JP3738113B2 - 免震構造物の地震感知装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、耐風装置を兼ね備えた免震構造物に対して用いられる地震感知装置に関し、特に、電気的な手段を全く用いることなく純機械的な手段によって停電時にあっても免震装置の効果的な作用を可能とする地震感知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、地震の際の揺れを吸収する免震構造物は、横風を受けたときの揺れ抗力が低くなって構造物が動き易くなることから、例えば、免震構造物が一般住宅のように比較的小型の構造物であった場合に、強風下で構造物が揺れ動いて中に居る人に不安を与えたり、或いは、什器類が転倒または落下してそれらを傷めたりする恐れがある。
【０００３】
そこで、このような小型の免震構造物にあっては、地盤と免震構造物との間に水平方向へと向けて耐風装置用のシリンダ装置を介装し、通常時には、当該シリンダ装置をロック状態に保って強風による免震構造物の揺れを抑えると共に、地震の発生時には、シリンダ装置をロック解除の状態に切り換えて免震作用を可能としつつ免震構造物の揺れを抑えるようにすることが好ましい。
【０００４】
このような観点から、例えば、平成１年特許出願公開第２４７６６５号公報にみられるようなシリンダ装置と地震感知器とからなる耐風装置を兼ね備えた免震構造物が提案されている。
【０００５】
すなわち、上記の提案では、地震の発生に伴って転倒する錘りを用いて地震感知器とし、この錘りが転倒するときの力で切換弁を閉じ側から開き側へと切り換え、通常時にロック状態を保って強風による免震構造物の揺れを抑えている耐風装置用のシリンダ装置をロック解除の状態に切り換えて、強風による住宅の揺れ防止と地震の発生に伴う免震作用の両方を図るという手段を開示している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記したように、この提案のものでは、地震の発生に伴って転倒する錘りを用い地震感知器とし、しかも、この錘りを直に切換弁へと結んで錘りが転倒するときの動きにより切換弁を閉じ側から開き側へと切り換え、当該切換弁の切換動作に伴いロック状態にある耐風装置用のシリンダ装置のロックを解除して免震装置を働かせるようにしている。
【０００７】
そのために、錘りの転倒力で確実に切換弁を切換動作させるには、重量的に重い大型の錘りを用いるか或いは質量の大きい特殊の材料で作った錘りを用いてやらなければならなず、何れにしてもコスト高となって一般住宅のような小規模の免震構造物にはコストの面で不利となり、直ちには適用し難いという問題点を有する。
【０００８】
したがって、この発明の目的は、錘り式の地震感知器でありながら比較的小型で軽量の錘りを用い、当該錘りで確実に切換弁を閉じ側から開き側へと切り換えて、耐風装置用のシリンダ装置のロック解除を行うことのできる小規模の免震構造物への使用に適する地震感知装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため本発明の手段は、 地盤上に水平方向へと移動可能に支持した免震構造物が強風によって揺れ動くのを防止するために、地盤と免震構造物との間に常閉の切換弁を通して両側の作動室を結んだシリンダ装置を水平方向に向けて介装し、地震の発生を地震感知器で検知して上記シリンダ装置の切換弁を開き側へと切り換えることにより、シリンダ装置のロックを解除して免震作用を行う耐風装置を兼ね備えた免震構造物において、上記シリンダ装置は一方の作動室を上記切換弁を介して接続したリザーバと、上記一方の作動室とリザーバ間において上記切換弁と直列に設けたロジック弁と、同じく上記切換弁と上記ロジック弁に対して並列に設けた減衰弁とを有し、上記地震感知器はケースと、ケースに対して転倒可能に立設した錘りと、ケース内に移動自在に挿入されると共に常時一方向に附勢されている作動体と、作動体の外周に形成したラチェット歯と、ラチェット歯に係合し且つ上記錘りと連動して当該錘りの転倒動作時に外れるラチェット爪と、作動体と上記切換弁とを機械的に連繋する連結具とで構成したことを特徴とするものである。
【００１０】
すなわち、上記のように構成することにより、地震の発生を検知して錘りが転倒すると、この錘りの転倒によりラチェット爪が動作して作動体のラチェット歯から外れる。
【００１１】
これにより、それまでラチェット爪によりラチェット歯を通して付勢力を抑えられていた作動体の係止が解かれ、作動体が当該付勢力によってケースに沿い一方向へと向って移動する。
【００１２】
この作動体の一方向への移動は、それと連繋する耐風装置用のシリンダ装置の切換弁へと伝わり、当該切換弁を開き側に切り換えてシリンダ装置のロックを解除する。
【００１３】
このようにして、地震の発生を錘りの転倒で感知すると共に、作動体に加わっている付勢力を利用して切換弁を閉じ側に切り換え、耐風装置用のシリンダ装置のロックを解除して免震装置を作用状態に保持しつつ、地震の発生時に免震構造物が揺れ動くのを免震装置によって吸収する。
【００１４】
そして、地震が収まったならば、その時点で作動体をラチェット歯でラチェット爪を押し退けながら元の位置まで戻し、かつ、錘りを立てることによりこれら錘りと作動体をリセットして強風の発生と次の地震の発生とに備る。
