JP2005188020A

JP2005188020A - 減震装置

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Publication number: JP2005188020A
Application number: JP2003426632A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Hanzawa; 和夫半澤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-12-24
Filing date: 2003-12-24
Publication date: 2005-07-14

Abstract

【課題】一戸建ての木造住宅のような小型の建築物（建物イ）に好適な減震装置を提供する。
【解決手段】基礎ニと土台ロ又は柱ハとの間に設けられる、一端側が天蓋部材８を有し、他端側が開口した所定の高さを有する筒状体３と、この筒状体３の天蓋部材８の中心位置で、かつその筒状体３の開口側と反対方向に垂直に伸びた土台ロ又は柱ハに取り付けられる所定の長さを有する連繋ボルト２と、筒状体３内に充填される弾性部材４と、連繋ボルト２と同軸上で、かつ弾性部材４を介して設けられた基礎ニに埋設される所定の長さを有するアンカ棒５とからなることを特徴としている。
【選択図】図２

Description

本発明は地震から建築物を保護するための減震装置に係り、特に簡単な構造で、かつ低コストに製造することができ、また簡単に施工設置でき、主として一戸建住宅のような小型の建築物に容易に適用することができる減震装置に関する。

近年、高層のビルディングやマンションなどの大型の建築物には、地震から建築物を保護するための減震装置が設けられるようになってきている。この減震装置としては、建築物の基礎部分に免震機構を設けて地震が発生したときにその免震機構により地震の揺れを吸収して建築物自体の揺れを緩和できるようにしたり、あるいは、建築物に防震機構を設けて地震が発生したときにその防震機構を駆動させて地震の揺れを吸収して建築物自体の揺れを緩和できるように構成されてきている（非特許文献１参照）。
「地震技術のはなし」p．１１７〜１２５１９９５年１０月２０日株式会社日本実業出版社発行

しかしながら、上記従来の減震装置は、機構が複雑で、かつ大型の構造を呈しているので高価であり、ビルデングなどの大型の建築物には採用されても一戸建てのような小型の建築物に適用できるようなものではなく、また適用するにしてもコスト高なものとなっているのである。そればかりでなく、その施工設置も専門知識、熟練を必要とし、しかも例えば直下型地震の場合に生じる縦揺れ時の上下方向の基礎に対する土台等の分離作用に対しては有効に機能しないものであった。

また、一戸建てのような小型の建築物の耐震性を高めるためには、柱や梁などの建築材の強度を高めることで対応しているので、耐震性に優れた小型の建築物はコスト高になる欠点があった。しかも、建築材を吟味して耐震性を高めても地震時には建築物自体が揺れるので、その建築物内に配置した家具及びその収納物の転倒・飛び出しなどを防止することができなかった。

そこで、本発明は、上記欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、構造が簡単であって、かつ低コストに製造することができ、したがって一戸建て住宅のような小型の建築物に容易に適用することができ、また簡単に施工できる減震装置を提供することにある。

本発明に係る減震装置は、上記目的を達成するために、基礎ニと土台ロ又は柱ハとの間に設けられる、一端側が天蓋部材８を有し、他端側が開口した所定の高さを有する筒状体３と、この筒状体３の天蓋部材８の中心位置で、かつその筒状体３の開口側と反対方向に垂直に伸びた土台ロ又は柱ハに取り付けられる所定の長さを有する連繋ボルト２と、筒状体３内に充填される弾性部材４と、連繋ボルト２と同軸上で、かつ弾性部材４を介して設けられた基礎ニに埋設される所定の長さを有するアンカ棒５とからなることを特徴としている。
上記構成からなる減震装置において、連繋ボルト２は土台ニ又は柱ハに取り付けられ、アンカ棒５は弾性部材４を介して基礎ニに取り付けられて、土台ロ又は柱ハを基礎ニに連繋固定する。そして、地震発生時には弾性部材４が振動を吸収して建築物（建物イ）の揺れを緩和する。
また、本発明に係る減震装置は、弾性部材４はゴムからなることを特徴としている。
そして、本発明に係る減震装置は、アンカ棒５の筒状体３側には係合部９が設けられ、筒状体３にはその係合部９に揺動自在に係止される係止部１０が設けられていることを特徴としている。
さらに、本発明に係る減震装置は、筒状体３の開口側には、その筒状体３の平面形状よりも大きい平面形状を有する座板４０が設けられていることを特徴としている。
また、本発明に係る減震装置は、連繋ボルト２は、この連繋ボルト２に設けられる雄ネジ６の挿入される孔４１を有する所定の金物４０を介して柱ハに取り付けられるものであることを特徴としている。
そして、本発明に係る減震装置は、筒状体３の平面形状は円形であることを特徴としている。

