(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎と上部構造物との間に介在された免震装置により基礎に対して水平方向に免震支持される上部構造物を、基礎に対して水平方向に関して解除自在に固定する固定装置であって、夫々被係合孔を有して、基礎及び上部構造物の夫々に固定された基礎側及び上部構造物側の固定体と、基礎側及び上部構造物側の固定体の夫々の被係合孔を通って上下方向に移動自在であると共に基礎側及び上部構造物側の固定体の夫々の被係合孔に位置している場合において基礎側及び上部構造物側の固定体間に位置するような括れ部を有している係合部材と、第一の状態では、基礎側及び上部構造物側の固定体の夫々の被係合孔を通った状態に係合部材を保持し、第二の状態では、上部構造物側の固定体の被係合孔からの係合部材の抜け出しを可能とするように、第一及び第二の状態になる保持手段と、係合部材を上部構造物側の固定体の被係合孔から抜け出させるように付勢する弾性手段とを具備しており、保持手段は、一定以上の地震加速度を検出して自動的に第二の状態になるようになっており、係合部材は、保持手段が第二の状態になった際には、上部構造物側の固定体の被係合孔から抜け出すべく、その自重により移動すると共に弾性部材の弾性力により移動されるようになっている免震構造物の固定装置。
【請求項２】
基礎側及び上部構造物側の固定体の被係合孔を規定する内周面及び係合部材の表面のうちの少なくとも一方には、滑り材からなる滑り層が形成されており、内周面の滑り層の露出面は係合部材の表面に、表面の露出面は固定体の内周面に夫々相対的に摺動自在に接触するようになっている請求項１に記載の免震構造物の固定装置。
【請求項３】
保持手段は、基礎側及び上部構造物側の固定体の夫々の被係合孔を通った状態の係合部材に係合して当該状態を保持する係合片と、水平方向の地震加速度を検出する質量体とを具備しており、一定以上の水平方向の地震加速度の質量体への付加による質量体の移動で、係合片の係合部材への係合を解除するようになっている請求項１又は２に記載の免震構造物の固定装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の免震構造物の固定装置を具備した構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基礎と上部構造物との間に介在された免震装置により基礎に対して水平方向に免震支持される上部構造物を、台風等の強風の際の風圧により揺れないように、基礎に対して水平方向に関して解除自在に固定する固定装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
基礎と上部構造物との間に介在させ、上部構造物を地震から保護し、上部構造物を免震構造物にする免震装置としては、ゴム板と鋼板とを積層した積層ゴム、この積層ゴムに鉛支柱を配した鉛プラグ入り積層ゴム、滑りを用いた滑り支承、ころの転がりを用いたころがり支承等の種々のものがある。
【０００３】
上記のいずれの免震装置も、振動方向である水平方向に対して剛性を低くして、上部構造物を含む振動系の水平方向の固有振動周期を、地震の水平振動の周期よりも長くして、地震による上部構造物の振動を抑えるようにしている。
【０００４】
ところで、水平剛性の低い免震装置は小さい水平方向の力でも応答するため、これに免震支持される上部構造物は、少しの風圧が加わっても、水平方向に揺らされることになり、上部構造物がマンション等の集合住宅、事務所ビル、戸建住宅等の場合には、風圧による横揺れで居住者等に極めて大きな不快感を与える虞がある。
【０００５】
また、滑りを用いた滑り支承又はころがり支承等の場合には、原理的に基礎と上部構造物とが垂直方向に関して固定されないために、強めの風の吹く度に、上部構造物が動いたり、台風等の強風の際の大きな風圧により転倒モーメントが上部構造物に生じ、特に、戸建住宅等の軽荷重の上部構造物では、風圧により転倒の危険も生じる。
【０００６】