【００１５】
なお、上記において、好ましくは、地震感知器を作動体の作動軸線が切換弁の切換軸線と一直線に並ぶようにしてシリンダ装置に取り付け、かつ、操作ロッドを通して作動体を直に切換弁に連繋してやる。
【００１６】
これにより、作動体の動きが直に効率よく切換弁に伝わってそれを切換動作し得ることから、耐風装置用のシリンダ装置のロック解除とロック操作を効率よく安定して行うことが可能になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付した図面に基いて説明する。
本発明の一実施の形態に係る地震感知装置は、図１乃至図４に示すように、 地盤４上に水平方向へと移動可能に支持した免震構造物たる住宅２が強風によって揺れ動くのを防止するために、地盤４と免震構造物との間に常閉の切換弁１５を通して両側の作動室１３，１４を結んだシリンダ装置１１を水平方向に向けて介装し、地震の発生を地震感知器１６で検知して上記シリンダ装置１１の切換弁１５を開き側へと切り換えることにより、シリンダ装置１１のロックを解除して免震作用を行う耐風装置３を兼ね備えている。そして、上記シリンダ装置１１は一方の作動室１３を上記切換弁１５を介して接続したリザーバ１９と、上記一方の作動室１３とリザーバ１９間において上記切換弁１５と直列に設けたロジック弁１８と、同じく上記切換弁１５と上記ロジック弁１８に対して並列に設けた減衰弁２０とを有し、上記地震感知器１６はケース２３と、ケース２３に対して転倒可能に立設した錘り２２と、ケース２３内に移動自在に挿入されると共に常時一方向に附勢されている作動体３１と、作動体３１の外周に形成したラチェット歯３３と、ラチェット歯３３に係合し且つ上記錘り２２と連動して当該錘り２２の転倒動作時に外れるラチェット爪２６と、作動体３１と上記切換弁１５とを機械的に連繋する連結具３４とで構成したことを特徴とする。
この場合、図５の他の実施の形態に示すように、 地震感知器１６を作動体３１の作動軸線が切換弁１５の切換軸線と一直線に並ぶようにしてシリンダ装置１１に取り付け、かつ、連結具たる操作ロッド３８を通して直に作動体３１を切換弁１５に連繋しても良い。
以下詳細に説明する。
図１では、免震構造物として免震装置１を備えた一般の住宅２を例にとり、当該図１免震住宅２に対して耐風装置３を設置した場合を概念図として示して説明するが、その他の小規模の免震構造物にもそのまま適用し得ることは勿論である。
【００１８】
免震装置１は、地盤４上に縦横に配置した複数個の台座５と、これら台座５に対向して住宅２の下面に設置した同数の支持脚６（図１ではそれらの一部のみを示す）とで構成してある。
【００１９】
この場合において、地盤４側に配置した各台座５は、上面を周辺部に向って登り勾配となる円錐状の凹部７として形成し、それによって、中心の部分が最も低くなるように作ってある。
【００２０】
それに対して、住宅２の下面に設置した支持脚６の下端には、それぞれ大径のスチールボール８を支持脚６内の図示しない多数の小径スチールボールで支持して転動自在に設け、これらスチールボール８を各支持脚６の下面から突出して配設してある。
【００２１】
そして、住宅２を各支持脚６のスチールボール８を通して地盤４側における台座５の凹部７上に載せ、通常の状態において、住宅２の重力でスチールボール８を凹部７の中心部分に位置させると共に、これらスチールボール８を転動させつつ住宅２を地盤４に対して横方向へとあらゆる向きに相対変位可能に移動し得るようにしている。
【００２２】
また、特に図示はしないが、この場合において、住宅２と支持脚６の間に弾性材を介装し、住宅２を地盤４に対して上下方向へも相対変位可能に動き得るようにしている。
【００２３】
一方、耐風装置３は、ピストンロッド９とシリンダ１０を通して住宅２と地盤４との間に少なくとも二方向に向きを変えて水平に介装した複数本のシリンダ装置（図１では一本のみを示す）１１と、通常時においてピストン１２で区画したシリンダ１０内の両側の作動室１３，１４の連通を遮断状態に保つ常閉の切換弁１５と、当該切換弁１５を切換動作する地震感知器１６とで構成してある。
【００２４】
図２の系統図と図３の構成図から分かるように、シリンダ装置１１の両側の作動室１３，１４は、ピストン１２に設けた作動室１３側へと向って開くチェック弁１７を通して連通している。
【００２５】
しかも、これと併せて、作動室１３をロジック弁１８から切換弁１５を通してリザーバ１９へと連通すると共に、当該切換弁１５でロジック弁１８を切換制御しつつ作動室１３をリザーバ１９へと減衰弁２０を通して連通し、かつ、リザーバ１９を吸込弁２１でシリンダ装置１１の作動室１４へと結んでいる。
【００２６】
なお、この場合において、図３に示すように、リザーバ１９をシリンダ１０の外周に一体的に構成し、かつ、切換弁１５とロジック弁１８および減衰弁２０と吸込弁２１（図示省略）をそれぞれ配管で作動室１３，１４に結ぶことなく、これらをシリンダ１０に組み込んで流路により結んでやることで配管の破損による作動不良を除去することができる。
【００２７】
また、切換弁１５を切換動作する地震感知器１６は、図４に示すように、振動を受けて転倒する錘り２２をケース２３に取り付けた支持部材２４で支持し、当該ケース２３を介して地盤４上の適宜の個所即ち好ましくはできるだけシリンダ装置１１に近い位置（図１参照）に設置される。
