JP6301432B2 - Seismic isolation device - Google Patents
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Description
本発明は、例えば一般家屋、マンション、オフィスビル等の建物側と地盤側との間に設けられ、地盤側から建物側へ伝わる地震の揺れを吸収する免震装置に関するものである。 The present invention relates to a seismic isolation device that is provided between a building side such as a general house, a condominium, and an office building and the ground side and absorbs shaking of an earthquake transmitted from the ground side to the building side.
近年、例えば一般家屋、マンション、オフィスビル等の建物では、地震による建物の倒壊を防止するため、耐震強度の高い構造のものが多くなっている。しかしながら、建物の倒壊は防ぐことができても、地震による揺れが激しい場合は、室内の家具が転倒したり、備品が飛散するなど、室外側の被害が大きい場合がある。そこで、建物側と地盤側との間に免震装置を設け、地盤側から建物側へ伝わる地震の横揺れを免震装置によって吸収するようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。この免震装置は、複数の金属板とゴムとを積層してなり、地震による横揺れをゴムの弾性によって吸収するようにしている。 In recent years, for example, buildings such as ordinary houses, condominiums, office buildings, and the like have increased in structure with high earthquake resistance strength in order to prevent the collapse of buildings due to an earthquake. However, even if the building can be prevented from collapsing, if the earthquake is severely swayed, the indoor furniture may fall over or the equipment may be scattered, causing damage to the outside of the room. Therefore, a seismic isolation device is provided between the building side and the ground side so that the seismic roll transmitted from the ground side to the building side is absorbed by the seismic isolation device (for example, Patent Document 1). reference.). This seismic isolation device is formed by laminating a plurality of metal plates and rubber so as to absorb the rolling due to the earthquake by the elasticity of rubber.
ところで、免震装置を用いた場合、地震の揺れがなくなった後、横揺れによって位置ずれした建物を元の位置に戻すために、免震装置の建物側に水平方向の張力を付与する復帰バネを設ける必要がある。しかしながら、この場合は復帰バネの設置スペースが免震装置の外部に必要となり、狭い床下への設置が困難になるという問題点があった。 By the way, when a seismic isolation device is used, a return spring that applies horizontal tension to the building side of the seismic isolation device in order to return the building that has been displaced due to the rolling motion to its original position after the shaking of the earthquake has ceased. It is necessary to provide. However, in this case, there is a problem that the installation space for the return spring is required outside the seismic isolation device, which makes it difficult to install under a narrow floor.
また、前記免震装置は、金属板とゴムとを上下方向に積層しているため、高さ寸法が大きくなり、床下の上下方向の空間が少ない建物に設置することが困難である問題点があった。 In addition, since the seismic isolation device has a metal plate and rubber laminated in the vertical direction, there is a problem that the height dimension becomes large and it is difficult to install in a building with a small space in the vertical direction under the floor. there were.
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、免震対象物を元の位置に復帰させるためのバネを外部に別途設置する必要がなく、しかも上下方向に小型化することのできる免震装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the object of the present invention is not to separately install a spring for returning the seismic isolation object to its original position, and in the vertical direction. The object is to provide a seismic isolation device that can be miniaturized.
