JP2000320606A - 戸建用家屋の免震構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地震外乱および風外乱が低減できる戸建用家
屋の免震構造を提供することである。 【解決手段】戸建用家屋１の上部躯体２と基礎スラブ３
との間に免震装置４とロック機構５とを設け、該ロック
機構５が揺れ感知センサー１４と、該揺れ感知センサー
１４からの信号によって上部躯体２と基礎スラブ３との
ロックをＯＮ／ＯＦＦするロック装置１５とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は戸建用家屋の免震構
造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】戸建用家屋の免震構造は、図８に示すよ
うに、家屋４６が軽量となるので鉛直荷重が小さい場合
にも適用できる装置とするために、摩擦抵抗や転がり抵
抗を利用した滑り支承４７や転がり支承４８が使われる
場合が多い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
免震構造は、地震による免震効果は十分に期待できる
が、強風時には一般の住宅よりも揺れやすくなってしま
い、日常生活に支障をきたし、かつ不快感を与える揺れ
を感じながら生活しなければならなかった。

【０００４】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、地震外乱および風外乱が低
減できる戸建用家屋の免震構造を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めの手段は、請求項１の発明が、戸建用家屋の上部躯体
と基礎スラブとの間に免震装置とロック機構とを設け、
該ロック機構が揺れ感知センサーと、該揺れ感知センサ
ーからの信号によって上部躯体と基礎スラブとのロック
をＯＮ／ＯＦＦするロック装置とからなることを特徴と
する。

【０００６】請求項１の発明によれば、通常は上部躯体
と基礎スラブとのロックがＯＦＦの状態（通常の状態）
になっており、地震による戸建用家屋の揺れを免震装置
で減衰する。この状態で強風、例えば台風のときのよう
に風速２０ｍ／ｓｅｃ以上の風が一定時間継続して吹い
た場合は、それを揺れ感知センサーで感知してロック装
置を作動させて、上部躯体と基礎スラブとのロックをＯ
Ｎの状態にする。また、このＯＮの状態で、一定の大き
さ（３０ｇａｌ）の地震が発生したら、それを揺れ感知
センサーで感知してロック装置を作動させて、上部躯体
と基礎スラブとのロックをＯＦＦの状態にする。さら
に、地震が終了した時点で、依然として前記のような強
風が一定時間継続して吹いていた場合は、それを揺れ感
知センサーで感知して、再び上部躯体と基礎スラブとの
ロックをＯＮの状態にする。しかし、前記のような強風
が一定時間継続して吹いていない場合は、ロック装置が
作動せずに上部躯体と基礎スラブとのロックがＯＦＦの
状態、すなわち通常の状態にもどる。また前記のように
上部躯体と基礎スラブとのロックがＯＮの状態で、一定
の大きさ（３０ｇａｌ）の地震が発生せずに、前記の強
風が止んだら、それを揺れ感知センサーで感知して、上
部躯体と基礎スラブとのロックをＯＦＦの状態にして通
常の状態にもどす。

【０００７】また請求項２の発明が、請求項１におい
て、前記揺れ感知センサーは地震計または風圧計である
ことを特徴とする。

【０００８】請求項２の発明によれば、地震または風に
よる戸建用家屋の揺れを地震計または風圧計により判別
して、上部躯体と基礎スラブとのロックをＯＮ／ＯＦＦ
の状態にする。

【０００９】また請求項３の発明が、請求項１または２
において、前記ロック装置は、互いに分離した上部躯体
側の可動体と基礎スラブ側の固定体とからなり、前記可
動体には固定体に嵌入されるロックピンが出没自在に設
けられたことを特徴とする。

【００１０】請求項３の発明によれば、揺れ感知センサ
ーが強風を感知すると可動体のロックピンが突出して固
定体に嵌入することにより、上部躯体と基礎スラブとの
ロックがＯＮの状態になる。そして揺れ感知センサーで
風が止んだのを感知すると、ロックピンが固定体から引
き抜かれて上部躯体と基礎スラブとのロックがＯＦＦの
状態になる。

【００１１】また請求項４の発明が、請求項１または２
において、前記ロック装置は上部躯体側の支持体と、該
支持体に突起で接続された基礎スラブ側の減衰体とから
なり、減衰体は平板状の電極板が機能性流体を介して積
層された構成であることを特徴とする。

