JPH11315886A - 免震装置 - Google Patents

免震装置

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JPH11315886A
JPH11315886A JP12591698A JP12591698A JPH11315886A JP H11315886 A JPH11315886 A JP H11315886A JP 12591698 A JP12591698 A JP 12591698A JP 12591698 A JP12591698 A JP 12591698A JP H11315886 A JPH11315886 A JP H11315886A
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JP
Japan
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rolling
pedestal
isolation device
foundation
seismic isolation
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Withdrawn
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JP12591698A
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English (en)
Inventor
Koichi Shibata
耕一 柴田
Takeshi Oku
岳史 奥
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Toyo Tire Corp
Original Assignee
Toyo Tire and Rubber Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH11315886A publication Critical patent/JPH11315886A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 振幅の大きさに関係なく共振周波数を低く一
定に保つとともに、高次振動成分を乗せることなく地震
の衝撃を減衰させ、収束時間の短縮化も相俟って安定し
た制振性能を確実に発揮させ得るようにする。 【解決手段】 構造体A側の受台1と基礎B側の受台2
との上下対向面のうちの少なくとも一方の面がサイクロ
イド曲線面1a,2aに形成され、これら対向するサイ
クロイド曲線面1a,2a間に鋼鉄製球体3を挟み込み
介在させて構造体A側の受台2を球体3を介して基礎B
側の受台1に対して水平方向に滑りもしくは転がり移動
可能に支承させているとともに、両受台1,2間には、
減衰要素4と構造体A側の受台2を水平滑りもしくは転
がり移動範囲の中立位置に復元するための復元要素5と
を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、戸建て住宅などに
適用される免震装置で、詳しくは、上部構造体を鋼球な
どの転動体を介して基礎上に水平方向滑りもしくは転が
り移動可能に支承してなる免震装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】この種の免震装置として、従来、特開平
9−4279号公報に記載されているように、上部構造
体側および基礎側の受台の対向面それぞれを、中央が底
点となる放物線型に形成し、これら受台の放物線型の対
向面間に転動体を介装させることで滑りもしくは転がり
面を放物線型としたもの、及び、特開平9−18454
2号公報などに記載されているように、基礎側に固定の
受皿に鋼球など複数の転動体を載せ、これら複数の転動
体上に上部構造体側の下面に配置された押え板を接触さ
せて滑りもしくは転がり面を平面型としたもの、が提案
されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の免震装置のうち、滑りもしくは転がり面を放物線型と
した前者のものでは、装置としてのばね定数が転動体の
振幅に依存されることとなり、振幅が大きくなった場
合、装置の固有振動数が上昇し、それだけ制振性が悪化
するという問題がある。また、滑りもしくは転がり面を
平面型とした後者のものでは、構造体側を水平滑りもし
くは転がり移動範囲の中立位置に復元させる力がばね要
素のみになるから、制振性の収束時間が長くかかり、安
定した制振性能を発揮させることができないという問題
がある。
【0004】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、滑りもしくは転がり面の改良により振幅の大きさに
かかわらず共振周波数を低く一定に保つとともに、高次
成分を乗せることなく地震の衝撃を減衰させ、かつ収束
時間の短縮化も相俟って安定した制振性能を確実に発揮
させることができる免震装置を提供することを目的とし
ている。
【0005】
【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に記載の発明に係る免震装置は、構造体側
の受台と基礎側の受台との間に、転動体を介在させて上
記構造体側の受台を基礎側の受台に対して水平方向に滑
りもしくは転がり移動可能に支承させている免震装置に
おいて、上記両受台のうち、少なくとも一方の受台にお
ける転動体との接触面を、サイクロイド曲線面またはそ
れに近似する曲線面に形成するとともに、上記両受台間
には、減衰要素と上記構造体側の受台を水平滑りもしく
は転がり移動範囲の中立位置に復元させる復元要素とを
設けていることを特徴とするものである。
【0006】すなわち、請求項1に記載の発明によれ
ば、転動体の水平方向の滑りもしくは転がり面がサイク
ロイド曲線面またはそれに近似する曲線面に形成されて
いるために、構造体側と基礎側との水平方向の相対移動
範囲の大きさ、つまり、振幅の大きさに関係なく、共振
周波数を低い一定の値に保つことが可能である。また、
転動体がサイクロイド曲線面またはそれに近似する曲線
面に接触して運動するので、地震時の衝撃の減衰作用の
ための周期を非常に短くするとともに、その減衰力や中
