JP2020023791A - 免震装置及びそれを用いた免震建物 - Google Patents

Abstract

【課題】地震による建物の損傷を安価に防止できる免震装置を提供する。【解決手段】住宅の土台６と基礎７との間に配置する免震装置１であって、基礎７内のアンカーボルト７１と連結し、土台６を支持する土台支持部２と、土台６の側面と土台支持部２との間に配置する粘弾性体３と、土台６、土台支持部２及び粘弾性体３を連結する連結具４と、からなる。【選択図】図１

Description

本発明は、免震装置及びそれを用いた免震建物に関するものである。

近年、大きな地震の頻発に伴い、建物の耐震性に対する関心が高まり、特に木造住宅においても、耐震性を向上するためにさまざまな装置が採用されるようになっている。
木造住宅に用いられる装置としては、特許文献１、２のように、建物の骨組みを構成する梁や土台、柱等の部材間に架け渡して、ダンパー体により振動エネルギーを吸収する制振装置が一般的である。
また、建物の免震構造としては、特許文献３のように、積層ゴムにより構成した免震装置により免震層を設ける構造が知られている。

特開２０１４−２０１１２号公報 特開２０１８−３５５８１号公報 特開２０１７−９０６３号公報

しかし、これらの従来の制振装置や免震構造には以下のような問題がある。
（１）制振装置は、建物に振動エネルギーが伝わり変形した際にエネルギーを吸収するものである。このため、地震時の建物の変形は避けられず、建物の損傷や家具の転倒が生じるおそれがある。
（２）免震装置は建物の荷重を受けるため材質が限られ、高価である。
（３）免震装置は建物の荷重を受け続けるため、積層ゴムが劣化し、免震性能が低下するおそれがある。

本発明は、地震による建物の損傷を安価に防止できる免震装置及びそれを用いた免震建物を提供することを目的とする。

本願の第１発明は、住宅の土台と基礎との間に配置する免震装置であって、前記基礎内のアンカーボルトと連結し、前記土台を支持する土台支持部と、前記土台の側面と前記土台支持部との間に配置する粘弾性体と、前記土台、前記土台支持部及び前記粘弾性体を連結する連結具と、からなる、免震装置を提供する。
本願の第２発明は、第１発明の免震装置において、前記土台支持部は、略コ字状の本体を有し、前記本体は、底板と、前記底板の両端に直角に突設する側板と、からなり、前記側板は長孔を有し、前記貫通ボルトは、前記長孔を貫通することを特徴とする、免震装置を提供する。
本願の第３発明は、第２発明の免震装置において、前記側板の両側端に、互いに対向するストッパーを、対向する側板方向に突設することを特徴とする、免震装置を提供する。
本願の第４発明は、第２発明又は第３発明の免震装置において、前記土台支持部は、板状のプレートの下面に雄ネジ状の足を突設した固定プレートを有し、前記本体の前記底板は、中央に横長の底長孔を有し、前記固定プレートは前記本体の略コ字の内側に配置し、前記足を前記底板の前記底長孔に挿通し、前記足は、前記基礎内の前記アンカーボルトに螺合した長ナットに螺合することを特徴とする、免震装置を提供する。
本願の第５発明は、第４発明の免震装置において、前記プレートの下面と前記本体の前記底板との間に、底部摩擦材を配置することを特徴とする、免震装置を提供する。
本願の第６発明は、第４発明の免震装置において、前記プレートの下面と前記本体の前記底板との間に、底部粘弾性体を配置することを特徴とする、免震装置を提供する。
本願の第７発明は、第２発明乃至第６発明のいずれかの免震装置において、前記側板の外側と連結具との間に、平板状の座金を配置することを特徴とする、免震装置を提供する。
本願の第８発明は、第７発明の免震装置において、前記座金と前記側板との間に、摩擦材を配置することを特徴とする、免震装置を提供する。
本願の第９発明は、第１発明乃至第８発明のいずれかの免震装置において、前記連結具は、コーチボルトであることを特徴とする、免震装置を提供する。
本願の第１０発明は、第１発明乃至第８発明のいずれかの免震装置において、前記連結具は、前記土台を貫通する貫通ボルトと、前記貫通ボルトに螺合するナットと、からなることを特徴とする、免震装置を提供する。
本願の第１１発明は、第１発明乃至第１０発明の免震装置を用いた免震建物を提供する。