【００２８】
支持部材２４には、戻しばね２５を有するラチェット爪２６が軸２７で揺動自在に取り付けてあり、このラチェット爪２６が錘り２２から延びる突出杆２８の先端と戻しばね２５で常に係合し、錘り２２の転倒および起立に伴い突出杆２８を介してラチェット爪２６を揺動するようにしてある。
【００２９】
さらに、ラチェット爪２６と並設してケース２３の内部には、ピン２９と長溝３０とからなる回り止め機構を施して作動体３１を軸方向へと向い移動可能に配設してある。
【００３０】
上記作動体３１は、ケース２３との間に介装したスプリング３２で一方向へと常に付勢されており、しかも、外周面に設けたラチェット歯３３と上記ラチェット爪２６との係合によって所定の位置を保持し得るようにしてある。
【００３１】
作動体３１には、ワイヤなどからなる連結具３４の一端が結合されており、この連結具３４の他端を前記したシリンダ装置１１の切換弁１５における操作部分に連繋し、当該連結具３４を通して切換弁１５を作動体３１で切換操作し得るようにして地震感知器１６を構成したのである。
【００３２】
次に、以上のようにして構成した耐風装置３を備える免震住宅２の作用について説明することにする。
【００３３】
通常時にあっては、地震感知器１６における作動体３１をケース２３内へとスプリング３２を圧縮しつつ押し込み、ラチェット爪２６とラチェット歯３３との係合で作動体３１がスプリング３２で押し戻されないように保持すると共に、錘り２２を正立状態にセットした状態に保っておく。
【００３４】
これにより、地震感知器１６の作動体３１とシリンダ装置１１の切換弁１５とを結ぶ連結具３４が弛み、この連結具３４の弛みによって切換弁１５は閉じ側の切換位置を保持している。
【００３５】
ここで、今、免震住宅２が横風を受けて耐風装置３のシリンダ装置１１を伸縮動作させながら動こうとしたとする。
【００３６】
すると、シリンダ装置１１は、このとき、圧縮方向に向いピストン１２に配設したチェック弁１７を開いて作動室１４内の作動媒体（不凍液や油等）を作動室１３へと押し出しつつ、かつ、ピストンロッド９の浸入によって余剰となった作動室１３内の作動媒体をロジック弁１８から切換弁１５を通してリザーバ１９へと流そうとする。
【００３７】
また、伸張方向に対しては、吸込弁２１を開いてリザーバ１９内にある作動媒体を作動室１４へと吸い込みながら、作動室１３内の作動媒体を上記圧縮動作時と同様にロジック弁１８から切換弁１５を通してリザーバ１９へと流そうとするが、これら何れの場合にあっても、切換弁１５が上記したよう閉じ側の切換位置を保持しているために上記作動媒体の流れは生じない。
【００３８】
そのために、ロジック弁１８は開くことなく閉じたままの状態を保ち、減衰弁２０を通る流路をも遮断してシリンダ装置１１をロック状態に保持し、このようにして、免震住宅２が横風を受けて動こうとするのをシリンダ装置１１で抑えて防止する。
【００３９】
それに対して、地震が発生した場合には、地盤４の横揺れに伴って地震感知器１６も揺れ、当該揺れによってそれまで自立していた錘り２２が転倒することにより地震の発生を地震感知器１６で検知する。
【００４０】
この錘り２２の転倒動作は、突出杆２８を通してラチェット爪２６へと伝えられ、ラチェット爪２６を戻しばね２５に逆らって軸２７の回りに動かして作動体３１のラチェット歯３３から外す。
【００４１】
その結果、作動体３１は、ラチェット爪２６による係止が解かれてケース２３との間に介装したスプリング３２の復元力により連結具３４を引っ張りつつ押し出され、連結具３４を通してシリンダ装置１１の切換弁１５を開き側へと切り換える。
【００４２】
この切換弁１５の開き側への切り換わりによりロジック弁１８から切換弁１５を通してリザーバ１９に向う作動媒体の流れが可能となり、これによって、シリンダ装置１１の伸縮動作に際して作動室１３から上記流路を通る作動媒体の流れが生じる。
【００４３】
しかも、この作動媒体の流れは、ピストンロッド９とシリンダ１０の断面積比を１：２にしておくことにより、シリンダ装置１１の圧縮および伸張動作に関係なく同量となる。
【００４４】
そして、上記作動媒体の流れによりロジック弁１８が開いて減衰弁２０を通る流路を開通し、シリンダ装置１１を減衰弁２０でダンパ作用を加えつつ伸縮動作するロック解除の状態に切り換える。
【００４５】
但し、そうとは言っても、地盤４の揺れで地震感知器１６の作動体３１とシリンダ装置１１の切換弁１５とを結ぶ連結具３４に弛みが生じ、場合によっては切換弁１５が閉じ側に復元してシリンダ装置１１をロック状態に切り換え、シリンダ装置１１を通して地震の振動を住宅２に伝えて揺れ動かす恐れがある。
【００４６】
しかし、この恐れは、図３のように切換弁１５の切換スプール３５にチェック弁３６とオリフィス３７を設けて、開き側には容易に動作すると共に閉じ側への戻り動作を遅らせることによって除去される。
【００４７】
また、上記のようにする代わりに、図５の他の実施の形態において示したように、地震感知器１６を作動体３１の作動軸線がシリンダ装置１１の切換弁１５の切換軸線と一直線に並ぶようにしてシリンダ１０に取り付け、かつ、操作ロッド３８を通して直に作動体３１を切換弁１５に連繋してやる。
【００４８】
