隔震装置以及隔震构造物的制作方法

专利名称：隔震装置以及隔震构造物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种独户(独立)住宅等轻质构造物用、或者设备、展示台用的隔震装 置，以及具备有该隔震装置的隔震构造物，特别是涉及插装在建筑物等上部构造体与基础 等下部构造体之间，用于降低因地震、交通振动等引起的下部构造体的振动向上部构造体 传递，从而防止上部构造体的倒塌，或者载置于该上部构造体上的展示物等的破损等的隔
霞驻晋笔
辰农且寸。
背景技术：
作为插装于建筑物等上部构造体与基础等下部构造体之间来降低上部构造体的 摇动的隔震装置，例如，公知有专利文献1所记载的内容。该隔震装置具备上板(支座，座 板)，该上板被固定于上部构造体，具有向下方开口的凹球面状下表面；下板，该下板被固 定于下部构造体，具有向上方开口的凹球面状上表面；滑动体，该滑动体可自由滑动地配置 在上板与下板之间，具有凸球面状上表面和凸球面状下表面。在上述专利文献1的隔震装置中，在因地震而对下部构造体产生了水平振动(位 移)时，通过滑动体的滑动，能够阻止下部构造体的水平振动直接传递到上部构造物，从而 能够降低上部构造体的摇动。在该隔震装置中，无论隔震装置所支承的荷载如何，都能够根 据钟摆(振子)的原理使上部构造体的固有周期长周期化，并且，通过上板和下板与滑动体 的接触面产生的摩擦阻力，能够获得振动能量的衰减作用。另外，作为借助气体压力使上部构造体上浮的隔震装置，在专利文献2中记载的 隔震装置为，在上部构造体的下面附设裙状的密封部件，并使其前端垂到设置于下部构造 体的槽内来密闭上部构造体的下方空间，并通过向该密闭空间内导入上浮用气体从而使上 部构造体上浮，由此阻止地震的震动传递到上部构造体。此外，作为这种隔震装置，在专利 文献3中记载的隔震装置为，在容纳有空气供给装置的容纳箱上配置载置展示物的载置 台，并且在容纳箱和载置台之间配置将多个空气喷出口设为正方形状的空气垫，并通过从 空气喷出孔喷出空气而使载置台上浮，由此在发生地震时防止载置台的振动。专利文献1 日本实用新型注册第2586794号公报。专利文献2 日本特开2000-145885号公报专利文献3 日本特开2001-208131号公报然而，在专利文献1记载的隔震装置中，滑动面的摩擦系数由滑动体、上部构造体 和下部构造体的材料以及所支承的荷载唯一决定，因而存在隔震特性的调整范围狭窄这样 的问题。因此，在需要较低的摩擦力或较高的摩擦力时则不得不改变滑动面的材料，另外， 在改变滑动面的材料时，需要充分地考虑有可能在滑动开始时产生的、因静摩擦系数而产 生的过大阻力，因而在材料的选择上存在困难性。另一方面，在专利文献2和3所述的隔震装置中，虽然在阻断地震的振动方面能够 期待较大的效果，然而为了有效地使用空气压力而要求精密的密封技术，由于上部构造物 上浮时摩擦为零，因此与下部构造体的施工精度必须更严格地执行，否则将无法使上部构造物上浮时的位置稳定，另外，还需要用于使吸收了地震的摇动后的上部构造体返回原点 的装置，因此存在增大设备规模、增大成本的问题。此外，在专利文献2和3所述的隔震装 置中，存在当空气供给装置发生故障或因停电等而停止时，则隔震机构本身变得完全不能 工作这样的缺点。

发明内容
因此，本发明是鉴于上述各问题点所作出的，目的在于提供一种无论所支承的荷 载如何，都能够使上部构造体的固有周期长期化从而降低加速度，通过获得适宜适合的摩 擦力从而振动能量吸收能力优越并兼具复原特性的隔震装 置。为了实现上述目的，本发明的隔震装置，其特征在于，具备上板，该上板被固定于 上部构造体，具有向下方开口的凹球面状下表面；下板，该下板被固定于下部构造体，具有 向上方开口的凹球面状上表面；移动体，该移动体可自由移动地配置在所述上板与所述下 板之间，该移动体具有与上述上板的凹球面状下表面相对向的凸球面状上表面，并且具有 与上述下板的凹球面状上表面相对向的凸球面状下表面，在该凸球面状上表面或/和凸球 面状下表面上具备多个空气喷出孔。