(57)【要約】  日当たりや室内温度などの環境の変化に対して対応できるように建物全体を回転させると共に、建物の大小に関わらず免震機能を設け、安全快適で機能的な回転免震建物構造を提供する。  回転免震建物構造(10)は、地中に固定する基礎部(12)と、その基礎部(12)の上面に回転装置(13)および免震装置(14)を介して水平に回転する平板状の回転ベース部(15)と、その回転ベース部(15)の上面に当該回転ベース部(15)の回転中心Ｃの周囲に複数の住戸を設けた建物構造体(16)と、から構成する。前記回転装置(13)は、レールローラ式(20)、サイドローラ式(30)またはリニアモータ式(40)のいずれかである。前記免震装置(13)は、アイソレータ式(50)、ベアリング式(60)またはリニアモータ式(70)のいずれかである。前記回転装置(13)のいずれかと前記免震装置(14)のいずれかとの組み合わせで構成することを特徴とする。
2010147093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に固定する基礎部と、その基礎部の上面に回転装置および免震装置を介して水平に回転する平板状で、かつ、その平板状の上面に建物を設ける回転ベース部と、から構成する建物用回転免震装置であって、
前記回転装置は、レールローラ式、サイドローラ式またはリニアモータ式のいずれかで構成され、
前記レールローラ式は、前記回転ベース部の回転円上に位置する無端環状のレールを、前記基礎部と前記回転ベース部のいずれか一方に設けると共に、前記無端環状のレールに相対的に走行すべく回転駆動される駆動ローラを少なくとも含む多数のローラを、前記基礎部と前記回転ベース部のいずれか他方に設けて構成され、
前記サイドローラ式は、前記回転ベース部の下部にその回転円上に円形をなすように設けた回転従動部と、その回転従動部の円周側面に設けた無端環状の従動ギヤと、その従動ギヤに噛み合って前記回転従動部を回転駆動する駆動ギヤを備えた回転駆動部と、から構成され、
前記リニアモータ式は、前記基礎部と前記回転ベース部の間に、前記回転ベース部の回転円上に位置する無端環状のリニアモータを設けて構成され、
前記免震装置は、アイソレータ式、ベアリング式またはリニアモータ式のいずれかで構成され、
前記アイソレータ式は、アイソレータとダンパーとから構成され、
前記ベアリング式は、前記基礎部と前記回転ベース部の隙間に摺動・密閉構造としたすべり面を設けて構成され、
前記リニアモータ式は、前記基礎部と前記回転ベース部の間に、前記回転ベース部の回転円上に位置する無端環状のリニアモータを設けて構成され、
前記回転装置のいずれかと前記免震装置のいずれかとの組み合わせで構成する建物用回転免震装置。
【請求項２】
前記ベアリング式の免震装置は、前記基礎部と前記回転ベース部のいずれか一方に設けて常に加圧空気を供給する加圧空気室と、その加圧空気室の側壁における前記基礎部と回転ベース部の隙間を摺動・密閉構造としたすべり面と、を備えた請求項１に記載の建物用回転免震装置。
【請求項３】
前記すべり面の一方の面に滑りプレートを設け、かつ他方の面にオイルレスベアリングを設けて摺動・密閉構造とした請求項１又は２に記載の建物用回転免震装置。
【請求項４】
前記すべり面に、無端環状のシール部材を設けて密閉構造とした請求項１，２又は３に記載の建物用回転免震装置。
【請求項５】
前記回転ベース部の回転中心から水平で外側に向けて放射状に延びる線上に地震時の揺れを吸収して振動を抑える複数の振動減衰装置を設けた請求項１から請求項４のいずれかに記載の建物用回転免震装置。
【請求項６】
地中に固定する基礎部と、その基礎部の上面に回転装置および免震装置を介して水平に回転する平板状の回転ベース部と、その回転ベース部の上面に当該回転ベース部の回転中心の周囲にフロアまたは複数の住戸を設けた建物構造体と、から構成する回転免震建物構造であって、
前記回転装置は、レールローラ式、サイドローラ式またはリニアモータ式のいずれかで構成され、
前記レールローラ式は、前記回転ベース部の回転円上に位置する無端環状のレールを、前記基礎部と前記回転ベース部のいずれか一方に設けると共に、前記無端環状のレールに相対的に走行すべく回転駆動される駆動ローラを少なくとも含む多数のローラを、前記基礎部と前記回転ベース部のいずれか他方に設けて構成され、
前記サイドローラ式は、前記回転ベース部の下部にその回転円上に円形をなすように設けた回転従動部と、その回転従動部の円周側面に設けた無端環状の従動ギヤと、その従動ギヤに噛み合って前記回転従動部を回転駆動する駆動ギヤを備えた回転駆動部と、から構成され、
前記リニアモータ式は、前記基礎部と前記回転ベース部の間に、前記回転ベース部の回転円上に位置する無端環状のリニアモータを設けて構成され、
前記免震装置は、アイソレータ式、ベアリング式またはリニアモータ式のいずれかで構成され、
前記アイソレータ式は、アイソレータとダンパーとから構成され、
前記ベアリング式は、前記基礎部と前記回転ベース部の隙間に摺動・密閉構造としたすべり面を設けて構成され、
前記リニアモータ式は、前記基礎部と前記回転ベース部の間に、前記回転ベース部の回転円上に位置する無端環状のリニアモータを設けて構成され、
前記回転装置のいずれかと前記免震装置のいずれかとの組み合わせで構成する回転免震建物構造。
【請求項７】
前記ベアリング式の免震装置は、前記基礎部と前記回転ベース部のいずれか一方に設けて常に加圧空気を供給する加圧空気室と、その加圧空気室の側壁における前記基礎部と回転ベース部の隙間を摺動・密閉構造としたすべり面と、を備えた請求項６に記載の回転免震建物構造。
【請求項８】
前記すべり面の一方の面に滑りプレートを設け、かつ他方の面にオイルレスベアリングを設けて摺動・密閉構造とした請求項６又は７に記載の回転免震建物構造。
【請求項９】
前記すべり面に、無端環状のシール部材を設けて密閉構造とした請求項６，７又は８に記載の回転免震建物構造。
【請求項１０】
前記回転ベース部の回転中心から水平で外側に向けて放射状に延びる線上に地震時の揺れを吸収して振動を抑える複数の振動減衰装置を設けた請求項６から請求項９のいずれかに記載の回転免震建物構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、建物の構造体を回転させるための建物用回転免震装置および前記装置を用いた回転免震建物構造に関する。
