JPS63122871A - 免震ダンパ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は建造物の基礎と該基礎に支持される被支持体と
の間で地震エネルギを吸収して、被支持体に生じる地震
の揺れを極力小さくするために用いられる免震ダンパ機
構に関する。 （ｂ）、従来の技術 従来、この種の免震ダンパ機構としては各種のものが案
出されているが、いまだ実用化には至っていない。 （Ｃ）０発明が解決しようとする問題点また、こうした
免震ダンパ機構として（ま、オイルダンパ等の粘性ダン
パを用いろものが提案されている。そうした場合、通常
、１個の建造物につき複数の粘性ダンパを設け、それ等
複数の粘性ダンパが地震に際しての地震エネルギを吸収
する。 従って、粘性ダンパ上の建物が適正な状態で粘性ダンパ
上に支持されるためには、それ等粘性ダンパの地震に際
してのエネルギ吸収量が出来ろだけ均等化される必要が
有る。もし、仮に、各粘性ダンパのエネルギ吸収量が相
違すると、当該粘性ダンパ上の建物に有害な歪が生じ、
最悪の場合、建物の崩壊に繋がる危険性が有る。 本発明は、前述の欠点を解消すべく、各粘性ダンパの地
震エネルギの吸収量を均等化することの出来る免震ダン
パ機構を提供することを目的とするものである。 （ｄ）０問題点を解決するための手段 即ち、本発明は、オイル溜り　（６］）とシリンダ（６
ａ）間の作動流体（２３）の流旦を、切替弁（６「）を
切り替えることにより切り替えることが出来る粘性ダン
パ（６）を、基礎（３）と被支持体（５）を接続する形
で複数個設け、それ等複数の粘性ダンパ（６）の内、同
一方向に設置された粘性ダンパ（６）に、当該粘性ダン
パ内の作動流体（２３）の圧力を検知′して、１個以上
の粘性ダンパ（６）についての作動流体の圧力が所定の
値を越えた時点で前記同一方向に設置された全ての粘性
ダンパ（６）の切替弁（６ｒ）を切り替えるように制御
する作動圧ｌ！Ｉ整手段（１ｏ）を接続して構成されろ
。 なお、括弧内の番号等は、図面におけろ対応する要素を
示す、便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の
記載に限定拘束されるものではない。以下のｒ　（ｅ）
　、作用」の欄についても同様である。 （ｅ）０作用 上記した構成により、本発明（よ、同一方向に設置され
た粘性（６）は、作動圧調整手段（１ｏ）１こより同時
的に切替弁（６ｒ）が切り替えられるように作用する。 （ｆ）、実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。 第１図は本発明によろ免震ダンパ機構の一実施例を示す
システム図、 第２図は第１図に示す免震ダンパ機構を構成する免震ダ
ンパの一例を示す平面図、 第３図は第２図の側面図、 第４図は各油圧ダンパと作動圧調整装置の詳細を示す図
、 第５図は油圧ダンパの作動状況を示す図である。 建造物２は、第３図に示すように、基礎３及び該基礎３
により支持される建物等の被支持体５を有しており、被
支持体５は、基礎３と被支持体５との間に設けられた、
図示しないゴム製の支持体により基礎３に対して弾性的
に支持されている。 基礎３及び被支持体５間の適宜な位置には、第１図乃至
第３図に示すように、本発明による免震ダンパ機構７を
構成する免震ダンパ１が、建造物２の第１図中四隅に各
々１個設けられている。 各免震ダンパ１は、第２図及び第３図に示すように、構
造物２の基礎３側に形成された台座３ａ、３ａ及び被支
持体５側に形成された台座５ａ。 ５ａを有しており、それ等台座３ａ、３ａ、５ａ。 ５ａは、第２図に示すように、平面的に正方形の各頂点
をなす形で、しかも互い違いになる形で設けられている
。各台座３ａ、５ａにはポル１．３ｂ。 ５ｂが植設されており、各ボルト３ｂ、５ｂ間には、オ
イルダンパ６が、前記した正方形の各辺をなす形で４個
設けられている。 各オイルダンパ６は、第４図に示すように、左右に２個
のシリンダ６ａが直列に設けられており（第４図には、
