JP2000008642A - Base isolation device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、地震等の振動エネ
ルギーを遮断して、博物館の展示物、コンピュータ等の
免震対象物を振動の被害から守るための免震装置に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a seismic isolation device for shielding vibration energy such as an earthquake and protecting a seismic isolation target such as a museum exhibit or a computer from vibration.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から開発されている免震装置の一例
を、図５の縦断面図によって説明すると、基礎１上に取
り付けられている下面板２の上面には、中央部に対して
両端部がやや高くなるように縦方向にゆるやかに湾曲さ
せたＸ方向レール３が固定されており、振動の被害から
守る免震対象物４の下側には上面板５が取り付けられて
いて、上面板５の下面にはＸ方向レール３と直交する方
向に、中央部に対して両端部がやや低くなるように縦方
向にゆるやかに湾曲させたＹ方向レール６が固定されて
いる。2. Description of the Related Art An example of a conventionally-developed seismic isolation device will be described with reference to a longitudinal sectional view of FIG. An X-direction rail 3 which is gently curved in the vertical direction so as to be slightly higher is fixed, and an upper surface plate 5 is attached to a lower side of the seismic isolation target 4 to be protected from vibration. On the lower surface of the face plate 5, a Y-direction rail 6 which is gently curved in the vertical direction so that both ends are slightly lower than the center in the direction orthogonal to the X-direction rail 3 is fixed.
【０００３】Ｘ方向レール３とＹ方向レール６との間に
は連結ブロック７が配置されていて、連結ブロック７の
下部はボールベアリングを介してＸ方向レール３を長手
方向に移動自在に挟み、連結ブロック７の上部はボール
ベアリングを介してＹ方向レール６を長手方向に移動自
在に挟んでおり、下部と上部とはユニバーサルジョイン
トで結合されている。A connecting block 7 is disposed between the X-direction rail 3 and the Y-direction rail 6, and a lower portion of the connecting block 7 movably sandwiches the X-direction rail 3 in a longitudinal direction via a ball bearing. The upper part of the connection block 7 movably sandwiches the Y-direction rail 6 in the longitudinal direction via a ball bearing, and the lower part and the upper part are connected by a universal joint.
【０００４】図５の免震装置において、基礎１が横方向
に振動すると、連結ブロック７はＸ方向レール３に沿っ
て滑らかに変位すると共に、Ｙ方向レール６をその長手
方向に滑らかに変位させるようになる。そして、Ｘ方向
レール３とＹ方向レール６とが縦方向にゆるやかに湾曲
しているため、免震対象物４や上面板５等の重力の分力
が復元力として作用し、免震対象物４は激しい横振動の
被害から守られるようになる。In the seismic isolation device of FIG. 5, when the foundation 1 vibrates in the lateral direction, the connecting block 7 smoothly displaces along the X-direction rail 3 and also smoothly displaces the Y-direction rail 6 in its longitudinal direction. Become like Since the X-direction rail 3 and the Y-direction rail 6 are gently curved in the vertical direction, the component force of gravity of the seismic isolation target 4 and the upper surface plate 5 acts as a restoring force, and 4 will be protected from severe lateral vibration.
【０００５】また従来の免震装置としては、Ｘ方向レー
ル３及びＹ方向レール６を縦方向に湾曲させずに直線レ
ールとし、Ｘ方向レール３及びＹ方向レール６にそれぞ
れ平行な引張バネの両端を下面板２と上面板５とに結合
し、引張バネの復元力を利用したものも開発されてい
る。In a conventional seismic isolation device, the X-direction rail 3 and the Y-direction rail 6 are not bent in the vertical direction but are formed as straight rails, and both ends of a tension spring parallel to the X-direction rail 3 and the Y-direction rail 6, respectively. Are combined with the lower plate 2 and the upper plate 5 to utilize the restoring force of a tension spring.
