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JP5574337B2 - Vertical motion isolation system - Google Patents
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Description

本発明は、固有周期を増大することで地震時の振動を大幅に抑制することのできる上下動免震機構に関する。   The present invention relates to a vertical motion seismic isolation mechanism that can significantly suppress vibration during an earthquake by increasing the natural period.

従来、免震構造物に用いられる免震装置として、上下動に対応する空気ばねが知られている。このような空気ばねにあっては、面積当りの許容荷重が小さいことから高層建築には適用し難いという現状がある。これに対して、空気ばねではなくコイルばねを、その伸縮方向を上下方向に向けて例えば建物と基礎との間に設け、両者の上下動に対応させた免震装置がある(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, an air spring corresponding to vertical movement is known as a seismic isolation device used for a seismic isolation structure. In such an air spring, since the allowable load per area is small, it is difficult to apply to high-rise buildings. On the other hand, there is a seismic isolation device in which a coil spring, not an air spring, is provided between a building and a foundation, for example, with its expansion / contraction direction facing up and down, and corresponding to the up and down movement of both (for example, patent document) 1).

特許第3749931号公報Japanese Patent No. 3749931

しかしながら、従来技術による免震装置では、以下のような問題があった。
すなわち、上下方向に伸縮するコイルばねを備えた免震装置では、上下構造の間に生じる上下動による大きな力を直接受けるので、固有周期を効果的に増大させるといった制御が難しく、その点で改良の余地があった。
また、免震装置が上述した空気ばねの場合には、空気圧縮機が常に良好に作動できるように管理する必要があり、そのためのメンテナンスに多大な労力を要していた。
However, the conventional seismic isolation device has the following problems.
In other words, in a seismic isolation device equipped with a coil spring that expands and contracts in the vertical direction, it is difficult to control to increase the natural period effectively because it directly receives a large force due to the vertical movement generated between the vertical structures. There was room for.
Further, when the seismic isolation device is the above-described air spring, it is necessary to manage the air compressor so that it can always operate satisfactorily, and much labor is required for maintenance.

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、固有周期を増大させることで、地震時の振動を大幅に抑制することができる上下動免震機構を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、メンテナンスにかかる手間を少なくすることができる上下動免震機構を提供することである。
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a vertical motion seismic isolation mechanism that can significantly suppress vibration during an earthquake by increasing the natural period.
Another object of the present invention is to provide a vertical motion seismic isolation mechanism that can reduce the labor required for maintenance.

上記目的を達成するため、本発明に係る上下動免震機構では、上下方向に近接離反する上部構造と下部構造との間に介装される上下動免震機構であって、上部構造および下部構造のうちいずれか一方の構造にねじ軸方向の一端を固定したねじ軸と、ねじ軸のねじに螺合し、そのねじ軸のねじ軸方向への変位に応じて回転するとともに、上部構造および下部構造のうち他方の構造に対して回転可能に保持されたナットと、回転したナットを所定の初期位置に戻るように復元力が働くばね部材と、を備え、ばね部材は、ナットの外周側に同軸に配置されるとともに、一端がナットに固定され、他端が他方の構造に固定されたねじりコイルばねであることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the vertical motion isolation mechanism according to the present invention is a vertical motion isolation mechanism interposed between an upper structure and a lower structure that are close to and away from each other in the vertical direction. A screw shaft in which one end of the screw shaft direction is fixed to any one of the structures, and a screw shaft that is screwed to the screw shaft, and rotates according to displacement of the screw shaft in the screw shaft direction. It includes a nut which is rotatably held relative to the other structure of the lower structure, and a spring member restoring force is applied to the rotated nut returns to the predetermined initial position, the spring member, the outer peripheral side of the nut And a torsion coil spring having one end fixed to the nut and the other end fixed to the other structure .

