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1C1

Vol.

December/2003

創刊号■ トピックス
新規分野への取り組み「一般住宅用免震システム」
機能部品事業

Seismic Isolation System
for Private Dwellings〈キーワード〉耐震・免震・風揺れ固定
支承体・自動再ロック機構

開発本部／開発二部

渡辺 孝一

新規分野への取り組み 「一般住宅用免震システムを開発」

要 旨

1. はじめに一般住宅の地震対策には耐震と免震がある。耐建物への地震対策は 表１のように３つに分類さ震だけでは建物外枠は守れても、内部にある家具れるが、その中でも免震構造は地面の揺れを、直接、等は護ることができない。

建物には伝えないシステムであるため、建物の保護

ナチ不二越は建物に適用できる免震装置を大和ハウス工業と共同で開発。軸受技術と油圧技術のばかりでなく家具などの倒壊防止にも効果的であり一般住宅には最も適した構造と言える。
これまでは免震装置は、高級自動車並の価格がシナジ効果により、比較的廉価な免震装置の商品化を図ることができた。

一般的であったが、このたび、大和ハウス工業と共同で大衆自動車並みの価格で設置できる装置を開発し、７月から大和ハウス工業を通して発売を開始した。

Abstract
There are two types of earthquake countermeasures for private dwellings: earthquake
proofing and seismic isolation. Earthquake
proofing alone can protect the exterior of astructure, but it cannot protect the furnitureand other items inside the structure from damage. Nachi-Fujikoshi has developed a seismic
isolation system in cooperation with Daiwa
House Industry Co., Ltd. Through the synergyof bearing technology and hydraulic technology, we have made a seismic isolation system
available to the market at a comparatively lowprice.

1（表1）地震対策
分類

特徴

耐震構造

建物の強度を大きくする

制振構造

建物内部に揺れ吸収機構を設けて揺れを緩和する

免震構造

建物と地面の縁を切り、揺れを直接的に建物へ伝えないようにする

2. 免震システムの構成と概要

パンタグラフ式減衰装置
パンタグラフ伸縮時の関節部の摩擦力によって360度あらゆる水平方向の地震エネルギーを吸収するとともに、建物の水平移動を制御します。

風揺れ固定装置
装置に設置された感震センサーが地震を感知するとロックを自動解除し、免震状態に切り替わります。強風時や震度4以下の地震の場合は、ロック状態を保ちます。
建物を載せる鋼製架台

建物の基礎（コンクリート）

単球式転がり支承
上下鋼板皿の間を鋼球が転がることで、建物を支持しながら地震の力を受け流します。
○本イメージ図は共同開発先である大和ハウス工業のホームページから引用したものです。

図1.新しい免震システムのイメージ

建物を免震状態にすると強風などの横力を受けた場合、建物は移動してしまう。この為、免震システ※1

ムは、建物固定機能を有する風揺れ固定装置と、※2※3

地震時に免震機能を発揮する支承体、摩擦ダンパで構成されている。
新しい免震システムのイメージと各装置の概略機

地震の揺れを感知する感震センサが内蔵されてます

能を図１、図２および図３に示す。これらの装置は、建物と基礎（地面）の間に設置されている。

図2.支承体外観写真

図3.風揺れ固定装置外観写真

ナチ不二越では、支承体と風揺れ固定装置を商品化、大和ハウス工業では、摩擦ダンパを開発し、これらを組合わせることで一般住宅へ免震システムを低コストで提供することができた。

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新規分野への取り組み 「一般住宅用免震システムを開発」

3. 装置の概要（支承体）（風揺れ固定装置）

各地域に適用できるように、地震時の建物と地面

この装置は両端を基礎と建物の梁に取り付けらの相対変位として300、330、360mmの３種類、また、れる油圧シリンダと、制御回路を備えたバルブユニッ

建物重量に応じて、主に２階建て用、３階建て用のトと、感震センサで構成されている。

※4※5２種類、合計3×2＝６種類の支承体を商品化した。

感震センサはバルブユニットに油圧回路の開閉

また、材料には、転がり軸受並の熱処理により、表面の指示を与え、平常時は閉状態となっていて、建物摩耗、圧痕などの対策を施し、転がり摩擦係数はが台風など強風の横荷重を受けても移動しないよう0.01程度になっている。に、シリンダで建物が支えられている。

通常の建物では、これらの支承体は１２〜１５ヶ／地震時には、感震センサがバルブユニットに開状態の指示を与え、油圧シリンダは自由に伸び縮みして、軒使用される。

建物と地面の相対運動を可能にする。
※6

装置には、自動再ロック機構がついており、地震終了約30分後には、再び閉状態になり、建物を固定する。本装置は原則として４ヶ／組として使用され、建物の大きさにより４〜８ヶ使用される。

