JP2008045574A - Perpendicular rail type base isolation/vibration damping device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、直交レール式免震・制振装置に関し、詳しくは、例えば精密機器、各種機械等の被免震物に関して地震等に伴う震動に対する免震・制振を行う場合に適用して好適な直交レール式免震・制振装置に関するものである。 The present invention relates to an orthogonal rail type seismic isolation / vibration control device, and more specifically, for example, suitable for application to performing seismic isolation / vibration control for seismic motion associated with earthquakes on seismic isolation objects such as precision equipment and various machines. This is related to an orthogonal rail type seismic isolation and vibration control device.
従来、地震等に伴う震動に対する免震を行う免震装置として、例えば架台を3段に積上げてX軸、Y軸の動きを別個に行わせるようにした免震装置が知られている。しかし、架台を3段に積み重ねた構成の免震装置では、X軸、Y軸の摺動をそれぞれ別に行わせることができることから機構が簡略化できるが、装置全高が高くなるとともに架台を構成する鉄骨部材が余計に必要となってしまう。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a seismic isolation device that performs seismic isolation with respect to a vibration caused by an earthquake or the like, for example, a seismic isolation device in which a gantry is stacked in three stages so that X-axis and Y-axis motions are performed separately is known. However, in the seismic isolation device having a structure in which the gantry is stacked in three stages, the X-axis and Y-axis sliding can be performed separately, so that the mechanism can be simplified. An extra steel member is required.
特許文献1には、円弧レールと車輪とを含むX,Y直交レール式の免震装置が開示されている。 Patent Document 1 discloses an X, Y orthogonal rail type seismic isolation device including an arc rail and wheels.
しかし、この免震装置では、円弧レールと車輪を用いているために、免震時に被免震物が上下に揺動してしまい、精密機器や設備等の鉛直方向の振動を嫌う機器に対しては不向きである。また、円弧レールの上で車輪を転がす構造であるため、背の高い物や重心が不安定な物を被免震物として免震した場合に発生する引抜き力に対して弱い傾向がある。 However, since this seismic isolation device uses arc rails and wheels, the seismic isolation object swings up and down during the seismic isolation, which prevents equipment that hates vertical vibrations such as precision equipment and facilities. Is unsuitable. In addition, since the wheel rolls on the arc rail, there is a tendency to be weak against a pulling force generated when a tall object or an object having an unstable center of gravity is isolated as a seismic isolation object.
更に、直交させるレール同士を直接繋いでいるために、装置高さを低く抑えることができる反面、緩衝器を別に設置する必要が有り、装置全体としては省スペース化が容易ではない。 Furthermore, since the rails orthogonal to each other are directly connected to each other, the height of the apparatus can be kept low. On the other hand, it is necessary to install a shock absorber separately, and it is not easy to save space as the entire apparatus.
そのうえ、加重支持点以外の部分に緩衝器を設けようとすると、緩衝時に発生する回転モーメント等の力を許容するための強度が設置部に必要であり、補強のために部材が余計に必要となる。 In addition, if a shock absorber is to be provided in a portion other than the weighted support point, the installation part needs strength to allow force such as rotational moment generated at the time of buffering, and extra members are required for reinforcement. Become.
また、上下配置の架台がX−Y方向に自在に摺動するために、自由度の高いワイヤ式変位計や非接触式の変位計を使用しなければ装置の変位情報を検出できず、この場合、ワイヤ式変位計であればX軸、Y軸方向の各変位量を独立して検出できないため計算処理が必要になる。更に、非接触式であれば、装置の許容変位量を見越した反射プレート等を必要とするため、その分余分なスペースを要するうえに非常に高価格な装置となってしまう。
本発明が解決しようとする問題点は、上下の架台がX−Y方向に自在に摺動するにもかかわらず、被免震物を上下に揺動させないとともに、緩衝器設置の簡素化、全体の省スペース化を実現でき、更には、安価なシャフト式センサを使用する場合でもX方向、Y方向の変位を確実に検出することが可能な直交レール式免震・制振装置が存在しない点である。 The problem to be solved by the present invention is that the upper and lower bases slide freely in the XY direction, but the seismic isolation object is not swung up and down, and the installation of the shock absorber is simplified. In addition, there is no orthogonal rail-type seismic isolation / vibration control device that can reliably detect displacement in the X and Y directions even when using inexpensive shaft type sensors. It is.
本発明の直交レール式免震・制振装置は、設置面上に配置する下架台と、下架台上方に平行配置した被免震物を搭載する上架台と、前記下架台、上架台に各々対応配置に固着したX−Y直交配置のスライドレールと、X方向、Y方向の対応するスライドレール同士の間に配置した前記上架台と下架台とを相対的にX方向、Y方向及びX,Y合成方向に自在に摺動させる挟み込み摺動連結体と、を具備し、前記下架台、上架台間に配列した所要数のX・Yレール連結ユニット群と、前記下架台、上架台間に配置した前記上架台、下架台の相対的なX方向、Y方向変位時に各々X方向、Y方向の緩衝作用を与える緩衝機構部と、を有することを最も主要な特徴とする。 The orthogonal rail type seismic isolation / vibration control device of the present invention includes a lower base placed on the installation surface, an upper base for mounting the seismic isolation object arranged in parallel above the lower base, and the lower base and the upper base, respectively. XY orthogonally arranged slide rails fixed to the corresponding arrangement, and the upper frame and the lower frame arranged between the corresponding slide rails in the X direction and the Y direction are relatively arranged in the X direction, the Y direction, and the X, A slidably coupled body that can be freely slid in the Y-combination direction, and a required number of X / Y rail coupling unit groups arranged between the lower frame and the upper frame, and between the lower frame and the upper frame The main feature is that it has a buffering mechanism portion that provides a buffering action in the X direction and the Y direction when the upper base and the lower base are displaced relative to each other in the X and Y directions.
