JP7003514B2

JP7003514B2 - Seismic isolation structure

Info

Publication number: JP7003514B2
Application number: JP2017176386A
Authority: JP
Inventors: 学稲葉; 正貴湯川
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2017-09-14
Filing date: 2017-09-14
Publication date: 2022-02-10
Anticipated expiration: 2037-09-14
Also published as: JP2019052454A

Description

本発明は、免震構造に関する。 The present invention relates to a seismic isolation structure.

上部構造と下部構造との間に免震装置（例えば積層ゴムや摩擦支承）を備えた免震構造が知られている（例えば特許文献１参照）。このような免震構造では、建物周期を長周期化することで、水平方向の応答加速度を低減することが出来る。 A seismic isolation structure having a seismic isolation device (for example, laminated rubber or friction bearings) between the superstructure and the lower structure is known (see, for example, Patent Document 1). In such a seismic isolation structure, the response acceleration in the horizontal direction can be reduced by lengthening the building cycle.

特開平０９－２４２３８２号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 09-242382

しかしながら、上述したような免震構造は、上下方向の応力（特に引張力）に対して耐震構造よりも剛性が小さく、また、上下応答変位・速度が非常に小さいため十分な減衰性能を確保できないことが多い。このため、免震層を介して上下応答が増幅するおそれがあった。 However, the seismic isolation structure as described above has lower rigidity against vertical stress (particularly tensile force) than the seismic structure, and the vertical response displacement / velocity is very small, so that sufficient damping performance cannot be ensured. Often. Therefore, there is a possibility that the vertical response may be amplified through the seismic isolation layer.

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであって、その主な目的は、上下方向の振動を効果的に低減することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and a main object thereof is to effectively reduce vibration in the vertical direction.

かかる目的を達成するために本発明の免震構造は、上部構造と下部構造との間の免震層に、上端が前記上部構造に接続され、且つ、下端が前記下部構造に接続されて上下方向の引張と圧縮の振動を減衰する上下減衰装置であって、引張領域において前記上端と前記下端が所定速度で相対変位するときに発生する減衰力が、圧縮領域において前記上端と前記下端が前記所定速度で相対変位するときに発生する減衰力よりも大きい上下減衰装置を備えることを特徴とする。
このような免震構造によれば、上下方向の振動を効果的に低減することができる。 In order to achieve such an object, in the seismic isolation structure of the present invention, the upper end is connected to the upper structure and the lower end is connected to the lower structure in the seismic isolation layer between the upper structure and the lower structure. A vertical damping device that damps the vibration of tension and compression in the direction. It is characterized by being provided with a vertical damping device that is larger than the damping force generated when the relative displacement is performed at a predetermined speed.
According to such a seismic isolation structure, vibration in the vertical direction can be effectively reduced.

かかる免震構造であって、前記上下減衰装置は、前記上端または前記下端に設けられ、外周に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、前記ねじ軸の外側に設けられた質量体と、前記ねじ軸の直線運動を、前記質量体の回転運動に変換する変換機構と、を備え、前記引張領域のときに前記質量体を回転させる前記ねじ溝のピッチは、前記圧縮領域のときに前記質量体を回転させる前記ねじ溝のピッチよりも細かいことが望ましい。
このような免震構造によれば、引張領域で発生する減衰力を、圧縮領域で発生する減衰力よりも大きくすることができる。 In such a seismic isolation structure, the vertical damping device includes a screw shaft provided at the upper end or the lower end thereof and having a spiral thread groove formed on the outer periphery thereof, and a mass body provided outside the screw shaft. A conversion mechanism that converts the linear motion of the screw shaft into the rotational motion of the mass body is provided, and the pitch of the screw groove that rotates the mass body in the tension region is set in the compression region. It is desirable that the pitch is finer than the pitch of the thread grooves that rotate the mass body.
According to such a seismic isolation structure, the damping force generated in the tension region can be made larger than the damping force generated in the compression region.

かかる免震構造であって、前記上下減衰装置は、前記上端または前記下端に設けられ、外周に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、前記ねじ軸の外側に前記上下方向に並んで設けられた第１質量体及び第２質量体と、前記圧縮領域では、前記ねじ軸の直線運動を、前記第１質量体のみが回転する回転運動に変換し、前記引張領域では、前記ねじ軸の直線運動を、前記第１質量体と前記第２質量体がともに回転する回転運動に変換する変換機構とを備えることが望ましい。
このような免震構造によれば、引張領域で発生する減衰力を、圧縮領域で発生する減衰力よりも大きくすることができる。 In such a seismic isolation structure, the vertical damping device is provided on the upper end or the lower end of the screw shaft and has a spiral thread groove formed on the outer periphery thereof, and the vertical damping device is arranged on the outer side of the screw shaft in the vertical direction. In the first mass body and the second mass body provided, and in the compression region, the linear motion of the screw shaft is converted into a rotational motion in which only the first mass body rotates, and in the tension region, the screw shaft It is desirable to provide a conversion mechanism for converting the linear motion of the above into a rotational motion in which the first mass body and the second mass body rotate together.
According to such a seismic isolation structure, the damping force generated in the tension region can be made larger than the damping force generated in the compression region.

かかる免震構造であって、前記上下減衰装置は、前記上端または前記下端の一方に設けられたロッドと、前記上端または前記下端の他方に設けられ、前記ロッドが前記上下方向に移動可能に挿入されたシリンダーと、前記ロッドの側部に弾性体を介して設けられ、前記弾性体によって前記シリンダーの内壁に圧接される摩擦材と、を備えた摩擦ダンパーであり、前記シリンダーは、前記引張領域のとき前記摩擦材と圧接する部位の内径が、前記圧縮領域のとき前記摩擦材と圧接する部位の内径よりも小さいことが望ましい。
このような免震構造によれば、引張領域で発生する減衰力を、圧縮領域で発生する減衰力よりも大きくすることができる。 In such a seismic isolation structure, the vertical damping device is provided on one of the upper end or the lower end and the other of the upper end or the lower end, and the rod is movably inserted in the vertical direction. The cylinder is a friction damper provided with a friction material provided on the side portion of the rod via an elastic body and pressed against the inner wall of the cylinder by the elastic body, and the cylinder is the tension region. At this time, it is desirable that the inner diameter of the portion that is in pressure contact with the friction material is smaller than the inner diameter of the portion that is in pressure contact with the friction material in the compression region.
According to such a seismic isolation structure, the damping force generated in the tension region can be made larger than the damping force generated in the compression region.

かかる免震構造であって、前記上下減衰装置は、前記上端または前記下端の一方に設けられ外周に螺旋状のねじ溝が形成されたロッドと、前記上端または前記下端の他方に設けられ、前記ロッドが前記上下方向に移動可能に挿入されたシリンダーと、前記シリンダー内において前記ロッドの外側に回転可能に設けられた回転体と、前記回転体の外側に弾性体を介して設けられ、前記弾性体によって前記シリンダーの内壁に圧接される摩擦材と、を備えた摩擦ダンパーであり、前記シリンダーは、前記引張領域のとき前記摩擦材と圧接する部位の内径が、前記圧縮領域のとき前記摩擦材と圧接する部位の内径よりも小さく、前記圧縮領域では前記回転体が直線運動し、前記引張領域では前記回転体が回転運動することが望ましい。
このような免震構造によれば、引張領域で発生する減衰力を、圧縮領域で発生する減衰力よりも大きくすることができる。 In such a seismic isolation structure, the vertical damping device is provided on one of the upper end and the lower end of the rod and a spiral thread groove formed on the outer periphery thereof, and on the other of the upper end and the lower end. A cylinder into which a rod is movably inserted in the vertical direction, a rotating body rotatably provided on the outside of the rod in the cylinder, and an elastic body provided on the outside of the rotating body via an elastic body. It is a friction damper provided with a friction material that is pressed against the inner wall of the cylinder by a body, and the cylinder has the friction material when the inner diameter of the portion that is in pressure contact with the friction material in the tension region is the compression region. It is desirable that the rotating body is smaller than the inner diameter of the portion that comes into pressure contact with the shaft, and that the rotating body moves linearly in the compression region and the rotating body moves in a rotational manner in the tension region.
According to such a seismic isolation structure, the damping force generated in the tension region can be made larger than the damping force generated in the compression region.

かかる免震構造であって、前記上下減衰装置は、前記上端または前記下端の一方に設けられたロッドと、前記上端または前記下端の他方に設けられ、前記ロッドが前記上下方向に移動可能に挿入される中空部を有するシリンダーと、前記ロッドに接続され、前記中空部を第１オイル収容室と第２オイル収容室に区画するピストンであって、前記圧縮領域では、前記第２オイル収容室の容量を小さくする側に移動し、前記引張領域では、前記第１オイル収容室の容量を小さくする側に移動するピストンと、前記第１オイル収容室及び前記第２オイル収容室に収容されるオイルと、前記圧縮領域のとき前記第２オイル収容室から前記第１オイル収容室に前記オイルを流す第１減衰弁と、前記引張領域のとき前記第１オイル収容室から前記第２オイル収容室に前記オイルを流す第２減衰弁と、を備えたオイルダンパーであり、前記第２減衰弁は前記第１減衰弁よりも前記オイルを流す際の抵抗が大きいことが望ましい。
このような免震構造によれば、引張領域で発生する減衰力を、圧縮領域で発生する減衰力よりも大きくすることができる。 In such a seismic isolation structure, the vertical damping device is provided on one of the upper end or the lower end and the other of the upper end or the lower end, and the rod is movably inserted in the vertical direction. A cylinder having a hollow portion to be formed, and a piston connected to the rod and partitioning the hollow portion into a first oil storage chamber and a second oil storage chamber. In the compression region, the second oil storage chamber In the tension region, a piston that moves to the side that reduces the capacity and moves to the side that reduces the capacity of the first oil storage chamber, and oil stored in the first oil storage chamber and the second oil storage chamber . In the compression region, the first damping valve for flowing the oil from the second oil storage chamber to the first oil storage chamber, and in the tension region, from the first oil storage chamber to the second oil storage chamber. It is an oil damper provided with a second damping valve for flowing the oil, and it is desirable that the second damping valve has a larger resistance when flowing the oil than the first damping valve.
According to such a seismic isolation structure, the damping force generated in the tension region can be made larger than the damping force generated in the compression region.

かかる免震構造であって、前記上下減衰装置の前記上端と前記上部構造との接合、及び、前記上下減衰装置の前記下端と前記下部構造との接合はピン接合であってもよい。
このような免震構造によれば、上部構造と下部構造との水平方向の相対変位に対応することができる。 In such a seismic isolation structure, the joint between the upper end of the vertical damping device and the superstructure, and the joint between the lower end of the vertical damping device and the lower structure may be a pin joint.
According to such a seismic isolation structure, it is possible to cope with the horizontal relative displacement between the superstructure and the substructure.

かかる免震構造であって、前記上下減衰装置の前記上端と前記上部構造との接合と、前記上下減衰装置の前記下端と前記下部構造との接合のうちの一方はピン接合であり、他方はローラー接合であってもよい。
このような免震構造によれば、上部構造と下部構造が水平方向に相対変位する際に垂直保持することが可能である。 In such a seismic isolation structure, one of the joint between the upper end of the vertical damping device and the upper structure and the joint between the lower end of the vertical damping device and the lower structure is a pin joint, and the other is a pin joint. It may be a roller joint.
According to such a seismic isolation structure, it is possible to hold the superstructure vertically when the superstructure and the substructure are displaced relative to each other in the horizontal direction.

かかる免震構造であって、前記上下減衰装置の前記上端と前記上部構造との接合、及び、前記上下減衰装置の前記下端と前記下部構造との接合はローラー接合であってもよい。
このような免震構造によれば、上部構造と下部構造が水平方向に相対変位する際に、変位の方向に関わらずに垂直保持することが可能である。 In such a seismic isolation structure, the joining between the upper end of the vertical damping device and the superstructure and the joining between the lower end of the vertical damping device and the lower structure may be roller joining.
According to such a seismic isolation structure, when the superstructure and the substructure are displaced relative to each other in the horizontal direction, they can be held vertically regardless of the direction of displacement.

