板から突き出た上ガイド板１０３と下板から突
き出た下ガイド板１０４との間に積層方向を水平方向に
沿わせるようにして設けたガイド用の積層ゴム１１５で
上記各コイルばね１１３の変位のばらつきに伴う一方向
への傾斜（ロッキング）を抑えるようにしている。な
お、上記積層ゴム１１５は、積層方向（水平方向）に対
する剛性が小さいものの、積層方向と直交する方向（上
下方向）に対する剛性が高いので、ロッキング抑制効果
を発現することができる。（参考文献：藤田他，「建物
の三次元防振／免震構造に関する研究」，ＪＳＭＥ機械
力学・計測制御講演論文集Vol.A, 1995, pp.378 ）
【０００４】（２）多段積層ゴムおよび皿ばねを用いた
タイプ このタイプは、図６に示すように、水平方向地震荷重を
多段積層ゴム１２１で免震し、鋼棒ダンパ１２２で減衰
力を与えると共に、上下方向地震荷重を皿ばね１２３で
免震し、当該皿ばね１２３のヒステリシス特性で減衰さ
せる一方、皿ばね１２３の内部に設けた芯棒１２５で上
記皿ばね１２３の変位のばらつきに伴うロッキングを抑
えるようにしている。（参考文献：藤田他，「原子力プ
ラントの三次元免震構造に関する基礎研究」，１９９５
年建築学会大会，NO.21523）
タイプ このタイプは、図６に示すように、水平方向地震荷重を
多段積層ゴム１２１で免震し、鋼棒ダンパ１２２で減衰
力を与えると共に、上下方向地震荷重を皿ばね１２３で
免震し、当該皿ばね１２３のヒステリシス特性で減衰さ
せる一方、皿ばね１２３の内部に設けた芯棒１２５で上
記皿ばね１２３の変位のばらつきに伴うロッキングを抑
えるようにしている。（参考文献：藤田他，「原子力プ
ラントの三次元免震構造に関する基礎研究」，１９９５
年建築学会大会，NO.21523）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来の三次元免震装置には、次のような不具合
があった。
たような従来の三次元免震装置には、次のような不具合
があった。
【０００６】（１）積層ゴムおよびコイルばねを用いた
タイプ 支持に伴う圧縮荷重によるコイルばね１１３の座屈を
防止するために当該コイルばね１１３のばね定数を所定
値以上にしなければならないことから、上下方向の固有
振動数を３Ｈｚ以下に抑えることができず、上下方向の
振動に対して十分な免震効果を得ることができない。 積層ゴム１１５でロッキングを抑えるようにしている
ことから、満足できるロッキング防止効果を得ることが
できない。
タイプ 支持に伴う圧縮荷重によるコイルばね１１３の座屈を
防止するために当該コイルばね１１３のばね定数を所定
値以上にしなければならないことから、上下方向の固有
振動数を３Ｈｚ以下に抑えることができず、上下方向の
振動に対して十分な免震効果を得ることができない。 積層ゴム１１５でロッキングを抑えるようにしている
ことから、満足できるロッキング防止効果を得ることが
できない。
【０００７】（２）積層ゴムおよび皿ばねを用いたタイ
プ 皿ばね１２３のヒステリシス特性で減衰させるように
するため、ばね定数を上記コイルばね１１３の場合より
も大きくしなければならず、上下方向の固有振動数が５
Ｈｚ程度となってしまい、上下方向の振動に対して十分
な免震効果を得ることが上記タイプよりも困難である。 皿ばね１２３の内部に設けた芯棒１２５でロッキング
を抑えるようにしていることから、十分に満足できるロ
ッキング防止効果を得ることができない。
プ 皿ばね１２３のヒステリシス特性で減衰させるように
するため、ばね定数を上記コイルばね１１３の場合より
も大きくしなければならず、上下方向の固有振動数が５
Ｈｚ程度となってしまい、上下方向の振動に対して十分
な免震効果を得ることが上記タイプよりも困難である。 皿ばね１２３の内部に設けた芯棒１２５でロッキング
を抑えるようにしていることから、十分に満足できるロ
ッキング防止効果を得ることができない。
【０００８】このようなことから、本発明は、上下方向
の振動に対して十分な免震効果を発現することができる
免震ユニットおよびこのユニットを利用して十分なロッ
キング防止を図ることができる三次元免震装置を提供す
ることを目的とした。
の振動に対して十分な免震効果を発現することができる
免震ユニットおよびこのユニットを利用して十分なロッ
キング防止を図ることができる三次元免震装置を提供す
ることを目的とした。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ための、本発明による免震ユニットは、一端と他端との
接近に伴って、当該一端と当該他端とを結ぶ方向と交差
する方向の長さが伸長する一方、上記一端と上記他端と
の離反に伴って、上記長さが短縮するリンク機構と、前
記リンク機構の前記長さを短縮させるように付勢する引
張コイルばねと、前記引張コイルばねの振動を減衰させ
るダンパとを備えてなることを特徴とする。
ための、本発明による免震ユニットは、一端と他端との