このようにすれば、作動体３１の動きが操作ロッド３８を通して切換弁１５へと直に効率よく伝わることから、小型の地震感知器１６を用いて耐風装置用のシリンダ装置１１のロック解除とロック操作を安定して行うことが可能になる。
【００４９】
しかも、前記した図３のように、地震の振動により連結具３４が弛んで切換弁１５が閉じ側へと戻ることもなくなるので、切換弁１５にチェック弁３６やオリフィス３７を設けてやる必要もなくなる。
【００５０】
以上のようにして、地震の発生時には、シリンダ装置１１を伸縮動作させつつ免震装置１を作用させて、地盤４側における台座５の凹部７で住宅２側の支持脚６に設けたスチールボール８を転動させ、かつ、シリンダ装置１１の減衰弁２０でダンピング作用を加えながら地盤４の横振動が直に住宅２に伝わるのを防止して住宅２の横揺れを吸収する。
【００５１】
しかも、この場合において、住宅２と支持脚６との間に前記したように弾性材を介装しておくことで、住宅２に生じる上下方向の振動をもこれら弾性材で吸収することになる。
【００５２】
かくして、シリンダ装置１１を伸縮動作可能の状態に保って地震の発生時に免震作用を行うと共に、地震が収まると自動的にスチールボール８が円錐状凹部７の中心部分へと戻って通常の状態に復帰する。
【００５３】
ここで、速やかに地震感知器１６の作動体３１を直に或いは倍力装置や動力源等を用いてケース２３内へと押し込み、ラチェット歯３３をラチェット爪２６により係止してリセットを行い、次の地震の発生に備えるのである。
【００５４】
なお、上記にあっては、免震装置１として地盤４側に設けた台座５の円錐状の凹部７に住宅２側の支持脚６に設けたスチールボール８を載せて住宅２を相対変位可能に支持するようにしたが、このようにする代りに、例えば、地盤４側の台座５と住宅２側の支持脚６との間に単に弾性材を介在させる等して、住宅２を地盤４に対し横方向へと相対変位可能にしたその他の形式の免震装置を用いてもよいことは言うまでもない。
【００５５】
しかも、このようにすれば、住宅２が当該弾性材を撓ませつつ地盤４に対して上下方向へも弾性的に動くことになるので、特に、上下方向への相対変位を考慮する必要もなくなる。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば次の効果を達成できる。
（１）地震が発生していない場合は作動体が変位せず、切換弁とロジック弁
が閉じたままの状態を保ち、シリンダ装置をロック状態に保持し免震構造物はは横風を受けてもシリンダ装置で抑えて動きを防止する。
（２）地震が発生した場合は、錘りが転倒し、ラチェット機構が解除されて
作動体が変位するので連結具を介して切換弁が開き、これに伴ってロジック弁が開き、減衰弁を通る流路を開通してシリンダ装置を減衰弁でダンパ作用を加えつつ伸縮動作させて免震効果を達成する。
（３）地震発生の感知とそれに伴う耐風装置用のシリンダ装置のロック解除
とを、外部電源は無論のこと電気的な手段を全く用いることなく純機械的な地震感知器を用いて停電に関係なく行うことができる。
【００５７】
しかも、これに加えて、この種の地震感知器を低コストで構成することもできるので、一般住宅のような小規模の免震構造物への使用に適するもとすることもできる。
【００５８】
また、請求項２の発明によれば、上記した効果に加えて、地震感知器により耐風装置用のシリンダ装置における切換弁を常に一体的に動作し、地震の振動により切換弁が閉じ側に戻されて誤動作するのを阻止し得るばかりでなく、地震感知器の動きが直に効率よく切換弁に伝わることから、小型の地震感知器を用いて耐風装置用のシリンダ装置のロック解除とロック操作を安定して行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による地震感知装置を備えた免震構造物の実施の形態を簡略化して示す概念図である。
【図２】上記において使用される耐風装置用のシリンダ装置と地震感知器とを取り出して両者の関係を概念的に示す回路図である。
【図３】同じく、シリンダ装置における各制御要素の配置構造例を示す部分縦断面図である。
【図４】この発明の要部である地震感知器の実施の形態を示す縦断正面図である。
【図５】同上、この発明の要部である地震感知器の他の実施の形態を示す縦断正面図である。
【符号の説明】
１ 免震装置
２ 住宅
３ 耐風装置
４ 地盤
５ 台座
６ 支持脚
７ 円錐状の凹部
８ 大径のスチールボール
１１ シリンダ装置
１３，１４ 作動室
１５ 切換弁
１６ 地震感知器
１８ ロジック弁
２０ 減衰弁
２２ 錘り
２３ ケース
２５ 戻しばね
２６ ラチェット爪
３１ 作動体
３２ スプリング
３３ ラチェット歯
３４ 連結具
３５ 切換弁のスプール
３８ 操作ロッド
【発明の属する技術分野】
この発明は、耐風装置を兼ね備えた免震構造物に対して用いられる地震感知装置に関し、特に、電気的な手段を全く用いることなく純機械的な手段によって停電時にあっても免震装置の効果的な作用を可能とする地震感知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、地震の際の揺れを吸収する免震構造物は、横風を受けたときの揺れ抗力が低くなって構造物が動き易くなることから、例えば、免震構造物が一般住宅のように比較的小型の構造物であった場合に、強風下で構造物が揺れ動いて中に居る人に不安を与えたり、或いは、什器類が転倒または落下してそれらを傷めたりする恐れがある。
