JPH11247928A - Base isolation device having ultra-long cycle - Google Patents

Base isolation device having ultra-long cycle

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JPH11247928A
JPH11247928A JP5466198A JP5466198A JPH11247928A JP H11247928 A JPH11247928 A JP H11247928A JP 5466198 A JP5466198 A JP 5466198A JP 5466198 A JP5466198 A JP 5466198A JP H11247928 A JPH11247928 A JP H11247928A
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JP
Japan
Prior art keywords
drum
seismic isolation
isolation device
wire
ultra
Prior art date
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Pending
Application number
JP5466198A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoru Aizawa
相沢  覚
Kenichi Miyazaki
賢一 宮崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Takenaka Komuten Co Ltd
Original Assignee
Takenaka Komuten Co Ltd
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Publication date
Application filed by Takenaka Komuten Co Ltd filed Critical Takenaka Komuten Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a base isolation device having an ultra-long cycle by constituting the base isolation device of an ultra-low frictional sliding bearing to support a structure, a fuse mechanism having a restoring force mechanism and starting a base isolation function by seismic force of a certain magnitude and a former position returning mechanism. SOLUTION: In a complex unit 3, when a wire 11 is pulled according to displacement of a structure 30 receiving seismic force, tensile force of the wire 11 acts as the rotation moment to a drum 10. When torque of the drum 10 by this rotation moment exceeds restraining force of the drum 10 by a lock pin 17, the lock pin 17 is pushed out of the recessed part of the drum 10, so that rotation of the drum 10 starts. That is, a fuse mechanism allows a movement of the structure 30 only to a big earthquake not less than a preset value by preventing excessive swinging of the structure 30 when seismic force and a wind load applied to the structure 30 are not more than the preset value.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】この発明は、構造物の地震に
対する応答周期(免震周期)を、例えば10秒程度にま
で非常に長くした次世代の超長周期免震装置の技術分野
に属する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention belongs to the technical field of a next-generation ultra-long-period seismic isolation device in which the response cycle (seismic isolation cycle) of a structure to an earthquake is very long, for example, about 10 seconds.

【0002】[0002]

【従来の技術】地震に対する免震効果は、免震構造とし
ての卓越周期(免震周期)が長いほどその効果が大きい
ことは、例えば図11に示した加速度応答スペクトルか
らも理解されている。因みに、図11において円弧aが
現行の免震周期(3〜4秒)を表し、円弧bは本発明が
目標とする次世代の免震周期(10秒前後)を表してい
る。ところで、 従来の免震装置は、積層ゴムを用いたものが主流で
ある。 積層ゴムの免震周期の限界の解決を目的として、特
開平8ー158697号公報に記載された免震装置は、
弾性滑り支承と積層ゴム支承の両方で建物の鉛直荷重を
支持させ、免震周期の長期化を図った構成である。 特開平2ー153139号公報に記載された免震装
置は、構造物を支持する滑り支承のメンブレンで密封し
たシール空間を設け、地震時には前記のシール空間へ圧
力流体を封入し、この圧力流体により構造物の荷重支持
を分担させて見かけの摩擦係数を小さくする構成であ
る。 特開平5ー10387号公報に記載された水圧免震
装置は、基盤に形成した滑り面と、この基盤上に支持さ
れる構造物の底面との間に水圧室を設け、この水圧室に
供給された圧力水で構造物の支持を行わしめ、滑り面と
の摩擦抵抗を極めて小さなものとした構成である。
2. Description of the Related Art It is understood from the acceleration response spectrum shown in FIG. 11, for example, that the longer the predominant period (seismic isolation period) of the seismic isolation structure, the greater the effect. In FIG. 11, the arc a represents the current seismic isolation cycle (3 to 4 seconds), and the arc b represents the next-generation seismic isolation cycle targeted by the present invention (about 10 seconds). By the way, the conventional seismic isolation device using laminated rubber is the mainstream. For the purpose of solving the limit of the seismic isolation cycle of the laminated rubber, the seismic isolation device described in Japanese Patent Application Laid-Open No.
The vertical load of the building is supported by both elastic sliding bearings and laminated rubber bearings, and the seismic isolation cycle is extended. The seismic isolation device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-153139 is provided with a sealed space sealed with a membrane of a sliding bearing for supporting a structure, and in the event of an earthquake, pressurized fluid is sealed in the sealed space, and this pressure fluid is used. This structure is to reduce the apparent coefficient of friction by sharing the load support of the structure. In the hydraulic seismic isolation device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-10387, a hydraulic chamber is provided between a sliding surface formed on a base and a bottom surface of a structure supported on the base, and the hydraulic chamber is supplied to the hydraulic chamber. The structure is supported by the pressurized water, and the frictional resistance with the sliding surface is extremely small.