以上のように構成された本発明に係る減震装置は、土台ロ又は柱ハに取り付けられる連繋ボルト２及び基礎ニに埋設されるアンカ棒５が弾性部材４を充填した筒状体３で連結して構成されているので、土台ロ又は柱ハを基礎ニに固定することができるとともに，地震時には弾性部材４で振動を吸収して建物イの揺れを緩和することができる。また、土台ロ又は柱ハとの間に筒状体３が介在させるように施工すればよいから、簡単に施工設置できて熟練を要せず、しかも土台ロ又は柱ハと基礎ニとの間に筒状体３の高さに相当する間隙が生じるので、建物イの換気を良好に保つことができる。

また、本発明に係る減震装置は、筒状体３に充填される弾性部材４をゴムで構成したので、弾性部材４を安価に、かつ容易に得ることができる。

そして、本発明に係る減震装置は、アンカ棒５に係合部９を設けるとともに、筒状体３にその係合部９に係止される係止部１０を設けているので、鉛直方向である縦方向の力に十分に対処することができ、縦揺れ時の離反、解体をも確実に防止できる。

さらに、本発明に係る減震装置は、筒状体３を座板４０で受けるようにしているので、筒状体３の水平方向の移動を容易にすることが可能となる。

また、本発明に係る減震装置は、連繋ボルト２が所定の連繋金物２０を介して柱ハに取り付けられるので、連繋ボルト２と柱ハとの結合を容易に行うことが可能となり、土台ロ又は柱ハのいずれにも選択的に連繋固定することができる。

そして、本発明に係る減震装置は、筒状体３を円形としているので、容易に製造することができるばかりでなく、水平面での前後、左右のいずれの方向を問わず、平均的に作用する。

なお、上記の課題を解決するための手段の項及び発明の効果の項において符号を付して説明したが、これは発明の理解を容易にするためであって本発明を限定するものではないことは明らかである。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る減震装置を適用した一戸建ての木造住宅からなる建築物（以下、建物として説明する。）イの縦断面図であり、この建物イには、二種類の減震装置１Ａ，１Ｂが用いられている。これら二種類の減震装置１Ａ，１Ｂのうち、一方の減震装置１Ａは、建物イの土台ロの部分に用いられ、他方の減震装置１Ｂは、建物イの土台ロに立設する柱ハの部分に用いられている。

先ず、建物イの土台ロの部分に用いられる減震装置１Ａについて図１ないし図３を用いて説明する。この減震装置１Ａは、土台ロの長手方向に沿って所定の間隔を保って複数にして配列されることで設けられている。そして、この減震装置１Ａは、土台ロの高さよりも少し長い所定の長さを有する連繋ボルト２と、この連繋ボルト２の一方の先端に当たる下端に溶接やかしめ等により固定して設けられる筒状体３と、この筒状体３内に充填される弾性部材４を介して連繋ボルト２と結合されるコンクリートからなる基礎ニに埋設される所定の長さを有するアンカ棒５とから構成されている。

連繋ボルト２の他方の先端側、すなわち筒状体３の設けられている側と反対側には、所定の長さに亘って雄ネジ６が設けられていて、ナット７が螺合できるように構成されている。また、筒状体３は、ＳＵＳ等の鋼製からなり、その一端側に（図において上端側）上面が平坦面になっている天蓋部材８を有し、他端側が開口した所定の高さを有して構成されている。そして上記連繋ボルト２は、天蓋部材８の中心部分で、かつ開口側と反対方向で、かつ垂直方向に伸びるように設けられている。この筒状体３の高さは、通常、３０ｍｍ前後とされる。なお、図示の筒状体３の外形形状は、円盤状ないし円柱状を呈しているが、角プレート状ないし角柱状とすることもできる。筒状体３が円柱状又は角柱状のいずれであっても、この筒状体３の大きさは、土台ロ又は基礎ニから外方にはみださない大きさに決められる。

筒状体３内に充填される弾性部材４は、天然ゴム又は合成ゴム等の公知のゴム材からなり、筒状体３の開口から少し突出するように設けられている。そして、この弾性部材４の中にアンカ棒５の一端部（図示の例ではアンカ棒５の上端部（頭部））が設けられている。このアンカ棒５と上記連繋ボルト２とは、同軸上に位置する関係を有している。

