(57)【要約】      （修正有）【課題】建造物の制震技術において、廃タイヤや廃ゴムを用いてリサイクルに資し、廉価でシンプルな制震体を提供する。【解決手段】廃タイヤ１ａのホイール開口部２ａを、弾性材、好ましくは廃チューブなどの廃ゴムで作った被覆板４ａを接着または溶着して、廃タイヤ中空部３ａを密封するが、密封前に注入口５を設け、廃タイヤ中空部３ａ内に質量が大きく、劣化や気化が極めて少ない顆粒状・ゾル状あるいは液状の流動体６、例えば低コストの砂を注入した後に密封してなる、建造物または建造物基礎における制震体７ａを提供する。【選択図】図１
2007057005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃タイヤのホイール開口部に被覆板を接着または溶着して、廃タイヤ中空部を密封するが、密封前に注入口を設け、廃タイヤ中空部内に、震動外力に反応してその中空部内を流動することが可能な流動体を注入し、その後に密封して形成したことを特徴とする制震体。
【請求項２】
廃タイヤ中空部内に、流動体に替えて、震動外力に反応してその中空部内を回転・移動することが可能な球体を挿入したことを特徴とする請求項1記載の制震体。
【請求項３】
廃タイヤ中空部内に、流動体に替えて、震動外力に反応してその中空部内を回転・移動することが可能なリングを挿入したことを特徴とする請求項1記載の制震体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性力と質量慣性力による制震体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の制震技術には、建物の震動周期に同調して揺れる振り子を用いたTMD（Tuned Mass Damper）や建物が震動するときに変位が生ずる2点間をダンパーでつなぐ付加ダンパーなどのパッシブ制震があり、またはアクチュエータをコンピュータ制御して錘を動かし、その反力で建物の揺れを抑えるAMD（Active Mass Damper）やブレース等の軸力を制御するABS（Active Brace System）などのアクティブ制震がある。(例えば、特許文献1〜４参照)
【特許文献１】特開２００２−３７２０９２号公報
【特許文献２】特許第３２３５０７３号公報
【特許文献３】特許第３３７４３３６号公報
【特許文献４】特開２００４−２３２２０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のＴＭＤは風による建物の揺れを抑えるのに適し、地震に対する制震効果はあまり期待できなかった。また、ＡＭＤは風や中小規模の地震の揺れには有効であるが、ＴＭＤ、ＡＭＤともに規模による性能限界があり、大地震時には建物に損傷を与えない安全装置が必要であった。大地震の揺れを効果的に抑えるには摩擦ダンパー・粘弾性ダンパーなどの付加ダンパーや極低降伏点鋼などのエネルギー吸収機構が有効であるが、付加ダンパーは小型化が困難で一般住宅には不適であり、粘弾性ダンパーは機械的特性が温度依存性を持ち、性能が温度によって左右されるという欠点があった。また、極低降伏点鋼を用いたダンパは、塑性変形時に加工硬化、歪劣化する特徴があり、地震後に点検、交換を行う必要があった。一般的問題として、どの制震構造も技術構成が高度で複雑であり、製造・施工ともに高コストになるなどの問題点があった。
【０００４】
本発明は、このような従来の制震技術が有していた問題を解決しようとするものであり、弾性体である廃タイヤを用い、その中空部内に質量の大きい動体を封入し、震動外力に応力する弾性力と慣性力によって震動エネルギーを減衰するという、シンプルで技術的課題発生の少ない制震体を、廉価で簡易な製造方法により製品化し、流通を可能にして経済効果を高め、なおかつ廃タイヤや廃ゴムを用いてリサイクルに資することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するためなされた本発明に係る請求項１記載の制震体は、廃タイヤのホイール開口部に被覆板を接着または溶着して、廃タイヤ中空部を密封するが、密封前に注入口を設け、廃タイヤ中空部内に、震動外力に反応してその中空部内を流動することが可能な流動体を注入し、その後に密封して形成したことを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の制震体は、請求項１記載の制震体において、廃タイヤ中空部内に、流動体に替えて、震動外力に反応して廃タイヤ中空部内を回転・移動することが可能な球体を挿入したことを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載の制震体は、請求項１記載の制震体において、廃タイヤ中空部内に、流動体に替えて、震動外力に反応して廃タイヤ中空部内を回転・移動することが可能なリングを挿入したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