而且，根据本发明，在地震时等当下部构造体产生水平振动(位移)时，由于移动 体在上板的凹球面状下表面与下板的凹球面状上表面之间，一边支承荷载一边沿着上板的 凹球面状下表面和下板的凹球面状上表面移动，因此能够阻止下部构造体的水平振动直接 传递到上部构造体，并且无论隔震装置所支承的荷载如何，都能够根据钟摆的原理使上部 构造体的固有周期长周期化，从而能够降低上部构造体的加速度。另外，根据本发明，由于从空气喷出孔喷出空气，因此在移动体的表面形成空气 层，或者利用空气压力来降低隔震装置支承的上部构造体的荷载，因此能够在不产生摩擦 力的状态或者摩擦力较小的状态下使移动体移动。另一方面，通过停止从空气喷出孔喷出 空气，使移动体与上板的凹球面状下表面和下板的凹球面状上表面接触，从而能够使移动 体以由移动体、上板和下板的材料以及所支承的荷载决定的摩擦力移动。因此，即使不改变 移动体等的材料也能够改变摩擦力，从而能够获得适宜适合的摩擦力，确保优越的振动能 量吸收能力。此外，根据本发明，在地震等稳定后，受到外力而移动的移动体沿着上板的凹球面 状下表面和下板的凹球面状上表面的倾斜，向相反方向缓慢地移动最终返回到中央，因此 即使不另外设置原点返回装置也能够使移动体返回原点，确保复原特性。另外，本发明的隔震装置，其特征在于，具备上板，该上板被固定于上部构造体； 下板，该下板被固定于下部构造体，具有向上方开口的凹球面状上表面；移动体，该移动体 可自由移动地配置在该下板之上；柱状接合部，该柱状接合部配置在该移动体与上述上板 之间，上端被枢接于上述上板并且下端被固定于上述移动体，上述移动体具有与上述下板 的凹球面状上表面相对向(对置)的凸球面状下表面，并且在该凸球面状下表面上具备多 个空气喷出孔。根据本发明，能够与上述发明同样，无论支承的荷载如何，都能够使上部构 造体的固有周期长周期化从而降低加速度，通过获得适宜适合的摩擦力，因而振动能量吸 收能力优越并兼具复原特性。此外，本发明的隔震装置具备上板，该上板被固定于上部构造体，具有向下方开口的凹球面状下表面；下板，该下板被固定于下部构造体；移动体，该移动体可自由移动地 配置在该上板之下；柱状接合部，该柱状接合部配置在该移动体与上述下板之间且上端被 固定于上述移动体，并且下端被枢接于上述下板，上述移动体具有与上述上板的凹球面状 下表面相对向的凸球面状上表面，并且在该凸球面状上表面上具备多个空气喷出孔。根据 本发明，能够与上述发明同样，无论支承的荷载如何，都能够使上部构造体的固有周期长周 期化从而降低加速度，并通过获得适宜适合的摩擦力，因而振动能量吸收能力优越并兼具 复原特性。
在上述隔震装置中，具备将空气供给到上述移动体的空气供给单元，该空气供给 单元构成为，根据施加于上述下部构造体的外力的大小、或者传递至上述上部构造物的振 动的大小来控制向上述移动体的空气供给。根据该构成，能够适宜地获得与外力的大小等 相应的摩擦力，能够确保优越的振动能量吸收能力。在上述隔震装置中，上述空气供给单元构成为，在施加于上述下部构造体的外力 的大小、或者传递至上述上部构造物的振动的大小小于预定(规定)值时向上述移动体供 给空气，在施加于上述下部构造体的外力的大小、或者传递至上述上部构造物的振动的大 小为预定值以上时，停止向上述移动体供给空气，或者从上述移动体抽吸(吸引)空气。根据上述构成，在振动比较小、且施加于上述下部构造体的外力的大小或者传递 至上述上部构造物的振动的大小小于预定值时，在移动体的表面形成空气层，或者利用空 气压力降低隔震装置支承的上部构造体的荷载，因此除了在不产生摩擦力的状态或者摩擦 力较小的状态下能够滑动，还通过长周期化来降低加速度从而能够获得适宜的隔震效果。 另一方面，在振动比较大、且施加于上述下部构造体的外力的大小或者传递至上述上部构 造物的振动的大小为预定值以上时，除了通过长周期化降低加速度以外，还利用由滑动体 等材料和所支承的荷载所决定的摩擦力赋予衰减，因此能够提高振动能量的吸收能力，能 够确保大地震等时的安全性。另外，通过从移动体抽吸空气，由此除了由移动体等材料和支 承的荷载所决定的摩擦力以外，还能够利用吸附力使振动能量衰减，因此能够获得更高的 衰减能力。