4. 免震効果の時刻歴応答解析による確認※7

これらの装置を使用した、２階建て建物に阪神大に発生する加速度は、その１／８程度に小さくなるこ

震災相当の地震波を入力したときの建物に発生すとが分かる。なお、
この検証は、実際の建物に地震る加速度波形の時刻歴解析結果を図４に示す。

波を与えた実物大試験により確認されている。

※8

入力波形が最大８００ガル（約０．
８Ｇ）
に対し、建物非免震住宅

時間（sec）

新免震住宅

応答加速度（Gal）

応答加速度（Gal）

1階床の応答加速度○本データは共同開発先である大和ハウス工業での解析値を引用したものです。

時間（sec）

図4.神戸波入力時の建物の応答加速度解析値

3

5. コスト
一般住宅の付帯設備として「あればいいなぁ」と希望される設備と価格帯を図５に示す。
これまでの免震システムは、最も高価な付帯設備に位置付けられていたが、今回の開発により、250万円前後となり、ソーラシステムに次ぐ価格までに引き下げることができた。
今日では、空調設備はかなりの家庭に行きわたるようになっているが、免震システムも、遠からず一般的な付帯設備として普及していくものと予想される。

プレハブ住宅の例
本体／約2100万円（標準的な建物価格帯として不二越が想定したもの）○本プレハブ住宅の写真は大和ハウス工業殿のホームページより引用したものです。

＋
100万円
150万円

空調200万円

ソーラシステム

250万円

ホーム
エレベータ

新免震システム

300万円
350万円

大幅な価格低減
現行免震システム

400万円○本価格帯は不二越が市場を上記のように想定したものです。

図5.一般住宅と免震価格帯

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新規分野への取り組み 「一般住宅用免震システムを開発」

6. 住宅免震技術の応用展開の取組み
転がり支承を用いた住宅免震装置の基本原理は、このように、免震技術の必要とされる機器は潜在建物を支える支承体、地震時のダンパ機能と、強風的には多くあり、いずれも免震効果が得られないと対策よりなる。建物では強風対策としての固定機何らかの形で我々の健康、生活に影響を及ぼすも能が必要だが、建物内部に設置される免震構造体のばかりである。
ナチ不二越では、これらの市場の要求にもとづいには、これは必要ではない。
建物内部の一部を免震化するには、免震性能のて、住宅免震の技術を活かして、機器などの局所的効果確認ができれば、比較的容易にこれらの技術な広さに対応する免震台と、多くの機器が載るようを展開することが可能となる。

な広い範囲に対する免震床の開発にとり組んでいる。

※9

※10

その代表例として、免震床と免震台がある。
例えば、病院の手術室などは手術の最中に地震その適用として、不二越情報システムのコンピューにより装置が不能になると患者さんの生死そのものタルームに、今回開発した装置を適用し、従来装置の問題になるし、劇薬棚などが転倒すると、そのときに較べて大幅な低コストを計りながら、免震床を構の災害は大きいものが予想される。また、コンピュー成することができた。

タのサーバなどは、地震時にはたとえ倒れなくても、地震時の大きい加速度に比例した力が内部に 発生し、回線が不通になることがある。

5

7. おわりに
この免震装置は、ナチ不二越のベアリング技術と油圧技術のシナジーを活かして開発したもので、今まで取り扱ってなかった新しい領域を手がけたものである。
おわりに、本稿を書くに当たり、大和ハウス工業からは、写真・データの掲載のご協力をいただいたことをお礼申し上げます。

用語解説※1 風揺れ固定装置
建物が強風などの横力を受けると支承体の上に設置されてるので、移動しがちになる。この時に建物が移動しないように固定するものが、風揺れ固定装置。
※2 支承体建造物等の重量を支えるもので、機械分野の軸受に相当する。
建築業界では軸受とは呼ばず、支承（もしくは支承体）と呼ばれている。
※3 摩擦ダンパ
地震時の揺れのエネルギを摩擦で吸収するダンパのことで、鋼製の板をパンタグラフ状に重ねて造られている。
※4 バルブユニット
油圧シリンダの中で油が効率よく移動できるようにしたり、移動させないようにしたい為に油圧回路に栓（バルブ）を内蔵したブロックのことを指す。
※5 感震センサ
地震時の地面の揺れをとらえるセンサ。
※6 自動再ロック機構
建物が免震状態になったあと地震終了後は強風に備えて建物を再び固定（ロック）しなければならない。これを人の手を煩わすことなく、自動的に固定（ロック）する機構のことをいう。
※7 時刻歴解析
建物に地震波が入力されるときに、建物に発生する変位、加速度を免震装置を含めて微少時間間隔で運動方程式を解いて求める解析手法。
※8 ガル
地震の分野で建造物等に作用する加速度の単位を示し、１ガル＝１ｃｍ／２
９８０ガルは重力加速度の１Ｇに相当する。
ｓｅｃ 。
※9 免震床免震構造を建物の或る階の或るフロアのみに適用した場合、そのフロアのことを示す。病院の手術室、コンピュータサーバを多く設置するフロアなどに適用される。
※10 免震台
美術品などを設置する台だけを免震化した場合の台のことを示す。規模
的には免震床は、５ｍ×５ｍとかで、免震台は１ｍ×１ｍといったレベル。

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〈発行〉 2003年12月1日
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