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JP2807666B2 - Seismic isolation device - Google Patents
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JP2807666B2 - Seismic isolation device - Google Patents

Seismic isolation device

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JP2807666B2
JP2807666B2 JP30728696A JP30728696A JP2807666B2 JP 2807666 B2 JP2807666 B2 JP 2807666B2 JP 30728696 A JP30728696 A JP 30728696A JP 30728696 A JP30728696 A JP 30728696A JP 2807666 B2 JP2807666 B2 JP 2807666B2
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bellows
seismic isolation
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metal flexible
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誠一郎 山崎
道明 鈴木
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Kawasaki Jukogyo KK
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、地震等の地殻変動
により建物等の構造物に発生する振動を低減して、構造
物を振動から保護し、特に三次元免震を可能にする免震
装置の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a seismic isolation system that reduces vibrations generated in structures such as buildings due to crustal deformation such as earthquakes, protects the structures from vibrations, and in particular, enables three-dimensional seismic isolation. It relates to improvement of the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】三次元免震を可能にする免震装置として
は、特開平7−173955号公報に記載のものがあ
る。図4に示すように免震装置50は、構造物基礎51
と構造物52との間に配されるもので、積層ゴム体53
と空気ばね装置54とを具備し、空気ばね装置54は積
層ゴム体53と構造物52との間に図5に示すように高
圧空気収容室55,56を形成するために、一端が積層
ゴム体53に取り付けられた中間座57に連結され、他
端が構造物52に取り付けられた上部座58に連結され
た金属製の内側可撓性ベローズ59及び該内側可撓性ベ
ローズ59と同心に金属製の外側可撓性ベローズ60を
具備して成るものである。
2. Description of the Related Art An example of a seismic isolation device that enables three-dimensional seismic isolation is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-173955. As shown in FIG. 4, the seismic isolation device 50 includes a structure foundation 51.
And a structure 52, and a laminated rubber body 53
And an air spring device 54. One end of the air spring device 54 has a laminated rubber member to form high-pressure air storage chambers 55 and 56 between the laminated rubber body 53 and the structure 52 as shown in FIG. 5. A metal inner flexible bellows 59 connected to an intermediate seat 57 attached to the body 53 and the other end connected to an upper seat 58 attached to the structure 52, and concentric with the inner flexible bellows 59; It comprises an outer flexible bellows 60 made of metal.

【0003】ところで、上記免震装置50は、空気ばね
装置54に高圧空気収容室55,56を形成するため
に、金属製内側可撓性ベローズ59及び金属製外側可撓
性ベローズ60の二重ベローズが必要となって免震装置
の外径が大きくなる。また、内外の可撓性ベローズ5
9,60の個々の強度はそれぞれ独立に保持されなけれ
ばならない。さらに、構造物52に発生する振動により
可撓性ベローズ59,60に繰り返し伸縮応力が生じた
場合、ベローズの山または谷の周方向に金属疲労により
細いクラックが入ることがある。内側あるいは外側のベ
ローズにクラックが入ると、高圧空気収容室55あるい
は56内の圧力が低下するが、もう一つのベローズ内の
圧力を調整して一つのベローズの破損前と同じ支持荷重
が得られるように設計されている。
The seismic isolation device 50 has a double-layer structure of a metal inner flexible bellows 59 and a metal outer flexible bellows 60 in order to form the high-pressure air storage chambers 55 and 56 in the air spring device 54. Bellows are required and the outer diameter of the seismic isolation device increases. In addition, the inner and outer flexible bellows 5
The 9,60 individual strengths must be maintained independently of each other. Furthermore, when the flexible bellows 59 and 60 repeatedly generate expansion and contraction stress due to the vibration generated in the structure 52, a thin crack may be formed in the circumferential direction of the peak or valley of the bellows due to metal fatigue. If a crack occurs in the inner or outer bellows, the pressure in the high-pressure air storage chamber 55 or 56 decreases, but the pressure in the other bellows is adjusted to obtain the same supporting load as before the damage of one bellows. It is designed to be.

