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JP2020085079A - Displacement suppression device and seismic isolation system - Google Patents

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JP2020085079A
JP2020085079A JP2018217354A JP2018217354A JP2020085079A JP 2020085079 A JP2020085079 A JP 2020085079A JP 2018217354 A JP2018217354 A JP 2018217354A JP 2018217354 A JP2018217354 A JP 2018217354A JP 2020085079 A JP2020085079 A JP 2020085079A
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正人 齊藤
和男 村井
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和男 村井
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Abstract

【課題】対象物を初期位置へ復帰させることが容易な変位抑制装置を提供する。【解決手段】第1対象物105と第2対象物107との所定方向における相対変位を抑制する変位抑制装置9は、伝達部材11及び復元力発生部15を有している。伝達部材11は、第1対象物105に対して、上記所定方向に直交する第1回転軸A1回りに回転可能に連結されている。また、伝達部材11は、第2対象物107に対して、第1回転軸A1に平行な第2回転軸A2回りに回転可能に連結されている。また、伝達部材11は、第2回転軸A2に対する第1回転軸A1の近接及び離反を許容している。復元力発生部15は、伝達部材11の第2回転軸A2回りの回転による変位に対して復元力を生じる。【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a displacement suppressing device capable of easily returning an object to an initial position. SOLUTION: A displacement suppressing device 9 for suppressing a relative displacement between a first object 105 and a second object 107 in a predetermined direction has a transmission member 11 and a restoring force generating unit 15. The transmission member 11 is rotatably connected to the first object 105 around the first rotation axis A1 orthogonal to the predetermined direction. Further, the transmission member 11 is rotatably connected to the second object 107 around the second rotation axis A2 parallel to the first rotation axis A1. Further, the transmission member 11 allows the first rotating shaft A1 to approach and separate from the second rotating shaft A2. The restoring force generation unit 15 generates a restoring force with respect to the displacement due to the rotation of the transmission member 11 around the second rotation axis A2. [Selection diagram] Fig. 2

Description

本開示は、地震等において、2つの対象物の相対変位を抑制する変位抑制装置及び当該変位抑制装置を利用した免震システムに関する。 The present disclosure relates to a displacement suppression device that suppresses relative displacement of two objects in an earthquake or the like, and a seismic isolation system that uses the displacement suppression device.

免震対象物を当該免震対象物を支持する支持構造物に対して水平方向に変位可能とした免震システムが知られている。このような免震システムは、地震が生じたときに免震対象物に加えられる加速度を減じることができる。しかし、その一方で、免震対象物の変位が過大になると、免震対象物とその周囲の構造物との衝突を招く等の不都合が生じる。 A seismic isolation system is known in which the seismic isolation target is horizontally displaceable with respect to a support structure supporting the seismic isolation target. Such a seismic isolation system can reduce the acceleration applied to the seismic isolation target when an earthquake occurs. However, on the other hand, when the displacement of the seismic isolation target becomes excessive, inconveniences such as a collision between the seismic isolation target and the surrounding structures occur.

特許文献1では、免震対象物と構造物との相対移動(平行移動)を回転運動に変換して回転質量体に伝達する技術を開示している。この構成では、見かけ以上、免震対象物の質量が増えることから、免震対象物の変位が抑制される。また、特許文献1では、免震対象物から回転質量体までの伝達経路に摩擦機構を設けている。これによっても免震対象物の変位が抑制される。 Patent Document 1 discloses a technique of converting relative movement (parallel movement) between a seismic isolation target and a structure into rotational movement and transmitting the rotational movement to a rotating mass body. With this configuration, since the mass of the seismic isolation target increases more than it seems, the displacement of the seismic isolation target is suppressed. Further, in Patent Document 1, a friction mechanism is provided in the transmission path from the seismic isolation target to the rotating mass body. This also suppresses the displacement of the seismic isolation target.

なお、特許文献1に記載の内容は、本願において参照による引用(incorporation by reference)がなされてよい。 The contents described in Patent Document 1 may be incorporated by reference in the present application.

特開2009−79662号公報JP, 2009-79662, A

特許文献1の構成においては、摩擦機構が免震対象物の移動を規制する力が免震対象物を初期位置(地震前の位置)に復帰させようとする復元力よりも大きい場合、地震後、免震対象物が初期位置に復帰せず、変位が残留することになる。その結果、免震対象物を初期位置へ復帰させる労力が必要になる。 In the configuration of Patent Document 1, when the force that the friction mechanism restricts the movement of the seismic isolation target is greater than the restoring force that attempts to return the seismic isolation target to the initial position (position before the earthquake), after the earthquake , The seismic isolation target does not return to the initial position, and the displacement remains. As a result, labor is required to return the seismic isolation target to the initial position.

従って、対象物を初期位置へ復帰させることが容易な変位抑制装置及び免震システムが提供されることが待たれる。 Therefore, it is necessary to provide a displacement suppressing device and a seismic isolation system that can easily return the object to the initial position.

本開示に係る変位抑制装置は、第1対象物と第2対象物との所定方向における相対変位を抑制する変位抑制装置であって、前記第1対象物に対して、前記所定方向に直交する第1回転軸回りに回転可能に連結されており、前記第2対象物に対して、前記第1回転軸に平行な第2回転軸回りに回転可能に連結されており、前記第2回転軸に対する前記第1回転軸の近接及び離反を許容している伝達部材と、前記伝達部材の前記第2回転軸回りの回転による変位に対して復元力を生じる復元力発生部と、を有している。 A displacement suppression device according to the present disclosure is a displacement suppression device that suppresses relative displacement of a first object and a second object in a predetermined direction, and is orthogonal to the first object with respect to the predetermined direction. The second rotation shaft is rotatably connected about a first rotation axis, and is rotatably connected to the second object about a second rotation axis parallel to the first rotation axis. A transmission member that allows the first rotation shaft to approach and separate from the first rotation shaft, and a restoring force generation unit that generates a restoring force with respect to the displacement of the transmission member due to the rotation around the second rotation shaft. There is.

一例において、前記伝達部材は、前記第1対象物が前記第1回転軸の位置に有している被作用部が前記第1回転軸の軸方向に挿入される、前記第2回転軸から離れた位置から第2回転軸側へ延びているガイド溝を有している。 In one example, the transmission member is separated from the second rotation shaft, in which the actuated portion of the first object located at the position of the first rotation shaft is inserted in the axial direction of the first rotation shaft. It has a guide groove extending from the open position to the second rotation shaft side.

一例において、前記変位抑制装置は、前記伝達部材の前記第2回転軸回りの回転運動を並進運動に変換して前記復元力発生部に伝える変換機構を有している。 In one example, the displacement suppression device includes a conversion mechanism that converts the rotational movement of the transmission member around the second rotation axis into a translational movement and transmits the translational movement to the restoring force generating unit.

一例において、前記変位抑制装置は、前記第2回転軸に対して同心に前記伝達部材に固定されている入力歯車と、前記入力歯車の回転が伝達される出力歯車と、前記出力歯車と噛み合うとともに前記復元力発生部に連結されているラックと、を有しており、前記出力歯車の外周面における接線方向の速度は、前記入力歯車の外周面における接線方向の速度に対して変速される。 In one example, the displacement suppressing device meshes with an input gear that is fixed to the transmission member concentrically with respect to the second rotation shaft, an output gear to which the rotation of the input gear is transmitted, and the output gear. And a rack connected to the restoring force generating unit, wherein the tangential speed of the outer peripheral surface of the output gear is changed with respect to the tangential speed of the outer peripheral surface of the input gear.

一例において、前記変位抑制装置は、前記伝達部材の前記第2回転軸回りの角速度を変速して前記復元力発生部に伝える変速機構を有している。 In one example, the displacement suppression device has a speed change mechanism that changes the angular velocity of the transmission member around the second rotation axis and transmits the speed to the restoring force generating unit.

本開示に係る免震システムは、上記変位抑制装置と、前記第1対象物及び前記第2対象物のうちの一方の対象物に対して他方の対象物を前記所定方向に移動可能に前記他方の対象物を支持しているアイソレータと、を有している。 The seismic isolation system according to the present disclosure includes the displacement suppressing device and the other one of the first object and the second object so that the other object is movable in the predetermined direction. And an isolator that supports the object.

上記の構成によれば、対象物を初期位置へ復帰させることが容易化される。 According to the above configuration, it is easy to return the object to the initial position.

本開示の第1実施形態に係る免震システムの概略構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the schematic structure of the seismic isolation system which concerns on 1st Embodiment of this indication. 図2(a)、図2(b)及び図2(c)は図1の免震システムにおける変位抑制装置の構成及び作用を説明する模式図。2(a), 2(b) and 2(c) are schematic diagrams for explaining the configuration and operation of the displacement suppressing device in the seismic isolation system of FIG. 図3(a)、図3(b)及び図3(c)は図2の変位抑制装置の特性の一例を示す図。3(a), 3(b) and 3(c) are diagrams showing an example of characteristics of the displacement suppression device of FIG. 図4(a)及び図4(b)は比較例及び実施例に係る免震システムの動作についてのシミュレーション計算の結果を示す図。FIG. 4A and FIG. 4B are diagrams showing the results of simulation calculation regarding the operation of the seismic isolation system according to the comparative example and the example. 図5(a)は第2実施形態に係る変位抑制装置の構成を説明する模式図、図5(b)は図5(a)の一部拡大図。5A is a schematic diagram illustrating the configuration of the displacement suppression device according to the second embodiment, and FIG. 5B is a partially enlarged view of FIG. 5A. 図6(a)は第3実施形態に係る変位抑制装置の構成を説明する模式図、図6(b)は図6(a)の一部拡大図。FIG. 6A is a schematic diagram illustrating the configuration of the displacement suppression device according to the third embodiment, and FIG. 6B is a partially enlarged view of FIG. 6A. 図7(a)は第4実施形態に係る変位抑制装置の構成を説明する模式図、図7(b)は図7(a)の一部拡大図。FIG. 7A is a schematic diagram illustrating the configuration of the displacement suppression device according to the fourth embodiment, and FIG. 7B is a partially enlarged view of FIG. 7A.

以下、図面を参照して本開示に係る実施形態について説明する。なお、第2実施形態以降においては、基本的に、先に説明された実施形態との相違部分についてのみ説明する。特に言及がない事項については、先に説明された実施形態と同様とされてよい。また、複数の実施形態間において、互いに対応する構成に対しては、相違点が存在しても、説明の便宜上、同一の符号を付すことがある。 Hereinafter, embodiments according to the present disclosure will be described with reference to the drawings. Note that, in the second and subsequent embodiments, basically, only the differences from the previously described embodiments will be described. Matters not particularly mentioned may be the same as those in the embodiment described above. In addition, for the sake of convenience of description, the same reference numerals may be given to configurations corresponding to each other between the plurality of embodiments, even if there are differences.

[第1実施形態]
(免震システムの全体構成)
図1は、本発明の実施形態に係る免震システム1の概略構成を示す模式図である。なお、図1において、紙面左右方向は水平方向であり、紙面上下方向は鉛直方向である。
[First Embodiment]
(Overall structure of seismic isolation system)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a seismic isolation system 1 according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the left-right direction of the paper is the horizontal direction, and the up-down direction of the paper is the vertical direction.

免震システム1は、免震対象物103を支持する支持構造物101に対する免震対象物103の水平方向の移動を可能とするとともに、その変位を抑制するものである。なお、図1では、便宜上、支持構造物101の符号を複数位置に付している。 The seismic isolation system 1 enables horizontal movement of the seismic isolation target 103 with respect to the support structure 101 that supports the seismic isolation target 103, and suppresses displacement thereof. Note that, in FIG. 1, for convenience, reference numerals of the support structure 101 are attached to a plurality of positions.

免震対象物103及び支持構造物101の組み合わせは、例えば、建築物(家屋等)及び当該建築物を支持する基礎部分の組み合わせ、什器及び什器を支持する建築物の組み合わせ等が挙げられる。とりわけ、建築物に支持される物のうち免震されることが好ましい物としては、例えば、芸術品やコンピュータ機器(サーバ)が挙げられる。また、ビルの高層階や屋上等に配置される免震対象物は、ビルの共振によって大きな加速度及び/又は変位で振動する可能性が高いことから、免震されることが好ましいとともに、変位が抑制されることが好ましい。 Examples of the combination of the seismic isolation target 103 and the support structure 101 include a combination of a building (house or the like) and a base portion that supports the building, a combination of furniture and a building that supports furniture. Among the objects supported by the building, those that are preferably seismically isolated include, for example, works of art and computer devices (servers). In addition, it is preferable that the seismic isolation target placed on the upper floors of the building or on the rooftop vibrates with large acceleration and/or displacement due to the resonance of the building. It is preferably suppressed.

免震システム1は、例えば、免震対象物103を水平方向に移動可能に支持するアイソレータ3(免震支承)と、免震対象物103を初期位置へ復帰させる復元力を生じる復元機能部5と、免震対象物103の振動を吸収する減衰機能部7と、免震対象物103の変位を抑制する変位抑制装置9とを備えている。 The seismic isolation system 1 includes, for example, an isolator 3 (seismic isolation bearing) that supports the seismic isolation target 103 so as to be movable in the horizontal direction, and a restoration function unit 5 that generates a restoring force that restores the seismic isolation target 103 to the initial position. And a damping function unit 7 that absorbs the vibration of the seismic isolation target 103, and a displacement suppressing device 9 that suppresses the displacement of the seismic isolation target 103.