かかる免震構造であって、前記上下減衰装置の前記上端と前記上部構造との接合、及び、前記上下減衰装置の前記下端と前記下部構造との接合の少なくとも一方の接合の取付部が振動部材であることが望ましい。
このような免震構造によれば、上下減衰装置及び取付部から構成される部材の固有周期と建物の固有周期を同調させて上下減衰装置の振動を励起させることができ、上下方向の減衰をより大きくすることができる。 In such a seismic isolation structure, the attachment portion of at least one of the joint between the upper end of the vertical damping device and the upper structure and the joint between the lower end of the vertical damping device and the lower structure is a vibration member. Is desirable.
According to such a seismic isolation structure, the vibration of the vertical damping device can be excited by synchronizing the natural period of the member composed of the vertical damping device and the mounting portion with the natural period of the building, and the damping in the vertical direction can be achieved. Can be larger.

かかる免震構造であって、前記上下減衰装置は、前記上下方向の振動モード、及び、前記上部構造が前記下部構造に対して回動する振動モードに対して同調するように設計されていることが望ましい。
このような免震構造によれば、２つの振動モードに対して最適な設計をすることができる。 In such a seismic isolation structure, the vertical damping device is designed to be synchronized with the vertical vibration mode and the vibration mode in which the superstructure rotates with respect to the lower structure. Is desirable.
According to such a seismic isolation structure, an optimum design can be made for two vibration modes.

本発明によれば、上下方向の振動を効果的に低減することができる。 According to the present invention, vibration in the vertical direction can be effectively reduced.

第１実施形態の免震構造を適用した建物のモデル（多質点系モデル）図である。It is a model (multi-mass point system model) diagram of the building to which the seismic isolation structure of 1st Embodiment is applied. 図１の免震層５に配置されている装置の構成例を示す概略断面図である。It is schematic cross-sectional view which shows the structural example of the apparatus arranged in the seismic isolation layer 5 of FIG. 参考例のダイナミックマスダンパー１００の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the dynamic mass damper 100 of a reference example. 第１実施形態のダイナミックマスダンパー１０の構成を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the structure of the dynamic mass damper 10 of 1st Embodiment. 図５Ａ及び図５Ｂは、第１実施形態のダイナミックマスダンパー１０の動作の説明図である。図５Ａは圧縮領域における状態を示す図であり、図５Ｂは引張領域における状態を示す図である。5A and 5B are explanatory views of the operation of the dynamic mass damper 10 of the first embodiment. FIG. 5A is a diagram showing a state in a compressed region, and FIG. 5B is a diagram showing a state in a tensile region. 図６Ａは、上下応答時の状態を示す図であり、図６Ｂは、ロッキング応答時の状態を示す図である。FIG. 6A is a diagram showing a state at the time of vertical response, and FIG. 6B is a diagram showing a state at the time of locking response. 第２実施形態のダイナミックマスダンパー１０´の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the dynamic mass damper 10'of 2nd Embodiment. 図８Ａ～図８Ｃは、第２実施形態のダイナミックマスダンパー１０´の動作の説明図である。8A-8C are explanatory views of the operation of the dynamic mass damper 10'of the second embodiment. 接合部の構成例の説明図である。It is explanatory drawing of the structural example of a joint part. 本実施形態の通常時と地震時の状態を示す立面図である。It is an elevation view which shows the state at the time of a normal time and the time of an earthquake of this embodiment. 第１変形例の通常時と地震時の状態を示す立面図である。It is an elevation view which shows the state at the time of a normal time and the time of an earthquake of the 1st modification. 図１２Ａ～図１２Ｄは、第２変形例の説明図である。図１２Ａは、第２変形例の構成を示す概略俯瞰図であり、図１２Ｂは、相対変位の状態を示す図である。また、図１２Ｃは、図１２Ｂのように変位するときの通常時と地震時の状態を示すＸ方向立面図であり、図１２Ｄは、図１２Ｂのように変位するときの通常時と地震時の状態を示すＹ方向立面図である。12A to 12D are explanatory views of the second modification. FIG. 12A is a schematic bird's-eye view showing the configuration of the second modification, and FIG. 12B is a diagram showing a state of relative displacement. Further, FIG. 12C is an X-direction elevation view showing the state during normal time and earthquake when displaced as shown in FIG. 12B, and FIG. 12D shows normal time and earthquake time when displaced as shown in FIG. 12B. It is a Y direction elevation view which shows the state of. 図１３Ａ～図１３Ｃは、摩擦ダンパーの一例を示す概略断面図である。図１３Ａは初期状態、図１３Ｂは圧縮時、図１３Ｃは引張時の状態をそれぞれ示している。13A to 13C are schematic cross-sectional views showing an example of a friction damper. 13A shows the initial state, FIG. 13B shows the state at the time of compression, and FIG. 13C shows the state at the time of tension. 図１４Ａ及び図１４Ｂは、摩擦ダンパーの別の例を示す概略断面図である。図１４Ａは初期状態及び圧縮時の状態、図１４Ｂは引張時の状態を示している。14A and 14B are schematic cross-sectional views showing another example of the friction damper. FIG. 14A shows the initial state and the state at the time of compression, and FIG. 14B shows the state at the time of tension. 図１５Ａ～図１５Ｃは、オイルダンパーの一例を示す概略断面図である。図１５Ａは初期状態、図１５Ｂは圧縮時、図１５Ｃは引張時の状態をそれぞれ示している。15A to 15C are schematic cross-sectional views showing an example of an oil damper. 15A shows the initial state, FIG. 15B shows the state at the time of compression, and FIG. 15C shows the state at the time of tension. 図１６Ａ～１６Ｃは、それぞれ、図１５Ａ～図１５Ｃを模式的に示した回路図である。16A to 16C are circuit diagrams schematically showing FIGS. 15A to 15C, respectively.

＝＝＝第１実施形態＝＝＝
＜＜免震構造について＞＞
図１は、第１実施形態の免震構造を適用した建物のモデル（多質点系モデル）図であり、図２は、図１の免震層５に配置されている装置の構成例を示す概略断面図である。なお、図１では上部構造１よりも上の各層（フロア）の質量を質点で示している。 === First Embodiment ===
<< About seismic isolation structure >>
FIG. 1 is a model (multi-mass point model) of a building to which the seismic isolation structure of the first embodiment is applied, and FIG. 2 shows a configuration example of an apparatus arranged in the seismic isolation layer 5 of FIG. It is a schematic cross-sectional view. In FIG. 1, the mass of each layer (floor) above the superstructure 1 is shown as a mass point.

本実施形態の免震構造は、建物の上部構造１と下部構造３との間の免震層５に設けられており、ダイナミックマスダンパー１０（上下減衰装置に相当）、積層ゴム２０、摩擦皿ばね支承３０を備えている。 The seismic isolation structure of the present embodiment is provided in the seismic isolation layer 5 between the upper structure 1 and the lower structure 3 of the building, and has a dynamic mass damper 10 (corresponding to a vertical damping device), a laminated rubber 20, and a friction dish. It is equipped with a spring bearing 30.

ダイナミックマスダンパー１０は、上端が上部構造１に接続されており、下端が下部構造３に接続されている。本実施形態ではダイナミックマスダンパー１０の上端及び下端は、それぞれ、ボールジョイント方式によって上部構造１及び下部構造３に接続されている。そして、ダイナミックマスダンパー１０は、上部構造１（ダイナミックマスダンパー１０の上端）と下部構造３（ダイナミックマスダンパー１０の下端）とが上下方向に相対変位するときの振動（上下方向の引張と圧縮の振動）を減衰する。なお、ダイナミックマスダンパー１０の詳細については後述する。 The upper end of the dynamic mass damper 10 is connected to the superstructure 1, and the lower end is connected to the lower structure 3. In the present embodiment, the upper end and the lower end of the dynamic mass damper 10 are connected to the upper structure 1 and the lower structure 3, respectively, by a ball joint method. The dynamic mass damper 10 is subjected to vibration (vertical tension and compression) when the superstructure 1 (upper end of the dynamic mass damper 10) and the lower structure 3 (lower end of the dynamic mass damper 10) are displaced relative to each other in the vertical direction. Vibration) is dampened. The details of the dynamic mass damper 10 will be described later.

積層ゴム２０は、例えば、円形の鋼板２１ａとゴム層２１ｂとを上下に交互に積層してなる円柱状の積層体２１を、上下一対のフランジ板（上フランジ板２２、下フランジ板２３）で挟んで構成されている。また、下フランジ板２３は、不図示のボルトなどにより下部構造３に固定され、上フランジ板２２は、不図示のボルトなどにより上部構造１に固定されている。そして、積層ゴム２０は、上部構造１と下部構造３との相対変位による水平力に応じて積層体２１が水平方向に剪断変形して、上端の上フランジ板２２と下端の下フランジ板２３とが水平方向に相対変位することにより、上部構造１の水平振動を長周期化する。また、積層ゴム２０は、下部構造３に対する上部構造１の位置を初期状態に戻す復元機能を備えている。なお、積層ゴム２０は上部構造１を免震支承する機能も備えているが、本実施形態では主に摩擦皿ばね支承３０が上部構造１を支承している。 The laminated rubber 20 is, for example, a columnar laminated body 21 formed by alternately laminating circular steel plates 21a and rubber layers 21b on the upper and lower sides with a pair of upper and lower flange plates (upper flange plate 22, lower flange plate 23). It is configured by sandwiching it. Further, the lower flange plate 23 is fixed to the lower structure 3 by bolts (not shown) or the like, and the upper flange plate 22 is fixed to the upper structure 1 by bolts (not shown) or the like. Then, in the laminated rubber 20, the laminated body 21 is sheared and deformed in the horizontal direction according to the horizontal force due to the relative displacement between the upper structure 1 and the lower structure 3, and the upper flange plate 22 at the upper end and the lower flange plate 23 at the lower end are formed. Is relatively displaced in the horizontal direction, so that the horizontal vibration of the superstructure 1 is lengthened. Further, the laminated rubber 20 has a restoring function for returning the position of the upper structure 1 with respect to the lower structure 3 to the initial state. The laminated rubber 20 also has a function of supporting the superstructure 1 for seismic isolation, but in the present embodiment, the friction disc spring support 30 mainly supports the superstructure 1.

摩擦皿ばね支承３０（ディスクダンパー）は、上部構造１を支承するとともに、上部構造１と下部構造３とが水平方向に相対変位することによる振動（水平振動）を抑制（減衰）するものであり、滑り板３１と、滑り材３２と、皿ばね部３３を備えている。 The friction disc spring support 30 (disc damper) supports the superstructure 1 and suppresses (damps) vibration (horizontal vibration) caused by the relative displacement of the superstructure 1 and the lower structure 3 in the horizontal direction. , A sliding plate 31, a sliding material 32, and a disc spring portion 33 are provided.

滑り板３１は、下部構造３の上面に設けられた金属（例えばステンレス）製の板状部材である。本実施形態の滑り板３１の平面形状は円形であるが、これには限られず、例えば正方形や多角形であってもよい。 The sliding plate 31 is a metal (for example, stainless steel) plate-shaped member provided on the upper surface of the lower structure 3. The planar shape of the sliding plate 31 of the present embodiment is circular, but is not limited to this, and may be, for example, a square or a polygon.

