JP4057441B2 - Seismic isolation device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物の躯体側と基礎コンクリート等の地盤側との間を絶縁して、地震等の外力から建物を保護する免震装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の建物の免震装置に関して、建物の躯体側と地盤側との間に回転支持機構と直線移動機構を介在させることにより、両者の間を絶縁する免震装置が開示されている(特許文献1参照)。この従来技術において対応し得る水平方向の相対移動の範囲は、前記直線移動機構の動作範囲により決定される。したがって、この水平方向の相対移動に関して対応可能な範囲を大きくとるには、前記直線移動機構の動作範囲を大きく設定する必要があり、装置の大型化を招き、設置コストが割高になったり設置スペースが大きくとられるといった問題があった。
【0003】
【特許文献1】
特開2000−304087号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような従来技術の状況に鑑みて開発したものであり、装置の大きさの割に動作範囲を大きくとることができ、より大きな振幅に対応し得るように絶縁機能を改良した免震装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明では、前記課題を解決するため、建物の躯体側に固着される上部取付部材に対して回転支持機構を介して回転自在に装着された上部リング状部材と、地盤側に固着される下部取付部材に対して回転支持機構を介して回転自在に装着された下部リング状部材とを備え、それらの上部リング状部材と下部リング状部材のそれぞれに対して、一方の係合手段を長手方向に沿って形成した上部直線状レール部材あるいは下部直線状レール部材を、前記リング状部材の中心を通過するように横架して固着するとともに、それらの上部直線状レール部材と下部直線状レール部材のそれぞれに対して、前記係合手段に係合する他方の係合手段を介して前記直線状レール部材の長手方向に沿って移動可能な状態に上部移動部材あるいは下部移動部材を装着し、さらにそれらの上部移動部材と下部移動部材とを回転連結機構を介して回転自在に連結するという技術手段を採用した。本発明によれば、回転連結機構を介して回転自在に連結された上部移動部材と下部移動部材を、それぞれ係合手段を介して上部直線状レール部材あるいは下部直線状レール部材に沿って移動可能に構成したので、それらの上部直線状レール部材と下部直線状レール部材との双方のほぼ全長を水平方向の相対移動距離として活用することが可能なことから、対応可能な相対移動距離をほぼ倍加することができる。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明に係る免震装置は、戸建ての住宅用に好適であるが、これに限らず各種の建物の免震装置として広く適用することが可能である。前記上部取付部材及び下部取付部材の具体的形状に関する特段の制約はなく、それらの建物の躯体側あるいは地盤側に対する固着方法に関しては、以下の実施例のようにコンクリート中に埋設した固着用部材に対してボルトにより締付け固定する等の適宜の固着方法の適用が可能である。上部取付部材と上部リング状部材との間、あるいは下部取付部材と下部リング状部材との間に設置される回転支持機構に関しては、スラスト型ベアリング等の適宜の回転支持機構の採用が可能である。また、上部直線状レール部材と上部移動部材との間、あるいは下部直線状レール部材と下部移動部材との間に設置される前記係合手段に関しては、それらの上部移動部材あるいは下部移動部材を前記直線状レール部材の長手方向に沿って誘導し得るものであればよい。例えば、一方に形成した凹状溝に他方に形成した凸状部を係合させて相対的な摺動を可能に構成したものや、その凹状溝と凸状部との接合部に摩擦抵抗を減らすための小鋼球を介在させて転がり接触に構成したものなど、適宜の係合形態の採用が可能である。また、凹状溝や凸状部の断面形状に関しても、コ字状のものや、V字状のもの、円弧状のものなど、適宜の形状のものの採用が可能である。上部移動部材と下部移動部材とを回転自在に連結する回転連結機構に関しては、スラスト型ベアリング等の適宜の回転支持機構の採用が可能である。
【0007】
【実施例】