接近に伴って、当該一端と当該他端とを結ぶ方向と交差
する方向の長さが伸長する一方、上記一端と上記他端と
の離反に伴って、上記長さが短縮するリンク機構と、前
記リンク機構の前記長さを短縮させるように付勢する引
張コイルばねと、前記引張コイルばねの振動を減衰させ
るダンパとを備えてなることを特徴とする。
【００１０】上述の免震ユニットにおいて、前記ダンパ
が鉛ダンパであることを特徴とする。
が鉛ダンパであることを特徴とする。
【００１１】また、上述の免震ユニットを利用した本発
明による三次元免震装置は、基盤に対して基礎を支持す
るように当該基盤と当該基礎との間に水平方向免震手段
を設ける一方、上記基礎に対して被免震構造物基礎を支
持するように前記免震ユニットの前記一端を当該基礎の
上部に連結すると共に当該免震ユニットの前記他端を当
該被免震構造物基礎の下面に連結して当該基礎と当該被
免震構造物基礎との間に当該免震ユニットを設けてなる
ことを特徴とする。
明による三次元免震装置は、基盤に対して基礎を支持す
るように当該基盤と当該基礎との間に水平方向免震手段
を設ける一方、上記基礎に対して被免震構造物基礎を支
持するように前記免震ユニットの前記一端を当該基礎の
上部に連結すると共に当該免震ユニットの前記他端を当
該被免震構造物基礎の下面に連結して当該基礎と当該被
免震構造物基礎との間に当該免震ユニットを設けてなる
ことを特徴とする。
【００１２】上述の三次元免震装置において、前記被免
震構造物基礎に対して水平軸回りに回転可能に支持され
た回転円板と、前記回転円板を駆動回転させる回転手段
とを備えてなるジャイロユニットを設けたことを特徴と
する。
震構造物基礎に対して水平軸回りに回転可能に支持され
た回転円板と、前記回転円板を駆動回転させる回転手段
とを備えてなるジャイロユニットを設けたことを特徴と
する。
【００１３】上述の三次元免震装置において、前記ジャ
イロユニットの前記回転円板の回転方向が一方向のみに
規制されていることを特徴とする。
イロユニットの前記回転円板の回転方向が一方向のみに
規制されていることを特徴とする。
【００１４】上述の三次元免震装置において、前記基礎
に対する前記被免震構造物基礎の水平方向の移動を規制
しながら上下方向の移動をガイドする上下方向ガイド手
段を当該基礎と当該被免震構造物基礎との間に設けたこ
とを特徴とする。
に対する前記被免震構造物基礎の水平方向の移動を規制
しながら上下方向の移動をガイドする上下方向ガイド手
段を当該基礎と当該被免震構造物基礎との間に設けたこ
とを特徴とする。
【００１５】上述の三次元免震装置において、前記水平
方向免震手段が鉛プラグ入りの積層ゴムであることを特
徴とする。
方向免震手段が鉛プラグ入りの積層ゴムであることを特
徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明による免震ユニットの実施
の形態を図１を用いて説明する。なお、図１は、その概
略構造を表す斜視図である。
の形態を図１を用いて説明する。なお、図１は、その概
略構造を表す斜視図である。
【００１７】図１に示すように、連結軸１１ａの一端に
は、リンクプレート１２ａ，１２ｂの一端および取付金
具１４ａが摺動回転可能に連結されている。連結軸１１
ａの他端には、リンクプレート１３ａ，１３ｂの一端お
よび取付金具１４ｂが摺動回転可能に連結されている。
連結軸１１ｂの一端には、リンクプレート１２ｃ，１２
ｄの一端および取付金具１４ｃが摺動回転可能に連結さ
れている。連結軸１１ｂの他端には、リンクプレート１
３ｃ，１３ｄの一端および取付金具１４ｄが摺動回転可
能に連結されている。
は、リンクプレート１２ａ，１２ｂの一端および取付金
具１４ａが摺動回転可能に連結されている。連結軸１１
ａの他端には、リンクプレート１３ａ，１３ｂの一端お
よび取付金具１４ｂが摺動回転可能に連結されている。
連結軸１１ｂの一端には、リンクプレート１２ｃ，１２
ｄの一端および取付金具１４ｃが摺動回転可能に連結さ
れている。連結軸１１ｂの他端には、リンクプレート１
３ｃ，１３ｄの一端および取付金具１４ｄが摺動回転可
能に連結されている。
【００１８】図１に示すように、連結軸１１ｃの一端に
は、リンクプレート１２ａ，１２ｃの他端が摺動回転可
能に連結されている。連結軸１１ｃの他端には、リンク
プレート１３ａ，１３ｃの他端が摺動回転可能に連結さ
れている。連結軸１１ｄの一端には、リンクプレート１
２ｂ，１２ｄの他端が摺動回転可能に連結されている。
連結軸１１ｄの他端には、リンクプレート１３ｂ，１３
ｄの他端が摺動回転可能に連結されている。
は、リンクプレート１２ａ，１２ｃの他端が摺動回転可
能に連結されている。連結軸１１ｃの他端には、リンク
プレート１３ａ，１３ｃの他端が摺動回転可能に連結さ
れている。連結軸１１ｄの一端には、リンクプレート１
２ｂ，１２ｄの他端が摺動回転可能に連結されている。
連結軸１１ｄの他端には、リンクプレート１３ｂ，１３
ｄの他端が摺動回転可能に連結されている。
