JP2000192687A - 免震装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 強風時に建物の風揺れを防止すると共に、強
風と同時に地震が発生した場合には、地震の振動による
建物の揺れを防止する。 【解決手段】 建物２１と基礎２２との間に弾性体２３
を介装すると共に、建物２１の風揺れを検出する第１セ
ンサ２４と、基礎２２の震動による揺れを検出する第２
センサ２５と、建物２１と基礎２２とを固定させる固定
手段２７と、固定手段２７を作動させる制御手段２６と
を設けた。この制御手段２６は、第１センサ２４の検出
値が所定値を越え、かつ第２センサ２５の検出値が所定
値以内の場合のみ、固定手段２７を作動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、戸建住宅等の軽量
建物への使用に好適な免震装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の免震装置としては、種々提供さ
れており、例えば特公平６−３５７６３号公報に記載さ
れたものがある。

【０００３】概略を説明すれば、前記従来の免震装置１
は、図６に示すように、基礎２の上面に設置された弾性
体３と、該弾性体３の上面に架設された鉄骨架台４と、
該弾性体３から所定距離の位置において基礎２に固定さ
れた支承架台５とを有している。

【０００４】前記支承架台５の高さは、前記弾性体３よ
りもやや低く設定されているため、前記鉄骨架台４との
間に、空隙６が形成されている。また、この鉄骨架台４
と支承架台５との対向する上下関係位置には小孔７が形
成されている。

【０００５】そして、気象情報などにより、台風などの
強風の襲来が予想される場合は、空隙６にくさび８を打
ち込むと共に、小孔７にロックピン９を装着して、鉄骨
架台４及びその上部に構築された建物をロックし、これ
により強風による建物の風揺れを防止するようになって
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来例に係る免震装置１は、居住者が気象情報などに基づ
いてロックピン９を装着するタイミングを決定しなけれ
ばならず、その装着するタイミングを誤ると、強風によ
り建物の風揺れが生じ、居住者に不安感を与えるおそれ
がある。

【０００７】また、ロックピン９の取り外しを忘れる
と、建物が固定状態を維持するため、地震発生時に弾性
体３が免震効果を発揮することができない。

【０００８】そこで、本願出願人が先に出願した特願平
９−３２７２９９号のように、建物と基礎とを互いに固
定させる固定手段と、該建物の屋根に設置された風力セ
ンサと、該風力センサの検出値が所定値を越えた場合に
該固定手段を作動させる制御手段とを備えた免震装置が
提案されている。

【０００９】しかし、この免震装置は、風力センサの検
出値のみに基づき固定手段を作動させているため、強風
と同時に地震が発生した場合にも、建物と基礎とが固定
されてしまう。このため、強風と同時に地震が発生した
場合、地震の震動に対して弾性体が免震効果を発揮でき
ない構造となっている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来の実
情に鑑み案出されたもので、請求項１記載の発明は、建
物と該建物の基礎との間に弾性体を介装することによ
り、地震動などによる建物の揺れを抑制する免震装置に
おいて、前記建物の風揺れを検出する第１センサと、前
記基礎の地震動による揺れを検出する第２センサと、前
記建物と前記基礎とを互いに固定させる固定手段と、前
記第１センサの検出値が所定値を越え、かつ前記第２セ
ンサの検出値が所定値以内の場合のみ、前記固定手段を
作動させる制御手段とを設けたことを特徴としている。

【００１１】したがって、第１センサが検出した建物の
揺れと第２センサが検出した基礎の揺れに基づき制御手
段が固定手段を作動させて、建物の固定・解除が自動的
に行われる。すなわち、強風時（地震が発生しない場
合）には、制御手段が固定手段を作動させ、これにより
建物が基礎に固定される。一方、強風と同時に地震が発
生した場合には、制御手段が固定手段を作動させないた
め、建物が基礎に固定されない。このため、強風と同時
に地震が発生した場合には、弾性体の免震効果により建
物の揺れが防止される。

【００１２】請求項２記載の発明は、前記固定手段は、
前記建物と前記基礎との間に介装され、前記建物又は前
記基礎の一方に形成した凹部と、他方に設けられたロッ
ク機構とからなり、前記ロック機構は、前記制御手段に
作動されるアクチュエータと、該アクチュエータに押圧
されて、前記凹部に嵌入するロックピンとを有すること
を特徴としている。

