JP4066490B2 - Hydraulic support device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種の大型機器や建物を支える油圧支持装置に係り、特に、3次元免震装置に好適な油圧支持装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
3次元免震装置は床や機器など軽量な構造では実用化されているが、建物の3次元免震装置は荷重支持能力不足やロッキング応答抑制の困難さから実現できていない。これを解決できる可能性のある装置として油圧支持装置を用いた3次元免震装置が提案されている。
【0003】
図3は従来例に係る油圧支持装置を用いた3次元免震装置の全体構成図である。
【0004】
この3次元免震装置は、基礎1上にボルト2により固定された積層ゴム3にて水平方向の振動を吸収するようにしており、該積層ゴム3の上側に、油圧支持装置4を備えるようにしている。
【0005】
油圧支持装置4は、上部が開放されたシリンダ室5を有して前記積層ゴム3上に固定されたシリンダ6と、該シリンダ6のシリンダ室5に挿入され上面に球座7を形成したピストン8と、上端が建物等の被支持構造物9の下面に固定され、下端に前記ピストン8の球座7に嵌合する球10を備えた支持部材11とを備えている。
【0006】
また、前記シリンダ室5の底部近傍には作動油管12の一端が連結され、該作動油管12の他端は高圧チッソガス13を内蔵したアキュムレータ14が取り付けられている。前記作動油管12及びピストン8下部のシリンダ室5内には作動油15が充填されており、アキュムレータ14に充填されている高圧チッソガス13の圧力は、作動油15介して常に所定の油圧をピストン8の下面に作用させるようになっている。
【0007】
前記ピストン8の下面と、球座7の低部との間には導孔16が設けられており、前記作動油15の圧力が球座7と球10との間に作用されることにより油軸受が構成されている。
【0008】
前記球座7及び球10は、作動油15の圧力を受けるピストン8の下面の直径Dと同一の直径に形成されている。上記球座7及び球10を構成するために、ピストン8の上部は下部の直径Dに対して大径部8'となっている。シリンダ6とピストン8との間、及び球座7と球10の間には、油洩れ防止用のパッキング8a,10aが設けられている。
【0009】
図3に示した構成において、被支持構造物9の重量は、支持部材11の球10とピストン8の球座7との間における油軸受と、ピストン8の下面に作用する作動油15を介して、アキュムレータ14内の高圧チッソガス13によって受けるようになっている。
【0010】
地震発生時における基礎1の水平方向振動は、積層ゴム3の剪断変形によって吸収される。
【0011】
また、上下方向振動は、ピストン8がシリンダ6のシリンダ室5に沿って昇降し、この昇降が、作動油15を介してアキュムレータ14内の高圧チッソガス13の容積を変化させることによって吸収される。
【0012】
更に、振動による被支持構造物9の傾きに対しては、球10が球座7に対して相対的に滑って支持部材11の軸が傾くことによって吸収され、これによりシリンダ6とピストン8との間で傾きによるかじりの発生を防止する。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
上記図3に示した従来の油圧支持装置は、被支持構造物9の重量を、シリンダ6とピストン8の間に充填した作動油15を介してアキュムレータ14内の高圧チッソガス13によって支持し、かつ、被支持構造物9の傾きによるかじりを防止するために、ピストン8の球座7と支持部材11の球10とを組み合わせ、かつ、球座7と球10との間にシリンダ室5の作動油15を導く導孔16を設けて油軸受を構成するようにしている。
【0014】
従って、球座7と球10との間の作動油部の直径Dを、ピストン8の押圧面の直径Dとほぼ等しくなければ、球座7と球10にてかじりを防止しながら被支持構造物9の荷重を受けることはできない。
【0015】
しかし、被支持構造物9の重量が大きくなると、球座7と球10の直径Dを、ピストン8の押圧面の直径Dに合せて大きくしなければならない。
【0016】
このように球座7及び球10の直径Dが大きくなると、油圧支持装置4の構成が大型化する問題があり、而も、直径Dが大きい球座7及び球10に、かじりを生じさせないように精度良く製造することは非常に困難であり、よって油圧支持装置が非常に高価なものとなってしまうという問題を有していた。
【0017】
本発明は、小型化、低コスト化を図りながら重量の大きい被支持構造物を支持することができる油圧支持装置を提供することを目的とするものである。
【0018】
【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記載の発明は、地震による被支持構造物の上下方向振動を吸収する油圧支持装置において、
シリンダと、このシリンダ内に上下移動可能に嵌合され、油圧によって支持される円板状のピストンと、上端が被支持構造物に固定され下端が前記シリンダの上部を貫通して球面部によりピストンの上面に当接した支持ロッドとを備え、
支持ロッドの外周と支持ロッドが貫通したシリンダの上部との間に球面滑り軸受を備えたことを特徴としている。
【0019】
上記目的を達成するために、請求項2記載の発明は、地震による被支持構造物の上下方向振動を吸収する油圧支持装置において、
シリンダと、このシリンダ内に上下移動可能に嵌合され、油圧によって支持される円板状のピストンと、上端が被支持構造物に固定され下端が前記シリンダの上部を貫通して球面部によりピストンの上面に当接した支持ロッドとを備え、
支持ロッドの外周と支持ロッドが貫通したシリンダの上部との間に、ブッシュと支持ロッドが傾いたときのかじりを防止する緩衝用のゴムを備えたことを特徴としている。
【0020】
【0021】
ここで、請求項3記載の発明は、地震による被支持構造物の水平方向振動を吸収する積層ゴムの上部にシリンダを固定することにより、3次元免震装置として機能する。