【００１９】つまり、取付金具１４ａ，１４ｂと取付金
具１４ｃ，１４ｄとを接近させる、すなわち、一端と他
端とを接近させると、連結軸１１ａ，１１ｂを接近させ
ながら連結軸１１ｃ，１１ｄを離反させるようにリンク
プレート１２ａ〜１２ｄ，１３ａ〜１３ｄが動く、すな
わち、上記一端と上記他端とを結ぶ方向と交差する方向
の長さが伸長する一方、取付金具１４ａ，１４ｂと取付
金具１４ｃ，１４ｄとを離反させる、すなわち、一端と
他端とを離反させると、連結軸１１ａ，１１ｂを離反さ
せながら連結軸１１ｃ，１１ｄを接近させるようにリン
クプレート１２ａ〜１２ｄ，１３ａ〜１３ｄが動く、す
なわち、上記一端と上記他端とを結ぶ方向と交差する方
向の長さが短縮するようになっているのである。
具１４ｃ，１４ｄとを接近させる、すなわち、一端と他
端とを接近させると、連結軸１１ａ，１１ｂを接近させ
ながら連結軸１１ｃ，１１ｄを離反させるようにリンク
プレート１２ａ〜１２ｄ，１３ａ〜１３ｄが動く、すな
わち、上記一端と上記他端とを結ぶ方向と交差する方向
の長さが伸長する一方、取付金具１４ａ，１４ｂと取付
金具１４ｃ，１４ｄとを離反させる、すなわち、一端と
他端とを離反させると、連結軸１１ａ，１１ｂを離反さ
せながら連結軸１１ｃ，１１ｄを接近させるようにリン
クプレート１２ａ〜１２ｄ，１３ａ〜１３ｄが動く、す
なわち、上記一端と上記他端とを結ぶ方向と交差する方
向の長さが短縮するようになっているのである。
【００２０】このような連結軸１１ａ〜１１ｄ，リンク
プレート１２ａ〜１２ｄ，１３ａ〜１３ｄ、取付金具１
４ａ〜１４ｄなどにより、本実施の形態ではリンク機構
を構成している。
プレート１２ａ〜１２ｄ，１３ａ〜１３ｄ、取付金具１
４ａ〜１４ｄなどにより、本実施の形態ではリンク機構
を構成している。
【００２１】図１に示すように、連結軸１１ｃの一端に
は、引張コイルばね１５の一端が摺動回転可能に連結さ
れている。連結軸１１ｄの一端には、引張コイルばね１
５の他端が摺動回転可能に連結されている。
は、引張コイルばね１５の一端が摺動回転可能に連結さ
れている。連結軸１１ｄの一端には、引張コイルばね１
５の他端が摺動回転可能に連結されている。
【００２２】つまり、引張コイルばね１５は、上記取付
金具１４ａ，１４ｂと取付金具１４ｃ，１４ｄとを離反
させる、すなわち、上記リンク機構の上記一端と上記他
端とを結ぶ方向と交差する方向の長さを短縮するように
連結軸１１ｃ，１１ｄを介してリンクプレート１２ａ〜
１２ｄ，１３ａ〜１３ｄを付勢しているのである。
金具１４ａ，１４ｂと取付金具１４ｃ，１４ｄとを離反
させる、すなわち、上記リンク機構の上記一端と上記他
端とを結ぶ方向と交差する方向の長さを短縮するように
連結軸１１ｃ，１１ｄを介してリンクプレート１２ａ〜
１２ｄ，１３ａ〜１３ｄを付勢しているのである。
【００２３】図１に示すように、連結軸１１ｃの他端に
は、シリンダタイプの鉛ダンパ１６の一端が摺動回転可
能に連結されている。連結軸１１ｄの他端には、鉛ダン
パ１６の他端が摺動回転可能に連結されている。この鉛
ダンパ１６は、図２に示すような荷重−変位特性を有し
ている。すなわち、変位δが小さい場合には剛性が大き
く弾性機能を発現する一方、変位δが大きい場合には高
い振動吸収機能を発現するという、いわゆるトリガ機能
を有している。
は、シリンダタイプの鉛ダンパ１６の一端が摺動回転可
能に連結されている。連結軸１１ｄの他端には、鉛ダン
パ１６の他端が摺動回転可能に連結されている。この鉛
ダンパ１６は、図２に示すような荷重−変位特性を有し
ている。すなわち、変位δが小さい場合には剛性が大き
く弾性機能を発現する一方、変位δが大きい場合には高
い振動吸収機能を発現するという、いわゆるトリガ機能
を有している。
【００２４】つまり、免震ユニット１０は、取付金具１
４ａ，１４ｂと取付金具１４ｃ，１４ｄとを接近させる
方向、すなわち、一端と他端とを接近させる方向の相対
変位を連結軸１１ｃ，１１ｄを離反させる方向、すなわ
ち、上記一端と上記他端とを結ぶ方向と直交する方向の
長さを伸長させる方向の相対変位に変換して、引張コイ
ルばね１５の引張力で免震すると共に、鉛ダンパ１６の
上記機能で減衰させることができるようになっているの
である。
４ａ，１４ｂと取付金具１４ｃ，１４ｄとを接近させる
方向、すなわち、一端と他端とを接近させる方向の相対
変位を連結軸１１ｃ，１１ｄを離反させる方向、すなわ
ち、上記一端と上記他端とを結ぶ方向と直交する方向の
長さを伸長させる方向の相対変位に変換して、引張コイ
ルばね１５の引張力で免震すると共に、鉛ダンパ１６の
上記機能で減衰させることができるようになっているの
である。
【００２５】このため、取付金具１４ａ，１４ｂと取付
金具１４ｃ，１４ｄとを結ぶ方向、すなわち、一端と他
端とを結ぶ方向を上下方向に設定すれば、上下方向の圧
縮荷重を水平方向の引張荷重に変換しながら免震および
減衰させることができる。
金具１４ｃ，１４ｄとを結ぶ方向、すなわち、一端と他