【０００３】
そこで、このような小型の免震構造物にあっては、地盤と免震構造物との間に水平方向へと向けて耐風装置用のシリンダ装置を介装し、通常時には、当該シリンダ装置をロック状態に保って強風による免震構造物の揺れを抑えると共に、地震の発生時には、シリンダ装置をロック解除の状態に切り換えて免震作用を可能としつつ免震構造物の揺れを抑えるようにすることが好ましい。
【０００４】
このような観点から、例えば、平成１年特許出願公開第２４７６６５号公報にみられるようなシリンダ装置と地震感知器とからなる耐風装置を兼ね備えた免震構造物が提案されている。
【０００５】
すなわち、上記の提案では、地震の発生に伴って転倒する錘りを用いて地震感知器とし、この錘りが転倒するときの力で切換弁を閉じ側から開き側へと切り換え、通常時にロック状態を保って強風による免震構造物の揺れを抑えている耐風装置用のシリンダ装置をロック解除の状態に切り換えて、強風による住宅の揺れ防止と地震の発生に伴う免震作用の両方を図るという手段を開示している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記したように、この提案のものでは、地震の発生に伴って転倒する錘りを用い地震感知器とし、しかも、この錘りを直に切換弁へと結んで錘りが転倒するときの動きにより切換弁を閉じ側から開き側へと切り換え、当該切換弁の切換動作に伴いロック状態にある耐風装置用のシリンダ装置のロックを解除して免震装置を働かせるようにしている。
【０００７】
そのために、錘りの転倒力で確実に切換弁を切換動作させるには、重量的に重い大型の錘りを用いるか或いは質量の大きい特殊の材料で作った錘りを用いてやらなければならなず、何れにしてもコスト高となって一般住宅のような小規模の免震構造物にはコストの面で不利となり、直ちには適用し難いという問題点を有する。
【０００８】
したがって、この発明の目的は、錘り式の地震感知器でありながら比較的小型で軽量の錘りを用い、当該錘りで確実に切換弁を閉じ側から開き側へと切り換えて、耐風装置用のシリンダ装置のロック解除を行うことのできる小規模の免震構造物への使用に適する地震感知装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため本発明の手段は、 地盤上に水平方向へと移動可能に支持した免震構造物が強風によって揺れ動くのを防止するために、地盤と免震構造物との間に常閉の切換弁を通して両側の作動室を結んだシリンダ装置を水平方向に向けて介装し、地震の発生を地震感知器で検知して上記シリンダ装置の切換弁を開き側へと切り換えることにより、シリンダ装置のロックを解除して免震作用を行う耐風装置を兼ね備えた免震構造物において、上記シリンダ装置は一方の作動室を上記切換弁を介して接続したリザーバと、上記一方の作動室とリザーバ間において上記切換弁と直列に設けたロジック弁と、同じく上記切換弁と上記ロジック弁に対して並列に設けた減衰弁とを有し、上記地震感知器はケースと、ケースに対して転倒可能に立設した錘りと、ケース内に移動自在に挿入されると共に常時一方向に附勢されている作動体と、作動体の外周に形成したラチェット歯と、ラチェット歯に係合し且つ上記錘りと連動して当該錘りの転倒動作時に外れるラチェット爪と、作動体と上記切換弁とを機械的に連繋する連結具とで構成したことを特徴とするものである。
【００１０】
すなわち、上記のように構成することにより、地震の発生を検知して錘りが転倒すると、この錘りの転倒によりラチェット爪が動作して作動体のラチェット歯から外れる。
【００１１】
これにより、それまでラチェット爪によりラチェット歯を通して付勢力を抑えられていた作動体の係止が解かれ、作動体が当該付勢力によってケースに沿い一方向へと向って移動する。
【００１２】
この作動体の一方向への移動は、それと連繋する耐風装置用のシリンダ装置の切換弁へと伝わり、当該切換弁を開き側に切り換えてシリンダ装置のロックを解除する。
【００１３】
このようにして、地震の発生を錘りの転倒で感知すると共に、作動体に加わっている付勢力を利用して切換弁を閉じ側に切り換え、耐風装置用のシリンダ装置のロックを解除して免震装置を作用状態に保持しつつ、地震の発生時に免震構造物が揺れ動くのを免震装置によって吸収する。
【００１４】
そして、地震が収まったならば、その時点で作動体をラチェット歯でラチェット爪を押し退けながら元の位置まで戻し、かつ、錘りを立てることによりこれら錘りと作動体をリセットして強風の発生と次の地震の発生とに備る。
【００１５】
なお、上記において、好ましくは、地震感知器を作動体の作動軸線が切換弁の切換軸線と一直線に並ぶようにしてシリンダ装置に取り付け、かつ、操作ロッドを通して作動体を直に切換弁に連繋してやる。
【００１６】
これにより、作動体の動きが直に効率よく切換弁に伝わってそれを切換動作し得ることから、耐風装置用のシリンダ装置のロック解除とロック操作を効率よく安定して行うことが可能になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付した図面に基いて説明する。