なお、図示の例では、従来の免震システムに対して変位抑制装置9を付加することを想定している。アイソレータ3、復元機能部5及び減衰機能部7は、従来の免震システムに対応する部分である。この場合、アイソレータ3、復元機能部5及び減衰機能部7の構成は、公知の種々の構成と同様とされて構わない。ただし、図示の例とは異なり、変位抑制装置9は、新たな免震システムの設計に当初から考慮されてもよい。この場合、例えば、復元機能部5及び減衰機能部7の一部又は全部は、変位抑制装置9に含まれてもよい。 In the illustrated example, it is assumed that the displacement suppressing device 9 is added to the conventional seismic isolation system. The isolator 3, the restoration function part 5, and the damping function part 7 are parts corresponding to the conventional seismic isolation system. In this case, the configurations of the isolator 3, the restoration function unit 5, and the attenuation function unit 7 may be the same as various known configurations. However, unlike the illustrated example, the displacement suppression device 9 may be considered from the beginning in the design of a new seismic isolation system. In this case, for example, some or all of the restoration function unit 5 and the damping function unit 7 may be included in the displacement suppression device 9.

アイソレータ3は、支持構造物101と免震対象物103との間に介在している。アイソレータ3は、公知の構成と同様とされてよく、例えば、積層ゴム、転がり支承又は滑り支承である。アイソレータ3は、一の水平方向における免震対象物103の移動を許容するものであってもよいし、任意の水平方向における免震対象物103の移動を許容するものであってもよい。 The isolator 3 is interposed between the support structure 101 and the seismic isolation target 103. The isolator 3 may have the same configuration as that of a known structure, and is, for example, a laminated rubber, a rolling bearing, or a sliding bearing. The isolator 3 may allow the seismic isolation target 103 to move in one horizontal direction, or may allow the seismic isolation target 103 to move in any horizontal direction.

なお、本実施形態における免震システム1の動作の説明では、一の水平方向のみ(紙面左右方向のみ)に着目する。また、復元機能部5、減衰機能部7及び変位抑制装置9は、前記一の水平方向における一方側及び他方側への移動の双方に対して作用するものであってもよいし、一方のみに対して作用するものであってもよい。以下では、前者を例に取る。 In the description of the operation of the seismic isolation system 1 according to the present embodiment, attention is paid only to one horizontal direction (only the horizontal direction on the paper surface). Further, the restoration function part 5, the damping function part 7, and the displacement suppression device 9 may act on both of the movement to one side and the other side in the one horizontal direction, or to only one. It may also act against. In the following, the former is taken as an example.

復元機能部5は、支持構造物101と免震対象物103とにつながっており、免震対象物103が支持構造物101に対して初期位置から変位したときに、当該変位とは反対方向への復元力を免震対象物103へ付与する。当該復元力の大きさは、例えば、変位の増加に伴って増加する。例えば、復元力の大きさは変位に比例する。別の観点では、復元機能部5の復元力は、免震対象物103が初期位置にあるときに0である。 The restoration function unit 5 is connected to the support structure 101 and the seismic isolation target 103, and when the seismic isolation target 103 is displaced from the initial position with respect to the support structure 101, in a direction opposite to the displacement. To the seismic isolated object 103. The magnitude of the restoring force increases with an increase in displacement, for example. For example, the magnitude of the restoring force is proportional to the displacement. From another viewpoint, the restoring force of the restoring function unit 5 is 0 when the seismic isolation target object 103 is in the initial position.

なお、復元力が比例しているとみなせるときの比例定数は、ばね定数乃至は剛性に相当するものである。本開示においては、このように変位に応じて変化する力の変化率を、便宜上、ばね定数ということがある。従って、例えば、復元機能部5及び後述する復元力発生部15等についてばね定数という用語を用いても、これらはばねを含むものに限定されない。 The proportional constant when it can be considered that the restoring force is proportional corresponds to the spring constant or the rigidity. In the present disclosure, the change rate of the force that changes according to the displacement as described above may be referred to as a spring constant for convenience. Therefore, for example, even if the term "spring constant" is used for the restoring function unit 5 and the restoring force generating unit 15 described later, these are not limited to those including a spring.

復元機能部5は、変位抑制装置9の取り付け前の免震システム(通常の免震システム)における復元力を生じる機能をシステムの要素として概念化して示したものである。従って、図1では、便宜上、復元機能部5をアイソレータ3とは別個に図示しているが、復元機能部5は、アイソレータ3によって実現されるものであってもよいし、アイソレータ3とは別に設けられる機構であってもよいし、両者によって実現されるものであってもよい。 The restoration function unit 5 conceptualizes and shows the function of producing a restoring force in the seismic isolation system before mounting the displacement suppression device 9 (normal seismic isolation system) as a system element. Therefore, in FIG. 1, for the sake of convenience, the restoration function unit 5 is shown separately from the isolator 3, but the restoration function unit 5 may be realized by the isolator 3 or may be provided separately from the isolator 3. The mechanism may be provided, or may be realized by both.

減衰機能部7は、支持構造物101と免震対象物103とにつながっており、免震対象物103が支持構造物101に対して速度を生じたときに、当該速度の方向とは反対方向への力(減衰力)を生じる。当該減衰力の大きさは、例えば、速度の増加に伴って増加する。例えば、減衰力の大きさは速度に比例する。 The damping function unit 7 is connected to the support structure 101 and the seismic isolation target 103, and when the seismic isolation target 103 causes a velocity with respect to the support structure 101, a direction opposite to the direction of the velocity. Force (damping force) is generated. The magnitude of the damping force increases, for example, as the speed increases. For example, the magnitude of damping force is proportional to speed.

減衰機能部7は、復元機能部5と同様に、変位抑制装置9の取り付け前の免震システム(通常の免震システム)における減衰力を生じる機能をシステムの要素として概念化して示したものである。従って、図1では、便宜上、減衰機能部7をアイソレータ3とは別個に図示しているが、減衰機能部7は、アイソレータ3によって実現されるものであってもよいし、アイソレータ3とは別に設けられる機構であってもよいし、両者によって実現されるものであってもよい。 The damping function unit 7 is, like the restoration function unit 5, conceptually shown as a system element a function of generating a damping force in the seismic isolation system before mounting the displacement suppression device 9 (normal seismic isolation system). is there. Therefore, in FIG. 1, the attenuation function section 7 is shown separately from the isolator 3 for the sake of convenience, but the attenuation function section 7 may be realized by the isolator 3 or may be provided separately from the isolator 3. The mechanism may be provided, or may be realized by both.

復元機能部5及び減衰機能部7は、支持構造物101及び免震対象物103に対して互いに並列につながっている。なお、念のために記載すると、ここでいう並列は、3次元座標系における位置が並列であることを意味するのではなく、力学的な作用の観点において並列であることを意味する。従って、例えば、復元機能部5及び減衰機能部7が免震対象物103に対して互いに反対側に位置して、それぞれ支持構造物101及び免震対象物103につながっていても、両機能部が生じる力は免震対象物103に対して並列に作用するから、両機能部は並列である。変位抑制装置9についても同様である。 The restoration function unit 5 and the damping function unit 7 are connected to the support structure 101 and the seismic isolation target 103 in parallel with each other. It should be noted that, as a reminder, the parallelism here does not mean that the positions in the three-dimensional coordinate system are parallel, but that they are parallel in terms of mechanical action. Therefore, for example, even if the restoration function unit 5 and the damping function unit 7 are located on the opposite sides of the seismic isolation target object 103 and are connected to the support structure 101 and the seismic isolation target object 103, respectively, both functional units Since the force generated by the force acts on the seismic isolation target object 103 in parallel, both functional units are in parallel. The same applies to the displacement suppression device 9.

(変位抑制装置)
変位抑制装置9は、図1において復元機能部5と同様の記号で示されているように、全体として、免震対象物103を初期位置へ復帰させようとする復元力を生じる機構によって構成されている。変位抑制装置9は、復元機能部5及び減衰機能部7に対して並列に支持構造物101及び免震対象物103に連結されている。
(Displacement suppression device)
The displacement suppression device 9 is configured by a mechanism that generates a restoring force that attempts to return the seismic isolation target object 103 to the initial position, as indicated by the same symbols as the restoring function unit 5 in FIG. 1. ing. The displacement suppression device 9 is connected to the support structure 101 and the seismic isolation target 103 in parallel with the restoration function unit 5 and the damping function unit 7.

図示の例では、変位抑制装置9は、支持構造物101と免震対象物103との間の隙間に配置されている。別の観点では、アイソレータ3に組み込まれている。ただし、変位抑制装置9は、免震対象物103に対して側方又は上方等の上記以外の位置に配置されていてもよい。 In the illustrated example, the displacement suppression device 9 is arranged in the gap between the support structure 101 and the seismic isolation target 103. From another perspective, it is incorporated in the isolator 3. However, the displacement suppression device 9 may be arranged at a position other than the above, such as laterally or above the seismic isolation target object 103.

図2(a)及び図2(b)は変位抑制装置9の構成を模式的に示す平面図である。この図において、紙面貫通方向は鉛直方向であり、紙面左右方向は、図1の紙面左右方向(一の水平方向)である。図2(a)は、例えば、免震対象物103が初期位置にある状態を示している。図2(b)は、免震対象物103が図2(a)の位置から変位した状態を示している。 2A and 2B are plan views schematically showing the configuration of the displacement suppression device 9. In this figure, the paper surface penetrating direction is the vertical direction, and the paper surface horizontal direction is the paper surface horizontal direction of FIG. 1 (one horizontal direction). FIG. 2A shows a state in which the seismic isolation target object 103 is at the initial position, for example. FIG. 2B shows a state in which the seismic isolation target object 103 is displaced from the position shown in FIG. 2A.

この図では、免震対象物103に対して少なくとも一の水平方向(紙面左右方向)において固定的な第1対象物105と、支持構造物101に対して少なくとも前記一の水平方向において固定的な第2対象物107とが模式的に示されている。 In this figure, a first object 105 that is fixed in at least one horizontal direction (left and right direction on the paper surface) with respect to the seismic isolation object 103 and a fixed object that is fixed in at least one horizontal direction with respect to the support structure 101. The second object 107 is schematically shown.

第1対象物105は、免震対象物103の一部であってもよいし、アイソレータ3の一部であってもよい。同様に、第2対象物107は、支持構造物101の一部であってもよいし、アイソレータ3の一部であってもよい。第1対象物105と第2対象物107とは、例えば、一の水平方向(紙面左右方向)の移動が許容されているとともに、他の水平方向の移動が規制されている。第1対象物105及び第2対象物107の具体例を挙げると、例えば、以下のとおりである。 The first object 105 may be a part of the seismic isolation object 103 or a part of the isolator 3. Similarly, the second object 107 may be a part of the support structure 101 or the isolator 3. For example, the first object 105 and the second object 107 are allowed to move in one horizontal direction (left and right in the plane of the drawing), and are restricted from moving in the other horizontal direction. Specific examples of the first object 105 and the second object 107 are as follows, for example.

特に図示しないが、アイソレータ3は、支持構造物101に固定されている支持側部材と、免震対象物103に固定されている免震側部材と、支持側部材と免震側部材との間に介在する中間部材とを有している。支持側部材は、支持構造物101の一部であってもよく、免震側部材は免震対象物103の一部であってもよい。中間部材は、支持側部材に対して、水平な第1方向における移動が許容されているとともに他の水平方向への移動が規制されるように連結されている。また、中間部材は、免震側部材に対して第1方向に直交する水平な第2方向における移動が許容されているとともに他の水平方向への移動が規制されるように連結されている。このような構成により、免震対象物103は支持構造物101に対して任意の水平方向へ移動可能になっている。 Although not particularly shown, the isolator 3 includes a support side member fixed to the support structure 101, a seismic isolation side member fixed to the seismic isolation target 103, and a support side member and a seismic isolation side member. And an intermediate member interposed therebetween. The support side member may be a part of the support structure 101, and the seismic isolation side member may be a part of the seismic isolation target object 103. The intermediate member is connected to the support-side member such that movement in the first horizontal direction is allowed and movement in other horizontal directions is restricted. Further, the intermediate member is connected to the seismic isolation side member so as to be allowed to move in a horizontal second direction orthogonal to the first direction and to be restricted from moving in other horizontal directions. With such a configuration, the seismic isolation target object 103 can be moved in an arbitrary horizontal direction with respect to the support structure 101.

そして、例えば、第1対象物105は免震側部材であり、第2対象物107は中間部材であり、紙面左右方向は第2方向である。又は、第1対象物105は中間部材であり、第2対象物107は支持側部材であり、紙面左右方向は第1方向である。 Then, for example, the first object 105 is a seismic isolation side member, the second object 107 is an intermediate member, and the left-right direction on the paper is the second direction. Alternatively, the first object 105 is an intermediate member, the second object 107 is a support-side member, and the left-right direction on the paper surface is the first direction.