上記の制震体は、その廃タイヤ中空部内に封入した流動体・球体またはリングが震動外力に反応して、回転・移動することによる慣性応力によって震動エネルギーを減衰する。
【０００９】
上記制震体は、ドーナツ型の廃タイヤ中空部内に封入した流動体・球体またはリングが震動外力に反応して、その中空部に沿って円運動をしながら回転、移動することによる遠心力によって、震動エネルギーを分散、減衰する。
【００１０】
上記制震体の本体として用いた廃タイヤは、タイヤ本来の弾性体としての特性により、建造物の基礎地盤、構造体間または制震体相互間において、震動外力によって伸縮・引張・歪み・摩擦を生じ、その結果、弾性応力が震動エネルギーを減衰する。
【００１１】
上記制震体の本体である廃タイヤは円形なので、どの方向からの震動に対しても、均一の制震効果が得られる。
【００１２】
上記制震体による制震構造層は、廃タイヤおよび廃ゴムで形成する多量の制震体によって構成することから、産業廃棄物としてその処理が課題となっている廃タイヤおよび廃ゴムを大量にリサイクルすることができる。
【００１３】
上記制震体は、その本体に廃タイヤおよび廃ゴムを、封入する動体に砂・コンクリート・再生鉄などを原材料に用い、また、製品加工が簡易であるので生産コストが廉価である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１は請求項１の制震体の製造工程を表わす斜視図である。図１の廃タイヤ１ａのホイール開口部２ａを、弾性材、好ましくは廃チューブなどの廃ゴムで作った被覆板４ａを接着または溶着して、廃タイヤ中空部３ａを密封するが、密封前に注入口５を設け、廃タイヤ中空部３ａ内に、震動外力に反応してその中空部３ａ内を流動することが可能で質量が大きく、劣化や気化が極めて少ない顆粒状・ゾル状あるいは液状の流動体６、例えば低コストの砂を注入した後に密封し、一つの制震体７ａを形成する。流動体６の注入量は、廃タイヤ中空部３ａ内をスムーズに流動して偏在することが可能な、廃タイヤ中空部容積の３０〜５０パーセント量が好ましい。
【００１５】
図２は請求項２の球体を挿入した制震体の製造工程を表わす斜視図である。図２の廃タイヤ中空部３ｂ内に、震動外力に反応してその中空部３ｂ内を回転・移動することが可
能な質量の大きい球体８、例えば低コストのコンクリート球を、廃タイヤ１ｂのホイール開口部２ｂから廃タイヤ中空部３ｂに挿入し、ホイール開口部２ｂを弾性材、好ましくは廃チューブなどの廃ゴムで作った被覆板４ｂで接着または溶着して密封し、一つの制震体７ｂを形成する。球体８は、廃タイヤ中空部３ｂ内をスムーズに回転しながら移動できる大きさとする。
【００１６】
図３は請求項３のリングを挿入した制震体の製造工程を表わす斜視図である。図３の廃タイヤ中空部３ｃ内に、震動外力に反応してその中空部３ｃ内を回転・移動することが可能な質量の大きい重錘リング９、例えば内周を肉薄、外周を肉厚に作った鋼鉄製のリングを、廃タイヤ１ｃのホイール開口部２ｃから廃タイヤ中空部３ｃに挿入し、ホイール開口部２ｃを弾性材、好ましくは廃チューブなどの廃ゴムで作った被覆板４ｃで接着または溶着して密封し、一つの制震体７ｃを形成する。重錘リング９は、廃タイヤ中空部３ｃ内をスムーズに回転しながら移動できる大きさとする。
【００１７】
図４の（ａ）は前記制震体７ａ、（ｂ）は制震体７ｂ、（ｃ）は制震体７ｃの透視平面図である。
廃タイヤ中空部３ａ、３ｂ、３ｃに封入した流動体６・球体８またはリング９が、震動外力Ａに反応して、円形中空部に沿って円運動をしながら、回転・移動し、その慣性応力Ｂおよび遠心力Ｃが震動外力Ａを減衰・分散することを表わしている。
【００１８】
図５の（ａ）は前記制震体７ａ、（ｂ）は制震体７ｂ、（ｃ）は制震体７ｃの断面図である。廃タイヤ中空部３ａ、３ｂ、３ｃに封入した流動体６・球体８またはリング９が、震動外力Ａに反応して、円形中空部に沿って円運動をしながら、回転・移動し、その慣性応力Ｂが震動外力Ａを減衰することを表わしている。
【００１９】
つぎに、本発明の制震体を建造物の下部基礎に複数設置してなる基礎制震構造層の施工実施例について、図６の平面図と図７の断面図で説明する。まず、建造物の地盤１０を設計面積に応じて根切り、遮水シート１１を敷き詰める。その上に本発明の制震体７ａ、７ｂ、７ｃを、そのいずれかまたは混合して、できるだけ互いに接するように複数並置し、かつ数段積重ねる。なお、並置する制震体のサイズはマチマチでもよいが、積重ねる制震体どうしは同一サイズが好ましい。つぎに、並置した制震体どうしの間隙部位１３に砕石１４を充填・填圧し、なおかつ、その制震体の芯柱１５である廃タイヤのホイール部位にコンクリート１６を充填して制震体を固定するとともに、この砕石１４とコンクリート１６は建造物の支持体となる。さらにその上に、被覆砕石１７を敷き詰めて整地し、従来の建造物基礎１８を設置し、基礎地盤全体を埋め戻して基礎制震構造層１２を構築する。