本発明では、地震時の振動によって上部構造と下部構造との間に互いに上下方向に近接離反する変位が生じると、上部構造および下部構造のうちいずれか一方の構造に固定されているねじ軸が他方の構造に保持されているナットに対してそのねじ軸方向(上下方向)に往復移動しつつ、そのねじ軸方向の変位量に比例して、ねじ軸に螺合するナットが回転する。このナットの回転に伴ってばね部材が作動し、これにより回転したナットを所定の初期位置に戻るように復元力が働く。そのため、ナットに螺合するねじ軸においても、上下動による変位が抑制されるとともに、減衰効果も得られることになる。
また、ねじ軸の直線運動をナットの回転運動に変換される構成、すなわち上部構造と下部構造との間に生じる上下方向に作用する振動を回転運動に変換し、その回転をばね部材により制御することで、上下振動の固有周期を増大させることができ、上下免震を実現することができる。
さらに、本上下動免震機構では、ばね部材において、上下方向ばねで直接上下方向の振動を制御する場合に比べて小さな力でナットの回転を制御することができる。
また、上部構造と下部構造との間に上下方向の変位が生じると、ナットの回転に伴ってこれに同軸に設けられるねじりコイルばね部材にコイル軸回りのねじりモーメントが作用し、これが回転するナットの抵抗となり、ナットが所定の初期位置に戻るように復元力が働く。そのため、ナットに螺合するねじ軸においても、上下動による変位が抑制されるとともに、減衰効果も得られることになる。
In the present invention, when a displacement that is close to and away from each other in the vertical direction occurs between the upper structure and the lower structure due to vibration during an earthquake, the screw shaft fixed to either the upper structure or the lower structure is While reciprocating in the screw shaft direction (vertical direction) with respect to the nut held in the other structure, the nut screwed to the screw shaft rotates in proportion to the amount of displacement in the screw shaft direction. As the nut rotates, the spring member operates, and a restoring force acts so that the rotated nut returns to a predetermined initial position. For this reason, the screw shaft that is screwed onto the nut also suppresses the displacement caused by the vertical movement and also provides a damping effect.
In addition, the configuration in which the linear motion of the screw shaft is converted into the rotational motion of the nut, that is, the vibration acting between the upper structure and the lower structure acting in the vertical direction is converted into rotational motion, and the rotation is controlled by the spring member. Thus, the natural period of vertical vibration can be increased, and vertical seismic isolation can be realized.
Furthermore, in this vertical motion seismic isolation mechanism, the rotation of the nut can be controlled with a smaller force in the spring member than when the vertical vibration is directly controlled by the vertical spring.
Also, when a vertical displacement occurs between the upper structure and the lower structure, a torsional moment about the coil axis acts on the torsion coil spring member provided coaxially with the rotation of the nut, and the nut that rotates The restoring force works so that the nut returns to a predetermined initial position. For this reason, the screw shaft that is screwed onto the nut also suppresses the displacement caused by the vertical movement and also provides a damping effect.

また、本発明に係る上下動免震機構では、ばね部材は、ナットに対して二つ以上設けられていることがより好ましい。
本発明では、複数のばね部材を設けることで力の分散化を図ることができるうえ、一方向のナットの回転に対して伸び側と縮み側にばね部材を配置することで、より効果的にナットの回転を制御することができる。
Moreover, in the vertical motion seismic isolation mechanism according to the present invention, it is more preferable that two or more spring members are provided for the nut.
In the present invention, it is possible to distribute the force by providing a plurality of spring members, and more effectively by arranging the spring members on the expansion side and the contraction side with respect to the rotation of the nut in one direction. The rotation of the nut can be controlled.

また、本発明に係る上下動免震機構では、ねじ軸とナットとの組合せが複数設けられ、複数のナット同士の回転が同調するように連結部材によって接続されていることが好ましい。
本発明では、複数のナット同士の回転を同調させることで、ねじ軸の上下動についても同調させることが可能となり、本上下動免震機構を備えた建物全体の上下方向の動きが揃うことから、ロッキング振動を防止することができる。
Moreover, in the vertical motion seismic isolation mechanism according to the present invention, it is preferable that a plurality of combinations of screw shafts and nuts are provided and connected by a connecting member so that the rotations of the plurality of nuts are synchronized.
In the present invention, by synchronizing the rotation of a plurality of nuts, it is possible to synchronize the vertical movement of the screw shaft, and the vertical movement of the entire building equipped with this vertical movement seismic isolation mechanism is aligned. Rocking vibration can be prevented.