なお、既述の図1は、上記のような中間部材を省略した概念図と捉えられてよい。又は、図1は、免震対象物103と支持構造物101との相対移動が一の水平方向においてのみ許容されており、変位抑制装置9が免震対象物103と支持構造物101とに実際に連結されている構成を示している模式図と捉えられてもよい。既に説明した復元機能部5及び減衰機能部7についても同様である。 Note that FIG. 1 described above may be regarded as a conceptual diagram in which the intermediate member as described above is omitted. Alternatively, FIG. 1 shows that the relative movement between the seismic isolation target 103 and the support structure 101 is allowed only in one horizontal direction, and the displacement suppression device 9 actually operates on the seismic isolation target 103 and the support structure 101. May be regarded as a schematic diagram showing the configuration connected to the. The same applies to the restoration function unit 5 and the attenuation function unit 7 already described.

変位抑制装置9は、例えば、第1対象物105に連結されている伝達部材11と、伝達部材11の運動(変位)を伝える伝達機構13と、伝達機構13を介して伝達部材11の運動が伝えられる復元力発生部15とを有している。 The displacement suppression device 9 includes, for example, a transmission member 11 connected to the first object 105, a transmission mechanism 13 that transmits a movement (displacement) of the transmission member 11, and a movement of the transmission member 11 via the transmission mechanism 13. The restoring force generating unit 15 is transmitted.

第1対象物105が第2対象物107に対して変位すると伝達部材11も変位する。この変位は、伝達機構13を介して復元力発生部15に伝えられ、復元力発生部15は当該変位に応じた復元力を生じる。この復元力は、伝達機構13を介して伝達部材11に伝えられ、第1対象物105を初期位置に復帰させる復元力として作用する。これにより、第1対象物105の変位が抑制される。この際、伝達部材11の構成が特殊なものとなっていることなどにより、変位抑制装置9は、既述の復元機能部5とは異なる作用を奏する。具体的には、以下のとおりである。 When the first object 105 is displaced with respect to the second object 107, the transmission member 11 is also displaced. This displacement is transmitted to the restoring force generation unit 15 via the transmission mechanism 13, and the restoring force generation unit 15 generates a restoring force according to the displacement. This restoring force is transmitted to the transmitting member 11 via the transmitting mechanism 13 and acts as a restoring force for returning the first object 105 to the initial position. As a result, the displacement of the first object 105 is suppressed. At this time, the displacement suppressing device 9 exerts an action different from that of the restoring function unit 5 described above because the transmission member 11 has a special configuration. Specifically, it is as follows.

(伝達部材)
伝達部材11は、第1対象物105が有している被作用部105aに対して連結されている。被作用部105aは、例えば、鉛直方向に突出する突部によって構成されている。被作用部105aは、第1対象物105の本体(符号省略)に対して水平方向に移動不可能に設けられている。
(Transmission member)
The transmission member 11 is connected to the acted part 105a of the first object 105. The acted part 105a is configured by, for example, a protruding part that projects in the vertical direction. The acted part 105a is provided so as not to move in the horizontal direction with respect to the main body (reference numeral omitted) of the first object 105.

伝達部材11は、例えば、長尺状に延びる形状(アーム状)に形成されており、また、その長手方向に延びるガイド溝11aを有している。被作用部105aは、ガイド溝11a内に挿入されており、伝達部材11に対してガイド溝11aに沿って相対移動可能である。伝達部材11は、第1対象物105に対して、第1回転軸A1(被作用部105a)回りに相対回転可能である。また、伝達部材11は、一端が鉛直な(別の観点では第1回転軸A1に平行な)第2回転軸A2回りに回転可能に第2対象物107に連結されている。 The transmission member 11 is formed, for example, in a shape that extends in a long shape (arm shape), and has a guide groove 11 a that extends in the longitudinal direction thereof. The actuated portion 105a is inserted into the guide groove 11a and is movable relative to the transmission member 11 along the guide groove 11a. The transmission member 11 is rotatable relative to the first object 105 around the first rotation axis A1 (acted part 105a). In addition, the transmission member 11 is rotatably connected to the second object 107 about a second rotation axis A2 whose one end is vertical (in another perspective, parallel to the first rotation axis A1).

従って、第1対象物105が第2対象物107に対して一の水平方向(紙面左右方向)へ変位すると、被作用部105aは、ガイド溝11aに案内されて第2回転軸A2に対して近接又は離反しつつ、伝達部材11に対して上記一の水平方向への力を付与する。この力は、伝達部材11を第2回転軸A2回りに回転させるモーメントとして作用する。そして、伝達部材11は、第1対象物105の上記一の水平方向における変位量に応じた回転量で第2回転軸A2回りに回転する。 Therefore, when the first target object 105 is displaced in the one horizontal direction (the left-right direction on the paper surface) with respect to the second target object 107, the operated part 105a is guided by the guide groove 11a and moves with respect to the second rotation axis A2. The force in the one horizontal direction is applied to the transmission member 11 while approaching or separating. This force acts as a moment that rotates the transmission member 11 around the second rotation axis A2. Then, the transmission member 11 rotates about the second rotation axis A2 at a rotation amount according to the displacement amount of the first object 105 in the one horizontal direction.

第1回転軸A1及び第2回転軸A2は、具体的な部材を指すものではなく、回転中心を示す概念的な軸である。ただし、第1回転軸A1は、被作用部105aに位置しており、両者は同一視されてよく、本実施形態の説明では両者を特に区別しないことがある。同様に、第2回転軸A2は、伝達部材11の軸支に寄与する軸部材17に位置しており、両者は同一視されてよく、本実施形態の説明では両者を特に区別しないことがある。第1回転軸A1は第1対象物105に対して固定的であり、第2回転軸A2は第2対象物107に対して固定的である。 The first rotation axis A1 and the second rotation axis A2 do not refer to specific members, but are conceptual axes that indicate the center of rotation. However, since the first rotation axis A1 is located in the actuated portion 105a, they may be regarded as the same, and the two may not be particularly distinguished in the description of the present embodiment. Similarly, the second rotation axis A2 is located on the shaft member 17 that contributes to the pivotal support of the transmission member 11, and the two may be regarded as the same, and the two may not be particularly distinguished in the description of the present embodiment. .. The first rotation axis A1 is fixed with respect to the first object 105, and the second rotation axis A2 is fixed with respect to the second object 107.

被作用部105aの構成は、適宜なものとされてよい。例えば、被作用部105aは、第1対象物105の本体(符号省略)に対して、固定的な部位とされてよい。そして、例えば、第1回転軸A1に平行に見て被作用部105aが円形に構成されていることなどによって、伝達部材11の被作用部105a回りの回転が実現されてよい。別の観点では、被作用部105aは、ガイド溝11aの内壁に対して摺動してよい。また、例えば、被作用部105aは、第1対象物105の本体に対して第1回転軸A1回りに回転可能に設けられた部材とされてよい。そして、被作用部105aの回転によって、伝達部材11の被作用部105a回りの回転が実現されてよい。別の観点では、被作用部105aは、ガイド溝11aの内壁を転がってよい。 The structure of the acted part 105a may be appropriate. For example, the acted part 105a may be a fixed part with respect to the main body (reference numeral omitted) of the first object 105. Then, for example, the actuated portion 105a is configured to have a circular shape when viewed in parallel to the first rotation axis A1, so that the rotation of the transmission member 11 around the actuated portion 105a may be realized. From another viewpoint, the operated part 105a may slide with respect to the inner wall of the guide groove 11a. Further, for example, the acted part 105a may be a member provided so as to be rotatable around the first rotation axis A1 with respect to the main body of the first object 105. The rotation of the actuated portion 105a may realize the rotation of the transmission member 11 around the actuated portion 105a. From another viewpoint, the actuated portion 105a may roll on the inner wall of the guide groove 11a.

伝達部材11の形状、各種の寸法及び材料、ガイド溝11aの形状及び各種の寸法、伝達部材11の軸支構造等は適宜に設定されてよい。 The shape, various sizes and materials of the transmission member 11, the shape and various sizes of the guide groove 11a, the shaft support structure of the transmission member 11 and the like may be appropriately set.

例えば、伝達部材11は、概略、一定の幅で直線状に延びる形状を有している。また、例えば、ガイド溝11aは、概略、伝達部材11の長手方向に平行に一定の幅で直線状に延びる形状を有している。別の観点では、伝達部材11及びガイド溝11aは、例えば、第1回転軸A1と第2回転軸A2とを結ぶ直線上にて延びている。伝達部材11において、幅及び厚さ(ここでは鉛直方向)はいずれが他方よりも大きくてもよい。例えば、伝達部材11は、厚さが幅よりも小さい板状とされてよい。 For example, the transmission member 11 has a shape that extends substantially linearly with a constant width. In addition, for example, the guide groove 11a has a shape that extends substantially linearly in parallel with the longitudinal direction of the transmission member 11 with a constant width. From another viewpoint, the transmission member 11 and the guide groove 11a extend, for example, on a straight line connecting the first rotation axis A1 and the second rotation axis A2. In the transmission member 11, any of the width and the thickness (here, the vertical direction) may be larger than the other. For example, the transmission member 11 may have a plate shape whose thickness is smaller than its width.

ガイド溝11aの長さ(及び位置)は、例えば、第1対象物105の第2対象物107に対する変位として想定されている最大の変位が生じたときであっても、被作用部105aがガイド溝11aの端部に到達しない長さとされてよい。ただし、想定されている最大の変位以下の変位が生じたときに、被作用部105aがガイド溝11aの端部に到達するようにガイド溝11aの長さを設定することも可能である。 The length (and position) of the guide groove 11a is such that, even when the maximum displacement, which is assumed as the displacement of the first object 105 with respect to the second object 107, occurs, the actuated portion 105a guides The length may not reach the end of the groove 11a. However, it is also possible to set the length of the guide groove 11a so that the actuated portion 105a reaches the end portion of the guide groove 11a when a displacement less than the assumed maximum displacement occurs.

伝達部材11の長さ(及び位置)は、ガイド溝11aよりも長いことに加えて、後述する作用が好適に奏されるように適宜に設定されてよい。例えば、図2(a)に示すように、伝達部材11(別の観点では第1回転軸A1と第2回転軸A2とを結ぶ直線)が第1対象物105の移動方向(紙面左右方向)に対して直交している状態における第1回転軸A1と第2回転軸A2との距離をL3とする。距離L3が長いと、例えば、第1対象物105の移動によって第2回転軸A2回りに生じるモーメントは大きくなる。その結果、復元力発生部15として大きな復元力を生じるものが必要になる。従って、例えば、復元力発生部15の負荷を軽減する観点からは、距離L3は短くされてよい。 The length (and the position) of the transmission member 11 may be appropriately set so that the operation described later can be suitably performed in addition to being longer than the guide groove 11a. For example, as shown in FIG. 2A, the transmission member 11 (a straight line connecting the first rotation axis A1 and the second rotation axis A2 from another viewpoint) is the moving direction of the first object 105 (the left-right direction on the paper surface). Let L3 be the distance between the first rotation axis A1 and the second rotation axis A2 in a state orthogonal to. When the distance L3 is long, for example, the moment generated around the second rotation axis A2 due to the movement of the first object 105 becomes large. As a result, a restoring force generating unit 15 that produces a large restoring force is required. Therefore, for example, the distance L3 may be shortened from the viewpoint of reducing the load on the restoring force generating unit 15.

伝達部材11は、第1対象物105に復元力が作用していない状態において(換言すれば第1対象物105が初期位置にあるときに)、例えば、伝達部材11(別の観点では第1回転軸A1と第2回転軸A2とを結ぶ直線)が第1対象物105の移動方向(紙面左右方向)に対して直交するように設けられている。別の観点では、第1対象物105が初期位置にあるときに、第1回転軸A1と第2回転軸A2とは互いに最も近づいている。 The transmission member 11 is, for example, in the state where the restoring force does not act on the first target object 105 (in other words, when the first target object 105 is in the initial position), for example, the transmission member 11 (the first position in another aspect is the first position). A straight line connecting the rotation axis A1 and the second rotation axis A2 is provided so as to be orthogonal to the moving direction of the first object 105 (left-right direction on the paper surface). From another viewpoint, when the first object 105 is in the initial position, the first rotation axis A1 and the second rotation axis A2 are closest to each other.

また、例えば、軸部材17は、伝達部材11に固定されているとともに第2対象物107に対して第2回転軸A2回りに回転可能に第2対象物107に支持されていてよい。又は、軸部材17は、第2対象物107に対して固定されているとともに、伝達部材11を第2回転軸A2回りに回転可能に支持していてもよい。また、いずれの場合においても、摺動抵抗を低減するための適宜な軸受が設けられてよい。逆に、そのような軸受けを設けないことにより、又は摩擦機構を介在させることにより、免震対象物103の振動を減衰させるための減衰力を得てもよい。ただし、この減衰力の大きさは、例えば、復元機能部5及び変位抑制装置9の復元力による免震対象物103の初期位置への復帰を妨げない大きさとされる。 Further, for example, the shaft member 17 may be fixed to the transmission member 11 and supported by the second target object 107 so as to be rotatable about the second rotation axis A2 with respect to the second target object 107. Alternatively, the shaft member 17 may be fixed to the second object 107 and support the transmission member 11 rotatably around the second rotation axis A2. In any case, an appropriate bearing may be provided to reduce sliding resistance. Conversely, a damping force for damping the vibration of the seismic isolation target 103 may be obtained by not providing such a bearing or by interposing a friction mechanism. However, the magnitude of this damping force is, for example, a magnitude that does not hinder the return of the seismic isolation target object 103 to the initial position by the restoring force of the restoring function unit 5 and the displacement suppressing device 9.