【0003】[0003]

【本発明が解決しようとする課題】上記の積層ゴムを
用いた免震装置は、その免震周期が、構造物を支持する
面圧と積層ゴム自体の高さに比例していることが、別表
の「数1」に示したように理解される。免震周期の長さ
に比例して地震時の積層ゴムの水平変形量が大きくなる
が、周期を延ばす手段として、積層ゴムの高さを高くす
るか、又は面圧を大きくすると、逆に積層ゴムの水平変
形能力が不安定になり、自ずとその限界がある。結局、
積層ゴムの免震周期は5秒程度が限界と考えられる。
The seismic isolation device using the above laminated rubber is characterized in that its seismic isolation period is proportional to the surface pressure supporting the structure and the height of the laminated rubber itself. It is understood as shown in the attached table "Formula 1". The amount of horizontal deformation of the laminated rubber during an earthquake increases in proportion to the length of the seismic isolation period.However, as a means of extending the period, if the height of the laminated rubber is increased or the surface pressure is increased, the laminated The horizontal deformation ability of rubber becomes unstable and naturally has its limitations. After all,
It is considered that the limit of the seismic isolation cycle of laminated rubber is about 5 seconds.

【0004】[0004]

【数1】 (Equation 1)

【0005】上記の免震装置は、前記積層ゴムの問題
点の解決を試みているが、弾性滑り支承の滑り材は四フ
ッ化エチレン樹脂で構成され、比較的大きな摩擦係数
(摩擦係数μ=0.1程度)を持っており、免震効果の
劇的向上は望み得ない。上記の免震装置は、滑り支承
の摩擦係数を小さくする目的で、シール空間へ封入した
圧力流体で見かけの摩擦係数を小さくしているが、一
方、地震時にシール空間へ圧力流体を封入する手段とし
て、何時起こるか判らない地震に対して常時監視する電
気油圧制御を採用しており、長期の信頼性に不安がある
し、メンテナンスコストが非常に高くなる。
The above seismic isolation device attempts to solve the problem of the laminated rubber, but the sliding material of the elastic sliding bearing is made of tetrafluoroethylene resin, and has a relatively large friction coefficient (friction coefficient μ = 0.1), and a dramatic improvement in the seismic isolation effect cannot be expected. The above seismic isolation device reduces the apparent friction coefficient with the pressure fluid sealed in the seal space for the purpose of reducing the friction coefficient of the sliding bearing, but means for sealing the pressure fluid into the seal space during an earthquake As such, electro-hydraulic control, which constantly monitors for an earthquake that cannot be known when it occurs, is adopted, and there is concern over long-term reliability, and maintenance costs become extremely high.

【0006】上記の免震装置は、滑り支承に関する上
記の問題点を改善しているが、この免震装置だけで
は、地震時に、摩擦係数の小さい構造物がどこまで移動
するかの予測ができない構成である。また、風荷重によ
っても構造物が容易に移動してしまう問題もある。従っ
て、本発明の目的は、免震周期の超長周期化が達成さ
れ、それでいて長期の信頼性に問題がなく、メンテナン
スコストもさほどにかからず、また、構造物が移動する
範囲が制限されてその予測ができ、しかも風荷重によっ
て構造物が容易に移動する問題もない構成で、次世代の
免震構造物の実現に寄与する、超長周期の免震装置を提
供することである。
Although the above-mentioned seismic isolation device solves the above-mentioned problems relating to the sliding bearing, it is impossible to predict how far a structure having a low coefficient of friction will move when an earthquake occurs using only this seismic isolation device. It is. There is also a problem that the structure easily moves due to the wind load. Therefore, it is an object of the present invention to achieve a very long seismic isolation period, yet have no problem in long-term reliability, do not require much maintenance cost, and limit the range in which structures move. It is an object of the present invention to provide an ultra-long-period seismic isolation device that has a configuration that can predict the position of the structure and has no problem that the structure easily moves due to a wind load, and that contributes to the realization of a next-generation seismic isolation structure.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段として、請求項1記載の発明に係る超長周期の
免震装置は、構造物を支持する極低摩擦滑り支承と、復
元力機構と、或る大きさの地震力で免震機能を開始させ
るヒューズ機構と、元位置復帰機構とから成ることを特
徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an ultra-long-period seismic isolator according to the first aspect of the present invention. It is characterized by comprising a force mechanism, a fuse mechanism for starting a seismic isolation function with a certain magnitude of seismic force, and an original position return mechanism.