請求項1記載の発明によれば、下架台と上架台との間に、X−Y直交配置のスライドレールと、挟み込み摺動連結体とからなり、上架台と下架台とを相対的にX方向、Y方向及びX,Y合成方向に自在に摺動させる所要数のX・Yレール連結ユニット群を配列し、更に下架台、上架台間にX方向、Y方向の緩衝作用を与える緩衝機構部を配置したことによって、上架台、下架台がX−Y方向に自在に摺動するにもかかわらず、被免震物を上下に揺動させないとともに、緩衝器設置の簡素化、全体の省スペース化を実現できる直交レール式免震・制振装置を提供することができる。 According to the first aspect of the present invention, the slide frame and the sandwiched slide coupling body are disposed between the lower frame and the upper frame, and the upper frame and the lower frame are relatively moved relative to each other. A buffer mechanism that arranges the required number of X and Y rail connecting unit groups to freely slide in the direction, Y direction, and X and Y combined direction, and further provides a buffering action in the X and Y directions between the lower frame and the upper frame Because the upper and lower bases slide freely in the XY direction, the seismic isolation object is not swung up and down, and the installation of the shock absorber is simplified. It is possible to provide an orthogonal rail type seismic isolation and vibration control device that can realize space.
請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の発明の構成に加えて、上架台のX方向変位、Y方向変位を各々個別に検出する変位検出機構部を備えることから、請求項1記載の発明と同様効果を奏するとともに、下架台、上架台間のX方向、Y方向の変位を確実に検出することが可能な直交レール式免震・制振装置を提供することができる。 According to the second aspect of the invention, in addition to the configuration of the first aspect of the invention, the displacement detection mechanism unit that individually detects the X-direction displacement and the Y-direction displacement of the upper base is provided. It is possible to provide an orthogonal rail type seismic isolation / vibration control device that has the same effects as the described invention and that can reliably detect displacement in the X direction and the Y direction between the lower frame and the upper frame.
請求項3記載の発明によれば、請求項2記載の発明と同様な効果を奏するとともに、前記上架台、下架台間の相対的な位置関係を初期位置に復元させるバネ機構部及びX方向アクチェータ機構部、Y方向アクチェータ機構部を備えることから、免震又制振動作終了時の対策も万全な直交レール式免震・制振装置を提供することができる。 According to a third aspect of the present invention, the spring mechanism and the X-direction actuator that achieve the same effects as the second aspect of the invention and restore the relative positional relationship between the upper frame and the lower frame to the initial positions. Since the mechanism portion and the Y-direction actuator mechanism portion are provided, it is possible to provide an orthogonal rail-type seismic isolation / vibration control device that is fully capable of taking measures against seismic isolation or vibration suppression operations.
請求項4記載の発明によれば、前記下架台、上架台間のX・Yレール連結ユニット群を縦横配列の複数台配置の構成で、請求項3記載の発明と同様な効果を奏する直交レール式免震・制振装置を提供することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the X / Y rail connecting unit group between the lower frame and the upper frame is configured by arranging a plurality of vertical and horizontal arrangements, and the orthogonal rail having the same effect as the third aspect of the present invention. A type seismic isolation / damping device can be provided.
請求項5記載の発明によれば、前記上架台、下架台間の相対的な位置関係を初期位置に復元させるバネ機構部及び前記上架台の変位に連動するボールねじ、このボールねじの一端に対向配置したカップリング及び前記下架台に固定具を用いて固定したサーボモータとを用いたX方向アクチェータ機構部、Y方向アクチェータ機構部を備えるとともに、シャフト式のX方向変位センサ部、シャフト式のY方向変位センサ部を備える構成としているので、請求項4記載の発明と同様な効果を奏するとともに、安価なシャフト式センサを使用する場合でもX方向、Y方向の変位を確実に検出することが可能な直交レール式免震・制振装置を提供することができる。
According to the invention described in claim 5, the spring mechanism for restoring the relative positional relationship between the upper frame and the lower frame to the initial position, the ball screw interlocking with the displacement of the upper frame, and one end of the ball screw An X-direction actuator mechanism unit and a Y-direction actuator mechanism unit using a coupling arranged opposite to each other and a servo motor fixed to the undercarriage using a fixture, and a shaft-type X-direction displacement sensor unit, a shaft-type actuator Since the Y-direction displacement sensor unit is provided, the same effects as those of the invention of
本発明は、上下の架台がX−Y方向に自在に摺動するにもかかわらず、被免震物を上下に揺動させないとともに、緩衝器設置の簡素化、全体の省スペース化を実現でき、更には安価なシャフト式センサを使用する場合でもX方向、Y方向の変位を確実に検出することができる直交レール式免震・制振装置を提供するという目的を、設置面上に配置する平面矩形状の下架台と、下架台上方に平行配置した被免震物を搭載する平面矩形状の上架台と、前記下架台、上架台に各々対応配置に固着したX−Y直交配置のスライドレールと、X方向、Y方向の対応するスライドレール同士の間に配置した前記上架台と下架台とを相対的にX方向、Y方向及びX,Y合成方向に自在に摺動させる挟み込み摺動連結体と、を具備し、前記下架台、上架台間に縦横配列した複数台のX・Yレール連結ユニット群と、前記下架台、上架台間に配置した前記上架台、下架台の相対的なX方向、Y方向変位時に各々X方向の、Y方向の変位力を緩衝させる弾性材を用いた緩衝器を備えた緩衝機構部と、前記上架台、下架台間の相対的な位置関係を初期位置に復元させるバネ機構部及び前記上架台の変位に連動するボールねじ、このボールねじの一端に対向配置したカップリング及び前記下架台に固定具を用いて固定したサーボモータとを用いたX方向アクチェータ機構部、Y方向アクチェータ機構部と、前記下架台、上架台間に配置した前記Y方向のスライドレールのX方向変位に応答してX方向変位を検出するシャフト式のX方向変位センサ部と、X方向のスライドレールのY方向変位に応答してY方向変位を検出するシャフト式のY方向変位センサ部と、を具備する変位検出機構部と、を有する構成により実現した。 The present invention does not cause the seismic isolation object to swing up and down despite the fact that the upper and lower bases slide freely in the XY direction, and simplifies the installation of the shock absorber and reduces the overall space. Furthermore, the purpose of providing an orthogonal rail type seismic isolation / vibration control device that can reliably detect displacement in the X and Y directions even when using an inexpensive shaft type sensor is arranged on the installation surface. A flat rectangular base, a flat rectangular upper base on which the seismic isolation object is arranged in parallel above the base, and an X-Y orthogonally arranged slide fixed to the lower base and the upper base in a corresponding arrangement. Clamping sliding that freely slides the upper frame and the lower frame arranged between the rails and the corresponding slide rails in the X direction and the Y direction in the X direction, the Y direction, and the X, Y combined direction. A connecting body, and between the lower base and the upper base A plurality of X / Y rail connecting unit groups arranged in a row, the lower frame, the upper frame disposed between the upper frame, the relative X direction of the lower frame, and the X direction in the Y direction when displaced in the Y direction. Interlocks with the shock absorber mechanism with a shock absorber using an elastic material that absorbs the displacement force, the spring mechanism that restores the relative positional relationship between the upper frame and the lower frame to the initial position, and the displacement of the upper frame An X-direction actuator mechanism unit using a ball screw, a coupling opposed to one end of the ball screw, and a servo motor fixed to the lower frame using a fixture, the Y-direction actuator mechanism unit, the lower frame, A shaft-type X-direction displacement sensor for detecting the X-direction displacement in response to the X-direction displacement of the Y-direction slide rail disposed between the upper platforms, and the Y-type in response to the Y-direction displacement of the X-direction slide rail. direction A displacement detection device having a a Y direction displacement sensor portion of the shaft type for detecting the position, realized by the configuration with.