上記のような不都合を生じさせないために、強めの風や、台風等の強風時には、手動の固定装置により上部構造物を基礎に固定し、強風が収まった後には、手動の固定装置による固定を解除するようにしてもよいのであるが、不在により手動固定を行うことができない場合には、不快感については問題がないが、風圧による転倒の虞の問題が残り、手動固定解除を失念した場合には、地震が生じたときに免震装置が作動しなくなり、地震による甚大な被害を被る虞があり、免震装置を設置した意味がなくなる。
【０００７】
本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、不在により手動固定を行うことができない場合及び手動固定解除を失念した場合にも、風圧による転倒の虞をなくし得ると共に、一定以上の大きさの地震に対しては免震機能を生じさせることができて、地震による上部構造物等の倒壊等の甚大な被害を防ぎ得る極めてフェールセーフなる免震構造物の固定装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
基礎と上部構造物との間に介在された免震装置により基礎に対して水平方向に免震支持される上部構造物を、基礎に対して水平方向に関して解除自在に固定する本発明の第一の態様の免震構造物の固定装置は、夫々被係合孔を有して、基礎及び上部構造物の夫々に固定された基礎側及び上部構造物側の固定体と、基礎側及び上部構造物側の固定体の夫々の被係合孔を通って上下方向に移動自在な係合部材と、第一の状態では、基礎側及び上部構造物側の固定体の夫々の被係合孔を通った状態に係合部材を保持し、第二の状態では、上部構造物側の固定体の被係合孔からの係合部材の抜け出しを可能とするように、第一及び第二の状態になる保持手段とを具備しており、保持手段は、一定以上の地震加速度を検出して自動的に第二の状態になるようになっており、係合部材は、保持手段が第二の状態になった際には、上部構造物側の固定体の被係合孔から抜け出すようになっている。
【０００９】
第一の態様の免震構造物の固定装置では、保持手段が、第一の状態では、基礎側及び上部構造物側の固定体の夫々の被係合孔を通った状態に係合部材を保持するために、基礎に対して上部構造物を水平方向に関して固定できて、風による上部構造物の不快な横揺れを防止できると共に、風圧による転倒の危険もなくし得、しかも、一定以上の地震加速度を検出して保持手段が自動的に第二の状態になった際には、係合部材が、上部構造物側の固定体の被係合孔から抜け出すようになっているために、一定以上の大きさの地震に対しては免震機能を生じさせることができて、地震による上部構造物等の倒壊等の甚大な被害を防ぎ得、加えて、常時は、基礎側及び上部構造物側の固定体の夫々の被係合孔を通った状態に係合部材を保持手段により保持しておけば、不在により手動固定を行うことができない場合又は手動固定解除を失念した場合にも、風圧による転倒の危険もなくし得ると共に、一定以上の大きさの地震に対しては確実に免震機能を生じさせることができて、地震による上部構造物等の倒壊等の甚大な被害を防ぎ得て、極めてフェールセーフなものとなる。
【００１０】
保持手段が第二の状態になる地震加速度としては、一例として１００ガル程度を提示できるが、本発明は、特にこれに限定されず、上部構造物の形状等により適宜な値とし得る。
【００１１】
本発明の第二の態様の免震構造物の固定装置では、第一の態様の免震構造物の固定装置において、係合部材は、保持手段が第二の状態になる際に上部構造物側の固定体の被係合孔から抜け出すべく、その自重により移動するようになっている。
【００１２】
本発明の第三の態様の免震構造物の固定装置では、第一又は第二の態様の免震構造物の固定装置において、係合部材を上部構造物側の固定体の被係合孔から抜け出させるように付勢する弾性手段を更に具備しており、係合部材は、保持手段が第二の状態になる際に上部構造物側の固定体の被係合孔から抜け出すように、弾性部材の弾性力により移動されるようになっている。
【００１３】
本発明では、第二又は三の態様の免震構造物の固定装置のように、固定解除が達成されるべく、自重により又はこれと共に若しくはこれに代えて、弾性部材の弾性力により係合部材を移動させるようにしてもよい。弾性部材としては、コイルばねを、耐久性、信頼性、簡便性の観点から好ましい一つの例として挙げることができるが、その他の弾性部材、例えば弾性ゴム体、弾性ワッシャ等であってもよい。