【０００６】図６は従来の免震装置の他の例の分解斜視
図であって、基礎の上に取り付ける下面板８の上面に凹
球面９を形成し、免震対象物の下側に取り付ける上面板
１０の下面にも凹球面１１を形成し、凹球面９，１１に
球体１２が当接するようにして、下面板８の上方に上面
板１０を配置したものである。FIG. 6 is an exploded perspective view of another example of the conventional seismic isolation device, in which a concave spherical surface 9 is formed on the upper surface of a lower plate 8 to be mounted on a foundation, and is mounted below a seismic isolation target. A concave spherical surface 11 is also formed on the lower surface of the upper surface plate 10, and the upper surface plate 10 is arranged above the lower surface plate 8 such that the spherical body 12 abuts against the concave spherical surfaces 9 and 11.
【０００７】図６の免震装置は、球体１２が凹球面９，
１１のいずれの方向にも転動できるため、下面板８がど
の方向に横振動しても復元力が得られ、免震対象物は激
しい横振動の被害から守られるようになる。[0007] In the seismic isolation device shown in FIG.
Since the lower plate 8 can roll in any direction, a restoring force can be obtained even if the lower plate 8 vibrates in any direction, and the seismic isolation target can be protected from severe lateral vibration damage.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】Ｘ方向レール３及びＹ
方向レール６を縦方向にゆるやかに湾曲させた図５に示
す免震装置では、上面板５の変位できる距離はＸ方向レ
ール３及びＹ方向レール６の長さで決まってしまうた
め、小型の免震装置で大きな振動変位を緩和することは
困難であった。The X-direction rails 3 and Y
In the seismic isolation device shown in FIG. 5 in which the direction rail 6 is gently curved in the vertical direction, the distance that the upper surface plate 5 can be displaced is determined by the lengths of the X-direction rail 3 and the Y-direction rail 6. It was difficult to mitigate large vibration displacement with the seismic device.
【０００９】また、Ｘ方向レール３及びＹ方向レール６
を縦方向に湾曲させずに直線レールとし、引張バネの両
端を下面板２と上面板５とに結合して復元力を得る免震
装置では、下面板２と上面板５との間に引張バネを組み
込むため、免震装置の高さ寸法が大きくなって、上下の
間隔が狭い場所には設置できず、価格も高価になる問題
があった。The X-direction rail 3 and the Y-direction rail 6
In a seismic isolation device that obtains a restoring force by connecting both ends of a tension spring to the lower surface plate 2 and the upper surface plate 5 without forming a straight rail without bending in the vertical direction, a tension is applied between the lower surface plate 2 and the upper surface plate 5. Since the spring is incorporated, the height of the seismic isolation device is increased, so that the device cannot be installed in a place where the space between the upper and lower parts is small, and there is a problem that the price is high.
【００１０】さらに図６に示す免震装置は、下面板８と
上面板１０とによって球体１２を挟む構成のため、１個
の免震装置では免震対象物を水平状態に保持できず、少
なくとも３個以上の免震装置を設置する必要があって、
装置全体として小型化できず、価格も高価になる問題が
あった。Further, the seismic isolation device shown in FIG. 6 has a configuration in which the sphere 12 is sandwiched between the lower surface plate 8 and the upper surface plate 10, so that a single seismic isolation device cannot hold the seismic isolation target in a horizontal state. It is necessary to install three or more seismic isolation devices,
There has been a problem that the size of the apparatus as a whole cannot be reduced, and the price increases.