立位置への復元力に高次成分が乗らず、制振性能を安定
させることが可能となる。
【0007】ここで、上記減衰要素としては、請求項2
に記載のように、空圧ダンパー、油圧ダンパー、弾塑性
ダンパー、粘弾性ダンパー、高減衰積層ゴムの中から選
択された一つを用いればよいが、特に、ばね定数が小さ
くかつ減衰係数が大きい弾塑性ダンパーや粘弾性ダンパ
ーの使用が好ましい。
【0008】また、上記復元要素としては、請求項3に
記載のように、コイルばね、積層ゴム、ゴム状弾性体の
中から選択された一つを用いればよく、いずれにしても
ばね定数の小さいものの使用が好ましい。
【0009】さらに、請求項4に記載のように、構造体
側の受台および基礎側の受台の転動体との接触面に潤滑
油を塗布する構成を採用することによって、転動体の運
動面の潤滑性が良くなり、制振性能の一層の安定化を図
ることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
にもとづいて説明する。図1は本発明に係る免震装置の
基本的な構成を示す概念図であり、戸建て住宅用柱など
構造体A側に固定された受台1と戸建て住宅用土台基礎
など基礎B側に固定された受台2との間に、転動体とし
ての鋼鉄製球体3を介在させることにより上記構造体A
側の受台1を基礎B側の受台2に対して水平方向に滑り
もしくは転がり移動可能に支承させている。
【0011】上記構造体A側の受台1における上記鋼鉄
製球体3との接触面1aおよび基礎B側の受台2におけ
る上記鋼鉄製球体3との接触面2aは共に、皿型でその
中央部が最低点となるサイクロイド曲線面に形成されて
おり、これら両受台1,2における互いに対向するサイ
クロイド曲線面1a,2a間に上記鋼鉄製球体3が上下
から挟み込まれ、この球体3は垂直断面内のx方向およ
びz方向においてサイクロイド曲線面1a,2a上を次
のように滑りもしくは転がり移動することになる。 x=a(θ+sinθ) z=a(1−cosθ)
【0012】また、上記構造体A側の受台1と基礎B側
の受台2との間には、円周方向に等間隔を隔てた複数箇
所、例えば中心角度が120度の3カ所あるいは中心角
度が90度の4カ所それぞれに、空圧ダンパー、油圧ダ
ンパー、弾塑性ダンパー、粘弾性ダンパー、高減衰積層
ゴムの中から選択された一つの減衰要素4と、上記構造
体A側の受台1を水平滑りもしくは転がり移動範囲の中
立位置に復元させるための、コイルばね、積層ゴム、ゴ
ム状弾性体の中から選択された一つの復元要素5とが介
装されている。
【0013】上記のように構成された免震装置において
は、地震の発生によって基礎B側に水平方向の振動が生
じた場合、構造体A側の受台1は基礎B側の受台2に対
して鋼鉄製球体3を介して水平方向に滑りもしくは転が
り移動可能に支承されているから、鋼鉄製球体3自体の
運動による滑りもしくは転がり移動は生じるものの、構
造体Aに対して水平方向の荷重が大きく作用することは
なく、基礎B側の水平方向の振動は減衰要素4により減
衰され大きな免震機能を発揮させることができる。
【0014】ここで、上記両受台1,2における球体3
との接触面1a,2aがサイクロイド曲線面に形成され
ているので、構造体A側と基礎B側との水平方向の相対
移動範囲の大きさ、つまり、地震の水平方向の振幅の大
きさに関係なく、共振周波数が低い一定の値に保たれ
る。また、鋼鉄製球体3がサイクロイド曲線面1a,2
aに接触して運動するので、地震時の衝撃の減衰作用の
ための収束時間を非常に短くするとともに、その運動方
程式も簡単化できることから、減衰要素4による減衰力
や復元要素5による中立位置への復元力に高次振動成分
が乗らずにすみ、制振性能の安定化が図れる。
【0015】また、図1のように、基礎B側の受台2に
下方に凸のサイクロイド曲線面2a上に鋼鉄製球体3を
置くことで、静止時の安定性が確保できるとともに、微
振動に対して、鋼鉄製球体3は受台1,2の間に発生す
る摩擦により、ある一定値以上の荷重が作用しない限り
静止しているので、風対策になる。
【0016】なお、上記実施の形態では、転動体として
鋼鉄製球体3を用いたが、その材料は特に鋼鉄に限定さ
れるものでなく、剛性の高い材料であれば、鋼鉄以外の
金属であっても、金属以外の材料であってもよい。
【0017】また、上記実施の形態では、上下に対向す
る両受台1,2の球体3との接触面1a,2aの両方共
に、サイクロイド曲線面に形成したもので説明したが、
図2に示すように、基礎B側の受台2の球体3との接触
面2aのみを、または、図3に示すように、構造体A側
の受台1の球体3との接触面1aのみをサイクロイド曲
線面またはそれに近似する曲線面に形成すればよい。こ
の時、これに対向する受台1側または2側の球体3との
接触面1aまたは2aを平面であっても、放物線型であ
っても、単純円弧面であってもよい。
【0018】
【発明の効果】以上のように、請求項1に記載の発明に
よれば、地震の発生時に構造体と基礎との水平方向の相
対滑りもしくは転がり移動を許容するように両者間に介
在されている転動体の滑りもしくは転がり面をサイクロ
イド曲線面またはそれに近似する曲線面に形成すること
により地震の水平方向の振幅の大きさに関係なく、共振
周波数を一定値に保つ等時性をもたせることができる。
また、転動体をサイクロイド曲線面またはそれに近似す
る曲線面に接触して運動させることで、地震時の衝撃の
減衰作用のための収束時間を非常に短くするとともに、
その減衰力や中立位置への復元力に高次成分を乗らせ
ず、制振性能の安定化を図ることができる。したがっ
て、滑りもしくは転がり面の改良と減衰要素および復元
要素の組み合わせによって、振幅の大きさにかかわらず
共振周波数を低く一定に保って、安定した制振性能を確
実に発揮させて長期間に亘って非常に大きな免震効果を
得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る免震装置の基本的な構成を示す概
念図である。
【図2】同上免震装置の一つの変形例の構成を示す概念
図である。
【図3】同上免震装置の他の変形例の構成を示す概念図
である。
【符号の説明】
1 構造体側の受台 1a サイクロイド曲線面(球体接触面) 2 基礎側の受台 2a サイクロイド曲線面(球体接触面) 3 球体(転動体) 4 減衰要素 5 復元要素 A 構造体 B 基礎