因此，例如，通过分别使用空气供给、停止供给以及空气抽吸，由此能够以单一的 隔震装置获得至少三个阶段的隔震特性。另外，作为上述预定值的外力的大小，可以适宜地 使用加速度、速度或者位移。在上述隔震装置中，上述空气供给单元构成为，在施加于上述下部构造体的外力 的大小或者传递至上述上部构造物的振动的大小小于预定值时，停止向上述移动体供给空 气或者从上述移动体抽吸空气，在施加于上述下部构造体的外力的大小或者传递至上述上 部构造物的振动的大小为预定值以上时，向上述移动体供给空气。根据上述构成，在小于预定值的比较小的振动区域中，直到输入与由移动体等的 材料和所支承的荷载所决定的摩擦力或者因空气的抽吸产生的吸附力增加的摩擦力的大 小相当的外力为止的期间，能够确保上部构造体不动，另一方面，在振动较大且施加于下部 构造体的外力的大小或者传递至上部构造物的振动的大小为预定值以上时，使上部构造 体的固有周期保持长周期化，在阻力较小的状态下能够吸收位移，因此能够作为触发装置 (trigger device)地使用。在上述隔震装置中可以构成为，上述凸球面状上表面具有与上述凹球面状下表面 相同的曲率，且上述凸球面状下表面具有与上述凹球面状上表面相同的曲率。根据该构成，能够使移动体与上板和下板具有一定的距离来上浮或者面接触，从而能够更稳定地支承上 部构造体。在上述隔震装置中，可以将上述移动体的空气喷出孔作成自成节流形状或者孔口 形状，也可以将空气喷出孔兼作空气抽吸孔，还可以另外设置空气抽吸孔。在上述隔震装置中，可以将上述移动体的至少上、下任意一方的表面由聚苯硫醚树脂或者在该聚苯硫醚树脂中混入了玻璃纤维、碳纤维或无机填充剂中至少一种的强化 合成树脂而形成。由于该聚苯硫醚树脂等具有优越的滑动特性，因此能够实现兼顾稳定 的荷载支承和滑动特性。另外，例如，即使空气供给装置中发生了某些故障也能够确保 良好的滑动特性，因此能够防止对上部构造体作用过大的负荷，能够兼具安全装置的功 能。另外，在对移动体的上下表面实施滑动特性较好的润滑膜、例如二硫化钼、金刚石状碳 (DLC(Diamond like Carbon))时，可以用金属材料形成移动体。在上述隔震装置中，可以将上述空气喷出孔形成为俯视观察时为圆孔，也可以将 上述多个空气喷出孔配置在同一圆周上或者同心图形状。此外，由于吸附力由抽吸力与吸 附面积的乘积来决定，因此可以将上述多个空气喷出孔贯通设置于上述凸球面状上表面或 /和凸球面状下表面所形成的槽部的底面，并兼作空气抽吸孔。另外，本发明的隔震构造物，其特征在于，至少配置有三个以上上述隔震装置。根 据本发明，能够适宜地防止上部构造体的倒塌、或者防止载置于该上部构造体上的展示物 等的破损等。如上所述，根据本发明能够提供一种无论支承的荷载如何，都能够使上部构造体 的固有周期长期化从而降低加速度，且通过获得适宜适合的摩擦力因此振动能量吸收能力 优越且兼具复原特性的隔震装置。


图1是表示本发明涉及的隔震装置的第一实施方式的剖视图；图2是表示图1的隔震装置的移动体的图，(a)是俯视图，(b)是局部截断的剖视 图((a)的A-A线截面)；图3是表示形成于本发明涉及的隔震装置的移动体的空气喷出孔的另一例的图， (a)是剖视图，(b)是俯视图；图4是表示形成于本发明涉及的隔震装置的移动体的空气喷出孔的另一例的图， (a)是剖视图，(b)是俯视图、(c)是局部截断立体图；图5是表示本发明涉及的隔震装置的水平阻力和水平位移量(上部构造体3和下 部构造体2的相对位移)的关系的履历曲线，(a)是表示空气供给时的状态，(b)是表示未 进行空气供给和抽吸的状态，(c)是表示空气抽吸时的状态；图6是表示使用了本发明涉及的隔震装置的隔震构造物的概略图；图7是表示本发明涉及的隔震装置的第二实施方式的剖视图。图中符号说明1 隔震装置；2 下部构造体；3 上部构造体；11 上板；Ila 凹球面状下表面； 12 下板；12a 凹球面状上表面；13 移动体；13a 凸球面状上表面；13b 凸球面状下表 面；13c 空气喷出孔；13d 空气通路；14 17 螺栓；18 软管；19 连接金属件；20 气泵；23a 空气通路；23b 喷出孔；33a 空气通路；33b 前端部；33c 空气喷出槽；35 隔震构造 物；36 基础；37 独户住宅；41 隔震装置；42 下部构造体；43 上部构造体；44 柱状接合 部；44a 球状部；44b 主体部；45 保持部件；46 保持部件；51 上板；52 下板；52a 凹球 面状上表面；53 移动体；53a 凸球面状下表面；53b 上面；53c 空气喷出孔；53d 空气通 路；54 57 螺栓；58 软管；59 连接金属件；60 气泵。
