JP2001296793A - 地震動発生システムを使用した地震体感装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】大規模地震の揺れを体感している人に対して安
全性を十分に考慮した地震動発生システムを使用した地
震体感装置を提供する。 【解決手段】小規模の地震から過去に観測された大規模
の地震のような水平方向及び上下方向の揺れを発生する
地震動発生システムの振動台４を、コンクリート床３に
設けた凹部３ａ内に配置している。また、凹部の壁部
に、振動台が水平方向に大きく揺れてその壁部に衝突し
た際の衝撃を吸収する緩衝部材５を配置している。そし
て、振動台上に複数の地震体感エリアを設け、各地震体
感エリア内にシートベルト付きの椅子２６を設置し、各
椅子の前面及び側面にエアバッグ３６、３８を配置す
る。そして、前記振動台に、当該振動台で発生した衝撃
を感知する加速度センサＳを配設し、エアバッグ制御装
置４２は、加速度センサの情報に基づいて振動台が所定
の大きさの衝撃を受けたと判断したときに、エアバッグ
に対して作動指令を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、構造物の地震時
の挙動を解明し、地震安全性を実証するための実験シス
テムである地震動発生システムを使用した地震体感装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】地震体感装置として、例えば地震体験巡
回車が知られているが、この地震体験巡回車は、実際の
地震波と異なる低い加速度、小さな変位（人が倒れない
程度）で揺れる装置であり、しかも、水平方向のみの揺
れで上下振動が発生しない装置なので、大規模地震のよ
うな大きな揺れを体感できるものではなかった。

【０００３】一方、大規模地震を発生するシステムとし
て、過去に観測された大規模地震の前後、左右、上下の
揺れを３次元的に再現し、構造物の地震時の挙動を解明
し、耐震安全性を実証するための、三軸振動台と称され
る実験システムが大手ゼネコンや大学・公的機関におい
て保有されている。この三軸振動台は、構造物の縮小モ
デルや実物大モデルを上部に設置する振動台と、この振
動台を大規模地震の揺れに模した加速度や変位で加振す
るアクチュエータと、アクチュエータを制御する加振制
御部と、振動台上の構造物の加速度、速度、変位、歪み
等の応答データを計測して分析するデータ収録・解析部
などを備えている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、この三軸振動
台の振動台上に人を乗せ、振動台を加振させて大規模地
震を体感させたいとの要望がある。しかし、三軸振動台
は、構造物の実験に用途が限定されているので、振動台
に人が乗った場合の安全性の面で問題がある。例えば、
振動台は、コンクリート床に設けた凹部に浮き床形式で
配置されているが、加振制御部の誤作動により振動台が
水平方向に大きく移動して凹部を設けているコンクリー
ト床の外周に衝突すると、その衝撃で、振動台上で地震
動を体感している人に悪影響を与えてしまうおそれがあ
る。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、大規模地震の揺れを体感している人に対して安全
性を十分に考慮した地震動発生システムを使用した地震
体感装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の地震動発生システムを使用した地震体感装
置は、小規模の地震から過去に観測された大規模の地震
のような水平方向及び上下方向の揺れを発生する地震動
発生システムの振動台を、床に形成した凹部内に配置
し、前記凹部の壁部に、前記振動台が水平方向に大きく
揺れて当該壁部に衝突した際の衝撃を吸収する緩衝部材
を配置し、前記振動台上に地震体感エリアを設け、この
地震体感エリア内にシートベルト付きの椅子を設置し、
当該椅子の前面及び側面にエアバッグを配置する一方、
前記振動台に、当該振動台で発生した衝撃を感知する衝
撃感知手段を配設し、この衝撃感知手段の情報に基づい
て前記振動台が所定の大きさの衝撃を受けたと判断した
ときに、前記エアバッグに対して作動指令を出力するエ
アバッグ制御手段を備えている。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の地震動発生システ
ムを使用した地震体感装置に係る１実施形態を図面を参
照して説明する。図１は、地震動発生システムとしての
三軸振動台２と、この三軸振動台２の振動台４上に設置
した地震体感装置６とを示す図である。