【００１４】
本発明の第四の態様の免震構造物の固定装置では、第一から第三のいずれかの態様の免震構造物の固定装置において、基礎側及び上部構造物側の固定体の被係合孔を規定する内周面及び係合部材の表面のうちの少なくとも一方には、滑り材からなる滑り層が形成されており、内周面の滑り層の露出面は係合部材の表面に、表面の露出面は固定体の内周面に夫々相対的に摺動自在に接触するようになっている。
【００１５】
第四の態様の免震構造物の固定装置によれば、係合部材の表面が内周面の滑り層の露出面に又は係合部材の表面の滑り層の露出面が固定体の内周面に相対的に摺動自在に接触するようになっているために、特に固定解除における係合部材の自重による移動又は弾性部材の弾性力による移動が極めて容易に行われて、確実な固定解除が行われ得る。滑り層の形成材料としては、ポリテトラフルオロエチレン等を好ましい例として挙げることができる。
【００１６】
本発明の第五の態様の免震構造物の固定装置では、第一から第四のいずれかの態様の免震構造物の固定装置において、保持手段は、基礎側及び上部構造物側の固定体の夫々の被係合孔を通った状態の係合部材に係合して当該状態を保持する係合片と、水平方向の地震加速度を検出する質量体とを具備しており、一定以上の水平方向の地震加速度の質量体への付加による質量体の移動で、係合片の係合部材への係合を解除するようになっている。
【００１７】
質量体としては、球体を好ましい例として提示できるが、その他のものであってもよく、また、質量体の移動をアームの回動に変換して、このアームの回動により回動軸を回動させて、この回動軸の回動により、当該回動軸に固着された係合片を係合部材への係合解除位置に回動設定するような機構を設けて、保持手段を構成するとよい。
【００１８】
なお、係合部材が基礎側及び上部構造物側の固定体の夫々の被係合孔に位置している場合において、基礎側及び上部構造物側の固定体間に位置するような括れ部を係合部材に形成しておくと、一定以上の地震加速度を検出しても第二の状態に保持手段が偶々設定されなかった場合又は保持手段が第二の状態に設定されても係合部材が移動しないで上部構造物側の固定体の被係合孔から抜け出さなかった場合等にも、一定以上の大きさの地震に対しては、括れ部において係合部材が剪断され得るために、係合部材による水平方向の基礎に対する上部構造物の固定を解除でき、而して更にフェールセーフなものとし得る。
【００１９】
本発明における上部構造物として、マンション等の集合住宅、事務所ビル、戸建住宅等を好ましい例としてあげることができるが、その他の物、例えば橋梁等であってもよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に本発明及びその実施の形態を、図に示す好ましい例を参照して更に詳細に説明する。なお、本発明はこの例に何等限定されないのである。
【００２１】
図１から図３において、基礎１と上部構造物である戸建住宅２との間に介在された免震装置３により基礎１に対して水平方向Ｈに関して免震支持される戸建住宅２を、基礎１に対して水平方向Ｈに関して解除自在に固定する固定装置４は、夫々被係合孔５及び６を有して、基礎１及び戸建住宅２の夫々に固定された基礎１側及び戸建住宅２側の固定体７及び８と、基礎１側及び戸建住宅２側の固定体７及び８の夫々の被係合孔５及び６を通って、上下方向（垂直方向）Ｖに移動自在な係合部材９と、第一の状態（図３及び図４に示す状態）では、係合部材９を、基礎１側及び戸建住宅２側の固定体７及び８の夫々の被係合孔５及び６を通った状態に保持し、第二の状態（図２に示す状態）では、戸建住宅２側の固定体８の被係合孔６からの係合部材９のＤ方向（下方向）における抜け出しを可能とするように、第一及び第二の状態になる保持手段１０と、係合部材９を固定体８の被係合孔６から抜け出させるように付勢する弾性手段１１とを具備している。
【００２２】
本例の免震装置３は、ゴム板と鋼板とを積層した積層ゴム１２を具備しており、積層ゴム１２は、フランジプレート１３及び１４を介して基礎１及び戸建住宅２の鉄骨架台１５に夫々固定されている。