【００１３】したがって、強風時（地震が発生しない場
合）には、制御手段がアクチュエータを作動させ、該ア
クチュエータの作動によりロックピンが凹部に嵌入し、
これにより建物が基礎に固定される。

【００１４】請求項３記載の発明は、前記固定手段は、
前記建物と前記基礎との間に介装され、前記制御手段に
作動されるアクチュエータと、前記建物又は前記基礎の
一方に設置されていると共に、前記アクチュエータの作
動により建物又は基礎の他方の対向面に押し付けられる
摩擦部材とを有することを特徴としている。

【００１５】したがって、強風時（地震が発生しない場
合）には、制御手段がアクチュエータを作動させ、該ア
クチュエータの作動により摩擦部材が建物又は基礎の対
向面に押し付けられ、該両者間に摩擦力が生じる。この
摩擦力により建物が基礎に固定される。

【００１６】請求項４記載の発明は、前記固定手段は、
前記軽量建物と前記基礎との間に介装されていると共
に、前記制御手段に作動されるオイルダンパーを有する
ことを特徴としている。

【００１７】したがって、強風時（地震が発生しない場
合）には、制御手段がオイルダンパーをロックし、これ
により建物が基礎に固定される。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づき詳述する。図１〜図３は、本発明の実施形態に係
る免震装置２０を示している。この免震装置２０は、図
１に示すように、戸建住宅などの軽量建物２１と該軽量
建物２１の基礎２２の間に介装された弾性体２３と、該
軽量建物２１の風揺れを検出する第１センサ２４と、該
基礎２２の震動による揺れを検出する第２センサ２５
と、該両センサ２４，２５の検出情報が伝達される制御
手段２６と、該制御手段２６により作動される固定手段
２７とにより主として構成されている。

【００１９】前記弾性体２３は、図２に示すように、鋼
板等の剛性を有した円環状板２８と、ゴム等の粘弾性的
性質を有した軟質の円環状板２９とを交互に積層して形
成されている。この弾性体２３は、前述のように、前記
軽量建物２１とコンクリート打設などにより構築された
前記基礎２２との間に免震可能に介装されている。すな
わち、地震などの震動に対して、前記軽量建物２１と前
記基礎２２とが相対変位し、これにより前記軽量建物２
１の揺れが防止されるようになっている。

【００２０】前記第１センサ２４は、前記軽量建物２１
の風揺れを確実に計測すべく、風により軽量建物２１が
揺れやすい場所、例えば軽量建物２１の屋根３０に設置
されている。また、第１センサ２４は、居住者が風揺れ
を加速度として体感することを考慮して、周方向ほぼ９
０°に交差した２方向の加速時計により構成され、前記
軽量建物２１の全方向の揺れを検出するようになってい
る。したがって、この加速時計は、風による軽量建物２
１の揺れ、即ち加速度を検出し、該検出値を前記制御手
段２６に伝達している。また、この加速時計は、予め限
界値が風速１５ｍ程度での軽量建物２１の揺れる程度の
加速度に設定されている。

【００２１】前記第２センサ２５は、地震などの震動が
前記基礎２２を介して前記軽量建物２１に伝達すること
に鑑み、該基礎２２の上部に設置されている。また、第
２センサ２５は、居住者が震動を加速度として体感する
ことを考慮して、前記第１センサ２４と同様に、周方向
のほぼ９０°に交差した２方向の加速時計により構成さ
れ、基礎２２の全方向の揺れを検出するようになってい
る。したがって、この加速時計は、地震による基礎２２
の揺れ、即ち加速度を検出し、該検出値を前記制御手段
２６に伝達している。また、この加速時計は、予め限界
値が交通振動などによる大きな揺れ、例えば１０ｃｍ／
ｓ²（ガル）程度の加速度に設定されている。

【００２２】前記制御手段２６は、前記第１センサ２４
及び前記第２センサ２５から伝達された検出情報に基づ
いて前記固定手段２７を作動させるコントローラからな
り、電源とスイッチが内蔵され、前記軽量建物２１の加
速度が第１センサ２４の限界値を越え、かつ前記基礎２
２の加速度が第２センサ２５の限界値内の場合のみ、ス
イッチを閉じて固定手段２７を通電するようになってい
る。また、電源は、悪天候による停電を考慮して、商用
電源から充電する普通のバッテリーや、太陽電池から充
電するソーラバッテリーなどを使用するのが好ましい。