以下に、本発明の実施例に係る直交レール式免震・制振装置について図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施例においてX方向、Y方向を図1に示すように定義して以下の説明を行う。 Hereinafter, an orthogonal rail type seismic isolation and vibration control device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this embodiment, the X direction and the Y direction are defined as shown in FIG.
本実施例に係る直交レール式免震・制振装置1は、設置面G上に配置する平面矩形状(例えば長方形状)を呈するように鋼材等を用いて枠組みした下架台2と、平面矩形状(例えば長方形状)を呈するように鋼材等を用いて枠組みされ、前記下架台2の上方に平行に、かつ、所定の間隔をもって配置した被免震物もしくは錘Mを搭載する上架台3と、前記下架台2、上架台3間に縦横配置(図1に示すように、X方向に3台配列、Y方向に2台配列)に所定の間隔をもって配列した合計6台のX・Yレール連結ユニット4からなるX・Yレール連結ユニット群と、前記上架台3、下架台2の相対的なX方向、Y方向変位時に各々X方向、Y方向の減衰作用を与える減衰機構部8と、詳細は後述する2軸駆動部5と、を前記上架台3のX方向変位、Y方向変位を各々個別に検出する変位検出機構部6と、を有している。
The orthogonal rail type seismic isolation / vibration control device 1 according to the present embodiment includes an
また、本実施例に係る直交レール式免震・制振装置1は、前記上架台3、下架台2間に相対的なX方向、Y方向変位が生じた場合に、このX方向、Y方向変位を打ち消す、すなわち、前記上架台3、下架台2間の相対的な位置関係を図1に示す初期位置に復元させるバネ機構部7及びX方向アクチェータ機構部27、Y方向アクチェータ機構部37と、前記前記上架台3、下架台2間を仮固定する仮固定機構部9とを具備している。
In addition, the orthogonal rail type seismic isolation / vibration control device 1 according to the present embodiment, when relative displacement in the X direction and the Y direction occurs between the upper frame 3 and the
前記X・Yレール連結ユニット群を構成するX・Yレール連結ユニット4は、前記下架台2、上架台3に各々対応配置に固着したX−Y直交配置で各々直線状のスライドレール11、12と、X方向、Y方向の対応するスライドレール11、12同士の間に配置した前記上架台3と下架台2とを相対的にX方向、Y方向及びX,Y合成方向に自在に摺動させる挟み込み摺動連結体13と、を具備している。
The X / Y
前記X方向、Y方向の対応するスライドレール11、12と、挟み込み摺動連結体13とについて、図4をも参照して更に詳述する。前記スライドレール11、12には、各々その両側面に長さ方向に沿って長溝11a、12aを設けている。
The
前記挟み込み摺動連結体13は、例えば直方体状の連結ブロック14と、この連結ブロック14の下部に例えばネジ等で位置決め固定するX方向のスライドレール11用の第1の摺動体15と、前記連結ブロック14の上部に例えばネジ等で位置決め固定するY方向のスライドレール12用の第2の摺動体16と、を有している。
The sandwiched
前記連結ブロック14の上面には、前記第2の摺動体16を位置決め固定するための位置決め凹部14aを設け、また、前記第2の摺動体16の底面形状を前記位置決め凹部14aにぴったりと嵌まり込む形状とし、更に、第2の摺動体16の上部には前記Y方向のスライドレール12の両長溝12aに正確に、かつ、スライド可能に嵌合する対向配置の爪部16a、16aを設けて、これにより、連結ブロック14、第2の摺動体16をY方向のスライドレール12と同方向に正確に位置決めし得るように構成している。
A positioning recess 14a for positioning and fixing the second sliding
同様に、前記連結ブロック14の下面には、図示しないが、前記第1の摺動体15を位置決め固定するための位置決め凹部を設け、また、前記第1の摺動体15の上面形状を前記位置決め凹部にぴったりと嵌まり込む形状とし、更に、第1の摺動体15の下部には前記X方向のスライドレール11の両長溝11aに正確に、かつ、スライド可能に嵌合する対向配置の爪部15a、15aを設けて、これにより、連結ブロック14、第1の摺動体15をX方向のスライドレール11と同方向に正確に位置決めし得るように構成している。
Similarly, although not shown, a positioning recess for positioning and fixing the first sliding
前記X方向のスライドレール11の両端は、各々L状又は逆L状の取付具17を用いて前記下架台2にネジ止め等によりX方向配置に取り付けている。また、前記Y方向のスライドレール12の両端は、各々L状又は逆L状の取付具18を用いて前記上架台3にネジ止め等によりY方向配置に取り付けている。前記6台の各X・Yレール連結ユニット4におけるスライドレール11、12の前記下架台2、上架台3に対する取り付け態様は共通である。
Both ends of the
本実施例に係る直交レール式免震・制振装置1は、前記下架台2、上架台3の間において、前記上架台3における荷重支持点(例えば図1に駆動力伝達点P1で示す)に対応する位置に上架台3に対してY方向に沿って固定配置したY方向直交力解放レール22と、このY方向直交力解放レール22に対して推力変換ブロック23を介して直交配置に、かつ、上架台3とともにX方向に変位可能に配置した前記上架台3のX方向変位に連動するX方向ボールねじ21と、このX方向ボールねじ21の一端に対向配置したカップリング24及び前記下架台2に固定具26を用いて固定したサーボモータ25とを備え、X方向の変位力を発生させるX方向アクチュエータ機構部27と、前記下架台2、上架台3の間において、前記上架台3における荷重支持点(例えば図1に駆動力伝達点P2で示す)に対応する位置に上架台3に対してX方向に沿って固定配置したX方向直交力解放レール32と、このX方向直交力解放レール32に対して推力変換ブロック33を介して直交配置に、かつ、上架台3とともにY方向に変位可能に配置した前記上架台3のY方向変位に連動するY方向ボールねじ31と、このY方向ボールねじ31の一端に対向配置したカップリング34及び前記下架台2に固定具36を用いて固定したサーボモータ35とを備え、Y方向の変位力を発生させるY方向アクチュエータ機構部37と、を有し最適な免震又制振動作の対策を万全としている。