【００１２】請求項４の発明によれば、揺れ感知センサ
ーが強風を感知して減衰体の電極板に所定の電流が印加
されると、機能性流体のせん断応力が増して上部躯体と
基礎スラブとのロックがＯＮの状態になる。次に、揺れ
感知センサーで風が止んだのを感知して電極板への電流
が遮断されると、機能性流体のせん断応力が減じて上部
躯体と基礎スラブとのロックがＯＦＦの状態になる。

【００１３】また請求項５の発明が、請求項１または２
において、前記ロック装置は、出没自在な押圧シリンダ
ーを備えた上部躯体側の押圧体と、鋼板がゴム板を介し
て水平方向に移動自在に積層された基礎スラブ側の支圧
体とからなることを特徴とする。

【００１４】請求項５の発明によれば、揺れ感知センサ
ーが強風を感知して押圧シリンダーで支圧体の鋼板を圧
縮すると、上部躯体と基礎スラブとのロックがＯＮの状
態になる。次に、揺れ感知センサーで風が止んだのを感
知して押圧シリンダーが鋼板への圧縮を止めると、上部
躯体と基礎スラブとのロックをＯＦＦの状態にする。

【００１５】また請求項６の発明は、請求項１または２
において、前記ロック装置は、上部躯体の外面から突出
し、かつ基礎スラブ側に折れ曲った垂下板と、シリンダ
先端の押圧板を前記垂下板に向けるようにして基礎スラ
ブに設けられたダンパーとからなり、該ダンパーにはシ
リンダの出没を制御するロックピンが設けられたことを
特徴とする。

【００１６】請求項６の発明によれば、揺れ感知センサ
ーが強風を感知してシリンダの押圧板で垂下板を圧縮す
るとともに、該シリンダをロックピンでロックすると、
上部躯体と基礎スラブとのロックがＯＮの状態になる。
次に、揺れ感知センサーで風が止んだのを感知してシリ
ンダのロックを解除して押圧板が垂下板から離れると、
上部躯体と基礎スラブとのロックがＯＦＦの状態にな
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の戸建用家屋の免震
構造の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は第
１の実施の形態の戸建用家屋の免震構造の正面図および
断面図、図２はロック装置の正面図である。

【００１８】戸建用家屋の免震構造は、図１の（１）お
よび（２）に示すように、木造枠組み住宅、パネル住
宅、軽量鉄骨住宅などの戸建用家屋（以下家屋という）
１における上部躯体２と基礎スラブ３との間に免震装置
４と、ロック機構５とを設けて構成されている。

【００１９】免震装置４は上部躯体２の鉛直荷重を支持
する免震アイソレータ６と、該免震アイソレータ６のな
いところに設置されて、上部躯体２の水平震動を減衰さ
せるダンパー７とからなっている。免震アイソレータ６
は円形の鋼板８と、適宜厚さのゴム材９とが交互に重ね
合わされた従来周知のものであり、上部プレート１０が
上部躯体２における柱１１の位置する箇所に、また下部
プレート１２が基礎スラブ３にそれぞれ固定されてい
る。またダンパー７はオイルや粘性流体を封じ込めた粘
性ダンパーであり、一方のシリンダー１３が上部躯体２
に、他方のシリンダー１３が基礎スラブ３にそれぞれ接
続されている。

【００２０】またロック機構５は、揺れ感知センサー１
４と、ロック装置１５とから構成されている。揺れ感知
センサー１４は地震の揺れを感知する地震計（図示せ
ず）と、風の揺れを感知する風圧計（図示せず）とから
なり、該風圧計は家屋の平面視におけるＸ方向およびＹ
方向に設置されている。この風圧計に代わって、風向計
と風速計とを屋根上部に設けることもできる。また揺れ
感知センサー１４は電気的にロック装置１５と連係され
ており、地震または風による家屋１の揺れに応じた信号
を発してロック装置１５を作動させて、上部躯体２と基
礎スラブ３とのロックをＯＮ／ＯＦＦとする。

【００２１】図２は第１の実施の形態のロック装置１５
を示し、互いに分離した可動体１６と固定体１７とから
構成され、可動体１６が上部躯体２に、また固定体１７
が基礎スラブ３にそれぞれ設置されている。可動体１６
には電流のＯＮ／ＯＦＦによって出没する電磁用のロッ
クピン１８が二本の設けられ、揺れ感知センサー１４か
らの信号で電流をＯＮ／ＯＦＦさせるスイッチ１９によ
り制御される。一方、固定体１７には前記ロックピン１
８が嵌入する嵌入孔２０が設けられている。