本発明の上下動免震機構によれば、上部構造と下部構造との間に生じる上下動の直線運動を回転運動に変換し、その回転をばね部材により制御することで、上下振動の固有周期を増大させることができ、地震時の振動を大幅に抑制することができる。しかも、ばね部材によってナットの回転を制御する構成であるので、上下方向ばねで直接上下方向の振動を制御する場合に比べて小さな力で効果的に対応することができる。
また、空気ばねに比べて長期にわたって安定した性能を維持することができるので、メンテナンスにかかる手間を少なくすることができ利点がある。
According to the vertical motion seismic isolation mechanism of the present invention, the natural period of the vertical vibration is obtained by converting the linear motion of the vertical motion generated between the upper structure and the lower structure into a rotational motion and controlling the rotation by the spring member. The vibration during an earthquake can be greatly suppressed. And since it is the structure which controls rotation of a nut with a spring member, it can respond effectively with a small force compared with the case where the vibration of an up-down direction is directly controlled by an up-down direction spring.
In addition, since stable performance can be maintained over a long period of time as compared with an air spring, there is an advantage that labor for maintenance can be reduced.

本発明の第1の実施の形態による免震装置の全体構成を示す立断面図である。It is an elevation sectional view showing the whole seismic isolation device composition by a 1st embodiment of the present invention. 図1に示すA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line shown in FIG. 図1に示す免震装置の一部破断側面図である。It is a partially broken side view of the seismic isolation apparatus shown in FIG. (a)、(b)は免震装置の作用を説明するための水平断面図であって、図2に対応する図である。(A), (b) is a horizontal sectional view for demonstrating the effect | action of a seismic isolation apparatus, Comprising: It is a figure corresponding to FIG. 本発明の第2の実施の形態による免震装置の全体構成を示す水平断面図であって、図2に対応する図である。It is a horizontal sectional view which shows the whole structure of the seismic isolation apparatus by the 2nd Embodiment of this invention, Comprising: It is a figure corresponding to FIG. 本発明の第3の実施の形態による免震装置の全体構成を示す立断面図であって、図1に対応する図である。FIG. 5 is an elevational sectional view showing an overall configuration of a seismic isolation device according to a third embodiment of the present invention, corresponding to FIG. 1.

以下、本発明の第1の実施の形態による上下動免震機構について、図1乃至図4に基づいて説明する。
図1に示すように、本第1の実施の形態による上下動免震機構としての免震装置1は、上部構造2とそれを支持する下部構造3との間に介装され、それら上部構造2と下部構造3との間に生じる上下方向(矢印Y方向)の振動に対して免震効果を得るものである。
図1及び図2に示すように、この免震装置1は、上部構造2にねじ軸方向の一端(固定端11b)を固定させたねじ軸11と、このねじ軸11に螺合するとともに下部構造3に対して回転可能に保持されたナット12と、ナット12の回転を抑制する一対のばね部材13(13A、13B)とを備えて概略構成されている。
Hereinafter, a vertical motion seismic isolation mechanism according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, a seismic isolation device 1 as a vertical motion isolation system according to the first embodiment is interposed between an upper structure 2 and a lower structure 3 that supports the upper structure 2. The seismic isolation effect is obtained with respect to the vibration in the vertical direction (arrow Y direction) generated between 2 and the lower structure 3.
As shown in FIGS. 1 and 2, the seismic isolation device 1 includes a screw shaft 11 in which one end (fixed end 11b) in the screw shaft direction is fixed to the upper structure 2, and a screw shaft 11 and a lower portion. A nut 12 that is rotatably held with respect to the structure 3 and a pair of spring members 13 (13A, 13B) that suppress the rotation of the nut 12 are schematically configured.

ねじ軸11は、外周面にねじ軸方向全長にわたってねじ11aが形成され、ねじ軸方向を上下方向Yに向けた状態で固定端11bを上部構造2の基台21に固定している。   The screw shaft 11 has a screw 11a formed on the outer peripheral surface over the entire length in the screw shaft direction, and the fixed end 11b is fixed to the base 21 of the upper structure 2 with the screw shaft direction directed in the vertical direction Y.