端とを結ぶ方向を上下方向に設定すれば、上下方向の圧
縮荷重を水平方向の引張荷重に変換しながら免震および
減衰させることができる。
【００２６】したがって、このような免震ユニット１０
を用いれば、上下方向に作用する力を免震する場合で
も、ばね定数の小さい引張コイルばね１５を用いること
ができるので、上下方向の固有振動数を所定値以下にす
ることができ、免震効果を向上させることができる。
を用いれば、上下方向に作用する力を免震する場合で
も、ばね定数の小さい引張コイルばね１５を用いること
ができるので、上下方向の固有振動数を所定値以下にす
ることができ、免震効果を向上させることができる。
【００２７】次に、上記免震ユニットを利用した三次元
免震装置の実施の形態を図３を用いて説明する。なお、
図３は、その全体概略構造図である。
免震装置の実施の形態を図３を用いて説明する。なお、
図３は、その全体概略構造図である。
【００２８】図３に示すように、基盤１の底面１ａ上に
は、高剛性の基礎２が水平方向免震手段である鉛プラグ
入りの積層ゴム２１を介して支持されている。基盤１の
底面１ａ上には、上記積層ゴム２１の破損の際の上記基
礎２の落下を防止するフェイルセーフ用の架台２２が複
数配設されている。基盤１の側壁１ｂには、基礎２の水
平方向の過大な変位を拘束するストッパ２３が複数配設
されている。
は、高剛性の基礎２が水平方向免震手段である鉛プラグ
入りの積層ゴム２１を介して支持されている。基盤１の
底面１ａ上には、上記積層ゴム２１の破損の際の上記基
礎２の落下を防止するフェイルセーフ用の架台２２が複
数配設されている。基盤１の側壁１ｂには、基礎２の水
平方向の過大な変位を拘束するストッパ２３が複数配設
されている。
【００２９】つまり、基礎２は、基盤１に対して、水平
方向の地震荷重を積層ゴム２１で免震され、上記鉛プラ
グで減衰されるようになっているのである。
方向の地震荷重を積層ゴム２１で免震され、上記鉛プラ
グで減衰されるようになっているのである。
【００３０】図３に示すように、基礎２の底面２ａに
は、複数の前記免震ユニット１０の前記取付金具１４
ａ，１４ｂが固定されている。これら免震ユニット１０
の前記取付金具１４ｃ，１４ｄは、被免震構造物基礎で
ある建屋基礎３にそれぞれ固定されている。
は、複数の前記免震ユニット１０の前記取付金具１４
ａ，１４ｂが固定されている。これら免震ユニット１０
の前記取付金具１４ｃ，１４ｄは、被免震構造物基礎で
ある建屋基礎３にそれぞれ固定されている。
【００３１】つまり、建屋基礎３は、上記免震ユニット
１０を介して基礎２の底面２ａに支持されているのであ
る。このため、建屋基礎３は、基礎２に対して、上下方
向の地震荷重を当該免震ユニット１０の引張コイルばね
１５で上述したようにして免震され、当該免震ユニット
１０の鉛ダンパ１６で減衰されるのである。
１０を介して基礎２の底面２ａに支持されているのであ
る。このため、建屋基礎３は、基礎２に対して、上下方
向の地震荷重を当該免震ユニット１０の引張コイルばね
１５で上述したようにして免震され、当該免震ユニット
１０の鉛ダンパ１６で減衰されるのである。
【００３２】図３に示すように、建屋基礎３の側部に
は、黒鉛入りのスライディングパッド３１が複数取り付
けられている。これらスライディングパッド３１には、
ガイド用の積層ゴム３２の先端がそれぞれ当接してい
る。これら積層ゴム３２の基端は、基礎２の側壁２ｂに
それぞれ固定されている。
は、黒鉛入りのスライディングパッド３１が複数取り付
けられている。これらスライディングパッド３１には、
ガイド用の積層ゴム３２の先端がそれぞれ当接してい
る。これら積層ゴム３２の基端は、基礎２の側壁２ｂに
それぞれ固定されている。
【００３３】つまり、スライディングパッド３１および
積層ゴム３２は、基礎２に対して、建屋基礎３の水平方
向の移動を規制しながら上下方向の移動をガイドすると
共に、当該ガイドにより、建築建屋３のロッキングをあ
る程度防止することができるようになっているのであ
る。このようなスライディングパッド３１、積層ゴム３
２などにより、本実施の形態では上下方向ガイド手段を
構成している。
積層ゴム３２は、基礎２に対して、建屋基礎３の水平方
向の移動を規制しながら上下方向の移動をガイドすると
共に、当該ガイドにより、建築建屋３のロッキングをあ
る程度防止することができるようになっているのであ
る。このようなスライディングパッド３１、積層ゴム３
２などにより、本実施の形態では上下方向ガイド手段を
構成している。
【００３４】図３に示すように、建屋基礎３上には、ジ
ャイロユニット４０が複数配設されており、当該ジャイ
ロユニット４０は、図４に示すような構造となってい
る。
ャイロユニット４０が複数配設されており、当該ジャイ
ロユニット４０は、図４に示すような構造となってい
る。
【００３５】図４において、４１は支持フレーム、４２
は軸受、４３は軸、４４は回転円板、４５は歯車、４６
はモータ、４７は電源である。