【0004】上記高圧空気収容室55,56は、二重に
なっているため同時に破損する確率は非常に小さいが、
同時に破損した場合でも構造物の倒壊を防止するため
に、図6に示すように可撓性ベローズ59,60を囲む
円筒体61の内周側に厚肉積層ゴム体62を設けた免震
装置50′が提案されている。しかし外径がさらに大き
くなり、免震装置50′の設置に大きな場所を必要とす
るようになる。
[0004] Although the high-pressure air storage chambers 55 and 56 are doubled, the probability of simultaneous damage is extremely small.
A seismic isolation device in which a thick laminated rubber body 62 is provided on the inner peripheral side of a cylindrical body 61 surrounding flexible bellows 59 and 60 as shown in FIG. 50 'has been proposed. However, the outer diameter is further increased, and a large space is required for installing the seismic isolation device 50 '.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、二重
ベローズを用いず、免震装置の外径を小さくし、また強
度を向上させて損傷しにくくすると共に、損傷が生じて
も高圧空気収容室内の圧力が低下せず、空気ばね装置の
機能が低下しないようにした免震装置を提供しようとす
るものである。
Accordingly, the present invention does not use a double bellows, reduces the outer diameter of the seismic isolation device, improves the strength of the device, makes it harder to damage, and provides high-pressure air even if damage occurs. An object of the present invention is to provide a seismic isolation device in which the pressure in the accommodation chamber does not decrease and the function of the air spring device does not decrease.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の免震装置は、構造物基礎と構造物との間に配
され、積層ゴム体と空気ばね装置とより成る免震装置に
おいて、空気ばね装置は、積層ゴム体と構造物との間に
設けられ、一端が積層ゴム体に取り付けられた中間座に
連結され、他端が構造物に取り付けられた上部座に連結
されて内部に高圧空気収容室が形成された金属製可撓ベ
ローズを具備し、該金属製可撓ベローズは、断面U形の
山と谷が交互に連続する内側ベローズと、該内側ベロー
ズの外周面に沿った空隙保持材と、該空隙保持材の外周
面に沿い断面U形の山と谷が交互に連続する外側ベロー
ズとが、積層一体成形されていることを特徴とするもの
である。
A seismic isolation device according to the present invention for solving the above-mentioned problems is provided between a structural foundation and a structure, and comprises a laminated rubber body and an air spring device. In the air spring device, the air spring device is provided between the laminated rubber body and the structure, one end is connected to an intermediate seat attached to the laminated rubber body, and the other end is connected to an upper seat attached to the structure. A metal flexible bellows having a high-pressure air accommodating chamber formed therein is provided. The metal flexible bellows includes an inner bellows having a U-shaped cross section with alternating peaks and valleys, and an outer peripheral surface of the inner bellows. A gap holding material extending along the outer circumference of the gap holding material and a bellows having a U-shaped cross section alternately continuous along the outer peripheral surface of the gap holding material are laminated and integrally formed.

【0007】上記の免震装置において、金属製可撓ベロ
ーズの内側ベローズと外側ベローズとの空隙にガスが充
填されて、ベローズ内外の圧力の中間の圧力になされて
いることが好ましい。
In the above-described seismic isolation device, it is preferable that the gap between the inner bellows and the outer bellows of the metal flexible bellows is filled with gas so that the pressure is set to an intermediate pressure between the pressure inside and outside the bellows.

【0008】上記の各免震装置において、金属製可撓ベ
ローズの空隙保持材は、ワイヤメッシュ又はスパイラル
材若しくは周方向に等角度間隔に管軸方向に沿って配し
た帯材であることが好ましい。
[0008] In each of the above seismic isolation devices, the gap holding material of the metal flexible bellows is preferably a wire mesh or a spiral material or a band material arranged along the pipe axis at equal angular intervals in the circumferential direction. .

【0009】上記の各免震装置において、金属製可撓ベ
ローズの外側に、補強リングが設けられていることが好
ましい。
In each of the above seismic isolation devices, a reinforcing ring is preferably provided outside the metal flexible bellows.

【0010】上記各免震装置において、金属製可撓ベロ
ーズは中間座と共に、上部座から垂設した円筒体に被わ
れ、該円筒体の内周側に、金属製可撓ベローズが所定量
圧縮された際、中間座に押圧せしめられる環状厚肉積層
ゴム体が設けられていることが好ましい。
In each of the above seismic isolation devices, the metal flexible bellows and the intermediate seat are covered by a cylindrical body vertically suspended from the upper seat, and the metal flexible bellows is compressed by a predetermined amount on the inner peripheral side of the cylindrical body. It is preferable that an annular thick laminated rubber body to be pressed against the intermediate seat when provided is provided.

【0011】上記の免震装置において、高圧空気収容室
及び金属製可撓ベローズの内側ベローズと外側ベローズ
との空隙は、コンプレッサが接続された高圧タンク内部
とストップバルブ及び圧力調整用注入バルブを介在して
連通され、且つストップバルブ及び圧力調整用放出バル
ブを介して大気に開放されるようになされていることが
好ましい。
In the above-described seismic isolation device, the gap between the high-pressure air storage chamber and the inner and outer bellows of the metal flexible bellows is interposed between the inside of the high-pressure tank to which the compressor is connected, the stop valve, and the pressure adjusting injection valve. It is preferable that they are connected to each other and that they are opened to the atmosphere via a stop valve and a pressure control release valve.