更に詳しくは、日照や景観の状況を変化させることにより生活環境を向上可能なマンション、宿泊客に日照や景観などの均等なサービスを提供可能なホテルなどを提供する。同時に、免震機能を持たせることにより地震に対して安全な建物構造を提供する。
【背景技術】
【０００２】
従来においては、建物を回転させることにより日照や景観の状況を変化させて居住性を向上させる回転式建物は、特許文献１〜特許文献８に示されるものがあった。【０００３】
特許文献１では、垂直に配置された中心コアに支持される複数の水平フロアユニットが、中心コアの周囲で回転する建築物構造である。
特許文献２では、免震機能を有する回転建造物である。その免震構造は基礎構造体から剛接状に構築された垂直な回転軸の軸線を含む剛質の塔状構造体が設けられ、一体構造を有する外囲回転構造体が、塔状構造体の回転軸を中心とした基礎構造体上の凹面軌道に転動手段を介して水平回転自在に載置されたものである。【０００４】
特許文献３、４、５はレール式の回転構造である。例えば特許文献３は、支柱が建物の側面に近接して地面に立設される。建物が前記支柱を中心として回動するように、レール状基台を建物の回動軌跡に沿って地面に配設しておき、建物が前記レール状基台に搭載され案内される構成である。【０００５】
特許文献６、７、８はギヤ式の回転構造である。例えば特許文献６は、建築物が、水平で回転中心に位置する中央室と、この中央室を囲む複数の回転室と、からなる。その建築物は底面に一体に設けたリング形の鉄骨製土台が、基礎に固定した軸受手段により水平かつ回転可能に支持される構成である。リング形の鉄骨製土台がギヤ式の駆動手段により回転することにより、建物が水平で回転する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−７５２４２号公報
【特許文献２】特開２００２−２５６７２９号公報
【特許文献３】特開２０００−１２９７９０号公報
【特許文献４】特開平６−３２２８２８号公報
【特許文献５】特開昭５７−１０４７３８号公報
【特許文献６】特開平７−２８６４４６号公報
【特許文献７】特開平１−１０５８４１号公報
【特許文献８】実用新案登録第３０４５０９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般的な建物構造では、日当たりの問題のために北向きの部屋を作ることはできないという設計上の制約が生じる。そのため、北側は階段等の日照に影響のない仕様にしていることが多い。一方、南側では、特に夏場に日当たりが良い、西日が強いと暑すぎるために、過大な空調設備を必要とし且つその運転時間の長期化によって経済的な負担が大きくなる。そこで、前述した特許文献にあるように、建物自体を回転する回転式建物構造が提案されているが、回転式建物の免震機能について言及した文献が少ない。【０００８】
特許文献２は免震機能を有する回転式建物であるが、一体構造を有する外囲回転構造体が、回転軸の軸線を含む垂直な剛質の塔状構造体を中心としてその周囲を回転する構造であり、塔状構造体に対しては免震が機能しない。したがって、地震時に塔状構造体が破壊する可能性があり、そのときは外囲回転構造体を破壊する事態が生じる可能性がある。
しかも、外囲回転構造体に対する免震機能は基礎構造体上の凹面軌道に転動手段を介して水平移動可能としていることから、凹面軌道に高精度が要求されるので、コストアップになる。しかも、その構造上、高層ビルなどのような大型の建造物にはその免震機能を設けることはできない。【０００９】
本願発明が解決しようとする課題は、日当たりや室内温度などの環境の変化に対して対応できるように建物全体を回転させると共に、建物の大小に左右されずに免震機能を設け、安全快適で機能的な回転免震建物構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（第一の発明）
本願における第一の発明は、  地中に固定する基礎部(12)と、その基礎部(12)の上面に回転装置(13)および免震装置(14)を介して水平に回転する平板状で、かつ、その平板状の上面に建物(16)を設ける回転ベース部(15)と、から構成する建物用回転免震装置(11)に係る。以下の回転装置(13)のいずれかと、以下の免震装置(13)のいずれかとの組み合わせで構成する。
前記回転装置(13)は、レールローラ式(20)、サイドローラ式(30)、またはリニアモータ式(40)のうちのいずれかで構成される。
前記レールローラ式(20)は、前記回転ベース部(15)の回転円上に位置する無端環状のレール(21)を、前記基礎部(12)と前記回転ベース部(15)のいずれか一方に設けると共に、前記無端環状のレール(21)に相対的に走行すべく回転駆動される駆動ローラ(22)を少なくとも含む多数のローラ(22)を、前記基礎部(12)と前記回転ベース部(15)のいずれか他方に設けて構成される。
前記サイドローラ式(30)は、前記回転ベース部(15)の下部にその回転円上に円形をなすように設けた回転従動部(31)と、その回転従動部(31)の円周側面に設けた無端環状の従動ギヤ(32)と、その従動ギヤ(32)に噛み合って前記回転従動部(31)を回転駆動する駆動ギヤ(33)を備えた回転駆動部(36)と、から構成される。
前記リニアモータ式(40)が、前記基礎部(12)と前記回転ベース部(15)の間に、前記回転ベース部(15)の回転円上に位置する無端環状のリニアモータ(41)を設けて構成される。
前記免震装置(14)は、アイソレータ式(50)、ベアリング式(60)、またはリニアモータ式(70)のうちのいずれかで構成される。
前記アイソレータ式(50)は、アイソレータ(51)とダンパーとから構成される。
前記ベアリング式(60)は、前記基礎部(12)と前記回転ベース部(15)の間に、オイルレスベアリング(65)等のベアリングと選択的に加圧空気室(61)を設けて構成される。
前記リニアモータ式(70)は、前記基礎部(12)と前記回転ベース部(15)の間に、前記回転ベース部(15)の回転円上に位置する無端環状のリニアモータ(41)を設けて構成される。【００１１】