シリンダ６ａの内、左半分のシリンダ６ａのみを図示）
、シリンダ６ａにはピストン６ｂが、シリンダ６３内部
を第１油室６ｄと第２油室６ｅとに分割する形で、矢印
Ｃ，Ｄ方向に摺動自在に係合している。ピストン６ｂに
は油路６ｃが、第１油室６ｄ及び第２油室６ｅを連通ず
る形で貫通穿設されており、更にピストン６ｂにはロッ
ド６ｆ固着されている。ロッド６ｆの先端には、係合穴
６ｇが貫通穿設されており、係合穴６ｇは、第２図及び
第３図に示すように、基礎３及び被支持体５側のボルト
３ｂ、５ｂに枢着されている。即ち、各オイルダンパ６
につき、２本のロッド６ｆ、６ｆが各オイルダンパ６の
両側に、各シリンダ５ａ、６ａに対応する形で設けられ
ており、従って各オイルダンパ６は、その両端のロッド
６ｆ、６ｆを介して基礎３及び被支持体５と接続してい
る。 また、ロッド６ｆには環状弁６ｈが、第４図に示すよう
に、矢印Ｃ，Ｄ方向に移動自在に係合しており、環状弁
６ｈとロッド６ｆの間にはコイルバネ６１がロッド６ｆ
の周囲を被覆する形で縮設され、コイルバネ６１は環状
弁６ｈを常時矢印り方向に付勢している。また、シリン
ダ６ａの図中上方には、オイル溜り６Ｊが設けられてお
り、オイル溜り６Ｊにはボート６に、６＃、６ｍが穿設
形成されている。ボー１−６ｍには油路６ｎを介して第
１油室６ｄが連通しており、油路６ｎの途中には、環状
弁６ｐがコイルバネ６ｑにより常時矢印り方向に付勢さ
れた形で設けられている。ボートｅｅは、第２油室６ｅ
と連通しており、更にボー）６には切替弁６ｒに連通し
ている。 切替弁６ｒは、シリンダ６を内を矢印Ｅ、Ｆ方向に移動
自在に支持された弁体６Ｓを有しており、シリンダ６Ｌ
の図中下方にはボー）６ｕがシリンダ６ｔと第２油室６
ｅを連通する形で設けられている。シリンダ６ｔの上方
には、油室６ｖが、該油室６ｖに弁体６Ｓの先端を突出
させた形で設けられており、油室６ｖは油路９を介して
、第１図及び第４図に示すように、作動圧調整装置１０
に接続している。作動圧調整装置１０には、第１図にお
ける、各免震ダンパ１においてＸ軸方向に設置されたオ
イルダンパ６が接続される作動圧調整装置１０１と、Ｘ
軸方向とは直角な方向であるＹ軸方向に設置されたオイ
ルダンパ６が接続されろ作動圧調整装置１０　とがあり
、また、油路９は、各軸方向に設置されたそれぞれのオ
イルダンパ６の油室６ｖを連通している。 各作動圧調整装置１０は、第４図に示すように、油路９
の末端に矢印Ｇ、Ｈ方向に摺動自在に設けられたピスト
ン１１を有している。ピストン１１にはロッドｌｌａを
介してＬ字形に形成されたリンク１２がピン１２ａを介
して矢印１．Ｊ方向に回動自在に支持されており、リン
ク１２にはバネ１２ｂが張設され、バネ１２ｂはリンク
１２を常時矢印Ｊ方向に付勢している。リンク１２の先
端にはロッド１３が枢着されており、ロッド１３にはバ
ネ１３ａが張設されている。ロッド１３の先端にはカム
フォロア１３ｂが枢着されており、カムフォロア１３ｂ
はカム溝１５に該カム溝１５に沿って移動自在に係合し
ている。更に、カムフォロア１．３　ｂにはロッド１６
の一端が枢着されており、ロッド１６の他端はリンク１
７の一端に枢着されている。リンク１７は支点１７ａを
介して矢印ＭＳＮ方向に揺動自在に支持されており、リ
ンク１７の他端は、シリンダ２０に矢印Ｇ、Ｈ方向に摺
動自在に嵌入係合されたピストン１９のロッド１９ａに
枢着されている。シリンダ２０の図中下方にはボート２
０ａが油路９に開口された形で穿設されており、更にシ
リンダ２０の図中左方はゴム製のアキューノ・レータｚ
１が接続している０また、シリンダ２０には、アキュー
ムレータ２１側から油路９方向へのみ作動油の通過を許
容するチェックバルブ２２が設けられている。なお、番
号２４は油路９内の油圧を測定する圧力計である。 免震ダンパ機構７は、以上のような構成を有するので、
通常時においては、各免震ダンパ１は、第２図に示すよ
うに、４個のオイルダンパ６が、各台座３ａ、５ａを接
続する形で直行する水平２方向（Ｘ、Ｙ軸方向）に枢着