滑り材３２は、滑り板３１の上面（滑り面）上において水平方向へ滑動自在に配置されている。また、滑り材３２は、皿ばね部３３によって下側に付勢されて滑り板３１（滑り面）に圧接している。滑り材３２としては、滑り板３１との摩擦係数が大きい樹脂板（超高分子量ポリエチレンなど）が用いられている。この滑り材３２は、皿ばね部３３の底面に不図示のビスなどで取り付けられている。 The sliding material 32 is slidably arranged in the horizontal direction on the upper surface (sliding surface) of the sliding plate 31. Further, the sliding material 32 is urged downward by the disc spring portion 33 and is pressed against the sliding plate 31 (sliding surface). As the sliding material 32, a resin plate (ultra-high molecular weight polyethylene or the like) having a large coefficient of friction with the sliding plate 31 is used. The sliding member 32 is attached to the bottom surface of the disc spring portion 33 with a screw (not shown) or the like.

皿ばね部３３は、滑り材３２を滑り板３１に圧接させるためのものである。皿ばね部３３は、下面に滑り材３２が取り付けられ、その反対側（上側）に筒状部を有する下部筒体３３１と、当該下部筒体３３１の筒状部と嵌合する嵌合部を有する上部筒体３３２とを備えており、上部筒体３３２の嵌合部内に下部筒体３３１の筒状部がスライド自在に挿入されている。上部筒体３３２は、上部構造１の下面に固定されている。また下部筒体３３１のフランジにはその周方向に適宜間隔を隔ててボルト穴（不図示）が設けられるとともに、上部筒体３３２のフランジにはこのボルト穴に対応させてボルト穴（不図示）が形成されている。そして、この上下のボルト穴を貫通したボルト３３３の先端にナット３３４が螺合されている。 The disc spring portion 33 is for pressing the sliding material 32 against the sliding plate 31. The disc spring portion 33 has a lower tubular body 331 having a tubular portion on the opposite side (upper side) of the sliding member 32 attached to the lower surface thereof, and a fitting portion that fits the tubular portion of the lower tubular body 331. The upper cylinder 332 is provided, and the tubular portion of the lower cylinder 331 is slidably inserted into the fitting portion of the upper cylinder 332. The upper cylinder 332 is fixed to the lower surface of the superstructure 1. Further, the flange of the lower cylinder 331 is provided with bolt holes (not shown) at appropriate intervals in the circumferential direction, and the flange of the upper cylinder 332 is provided with bolt holes (not shown) corresponding to the bolt holes. Is formed. A nut 334 is screwed into the tip of the bolt 333 that penetrates the upper and lower bolt holes.

皿ばね部３３内には、複数枚の単体の皿ばねを同じ向きに重ね合わせた皿ばね積層体３３ｓが逆向きに（上下一対に）重ね合わせて収容されている。これにより、上部構造１と下部構造３との間の上下方向の隙間が変化したときに、これに追従してその高さ方向（上下方向）に伸び縮みするようになっている。なお、本実施形態では皿ばね積層体３３ｓの重ね合わせの数（上下一対の組み合わせの数）は１つであるが、これには限られず、２つ以上であってもよい。 In the disc spring portion 33, a disc spring laminate 33s in which a plurality of single disc springs are superposed in the same direction is housed in the counter-direction (upper and lower pair). As a result, when the vertical gap between the upper structure 1 and the lower structure 3 changes, it expands and contracts in the height direction (vertical direction) following the change. In the present embodiment, the number of superpositions of the disc spring laminates 33s (the number of combinations of the upper and lower pairs) is one, but the number is not limited to this, and may be two or more.

以上の構成により、建物周期を長周期化することができ、また、摩擦皿ばね支承３０により水平方向の振動を減衰できる。さらに、上部構造１と下部構造３との間にダイナミックマスダンパー１０を設けているので、上下方向の振動に対しても十分な減衰性能を確保することができる。特に、本実施形態のダイナミックマスダンパー１０は、免震構造において剛性が小さい引張領域で発生する減衰力を、圧縮領域で発生する減衰力よりも大きくしている（後述する）ので、上下方向の振動を効果的に低減することができる。 With the above configuration, the building cycle can be lengthened, and the horizontal vibration can be damped by the friction disc spring support 30. Further, since the dynamic mass damper 10 is provided between the upper structure 1 and the lower structure 3, it is possible to secure sufficient damping performance against vibration in the vertical direction. In particular, in the dynamic mass damper 10 of the present embodiment, the damping force generated in the tensile region having low rigidity in the seismic isolation structure is larger than the damping force generated in the compression region (described later), so that it is in the vertical direction. Vibration can be effectively reduced.

＜＜ダイナミックマスダンパー１０の構成について＞＞
本実施形態のダイナミックマスダンパー１０の構成について説明する前に、参考例について説明する。 << About the configuration of the dynamic mass damper 10 >>
Before explaining the configuration of the dynamic mass damper 10 of this embodiment, a reference example will be described.

＜参考例＞
図３は、参考例のダイナミックマスダンパー１００の構成を示す断面図である。 <Reference example>
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the dynamic mass damper 100 of the reference example.

参考例のダイナミックマスダンパー１００は、ボールジョイント１１、ねじ軸１２、ボールナット１３、軸受け１４、付加錘１５、内筒１６、及び、粘性体１７を備えている。 The dynamic mass damper 100 of the reference example includes a ball joint 11, a screw shaft 12, a ball nut 13, a bearing 14, an additional weight 15, an inner cylinder 16, and a viscous body 17.

ボールジョイント１１は、ダイナミックマスダンパー１００の上端と下端にそれぞれ（一対）設けられている。そして、上側のボールジョイント１１は上部構造１にピン接合され、下側のボールジョイント１１は下部構造３にピン接合されている。 The ball joints 11 are provided (pair) at the upper end and the lower end of the dynamic mass damper 100, respectively. The upper ball joint 11 is pin-bonded to the upper structure 1, and the lower ball joint 11 is pin-bonded to the lower structure 3.

ねじ軸１２は、外周にねじ溝１２１が螺旋状に設けられた軸部材であり、上側のボールジョイント１１の下側に連続するように設けられて、上下方向に沿って配置されている。また、ねじ溝１２１とボールナット１３との間には複数のボール（例えば金属球）が配置されている。なお、この参考例のダイナミックマスダンパー１００では、ねじ溝１２１のピッチは場所によらず一定である。 The screw shaft 12 is a shaft member having a thread groove 121 spirally provided on the outer periphery thereof, is provided so as to be continuous with the lower side of the upper ball joint 11, and is arranged along the vertical direction. Further, a plurality of balls (for example, metal balls) are arranged between the screw groove 121 and the ball nut 13. In the dynamic mass damper 100 of this reference example, the pitch of the thread grooves 121 is constant regardless of the location.

ボールナット１３は、円筒形の部材であり、内部にねじ軸１２が貫入されている。 The ball nut 13 is a cylindrical member, and a screw shaft 12 is penetrated therein.

軸受け１４は、ボールナット１３の外側に配置された所定の摩擦係数の摩擦材１４ａと、付加錘１５の内壁に皿ばねを重ねて設けられて摩擦材１４ａをボールナット１３に圧接させる皿ばね部１４ｂを備えて構成されている。 The bearing 14 is provided with a disc spring portion 14a having a predetermined friction coefficient arranged on the outside of the ball nut 13 and a disc spring on the inner wall of the additional weight 15, so that the disc spring portion 14a is pressed against the ball nut 13. It is configured to include 14b.

付加錘１５は、ダイナミックマスダンパー１００の外筒を構成する円筒形の部材（質量体）である。 The additional weight 15 is a cylindrical member (mass body) constituting the outer cylinder of the dynamic mass damper 100.

内筒１６は、下側のボールジョイント１１と連結して設けられており、付加錘１５の内側に配置されている。内筒１６は、ボールベアリング１８ａを介してボールナット１３と接続されている。なお、ボールベアリングとは、回転軸との間に（円周上に）複数の転動体（例えば金属球）が配置されて、それぞれ間隔を保ちながら円滑な転がり運動をする軸受け（転がり軸受け）である。また、内筒１６は、ボールベアリング１８ｂを介して付加錘１５と接続されている。これにより、ボールナット１３と付加錘１５は独立して回転可能となっている。 The inner cylinder 16 is provided in connection with the lower ball joint 11 and is arranged inside the additional weight 15. The inner cylinder 16 is connected to the ball nut 13 via a ball bearing 18a. A ball bearing is a bearing (rolling bearing) in which a plurality of rolling elements (for example, metal balls) are arranged (on the circumference) between the rotating shaft and the rolling shaft, and the rolling motion is smoothly maintained while keeping a distance between them. be. Further, the inner cylinder 16 is connected to the additional weight 15 via a ball bearing 18b. As a result, the ball nut 13 and the additional weight 15 can rotate independently.

粘性体１７は、付加錘１５と内筒１６との間に設けられている。粘性体１７としては、ポリイソブチレンその他の合成ゴム等を好適に使用することができる。また、シリコンなどの粘弾性体を用いてもよい。 The viscous body 17 is provided between the additional weight 15 and the inner cylinder 16. As the viscous body 17, polyisobutylene or other synthetic rubber or the like can be preferably used. Further, a viscoelastic body such as silicon may be used.

以上の構成により、上部構造１と下部構造３との間の間隔が変化すると、ねじ軸１２が上下方向（ねじ軸１２の軸方向）に移動する。この軸方向の直線運動は、ボールナット１３の回転運動に変換され、その回転に応じて、軸受け１４を介して付加錘１５が回転する。つまり、ボールナット１３及び軸受け１４（摩擦材１４ａ、皿ばね部１４ｂ）は、ねじ軸１２の直線運動を付加錘１５の回転運動に変換する変換機構に相当する。また付加錘１５と内筒１６の間には粘性体１７が配置されているので粘性力により減衰力が増加する。 With the above configuration, when the distance between the upper structure 1 and the lower structure 3 changes, the screw shaft 12 moves in the vertical direction (axial direction of the screw shaft 12). This linear motion in the axial direction is converted into the rotational motion of the ball nut 13, and the additional weight 15 rotates via the bearing 14 according to the rotation. That is, the ball nut 13 and the bearing 14 (friction material 14a, disc spring portion 14b) correspond to a conversion mechanism that converts the linear motion of the screw shaft 12 into the rotary motion of the additional weight 15. Further, since the viscous body 17 is arranged between the additional weight 15 and the inner cylinder 16, the damping force increases due to the viscous force.

このように、上部構造１と下部構造３との上下方向の相対移動量は、直線運動（軸運動）として、ねじ軸１２に伝えられ、ボールナット１３によって速度が増幅された付加錘１５の回転運動に変換される。すなわち、ダイナミックマスダンパー１００は、上部構造１と下部構造３との相対移動量を増幅して付加錘１５の回転運動に換えている。 As described above, the amount of vertical relative movement between the upper structure 1 and the lower structure 3 is transmitted to the screw shaft 12 as a linear motion (axial motion), and the rotation of the additional weight 15 whose speed is amplified by the ball nut 13. Converted into exercise. That is, the dynamic mass damper 100 amplifies the relative movement amount between the upper structure 1 and the lower structure 3 and converts it into the rotational movement of the additional weight 15.

そして、この付加錘１５が回転することで、粘性体１７によって内筒１６の間に生じる粘性抵抗力が減衰性能を発揮し、振動（上下方向の振動）を減衰することができる。 Then, by rotating the additional weight 15, the viscous resistance force generated between the inner cylinders 16 by the viscous body 17 exhibits damping performance, and vibration (vibration in the vertical direction) can be damped.

この参考例のダイナミックマスダンパー１００では、上部構造１と下部構造３との相対変位の速度が同じ場合、圧縮領域で発生する減衰力と、引張領域で発生する減衰力は同じになる。 In the dynamic mass damper 100 of this reference example, when the relative displacement speeds of the superstructure 1 and the lower structure 3 are the same, the damping force generated in the compression region and the damping force generated in the tension region are the same.

＜本実施形態＞
図４は、第１実施形態のダイナミックマスダンパー１０の構成を示す概略斜視図である。なお、参考例と同一構成の部分には同一符号を付し説明を省略する。 <The present embodiment>
FIG. 4 is a schematic perspective view showing the configuration of the dynamic mass damper 10 of the first embodiment. The same reference numerals are given to the parts having the same configuration as the reference example, and the description thereof will be omitted.

