JP3909011B2 - 建物の減震システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地震などによる建物の揺れを減衰させながら建物を元の位置に復帰させるための建物の減震システムに関し、特に戸建住宅のような一般小規模建物に適した減震システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の免震装置としては、たとえば図１４に示すように、戸建住宅用柱などの構造体Ｐ側の受台４１と基礎Ｑ側の受台４２との上下対向面のうちの少なくとも一方の面がサイクロイド曲線面４１ａ，４２ａに形成され、これら対向するサイクロイド曲線面４１ａ，４２ａ間に鋼鉄製球体４３を挟み込み介在させて構造体Ｐ側の受台４１を球体４３を介して基礎Ｑ側の受台４２に対して水平方向に滑りもしくは転がり移動可能に支承させているとともに、両受台４１，４２間に、減衰要素４４と、構造体Ｐ側の受台４１を滑りもしくは転がり移動範囲の中立位置に復元するための復元要素４５とを設けたものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
また、その他の従来技術として、図１５に示すように、柱５０の真下の土台５１と基礎５２との間に免震復元器５３を設置するとともに、土台５１と基礎５２とを屈曲自在な連結材５４で結束した通気式免震復元装置がある（特許文献２参照）。免震復元器５３は、上部取付板５３ａと下部取付板５３ｂとの間に転がり球５３ｃを設け、この転がり球５３ｃの外周部に転動可能な空間５３ｄをあけて筒状の復元用ゴム材５３ｅを設けたものであり、さらに転動可能な空間５３ｄのほぼ中央部に転がり球５３ｃが位置するようにスポンジ材５３ｆを設けてある。
この通気式免震復元装置では、免震復元器５３が支承の役割と減衰ダンパーの役割を兼ねている。つまり、転がり球５３ｃが鉛直荷重を負担するとともに、図１６に示すように地震時に土台５１と基礎５２が水平方向にずれたときには、転がり球５３ｃが転動可能な空間５３ｄを転がり、復元用ゴム材５３ｅが揺れを減衰させながら土台５１と基礎５２を元の位置に復元する。なお、連結材５４は、基礎５２に対する土台５１の飛び上りを防ぐためのものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３１５８８６号公報
（［００１０］−［００１７］，図１−図３）
【特許文献２】
特開２０００−１１０４０３号公報
（［０００４］−［００４０］，図１−図３８）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示された免震装置では、受台４１，４２にサイクロイド曲線面４１ａ，４２ａを形成する必要があり、また、空圧ダンパー、油圧ダンパー、弾塑性ダンパー、粘弾性ダンパー、高減衰積層ゴムなどからなる減衰要素４４や、コイルばね、積層ゴム、ゴム状弾性体などからなる復元要素４５を設けなければならないので、装置が大型かつ複雑で、高価である。また、この免震装置は、たった数個だけで一棟の建物を支持する荷重集中支持形式であるがゆえに、建物の重量バランスに応じて設置位置を厳密に決定しなければならず、家具配置の変更などに起因して建物の重量バランスが頻繁に変わる戸建住宅などの小規模建物には不向きである。
【０００６】
一方、特許文献２に開示された通気式免震復元装置には、このような欠点はないものの、以下のような問題がある。
（１） 地震時に基礎５２が土台５１に対して大きく水平方向にずれたときには、免震復元器５３内で転がり球５３ｃが復元用ゴム材５３ｅの上に乗り上げて、復元用ゴム材５３ｅを損傷させてしまうので、復元用ゴム材５３ｅの減衰性能が低下し、その後も同じ減衰特性を示すことが期待できなくなる。そして、このように基礎５２が大きく水平方向にずれたときであっても転がり球５３ｃが復元用ゴム材５３ｅの上に乗り上げないようにするには、復元用ゴム材５３ｅの内周面と転がり球５３ｃとの間の水平距離（転動可能な空間５３ｄ）を大きくすればよいが、その場合には免震復元器５３が大型化し、また、それに合わせて基礎５２の断面幅や土台５１の断面幅も大きくしなければならず、結局のところ戸建住宅などの小規模建物には不向きなものとなってしまう。
（２） 土台５１と基礎５２の相対的な水平移動量は、基礎５２と土台５１とを結束する連結材５４によって規制される仕組みであり、基礎５２と土台５１とが限界位置までずれたときに、連結材５４に突然大きな張力が作用して建物に大きな衝撃が加わるので、これを防止するために建物の補強が必要となる。
（３） 復元用ゴム材５３ｅや連結材５４が外気に晒されたまま保護されていないので、復元用ゴム材５３ｅが経年劣化して減衰性能が低下するおそれや、連結材５４が破断して建物（土台５１）が基礎５２から外れ落ちてしまう危険性がある。