支持されているが、地震時にはその水平方向の振動によ
り、基礎３側の台座３ａと被支持体５側の台座５ａの相
対的な位置関係が変化するので、各オイルダンパ６が接
続する台座３ａ、５ｕ間の距離も変化する形で振動する
。すると、各オイルダンパ６は、ロッド６ｆを介して当
該振動を減衰吸収し、地震エネルギは有効に吸収される
。なお、オイルダンパ６は、被支持体５と基礎３を接続
する形で閉鎖環状に枢着支持されているので、地震の振
動は、その各方向成分が各オイルダンパ６により分担さ
れろ形で均等に減衰され、オイルダンパ６に該オイルダ
ンパ６の作動に有害な、減衰方向とは異なる方向の振動
が作用することが防止され、免震ダンパ１は有効に作用
する。 なお、既に述べたように、各免震ダンパ１におけるオイ
ルダンパ６は、第１図に示すように、直交する水平２方
向に設置されてお秒、当該方向の地震エネルギを吸収す
るが、各オイルダンパ６における地震エネルギの吸収量
は、被支持体５側に有害な歪を生じさせないためにそれ
ぞれの方向（Ｘ又はＹ軸方向）について均等化される必
要が有る。 そこで、以下に、作動圧調整装置１０に基づく作用につ
いて詳細に説明する。つまり、各オイルダンパ６のロッ
ド６ｆが地震の振動により、第４図矢印Ｃ，Ｄ方向に移
動すると、シリンダ６ａ内に充填された作動油２３は、
通常のオイルダンパ６の作動様式に基づいて、ロッド６
ｆが矢印Ｃ方向に移動した場合には、作動油２３はオイ
ル溜り６Ｊからボート６ｍ、環状弁６ｐを介して第１油
室６ｄに流入すると共に、第２油室６ｅからボーｌ−６
１を介してオイル溜り６Ｊに流入して、地震エネルギを
吸収する。また、ロッド６ｆが矢印り方向に移動した場
合には、作動油２３は、第５図に示すように、第１油室
６ｄからピストン６ｂの油路６ｃ、環状弁６ｈを介して
第２油室６ｅに流入すると共に、第２油室６ｅに入りき
らない作動１ｉｔ１２３はボート６ｅからオイル溜り６
ｊに流入して、地震エネルギを吸収する。この際、第２
ｉｄｌ室６ｅ内の作動油２３の圧力が所定の設定値より
も高くなると（即ち、ロッド６ｆが矢印Ａ１Ｂ方向に所
定の力以上で引張・圧縮されろと）、切替弁６ｒの弁体
６ｓが第２油室６ｅ内の作動油２３の圧力でＥ方向に押
し上げられ、ボー）６ｕとボート６ｋがシリンダ６

【を
介して連通し、第２油室６ｅ内の作動油２３はボート６
１に知友て、ボート６ｕとボート６に側からもオイル溜
り６Ｊ内に流入する。通常、ボー）６ｕとボート６に側
からの流量の方が、ボート６１を介しが流量に比して大
きく設定されているので、作動油２３はオイル溜り６」
に急速に流入し、ロッド６ｆは、矢印Ｃ又はＤ方向に円
滑に移動する（即ち、この切替弁６ｒの切り替え動作に
より、オイルダンパ６のエネルギ吸収力は２段階に切り
替えられろことになる）。ボート６ｋを介した作動油２
３の流入により、第２油室６ｅの作動油２３の圧力が設
定値よりも低下すると、切替弁６ｒの弁体６Ｓは油室６
ｖ側からの圧力により矢印Ｆ方向に移動してボート６に
、６ｕを閉塞し、第２油室６ｅからの作動油２３のオイ
ル溜り６ｊへの流入をボート６１のみに制限する。 この際、既に述べたように、各免震ダンパ１を構成する
オイルダンパ６におけるＸ又はＹ軸方向の地震エネルギ
吸収量は、出来るだけ均一化される必要が有る。従って
、例えば、第１図における４個の免震ダンパ１のｘ　（
ｙ）軸方向に設置された８個のオイルダンパ６は、その
切替弁６ｒ（切替弁６ｒは各オイルダンパ６につき各ロ
ッド６ｆ対応で２個設けられている）が、ある時点で同
時に切り替えられて、第２油室６ｅとオイル溜り６】間
の作動油２３の流入状態、即ち各オイルダンパ６のエネ
ルギ吸収能力がそれ等のオイルダンパ６間において常に
同一の状態となるように制御されろ必要が有る。 即ち、第１図ｘ　（ｙ）方向に設置されている免Ｈダン
パ１における８個のオイルダンパ６の各シリンダ６ａ（
合計１６個）の油室６ｖは、油路９を介して互いに連通
され、しかも作動圧調整装７１０（１０）に連通してい
