JPH11230258A - 油圧支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型化、低コスト化を図りながら重量の大き
い被支持構造物を支持できる油圧支持装置を提供する。 【解決手段】 シリンダ１７と、このシリンダ１７内に
上下移動可能に嵌合され、油圧によって支持されるピス
トン１８と、シリンダ１７の上部に嵌合し、上端が被支
持構造物９に固定され下端が球面部２０を介してピスト
ン１８上面に当接した支持ロッド１９とを備え、支持ロ
ッド１９の外周とシリンダ１７の上部との間に球面滑り
軸受２１を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種の大型機器や
建物を支える油圧支持装置に係り、特に、３次元免震装
置に好適な油圧支持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】３次元免震装置は床や機器など軽量な構
造では実用化されているが、建物の３次元免震装置は荷
重支持能力不足やロッキング応答抑制の困難さから実現
できていない。これを解決できる可能性のある装置とし
て油圧支持装置を用いた３次元免震装置が提案されてい
る。

【０００３】図４は従来例に係る油圧支持装置を用いた
３次元免震装置の全体構成図である。

【０００４】この３次元免震装置は、基礎１上にボルト
２により固定された積層ゴム３にて水平方向の振動を吸
収するようにしており、該積層ゴム３の上側に、油圧支
持装置４を備えるようにしている。

【０００５】油圧支持装置４は、上部が開放されたシリ
ンダ室５を有して前記積層ゴム３上に固定されたシリン
ダ６と、該シリンダ６のシリンダ室５に挿入され上面に
球座７を形成したピストン８と、上端が建物等の被支持
構造物９の下面に固定され、下端に前記ピストン８の球
座７に嵌合する球１０を備えた支持部材１１とを備えて
いる。

【０００６】また、前記シリンダ室５の底部近傍には作
動油管１２の一端が連結され、該作動油管１２の他端は
高圧チッソガス１３を内蔵したアキュムレータ１４が取
り付けられている。前記作動油管１２及びピストン８下
部のシリンダ室５内には作動油１５が充填されており、
アキュムレータ１４に充填されている高圧チッソガス１
３の圧力は、作動油１５介して常に所定の油圧をピスト
ン８の下面に作用させるようになっている。

【０００７】前記ピストン８の下面と、球座７の低部と
の間には導孔１６が設けられており、前記作動油１５の
圧力が球座７と球１０との間に作用されることにより油
軸受が構成されている。

【０００８】前記球座７及び球１０は、作動油１５の圧
力を受けるピストン８の下面の直径Ｄと同一の直径に形
成されている。上記球座７及び球１０を構成するため
に、ピストン８の上部は下部の直径Ｄに対して大径部
８’となっている。シリンダ６とピストン８との間、及
び球座７と球１０の間には、油洩れ防止用のパッキング
８ａ，１０ａが設けられている。

【０００９】図４に示した構成において、被支持構造物
９の重量は、支持部材１１の球１０とピストン８の球座
７との間における油軸受と、ピストン８の下面に作用す
る作動油１５を介して、アキュムレータ１４内の高圧チ
ッソガス１３によって受けるようになっている。

【００１０】地震発生時における基礎１の水平方向振動
は、積層ゴム３の剪断変形によって吸収される。

【００１１】また、上下方向振動は、ピストン８がシリ
ンダ６のシリンダ室５に沿って昇降し、この昇降が、作
動油１５を介してアキュムレータ１４内の高圧チッソガ
ス１３の容積を変化させることによって吸収される。

【００１２】更に、振動による被支持構造物９の傾きに
対しては、球１０が球座７に対して相対的に滑って支持
部材１１の軸が傾くことによって吸収され、これにより
シリンダ６とピストン８との間で傾きによるかじりの発
生を防止する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記図４に示した従来
の油圧支持装置は、被支持構造物９の重量を、シリンダ
６とピストン８の間に充填した作動油１５を介してアキ
ュムレータ１４内の高圧チッソガス１３によって支持
し、かつ、被支持構造物９の傾きによるかじりを防止す
るために、ピストン８の球座７と支持部材１１の球１０
とを組み合わせ、かつ、球座７と球１０との間にシリン
ダ室５の作動油１５を導く導孔１６を設けて油軸受を構
成するようにしている。