【００２２】したがって、前記スイッチ１９をＯＮにす
るとロックピン１８が突出して固定体１７の嵌入孔２０
に嵌入して、上部躯体２と基礎スラブ３とのロックをＯ
Ｎの状態にする。

【００２３】次に、上記のロック機構５の作動を、図３
のフローチャートに基づいて説明する。図示するよう
に、通常の状態、すなわち地震も強風もなくて家屋１が
揺れていない状態では、ロック装置１５が解除されて上
部躯体２と基礎スラブ３とのロックがＯＦＦの状態、す
なわちロック解除状態（ＳＴ１）となっている。したが
って、この状態で地震、交通振動などによって家屋１が
揺れた場合は、免震装置４によって減衰される。

【００２４】次に、このロック解除状態（ＳＴ１）で強
風、例えば台風のときのように風速２０ｍ／ｓｅｃ以上
の風が一定時間継続して吹いた場合（ＳＴ２）は、揺れ
感知センサー１４が風による揺れ信号を発してロック装
置１５のスイッチ１９をＯＮにすると、ロックピン１８
が固定体１７の嵌入孔２０に嵌入して上部躯体２と基礎
スラブ３とのロックをＯＮの状態、すなわちロック状態
（ＳＴ３）にする。

【００２５】次に、このロック状態で（ＳＴ３）、一定
の大きさ（３０ｇａｌ）の地震が発生したら（ＳＴ
４）、揺れ感知センサー１４が地震による揺れ信号を発
してロック装置１５のスイッチ１９をＯＦＦにすると、
ロックピン１８が固定体１７の嵌入孔２０から抜けて上
部躯体２と基礎スラブ３とのロックをＯＦＦの状態、す
なわちロック解除状態にする（ＳＴ５）。このようなロ
ック解除状態になると（ＳＴ５）、免震装置４が作動し
て地震による家屋１の揺れを減衰させる。

【００２６】次に、地震が終了した時点で（ＳＴ６）、
依然として前記のような強風が一定時間継続して吹いて
いる場合は（ＳＴ２）、前記と同様の方法で上部躯体２
と基礎スラブ３とがロック状態になる（ＳＴ３）。

【００２７】一方、ロック解除状態（ＳＴ５）で地震が
終了し（ＳＴ６）、かつ強風も止んだ場合は、揺れ感知
センサー１４が地震および風による揺れ止め信号を発し
てロック装置のスイッチをＯＦＦのままにして、ロック
解除状態を保持する（ＳＴ１）。

【００２８】また、強風が吹いているロック状態（ＳＴ
３）で、一定の大きさ（３０ｇａｌ）の地震が発生せず
に強風が止んだら、揺れ感知センサー１４が風による揺
れ止め信号を発してロック装置１５のスイッチをＯＦＦ
にして、ロック解除状態（ＳＴ１）、すなわち通常の状
態にもどす。このときの揺れ感知センサー１４による風
と地震の区別は、例えば揺れ感知センサー１４が地震計
（加速度計など）の場合は、Ｘ、Ｙ方向にそれぞれ地震
計を設置し、それぞれがプラス、マイナスで一定加速度
を超えたときに地震の発生と判断し、一方向の場合は風
による入力と考えるようにする。

【００２９】以上のように地震、交通振動などによる家
屋１の揺れは免震装置４で減衰するとともに、強風によ
る揺れは上部躯体２と基礎スラブ３とをロック状態にし
て防ぐ。したがって、風や地震による家屋１の小さな揺
れから大きな揺れにまで対応することができる。

【００３０】また図４は、第２の実施の形態のロック装
置２１であり、該ロック装置２１は上部躯体２側の支持
体２２と、該支持体２２に突起２３で接続された基礎ス
ラブ３側の減衰体２４とから構成されている。

【００３１】減衰体２４は、適宜間隙で積層された平板
状の電極板２５が保護体２８内に収納されて構成され、
前記間隙には機能性流体２６がパッキン２７によって封
入されている。また減衰体２４は揺れ感知センサー１４
と電気的に連係されて、ここからの信号によるスイッチ
２９のＯＮ／ＯＦＦにより電流を電極板２５に印加した
り、遮断したりする。