【0008】請求項2記載の発明は、請求項1に記載し
た超長周期の免震装置における元位置復帰機構は、地盤
又は構造物のいずれか一方に、水平方向に回転するドラ
ムが設置され、一端を構造物又は地盤に固定された一定
長さのワイヤーの他端が前記ドラムに巻き込まれて連結
され、前記ドラムの回転軸に電気モータ又は油圧モータ
等の駆動装置が接続され、地震後に緩んだワイヤーを巻
き取る方向に回転させる構成であることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, the original position return mechanism in the very long-period seismic isolation device according to the first aspect is provided with a drum that rotates in a horizontal direction on either the ground or the structure. The other end of a fixed length wire fixed at one end to a structure or the ground is wound around and connected to the drum, and a driving device such as an electric motor or a hydraulic motor is connected to a rotating shaft of the drum, and after the earthquake, It is characterized in that it is configured to rotate in a direction to wind up a loose wire.

【0009】請求項3記載の発明は、請求項1又は2に
記載した超長周期の免震装置におけるヒューズ機構は、
ドラムの水平面側に凹部が設けられ、構造物又は地盤の
側には前記凹部に嵌まるロックピンが垂直方向に出入り
可能に設けられ、或る大きさの回転力までは嵌合状態を
保つようにその背後を一定大きさの力で押されているこ
とを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, the fuse mechanism in the very long-period seismic isolation device according to the first or second aspect,
A concave portion is provided on the horizontal surface side of the drum, and a lock pin that fits into the concave portion is provided on the structure or ground side so as to be able to enter and exit in the vertical direction, so that the fitted state is maintained until a certain amount of rotational force. It is characterized by being pushed behind by a certain amount of force.

【0010】請求項4記載の発明は、請求項2に記載し
た超長周期の免震装置における元位置復帰機構を構成す
るドラムと、該ドラムに巻き込まれ連結されたワイヤー
の関係は、ドラムにワイヤーが左巻きに巻き込まれ連結
されている左巻きセットと、ドラムにワイヤーが右巻き
に巻き込まれ連結されている右巻きセットとの組み合わ
せを1ユニットとして複数ユニットが設置されているこ
とを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an ultra-long period seismic isolation device according to the second aspect, wherein a drum constituting a home position return mechanism and a wire wound and connected to the drum are connected to the drum. A plurality of units are provided in which a combination of a left-handed set in which the wire is wound and connected to the left and a right-handed set in which the wire is wound and connected to the drum as one unit.

【0011】請求項5記載の発明は、請求項2又は4に
記載した超長周期の免震装置における元位置復帰機構を
構成するドラムと、該ドラムに巻き込まれ連結されたワ
イヤーとの関係において、地震後に緩むワイヤーの弛み
を常にワイヤーがドラムから離れる方向に引っ張る巻き
込み防止手段が設けられていることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an ultra-long-period seismic isolation device according to the second or fourth aspect, wherein the drum constituting the original position return mechanism and the wire wound and connected to the drum are connected. In addition, there is provided an entrainment preventing means for always pulling the wire loosened after the earthquake in a direction in which the wire is separated from the drum.

【0012】[0012]

【発明の実施形態及び実施例】請求項1記載の発明に係
る超長周期の免震装置は、図1に基本的な実施形態の平
面配置を例示したように、構造物を支持する極低摩擦滑
り支承1と、復元力機構として採用した積層ゴム2と、
或る大きさの地震力で免震機能を開始させるヒューズ機
構、並びに元位置復帰機構の複合体ユニット3とで構成
されている。前記極低摩擦滑り支承1と積層ゴム2とに
よる構造物30の支持方式を図2に例示した。図中の符
号5が地盤である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The very long-period seismic isolation device according to the first aspect of the present invention is, as shown in FIG. Friction sliding bearing 1, laminated rubber 2 adopted as a restoring force mechanism,
It is composed of a fuse mechanism for starting a seismic isolation function with a certain magnitude of seismic force, and a composite unit 3 of an original position return mechanism. FIG. 2 illustrates a method of supporting the structure 30 by the extremely low friction sliding bearing 1 and the laminated rubber 2. Reference numeral 5 in the figure is the ground.