（用語説明）
「免震装置」とは、地震時の水平方向の揺れが建物構造体(16)に直接作用しないように水平方向にすべりを生じさせ、その揺れを吸収して振動を抑えるものである。
「建物構造体」とは、基本的には回転ベース部(15)の回転中心(C)の周囲にフロアあるいは複数の住戸を設けたものであり、マンション等の集合住宅、オフィスビル、ホテル、あるいはその他の建物にも、鉄筋コンクリート造、鉄筋造や木造などの種々の構造体にも適用される。【００１２】
（作用）
回転ベース部(15)が回転装置(13)によって回転駆動されると、回転ベース部(15)の上面に立設した建物構造体(16)が回転するので、回転ベース部(15)の回転中心(C)の周囲に設けたフロアあるいは複数の住戸は、例えば１か月や半月や１週間などの期間をかけて一周することにより、日照や景観の状況を変化させることができる。
しかも、建物構造体(16)の全体に対する免震装置(14)が設けられていることで、地震時に水平方向にすべりが生じると共に地震時の揺れを吸収して振動を抑えるので、地震時の水平方向の揺れを建物構造体(16)に直接作用しないようにすることができる。【００１３】
（第一の発明のバリエーション１）
第一の発明は、以下のようなバリエーションを提供することもできる。
すなわち、前記ベアリング式免震装置(60)は、前記基礎部(12)と前記回転ベース部(15)のいずれか一方に設けて常に加圧空気を供給する加圧空気室(61)と、その加圧空気室(61)の側壁(62)における前記基礎部(12)と回転ベース部(15)の隙間を摺動・密閉構造としたすべり面(63)と、から構成されるものである。【００１４】
（作用）
加圧空気室(61)の側壁(62)における基礎部(12)と回転ベース部(15)の隙間がすべり面(63)で摺動・密閉構造とされ、加圧空気室(61)には常に加圧空気が供給されるので、地震時に水平方向にすべりが生じると共に地震時の揺れを吸収して振動を抑えるので、地震時の水平方向の揺れを建物構造体(16)に直接作用しないようにすることができる。【００１５】
（第一の発明のバリエーション２）
第一の発明は、以下のようなバリエーションを提供することもできる。
すなわち、前記すべり面(63)の一方の面に滑りプレート(64)を設け、かつ他方の面にオイルレスベアリング(65)を設けて摺動・密閉構造とするものである。【００１６】
（作用）
滑りプレート(64)とオイルレスベアリング(65)を設けることで、すべり面(63)の摺動・密閉性を向上させることができる。【００１７】
（第一の発明のバリエーション３）
第一の発明は、以下のようなバリエーションを提供することもできる。
すなわち、前記すべり面(63)に、無端環状のシール部材(66)を設けて密閉構造とするものである。【００１８】
（作用）
すべり面(63)に、無端環状のシール部材(66)を設けることで、すべり面(63)の密閉性を向上させることができる。【００１９】
（第一の発明のバリエーション４）
第一の発明は、以下のようなバリエーションを提供することもできる。
すなわち、前記回転ベース部(15)の回転中心(C)から水平で外側に向けて放射状に延びる線上に地震時の揺れを吸収して振動を抑える複数の振動減衰装置を設けたものである。【００２０】
（作用）
複数の振動減衰装置が回転ベース部(15)の回転中心(C)から水平で外側に向けて放射状に延びる線上に配置されることで、地震時の水平方向の揺れを確実に吸収して振動を抑えることができる。【００２１】
（第二の発明）
本願における第二の発明は、地中に固定する基礎部(12)と、その基礎部(12)の上面に回転装置(13)および免震装置(14)を介して水平に回転する平板状の回転ベース部(15)と、その回転ベース部(15)の上面に当該回転ベース部(15)の回転中心(C)の周囲にフロアまたは複数の住戸を設けた建物構造体(16)と、から構成する回転免震建物構造(10)に係り、  以下の回転装置(13)のいずれかと、以下の免震装置(14)のいずれかとの組み合わせで構成する。
前記回転装置(13)は、レールローラ式(20)と、サイドローラ式(30)と、リニアモータ式(40)のいずれかで構成される。
前記レールローラ式(20)は、前記回転ベース部(15)の回転円上に位置する無端環状のレール(21)を、前記基礎部(12)と前記回転ベース部(15)のいずれか一方に設けると共に、前記無端環状のレール(21)に相対的に走行すべく回転駆動される駆動ローラ(22)を少なくとも含む多数のローラ(22)を、前記基礎部(12)と前記回転ベース部(15)のいずれか他方に設けて構成される。
前記サイドローラ式(30)は、前記回転ベース部(15)の下部にその回転円上に円形をなすように設けた回転従動部(31)と、その回転従動部(31)の円周側面に設けた無端環状の従動ギヤ(32)と、その従動ギヤ(32)に噛み合って前記回転従動部(31)を回転駆動する駆動ギヤ(33)を備えた回転駆動部(36)と、から構成される。
前記リニアモータ式(40)は、前記基礎部(12)と前記回転ベース部(15)の間に、前記回転ベース部(15)の回転円上に位置する無端環状のリニアモータ(41)を設けて構成される。
前記免震装置(13)は、アイソレータ式(50)と、ベアリング式(60)と、リニアモータ式(70)のいずれかで構成される。
前記アイソレータ式(50)は、アイソレータ(51)とダンパーとから構成される。
前記ベアリング式(60)は、前記基礎部(12)と前記回転ベース部(15)の間に、オイルレスベアリング(65)等のベアリングと選択的に加圧空気室(61)を設けて構成される。
前記リニアモータ式(70)は、前記基礎部(12)と前記回転ベース部(15)の間に、前記回転ベース部(15)の回転円上に位置する無端環状のリニアモータ(41)を設けて構成される。【００２２】
（作用）
回転ベース部(15)が回転装置(13)によって回転駆動されると、回転ベース部(15)の上面に立設した建物構造体(16)が回転するので、回転ベース部(15)の回転中心(C)の周囲のフロアあるいは複数の住戸は、例えば１か月や半月や１週間などの期間をかけて一周させることができる。