【００１１】本発明は、このような問題を解消し、小型
で上下の間隔が狭い場所に設置可能であり、大きな振動
変位を緩和することができる免震装置を提供することを
目的とするものである。An object of the present invention is to provide a seismic isolation device which solves such a problem, can be installed in a small space with a small vertical space, and can reduce a large vibration displacement. It is.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明は、両面にそれぞ
れ同じ半径の凸球面が形成された偏平支持体と、前記凸
球面に対し滑らかに移動し得る凹球面が互いに対向する
面に形成され該凹球面で前記偏平支持体の凸球面を挟持
する２枚の平板とを備えた免震装置において、該凸球面
が転動体で覆われ、かつ一方の対向面に取付けられた他
方の平板の対向面に当接し得る圧接力を調整し得るダン
パを備えたことを特徴とする免震装置に係るもので、偏
平支持体の凸球面と２枚の平板の凹球面とが滑らかに移
動することにより、大きな振動変位を緩和することがで
き、免震装置の高さ寸法も小さくて済むようになる。According to the present invention, a flat support having convex spheres having the same radius on both surfaces is formed, and concave spheres which can move smoothly with respect to the convex sphere are formed on surfaces facing each other. A seismic isolator comprising two flat plates sandwiching the convex spherical surface of the flat support with the concave spherical surface, wherein the convex spherical surface is covered with a rolling element, and the other flat plate attached to one of the opposing surfaces is provided. The present invention relates to a seismic isolation device having a damper capable of adjusting a pressure contact force capable of abutting an opposing surface, wherein a convex spherical surface of a flat support and a concave spherical surface of two flat plates move smoothly. Accordingly, large vibration displacement can be reduced, and the height of the seismic isolation device can be reduced.
【００１３】凸球面が転動体で覆われているもので、偏
平支持体と２枚の平板とは極めて滑らかに変位し、大き
な振動変位を極めてスムーズに緩和するようになる。Since the convex spherical surface is covered with rolling elements, the flat support and the two flat plates are very smoothly displaced, and large vibration displacement is relieved very smoothly.
【００１４】一方の平板の対向面に取り付けられ他方の
平板の対向面に当接し得る加速度の下限を調整すること
ができるダンパを備えたことで、一方の平板が所定以上
の加速度で振動するまでは、他方の平板に対して免震機
能を抑止できるようになる。By providing a damper attached to the opposing surface of one flat plate and capable of adjusting the lower limit of the acceleration that can abut the opposing surface of the other flat plate, one of the flat plates vibrates at a predetermined acceleration or more. Will be able to suppress the seismic isolation function for the other flat plate.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
に基づいて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１６】図１は、本発明の実施の形態の一例の縦断
面であって、１３は、図示しない基礎の上に取り付けら
れる平板を示しており、この平板１３の上面には、曲率
半径の大きな凹球面１４が形成されている。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an embodiment of the present invention. Reference numeral 13 denotes a flat plate mounted on a foundation (not shown). A large concave spherical surface 14 is formed.
【００１７】平板１３の上方には、図示しない博物館の
展示物、コンピュータ等の免震対象物の下側に取り付け
られる平板１５が配置されていて、上記の平板１３と対
向する平板１５の下面にも、上記の凹球面１４と同じ曲
率半径の凹球面１６が形成されている。Above the flat plate 13, a flat plate 15 attached to the lower side of the seismic isolation target such as a museum exhibit or a computer (not shown) is arranged. Also, a concave spherical surface 16 having the same radius of curvature as the concave spherical surface 14 is formed.
【００１８】下方にある平板１３の凹球面１４と、上方
にある平板１５の凹球面１６との間には、下面ならびに
上面の両面に凸球面１７，１８が形成されている偏平支
持体１９が配置されている。Between the concave spherical surface 14 of the lower flat plate 13 and the concave spherical surface 16 of the upper flat plate 15, a flat support 19 having convex spherical surfaces 17, 18 formed on both the lower surface and the upper surface is provided. Are located.
【００１９】図２に示すように偏平支持体１９の全表面
に小鋼球等の転動体２１を多数配設し、偏平支持体１９
の周囲には、リング状の抑え環２２を取り付ける。As shown in FIG. 2, a large number of rolling elements 21 such as small steel balls are arranged on the entire surface of the flat support 19,
, A ring-shaped holding ring 22 is attached.