【0022】
請求項1及び請求項2記載の発明では、被支持構造物の重量を、油圧が掛けられたピストン上に支持ロッドを介して支持するようになっており、よって被支持構造物の重量が大きくなっても、支持ロッドの径を大きくすることなく荷重を支持することができるので、装置全体の小型化が図られる。
【0023】
また、請求項1記載の発明では、支持ロッドの外周に備えた球面滑り軸受により被支持構造物の傾きを吸収、請求項2記載の発明では、支持ロッドの外周に設けた緩衝用のゴムにより被支持構造物の傾きを吸収することができる。
【0024】
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に示す図1及び図2において、図3に示す従来例と同様の個所には同一符号を付す。また図3に示す油圧機構、すなわち高圧チッソガス13を内蔵するアキュムレータ14は省略してある。
【0026】
図1は第1の実施の形態に係る油圧支持装置4の縦断面図である。
【0027】
この油圧支持装置4は、基礎1上にボルト2等にて固定された積層ゴム3上に、シリンダ17を固定している。シリンダ17には円板状のピストン18が嵌合しており、さらに、上端が被支持構造物9に固定されて下端が前記シリンダ17の上部17'を貫通する支持ロッド19が設けてあり、該支持ロッド19の下端部が球面部20を介して前記ピストン18の上面に当接している。ピストン18の底面より下部のシリンダ室5には作動油15が充填されていて、ピストン18は作動油15による油圧を受けるようになっている。
【0028】
また、支持ロッド19の外周には、球面滑り軸受21が嵌合されており、且つ球面滑り軸受21に対向するシリンダ17の上部17'の内面には、球面滑り軸受21が嵌合する球座22が形成されている。球面滑り軸受21の外側と内側には、オイルシール用のパッキング23,24が設けられている。
【0029】
図1に示す構成において、前述したように、地震による基礎1の水平方向振動は、積層ゴム3の剪断変形によって吸収される。
【0030】
また、上下方向振動は、ピストン18及び支持ロッド19が上下に移動し、この移動が、作動油15を介して図3のアキュムレータ14内の高圧チッソガス13の容積を変化させることによって吸収される。
【0031】
更に、振動により被支持構造物9が傾いた時には、被支持構造物9に固定された支持ロッド19も一緒に傾くことになるが、支持ロッド19は球面滑り軸受21を介してシリンダ17に支持されているので、かじりを生じることなく自由に傾くことができ、更に支持ロッド19の下端は球面部20を介してピストン18に当接しているので、自由に傾くことができてかじりを生じることがない。
【0032】
図1の形態によれば、被支持構造物9の重量を支持ロッド19を介してピストン18で直接受ける構造となっているため、被支持構造物9の重量が大きい場合でも、支持ロッド19の径は大きくする必要がなく、この結果、装置の小型化を図ることができる。
【0033】
図2は第2の実施の形態に係る油圧支持装置4の縦断面図である。
【0034】
この油圧支持装置4において、第1の実施の形態の油圧支持装置4と異なる点は、球面滑り軸受21の代わりに、ブッシュ25と緩衝用のゴム26で、支持ロッド19をシリンダ17に保持している点である。
【0035】
すなわち、シリンダ17の内周部には、上下端が開口した円筒形の金属からなるブッシュ25が固定されており、このブッシュ25の内面と支持ロッド19の外周との間に、緩衝用のゴム26が嵌合されており、支持ロッド19は、緩衝用のゴム26を変形させながら上下に移動し、かつ傾くことができるようになっている。
【0036】
このように、緩衝用のゴム26によって支持ロッド19をシリンダ17内に保持し、また支持ロッド19の下端を球面部20に形成してピストン18に当接することで、被支持構造物9の傾斜により支持ロッド19が傾いたときのかじりを防止することができる。また、第1の実施の形態の油圧支持装置4と同様に、小型化を図ることができる。
【0037】
【0038】
【0039】
【0040】
【0041】
【発明の効果】
請求項1及び請求項2記載の発明によれば、被支持構造物の重量が、支持ロッドの球面部を介してピストン上に支持されるようになっており、従って被支持構造物の重量が大きくなっても、支持ロッドの径を大きくすることなく重量を支持することができるので、装置全体の小型化が図られる。
【0042】
更に、請求項1記載の発明では支持ロッドの外周に備えた球面滑り軸受により被支持構造物の傾きを吸収でき、また、請求項2記載の発明では支持ロッドの外周に設けた緩衝用のゴムにより被支持構造物の傾きを吸収することができる。
【0043】
【0044】
請求項3記載の発明によれば、上記の油圧支持装置を用いて信頼性の高い3次元免震装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の形態に係る油圧支持装置の縦断面図である。
【図2】 本発明の第2の実施の形態に係る油圧支持装置の縦断面図である。
【図3】 従来例に係る油圧支持装置を備えた3次元免震装置の全体構成図である。
【符号の説明】
4 油圧支持装置
9 被支持構造物
17 シリンダ
17' 上部
18 ピストン
19 支持ロッド
20 球面部
21 球面滑り軸受
26 緩衝用のゴム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hydraulic support device that supports various types of large equipment and buildings, and more particularly to a hydraulic support device that is suitable for a three-dimensional seismic isolation device.
[0002]
[Prior art]