(伝達機構)
伝達機構13は、例えば、伝達部材11の回転運動を並進運動に変換して伝達する変換機構として機能する。これにより、例えば、復元力発生部15として、直線運動の変位に対して復元力を生じるものを利用することができる。
(Transmission mechanism)
The transmission mechanism 13 functions, for example, as a conversion mechanism that converts the rotational movement of the transmission member 11 into translational movement and transmits the translational movement. Thereby, for example, as the restoring force generating unit 15, a unit that generates a restoring force with respect to the displacement of the linear motion can be used.

具体的には、例えば、伝達機構13は、伝達部材11の回転が伝達される入力歯車19と、入力歯車19と噛み合っており、復元力発生部15と連結されているラック21とを有している。すなわち、伝達機構13は、ラックアンドピニオン機構を構成している。なお、図では、歯車が有する複数の歯は、個別の図示は省略されて、ハッチングなどによって模式的に示されている。 Specifically, for example, the transmission mechanism 13 includes an input gear 19 to which the rotation of the transmission member 11 is transmitted, and a rack 21 that meshes with the input gear 19 and is connected to the restoring force generating unit 15. ing. That is, the transmission mechanism 13 constitutes a rack and pinion mechanism. In the drawing, the plurality of teeth included in the gear are not illustrated separately, but are schematically illustrated by hatching or the like.

入力歯車19は、例えば、第2回転軸A2と同心になるように伝達部材11に対して固定されている。また、入力歯車19は、第2対象物107に対して第2回転軸A2回りに回転可能に第2対象物107に支持されている。これにより、入力歯車19は、第2対象物107に対して伝達部材11と共に第2回転軸A2回りに回転する。入力歯車19の軸支構造等は適宜に構成されてよい。入力歯車19の具体的な形状及び寸法等も適宜に設定されてよい。 The input gear 19 is fixed to the transmission member 11 so as to be concentric with the second rotation axis A2, for example. The input gear 19 is supported by the second object 107 so as to be rotatable about the second rotation axis A2 with respect to the second object 107. As a result, the input gear 19 rotates about the second rotation axis A2 together with the transmission member 11 with respect to the second object 107. The shaft support structure of the input gear 19 and the like may be appropriately configured. The specific shape and dimensions of the input gear 19 may also be set appropriately.

例えば、入力歯車19の径(別の観点では歯数)は、比較的大きく(多く)されてよい。この場合、第2回転軸A2回りの回転量に対して、ラック21の移動量が大きくなる。その結果、例えば、復元力発生部15として、ばね定数が小さいものを選択することが容易化される。入力歯車19の径が比較的大きい例としては、例えば、入力歯車19の半径r3が、伝達部材11の幅の1/2以上、上述した距離L3の1/5以上若しくは1/3以上、及び/又はガイド溝11aの長さの1/5以上若しくは1/3以上である場合を挙げることができる。 For example, the diameter of the input gear 19 (the number of teeth from another viewpoint) may be made relatively large (large). In this case, the amount of movement of the rack 21 is larger than the amount of rotation about the second rotation axis A2. As a result, for example, as the restoring force generating unit 15, it is easy to select one having a small spring constant. As an example in which the diameter of the input gear 19 is relatively large, for example, the radius r3 of the input gear 19 is 1/2 or more of the width of the transmission member 11, 1/5 or more or 1/3 or more of the distance L3 described above, and The case where the length is ⅕ or more or ⅓ or more of the length of the guide groove 11a can be mentioned.

ラック21は、例えば、第2対象物107に対して所定方向(図示の例では紙面左右方向)に移動可能(他の方向については基本的に移動不可能)に支持されている。図示の例では、ラック21の移動方向は、第1対象物105が第2対象物107に対して移動する方向とされている。ただし、ラック21は、第1対象物105が第2対象物107に対して移動する方向以外の水平方向(別の観点では第2回転軸A2回りの円周における任意の接線方向)とされてよい。別の観点では、ラック21は、入力歯車19の外周のいずれの位置にて入力歯車19に対して噛み合わされてもよい。 The rack 21 is supported, for example, so as to be movable in a predetermined direction (the left-right direction on the paper surface in the illustrated example) with respect to the second object 107 (basically immovable in other directions). In the illustrated example, the moving direction of the rack 21 is the direction in which the first object 105 moves with respect to the second object 107. However, the rack 21 is set to be a horizontal direction other than the direction in which the first target object 105 moves with respect to the second target object 107 (an arbitrary tangential direction on the circumference around the second rotation axis A2 from another perspective). Good. From another viewpoint, the rack 21 may be engaged with the input gear 19 at any position on the outer circumference of the input gear 19.

特に図示しないが、入力歯車19とラック21との間に傘歯車等を含む1以上の歯車を介在させて紙面貫通方向にラック21を移動させることも可能である。また、ラック21は、第1対象物105及び第2対象物107の双方に対して移動可能にされるものである。従って、ラック21は、第1対象物105によってその延在方向に移動可能に支持されることも可能である。 Although not particularly shown, it is possible to move the rack 21 in the paper penetration direction by interposing one or more gears including a bevel gear or the like between the input gear 19 and the rack 21. The rack 21 is movable with respect to both the first target object 105 and the second target object 107. Therefore, the rack 21 can be supported by the first object 105 so as to be movable in the extending direction.

ラック21を移動可能に支持するための支持構造は、リニアガイド等の適宜なものとされてよい。ラック21の具体的な形状及び寸法等も適宜に設定されてよい。 The support structure for movably supporting the rack 21 may be an appropriate one such as a linear guide. The specific shape and size of the rack 21 may be set appropriately.

例えば、ラック21の長さ及び移動可能距離は、第2対象物107に対する第1対象物105の変位として想定されている最大の変位が生じたときであっても、入力歯車19との噛み合いが維持されるとともにラック21の移動が許容されるように設定されてよい。ただし、例えば、想定されている最大の変位以下の変位が生じたときに、ラック21の移動が規制されるようにラック21を設けることも可能である。また、例えば、上述のように、最大の変位が生じるよりも前に被作用部105aがガイド溝11aの端部に当接し得る長さでガイド溝11aが構成されている場合においては、被作用部105aのガイド溝11aの端部に対する当接と、ラック21の移動の規制とは、いずれが先に生じてもよいし、同時に生じてもよい。 For example, with respect to the length and the movable distance of the rack 21, even when the maximum displacement assumed as the displacement of the first target object 105 with respect to the second target object 107 occurs, the meshing with the input gear 19 is prevented. It may be set such that the rack 21 is maintained and movement of the rack 21 is allowed. However, for example, the rack 21 can be provided so that the movement of the rack 21 is restricted when a displacement equal to or less than the maximum displacement that is assumed occurs. Further, for example, as described above, in the case where the guide groove 11a is configured with a length such that the actuated portion 105a can abut the end of the guide groove 11a before the maximum displacement occurs, Either the contact of the portion 105a with the end of the guide groove 11a or the regulation of the movement of the rack 21 may occur first, or they may occur simultaneously.

(復元力発生部)
復元力発生部15は、入力された変位を小さくするように復元力を生じるものである。復元力発生部15が生じる復元力は、例えば、入力された変位が大きいほど大きい。例えば、復元力発生部15は、変位に比例した大きさの復元力を生じる。伝達機構13の説明から理解されるように、本実施形態では、復元力発生部15は、ラック21のその延在方向(図示の例では紙面左右方向)における変位に応じた復元力を生じる。
(Resilience generating part)
The restoring force generation unit 15 generates a restoring force so as to reduce the input displacement. The restoring force generated by the restoring force generating unit 15 is larger, for example, as the input displacement is larger. For example, the restoring force generator 15 generates a restoring force having a magnitude proportional to the displacement. As will be understood from the description of the transmission mechanism 13, in the present embodiment, the restoring force generating unit 15 generates the restoring force according to the displacement of the rack 21 in the extending direction (in the illustrated example, the horizontal direction of the paper surface).

復元力発生部15の構成は、公知の種々の構成と同様とされてよい。例えば、復元力発生部15は、つる巻きばね、板ばね、空気ばね、又はゴムを含んで構成されてよい。すなわち、復元力発生部15は、適宜な弾性体を含んで構成され、変形に伴って生じる弾性力を復元力としてよい。なお、弾性体以外の構成によって復元力発生部15を実現することも可能である。例えば、復元力発生部15は、上方に凹となる湾曲面を転がる、又は滑る部材に働く重力を復元力に変換する機構であってもよい。 The configuration of the restoring force generating unit 15 may be the same as various known configurations. For example, the restoring force generator 15 may be configured to include a spiral spring, a leaf spring, an air spring, or rubber. That is, the restoring force generating unit 15 may include an appropriate elastic body, and the elastic force generated by the deformation may be the restoring force. The restoring force generating unit 15 can be realized by a configuration other than the elastic body. For example, the restoring force generation unit 15 may be a mechanism that converts gravity acting on a member that rolls or slides on a curved surface that is concave upward to a restoring force.

復元力発生部15の典型例として、一端がラック21に連結され、他端が第2対象物107に連結されたつる巻ばねを挙げることができる。このようなつる巻ばねは、例えば、ラック21の延在方向を軸方向(長さ方向、伸縮方向)として配置される。ただし、例えば、ラック21とつる巻ばねとの間、及び/又はつる巻ばねと第2対象物107との間に滑車に掛けられたワイヤーを介在させることによって、ラック21の延在方向とつる巻ばねの軸方向とを異ならせることも可能である。 A typical example of the restoring force generating unit 15 is a spiral spring having one end connected to the rack 21 and the other end connected to the second object 107. Such a spiral spring is arranged, for example, with the extending direction of the rack 21 as the axial direction (length direction, expansion/contraction direction). However, for example, by interposing a wire hooked on the pulley between the rack 21 and the spiral spring and/or between the spiral spring and the second object 107, the extending direction of the rack 21 is adjusted. It is also possible to differ from the axial direction of the spiral spring.

復元力発生部15のその他の例としては、例えば、ラック21の延在方向に交差(例えば直交)するように配置され、互いに異なる位置で第2対象物107及びラック21に連結された板ばねを挙げることができる。また、例えば、巻締め及び巻戻しによって復元力を生じるねじりばねを挙げることもできる。この場合、例えば、ラック21のその延在方向の移動によって、ねじりばねの1対のアーム(コイル状部分から延び出た両端)が近接及び離反するように1対のアームをラック21及び第2対象物107に連結する。 As another example of the restoring force generating unit 15, for example, a leaf spring that is arranged so as to intersect (for example, orthogonally) in the extending direction of the rack 21 and is connected to the second object 107 and the rack 21 at different positions. Can be mentioned. Further, for example, a torsion spring that produces a restoring force by tightening and rewinding can be used. In this case, for example, by moving the rack 21 in the extending direction thereof, the pair of arms of the torsion spring (both ends extending from the coiled portion) approach and move away from each other so that the pair of arms and the second arm. Connect to the object 107.

復元力発生部15のばね定数の大きさは後述する作用が奏されるように、免震対象物103の質量及び復元機能部5のばね定数等に応じて適宜に設定されてよい。 The magnitude of the spring constant of the restoring force generating unit 15 may be appropriately set according to the mass of the seismic isolation target object 103, the spring constant of the restoring function unit 5, and the like so that the operation described later is achieved.

(変位抑制装置の作用)
図3(a)は、変位抑制装置9の復元要素(ばね)としての特性の一例を示す図である。この図において、横軸は、第1対象物105の第2対象物107に対する変位(m)を示している。縦軸は、変位抑制装置9が第1対象物105に付与する復元力(kN)を示している。
(Operation of displacement suppression device)
FIG. 3A is a diagram showing an example of characteristics of the displacement suppressing device 9 as a restoring element (spring). In this figure, the horizontal axis represents the displacement (m) of the first object 105 with respect to the second object 107. The vertical axis represents the restoring force (kN) applied to the first object 105 by the displacement suppression device 9.

また、図3(b)は、図3(a)のばね特性から得られる割線剛性を示す図である。この図において、横軸は、図3(a)の横軸と同様である。縦軸は、図3(a)に示される特性において、縦軸の値を横軸の値で割った割線剛性(kN/m)を示している。なお、この縦軸の値は、割線剛性であるから、図3(a)における変位と復元力との対応関係を示す曲線の接線の傾きとは異なる。なお、本開示において、変化率又はばね定数という場合、特に断りが無い限りは、上記の接線の傾きをいうものとする。 Further, FIG. 3B is a diagram showing secant rigidity obtained from the spring characteristics of FIG. In this figure, the horizontal axis is the same as the horizontal axis in FIG. The vertical axis represents the secant rigidity (kN/m) obtained by dividing the value on the vertical axis by the value on the horizontal axis in the characteristic shown in FIG. Since the value on the vertical axis is secant rigidity, it is different from the slope of the tangent line of the curve showing the correspondence between the displacement and the restoring force in FIG. In the present disclosure, the term “rate of change” or “spring constant” refers to the slope of the above tangent line unless otherwise specified.