【０００７】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、小型かつ安価で、家具配置の変更などに起因する建物重量バランスの多少の変化によって性能にほとんど影響を受けず、しかも、建物躯体の変更や補強も不要で、耐久性にも優れた建物の減震システム（以下、単に「減震システム」という。）を提案し、戸建住宅などの一般小規模建物への地震対策を広く普及させる点にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための手段として、本発明の請求項１に係る減震システムは、建物の基礎とその上方の架台の相対的な水平移動を許容しつつ、前記建物の鉛直荷重を前記架台を介して前記基礎に伝える支承と、前記基礎と前記架台との間の水平方向の揺れを減衰し、これらを元の位置に復帰させる減衰ダンパーと、前記基礎と前記架台の相対的な水平移動量を規制するストッパーと、をそれぞれ別体として前記基礎と前記架台との間に介在させた建物の減震システムであって、前記ストッパーは、前記基礎の上面から上向きに突出する上向き突出部材と、この上向き突出部材と干渉しないように前記架台の下面から下向きに突出する下向き突出部材と、前記上向き突出部材及び前記下向き突出部材の周囲に水平方向に隙間をあけた状態で、前記基礎と前記架台との間に遊嵌された管状の規制部材と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
かかる減震システムは、支承、減衰ダンパー、ストッパーをそれぞれ別体として基礎と架台との間に組み込んであるので、装置一個一個が小型かつ安価であり、しかも従来の通気式免震復元装置のように支承の存在が減衰ダンパーの性能を減じてしまうようなこともなくなる。また、支承、減衰ダンパー、ストッパーの役割を明確に区別した構成となっているので、構造設計が容易となる。さらに、複数個の支承を平面的にバランスよく配置し
、建物荷重を分散して全体的に支持する荷重分散支持形式であるので、家具配置の変更などに起因して建物の重量バランスが多少変わってもシステム全体の性能にさほど影響を受けず、特に枠組壁工法による戸建住宅などの小規模建物に適したものとなっている。
また、かかる減震システムは、上向き突出部材と下向き突出部材と規制部材とからなる簡易なストッパーを採用しているので、安価に地震対策を施すことができる。上向き突出部材は、基礎に埋設固定されたアンカーボルトの頭部などとし、また、下向き突出部材は
、架台の下面に突出固定されたボルト軸などとすることが望ましい。そして、基礎と架台とが水平方向に大きくずれたときに、上向き突出部材及び下向き突出部材がそれぞれ管状の規制部材の内周側面の対向位置に当接する構成となっているので、基礎と架台との水平方向の限界ずれ量を規制部材の内部空間の内周側面間距離として定めることにより、地震時に建物が基礎から外れ落ちないようにすることができる。
【００１０】
請求項２に係る減震システムは、前記上向き突出部材の外周側面及び前記下向き突出部材の外周側面に緩衝部材を備えることを特徴とし、請求項３に係る発明は、規制部材の内周側面に緩衝部材を備えることを特徴とする。
【００１１】
かかる減震システムによれば、基礎と架台が限界位置まで水平にずれて、上向き突出部材及び下向き突出部材が円管状の規制部材の内周側面に当たるときの衝撃が、緩衝部材によって吸収されるので、地震時の建物に突然大きな衝撃が加わることを防止でき、従来の通気式免震復元装置で必要となるはずの建物への補強が不要となる。
【００１２】
請求項４に係る減震システムは、前記支承は、前記基礎に取り付けられる下部板と、前記架台に取り付けられる上部板と、前記下部板と前記上部板との間でこれらに固定された筒状の柔軟部材と、前記下部板と前記上部板との間でこれらに当接しながら水平方向に転動可能であるように、前記柔軟部材の中心孔に内接して収容された硬球体と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
かかる減震システムによれば、下部板と上部板との間に硬球体を水平方向に転動可能に挟み込んだ簡易な構成の支承を採用しているので、安価に地震対策を施すことができる。なお、柔軟部材が、硬球体の水平方向への転動を妨げることなく、硬球体を常に中心位置に保持しておく役割を果たしているので、安定した荷重支持状態が得られる。硬球体は金属製、特に鋼製であることが望ましい。柔軟部材は発泡ポリスチレン製やスポンジ製であることが望ましい。
【００１４】
請求項５に係る減震システムは、前記柔軟部材の外周側面が水平せん断変形可能な被覆部材で被覆されていることを特徴とする。
【００１５】
かかる減震システムによれば、支承の硬球体の水平方向への転動を妨げることなく、柔軟部材の損傷や経年劣化を防止することができる。被覆部材は耐久性のあるゴムからなることが望ましい。
【００１６】
請求項６に係る減震システムは、前記減衰ダンパーは、前記基礎に取り付けられる下部板と、前記架台に取り付けられる上部板と、前記下部板及び前記上部板に水平せん断変形可能に固定された減衰用ゴム部材と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
かかる減震システムは、下部板と上部板との間に水平せん断変形可能な減衰用ゴム部材を固定した簡易な構成の減衰ダンパーを採用しているので、安価に地震対策を施すことができる。減衰用ゴム部材は高減衰ゴムからなるものであることが望ましい。
【００１８】
請求項７に係る減震システムは、前記減衰用ゴム部材の外周側面が水平せん断変形可能な被覆部材で被覆されていることを特徴とする。
【００１９】
かかる減震システムによれば、減衰用ゴム部材の水平せん断変形を妨げることなく、その損傷や経年劣化による減衰性能の低下を防止することができる。被覆部材は耐久ゴム製であることが望ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、説明において、同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。