具体实施例方式接下来，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。图1表示本发明涉及的隔震装置的第一实施方式，该隔震装置1插装于独户住宅的基础等的下部构造体2和相对于下部构造体2经由隔震装置1能够在水平方向H移动的 独户住宅等的上部构造体3之间。隔震装置1具备上板11，该上板11被固定于上部构造体3，具有向下方开口的凹 球面状下表面Ila ；下板12，该下板12被固定于下部构造体2，具有向上方开口的凹球面状 上表面12a ；移动体13，该移动体13可自由移动地配置在上板11与下板12之间。上板11 被螺栓14、15固定于上部构造体3，下板12被螺栓16、17固定于下部构造体2。移动体13具有与上板11的凹球面状下表面Ila相对向的凸球面状上表面13a、 和与下板12的凹球面状上表面12a相对向的凸球面状下表面13b，在凸球面状上表面13a 和凸球面状下表面13b上具备多个空气喷出孔13c。移动体13的凸球面状上表面13a具有 与上板11的凹球面状下表面Ila相同的曲率，移动体13的凸球面状下表面13b具有与下 板12的凹球面状上表面12a相同的曲率。如图2所示，移动体13整体形成为厚壁的大致圆盘状，并贯通设置有连接金属件 19，其用于连接空气供给用的软管18 ；空气通路13d，其用于将经由连接金属件19而取入 的空气导入到空气喷出口 13c。空气喷出口 13c如图2(a)所明示的那样，形成为俯视观察 时为圆孔，并且将多个空气喷出孔13c配置在同一圆周上。另外，也可以将多个空气喷出孔 13c配置为同心图形状。移动体13的上下表面或者全体，由聚苯硫醚树脂或者在该聚苯硫醚树脂中混入 了玻璃纤维、碳纤维或无机填充剂中至少一种的强化合成树脂而形成。如图1所示，为了将空气供给到移动体13而设置有气泵20，空气经由软管18、连 接金属件19被导入到移动体13。另外，气泵20还发挥作为从移动体13经由连接金属件 19和软管18而抽吸空气的真空泵的功能。空气喷出孔除了在图1和图2所示的轴线方向上具有相同内径的圆孔形状以外， 如图3所示，也可以将空气通路23a的喷出孔23b附近作成缩径的自成节流形状(自成较 9形状、autogenous throttle shape)，如图4所示，还可以作成具有比空气通路33a的前 端部33b的直径宽的空气喷出槽33c的所谓的孔口形状(orifice shape)。空气喷出孔的 配置优选为，当设移动体的直径为Φ 、空气喷出孔的圆周上的位置为(tDi时，则ΦDi = (0. 6 0. 7) X ΦD。接下来参照图1、图2和图5对具有上述构成的隔震装置1的动作进行说明。另 外，图5表示隔震装置1的水平阻力与水平位移量(上部构造体3与下部构造体2的相对 变位)的关系的履历曲线，(a)表示将空气供给到移动体13的情况，(b)表示未对移动体13供给空气，且未从移动体13抽吸空气的情况，(c)表示从移动体13抽吸了空气的情况。 在(a)的向移动体13供给了空气的情况下，由于能够使移动体13在不产生摩擦力的状态 下移动，因此在水平阻力较小的状态下产生相对位移，在(b)的未对移动体13供给空气，且 未从移动体13抽吸空气的情况下，由于在移动体13与上板11和下板12之间不存在空气， 因此在产生了相同的相对位移时，能够获得更大的水平阻力，在(c)的从移动体13抽吸了 空气的情况下，由于还在移动体13与上板11和下板12之间作用吸附力，因此在产生了相 同的相对位移时，能够获得更大的水平阻力。