本実施形態のダイナミックマスダンパー１０では、ねじ軸１２にピッチの異なる（螺旋の傾きの異なる）２種類のねじ溝（ねじ溝１２ａ、ねじ溝１２ｂ）が設けられている。 In the dynamic mass damper 10 of the present embodiment, the screw shaft 12 is provided with two types of thread grooves (thread grooves 12a and thread grooves 12b) having different pitches (slope inclinations are different).

ねじ溝１２ａは、ピッチの粗い（水平面に対する螺旋の傾きの大きい）溝であり、ねじ軸１２のうちの上側部分に設けられている。そして、ねじ溝１２ａは、上部構造１と下部構造３との間隔が初期位置よりも小さくなる圧縮時（圧縮領域）においてボールナット１３と対向する。 The thread groove 12a is a groove having a coarse pitch (the inclination of the spiral with respect to the horizontal plane is large), and is provided on the upper portion of the screw shaft 12. The thread groove 12a faces the ball nut 13 during compression (compression region) where the distance between the upper structure 1 and the lower structure 3 is smaller than the initial position.

ねじ溝１２ｂは、ねじ溝１２ａよりもピッチの細かい（水平面に対する螺旋の傾きの小さい）部位であり、ねじ軸１２のうちの下側部分に設けられている。そして、ねじ溝１２ｂは、上部構造１と下部構造３との間隔が初期位置よりも大きくなる引張時（引張領域）においてボールナット１３と対向する。 The thread groove 12b is a portion having a finer pitch (smaller inclination of the spiral with respect to the horizontal plane) than the thread groove 12a, and is provided in the lower portion of the screw shaft 12. Then, the thread groove 12b faces the ball nut 13 at the time of tension (tension region) where the distance between the upper structure 1 and the lower structure 3 becomes larger than the initial position.

＜＜ダイナミックマスダンパー１０の動作について＞＞
図５Ａ及び図５Ｂは、本実施形態のダイナミックマスダンパー１０の動作の説明図である。図５Ａは圧縮領域における状態を示す図であり、図５Ｂは引張領域における状態を示す図である。 << Operation of Dynamic Mass Damper 10 >>
5A and 5B are explanatory views of the operation of the dynamic mass damper 10 of the present embodiment. FIG. 5A is a diagram showing a state in a compressed region, and FIG. 5B is a diagram showing a state in a tensile region.

圧縮領域では、図５Ａに示すように、ボールナット１３がピッチの粗いネジ溝１２ａの部分と対向する。そして、ねじ軸１２の直進運動に応じてボールナット１３が回転する。 In the compression region, as shown in FIG. 5A, the ball nut 13 faces the portion of the coarsely pitched thread groove 12a. Then, the ball nut 13 rotates according to the linear motion of the screw shaft 12.

引張領域では、図５Ｂに示すように、ボールナット１３がピッチの細かいネジ溝１２ｂの部分と対向する。そして、ねじ軸１２の直進運動に応じてボールナット１３が回転する。このため、引張領域では圧縮領域よりも、ねじ軸１２の移動距離に対する付加錘１５の回転数が増加し、慣性質量効果、減衰効果が大きくなる。つまり、本実施形態のダイナミックマスダンパー１０では、上部構造１（ダイナミックマスダンパー１０の上端）と下部構造３（ダイナミックマスダンパー１０の下端）との相対変位の速度が同じ場合、圧縮領域で発生する減衰力よりも引張領域で発生する減衰力の方が大きくなる。換言すると、本実施形態のダイナミックマスダンパー１０は、引張領域の減衰係数が圧縮領域の減衰係数よりも大きい。 In the tension region, as shown in FIG. 5B, the ball nut 13 faces the portion of the thread groove 12b having a fine pitch. Then, the ball nut 13 rotates according to the linear motion of the screw shaft 12. Therefore, in the tension region, the rotation speed of the additional weight 15 with respect to the moving distance of the screw shaft 12 increases, and the inertial mass effect and the damping effect become larger than in the compression region. That is, in the dynamic mass damper 10 of the present embodiment, when the relative displacement speeds of the superstructure 1 (upper end of the dynamic mass damper 10) and the lower structure 3 (lower end of the dynamic mass damper 10) are the same, it occurs in the compression region. The damping force generated in the tensile region is larger than the damping force. In other words, in the dynamic mass damper 10 of the present embodiment, the damping coefficient in the tension region is larger than the damping coefficient in the compression region.

これにより、免震構造において剛性の小さい引張時に、大きい減衰力を発生することができ、上下方向の振動を効果的に低減することができる。また、圧縮時には、繰り返し応答による熱劣化を防止することができる。 As a result, a large damping force can be generated at the time of tension with low rigidity in the seismic isolation structure, and vibration in the vertical direction can be effectively reduced. Further, at the time of compression, it is possible to prevent thermal deterioration due to repeated responses.

＜＜ダイナミックマスダンパー１０を用いた設計について＞＞
図６Ａは、上下応答時の状態を示す図であり、図６Ｂは、ロッキング応答時の状態を示す図である。図６Ａでは、引張領域のときの上部構造１を実線で示し、圧縮領域のときの上部構造１を破線で示している。また、図６Ｂでは、上部構造１が回動していないときの状態を破線で示し、回動した状態を実線で示している。 << About the design using the dynamic mass damper 10 >>
FIG. 6A is a diagram showing a state at the time of vertical response, and FIG. 6B is a diagram showing a state at the time of locking response. In FIG. 6A, the superstructure 1 in the tension region is shown by a solid line, and the superstructure 1 in the compression region is shown by a broken line. Further, in FIG. 6B, the state when the superstructure 1 is not rotated is shown by a broken line, and the rotated state is shown by a solid line.

本実施形態のダイナミックマスダンパー１０は、免震装置に圧縮力が作用する場合に小さい慣性質量と減衰力を発生し、引張力が作用する場合に大きい慣性質量と減衰力を発生する。よって、引張領域で十分な減衰性能を確保し、圧縮領域で繰り返し応答による熱劣化を防止することができる。本実施形態のダイナミックマスダンパー１０は、図６Ａの上下応答時や、図６Ｂのロッキング応答時のいずれにも対しても上下方向の振動を減衰させる効果を発揮することができる。 The dynamic mass damper 10 of the present embodiment generates a small inertial mass and a damping force when a compressive force acts on the seismic isolation device, and generates a large inertial mass and a damping force when a tensile force acts on the seismic isolation device. Therefore, sufficient damping performance can be ensured in the tensile region, and thermal deterioration due to repeated response can be prevented in the compressed region. The dynamic mass damper 10 of the present embodiment can exhibit the effect of attenuating the vibration in the vertical direction in both the vertical response of FIG. 6A and the locking response of FIG. 6B.

また、図６Ａの上下振動と図６Ｂのロッキング振動の２つの振動系（振動モード）に対してダイナミックマスダンパー１０（付加錘１５の質量など）を同調制御して最適化してもよい。すなわち、２つの振動系に最適同調するようにダイナミックマスダンパー１０を設計してもよい。これにより、２つの振動系のモード（上下応答、ロッキング応答）に対して最適な設計をすることができる。 Further, the dynamic mass damper 10 (mass of the additional weight 15 or the like) may be tuned and controlled for optimization for the two vibration systems (vibration modes) of the vertical vibration of FIG. 6A and the locking vibration of FIG. 6B. That is, the dynamic mass damper 10 may be designed to be optimally tuned to the two vibration systems. This makes it possible to optimally design for the two vibration system modes (vertical response, locking response).

＝＝＝第２実施形態＝＝＝
図７は、第２実施形態のダイナミックマスダンパー１０´の構成を示す断面図である。なお、参考例と同一構成の部分には同一符号を付し説明を省略する。 === Second embodiment ===
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of the dynamic mass damper 10'of the second embodiment. The same reference numerals are given to the parts having the same configuration as the reference example, and the description thereof will be omitted.

第２実施形態のダイナミックマスダンパー１０´は、第１ボールナット１３Ａ、第２ボールナット１３Ｂ、第１軸受け１４Ａ、第２軸受け１４Ｂ、第１付加錘１５Ａ、第２付加錘１５Ｂ、外筒１６´、第１粘性体１７Ａ、第２粘性体１７Ｂ、及び、ストッパー１９を備えている。 The dynamic mass damper 10'of the second embodiment includes a first ball nut 13A, a second ball nut 13B, a first bearing 14A, a second bearing 14B, a first additional weight 15A, a second additional weight 15B, and an outer cylinder 16'. , A first viscous body 17A, a second viscous body 17B, and a stopper 19.

第１ボールナット１３Ａと第２ボールナット１３Ｂは、ねじ軸１２の軸方向（ここでは上下方向）に並んでおり、第１ボールナット１３Ａが上側に配置されている。第１ボールナット１３Ａは、軸方向の位置が固定（拘束）されている。一方、第２ボールナット１３Ｂは、無拘束で第１ボールナット１３Ａとストッパー１９との間に配置されている。なお、図７には、第１ボールナット１３Ａと第２ボールナット１３Ｂとの境界近傍を拡大図で示している。この拡大図に示すように、第２ボールナット１３Ｂの上端の外周部分には傾斜面１３ｓが形成されている。 The first ball nut 13A and the second ball nut 13B are arranged in the axial direction (here, the vertical direction) of the screw shaft 12, and the first ball nut 13A is arranged on the upper side. The position of the first ball nut 13A in the axial direction is fixed (constrained). On the other hand, the second ball nut 13B is unrestrained and is arranged between the first ball nut 13A and the stopper 19. Note that FIG. 7 shows an enlarged view of the vicinity of the boundary between the first ball nut 13A and the second ball nut 13B. As shown in this enlarged view, an inclined surface 13s is formed on the outer peripheral portion of the upper end of the second ball nut 13B.

第１軸受け１４Ａは、参考例の軸受け１４と同様の摩擦材１４１と皿ばね部１４２によって構成されており、第１付加錘１５Ａと第１ボールナット１３Ａとの間に設けられている。第２軸受け１４は、第２付加錘１５Ｂと、第２ボールナット１３Ｂとの間に設けられている。第２軸受け１４Ｂは、摩擦材１４３と皿ばね部１４４によって構成されている。なお、第２軸受け１４Ｂの摩擦材１４３には、図７の拡大図に示すように、第２ボールナット１３Ｂの傾斜面１３ｓに対応する傾斜面１４ｓが形成されている。 The first bearing 14A is composed of a friction material 141 and a disc spring portion 142 similar to the bearing 14 of the reference example, and is provided between the first additional weight 15A and the first ball nut 13A. The second bearing 14 is provided between the second additional weight 15B and the second ball nut 13B. The second bearing 14B is composed of a friction material 143 and a disc spring portion 144. As shown in the enlarged view of FIG. 7, the friction material 143 of the second bearing 14B is formed with an inclined surface 14s corresponding to the inclined surface 13s of the second ball nut 13B.

第１付加錘１５Ａと第２付加錘１５Ｂは、共に、円筒形の部材（質量体）であり、ねじ軸１２の軸方向（上下方向）に並んでおり、それぞれ、独立して回転可能に設けられている。 Both the first additional weight 15A and the second additional weight 15B are cylindrical members (mass bodies), are arranged in the axial direction (vertical direction) of the screw shaft 12, and are provided independently and rotatably. Has been done.