【００２３】
図１は、本発明に係る減震システムを適用した建物の一実施形態を表す基礎伏図である。同図に示すように、この減震システムは、支承１０、減衰ダンパー２０、ストッパー３０という三種類の装置を別体とし、これらを建物の基礎Ｂと架台（土台）との間に組み込んだものである。ここで、支承１０は、建物の基礎Ｂとその上方の架台の相対的な水平移動を許容しつつ、建物の鉛直荷重を架台を介して基礎Ｂに伝える役割を果たすものである。また、減衰ダンパー２０は、それ自体が水平せん断変形して揺れの運動エネルギーを吸収しながら、地震時や強風時における基礎Ｂと架台の相対的な水平方向の揺れを減衰し、基礎Ｂと架台を元の位置に復帰させる役割を果たすものである。また、ストッパー３０は、基礎Ｂと架台の相対的な水平移動量を規制する役割、つまり、基礎Ｂと架台の相対的な水平方向のずれを、建物が基礎Ｂから外れ落ちない程度の限界位置で抑止する役割を果たすものである。
各装置は基礎Ｂ上に平面的にバランスよく分散配置されている。具体的には、支承１０は建物の鉛直荷重を支持するものであるから、たとえば在来木造軸組工法建物であれば少なくとも各柱の直下などの鉛直集中荷重が作用する部位に配置し、枠組壁工法建物であればたて枠の直下及びそこから１８２０ｍｍ以内のピッチで配置するようにする。また、減衰ダンパー２０及びストッパー３０は、隣り合う支承１０，１０の間にバランスよく配置する。
【００２４】
このように、それぞれ役割の異なる三種類の装置を複数個、平面バランスよく配置した減震システムとしたことにより、装置一個一個が小型かつ安価となり、しかも従来の通気式免震復元装置のように支承の存在が減衰ダンパーの性能を減じてしまうようなこともなくなる。また、支承１０、減衰ダンパー２０、ストッパー３０の役割を明確に区別してあるので、構造設計も容易である。さらに、複数個の支承１０，１０，…を平面的にバランスよく配置し、建物荷重を分散して全体的に支持する荷重分散支持形式であるので、家具配置の変更などに起因して建物の重量バランスが多少変わってもシステム全体の性能にさほど影響を受けず、戸建住宅などの小規模建物に適したものとなっている。なお、上下を架台及び基礎Ｂに、左右を各装置に挟まれた各空間Ｔは、床下空間を外気に連通する床下換気口として機能する。
【００２５】
続いて、支承１０、減衰ダンパー２０、ストッパー３０について順に説明する。
図２は支承１０の基礎Ｂ及び架台Ｋへの取付状態を表す分解斜視図であり、図３は支承１０の分解斜視図である。図３に示すように、支承１０は、下部板１１と上部板１２との間に筒状の柔軟部材１３を固定し、この柔軟部材１３の中心孔１３ａの内周側面並びに下部板１１の上面及び上部板１２の下面に接するように硬球体１４を収容した構成となっている。また、柔軟部材１３の外周側面には被覆部材１５が取り付けられている。
【００２６】
下部板１１、上部板１２はそれぞれ基礎Ｂ、架台Ｋに固定され、その間で硬球体１４が転動するための水平かつ剛な上下面を形成するものであって、ここでは互いに同一の形状・寸法のステンレス板からなっている。下部板１１、上部板１２の長手方向両極部のうちの一方にはそれぞれ、基礎Ｂの長手方向からボルト軸が挿入可能な切欠孔１１ａ，１２ａが形成されており、他方にはそれぞれ、基礎Ｂの長手方向と直交する方向からボルト軸が挿入可能な切欠孔１１ｂ，１２ｂが形成されている。
【００２７】
柔軟部材１３は、中心孔１３ａを備えた円筒形状で、その上下面はそれぞれ上部板１２、下部板１１に固着されている。柔軟部材１３は柔軟性のある部材であれば特に材質が限定されるものではないが、ここでは発泡ポリスチレン製となっており、他にスポンジ製などであってもよい。柔軟部材１３の中心孔１３ａは、その高さ及び直径が互いに等しく、ちょうどその内周側面に接するように硬球体１４が収容される。
【００２８】
硬球体１４は柔軟部材１３の中心孔１３ａに内接して収容される部材であり、ここでは鋼製である。硬球体１４の直径は中心孔１３ａの高さ及び直径に等しくなっており、中心孔１３ａに収容されたときに、ちょうど下部板１１の上面及び上部板１２の下面にも接するようになっている。
【００２９】
被覆部材１５は、下部板１１と上部板１２との間で柔軟部材１３の外周側面を被覆する円管状の部材であり、ここでは耐久性のあるゴムからなっている。
【００３０】
そして、支承１０は、図２に示すように、基礎Ｂに埋設されているアンカーボルトＢａ，Ｂａの上端を下部板１１の切欠孔１１ａ，１１ｂに挿入して下部板１１の上面でナットＮ，Ｎで締め付けることにより、基礎Ｂの上面に固定される。なお、アンカーボルトＢａ，Ｂａは互いに独立して基礎Ｂに埋設されていてもよいが、図示のようにＵ字形に連結されたものであれば、その間隔が正確であるので、施工誤差の有無にかかわらず、下部板１１の切欠孔１１ａ，１１ｂに容易に嵌めることができる。
【００３１】