図1は本発明の一実施例に係る免震装置の設置状態を示した要部縦断面図であり、図2はその分解組立図である。図示のように、本実施例に係る免震装置1は、建物の躯体2側に固着される上部取付部材3に対して回転支持機構4を介して回転自在に装着された上部リング状部材5と、地盤6側に固着される下部取付部材7に対して回転支持機構8を介して回転自在に装着された下部リング状部材9とを備えている。上部取付部材3と下部取付部材7は、躯体2側あるいは地盤6側のコンクリート中に埋設された固定用部材10,11の雌ねじ部に対して、それらの上部取付部材3と下部取付部材7に形成されたボルト挿通孔12,13に挿通したボルト14,15を螺入して締付けることにより、所定の設置位置に固着される。本実施例における回転支持機構4と回転支持機構8は、図3の平面図及び図4のA−A拡大断面図に示したように、内側リング16と外側リング17との組合わせからなり、それらの対向する接合面に形成されるV溝18,19間に内装された多数の鋼球20によって相対的に回転可能に構成されている。なお、内側リング16は、更に上リング部材16aと下リング部材16bに分割構成され、鋼球20のV溝18,19間への内装を可能にしている。そして、図2に示したように、内側リング16は、上部取付部材3あるいは下部取付部材7に形成された外側環状切欠部21,22に外嵌し、それらの内側リング16の他面を固定板23,24とボルト25,26を用いて締付け固定することにより、前記上部取付部材3側あるいは下部取付部材7側に固着されている。他方、外側リング17は、上部リング状部材5あるいは下部リング状部材9に形成された内側環状切欠部27,28に内嵌し、それらの外側リング17の他面を固定リング29,30とボルト31,32を用いて締付け固定することにより、前記上部リング状部材5側あるいは下部リング状部材9側に固着され、前記内側リング16との組合わせにより相対的に回転し得る回転支持機構4あるいは回転支持機構8を構成している。
【0008】
また、前記上部リング状部材5と下部リング状部材9には、それらのリング状部材5,9の中心を通過するように、上部直線状レール部材33あるいは下部直線状レール部材34を横架してボルト35により固着している。それらの上部直線状レール部材33と下部直線状レール部材34には、図5〜図7に例示した部分図のように、本実施例では凹溝からなる一方の係合手段36が長手方向に沿ってそれぞれ形成され、さらにそれらの係合手段36に係合する凸状部等からなる他方の係合手段37を介して、図1及び図2に示した上部移動部材38あるいは下部移動部材39が相対移動可能に装着されている。なお、図5〜図7では、下部直線状レール部材34と下部移動部材39との係合部に関して例示したが、上部直線状レール部材33側の係合部も基本的に同様の構成からなる。
【0009】
次に、前記上部移動部材38と下部移動部材39とを回転自在に連結する回転連結機構に関して説明する。図1に示したように、前記回転連結機構は、上部移動部材38側に固着される上部連結部材40と、下部移動部材39側に固着される下部連結部材41と、それらの上部連結部材40と下部連結部材41とを回転自在に連結支持する回転支持機構42から構成される。図8の拡大分解組立図に示したように、回転支持機構42は、前記回転支持機構4及び回転支持機構8と同様に、内側リング43と外側リング44との組合わせからなり、それらの対向する接合面に形成されるV溝間に内装された多数の鋼球によって相対的に回転可能に構成されている。そして、内側リング43は、下部連結部材41に形成された外側環状切欠部45に外嵌し、その内側リング43の他面を固定板46とボルト47を用いて締付け固定することにより、前記下部連結部材41側に固着される。他方、外側リング44は、上部連結部材40に形成された内側環状切欠部48に内嵌し、その外側リング44の他面を固定リング49とボルト50を用いて締付け固定することにより前記上部連結部材40側に固着され、前記内側リング43との組合わせにより回転支持機構42を構成して、上部連結部材40と下部連結部材41とを回転自在に連結支持している。なお、上部連結部材40と下部連結部材41は、ボルト51,52を用いてそれぞれ前記上部移動部材38あるいは下部移動部材39に固着される。
【0010】
以下、前記免震装置1の動作の仕方に関して説明する。図1及び図2に示した免震装置1の通常の設置状態では、上部直線状レール部材33と下部直線状レール部材34とがほぼ中央部で直交した状態にある場合を例示した。この通常の設置状態においては、上部直線状レール部材33と下部直線状レール部材34とが必ずしも直交する必要性はなく、他の角度で交差した状態でも何ら支障はない。そして、地震力等の外力が加わった場合には、先ず、上部直線状レール部材33と下部直線状レール部材34とが前記回転支持機構4あるいは回転支持機構8を介して外力の方向へ向くように回転する。この上部直線状レール部材33と下部直線状レール部材34の回転動作は、躯体2側に作用する現状を維持しようとする慣性力と地盤6側に作用する外力とに基づいて、前記上部移動部材38と下部移動部材39とが外力に沿って共に相対移動し得る状態に移行するように付勢されることによる。