【０００８】三軸振動台２は、コンクリート床３に設け
た凹部３ａに浮き床形式で配置されている鋼鉄製の振動
台４と、この振動台４に対して水平方向のＸ方向の加振
力を加える油圧式の第１アクチュエータ８ａと、振動台
４に対してＸ方向と直交する水平方向のＹ方向の加振力
を加える油圧式の第２アクチュエータ８ｂと、振動台４
に対して上下方向（Ｚ方向）の加振力を加える油圧式の
第３アクチュエータ８ｃと、これら第１〜第３アクチュ
エータ８ａ、８ｂ、８ｃが、小規模地震や過去に観測さ
れた大規模地震のような前後、左右、上下の加振力を３
次元的に再現するように所定の油圧を供給制御する制御
装置１０と、制御装置に作動油を供給する油圧ポンプ１
２とを備えている。

【０００９】そして、コンクリート床３に設けた凹部３
ａの壁部には、振動台４の水平方向の側部に対向する位
置に硬質ゴム等の緩衝部材５が固定されている。また、
地震体感装置６は、図２に示すように、振動台４上に固
定用ボルト３２を介して着脱自在に固定される装置床２
０と、この装置床２０上に縦横に配列して複数の地震体
感エリア２２を画成しているメッシュ入り透明アクリル
板等からなる防護フェンス２４と、各地震体感エリア２
２内に配置されている複数の椅子２６とを備えている。

【００１０】複数の椅子２６は、図３に示すように、一
方向を向いて各地震体感エリア２２内に配置されてい
る。そして、それぞれの椅子２６には、シートベルト３
４が取り付けられているとともに、椅子２６の前面側に
前面エアバッグ３６が配設され、椅子の両側部に側部エ
アバッグ３８が配設されている。また、図２に示すよう
に、振動台４の中央部には、衝撃感知手段としての加速
度センサＳとエアバッグ駆動手段としてのエアバッグ駆
動装置４２が設置されている。なお、加速度センサＳ
は、地震体感装置６のＸ方向の加速度、Ｙ方向の加速度
及びＺ方向の加速度を検知するセンサである。

【００１１】そして、加速度センサＳが検知した加速度
の情報は、図２に示すように、エアバッグ駆動装置４２
に入力する。そして、エアバッグ駆動装置４２は、地震
体感装置６を設置している振動台４が所定の大きさの衝
撃を受けたと判断したときに、前面エアバッグ３６、側
部エアバッグ３８に対して作動の指令値を出力するよう
になっている。なお、図２では、所定の椅子２６の回り
に配置した前面エアバッグ３６、側部エアバッグ３８に
エアバッグ駆動装置４２が電気的に接続しているように
なっているが、他の全ての前面エアバッグ３６、側部エ
アバッグ３８に対してもエアバッグ駆動装置４２が電気
的に接続しているものとする。

【００１２】上記構成の装置により地震動を体感する際
には、クレーン等の揚重装置を使用して装置床２０ごと
地震体感装置６全体を吊り上げ、振動台４上に設置し、
固定用ボルト３２で装置床２０を振動台４に固定する。
そして、各椅子２６に人が座り、シートベルト３４で体
を固定した後、三軸振動台２が発生する水平方向及び上
下方向の小規模の地震動や大規模の地震動に応じて椅子
２６に座っている人が揺れを体感する。

【００１３】したがって、三軸振動台２が、小規模の地
震や過去に観測された大規模の地震まであらゆる地震時
の揺れを発生するので、椅子２６に座っている人は、地
震の揺れを十分に満足して体感することができる。そし
て、体感する人は、椅子２６にシートベルト３４で固定
されているので、安全性を高めながら地震時の揺れを体
感することができる。