また、支承１０の上部板１２は、架台取付部材１６を介して架台Ｋに固定される。架台取付部材１６は、鋼板を断面略凹字形に折り曲げ加工した部材であり、底板部１６ａと側板部１６ｂ，１６ｂとで構成されている。底板部１６ａの長手方向両端部にはボルト挿通孔１６ｃ，１６ｃが形成されており、そこには工場で予めボルトＲ，Ｒが上から挿入されて、ボルトＲの軸部が底板部１６ａの下面から突出した状態となっている。また、側板部１６ｂ，１６ｂにはそれぞれラグスクリュー挿通孔１６ｄ，１６ｄ，…が形成されている。一方、架台Ｋの下面には、その全長にわたり溝Ｋａが形成されており、また、架台取付部材１６のラグスクリュー挿通孔１６ｄと対応する位置には先穴Ｋｂが穿設されている。
【００３２】
そして、支承１０を架台Ｋに固定するには、まず支承１０の上部板１２の上面に架台取付部材１６の底板部１６ａの下面を当接させつつ、底板部１６ａの下面から突出しているボルトＲ，Ｒの軸部を上部板１２の切欠孔１２ａ，１２ｂに挿入し、上部板１２の下面でナットＮで締め付けることにより、支承１０と架台取付部材１６とを固定しておく。次に、支承１０と固定された架台取付部材１６を架台Ｋに下から被せ、側板部１６ｂのラグスクリュー挿通孔１６ｄ及び架台Ｋの先穴Ｋｂを通して架台Ｋに側方からラグスクリューＬを打ち込むことにより、架台取付部材１６と架台Ｋとを固定する。このとき、架台取付部材１６の底板部１６ａの上面に突出しているボルトＲの頭部は、架台Ｋの下面の溝Ｋａに収容された格好となる。
なお、ステンレス製の上部板１２と鋼製の架台取付部材１６との間の電食を防止するために、上部板１２と架台取付部材１６との間に図示しない絶縁材を挟みこむようにしてもよい。
【００３３】
このようにして支承１０が基礎Ｂと架台Ｋとの間に組み込まれた状態の断面図が図４（ａ）である。建物の鉛直荷重は、支承１０の硬球体１４を介して架台Ｋから基礎Ｂに伝達される仕組みである。また、柔軟部材１３は、硬球体１４を常時下部板１１及び上部板１２の中心位置に保持している。さらに被覆部材１５は、柔軟部材１３を保護して、その損傷や経年劣化を防止している。そして、硬球体１４は下部板１１と上部板１２との間で水平方向全方位（３６０°）に転動可能であり、柔軟部材１３及び被覆部材１５はいずれも水平方向全方位にせん断変形可能となっている。
【００３４】
ここで、図４（ｂ）に示すように、たとえば地震時に基礎Ｂが架台Ｋに対して水平方向に（同図で左方向に）ずれたときには、硬球体１４も下部板１１の上面及び上部板１２の下面に当接しつつ同方向に転がりながら移動する。この硬球体１４の水平方向への転動は、硬球体１４を取り囲んでいる柔軟部材１３によって妨げられることはなく、硬球体１４は、基礎Ｂのずれに応じて水平せん断変形している柔軟部材１３にめり込みながら水平方向に転動する。もちろん、柔軟部材１３の外周側面を被覆している被覆部材１５も柔軟部材１３と一体的に水平せん断変形しており、これが硬球体１４の水平方向への転動を妨げることもない。なお、基礎Ｂには、その移動方向と逆の方向にこれを引き戻す復帰力が、減衰ダンパー２０によって常時作用している。
【００３５】
図４（ｃ）は、基礎Ｂが架台Ｋに対して限界位置までずれた状態、つまり、これ以上ずれると建物（架台Ｋ）が基礎Ｂから外れ落ちてしまう位置までずれた状態の断面図である。この状態においても、硬球体１４は下部板１１と上部板１２との間にあって、架台Ｋは硬球体１４を介して基礎Ｂの上に支持されている。なお、この限界位置は、後述するストッパー３０によって決定される。もちろん、基礎Ｂには、その移動方向と逆の方向にこれを引き戻す復帰力が、減衰ダンパー２０によって作用している。
【００３６】
その後、基礎Ｂは、減衰ダンパー２０の復帰力によって、徐々に逆方向に移動し始め、図４（ｂ）の状態、図４（ａ）の状態まで戻り、さらに、図４（ｂ）の逆位相状態、図４（ｃ）の逆位相状態に至り、再び図４（ｂ）の逆位相状態を経て図４（ａ）の状態に復帰するというサイクルを繰り返す。そして、この間、減衰ダンパー２０によって揺れの運動エネルギーを吸収され続けて、徐々に基礎Ｂの振幅は小さくなっていき、最終的には元の位置（図４（ａ）の状態）で停止することになる。そして、これらのいずれの瞬間においても、硬球体１４は水平方向に転動しつつ下部板１１と上部板１２との間にあり、柔軟部材１３及び被覆部材１５は水平せん断変形しつつ硬球体１４を囲んでいる。
【００３７】
次に、減衰ダンパー２０について説明する。
図５は減衰ダンパー２０の基礎Ｂ及び架台Ｋへの取付状態を表す分解斜視図であり、図６は減衰ダンパー２０の分解斜視図である。図６に示すように、減衰ダンパー２０は、下部板２１と上部板２２との間に円柱状の減衰用ゴム部材２３を固定し、さらにその外周側面に被覆部材２４を取り付けた構成となっている。
【００３８】
下部板２１、上部板２２はそれぞれ基礎Ｂ、架台Ｋに固定され、その間に減衰用ゴム部材２３を挟んで固定するものである。ここでは下部板２１、上部板２２は互いに同一の形状・寸法のステンレス板からなり、支承１０の下部板１１及び上部板１２と略同様の形状であるがこれらよりもやや小さい。下部板２１、上部板２２の長手方向両極部のうちの一方にはそれぞれ、基礎Ｂの長手方向からボルト軸が挿入可能な切欠孔２１ａ，２２ａが形成されており、他方にはそれぞれ、基礎Ｂの長手方向と直交する方向からボルト軸が挿入可能な切欠孔２１ｂ，２２ｂが形成されている。なお、下部板２１、上部板２２の中央部の孔２１ｃ，２２ｃは製造のために必要となるものであって、減衰ダンパー２０の減衰性能に影響するものではない。
【００３９】