【００２３】
固定体７は、略矩形状の基板２１と、基板２１に溶接等により一体的に形成された筒部２２及び落下防止部２３とを有しており、基板２１が、ボルト２４により基礎１に取り付けられ、コンクリート等からなる落下防止部２３が基礎１に一体的に形成されて、基礎１側に固定されている。ボルト２４のねじ部が挿通する基板２１に形成された貫通孔の径を当該ねじ部の径よりも大きくなるように形成して、基板２１及び筒部２２を、基礎１に上下水平方向に関して位置決め調整可能に固定できるようにしてもよい。円孔からなる被係合孔５は、筒部２２を上下方向に貫通して、当該筒部２２の内周面２５で規定されている。落下防止部２３には、水抜き孔２６が形成されている。
【００２４】
固定体８は、略矩形状の基板３１と、基板３１に一体的に形成された筒部３２とを有しており、基板３１が、戸建住宅２のＨ形鋼からなる鉄骨架台１５にリブ３３及びボルト３４等を介して取り付けられて、戸建住宅２側に固定されている。ボルト３４のねじ部が挿通される基板３１に形成された貫通孔の径を当該ねじ部の径よりも大きくなるように形成して、固定体８を戸建住宅２に上下水平方向に関して位置決め調整可能に固定できるようにしてもよい。円孔からなる被係合孔６は、筒部３２の内周面３５の上端部に螺合して固定された蓋部材３６により上端で閉塞されて、筒部３２を下方向に貫通して、当該筒部３２の内周面３５で規定されている。筒部３２の下端部には、係合部材９の係合突起３７を受容する切欠き３８が形成されている。
【００２５】
内周面２５及び３５に滑り材からなる滑り層を形成し、この滑り層の露出面を、係合部材９の表面に相対的に摺動自在に接触させるようにすると、係合部材９の移動を滑らかに案内できるので好ましい。
【００２６】
係合部材９は、丸棒等の円柱体４１と、円柱体４１の下端部に一体的に形成された係合突起３７とからなり、円柱体４１は、その上部側が被係合孔６に挿着、保持されている状態で保持手段１０が第二の状態になった際には、その自重及び弾性部材１１の弾性力に付勢されて下方に移動し被係合孔６から抜け出すようになっている。
【００２７】
被係合孔５及び６は、円柱体４１が余裕をもって挿入される程度の径を有して形成されるのが好ましいが、被係合孔５及び６の径が円柱体４１の径よりもあまり大きいと、その径差分の範囲において風圧により戸建住宅２が横揺れする可能性があるので、横揺れが生じても居住者がそれを感じない程度の径差が好ましい。なお、円柱体４１の表面にも滑り層を形成し、この滑り層の露出面を内周面２５及び３５に摺動自在に接触させるようにすると、円柱体４１の移動を更に滑らかに行い得るので好ましい。
【００２８】
保持手段１０は、基板２１に取付けられたハウジング４５と、固定体７及び８の被係合孔５及び６を通った状態の係合部材９の係合突起３７に係合して当該状態を保持する係合片４７と、ハウジング４５内に配されており、水平方向Ｈの地震加速度を検出する質量体（図示せず）と、一定以上の水平方向の地震加速度の質量体への付加による質量体の移動で回動されるようになっていると共に、先端に係合片４７が取付けられた回動軸４８と、質量体及び回動軸４８を元に戻して第一の状態に復帰させる復帰レバー４９とを具備しており、一定以上の水平方向Ｈの地震加速度の質量体への付加による質量体の移動で、回動軸４８を回動させて係合片４７の係合突起３７への係合を解除して、自動的に第二の状態になるようになっている。質量体の移動により回動軸４８を回動させる機構及び復帰レバー４９の操作による質量体及び回動軸４８を元に戻す機構等は、公知であるので詳細な説明を省く。
【００２９】
弾性手段１１は、本例ではコイルばね５５からなり、コイルばね５５は、その一端が蓋部材３６に保持されて、被係合孔６の上部に配されている。
【００３０】
なお、固定装置４が風雨に直接晒されないように、取り外し自在なカバー５６を設けてもよい。
【００３１】