外筒１６´は、下端側のボールジョイント１１と接続されており、第１付加錘１５Ａ及び第２付加錘１５Ｂの外側全体を囲んでいる。なお、外筒１６´は、ボールベアリング１８１を介して、ボールナット１３Ａと接続されている。また、外筒１６´は、ボールベアリング１８２を介して、第１付加錘１５Ａと接続されており、また、ボールベアリング１８３を介して、第２付加錘１５Ｂと接続されている。また、第１付加錘１５Ａと第２付加錘１５Ｂはボールベアリング１８４を介して接続されている。これにより、ボールナット１３Ａ、第１付加錘１５Ａ、第２付加錘１５Ｂは、それぞれ、独立して回転可能となっている。 The outer cylinder 16'is connected to the ball joint 11 on the lower end side, and surrounds the entire outer side of the first additional weight 15A and the second additional weight 15B. The outer cylinder 16'is connected to the ball nut 13A via the ball bearing 181. Further, the outer cylinder 16'is connected to the first additional weight 15A via the ball bearing 182, and is connected to the second additional weight 15B via the ball bearing 183. Further, the first additional weight 15A and the second additional weight 15B are connected via a ball bearing 184. As a result, the ball nut 13A, the first additional weight 15A, and the second additional weight 15B can each rotate independently.

第１粘性体１７Ａと第２粘性体１７Ｂは、参考例の粘性体１７と同様の部材である。第１粘性体１７Ａは、第１付加錘１５Ａと外筒１６´との間に設けられており、第２粘性体１７Ｂは、第２付加錘１５Ｂと外筒１６´との間に設けられている。 The first viscous body 17A and the second viscous body 17B are members similar to the viscous body 17 of the reference example. The first viscous body 17A is provided between the first additional weight 15A and the outer cylinder 16', and the second viscous body 17B is provided between the second additional weight 15B and the outer cylinder 16'. There is.

ストッパー１９は、第２ボールナット１３Ｂの軸方向（上下方向）への移動を止めるための部材であり、第２付加錘１５Ｂの内壁から内側に突出するように設けられている。 The stopper 19 is a member for stopping the movement of the second ball nut 13B in the axial direction (vertical direction), and is provided so as to project inward from the inner wall of the second additional weight 15B.

図８Ａ～図８Ｃは、第２実施形態のダイナミックマスダンパー１０´の動作の説明図である。ここでは、第１ボールナット１３Ａと第２ボールナット１３Ｂとの間隔を、第２ボールナット１３Ｂとストッパー１９との間隔と同程度としている。 8A-8C are explanatory views of the operation of the dynamic mass damper 10'of the second embodiment. Here, the distance between the first ball nut 13A and the second ball nut 13B is set to be about the same as the distance between the second ball nut 13B and the stopper 19.

図８Ａに示すように、第２ボールナット１３Ｂが第２軸受け１４Ｂの摩擦材１４３にも、ストッパー１９にも当接していない場合、第１ボールナット１３Ａには、ねじ軸１２の軸運動に応じた回転運動が発生し、この回転運動により第１付加錘１５Ａを回転させる。一方、第２ボールナット１３Ｂは、拘束されていないので、ねじ軸１２の軸運動に追随して軸方向に移動する。 As shown in FIG. 8A, when the second ball nut 13B is not in contact with the friction material 143 of the second bearing 14B or the stopper 19, the first ball nut 13A responds to the axial movement of the screw shaft 12. A rotary motion is generated, and the rotary motion causes the first additional weight 15A to rotate. On the other hand, since the second ball nut 13B is not restrained, it moves in the axial direction following the axial movement of the screw shaft 12.

図８Ｂに示すように、第２ボールナット１３Ｂがストッパー１９に当接すると、第２ボールナット１３Ｂに回転運動が生じる。ただし、図の拡大部分に示すように、第２ボールナット１３Ｂと第２軸受け１４Ｂの摩擦材１４３が接触していないので、第２付加錘１５Ｂは回転せず、第１付加錘１５Ａのみが回転する。よって、この場合、回転慣性及び減衰力は小さい。 As shown in FIG. 8B, when the second ball nut 13B comes into contact with the stopper 19, a rotational movement occurs in the second ball nut 13B. However, as shown in the enlarged portion of the figure, since the friction material 143 of the second ball nut 13B and the second bearing 14B are not in contact with each other, the second additional weight 15B does not rotate and only the first additional weight 15A rotates. do. Therefore, in this case, the rotational inertia and the damping force are small.

図８Ｃに示すように、引張方向の力が加わることにより、第２ボールナット１３Ｂが軸方向に移動して第２軸受け１４Ｂの摩擦材１４３に当接すると（第２ボールナット１３Ｂの傾斜面１３ｓと、第２軸受け１４Ｂの摩擦材１４３の傾斜面１４ｓが当接すると）、摩擦材１４３の摩擦抵抗によって、第２ボールナット１３Ｂの回転力が第２付加錘１５Ｂに伝達される。これにより、第２付加錘１５Ｂも回転する。このように、引張領域では、第１付加錘１５Ａと第２付加錘１５Ｂの両方が回転するため、圧縮時よりも回転慣性及び減衰力が大きくなる。 As shown in FIG. 8C, when the force in the tensile direction is applied, the second ball nut 13B moves in the axial direction and comes into contact with the friction material 143 of the second bearing 14B (the inclined surface 13s of the second ball nut 13B). When the inclined surface 14s of the friction material 143 of the second bearing 14B comes into contact with each other), the rotational force of the second ball nut 13B is transmitted to the second additional weight 15B by the frictional resistance of the friction material 143. As a result, the second additional weight 15B also rotates. As described above, in the tension region, both the first additional weight 15A and the second additional weight 15B rotate, so that the rotational inertia and the damping force are larger than those at the time of compression.

なお、第１ボールナット１３Ａとストッパー１９との間の距離を狭めることで、第２ボールナット１３Ｂが瞬時にストッパー１９と第２軸受け１４Ｂの摩擦材１４３のどちらかに当接するので、加力の方向性（圧縮、引張）に応じて回転慣性及び減衰力を変えることができる。 By narrowing the distance between the first ball nut 13A and the stopper 19, the second ball nut 13B instantly comes into contact with either the stopper 19 or the friction material 143 of the second bearing 14B. The rotational inertia and damping force can be changed according to the direction (compression, tension).

＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。また、本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更や改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれるのはいうまでもない。例えば、以下に示すような変形が可能である。 === Other embodiments ===
Although the embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments are for facilitating the understanding of the present invention, and are not intended to limit the interpretation of the present invention. Further, the present invention can be changed or improved without departing from the spirit thereof, and it goes without saying that the present invention includes an equivalent thereof. For example, the following modifications are possible.

＜ダイナミックマスダンパー１０について＞
ダイナミックマスダンパー１０の構成が上下逆であってもよい。すなわち、下端側のボールジョイント１１に、ねじ軸１２が設けられていてもよい。 <About Dynamic Mass Damper 10>
The configuration of the dynamic mass damper 10 may be upside down. That is, the screw shaft 12 may be provided on the ball joint 11 on the lower end side.

また、前述の実施形態では、ダイナミックマスダンパー１０の端部と、上部構造１及び下部構造３との接続はそれぞれボールジョイント方式であったがこれには限られない。 Further, in the above-described embodiment, the connection between the end portion of the dynamic mass damper 10 and the upper structure 1 and the lower structure 3 is a ball joint method, but the connection is not limited to this.

図９は接合部の構成例の説明図である。ここでは、３種類（本実施形態、第１変形例、第２変形例）の構成が記載されている。また、図１０は、本実施形態における通常時と地震時の状態を示す立面図であり、図１１は、第１変形例における通常時と地震時の状態を示す立面図である。また、図１２Ａ～図１２Ｄは、第２変形例の説明図である。図１２Ａは、第２変形例の構成を示す概略俯瞰図であり、図１２Ｂは、相対変位の状態を示す図である。また、図１２Ｃは、図１２Ｂのように変位するときの通常時と地震時の状態を示すＸ方向立面図であり、図１２Ｄは、図１２Ｂのように変位するときの通常時と地震時の状態を示すＹ方向立面図である。 FIG. 9 is an explanatory diagram of a configuration example of the joint portion. Here, three types of configurations (the present embodiment, the first modification, and the second modification) are described. Further, FIG. 10 is an elevation view showing the normal time and the earthquake state in the present embodiment, and FIG. 11 is an elevation view showing the normal time and the earthquake state in the first modification. Further, FIGS. 12A to 12D are explanatory views of the second modification. FIG. 12A is a schematic bird's-eye view showing the configuration of the second modification, and FIG. 12B is a diagram showing a state of relative displacement. Further, FIG. 12C is an X-direction elevation view showing the state during normal time and earthquake when displaced as shown in FIG. 12B, and FIG. 12D shows normal time and earthquake time when displaced as shown in FIG. 12B. It is a Y direction elevation view which shows the state of.

前述の実施形態の接合方式（ダイナミックマスダンパー１０の上端と下端がともにピン接合）の場合、図１０に示すように、上部構造１と下部構造３との間に水平方向の相対変位が生じると、ダイナミックマスダンパー１０はその変位に応じて傾くことになる。これにより、上部構造１と下部構造３との水平方向の相対変位に対応することができる。ただし、この構成では、ダイナミックマスダンパー１０は垂直保持されない。なお、前述の実施形態ではボールジョイント１１によるピン接合であったが、これには限らずクレビスでもよい。 In the case of the joining method of the above-described embodiment (both upper and lower ends of the dynamic mass damper 10 are pin-joined), as shown in FIG. 10, when a horizontal relative displacement occurs between the upper structure 1 and the lower structure 3. , The dynamic mass damper 10 will tilt according to its displacement. This makes it possible to deal with the relative displacement of the upper structure 1 and the lower structure 3 in the horizontal direction. However, in this configuration, the dynamic mass damper 10 is not held vertically. In the above-described embodiment, the pin joint is formed by the ball joint 11, but the present invention is not limited to this and may be a clevis.

第１変形例では、上端と下端のうちの一方（この例では下端）がリニアスライダー４１とリニアブロック４２によるローラー接合である。他方（この例では上端）はボールジョイントによるピン接合である。リニアスライダー４１は、下部構造３の上面に設けられており、リニアブロック４２は、ダイナミックマスダンパー１０の下端においてリニアスライダー４１上を摺動可能に設けられている。 In the first modification, one of the upper end and the lower end (lower end in this example) is a roller joint by the linear slider 41 and the linear block 42. The other (upper end in this example) is a pin joint with a ball joint. The linear slider 41 is provided on the upper surface of the lower structure 3, and the linear block 42 is slidably provided on the linear slider 41 at the lower end of the dynamic mass damper 10.

この場合、図１１に示すように、上部構造１と下部構造３との間に水平方向の相対変位が生じると、リニアブロック４２がリニアスライダー４１上を移動（摺動）する。これにより、ダイナミックマスダンパー１０は垂直に支持される。 In this case, as shown in FIG. 11, when a horizontal relative displacement occurs between the upper structure 1 and the lower structure 3, the linear block 42 moves (slides) on the linear slider 41. As a result, the dynamic mass damper 10 is vertically supported.

第２変形例では、上端と下端の両方をローラー接合としている。図１２Ａ～図１２Ｄに示すように、下部構造３の上面にはリニアスライダー４１がＹ方向に沿って配置されており、上部構造１の下面にはリニアスライダー４３がＸ方向に沿って配置されている。なお、Ｘ方向及びＹ方向は、ともに水平方向であり互いに直交する方向である。また、ダイナミックマスダンパー１０の下端には、リニアブロック４２がリニアスライダー４１対して摺動可能に設けられている。また、ダイナミックマスダンパー１０の上端には、リニアブロック４４がリニアスライダー４３に対して摺動可能に設けられている。 In the second modification, both the upper end and the lower end are roller-joined. As shown in FIGS. 12A to 12D, a linear slider 41 is arranged along the Y direction on the upper surface of the lower structure 3, and a linear slider 43 is arranged along the X direction on the lower surface of the upper structure 1. There is. The X direction and the Y direction are both horizontal directions and are orthogonal to each other. Further, a linear block 42 is slidably provided at the lower end of the dynamic mass damper 10 with respect to the linear slider 41. Further, a linear block 44 is slidably provided at the upper end of the dynamic mass damper 10 with respect to the linear slider 43.