本発明は前記目的を達成するために、地盤側に固定される装置本体と、装置本体内に水平方向に移動自在に配置され、免震対象物側に固定される可動体とを備え、地震による地盤側から免震対象物側への揺れを装置本体に対する可動体の水平方向への移動により吸収するようにした免震装置において、前記可動体に、水平方向に放射状に延びる複数のシリンダと、各シリンダ内をそれぞれ水平方向に移動自在な複数のピストンと、各ピストンを可動体の水平方向外側に向かって付勢するバネとを設けるとともに、前記装置本体には、可動体が水平方向に移動自在に配置される底面部と、水平方向に移動する可動体のピストンが当接する当接部とを設け、装置本体の当接部との当接によりピストンが付勢手段に抗して可動体の水平方向内側に向かって移動するように構成するとともに、ピストンがシリンダ内を可動体の内側に向かって移動すると、シリンダ内に充填された潤滑油がピストンによりシリンダ内から可動体の外部に押し出されて可動体の下面と装置本体の底面との間に供給され、ピストンが付勢手段により装置本体の内側に向かって移動すると、可動体の外部の潤滑油がピストンによりシリンダ内に吸入されるように構成している。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention comprises an apparatus main body fixed to the ground side, and a movable body arranged in the apparatus main body so as to be movable in the horizontal direction and fixed to the seismic isolation object side. In the seismic isolation device that absorbs the shaking from the ground side to the seismic isolation object side by moving the movable body in the horizontal direction relative to the apparatus main body, the movable body includes a plurality of cylinders extending radially in the horizontal direction; And a plurality of pistons movable in the horizontal direction in each cylinder, and a spring for urging each piston toward the outer side in the horizontal direction of the movable body. A bottom surface portion that is movably disposed and a contact portion with which a piston of a movable body that moves in the horizontal direction abuts are provided, and the piston moves against the biasing means by contact with the contact portion of the apparatus main body. Toward the inside of the body in the horizontal direction Together configured to move I, the piston when moved toward the cylinder to the inside of the movable body, the movable body lubricant filled in the cylinder is pushed out from the cylinder to the outside of the movable member by a piston It is supplied between the lower surface and the bottom surface of the apparatus main body, and when the piston moves toward the inside of the apparatus main body by the biasing means, lubricating oil outside the movable body is sucked into the cylinder by the piston. Yes.
これにより、可動体に設けられたバネの復元力によって可動体が装置本体の中心側に戻されることから、免震対象物を元の位置に復帰させるためのバネを装置本体の外部に別途設ける必要がない。この場合、可動体に設けられたピストンが水平方向に移動することから、装置全体が上下方向に大型化することがない。また、複数のピストンが水平方向に放射状に延びる複数のシリンダにそれぞれ設けられることから、可動体が装置本体に対して水平方向の何れの方向に移動しても何れかのピストンが装置本体の当接部に当接する。更に、ピストンがシリンダ内を可動体の内側に向かって移動すると、シリンダ内に充填された潤滑油がピストンによりシリンダ内から可動体の外部に押し出されて可動体の下面と装置本体の底面部との間に供給され、ピストンがバネにより装置本体10の内側に向かって移動すると、可動体の外部の潤滑油がピストンによりシリンダ内に吸入されることから、可動体の下面と装置本体の底面部との間に地震の揺れに伴って潤滑油が流動しながら供給される。
As a result, the movable body is returned to the center side of the apparatus main body by the restoring force of the spring provided on the movable body. Therefore, a spring for returning the seismic isolation object to the original position is separately provided outside the apparatus main body. There is no need. In this case, since the piston provided on the movable body moves in the horizontal direction, the entire apparatus does not increase in size in the vertical direction. In addition, since the plurality of pistons are respectively provided in the plurality of cylinders extending radially in the horizontal direction, any piston moves against the apparatus main body in any direction in the horizontal direction. Abuts the contact. Further, when the piston moves in the cylinder toward the inside of the movable body, the lubricating oil filled in the cylinder is pushed out of the cylinder by the piston to the outside of the movable body, and the bottom surface of the movable body and the bottom surface portion of the apparatus main body. When the piston moves toward the inside of the apparatus
本発明によれば、免震対象物を元の位置に復帰させるためのバネを装置本体の外部に別途設ける必要がないので、床下の設置スペースが少ない場合に極めて有利であるとともに、装置全体を上下方向に小型化することができるので、床下の高さ方向のスペースが少ない場合にも有利である。また、可動体が装置本体に対して水平方向の何れの方向に移動しても何れかのピストンを装置本体の当接部に当接することができるので、可動体が装置本体に対して水平方向の何れの方向に移動しても元の位置に戻すことができる。更に、可動体の下面と装置本体の底面部11との間に地震の揺れに伴って潤滑油を流動させながら供給することができるので、免震対象物の荷重による可動体の下面と装置本体の底面部との摺動抵抗を潤滑油によって効果的に減少させることができ、地震の際、可動体を装置本体の底面部上で常に円滑に移動させることができる。
According to the present invention, since it is not necessary to separately provide a spring for returning the seismic isolation object to the original position outside the apparatus main body, it is extremely advantageous when the installation space under the floor is small, and the entire apparatus is Since it can be downsized in the vertical direction, it is advantageous even when there is little space in the height direction under the floor. In addition, even if the movable body moves in any direction in the horizontal direction with respect to the apparatus main body, any of the pistons can be brought into contact with the contact portion of the apparatus main body. It can be returned to its original position by moving in any direction. Further, since the lubricating oil can be supplied between the lower surface of the movable body and the
図1乃至図10は本発明の一実施形態を示すもので、地盤側から建物側へ伝わる地震の揺れを吸収する免震装置を示すものである。 FIG. 1 thru | or FIG. 10 shows one Embodiment of this invention, and shows the seismic isolation apparatus which absorbs the shaking of the earthquake transmitted from the ground side to the building side.