The orthogonal rail type seismic isolation / vibration control device 1 according to the present embodiment includes a load support point on the upper frame 3 between the
前記変位検出機構部6は、前記X・Yレール連結ユニット群のうちの一つのX・Yレール連結ユニット4、例えば図1において右上隅のX・Yレール連結ユニット4におけるY方向のスライドレール12のX方向相対的変位に応答してX方向変位を検出するX方向変位センサ部(シャフト式センサ)41と、前記X・Yレール連結ユニット群のうちの他のX・Yレール連結ユニット4、例えば図1において***部のX・Yレール連結ユニット4におけるX方向のスライドレール11のY方向相対的変位に応答してY方向変位を検出するY方向変位センサ51部(シャフト式センサ)と、を具備している。
The displacement
前記X方向変位センサ部41、Y方向変位センサ部51について、更に詳述する。
The X-direction
前記X方向変位センサ部41は、図1、図5に示すように、右上隅のX・Yレール連結ユニット4において、X方向のスライドレール11と同方向にX方向検出センサ(リニアセンサ)42及びこのX方向検出センサ42から突出した棒状のシャフト43を取付具44を用いて下架台2により支持する状態に配置している。
As shown in FIGS. 1 and 5, the X-direction
そして、前記シャフト43を、前記連結ブロック14に設けたシャフト挿通リング12bに貫通させるとともに、シャフト43に設けた係合部材45を前記シャフト挿通リング12bに係合させて、連結ブロック14のX方向変位、すなわち、上架台3のX方向変位を前記係合部材45、シャフト43を介してX方向検出センサ42に伝達することで検出するようになっている。
Then, the
前記Y方向変位センサ部51は、図1、図6に示すように、***部のX・Yレール連結ユニット4において、Y方向のスライドレール12と同方向にY方向検出センサ(リニアセンサ)52及びこのY方向検出センサ52から突出した棒状のシャフト53を、取付具54を用いて上架台3により支持する状態に配置している。
As shown in FIGS. 1 and 6, the Y-direction
そして、前記シャフト53を、前記連結ブロック14に設けたシャフト挿通リング11bに貫通させるとともに、シャフト53に設けた係合部材55を前記シャフト挿通リング11bに係合させて、連結ブロック14のY方向変位、すなわち、上架台3のY方向変位を前記係合部材55、シャフト53を介してY方向検出センサ52に伝達することで検出するようになっている。
Then, the
図7は、前記X方向変位センサ部41の変形例であるX方向変位センサ部41Aを示すものであり、前記挟み込み摺動連結体13の連結ブロック14からY方向に突出させた係合部材45或いは連結ブロック14本体に、X方向変位センサ部41A(例えばインダクタンス式変位計の棒状のシャフト、またはワイヤ式変位計のワイヤ、またはレーザー式変位計のレーザースポット部、或いは超音波式変位計の焦点範囲)を固定または反射体とさせて、図5に示す場合と同様にして前記挟み込み摺動連結体13のX方向変位、すなわち上架台3のX方向変位を検出するようになっている。
FIG. 7 shows an X-direction
図8は、前記Y方向変位センサ部51の変形例であるY方向変位センサ部51Aを示すものであり、前記挟み込み摺動連結体13の連結ブロック14からX方向に突出させた係合部材55或いは連結ブロック14本体に、Y方向変位センサ部51A(例えばインダクタンス式変位計の棒状のシャフト、またはワイヤ式変位計のワイヤ、またはレーザー式変位計のレーザースポット部、或いは超音波式変位計の焦点範囲)を固定または反射体とさせて、図6に示す場合と同様にして前記挟み込み摺動連結体13のY方向変位、すなわち上架台3のY方向変位を検出するようになっている。
FIG. 8 shows a Y-direction
前記バネ機構部7は、図1、図2及び図3に示すように、下架台2、上架台3間において、X方向配置に4個、Y方向配置に4個、全体で合計8個のバネ(コイルバネ)61を分散配置することにより構成している。
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the
例えば、図1において左下隅領域のX方向配置のバネ61は、その一端を上架台3に固着した取付具62により支持し、他端を下架台2に固着した取付具63により支持して、前記上架台3、下架台2間に相対的なX方向変位が生じた場合に、このX方向変位を打ち消す、すなわち、前記上架台3、下架台2間の相対的な位置関係を図1に示す初期位置に復元させるように機能するようになっている。X方向配置の他の3個のバネ61の取り付け構造及び機能も同様である。
For example, the
更に、Y方向配置の各バネ61も、X方向配置の各バネ61と同様な取り付け構造であり、前記上架台3、下架台2間に相対的なY方向変位が生じた場合に、このY方向変位を打ち消す、すなわち、前記上架台3、下架台2間の相対的な位置関係を図1に示す初期位置に復元させるように機能するようになっている。
Further, the
前記減衰機構部8は、図1、図2及び図3に示すように、下架台2、上架台3間において、X方向配置に4個、Y方向配置に4個、全体で合計8個の減衰器71を分散配置することにより構成している。
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the damping
例えば、図1において左下隅領域のX方向配置の減衰器71は、その一端を上架台3に固着した取付具72により支持し、他端を下架台2に固着した取付具73により支持して、前記上架台3、下架台2間に相対的なX方向変位が生じた場合に、このX方向変位の増幅を抑え、すなわち、免震・制震時の最適な減衰値を直交レール式免震・制振装置1に与えるように機能するようになっている。X方向配置の他の3個の減衰器71の取り付け構造及び機能も同様である。
