JPH11270184A - 免震装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 免震システムの主構成を簡素化，ローコスト
化しながら耐久性を向上するとともに、強風時下での地
震発生時には優先的に免震作用を行わせる。 【解決手段】 建物１と地盤２との間に介装されて、地
盤２の横揺れが建物１に伝播するのを免れる免震支承手
段３と、建物１と地盤２との間に介装されて、ソレノイ
ドバルブ４による油路１７の開閉によりアンロック状態
またはロック状態に制御されるオイルダンパ５と、オイ
ルダンパロックスイッチ１１とを設け、このオイルダン
パロックスイッチ１１の操作によるソレノイドバルブ４
への通電時に、タイマ１２に、計時を開始させるととも
に、設定時間経過後にそのソレノイドバルブ４への通電
を遮断させる。

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、免震装置に関
し、特に、戸建の一般住宅などの小規模建物への利用に
適する免震装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、地震時の地盤の横揺れを建物
に伝播させないようにする免震装置として、例えば、図
５に示すものが提案されている。

【０００３】これは、建物１と地盤２との間にこの地盤
２の横揺れを建物１に伝播させない免震支承手段として
のボールアイソレータ３を有してなるとするもので、こ
のボールアイソレータ３は、地盤２上に設置された台座
プレート３ａと、この台座プレート３ａ上に転動自在に
載置されたボール３ｂと、このボール３ｂを回転自在に
保持するように、建物１の下部に設けられた支持部材３
ｃとからなる。

【０００４】なお、上記台座プレート３ａは、中央部か
ら周辺に向って深さが徐々に浅くなるような円錐状また
は円弧状のボール転動面Ｐを有し、このボール転動面Ｐ
上に上記ボール３ｂが転動自在に載置されている。

【０００５】また、建物１と地盤２との間には、ソレノ
イドバルブ４による油路の開閉でアンロック状態または
ロック状態に制御されるオイルダンパ５が介装されてお
り、建物１の屋根１ａの上には、風速計６が設置されて
いて、この風速計６が検出した信号が建物１内に設置さ
れたコントローラ７に入力可能とされている。

【０００６】このコントローラ７には、上記風速計６か
らの検出信号を処理して、ソレノイドバルブ４へ駆動信
号を出力する制御回路が設けられ、この制御回路にはこ
れに直流電源を供給する整流器８が接続されている。９
は、商用交流電源を整流器８へ供給するためのコード付
きのプラグである。

【０００７】かかる従来の免震装置では、風力の小さい
通常時には、風速計の出力信号レベルが小さいため、コ
ントローラ７はソレノイドバルブ４に対する電流の供給
を停止しており、このため、オイルダンパ５はロック状
態が解除されたアンロック状態とされて、地震時の免震
に備えた状態となっている。

【０００８】従って、このような状態にあるとき、地震
が発生した場合には、ボールアイソレータ３のボール３
ｂが台座プレート３ａ上を転動することで、地盤２の横
揺れが建物１に伝播するのを抑えることができる。

【０００９】一方、風速計６が建物１を揺らす設定強さ
以上の風力を検出した場合には、その検出出力にもとづ
き、コントローラ７がソレノイドバルブ４に対し動作電
流を出力することになり、このため、オイルダンパ５は
これに対する油路が閉鎖されて、アンロック状態からロ
ック状態に変化し、地盤２に対する建物１の動きがロッ
クされる。

【００１０】一方、風が弱り、設定レベル以下の風力に
低下した場合には、風速計６の出力にもとづくソレノイ
ドバルブ４の切換動作によって、オイルダンパが再びア
ンロック状態へ復帰し、従って、地震時の免震作動に備
えた待機状態に戻ることになる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の免震装置にあっては、風速に応じて変化する風速
計からの出力信号により、オイルダンパの油路を開閉制
御するソレノイドバルブをコントロールするような構成
を採用していたため、風速計６のほかコントローラ７な
どの制御機器に直流電力を供給する整流器８が必要とな
り、構成の複雑化およびコストアップが避けられないと
いう課題があった。