ナット12は、内周面12cに雌ねじが形成されており、ねじ軸11に対して同軸に螺着し、下部構造3に設けられた筒部31内で回転自在に保持されている。
図3に示すように、具体的にナット12は、壁部12aと、この壁部12aの上端縁部に全周にわって径方向外側に張り出した周縁部12bとからなり、壁部12aが筒部31内に挿通されている。その周縁部12bには、径方向で対向する二点(固定点P1、P2)の夫々に後述するばね部材13の係止棒13bが固定されている。
The nut 12 has a female screw formed on the inner peripheral surface 12 c, is screwed coaxially with the screw shaft 11, and is rotatably held in a cylindrical portion 31 provided in the lower structure 3.
As shown in FIG. 3, specifically, the nut 12 includes a wall portion 12a and a peripheral edge portion 12b projecting radially outward along the entire periphery of the upper end edge of the wall portion 12a. The tube portion 31 is inserted. A locking rod 13b of a spring member 13, which will be described later, is fixed to the peripheral portion 12b at two points (fixed points P1, P2) that are opposed in the radial direction.

一対のばね部材13A、13Bは、それぞれコイルばねからなるばね本体13aが下部構造3上の基台32に固定されており、ばね本体13aとナット12の周縁部12bとを連結する固定点P(P1、P2)とが棒状の係止棒13bによって連結されている。このとき、ばね部材13A、13Bは、図2に示す平面視でナット12の接線方向に平行となる方向(X方向)にばねの伸縮方向を向けた状態で配置されている。
なお、ばね部材13A、13Bは、上部構造2と下部構造3との相対位置が初期の状態、つまりねじ軸11がナット12に対して上下方向で初期の位置にあるとき、伸縮していない自然長L0(図2参照)の状態となっている。
In each of the pair of spring members 13A and 13B, a spring main body 13a made of a coil spring is fixed to a base 32 on the lower structure 3, and a fixing point P (which connects the spring main body 13a and the peripheral portion 12b of the nut 12). P1 and P2) are connected to each other by a rod-shaped locking bar 13b. At this time, the spring members 13A and 13B are arranged in a state in which the expansion and contraction direction of the spring is directed in a direction (X direction) parallel to the tangential direction of the nut 12 in a plan view shown in FIG.
The spring members 13A and 13B are not expanded or contracted when the relative position between the upper structure 2 and the lower structure 3 is in the initial state, that is, when the screw shaft 11 is in the initial position in the vertical direction with respect to the nut 12. It is in a state of length L0 (see FIG. 2).

次に、上述した免震装置1の作用について図面に基づいて詳細に説明する。
図1に示すように、地震時の振動によって上部構造2と下部構造3とが互いに上下方向に近接離反する変位が生じると、上部構造2に固定されているねじ軸11が下部構造3に保持されているナット12に対してそのねじ軸方向(上下方向Y)に往復移動しつつ、そのねじ軸方向の変位量に比例して、ねじ軸11に螺合するナット12が回転し、この回転と共にばね部材13A、13Bのそれぞれの係止棒13bが固定される固定点P1、P2も中心軸まわりに回転移動する。
Next, the effect | action of the seismic isolation apparatus 1 mentioned above is demonstrated in detail based on drawing.
As shown in FIG. 1, when the upper structure 2 and the lower structure 3 are displaced in the vertical direction by the vibration at the time of an earthquake, the screw shaft 11 fixed to the upper structure 2 is held by the lower structure 3. While reciprocating in the screw shaft direction (vertical direction Y) with respect to the nut 12, the nut 12 screwed into the screw shaft 11 rotates in proportion to the amount of displacement in the screw shaft direction. At the same time, the fixing points P1 and P2 to which the respective locking rods 13b of the spring members 13A and 13B are fixed also rotate around the central axis.