るので、それ等１６個のシリンダ６ａにおけろ第２油室
６ｅの作動油２３の圧力は切替弁６ｒの弁体６ｓ、油室
６ｖ及び油路９内の作動油２５を介して作動圧調整装置
１０のピストン１１に作用している。従って、何らかの
原因で、あるオイルダンパ６の第２油室６ｅの作動油２
３が他のオイルダンパ６よりも早く圧力が上昇すると、
当該作動油２３の圧力は弁体６ｓ、油路９等を介してピ
ストン１１に作用することになる。こうして、当該作動
油２３の圧力が上昇するにつれ油路９内の作動油２５の
圧力も高まり、これによりピストン１１は、バネ１２ｂ
の弾性に抗する形で徐々に矢印Ｈ方向に移動を開始する
。ピストン１１が方向に移動を開始すると、ロッドｌｌ
ａを介してリンク１２がピン１２ａを介して矢印■方向
に回動する。すると、ロッド１３もその先端のカムフォ
ロア１３ｂがカム溝１５中を点Ｐ１から点Ｐ２に移動し
てゆく。こうしであるオイルダンパ６内の作動油２３の
圧力が所定の値に達すると、ピストン１１はその最大ス
トロークだけＨ方向に移動しくなお、ピストン１１が最
大スロトークに到達するに要する作動油２３の圧力値は
、リンク１２に装着されたバネ１２ｂの作動圧を調整す
ることによ吟任意に設定することが出来ろ）、リンク１
２、ロッド１３を介してカムフォロア１３ｂは点Ｐ２に
到達する。すると、カムフォロア１３ｂはロッド１３に
装着されたバネ１３ａの弾性により、強制的に点Ｐ２か
らＰ３ヘカム溝１５内を移動される。これにより、ロッ
ド１６は矢印Ｇ方向に押圧され、その結果、リンク１７
を支点１７ａを介して矢印Ｍ方向に回動させ、更にリン
ク１７によりピストン１９がロッド１９ａを介してＨ方
向に移！！Ｉｌ駆動される。 すると、ピストン１９の１１方向の移動によりシリンダ
２０のボート２０ａが開放され、所定値までに高まった
油路９内の作動油２５をボート２０ａからアキュームレ
ータ２１内に導き、油路９内の作動油２５の圧力を低下
させる。油路９内の作動油２５の圧力が低下すると、油
路９に連通ずる、ｘ（Ｙ）方向全てのオイルダンパ６の
切替弁６ｒの油室６ｖ内の作動油２５の圧力が低下し、
全てのオイルダンパ６の切替弁６ｒの弁体６ｓは、第２
油室６ｅ内の作動油２３の圧力によｌ）Ｅ方向に移動さ
せられ、ボート６ｕと６ｋが連通して、第２油室６ｅか
らオイル溜り６Ｊへの作動油２３の流入は急速に行われ
ろ。 こうして、全ての同一方向に設置されたオイルダンパ６
は、同時に切替弁６ｒが切りえられ、第２油室６ｅから
オイル溜り６Ｊへの流路がそれまでのボート６１に加え
てボート６ｋが加わり、各ロッド６ｆに作用する地震エ
ネルキを全オイルダンパ６が均等な状態で吸収する。 こうして、油路９内の作ｍＪ油２５がアキュームレータ
２１内に流入して油路９内の圧力が規定値以下に低下す
ると、作動）ｄ１２５によるピストン１１への押圧力が
低下し、これによりリンク１２はバネ１２ｂによって矢
印Ｊ方向に強制的に移動される。すると、ロッド１３も
カムフォロア１３ｂがカム溝１５中を点Ｐ２から点Ｐ３
へ移動する形で移動して、その結果、ロッド１６はカム
フォロア１３ｂにより矢印Ｈ方向に移動され、該ロッド
１６と係合するリンク１７は支点１７ａを介して矢印Ｎ
方向に移動する。すると、ロッド１９ａを介してピスト
ン】９がシリンダ２０内をＧ方向に移動駆動され、それ
まで開放状態にあったボート２０ａを閉塞し、油路９と
アキュームレータ２１との連通状態を解除する。 一方、各オイルダンパ６にって、第２油室６ｅから切替
弁６ｒを介してオイル溜り６Ｊに作動油２３が流入して
ゆくうちに、第２油室６ｅ内の作動油２３の圧力が所定
の値よりも低下すると、油路９側の油室６ｖ内の作動油
２５の圧力により、切替弁６ｒの弁体６Ｓは矢印Ｆ方向
に移動駆動され、ボー１−６ｕ及び６ｋを閉塞する。弁
体６ＳがＦ方向に移動すると、−時的に油室６ｖ内の作
動油２５の圧力が低下するが、その際には、作動圧調整
装置１０のチェックバルブ２２が油路９とアキュームレ
ータ２１内のの作動油２５の圧力差により開放され、ア
キュームレータ２１内の作動油２５は油路９内に流入し