同図に示す免震装置1は、地盤側に固定される装置本体10と、免震対象物側に固定される可動体20とを備えている。
The
装置本体10は、円形の底面部11と、底面部11の周縁から上方に延びる当接部としての円周状の周壁部12とからなり、例えば底面部11の外径が400mm、周壁部12の高さが100mmに形成されている。底面部11の上側の面には、潤滑油を流通する複数の溝11aが設けられ、各溝11aは底面部11の中心から周壁部12に向かって放射状に延びるように形成されている。
The apparatus
可動体20は、上面及び下面が円形に形成された部材からなり、装置本体10の底面部11上に水平方向に移動自在に配置されている。可動体20は、例えば上面及び下面の外径が200mm、高さが70mmに形成され、その外周面が装置本体10の周壁部12の内周面と間隔を有するように配置されている。また、可動体20は、可動体20の中心側から外周面まで放射状に延びる複数のシリンダ21と、各シリンダ21に可動体20の径方向に摺動自在に設けられた複数のピストン22と、各シリンダ21を径方向外側に向かってそれぞれ付勢する複数のバネ23とを備え、可動体20の中心側には潤滑油Aを貯溜する貯溜室24が設けられている。
The
各シリンダ21は、一端にピストン22を挿通するとともに、他端に潤滑油A流通用の流通孔21aを有し、流通孔21aは貯溜室24に連通している。この場合、流通孔21aはシリンダ21の内径よりも小さく形成されている。
Each
各ピストン22は、一端側が可動体20の外周面から装置本体10の周壁部12の内周面に向かって突出するように形成され、その他端側はシリンダ21内の一端側に係止するように形成されている。
Each
各バネ23はコイルバネからなり、シリンダ21の他端とピストン22の他端との間に圧縮状態で配置されている。
Each
貯溜室24は、可動体20の径方向の断面が円形になるように形成され、その下端は可動体20の下面に開口している。この場合、貯溜室24の下面開口部は、装置本体10の底面部11に密接するとともに、底面部11の各溝11aの一端側(底面部11の中心側)に連通している。貯溜室24内には潤滑油Aが充填されるとともに、シリンダ21の他端とピストン22の他端との間にも潤滑油Aが充填されている。これにより、ピストン22が可動体20の内側に向かって移動すると、シリンダ21内の潤滑油Aが流通孔21aを介して貯溜室24に流入し、その分だけ貯溜室24内の潤滑油Aが各溝11a内に押し出されるようになっている。また、ピストン22が可動体20の外側に向かって移動すると、貯溜室24内の潤滑油Aが流通孔21aを介してシリンダ21内に流入し、その分だけ各溝11a内の潤滑油Aが貯溜室24内に吸入されるようになっている。
The
また、可動体20の上面には免震対象物が載置される載置板25が設けられ、載置板25は可動体20の上面よりも外径のやや大きい円板状に形成されている。載置板25の周端と周壁部12の上端との間は、装置本体10に対する可動体20の移動を許容可能な間隔が設けられるとともに、可動体20の径方向に伸縮自在なカバー26によって覆われており、カバー26は蛇腹状に形成された可撓性の部材からなる。
In addition, a
以上のように構成された免震装置1は、例えば図4に示す免震対象物としての建物2に設置される。建物2は、建物本体3が鉄筋コンクリート構造の耐圧盤4の上に配置されており、耐圧盤4は地盤5上に形成されている。免震装置1は、建物本体3の土台3aと耐圧盤4との間の複数個所に配置され、図5に示すように、装置本体10が耐圧盤4に固定され、可動体20の載置板25が土台3aに固定されている。
The
本実施形態の免震装置1においては、地震による横揺れが生ずると、地盤5側に固定された装置本体10に対して建物2側に固定された可動体20が水平方向に移動し、地盤5側から建物2側への揺れが吸収される。その際、図6乃至図8の一点鎖線矢印に示すように装置本体10が可動体20に対して水平方向に移動すると、図6乃至図8の実線矢印に示すように装置本体10の内周面に接近しようとする可動体20の外周面側に位置するピストン22が、装置本体10の内周面に当接しながらバネ23に抗してシリンダ21内を可動体20の中央側に向かって移動する。その際、図6乃至図8の破線矢印に示すようにピストン22の移動に伴って貯溜室24内の潤滑油Aが各溝11a内に押し出され、可動体20の下面と装置本体10の底面部11との間に潤滑油Aが供給される。これにより、建物2の荷重による可動体20の下面と装置本体10の底面部11との摺動抵抗が潤滑油Aによって減少し、可動体20が装置本体10の底面部10上を円滑に移動する。また、ピストン22の移動によって潤滑油Aが流通孔21aを流通する際の流通抵抗によりピストン22に減衰力が生じ、装置本体10に対する可動体20の過度な変位が抑制される。
In the
地震の揺れがなくなった後は、図9及び図10の実線矢印に示すようにバネ23の復元力によりピストン22が可動体20の外側に向かって移動し、図9及び図10の一点鎖線矢印に示すように可動体20が装置本体10の中心側に戻され、建物2が元の位置に復帰する。その際、図9及び図10の破線矢印に示すようにピストン22の移動に伴って各溝11a内の潤滑油Aが貯溜室24内に吸入され、その分だけ貯溜室24内の潤滑油Aがシリンダ21内に吸入される。
After the shaking of the earthquake ceases, the