そして、図4(a)に示すように、ねじ軸11が下方に変位してナット12が筒部31内で矢印W1方向に回転し、固定点P1、P2が初期位置から図で反時計回りに移動すると、一方の第1ばね部材13A(ここでは紙面上側のばね)が矢印X1方向に伸張してばね本体13aが付勢された状態になるとともに、他方の第2ばね部材13B(紙面下側のばね)が矢印X2方向に圧縮した状態となり、それぞれのばね部材13A、13Bが元の初期状態L0(図2参照)に戻ろうとする作用が働くことになる。
一方、図4(b)に示すように、ねじ軸11が上方に変位してナット12が筒部31内で矢印W2方向に回転し、固定点P1、P2が初期位置から図で時計回りに移動すると、第2ばね部材13Bが矢印X1方向に伸張してばね本体13aが付勢された状態になるとともに、第1ばね部材13Aが矢印X2方向に圧縮した状態となり、それぞれのばね部材13A、13Bが元の初期状態L0(図2参照)に戻ろうとする作用が働くことになる。
Then, as shown in FIG. 4A, the screw shaft 11 is displaced downward, the nut 12 rotates in the direction of the arrow W1 in the cylindrical portion 31, and the fixing points P1 and P2 are counterclockwise in the figure from the initial position. When one of the first spring members 13A (here, the upper spring in the drawing) is extended in the direction of the arrow X1 and the spring body 13a is biased, the other second spring member 13B (below the drawing) Side spring) is compressed in the direction of the arrow X2, and the respective spring members 13A and 13B act to return to the original initial state L0 (see FIG. 2).
On the other hand, as shown in FIG. 4B, the screw shaft 11 is displaced upward, the nut 12 rotates in the direction of the arrow W2 in the cylindrical portion 31, and the fixing points P1 and P2 are clockwise from the initial position in the drawing. When moved, the second spring member 13B extends in the arrow X1 direction and the spring body 13a is biased, and the first spring member 13A is compressed in the arrow X2 direction, and each spring member 13A, 13B works to return to the original initial state L0 (see FIG. 2).

このように、ナット12の回転に伴ってばね部材13A、13Bが作動し、これにより回転したナット12を所定の初期位置に戻るように復元力が働き、ナット12に螺合するねじ軸11においても、上下動による変位が抑制されるとともに、減衰効果も得られることになる。   In this way, the spring members 13A and 13B are operated in accordance with the rotation of the nut 12, and thereby a restoring force is exerted so that the rotated nut 12 returns to a predetermined initial position. In addition, displacement due to vertical movement is suppressed and a damping effect is also obtained.

また、図1に示すように、本免震装置1では、ねじ軸11の直線運動をナットの回転運動に変換される構成、すなわち上部構造2と下部構造3との間に生じる上下方向に作用する振動を回転運動に変換し、その回転をばね部材13により制御することで、上下振動の固有周期を増大させることができ、上下免震を実現することができる。
さらに、ばね部材13において、上下方向ばねで直接上下方向の振動を制御する場合に比べて小さな力でナット12の回転を制御することができる。
Further, as shown in FIG. 1, in the seismic isolation device 1, the linear motion of the screw shaft 11 is converted into the rotational motion of the nut, that is, the vertical motion generated between the upper structure 2 and the lower structure 3. By converting the vibration to be turned into a rotational motion and controlling the rotation by the spring member 13, the natural period of the vertical vibration can be increased, and the vertical seismic isolation can be realized.
Furthermore, in the spring member 13, the rotation of the nut 12 can be controlled with a smaller force than when the vertical vibration is directly controlled by the vertical spring.

また、ばね部材13は、ナット12が保持される下部構造3に基台32を介して固定されているので、上部構造2と下部構造3との間に変位が生じても、ナット12とばね部材13との上下方向の高さに相対的な変化が生じないので、ばね部材13はナット12の回転に対して常に同じ条件で減衰作用を与えることができる。   Further, since the spring member 13 is fixed to the lower structure 3 on which the nut 12 is held via the base 32, even if a displacement occurs between the upper structure 2 and the lower structure 3, the nut 12 and the spring Since there is no relative change in the vertical height with respect to the member 13, the spring member 13 can always give a damping action to the rotation of the nut 12 under the same conditions.

さらに、ばね部材13は、ナット12の接線方向に平行となる方向にばねの伸縮方向を向けた状態で設けられていることから、ナット12の回転方向に対して効果的にばね部材13を伸縮させることができ、ナット12の回転制御をより確実に且つ高精度で行うことができる。   Further, since the spring member 13 is provided in a state in which the expansion / contraction direction of the spring is directed in a direction parallel to the tangential direction of the nut 12, the spring member 13 is effectively expanded / contracted with respect to the rotation direction of the nut 12. Therefore, the rotation control of the nut 12 can be performed more reliably and with high accuracy.