【0013】図1には、超長周期の免震装置における復
元力機構として採用した積層ゴム2の具体的構成を図示
することは省略したが、既に公知、周知である、積層ゴ
ムとダンパーと組み合わせた構成、或いは高減衰ゴムを
使用した積層ゴム単独の構成等を選択的に使用可能であ
る。この復元力機構の働きによって構造物30の地震地
の移動範囲が限定される。図4の円15が移動範囲の大
きさを例示している。
FIG. 1 does not show a specific structure of the laminated rubber 2 employed as a restoring force mechanism in the seismic isolation device having a very long period, but the laminated rubber and the damper, which are already known and well known, are omitted. It is possible to selectively use a combined configuration, a configuration of a laminated rubber using high-damping rubber alone, or the like. The movement range of the structure 30 in the earthquake ground is limited by the function of the restoring force mechanism. A circle 15 in FIG. 4 illustrates the size of the movement range.

【0014】構造物を支持する極低摩擦滑り支承1とし
ては、従来技術の項に引用した、の滑り支承、又は
その他の公知の滑り支承の使用を排除する趣旨ではない
が、例えば図3に例示したものを好適に使用できる。図
3は、ステンレス鋼板と流体を密封した静圧軸受けの構
成を示している。構造物3の鉛直荷重を受けるラム1a
の側面外周にシリンダチューブ1bがシールリング1c
により水密的に設置されている。前記ラム1aを載せる
ステンレス鋼板製の滑り板4が、地盤5の面上に前期ラ
ム1aの移動範囲をカバーする広さで敷設されている。
前記シリンダチューブ1bに設けた供給口1dへ供給さ
れた圧油は、ラム1aの油通路1eを通ってラム下面の
油圧面6へ至る。油圧面6は数mm程度の隙間であり、シ
リンダチューブ1bの下面に同心配置に設けた内シール
1fと外シール1g及びその間のパッド1hとで厳密に
密封されている。そして、滑り移動等が原因で前記外シ
ール1gまで漏れ出した油は、やはりシリンダチューブ
1bに設けたドレン口1kから排出される。前記油圧面
6の油圧は70〜100kg/cm2の大きさになる。要す
るに、構造物30を支持したラム1aは油圧面6の油の
摩擦抵抗の範囲の極低摩擦抵抗で移動するのである。
The very low-friction sliding bearing 1 for supporting the structure is not intended to exclude the use of sliding bearings or other known sliding bearings cited in the section of the prior art. The exemplified ones can be suitably used. FIG. 3 shows a configuration of a static pressure bearing in which a stainless steel plate and a fluid are sealed. Ram 1a which receives vertical load of structure 3
The cylinder tube 1b has a seal ring 1c
It is installed watertight. A sliding plate 4 made of a stainless steel plate on which the ram 1a is mounted is laid on the surface of the ground 5 in a size that covers the moving range of the ram 1a.
The pressure oil supplied to the supply port 1d provided in the cylinder tube 1b passes through the oil passage 1e of the ram 1a and reaches the hydraulic surface 6 on the lower surface of the ram. The hydraulic surface 6 has a gap of about several millimeters, and is tightly sealed by an inner seal 1f, an outer seal 1g, and a pad 1h therebetween provided concentrically on the lower surface of the cylinder tube 1b. The oil that has leaked to the outer seal 1g due to sliding movement or the like is also discharged from a drain port 1k provided in the cylinder tube 1b. The hydraulic pressure on the hydraulic surface 6 is 70-100 kg / cm 2 . In short, the ram 1a supporting the structure 30 moves with extremely low frictional resistance in the range of the frictional resistance of the oil on the hydraulic surface 6.