【００２０】上述した下方にある平板１３の凹球面１４
を外れた箇所の上面には、図１、図３に示すように、粘
性ゴム等のダンパ２３が止めネジ２４によって取り付け
られている。The above-described concave spherical surface 14 of the lower flat plate 13
As shown in FIGS. 1 and 3, a damper 23 made of a viscous rubber or the like is attached by a set screw 24 to the upper surface of the portion where the gap has been removed.
【００２１】図３は、ダンパ２３が自由状態の時を示し
ていて、止めネジ２４を締め付けたり緩めたりすること
により、ダンパ２３の基部の圧縮状態を強くしたり弱く
したりして、自由状態のダンパ２３先端部の平板１３上
面に対する高さを変えることができるようになってい
る。FIG. 3 shows a state in which the damper 23 is in a free state. The compression state of the base of the damper 23 is strengthened or weakened by tightening or loosening the set screw 24 so that the free state is achieved. The height of the tip of the damper 23 with respect to the upper surface of the flat plate 13 can be changed.
【００２２】図３に示すダンパ２３の自由状態に対し
て、図１に示すように偏平支持体１９の上に平板１５が
載置された状態では、ダンパ２３の先端部が平板１５の
下面に当接し、平板１５及び平板１５の上に取り付けら
れている免震対象物の重量により、ダンパ２３は圧縮さ
れた状態になって、ダンパ２３の先端部は平板１５の下
面に圧接されるようになる。In contrast to the free state of the damper 23 shown in FIG. 3, when the flat plate 15 is placed on the flat support 19 as shown in FIG. Due to the weight of the flat plate 15 and the seismic isolation target mounted on the flat plate 15, the damper 23 is in a compressed state, and the tip of the damper 23 is pressed against the lower surface of the flat plate 15. Become.
【００２３】上述のように止めネジ２４を締め付けたり
緩めたりして、自由状態のダンパ２３先端部の平板１３
上面に対する高さを変えておくことにより、平板１５の
下面に対するダンパ２３の圧接力を調整することができ
る。By tightening or loosening the set screw 24 as described above, the flat plate 13 at the tip of the damper 23 in the free state is set.
By changing the height with respect to the upper surface, the pressing force of the damper 23 against the lower surface of the flat plate 15 can be adjusted.
【００２４】次に、上述した装置の作用を説明する。Next, the operation of the above-described device will be described.
【００２５】図示しない基礎の上に取り付けられている
下方の平板１３が横振動を受けて横方に変位した場合、
上方にある平板１５は、その上に取り付けてある図示し
ない免震対象物と共に、慣性で静止状態を維持しようと
する。When the lower flat plate 13 mounted on a foundation (not shown) receives lateral vibration and is displaced laterally,
The flat plate 15 on the upper side, together with the seismically isolated object (not shown) mounted thereon, intends to maintain a stationary state by inertia.
【００２６】ダンパ２３の平板１５下面に対する圧接力
は、下方の平板１３が或る加速度以上の変位になった
時、初めて平板１５が下方の平板１３の変位に追従して
変位するようにさせる。平板１５が変位し始める時の平
板１３の加速度は、止めネジ２４の締め付け状態を変え
ておくことにより、調整することができる。The pressing force of the damper 23 against the lower surface of the flat plate 15 causes the flat plate 15 to be displaced following the displacement of the lower flat plate 13 for the first time when the lower flat plate 13 is displaced by a certain acceleration or more. The acceleration of the flat plate 13 when the flat plate 15 starts to be displaced can be adjusted by changing the tightening state of the set screw 24.
【００２７】上述のダンパ２３は、下方の平板１３に取
り付けずに、上方の平板１５の下面に取り付けてもよ
い。The above-described damper 23 may be attached to the lower surface of the upper flat plate 15 instead of to the lower flat plate 13.
【００２８】下方の平板１３が大きな横振動を受ける
と、上方の平板１５の片側は図４に示すようにダンパ２
３から外れて下方の平板１３に対して変位し、偏平支持
体１９は下方の平板１３の凹球面１４の周辺部に向かっ
て上がって行き、上方の平板１５の凹球面１６は、その
周辺部が偏平支持体１９の上側に接するようになる。When the lower flat plate 13 receives a large lateral vibration, one side of the upper flat plate 15 is placed on the damper 2 as shown in FIG.