For example, the
更に、Y方向配置の減衰器71も、X方向配置の各減衰器71と同様な取り付け構造であり、前記上架台3、下架台2間に相対的なY方向変位が生じた場合に、このY方向変位の増幅を抑え、すなわち、免震・制震時の最適な減衰値を直交レール式免震・制振装置1に与えるように機能するようになっている。
Further, the
前記仮固定機構部9は、図1乃至図3に示すように、前記上架台3、下架台2間にわたって例えば4箇所分散配置に4個の止め具83を挿脱自在に設けることにより構成している。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
すなわち、前記上架台3の四隅部近傍領域に、この上架台3に対して水平支持片82を突設し、この水平支持片82により止め具83の頭部を支持するとともに、止め具83の軸部を水平支持片82を貫いて下架台2側に垂下し、他方下架台2に前記止め具83の下端側が挿通される受孔84を設けて、前記止め具83を水平支持片82と受孔84との間に挿脱自在に配置している。
That is, in the vicinity of the four corners of the upper pedestal 3, a
そして、前記各止め具83を水平支持片82から受孔84に挿通することで、下架台2に対して上架台3を変位不能の状態(仮固定の状態)とし、また、前記各止め具83を受孔84から上方に引き抜いた状態で、下架台2に対して上架台3を変位可能な状態とするように構成している。
Then, the
図9、図10は、本実施例で採用する緩衝機構部91の例を示すもので、この緩衝機構部91は、弾性材或いは油圧を用いた緩衝器92を前記X方向のスライドレール11を支持する取付具17に前記連結ブロック14と対向する配置で取り付け、また、同じく弾性材或いは油圧を用いた緩衝器92を前記Y方向のスライドレール12を支持する取付具18に前記連結ブロック14と対向する配置で取り付けることにより構成している。
なお、上述した場合とは逆に前記緩衝器92を前記連結ブロック14側に取り付ける構成とすることももちろん可能である。
FIGS. 9 and 10 show an example of the
In addition, it is of course possible to adopt a configuration in which the
この緩衝機構部91を採用すれば、上架台3と下架台2とが地震等に伴って相対的に移動し、前記連結ブロック14に前記取付具17又は取付具18に取り付けた緩衝器92が衝突したとき、各緩衝器92により例えば上架台3の変位に対する緩衝作用を発揮させることができ、これにより、緩衝器設置の簡略化、省スペース化を図ることができる。
If this
次に、上述した構成からなる本実施例に係る直交レール式免震・制振装置1による被免震物Mに対する免震・制振作用について説明する。 Next, the seismic isolation / damping action for the seismic isolation object M by the orthogonal rail type seismic isolation / damping device 1 according to the present embodiment having the above-described configuration will be described.
本実施例に係る直交レール式免震・制振装置1によれば、前記X方向の直線状のスライドレール11、Y方向の直線状のスライドレール12及びこれらの間に介在させた挟み込み摺動連結体13を具備するX・Yレール連結ユニット4を合計6個用いて前記上架台3、下架台2を相対的にX方向、Y方向及びX,Y合成方向に自在に摺動させ被免震物若しくは錘Mに対する免震を行うようにし、又は被免震物若しくは錘Mを利用して制振しているので、被免震物若しくは錘MMに対する免震作用、或いは被免震物若しくは錘MMにより制振作用を発揮させる場合に前記上架台3、従って前記被免震物もしくは錘Mが上下に揺動することを無くすことができる装置とすることができる。
According to the orthogonal rail type seismic isolation / damping device 1 according to the present embodiment, the X-direction
加えて、前記X方向の直線状のスライドレール11、Y方向の直線状のスライドレール12を用いてX・Yレール連結ユニット4を構成していることから、円弧レールを用いる場合と異なり、全方向の荷重に対して耐力を有する装置とすることができる。
In addition, since the X / Y
また、X、Y直交配置のスライドレール11、スライドレール12を含む合計6個のX・Yレール連結ユニット4を用いていることから、被免震物若しくは錘MMに対する免震を行う場合、又は被免震物若しくは錘MMにて制振を行う場合に、水平面において被免震物若しくは錘MMに回転運動を発生させることのない装置とすることができる。
In addition, since a total of six X / Y
本実施例に係る直交レール式免震・制振装置1によれば、前記X方向のスライドレール11、Y方向のスライドレール12の製作精度又は材質、表面加工を種々変更してX・Yレール連結ユニット4を構成することにより、この直交レール式免震・制振装置1全体の免震のトリガー機能として作用するX方向、Y方向の各摩擦係数を種々調整することが可能となる。
According to the orthogonal rail type seismic isolation / vibration control device 1 according to the present embodiment, the manufacturing accuracy or material and surface processing of the