は軸受、４３は軸、４４は回転円板、４５は歯車、４６
はモータ、４７は電源である。
【００３６】支持フレーム４１は、建屋基礎３上に対を
なすようにして立設されている。軸受４２は、超電導磁
気タイプのものであり、支持フレーム４１に対をなすよ
うにして支持されている。軸４３は、その端部が上記軸
受４２にそれぞれ回転可能に支持されている。回転円板
４４は、軸４３に同軸をなして設けられ、当該軸４３と
一体的に回転できる、すなわち、水平軸回りに回転でき
るようになっている。歯車４５は、軸４３の一端部に同
軸をなして取り付けられている。モータ４６は、建屋基
礎３上に載置され、その出力歯車４６ａが上記歯車４５
と噛み合っている。
なすようにして立設されている。軸受４２は、超電導磁
気タイプのものであり、支持フレーム４１に対をなすよ
うにして支持されている。軸４３は、その端部が上記軸
受４２にそれぞれ回転可能に支持されている。回転円板
４４は、軸４３に同軸をなして設けられ、当該軸４３と
一体的に回転できる、すなわち、水平軸回りに回転でき
るようになっている。歯車４５は、軸４３の一端部に同
軸をなして取り付けられている。モータ４６は、建屋基
礎３上に載置され、その出力歯車４６ａが上記歯車４５
と噛み合っている。
【００３７】このような本実施の形態では、支持フレー
ム４１、軸受４２、軸４３などにより支持手段を構成
し、歯車４５、モータ４６、電源４７などにより回転手
段を構成している。
ム４１、軸受４２、軸４３などにより支持手段を構成
し、歯車４５、モータ４６、電源４７などにより回転手
段を構成している。
【００３８】このようなジャイロユニット４０では、モ
ータ４６を駆動し、歯車４５および軸４３を介して回転
円板４４を回転させておくと、例えば、建屋基礎３が図
４に示す座標系におけるＸ軸回りの相対変位を起こした
場合、ジャイロ効果によりＺ軸回りのモーメントを生じ
るものの、回転円板４４のＺ軸回りの回転を軸受４２が
拘束しているため、Ｘ軸回りの回転を拘束する力が作用
して、建屋基礎３のＸ軸回りの上記相対変位を拘束する
ことができる。
ータ４６を駆動し、歯車４５および軸４３を介して回転
円板４４を回転させておくと、例えば、建屋基礎３が図
４に示す座標系におけるＸ軸回りの相対変位を起こした
場合、ジャイロ効果によりＺ軸回りのモーメントを生じ
るものの、回転円板４４のＺ軸回りの回転を軸受４２が
拘束しているため、Ｘ軸回りの回転を拘束する力が作用
して、建屋基礎３のＸ軸回りの上記相対変位を拘束する
ことができる。
【００３９】よって、軸４３の軸心方向を上記座標系の
Ｘ軸方向やＹ軸方向へ向けるようにジャイロユニット４
０を複数配設すれば、建屋基礎３のロッキングを確実に
防止することができるようになる。
Ｘ軸方向やＹ軸方向へ向けるようにジャイロユニット４
０を複数配設すれば、建屋基礎３のロッキングを確実に
防止することができるようになる。
【００４０】また、上記軸受４２は、上述のように超電
導磁気タイプのものであるため、摩擦抵抗が非常に小さ
く、モータ４６の消費電力を小さくすることができる。
導磁気タイプのものであるため、摩擦抵抗が非常に小さ
く、モータ４６の消費電力を小さくすることができる。
【００４１】また、軸４３の回転が歯車４５により正転
方向のみ、すなわち、一方向のみに規制されているの
で、地震等に伴う停電等でモータ４６の駆動が停止して
も、回転円板４４の回転を慣性力でしばらく継続させる
ことができるようになり、ジャイロ効果を維持すること
ができる。
方向のみ、すなわち、一方向のみに規制されているの
で、地震等に伴う停電等でモータ４６の駆動が停止して
も、回転円板４４の回転を慣性力でしばらく継続させる
ことができるようになり、ジャイロ効果を維持すること
ができる。
【００４２】このため、このような三次元免震装置で
は、地震等が発生した場合、基礎２に加わる水平方向の
地震荷重を積層ゴム２１が免震し、当該積層ゴム２１の
前記鉛プラグが減衰させると共に、建屋基礎３に加わる
上下方向の相対変位をスライディングパッド３１および
積層ゴム３２がガイドしながら当該方向の地震荷重を免
震ユニット１０の引張コイルばね１５が上述のように免
震して、鉛ダンパ１６が減衰させる一方、スライディン
グパッド３１と積層ゴム３２とのガイド作用およびジャ
イロユニット４０の上述した作用により、建屋基礎３の
ロッキングが防止されるようになる。
は、地震等が発生した場合、基礎２に加わる水平方向の
地震荷重を積層ゴム２１が免震し、当該積層ゴム２１の
前記鉛プラグが減衰させると共に、建屋基礎３に加わる
上下方向の相対変位をスライディングパッド３１および
積層ゴム３２がガイドしながら当該方向の地震荷重を免
震ユニット１０の引張コイルばね１５が上述のように免
震して、鉛ダンパ１６が減衰させる一方、スライディン
グパッド３１と積層ゴム３２とのガイド作用およびジャ
イロユニット４０の上述した作用により、建屋基礎３の
ロッキングが防止されるようになる。
【００４３】したがって、このような三次元免震装置に