連繋ボルト２及びアンカ棒５は、コ字状を呈した一対の金具からなる係合部９と係止部１０とを用いて振動自在に絡まり状に連結されている。係合部９は、アンカ棒５の上端部に溶接あるいはかしめ等により固定され、かつ筒状体３内に挿入できる大きさの平板からなる取付板１１上にコ字状の両端側をそれぞれ溶接して設けられている。また、係止部１０は、コ字状の長辺部分を係合部９と取付板１１との間に入れ、かつそのコ字状の両端側を筒状体３の天蓋部材８の内側（連繋ボルト２の設けられている側と反対側）にそれぞれ溶接して設けられている。したがって、連繋ボルト２及びアンカ棒５は、係合部９及び係止部１０を介して鉛直方向に沿う１本のアンカーボルトを構成することができる。しかも、この１本状に構成されるアンカーボルトは、係合部９及び係止部１０により途中で水平面で前後、左右等のいずれの方向にも移動自在とされている。

上記構成からなる減震装置１Ａは、基礎ニが構築されるときに、すなわち基礎ニを構成するコンクリートを地面Ｇ（図１参照）に打設するときにアンカ棒５をコンクリート材中に埋設して基礎ニに取付けられる。そして、その打設されたコンクリートの養生後、土台ロに予め設けられている貫通孔ホに連繋ボルト２を挿入するようにしてその土台ロを基礎ニ上に載置し、土台ロから露出した連繋ボルト２の雄ネジ６にワッシャ１２を介在させてナット７が螺合される。これにより土台ロは基礎ニ上に固定される。

図２及び図３に示される矢印Ｓは、地震による基礎ニの水平方向の揺れを示している。基礎ニが矢印Ｓの方向に揺れ、これに伴ってアンカ棒５が揺れても、そのアンカ棒５の揺れは弾性部材４に吸収されて連繋ボルト２に伝達されず、または伝達されたとしても弾性部材４に吸収された分だけ連繋ボルト２の揺れ、すなわち土台ロの揺れを減少させることができ、建物イの揺れを小さくすることができる。また、連繋ボルト２及びアンカ棒５は、係合部９及び係止部１０で連結されているので基礎ニ上から土台ロを分離させず、縦方向の揺れにも十分対処することができる。加えて、基礎ニと土台ロとの間には、減震装置１Ａを構成する筒状体３の高さ分の隙間を有しているので建物イの換気を高めることが可能となる。

図５に示される減震装置１Ｂは、図１を左側からみた図に相当していて、柱ハの部分の詳細図であり、この減震装置１Ｂは引っ張り応力が負荷される部位例えば建築物の四隅に少なくとも配置されるようにしてある。この減震装置１Ｂ自体は、土台ロに取付けられる上述の減震装置１Ａに比べて連繋ボルト２の長さが長く構成されていて、この連繋ボルト２が柱ハに取付けられているダウンホール金物と呼ばれる連繋金物２０に取付けられるように構成されている。なお、減震装置１Ｂのその他の部分は、上記減震装置１Ａと同様に構成されている。

連繋金物２０は、Ｌ型金具２１の一側面に補強板２２を固定したもので、そのＬ型金具２１の一方の片に連繋ボルト２の挿入孔２３が設けられている。そして、Ｌ型金具２１の他方の片には、連繋金物２０を柱ハに木ネジ２４によって取付けるための複数の孔２５が設けられている。なお、柱ハが鋼製の場合、連繋金物２０は溶接により又はボルト・ナットにより取付けられる。

上記構成からなる減震装置１Ｂにおいて、連繋ボルト２が土台ロに設けられている貫通孔ホに挿入されるまでは、上記図２ないし図４に示されている減震装置１Ａと同様に行なわれる。すなわち、この減震装置１Ｂにおいて、土台ロに貫挿された連繋ボルト２は、柱ハに設けられている連繋金物２０の孔２３に挿入され、その連繋ボルト２の雄ネジ６にワッシャ１２を介在させてナット７が螺合されて柱ハが基礎ニに固定される。なお、上述の例では、柱ハは土台ロ上に設けられるように構成されているが、柱ハが基礎ニ上に直接載置される場合であってもよい。

上記構成からなる減震装置１Ｂも前述の減震装置１Ａと同様に、地震発生時には揺れを吸収して建物イを保護することができるとともに、建物イの換気を高めることができる。この減震装置１Ｂは、連繋ボルト２が連繋金物２０を介して柱ハに取付けられているので、地震時に建物イの柱ハを効果的に保護することが可能となる。

図６及び図７は、本発明の他の実施の形態に係る減震装置１Ｃを示すものであって、上述した減震装置１Ａ，１Ｂと同一構成要素には同一符号が付されている。この減震装置１Ｃは、アンカ棒５の先端部にアンカ棒５の直径よりも少し大きい直径を有する鋼製の円板状の埋込係合部３０が溶接やかしめ等により固定されている。そして、この埋込係合部３０は弾性部材４中に埋設されるように設けられている。この減震装置１Ｃは、上述の減震装置１Ａ，１Ｂのような係合部９及び係止部１０を有していない分、構造が簡単になる特長がある。

