(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築物を自立可能にその地輻を支えるゴム等の可撓性基礎と、上記建築物の横揺れ及び縦揺れに対し元の姿勢に復元可能に上記地輻と地盤とを複数個所で連結する液圧式アブソーバとを具備してなり、前記液圧式アブソーバは、上端側がボールジョイントによって回動自在に前記地輻に連結されているとともに、下端側が、下細りに螺旋成形され同前記液圧式アブソーバの上方移動に対して圧縮バネとして働くバネの下端と係合され、同バネを上方に抜去しないように収容したバネボックスを介して地盤側に連結されてなり、前記可撓性基礎、前記液圧式アブソーバ及び前記バネの協働作用で地盤の横揺れと上下動とによる建築物の振動を吸収可能に構成したことを特徴とする建築物の耐震性復元装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は建築物を地震から守る建築物の耐震性復元装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば平成７年初頭、阪神地域を襲った、いわゆる阪神大震災は死者５０００人を上回る大震災をもたらしたが、これらの殆どは家屋その他の建築物の倒壊によるものであったのは周知の通りである。
【０００３】
このように地震が最も激甚な被害をもたらすのは建築物の倒壊である。
【０００４】
にも拘らず、従来、有効安価な耐震建築物は出現していない。その証左はまさに上記阪神大震災に例を見る通りである。
【０００５】
たとえば屋上に可動質量として、水の慣性移動空間を有した大型貯水タンクを備えて、ビル等の横揺れに対し、貯水の移動遅れに伴う逆慣性力を利用してビルの揺れの水平力を相殺させる手段や、ビルの地輻（以降、地盤に対して建築物を支える建築物底部一切を「地輻」と云う）と地盤間に硬質ゴム層（薄層を多段に重ねたもの）を複数個所介在させてビルの横揺れを大きな剪断歪と剪断力で吸収し元の姿勢に復元させる手段、あるいは本手段と上記手段とを組合わせた手段等が提案はされているものの未だ試験的段階を脱し切れていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の建築物の耐震手段には解決すべき次の課題があった。
【０００７】
即ち、従来の建築物の耐震手段は屋上に大型貯水タンクを設置するものにあっては大重量の水に耐える必要から堅固な建築物に特別設計されねばならないこと、実際上、屋根を有する建築物では設置困難で、結局、ビル等に限られること等、高価で汎用性に乏しいという問題があった。
【０００８】
また、硬質ゴム層を用いる手段にあっては小さい裂断等が上下の隣接層に及んで大きな裂断となることを防止するため、きわめて多層のゴム薄膜を耐候性の高い良質の接着剤で気泡を混入しないよう厳重管理しながら接着する作業を著しく頻回に重ねねばならないという非能率と高度技術の問題や、全荷重の支持や揺れへの制限を、結局、ゴム層のみに依存するのであるから、金属バネ等に比し、エネルギー吸収率の高い軟粘弾性のゴムとは云え、所詮、単一弾性係数体としての範囲を出ることはできず、建築物の質量とのマッチングにおける共振点を有することとなり、地域毎によって、あるいはその時々によって異なる地震周波数との共振を予め完全に免れる保証がないという問題があった。
【０００９】
本発明は上記諸問題を解決した建築物の耐震性復元装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題の解決手段として建築物を自立可能にその地輻を支えるゴム等の可撓性基礎と、上記建築物の横揺れ及び縦揺れに対し元の姿勢に復元可能に上記地輻と地盤とを複数個所で連結する液圧式アブソーバとを具備してなり、前記液圧式アブソーバは、上端側がボールジョイントによって回動自在に前記地輻に連結されているとともに、下端側が、下細りに螺旋成形され同前記液圧式アブソーバの上方移動に対して圧縮バネとして働くバネの下端と係合され、同バネを上方に抜去しないように収容したバネボックスを介して地盤側に連結されてなり、前記可撓性基礎、前記液圧式アブソーバ及び前記バネの協働作用で地盤の横揺れと上下動とによる建築物の振動を吸収可能に構成したことを特徴とする建築物の耐震性復元装置の構成を備えるので、通常の硬質ゴム等をそのまま（層状でなく）、可撓性基礎として用いても、液圧式アブソーバによって伸縮量が制限されるか、あるいは振動減衰が著しく促進されるため、共振の発生する懸念がなく、従って、可撓性基礎の裂断は勿論、建築物の振動破壊も生じない。
【００１１】
