(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地震による被支持構造物の上下方向振動を吸収する油圧支持装置において、
シリンダと、このシリンダ内に上下移動可能に嵌合され、油圧によって支持される円板状のピストンと、上端が被支持構造物に固定され下端が前記シリンダの上部を貫通して球面部によりピストンの上面に当接した支持ロッドとを備え、
支持ロッドの外周と支持ロッドが貫通したシリンダの上部との間に球面滑り軸受を備えたことを特徴とする油圧支持装置。
【請求項２】
地震による被支持構造物の上下方向振動を吸収する油圧支持装置において、
シリンダと、このシリンダ内に上下移動可能に嵌合され、油圧によって支持される円板状のピストンと、上端が被支持構造物に固定され下端が前記シリンダの上部を貫通して球面部によりピストンの上面に当接した支持ロッドとを備え、
支持ロッドの外周と支持ロッドが貫通したシリンダの上部との間に、ブッシュと支持ロッドが傾いたときのかじりを防止する緩衝用のゴムを備えたことを特徴とする油圧支持装置。
【請求項３】
地震による被支持構造物の水平方向振動を吸収する積層ゴムの上部にシリンダを固定することにより、３次元免震装置を構成することを特徴とする請求項１又は２記載の油圧支持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種の大型機器や建物を支える油圧支持装置に係り、特に、３次元免震装置に好適な油圧支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
３次元免震装置は床や機器など軽量な構造では実用化されているが、建物の３次元免震装置は荷重支持能力不足やロッキング応答抑制の困難さから実現できていない。これを解決できる可能性のある装置として油圧支持装置を用いた３次元免震装置が提案されている。
【０００３】
図３は従来例に係る油圧支持装置を用いた３次元免震装置の全体構成図である。
【０００４】
この３次元免震装置は、基礎１上にボルト２により固定された積層ゴム３にて水平方向の振動を吸収するようにしており、該積層ゴム３の上側に、油圧支持装置４を備えるようにしている。
【０００５】
油圧支持装置４は、上部が開放されたシリンダ室５を有して前記積層ゴム３上に固定されたシリンダ６と、該シリンダ６のシリンダ室５に挿入され上面に球座７を形成したピストン８と、上端が建物等の被支持構造物９の下面に固定され、下端に前記ピストン８の球座７に嵌合する球１０を備えた支持部材１１とを備えている。
【０００６】
また、前記シリンダ室５の底部近傍には作動油管１２の一端が連結され、該作動油管１２の他端は高圧チッソガス１３を内蔵したアキュムレータ１４が取り付けられている。前記作動油管１２及びピストン８下部のシリンダ室５内には作動油１５が充填されており、アキュムレータ１４に充填されている高圧チッソガス１３の圧力は、作動油１５介して常に所定の油圧をピストン８の下面に作用させるようになっている。
【０００７】
前記ピストン８の下面と、球座７の低部との間には導孔１６が設けられており、前記作動油１５の圧力が球座７と球１０との間に作用されることにより油軸受が構成されている。
【０００８】
前記球座７及び球１０は、作動油１５の圧力を受けるピストン８の下面の直径Ｄと同一の直径に形成されている。上記球座７及び球１０を構成するために、ピストン８の上部は下部の直径Ｄに対して大径部８'となっている。シリンダ６とピストン８との間、及び球座７と球１０の間には、油洩れ防止用のパッキング８ａ，１０ａが設けられている。
【０００９】
図３に示した構成において、被支持構造物９の重量は、支持部材１１の球１０とピストン８の球座７との間における油軸受と、ピストン８の下面に作用する作動油１５を介して、アキュムレータ１４内の高圧チッソガス１３によって受けるようになっている。
【００１０】
地震発生時における基礎１の水平方向振動は、積層ゴム３の剪断変形によって吸収される。
【００１１】
また、上下方向振動は、ピストン８がシリンダ６のシリンダ室５に沿って昇降し、この昇降が、作動油１５を介してアキュムレータ１４内の高圧チッソガス１３の容積を変化させることによって吸収される。
【００１２】