3 and displaces with respect to the lower flat plate 13, the flat support 19 rises toward the periphery of the concave spherical surface 14 of the lower flat plate 13, and the concave spherical surface 16 of the upper flat plate 15 Comes into contact with the upper side of the flat support 19.
【００２９】図２に示すように偏平支持体１９の表面に
転動体２１が配設されている免震装置の場合には、転動
体２１が偏平支持体１９の上側から下側へ、下側から上
側へと転動し、下方の平板１３に対する偏平支持体１９
の変位、並びに偏平支持体１９に対する上方の平板１５
の変位は、いずれも極めてスムーズに行われる。As shown in FIG. 2, in the case of the seismic isolation device in which the rolling elements 21 are disposed on the surface of the flat supporting body 19, the rolling elements 21 are moved from the upper side of the flat supporting body 19 to the lower side. To the upper side, and the flat support 19 against the lower plate 13
And the upper plate 15 relative to the flat support 19
Are extremely smoothly performed.
【００３０】上方の平板１５が下方の平板１３に対して
変位する際、上方の平板１５の下方の平板１３に対する
変位量が例えば２００ｍｍであると、上方の平板１５と
偏平支持体１９との変位量は１００ｍｍ、偏平支持体１
９と下方の平板１３との変位量は１００ｍｍとなり、従
って上方の平板１５は、下方の平板１３の振動変位量に
対し、２倍の変位量で振動を緩和することができること
になり、小型で大きな振動変位を緩和することができ
る。When the upper flat plate 15 is displaced with respect to the lower flat plate 13, if the displacement of the upper flat plate 15 with respect to the lower flat plate 13 is, for example, 200 mm, the displacement between the upper flat plate 15 and the flat support 19 is made. The amount is 100 mm, flat support 1
The displacement between the lower plate 9 and the lower plate 13 is 100 mm. Therefore, the upper plate 15 can reduce the vibration with a displacement twice as large as the vibration displacement of the lower plate 13, and is small in size. Large vibration displacement can be reduced.
【００３１】下方の平板１３の振動が止まると、上方の
平板１５はダンパ２３の抵抗力を凹球面１６に受けなが
ら、図１に示す元の位置に戻ってくる。When the vibration of the lower flat plate 13 stops, the upper flat plate 15 returns to the original position shown in FIG. 1 while receiving the resistance force of the damper 23 on the concave spherical surface 16.
【００３２】この一連の運動は、減衰力を受けた振り子
運動と同じであって、免震のための振り子運動はできる
だけ長周期になることが望ましいので、対向する平板１
３，１５の凹球面１４，１６並びに偏平支持体１９の凸
球面１７，１８の曲率半径は、できるだけ大きいことが
望ましいが、これらの曲率半径を大きくすると、復元力
が小さくなるので、平板１５及び平板１５の上に取り付
けられている免震対象物の重量やダンパ２３から受ける
抵抗力を勘案して凹球面１４，１６並びに凸球面１７，
１８の曲率半径を選定する必要がある。This series of motions is the same as the pendulum motion subjected to damping force, and it is desirable that the pendulum motion for seismic isolation be as long as possible.
It is desirable that the radii of curvature of the concave spheres 14 and 16 of the flat support members 3 and 15 and the convex spheres 17 and 18 of the flat support member 19 be as large as possible. Taking into account the weight of the seismic isolation target mounted on the flat plate 15 and the resistance received from the damper 23, the concave spheres 14, 16 and the convex sphere 17,
It is necessary to select 18 radii of curvature.