本発明の一実施の形態に係る地震感知装置は、図１乃至図４に示すように、 地盤４上に水平方向へと移動可能に支持した免震構造物たる住宅２が強風によって揺れ動くのを防止するために、地盤４と免震構造物との間に常閉の切換弁１５を通して両側の作動室１３，１４を結んだシリンダ装置１１を水平方向に向けて介装し、地震の発生を地震感知器１６で検知して上記シリンダ装置１１の切換弁１５を開き側へと切り換えることにより、シリンダ装置１１のロックを解除して免震作用を行う耐風装置３を兼ね備えている。そして、上記シリンダ装置１１は一方の作動室１３を上記切換弁１５を介して接続したリザーバ１９と、上記一方の作動室１３とリザーバ１９間において上記切換弁１５と直列に設けたロジック弁１８と、同じく上記切換弁１５と上記ロジック弁１８に対して並列に設けた減衰弁２０とを有し、上記地震感知器１６はケース２３と、ケース２３に対して転倒可能に立設した錘り２２と、ケース２３内に移動自在に挿入されると共に常時一方向に附勢されている作動体３１と、作動体３１の外周に形成したラチェット歯３３と、ラチェット歯３３に係合し且つ上記錘り２２と連動して当該錘り２２の転倒動作時に外れるラチェット爪２６と、作動体３１と上記切換弁１５とを機械的に連繋する連結具３４とで構成したことを特徴とする。
この場合、図５の他の実施の形態に示すように、 地震感知器１６を作動体３１の作動軸線が切換弁１５の切換軸線と一直線に並ぶようにしてシリンダ装置１１に取り付け、かつ、連結具たる操作ロッド３８を通して直に作動体３１を切換弁１５に連繋しても良い。
以下詳細に説明する。
図１では、免震構造物として免震装置１を備えた一般の住宅２を例にとり、当該図１免震住宅２に対して耐風装置３を設置した場合を概念図として示して説明するが、その他の小規模の免震構造物にもそのまま適用し得ることは勿論である。
【００１８】
免震装置１は、地盤４上に縦横に配置した複数個の台座５と、これら台座５に対向して住宅２の下面に設置した同数の支持脚６（図１ではそれらの一部のみを示す）とで構成してある。
【００１９】
この場合において、地盤４側に配置した各台座５は、上面を周辺部に向って登り勾配となる円錐状の凹部７として形成し、それによって、中心の部分が最も低くなるように作ってある。
【００２０】
それに対して、住宅２の下面に設置した支持脚６の下端には、それぞれ大径のスチールボール８を支持脚６内の図示しない多数の小径スチールボールで支持して転動自在に設け、これらスチールボール８を各支持脚６の下面から突出して配設してある。
【００２１】
そして、住宅２を各支持脚６のスチールボール８を通して地盤４側における台座５の凹部７上に載せ、通常の状態において、住宅２の重力でスチールボール８を凹部７の中心部分に位置させると共に、これらスチールボール８を転動させつつ住宅２を地盤４に対して横方向へとあらゆる向きに相対変位可能に移動し得るようにしている。
【００２２】
また、特に図示はしないが、この場合において、住宅２と支持脚６の間に弾性材を介装し、住宅２を地盤４に対して上下方向へも相対変位可能に動き得るようにしている。
【００２３】
一方、耐風装置３は、ピストンロッド９とシリンダ１０を通して住宅２と地盤４との間に少なくとも二方向に向きを変えて水平に介装した複数本のシリンダ装置（図１では一本のみを示す）１１と、通常時においてピストン１２で区画したシリンダ１０内の両側の作動室１３，１４の連通を遮断状態に保つ常閉の切換弁１５と、当該切換弁１５を切換動作する地震感知器１６とで構成してある。
【００２４】
図２の系統図と図３の構成図から分かるように、シリンダ装置１１の両側の作動室１３，１４は、ピストン１２に設けた作動室１３側へと向って開くチェック弁１７を通して連通している。
【００２５】
しかも、これと併せて、作動室１３をロジック弁１８から切換弁１５を通してリザーバ１９へと連通すると共に、当該切換弁１５でロジック弁１８を切換制御しつつ作動室１３をリザーバ１９へと減衰弁２０を通して連通し、かつ、リザーバ１９を吸込弁２１でシリンダ装置１１の作動室１４へと結んでいる。
【００２６】
なお、この場合において、図３に示すように、リザーバ１９をシリンダ１０の外周に一体的に構成し、かつ、切換弁１５とロジック弁１８および減衰弁２０と吸込弁２１（図示省略）をそれぞれ配管で作動室１３，１４に結ぶことなく、これらをシリンダ１０に組み込んで流路により結んでやることで配管の破損による作動不良を除去することができる。
【００２７】
また、切換弁１５を切換動作する地震感知器１６は、図４に示すように、振動を受けて転倒する錘り２２をケース２３に取り付けた支持部材２４で支持し、当該ケース２３を介して地盤４上の適宜の個所即ち好ましくはできるだけシリンダ装置１１に近い位置（図１参照）に設置される。
【００２８】
支持部材２４には、戻しばね２５を有するラチェット爪２６が軸２７で揺動自在に取り付けてあり、このラチェット爪２６が錘り２２から延びる突出杆２８の先端と戻しばね２５で常に係合し、錘り２２の転倒および起立に伴い突出杆２８を介してラチェット爪２６を揺動するようにしてある。
【００２９】
さらに、ラチェット爪２６と並設してケース２３の内部には、ピン２９と長溝３０とからなる回り止め機構を施して作動体３１を軸方向へと向い移動可能に配設してある。
【００３０】
上記作動体３１は、ケース２３との間に介装したスプリング３２で一方向へと常に付勢されており、しかも、外周面に設けたラチェット歯３３と上記ラチェット爪２６との係合によって所定の位置を保持し得るようにしてある。