更に、前記挟み込み摺動連結体13を構成する連結ブロック14の上面に位置決め凹部14aを設け、第2の摺動体16の底面形状を前記位置決め凹部14aにぴったりと嵌まり込む形状とし、更に、第2の摺動体16の上部には前記Y方向のスライドレール12の両長溝12aに正確に、かつ、スライド可能に嵌合する対向配置の爪部16a、16aを設けて、これにより、連結ブロック14、第2の摺動体16をY方向のスライドレール12と同方向に正確に位置決めし、また、前記連結ブロック14の下面側に対する第1の摺動体15の嵌め込み構造、第1の摺動体15とX方向のスライドレール12との嵌合構造も連結ブロック14の上面側と同様にして連結ブロック14、第1の摺動体15をX方向のスライドレール11と同方向に正確に位置決めしているので、上下配置に直交させる前記スライドレール12、スライドレール11の直角度を6個のX・Yレール連結ユニット4全体に渡って正確に保持でき、これにより、前記上架台3、下架台2を相対的にX方向、Y方向及びX,Y合成方向に円滑に摺動させ、被免震物もしくは錘Mの免震(又は利用した制振)を行うことができるとともに、背の高い被免震物Mや重心位置が不安定な被免震物Mの免震(又は制振)を行う場合でも、被免震物Mの移動に伴って発生する引抜き力に対して充分な耐力を有する装置とすることができる。
Further, a
また、本実施例に係る直交レール式免震・制振装置1においては、前記X・Yレール連結ユニット4は、X方向の直線状のスライドレール11、Y方向の直線状のスライドレール12及びこれらの間に介在させた挟み込み摺動連結体13を具備する構成としているので、緩衝器設置の簡素化、省スペース化が可能である。
In the orthogonal rail type seismic isolation / vibration control device 1 according to the present embodiment, the X / Y
すなわち、既述したように、前記下架台2、上架台3の間に、Y方向直交力解放レール22、推力変換部23、ボールねじ21、カップリング24及びサーボモータ25を備えX方向の変位力を伝達させる各部を具備するX方向アクチュエータ機構部27と、X方向直交力解放レール32、推力変換部33、ボールねじ31、カップリング34及びサーボモータ35を備えY方向の変位力を伝達させる各部を具備するY方向アクチュエータ機構部37と、からなる2軸駆動部5を配置することができ、これにより、各機能部品の簡素化、省スペース化が可能な直交レール式免震・制振装置1とすることができる。
That is, as described above, the Y-direction orthogonal
また、駆動力伝達点P1に配置したX方向アクチュエータ機構部27、駆動力伝達点(仮想点P2)に配置したY方向アクチュエータ機構部37にて推力方向と直角方向の各々Y方向、X方向の変位力を解放させるため、上述した架台構造内での回転モーメント等の余分な力の発生を小さく抑えることができ、これにより、余分な補強を施す必要が無く、全体として構成部材を簡略化できる直交レール式免震・制振装置1とすることができる。
Further, the
図9、図10に示す緩衝機構部91を採用する場合も、2軸駆動部5を配置した場合と同様緩衝器設置の簡素化、省スペース化が可能な直交レール式免震・制振装置1とすることができる。
Even when the
本実施例に係る直交レール式免震・制振装置1は、一つのX・Yレール連結ユニット4におけるY方向のスライドレール12のX方向相対的変位に応答してX方向変位を検出するX方向変位センサ部41と、他のX・Yレール連結ユニット4におけるX方向のスライドレール11のY方向相対的変位に応答してY方向変位を検出するY方向変位センサ部51とを有する前記変位検出機構部6を備えているので、安価なシャフト式センサを用いたとしても、これらにせん断力が加わること無く例えば上架台3のX軸方向、Y軸方向の変位情報をそれぞれ別個に検出することができる直交レール式免震・制振装置1とすることができる。
The orthogonal rail type seismic isolation / vibration control device 1 according to this embodiment detects an X-direction displacement in response to an X-direction relative displacement of the Y-
図7、図8に示すようなX方向変位センサ部41A、Y方向変位センサ部51Aを用いて変位検出機構部6を構成した場合も、上述した場合と同様、安価なシャフト式センサを用いたとしても、これらにせん断力が加わること無く例えば上架台3のX軸方向、Y軸方向の変位情報をそれぞれ別個に検出することができる直交レール式免震・制振装置1とすることができる。
Even when the displacement
なお、上述した直交レール式免震・制振装置1においては、X・Yレール連結ユニット4を6個使用した構成したが、X・Yレール連結ユニット4は、前記下架台2、上架台3の寸法に応じて4個、8個等種々の配列個数とすることができることはいうまでもない。
In addition, in the orthogonal rail type seismic isolation / vibration control device 1 described above, six X / Y
本実施例に係る直交レール式制振装置1によれば、前記X方向の直線状のスライドレール11、Y方向の直線状のスライドレール12及びこれらの間に介在させた挟み込み摺動連結体13を具備するX・Yレール連結ユニット4を合計6個用いて前記上架台3、下架台2を相対的にX方向、Y方向及びX,Y合成方向に自在に摺動させ錘Mを振動体と位相をずらせた動きで制振を行うように構成することができ、錘Mが振動体に対する制振作用を発揮させる場合に前記上架台3、従って前記錘Mが上下に揺動すること無く効率よく制振することができる直交レール式免震・制振装置1とすることができる。
According to the orthogonal rail type vibration damping device 1 according to the present embodiment, the X-direction
本発明は、上述した場合の他、各種設備、器物及び建築物、横築物等における地震等に伴う震動に対する免震・制振用として幅広く適用可能である。 In addition to the cases described above, the present invention can be widely applied for seismic isolation / vibration control for vibrations associated with earthquakes in various facilities, equipment, buildings, horizontal structures and the like.