更に、振動による被支持構造物９の傾きに対しては、球１０が球座７に対して相対的に滑って支持部材１１の軸が傾くことによって吸収され、これによりシリンダ６とピストン８との間で傾きによるかじりの発生を防止する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記図３に示した従来の油圧支持装置は、被支持構造物９の重量を、シリンダ６とピストン８の間に充填した作動油１５を介してアキュムレータ１４内の高圧チッソガス１３によって支持し、かつ、被支持構造物９の傾きによるかじりを防止するために、ピストン８の球座７と支持部材１１の球１０とを組み合わせ、かつ、球座７と球１０との間にシリンダ室５の作動油１５を導く導孔１６を設けて油軸受を構成するようにしている。
【００１４】
従って、球座７と球１０との間の作動油部の直径Ｄを、ピストン８の押圧面の直径Ｄとほぼ等しくなければ、球座７と球１０にてかじりを防止しながら被支持構造物９の荷重を受けることはできない。
【００１５】
しかし、被支持構造物９の重量が大きくなると、球座７と球１０の直径Ｄを、ピストン８の押圧面の直径Ｄに合せて大きくしなければならない。
【００１６】
このように球座７及び球１０の直径Ｄが大きくなると、油圧支持装置４の構成が大型化する問題があり、而も、直径Ｄが大きい球座７及び球１０に、かじりを生じさせないように精度良く製造することは非常に困難であり、よって油圧支持装置が非常に高価なものとなってしまうという問題を有していた。
【００１７】
本発明は、小型化、低コスト化を図りながら重量の大きい被支持構造物を支持することができる油圧支持装置を提供することを目的とするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、地震による被支持構造物の上下方向振動を吸収する油圧支持装置において、
シリンダと、このシリンダ内に上下移動可能に嵌合され、油圧によって支持される円板状のピストンと、上端が被支持構造物に固定され下端が前記シリンダの上部を貫通して球面部によりピストンの上面に当接した支持ロッドとを備え、
支持ロッドの外周と支持ロッドが貫通したシリンダの上部との間に球面滑り軸受を備えたことを特徴としている。
【００１９】
上記目的を達成するために、請求項２記載の発明は、地震による被支持構造物の上下方向振動を吸収する油圧支持装置において、
シリンダと、このシリンダ内に上下移動可能に嵌合され、油圧によって支持される円板状のピストンと、上端が被支持構造物に固定され下端が前記シリンダの上部を貫通して球面部によりピストンの上面に当接した支持ロッドとを備え、
支持ロッドの外周と支持ロッドが貫通したシリンダの上部との間に、ブッシュと支持ロッドが傾いたときのかじりを防止する緩衝用のゴムを備えたことを特徴としている。
【００２０】
【００２１】
ここで、請求項３記載の発明は、地震による被支持構造物の水平方向振動を吸収する積層ゴムの上部にシリンダを固定することにより、３次元免震装置として機能する。
【００２２】
請求項１及び請求項２記載の発明では、被支持構造物の重量を、油圧が掛けられたピストン上に支持ロッドを介して支持するようになっており、よって被支持構造物の重量が大きくなっても、支持ロッドの径を大きくすることなく荷重を支持することができるので、装置全体の小型化が図られる。
【００２３】
また、請求項１記載の発明では、支持ロッドの外周に備えた球面滑り軸受により被支持構造物の傾きを吸収、請求項２記載の発明では、支持ロッドの外周に設けた緩衝用のゴムにより被支持構造物の傾きを吸収することができる。
【００２４】
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に示す図１及び図２において、図３に示す従来例と同様の個所には同一符号を付す。また図３に示す油圧機構、すなわち高圧チッソガス１３を内蔵するアキュムレータ１４は省略してある。
【００２６】
図１は第１の実施の形態に係る油圧支持装置４の縦断面図である。
【００２７】
この油圧支持装置４は、基礎１上にボルト２等にて固定された積層ゴム３上に、シリンダ１７を固定している。シリンダ１７には円板状のピストン１８が嵌合しており、さらに、上端が被支持構造物９に固定されて下端が前記シリンダ１７の上部１７'を貫通する支持ロッド１９が設けてあり、該支持ロッド１９の下端部が球面部２０を介して前記ピストン１８の上面に当接している。ピストン１８の底面より下部のシリンダ室５には作動油１５が充填されていて、ピストン１８は作動油１５による油圧を受けるようになっている。