また、ゴム等の可撓性基礎は容易に調達でき、液圧式（一般には油圧式）アブソーバも信頼性の高い市販品を容易に調達できて能率的に得られ、それらの設置にも特段の技術やスペースを要せず汎用性が高い。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態を図１〜図３により説明する。
【００１３】
図１は本形態に係る建築物の耐震性復元装置の模式的側断面図、図２は図１のバネボックス９の縦断面図、図３は図１のゴム基礎４のコーナー部の斜視図である。
【００１４】
これらの図において、１は耐震対象の建物、２は建物１の地輻、３はゴム基礎４の適所に下部を埋設され、頭部を露出して地輻２を上下に貫通、ナット止めしたアンカーボルト、４は地震に伴う建物１の横揺れ、縦揺れを弾性吸振し、その振動衝撃を緩和すると共に常時は恰も強固体の如く建物１を安定的に支える、硬質ゴムよりなるゴム基礎である。
【００１５】
ゴム基礎４は建物１の支持を最も安定的にするため、建物１の外郭一杯に対応して地盤５との間に巡らされ、そのコーナー部は図３に示すように、いわゆる切組み状にジョイント部１１で接続されている。
【００１６】
５は実質コンクリート等よりなる地盤、５ａはバネボックス９が、縦揺れ時、油圧式アブソーバ７によって上方に引張られてもバネボックス９の周縁フランジ部で圧壊しないよう地盤５の裏面側を特に強固に補強されたコンクリートベタ基礎、６は地輻２と油圧式アブソーバ７とを回動自在に連結するボールジョイント、７はピストンによって２分されるシリンダ内の図示しない空間（油が充満）同士をピストンに設けた小径の貫通孔またはシリンダに設けた細溝等によって連通、ピストンの移動に伴って両空間を移動する油のオリフィス抵抗によって建物１と地盤５間の距離変動、即ち、振動を非弾性的に緩徐させる油圧式アブソーバである。
【００１７】
７ａは油圧式アブソーバ７の下端にバネボックス９と回動自在にバネ１０を介して係合するよう設けられた球部、８は地盤５に油圧式アブソーバ７が横揺れにあっても干渉しないよう上方にラッパ状に明けられた穴、９は油圧式アブソーバ７の下端側と地盤５側をバネ１０を介して連結するバネボックス、１０はバネボックス９内にあって、下細りに螺旋成形され、球部７ａを上方に抜去しないよう、かつ、油圧式アブソーバ７の上方移動に圧縮バネとして作用するよう設けられたバネである。なお、バネ１０は油圧式アブソーバ７と合して、ゴム基礎４の弾性振動を迅速に減衰させるに十分な弾性力を付与されている。
【００１８】
１１はゴム基礎４同士のジョイント部、１２はゴム基礎４の適所に明けられた通風孔である。
【００１９】
なお、ゴム基礎４同士の接合はジョイント部１１のような切組み方式のみに限定されるものではなく、接着であってもよい。
【００２０】
次に上記構成の作用について説明する。
【００２１】
図１，図２の適所に矢印で示すように地震によって横揺れ、縦揺れが同時に、あるいは何れかが発生した場合、先ず、縦揺れについてみると地盤５が最初に下振れを生じたとすると、慣性で元の位置に留まろうとする建物１に対し、油圧式アブソーバ７は下方に引張られバネ１０は圧縮される。同時に基礎ゴム４も弾性伸びを始める。その際、油圧式アブソーバ７のピストンはシリンダの下死点側にあってもよいが中間付近に調整されている方が望ましい。
【００２２】
即ち、バネ１０が圧縮され始めると同時にシリンダに対し、ピストンが下がり始めるので油移動が生じ、オリフィス効果によって弾性振動の減殺効果が現われ始める。
【００２３】
下振れの最下点、即ち、振幅の最大値のところで油圧式アブソーバ７に対する引張りは減じ始め、今度は地盤５が上方に移動を始めるのでバネ１０は展伸に移る。そして振れが元の位置に回復する少し手前でシリンダに対し、ピストンが移動した量だけ絶対値の伸びた油圧式アブソーバ７は今度は圧縮を始めて、油移動により弾性振動の減殺が行なわれる。
【００２４】
その際、先に下方に向って移動を開始した建物１は慣性によってなお下り続けようとするので、ゴム基礎４も油圧式アブソーバ７も強く圧縮され、油圧式アブソーバ７による弾性振動の減殺効果は高まる。
【００２５】
地盤５が元の位置に復し、今度は上振れに移ると建物１の下降と地盤５の上昇とが重なってゴム基礎４、油圧式アブソーバ７に負荷される圧縮力は最大領域に入る。
【００２６】
次いでゴム基礎４の復元力（弾性力）によって建物１が上方に押し上げられようとすると上述したと同様の原理によって油圧式アブソーバ７が働き、ゴム基礎４の自由伸びを制限するので建物１は、降下時蓄えられた（減衰し切れずに残った）エネルギーを放出しながら、ゆるやかに上昇に転ずる。
【００２７】
そして、地盤５の上振れの最大点に達したとき、油圧式アブソーバ７によって伸びを制限されつつ展伸しているゴム基礎４はまだ復元し切っていないので、なお伸びの途次になり、建物１はまだ上向き移動状態にある。
【００２８】