【００１４】従って、球座７と球１０との間の作動油部
の直径Ｄを、ピストン８の押圧面の直径Ｄとほぼ等しく
なければ、球座７と球１０にてかじりを防止しながら被
支持構造物９の荷重を受けることはできない。

【００１５】しかし、被支持構造物９の重量が大きくな
ると、球座７と球１０の直径Ｄを、ピストン８の押圧面
の直径Ｄに合せて大きくしなければならない。

【００１６】このように球座７及び球１０の直径Ｄが大
きくなると、油圧支持装置４の構成が大型化する問題が
あり、而も、直径Ｄが大きい球座７及び球１０に、かじ
りを生じさせないように精度良く製造することは非常に
困難であり、よって油圧支持装置が非常に高価なものと
なってしまうという問題を有していた。

【００１７】本発明は、小型化、低コスト化を図りなが
ら重量の大きい被支持構造物を支持することができる油
圧支持装置を提供することを目的とするものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、地震による被支持構造物の
上下方向振動を吸収する油圧支持装置において、シリン
ダと、このシリンダ内に上下移動可能に嵌合され、油圧
によって支持されるピストンと、前記シリンダの上部に
嵌合し、上端が被支持構造物に固定され下端が球面部を
介してピストン上面に当接した支持ロッドとを備え、支
持ロッドの外周とシリンダの上部との間に球面滑り軸受
を備えたことを特徴としている。

【００１９】上記目的を達成するために、請求項２記載
の発明は、地震による被支持構造物の上下方向振動を吸
収する油圧支持装置において、シリンダと、このシリン
ダ内に上下移動可能に嵌合され、油圧によって支持され
るピストンと、上端が被支持構造物に固定され下端が球
面部を介してピストン上面に当接した支持ロッドとを備
え、支持ロッドの外周とシリンダの上部との間に緩衝用
のゴムを備えたことを特徴としている。

【００２０】上記目的を達成するために、請求項３記載
の発明は、地震による被支持構造物の上下方向振動を吸
収する油圧支持装置において、シリンダと、このシリン
ダ内に上下移動可能に嵌合され、油圧によって支持され
る上部に球座を備えたピストンと、上端が被支持構造物
に固定され下端に前記球座に嵌合する球を備えた支持ロ
ッドとを備え、支持ロッドの球とピストンの球座の何れ
か一方あるいは双方の表面を高滑性樹脂で被覆したこと
を特徴としている。

【００２１】ここで、請求項４記載の発明は、地震によ
る被支持構造物の水平方向振動を吸収する積層ゴムの上
部にシリンダを固定することにより、３次元免震装置と
して機能する。

【００２２】請求項１及び請求項２記載の発明では、被
支持構造物の重量を、油圧が掛けられたピストン上に支
持ロッドを介して支持するようになっており、よって被
支持構造物の重量が大きくなっても、支持ロッドの径を
大きくすることなく荷重を支持することができるので、
装置全体の小型化が図られる。

【００２３】また、請求項１記載の発明では、支持ロッ
ドの外周に備えた球面滑り軸受により被支持構造物の傾
きを吸収、請求項２記載の発明では、支持ロッドの外周
に設けた緩衝用のゴムにより被支持構造物の傾きを吸収
することができる。

【００２４】請求項３記載の発明では、油圧が掛けられ
たピストンの球座に、被支持構造物に固定された支持ロ
ッドの球が嵌合され、球座と球の少なくとも一方の表面
に高滑性樹脂がコーティングしてあるので、作動油を潤
滑油として球座と球の間に供給する必要はなくなり、球
座及び球の直径を小さくしても大きな重量を受けること
ができ、よって装置の小型化が図れる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。なお、以下に示す図１ないし図３
において、図４に示す従来例と同様の個所には同一符号
を付す。また図４に示す油圧機構、すなわち高圧チッソ
ガス１３を内蔵するアキュムレータ１４は省略してあ
る。