これらの図に示されているように、変位抑制装置9が生じる復元力は、第1対象物105の変位が比較的小さい範囲(図示の例では0.22m以下)においては、第1対象物105の変位が大きくなるほど大きくなる。ただし、復元力の傾き(ばね定数)は、第1対象物105の変位が大きくなるにつれて小さくなっていく。さらに変位が大きくなると、復元力は頭打ちとなり、さらには低下していく。 As shown in these figures, the restoring force generated by the displacement suppressing device 9 is such that the first target object 105 has a relatively small displacement (0.22 m or less in the illustrated example) in the range in which the displacement is relatively small. The larger the displacement of 105, the larger. However, the inclination (spring constant) of the restoring force becomes smaller as the displacement of the first object 105 becomes larger. When the displacement is further increased, the restoring force reaches a peak and further decreases.

図2(c)は、上記のようなばね特性が生じる原理を説明するための模式図であり、図2(b)の一部拡大図に相当する。 FIG. 2C is a schematic diagram for explaining the principle of the above spring characteristics, and corresponds to a partially enlarged view of FIG. 2B.

復元力発生部15で生じた復元力は、第2回転軸A2回りの円周の接線方向の力F0として被作用部105aに作用する。力F0は、第1対象物105の移動方向(水平方向)に平行な分力F1と、分力F1の方向に直交する方向の分力F2とに分解することができる。分力F1は、第1対象物105を初期位置へ復帰させる復元力(図3(a)に示した復元力)として機能する。分力F2は、第1対象物105の第2対象物107に対する紙面上下方向の移動を規制しているリニアガイド等からの反力と釣り合う。 The restoring force generated by the restoring force generating portion 15 acts on the acted portion 105a as a force F0 in the tangential direction of the circumference around the second rotation axis A2. The force F0 can be decomposed into a component force F1 parallel to the moving direction (horizontal direction) of the first object 105 and a component force F2 in a direction orthogonal to the direction of the component force F1. The component force F1 functions as a restoring force (the restoring force shown in FIG. 3A) that returns the first object 105 to the initial position. The component force F2 balances with a reaction force from a linear guide or the like that restricts the movement of the first object 105 with respect to the second object 107 in the vertical direction of the paper surface.

図2(b)及び図2(c)に示すように、第1対象物105の移動方向に直交する方向に対する伝達部材11の傾斜角をθ1とする。このとき、復元力としての分力F1は、F0×cosθ1で表される。従って、第1対象物105の変位が大きくなり、傾斜角θ1が大きくなると、力F0に対する分力F1の比率は低下していく。 As shown in FIGS. 2B and 2C, the inclination angle of the transmission member 11 with respect to the direction orthogonal to the moving direction of the first object 105 is θ1. At this time, the component force F1 as the restoring force is represented by F0×cos θ1. Therefore, when the displacement of the first object 105 increases and the inclination angle θ1 increases, the ratio of the component force F1 to the force F0 decreases.

また、傾斜角θ1は、別の観点では、伝達部材11及び入力歯車19の第1回転軸A2回りの回転量である。ラック21の移動量は、入力歯車19の半径r3を用いてr3×θ1で表される。また、傾斜角θ1は、初期位置における第1回転軸A1と第2回転軸A2との距離L3と、第1対象物105の変位d3(図2(b))とを用いて、arctan(d3/L3)で表される。従って、変位d3が大きくなると、変位d3の増加量に対する傾斜角θ1の増加量は低下し、ひいては、変位d3の増加量に対するラック21の移動量の増加量も低下する。そして、変位d3の増加量に対して復元力発生部15が生じる復元力(ひいては力F0)の増加量も低下する。 Further, the tilt angle θ1 is the rotation amount of the transmission member 11 and the input gear 19 around the first rotation axis A2 from another viewpoint. The movement amount of the rack 21 is represented by r3×θ1 using the radius r3 of the input gear 19. Further, the inclination angle θ1 is calculated by using the distance L3 between the first rotation axis A1 and the second rotation axis A2 at the initial position and the displacement d3 of the first object 105 (FIG. 2B), arctan(d3 /L3). Therefore, when the displacement d3 increases, the increase amount of the tilt angle θ1 with respect to the increase amount of the displacement d3 decreases, and by extension, the increase amount of the movement amount of the rack 21 with respect to the increase amount of the displacement d3 also decreases. Then, the increase amount of the restoring force (and thus the force F0) generated by the restoring force generating unit 15 also decreases with respect to the increasing amount of the displacement d3.

上記のような作用によって、第1対象物105の変位d3が大きくなるほど、変位d3に対する復元力としての分力F1の変化率(ばね定数)は小さくなっていく。その結果、変位抑制装置9は、図3(a)及び図3(b)を参照して説明したばね特性を示す。変位d3に対するばね定数の変化量は、例えば、距離L3によって調整できる。例えば、距離L3を短くするほど、変位d3の増加量に対する傾斜角θ1の増加量は大きくなるから、変位d3の増加量に対するばね定数の低下量が増加する。 With the above-described action, as the displacement d3 of the first object 105 increases, the rate of change (spring constant) of the component force F1 as the restoring force for the displacement d3 decreases. As a result, the displacement suppression device 9 exhibits the spring characteristics described with reference to FIGS. 3(a) and 3(b). The amount of change in the spring constant with respect to the displacement d3 can be adjusted by, for example, the distance L3. For example, the shorter the distance L3 is, the larger the increase amount of the tilt angle θ1 with respect to the increase amount of the displacement d3 is, so that the decrease amount of the spring constant with respect to the increase amount of the displacement d3 increases.

このような変位抑制装置9の特性を利用すると、免震対象物103の変位を好適に抑制することができる。具体的には、以下のとおりである。 By utilizing the characteristics of the displacement suppressing device 9 as described above, the displacement of the seismic isolation target object 103 can be suitably suppressed. Specifically, it is as follows.

図3(c)は、図3(a)及び図3(b)に示したばね特性を有する変位抑制装置9を用いた場合の免震対象物103の振動の固有周期の一例を示す図である。この図において、横軸は、図3(a)の横軸と同様である。縦軸は、固有周期(s)を示している。 FIG. 3C is a diagram showing an example of a natural period of vibration of the seismic isolation target object 103 when the displacement suppressing device 9 having the spring characteristics shown in FIGS. 3A and 3B is used. .. In this figure, the horizontal axis is the same as the horizontal axis in FIG. The vertical axis represents the natural period (s).

免震対象物103の固有周期Tは、免震対象物103の質量をmとし、免震対象物103に作用する復元力のばね定数をkとすると、簡便には、T=2π/√(k/m)によって表される。この式からも明らかなように、固有周期は、ばね定数が大きくなるほど短くなる。 Assuming that the natural period T of the seismic isolation target 103 is m and the spring constant of the restoring force acting on the seismic isolation target 103 is k, T=2π/√( k/m). As is clear from this equation, the natural period becomes shorter as the spring constant increases.

図3(c)に示されている固有周期は、復元力として、復元機能部5による復元力に加えて、変位抑制装置9の復元力が免震対象物103に作用する態様のものである。従って、免震対象物103の固有周期は、変位抑制装置9の取り付け前のもの(不図示)よりも短くなる。 The natural period shown in FIG. 3C is a mode in which the restoring force of the displacement suppressing device 9 acts on the seismic isolation target object 103 as the restoring force in addition to the restoring force of the restoring function unit 5. .. Therefore, the natural period of the seismic isolation target 103 is shorter than that before the displacement suppression device 9 is attached (not shown).

また、図3(a)及び図3(b)を参照して説明したように、変位抑制装置9のばね定数は、免震対象物103(第1対象物105)の変位が大きいほど低下する。従って、免震対象物103の固有周期は、免震対象物103の変位が大きくなるほど長くなる。 Further, as described with reference to FIGS. 3A and 3B, the spring constant of the displacement suppression device 9 decreases as the displacement of the seismic isolation target 103 (first target 105) increases. .. Therefore, the natural period of the seismic isolation target 103 becomes longer as the displacement of the seismic isolation target 103 increases.

このような免震システム1において、例えば、免震対象物103の初期位置における固有周期を、比較的長周期の地震動の周期に比較して短くなるように設定する。具体的には、例えば、初期位置の固有周期を2秒程度(例えば1.5秒以上2.5.秒以下。図示の例では約1.8秒)に設定する。なお、通常の免震システムの固有周期は4秒程度に設定されている。 In the seismic isolation system 1 as described above, for example, the natural period at the initial position of the seismic isolation target 103 is set to be shorter than the period of the seismic motion having a relatively long period. Specifically, for example, the natural period of the initial position is set to about 2 seconds (for example, 1.5 seconds or more and 2.5. seconds or less. In the illustrated example, about 1.8 seconds). The natural period of a normal seismic isolation system is set to about 4 seconds.

また、免震対象物103の変位が所定の大きさに至ったときの固有周期を、比較的短周期の地震動の周期に比較して長くなるように設定する。所定の変位は、例えば、0.3m程度(例えば0.25m以上0.35m以下)とする。この変位における固有周期は、例えば、3秒程度(例えば2.5秒以上3.5秒以下)又はこれよりも大きくする。 Further, the natural period when the displacement of the seismic isolation target 103 reaches a predetermined magnitude is set to be longer than the period of the seismic motion of a relatively short period. The predetermined displacement is, for example, about 0.3 m (for example, 0.25 m or more and 0.35 m or less). The natural period in this displacement is, for example, about 3 seconds (for example, 2.5 seconds or more and 3.5 seconds or less) or longer.

このように固有周期を設定すると、例えば、比較的長周期の地震が生じたときに、支持構造物101に対する免震対象物103の振動が地震動に共振するおそれが低減される。その結果、例えば、支持構造物101に対する免震対象物103の変位が抑制される。支持構造物101に対する免震対象物103の変位が抑制されるということは、免震機能が低下することを意味し、免震対象物103の絶対座標系における加速度は大きくなる。しかし、一般に、長周期の地震動の加速度は短周期の地震動の加速度に比較して小さく、加速度が問題となることは少ない。 When the natural period is set in this manner, for example, when a relatively long-period earthquake occurs, the possibility that the vibration of the seismic isolation target object 103 with respect to the support structure 101 resonates with the seismic motion is reduced. As a result, for example, the displacement of the seismic isolation target object 103 with respect to the support structure 101 is suppressed. The suppression of the displacement of the seismic isolation target 103 with respect to the support structure 101 means that the seismic isolation function decreases, and the acceleration of the seismic isolation target 103 in the absolute coordinate system increases. However, in general, the acceleration of long-period ground motion is smaller than the acceleration of short-period ground motion, and the acceleration does not pose a problem.

一方、比較的短周期の地震動が生じたときは、初期位置付近における免震対象物103の固有周期が地震動の周期に近いことから、免震対象物103の加速度が大きくなる。ただし、免震対象物103の支持構造物101に対する変位が大きくなるにつれて、固有周期が短くなっていくことにより、固有周期と地震動の周期とが乖離し、過大な加速度が生じるおそれが低減される。 On the other hand, when a seismic motion having a relatively short cycle occurs, the natural period of the seismic isolation target object 103 near the initial position is close to the seismic motion cycle, so that the acceleration of the seismic isolation target object 103 increases. However, as the displacement of the seismic isolation target 103 with respect to the support structure 101 increases, the natural period becomes shorter, and the natural period and the period of the seismic motion deviate from each other, which reduces the possibility of excessive acceleration. ..

(実施例)
比較例及び実施例の免震システムにおける免震対象物103の動作をシミュレーション計算により確認した。以下、その結果を示す。
(Example)
The operation of the seismic isolation target 103 in the seismic isolation system of the comparative example and the example was confirmed by simulation calculation. The results are shown below.

比較例の免震システムは、実施例の免震システム(図1参照)から、変位抑制装置9を無くした構成とした。この比較例の免震システムの固有周期は約4秒である。実施例における固有周期は、図3(c)に示したとおりである。比較例及び実施例において、免震対象物103の質量は0.2tとし、減衰定数は0.15とした。また、シミュレーション計算に入力される地震動のデータとして、比較的周期が短い地震の観測データ2種と、比較的周期が長い地震の観測データ1種とを用いた。 The seismic isolation system of the comparative example has a configuration in which the displacement suppression device 9 is omitted from the seismic isolation system of the example (see FIG. 1). The natural period of the seismic isolation system of this comparative example is about 4 seconds. The natural period in the example is as shown in FIG. In the comparative example and the example, the mass of the seismic isolation target object 103 was 0.2 t, and the damping constant was 0.15. As the ground motion data input to the simulation calculation, two types of observation data for earthquakes with a relatively short period and one type of observation data for earthquakes with a relatively long period were used.

地震動の時系列データ(波形データ)に基づくシミュレーション計算により、免震対象物103の加速度及び変位の時系列データを得た。この時系列データから、支持構造物101に対する免震対象物103の変位の最大値、及び絶対座標系における免震対象物103の加速度の最大値を抽出した。 A time series data of acceleration and displacement of the seismic isolated object 103 was obtained by a simulation calculation based on the time series data (waveform data) of the ground motion. From this time series data, the maximum value of the displacement of the seismic isolation target 103 with respect to the support structure 101 and the maximum value of the acceleration of the seismic isolation target 103 in the absolute coordinate system were extracted.