このように、本実施形態の免震装置によれば、建物2側に固定される可動体20に、水平方向に放射状に延びる複数のシリンダ21と、各シリンダ21内をそれぞれ水平方向に移動自在な複数のピストン22と、各ピストン22を可動体20の水平方向外側に向かって付勢する複数のバネ23とを設けるとともに、地盤5側に固定される装置本体10には、可動体20が水平方向に移動自在に配置される底面部11と、水平方向に移動する可動体20のピストン22が当接する周壁部12とを設け、装置本体10の周壁部12との当接によりピストン22がバネ23に抗して可動体20の水平方向内側に向かって移動するようにしたので、可動体20に設けられたバネ23によって可動体20を装置本体10の中心側に戻すことができる。これにより、建物2を元の位置に復帰させるためのバネを装置本体10の外部に別途設ける必要がなく、床下の設置スペースが少ない場合に極めて有利である。
As described above, according to the seismic isolation device of this embodiment, the
この場合、可動体20に設けられたピストン22を水平方向に移動させるようにしたので、装置全体を上下方向に小型化することができ、床下の高さ方向のスペースが少ない場合にも有利である。
In this case, since the
更に、複数のピストン22が水平方向に放射状に延びる複数のシリンダ21にそれぞれ設けられているので、何れかのピストン22を装置本体10の周壁部12に当接させることができ、可動体20が装置本体10に対して水平方向の何れの方向に移動しても元の位置に戻すことができる。
Further, since the plurality of
また、ピストン22がシリンダ21内を可動体20の内側に向かって移動すると、シリンダ21内に充填された潤滑油Aがピストン22によりシリンダ21内から可動体20の外部に押し出されて可動体20の下面と装置本体10の底面部11との間に供給され、ピストン22がバネ23により装置本体10の内側に向かって移動すると、可動体20の外部の潤滑油Aがピストン22によりシリンダ21内に吸入されるようにしたので、可動体20の下面と装置本体10の底面部11との間に地震の揺れに伴って潤滑油Aを流動させながら供給することができる。これにより、建物2の荷重による可動体20の下面と装置本体10の底面部11との摺動抵抗を潤滑油Aによって効果的に減少させることができ、地震の際、可動体20を装置本体10の底面部10上で常に円滑に移動させることができる。
Further, when the
更に、装置本体10の底面部11に、シリンダ21内から押し出された潤滑油Aを流通させる溝11aを設けたので、潤滑油Aを溝11aによって可動体20の下面と装置本体10の底面部11との間に効率良く供給することができ、可動体20と装置本体10との摺動抵抗をより確実に低下させることができる。
Furthermore, since the
この場合、溝11aを装置本体10の底面部11の中央側から内周面に向かって放射状に延びるように形成したので、潤滑油Aを可動体20の下面と装置本体10の底面部11との間に万遍なく供給することができ、可動体20が装置本体10に対して水平方向の何れの方向に移動する場合でも、潤滑油Aによる摺動抵抗の低減効果を確実に得ることができる。
In this case, since the
また、シリンダ21内の潤滑油Aがシリンダ22の内径よりも小さい流通孔21aを介してシリンダ21の外部に流出するようにしたので、潤滑油Aが流通孔21aを流通する際の流通抵抗によりピストン22に減衰力を付与することができ、ピストン22及びシリンダ21をオイルダンパとして機能させることができる。これにより、装置本体10に対する可動体20の過度な変位を抑制することができるので、建物2側への衝撃吸収効果を高めることができる。
Further, since the lubricating oil A in the
尚、前記実施形態では、溝11aを装置本体10の底面部11に設けたものを示したが、可動体20の下面に設けるようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the
1…免震装置、2…建物、5…地盤、10…装置本体、11…底面部、12…周壁部、11a…溝、20…可動体、21…シリンダ、21a…流通孔、22…ピストン、23…バネ、A…潤滑油。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記可動体に、水平方向に放射状に延びる複数のシリンダと、各シリンダ内をそれぞれ水平方向に移動自在な複数のピストンと、各ピストンを可動体の水平方向外側に向かって付勢するバネとを設けるとともに、
前記装置本体には、可動体が水平方向に移動自在に配置される底面部と、水平方向に移動する可動体のピストンが当接する当接部とを設け、
装置本体の当接部との当接によりピストンが付勢手段に抗して可動体の水平方向内側に向かって移動するように構成するとともに、
ピストンがシリンダ内を可動体の内側に向かって移動すると、シリンダ内に充填された潤滑油がピストンによりシリンダ内から可動体の外部に押し出されて可動体の下面と装置本体の底面との間に供給され、ピストンが付勢手段により装置本体の内側に向かって移動すると、可動体の外部の潤滑油がピストンによりシリンダ内に吸入されるように構成した