減衰用ゴム部材２３は、それ自体が水平方向にせん断変形して揺れの運動エネルギーを吸収しながら、地震時や強風時における基礎Ｂと架台Ｋの相対的な水平方向の揺れを減衰し、基礎Ｂと架台Ｋを元の位置に復帰させる役割を果たすものであって、その上下面はそれぞれ上部板２２、下部板２１に固着されている。減衰用ゴム部材２３は、その組成や形状・寸法を適宜選択することにより、所定の減衰性能を得ることができ、ここでは高減衰ゴムからなっている。減衰用ゴム部材２３の高さは支承１０の硬球体１４の高さと等しい。なお、減衰用ゴム部材２３の中央部の孔２３ａは製造のために必要となるものであって、その減衰機能とは無関係である。
【００４０】
被覆部材２４は、支承１０の被覆部材１５と同様、下部板２１と上部板２２との間で減衰用ゴム部材２３の外周側面を被覆する円管状の部材であり、ここでは耐久性のあるゴムからなっている。
【００４１】
そして、減衰ダンパー２０は、支承１０と同様、図５に示すように、基礎Ｂに埋設されているアンカーボルトＢａ，Ｂａの上端を下部板２１の切欠孔２１ａ，２１ｂに挿入して下部板２１の上面でナットＮ，Ｎで締め付けることにより、基礎Ｂの上面に固定される。
【００４２】
また、減衰ダンパー２０の上部板２２は、支承１０の上部板１２と同様、架台取付部材２５を介して架台Ｋに固定される。架台取付部材２５は、支承１０を架台Ｋに取り付けるための架台取付部材１６と同様の構成であるが、減衰ダンパー２０の平面寸法が支承１０のそれよりも一回り小さいことに対応した形状となっている。そして、まず減衰ダンパー２０の上部板２２の上面に架台取付部材２５の底板部２５ａの下面を当接させつつ、底板部２５ａの下面から突出しているボルトＲ，Ｒの軸部を上部板２２の切欠孔２２ａ，２２ｂに挿入し、上部板２２の下面でナットＮで締め付けることにより、減衰ダンパー２０と架台取付部材２５とを固定しておく。次に、減衰ダンパー２０と固定された架台取付部材２５を架台Ｋに下から被せ、側板部２５ｂのラグスクリュー挿通孔２５ｄ及び架台Ｋの先穴Ｋｂを通して架台Ｋに側方からラグスクリューＬを打ち込むことにより、架台取付部材２５と架台Ｋとを固定する。このとき、架台取付部材２５の底板部２５ａの上面に突出しているボルトＲの頭部は、架台Ｋの下面の溝Ｋａに収容された格好となる。
なお、ステンレス製の上部板２２と鋼製の架台取付部材２５との間の電食を防止するために、上部板２２と架台取付部材２５との間に図示しない絶縁材を挟みこむようにしてもよい。
【００４３】
このようにして減衰ダンパー２０が基礎Ｂと架台Ｋとの間に組み込まれた状態の断面図が図７（ａ）である。建物の鉛直荷重は支承１０で支持され、この減衰ダンパー２０では支持されない。減衰用ゴム部材２３及び被覆部材２４はいずれも水平方向全方位にせん断変形可能であり、被覆部材２４は減衰用ゴム部材２３を保護して、その損傷や経年劣化を防止している。
【００４４】
ここで、図７（ｂ）に示すように、たとえば地震時に基礎Ｂが架台Ｋに対して水平方向に（同図で左方向に）ずれたとき（同図は図４（ｂ）に対応している。）には、減衰用ゴム部材２３及び被覆部材２４は下部板２１と上部板２２との間で水平せん断変形する。この間、減衰用ゴム部材２３は、揺れの運動エネルギーを吸収しながら基礎Ｂをその移動方向と逆の方向に引き戻している。
【００４５】
図７（ｃ）は、基礎Ｂが架台Ｋに対して限界位置までずれた状態の断面図である（同図は図４（ｃ）に対応している。）。この限界位置は、後述するストッパー３０によって決定される。もちろん、減衰用ゴム部材２３は常時、基礎Ｂをその移動方向と逆の方向に引き戻す復帰力を作用させている。
【００４６】
その後、基礎Ｂは、減衰ダンパー２０の復帰力によって、徐々に逆方向に移動し始め、図７（ｂ）の状態、図７（ａ）の状態まで戻り、さらに、図７（ｂ）の逆位相状態、図７（ｃ）の逆位相状態に至り、再び図７（ｂ）の逆位相状態を経て図７（ａ）の状態に至るというサイクルを繰り返す。そして、この間、減衰用ゴム部材２３が水平せん断変形しながら揺れの運動エネルギーを吸収し続け、徐々に基礎Ｂの振幅を小さくしていき、最終的には基礎Ｂを元の位置（図７（ａ）の状態）に復帰させる。
【００４７】
次に、ストッパー３０について説明する。
図８はストッパーの基礎及び架台への取付状態を表す分解斜視図であり、図９（ａ）は図８のストッパーの組立断面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＸ−Ｘ線水平断面図である。これらの図に示すように、ストッパー３０は、基礎Ｂの上面から上向きに突出する上向き突出部材たるアンカーボルトＢａと、このアンカーボルトＢａと干渉しないように架台Ｋの下面から下向きに突出する下向き突出部材たるボルトＲと、アンカーボルトＢａ及びボルトＲの周囲に水平方向に隙間をあけた状態で基礎Ｂと架台Ｋとの間に遊嵌された規制部材３１と、を備えている。
【００４８】
上向き突出部材たるアンカーボルトＢａは基礎Ｂに鉛直姿勢で埋設固定されている。アンカーボルトＢａの上端部（基礎Ｂの上面から露出している部分）は、後述する基礎取付部材３２のアンカーボルト挿通孔３２ｃに挿通されており、そこに緩衝部材たる円管状の緩衝ゴム３３が嵌められている。
【００４９】