図4(a)及び図4(b)は、その抽出結果を示す図である。これらの図において、横軸は、比較例及び実施例の別、並びに入力された地震動の別を示している。具体的には、“Conv.”は比較例を示している。“Proposed”は実施例を示している。比較例及び実施例のそれぞれにおける3つの棒グラフのうち、両側のものは比較的周期が短い地震動の結果を示し、中央のものは比較的周期が長い地震動の結果を示している。図4(a)の縦軸は、支持構造物101に対する免震対象物103の変位の最大値(m)を示している、図4(b)の縦軸は、絶対座標系における免震対象物103の加速度の最大値(m/s)を示している。 FIG. 4A and FIG. 4B are diagrams showing the extraction result. In these figures, the horizontal axis shows the difference between the comparative example and the example, and the input seismic motion. Specifically, “Conv.” indicates a comparative example. “Proposed” indicates an example. Of the three bar graphs in each of the comparative example and the example, the ones on both sides show the results of the seismic motion with a relatively short period, and the center ones show the results of the seismic motion with a relatively long period. The vertical axis of FIG. 4A shows the maximum value (m) of displacement of the seismic isolation target 103 with respect to the support structure 101. The vertical axis of FIG. 4B shows seismic isolation target in the absolute coordinate system. The maximum value (m/s 2 ) of the acceleration of the object 103 is shown.

図4(a)に示されているように、実施例は比較例に対して、支持構造物101に対する免震対象物103の変位が抑制されている。より具体的には、例えば、比較例では、変位の最大値が0.3mを超えており、さらには、0.4mを超える場合も生じている。その一方で、実施例では、変位の最大値は0.3m以下に収まっている。免震システムの許容変位は、一般に、0.3m程度とされることが多く、実施例では良好な結果が得られている。また、地震動の周期が比較的長い場合(3つの棒グラフのうち中央のもの)に関して、実施例は、比較例に比較して、変位の抑制の効果が著しい。 As shown in FIG. 4A, in the example, the displacement of the seismic isolation target 103 with respect to the support structure 101 is suppressed as compared with the comparative example. More specifically, for example, in the comparative example, the maximum value of displacement exceeds 0.3 m, and further, it exceeds 0.4 m. On the other hand, in the embodiment, the maximum displacement value is 0.3 m or less. In general, the allowable displacement of the seismic isolation system is often set to about 0.3 m, and good results are obtained in the examples. Further, in the case where the period of the seismic motion is relatively long (the center one of the three bar graphs), the embodiment is more effective in suppressing the displacement than the comparative example.

一方、図4(b)に示すように、実施例では、比較例に比較して、変位が抑制されていることと引き換えに、加速度が大きくなる場合が生じている。具体的には、実施例では、比較的周期が短い地震動の場合において、比較例よりも加速度が大きくなっている。ただし、その大きさは、過大なものとはなっていない。より具体的には、例えば、実施例においても、加速度の最大値は3m/s以下である。免震システムの許容加速度は、一般に、3m/s程度とされることが多く、実施例では良好な結果が得られている。 On the other hand, as shown in FIG. 4B, in the embodiment, compared with the comparative example, there is a case where the acceleration is increased in exchange for the suppression of displacement. Specifically, in the example, the acceleration is larger than that in the comparative example in the case of an earthquake motion having a relatively short cycle. However, its size is not too large. More specifically, for example, also in the example, the maximum value of acceleration is 3 m/s 2 or less. The allowable acceleration of the seismic isolation system is generally set to about 3 m/s 2, and good results are obtained in the examples.

以上のとおり、本実施形態では、第1対象物105と第2対象物107との所定方向(図2(a)の紙面左右方向)における相対変位を抑制する変位抑制装置9は、伝達部材11及び復元力発生部15を有している。伝達部材11は、第1対象物105に対して、上記所定方向に直交する第1回転軸A1回りに回転可能に連結されている。また、伝達部材11は、第2対象物107に対して、第1回転軸A1に平行な第2回転軸A2回りに回転可能に連結されている。また、伝達部材11は、第2回転軸A2に対する第1回転軸A1の近接及び離反を許容している。復元力発生部15は、伝達部材11の第2回転軸A2回りの回転による変位に対して復元力を生じる。 As described above, in the present embodiment, the displacement suppression device 9 that suppresses the relative displacement between the first object 105 and the second object 107 in the predetermined direction (the left-right direction on the paper surface of FIG. 2A) includes the transmission member 11. And a restoring force generator 15. The transmission member 11 is rotatably connected to the first object 105 about a first rotation axis A1 orthogonal to the predetermined direction. Further, the transmission member 11 is rotatably connected to the second object 107 about a second rotation axis A2 parallel to the first rotation axis A1. Further, the transmission member 11 allows the first rotation shaft A1 to approach and separate from the second rotation shaft A2. The restoring force generation unit 15 generates a restoring force with respect to the displacement caused by the rotation of the transmission member 11 around the second rotation axis A2.

従って、例えば、図2(a)〜図2(c)及び図3(a)を参照して説明したように、変位抑制装置9は、第1対象物105の第2対象物107に対する変位が大きくなるほどばね定数が低下するばね特性を実現することができる。ひいては、図3(c)を参照して説明したように、免震対象物103の固有周期を変位が大きくなるほど長くすることができる。 Therefore, for example, as described with reference to FIGS. 2A to 2C and FIG. 3A, the displacement suppression device 9 causes the displacement of the first object 105 with respect to the second object 107. It is possible to realize a spring characteristic in which the spring constant decreases as the value increases. As a result, as described with reference to FIG. 3C, the natural period of the seismic isolation target object 103 can be lengthened as the displacement increases.

その結果、例えば、免震システム1は、長周期の地震動が生じた場合は、免震対象物103が初期位置付近に位置するときに比較的短い固有周期を有することによって、変位が過大になることを抑制できる。加えて、免震システム1は、短周期の地震動が生じた場合は、免震対象物103が初期位置から離れたときに比較的長い固有周期を有することによって、加速度が過大になることを抑制できる。 As a result, for example, in the case where the seismic isolation system 1 has a relatively short natural period when the seismic isolation target 103 is located near the initial position, when the seismic motion having a long period occurs, the displacement becomes excessive. Can be suppressed. In addition, the seismic isolation system 1 suppresses excessive acceleration by having a relatively long natural period when the seismic isolation target object 103 separates from the initial position when a short-period ground motion occurs. it can.

さらに、変位抑制装置9は、摩擦機構によって変位を抑制するものではないことから、変位抑制装置9を設けたことによる摩擦抵抗の増加は抑えられる。その結果、復元力によって免震対象物103を初期位置へ復帰させることが容易化される。例えば、外力を加えることなく、免震システム1は、自らの復元力(復元機能部5及び変位抑制装置9による復元力)によって自動復帰可能である。 Further, since the displacement suppressing device 9 does not suppress the displacement by the friction mechanism, the increase in frictional resistance due to the provision of the displacement suppressing device 9 can be suppressed. As a result, it becomes easy to return the seismic isolation target object 103 to the initial position by the restoring force. For example, the seismic isolation system 1 can be automatically restored by its own restoring force (the restoring force of the restoring function unit 5 and the displacement suppressing device 9) without applying an external force.

また、本実施形態では、伝達部材11は、ガイド溝11aを有している。ガイド溝11aには、第1対象物105が第1回転軸A1の位置に有している被作用部105aが第1回転軸A1の軸方向に挿入される。また、ガイド溝11aは、第2回転軸A2から離れた位置から第2回転軸A2側へ延びている。 In addition, in the present embodiment, the transmission member 11 has the guide groove 11a. The actuated portion 105a, which the first object 105 has at the position of the first rotation axis A1, is inserted into the guide groove 11a in the axial direction of the first rotation axis A1. Further, the guide groove 11a extends from the position away from the second rotation axis A2 toward the second rotation axis A2.

この場合、例えば、第1回転軸A1回りの伝達部材11の回転を許容しつつ、第1回転軸A1と第2回転軸A2との近接及び離反を許容する構成が簡便に実現される。 In this case, for example, a configuration that allows rotation of the transmission member 11 around the first rotation axis A1 and allows the first rotation axis A1 and the second rotation axis A2 to approach and separate from each other is easily realized.

また、本実施形態では、変位抑制装置9は、伝達部材11の第2回転軸A2回りの回転運動を並進運動に変換して復元力発生部15に伝える変換機構(伝達機構13)を有している。 Further, in the present embodiment, the displacement suppression device 9 has a conversion mechanism (transmission mechanism 13) that converts the rotational movement of the transmission member 11 around the second rotation axis A2 into translational movement and transmits it to the restoring force generating unit 15. ing.

この場合、例えば、既述のように、復元力発生部15として、直線的な変位に対して復元力を生じる弾性部材を利用することができる。このような弾性部材は、一般に、種々のばね定数のものが用意されており、又はばね定数の設定が容易である。従って、例えば、免震対象物103の質量に応じて復元力発生部15のばね定数を適宜に設定することが容易である。 In this case, for example, as described above, as the restoring force generating unit 15, an elastic member that generates a restoring force with respect to linear displacement can be used. Such elastic members generally have various spring constants or the spring constants can be easily set. Therefore, for example, it is easy to appropriately set the spring constant of the restoring force generating unit 15 according to the mass of the seismic isolation target 103.

[第2実施形態]
図5(a)は、第2実施形態に係る変位抑制装置209の要部構成を示す、図2(a)と同様の平面図である。図5(b)は、図5(a)の一部拡大図である。
[Second Embodiment]
FIG. 5A is a plan view similar to FIG. 2A, showing the main configuration of the displacement suppression device 209 according to the second embodiment. FIG. 5B is a partially enlarged view of FIG.

第1実施形態の伝達機構13では、伝達部材11と共に第2回転軸A2回りに回転する入力歯車19の回転がラック21に伝えられた。これに対して、本実施形態の伝達機構213では、伝達部材11と共に第2回転軸A2回りに回転する歯車(入力歯車219)と、ラック21に噛み合う歯車(出力歯車223)とは別の歯車とされている。そして、出力歯車223の外周面(複数の歯)における接線方向の速度は、入力歯車219の外周面における接線方向の速度に対して変速(本実施形態では増速)されている。 In the transmission mechanism 13 of the first embodiment, the rotation of the input gear 19 that rotates around the second rotation axis A2 together with the transmission member 11 is transmitted to the rack 21. On the other hand, in the transmission mechanism 213 of the present embodiment, a gear that rotates around the second rotation axis A2 together with the transmission member 11 (input gear 219) and a gear that meshes with the rack 21 (output gear 223) are different gears. It is said that. Then, the tangential speed on the outer peripheral surface (a plurality of teeth) of the output gear 223 is shifted (increased in this embodiment) with respect to the tangential speed on the outer peripheral surface of the input gear 219.

接線方向の速度の増速のための構成は適宜なものとされてよい。図示の例では、以下のとおりである。 The structure for increasing the speed in the tangential direction may be any suitable structure. In the illustrated example, it is as follows.

伝達機構213は、入力歯車219及び出力歯車223に加えて、入力歯車219と噛み合う中間歯車225を更に有している。第2〜第4実施形態において、伝達機構の各種の歯車は、特に断りが無い限り、第2対象物107に対して回転可能に、かつ移動不可能に支持されている。中間歯車225は、出力歯車223に対して同軸に固定されており、出力歯車223と共に回転する。すなわち、中間歯車225及び出力歯車223は重ねギアを構成している。 In addition to the input gear 219 and the output gear 223, the transmission mechanism 213 further includes an intermediate gear 225 that meshes with the input gear 219. In the second to fourth embodiments, various gears of the transmission mechanism are rotatably and immovably supported with respect to the second object 107 unless otherwise specified. The intermediate gear 225 is coaxially fixed to the output gear 223 and rotates together with the output gear 223. That is, the intermediate gear 225 and the output gear 223 form a layered gear.

中間歯車225は、入力歯車219よりも径が小さい(歯が少ない)。従って、中間歯車225は、入力歯車219から回転が伝えられると、入力歯車219の角速度よりも速い角速度で回転する。この角速度の増速比は、径と歯数とが比例すると仮定して、入力歯車219の径r19と中間歯車225の径r25とによってr19/r25で表される。 The intermediate gear 225 has a smaller diameter (fewer teeth) than the input gear 219. Therefore, when the rotation is transmitted from the input gear 219, the intermediate gear 225 rotates at an angular velocity faster than the angular velocity of the input gear 219. This rate of increase in angular velocity is represented by r19/r25 by the diameter r19 of the input gear 219 and the diameter r25 of the intermediate gear 225, assuming that the diameter and the number of teeth are proportional.

出力歯車223は、中間歯車225よりも径が大きい(歯が多い)。従って、両者が共に回転するとき、出力歯車223の外周面(歯)の接線方向における速度は、中間歯車225の外周面の接線方向における速度よりも速い。この接線方向における速度の増速比は、径と歯数とが比例すると仮定して、中間歯車225の径r25と出力歯車223の径r23とによってr23/r25で表される。 The output gear 223 has a larger diameter (more teeth) than the intermediate gear 225. Therefore, when both of them rotate together, the tangential speed of the outer peripheral surface (teeth) of the output gear 223 is faster than the tangential speed of the outer peripheral surface of the intermediate gear 225. The speed increasing ratio in the tangential direction is represented by r23/r25 by the diameter r25 of the intermediate gear 225 and the diameter r23 of the output gear 223, assuming that the diameter and the number of teeth are proportional.