【0012】この免震装置において、構造物に与えられ
る振動を検出する振動検出手段と、高圧空気収容室及び
空隙の圧力を検出する圧力検出器と、前記振動検出手段
からの振動検出信号及び圧力検出器からの圧力検出信号
に応じて各バルブの開度を制御し、高圧空気収容室及び
空隙の圧力を調整する制御手段とを備えていることが好
ましい。
In this seismic isolation device, a vibration detecting means for detecting vibration applied to the structure, a pressure detector for detecting the pressure in the high-pressure air storage chamber and the gap, a vibration detection signal and a pressure from the vibration detecting means It is preferable to include a control unit that controls the degree of opening of each valve according to a pressure detection signal from the detector to adjust the pressure in the high-pressure air storage chamber and the gap.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明の免震装置の好ましい実施
形態を図によって説明する。図1において、免震装置1
は構造物基礎2と構造物3との間に配され、積層ゴム体
4と空気ばね装置5とより成る。空気ばね装置5は、積
層ゴム体4と構造物3との間に金属製可撓ベローズ6が
具備され、該金属製可撓ベローズ6は一端(下端)が積
層ゴム体4に取り付けられた円形の中間座7に連結さ
れ、他端(上端)が構造物3に取り付けられた円形の上
部座8に連結されて、内部に高圧空気収容室9が形成さ
れている。この金属製可撓ベローズ6は、図2に示すよ
うに断面U形の山と谷が交互に連続するSUS316よ
りなる内側ベローズ10と、該内側ベローズ10の外周
面に沿ったSUS316のワイヤメッシュよりなる空隙
保持材11と、該空隙保持材11の外周面に沿い断面U
形の山と谷が交互に連続するSUS316よりなる外側
ベローズ12とが、積層一体成形されてなるものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a seismic isolation device of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, a seismic isolation device 1
Is disposed between the structure foundation 2 and the structure 3 and includes a laminated rubber body 4 and an air spring device 5. The air spring device 5 includes a metal flexible bellows 6 between the laminated rubber body 4 and the structure 3, and the metal flexible bellows 6 has a circular shape having one end (lower end) attached to the laminated rubber body 4. And the other end (upper end) is connected to a circular upper seat 8 attached to the structure 3 to form a high-pressure air storage chamber 9 inside. As shown in FIG. 2, the metal flexible bellows 6 is made of an inner bellows 10 made of SUS 316 having a U-shaped cross section in which peaks and valleys are alternately continuous, and a wire mesh of SUS 316 along the outer peripheral surface of the inner bellows 10. And a cross section U along the outer circumferential surface of the gap holding material 11.
The outer bellows 12 made of SUS316, in which the peaks and valleys of the shape are alternately continuous, is formed by integrally laminating.

【0014】前記積層ゴム体4は、図1に示すように下
部円板13と上部円板14との間にゴム円環板15と金
属円環板16とを交互に積層してなり、下部円板13は
円形の下部座17に取り付けられ、下部座17は構造物
基礎2にアンカーボルト(図示省略)により固定されて
いる。上部円板14は中間座7にボルト(図示省略)に
より固定されている。積層ゴム体4の中央部には、積層
されたゴム円環板15と金属円環板16とに取り囲まれ
て円柱状の鉛18が配されている。
As shown in FIG. 1, the laminated rubber body 4 is formed by alternately laminating a rubber annular plate 15 and a metal annular plate 16 between a lower disk 13 and an upper disk 14. The disk 13 is attached to a circular lower seat 17, and the lower seat 17 is fixed to the structural foundation 2 by anchor bolts (not shown). The upper disk 14 is fixed to the intermediate seat 7 by bolts (not shown). At the center of the laminated rubber body 4, a columnar lead 18 surrounded by a laminated rubber annular plate 15 and a metal annular plate 16 is arranged.