よれば、水平方向の相対変位を十分に免震することがで
きるのはもちろんのこと、上下方向の相対変位も十分に
免震することができると共に、十分なロッキング防止を
図ることができる。
よれば、水平方向の相対変位を十分に免震することがで
きるのはもちろんのこと、上下方向の相対変位も十分に
免震することができると共に、十分なロッキング防止を
図ることができる。
【００４４】
【発明の効果】本発明による免震ユニットでは、一端と
他端との接近に伴って、当該一端と当該他端とを結ぶ方
向と交差する方向の長さが伸長する一方、上記一端と上
記他端との離反に伴って、上記長さが短縮するリンク機
構と、このリンク機構の前記長さを短縮させるように付
勢する引張コイルばねと、この引張コイルばねの振動を
減衰させるダンパとを備えてなり、リンク機構で一端と
他端とを近接させる方向の力を当該方向と交差する方向
の長さの伸長力に変換して引張コイルばねの引張応力で
免震することにより、引張コイルばねへの圧縮荷重の付
加をなくし、当該ばねの座屈を防止するようにしたの
で、引張コイルばねのばね定数を所定値以下にすること
ができ、免震効果の向上を図ることができる。
他端との接近に伴って、当該一端と当該他端とを結ぶ方
向と交差する方向の長さが伸長する一方、上記一端と上
記他端との離反に伴って、上記長さが短縮するリンク機
構と、このリンク機構の前記長さを短縮させるように付
勢する引張コイルばねと、この引張コイルばねの振動を
減衰させるダンパとを備えてなり、リンク機構で一端と
他端とを近接させる方向の力を当該方向と交差する方向
の長さの伸長力に変換して引張コイルばねの引張応力で
免震することにより、引張コイルばねへの圧縮荷重の付
加をなくし、当該ばねの座屈を防止するようにしたの
で、引張コイルばねのばね定数を所定値以下にすること
ができ、免震効果の向上を図ることができる。
【００４５】また、前記ダンパが鉛ダンパであることか
ら、変位の小さい場合には鉛ダンパの剛性が大きく当該
鉛ダンパが弾性機能を発現する一方、変位の大きい場合
には当該鉛ダンパが高い振動吸収機能を発現するように
なるので、免震効果のさらなる向上を図ることができ
る。
ら、変位の小さい場合には鉛ダンパの剛性が大きく当該
鉛ダンパが弾性機能を発現する一方、変位の大きい場合
には当該鉛ダンパが高い振動吸収機能を発現するように
なるので、免震効果のさらなる向上を図ることができ
る。
【００４６】一方、本発明による三次元免震装置では、
基盤に対して基礎を支持するように当該基盤と当該基礎
との間に水平方向免震手段を設ける一方、上記基礎に対
して被免震構造物基礎を支持するように前記免震ユニッ
トの前記一端を当該基礎の上部に連結すると共に当該免
震ユニットの前記他端を当該被免震構造物基礎の下面に
連結して当該基礎と当該被免震構造物基礎との間に当該
免震ユニットを設けてなることから、水平方向の振動を
免震するこができるのはもちろんのこと、被免震構造物
の重量での当該引張コイルばねの座屈を防ぎながらも、
上下方向の振動を十分に免震することができるので、被
免震構造物の三次元的な免震を効果的に行うことができ
る。
基盤に対して基礎を支持するように当該基盤と当該基礎
との間に水平方向免震手段を設ける一方、上記基礎に対
して被免震構造物基礎を支持するように前記免震ユニッ
トの前記一端を当該基礎の上部に連結すると共に当該免
震ユニットの前記他端を当該被免震構造物基礎の下面に
連結して当該基礎と当該被免震構造物基礎との間に当該
免震ユニットを設けてなることから、水平方向の振動を
免震するこができるのはもちろんのこと、被免震構造物
の重量での当該引張コイルばねの座屈を防ぎながらも、
上下方向の振動を十分に免震することができるので、被
免震構造物の三次元的な免震を効果的に行うことができ
る。
【００４７】また、被免震構造物基礎に対して水平軸回
りに回転可能に支持された回転円板と、この回転円板を
駆動回転させる回転手段とを備えてなるジャイロユニッ
トを設けたので、十分なロッキング防止を図ることがで
きる。
りに回転可能に支持された回転円板と、この回転円板を
駆動回転させる回転手段とを備えてなるジャイロユニッ
トを設けたので、十分なロッキング防止を図ることがで
きる。
【００４８】また、ジャイロユニットの回転円板の回転
方向が一方向のみに規制されていることから、地震に伴
う停電などで上記回転手段が停止しても、回転円板の回
転を慣性力でしばらく継続させることができるので、ジ
ャイロ効果を維持することができる。
方向が一方向のみに規制されていることから、地震に伴
う停電などで上記回転手段が停止しても、回転円板の回
転を慣性力でしばらく継続させることができるので、ジ
ャイロ効果を維持することができる。
【００４９】また、基礎に対する被免震構造物基礎の水
平方向の移動を規制しながら上下方向の移動をガイドす
る上下方向ガイド手段を当該基礎と当該被免震構造物基
礎との間に設けたので、ロッキング防止効果をさらに高
めることができる。