在以下的说明中，首先说明以下动作在隔震装置1中，施加于下部构造体2的外 力的大小或者传递至上部构造物3的振动的大小小于预定值时，由气泵20将空气供给到移 动体13，在施加于下部构造体2的外力的大小或者传递至上部构造物3的振动的大小为预 定值以上时，停止气泵20的运转从而停止向移动体13供给空气。根据该动作，在振动比较 小且施加的外力小于预定值时，隔震装置1以较低的水平阻力动作，由于长周期化而降低 了加速度因此能够获得适宜的隔震效果，另一方面，在振动较大且外力大于预定值时，除了 长周期化降低加速度以外，还能够利用由移动体等的材料和支承的荷载所决定的摩擦力进 行衰减，因此能够提高振动能量的吸收力，确保大地震等时的安全性。通常，是将空气从气泵20经由软管18、连接金属件19供给到移动体13。从连接 金属件19供给到移动体13的空气，经由空气通路13d从空气喷出孔13c向凹球面状下表 面Ila和凹球面状上表面12a喷出。由此，在移动体13的凸球面状下表面13b与下板12 的凹球面状上表面12a之间，以及移动体13的凸球面状上表面13a和上板11的凹球面状 下表面Ila之间形成空气层，因此如图5 (a)所示能够在不产生摩擦力的状态下使移动体13 移动，换而言之，隔震装置1能够以较小的水平阻力动作，并通过长周期化来降低加速度从 而获得适宜的隔震效果。该状态在施加于下部构造体2的外力的大小小于预定值时则继续 被保持。另一方面，在施加了预定值以上的外力的大地震等时，停止气泵20的运转，从而 停止向移动体13供给空气。由此，移动体13的凸球面状下表面13b与下板12的凹球面状 上表面12a、以及移动体13的凸球面状上表面13a与上板11的凹球面状下表面Ila直接抵 接，使移动体13滑动。由此，如图5(b)所示，除了长周期化降低加速度以外，还能够利用由 移动体13等的材料和支承的荷载所决定的摩擦力进行衰减，因此能够提高振动能量的吸 收力，确保安全性。另外，在上述实施方式中，在施加于下部构造体2的外力的大小或者传递至上部 构造物3的振动的大小为预定值以上时，虽然停止了气泵20的运转，然而此时可使气泵20 作为真空泵发挥作用因此能够从移动体13抽吸空气。在这种情况下，如图5(c)所示，除了 由移动体13等的材料和支承的荷载所决定的摩擦力以外，还能够利用吸附力使振动能量 衰减从而能够获得更高的衰减能力。接下来说明以下动作在隔震装置1中，施加于下部构造体2的外力的大小或者传 递至上部构造物3的振动的大小小于预定值时，停止气泵20从而停止向移动体13供给空 气，在施加于下部构造体2的外力的大小或者传递至上部构造物3的振动的大小为预定值 以上时，则使气泵20运转将空气供给到移动体13。根据该动作，在小于预定值的比较小的 振动区域中，直到输入与由移动体13等的材料和支承的荷载所决定的摩擦力的大小相当的外力为止的期间能够确保上部构造体3不动，另一方面，在振动较大且外力的大小为预 定值以上时，使上部构造体3的固有周期保持长周期化并在阻力较小的状态下吸收位移， 因此能够发挥触发装置的功能。另外，在上述实施方式中，施加于下部构造体2的外力的大小或者传递至上部构 造物3的振动的大小小于预定值时，虽然停止了气泵20的运转，然而此时可使气泵20作为 真空泵发挥作用，因此能够从移动体13抽吸空气。在这种情况下，除了由移动体13等的材 料和支承的荷载所决定的摩擦力以外，还能够利用吸附力以更大的力确保上述构造体3不 动。另外，在使用了图3所示的自成节流形状的空气喷出孔时，也进行与上述同样的 动作，然而如图4所示在为具有空气喷出槽33c的孔口形状时，能够向滑动体表面的全体 区域范围均勻地供给空气，或者抽吸空气，从而能够确保更稳定的滑动体的动作。另外，由 于吸附力由抽吸力和吸附面积的乘积来决定，因此为了提高吸附力还可以进一步设置抽吸槽。接下来，参照图6对使用上述隔震装置1的隔震构造物进行说明。该隔震构造物35，是在基础36与独户住宅37之间插入三个以上隔震装置1，各隔 震装置1将独户住宅37的荷载传递至基础36，并且容许在基础36与独户住宅37之间水平 方向的相对位移。