【0015】次に、図1に例示した超長周期の免震装置
におけるヒューズ機構と元位置復帰機構の複合体ユニッ
ト3の構成を、図4〜図7に実施例として示した。図5
に示したように、地盤5側(又は構造物30の側でも良
い。)に、水平方向に回転するドラム10が設置されて
いる。このドラム10を中心として、図4では水平面を
4等分する方向に、一端を構造物30(又は逆に地盤5
の場合もある。)に固定された一定長さの4本のワイヤ
ー11(又は緊張ケーブル、以下同じ。)の他端が、前
記ドラム10に共通な接線方向に巻き込まれ連結されて
いる。因みに、ドラム10の大きさは、ワイヤー巻取り
溝の内径が150cm、幅厚さが45cm程度である。4本
のワイヤー11の長さは等しく、図4のように構造物3
0への固定点14が正方形の各頂点に位置するとき、同
正方形の一辺の長さは6m位の大きさ、長さである。ま
た、図5のように一定の角度に傾斜した配置とされるワ
イヤー11の巻き込みを円滑にするため、ドラム10の
ワイヤー巻取り溝の側壁は、前記ワイヤー11の傾斜角
度と同等又は少し大きい傾斜角度に形成されている。
Next, the configuration of the composite unit 3 of the fuse mechanism and the original position return mechanism in the seismic isolation device having an extremely long cycle illustrated in FIG. 1 is shown as an embodiment in FIGS. FIG.
As shown in (1), a drum 10 that rotates in the horizontal direction is installed on the ground 5 side (or on the side of the structure 30). In FIG. 4, one end of the ground 10 is connected to the structure 30 (or vice versa) in a direction that divides the horizontal plane into four parts.
In some cases. The other ends of four wires 11 (or tension cables, the same applies hereinafter) of a fixed length fixed to the drum 10 are wound around and connected to the drum 10 in a common tangential direction. Incidentally, the size of the drum 10 is such that the inner diameter of the wire winding groove is 150 cm and the width and thickness are about 45 cm. The length of the four wires 11 is equal, and as shown in FIG.
When the fixed point 14 to 0 is located at each vertex of the square, the length of one side of the square is about 6 m in length and length. Further, in order to facilitate the winding of the wire 11 arranged at a certain angle as shown in FIG. 5, the side wall of the wire winding groove of the drum 10 has a slope equal to or slightly larger than the slope angle of the wire 11. It is formed at an angle.

【0016】ドラム10とワイヤー11との連結位置
は、前記のように接線方向に配置されたケーブル11と
ドラム10の円周との接点S、又は前記接点Sの位置か
ら円周方向へ任意大きさの円弧角(円弧角の大きさでド
ラム10の回転量の大きさが決まる。)まで進んだ位置
であれば良い。もし、円弧角が大きくて隣のワイヤーと
の干渉が心配される場合には、ドラム10の外周面のワ
イヤー巻取り溝に螺旋状の仕切り壁を形成して各ワイヤ
ーの巻き込み位置(溝)を区別する構成にするのが良
い。
The connecting position between the drum 10 and the wire 11 may be a contact point S between the cable 11 arranged in the tangential direction as described above and the circumference of the drum 10 or an arbitrary size in the circumferential direction from the position of the contact point S. The position may be any position as long as the position has advanced to the arc angle (the amount of rotation of the drum 10 is determined by the size of the arc angle). If the arc angle is large and there is concern about interference with the adjacent wire, a spiral partition wall is formed in the wire winding groove on the outer peripheral surface of the drum 10 so that the winding position (groove) of each wire is changed. It is good to make the configuration that distinguishes.

【0017】ドラム10とワイヤー11との連結手段
は、図6に例示したようにドラム10のワイヤー巻取り
溝10aの底面に凹部10bを形成し、この凹部10b
内でワイヤー端部の尻手12を止めピン13で自在状態
に連結する。こうして地盤5側のドラム10と、一端を
構造物3へ連結したワイヤー11とが連結された結果、
結局は地盤5と構造物30とがワイヤー11で連結され
たことに等しい。
As shown in FIG. 6, a connecting means for connecting the drum 10 to the wire 11 forms a recess 10b in the bottom surface of the wire winding groove 10a of the drum 10, and the recess 10b
In the inside, the tail 12 at the end of the wire is freely connected with the stopper pin 13. As a result of the drum 10 on the ground 5 side being connected to the wire 11 having one end connected to the structure 3 in this manner,
After all, it is equivalent to the ground 5 and the structure 30 being connected by the wire 11.