平方向の移動を規制しながら上下方向の移動をガイドす
る上下方向ガイド手段を当該基礎と当該被免震構造物基
礎との間に設けたので、ロッキング防止効果をさらに高
めることができる。
【００５０】また、前記水平方向免震手段が鉛プラグ入
りの積層ゴムであるので、水平方向の振動の免震および
減衰を効果的に行うことができる。
りの積層ゴムであるので、水平方向の振動の免震および
減衰を効果的に行うことができる。
【図１】本発明による免震ユニットの実施の形態の概略
構造を表す斜視図である。
構造を表す斜視図である。
【図２】鉛ダンパの荷重−変位特性を表すグラフであ
る。
る。
【図３】本発明による三次元免震装置の実施の形態の全
体概略構造図である。
体概略構造図である。
【図４】図３のジャイロユニットの概略構造図である。
【図５】従来の三次元免震装置の一例の概略構成図であ
る。
る。
【図６】従来の三次元免震装置の他の例の概略構成図で
ある。
ある。
１ 基盤 １ａ 底面 １ｂ 側壁 ２ 基礎 ２ａ 底面 ２ｂ 側壁 ３ 建屋基礎 １０ 免震ユニット １１ａ〜１１ｄ 連結軸 １２ａ〜１２ｄ，１３ａ〜１３ｄ リンクプレート １４ａ〜１４ｄ 取付金具 １５ 引張コイルばね １６ 鉛ダンパ ２１ 積層ゴム ２２ 架台 ２３ ストッパ ３１ スライディングパッド ３２ 積層ゴム ４０ ジャイロユニット ４１ 支持フレーム ４２ 軸受 ４３ 軸 ４４ 回転円板 ４５ 歯車 ４６ モータ ４７ 電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小島 信之 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内
Claims (7)
- 【請求項１】 一端と他端との接近に伴って、当該一端
と当該他端とを結ぶ方向と交差する方向の長さが伸長す
る一方、上記一端と上記他端との離反に伴って、上記長
さが短縮するリンク機構と、 前記リンク機構の前記長さを短縮させるように付勢する
引張コイルばねと、 前記引張コイルばねの振動を減衰させるダンパとを備え
てなることを特徴とする免震ユニット。 - 【請求項２】 請求項１に記載の免震ユニットであっ
て、 前記ダンパが鉛ダンパであることを特徴とする免震ユニ
ット。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の免震ユニット
を利用した三次元免震装置であって、 基盤に対して基礎を支持するように当該基盤と当該基礎
との間に水平方向免震手段を設ける一方、 上記基礎に対して被免震構造物基礎を支持するように前
記免震ユニットの前記一端を当該基礎の上部に連結する
と共に当該免震ユニットの前記他端を当該被免震構造物
基礎の下面に連結して当該基礎と当該被免震構造物基礎
との間に当該免震ユニットを設けてなることを特徴とす
る三次元免震装置。 - 【請求項４】 請求項３に記載の三次元免震装置であっ
て、 前記被免震構造物基礎に対して水平軸回りに回転可能に
支持された回転円板と、 前記回転円板を駆動回転させる回転手段とを備えてなる
ジャイロユニットを設けたことを特徴とする三次元免震
装置。 - 【請求項５】 請求項４に記載の三次元免震装置であっ
て、 前記ジャイロユニットの前記回転円板の回転方向が一方
向のみに規制されていることを特徴とする三次元免震装
置。 - 【請求項６】 請求項３から５のいずれかに記載の三次
元免震装置であって、 前記基礎に対する前記被免震構造物基礎の水平方向の移
動を規制しながら上下方向の移動をガイドする上下方向
ガイド手段を当該基礎と当該被免震構造物基礎との間に
設けたことを特徴とする三次元免震装置。 - 【請求項７】 請求項３から６のいずれかに記載の三次
元免震装置であって、 前記水平方向免震手段が鉛プラグ入りの積層ゴムである
ことを特徴とする三次元免震装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1822097A JPH10213177A (ja) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | 免震ユニットおよびこのユニットを利用した三次元免震装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1822097A JPH10213177A (ja) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | 免震ユニットおよびこのユニットを利用した三次元免震装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10213177A true JPH10213177A (ja) | 1998-08-11 |
Family