而且，当地震时等基础36发生水平位移时，由于隔震装置1发挥如上所 述的功能，因此能够阻止基础36的水平振动直接传递到独户住宅37，并且能够使独户住宅 37的固有周期长周期化，从而能够降低对于独户住宅37的加速度。接着，参照图7说明本发明涉及的隔震装置的第二实施方式。另外，该隔震装置41 也是插入独户住宅的基础等的下部构造体42和相对于下部构造体42经由隔震装置41能 够在水平方向H移动的独户住宅等的上部构造体43之间。隔震装置41具备上板51，该上板51被固定于上部构造体43 ；下板52，该下板52 被固定于下部构造体42，并具有向上方开口的凹球面状上表面52a;移动体53，该移动体53 可自由移动地配置在上板51与下板52之间；柱状接合部44，该柱状接合部44配置在移动 体53与上板51之间且球状部44a通过保持部件45、46被枢轴安装(枢接)于上板51，并 且主体部44b的下端被固定于移动体53。上板51被螺栓54、55固定于上部构造体43，下 板52被螺栓56、57固定于下部构造体42。移动体53的上面53b是平面状，下部具有凸状曲面，整体形成为厚壁的大致圆盘 状。在上面53b上固定有柱状接合部44的下端，并且设置有与下板52的凹球面状上表面 52a相对向的凸球面状下表面53a，在凸球面状下表面53a上具备多个空气喷出孔53c。移 动体53的凸球面状下表面53a具有与下板52的凹球面状上表面52a相同的曲率。在移动体53上贯通设置有连接金属件59，其用于连接空气供给用的软管58 ；空 气通路53d，其用于将经由连接金属件59而取入的空气导入到空气喷出口 53c。空气喷出 口 53c虽省略图示，然而与图2所示的移动体13同样，形成为俯视观察时为圆孔，并且将多 个空气喷出孔53c配置在同一圆周上。移动体53的下表面或者全体，由聚苯硫醚树脂或者在该聚苯硫醚树脂中混入了 玻璃纤维、碳纤维或无机填充剂中至少一种的强化合成树脂而形成。另外，在对下表面实施 滑动特性较好的润滑剂，例如二硫化钼、DLC时，可以用金属材料形成移动体。
为了将空气供给到移动体53而设置有气泵60，空气经由软管58、连接金属件59被导入移动体53。另外，气泵60还作为从移动体53经由连接金属件59和软管58抽吸空 气的真空泵而发挥作用。柱状接合部44的上部形成为球状部44a，下部形成为圆锥台状和圆柱状的主体部 44b，如上所述，球状部44a通过保持部件45、46被枢接于上板51，主体部44b的下端被固定 于移动体53。由此，柱状接合部44能够随着移动体53 —起移动，并且与上板51可转动地 连接。接下来，参照图7对具有上述构成的隔震装置41的动作进行说明。在以下的说明中，与第一实施方式的情况同样，首先说明以下动作在隔震装置 41中，在施加于下部构造体42的外力的大小或者传递至上部构造物43的振动的大小小于 预定值时，由气泵60将空气供给到移动体53，在施加于下部构造体42的外力的大小或者传 递至上部构造物43的振动的大小为预定值以上时，停止气泵60的运转从而停止向移动体 53供给空气。根据该动作，在振动比较小且施加的外力小于预定值时，隔震装置41以较低 的水平阻力动作，由于长周期化从而降低加速度因此能够获得适宜的隔震效果，另一方面， 在振动较大且外力大于预定值时，除了因长周期化而降低加速度以外，还能够利用由移动 体等的材料和支承的荷载所决定的摩擦力进行衰减，因此能够提高振动能量的吸收力，确 保大地震等时的安全性。通常，是将空气从气泵60经由软管58、连接金属件59供给到移动体53。从连接 金属件59供给到移动体53的空气，经由空气通路53d从空气喷出孔53c向凹球面状上表 面52a喷出。由此，在移动体53的凸球面状下表面53a与下板52的凹球面状上表面52a 之间形成空气层，能够一边使柱状接合部44的球状部44a相对于保持部件45、46转动，一 边在不产生摩擦力的状态下使移动体53移动，换而言之，隔震装置41能够以较小的水平阻 力动作，并通过长周期化而降低加速度从而获得适宜的隔震效果。该状态在施加于下部构 造体42的外力的大小小于预定值时则继续被保持。