【0011】
そして、上部直線状レール部材33と下部直線状レール部材34とが外力の方向へ向いた場合には、前記係合手段36,37を介して、それらの上部直線状レール部材33と下部直線状レール部材34との間、すなわち躯体2側と地盤側6との間で外力に応じた相対移動が生じ、これにより地盤6側の動きを躯体2側へ伝達しないように両者間が絶縁される。この場合、外力に応じて上部直線状レール部材33に形成された係合手段36のほぼ全長と下部直線状レール部材34に形成された係合手段37のほぼ全長とが、相対移動可能な範囲として有効に機能することになる。したがって、本実施例では、建物の躯体2側に固着される上部取付部材3と地盤6側に固着される下部取付部材7との間の対応可能な水平方向の相対移動距離は、従来に比べてほぼ倍加されることになる。
【0012】
以上のように、本実施例に係る免震装置1では、地震等の外力が加わると、直ちに上部直線状レール部材33と下部直線状レール部材34とが共に外力の方向へ回転し、それらの上部直線状レール部材33と下部直線状レール部材34との間で外力に応じた相対移動を起すことにより、地盤6側と躯体2側との間の動きを伝達しないように両者間を絶縁するという動作を、外力の方向の変化に応じて繰返すことになる。なお、本実施例に係る免震装置1では、地震等の外力によって生じた上部直線状レール部材33と下部直線状レール部材34との間、すなわち躯体2側と地盤側6との間の相対的な変位を元の設置状態に戻す復帰機構を有していないことから、別途設ける適宜の復帰手段により元の設置状態に復帰させることになる。
【0013】
【発明の効果】
本発明によれば、建物の躯体側に対して回転自在に装着された上部リング状部材と地盤側に回転自在に装着された下部リング状部材に横架固着された上部直線状レール部材と下部直線状レール部材に対して、回転自在に結合された上部移動部材と下部移動部材を、係合手段を介して前記直線状レール部材の長手方向に沿って移動可能に装着したので、それらの上部直線状レール部材と下部直線状レール部材との双方のほぼ全長を水平方向の相対移動距離として活用することが可能になったことから、地震等の外力に対して対応可能な相対移動距離を従来技術に比べてほぼ倍加することができる。したがって、装置の大きさの割に動作範囲を大きくとることができ、より大きな振幅に対応し得るように絶縁機能を改良することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係る免震装置の設置状態を示した要部縦断面図である。
【図2】 同免震装置の分解組立図である。
【図3】 回転支持機構を例示した平面図である。
【図4】 同回転支持機構のA−A拡大断面図である。
【図5】 下部直線状レール部材と下部移動部材との係合部に関して例示した正面図である。
【図6】 同係合部を示した平面図である。
【図7】 同係合部を示した側面図である。
【図8】 回転連結機構を例示した拡大分解組立図である。
【符号の説明】
1…免震装置、2…建物の躯体、3…上部取付部材、4…回転支持機構、5…上部リング状部材、6…地盤、7…下部取付部材、8…回転支持機構、9…下部リング状部材、10,11…固定用部材、12,13…ボルト挿通孔、14,15…ボルト、16…内側リング、17…外側リング、18,19…V溝、20…鋼球、21,22…外側環状切欠部、23,24…固定板、25,26…ボルト、27,28…内側環状切欠部、29,30…固定リング、31,32…ボルト、33…上部直線状レール部材、34…下部直線状レール部材、35…ボルト、36…一方の係合手段、37…他方の係合手段、38…上部移動部材、39…下部移動部材、40…上部連結部材、41…下部連結部材、42…回転支持機構、43…内側リング、44…外側リング、45…外側環状切欠部、46…固定板、47…ボルト、48…内側環状切欠部、49…固定リング、50〜53…ボルト[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a seismic isolation device that insulates a building side of a building from a ground side such as foundation concrete to protect the building from an external force such as an earthquake.