【００３１】
作動体３１には、ワイヤなどからなる連結具３４の一端が結合されており、この連結具３４の他端を前記したシリンダ装置１１の切換弁１５における操作部分に連繋し、当該連結具３４を通して切換弁１５を作動体３１で切換操作し得るようにして地震感知器１６を構成したのである。
【００３２】
次に、以上のようにして構成した耐風装置３を備える免震住宅２の作用について説明することにする。
【００３３】
通常時にあっては、地震感知器１６における作動体３１をケース２３内へとスプリング３２を圧縮しつつ押し込み、ラチェット爪２６とラチェット歯３３との係合で作動体３１がスプリング３２で押し戻されないように保持すると共に、錘り２２を正立状態にセットした状態に保っておく。
【００３４】
これにより、地震感知器１６の作動体３１とシリンダ装置１１の切換弁１５とを結ぶ連結具３４が弛み、この連結具３４の弛みによって切換弁１５は閉じ側の切換位置を保持している。
【００３５】
ここで、今、免震住宅２が横風を受けて耐風装置３のシリンダ装置１１を伸縮動作させながら動こうとしたとする。
【００３６】
すると、シリンダ装置１１は、このとき、圧縮方向に向いピストン１２に配設したチェック弁１７を開いて作動室１４内の作動媒体（不凍液や油等）を作動室１３へと押し出しつつ、かつ、ピストンロッド９の浸入によって余剰となった作動室１３内の作動媒体をロジック弁１８から切換弁１５を通してリザーバ１９へと流そうとする。
【００３７】
また、伸張方向に対しては、吸込弁２１を開いてリザーバ１９内にある作動媒体を作動室１４へと吸い込みながら、作動室１３内の作動媒体を上記圧縮動作時と同様にロジック弁１８から切換弁１５を通してリザーバ１９へと流そうとするが、これら何れの場合にあっても、切換弁１５が上記したよう閉じ側の切換位置を保持しているために上記作動媒体の流れは生じない。
【００３８】
そのために、ロジック弁１８は開くことなく閉じたままの状態を保ち、減衰弁２０を通る流路をも遮断してシリンダ装置１１をロック状態に保持し、このようにして、免震住宅２が横風を受けて動こうとするのをシリンダ装置１１で抑えて防止する。
【００３９】
それに対して、地震が発生した場合には、地盤４の横揺れに伴って地震感知器１６も揺れ、当該揺れによってそれまで自立していた錘り２２が転倒することにより地震の発生を地震感知器１６で検知する。
【００４０】
この錘り２２の転倒動作は、突出杆２８を通してラチェット爪２６へと伝えられ、ラチェット爪２６を戻しばね２５に逆らって軸２７の回りに動かして作動体３１のラチェット歯３３から外す。
【００４１】
その結果、作動体３１は、ラチェット爪２６による係止が解かれてケース２３との間に介装したスプリング３２の復元力により連結具３４を引っ張りつつ押し出され、連結具３４を通してシリンダ装置１１の切換弁１５を開き側へと切り換える。
【００４２】
この切換弁１５の開き側への切り換わりによりロジック弁１８から切換弁１５を通してリザーバ１９に向う作動媒体の流れが可能となり、これによって、シリンダ装置１１の伸縮動作に際して作動室１３から上記流路を通る作動媒体の流れが生じる。
【００４３】
しかも、この作動媒体の流れは、ピストンロッド９とシリンダ１０の断面積比を１：２にしておくことにより、シリンダ装置１１の圧縮および伸張動作に関係なく同量となる。
【００４４】
そして、上記作動媒体の流れによりロジック弁１８が開いて減衰弁２０を通る流路を開通し、シリンダ装置１１を減衰弁２０でダンパ作用を加えつつ伸縮動作するロック解除の状態に切り換える。
【００４５】
但し、そうとは言っても、地盤４の揺れで地震感知器１６の作動体３１とシリンダ装置１１の切換弁１５とを結ぶ連結具３４に弛みが生じ、場合によっては切換弁１５が閉じ側に復元してシリンダ装置１１をロック状態に切り換え、シリンダ装置１１を通して地震の振動を住宅２に伝えて揺れ動かす恐れがある。
【００４６】
しかし、この恐れは、図３のように切換弁１５の切換スプール３５にチェック弁３６とオリフィス３７を設けて、開き側には容易に動作すると共に閉じ側への戻り動作を遅らせることによって除去される。
【００４７】
また、上記のようにする代わりに、図５の他の実施の形態において示したように、地震感知器１６を作動体３１の作動軸線がシリンダ装置１１の切換弁１５の切換軸線と一直線に並ぶようにしてシリンダ１０に取り付け、かつ、操作ロッド３８を通して直に作動体３１を切換弁１５に連繋してやる。
【００４８】
このようにすれば、作動体３１の動きが操作ロッド３８を通して切換弁１５へと直に効率よく伝わることから、小型の地震感知器１６を用いて耐風装置用のシリンダ装置１１のロック解除とロック操作を安定して行うことが可能になる。
【００４９】
しかも、前記した図３のように、地震の振動により連結具３４が弛んで切換弁１５が閉じ側へと戻ることもなくなるので、切換弁１５にチェック弁３６やオリフィス３７を設けてやる必要もなくなる。
【００５０】
以上のようにして、地震の発生時には、シリンダ装置１１を伸縮動作させつつ免震装置１を作用させて、地盤４側における台座５の凹部７で住宅２側の支持脚６に設けたスチールボール８を転動させ、かつ、シリンダ装置１１の減衰弁２０でダンピング作用を加えながら地盤４の横振動が直に住宅２に伝わるのを防止して住宅２の横揺れを吸収する。