本発明は、上記した課題を解決するための手段により、次のような効果の少なくとも一つを得ることができる。
（１）本発明の免震装置は、土台を支持し、土台の振動エネルギーを吸収するものであり、地震時の建物の揺れを効率よく低減することができる。
（２）本発明の免震装置により土台を支持することで、土台と基礎が直接緊結されず、基礎の振動がそのまま土台に伝わることがない。このため、地震時の建物の変形を抑制し、建物の損傷や家具の転倒を減少することができる。
（３）本発明の免震装置の粘弾性体は、土台の側面に設けるものであり建物の荷重を受けないため、従来の制振装置に用いられる材質の粘弾性体とすることができ、安価である。
（４）本発明の免震装置の粘弾性体は、土台の側面に設けるものであり建物の長期鉛直荷重を受けないため、粘弾性体が劣化することがなく、長期間にわたり免震性能を発揮することができる。

実施例１の免震装置の分解斜視図 土台支持部の斜視図 免震装置と土台の横断面図 免震装置と土台の水平断面図 粘弾性体の変形の説明図 土台移動時の免震装置と土台の水平断面図 土台移動時の免震装置と土台の横断面図 実施例２の免震装置の分解斜視図 実施例２の土台移動時の免震装置と土台の横断面図 実施例３の免震装置の分解斜視図 実施例３の土台移動時の免震装置と土台の水平断面図 実施例４の底面粘弾性体の配置図

以下、図に示す実施例に基づき、本発明を詳細に説明する。

［実施例１］
＜１＞免震装置の構成
免震装置１は、住宅の土台６と基礎７の間に設置する部材である。
免震装置１は、土台６を受ける土台支持部２、土台支持部２と土台６の側面との間に設ける粘弾性体３、および、土台支持部２、粘弾性体３および土台６を一体とする連結具４からなる（図１）。

＜２＞土台支持部
土台支持部２は、略コ字状の鋼製の部材である本体２１と、プレート２２１の下面に足２２２を設けた固定プレート２２と、を組み合わせたものである（図２）。

＜２．１＞本体
本体２１は、底板２１１と、底板２１１の両端から直角に突設する側板２１２と、からなる。
底板２１１の横の長さ（側板２１２の間隔）は、土台６の幅よりも長い。
底板２１１の中央には横長の底長孔２１３を形成する。
側板２１２の高さ方向の略中央には横長の長孔２１４を形成する。
側板２１２の両側端には、互いに対向するストッパー２１５を、対向する側板２１２方向に突設する。

＜２．２＞固定プレート
固定プレート２２は、平板状のプレート２２１と、プレート２２１の下面に突設する足２２２と、プレート２２１の下面に貼り付けた底部摩擦材２２３と、からなる。
足２２２は、雄ネジ状であり、プレート２２１の下面中央から下方に突設する。
固定プレート２２は本体２１の略コ字の内側に配置し、足２２２を底板２１１の底長孔２１３に挿通する。
そして、足２２２を、基礎７内に埋設し、一端をアンカーボルト７１に螺合した長ナット２３の他端に螺合する。固定プレート２２は、足２２２を、長ナット２３を介してアンカーボルト７１に連結するため、基礎７に固定される。一方、本体２１は底長孔２１３に挿通した足２２２により固定プレート２２と係合するが、基礎７には固定されておらず、底長孔２１３の範囲内で移動することができる。
足２２２の螺合長さを調整することにより、基礎７の上面と本体２１の底板２１１の下面との間には所定の間隔Ｓを設けることができる（図３）。
底部摩擦材２２３は、フェノール樹脂からなる。底部摩擦材２２３はプレート２２１の下面に貼り付けるため、プレート２２１と底板２１１とにより挟持される。
固定プレート２２の足２２２は、長ナット２３を介して基礎７内に埋設されたアンカーボルト７１と連結されており、地震等による揺れが発生した際には、固定プレート２２は基礎７に追従して動くこととなる。
足２２２を長ナット２３に螺合するため、土台支持部２の高さは容易に調整でき、基礎７に生じる不陸に影響を受けることがない。
また、所定の間隔Ｓを設けることにより、従来必要であった基礎パッキンが不要となり、床下の必要換気量を十分に確保できる。
底部摩擦材２２３は、フェノール樹脂からなる。