【００１２】また、上記風速計６は、屋外に常時暴露さ
れて設置されており、特に、機械的に動く部分が自然環
境中に常時暴露されることで、耐久性に劣り、長期使用
に不安が残るという課題があった。

【００１３】また、強風時に、すなわち、オイルダンパ
５が上記のようにロックされた状態のときに地震が発生
した場合には、免震機能を十分に果し得ない場合がある
という課題があった。

【００１４】この発明は、上記のような課題を解決する
ものであり、免震システムの主構成を簡素化できるとと
もに、その主構成を建物の内部に設置することで、ロー
コスト化を図りながら耐久性を向上できるとともに、強
風時下での地震発生時には優先的に免震作用を行わせ
て、建物の破損や倒壊を未然に防止できる免震装置を得
ることを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するために、請求項１の発明にかかる免震装置は、建物
と地盤との間に介装されて地盤の横揺れが建物に伝播す
るのを免れる免震支承手段と、建物と地盤との間に介装
されてソレノイドバルブによる油路の開閉によりアンロ
ック状態またはロック状態に制御されるオイルダンパ
と、強風時に操作されてオイルダンパをソレノイドバル
ブによりロック状態に制御するオイルダンパロックスイ
ッチとを設け、このオイルダンパロックスイッチの操作
によるソレノイドバルブへの通電時に、タイマに計時を
開始させるとともに、設定時間経過後に、そのソレノイ
ドバルブへの通電を遮断させるようにしたものである。

【００１６】また、請求項２の発明にかかる免震装置
は、上記の構成に加えて、地震を検出する地震センサを
設けて、ソレノイドバルブへの通電開始後であって上記
設定時間経過前に地震を検出した際には、直ちに、ソレ
ノイドバルブの通電を遮断させるようにしたものであ
る。

【００１７】また、請求項３の発明にかかる免震装置
は、オイルダンパロックスイッチおよびタイマを建物の
内部に設置するようにしたものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の一形態
を図について説明するが、図１は、この発明の免震装置
の全体構成を示す概念図であり、この免震装置は、建物
１と、地盤２上に形成されたコンクリートなどの基礎２
ａとの間に配在されて、この地盤２の揺れを建物１に伝
播させない免震支承手段としての複数のボールアイソレ
ータ３を有してなる。

【００１９】これらのボールアイソレータ３は、基礎２
ａ上に設置された台座プレート３ａと、この台座プレー
ト３ａ上に転動自在に載置されたボール３ｂと、このボ
ール３ｂを回転自在に保持するように、建物１の下部に
設けられた支持部材３ｃとからなる。

【００２０】なお、上記台座プレート３ａは、中央部か
ら周辺に向って深さが徐々に浅くなるような円錐状また
は円弧状のボール転動面Ｐを有し、このボール転動面Ｐ
上に上記ボール３ｂが載置されている。

【００２１】また、建物１と地盤２との間には、ソレノ
イドバルブ４による油路の開閉で、アンロック状態また
はロック状態に制御される複数のオイルダンパ５が介装
されている。

【００２２】そして、これらのオイルダンパ５およびソ
レノイドバルブ４は、例えば図２に示すように構成され
ている。これらのうち、オイルダンパ５は、シリンダ５
ａが基礎２ａ側に固定され、シリンダ５ａ内を２つの油
室Ａ，Ｂに隔成するピストン５ｂに一体のピストンロッ
ド５ｃが、建物１側に固定されている。

【００２３】一方、ソレノイドバルブ４は、通常のオ
ン，オフのソレノイドバルブで、上記のシリンダ５ａの
油室Ａ，Ｂを繋ぐ油路１７の途中に接続され、常時は、
油室Ａ，Ｂを連通し、これに対し電流供給時には、油室
Ａ，Ｂを遮断するように機能する。

【００２４】また、建物１内には分電盤１０が設置さ
れ、この分電盤１０には、強風時に人によってオン操作
されるオイルダンパロックスイッチ１１，タイマ１２お
よび地震センサ１３などが設けられている。なお、地震
センサ１３は、必ずしも分電盤１０に設ける必要はな
く、地震を高感度に検出する位置であれば、建物１や基
礎２ａなどのいずれに設置してもよい。