1 直交レール式免震・制振装置
2 下架台
3 上架台
4 X・Yレール連結ユニット
5 2軸駆動部
6 変位検出機構部
7 バネ機構部
8 減衰機構部
9 仮固定機構部
11 スライドレール
11a 長溝
11b シャフト挿通リング
12 スライドレール
12a 長溝
12b シャフト挿通リング
13 挟み込み摺動連結体
14 連結ブロック
14a 位置決め凹部
15 第1の摺動体
15a 爪部
16 第2の摺動体
16a 爪部
17 取付具
18 取付具
21 ボールねじ
22 Y方向直交力解放レール
23 推力変換部
24 カップリング
25 サーボモータ
26 固定具
27 X方向アクチュエータ機構部
31 ボールねじ
32 X方向直交力解放レール
33 推力変換部
34 カップリング
35 サーボモータ
36 固定具
37 Y方向アクチュエータ機構部
41 X方向変位センサ部
41A X方向変位センサ部
42 X方向検出センサ
43 シャフト
44 取付具
45 係合部材
51 Y方向変位センサ部
51A Y方向変位センサ部
52 Y方向検出センサ
53 シャフト
54 取付具
55 係合部材
61 バネ
62 取付具
63 取付具
71 減衰器
72 取付具
73 取付具
82 水平支持片
83 止め具
84 受孔
91 緩衝機構部
92 緩衝器
P1 駆動力伝達点
P2 駆動力伝達点
G 設置面
M 被免震物もしくは錘
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Orthogonal rail type seismic isolation / vibration control device 2 Lower stand 3 Upper stand 4 X / Y rail connection unit 5 2-axis drive part 6 Displacement detection mechanism part 7 Spring mechanism part 8 Damping mechanism part 9 Temporary fixing mechanism part 11 Slide rail 11a Long groove 11b Shaft insertion ring 12 Slide rail 12a Long groove 12b Shaft insertion ring 13 Insertion slide coupling body 14 Connection block 14a Positioning recess 15 First sliding body 15a Claw part 16 Second sliding body 16a Claw part 17 Mounting tool 18 Mounting tool DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Ball screw 22 Y direction orthogonal force release rail 23 Thrust conversion part 24 Coupling 25 Servo motor 26 Fixture 27 X direction actuator mechanism 31 Ball screw 32 X direction orthogonal force release rail 33 Thrust conversion part 34 Coupling 35 Servo motor 36 Fixture 37 Y direction actuator machine Part 41 X direction displacement sensor part 41A X direction displacement sensor part 42 X direction detection sensor 43 Shaft 44 Mounting tool 45 Engaging member 51 Y direction displacement sensor part 51A Y direction displacement sensor part 52 Y direction detection sensor 53 Shaft 54 Mounting tool 55 Engaging member 61 Spring 62 Mounting tool 63 Mounting tool 71 Attenuator 72 Mounting tool 73 Mounting tool 82 Horizontal support piece 83 Stopping tool 84 Receiving hole 91 Buffer mechanism 92 Buffer P1 Driving force transmission point P2 Driving force transmission point G Installation surface M Seismic isolation object or weight
Claims (5)
下架台上方に平行配置した被免震物を搭載する上架台と、
前記下架台、上架台に各々対応配置に固着したX−Y直交配置のスライドレールと、X方向、Y方向の対応するスライドレール同士の間に配置した前記上架台と下架台とを相対的にX方向、Y方向及びX,Y合成方向に自在に摺動させる挟み込み摺動連結体と、を具備し、前記下架台、上架台間に配列した所要数のX・Yレール連結ユニット群と、
前記下架台、上架台間に配置した前記上架台、下架台の相対的なX方向、Y方向変位時に各々X方向、Y方向の緩衝作用を与える緩衝機構部と、
を有することを特徴とする直交レール式免震・制振装置。 An undercarriage to be placed on the installation surface;
An upper base on which the seismic isolation object arranged in parallel above the lower base is mounted;
XY orthogonally arranged slide rails fixedly attached to the lower frame and the upper frame, respectively, and the upper frame and the lower frame arranged between the corresponding slide rails in the X and Y directions are relatively A sandwiched sliding coupling body that freely slides in the X direction, the Y direction, and the X and Y combined direction, and a required number of X / Y rail coupling unit groups arranged between the lower frame and the upper frame;
A buffer mechanism for providing a buffering action in the X direction and the Y direction when the lower base, the upper base disposed between the upper base and the lower base, the relative X direction of the lower base, and the Y direction are displaced;
An orthogonal rail type seismic isolation and vibration control device characterized by having
下架台上方に平行配置した被免震物を搭載する上架台と、
前記下架台、上架台に各々対応配置に固着したX−Y直交配置のスライドレールと、X方向、Y方向の対応するスライドレール同士の間に配置した前記上架台と下架台とを相対的にX方向、Y方向及びX,Y合成方向に自在に摺動させる挟み込み摺動連結体と、を具備し、前記下架台、上架台間に配列した所要数のX・Yレール連結ユニット群と、
前記下架台、上架台間に配置した前記上架台、下架台の相対的なX方向、Y方向変位時に各々X方向、Y方向の緩衝作用を与える緩衝機構部と、
前記下架台、上架台間に配置した前記上架台のX方向変位、Y方向変位を各々個別に検出する変位検出機構部と、
を有することを特徴とする直交レール式免震・制振装置。 An undercarriage to be placed on the installation surface;
An upper base on which the seismic isolation object arranged in parallel above the lower base is mounted;
XY orthogonally arranged slide rails fixedly attached to the lower frame and the upper frame, respectively, and the upper frame and the lower frame arranged between the corresponding slide rails in the X and Y directions are relatively A sandwiched sliding coupling body that freely slides in the X direction, the Y direction, and the X and Y combined direction, and a required number of X / Y rail coupling unit groups arranged between the lower frame and the upper frame;
A buffer mechanism for providing a buffering action in the X direction and the Y direction when the lower base, the upper base disposed between the upper base and the lower base, the relative X direction of the lower base, and the Y direction are displaced;
A displacement detection mechanism that individually detects X-direction displacement and Y-direction displacement of the upper frame disposed between the lower frame and the upper frame;
An orthogonal rail type seismic isolation and vibration control device characterized by having
下架台上方に平行配置した被免震物を搭載する上架台と、
前記下架台、上架台に各々対応配置に固着したX−Y直交配置のスライドレールと、X方向、Y方向の対応するスライドレール同士の間に配置した前記上架台と下架台とを相対的にX方向、Y方向及びX,Y合成方向に自在に摺動させる挟み込み摺動連結体と、を具備し、前記下架台、上架台間に配列した所要数のX・Yレール連結ユニット群と、
前記下架台、上架台間に配置した前記上架台、下架台の相対的なX方向、Y方向変位時に各々X方向、Y方向の緩衝作用を与える緩衝機構部と、
前記上架台、下架台間の相対的な位置関係を初期位置に復元させるバネ機構部及びX方向アクチェータ機構部、Y方向アクチェータ機構部と、
前記下架台、上架台間に配置した前記上架台のX方向変位に応答してX方向変位を検出するX方向変位センサ部と、前記上架台のY方向変位に応答してY方向変位を検出するY方向変位センサ部と、を具備する変位検出機構部と、
を有することを特徴とする直交レール式免震・制振装置。 An undercarriage to be placed on the installation surface;
An upper base on which the seismic isolation object arranged in parallel above the lower base is mounted;