しかも、建物構造体(16)の全体に対する免震装置(14)が設けられていることで、地震時に水平方向にすべりが生じると共に地震時の揺れを吸収して振動を抑えるので、地震時の水平方向の揺れを建物構造体(16)に直接作用しないようにすることができる。【００２３】
（第二の発明のバリエーション１）
第二の発明は、以下のようなバリエーションを提供することもできる。
すなわち、前記ベアリング式免震装置(60)は、前記基礎部(12)と前記回転ベース部(15)のいずれか一方に設けて常に加圧空気を供給する加圧空気室(61)と、その加圧空気室(61)の側壁(62)における前記基礎部(12)と回転ベース部(15)の隙間を摺動・密閉構造としたすべり面(63)と、から構成されるものである。【００２４】
（作用）
加圧空気室(61)の側壁(62)における基礎部(12)と回転ベース部(15)の隙間がすべり面(63)で摺動・密閉構造とされ、加圧空気室(61)には常に加圧空気が供給されるので、地震時に水平方向にすべりが生じると共に地震時の揺れを吸収して振動を抑えるので、地震時の揺れを建物構造体(16)に直接作用しないようにすることができる。【００２５】
（第二の発明のバリエーション２）
第二の発明は、以下のようなバリエーションを提供することもできる。
すなわち、前記すべり面(63)の一方の面に滑りプレート(64)を設け、かつ他方の面にオイルレスベアリング(65)を設けて摺動・密閉構造とするものである。【００２６】
（作用）
滑りプレート(64)とオイルレスベアリング(65)を設けることで、すべり面(63)の摺動・密閉性を向上させることができる。【００２７】
（第二の発明のバリエーション３）
第二の発明は、以下のようなバリエーションを提供することもできる。
すなわち、前記すべり面(63)に、無端環状のシール部材(66)を設けて密閉構造とするものである。【００２８】
（作用）
すべり面(63)に、無端環状のシール部材(66)を設けることで、すべり面(63)の密閉性を向上させることができる。【００２９】
（第二の発明のバリエーション４）
第二の発明は、以下のようなバリエーションを提供することもできる。
すなわち、前記回転ベース部(15)の回転中心(C)から水平で外側に向けて放射状に延びる線上に地震時の揺れを吸収して振動を抑える複数の振動減衰装置を設けたものである。【００３０】
（作用）
複数の振動減衰装置が回転ベース部(15)の回転中心(C)から水平で外側に向けて放射状に延びる線上に配置されることで、地震時の水平方向の揺れを確実に吸収して振動を抑えることができる。
【発明の効果】
【００３１】
請求項１から請求項５に記載の発明によれば、建物の大小に左右されることなく免震機能を備えつつ回転可能な建物となり、安全快適で機能的な回転免震建物を実現可能とする建物用回転免震装置を提供することができた。【００３２】
請求項６から請求項１０に記載の発明によれば、建物の大小に左右されることなく免震機能を備えつつ回転可能な建物となり、安全快適で機能的な回転免震建物構造を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本願発明の実施形態の建物用回転免震装置を備えた回転免震建物構造を示す概略的な斜視図である。
【図２】図１の建物構造体の階上の概略的な構造を示す平面図である。
【図３】図１の回転免震建物構造においてレールローラ式回転装置とアイソレータ式免震装置を組み合わせた建物用回転免震装置を示す縦断面図である。
【図４】図１の回転免震建物構造におけるレールローラ式回転装置のレール、ローラおよびモータの配置状態を示す平面図である。
【図５】図３の部分的な拡大図である。
【図６】（Ａ）はレール、ローラおよびモータの拡大側面図で、（Ｂ）は（Ａ）の平面図である。
【図７】図１の回転免震建物構造においてサイドローラ式回転装置とベアリング式免震装置を組み合わせた建物用回転免震装置を示す縦断面図である。
【図８】図１の回転免震建物構造におけるサイドローラ式回転装置の駆動ギヤおよびモータの配置状態を示す平面図である。
【図９】（Ａ）は図７の部分的な拡大図で、（Ｂ）および（Ｃ）は（Ａ）を部分的にさらに拡大した拡大図である。
【図１０】図８の部分的な拡大図である。
【図１１】図１の回転免震建物構造において回転装置と免震装置をリニアモータ式とした建物用回転免震装置を示す縦断面図である。
【図１２】図１の回転免震建物構造におけるリニアモータの配置状態を示す平面図である。
【図１３】本願発明の別の実施形態の回転免震建物構造を示す概略的な縦断面図である。
【図１４】図１３の建物構造体の階上の概略的な構造を示す平面図である。
【図１５】本願発明の別の実施形態の回転免震建物構造を示す概略的な縦断面図（２）である。
【図１６】本願発明の別の実施形態の回転免震建物構造を示す概略的な縦断面図（３）である。
【図１７】本願発明の別の実施形態の回転免震建物構造を示す概略的な縦断面図（４）である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本願発明の実施形態に係る建物用回転免震装置および前記装置を用いた回転免震建物構造について図面を参照して説明する。
図１〜図３を参照するに、本実施形態に係る回転免震建物構造１０は、マンション等の集合住宅、オフィスビル、ホテル、あるいはその他の建物に適用されるものである。回転免震建物構造１０の基本構造としては、地中に固定する基礎部１２と、その基礎部１２の上面に回転装置１３および免震装置１４を介して水平に回転する平板状の回転ベース部１５と、その回転ベース部１５の上面に設けた建物構造体１６と、から構成される。
【００３５】
一方、本実施形態に係る建物用回転免震装置１１は、前記基礎部１２と、その基礎部１２の上面に回転装置１３および免震装置１４を介して水平に回転する平板状の回転ベース部１５と、から構成される装置である。
したがって、上述した回転免震建物構造１０は、上記の建物用回転免震装置１１の回転ベース部１５の上面に建物構造体１６を設けたものである。
【００３６】