另一方面，在大地震等时，停止气泵60的运转从而停止向移动体53供给空气。由 此，移动体53的凸球面状下表面53a与下板52的凹球面状上表面52a直接抵接，一边使柱 状接合部44的球状部44a相对于保持部件45、46转动，一边使移动体53通过凸球面状下 表面53a在下板52的凹球面状上表面52a上滑动。其结果，除了长周期化而降低加速度以 夕卜，还能够利用由移动体53和下板52的材料以及支承的荷载决定的摩擦力进行衰减，因此 能够提高振动能量的吸收力，确保安全性。另外，在上述实施方式中，在施加于下部构造体42的外力的大小或者传递至上部 构造物43的振动的大小为预定值以上时，停止气泵60的运转，然而此时可使气泵60作为 真空泵发挥作用，从移动体53抽吸空气。在这种情况下，除了由移动体53等的材料和支承 的荷载决定的摩擦力以外，还能够利用吸附力使振动能量衰减从而能够获得更高的衰减能 力。接下来说明以下动作在隔震装置41中，施加于下部构造体42的外力的大小或者 传递至上部构造物43的振动的大小小于预定值时，停止气泵60从而停止向移动体53供给 空气，在施加于下部构造体42的外力的大小或者传递至上部构造物43的振动的大小为预 定值以上时，则使气泵60运转而将空气供给到移动体53。根据该动作，在小于预定值的比较小的振动区域内，直到输入与由移动体53等材料和支承的荷载所决定的摩擦力的大小 相当的外力为止的期间能够确保上部构造体43不动，另一方面，在振动较大且外力的大小 为预定值以上时，使上部构造体43的固有周期保持长周期化而在阻力较小的状态下吸收 位移，因此能够发挥触发装置的功能。另外，在上述实施方式中，在施加于下部构造体42的外力的大小或者传递至上部 构造物43的振动的大小小于预定值时，停止气泵60的运转，然而此时，能够使气泵60作为 真空泵发挥作用、从移动体53抽吸空气。在这种情况下，除了由移动体53等的材料和支承 的荷载所决定的摩擦力以外，还能够利用吸附力以更大的力确保上述构造体43不动。另外，在上述实施方式中，对于将柱状接合部44固定于移动体53的上面，且移动 体53经由凸球面状下表面53a在下板52的凹球面状上表面52a上移动的情况进行了说 明，然而也可以构成为在图7中颠倒上下关系，将柱状接合部固定在移动体的下面，使移动 体经由凸球面状上表面在上板的凹球面状下表面上移动。此外，在图7中隔震装置41是通 过保持部45、46将球状部44a枢接于上板51，并将主体部44b固定于移动体53，然而也可 以通过保持部45、46将球状部44a枢接于移动体53，并将主体部44b固定于上板51。上述图7所示的隔震装置41也可以代替隔震装置1适用于图6所示的隔震构造 物35，也能够发挥与使用隔震装置1时同样的作用。
权利要求
一种隔震装置，其特征在于，具备上板，该上板固定于上部构造体，具有向下方开口的凹球面状下表面；下板，该下板固定于下部构造体，具有向上方开口的凹球面状上表面；和移动体，该移动体可自由移动地配置在所述上板与所述下板之间，该移动体具有与所述上板的凹球面状下表面相对向的凸球面状上表面，并且具有与所述下板的凹球面状上表面相对向的凸球面状下表面，在该凸球面状上表面或/和凸球面状下表面具备多个空气喷出孔。
2.一种隔震装置，其特征在于，具备 上板，该上板固定于上部构造体；下板，该下板固定于下部构造体，具有向上方开口的凹球面状上表面； 移动体，该移动体可自由移动地配置在该下板之上；和柱状接合部，该柱状接合部配置在该移动体与所述上板之间，上端枢接于所述上板并 且下端固定于所述移动体，所述移动体具有与所述下板的凹球面状上表面相对向的凸球面状下表面，并且在该凸 球面状下表面上具备多个空气喷出孔。
3.一种隔震装置，其特征在于，具备上板，该上板固定于上部构造体，具有向下方开口的凹球面状下表面； 下板，该下板固定于下部构造体； 移动体，该移动体可自由移动地配置在该上板之下；和柱状接合部，该柱状接合部配置在该移动体与所述下板之间，上端固定于所述移动体 并且下端枢接于所述下板，所述移动体具有与所述上板的凹球面状下表面相对向的凸球面状上表面，并且在该凸 球面状上表面具备多个空气喷出孔。