て、油路９内の作＠１Ｔｂ２５の圧力低下を防止して、
所定の値に維持する。 油路９は既に述べたように、同一方向に設置された全て
のオイルダンパ６に連通しているので、アキュームレー
タ２１から作動油２５が流入ずろと、他のオイルダンパ
６の切替弁６ｒについても適正な圧力が作用する。従っ
て、他のオイルダンパ６の切替弁６ｒの切り替え動作も
遅れを生しることなく同時的に支障なく行われる。 なお、上述の実施例は、作動圧調整装置１０をピストン
１１、リンク１２、アキュームレータ２１等により機械
的に構成した場合について述べたが、作動圧調整装置１
０は機械的な構成に限らず電気的に構成しても良く、例
えば、各オイルダンパ６内の作動油２３の圧力を圧力セ
ンサ等により検知して、それ等オイルダンパ６の内、１
個以上のオイルダンパ６の作動油２３の圧力が規定値を
越えたところで、電磁弁等を用いて各オイルダンパ６の
切替弁５　、　Ｊｇ？Ｗ気的に一斉に切り替えてボート
６に、６ｕを連通させてエネルギ吸収量を増加させ、更
にその後に、１個以上のオイルダンパ６の作動１Ｔｈ２
３の圧力が規定値を下回ったところで、各オイルダンパ
６の切替弁６ｒを電気的に一斉に切り替丸でポート６に
、６ｕを閉塞してエネルギ吸収量を低下させろように構
成することも当然可能である。 （ｇ）０発明の効果 以上、説明したように、本発明によれば、オイル溜り６
ｊとシリンダ６８間の作動油２３等の作動流体の流量を
、切替弁６ｒを切り替えることにより切り替えることが
出来るオイルダンパ６等の粘性ダンパを、基礎３と被支
持体５を接続する形で複数個設け、それ等複数の粘性ダ
ンパの内、同一方向に設置された粘性タンパに、当該粘
性ダンパ内の作動流体の圧力を検知して、１個以上の粘
性ダンパについての作動流体の圧力が所定の値を越えた
時点（所定値を上回る場合と下回る場合の両方を含む）
で前記同一方向に設置された全ての粘性ダンパの切替弁
６ｒを切り替えるように制御する作動圧調整装置１０等
の作動圧調整手段を接続して構成したので、同一方向に
設置された粘性ダンパについては、その切替弁６ｒが同
時的に切り替えられるので、各粘性ダンパの地震エネル
ギ吸収量を建造物２の同一方向について均等化すること
が可能となり、被支持体５側に地震エネルギの吸収量の
差に起因する歪が生じることを防止することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による免震ダンパ機構の一実施例を示す
システム図、 第２図は第１図に示す免震ダンパ８１構を構成する免震
ダンパの一例を示す平面図、 第３図は第２図の側面図、 第４図は各油圧ダンパと作動圧調整装置の詳細を示す図
、 第５図は油圧ダンパの作動状況を示す図である。 ２　・建造物 ３・・・・基礎 ５・・・・被支持体 ６・・・・粘性タンパ（オイルダンパ）６ａ°　゛シリ
ンダ ６ｒ　　・切替弁 ６Ｊ・・・オイル溜り ７・・免震ダンパ機構 １０　・・作動圧調整手段（作動圧調整装置）２３・・
・・・作動流体（作動油） 出願人　　　　　三井建設株式会社 代理人　　　弁理士　　相１）伸二 （ほか１名） 第２図 １　免震り゛シバゝ 昭和６２年１１月１７日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 建造物の基礎と該基礎により支持される被 支持体との間に設置されて地震の際の地震エネルギを吸
   収する免震ダンパ機構において、 オイル溜りとシリンダ間の作動流体の流量 を、切替弁を切り替えることにより切り替えることが出
   来る粘性ダンパを、前記基礎と被支持体を接続する形で
   複数個設け、 それ等複数の粘性ダンパの内、同一方向に 設置された粘性ダンパに、当該粘性ダンパ内の作動流体
   の圧力を検知して、１個以上の粘性ダンパについての作
   動流体の圧力が所定の値を越えた時点で前記同一方向に
   設置された全ての粘性ダンパの切替弁を切り替えるよう
   に制御する作動圧調整手段を接続して構成した免震ダン
   パ機構。