以上の構成により、上部構造１と下部構造３と間の水平変位の方向が、図１２ＢのようにＸ方向、Ｙ方向のそれぞれに対して傾いている場合であっても、図１２Ｃ及び図１２Ｄに示すようにダイナミックマスダンパー１０を垂直に維持したまま移動させることができる。このように、第２変形例では、上部構造１と下部構造３が水平方向に変位する場合に、変位の方向に関わらずにダイナミックマスダンパー１０を垂直保持することができる。 With the above configuration, even when the direction of horizontal displacement between the upper structure 1 and the lower structure 3 is inclined with respect to each of the X direction and the Y direction as shown in FIG. 12B, FIGS. 12C and 12D As shown in, the dynamic mass damper 10 can be moved while being maintained vertically. As described above, in the second modification, when the upper structure 1 and the lower structure 3 are displaced in the horizontal direction, the dynamic mass damper 10 can be vertically held regardless of the displacement direction.

なお、リニアブロック４２及びリニアブロック４４としては、固定振動数を有する振動部材（例えばＨ形鋼）を用いるとよい。このように、ダイナミックマスダンパー１０の上端側と下端側の少なくとも一方の接合の取付部を振動部材とすることで、ダイナミックマスダンパー１０及び取付部から構成される部材の固有周期と建物の固有周期を同調させて、ダイナミックマスダンパー１０の振動を励起させることができる。これにより、上下方向の減衰をより大きくすることができる。また、図９及び図１０のピン接合の部位においても、ダイナミックマスダンパー１０の端（上端、下端）と構造体（上部構造１、下部構造３）間に振動部材を介入させてもよい。この場合も同様にダイナミックマスダンパー１０の振動を励起させることができ、上下方向の減衰をより大きくすることができる。なお、振動部材は、上記のＨ形鋼には限られず、例えば、鋼材や、コンクリート材を用いてもよい。 As the linear block 42 and the linear block 44, it is preferable to use a vibrating member having a fixed frequency (for example, H-shaped steel). In this way, by using the mounting portion of at least one of the upper end side and the lower end side of the dynamic mass damper 10 as a vibrating member, the natural period of the member composed of the dynamic mass damper 10 and the mounting portion and the natural period of the building Can be tuned to excite the vibration of the dynamic mass damper 10. This makes it possible to increase the attenuation in the vertical direction. Further, at the pin joining sites in FIGS. 9 and 10, a vibrating member may intervene between the ends (upper end, lower end) of the dynamic mass damper 10 and the structure (superstructure 1, lower structure 3). In this case as well, the vibration of the dynamic mass damper 10 can be excited, and the damping in the vertical direction can be further increased. The vibrating member is not limited to the above-mentioned H-shaped steel, and for example, a steel material or a concrete material may be used.

また、前述の実施形態では、上下減衰装置の一例としてダイナミックマスダンパー１０（回転マスダンパー）を用いていたが、これには限られず、他の減衰装置（例えば、摩擦ダンパー、オイルダンパーなど）を用いてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the dynamic mass damper 10 (rotary mass damper) is used as an example of the vertical damping device, but the present invention is not limited to this, and other damping devices (for example, friction damper, oil damper, etc.) may be used. You may use it.

図１３Ａ～図１３Ｃは、摩擦ダンパーの一例を示す概略断面図である。図１３Ａは初期状態、図１３Ｂは圧縮時、図１３Ｃは引張時の状態をそれぞれ示している。 13A to 13C are schematic cross-sectional views showing an example of a friction damper. 13A shows the initial state, FIG. 13B shows the state at the time of compression, and FIG. 13C shows the state at the time of tension.

図１３Ａ～図１３Ｃの摩擦ダンパー２００は、ロッド２１０、皿ばね部２１２、摩擦材２１４、シリンダー２１６を備えている。 The friction damper 200 of FIGS. 13A to 13C includes a rod 210, a disc spring portion 212, a friction material 214, and a cylinder 216.

ロッド２１０は直線棒状の軸部材である。ロッド２１０の上端はボールジョイント１１と接続されており、ロッド２１０の下端は、シリンダー２１６内に挿入されている。またロッド２１０の下端側（シリンダー２１６内）の側部には、皿ばね部２１２（弾性体に相当）を介して所定の摩擦係数の摩擦材２１４が設けられている。摩擦材２１４は、皿ばね部２１２によってシリンダー２１６の内壁に圧接されている。 The rod 210 is a straight rod-shaped shaft member. The upper end of the rod 210 is connected to the ball joint 11, and the lower end of the rod 210 is inserted into the cylinder 216. Further, a friction material 214 having a predetermined friction coefficient is provided on the side portion of the rod 210 on the lower end side (inside the cylinder 216) via a disc spring portion 212 (corresponding to an elastic body). The friction material 214 is pressed against the inner wall of the cylinder 216 by the disc spring portion 212.

シリンダー２１６は、上端が開放された略円筒形の部材である。シリンダー２１６の下端はボールジョイント１１と接続されている。図に示すように、シリンダー２１６の外径は上下方向の位置に関わらずに一定であり、内径は下側から上側に向かうにつれて小さくなっている。つまり、シリンダー２１６は、下側から上側に向かうにつれて側部の厚さが増している。 The cylinder 216 is a substantially cylindrical member with an open upper end. The lower end of the cylinder 216 is connected to the ball joint 11. As shown in the figure, the outer diameter of the cylinder 216 is constant regardless of the position in the vertical direction, and the inner diameter decreases from the lower side to the upper side. That is, the thickness of the side portion of the cylinder 216 increases from the lower side to the upper side.

この摩擦ダンパー２００の場合、圧縮時（圧縮領域）では、図１３Ｂに示すように、ロッド２１０とシリンダー２１６の内壁との間の距離が初期状態よりも大きくなる（換言すすると内径が大きい）。これにより、皿ばね部２１２の反力が小さくなり、摩擦材２１４とシリンダー２１６との間の圧接力（換言すると摩擦力）が小さくなる。すなわち減衰係数が小さくなる。 In the case of this friction damper 200, at the time of compression (compression region), as shown in FIG. 13B, the distance between the rod 210 and the inner wall of the cylinder 216 is larger than in the initial state (in other words, the inner diameter is large). As a result, the reaction force of the disc spring portion 212 becomes small, and the pressure contact force (in other words, the frictional force) between the friction material 214 and the cylinder 216 becomes small. That is, the attenuation coefficient becomes smaller.

これに対し、引張時（引張領域）では、図１３Ｃに示すように、ロッド２１０とシリンダー２１６の内壁との間の距離が初期状態よりも小さくなる（換言すると内径が小さい）。これにより、皿ばね部２１２の反力が大きくなり、摩擦材２１４とシリンダー２１６との間の圧接力（換言すると摩擦力）が大きくなる。すなわち、減衰係数が大きくなる。 On the other hand, at the time of tension (tension region), as shown in FIG. 13C, the distance between the rod 210 and the inner wall of the cylinder 216 is smaller than in the initial state (in other words, the inner diameter is small). As a result, the reaction force of the disc spring portion 212 becomes large, and the pressure contact force (in other words, the frictional force) between the friction material 214 and the cylinder 216 becomes large. That is, the attenuation coefficient becomes large.

よって、摩擦ダンパー２００においても、引張領域で発生する減衰力が圧縮領域で発生する減衰力よりも大きくなる。なお、摩擦ダンパー２００の上下を逆にして配置してもよい（以下のダンパーについても同様である）。 Therefore, even in the friction damper 200, the damping force generated in the tension region becomes larger than the damping force generated in the compression region. The friction damper 200 may be arranged upside down (the same applies to the following dampers).

また、図１４Ａ及び図１４Ｂは、摩擦ダンパーの別の例を示す概略断面図である。図１４Ａは初期状態及び圧縮時の状態、図１４Ｂは引張時の状態を示している。図１４Ａ及び図１４Ｂにおいて図１３Ａ～図１３Ｃ（摩擦ダンパー２００）と同一構成の部分には同一符号を付し説明を省略する。 14A and 14B are schematic cross-sectional views showing another example of the friction damper. FIG. 14A shows the initial state and the state at the time of compression, and FIG. 14B shows the state at the time of tension. In FIGS. 14A and 14B, the parts having the same configuration as those in FIGS. 13A to 13C (friction damper 200) are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

図１４Ａ及び図１４Ｂの摩擦ダンパー２００´は、ロッド２２０と回転体２２２を備えている。ロッド２２０は、ロッド２１０と同様の軸部材であり、上端はボールジョイント１１に接続され、下端はシリンダー２１６内に挿入されている。また、ロッド２２０には、外周に螺旋状のねじ溝２２１が形成されている。 The friction damper 200'of FIGS. 14A and 14B includes a rod 220 and a rotating body 222. The rod 220 is a shaft member similar to the rod 210, and the upper end is connected to the ball joint 11 and the lower end is inserted into the cylinder 216. Further, the rod 220 is formed with a spiral thread groove 221 on the outer periphery thereof.

回転体２２２は、ロッド２２０においてねじ溝２２１の形成部分の外側を囲むように設けられている。また、回転体２２２は、ロッド２２０の周方向に回転可能に設けられている。回転体２２２の外側には皿ばね部２１２を介して摩擦材２１４が設けられており、摩擦材２１４は、皿ばね部２１２によってシリンダー２１６の内壁に圧接されている。なお、回転体２２２とねじ溝２２１との間には不図示の複数のボール（例えば金属球）が配置されている。 The rotating body 222 is provided so as to surround the outside of the formed portion of the thread groove 221 in the rod 220. Further, the rotating body 222 is provided so as to be rotatable in the circumferential direction of the rod 220. A friction material 214 is provided on the outside of the rotating body 222 via a disc spring portion 212, and the friction material 214 is pressed against the inner wall of the cylinder 216 by the disc spring portion 212. A plurality of balls (for example, metal balls) (not shown) are arranged between the rotating body 222 and the thread groove 221.

圧縮時（初期状態を含む）では、図１４Ａに示すように、シリンダー２１６の内径が大きくなるので、皿ばね部２１２の反力が小さくなる（摩擦材２１４とシリンダー２１６との間の摩擦力が小さくなる）。このため、回転体２２２は、ロッド２２０の軸方向（上下方向）に軸運動（直線運動）する。これにより、摩擦材２１４の吸収エネルギーが小さくなる。 During compression (including the initial state), as shown in FIG. 14A, the inner diameter of the cylinder 216 is large, so that the reaction force of the disc spring portion 212 is small (the frictional force between the friction material 214 and the cylinder 216 is small). Become smaller). Therefore, the rotating body 222 makes an axial motion (linear motion) in the axial direction (vertical direction) of the rod 220. As a result, the absorbed energy of the friction material 214 is reduced.

これに対し、引張時では、図１４Ｂに示すように、シリンダー２１６の内径が小さくなるので、皿ばね部２１２の反力が大きくなる（摩擦材２１４とシリンダー２１６との間の摩擦力が大きくなる）。このため、回転体２２２の軸運動が拘束され、回転体２２２がロッド２２０の周方向に回転運動するようになる。これにより、摩擦材２１４の摺動距離が増加するため吸収エネルギーが大きくなる。 On the other hand, at the time of tension, as shown in FIG. 14B, the inner diameter of the cylinder 216 becomes smaller, so that the reaction force of the disc spring portion 212 becomes larger (the frictional force between the friction material 214 and the cylinder 216 becomes larger). ). Therefore, the axial movement of the rotating body 222 is restrained, and the rotating body 222 rotates in the circumferential direction of the rod 220. As a result, the sliding distance of the friction material 214 increases, so that the absorbed energy increases.

よって、摩擦ダンパー２００´においても、引張領域で発生する減衰力が圧縮領域で発生する減衰力よりも大きくなる。 Therefore, even in the friction damper 200', the damping force generated in the tension region becomes larger than the damping force generated in the compression region.