【００２８】
また、支持ロッド１９の外周には、球面滑り軸受２１が嵌合されており、且つ球面滑り軸受２１に対向するシリンダ１７の上部１７'の内面には、球面滑り軸受２１が嵌合する球座２２が形成されている。球面滑り軸受２１の外側と内側には、オイルシール用のパッキング２３，２４が設けられている。
【００２９】
図１に示す構成において、前述したように、地震による基礎１の水平方向振動は、積層ゴム３の剪断変形によって吸収される。
【００３０】
また、上下方向振動は、ピストン１８及び支持ロッド１９が上下に移動し、この移動が、作動油１５を介して図３のアキュムレータ１４内の高圧チッソガス１３の容積を変化させることによって吸収される。
【００３１】
更に、振動により被支持構造物９が傾いた時には、被支持構造物９に固定された支持ロッド１９も一緒に傾くことになるが、支持ロッド１９は球面滑り軸受２１を介してシリンダ１７に支持されているので、かじりを生じることなく自由に傾くことができ、更に支持ロッド１９の下端は球面部２０を介してピストン１８に当接しているので、自由に傾くことができてかじりを生じることがない。
【００３２】
図１の形態によれば、被支持構造物９の重量を支持ロッド１９を介してピストン１８で直接受ける構造となっているため、被支持構造物９の重量が大きい場合でも、支持ロッド１９の径は大きくする必要がなく、この結果、装置の小型化を図ることができる。
【００３３】
図２は第２の実施の形態に係る油圧支持装置４の縦断面図である。
【００３４】
この油圧支持装置４において、第１の実施の形態の油圧支持装置４と異なる点は、球面滑り軸受２１の代わりに、ブッシュ２５と緩衝用のゴム２６で、支持ロッド１９をシリンダ１７に保持している点である。
【００３５】
すなわち、シリンダ１７の内周部には、上下端が開口した円筒形の金属からなるブッシュ２５が固定されており、このブッシュ２５の内面と支持ロッド１９の外周との間に、緩衝用のゴム２６が嵌合されており、支持ロッド１９は、緩衝用のゴム２６を変形させながら上下に移動し、かつ傾くことができるようになっている。
【００３６】
このように、緩衝用のゴム２６によって支持ロッド１９をシリンダ１７内に保持し、また支持ロッド１９の下端を球面部２０に形成してピストン１８に当接することで、被支持構造物９の傾斜により支持ロッド１９が傾いたときのかじりを防止することができる。また、第１の実施の形態の油圧支持装置４と同様に、小型化を図ることができる。
【００３７】
【００３８】
【００３９】
【００４０】
【００４１】
【発明の効果】
請求項１及び請求項２記載の発明によれば、被支持構造物の重量が、支持ロッドの球面部を介してピストン上に支持されるようになっており、従って被支持構造物の重量が大きくなっても、支持ロッドの径を大きくすることなく重量を支持することができるので、装置全体の小型化が図られる。
【００４２】
更に、請求項１記載の発明では支持ロッドの外周に備えた球面滑り軸受により被支持構造物の傾きを吸収でき、また、請求項２記載の発明では支持ロッドの外周に設けた緩衝用のゴムにより被支持構造物の傾きを吸収することができる。
【００４３】
【００４４】
請求項３記載の発明によれば、上記の油圧支持装置を用いて信頼性の高い３次元免震装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態に係る油圧支持装置の縦断面図である。
【図２】  本発明の第２の実施の形態に係る油圧支持装置の縦断面図である。
【図３】  従来例に係る油圧支持装置を備えた３次元免震装置の全体構成図である。
【符号の説明】
４          油圧支持装置
９          被支持構造物
１７          シリンダ
１７'        上部
１８          ピストン
１９          支持ロッド
２０          球面部
２１          球面滑り軸受
２６          緩衝用のゴム
【図１】
0004066490.tif 000002
【図２】
0004066490.tif 000003
【図３】
0004066490.tif 000004