下向き突出部材たるボルトＲは、架台取付部材３４を介して架台Ｋの下面から鉛直に突出するように固定されている。架台取付部材３４は、前述した架台取付部材１６，２５と略同様の構成であるが、ラグスクリュー挿通孔３４ｄの数・配置などの点で若干異なる。ボルトＲは、工場で予め架台取付部材３４の底板部３４ａのボルト挿通孔３４ｃに挿通して溶接固定され、その底板部３４ａより下に突出している部分には緩衝部材たる円管状の緩衝ゴム３５が嵌められている。そして、ボルトＲが固定された架台取付部材３４は架台Ｋに下から被せられ、側板部３４ｂのラグスクリュー挿通孔３４ｄ及び架台Ｋの先穴Ｋｂを通して架台Ｋに側方からラグスクリューＬが打ち込まれることにより、架台Ｋに固定されている。このとき、架台取付部材３４の底板部３４ａの上面に突出しているボルトＲの頭部は、架台Ｋの下面の溝Ｋａに収容された格好となる。このように架台取付部材３４を介して架台Ｋの下面に突出固定されたボルトＲはちょうどアンカーボルトＢａの真上に位置し、ボルトＲの直径とアンカーボルトＢａの直径は等しくなっている。
【００５０】
規制部材３１はここでは略円管形状となっており、さらにその高さ方向中央部に水平な仕切板部３１ｂを備える。つまり、規制部材３１は、平面視円形状の側壁部３１ａと、側壁部３１ａの高さ方向略中央部で水平に配置された仕切板部３１ｂとを備えている。そして、この規制部材３１は、基礎Ｂに取り付けられた基礎取付部材３２を介して基礎Ｂの上を水平方向全方位に滑動可能であるように、基礎Ｂと架台Ｋとの間に配置されている。
【００５１】
基礎取付部材３２は、水平な上部板３２ａと、その下面から下向きに延出する一対の側部板３２ｂ，３２ｂとからなる。一対の側部板３２ｂ，３２ｂの内法間隔は基礎Ｂの幅に等しく、上部板３２ａが基礎Ｂの上面に当接した状態で、各側部板３２ｂの内側面が基礎Ｂの側面に当接し、基礎取付部材３２が基礎Ｂにちょうど上から被せられた格好となっている。また、上部板３２ａの中央部にはアンカーボルト挿通孔３２ｃが形成されており、基礎取付部材３２が基礎Ｂに上から被せられたときに、アンカーボルトＢａの上端部がこのアンカーボルト挿通孔３２ｃに挿通される。
【００５２】
そして、規制部材３１は、基礎Ｂに被せられた基礎取付部材３２の上部板３２ａの上面に固定されることなく載置されている（図９（ａ）参照）。この状態で、規制部材３１の仕切板部３１ｂの下面はアンカーボルトＢａの上端面と離れており、規制部材３１の仕切板部３１ｂの上面はボルトＲの下端面と離れている。また、規制部材３１の側壁部３１ａのうち仕切板部３１ｂより下の部分は、アンカーボルトＢａと隙間をあけてその側方に位置し、規制部材３１の側壁部３１ａのうち仕切板部３１ｂより上の部分は、ボルトＲと隙間をあけてその側方に位置している。つまり、規制部材３１は、基礎Ｂにも架台Ｋにも固定されておらず、側壁部３１ａの内周側面がアンカーボルトＢａに嵌められた緩衝ゴム３３及びボルトＲに嵌められた緩衝ゴム３５に接触するまで、水平方向全方位に滑動可能となっている。
【００５３】
ここで、ストッパー３０の動作について説明する。図１０（ａ），（ｄ）に示すように、通常時におけるストッパー３０は、アンカーボルトＢａの軸線とボルトＲの軸線が互いに鉛直で一致しており、これらの軸線が規制部材３１の中心に位置している。
そして、たとえば地震時に基礎Ｂが架台Ｋに対して水平方向に（同図で左方向に）ずれていくと、基礎Ｂに固定されているアンカーボルトＢａの上端部も同方向にずれていく。このとき、規制部材３１は、基礎取付部材３２の上部板３２ａの上面を滑りつつ、架台Ｋの下部位置で動かない。そして、やがて図１０（ｂ），（ｅ）に示すように（これらの図は図４（ｂ）及び図７（ｂ）に対応している。）、アンカーボルトＢａの上端部が規制部材３１の側壁部３１ａの内周側面に接触する。このとき、アンカーボルトＢａの上端部の外周側面には緩衝ゴム３３が取り付けられているので、これが規制部材３１の側壁部３１ａとアンカーボルトＢａとの接触時の衝撃を吸収し、建物内の人が突然大きな衝撃を感じることはない。なお、前述したように、建物の鉛直荷重は支承１０で支持されており、また、基礎Ｂには、その移動方向と逆の方向にこれを引き戻す復帰力が、減衰ダンパー２０によって常時作用している。
【００５４】
基礎Ｂが同方向にさらにずれていくと、アンカーボルトＢａの上端部が規制部材３１を同方向に引きずっていくので、規制部材３１も架台Ｋに対して同方向にずれていく。そして、ついには図１０（ｃ），（ｆ）に示すように（これらの図は図４（ｃ）及び図７（ｃ）に対応している。）、規制部材３１の側壁部３１ａの内周側面のうちのアンカーボルトＢａが接触している部分と対向する部分にボルトＲが接触し、基礎Ｂはこれ以上同方向にずれなくなる。つまり、基礎Ｂの架台Ｋに対する水平移動可能距離Ｗ_maxは、規制部材３１の側壁部３１ａの内周直径からボルトＲ（又はアンカーボルトＢａ）の直径を減じた値となり、規制部材３１の側壁部３１ａが円管形で、ボルトＲ及びアンカーボルトＢａが円柱形である以上、この関係は水平方向全方位について成り立つ。なお、このときにおいても、ボルトＲの外周側面に緩衝ゴム３５が取り付けられているので、これが規制部材３１の側壁部３１ａとボルトＲとの接触時の衝撃を吸収し、建物内の人が突然大きな衝撃を感じることはないようになっている。
【００５５】
その後、基礎Ｂは、減衰ダンパー２０の復帰力によって、徐々に逆方向に移動し始め、図１０（ｂ），（ｅ）の状態、図１０（ａ），（ｄ）の状態まで戻り、さらに、図１０（ｂ），（ｅ）の逆位相状態、図１０（ｃ），（ｆ）の逆位相状態に至り（このときの基礎Ｂの限界ずれ位置も、もちろん規制部材３１によって決定される。）、再び図１０（ｂ），（ｅ）の逆位相状態を経て図１０（ａ），（ｄ）の状態に復帰するというサイクルを繰り返す。そして、この間、減衰ダンパー２０によって揺れの運動エネルギーを吸収され続けながら、序々に基礎Ｂの振幅は小さくなっていき、最終的には元の位置（図１０（ａ），（ｄ）の状態）で停止することになる。