以上の免震構造物の固定装置４では、通常、図１及び図２に示す状態から円柱体４１を手動により上方に持ち上げてコイルばね５５を圧縮して被係合孔５及び６を通った状態にし、その後、図３及び図４に示すように、被係合孔５及び６を通った状態の円柱体４１を落下させないように、復帰レバー４９を手動により操作して係合突起３７に係合片４７を係合させて、保持手段１０を第一の状態に設定する。この状態では戸建住宅２に風圧が作用しても、戸建住宅２は、円柱体４１を介して基礎１に固定されているために横揺れしなくなり、したがって、その居住者に不快感を与えず、加えて、風圧による転倒の危険もなくなる。
【００３２】
また、この状態で地震が発生すると、最初は、戸建住宅２が円柱体４１を介して基礎１に固定されているために基礎１の横揺れと共に戸建住宅２も横揺れするが、この地震により一定以上の加速度が基礎１に加わると、回動軸４８が回動されて係合片４７の係合突起３７への係合が解除されて、円柱体４１が自由落下可能となり、而してコイルばね５５に付勢されて被係合孔６から抜け出して、その下端面が落下防止部２３に衝突するまで円柱体４１は落下する。円柱体４１が被係合孔６から抜け出すことにより、戸建住宅２の固定装置４を介する基礎１への固定が解除されることになり、免震装置３を介して基礎１に支持された戸建住宅２は水平方向Ｈに横揺れ可能となるが、戸建住宅２が横揺れされても、免震装置３の免震機能により、その横揺れが低減されて、速やかに減衰される。
【００３３】
地震が収まった後に、円柱体４１を手動により上方に持ち上げて、復帰レバー４９を手動により操作して係合突起３７に係合片４７を係合させて、保持手段１０を第一の状態に再び設定するとよい。
【００３４】
以上の固定装置４では、保持手段１０が、第一の状態では、基礎１側及び戸建住宅２側の固定体７及び８の夫々の被係合孔５及び６を通った状態に円柱体４１を保持するために、基礎１に対して戸建住宅２を水平方向に関して固定できて、風による戸建住宅２の不快な横揺れを防止できると共に、風圧による転倒の危険もなくし得、しかも、一定以上の地震加速度を検出して保持手段１０が自動的に第二の状態になった際には、円柱体４１が、戸建住宅２側の固定体８の被係合孔６から抜け出すようになっているために、一定以上の大きさの地震に対しては免震機能を生じさせることができて、地震による戸建住宅２の倒壊等の甚大な被害を防ぎ得、加えて、常時は、基礎１側及び戸建住宅２側の固定体７及び８の夫々の被係合孔５及び６を通った状態に円柱体４１を保持手段１０により保持しておけば、不在により手動固定を行うことができない場合又は手動固定解除を失念した場合にも、風圧による転倒の危険もなくし得ると共に、一定以上の大きさの地震に対しては確実に免震機能を生じさせることができて、地震による戸建住宅２の倒壊等の甚大な被害を防ぎ得て、極めてフェールセーフなものとなる。
【００３５】
また固定装置４では、円柱体４１が内周面２５及び３５の滑り層の露出面に摺動自在に接触するようになっているために、特に固定解除における円柱体４１の自重による移動及びコイルばね５５の弾性力による移動が極めて容易に行われて、確実な固定解除が行われ得る。
【００３６】
なお、以上の固定装置４は、戸建住宅２に加わる風圧との関係で、一個でもよいが、２個以上設けられるのが好ましく、設ける個数と風圧との関係でその強度を設定すればよい。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、不在により手動固定を行うことができない場合及び手動固定解除を失念した場合にも、風圧による転倒の虞をなくし得ると共に、一定以上の大きさの地震に対しては免震機能を生じさせることができて、地震による上部構造物等の倒壊等の甚大な被害を防ぎ得る極めてフェールセーフなる免震構造物の固定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施の形態の一例の正面図である。
【図２】図１に示す例の側面図である。
【図３】図１の例の動作説明図である。
【図４】図１の例の一部拡大説明図である。
【符号の説明】
１  基礎
２  戸建住宅
３  免震装置
４  固定装置
５、６  被係合孔
７、８  固定体
９  係合部材
１０  保持手段
【図１】
0004186322.tif 000002
【図２】
0004186322.tif 000003
【図３】
0004186322.tif 000004
【図４】
0004186322.tif 000005