そして、上記の角速度の増速と、接線方向の速度の増速とが合わさって、出力歯車223の外周面の接線方向における速度は、入力歯車219の外周面の接線方向における速度に対して増速される。この接線方向における速度の増速比は、上記の2つの増速比の積(r19/r25)×(r23/r25)で表される。 The increase in the angular velocity and the increase in the tangential direction speed are combined, so that the tangential direction speed of the outer peripheral surface of the output gear 223 increases with respect to the tangential direction speed of the outer peripheral surface of the input gear 219. Be speeded up. The speed increasing ratio in the tangential direction is represented by the product of the two speed increasing ratios (r19/r25)×(r23/r25).

以上のとおり、本実施形態では、変位抑制装置209は、入力歯車219と、出力歯車223と、ラック21とを有している。入力歯車219は、第2回転軸A2に対して同心に伝達部材11に固定されている。出力歯車223は、入力歯車219の回転が伝達される。ラック21は、出力歯車223と噛み合うとともに復元力発生部15に連結されている。出力歯車223の外周面における接線方向の速度は、入力歯車219の外周面における接線方向の速度に対して変速される。 As described above, in the present embodiment, the displacement suppression device 209 has the input gear 219, the output gear 223, and the rack 21. The input gear 219 is fixed to the transmission member 11 concentrically with respect to the second rotation axis A2. The rotation of the input gear 219 is transmitted to the output gear 223. The rack 21 meshes with the output gear 223 and is connected to the restoring force generating unit 15. The tangential speed on the outer peripheral surface of the output gear 223 is shifted with respect to the tangential speed on the outer peripheral surface of the input gear 219.

この場合、例えば、入力歯車219の径の大きさ、ラック21(復元力発生部15)の変位及び変位抑制装置209のばね定数等を適宜に調整することができる。具体的には、例えば、第1実施形態の入力歯車19の径が大きくなる場合、入力歯車19は特注品となる。また、入力歯車19に噛み合わされるラック21の変位も大きくなり、ラック21の変位に見合う許容変位を持つばね(復元力発生部15)を見つけることが困難になる。しかし、適宜に変速を行うことによって、例えば、第1実施形態の入力歯車19に比較して本実施形態の入力歯車219の径を小さくしたり、ラック21の変位を調整したり、復元力発生部15に要求されるばね定数を調整したりすることが容易化される。その結果、例えば、市販されている構成要素で変位抑制装置209を実現してコストを削減することが容易化される。 In this case, for example, the diameter of the input gear 219, the displacement of the rack 21 (restoring force generating unit 15), the spring constant of the displacement suppressing device 209, and the like can be adjusted appropriately. Specifically, for example, when the diameter of the input gear 19 of the first embodiment is large, the input gear 19 is a custom-made product. Further, the displacement of the rack 21 meshed with the input gear 19 also becomes large, and it becomes difficult to find a spring (restoring force generating portion 15) having an allowable displacement commensurate with the displacement of the rack 21. However, by appropriately shifting, for example, the diameter of the input gear 219 of the present embodiment is made smaller than that of the input gear 19 of the first embodiment, the displacement of the rack 21 is adjusted, and the restoring force is generated. It is easy to adjust the spring constant required for the portion 15. As a result, for example, it is easy to realize the displacement suppressing device 209 with commercially available components and reduce the cost.

また、本実施形態では、別の観点では、変位抑制装置9は、伝達部材11の第2回転軸A2回りの角速度を変速して復元力発生部15に伝える変速機構(伝達機構213)を有している。この場合、例えば、既述の接線方向における変速と同様に、入力歯車219の径、ラック21の変位及び復元力発生部15に要求されるばね定数等を調整し、市販の構成要素で変位抑制装置209を実現することが容易化される。 In addition, in this embodiment, from another perspective, the displacement suppression device 9 has a speed change mechanism (transmission mechanism 213) that changes the angular velocity of the transmission member 11 around the second rotation axis A2 and transmits the speed to the restoring force generating unit 15. is doing. In this case, for example, similarly to the above-described tangential direction gear shift, the diameter of the input gear 219, the displacement of the rack 21, the spring constant required for the restoring force generating unit 15, and the like are adjusted, and the displacement is restrained by a commercially available component. Implementing the device 209 is facilitated.

[第3実施形態]
図6(a)及び図6(b)は、第3実施形態に係る変位抑制装置309の要部構成を示す、図5(a)及び図5(b)と同様の図である。
[Third Embodiment]
FIG. 6A and FIG. 6B are diagrams similar to FIG. 5A and FIG. 5B, showing the main configuration of the displacement suppression device 309 according to the third embodiment.

第3実施形態の伝達機構313は、第2実施形態の伝達機構213と同様に、伝達部材11と共に第2回転軸A2回りに回転する入力歯車219と、ラック21に噛み合う出力歯車323とを有している。ただし、本実施形態では、第2実施形態とは逆に、出力歯車323の外周面における接線方向の速度は、入力歯車219の外周面における接線方向の速度に対して減速されている。また、別の観点では、第2実施形態の伝達機構213は、角速度を増速していたのに対して、第3実施形態の伝達機構313は、角速度を減速している。具体的には、例えば、以下のとおりである。 Similar to the transmission mechanism 213 of the second embodiment, the transmission mechanism 313 of the third embodiment has an input gear 219 that rotates around the second rotation axis A2 together with the transmission member 11, and an output gear 323 that meshes with the rack 21. is doing. However, in the present embodiment, contrary to the second embodiment, the tangential speed on the outer peripheral surface of the output gear 323 is reduced with respect to the tangential speed on the outer peripheral surface of the input gear 219. Moreover, from another viewpoint, the transmission mechanism 213 of the second embodiment accelerates the angular velocity, whereas the transmission mechanism 313 of the third embodiment slows the angular velocity. Specifically, for example, it is as follows.

本実施形態の伝達機構313は、第2実施形態の伝達機構213と同様に、入力歯車219と噛み合うとともに、出力歯車323に対して同軸に固定されている中間歯車325を有している。ただし、中間歯車325の径r25は、第2実施形態とは逆に、入力歯車219の径r19よりも大きい。従って、中間歯車325の角速度は、入力歯車219の角速度よりも遅い。また、出力歯車323の径r23は、第2実施形態とは逆に、中間歯車325の径r25よりも小さい。従って、出力歯車323の外周面の接線方向における速度は、中間歯車325の外周面の接線方向における速度よりも遅い。 The transmission mechanism 313 of the present embodiment has an intermediate gear 325 that meshes with the input gear 219 and is coaxially fixed to the output gear 323, similarly to the transmission mechanism 213 of the second embodiment. However, the diameter r25 of the intermediate gear 325 is larger than the diameter r19 of the input gear 219, contrary to the second embodiment. Therefore, the angular velocity of the intermediate gear 325 is slower than the angular velocity of the input gear 219. Further, the diameter r23 of the output gear 323 is smaller than the diameter r25 of the intermediate gear 325, contrary to the second embodiment. Therefore, the tangential speed of the outer peripheral surface of the output gear 323 is lower than the tangential speed of the outer peripheral surface of the intermediate gear 325.

そして、上記の角速度の減速と、接線方向における速度の減速とが合わさって、出力歯車323の外周面の接線方向における速度は、入力歯車219の外周面の接線方向における速度に対して減速される。その変速比(減速比)は、第2実施形態と同様に、(r19/r25)×(r23/r25)で表される。 Then, the deceleration of the angular velocity and the deceleration of the velocity in the tangential direction are combined so that the velocity in the tangential direction of the outer peripheral surface of the output gear 323 is reduced with respect to the velocity in the tangential direction of the outer peripheral surface of the input gear 219. .. The gear ratio (reduction ratio) is represented by (r19/r25)×(r23/r25), as in the second embodiment.

第2実施形態においても述べたように、接線方向における速度及び/又は角速度を適宜に変速することによって、例えば、入力歯車219の径及び復元力発生部15に要求される仕様等を適宜に調整することが容易化され、ひいては、市販の構成要素によって変位抑制装置309を実現することが容易化される。第2実施形態は増速機能が付与されたが、免震対象物103の質量等によっては、本実施形態のような減速機能の方が変速機能を付与した目的に合致する。 As described in the second embodiment, by appropriately changing the speed and/or the angular speed in the tangential direction, for example, the diameter of the input gear 219 and the specifications required for the restoring force generating unit 15 are appropriately adjusted. This makes it easier to implement the displacement restraint device 309 with commercially available components. In the second embodiment, the speed increasing function is added, but depending on the mass of the seismic isolation target object 103, the deceleration function as in this embodiment is more suitable for the purpose of adding the speed changing function.

[第4実施形態]
図7(a)及び図7(b)は、第4実施形態に係る変位抑制装置409の要部構成を示す、図5(a)及び図5(b)と同様の図である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 7A and FIG. 7B are diagrams similar to FIGS. 5A and 5B, showing the main configuration of the displacement suppression device 409 according to the fourth embodiment.

第4実施形態の伝達機構413は、第2実施形態の伝達機構213と同様に、伝達部材11と共に第2回転軸A2回りに回転する入力歯車219と、ラック21に噛み合う出力歯車423とを有している。また、本実施形態では、第2及び第3実施形態と同様に、出力歯車423の外周面における接線方向の速度は、入力歯車219の外周面における接線方向の速度に対して変速されている。また、第2及び第3実施形態と同様に、角速度の変速も行われている。 Like the transmission mechanism 213 of the second embodiment, the transmission mechanism 413 of the fourth embodiment has an input gear 219 that rotates around the second rotation axis A2 together with the transmission member 11 and an output gear 423 that meshes with the rack 21. is doing. Further, in the present embodiment, as in the second and third embodiments, the tangential speed on the outer peripheral surface of the output gear 423 is shifted with respect to the tangential speed on the outer peripheral surface of the input gear 219. Further, similarly to the second and third embodiments, the shift of the angular velocity is also performed.

ただし、本実施形態では、第2及び第3実施形態に比較して、中間歯車の数が多くされている。また、入力歯車219から出力歯車423へ回転が伝達される過程において、角速度は減速され、接線方向の速度は増速されている。具体的には、以下のとおりである。 However, in this embodiment, the number of intermediate gears is increased as compared with the second and third embodiments. Further, in the process in which the rotation is transmitted from the input gear 219 to the output gear 423, the angular velocity is reduced and the tangential velocity is increased. Specifically, it is as follows.

伝達機構413は、入力歯車219と噛み合う第1中間歯車424と、これに噛み合う第2中間歯車425とを有している。第2中間歯車425は、出力歯車423に対して同軸に固定されており、出力歯車423と重ねギアを構成している。 The transmission mechanism 413 includes a first intermediate gear 424 that meshes with the input gear 219 and a second intermediate gear 425 that meshes with the first gear 424. The second intermediate gear 425 is coaxially fixed to the output gear 423, and constitutes the output gear 423 and the overlapping gear.

第1中間歯車424の径r24は、例えば、入力歯車219の径r19と同一とされている。変速の観点からは、第1中間歯車424は無くされて、入力歯車219と第2中間歯車425とが噛み合っていても構わない。ただし、例えば、種々のパラメータの調整において、このような変速に寄与しない歯車が役立つことがある。 The diameter r24 of the first intermediate gear 424 is, for example, the same as the diameter r19 of the input gear 219. From the viewpoint of shifting, the first intermediate gear 424 may be eliminated and the input gear 219 and the second intermediate gear 425 may mesh with each other. However, for example, in adjusting various parameters, a gear that does not contribute to such a shift may be useful.

第2中間歯車425の径r25は、第3実施形態と同様に、入力歯車219の径r19(第1中間歯車424の径r24)よりも大きい。従って、第2中間歯車425の角速度は、入力歯車219の角速度よりも遅い。また、出力歯車323の径r23は、第2実施形態と同様に、第2中間歯車425の径r25よりも大きい。従って、出力歯車423の外周面の接線方向における速度は、第2中間歯車425の外周面の接線方向における速度よりも速い。 The diameter r25 of the second intermediate gear 425 is larger than the diameter r19 of the input gear 219 (the diameter r24 of the first intermediate gear 424) as in the third embodiment. Therefore, the angular velocity of the second intermediate gear 425 is slower than the angular velocity of the input gear 219. Further, the diameter r23 of the output gear 323 is larger than the diameter r25 of the second intermediate gear 425, as in the second embodiment. Therefore, the tangential speed of the outer peripheral surface of the output gear 423 is faster than the tangential speed of the outer peripheral surface of the second intermediate gear 425.

そして、出力歯車423の外周面の接線方向における速度は、入力歯車219の外周面の接線方向における速度に対して、第2及び第3実施形態と同様に、変速比(r19/r25)×(r23/r25)で変速される。ここで、r19/r25<r23/r25であることによって、出力歯車423の外周面の接線方向における速度は、入力歯車219の外周面の接線方向における速度に対して増速される。 Then, the speed in the tangential direction of the outer peripheral surface of the output gear 423 is the speed ratio (r19/r25)×( with respect to the speed in the tangential direction of the outer peripheral surface of the input gear 219, as in the second and third embodiments. The speed is changed at r23/r25). Here, since r19/r25<r23/r25, the tangential direction speed of the outer peripheral surface of the output gear 423 is increased with respect to the tangential direction speed of the outer peripheral surface of the input gear 219.