【００５６】
ところで、ストッパー３０による基礎Ｂと架台Ｋの相対的なずれ位置規制機能を、水平方向全方位について同様に発揮させるには、アンカーボルトＢａの中心軸とボルトＲの中心軸が鉛直線上で一致し、かつ、当該軸が規制部材３１の側壁部３１ａの中心に位置していなければならない。しかし、アンカーボルトＢａ、ボルトＲ、規制部材３１は互いに別体であるので、所定位置に正確にセットすることは極めて難しい。そこで、ストッパー３０の取付施工は、たとえば以下のように行われる。
【００５７】
まず、図１１（ａ）に示すように、基礎ＢのアンカーボルトＢａが埋設される予定位置に、アンカーボルトＢａよりもひとまわり大きな内径のスリーブＳを埋め込んで、スリーブＳの中空部にコンクリートが入らないように基礎Ｂのコンクリートを打設する。このとき、スリーブＳの上端を基礎Ｂの上面よりも少し低くして、その周囲における基礎Ｂの上面をスリーブＳの上端に向かってすり鉢状に落ち込んでいくように仕上げる。その後、スリーブＳを抜き外す。
【００５８】
一方で、工場では、アンカーボルトＢａ、基礎取付部材３２、規制部材３１、ボルトＲ、架台取付部材３４を所定の配置で予め一体的に固定しておく。このとき、アンカーボルトＢａの上端面とボルトＲの下端面とをそれぞれ、容易に破断可能な連結材３６で規制部材３１の仕切板部３１ｂに連結しておく。また、規制部材３１の仕切板部３１ｂ及び基礎取付部材３２の上部板３２ａには、それぞれの対応する位置にグラウト注入孔３１ｃ，３２ｄを穿設しておく。そして、図１１（ｂ）に示すように、工場で正確に一体固定されたアンカーボルトＢａ、基礎取付部材３２、規制部材３１、ボルトＲ、架台取付部材３４を、基礎Ｂ及び架台Ｋに取り付ける。
【００５９】
最後に、図１１（ｃ）に示すように、規制部材３１のグラウト注入孔３１ｃ及び基礎取付部材３２のグラウト注入孔３２ｄを通して、アンカーボルトＢａの周囲の空間にエポキシ樹脂や無収縮モルタルなどのグラウト材３７を注入することにより、ストッパー３０の取付施工が完了する。
なお、アンカーボルトＢａ及びボルトＲを規制部材３１に連結している連結材３６は容易に破断可能であるので、地震時や強風時に基礎Ｂと架台Ｋが相対的にずれたときにはすぐに破断し、ストッパー３０の性能に全く影響を与えない。
【００６０】
なお、ストッパー３０の構成は、上記のものに限定されるわけではない。たとえば、図１２に示したストッパー３０’の規制部材３１’は、上記のストッパー３０における規制部材３１の仕切板部３１ｂを取り去った形状となっている。また、図１３に示したストッパー３０”は、上記のストッパー３０のようにアンカーボルトＢａ及びボルトＲの外周側面に緩衝ゴムが取り付けられておらず、規制部材３１の側壁部３１ａの内周側面に緩衝部材たる緩衝ゴム３８が取り付けられている。これらのストッパー３０’，３０”の性能は、上記のストッパー３０のそれと全く同様である。
【００６１】
以上、支承１０、減衰ダンパー２０、ストッパー３０について順に説明してきたが、各装置の構成は上記のものに限定されるわけではなく、発明の趣旨に応じて適宜の変更実施が可能であることはいうまでもない。
たとえば、上記実施形態は、架台Ｋの下面全長にわたって溝Ｋａが穿設され、そこに、支承１０、減衰ダンパー２０、ストッパー３０を架台Ｋに対して固定するためのボルトＲの頭部を嵌め入れる構成となっていた。このような構成であると、架台Ｋの長さ方向の任意の位置にボルトＲを嵌め入れることができるので、施工が簡単であるという長所があるが、架台Ｋの溝Ｋａの下部で支承１０の上部板１２が上に凸となるように変形してしまう可能性があり、これを防止するために上部板１２を厚くしなければならなくなることも考えられる。したがって、このような場合には、架台Ｋの下面に溝Ｋａを設けずに、ボルトＲに対応する位置及び大きさの座堀りを施すようにすればよい。
【００６２】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る減震システムは、小型かつ安価で、家具配置の変更などに起因する建物重量バランスの多少の変化によって性能にほとんど影響を受けず、しかも、建物躯体の変更や補強も不要で、耐久性にも優れているので、戸建住宅などの一般小規模建物への地震対策を広く普及させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る減震システムを適用した建物の一実施形態を表す基礎伏図である。
【図２】本発明に係る減震システムにおける支承の基礎及び架台への取付状態を表す分解斜視図である。
【図３】図２の支承の分解斜視図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は図２の支承の動作例を表す断面図である。
【図５】本発明に係る減震システムにおける減衰ダンパーの基礎及び架台への取付状態を表す分解斜視図である。
【図６】図５の減衰ダンパーの分解斜視図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は図５の減衰ダンパーの動作例を表す断面図である。