【0015】前記金属製可撓ベローズ6は、一端(下
端)が中間座7に一体に設けられた環状突起19の内周
面に溶接等により気密に固着され、他端(上端)が上部
座8に一体に設けられた環状突起20の内周面に溶接等
により気密に固着されて、金属製可撓ベローズ6内が前
記高圧空気収容室9になされている。金属製可撓ベロー
ズ6の外側には図2に示すように補強リング21が設け
られている。この補強リング21を外側に設けた金属製
可撓ベローズ6は、中間座7と一緒に、上部座8から垂
設した円筒体22に被われ、該円筒体22の内周側に、
金属製可撓ベローズ6が最大量圧縮された際、中間座7
に押圧せしめられる環状厚肉積層ゴム体23が上部座8
から垂設されている。
One end (lower end) of the metal flexible bellows 6 is hermetically fixed by welding or the like to the inner peripheral surface of an annular projection 19 provided integrally with the intermediate seat 7, and the other end (upper end) is an upper seat. The inside of the metal flexible bellows 6 is made into the high-pressure air accommodating chamber 9 by being hermetically fixed by welding or the like to an inner peripheral surface of an annular projection 20 provided integrally with the annular projection 8. A reinforcing ring 21 is provided outside the metal flexible bellows 6 as shown in FIG. The metal flexible bellows 6 provided with the reinforcing ring 21 on the outside is covered with a cylindrical body 22 suspended from the upper seat 8 together with the intermediate seat 7, and on the inner peripheral side of the cylindrical body 22,
When the metal flexible bellows 6 is compressed to the maximum extent, the intermediate seat 7
The annular thick laminated rubber body 23 pressed against the upper seat 8
It is hanging from.

【0016】金属製可撓ベローズ6内の高圧空気収容室
9には、図2に示すように上部座8に一体に設けられた
環状突起20に貫通して溶接にて取り付けられた圧力供
給管24が連通され、該圧力供給管24は図3に示すよ
うに途中にストップバルブ25,圧力調整用注入バルブ
26が設けられてヘッダ27に連通され、ヘッダ27は
圧力供給本管28にて高圧タンク29に接続され、高圧
タンク29にはコンプレッサ30が接続されている。ま
た、高圧空気収容室9には大気放出の圧力放出管31が
取り付けられ、圧力放出管31にストップバルブ32,
圧力調整用放出バルブ33が設けられている。
A high-pressure air accommodating chamber 9 in the metal flexible bellows 6 is provided with a pressure supply pipe welded through an annular projection 20 provided integrally with the upper seat 8 as shown in FIG. As shown in FIG. 3, the pressure supply pipe 24 is provided with a stop valve 25 and a pressure adjusting injection valve 26 on the way, and is connected to a header 27. The high pressure tank 29 is connected to a compressor 30. Further, a pressure release pipe 31 for releasing air to the atmosphere is attached to the high-pressure air storage chamber 9, and a stop valve 32,
A pressure regulating discharge valve 33 is provided.

【0017】然して金属製可撓ベローズ6の内側ベロー
ズ10と外側ベローズ12とに挾まれたワイヤメッシュ
よりなる空隙保持材11にて形成された空隙34には、
図2に示すように圧力供給管35が外側ベローズ12に
貫通固定の上連通され、圧力供給管35は図3に示すよ
うに途中にストップバルブ36,圧力調整用注入バルブ
37が設けられて、前記ヘッダ27に連通されている。
また、空隙34には大気放出の圧力放出管38が取り付
けられ、圧力放出管38にストップバルブ39,圧力調
整用放出バルブ40が設けられている。
However, the gap 34 formed by the gap holding material 11 made of a wire mesh sandwiched between the inner bellows 10 and the outer bellows 12 of the metal flexible bellows 6 has:
As shown in FIG. 2, a pressure supply pipe 35 is fixedly connected to the outer bellows 12 and communicates therewith. The pressure supply pipe 35 is provided with a stop valve 36 and a pressure adjusting injection valve 37 in the middle as shown in FIG. It communicates with the header 27.
A pressure release pipe 38 for atmospheric release is attached to the space 34, and the pressure release pipe 38 is provided with a stop valve 39 and a pressure adjustment release valve 40.

【0018】本発明の免震装置1において、図1の構造
物3に与えられる振動を検出する振動検出手段41とし
て、加速度検出器,速度検出器又は振幅検出器のいずれ
かを採用し、この振動検出手段41からの振動検出信号
に応じて図3に示す各バルブ25,26,32,33,
36,37,39,40の開度を制御する制御手段とし
て演算器42を設ける。高圧空気収容室9内の圧力は、
圧力検出器43により検出され、また空隙34内の圧力
は、圧力検出器44により検出され、夫々の圧力検出信
号が演算器42に入力され、振動検出信号と共に演算さ
れるようになっている。
In the seismic isolation device 1 of the present invention, any one of an acceleration detector, a speed detector and an amplitude detector is employed as the vibration detecting means 41 for detecting the vibration applied to the structure 3 in FIG. According to the vibration detection signal from the vibration detection means 41, each of the valves 25, 26, 32, 33,
An arithmetic unit 42 is provided as control means for controlling the opening degrees of 36, 37, 39, and 40. The pressure in the high-pressure air storage chamber 9 is
The pressure in the gap 34 is detected by the pressure detector 43, and the pressure in the gap 34 is detected by the pressure detector 44. Each pressure detection signal is input to the calculator 42, and is calculated together with the vibration detection signal.