以上のような現象からゴム基礎４は自由振動を許されず、かつ、建物１の移動は地盤５の移動と時間的にズレを生じ、結果的に地震と共振せず、従ってその移動行程も地震の振幅よりずっと小さい。
【００２９】
即ち、ゴム基礎４自身の粘弾性振動（伸縮）に伴なう分子間摩擦エネルギーに地震の振動エネルギーが転化されて振動が減衰されることに加え、油圧式アブソーバ７によって非弾性的に減衰されると共に振動の周期性が破られて共振を免れ、建物１の揺れは著しく小さくなる。即ち、地震から保護される。
【００３０】
次に横揺れについてみると、ゴム基礎４には水平方向の剪断歪と剪断力が生じるが、その際、地盤５に対して水平移動する建物１、従って地輻２により、油圧式アブソーバ７は左右に傾斜するため、その都度、展伸と元の長さとの間の繰返し伸縮を生じ、上述と同じ理由によって建物１に及ぶ振動エネルギーを減衰させる。
【００３１】
従って、やはり建物１は地震から保護される。
【００３２】
以上の理由から、横揺れと縦揺れが同時に到来してもやはり建物１は保護される。
【００３３】
なお、横揺れに際しては建物１の重心が一般的に地輻２より高い位置にあるため、必ず建物１の首振り現象が随伴するが、その場合も左右の油圧式アブソーバ７の一方が圧縮、他方が引張となって上述と同様理由により、何れもエネルギー減殺、周期の破綻に作用するので上述と同様の効果が得られる。
【００３４】
以上の説明は図１の左または右側面から建物１を見た場合も全く同様に成り立つ。
【００３５】
また、本形態では象徴的に左右２個の油圧式アブソーバ７で代表させて説明したが、左右の個数、奥行きの個数は建物１の大きさ、質量その他のファクターに応じて適切に選択されてよい。また、本形態のように左右２個の形式（奥行きの個数は不問）を採る場合、両方の間隔を可及的に大きくした方が、首振りモーメントに対しては効果的に作用する。
【００３６】
また、ゴム基礎４は必ずしも囲壁状である必要はなく、地輻２をたとえば盤状にして平面形が円形のものを切り株状に複数、点在させてもよい。
【００３８】
ゴム基礎４と地輻２、地盤５との当接面は耐候性接着剤で接着されてよい。接着しておけば、振動中の引張側でもエネルギーを吸収できるという利点がある。
【００３９】
以上の通り本形態によれば、地震時に最も危険な建物１の共振を回避できるので、建物１の倒壊を防止できるという利点がある。
【００４０】
また、建物１に伝達される振動を著しく減衰でき、建物の倒壊防止は勿論、部屋内の家具等の転倒、落下等を防止できるという利点がある。
【００４１】
また、建物１の大きさに拘りなく、装置の設定、保守が容易で、通常の民家でも新築時に限らず、たとえば既成家屋にあってもジャッキ等を用いて容易に実施できるという利点がある。
【００４２】
また、主要構成品、たとえばゴム基礎４、油圧式アブソーバ７等は、通常市販ルートにて容易に調達でき、実施をも含めてきわめて低コストで実現できるという利点がある。
【００４３】
また、ゴム基礎４、油圧式アブソーバ７は何れも虫害（白蟻、木喰虫等）や腐朽の懸念がなく、長い歴史を持つ量産品または量産材であるため、頻回な更新を必要とせず、きわめて信頼性が高いという利点がある。
【００４４】
また、屋上等に貯水タンクを載置する必要がないので建物１を特段に強固にする必要がないという利点がある。
【００４５】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成されるので次の（１）〜（６）の効果を有する。
（１）建築物をあらゆる地震の共振から回避できるため、最も危険な共振破壊（倒壊）から守れる。
（２）建築物の揺れを小さくできるので建築物の倒壊防止は物論、家具等の転倒、落下等をも防止できる。
（３）低コストで、かつ、容易に実施できる。
（４）信頼性が高い。
（５）大型建築物は勿論、一般民家等にも容易に実施できる。
（６）装置の設置は建築物の下部のみに拘わるので建築物を特段に補強する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る建築物の耐震性復元装置の模式的側断面図
【図２】図１のバネボックス９の縦断面図
【図３】図１のゴム基礎４のコーナー部の斜視図である。
【符号の説明】
１    建物
２    地輻
３    アンカーボルト
４    ゴム基礎
５    地盤
５ａ  コンクリートベタ基礎
６    ボールジョイント
７    油圧式アブソーバ
７ａ  球部
８    穴
９    バネボックス
１０  バネ
１１  ジョイント部
１２  通風孔
【図１】
0003706173.tif 000002
【図２】
0003706173.tif 000003
【図３】
0003706173.tif 000004