また、図１５Ａ～図１５Ｃは、オイルダンパーの一例を示す概略断面図である。図１５Ａは初期状態、図１５Ｂは圧縮時、図１５Ｃは引張時の状態をそれぞれ示している。また、図１６Ａ～１６Ｃは、それぞれ、図１５Ａ～図１５Ｃを模式的に示した回路図である。 15A to 15C are schematic cross-sectional views showing an example of an oil damper. 15A shows the initial state, FIG. 15B shows the state at the time of compression, and FIG. 15C shows the state at the time of tension. 16A to 16C are circuit diagrams schematically showing FIGS. 15A to 15C, respectively.

図１５Ａ～図１５Ｃに示すオイルダンパー２００″は、ロッド２３０、ピストン２３２、リザーバタンク２３４、シリンダー２３６、シール材２３８を備えている。オイルダンパー２００″内には、粘性流体であるオイルが収容されている。 The oil damper 200 ″ shown in FIGS. 15A to 15C includes a rod 230, a piston 232, a reservoir tank 234, a cylinder 236, and a sealing material 238. The oil damper 200 ″ contains oil as a viscous fluid. ing.

ロッド２３０は、直線棒状の軸部材である。ロッド２３０の上端はボールジョイント１１と接続されており、ロッド２３０の下端（先端に相当）はピストン２３２と接続されている。なお、ロッド２３０は、シリンダー２３６の上端面を貫通しており、軸方向（ここでは上下方向）に移動可能である。 The rod 230 is a straight rod-shaped shaft member. The upper end of the rod 230 is connected to the ball joint 11, and the lower end (corresponding to the tip) of the rod 230 is connected to the piston 232. The rod 230 penetrates the upper end surface of the cylinder 236 and can move in the axial direction (here, the vertical direction).

ピストン２３２は、シリンダー２３６の内側の中空部内に配置されており、当該中空部を第１オイル収容室２４１と第２オイル収容室２４２とに区画している。また、ピストン２３２には低減衰弁２３３ａ（第１減衰弁に相当）及び高減衰弁２３３ｂ（第２減衰弁に相当）が形成されている。そして、低減衰弁２３３ａ及び高減衰弁２３３ｂを介して第１オイル収容室２４１と第２オイル収容室２４２とが連通している。なお、低減衰弁２３３ａは、第２オイル収容室２４２から第１オイル収容室２４１の側のみにオイルを流す弁であり、低減衰の（抵抗が小さい）弁である。高減衰弁２３３ｂは、第１オイル収容室２４１から第２オイル収容室２４２の側のみにオイルを流す弁であり、高減衰の（抵抗が大きい）弁である。 The piston 232 is arranged in a hollow portion inside the cylinder 236, and the hollow portion is divided into a first oil storage chamber 241 and a second oil storage chamber 242. Further, the piston 232 is formed with a low damping valve 233a (corresponding to the first damping valve) and a high damping valve 233b (corresponding to the second damping valve). The first oil accommodating chamber 241 and the second oil accommodating chamber 242 communicate with each other via the low damping valve 233a and the high damping valve 233b. The low damping valve 233a is a valve that allows oil to flow only from the second oil storage chamber 242 to the first oil storage chamber 241 side, and is a low damping valve (with low resistance). The high damping valve 233b is a valve that allows oil to flow only on the side of the first oil storage chamber 241 to the second oil storage chamber 242, and is a high damping (high resistance) valve.

リザーバタンク２３４は、余分なオイルを一時貯蔵するためのタンクであり、シリンダー２３６の内側（シリンダー２３６の内壁と中空部との間）に設けられている。リザーバタンク２３４と第２オイル収容室２４２との間には、吸込弁２３５ａと低減衰弁２３５ｂが設けられている。すなわち、吸込弁２３５ａ及び低減衰弁２３５ｂを介してリザーバタンク２３４と第２オイル収容室２４２とが連通している。吸込弁２３５ａは、リザーバタンク２３４から第２オイル収容室２４２の側のみにオイルを流す（第２オイル収容部２４２にオイルを吸込ませる）ための弁である。低減衰弁２３５ｂは、第２オイル収容室２４２からリザーバタンク２３４の側のみにオイルを流す弁であり、低減衰の（抵抗が小さい）弁である。 The reservoir tank 234 is a tank for temporarily storing excess oil, and is provided inside the cylinder 236 (between the inner wall of the cylinder 236 and the hollow portion). A suction valve 235a and a low damping valve 235b are provided between the reservoir tank 234 and the second oil storage chamber 242. That is, the reservoir tank 234 and the second oil accommodating chamber 242 communicate with each other via the suction valve 235a and the low damping valve 235b. The suction valve 235a is a valve for allowing oil to flow only from the reservoir tank 234 to the side of the second oil accommodating chamber 242 (to suck the oil into the second oil accommodating portion 242). The low damping valve 235b is a valve that allows oil to flow only from the second oil storage chamber 242 to the side of the reservoir tank 234, and is a low damping (low resistance) valve.

シリンダー２３６は、円筒形状の部材であり、下端はボールジョイント１１と接続されている。前述したように、シリンダー２３６内には、リザーバタンク２３４を介して中空部が設けられており、当該中空部は、ピストン２３２により第１オイル収容室２４１と第２オイル収容室２４２とに区画されている。 The cylinder 236 is a cylindrical member, and the lower end thereof is connected to the ball joint 11. As described above, a hollow portion is provided in the cylinder 236 via a reservoir tank 234, and the hollow portion is divided into a first oil storage chamber 241 and a second oil storage chamber 242 by a piston 232. ing.

シール材２３８は、シリンダー２３６とロッド２３０との間の隙間を埋めて密封するための部材である。 The sealing material 238 is a member for filling and sealing the gap between the cylinder 236 and the rod 230.

以上の構成により、圧縮時（圧縮領域）では、図１５Ｂに示すように、ピストン２３２の移動によって、第２オイル収容室２４２の容量が小さくなり、第１オイル収容室２４１の容量が大きくなる。このため、図１５Ｂ、図１６Ｂに示すように、第２オイル収容室２４２のオイルが、低減衰弁２３３ａを通って第１オイル収容室２４１に流れる。また、第２オイル収容室２４２のオイルが、低減衰弁２３５ｂを通ってリザーバタンク２３４に流れる。よって、この場合、オイルは低減衰弁２３３ａや低減衰弁２３５ｂを通るため抵抗が小さい（減衰係数が小さい）。 With the above configuration, during compression (compression region), as shown in FIG. 15B, the capacity of the second oil storage chamber 242 becomes smaller and the capacity of the first oil storage chamber 241 increases due to the movement of the piston 232. Therefore, as shown in FIGS. 15B and 16B, the oil in the second oil storage chamber 242 flows into the first oil storage chamber 241 through the low damping valve 233a. Further, the oil in the second oil storage chamber 242 flows through the low damping valve 235b to the reservoir tank 234. Therefore, in this case, the oil passes through the low damping valve 233a and the low damping valve 235b, so that the resistance is small (the damping coefficient is small).

これに対し、引張時（引張領域）では、図１５Ｃに示すように、ピストン２３２の移動によって、第１オイル収容室２４１の容量が小さくなり、第２オイル収容室２４２の容量が大きくなる。このため、図１５Ｃ、図１６Ｃに示すように、第１オイル収容室２４１のオイルが、低減衰弁２３３ｂを通って第２オイル収容室２４２に流れる。また、リザーバタンク２３４のオイルが吸込弁２３５ａを通って第２オイル収容室２４２に流れる。よって、この場合、オイルは高減衰弁２３３ｂを通るため抵抗が大きい（減衰係数が大きい）。 On the other hand, during tension (tension region), as shown in FIG. 15C, the capacity of the first oil storage chamber 241 becomes smaller and the capacity of the second oil storage chamber 242 becomes larger due to the movement of the piston 232. Therefore, as shown in FIGS. 15C and 16C, the oil in the first oil storage chamber 241 flows to the second oil storage chamber 242 through the low damping valve 233b. Further, the oil in the reservoir tank 234 flows through the suction valve 235a to the second oil storage chamber 242. Therefore, in this case, the oil passes through the high damping valve 233b, so that the resistance is large (the damping coefficient is large).

よって、オイルダンパー２００″においても、引張領域で発生する減衰力が圧縮領域で発生する減衰力よりも大きくなる。 Therefore, even in the oil damper 200 ″, the damping force generated in the tension region becomes larger than the damping force generated in the compression region.

＜積層ゴム２０について＞
前述の実施形態では復元機構として積層ゴム２０を用いていたが、これには限られない。例えば、ばね等を用いてもよい。 <About laminated rubber 20>
In the above-described embodiment, the laminated rubber 20 is used as the restoration mechanism, but the present invention is not limited to this. For example, a spring or the like may be used.

＜摩擦皿ばね支承３０について＞
摩擦皿ばね支承３０の構成は前述したものには限られない。また、摩擦皿ばね支承３０の構成が、前述の実施形態と上下逆であってもよい。つまり、上部構造１に滑り板３１を設け、滑り材３２を滑り板３１に向けて圧接させてもよい。また、摩擦皿ばね支承以外の支承（例えば、転がり支承）を用いてもよい。また、水平方向の振動を減衰する装置として、例えばダンパー（オイルダンパー、摩擦ダンパー等）を用いてもよい。 <About friction disc spring bearing 30>
The configuration of the friction disc spring bearing 30 is not limited to that described above. Further, the configuration of the friction disc spring support 30 may be upside down from the above-described embodiment. That is, the sliding plate 31 may be provided in the superstructure 1 and the sliding material 32 may be pressed against the sliding plate 31. Further, a bearing other than the friction disc spring bearing (for example, a rolling bearing) may be used. Further, as a device for attenuating the vibration in the horizontal direction, for example, a damper (oil damper, friction damper, etc.) may be used.

１上部構造、３下部構造、５免震層、
１０，１０´ ダイナミックマスダンパー（上下減衰装置）、
１１ボールジョイント、１２ねじ軸、１２ａねじ溝、１２ｂねじ溝、
１３ボールナット、１３Ａ第１ボールナット、１３Ｂ第２ボールナット、
１４軸受け、１４ａ摩擦材、１４ｂ皿ばね部、
１４Ａ第１軸受け、１４Ｂ第２軸受け、
１５付加錘、１５Ａ第１付加錘、１５Ｂ第２付加錘、
１６内筒、１６´ 外筒、
１７粘性体、１７Ａ第１粘性体、１７Ｂ第２粘性体、
１８ａボールベアリング、１８ｂボールベアリング、１９ストッパー、
２０積層ゴム、２１積層体、２１a 鋼板、２１ｂゴム層、
２２上フランジ板、２３下フランジ板、
３０摩擦皿ばね支承、３１滑り板、
３２滑り材、３３皿ばね部、３３ｓ皿ばね積層体、
４１リニアスライダー、４２リニアブロック、
４３リニアスライダー、４４リニアブロック、
１００ダイナミックマスダンパー（参考例）、１２１ねじ溝、
１４１摩擦材、１４２皿ばね部、
１４３摩擦材、１４４皿ばね部、
１８１，１８２,１８３，１８４ボールベアリング、
２００摩擦ダンパー、２００´ 摩擦ダンパー、２００″ オイルダンパー、
２１０ロッド、２１２皿ばね部（弾性体）、２１４摩擦材、２１６シリンダー、
２２０ロッド、２２１ねじ溝、２２２回転体、
２３０ロッド、２３２ピストン、
２３３ａ低減衰弁（第１減衰弁）、２３３ｂ高減衰弁（第２減衰弁）、
２３４リザーバタンク、２３５ａ吸込弁、２３５ｂ低減衰弁、
２３６シリンダー、２３８シール材、
２４１第１オイル収容室、２４２第２オイル収容室、
３３１下部筒体、３３２上部筒体、
３３３ボルト、３３４ナット 1 superstructure, 3 substructure, 5 seismic isolation layer,
10,10'Dynamic mass damper (vertical damping device),
11 ball joint, 12 thread shaft, 12a thread groove, 12b thread groove,
13 ball nut, 13A 1st ball nut, 13B 2nd ball nut,
14 bearing, 14a friction material, 14b disc spring part,
14A 1st bearing, 14B 2nd bearing,
15 additional weight, 15A first additional weight, 15B second additional weight,
16 inner cylinder, 16'outer cylinder,
17 viscous body, 17A first viscous body, 17B second viscous body,
18a ball bearings, 18b ball bearings, 19 stoppers,
20 laminated rubber, 21 laminated body, 21a steel plate, 21b rubber layer,
22 upper flange plate, 23 lower flange plate,
30 Friction disc spring bearings, 31 Sliding plates,
32 Sliding material, 33 Belleville spring part, 33s Belleville spring laminate,
41 linear slider, 42 linear block,
43 linear slider, 44 linear block,
100 Dynamic Mass Damper (Reference Example), 121 Thread Groove,
141 Friction material, 142 Belleville spring,
143 Friction material, 144 Belleville spring part,
181,182,183,184 ball bearings,
200 Friction Damper, 200'Friction Damper, 200 ″ Oil Damper,
210 rod, 212 disc spring part (elastic body), 214 friction material, 216 cylinder,
220 rod, 221 thread groove, 222 rotating body,
230 rod, 232 piston,
233a Low damping valve (first damping valve), 233b High damping valve (second damping valve),
234 Reservoir tank, 235a suction valve, 235b low damping valve,
236 cylinders, 238 sealants,
241 1st oil storage room, 242 2nd oil storage room,
331 lower cylinder, 332 upper cylinder,
333 bolts, 334 nuts