【００５１】
しかも、この場合において、住宅２と支持脚６との間に前記したように弾性材を介装しておくことで、住宅２に生じる上下方向の振動をもこれら弾性材で吸収することになる。
【００５２】
かくして、シリンダ装置１１を伸縮動作可能の状態に保って地震の発生時に免震作用を行うと共に、地震が収まると自動的にスチールボール８が円錐状凹部７の中心部分へと戻って通常の状態に復帰する。
【００５３】
ここで、速やかに地震感知器１６の作動体３１を直に或いは倍力装置や動力源等を用いてケース２３内へと押し込み、ラチェット歯３３をラチェット爪２６により係止してリセットを行い、次の地震の発生に備えるのである。
【００５４】
なお、上記にあっては、免震装置１として地盤４側に設けた台座５の円錐状の凹部７に住宅２側の支持脚６に設けたスチールボール８を載せて住宅２を相対変位可能に支持するようにしたが、このようにする代りに、例えば、地盤４側の台座５と住宅２側の支持脚６との間に単に弾性材を介在させる等して、住宅２を地盤４に対し横方向へと相対変位可能にしたその他の形式の免震装置を用いてもよいことは言うまでもない。
【００５５】
しかも、このようにすれば、住宅２が当該弾性材を撓ませつつ地盤４に対して上下方向へも弾性的に動くことになるので、特に、上下方向への相対変位を考慮する必要もなくなる。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば次の効果を達成できる。
（１）地震が発生していない場合は作動体が変位せず、切換弁とロジック弁
が閉じたままの状態を保ち、シリンダ装置をロック状態に保持し免震構造物はは横風を受けてもシリンダ装置で抑えて動きを防止する。
（２）地震が発生した場合は、錘りが転倒し、ラチェット機構が解除されて
作動体が変位するので連結具を介して切換弁が開き、これに伴ってロジック弁が開き、減衰弁を通る流路を開通してシリンダ装置を減衰弁でダンパ作用を加えつつ伸縮動作させて免震効果を達成する。
（３）地震発生の感知とそれに伴う耐風装置用のシリンダ装置のロック解除
とを、外部電源は無論のこと電気的な手段を全く用いることなく純機械的な地震感知器を用いて停電に関係なく行うことができる。
【００５７】
しかも、これに加えて、この種の地震感知器を低コストで構成することもできるので、一般住宅のような小規模の免震構造物への使用に適するもとすることもできる。
【００５８】
また、請求項２の発明によれば、上記した効果に加えて、地震感知器により耐風装置用のシリンダ装置における切換弁を常に一体的に動作し、地震の振動により切換弁が閉じ側に戻されて誤動作するのを阻止し得るばかりでなく、地震感知器の動きが直に効率よく切換弁に伝わることから、小型の地震感知器を用いて耐風装置用のシリンダ装置のロック解除とロック操作を安定して行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による地震感知装置を備えた免震構造物の実施の形態を簡略化して示す概念図である。
【図２】上記において使用される耐風装置用のシリンダ装置と地震感知器とを取り出して両者の関係を概念的に示す回路図である。
【図３】同じく、シリンダ装置における各制御要素の配置構造例を示す部分縦断面図である。
【図４】この発明の要部である地震感知器の実施の形態を示す縦断正面図である。
【図５】同上、この発明の要部である地震感知器の他の実施の形態を示す縦断正面図である。
【符号の説明】
１ 免震装置
２ 住宅
３ 耐風装置
４ 地盤
５ 台座
６ 支持脚
７ 円錐状の凹部
８ 大径のスチールボール
１１ シリンダ装置
１３，１４ 作動室
１５ 切換弁
１６ 地震感知器
１８ ロジック弁
２０ 減衰弁
２２ 錘り
２３ ケース
２５ 戻しばね
２６ ラチェット爪
３１ 作動体
３２ スプリング
３３ ラチェット歯
３４ 連結具
３５ 切換弁のスプール
３８ 操作ロッド
Claims (2)
- 地盤上に水平方向へと移動可能に支持した免震構造物が強風によって揺れ動くのを防止するために、地盤と免震構造物との間に常閉の切換弁を通して両側の作動室を結んだシリンダ装置を水平方向に向けて介装し、地震の発生を地震感知器で検知して上記シリンダ装置の切換弁を開き側へと切り換えることにより、シリンダ装置のロックを解除して免震作用を行う耐風装置を兼ね備えた免震構造物において、上記シリンダ装置は一方の作動室を上記切換弁を介して接続したリザーバと、上記一方の作動室とリザーバ間において上記切換弁と直列に設けたロジック弁と、同じく上記切換弁と上記ロジック弁に対して並列に設けた減衰弁とを有し、上記地震感知器はケースと、ケースに対して転倒可能に立設した錘りと、ケース内に移動自在に挿入されると共に常時一方向に附勢されている作動体と、作動体の外周に形成したラチェット歯と、ラチェット歯に係合し且つ上記錘りと連動して当該錘りの転倒動作時に外れるラチェット爪と、作動体と上記切換弁とを機械的に連繋する連結具とで構成したことを特徴とする地震感知装置。
- 地震感知器を作動体の作動軸線が切換弁の切換軸線と一直線に並ぶようにしてシリンダ装置に取り付け、かつ、操作ロッドを通して直に作動体を切換弁に連繋した請求項１の地震感知装置。
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