【００２５】また、１４は、商用交流電源などの電源
で、この電源１４の電力（電流）は、上記分電盤１０の
オイルダンパロックスイッチ１１およびケーブル１６を
介してターミナルボックス１５に分岐接続された各一の
ソレノイドバルブ４に供給可能とされている。

【００２６】なお、上記タイマ１２としては、オイルダ
ンパロックスイッチ１１に直列に接続されるタイマスイ
ッチや、オイルダンパロックスイッチ１１自体を設定タ
イミングでオン，オフさせるものなどが用いられる。

【００２７】これにより、タイマ１２に、オイルダンパ
スイッチ１１の操作によるソレノイドバルブ４への通電
時に計時を開始させ、設定時間経過後に、そのソレノイ
ドバルブ４への通電を遮断させることができる。

【００２８】次に、図３および図４のフローチャートを
参照しながら動作を説明すると、一般の戸建の住宅に設
けられる免震装置は、横方向への移動抵抗力が小さいた
め、大きな横風を受けると建物が移動する。しかし、風
速が１５乃至２０ｍ／ｓｅｃ程度では、上記の移動抵抗
力により容易に移動しないことが、計算上および実験上
確かめられている。

【００２９】従って、横風を受けたとき、人が所定レベ
ル以上の強風であると感じてから、オイルダンパ５をロ
ック状態にしても、建物１の異常な移動を防止するの
に、タイミング的に十分に間に合う。

【００３０】まず、地震センサ１３が設けられない条件
でのまたは使用されない条件での、オイルダンパ５の動
作を図３について述べる。まず、建物１が横風を受けた
場合において、人がその横風の強さが感覚的に設定レベ
ルを超えたと判断したとき、オイルダンパロックスイッ
チ１１を押し操作する（ステップＳ１）。

【００３１】これにより、電源１４からオイルダンパロ
ックスイッチ１１およびターミナルボックス１５を介し
て各ソレノイドバルブ４に電力が供給され、これらのソ
レノイドバルブ４が、図２に示すような油路１７を遮断
するように切り換えられる。このため、オイルダンパ５
はロック状態となり（ステップＳ２）、地盤２に対する
建物１の移動が阻止され、この建物１は横風を受けても
横方向へ揺動，振動することはない。

【００３２】また、上記のようなオイルダンパ５のロッ
ク動作の開始とともに、タイマ１２は計時を開始し（ス
テップＳ３）、このタイマ１２により予め設定された時
間、つまり、横風が止むと予測される時間を経過したと
き（ステップＳ４）、例えば上記オイルダンパロックス
イッチ１１を遮断動作させる。

【００３３】これにより、電源１４からソレノイドバル
ブ４への電流の供給が遮断され、ソレノイドバルブ４に
よる上記油路１７の遮断が解除され、シリンダ５ａに対
するピストンロッド５ｃの動きが自由となる（ステップ
Ｓ５）。このため、上記の設定時間経過後に、地震が発
生した場合には、上記ボールアイソレータ３による免震
作用が果されることとなる。なお、上記オイルダンパロ
ックスイッチ１１が操作されない状態においては（ステ
ップＳ１）、ソレノイドバルブ４に対する電流の供給が
ないため、オイルダンパ５の動きは自由となり、免震可
能状態を維持することとなる。

【００３４】一方、地震センサ１３が設けられた条件で
のオイルダンパ５の動作は、図４に示す通りである。こ
れによれば、横風を受けて上記のようにオイルダンパ５
がロックされた場合において、上記の設定時間を経過す
る前に、地震センサ３が地震を検出したときには（ステ
ップＳ６）、直ちに、オイルダンパ５を自由作動可能に
するように、ソレノイドバルブ４への電流の供給を遮断
する。