【0019】以上のように構成された実施形態の図1に
示す免震装置1では、地震等の地殻変動に基づく構造物
基礎2の水平振動成分は、復元力を有する積層ゴム体4
及び円柱状の鉛18の剪断的変形により構造物3へ伝達
されなくなり、例え伝達されたとしても積層ゴム体4及
び円柱状の鉛18の剪断的変形により急速に減衰され
る。一方、地震等の地殻変動に基づく構造物基礎2の垂
直振動成分は、金属可撓ベローズ6内に形成された高圧
空気収容室9を具備する空気ばね装置5によって吸収さ
れ、構造物3へ伝達されにくくなり、例え伝達されたと
しても大幅に減衰される。この垂直振動成分の吸収にお
いて、金属製可撓ベローズ6に伸縮の曲げ応力が繰り返
し発生するが、金属製可撓ベローズ6は、図2に示すよ
うに内側ベローズ10,空隙保持材11,外側ベローズ
12を積層一体成形したものであるから、相互に補強し
あって機械的強度が高く、従来よりも薄い板で同じ圧力
に耐えるベローズを作ることができるため、変形による
応力を小さくすることができ、ベローズの山または谷の
周方向に細いクラックが入りにくくなり、損傷が抑制さ
れる。しかも、大きな荷重がかかっても十分に支えるこ
とができ、金属製可撓ベローズ6自体が膨らむことがな
いので、免震機能を維持できる。
In the seismic isolation device 1 shown in FIG. 1 of the embodiment configured as described above, the horizontal vibration component of the structural foundation 2 based on the crustal deformation such as an earthquake is converted into a laminated rubber body 4 having a restoring force.
And, it is not transmitted to the structure 3 due to the shear deformation of the columnar lead 18, and even if it is transmitted, it is rapidly attenuated by the shear deformation of the laminated rubber body 4 and the columnar lead 18. On the other hand, a vertical vibration component of the structure foundation 2 based on crustal deformation such as an earthquake is absorbed by the air spring device 5 including the high-pressure air storage chamber 9 formed in the metal flexible bellows 6 and transmitted to the structure 3. And is greatly attenuated even if transmitted. In the absorption of the vertical vibration component, a bending stress of expansion and contraction is repeatedly generated in the metal flexible bellows 6. The metal flexible bellows 6 includes an inner bellows 10, a gap holding material 11, and an outer bellows as shown in FIG. 12 are laminated and integrally molded, so that they can reinforce each other and have high mechanical strength, and a bellows that can withstand the same pressure can be made with a thinner plate than before, so that stress due to deformation can be reduced. In addition, thin cracks are less likely to occur in the circumferential direction of the peaks or valleys of the bellows, and damage is suppressed. Moreover, even if a large load is applied, the metal bellows 6 can be sufficiently supported and the metal flexible bellows 6 itself does not expand, so that the seismic isolation function can be maintained.

【0020】空気漏れなどにより高圧空気収容室9の内
圧及び金属製可撓ベローズ6の内側ベローズ10と外側
ベローズ12とに挾まれたワイヤメッシュよりなる空隙
保持材11にて形成された空隙34の内圧が、所定値よ
り減少した場合には、図3に示される圧力検出器43,
44によりその圧力が検出され、その圧力検出信号が演
算器42に送られ、ここで圧力調整用注入バルブ26,
37の開度が制御されて、高圧空気収容室9及び空隙3
4の内圧が所定値に維持される。
The gap 34 formed by the gap holding member 11 made of a wire mesh sandwiched between the inner bellows 10 and the outer bellows 12 of the metal flexible bellows 6 due to air leakage or the like, and the inner pressure of the high-pressure air storage chamber 9. When the internal pressure decreases below a predetermined value, the pressure detector 43 shown in FIG.
The pressure is detected by 44, and the pressure detection signal is sent to the calculator 42, where the pressure adjusting injection valve 26,
37 is controlled, and the high-pressure air accommodating chamber 9 and the gap 3 are controlled.
4 is maintained at a predetermined value.