このように、本実施形態においても、接線方向の速度及び/又は角速度が変速されることから、第2及び第3実施形態と同様の効果が奏される。具体的には、例えば、入力歯車219の径及び復元力発生部15に要求される仕様等を適宜に調整することが容易化され、ひいては、市販の構成要素によって変位抑制装置409を実現することが容易化される。第2及び第3実施形態では増速機能のみ又は減速機能のみが付与されたが、免震対象物103の質量等によっては、本実施形態のような増速機能と減速機能との組み合わせの方が変速機能を組み合わせた目的に合致する。 As described above, also in the present embodiment, the speed and/or the angular speed in the tangential direction are changed, so that the same effects as those of the second and third embodiments are achieved. Specifically, for example, it is easy to appropriately adjust the diameter of the input gear 219, the specifications required for the restoring force generating unit 15, and the like, and thus realize the displacement suppressing device 409 with commercially available components. Is facilitated. In the second and third embodiments, only the speed increasing function or only the decelerating function is added. However, depending on the mass of the seismic isolation target object 103 or the like, a combination of the speed increasing function and the decelerating function as in the present embodiment is preferable. Matches the purpose of combining the gear shifting function.

なお、以上の実施形態において、図1及び図2(a)等の紙面左右方向(一の水平方向)は所定方向の一例である。伝達機構13、213、313及び413それぞれは、変換機構の一例である。伝達機構213、313及び413のそれぞれは、変速機構の一例である。 In the above embodiment, the left-right direction (one horizontal direction) of the paper surface of FIG. 1 and FIG. 2A is an example of the predetermined direction. Each of the transmission mechanisms 13, 213, 313 and 413 is an example of a conversion mechanism. Each of the transmission mechanisms 213, 313, and 413 is an example of a transmission mechanism.

本開示に係る技術は、以上の実施形態及び変形例に限定されず、種々の態様で実施されてよい。 The technology according to the present disclosure is not limited to the above embodiments and modifications, and may be implemented in various aspects.

変位抑制装置の適用対象は、免震システムに限定されない。また、変位抑制装置は、初期位置への復帰の容易化の効果が奏されずに、当該効果とは異質の効果が奏されてもよい。例えば、第1対象物及び第2対象物は、家屋の柱及び梁(又はこれらに連結される部材)とされ、変位抑制装置は、柱と梁との変位を抑制する装置として利用されてもよい。また、第1対象物及び第2対象物は、家屋及びキャスター付き什器(又はこれらに連結される部材)とされてもよい。家屋及びキャスター付き什器は、通常、免震システムとは認識されていないが、免震システムのような動作を生じる。 The application target of the displacement suppression device is not limited to the seismic isolation system. Further, the displacement suppression device may exhibit an effect different from the effect without the effect of facilitating the return to the initial position. For example, the first object and the second object are pillars and beams (or members connected to these) of a house, and the displacement suppressing device is used as a device that suppresses the displacement between the pillars and the beams. Good. Further, the first object and the second object may be a house and a furniture with casters (or members connected to these). Houses and fixtures on casters typically do not qualify as seismic isolation systems, but do act like seismic isolation systems.

上記からも理解されるように、変位抑制装置によって抑制される変位は、水平方向における変位に限定されない。例えば、変位抑制装置は、第1対象物及び第2対象物との鉛直方向における相対変位を抑制するためのものであってもよい。同様に、免震システムは、水平方向において免震対象物の移動を許容するものに限定されず、鉛直方向における免震対象物の移動を許容するものであってもよい。 As can be understood from the above, the displacement suppressed by the displacement suppressing device is not limited to the displacement in the horizontal direction. For example, the displacement suppression device may be for suppressing relative displacement in the vertical direction between the first object and the second object. Similarly, the seismic isolation system is not limited to one that allows movement of the seismic isolation target in the horizontal direction, and may allow movement of the seismic isolation target object in the vertical direction.

実施形態の免震システムでは、第1回転軸(被作用部)を有する第1対象物が免震対象物側、第2回転軸を有する第2対象物が支持構造物側とされた。ただし、これとは逆に、第1対象物が支持構造物側とされ、第2対象物が免震対象物側とされてもよい。 In the seismic isolation system of the embodiment, the first object having the first rotation axis (actuated portion) is the seismic isolation object side, and the second object having the second rotation axis is the support structure side. However, conversely, the first object may be the support structure side and the second object may be the seismic isolation object side.

伝達部材の第1回転軸回りの回転と、第1回転軸と第2回転軸との近接及び離反とを許容するための構成は、伝達部材に設けたガイド溝に被作用部を挿入する構成に限定されない。例えば、伝達部材として、テレスコピック機構を有するものを採用してもよい。 The structure for allowing the rotation of the transmission member around the first rotation axis and the approach and separation of the first rotation shaft and the second rotation shaft is such that the operated portion is inserted into the guide groove provided in the transmission member. Not limited to. For example, a transmission member having a telescopic mechanism may be adopted.

また、伝達部材として、ガイド溝を有するものを用いる場合において、伝達部材は、アーム状のものに限定されない。例えば、伝達部材は、アーム状とは言えないほどに幅が広い形状とされていても構わない。 Further, when the transmission member having the guide groove is used, the transmission member is not limited to the arm-shaped member. For example, the transmission member may have a shape that is wider than the shape of an arm.

ガイド溝は、第1回転軸と第2回転軸とを結ぶ直線上にて一定の幅で延びるものに限定されない。例えば、ガイド溝は、湾曲していてもよい。また、例えば、ガイド溝は、幅が変化していてもよい。別の観点では、ガイド溝において、所定方向の一方側へ変位が生じるときに被作用部が当接する内壁と、所定方向の他方側へ変位が生じるときに被作用部が当接する内壁とは、形状及び/又は角度が異なっていてもよい。これらの場合においては、例えば、変位抑制装置のばね特性を、所定方向の一方側への変位が生じるときと、所定方向の他方側への変位が生じるときとで異ならせることができる。 The guide groove is not limited to extend in a constant width on a straight line connecting the first rotation axis and the second rotation axis. For example, the guide groove may be curved. Further, for example, the width of the guide groove may be changed. In another aspect, in the guide groove, the inner wall with which the operated portion abuts when the displacement occurs in one side in the predetermined direction and the inner wall with which the operated portion abuts when the displacement occurs in the other side in the predetermined direction, The shape and/or the angle may be different. In these cases, for example, the spring characteristic of the displacement suppressing device can be made different when the displacement occurs to one side in the predetermined direction and when the displacement occurs to the other side in the predetermined direction.

免震対象物が初期位置にあるとき、伝達部材及び/又はガイド溝は、免震対象物の移動方向に対して直交していなくてもよいし、第1回転軸は第2回転軸に最接近していなくてもよい。また、免震対象物が初期位置にあるとき、復元力発生部の復元力は0でなく、他の復元機能部の復元力と釣り合っていてもよい。 When the seismic isolation target object is in the initial position, the transmission member and/or the guide groove may not be orthogonal to the moving direction of the seismic isolation target object, and the first rotation axis may be closest to the second rotation axis. You don't have to be close. Further, when the seismic isolation target object is in the initial position, the restoring force of the restoring force generating unit may not be 0, and may be balanced with the restoring force of other restoring function units.

復元力発生部は、直線運動の変位によって復元力を生じるものに限定されない。例えば、巻締め及び巻戻しによって復元力を生じるねじりばねによって復元力発生部を構成し、伝達部材の変位を回転運動のまま、復元力発生部に伝達してもよい。換言すれば、回転運動を並進運動に変換する変換機構は、本開示の技術において必須の要件ではない。 The restoring force generating unit is not limited to the one that generates the restoring force by the displacement of the linear motion. For example, the restoring force generating unit may be configured by a torsion spring that generates a restoring force by tightening and unwinding, and the displacement of the transmitting member may be transmitted to the restoring force generating unit as the rotational movement. In other words, the conversion mechanism that converts the rotational motion into the translational motion is not an essential requirement in the technology of the present disclosure.

回転運動を並進運動に変換する変換機構は、ラックアンドピニオン機構に限定されない。例えば、リンク機構が用いられてもよい。また、伝達部材を第2回転軸から第1回転軸とは反対側へ延長し、この延長部分に復元力発生部としてのつる巻ばねの一端を固定して、実質的に並進運動を復元力発生部に入力してもよい。 The conversion mechanism that converts the rotational movement into the translational movement is not limited to the rack and pinion mechanism. For example, a link mechanism may be used. Further, the transmission member is extended from the second rotary shaft to the side opposite to the first rotary shaft, and one end of the spiral spring as the restoring force generating portion is fixed to this extended portion to substantially restore the translational motion. It may be input to the generation unit.

また、伝達部材の回転を伝達したり、角速度を変速したり、接線方向の速度を変速したりする機構は、歯車機構に限定されない。例えば、巻掛け伝動機構が用いられたり、リンク機構が用いられたりしてもよい。巻掛け伝動機構としては、スプロケット及びローラーチェーンからなるもの、並びにプーリ及びベルトからなるものを挙げることができる。 Further, the mechanism that transmits the rotation of the transmission member, changes the angular velocity, and changes the tangential velocity is not limited to the gear mechanism. For example, a winding transmission mechanism or a link mechanism may be used. Examples of the winding transmission mechanism include a sprocket and a roller chain, and a pulley and a belt.

1…免震システム、9…変位抑制装置、11…伝達部材、15…復元力発生部、105…第1対象物、105a…被作用部、107…第2対象物、A1…第1回転軸、A2…第2回転軸。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Seismic isolation system, 9... Displacement suppression device, 11... Transmission member, 15... Restoring force generating part, 105... 1st target object, 105a... Operated part, 107... 2nd target object, A1... 1st rotating shaft , A2... Second rotating shaft.

Claims (6)

第1対象物と第2対象物との所定方向における相対変位を抑制する変位抑制装置であって、
前記第1対象物に対して、前記所定方向に直交する第1回転軸回りに回転可能に連結されており、前記第2対象物に対して、前記第1回転軸に平行な第2回転軸回りに回転可能に連結されており、前記第2回転軸に対する前記第1回転軸の近接及び離反を許容している伝達部材と、
前記伝達部材の前記第2回転軸回りの回転による変位に対して復元力を生じる復元力発生部と、
を有している変位抑制装置。
A displacement suppressing device for suppressing relative displacement between a first object and a second object in a predetermined direction,
A second rotation axis that is rotatably connected to the first object about a first rotation axis that is orthogonal to the predetermined direction, and that is parallel to the first object with respect to the second object. A transmission member that is rotatably connected around and that allows the first rotary shaft to approach and separate from the second rotary shaft;
A restoring force generating unit that generates a restoring force with respect to the displacement caused by the rotation of the transmission member around the second rotation axis;
Displacement suppression device having.
前記伝達部材は、前記第1対象物が前記第1回転軸の位置に有している被作用部が前記第1回転軸の軸方向に挿入される、前記第2回転軸から離れた位置から第2回転軸側へ延びているガイド溝を有している
請求項1に記載の変位抑制装置。
The transmission member is located at a position distant from the second rotation shaft, in which an actuated portion of the first object located at the position of the first rotation shaft is inserted in the axial direction of the first rotation shaft. The displacement suppressing device according to claim 1, further comprising a guide groove extending toward the second rotation shaft.
前記伝達部材の前記第2回転軸回りの回転運動を並進運動に変換して前記復元力発生部に伝える変換機構を有している
請求項1又は2に記載の変位抑制装置。
The displacement suppressing device according to claim 1 or 2, further comprising a conversion mechanism that converts a rotational movement of the transmission member around the second rotation axis into a translational movement and transmits the translational movement to the restoring force generating unit.
前記第2回転軸に対して同心に前記伝達部材に固定されている入力歯車と、
前記入力歯車の回転が伝達される出力歯車と、
前記出力歯車と噛み合うとともに前記復元力発生部に連結されているラックと、
を有しており、
前記出力歯車の外周面における接線方向の速度は、前記入力歯車の外周面における接線方向の速度に対して変速される
請求項1〜3のいずれか1項に記載の変位抑制装置。
An input gear concentrically fixed to the transmission member with respect to the second rotating shaft;
An output gear to which the rotation of the input gear is transmitted,
A rack that meshes with the output gear and is connected to the restoring force generating unit,
Has
The displacement suppressing device according to any one of claims 1 to 3, wherein a tangential speed on the outer peripheral surface of the output gear is changed with respect to a tangential speed on the outer peripheral surface of the input gear.
前記伝達部材の前記第2回転軸回りの角速度を変速して前記復元力発生部に伝える変速機構を有している
請求項1〜4のいずれか1項に記載の変位抑制装置。
The displacement suppression device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a speed change mechanism that changes an angular velocity of the transmission member about the second rotation axis and transmits the angular speed to the restoring force generating unit.
請求項1〜5のいずれか1項に記載の変位抑制装置と、
前記第1対象物及び前記第2対象物のうちの一方の対象物に対して他方の対象物を前記所定方向に移動可能に前記他方の対象物を支持しているアイソレータと、
を有している免震システム。
A displacement suppressing device according to any one of claims 1 to 5,
An isolator that supports the other object so that the other object can be moved in the predetermined direction with respect to one of the first object and the second object,
Seismic isolation system that has.
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