Claims

上部構造と下部構造との間の免震層に、上端が前記上部構造に接続され、且つ、下端が前記下部構造に接続されて上下方向の引張と圧縮の振動を減衰する上下減衰装置であって、引張領域において前記上端と前記下端が所定速度で相対変位するときに発生する減衰力が、圧縮領域において前記上端と前記下端が前記所定速度で相対変位するときに発生する減衰力よりも大きい上下減衰装置を備える、
ことを特徴とする免震構造。 A vertical damping device in which the upper end is connected to the upper structure and the lower end is connected to the lower structure in the seismic isolation layer between the upper structure and the lower structure to attenuate the vibration of tension and compression in the vertical direction. The damping force generated when the upper end and the lower end are relatively displaced at a predetermined speed in the tension region is larger than the damping force generated when the upper end and the lower end are relatively displaced at a predetermined speed in the compression region. Equipped with a vertical damping device,
Seismic isolation structure characterized by that.

請求項１に記載の免震構造であって、
前記上下減衰装置は、
前記上端または前記下端に設けられ、外周に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、
前記ねじ軸の外側に設けられた質量体と、
前記ねじ軸の直線運動を、前記質量体の回転運動に変換する変換機構と、
を備え、
前記引張領域のときに前記質量体を回転させる前記ねじ溝のピッチは、前記圧縮領域のときに前記質量体を回転させる前記ねじ溝のピッチよりも細かい、
ことを特徴とする免震構造。 The seismic isolation structure according to claim 1.
The vertical damping device is
A screw shaft provided at the upper end or the lower end and having a spiral thread groove formed on the outer periphery, and a screw shaft.
A mass body provided on the outside of the screw shaft and
A conversion mechanism that converts the linear motion of the screw axis into the rotational motion of the mass body,
Equipped with
The pitch of the thread groove that rotates the mass body in the tension region is finer than the pitch of the thread groove that rotates the mass body in the compression region.
Seismic isolation structure characterized by that.

請求項１に記載の免震構造であって、
前記上下減衰装置は、
前記上端または前記下端に設けられ、外周に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、
前記ねじ軸の外側に前記上下方向に並んで設けられた第１質量体及び第２質量体と、
前記圧縮領域では、前記ねじ軸の直線運動を、前記第１質量体のみが回転する回転運動に変換し、前記引張領域では、前記ねじ軸の直線運動を、前記第１質量体と前記第２質量体がともに回転する回転運動に変換する変換機構と、
を備える、ことを特徴とする免震構造。 The seismic isolation structure according to claim 1.
The vertical damping device is
A screw shaft provided at the upper end or the lower end and having a spiral thread groove formed on the outer periphery, and a screw shaft.
The first mass body and the second mass body provided side by side in the vertical direction on the outside of the screw shaft,
In the compression region, the linear motion of the screw shaft is converted into a rotational motion in which only the first mass body rotates, and in the tension region, the linear motion of the screw shaft is converted into the first mass body and the second mass body. A conversion mechanism that converts the mass into a rotational motion that rotates together,
A seismic isolation structure characterized by being equipped with.

請求項１に記載の免震構造であって、
前記上下減衰装置は、
前記上端または前記下端の一方に設けられたロッドと、
前記上端または前記下端の他方に設けられ、前記ロッドが前記上下方向に移動可能に挿入されたシリンダーと、
前記ロッドの側部に弾性体を介して設けられ、前記弾性体によって前記シリンダーの内壁に圧接される摩擦材と、
を備えた摩擦ダンパーであり、
前記シリンダーは、前記引張領域のとき前記摩擦材と圧接する部位の内径が、前記圧縮領域のとき前記摩擦材と圧接する部位の内径よりも小さい、
ことを特徴とする免震構造。 The seismic isolation structure according to claim 1.
The vertical damping device is
With the rod provided at either the upper end or the lower end,
A cylinder provided at the upper end or the other of the lower end and into which the rod is movably inserted in the vertical direction.
A friction material provided on the side of the rod via an elastic body and pressed against the inner wall of the cylinder by the elastic body.
Is a friction damper equipped with
In the cylinder, the inner diameter of the portion that is in pressure contact with the friction material in the tension region is smaller than the inner diameter of the portion that is in pressure contact with the friction material in the compression region.
Seismic isolation structure characterized by that.

請求項１に記載の免震構造であって、
前記上下減衰装置は、
前記上端または前記下端の一方に設けられ外周に螺旋状のねじ溝が形成されたロッドと、
前記上端または前記下端の他方に設けられ、前記ロッドが前記上下方向に移動可能に挿入されたシリンダーと、
前記シリンダー内において前記ロッドの外側に回転可能に設けられた回転体と、
前記回転体の外側に弾性体を介して設けられ、前記弾性体によって前記シリンダーの内壁に圧接される摩擦材と、
を備えた摩擦ダンパーであり、
前記シリンダーは、前記引張領域のとき前記摩擦材と圧接する部位の内径が、前記圧縮領域のとき前記摩擦材と圧接する部位の内径よりも小さく、
前記圧縮領域では前記回転体が直線運動し、前記引張領域では前記回転体が回転運動する、
ことを特徴とする免震構造。 The seismic isolation structure according to claim 1.
The vertical damping device is
A rod provided on either the upper end or the lower end and having a spiral threaded groove formed on the outer periphery thereof.
A cylinder provided at the upper end or the other of the lower end and into which the rod is movably inserted in the vertical direction.
A rotating body rotatably provided on the outside of the rod in the cylinder,
A friction material provided on the outside of the rotating body via an elastic body and pressed against the inner wall of the cylinder by the elastic body.
Is a friction damper equipped with
In the cylinder, the inner diameter of the portion that is in pressure contact with the friction material in the tension region is smaller than the inner diameter of the portion that is in pressure contact with the friction material in the compression region.
In the compression region, the rotating body moves linearly, and in the tension region, the rotating body moves rotationally.
Seismic isolation structure characterized by that.

請求項１に記載の免震構造であって、
前記上下減衰装置は、
前記上端または前記下端の一方に設けられたロッドと、
前記上端または前記下端の他方に設けられ、前記ロッドが前記上下方向に移動可能に挿入される中空部を有するシリンダーと、
前記ロッドに接続され、前記中空部を第１オイル収容室と第２オイル収容室に区画するピストンであって、前記圧縮領域では、前記第２オイル収容室の容量を小さくする側に移動し、前記引張領域では、前記第１オイル収容室の容量を小さくする側に移動するピストンと、
前記第１オイル収容室及び前記第２オイル収容室に収容されるオイルと、
前記圧縮領域のとき前記第２オイル収容室から前記第１オイル収容室に前記オイルを流す第１減衰弁と、
前記引張領域のとき前記第１オイル収容室から前記第２オイル収容室に前記オイルを流す第２減衰弁と、
を備えたオイルダンパーであり、
前記第２減衰弁は前記第１減衰弁よりも前記オイルを流す際の抵抗が大きい、
ことを特徴とする免震構造。 The seismic isolation structure according to claim 1.
The vertical damping device is
With the rod provided at either the upper end or the lower end,
A cylinder provided at the upper end or the other of the lower end and having a hollow portion into which the rod is movably inserted in the vertical direction.
A piston connected to the rod and partitioning the hollow portion into a first oil storage chamber and a second oil storage chamber, and in the compression region, the piston moves to the side where the capacity of the second oil storage chamber is reduced. In the tension region, a piston that moves to the side that reduces the capacity of the first oil storage chamber , and
The oil stored in the first oil storage chamber and the second oil storage chamber , and
In the compression region, the first damping valve for flowing the oil from the second oil storage chamber to the first oil storage chamber,
A second damping valve for flowing the oil from the first oil accommodating chamber to the second oil accommodating chamber in the tension region.
It is an oil damper equipped with
The second damping valve has a higher resistance when flowing the oil than the first damping valve.
Seismic isolation structure characterized by that.

請求項１乃至請求項６の何れかに記載の免震構造であって、
前記上下減衰装置の前記上端と前記上部構造との接合、及び、前記上下減衰装置の前記下端と前記下部構造との接合はピン接合である、
ことを特徴とする免震構造。 The seismic isolation structure according to any one of claims 1 to 6.
The joining between the upper end of the vertical damping device and the superstructure, and the joining between the lower end of the vertical damping device and the lower structure are pin joints.
Seismic isolation structure characterized by that.

請求項１乃至請求項６の何れかに記載の免震構造であって、
前記上下減衰装置の前記上端と前記上部構造との接合と、前記上下減衰装置の前記下端と前記下部構造との接合のうちの一方はピン接合であり、他方はローラー接合である、
ことを特徴とする免震構造。 The seismic isolation structure according to any one of claims 1 to 6.
One of the joint between the upper end of the vertical damping device and the superstructure and the joint between the lower end of the vertical damping device and the lower structure is a pin joint and the other is a roller joint.
Seismic isolation structure characterized by that.

請求項１乃至請求項６の何れかに記載の免震構造であって、
前記上下減衰装置の前記上端と前記上部構造との接合、及び、前記上下減衰装置の前記下端と前記下部構造との接合はローラー接合である、
ことを特徴とする免震構造。 The seismic isolation structure according to any one of claims 1 to 6.
The joining between the upper end of the vertical damping device and the superstructure, and the joining between the lower end of the vertical damping device and the lower structure are roller joining.
Seismic isolation structure characterized by that.

請求項７乃至請求項９の何れかに記載の免震構造であって、
前記上下減衰装置の前記上端と前記上部構造との接合、及び、前記上下減衰装置の前記下端と前記下部構造との接合の少なくとも一方の接合の取付部が振動部材である、
ことを特徴とする免震構造。 The seismic isolation structure according to any one of claims 7 to 9.
The attachment portion of at least one of the joint between the upper end of the vertical damping device and the superstructure and the joint between the lower end of the vertical damping device and the lower structure is a vibration member.
Seismic isolation structure characterized by that.

請求項１乃至請求項１０の何れかに記載の免震構造であって、
前記上下減衰装置は、前記上下方向の振動モード、及び、前記上部構造が前記下部構造に対して回動する振動モードに対して同調するように設計されている
ことを特徴とする免震構造。 The seismic isolation structure according to any one of claims 1 to 10.
The vertical damping device is a seismic isolation structure characterized by being designed to be synchronized with a vibration mode in the vertical direction and a vibration mode in which the upper structure rotates with respect to the lower structure.