【0021】また、構造物3に与えられた振動は、振動
検出手段41により検出され、その振動検出信号が演算
器42に送られ、演算器42で予め入力された高圧空気
収容室20内の圧力検出信号及び空隙34内の圧力検出
信号と共に演算されて、各バルブ25,26,32,3
3,36,37,39,40の開度が制御され、高圧空
気収容室20の内圧及び空隙34の内圧が適正な値に調
整される結果、構造物3に生じる振動は速やかに低減さ
れる。
The vibration applied to the structure 3 is detected by the vibration detecting means 41, and a vibration detection signal is sent to the calculator 42, and the vibration in the high-pressure air storage chamber 20 input in advance by the calculator 42. It is calculated together with the pressure detection signal and the pressure detection signal in the gap 34, and each valve 25, 26, 32, 3
As a result of controlling the opening degrees of 3, 36, 37, 39, and 40, and adjusting the internal pressure of the high-pressure air storage chamber 20 and the internal pressure of the gap 34 to appropriate values, the vibration generated in the structure 3 is promptly reduced. .

【0022】さらに、金属製可撓ベローズ6の外側に、
図2に示すように補強リング21を設けているので、大
きな圧力に対しても金属製可撓ベローズ6自体の膨らみ
を確実に低減できる。さらに金属製可撓ベローズ6に過
大な荷重がかかって最大量圧縮された際、図1に示され
る環状厚肉積層ゴム体23が中間座7に押圧せしめられ
るので、構造物3の高さ位置はそれ以上下がらず、構造
物3は倒壊をまぬがれる。その上、金属製可撓ベローズ
6は、内側ベローズ10が損傷して高圧空気収容室9内
の空気の漏洩が生じると外側ベローズが空気を保持し、
空気の圧力に耐える。外側ベローズ12が損傷して空隙
34内の空気が外部へ漏洩した場合は、内側ベローズ1
0が高圧空気収容室9内の空気を保持し、高圧空気収容
室9の圧力は空隙保持材11であるワイヤメッシュによ
り外側ベローズ12に伝達され保持される。このように
外側ベローズ12は空気の漏洩が生じても、この漏洩は
ベローズの山又は谷の周方向に発生したクラックから生
じるので、高圧空気収容室9内の圧力による力は保持で
き、外部へ高圧空気収容室9内の空気が漏洩するのが抑
制され、構造物3を支持し得ると共に免震機能の低下が
殆んどなく、極めてフェールセーフな免震装置といえ
る。
Further, outside the metal flexible bellows 6,
Since the reinforcing ring 21 is provided as shown in FIG. 2, the swelling of the metal flexible bellows 6 itself can be reliably reduced even under a large pressure. Further, when an excessive load is applied to the metal flexible bellows 6 to compress it by a maximum amount, the annular thick laminated rubber body 23 shown in FIG. 1 is pressed against the intermediate seat 7, so that the height position of the structure 3 is increased. Does not fall any further, and the structure 3 is protected from collapse. In addition, when the inner bellows 10 is damaged and the air in the high-pressure air storage chamber 9 leaks, the outer bellows retains the air.
Withstand air pressure. If the outer bellows 12 is damaged and the air in the gap 34 leaks out, the inner bellows 1
Numeral 0 holds the air in the high-pressure air storage chamber 9, and the pressure in the high-pressure air storage chamber 9 is transmitted to and held by the outer bellows 12 by the wire mesh which is the gap holding material 11. As described above, even if air leakage occurs in the outer bellows 12, the leakage is caused by cracks generated in the circumferential direction of the peaks or valleys of the bellows. Leakage of the air in the high-pressure air storage chamber 9 is suppressed, the structure 3 can be supported, and the seismic isolation function is hardly reduced.