3D seismic isolation devices have been put to practical use in lightweight structures such as floors and equipment, but 3D seismic isolation devices for buildings have not been realized due to insufficient load support capacity and difficulty in suppressing rocking response. A three-dimensional seismic isolation device using a hydraulic support device has been proposed as a device that can solve this problem.
[0003]
FIG. 3 is an overall configuration diagram of a three-dimensional seismic isolation device using a hydraulic support device according to a conventional example.
[0004]
This three-dimensional seismic isolation device absorbs horizontal vibrations with a laminated
[0005]
The
[0006]
Further, one end of a
[0007]
A
[0008]
The
[0009]
In the configuration shown in FIG. 3, the weight of the supported
[0010]
The horizontal vibration of the
[0011]
In addition, the vertical vibration is absorbed by the
[0012]
Further, the tilt of the supported
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional hydraulic support device shown in FIG. 3 supports the weight of the supported
[0014]
Therefore, if the diameter D of the hydraulic oil portion between the
[0015]
However, when the weight of the supported
[0016]
Thus, when the diameter D of the
[0017]
An object of this invention is to provide the hydraulic support apparatus which can support a to-be-supported structure with a heavy weight, aiming at size reduction and cost reduction.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to
A cylinder, a disk-like piston that is fitted in the cylinder so as to be movable up and down, and supported by hydraulic pressure, and an upper end is fixed to a supported structure, and a lower end penetrates the upper part of the cylinder, and a piston is formed by a spherical portion. A support rod in contact with the upper surface of the
A spherical plain bearing is provided between the outer periphery of the support rod and the upper part of the cylinder through which the support rod passes.
[0019]
In order to achieve the above object, the invention according to
A cylinder, a disk-like piston that is fitted in the cylinder so as to be movable up and down, and supported by hydraulic pressure, and an upper end is fixed to a supported structure, and a lower end penetrates the upper part of the cylinder, and a piston is formed by a spherical portion. A support rod in contact with the upper surface of the
A cushioning rubber is provided between the outer periphery of the support rod and the upper part of the cylinder through which the support rod penetrates to prevent galling when the bush and the support rod are tilted.