＜３＞粘弾性体
土台支持部２の本体２１の略コ字内には、土台６を配置する。
そして、土台６と側板２１２との間には、粘弾性体３を配置する。
粘弾性体３は、高減衰ゴムやアクリル樹脂等からなる。
本発明の免震装置１の粘弾性体３は、土台６の側面に設けるものであり建物の荷重を受けないため、従来の制振装置に用いられる材質の粘弾性体３とすることができ、安価である。また、建物の長期鉛直荷重を受けないため、粘弾性体３が劣化することがなく、長期間にわたり免震性能を発揮することができる。
粘弾性体３は、ストッパー２１５の間に配置する（図４）。

＜４＞連結具
連結具４は、コーチボルトからなる。
粘弾性体３には、土台支持部２の側板２１２の長孔２１４に対応して、連結具４の軸部と略同径の貫通孔３１を設ける。
そして、土台６を土台支持部２の本体２１の略コ字内部に配置し、長孔２１４および貫通孔３１に挿通した連結具４を土台６にねじ込むことにより、土台６と土台支持部２の本体２１および粘弾性体３を一体とする。土台支持部２の本体２１は底長孔２１３の範囲内で移動することができるため、土台６の通り芯が中央からずれている場合でも、固定プレート２２に対する本体２１の位置をずらすことで、本体２１と土台６を一体にすることができる。
本発明の免震装置１は土台６下面から上面にかけてアンカーボルト７１を貫通させて土台６上面でアンカーボルト７１を止め付ける構成ではないため、土台６に座掘りを行う必要がなく、土台６の欠損を少なくすることにより土台６の強度を保つことができるとともに、床合板をそのまま止め付け施工することができ、省力化が達成できる。
連結具４は土台支持部２に対して長孔２１４に沿った方向に移動することができ、連結具４と一体となった土台６も長孔２１４に沿った方向、すなわち免震装置１に対して土台６の長手方向に移動することができる。
土台支持部２の側板２１２の外側には、連結具４の頭部との間に座金５を設ける。

＜５＞免震機能
土台６と土台支持部２の本体２１および粘弾性体３は、連結具４を介して一体となっている。
このため、地震等により免震装置１が基礎７に追従して動くと、相対的に土台６が長手方向（長孔２１４と平行方向）に移動し、長孔２１４内を連結具４が移動する（図５、図６）。
そして、粘弾性体３がストッパー２１５の間に配置されているため、土台６と追従してストッパー２１５の間の範囲で粘弾性体３が移動して圧縮変形することにより制振を行う。
また、土台６が免震装置１に対して相対的に土台６の幅方向に移動すると、土台支持部２のうち、土台６と一体となった本体２１が土台６に追従して移動する。このとき、固定プレート２２の足２２２は長ナット２３を介してアンカーボルト７１と連結されているため移動しない。
固定プレート２２に対して本体２１が相対的に移動するため、固定プレート２２に貼り付けた底部摩擦材２２３は、本体２１の底板２１１との摩擦抵抗により制振を行う（図７）。
このように、本発明の免震装置１は、支持した土台６の振動エネルギーを吸収するものであり、地震時の建物の揺れを効率よく低減することができ、繰り返し起こる地震に対しても建物の損傷を低減する。
そして、本発明の免震装置１により土台６を支持することで、土台６と基礎７が直接緊結されず、基礎７の振動がそのまま土台６に伝わることがない。このため、免震機能により地震時の建物の変形を抑制し、建物の損傷や家具の転倒を減少することができる。

＜６＞建物への配置
制振装置は、建物の基礎７と土台６の間に配置し、土台６を支持する。
制振装置は、複数配置するが、基礎７に埋設されたアンカーボルト７１に合わせて設けるのが好ましい。
本発明の免震装置１は安価であるため、安価に免震建物を構築することができる。

［実施例２］
＜１＞貫通ボルトによる連結
実施例１は、連結具４をコーチボルトやビスにより構成したが、貫通ボルト４１と、貫通ボルト４１に螺合するナット４２により構成してもよい。
土台６には貫通孔６１を設け、土台支持部２の長孔２１４、粘弾性体３の貫通孔３１および土台の貫通孔６１に貫通ボルト４１を通してナット４２を螺合することにより、土台６と土台支持部２および粘弾性体３を一体とする（図８）。
土台６が免震装置１に対して相対的に土台６の幅方向に移動すると、連結具４に沿った土台６の移動により粘弾性体３が圧縮変形し、制振を行う（図９）。