【００３２】したがって、前記スイッチ２９がＯＦＦに
なって電極板２５に電流が印加されないと、機能性流体
２６のせん断応力は小さくなって水平方向に小さな振動
を吸収する状態、すなわち上部躯体２と基礎スラブ３と
のロックがＯＦＦの状態になっている。このようにロッ
クがＯＦＦの状態のときは、減衰体は水平方向の小さな
振動を吸収できる状態になっている。しかし、前記スイ
ッチ２９がＯＮで電極板２５に所定の電流が印加されて
機能性流体２６の抵抗せん断力が増すと、電極板２５が
水平方向に自由に移動できなくなり、上部躯体２と基礎
スラブ３とのロックがＯＮの状態になる。したがって、
図５のように印加電圧を地震力の大きさに対応して変更
させると、小地震から大地震までの広い範囲で使用でき
る減衰体２４とすることができるので、図１のダンパー
７を省略することができる。

【００３３】また図６は第３の実施の形態のロック装置
３０を示し、該ロック装置３０は上部躯体２側の押圧体
３１と、基礎スラブ３側の支圧体３２とから構成されて
いる。

【００３４】押圧体３１は揺れ感知センサー１４と電気
的に連係され、ここからの信号によるスイッチ３４のＯ
Ｎ／ＯＦＦで押圧シリンダ３３が出没するようになって
いる。一方、支圧体３２はゴム板３６を介して水平方向
に移動自在に積層された鋼板３５が保護体３７内に収納
されて構成されている。

【００３５】したがって、前記スイッチ３４がＯＦＦの
ときは押圧シリンダ３３が支圧体３２から離れて、上部
躯体２と基礎スラブ３とのロックがＯＦＦの状態になっ
ている。しかし、前記スイッチ３４がＯＮのときは押圧
シリンダ３３で鋼板３５を圧縮すると、上部躯体２と基
礎スラブ３とのロックがＯＮの状態になる。この押圧体
３１も、前記のように押圧シリンダ３３の摩擦抵抗力を
地震力の大きさに対応して変更させると、小地震から大
地震までの広い範囲で使用することができるようになる
ので、図１のダンパー７を省略することができるように
なる。

【００３６】また図７は、第４の実施の形態のロック装
置３８を示し、該ロック装置３８は上部躯体２側の垂下
板３９と、基礎スラブ３側のダンパー４０とから構成さ
れている。前記垂下板３９は家屋１の平面視におけるＸ
方向およびＹ方向の壁１ａに設けられ、該壁１ａから突
出して基礎スラブ３側に折れ曲がっている。このように
ロック装置３８を外部に面して設置することにより、メ
ンテナンスが簡単にできる。

【００３７】一方、ダンパー４０はシリンダ４１の先端
に押圧板４２ａが設けられ、該押圧板４２ａが垂下板３
９にベアリング４２ｂを介して設けられている。

【００３８】さらに、ダンパー４０には、揺れ感知セン
サー１４からの信号によるスイッチ４３のＯＮ／ＯＦＦ
でシリンダーの嵌入孔４５に出没する電磁用のロックピ
ン４４が設けられている。

【００３９】したがって、前記スイッチ４３がＯＦＦの
ときはロックピン４４が嵌入孔４５から外れて、上部躯
体２と基礎スラブ３とのロックがＯＦＦの状態、すなわ
ち押圧板４２ａと垂下板３８とが一体となって震動を減
衰できるようになっている。しかし、前記スイッチ４３
がＯＮのときはロックピン４４が嵌入孔４５に嵌入され
て、上部躯体２と基礎スラブ３とのロックがＯＮの状態
になる。このダンパー４０も図１のダンパー７に代わっ
て用いられるものである。

【００４０】また、上記図４〜図７のロック装置２１、
３０、３８を用いたロック機構も、図２のフローチャー
トに示した方法で作動する。

【００４１】

【発明の効果】地震、交通振動などによる家屋の揺れは
免震装置で減衰されるとともに、強風による揺れは上部
躯体と基礎とをロック状態にして防ぐことにより、地震
などによる小さな揺れから大きな揺れまで対応すること
ができる。