【００２６】図１は第１の実施の形態に係る油圧支持装
置４の縦断面図である。

【００２７】この油圧支持装置４は、基礎１上にボルト
２等にて固定された積層ゴム３上に、シリンダ１７を固
定している。シリンダ１７には円板状のピストン１８が
嵌合しており、さらに、上端が被支持構造物９に固定さ
れて下端が前記シリンダ１７の上部を１７’を貫通する
支持ロッド１９が設けてあり、該支持ロッド１９の下端
部が球面部２０を介して前記ピストン１８の上面に当接
している。ピストン１８の底面より下部のシリンダ室５
には作動油１５が充填されていて、ピストン１８は作動
油１５による油圧を受けるようになっている。

【００２８】また、支持ロッド１９の外周には、球面滑
り軸受２１が嵌合されており、且つ球面滑り軸受２１に
対向するシリンダ１７の上部１７’の内面には、球面滑
り軸受２１が嵌合する球座２２が形成されている。球面
滑り軸受２１の外側と内側には、オイルシール用のパッ
キング２３，２４が設けられている。

【００２９】図１に示す構成において、前述したよう
に、地震による基礎１の水平方向振動は、積層ゴム３の
剪断変形によって吸収される。

【００３０】また、上下方向振動は、ピストン１８及び
支持ロッド１９が上下に移動し、この移動が、作動油１
５を介して図４のアキュムレータ１４内の高圧チッソガ
ス１３の容積を変化させることによって吸収される。

【００３１】更に、振動により被支持構造物９が傾いた
時には、被支持構造物９に固定された支持ロッド１９も
一緒に傾くことになるが、支持ロッド１９は球面滑り軸
受２１を介してシリンダ１７に支持されているので、か
じりを生じることなく自由に傾くことができ、更に支持
ロッド１９の下端は球面部２０を介してピストン１８に
当接しているので、自由に傾くことができてかじりを生
じることがない。

【００３２】図１の形態によれば、被支持構造物９の重
量を支持ロッド１９を介してピストン１８で直接受ける
構造となっているため、被支持構造物９の重量が大きい
場合でも、支持ロッド１９の径は大きくする必要がな
く、この結果、装置の小型化を図ることができる。

【００３３】図２は第２の実施の形態に係る油圧支持装
置４の縦断面図である。

【００３４】この油圧支持装置４において、第１の実施
の形態の油圧支持装置４と異なる点は、球面滑り軸受２
１の代わりに、ブッシュ２５と緩衝用のゴム２６で、支
持ロッド１９をシリンダ１７に保持している点である。

【００３５】すなわち、シリンダ１７の内周部には、上
下端が開口した円筒形の金属からなるブッシュ２５が固
定されており、このブッシュ２５の内面と支持ロッド１
９の外周との間に、緩衝用のゴム２６が嵌合されてお
り、支持ロッド１９は、緩衝用のゴム２６を変形させな
がら上下に移動し、かつ傾くことができるようになって
いる。

【００３６】このように、緩衝用のゴム２６によって支
持ロッド１９をシリンダ１７内に保持し、また支持ロッ
ド１９の下端を球面部２０に形成してピストン１８に当
接することで、被支持構造物９の傾斜により支持ロッド
１９が傾いたときのかじりを防止することができる。ま
た、第１の実施の形態の油圧支持装置４と同様に、小型
化を図ることができる。

【００３７】図３は第３の実施の形態に係る油圧支持装
置４の縦断面図である。

【００３８】この油圧支持装置４は、支持ロッド１９の
下端に備えた球２７を、ピストン１８に備えた球座２８
で受けながらも、球２７延いては装置全体の小型化を図
ったものである。

【００３９】すなわち、図４に示す従来の油圧支持装置
４では、球座７と球１０による油軸受によって被支持構
造物９の重量を支持するために、導孔１６を介して作動
油１５を油軸受に供給しているが、図３に示す第３の実
施の形態の油圧支持装置４は、球２７の表面、あるいは
球座２８の表面、あるいは球２７と球座２８の双方の表
面を高潤滑性樹脂２９（例えばテフロン）で被覆するこ
とで、潤滑油を不要とし、この結果、球２７及び球座２
８の小型化を可能としたものである。