【0018】ヒューズ機構は、次のように構成されてい
る。図7に示したように、前記ドラム10の水平面側、
即ち図5の例で言えば地盤5と対面する下面側の出来る
だけ回転半径の大きい部位(外周寄り位置)に、回転方
向の前後に約45°の傾斜面を有する略台形状の凹み1
6が設けられている。他方、地盤5の側には、先端部を
前記凹部16と略同形、同大の台形状に尖らせたロック
ピン17が垂直方向に出入り可能に設けられている。そ
して、或る大きさの回転力までは凹部16への嵌合状態
を保ってドラム10の回転を止める力を発揮するバネ1
8で、ロックピン17は背後を押されている(請求項3
記載の発明)。
The fuse mechanism is configured as follows. As shown in FIG. 7, the horizontal surface side of the drum 10
That is, in the example of FIG. 5, a substantially trapezoidal recess 1 having an inclined surface of about 45 degrees before and after in the rotation direction is provided on a lower surface side facing the ground 5 and having a rotation radius as large as possible (position closer to the outer periphery).
6 are provided. On the other hand, on the side of the ground 5, a lock pin 17 having a tip portion sharpened in a trapezoidal shape having substantially the same shape and the same size as the concave portion 16 is provided so as to be able to enter and exit in the vertical direction. The spring 1 exerts a force for stopping the rotation of the drum 10 while maintaining the fitted state in the concave portion 16 up to a certain amount of rotational force.
8, the lock pin 17 is pushed behind.
Described invention).

【0019】上記構成の複合体ユニット3において、地
震力を受けた構造物30の変位に伴ってワイヤー11が
引っ張られると、同ワイヤー11の張力がドラム10に
対する回転モーメントとして作用する。この回転モーメ
ントによるドラム10の回転力が、前記ロックピン17
によるドラム10の制止力を上回った時点で、ロックピ
ン17はドラム10の凹部16から押し出されてドラム
10の回転が始まる。つまり、ヒューズ機構は、構造物
30が受けた地震力、風荷重が設定値以下の場合には、
構造物30の無闇な揺れを防止し、設定値以上の大きな
地震に対してのみ構造物30の移動を許容する。
In the composite unit 3 having the above-described structure, when the wire 11 is pulled due to the displacement of the structure 30 subjected to the seismic force, the tension of the wire 11 acts as a rotational moment with respect to the drum 10. The rotational force of the drum 10 due to this rotational moment is applied to the lock pin 17.
At this point, the lock pin 17 is pushed out of the concave portion 16 of the drum 10 and rotation of the drum 10 starts. That is, when the seismic force and wind load received by the structure 30 are equal to or less than the set values,
The structure 30 is prevented from shaking unnecessarily, and the structure 30 is allowed to move only for a large earthquake exceeding a set value.

【0020】この超長周期の免震装置における元位置復
帰機構は、上述したドラム10を中心として配置された
一定長さのワイヤー11と、ドラムの凹部16に嵌まる
ロックピン17の構成を前提として、前記ドラム10の
回転軸に電気モータ又は油圧モータ等の駆動装置19を
接続した構成とされている(図4)。上述したように構
造物30が移動するほど大きな地震を受けた場合、地震
後に緩んだワイヤー11は駆動装置19がドラム10を
巻き取り方向に回転させ、ドラム10が各ワイヤー11
を巻き込み、同ワイヤー11を介して構造物3を元位置
へ復帰させるのである(請求項2記載の発明)。構造物
30が元位置へ復帰するのと同時に、ドラム10の凹部
16へロックピン17が再び嵌まり込み、ヒューズ機構
自体も復元する。
The original position return mechanism in the seismic isolation device having a very long period is based on the configuration of a wire 11 of a fixed length arranged around the drum 10 and a lock pin 17 fitted into a concave portion 16 of the drum. The driving device 19 such as an electric motor or a hydraulic motor is connected to the rotating shaft of the drum 10 (FIG. 4). As described above, when the structure 30 receives an earthquake large enough to move, the wire 11 that has become loose after the earthquake causes the driving device 19 to rotate the drum 10 in the winding direction, and the drum 10 causes the wire 11 to rotate.
And the structure 3 is returned to the original position via the wire 11 (the invention according to claim 2). At the same time when the structure 30 returns to the original position, the lock pin 17 is fitted into the concave portion 16 of the drum 10 again, and the fuse mechanism itself is restored.