より詳しく説明する。上記の建物構造体１６にかかる荷重には、建物自体の固定荷重、人や家具などの積載荷重が垂直方向にかかる鉛直荷重と、地震力や台風の風圧力などによる水平荷重がある。建物構造体１６は、それらの鉛直荷重と水平荷重による、所謂、建物全体にかかる建物荷重に対して耐久性を備えたものとする必要がある。
【００３７】
本実施形態の建物構造体１６としては、例えば大型の２０階建ての高層ビル８０を例とする。その高層ビル８０の概略重量は５万トンとなる。その形状の概略は、図１に示すように、水平で断面円形の中央吹抜８１が鉛直方向に向けて通過するほぼ円筒形状をなしており、前記中央吹抜８１の断面円形の中心が回転ベース部１５の水平の回転中心Ｃにほぼ位置して回転ベース部１５の上面に立設されている。
【００３８】
高層ビル８０の水平断面外形は、図１および図２に示すように、８箇所の突出部８２が水平の回転中心Ｃから放射状に形成されており、各突出部８２に水平でほぼ四角形の２つの住戸８３が設けられている。したがって、各階毎に回転中心Ｃの周囲に合計１６の住戸８３が設けられている。また、各住戸８３の外側にバルコニー８４が設けられており、１６の住戸８３と中央吹抜８１との間には開放廊下８５が設けられている。
また、上記の各突出部８２の間の凹んだ部分には鉛直方向に８箇所の外側吹抜８６が形成され、前記各外側吹抜８６には鉛直方向に走行するエレベータ８７が設けられている。各エレベータ８７は各階の開放廊下８５に停止する構成である。一方、中央吹抜８１には各階の開放廊下８５を結ぶ非常階段８８が２つ設けられている。なお、符号８９は梁である。
【００３９】
基礎部１２は、上記の建物荷重を支える土台であり、建物１６の荷重を分散して地盤ＧＬに伝える構造を有するものである。建物１６の構造や地盤ＧＬの状況により鉄筋コンクリート製のベタ基礎や杭基礎などの種々の形態が採用されるもので、特に限定されない。
【００４０】
回転ベース部１５は、図１に示すように、ほぼ平板状の回転円板をなし、その上面に建物構造体１６を立設する。前述したように基礎部１２の上面で回転装置１３により水平に回転する構成であり、かつ、免震装置１４により免震される構成である。なお、平板状の回転円板の下面には図３に示すように大梁１７ａと小梁１７ｂとを設けている。
【００４１】
一般的に、耐震構造の建物は、強さと粘りを持たせた構造体となっているが、水平荷重がかかると上層ほど大きな地震力を受けることになる。免震構造は基礎部１２から上の建物構造体１６を免震装置１４により、地震力による水平方向の激しい動きを吸収して緩やかに抑えるものである。建物１６の全体を免震装置１４で緩やかに揺れるようにする構造である。
【００４２】
次に、本願発明の実施形態の主要部を構成する回転装置１３および免震装置１４について詳しく説明する。
回転装置１３は、レールローラ式２０と、サイドローラ式３０と、リニアモータ式４０のいずれかで構成される。一方、免震装置１４は、アイソレータ式５０と、ベアリング式６０と、リニアモータ式７０のいずれかで構成される。
本実施形態では、上記のレールローラ式２０、サイドローラ式３０、リニアモータ式４０の回転装置１３のいずれかと、上記のアイソレータ式５０、ベアリング式６０、リニアモータ式７０の免震装置１４のいずれかとの組み合わせで構成する。
【００４３】
図３〜図６に示す第１の実施形態は、レールローラ式回転装置２０とアイソレータ式免震装置５０の組み合わせである。
レールローラ式回転装置２０は、図３および図４に示すように、大径と小径の２本の無端環状のレール２１が回転ベース部１５の回転円上に位置して当該回転ベース部１５の下面に設けられており、前記各レール２１を走行すべく回転駆動される多数のローラ２２が前記各レール２１を支持するように、ドーナツ型円板形状のベースプレート２３の上面に配置されている。
【００４４】
本実施形態では、図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、モータ２４等の回転駆動装置が各ローラ２２にカップリング等の連結装置２５で直結して各ローラ２２を回転駆動している。しかし、これに限定されず、多数の従動ローラと多数の駆動ローラを組み合わせて配置し、その駆動ローラを回転駆動装置で直接または伝達駆動手段で間接的に回転駆動することもできる。なお、複数のモータ２４は、コンピュータ制御により同期して回転する。
【００４５】
なお、無端環状のレール２１と多数のローラ２２の上下の位置関係は、上述した場合と逆であっても良い。レール２１が上にあればレール２１にゴミが溜まらないというメリットがある。また、無端環状のレール２１の本数は、上記の２本に限定されず、３、４本あるいはそれ以上でも良い。レール２１の本数が多い方がより多くのローラ２２を設けるので建物構造体１６の荷重を分散して支持する点で安定する。この場合、各ローラ２２を回転駆動するモータ２４に小型化のものを使用することで、多くのモータ２４を使用して各ローラ２２を回転駆動できる。
なお、回転ベース部１５は、常時、回転するのではなく、地震が発生した非常時に回転停止することもできる。この場合、地震の初動でモータ２４のスイッチがＯＦＦになる構成とすることもできる。また、地震時にレール２１からローラ２２が脱輪することを防止するために、ローラ２２の溝部を深くするなど公知の脱輪防止技術を採用するとよい。
【００４６】
アイソレータ式免震装置５０は、例えば、１個のアイソレータ５１と２個のダンパー（図示省略、以下同じ）で１セットの組み合わせを構成し、多数のアイソレータ５１とダンパーのセット数がベースプレート２３と基礎部１２との間に配置されている。但し、建物の構造によって、アイソレータ５１とダンパーを組み合わせる数は異なる。
【００４７】
アイソレータ５１は、地震力ができるだけ建物に伝わらないように水平方向に柔らかく動きやすくし、かつ建物重量を常時安定して支えるもので、積層ゴム、すべり支承、転がり支承等がある。
積層ゴムは、薄いゴムシートと鋼板を交互に重ね合わせたもので、すべり支承と転がり支承は摩擦抵抗をできるだけ少なくしたものである。すべり支承は、建物の重さを支持しながら、地震時にすべりが生じる部材であり、転がり支承は、建物の重さを支持しながら、地震時に転がりが生じる部材である。本実施形態では積層ゴムが使用されている。
【００４８】