[0020]
[0021]
The invention according to claim 3 functions as a three-dimensional seismic isolation device by fixing a cylinder to the upper part of the laminated rubber that absorbs the horizontal vibration of the supported structure due to the earthquake.
[0022]
In the first and second aspects of the present invention, the weight of the supported structure is supported on the piston to which the hydraulic pressure is applied via the support rod, so that the weight of the supported structure is large. Even if it becomes, since a load can be supported, without enlarging the diameter of a support rod, size reduction of the whole apparatus is achieved.
[0023]
In the first aspect of the invention, the inclination of the supported structure is absorbed by the spherical plain bearing provided on the outer periphery of the support rod, and in the second aspect of the invention, the cushioning rubber provided on the outer periphery of the support rod is used. The inclination of the supported structure can be absorbed.
[0024]
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 shown below, the same reference numerals are given to the same portions as in the conventional example shown in FIG. Also, the hydraulic mechanism shown in FIG. 3, that is, the accumulator 14 containing the high-
[0026]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a
[0027]
In this
[0028]
Further, a spherical plain bearing 21 is fitted on the outer periphery of the
[0029]
In the configuration shown in FIG. 1, the horizontal vibration of the
[0030]
The vertical vibration is absorbed by moving the
[0031]
Further, when the supported
[0032]
According to the form of FIG. 1, the structure is such that the weight of the supported
[0033]
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the
[0034]
This
[0035]
That is, a
[0036]
In this way, the
[0037]
[0038]
[0039]
[0040]
[0041]
【The invention's effect】
According to the first and second aspects of the present invention, the weight of the supported structure is supported on the piston via the spherical portion of the support rod, and therefore the weight of the supported structure is Even if the size is increased, the weight can be supported without increasing the diameter of the support rod, so that the entire apparatus can be reduced in size.
[0042]
Further, in the first aspect of the invention, the inclination of the supported structure can be absorbed by the spherical plain bearing provided on the outer periphery of the support rod, and in the second aspect of the invention, the cushioning rubber provided on the outer periphery of the support rod Thus, the inclination of the supported structure can be absorbed.
[0043]
[0044]
According to invention of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a hydraulic support device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a hydraulic support device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an overall configuration diagram of a three-dimensional seismic isolation device including a hydraulic support device according to a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
シリンダと、このシリンダ内に上下移動可能に嵌合され、油圧によって支持される円板状のピストンと、上端が被支持構造物に固定され下端が前記シリンダの上部を貫通して球面部によりピストンの上面に当接した支持ロッドとを備え、
支持ロッドの外周と支持ロッドが貫通したシリンダの上部との間に球面滑り軸受を備えたことを特徴とする油圧支持装置。In the hydraulic support device that absorbs the vertical vibration of the supported structure due to the earthquake,
A cylinder, a disk-like piston that is fitted in the cylinder so as to be movable up and down, and supported by hydraulic pressure, and an upper end is fixed to a supported structure, and a lower end penetrates the upper part of the cylinder, and a piston is formed by a spherical portion. A support rod in contact with the upper surface of the
A hydraulic support device comprising a spherical plain bearing between an outer periphery of a support rod and an upper portion of a cylinder through which the support rod passes.
シリンダと、このシリンダ内に上下移動可能に嵌合され、油圧によって支持される円板状のピストンと、上端が被支持構造物に固定され下端が前記シリンダの上部を貫通して球面部によりピストンの上面に当接した支持ロッドとを備え、
支持ロッドの外周と支持ロッドが貫通したシリンダの上部との間に、ブッシュと支持ロッドが傾いたときのかじりを防止する緩衝用のゴムを備えたことを特徴とする油圧支持装置。In the hydraulic support device that absorbs the vertical vibration of the supported structure due to the earthquake,
A cylinder, a disk-like piston that is fitted in the cylinder so as to be movable up and down, and supported by hydraulic pressure, and an upper end is fixed to a supported structure, and a lower end penetrates the upper part of the cylinder, and a piston is formed by a spherical portion. A support rod in contact with the upper surface of the
A hydraulic support device comprising a cushioning rubber for preventing galling when the bush and the support rod are tilted between an outer periphery of the support rod and an upper portion of the cylinder through which the support rod passes.
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