【図８】本発明に係る減震システムにおけるストッパーの基礎及び架台への取付状態を表す分解斜視図である。
【図９】（ａ）は図８のストッパーの組立断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線水平断面図である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は図８のストッパーの動作例を表す断面図であり、（ｄ）〜（ｆ）はそれぞれ（ａ）〜（ｃ）のＸ−Ｘ線水平断面図である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は図８のストッパーの施工手順の一例を表す断面図である。
【図１２】本発明に係る減震システムにおけるストッパーの他の例を表す断面図である。
【図１３】（ａ）は本発明に係る減震システムにおけるストッパーのさらに他の例を表す断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線水平断面図である。
る。
【図１４】従来の免震装置を表す概念図である。
【図１５】従来の通気式免震復元装置を組み込んだ建物を表す断面図である。
【図１６】図１５の建物が地震で揺れたときの様子を表す断面図である。
【符号の説明】
１０ … 支承
１１ … 下部板
１１ａ，１１ｂ … 切欠孔
１２ … 上部板
１２ａ，１２ｂ … 切欠孔
１３ … 柔軟部材
１３ａ … 中心孔
１４ … 硬球体
１５ … 被覆部材
１６ … 架台取付部材
１６ａ … 底板部
１６ｂ … 側板部
１６ｃ … ボルト挿通孔
１６ｄ … ラグスクリュー挿通孔
２０ … 減衰ダンパー
２１ … 下部板
２１ａ，２１ｂ … 切欠孔
２１ｃ … 孔
２２ … 上部板
２２ａ，２２ｂ … 切欠孔
２２ｃ … 孔
２３ … 減衰用ゴム部材
２３ａ … 孔
２４ … 被覆部材
２５ … 架台取付部材
２５ａ … 底板部
２５ｂ … 側板部
２５ｃ … ボルト挿通孔
２５ｄ … ラグスクリュー挿通孔
３０ … ストッパー
３１ … 規制部材
３１ａ … 側壁部
３１ｂ … 仕切板部
３１ｃ … グラウト注入孔
３２ … 基礎取付部材
３２ａ … 上部板
３２ｂ … 側部板
３２ｃ … アンカーボルト挿通孔
３２ｄ … グラウト注入孔
３３ … 緩衝ゴム
３４ … 架台取付部材
３４ａ … 底板部
３４ｂ … 側板部
３４ｃ … ボルト挿通孔
３４ｄ … ラグスクリュー挿通孔
３５ … 緩衝ゴム
３６ … 連結材
３７ … グラウト材
３８ … 緩衝ゴム
Ｂ … 基礎
Ｂａ … アンカーボルト
Ｋ … 架台
Ｋａ … 溝
Ｋｂ … 先穴
Ｎ … ナット
Ｌ … ラグスクリュー
Ｒ … ボルト

Claims (7)

1. 建物の基礎とその上方の架台の相対的な水平移動を許容しつつ、前記建物の鉛直荷重を前記架台を介して前記基礎に伝える支承と、前記基礎と前記架台との間の水平方向の揺れを減衰し、これらを元の位置に復帰させる減衰ダンパーと、前記基礎と前記架台の相対的な水平移動量を規制するストッパーと、をそれぞれ別体として前記基礎と前記架台との間に介在させた建物の減震システムであって、
   前記ストッパーは、
   前記基礎の上面から上向きに突出する上向き突出部材と、この上向き突出部材と干渉しないように前記架台の下面から下向きに突出する下向き突出部材と、前記上向き突出部材及び前記下向き突出部材の周囲に水平方向に隙間をあけた状態で、前記基礎と前記架台との間に遊嵌された管状の規制部材と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の建物の減震システム。
2. 前記上向き突出部材の外周側面及び前記下向き突出部材の外周側面に緩衝部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の建物の減震システム。
3. 前記規制部材の内周側面に緩衝部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の建物の減震システム。
4. 前記支承は、前記基礎に取り付けられる下部板と、前記架台に取り付けられる上部板と
   、前記下部板と前記上部板との間でこれらに固定された筒状の柔軟部材と、前記下部板と前記上部板との間でこれらに当接しながら水平方向に転動可能であるように、前記柔軟部材の中心孔に内接して収容された硬球体と、を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の建物の減震システム。
5. 前記柔軟部材の外周側面が水平せん断変形可能な被覆部材で被覆されていることを特徴とする請求項４に記載の建物の減震システム。
6. 前記減衰ダンパーは、前記基礎に取り付けられる下部板と、前記架台に取り付けられる上部板と、前記下部板及び前記上部板に水平せん断変形可能に固定された減衰用ゴム部材と、を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５に記載の建物の減震システム。
7. 前記減衰用ゴム部材の外周側面が水平せん断変形可能な被覆部材で被覆されていることを特徴とする請求項６に記載の建物の減震システム。

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