【００２３】前記固定手段２７は、前記軽量建物２１と
前記基礎２２との間に介装されていると共に、前記弾性
体２３の内周側に位置している。また、固定手段２７
は、図３に示すように、前記軽量建物２１の下部に形成
された凹部４１と、該凹部４１に嵌入作動するロック機
構３１とを有している。このロック機構３１は、前記基
礎２２の上部に形成された凹部４３内に装着されたロッ
クピン４４と、該ロックピン４４の下面４４ａに先端面
４５ａが固着されたプッシュロッド４５と、該プッシュ
ロッド４５を押圧するアクチュエータ４６とにより構成
されている。このアクチュエータ４６は、前記基礎２２
内に埋設されており、前記制御手段２６により通電され
る電磁コイルと、該電磁コイルの内周側に設けられた固
定コアと、プッシュロッド４５の基端部が連結された可
動コアとを有している。

【００２４】

【表１】

【００２５】上記のように構成された免震装置２０は、
表１Ｃに示すように、例えば強風時（軽量建物２１の加
速度が第１センサ２４の限界値を越え、かつ基礎２２の
加速度が第２センサ２５の限界値以内の場合）には、制
御手段２６がスイッチを閉じて、アクチュエータ４６の
電磁コイルを通電する。このため、アクチュエータ４６
の固定コアが励磁され、可動コアが固定コア側に吸引さ
れる。したがって、プッシュロッド４５が、ロックピン
４４を上方に押し上げ、ロックピン４４の上部が凹部４
１に嵌入し、これにより軽量建物２１が基礎２２に自動
的に固定され、強風時の風揺れが防止される。この軽量
建物２１の基礎２２への固定は、風速の変化によって短
時間のうちに固定・解除を繰り返すことを防止すべく、
一旦固定すると、その状態が所定時間（５〜１０分程
度）保持される。そして、その後、制御手段２６がスイ
ッチを開き、軽量建物２１の基礎２２への固定が自動的
に解除される。

【００２６】ただし、表１Ｄに示すように、強風と同時
に地震が発生した場合（軽量建物２１の加速度が第１セ
ンサ２４の限界値を越え、かつ基礎２２の加速度が第２
センサ２５の限界値を越える場合）には、制御手段２６
がスイッチを開いた状態を維持し、アクチュエータ４６
の電磁コイルが通電されないため、軽量建物２１は基礎
２２に固定されない。したがって、強風と同時に地震が
発生した場合、基礎２２と軽量建物２１が弾性体２３を
介して相対変位し、この相対変位により地震の震動が吸
収され、軽量建物２１の揺れが防止される。

【００２７】また、表１Ａに示すように、平常時（軽量
建物２１の加速度が第１センサ２４の限界値内で、かつ
基礎２２の加速度が第２センサ２５の限界値内の場合）
にも、制御手段２６は、スイッチを開いた状態を維持す
るため、軽量建物２１は基礎２２に固定されない。この
場合は、軽量建物２１は弾性体２３を介して基礎２２に
安定的に支持される。

【００２８】さらに、表１Ｂに示すように、地震時（軽
量建物２１の加速度が第１センサ２４の限界値を越え、
かつ基礎２２の加速度が第２センサ２５の限界値を越え
る場合）にも、制御手段２６がスイッチを開いた状態を
維持するため、軽量建物２１が基礎２２に固定されず、
これにより基礎２２と軽量建物２１が弾性体２３を介し
て相対変位し、この結果、地震の震動が吸収され、軽量
建物２１の揺れが防止される。

【００２９】図４は、前記免震装置２０の固定手段２７
の変形例を示し、該変形例に係る固定手段２７Ａは、前
記凹部４１，４３と前記ロックピン４４とが廃止されて
いる。すなわち、固定手段２７Ａは、前記アクチュエー
タ４６と、前記プッシュロッド４５と、該プッシュロッ
ド４５の先端面４５ａに固定されたプレート５０と、該
プレート５０の上面５０ｂに設けられた摩擦部材５１と
により構成されている。