【００１４】ここで若し、制御装置１０の誤動作により
第１アクチュエータ８ａの加振力が増大してしまい、コ
ンクリート床３の凹部３ａの壁部に振動台４が衝突する
と、その衝撃で、地震を体感している人に悪影響を与え
てしまうおそれがある。しかし、本実施形態では、振動
台４が凹部３ａの壁部に衝突しようとするときの衝撃力
（加速度）の大部分を緩衝部材５が吸収する。また、そ
の際の衝撃力を加速度センサＳが感知してエアバッグ駆
動装置４２に出力する。エアバッグ駆動装置４２は、加
速度センサＳからの検出値に基づいて大きな衝撃力であ
ると判断すると、瞬時に前面エアバッグ３６、側部エア
バッグ３８に対して作動の指令値を出力する。これによ
り、前面エアバッグ３６、側部エアバッグ３８は大きく
膨らむ。これにより、前述したように振動台４側で大き
な衝撃力が発生しても、大きく膨らんだ前面エアバッグ
３６、側部エアバッグ３８が椅子２６に座っている人に
接触して衝撃力を和らげるので、三軸振動台２側で不都
合が発生しても、体感している人に対して三重の安全対
策が行われるようになっている。

【００１５】したがって、本実施形態の装置は、小規模
から大規模地震の揺れを体感している人に対して安全性
を十分に考慮した装置となる。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の地震動発
生システムを使用した地震体感装置によると、地震動発
生システムが、小規模の地震や過去に観測された大規模
の地震まであらゆる地震時の揺れを発生するので、椅子
に座っている人は、地震の揺れを十分に満足して体感す
ることができる。

【００１７】また、体感する人は、椅子にシートベルト
で固定されてので、安全性を高めながら地震時の揺れを
体感することができる。ここで若し、地震動発生システ
ムの誤動作などによって振動台を囲っている凹部の壁部
に振動台が衝突しても、凹部の壁部に設けた緩衝部材が
衝撃力を緩和するとともに、その際の衝撃力を衝撃感知
手段が感知してエアバッグ制御手段に情報を出力し、エ
アバッグ制御手段が、瞬時にエアバッグを大きく膨らま
せ、その膨らんだエアバッグを椅子に座っている人に接
触させることにより、さらに衝撃力を和らげるようにし
ているので、安全性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全体構成を示す概略図である。

【図２】図１のII−II線矢視方向から示した図である。

【図３】図２のIII −III 線矢視方向から示した図であ
る。

【符号の説明】

２ 三軸振動台（地震動発生システム） ４ 振動台 ６ 地震体感装置 ８ａ、８ｂ、８ｃ アクチュエータ １０ 制御装置 ２２ 地震体感エリア ２４ 防護フェンス ２６ 椅子 ３４ シートベルト ３６ 前面エアバッグ ３８ 側部エアバッグ ４２ エアバッグ駆動装置（エアバッグ制御手段） Ｓ 加速度センサ（衝撃感知手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 小規模の地震から過去に観測された大規
   模の地震のような水平方向及び上下方向の揺れを発生す
   る地震動発生システムの振動台を、床に形成した凹部内
   に配置し、前記凹部の壁部に、前記振動台が水平方向に
   大きく揺れて当該壁部に衝突した際の衝撃を吸収する緩
   衝部材を配置し、前記振動台上に地震体感エリアを設
   け、この地震体感エリア内にシートベルト付きの椅子を
   設置し、当該椅子の前面及び側面にエアバッグを配置す
   る一方、前記振動台に、当該振動台で発生した衝撃を感
   知する衝撃感知手段を配設し、この衝撃感知手段の情報
   に基づいて前記振動台が所定の大きさの衝撃を受けたと
   判断したときに、前記エアバッグに対して作動指令を出
   力するエアバッグ制御手段を備えることを特徴とする地
   震動発生システムを使用した地震体感装置。