【００３５】この結果、横風を受けて建物１が横揺れし
ないように、地盤２に対して建物１をロックしていると
きでも、地震が発生した場合には、そのロックを解除し
て、地盤２に対し建物を揺動可能にする。これにより、
免震作用を横風による揺れ防止に優先して実行させるこ
とができる。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、建物と地盤との間に介装されて地盤の横揺れが建物
に伝播するのを免れる免震支承手段と、建物と地盤との
間に介装されてソレノイドバルブによる油路の開閉によ
りアンロック状態またはロック状態に制御されるオイル
ダンパと、強風時に操作されてオイルダンパをソレノイ
ドバルブによりロック状態に制御するオイルダンパロッ
クスイッチとを設け、このオイルダンパロックスイッチ
の操作によるソレノイドバルブへの通電時に、タイマに
時計を開始させるとともに、設定時間経過後にそのソレ
ノイドバルブへの通電を遮断させるように構成したの
で、従来におけるような大掛りで高価な制御機器や整流
器などの構成部品を用いることなく、建物内にオイルダ
ンパロックスイッチおよびタイマを設けるという簡単な
構成によって、強い横風を受けるときの建物の横揺れを
簡単かつローコストに防止できるほか、タイマの使用に
よって、オイルダンパのロック解除を忘れることがない
などの効果が得られる。

【００３７】また、請求項２の発明によれば、地震を検
出する地震センサを設けてソレノイドバルブへの通電開
始後であって上記設定時間経過前に地震を検出した際に
は、直ちに、ソレノイドバルブの通電を遮断させるよう
に構成したので、横風が強くオイルダンパをロック状態
にして地盤に対して建物を揺れないように保持している
ときにも、地震発生時には、その保持を直ちに解除し
て、所期の免震支承手段による免震作用を優先して実行
させることができるという効果が得られる。

【００３８】また、請求項３の発明によれば、オイルダ
ンパロックスイッチおよびタイマを建物の内部に設置す
るように構成したので、これらが屋外に直接暴露される
ことがなくなり、従来の風速計を用いたものに比べて、
免震装置全体としての耐久性が大幅に向上するという効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の一形態による免震装置を示す
概念図である。

【図２】図１におけるオイルダンパおよびソレノイドバ
ルブの油圧回路を示す説明図である。

【図３】この発明による免震制御手順を示すフローチャ
ートである。

【図４】この発明による他の免震制御手順を示すフロー
チャートである。

【図５】従来の免震装置を示す概念図である。

【符号の説明】

１ 建物 ２ 地盤 ３ 免震支承手段としてのボールアイソレータ ４ ソレノイドバルブ ５ オイルダンパ １１ オイルダンパロックスイッチ １２ タイマ １３ 地震センサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建物と地盤との間に介装されて地盤の横
   揺れが建物に伝播するのを免れる免震支承手段と、建物
   と地盤との間に介装されてソレノイドバルブによる油路
   の開閉によりアンロック状態またはロック状態に制御さ
   れるオイルダンパと、強風時に操作されてオイルダンパ
   をソレノイドバルブによりロック状態に制御するオイル
   ダンパロックスイッチと、このオイルダンパロックスイ
   ッチの操作によるソレノイドバルブへの通電時に計時を
   開始して設定時間経過後にそのソレノイドバルブへの通
   電を遮断させるタイマとを備えたことを特徴とする免震
   装置。
2. 【請求項２】 建物と地盤との間に介装されて地盤の横
   揺れが建物に伝播するのを免れる免震支承手段と、建物
   と地盤との間に介装されてソレノイドバルブによる油路
   の開閉によりアンロック状態またはロック状態に制御さ
   れるオイルダンパと、強風時に操作されてオイルダンパ
   をソレノイドバルブによりロック状態に制御するオイル
   ダンパロックスイッチと、このオイルダンパロックスイ
   ッチの操作によるソレノイドバルブへの通電時に計時を
   開始して設定時間経過後にそのソレノイドバルブへの通
   電を遮断させるタイマとを備えると共に、地震を検出す
   る地震センサを設けて、ソレノイドバルブへの通電開始
   後であって上記設定時間経過前に地震を検出した際に
   は、直ちにソレノイドバルブの通電を遮断させることを
   特徴とする免震装置。
3. 【請求項３】 オイルダンパロックスイッチおよびタイ
   マが建物の内部に設置されていることを特徴とする請求
   項１又は２の免震装置。