【００３０】したがって、表１Ｃに示すように、強風時
（軽量建物２１の加速度が第１センサ２４の限界値を越
え、かつ基礎２２の加速度が第２センサ２５の限界値以
内の場合）に、アクチュエータ４６の電磁コイルが励磁
されると、可動コアが固定コア方向へ吸引され、プッシ
ュロッド４５がプレート５０を軽量建物２１側に押し上
げる。このため、摩擦部材５１の上面５１ａが軽量建物
２１の下面２１ａに押し付けられ、該両面５１ａ，２１
ａの摩擦力により、軽量建物２１が基礎２２に固定され
る。

【００３１】図５は、前記免震装置２０の他の固定手段
５８を示し、該他の固定手段５８は、前記凹部４１，４
３と前記ロック機構３１に代わり、前記軽量建物２１の
下面２１ａに固定された支承６０と、前記基礎２２の上
面２２ａに固定された支承６１と、該両者６０，６１間
に介装されたオイルダンパー６２とが設けられている。
このオイルダンパ６２は、内部に形成されたオリフィス
を開閉する電磁弁を有している。

【００３２】したがって、表１Ｃに示すように、強風時
（軽量建物２１の加速度が第１センサ２４の限界値を越
え、かつ基礎２２の加速度が第２センサ２５の限界値以
内の場合）に、制御手段２６が電磁弁を通電し、これに
より該電磁弁がオリフィスを閉じて、オイルの流れを遮
断する。このため、両支承６０，６１がロックされ、軽
量建物２１が基礎２２に固定される。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、第１センサが検出した建物の揺れと第２センサ
が検出した基礎の揺れに基づき制御手段が固定手段を作
動させて、建物の固定・解除が自動的に行われる。すな
わち、強風時（地震が発生しない場合）に、制御手段が
固定手段を作動させるため、建物が基礎に固定され、こ
れにより居住者の不安感が解消される。一方、強風と同
時に地震が発生した場合は、制御手段が固定手段を作動
させないため、建物は基礎に固定されない。このため、
強風と同時に地震が発生した場合でも、弾性体の免震効
果により建物の揺れが防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係る免震装置の概略図

【図２】 同 弾性体の断面図

【図３】 同 固定手段の縦断面図

【図４】 同 固定手段の変形例の縦断面図

【図５】 同 他の固定手段の縦断面図

【図６】 従来例の縦断面図

【符号の説明】

２１…建物 ２２…基礎 ２３…弾性体 ２４…第１センサ ２５…第２センサ ２６…制御手段 ２７…固定手段 ３１…ロック機構 ４１…凹部 ４４…ロックピン ４６…アクチュエータ ５１…摩擦部材 ６２…オイルダンパー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇都木 宏之 千葉県千葉市稲毛区長沼町330番地 鬼怒 川ゴム工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3J048 AB07 AD03 AD07 BA08 CB07 DA01 EA38

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建物と該建物の基礎との間に弾性体を介
   装することにより、地震動などによる建物の揺れを防止
   する免震装置において、 前記建物の風揺れを検出する第１センサと、 前記基礎の地震動による揺れを検出する第２センサと、 前記建物と前記基礎とを互いに固定させる固定手段と、 前記第１センサの検出値が所定値を越え、かつ前記第２
   センサの検出値が所定値以内の場合のみ、前記固定手段
   を作動させる制御手段とを設けたことを特徴とする免震
   装置。
2. 【請求項２】 前記固定手段は、前記建物と前記基礎と
   の間に介装され、 前記建物又は前記基礎の一方に形成した凹部と、他方に
   設けられたロック機構とからなり、 前記ロック機構は、前記制御手段に作動されるアクチュ
   エータと、 該アクチュエータに押圧されて、前記凹部に嵌入するロ
   ックピンとを有することを特徴とする請求項１記載の免
   震装置。
3. 【請求項３】 前記固定手段は、前記建物と前記基礎と
   の間に介装され、 前記制御手段に作動されるアクチュエータと、 前記建物又は前記基礎の一方に設置されていると共に、
   前記アクチュエータの作動により建物又は基礎の他方の
   対向面に押し付けられる摩擦部材とを有することを特徴
   とする請求項１記載の免震装置。
4. 【請求項４】 前記固定手段は、前記軽量建物と前記基
   礎との間に介装されていると共に、前記制御手段に作動
   されるオイルダンパーを有することを特徴とする請求項
   １記載の免震装置。