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 構造体側の受台と基礎側の受台との間
    に、転動体を介在させて上記構造体側の受台を基礎側の
    受台に対して水平方向に滑りもしくは転がり移動可能に
    支承させている免震装置において、 上記両受台のうち、少なくとも一方の受台における転動
    体との接触面を、サイクロイド曲線面またはそれに近似
    する曲線面に形成するとともに、 上記両受台間には、減衰要素と上記構造体側の受台を水
    平滑りもしくは転がり移動範囲の中立位置に復元させる
    復元要素とを設けていることを特徴とする免震装置。
  2. 【請求項2】 上記減衰要素が、空圧ダンパー、油圧ダ
    ンパー、弾塑性ダンパー、粘弾性ダンパー、高減衰積層
    ゴムの中から選択された一つである請求項1に記載の免
    震装置。
  3. 【請求項3】 上記復元要素が、コイルばね、積層ゴ
    ム、ゴム状弾性体の中から選択された一つである請求項
    1または2に記載の免震装置。
  4. 【請求項4】 上記両受台における転動体との接触面に
    は潤滑油が塗布されている請求項1ないし3のいずれか
    に記載の免震装置。
JP12591698A 1998-05-08 1998-05-08 免震装置 Withdrawn JPH11315886A (ja)

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002047828A (ja) * 2000-08-04 2002-02-15 Takenaka Komuten Co Ltd 建物の高減衰架構
CN103015557A (zh) * 2013-01-09 2013-04-03 北京建筑工程学院 一种碰撞屈曲耗能阻尼器
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CN109137722A (zh) * 2018-09-27 2019-01-04 佛山科学技术学院 半滚动式弹簧隔震支座
CN111926937A (zh) * 2020-08-25 2020-11-13 华侨大学 一种滚摆减振装置
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CN116537622A (zh) * 2023-05-26 2023-08-04 中铁四局集团有限公司 一种大跨度空间钢结构支座

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