【0021】上述したように、元位置復帰機構は、ドラ
ム10の回転と、それに伴う各ワイヤー11の張力とで
復帰機能を回転力として奏する。そのため、元位置復帰
機構を含む複合体ユニット3は、ドラム10と、該ドラ
ムに巻き込まれ連結されたワイヤー11との関係を、図
9及び図10に例示したように、ドラムにワイヤー11
が左巻きに共通な接線方向に巻き込まれ連結されている
左巻きセット3Aと、ドラムにワイヤー11が右巻きに
共通な接線方向に巻き込まれ連結されている右巻きセッ
ト3Bとの組み合わせを1ユニットとして複数ユニット
が設置される(請求項4記載の発明)。このように複数
ユニットが設置される場合、1個のドラム10に巻込ま
れるワイヤー11の本数は最少限度1本であっても上記
同様の作用効果を期待できる。
As described above, the original position return mechanism performs a return function as a rotational force by the rotation of the drum 10 and the tension of each wire 11 accompanying the rotation. Therefore, as shown in FIGS. 9 and 10, the composite unit 3 including the original position return mechanism connects the drum 10 with the wire 11 wound around and connected to the drum.
Is a combination of a left-handed set 3A in which is wound and connected in a tangential direction common to the left-handed winding, and a right-handed set 3B in which the wire 11 is wound and connected in a tangential direction common to the right-handed winding on the drum as one unit. A unit is installed (the invention according to claim 4). When a plurality of units are installed in this manner, the same operation and effect as described above can be expected even if the number of wires 11 wound around one drum 10 is at least one.

【0022】更に、上記の超長周期の免震装置におい
て、元位置復帰機構を構成するドラム10と、該ドラム
に巻き込まれ連結されたワイヤー11との関係におい
て、地震後に緩むワイヤー11の弛みを常にワイヤーが
ドラムから離れる方向に引っ張る巻き込み防止手段20
が設けられている(請求項5記載の発明)。図示した巻
き込み防止手段20はバネ性の強い棒状体で構成し、常
時ワイヤー11と接触し、ドラム10の回転に従い同ワ
イヤー11の張力が少しでも緩むと図8のようにドラム
10から遠のかせる。
Further, in the above-described seismic isolation device having a very long cycle, the relationship between the drum 10 constituting the original position return mechanism and the wire 11 wound and connected to the drum reduces the loosening of the wire 11 after the earthquake. Entrainment preventing means 20 that always pulls the wire away from the drum
Is provided (the invention according to claim 5). The illustrated entanglement preventing means 20 is formed of a rod-like body having a strong spring property, and is always in contact with the wire 11. When the tension of the wire 11 is slightly loosened as the drum 10 rotates, it is moved away from the drum 10 as shown in FIG. 8. .

【0023】[0023]

【本発明が奏する効果】本発明に係る超長周期の免震装
置は、免震周期の超長周期化が達成され、それでいて長
期の信頼性にも優れ、メンテナンスコストもさほどにか
からない。また、構造物が移動する範囲が確定されてい
てその予測ができ、しかも風荷重によって構造物が容易
に移動する問題もない構成であるから、次世代の免震構
造物の実現に寄与する。
[Effects of the present invention] The seismic isolation device having a very long period according to the present invention achieves a very long seismic isolation period, and is also excellent in long-term reliability and does not require much maintenance cost. Further, since the range in which the structure moves is determined and can be predicted, and there is no problem that the structure easily moves due to the wind load, it contributes to the realization of the next-generation seismic isolation structure.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る免震装置の平面配置図である。FIG. 1 is a plan view of a seismic isolation device according to the present invention.

【図2】図1のY−Y矢視図である。FIG. 2 is a view taken in the direction of arrows YY in FIG.

【図3】静圧軸受けの断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a hydrostatic bearing.

【図4】ヒューズ機構、元位置復帰機構、移動範囲限定
機構の複合体ユニットの平面図である。
FIG. 4 is a plan view of a composite unit including a fuse mechanism, a home position return mechanism, and a movement range limiting mechanism.

【図5】複合体ユニットの立面図である。FIG. 5 is an elevation view of the composite unit.

【図6】ドラムとワイヤーの連結を示す部分図である。FIG. 6 is a partial view showing connection between a drum and a wire.

【図7】ヒューズ機構の詳細な部分図である。FIG. 7 is a detailed partial view of a fuse mechanism.

【図8】複合体ユニットの動作説明図である。FIG. 8 is a diagram illustrating the operation of the composite unit.

【図9】複合体ユニットの平面配置図である。FIG. 9 is a plan layout view of the composite unit.

【図10】複合体ユニットの平面配置図である。FIG. 10 is a plan layout view of the composite unit.