また、本実施の形態では、複数(二つ)のばね部材13A、13Bを設けることで、力の分散化を図ることができるうえ、一方向のナット12の回転に対して伸び側と縮み側にばね部材13A、13Bを配置することで、より効果的にナット12の回転を制御することができる。   In the present embodiment, by providing a plurality (two) of spring members 13A and 13B, the force can be distributed, and the expansion side and the contraction side with respect to the rotation of the nut 12 in one direction. By disposing the spring members 13A and 13B, the rotation of the nut 12 can be controlled more effectively.

上述のように本実施の形態による上下動免震機構では、上部構造2と下部構造3との間に生じる上下動の直線運動を回転運動に変換し、その回転をばね部材13により制御することで、上下振動の固有周期を増大させることができ、地震時の振動を大幅に抑制することができる。しかも、ばね部材13によってナット12の回転を制御する構成であるので、上下方向ばねで直接上下方向の振動を制御する場合に比べて小さな力で効果的に対応することができる。
また、空気ばねに比べて長期にわたって安定した性能を維持することができるので、メンテナンスにかかる手間を少なくすることができる利点がある。
As described above, in the vertical motion isolation system according to the present embodiment, the vertical motion linear motion generated between the upper structure 2 and the lower structure 3 is converted into rotational motion, and the rotation is controlled by the spring member 13. Thus, the natural period of vertical vibration can be increased, and vibration during an earthquake can be significantly suppressed. And since it is the structure which controls rotation of the nut 12 with the spring member 13, it can respond effectively with a small force compared with the case where the vibration of an up-down direction is directly controlled with an up-down direction spring.
In addition, since stable performance can be maintained over a long period of time as compared with an air spring, there is an advantage that labor for maintenance can be reduced.

次に、本発明の上下動免震機構による他の実施の形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、実施の形態と異なる構成について説明する。
図5に示す第2の実施の形態による免震装置1Aでは、ねじ軸11とナット12との組合せ(運動変換機構T1、T2)が複数(図5では2組)設けられ、それぞれのナット12A、12B同士の回転が同調するように一対の連結部材14(14A、14B)によって接続された構成となっている。ここで、図5において、上側の第1運動変換機構を符号T1とし、下側の第2運動変換機構を符号T2とする。
Next, another embodiment of the vertical motion seismic isolation mechanism of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The same or similar members and parts as those of the above-described embodiment will be described using the same reference numerals. A configuration different from that of the embodiment will be described.
In the seismic isolation device 1A according to the second embodiment shown in FIG. 5, a plurality (two pairs in FIG. 5) of the screw shaft 11 and the nut 12 (motion conversion mechanisms T1 and T2) are provided, and each nut 12A. , 12B are connected by a pair of connecting members 14 (14A, 14B) so as to synchronize with each other. Here, in FIG. 5, the upper first motion conversion mechanism is denoted by reference numeral T1, and the lower second motion conversion mechanism is denoted by reference numeral T2.

一方の連結部材14Aは、運動変換機構T1、T2のそれぞれナット12A、12Bの固定点P3、P5同士を連結している。他方の連結部材14Bは、運動変換機構T1、T2のそれぞれナット12A、12Bの固定点P4、P6同士を連結している。
そして、第1運動変換機構T1のナット12Aには、上述した第1の実施の形態と同様に下部構造3上の基台32に固定されたばね部材13A、13Bが固定されている。つまり、ばね部材13A、13Bの作用は第1運動変換機構T1を介して第2運動変換機構T2へ伝達されることになる。
One connecting member 14A connects the fixing points P3 and P5 of the nuts 12A and 12B of the motion conversion mechanisms T1 and T2, respectively. The other connecting member 14B connects the fixing points P4 and P6 of the nuts 12A and 12B of the motion conversion mechanisms T1 and T2, respectively.
And spring member 13A, 13B fixed to the base 32 on the lower structure 3 is being fixed to the nut 12A of 1st motion conversion mechanism T1 similarly to 1st Embodiment mentioned above. That is, the action of the spring members 13A and 13B is transmitted to the second motion conversion mechanism T2 via the first motion conversion mechanism T1.