【0023】尚、上記実施形態の金属製可撓ベローズ6
における空隙保持材11はワイヤメッシュよりなるが、
帯材をスパイラルに巻いたものでもよく、また周方向に
等角度間隔に管軸方向に沿って配した帯材でもよい。ま
た、金属製可撓ベローズ6における内側ベローズ10及
び外側ベローズ12は、厚肉単層の板材のSUS316
よりなるが、薄肉複層の板材のSUS316よりなるも
のでもよい。
Incidentally, the metal flexible bellows 6 of the above embodiment is used.
Is made of a wire mesh,
The band material may be spirally wound, or may be a band material arranged at equal angular intervals in the circumferential direction along the tube axis direction. Further, the inner bellows 10 and the outer bellows 12 in the metal flexible bellows 6 are made of a thick single-layer plate material SUS316.
However, a thin multi-layered plate made of SUS316 may be used.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上の説明で判るように本発明の免震装
置は、従来のように二重ベローズを用いず、内側ベロー
ズ,空隙保持材,外側ベローズが積層一体成形された金
属製可撓ベローズを用いているので、免震装置全体の外
径を小さくできて、免震装置の設置に大きな場所を必要
としない。また、上記構造の金属製可撓ベローズは、機
械的強度が高く、地震等の地殻変動により生じる垂直振
動成分の吸収において伸縮の曲げ応力が繰り返し発生し
ても損傷しにくく、例え損傷が生じても金属製可撓ベロ
ーズの高圧空気収容室の圧力を低下させず、空気ばね装
置としての機能を維持できて、極めてフェールセーフな
免震装置を実現できる。
As can be seen from the above description, the seismic isolation device of the present invention does not use a double bellows as in the prior art, but has a metal flexible body in which an inner bellows, a gap holding material, and an outer bellows are integrally formed. Since bellows are used, the outer diameter of the whole seismic isolation device can be reduced, and a large space is not required for installing the seismic isolation device. Further, the metal flexible bellows having the above structure has a high mechanical strength, and is hardly damaged even if bending bending stress of expansion and contraction is repeatedly generated in absorption of a vertical vibration component generated by crustal deformation such as an earthquake. Also, the function of the air spring device can be maintained without lowering the pressure of the high-pressure air storage chamber of the metal flexible bellows, and an extremely fail-safe seismic isolation device can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の免震装置の実施形態を示す縦断面図で
ある。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a seismic isolation device of the present invention.

【図2】本発明の免震装置における空気ばね装置に具備
された金属製可撓ベローズの拡大縦断面図である。
FIG. 2 is an enlarged vertical sectional view of a metal flexible bellows provided in an air spring device in the seismic isolation device of the present invention.

【図3】本発明の免震装置における空気ばね装置の空気
給排制御系統を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an air supply / discharge control system of an air spring device in the seismic isolation device of the present invention.

【図4】従来の免震装置の使用状態を示す概略図であ
る。
FIG. 4 is a schematic view showing a use state of a conventional seismic isolation device.

【図5】図4の免震装置の一部断面斜視図である。FIG. 5 is a partially sectional perspective view of the seismic isolation device of FIG. 4;

【図6】従来の免震装置の他の例を示す縦断面図であ
る。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing another example of the conventional seismic isolation device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 免震装置 2 構造物基礎 3 構造物 4 積層ゴム体 5 空気ばね装置 6 金属製可撓ベローズ 7 中間座 8 上部座 9 高圧空気収容室 10 内側ベローズ 11 空隙保持材 12 外側ベローズ 21 補強リング 22 円筒体 23 環状厚肉積層ゴム体 24,35 圧力供給管 25,36 ストップバルブ 26,37 圧力調整用注入バルブ 27 ヘッダ 28 圧力供給本管 29 高圧タンク 30 コンプレッサ 31,38 圧力放出管 32,39 ストップバルブ 33,40 圧力調整用放出バルブ 34 空隙 41 振動検出手段 42 演算器(制御手段) 43,44 圧力検出器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Seismic isolation device 2 Structural foundation 3 Structure 4 Laminated rubber body 5 Air spring device 6 Metal flexible bellows 7 Intermediate seat 8 Upper seat 9 High-pressure air storage room 10 Inner bellows 11 Void holding material 12 Outer bellows 21 Reinforcing ring 22 Cylindrical body 23 Annular thick laminated rubber body 24, 35 Pressure supply pipe 25, 36 Stop valve 26, 37 Pressure adjustment injection valve 27 Header 28 Pressure supply main pipe 29 High pressure tank 30 Compressor 31, 38 Pressure release pipe 32, 39 Stop Valves 33, 40 Release valve for pressure adjustment 34 Air gap 41 Vibration detection means 42 Computing unit (control means) 43, 44 Pressure detector

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−173955(JP,A) 特開 平5−261531(JP,A) 特開 昭59−220221(JP,A) 特開 平7−173954(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E04H 9/02 F16F 9/04 F16F 15/04──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-7-173955 (JP, A) JP-A-5-261153 (JP, A) JP-A-59-220221 (JP, A) JP-A-7-173 173954 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) E04H 9/02 F16F 9/04 F16F 15/04