［実施例３］
＜１＞摩擦材
座金５と土台支持部２との間に、摩擦材８１を配置してもよい（図１０、図１１）。
摩擦材８１は、底部摩擦材２２３と同様、フェノール樹脂からなる。
摩擦材８１には貫通孔８１１を設けて連結具４を挿通する。
連結具４が土台支持部２に対して土台６の長手方向に移動すると、摩擦材８１は連結具４に追従して移動し、土台支持部２の側板２１２との摩擦抵抗により制振を行う（図１１）。

［実施例４］
＜１＞底面粘弾性体
底部摩擦材２２３に代えて、プレート２２１の下面と底板２１１との間に、底面粘弾性体８２を配置してもよい（図１１）。
底面粘弾性体８２は、粘弾性体３と同様、高減衰ゴム、アクリルゴム等からなる。
底面粘弾性体８２は、一方の面を固定プレート２２のプレート２２１の下面に接着し、他方の面を土台支持部２の底板２１１の上面に接着する。
土台６が移動すると、土台６と一体となった本体２１が土台６に追従して移動する。
土台６と底面粘弾性体８２の両面を土台６および土台支持部２に接着することにより、土台６が移動すると、土台支持部２のうち、土台６と一体となった本体２１が土台６に追従して移動する。このとき、固定プレート２２の足２２２は長ナット２３を介してアンカーボルト７１と連結されているため移動しない。
固定プレート２２に対して本体２１が相対的に移動するため、底面粘弾性体８２は、固定プレート２２と本体２１の相対的な変位に合わせて変形し、制振を行う。

１…免震装置
２…土台支持部、２１…本体、２１１…底板、２１２…側板、２１３…底長孔、２１４…長孔、２１５…ストッパー、２２…固定プレート、２２１…プレート、２２２…足、２２３…底部摩擦材、２３…長ナット
３…粘弾性体、３１…貫通孔
４…連結具、４１…貫通ボルト、４２…ナット
５…座金
６…土台、６１…貫通孔
７…基礎、７１…アンカーボルト
８１…摩擦材、８１１…貫通孔、８２…底面粘弾性体

Claims (11)

1. 住宅の土台と基礎との間に配置する免震装置であって、
   前記基礎内のアンカーボルトと連結し、前記土台を支持する土台支持部と、
   前記土台の側面と前記土台支持部との間に配置する粘弾性体と、
   前記土台、前記土台支持部及び前記粘弾性体を連結する連結具と、からなる、免震装置。
2. 請求項１に記載の免震装置において、
   前記土台支持部は、略コ字状の本体を有し、
   前記本体は、底板と、前記底板の両端に直角に突設する側板と、からなり、
   前記側板は長孔を有し、
   前記貫通ボルトは、前記長孔を貫通することを特徴とする、免震装置。
3. 請求項２に記載の免震装置において、
   前記側板の両側端に、互いに対向するストッパーを、対向する側板方向に突設することを特徴とする、免震装置。
4. 請求項２又は請求項３に記載の免震装置において、
   前記土台支持部は、板状のプレートの下面に雄ネジ状の足を突設した固定プレートを有し、
   前記本体の前記底板は、中央に横長の底長孔を有し、
   前記固定プレートは前記本体の略コ字の内側に配置し、前記足を前記底板の前記底長孔に挿通し、
   前記足は、前記基礎内の前記アンカーボルトに螺合した長ナットに螺合することを特徴とする、免震装置。
5. 請求項４に記載の免震装置において、
   前記プレートの下面と前記本体の前記底板との間に、底部摩擦材を配置することを特徴とする、免震装置。
6. 請求項４に記載の免震装置において、
   前記プレートの下面と前記本体の前記底板との間に、底部粘弾性体を配置することを特徴とする、免震装置。
7. 請求項２乃至請求項６のいずれか一項に記載の免震装置において、
   前記側板の外側と連結具との間に、平板状の座金を配置することを特徴とする、免震装置。
8. 請求項７に記載の免震装置において、
   前記座金と前記側板との間に、摩擦材を配置することを特徴とする、免震装置。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の免震装置において、
   前記連結具は、コーチボルトであることを特徴とする、免震装置。
10. 請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の免震装置において、
    前記連結具は、前記土台を貫通する貫通ボルトと、前記貫通ボルトに螺合するナットと、からなることを特徴とする、免震装置。
11. 請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の免震装置を用いた免震建物。

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