本第2の実施の形態の免震装置1Aでは、上述した第1の実施の形態と同様の作用、効果が得られるとともに、連結部材14A、14Bによって接続されている一対の運動変換機構T1、T2のナット12A、12B同士の回転を同調させることがき、それぞれのねじ軸11A、11Bの上下動についても同調させることが可能となることから、本免震装置1Aを備えた建物全体の上下方向の動きが揃い、ロッキング振動を防止することができる。   In the seismic isolation device 1A of the second embodiment, the same functions and effects as those of the first embodiment described above can be obtained, and a pair of motion conversion mechanisms T1, which are connected by the connecting members 14A and 14B, Since the rotation of the nuts 12A and 12B of T2 can be synchronized, and the vertical movement of the screw shafts 11A and 11B can be synchronized, the vertical direction of the entire building equipped with the seismic isolation device 1A The movements of these are aligned, and rocking vibration can be prevented.

次に、図6に示すように、第3の実施の形態による免震装置1Bは、上述した第1の実施の形態のばね部材13(図1参照)に代えて、ナット12と下部構造3との間にねじりコイルばね部材15(ばね部材)を設けた構成としたものである。
すなわち、ねじりコイルばね部材15は、ナット12を挿通させる筒部31の外周側に同軸に配置されるとともに、このばねの一端15aがナット12の周縁部12bに固定され、他端15bが下部構造3(他方の構造)に固定されている。なお、このねじりコイルばね部材15は、周知のものが用いられている。
Next, as shown in FIG. 6, the seismic isolation device 1 </ b> B according to the third embodiment replaces the spring member 13 (see FIG. 1) of the first embodiment described above with the nut 12 and the lower structure 3. And a torsion coil spring member 15 (spring member).
That is, the torsion coil spring member 15 is coaxially disposed on the outer peripheral side of the cylindrical portion 31 through which the nut 12 is inserted, one end 15a of this spring is fixed to the peripheral portion 12b of the nut 12, and the other end 15b is a lower structure. 3 (the other structure). As the torsion coil spring member 15, a known member is used.

本第3の実施の形態の免震装置1Bでは、上部構造2と下部構造3との間に上下方向Yの変位が生じると、ナット12の回転に伴ってこれに同軸に設けられるねじりコイルばね部材15にコイル軸(図6に示す符号C)回りのねじりモーメントが作用し、これが回転するナット12の抵抗となり、ナット12が所定の初期位置に戻るように復元力が働く。そのため、ナット12に螺合するねじ軸11においても、上下動による変位が抑制されるとともに、減衰効果も得られることになる。   In the seismic isolation device 1B of the third embodiment, when a displacement in the vertical direction Y occurs between the upper structure 2 and the lower structure 3, the torsion coil spring provided coaxially with the rotation of the nut 12 A torsional moment about the coil axis (symbol C shown in FIG. 6) acts on the member 15, which acts as a resistance of the rotating nut 12, and a restoring force acts so that the nut 12 returns to a predetermined initial position. Therefore, also in the screw shaft 11 screwed into the nut 12, the displacement due to the vertical movement is suppressed, and a damping effect is also obtained.

以上、本発明による上下動免震機構の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態ではばね部材としてコイルばねを用いているが、これに限定されることがなく、例えばダンパーを採用することも可能である。
また、本実施の形態ではナット12に対して二つのばね部材13A、13Bを設けているが、ばね部材13の数量に制限はなく、例えば1つのばね部材であってもよく、また3つ以上であってもかまわない。
As mentioned above, although embodiment of the vertical motion seismic isolation mechanism by this invention was described, this invention is not limited to said embodiment, In the range which does not deviate from the meaning, it can change suitably.
For example, although a coil spring is used as the spring member in the present embodiment, the present invention is not limited to this, and for example, a damper may be employed.
In the present embodiment, the two spring members 13A and 13B are provided for the nut 12. However, the number of the spring members 13 is not limited, and may be, for example, one spring member or three or more. It doesn't matter.