ダンパーは、地震力による建物の揺れ幅や速度のエネルギーを吸収することで振動を抑える、いわゆる減衰機能を有する機能部材である。鉛ダンパーやスチールダンパーやオイルダンパー、あるいはその他の形態がある。
【００４９】
なお、図５に示すように、回転ベース部１５の外周端と地面ＧＬとの間には、例えば数十ｃｍほどのクリアランスを設け、このクリアランスを塞ぐためのカバー板１８が設けられている。地震時にはカバー板１８が破壊されるか、あるいは外れる程度に設けられている。さらに、カバー板１８の外側には安全のための柵１９が設けられている。
【００５０】
上記構成により、ローラ２２の回転駆動装置である多数のモータ２４をコンピュータ制御により同期して回転することで、回転ベース部１５が回転し、５万トンの重量を有する２０階の高層ビル８０（建物構造体１６）が回転することになる。本実施形態では回転ベース部１５の回転速度は１か月（３０日）で１回転するというゆっくりとした回転速度である。一例として、回転ベースの直径が７２，８００ｍｍ（７２．８メートル）の場合、その円周長さが２２８，５９２ｍｍであるので、１か月（３０日）で１回転する回転速度の場合は回転ベース部１５の外周上の回転速度が１時間で３１７．４８ｍｍの割合で回転することになる。したがって、２０階建ての大型の高層ビル８０の建物構造体１６は極めてゆっくりと回転し、各階には回転ベース部１５の回転中心Ｃの周囲に１６の住戸８３が配置されているので、日照や景観の状況が変化することになる。その結果、ある期間は北側に位置する住戸８３でも、南向きの住戸８３に変化することになり、すべての住戸８３には日照や景観の状況が均等に提供されることになる。
【００５１】
建物１６の回転速度は、例えば半月や一週間などの短期間に１回転するように設定することで、すべての住戸８３に対してバランスよく環境を変化させることができる。特に夏場では、日当たりが良いと暑すぎることになるが、建物全体を回転させることにより、全住戸８３の室内温度を調整することに寄与する。この場合、建物１６の回転速度に応じて空調設備を活用することにより、建物全体の室内温度の調整を効率よく行い、生活環境を向上させることができる。
一方、建物１６がホテルの場合は、数十分から数時間で一回転させることにより、宿泊客に対して日照や景観などの均等なサービスを提供することができる。
【００５２】
アイソレータ式免震装置５０が設けられていることで、地震時にアイソレータ５１の積層ゴムにより水平方向にすべりが生じると共にダンパーにより地震時の揺れを吸収して振動を抑える。したがって、地震時の水平方向の揺れを建物構造体１６に直接作用しないようにすることができ、安全な建物１６を提供することができる。
以上のように、安全快適で機能的な回転免震建物構造１０を提供することができる。
【００５３】
図７〜図１０に示す第２の実施形態は、サイドローラ式回転装置３０とベアリング式免震装置６０の組み合わせである。
サイドローラ式回転装置３０は、回転ベース部１５の回転円上に外周円形をなすドーナツ型の回転従動部３１が回転ベース部１５の下部に突設されており、その回転従動部３１の外周側面には無端環状の従動ギヤ３２が設けられている。さらに、前記従動ギヤ３２に噛み合って前記回転従動部３１を回転駆動する駆動ギヤ３３と、その駆動ギヤ３３をチェーンおよびスプロケット等の回転伝達手段３４で回転駆動するモータ３５（回転駆動装置）と、から構成される回転駆動部３６が、前記回転従動部３１の外側に位置して基礎部１２の上面に配置されている。
【００５４】
その回転駆動部３６は、多数の駆動ギヤ３３と各駆動ギヤ３３に対応して回転駆動する多数のモータ３５が図８に示すように従動ギヤ３２の全周に亘って外側にほぼ等間隔で配置されている。なお、多数のモータ３５は、コンピュータ制御により同期して回転する構成である。
【００５５】
ベアリング式免震装置６０は、まず、上記の回転従動部３１の下面と基礎部１２の上面との間に加圧空気室６１が設けられており、その加圧空気室６１に加圧空気が常時供給される加圧空気層を形成する構成となっている。
【００５６】
また、回転従動部３１の下面と加圧空気室６１の側壁６２の上面との間は、図９（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すように、すべり面６３が形成されることになり、そのすべり面６３には、一方の回転従動部３１の下面に鉄板の滑りプレート６４を設け、他方の加圧空気室６１の側壁６２の上面にオイルレスベアリング６５を設けることで、側壁６２を含む基礎部１２と回転従動部を含む回転ベース部１５の間隙を摺動・密閉構造とするとともに、加圧空気室６１内の加圧空気がオイルレスベアリング６５と滑りプレート６４の間で漏れないような密閉構造とすることになる。これにより、地震時に水平方向にすべりが生じると共に地震時の揺れを吸収して振動を抑えるので、地震時の揺れを建物構造体１６に直接作用しないようにすることができる。
なお、その密閉構造の他の実施例としてはすべり面６３にＯリング６６などの無端環状のシール部材で加圧空気室６１の密閉構造とすることができる。
【００５７】
図９に示すように、滑りプレート６４とオイルレスベアリング６５とシール部材の両者を設けることもできる。回転従動部３１には滑りプレート６４を支持するための例えばＨ鋼６７を内蔵して補強することで、滑りプレート６４とオイルレスベアリング６５の密閉性を向上させている。
【００５８】
回転駆動部３６における駆動ギヤ３３およびモータ３５の各セットには、回転従動部３１の回転中心Ｃと駆動ギヤ３３とを結ぶ線上方向の地震時の揺れを吸収して振動を抑える、いわゆる減衰機能を有する振動減衰装置としての例えばアブソーバ６８が設けられている。
【００５９】
上記構成により、サイドローラ式回転装置３０の多数のモータ３５をコンピュータ制御により同期して回転することで、多数の駆動ギヤ３３が同期して回転し、多数の駆動ギヤ３３に噛み合う従動ギヤ３２を介して回転従動部３１並びに回転ベース部１５が回転し、５万トンの重量を有する２０階の高層ビル８０（建物構造体１６）が回転することになる。建物１６の回転速度や建物１６の回転による作用、効果は前述した第１の実施形態の場合とほぼ同様であるので、詳しい説明は省略する。
【００６０】