ID=11965571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1822097A Pending JPH10213177A (ja) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | 免震ユニットおよびこのユニットを利用した三次元免震装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10213177A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030059390A (ko) * | 2001-12-29 | 2003-07-10 | 김정희 | 무진동 플레이트 |
| JP2010053958A (ja) * | 2008-08-28 | 2010-03-11 | Tokkyokiki Corp | 振動抑制装置 |
| JP2011038577A (ja) * | 2009-08-10 | 2011-02-24 | Shimizu Corp | 免震装置 |
| JP2011038617A (ja) * | 2009-08-17 | 2011-02-24 | Shimizu Corp | パンタグラフ式免震システム |
| CN105257778A (zh) * | 2015-11-23 | 2016-01-20 | 上海理工大学 | 多自由度低频隔振衬垫 |
| JP2017166664A (ja) * | 2016-03-18 | 2017-09-21 | 三菱Ｆｂｒシステムズ株式会社 | 免震装置 |
| KR20180044319A (ko) | 2015-08-21 | 2018-05-02 | 티에치케이 가부시끼가이샤 | 상하 면진 장치 |
| CN109372937A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-02-22 | 武克学 | 一种伞形活环摇臂式弹簧减震器 |
| CN109594670A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-04-09 | 东南大学 | 一种具有抗拉拔性能的仿生多维隔减震装置及其隔减震方法 |
| CN109854651A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-06-07 | 武成阁 | 一种伞形摇臂式弹簧减震器 |
| CN111155423A (zh) * | 2020-01-19 | 2020-05-15 | 灏昕汽车零部件制造无锡有限公司 | 一种方便安装的橡胶支座减震装置 |
| CN112696453A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-04-23 | 上海力信测量系统有限公司 | 用于隧道掘进机的全站仪减振支架 |
| JP6910691B1 (ja) * | 2021-04-12 | 2021-07-28 | 株式会社シェルタージャパン | 支持装置 |
| CN115125985A (zh) * | 2022-06-02 | 2022-09-30 | 陈传富 | 一种具有防震效果的浇筑式建筑基座 |
| CN116222939A (zh) * | 2023-04-17 | 2023-06-06 | 中国地震局工程力学研究所 | 设备三维隔震装置及其隔震效果的验证方法 |
-
1997
- 1997-01-31 JP JP1822097A patent/JPH10213177A/ja active Pending
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20030059390A (ko) * | 2001-12-29 | 2003-07-10 | 김정희 | 무진동 플레이트 |
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| US10167652B2 (en) | 2015-08-21 | 2019-01-01 | Thk Co., Ltd. | Vertical seismic isolation apparatus |
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| CN112696453A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-04-23 | 上海力信测量系统有限公司 | 用于隧道掘进机的全站仪减振支架 |
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| CN116222939A (zh) * | 2023-04-17 | 2023-06-06 | 中国地震局工程力学研究所 | 设备三维隔震装置及其隔震效果的验证方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20031209 |