図８及び図９は、本発明のさらに他の実施の形態に係る減震装置１Ｄを示すものであって、この減震装置１Ｄは、上述の減震装置１Ｃに座板４０を付加して構成されている。すなわち、この座板４０は例えば表面にテフロン（登録商標）樹脂を塗布する等によって潤滑性に優れたものとなるよう表面処理が施された剛性の板材からなり、筒状体３と基礎ニとの間に設けられ、その平面形状は筒状体３の平面形状よりも少し大きくなるように決められている。また、この座板４０の中心部にはアンカ棒５の挿入される孔４１が設けられている。

この減震装置１Ｄは、基礎ニ上に潤滑性に優れた座板４０を有し、この座板４０に筒状体３が載置されるので、地震発生時に座板４０上で筒状体３が容易に移動することができ、減震効果を一層高めることができる。なお、この座板４０は、上述した減震装置１Ａ，１Ｂにも用いることができる。

これら簡易化された減震装置１Ｃ，１Ｄは、上述の減震装置１Ａ，１Ｂと組合わせて用いることができる。例えば、柱ハの部分には減震装置１Ｂを設け、土台ロの部分には減震装置１Ｃ又は１Ｄを用いるようにすることができる。

上述した減震装置１Ａないし１Ｄは、いずれも筒状体３の開口が基礎ニ側に向けて、つまり下側に向けて開口するようにしたが、これを土台ロ又は柱ハ側に向くように、つまり上側に向くようにしてもよい。この場合は、筒状体３の天蓋部材８にアンカ棒５が設けられる。そして、この場合、座板４０は土台ロと柱ハと筒状体３との間に設けられる。したがって、本発明は、連繋ボルト２が弾性部材４を介して設けられている場合も含むと理解しなければならない。

本発明の一実施の形態に係る減震装置を適用した建物の縦断面図である。本発明の一実施の形態に係る減震装置の土台部分の縦断面図である。図２のＡ−Ａ線断面図である。図３のＢ−Ｂ線断面図である。本発明の一実施の形態に係る減震装置の柱部分の縦断面図である。本発明の他の実施の形態に係る減震装置の縦断面図である。図６のＡ−Ａ線断面図である。本発明のさらに他の実施の形態に係る減震装置の縦断面図である。図８のＡ−Ａ線断面図である。

符号の説明

イ…建物ロ…土台
ハ…柱ニ…基礎
ホ…貫通孔
１Ａ…減震装置１Ｂ…減震装置
１Ｃ…減震装置１Ｄ…減震装置
２…連繋ボルト３…筒状体
４…弾性部材５…アンカ棒
６…雄ネジ７…ナット
８…天蓋部材９…係合部
１０…係止部１１…取付板
１２…ワッシャ２０…連繋金物
２１…Ｌ型金具２２…補強板
２３…孔２４…木ネジ
２５…孔３０…埋込係合部
４０…座板４１…孔
Ｇ…地面

Claims

基礎と土台又は柱との間に設けられる、一端側が天蓋部材を有し、他端側が開口した所定の高さを有する筒状体と、この筒状体の天蓋部材の中心位置で、かつその筒状体の開口側と反対方向に垂直に伸びた土台又は柱に取り付けられる所定の長さを有する連繋ボルトと、筒状体内に充填される弾性部材と、連繋ボルトと同軸上で、かつ弾性部材を介して設けられた基礎に埋設される所定の長さを有するアンカ棒と、からなることを特徴とする減震装置。
請求項１に記載の減震装置において、弾性部材は、ゴムからなることを特徴とする減震装置。
請求項１又は２に記載の減震装置において、アンカ棒の筒状体側には係合部が設けられ、筒状体にはその係合部に揺動自在に係止される係止部が設けられていることを特徴とする減震装置。
請求項１ないし３のいずれかに記載の減震装置において、筒状体の開口側には、その筒状体の平面形状よりも大きい平面形状を有する座板が設けられていることを特徴とする減震装置。
請求項１ないし４のいずれかに記載の減震装置において、連繋ボルトは、この連繋ボルトに設けられる雄ネジの挿入される孔を有する所定の金物を介して柱に取り付けられるものであることを特徴とする減震装置。
請求項１ないし５のいずれかに記載の減震装置において、筒状体の平面形状は、円形であることを特徴とする減震装置。