ことを特徴とする免震装置。 A device main body fixed to the ground side and a movable body arranged in the device main body so as to be movable in the horizontal direction and fixed to the seismic isolation object side, from the ground side to the seismic isolation object side due to the earthquake In the seismic isolation device that absorbs the shaking by moving the movable body in the horizontal direction relative to the device body,
A plurality of cylinders extending radially in the horizontal direction, a plurality of pistons movable in each cylinder in the horizontal direction, and a spring for urging each piston toward the outside in the horizontal direction of the movable body. While providing
The apparatus main body is provided with a bottom surface portion on which the movable body is movably disposed in the horizontal direction, and a contact portion on which the piston of the movable body moving in the horizontal direction abuts.
The piston is configured to move toward the inner side in the horizontal direction of the movable body against the biasing means by contact with the contact portion of the apparatus main body ,
When the piston moves in the cylinder toward the inside of the movable body, the lubricating oil filled in the cylinder is pushed out of the cylinder by the piston to the outside of the movable body, and between the lower surface of the movable body and the bottom surface of the apparatus main body. A seismic isolation device configured to be configured so that when the piston is moved toward the inside of the device main body by the biasing means, lubricating oil outside the movable body is sucked into the cylinder by the piston .
ことを特徴とする請求項1記載の免震装置。 At least one of the bottom portion of the lower surface and the apparatus main body of the movable body, the isolator according to claim 1, characterized in that a groove for circulating the lubricating oil forced out from inside the cylinder.
ことを特徴とする請求項2記載の免震装置。 The seismic isolation device according to claim 2, wherein the groove is formed to extend radially from the center side of the bottom surface of the device main body toward the inner peripheral surface.
ことを特徴とする請求項1、2または3記載の免震装置。 The seismic isolation device according to claim 1, 2 or 3, wherein the lubricating oil in the cylinder flows out of the cylinder through a flow hole smaller than the inner diameter of the cylinder.
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