4.根据权利要求1、2或3所述的隔震装置，其特征在于， 具备将空气供给到所述移动体的空气供给单元，该空气供给单元，根据施加于所述下部构造体的外力的大小或者传递至所述上部构造 体的振动的大小来控制向所述移动体的空气供给。
5.根据权利要求4所述的隔震装置，其特征在于，所述空气供给单元，在施加于所述下部构造体的外力的大小T""、或者传递至所述上部 构造物的振动的大小小于预定值时向所述移动体供给空气，在施加于所述下部构造体的外 力的大小或者传递至所述上部构造物的振动的大小为预定值以上时，停止向所述移动体供 给空气，或者从所述移动体抽吸空气。
6.根据权利要求4所述的隔震装置，其特征在于，所述空气供给单元，在施加于所述下部构造体的外力的大小或者传递至所述上部构造 物的振动的大小小于预定值时，停止向所述移动体供给空气或者从所述移动体抽吸空气， 在施加于所述下部构造体的外力的大小或者传递至所述上部构造物的振动的大小为预定 值以上时，向所述移动体供给空气。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的隔震装置，其特征在于，所述移动体的凸球面状上表面具有与所述上板的凹球面状下表面相同的曲率，所述移动体的凸球面状下表面具有与所述下板的凹球面状上表面相同的曲率。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的隔震装置，其特征在于， 所述移动体的空气喷出孔，具有自成节流形状或者孔口形状。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的隔震装置，其特征在于，所述移动体的空气喷出孔，兼用作为从所述移动体抽吸空气时的空气抽吸孔。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的隔震装置，其特征在于，所述移动体的至少上、下任意一方的表面由聚苯硫醚树脂或者在该聚苯硫醚树脂中混 入了玻璃纤维、碳纤维或无机填充剂中至少一种的强化合成树脂形成。
11.根据权利要求1至9中任意一项所述的隔震装置，其特征在于，所述移动体由金属材料形成，在上、下任意一方的表面具有由二硫化钼或者金刚石状 碳形成的润滑膜。
12.根据权利要求1至11中任意一项所述的隔震装置，其特征在于， 所述空气喷出孔形成为俯视观察时为圆孔。
13.根据权利要求1至12中任意一项所述的隔震装置，其特征在于， 所述多个空气喷出孔配置在同一圆周上或者配置成同心图形状。
14.根据权利要求9至13中任意一项所述的隔震装置，其特征在于，所述多个空气喷出孔贯通设置于形成在所述凸球面状上表面或/和凸球面状下表面 的槽部的底面，兼用作为空气抽吸孔。
15.一种隔震构造物，其特征在于，配置有至少三个以上的权利要求1至14中任意一项 所述的隔震装置。
全文摘要
本发明提供一种隔震装置，无论所支承的荷载如何，都能够使上部构造体的固有周期长期化从而降低加速度，通过获得适宜适合的摩擦力从而振动能量吸收能力优越并兼具复原特性。具备上板(11)，该上板固定于建筑物等上部构造体(3)，具有向下方开口的凹球面状下表面(11a)；下板(12)，该下板固定于基础等下部构造体(2)，具有向上方开口的凹球面状上表面(12a)；移动体(13)，该移动体可自由移动地配置在上板(11)与下板(12)之间，移动体(13)具有与上板(11)的凹球面状下表面(11a)相对向的凸球面状上表面(13a)、和与下板(12)的凹球面状上表面(12a)相对向的凸球面状下表面(13b)，在凸球面状上表面(13a)和凸球面状下表面(13b)上具备多个空气喷出孔(13c)。另外，隔震构造物至少配置有三个以上隔震装置(1)。
文档编号F16F15/02GK101836011SQ200880112879
公开日2010年9月15日 申请日期2008年10月20日 优先权日2007年10月23日
发明者下田郁夫, 宫崎充, 小泽秀夫, 田中刚, 藤田聪 申请人:学校法人东京电机大学;翁令司工业股份有限公司