また、本実施の形態では、ねじ部11を上部構造2側に固定し、ナット12を下部構造3に保持させているが、配置を上下逆にすることも可能である。つまり、上部構造2側でナット12を保持し、下部構造3側でねじ軸11を固定させる構造であってもよい。
さらに、上述した第2の実施の形態では、2組の運動変換機構T1、T2を設けた構成としているが、3組以上の運動変換機構Tのナット12をそれぞれ適宜に連結部材14で接続して同調可能としてもよい。
さらにまた、ねじ軸11、ナット12の各寸法、ばね部材の性能などは本上下動免震機構を適用する条件に応じて適宜変更することができる。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施の形態を適宜組み合わせてもよい。
Moreover, in this Embodiment, although the screw part 11 is fixed to the upper structure 2 side and the nut 12 is hold | maintained at the lower structure 3, arrangement | positioning can also be made upside down. In other words, the nut 12 may be held on the upper structure 2 side and the screw shaft 11 may be fixed on the lower structure 3 side.
Furthermore, in the second embodiment described above, two sets of motion conversion mechanisms T1 and T2 are provided. However, the nuts 12 of three or more sets of motion conversion mechanisms T are connected by connecting members 14 as appropriate. And may be tuned.
Furthermore, the dimensions of the screw shaft 11 and the nut 12, the performance of the spring member, and the like can be appropriately changed according to the conditions for applying the vertical motion seismic isolation mechanism.
In addition, it is possible to appropriately replace the constituent elements in the above-described embodiments with well-known constituent elements without departing from the spirit of the present invention, and the above-described embodiments may be appropriately combined.

1、1A、1B 免震装置(上下動免震機構)
2 上部構造
3 下部構造
11、11A、11B ねじ軸
12、12A、12B ナット
13、13A、13B ばね部材
13a ばね本体
13b 係止棒
14、14A、14B 連結部材
15 ねじりコイルばね部材(ばね部材)
P、P1〜P6 固定点
T、T1、T2 運動変換機構
1, 1A, 1B Seismic isolation device (vertical motion isolation system)
2 Upper structure 3 Lower structure 11, 11A, 11B Screw shaft 12, 12A, 12B Nut 13, 13A, 13B Spring member 13a Spring body 13b Locking rod 14, 14A, 14B Connecting member 15 Torsion coil spring member (spring member)
P, P1-P6 Fixed point T, T1, T2 Motion conversion mechanism

Claims (3)

上下方向に近接離反する上部構造と下部構造との間に介装される上下動免震機構であって、
前記上部構造および下部構造のうちいずれか一方の構造にねじ軸方向の一端を固定したねじ軸と、
該ねじ軸のねじに螺合し、そのねじ軸のねじ軸方向への変位に応じて回転するとともに、前記上部構造および下部構造のうち他方の構造に対して回転可能に保持されたナットと、
回転した前記ナットを所定の初期位置に戻るように復元力が働くばね部材と、
を備え
前記ばね部材は、前記ナットの外周側に同軸に配置されるとともに、一端が前記ナットに固定され、他端が前記他方の構造に固定されたねじりコイルばねであることを特徴とする上下動免震機構。
A vertical motion seismic isolation mechanism interposed between an upper structure and a lower structure that are closely spaced apart in the vertical direction,
A screw shaft in which one end of the screw shaft direction is fixed to one of the upper structure and the lower structure;
A nut that is screwed to the screw of the screw shaft and rotates in accordance with the displacement of the screw shaft in the screw shaft direction, and is held rotatably with respect to the other structure of the upper structure and the lower structure;
A spring member in which a restoring force works to return the rotated nut to a predetermined initial position;
Equipped with a,
The spring member is a torsion coil spring that is coaxially disposed on the outer peripheral side of the nut, has one end fixed to the nut, and the other end fixed to the other structure. Seismic mechanism.
前記ばね部材は、前記ナットに対して二つ以上設けられていることを特徴とする請求項1に記載の上下動免震機構。 It said spring member is vertically movable seismic isolation mechanism according to claim 1, characterized in that are two or more provided et al with respect to the nut. 前記ねじ軸とナットとの組合せが複数設けられ、複数の前記ナット同士の回転が同調するように連結部材によって接続されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の上下動免震機構。 3. The vertical motion isolation device according to claim 1 , wherein a plurality of combinations of the screw shafts and nuts are provided and connected by a connecting member so that rotations of the plurality of nuts are synchronized with each other. mechanism.
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