【００３３】[0033]
【発明の効果】本発明は、高さが小さくて済む偏平支持
体の凸球面と２枚の平板の凹球面とを滑らかに移動させ
るようにしたので、横方向のあらゆる振動を緩和するこ
とができ、免震装置の高さ寸法も小さくて済み、小型で
大きな振動変位を緩和することができ、偏平支持体と２
枚の平板とは極めて滑らかに変位し、大きな振動変位を
極めてスムーズに緩和することができ、一方の平板が所
定以上の加速度で振動するまでは、他方の平板に対し免
震機能を抑止して、所定以上の振動のみを緩和すること
ができ、免震機能を抑止する加速度の下限を最適に調整
できる効果がある。According to the present invention, since the convex spherical surface of the flat support and the concave spherical surfaces of the two flat plates, which require only a small height, are smoothly moved, any vibration in the horizontal direction can be reduced. The seismic isolation device can be made small in height, small in size and capable of mitigating large vibration displacement.
The two flat plates are displaced extremely smoothly, large vibration displacement can be relieved extremely smoothly, and the seismic isolation function of the other flat plate is suppressed until one of the flat plates vibrates at a predetermined acceleration or more. Therefore, it is possible to mitigate only vibrations equal to or greater than a predetermined value, and to effectively adjust the lower limit of acceleration for suppressing the seismic isolation function.
【図１】本発明の実施の形態の一例の縦断面である。FIG. 1 is a longitudinal section of an example of an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の他の実施の形態の部分的な拡大縦断面
である。FIG. 2 is a partially enlarged longitudinal sectional view of another embodiment of the present invention.
【図３】本発明に使用するダンパの実施の形態の一例の
拡大縦断面である。FIG. 3 is an enlarged longitudinal section of an example of an embodiment of a damper used in the present invention.
【図４】本発明の作動状態を示す縦断面である。FIG. 4 is a longitudinal section showing an operation state of the present invention.
【図５】従来の免震装置の一例の縦断面である。FIG. 5 is a longitudinal section of an example of a conventional seismic isolation device.
【図６】従来の免震装置の他の例の分解斜視図である。FIG. 6 is an exploded perspective view of another example of the conventional seismic isolation device.
１３，１５ 平板 １４，１６ 凹球面 １７，１８ 凸球面 １９ 偏平支持体 ２１ 転動体 ２３ ダンパ 13, 15 Flat plate 14, 16 Concave spherical surface 17, 18 Convex spherical surface 19 Flat support 21 Rolling element 23 Damper
Claims (1)
された偏平支持体と、前記凸球面に対し滑らかに移動し
得る凹球面が互いに対向する面に形成され該凹球面で前
記偏平支持体の凸球面を挟持する２枚の平板とを備えた
免震装置において、該凸球面が転動体で覆われ、かつ一
方の対向面に取付けられた他方の平板の対向面に当接し
得る圧接力を調整し得るダンパを備えたことを特徴とす
る免震装置。1. A flat support having convex spheres of the same radius formed on both surfaces, and a concave sphere which can move smoothly with respect to the convex sphere are formed on surfaces facing each other, and the flat sphere is formed by the concave sphere. A pressure isolating device comprising two flat plates sandwiching a convex spherical surface, wherein the convex spherical surface is covered with a rolling element, and is capable of abutting against the opposing surface of the other flat plate attached to one of the opposing surfaces. A seismic isolation device comprising a damper capable of adjusting the force.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10176028A JP2000008642A (en) | 1998-06-23 | 1998-06-23 | Base isolation device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10176028A JP2000008642A (en) | 1998-06-23 | 1998-06-23 | Base isolation device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000008642A true JP2000008642A (en) | 2000-01-11 |
Family
ID=16006474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10176028A Withdrawn JP2000008642A (en) | 1998-06-23 | 1998-06-23 | Base isolation device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000008642A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7200098B2 (en) | 1999-11-30 | 2007-04-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Objective lens for high-density optical focusing and an optical disk in an optical pickup |
-
1998
- 1998-06-23 JP JP10176028A patent/JP2000008642A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7200098B2 (en) | 1999-11-30 | 2007-04-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Objective lens for high-density optical focusing and an optical disk in an optical pickup |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050906 |