ベアリング式免震装置６０が設けられていることで、地震時に加圧空気室６１の加圧空気層により基礎部１２と回転ベース部１５との間ですべりが生じると共にアブソーバ６８により地震時の揺れを吸収して振動を抑えるので、地震時の揺れが建物構造体１６に直接作用しないようにすることができ、安全な建物１６を提供することができる。
以上のように、安全快適で機能的な回転免震建物構造１０を提供することができる。
【００６１】
図１１および図１２に示す第３の実施形態は、リニアモータ式回転装置４０とリニアモータ式免震装置７０の組み合わせである。この場合は、一つのリニアモータ４１で回転装置１３と免震装置１４の両者を兼ねることができる。
すなわち、図１１および図１２に示すように、大径と小径の２つの無端環状のリニアモータ４１が回転ベース部１５の回転円上に位置して基礎部１２と回転ベース部１５の間に設けられている。リニアモータ４１は、例えば、基礎部１２側に設けた固定電磁石４２と、回転ベース部１５側に設けた可動電磁石４３と、から構成されている。固定電磁石４２と可動電磁石４３はいずれも回転ベース部１５の回転円方向にＮ極とＳ極が交互に配置されている。
【００６２】
可動電磁石４３の磁極は変化せず、固定電磁石４２の磁極はＮとＳに交互に変化させ、この変化を繰り返していくことにより異極同士の引力で可動電磁石４３が移動し回転ベース部１５が回転することになる。固定電磁石４２の磁極変化の時間間隔によって速度を調整することができ、回転装置１３の機能を有することになる。
【００６３】
さらに、固定電磁石４２と可動電磁石４３が同極同士では反発力が生じるので、可動電磁石４３が固定電磁石４２より僅かに浮上した状態で移動することになる。このように浮上した状態が、免震装置１４（リニアモータ式免震装置７０）の機能を有することになる。すなわち、磁石４２、４３間の浮上力により、地震時に可動電磁石４３と固定電磁石４２の間ですべりが生じることになる。
【００６４】
また、断面Ｌ字形状で無端環状のガイドレール４４が回転ベース部１５の下面に突設しており、そのガイドレール４４に対して上下方向を規制するガイドローラ４５と、水平方向を規制するアブソーバ７１が基礎部１２に設けられている。すなわち、複数のアブソーバ７１が前記回転ベース部１５の回転中心Ｃから水平で外側に向けて放射状に延びる線上に、地震時の揺れを吸収して振動を抑えるように設けられている。前記アブソーバ７１は地震時の揺れを吸収して振動を抑える、いわゆる減衰機能を有する振動減衰装置である。
【００６５】
上記構成により、リニアモータ式回転装置４０であるリニアモータ４１の駆動により回転ベース部１５が回転し、５万トンの重量を有する２０階の高層ビル８０（建物構造体１６）が回転することになる。建物１６の回転速度や建物１６の回転による作用、効果は前述した第１の実施形態の場合とほぼ同様であるので、詳しい説明は省略する。
【００６６】
リニアモータ式免震装置７０であるリニアモータ４１が設けられていることで、地震時に固定電磁石４２と可動電磁石４３との間ですべりが生じると共にアブソーバ７１により地震時の揺れを吸収して振動を抑える。したがって、地震時の水平方向の揺れが建物構造体１６に直接作用しないようにすることができ、安全な建物１６を提供することができる。
以上のように、安全快適で機能的な回転免震建物構造１０を提供することができる。
【００６７】
次に、別の実施形態の建物構造体１６について説明する。
図１３および図１４に示す建物構造体１６は、６０階建ての超高層ビル１００である。その形状の概略は、水平で断面がほぼ円形状をなしており、各階の中央には洗面所や倉庫や機械室等の共用コア部分１０１が設けられており、鉛直方向に走行する複数のエレベータ１０２が設けられている。
【００６８】
各階の中央エリア１０１を結ぶ非常階段１０３が設けられている。各階では共用コア部分１０１の周囲、つまり回転ベース部１５の水平の回転中心Ｃの周囲が専用部分１０４となっている。この専用部分１０４に自由に仕切り壁（図示しない）を設けて種々の用途に使用できる構成である。
なお、建物用回転免震装置１１は、前述した実施形態と同様であるので、詳しい説明は省略する。
【００６９】
以上のように、本実施形態における建物構造体１６としては、基本的には回転ベース部１５の回転中心Ｃの周囲にフロアあるいは複数の住戸を設けたものであり、中央吹抜８１、９１が有る構造でもあるいは無い構造でも、前述したようにマンション等の集合住宅、オフィスビル、ホテル、あるいはその他の建物にも適用され、鉄筋コンクリートや木造などの種々の構造体にも適用されるものである。
【００７０】
したがって、上記のいずれの形態の建物構造体１６が前述した実施形態と同様の建物用回転免震装置１１の回転ベース部１５の上面に立設することで、本実施形態に係る回転免震建物構造１０となる。なお、本実施形態に係る回転免震建物構造１０は、基礎部１２と建物構造体１６とが切り離されているので転倒のおそれを想定すると、地震時における建物構造体１６の転倒を防止するために、公知の転倒防止技術を採用するとよい。
【００７１】
さらに、別の実施形態の回転免震建物構造１０について説明する。
まず、図１５に示す回転免震建物構造１０は、ベースプレート２３の両端部が略Ｌ字形に折曲されて建物構造体１６の躯体と係止する係止部２６を形成している（図１６及び図１７に同じ）。これによって、地震時における建物構造体１６（特に高層建物）の転倒を確実に防止することもできる。
また、同回転免震建物構造１０は、地下階に給水設備１１０を設けている。給水設備１１０は、ベースプレート２３上に設けれた鉛直状の配管１１２からドーナツ状に形成された受水槽１１３へ配水される。この受水槽１１３は、配管から接続される受水槽配管接続部１１４と受水槽本体部１１５によって構成されている。受水槽本体部１１５は、受水槽配管接続部１１４（不動）の下を回転ベース部１５の回転に従って回転しながら配水された水を貯留する。なお、受水槽配管接続部１１４と受水槽本体部１１５の摺動部分はオイルレスベアリング等の公知の手段を用いるとよい。そして、受水槽１１３に貯留された水は、高層系統加圧給水ポンプ１１６によって高層階へ、低層系統加圧給水ポンプ１１７によって低層階へそれぞれ配水される。
【００７２】