【図11】免震装置の加速度応答スペクトル図である。FIG. 11 is an acceleration response spectrum diagram of the seismic isolation device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 極低摩擦滑り支承 3 複合体ユニット 5 地盤 10 ドラム 11 ワイヤー 17 ロックピン(ヒューズ機構) 19 駆動装置(元位置復帰機構) 30 構造物 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Very low friction sliding bearing 3 Composite unit 5 Ground 10 Drum 11 Wire 17 Lock pin (fuse mechanism) 19 Driving device (original position return mechanism) 30 Structure

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 構造物を支持する極低摩擦滑り支承と、
復元力機構と、或る大きさの地震力で免震機能を開始さ
せるヒューズ機構と、元位置復帰機構とから成ることを
特徴とする、超長周期の免震装置。
An extremely low friction sliding bearing for supporting a structure;
An ultra-long-period seismic isolation device comprising a restoring force mechanism, a fuse mechanism for starting a seismic isolation function with a certain magnitude of seismic force, and an original position return mechanism.
【請求項2】 元位置復帰機構は、地盤又は構造物のい
ずれか一方に、水平方向に回転するドラムが設置され、
一端を構造物又は地盤に固定された一定長さのワイヤー
の他端が前記ドラムに巻き込まれて連結され、前記ドラ
ムの回転軸に電気モータ又は油圧モータ等の駆動装置が
接続され、地震後に緩んだワイヤーを巻き取る方向に回
転させる構成であることを特徴とする、請求項1に記載
した超長周期の免震装置。
2. The original position return mechanism includes a drum that rotates in a horizontal direction on either the ground or a structure,
The other end of a fixed length wire fixed at one end to a structure or the ground is wound around and connected to the drum, and a driving device such as an electric motor or a hydraulic motor is connected to a rotating shaft of the drum, and loosened after the earthquake. The ultra-long-period seismic isolation device according to claim 1, wherein the seismic isolation device is configured to rotate in a winding direction.
【請求項3】 ヒューズ機構は、前記ドラムの水平面側
に凹部が設けられ、構造物又は地盤の側には前記凹部に
嵌まるロックピンが垂直方向に出入り可能に設けられ、
或る大きさの回転力までは嵌合状態を保つようにその背
後を一定大きさの力で押されていることを特徴とする、
請求項1又は2に記載した超長周期の免震装置。
3. A fuse mechanism, wherein a concave portion is provided on a horizontal surface side of the drum, and a lock pin fitted in the concave portion is provided on a structure or ground side so as to be able to enter and exit in a vertical direction,
Up to a certain amount of rotational force, the back side is pushed with a constant amount of force so as to maintain the fitted state,
The super long period seismic isolation device according to claim 1 or 2.
【請求項4】 元位置復帰機構を構成するドラムと、該
ドラムに巻き込まれ連結されたワイヤーの関係は、ドラ
ムにワイヤーが左巻きに巻き込まれ連結されている左巻
きセットと、ドラムにワイヤーが右巻きに巻き込まれ連
結されている右巻きセットとの組み合わせを1ユニット
として複数ユニットが設置されていることを特徴とす
る、請求項2に記載した超長周期の免震装置。
4. A relationship between a drum constituting an original position return mechanism and a wire wound around and connected to the drum is: a left-handed set in which a wire is wound and connected to the drum in a left-handed manner; The ultra-long-period seismic isolation device according to claim 2, wherein a plurality of units are installed in such a manner that a combination with a right-handed set that is wound and connected to one unit is one unit.
【請求項5】 元位置復帰機構を構成するドラムと、該
ドラムに巻き込まれ連結されたワイヤーとの関係におい
て、地震後に緩むワイヤーの弛みを常にワイヤーがドラ
ムから離れる方向に引っ張る巻き込み防止手段が設けら
れていることを特徴とする、請求項2又は4に記載した
超長周期の免震装置。
5. In a relation between a drum constituting an original position return mechanism and a wire wound around and connected to the drum, there is provided an entrainment preventing means for always pulling the wire loosened after the earthquake in a direction away from the drum. The ultra-long period seismic isolation device according to claim 2, wherein the seismic isolation device is provided.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006299681A (en) * 2005-04-21 2006-11-02 Isao Tsukioka Vibration isolation structure
JP2007146521A (en) * 2005-11-29 2007-06-14 Shimizu Corp Position restoring device of seismically isolated building

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