[0002]
[Prior art]
With respect to this type of building seismic isolation device, a seismic isolation device is disclosed that insulates between the two by interposing a rotation support mechanism and a linear movement mechanism between the building body side and the ground side (patent) Reference 1). The range of horizontal relative movement that can be dealt with in this prior art is determined by the operating range of the linear movement mechanism. Therefore, in order to increase the range that can be handled with respect to the relative movement in the horizontal direction, it is necessary to set the operation range of the linear movement mechanism large, which leads to an increase in the size of the apparatus, which increases the installation cost and installation space. There was a problem that was taken big.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2000-304087 A [0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been developed in view of the above-described conventional state of the art, and the operating range can be increased for the size of the device, and the insulation function has been improved so that it can handle a larger amplitude. The purpose is to provide a seismic isolation device.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, an upper ring-shaped member that is rotatably mounted via a rotation support mechanism with respect to an upper mounting member that is fixed to the building side of the building, and a lower portion that is fixed to the ground side A lower ring-shaped member rotatably mounted on the mounting member via a rotation support mechanism, and one engaging means is provided in the longitudinal direction for each of the upper ring-shaped member and the lower ring-shaped member. An upper linear rail member or a lower linear rail member formed along the upper side of the ring-shaped member is fixed so as to pass through the center of the ring-shaped member. The upper moving member or the lower moving member is mounted so as to be movable along the longitudinal direction of the linear rail member via the other engaging means engaged with the engaging means. And, employing the technical means that rotatably connected further via a rotary coupling and their upper movable member and the lower movable member. According to the present invention, the upper moving member and the lower moving member, which are rotatably connected via the rotary connecting mechanism, can be moved along the upper linear rail member or the lower linear rail member via the engaging means, respectively. Therefore, it is possible to use almost the entire length of both the upper linear rail member and the lower linear rail member as the relative movement distance in the horizontal direction, so that the corresponding relative movement distance is almost doubled. can do.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The seismic isolation device according to the present invention is suitable for a detached house, but is not limited to this and can be widely applied as a seismic isolation device for various buildings. There are no particular restrictions on the specific shapes of the upper mounting member and the lower mounting member, and regarding the fixing method to the building side or the ground side of the building, the fixing member embedded in the concrete as in the following examples. On the other hand, it is possible to apply an appropriate fixing method such as fastening with bolts. For the rotation support mechanism installed between the upper mounting member and the upper ring-shaped member or between the lower mounting member and the lower ring-shaped member, an appropriate rotation support mechanism such as a thrust bearing can be employed. . Further, with respect to the engaging means installed between the upper linear rail member and the upper moving member or between the lower linear rail member and the lower moving member, the upper moving member or the lower moving member is referred to as the above-mentioned engaging means. Any material that can be guided along the longitudinal direction of the linear rail member may be used. For example, it is possible to reduce the frictional resistance of the concave groove formed on one side and the convex portion formed on the other side engaged to enable relative sliding or the joint between the concave groove and the convex portion. Therefore, it is possible to adopt an appropriate form of engagement such as a structure in which a small steel ball is interposed for rolling contact. In addition, regarding the cross-sectional shape of the concave groove or the convex portion, it is possible to adopt an appropriate shape such as a U-shape, a V-shape, or an arc shape. With respect to the rotation connecting mechanism that rotatably connects the upper moving member and the lower moving member, an appropriate rotation support mechanism such as a thrust bearing can be employed.
[0007]
【Example】
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an essential part showing an installed state of a seismic isolation device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded view thereof. As shown in the figure, the
[0008]
The upper ring-
[0009]
Next, a rotation connecting mechanism that rotatably connects the upper moving
[0010]
Hereinafter, the method of operation of the
[0011]
When the upper
[0012]
As described above, in the
[0013]
【The invention's effect】
According to the present invention, the upper ring-shaped member rotatably mounted on the building side of the building and the upper linear rail member horizontally mounted on the lower ring-shaped member rotatably mounted on the ground side and the lower portion Since the upper moving member and the lower moving member, which are rotatably coupled to the linear rail member, are mounted so as to be movable along the longitudinal direction of the linear rail member via the engaging means, Since it has become possible to utilize the entire length of both the linear rail member and the lower linear rail member as the relative movement distance in the horizontal direction, the conventional relative movement distance that can handle external forces such as earthquakes has been established. Can be almost doubled compared to technology. Therefore, the operating range can be increased for the size of the device, and the insulation function can be improved so as to cope with a larger amplitude.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an essential part showing an installation state of a seismic isolation device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded view of the seismic isolation device.
FIG. 3 is a plan view illustrating a rotation support mechanism.
FIG. 4 is an AA enlarged sectional view of the rotation support mechanism.
FIG. 5 is a front view illustrating the engaging portion between the lower linear rail member and the lower moving member.
FIG. 6 is a plan view showing the engaging portion.
FIG. 7 is a side view showing the engaging portion.
FIG. 8 is an enlarged exploded view illustrating a rotary coupling mechanism.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
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| JP2003030159A JP4057441B2 (en) | 2003-02-06 | 2003-02-06 | Seismic isolation device |
Applications Claiming Priority (1)
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Country Status (1)
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2003
- 2003-02-06 JP JP2003030159A patent/JP4057441B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JP2004238951A (en) | 2004-08-26 |
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