XY orthogonally arranged slide rails fixedly attached to the lower frame and the upper frame, respectively, and the upper frame and the lower frame arranged between the corresponding slide rails in the X and Y directions are relatively A sandwiched sliding coupling body that freely slides in the X direction, the Y direction, and the X and Y combined direction, and a required number of X / Y rail coupling unit groups arranged between the lower frame and the upper frame;
A buffer mechanism for providing a buffering action in the X direction and the Y direction when the lower base, the upper base disposed between the upper base and the lower base, the relative X direction of the lower base, and the Y direction are displaced;
A spring mechanism, an X-direction actuator mechanism, a Y-direction actuator mechanism that restores the relative positional relationship between the upper frame and the lower frame to an initial position;
An X-direction displacement sensor unit that detects an X-direction displacement in response to an X-direction displacement of the upper frame disposed between the lower frame and the upper frame, and a Y-direction displacement in response to a Y-direction displacement of the upper frame A Y direction displacement sensor unit, a displacement detection mechanism unit comprising:
An orthogonal rail type seismic isolation and vibration control device characterized by having
下架台上方に平行配置した被免震物を搭載する平面矩形状の上架台と、
前記下架台、上架台に各々対応配置に固着したX−Y直交配置のスライドレールと、X方向、Y方向の対応するスライドレール同士の間に配置した前記上架台と下架台とを相対的にX方向、Y方向及びX,Y合成方向に自在に摺動させる挟み込み摺動連結体と、を具備し、前記下架台、上架台間に縦横配列した複数台のX・Yレール連結ユニット群と、
前記下架台、上架台間に配置した前記上架台、下架台の相対的なX方向、Y方向変位時に各々X方向の、Y方向の変位力を緩衝させる緩衝器を備えた緩衝機構部と、
前記上架台、下架台間の相対的な位置関係を初期位置に復元させるバネ機構部及びX方向アクチェータ機構部、Y方向アクチェータ機構部と、
前記下架台、上架台間に配置した前記Y方向のスライドレールのX方向変位に応答してX方向変位を検出するX方向変位センサ部と、X方向のスライドレールのY方向変位に応答してY方向変位を検出するY方向変位センサ部と、を具備する変位検出機構部と、
を有することを特徴とする直交レール式免震・制振装置。 A flat rectangular platform placed on the installation surface;
A flat rectangular top base for mounting the seismic isolation object arranged in parallel above the bottom base;
XY orthogonally arranged slide rails fixedly attached to the lower frame and the upper frame, respectively, and the upper frame and the lower frame arranged between the corresponding slide rails in the X and Y directions are relatively A plurality of X / Y rail connecting unit groups vertically and horizontally arranged between the lower frame and the upper frame; ,
A buffer mechanism having a buffer for buffering the displacement force in the Y direction in the X direction when the lower base, the upper base disposed between the upper base, and the relative X direction and Y direction of the lower base are displaced;
A spring mechanism, an X-direction actuator mechanism, a Y-direction actuator mechanism that restores the relative positional relationship between the upper frame and the lower frame to an initial position;
An X-direction displacement sensor for detecting an X-direction displacement in response to an X-direction displacement of the Y-direction slide rail disposed between the lower frame and the upper frame, and a response to the Y-direction displacement of the X-direction slide rail A displacement detection mechanism comprising a Y-direction displacement sensor for detecting displacement in the Y-direction;
An orthogonal rail type seismic isolation and vibration control device characterized by having
下架台上方に平行配置した被免震物を搭載する平面矩形状の上架台と、
前記下架台、上架台に各々対応配置に固着したX−Y直交配置のスライドレールと、X方向、Y方向の対応するスライドレール同士の間に配置した前記上架台と下架台とを相対的にX方向、Y方向及びX,Y合成方向に自在に摺動させる挟み込み摺動連結体と、を具備し、前記下架台、上架台間に縦横配列した複数台のX・Yレール連結ユニット群と、
前記下架台、上架台間に配置した前記上架台、下架台の相対的なX方向、Y方向変位時に各々X方向の、Y方向の変位力を緩衝させる弾性材を用いた緩衝器を備えた緩衝機構部と、
前記上架台、下架台間の相対的な位置関係を初期位置に復元させるバネ機構部及び前記上架台の変位に連動するボールねじ、このボールねじの一端に対向配置したカップリング及び前記下架台に固定具を用いて固定したサーボモータとを用いたX方向アクチェータ機構部、Y方向アクチェータ機構部と、
前記下架台、上架台間に配置した前記Y方向のスライドレールのX方向変位に応答してX方向変位を検出するシャフト式のX方向変位センサ部と、X方向のスライドレールのY方向変位に応答してY方向変位を検出するシャフト式のY方向変位センサ部と、を具備する変位検出機構部と、
を有することを特徴とする直交レール式免震・制振装置。 A flat rectangular platform placed on the installation surface;
A flat rectangular top base for mounting the seismic isolation object arranged in parallel above the bottom base;
XY orthogonally arranged slide rails fixedly attached to the lower frame and the upper frame, respectively, and the upper frame and the lower frame arranged between the corresponding slide rails in the X and Y directions are relatively A plurality of X / Y rail connecting unit groups vertically and horizontally arranged between the lower frame and the upper frame; ,
A shock absorber using an elastic material for buffering the displacement force in the Y direction in the X direction when the upper frame and the lower frame are displaced relative to each other in the X direction and the Y direction. A buffer mechanism,
A spring mechanism that restores the relative positional relationship between the upper frame and the lower frame to an initial position, a ball screw that is linked to the displacement of the upper frame, a coupling that is disposed opposite to one end of the ball screw, and the lower frame An X-direction actuator mechanism using a servomotor fixed using a fixture, a Y-direction actuator mechanism,
A shaft-type X-direction displacement sensor that detects the X-direction displacement in response to the X-direction displacement of the Y-direction slide rail disposed between the lower frame and the upper frame, and the Y-direction displacement of the X-direction slide rail A displacement detection mechanism that includes a shaft-type Y-direction displacement sensor that responds to detect Y-direction displacement;
An orthogonal rail type seismic isolation and vibration control device characterized by having
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Effective date: 20101129 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110329 |