【００４２】地震または風による戸建用家屋の揺れを地
震計または風圧計により判別して、上部躯体と基礎スラ
ブとのロックをＯＮ／ＯＦＦの状態にすることにより、
双方の揺れに迅速に対応することができる。

【００４３】可動体のロックピンにより、上部躯体と基
礎スラブとのロックのＯＮ／ＯＦＦが確実にできる。

【００４４】上部躯体と基礎スラブとのロックのＯＮ／
ＯＦＦをコンパクトなロック装置で簡単にできる。

【００４５】上部躯体と基礎スラブとのロックのＯＮ／
ＯＦＦがスムーズにできる。

【００４６】家屋のあらゆる方向からの風にも容易に対
応することができる。

【００４７】機能性流体、押圧シリンダを使用すると、
小地震から大地震までの揺れを吸収することができると
ともに、ロック機能として作用して強風にも対応するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（１）は第１の実施の形態の戸建用家屋の免震
構造の断面図、（２）は免震装置の正面図である。

【図２】（１）は図１の（１）におけるＡ−Ａ線断面
図、（２）はロック装置の正面図である。

【図３】ロック機構の作動を示すフローチャート図であ
る。

【図４】第２の実施の形態のロック装置の正面図であ
る。

【図５】地震の大きさに対応した電流の流れを示すフロ
ーチャート図である。

【図６】第３の実施の形態のロック装置の正面図であ
る。

【図７】（１）は第４の実施の形態のロック装置の断面
図、（２）は家屋の平面図、（３）はロック装置の斜視
図である。

【図８】従来の戸建用家屋の免震構造の断面図である。

【符号の説明】

１ 家屋 ２ 上部躯体 ３ 基礎スラブ ４ 免震装置 ５ ロック機構 ６ 免震アイソレータ ７、４０ ダンパ ８ 鋼板 ９ ゴム材 １０ 上部プレート １１ 柱 １２ 下部プレート １３、４１ シリンダ １４ 揺れ感知センサー １５、２１、３０、３８ ロック装置 １６ 可動体 １７ 固定体 １８、４４ ロックピン １９、２９、３４、４３ スイッチ ２０、４５ 嵌入孔 ２２ 支持体 ２３ 突起 ２４ 減衰体 ２５ 電極板 ２６ 機能性流体 ２７ パッキン ２８、３７ 保護体 ３１ 押圧体 ３２ 支圧体 ３３ 押圧シリンダ ３５ 鋼板 ３６ ゴム板 ３９ 垂下板 ４２ａ 押圧板 ４２ｂ ベアリング

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 戸建用家屋の上部躯体と基礎スラブとの
   間に免震装置とロック機構とを設け、該ロック機構が揺
   れ感知センサーと、該揺れ感知センサーからの信号によ
   って上部躯体と基礎スラブとのロックをＯＮ／ＯＦＦす
   るロック装置とからなることを特徴とする戸建用家屋の
   免震構造。
2. 【請求項２】 前記揺れ感知センサーは地震計または風
   圧計であることを特徴とする請求項１に記載の戸建用家
   屋の免震構造。
3. 【請求項３】 前記ロック装置は、互いに分離した上部
   躯体側の可動体と基礎スラブ側の固定体とからなり、前
   記可動体には固定体に嵌入されるロックピンが出没自在
   に設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載
   の戸建用家屋の免震構造。
4. 【請求項４】 前記ロック装置は上部躯体側の支持体
   と、該支持体に突起で接続された基礎スラブ側の減衰体
   とからなり、減衰体は平板状の電極板が機能性流体を介
   して積層された構成であることを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載の戸建用家屋の免震構造。
5. 【請求項５】 前記ロック装置は、出没自在な押圧シリ
   ンダーを備えた上部躯体側の押圧体と、鋼板がゴム板を
   介して水平方向に移動自在に積層された基礎スラブ側の
   支圧体とからなることを特徴とする請求項１または２に
   記載の戸建用家屋の免震構造。
6. 【請求項６】 前記ロック装置は、上部躯体の外面から
   突出し、かつ基礎スラブ側に折れ曲った垂下板と、シリ
   ンダ先端の押圧板を前記垂下板に向けるようにして基礎
   スラブに設けられたダンパーとからなり、該ダンパーに
   はシリンダの出没を制御するロックピンが設けられたこ
   とを特徴とする請求項１または２に記載の戸建用家屋の
   免震構造。