【００４０】このように、球２７と球座２８の摺動時の
摩擦抵抗を減らすために、潤滑油の代わりに高潤滑性樹
脂２９にて、球２７、球座２８の何れか一方、あるいは
双方に被覆することで、球２７と球座２８の面接触部を
ピストン１８下面の油圧受面の直径より遥かに小さくす
ることができ、その結果、球２７及び球座２８の小型
化、延いては装置全体の小型化を図ることができる。

【００４１】

【発明の効果】請求項１及び請求項２記載の発明によれ
ば、被支持構造物の重量が、支持ロッドの球面部を介し
てピストン上に支持されるようになっており、従って被
支持構造物の重量が大きくなっても、支持ロッドの径を
大きくすることなく重量を支持することができるので、
装置全体の小型化が図られる。

【００４２】更に、請求項１記載の発明では支持ロッド
の外周に備えた球面滑り軸受により被支持構造物の傾き
を吸収でき、また、請求項２記載の発明では支持ロッド
の外周に設けた緩衝用のゴムにより被支持構造物の傾き
を吸収することができる。

【００４３】請求項３記載の発明では、ピストンの球座
に、被支持構造物に固定された支持ロッドの球が嵌合さ
れ、球座と球の少なくとも一方或いはその双方の表面に
高潤滑性樹脂がコーティングしてあるので、作動油を潤
滑油として球座と球の間に供給する必要はなくなり、球
座及び球の直径を小さくしても大きな重量を受けること
ができ、よって装置の小型化が図れる。

【００４４】請求項４記載の発明によれば、上記の油圧
支持装置を用いて信頼性の高い３次元免震装置を構成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る油圧支持装置
の縦断面図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態に係る油圧支持装置
の縦断面図である。

【図３】本発明の第３の実施の形態に係る油圧支持装置
の縦断面図である。

【図４】従来例に係る油圧支持装置を備えた３次元免震
装置の全体構成図である。

【符号の説明】

４ 油圧支持装置 ９ 被支持構造物 １７ シリンダ １７’ 上部 １８ ピストン １９ 支持ロッド ２０ 球面部 ２１ 球面滑り軸受 ２６ 緩衝用のゴム ２７ 球 ２８ 球座 ２９ 高潤滑性樹脂

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地震による被支持構造物の上下方向振動
   を吸収する油圧支持装置において、 シリンダと、このシリンダ内に上下移動可能に嵌合さ
   れ、油圧によって支持されるピストンと、前記シリンダ
   の上部に嵌合し、上端が被支持構造物に固定され下端が
   球面部を介してピストン上面に当接した支持ロッドとを
   備え、 支持ロッドの外周とシリンダの上部との間に球面滑り軸
   受を備えたことを特徴とする油圧支持装置。
2. 【請求項２】 地震による被支持構造物の上下方向振動
   を吸収する油圧支持装置において、 シリンダと、このシリンダ内に上下移動可能に嵌合さ
   れ、油圧によって支持されるピストンと、上端が被支持
   構造物に固定され下端が球面部を介してピストン上面に
   当接した支持ロッドとを備え、 支持ロッドの外周とシリンダの上部との間に緩衝用のゴ
   ムを備えたことを特徴とする油圧支持装置。
3. 【請求項３】 地震による被支持構造物の上下方向振動
   を吸収する油圧支持装置において、 シリンダと、このシリンダ内に上下移動可能に嵌合さ
   れ、油圧によって支持される上部に球座を備えたピスト
   ンと、上端が被支持構造物に固定され下端に前記球座に
   嵌合する球を備えた支持ロッドとを備え、 支持ロッドの球とピストンの球座の何れか一方あるいは
   双方の表面を高滑性樹脂で被覆したことを特徴とする油
   圧支持装置。
4. 【請求項４】 地震による被支持構造物の水平方向振動
   を吸収する積層ゴムの上部にシリンダを固定することに
   より、３次元免震装置を構成することを特徴とする請求
   項１又は２又は３記載の油圧支持装置。