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 構造物基礎と構造物との間に配され、積
層ゴム体と空気ばね装置より成る免震装置において、空
気ばね装置は、積層ゴム体と構造物との間に設けられ、
一端が積層ゴム体に取り付けられた中間座に連結され、
他端が構造物に取り付けられた上部座に連結されて内部
に高圧空気収容室が形成された金属製可撓ベローズを具
備し、該金属製可撓ベローズは、断面U形の山と谷が交
互に連続する内側ベローズと、該内側ベローズの外周面
に沿った空隙保持材と、該空隙保持材の外周面に沿い断
面U形の山と谷が交互に連続する外側ベローズとが、積
層一体成形されていることを特徴とする免震装置。
1. A seismic isolation device which is disposed between a structure foundation and a structure and comprises a laminated rubber body and an air spring device, wherein the air spring device is provided between the laminated rubber body and the structure.
One end is connected to the intermediate seat attached to the laminated rubber body,
A metal flexible bellows having the other end connected to an upper seat attached to the structure and having a high-pressure air storage chamber formed therein, the metal flexible bellows having a peak and a valley having a U-shaped cross section. An inner bellows alternately continuous, a gap holding material along the outer peripheral surface of the inner bellows, and an outer bellows having alternating U-shaped peaks and valleys along the outer peripheral surface of the gap holding material are integrally laminated. A seismic isolation device characterized by being molded.
【請求項2】 請求項1記載の免震装置において、金属
製可撓ベローズの内側ベローズと外側ベローズとの空隙
にガスが充填されて、ベローズ内外の圧力の中間の圧力
になされていることを特徴とする免震装置。
2. The seismic isolation device according to claim 1, wherein a gas is filled in a gap between the inner bellows and the outer bellows of the metal flexible bellows, and the pressure is set to an intermediate pressure between the pressure inside and outside the bellows. Characteristic seismic isolation device.
【請求項3】 請求項1または2記載の免震装置におい
て、金属製可撓ベローズの空隙保持材が、ワイヤメッシ
ュ又はスパイラル材若しくは周方向に等角度間隔に管軸
方向に沿って配した帯材であることを特徴とする免震装
置。
3. The seismic isolation device according to claim 1, wherein the gap holding material of the metal flexible bellows is a wire mesh or a spiral material or a band arranged along the pipe axis direction at equal angular intervals in the circumferential direction. A seismic isolation device characterized by being a material.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の免震装
置において、金属製可撓ベローズは、外側に補強リング
が設けられていることを特徴とする免震装置。
4. The seismic isolation device according to claim 1, wherein the metal flexible bellows is provided with a reinforcing ring on the outside.
【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載の免震装
置において、金属製可撓ベローズは中間座と共に、上部
座から垂設した円筒体に被われ、該円筒体の内周側に、
金属製可撓ベローズが所定量圧縮された際、中間座に押
圧せしめられる環状厚肉積層ゴム体が設けられているこ
とを特徴とする免震装置。
5. The seismic isolation device according to claim 1, wherein the metal flexible bellows is covered together with the intermediate seat by a cylindrical body suspended from an upper seat, and an inner peripheral side of the cylindrical body. To
A seismic isolation device comprising: an annular thick laminated rubber body that is pressed against an intermediate seat when a predetermined amount of a metal flexible bellows is compressed.
【請求項6】 請求項2〜5のいずれかに記載の免震装
置において、高圧空気収容室及び金属製可撓ベローズの
内側ベローズと外側ベローズとの間の空隙は、コンプレ
ッサが接続された高圧タンク内部とストップバルブ及び
圧力調整用注入バルブを介在して連通され、且つストッ
プバルブ及び圧力調整用放出バルブを介して大気に開放
されるようになされていることを特徴とする免震装置。
6. The seismic isolation device according to claim 2, wherein the high-pressure air storage chamber and the gap between the inner bellows and the outer bellows of the metal flexible bellows are provided with a high-pressure space to which a compressor is connected. A seismic isolation device which is communicated with the inside of the tank via a stop valve and a pressure adjusting injection valve, and is opened to the atmosphere via a stop valve and a pressure adjusting discharge valve.
【請求項7】 請求項6記載の免震装置において、構造
物に与えられる振動を検出する振動検出手段と、高圧空
気収容室及び空隙の圧力を検出する圧力検出器と、前記
振動検出手段からの振動検出信号及び圧力検出器からの
圧力検出信号に応じて各バルブの開度を制御し、高圧空
気収容室及び空隙の圧力を調整する制御手段とを備えて
いることを特徴とする免震装置。
7. The seismic isolation device according to claim 6, wherein the vibration detecting means detects vibration applied to the structure, a pressure detector detects pressure in a high-pressure air storage chamber and a gap, and the vibration detecting means comprises: Control means for controlling the opening degree of each valve in accordance with the vibration detection signal from the pressure detector and the pressure detection signal from the pressure detector to adjust the pressure in the high-pressure air storage chamber and the gap. apparatus.
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