次に、図１６に示す回転免震建物構造１０は、地下階に排水設備１２０を設けている。この排水設備１２０は、各階より集められた雑排水をドーナツ状に形成された雑排水桝１２２に一旦貯留し、その後雑排水槽１２４に集められる。同様に各階より集められた汚水をドーナツ状に形成された汚水桝１２３に一旦貯留し、その後汚水槽１２６に集められる。そして、雑排水槽１２４に集められた雑排水及び汚水槽１２６に集められた汚水は排水ポンプ１２５，１２７によって排水桝１２８に合流されて建物外へ排水される。なお、雑排水桝１２２及び汚水桝１２３の構造は上記受水槽１１３と同様に、不動部と可動部によって構成される。
【００７３】
また、図１７に示す回転免震建物構造１０は、地下階に電気設備１３０を設けている。この電気設備１３０は、変電設備１３２を備えて、そこから送電端部１３３が延伸している。そして、送電端部１３３がドーナツ状に形成されるとともに回転ベース部１５の回転に従って回転する受電端部１３４と接続して、各階に電気が配電される。なお、送電端部１３３は、受電端部１３４との接続を確実なものとするために、刷毛状や板状等のものであったもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本願発明は、高層、低層にかかわらず、マンション等の集合住宅、オフィスビル、ホテル、あるいはその他の建物にも、鉄筋コンクリートや木造などの種々の構造体にも、ほとんどの建物構造体に幅広く適用される。
【符号の説明】
【００７５】
１０  回転免震建物構造                  １１  建物用回転免震装置
１２  基礎部                            １３  回転装置
１４  免震装置                          １５  回転ベース部
１６  建物構造体（建物）                １７ａ  大梁
１７ｂ  小梁                            １８  カバー板
１９  柵
２０  レールローラ式回転装置            ２１  レール
２２  ローラ                            ２３  ベースプレート
２４  モータ（回転駆動装置）            ２５  連結装置
２６  係止部
３０  サイドローラ式回転装置            ３１  回転従動部
３２  従動ギヤ                          ３３  駆動ギヤ
３４  回転伝達手段                 ３５  モータ（回転駆動装置）
３６  回転駆動部
４０  リニアモータ式回転装置            ４１  リニアモータ
４２  固定電磁石                        ４３  可動電磁石
４４  ガイドレール                      ４５  ガイドローラ
５０  アイソレータ式免震装置            ５１  アイソレータ
６０  ベアリング式免震装置              ６１  加圧空気室
６２  側壁                              ６３  すべり面
６４  滑りプレート                      ６５  オイルレスベアリング
６６  Ｏリング（シール部材）            ６７  Ｈ鋼
６８  アブソーバ（振動減衰装置）
７０  リニアモータ式免震装置            ７１  アブソーバ（振動減衰装置）
８０  高層ビル（大型）                  ８１  中央吹抜
８２  突出部                            ８３  住戸
８４  バルコニー                        ８５  開放廊下
８６  外側吹抜                          ８７  エレベータ
８８  非常階段                          ８９  梁
１００  超高層ビル（基準階）            １０１  共用コア部分
１０２  エレベータ                 １０３  非常階段
１０４  専用部分
１１０  給水設備                        １１２  配管
１１３  受水槽                          １１４  受水槽配管接続部
１１５  受水槽本体部                    １１６  高層系統加圧給水ポンプ
１１７  低層系統加圧給水ポンプ
１２０  排水設備                        １２２  雑排水桝
１２３  汚水桝                          １２４  雑排水槽
１２５  排水ポンプ                      １２６  汚水槽
１２７  排水ポンプ                      １２８  排水桝
１３０  電気設備                        １３２  変電設備
１３３  送電端部                        １３４  受電端部
【図１】
2010147093.tif 000003
【図２】
2010147093.tif 000004
【図３】
2010147093.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010147093.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2010147093.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2010147093.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
2010147093.tif 000019
【国際調査報告】
2010147093.tif 000020
2010147093.tif 000021
2010147093.tif 000022
2010147093.tif 000023
2010147093.tif 000024
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