【００２０】
つぎに、本発明の制震体を建造物の中階あるいは屋上に設置する中階・屋上制震構造層の施工実施例について、図８の建物スパーン平面図と図９の建物構造図で説明する。まず、建造物の中階の柱１９と梁２０に囲まれたスパーン構造床２１に本発明の制震体７ａ、７ｂ、７ｃを、そのいずれかまたは混合して複数並置し、その上に被覆床２２を張って中階制震構造層２３を構築する。
【００２１】
屋上制震構造層２４の設置の場合も、上記の中階制震構造層２３と同様の工法で構築できる。なお、中階制震構造層２３および屋上制震構造層２４は、地震のみならずビルの風揺れの制震効果をも発揮する。
【００２２】
また、図９の建物構造図のように、中階制震構造層２３、屋上制震構造層２４と基礎制震構造層１２とを、一建造物に併設することでより安全な、より大きい制震効果を提供することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
上述のように本発明の制震体は、もともとタイヤなので比較的に軽量でハンドリングがしやすく、しかも頑強で施工が簡易である。
【００２４】
本発明の制震体は、素材として大量に発生する廃タイヤや廃ゴムをリサイクルするため、環境保全に、また経済効果としても有効であり、しかも生産コストが廉価である。
【００２５】
本発明の制震体は、数種に規格化することによって工場での大量生産が可能であり、もともとタイヤなので、保管・運搬・施工がしやすく、製品として流通の利便性に優れている。
【００２６】
本発明の制震体７ａ、７ｂ、７ｃは、それぞれの構造特性、機能特性およびサイズを選別することによって、一般住宅から高層ビルなどの大型建造物まで、幅広く対応して設置できる。
【００２７】
本発明の制震体の本体に用いる廃タイヤは、資源・環境的に大量リサイクルが期待されており、施工規模を拡大し、道路・擁壁・上下水道・その他の付帯工事と組み合わせて、街区全体を制震造成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る制震体の一実施形態とその製造工程を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る制震体の他の実施形態とその製造工程を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る制震体の別の実施形態とその製造工程を示す斜視図である。
【図４】制震体の機能を説明するための平面図である。
【図５】制震体の機能を説明すいるための断面図である。
【図６】基礎制震構造層の施工平面図である。
【図７】基礎制震構造層の施工断面図である。
【図８】建物中階制震構造層の施工スパーン平面図である。
【図９】建物中階・屋上制震構造層および基礎制震構造層の施工構造図である。
【符号の説明】
【００２９】
１ａ、１ｂ、１ｃ  廃タイヤ
２ａ、２ｂ、２ｃ  ホイール開口部
３ａ、３ｂ、３ｃ  廃タイヤ中空部
４ａ、４ｂ、４ｃ  被覆板
５                注入口
６                流動体
７ａ、７ｂ、７ｃ  制震体
８                球体
９                リング
１０              建造物地盤
１１              遮水シート
１２              基礎制震構造層
１３              制震体どうしの間隙部位
１４              砕石
１５              制震体の芯柱
１６              コンクリート
１７              被覆砕石
１８              従来の建造物基礎
１９              柱
２０              梁
２１              構造床
２２              被覆床
２３              中階制震構造層
２４              屋上制震構造層
【図１】
2007057005.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2007057005.tif 000008
【図７】
2007057005.tif 000009
【図８】
2007057005.tif 000010
【図９】
2007057005.tif 000011