建物の免震装置及び免震住宅
【課題】建物を浮上させる気体を漏らすことがなく、また建物の加重の偏りがあっても、建物を傾かないように略水平に浮上させ、かつ施工も簡易な気体圧で建物を浮上させ、建物を免震する建物の免震装置及び免震住宅を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、上記課題を解決するため、地盤に施工される基盤と前記基盤に重なり上に建物を固定する建物基礎との間に設置される１以上の環状の柔軟なパイプと、前記地盤又は建物の揺れの感知により前記パイプ、並びに前記パイプと前記基盤と建物基礎とで囲まれた隙間に気体を送るエアタンクとからなり、地盤又は建物の揺れ発生時、前記建物基礎を略水平に浮上させ、建物の揺れを免震することを特徴とする建物の免震装置の構成とした。さらにそれを備える免震住宅の構成とした。
【解決手段】本発明は、上記課題を解決するため、地盤に施工される基盤と前記基盤に重なり上に建物を固定する建物基礎との間に設置される１以上の環状の柔軟なパイプと、前記地盤又は建物の揺れの感知により前記パイプ、並びに前記パイプと前記基盤と建物基礎とで囲まれた隙間に気体を送るエアタンクとからなり、地盤又は建物の揺れ発生時、前記建物基礎を略水平に浮上させ、建物の揺れを免震することを特徴とする建物の免震装置の構成とした。さらにそれを備える免震住宅の構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物を基盤から浮揚させ、地震の揺れを免震する建物の免震装置及びそれを用いた免震住宅に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の建物の免震装置としては、家屋と基盤の間で、平面又は凹状の皿の上を、ボール又はローラーが転がって地震の横揺れを免震する転がり免震装置、同様に平面又は凹状の皿の上を、摩擦係数の小さい滑り部材がスルスル滑って地震の横揺れを免震するすべり免震装置、家屋と基盤の間に積層されたゴムの変形で横揺れを免震する積層免震装置などが一般に知られている。
【０００３】
しかし、それら従来の免震装置は何れも基盤と建物が接触した状態で、免震しており、かつ複雑な装置を必要としていた。そこで、地震の揺れを免震し、建物への影響を軽減する新たな免震手段として特許文献１に記載の空気圧浮揚式免震装置が考案されている。
【０００４】
特許文献１に記載の考案は、地震の揺れだけでなく、台風などの大きな風圧にも、建物の揺れや震動を防ぐことを目的に、建物の基礎底盤１の上面に、重なる基礎上盤２を設置し、その隙間の周囲から外部に空気が漏れないようにシール材３を設け、シール材３に空気を供給するエアコンプレッサー８，エアータンク７及びバルブ６を設置することを特徴とし、台風及び平常時、建物は、地面に接している底盤１の上に基礎上盤２が自重で圧着しており摩擦により安定性が良く、揺れや震動をおこさない。地震発生時のみ、空気圧により基礎上盤２と共に建物を浮上させ、免震効果を発揮させるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実用新案登録第３１１９６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の考案では、シール材３で囲まれた内部に空気を送風するものであるが、エア漏れを防ぐことが困難であった。また、建物は場所により加重が異なり、水平に浮上させることが困難で、エアを除いた後建物がズレて基盤の上にのることがあった。
【０００７】
そこで、本発明は、建物を浮上させる気体を漏らすことがなく、また建物の加重の偏りがあっても、建物を傾かないように略水平に浮上させ、かつ施工も簡易な気体圧で建物を浮上させ、建物を免震する建物の免震装置及び免震住宅を提供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】
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するために、地盤に施工される基盤と前記基盤に重なり上に建物を固定する建物基礎との間に設置される１以上の環状の柔軟なパイプと、前記地盤又は建物の揺れの感知により前記パイプ、並びに前記パイプと前記基盤と建物基礎とで囲まれた隙間に気体を送るエアタンクとからなり、地盤又は建物の揺れ発生時、前記建物基礎を略水平に浮上させ、建物の揺れを免震することを特徴とする建物の免震装置の構成とした。さらに、前記建物基礎に、前記基盤とで前記パイプを囲み収納する底が開口した断面コの字状の管を、環状に巡らし埋設したことを特徴とする前記建物の免震装置の構成とし、また、一端が前記エアタンクに接続する前記エアホースに連結し、他端が前記建物基礎に穿設した孔の位置に固定され前記各区画への気体の注入量を調節する注入制御装置を設けたことを特徴とする前記何れかに記載の建物の免震装置の構成とした。
【０００９】
前記注入制御装置が、一端が前記エアタンクに接続する前記エアホースに連結し、他端が前記建物基礎の孔を覆い固定された内部が空洞の本体及び前記本体内部に突出した係止部とよりなる筒体と、孔内に挿入され、前記基盤に載置した重りと、前記重りに固定され前記筒体内に位置する軸と、前記軸に高さ位置調節可能に備えられ、前記エアホースからの気体送入により前記建物基礎とともに浮上する前記係止部とで、前記隙間へ送入される気体の注入量を調節する弁とからなることを特徴とする前記建物の免震装置の構成とした。
【００１０】
加えて、免震後、前記基盤と建物基礎の水平方向のズレを前記エアタンクと独立したエアタンクから送入された気体の圧力で、前記建物基礎を水平方向に移動させ、前記基盤と建物基礎のズレを修正する矯正装置を備えたことを特徴とする前記何れかに記載の建物の免震装置の構成とした。さらに、前記何れかに記載の建物の免震装置を備えたことを特徴とする免震住宅の構成とした。
【００１１】
また、地盤にコンクリート基盤を打設し、養生し、環状に配置される柔軟なパイプを設置する位置にリード線を置き、前記リード線を覆うように前記パイプを収納する底が開口、かつ側面に一部開口部を設けた断面コの字状の管を置き、建物基礎の配筋を行い、前記コンクリート基盤上面に剥離剤を塗布し、前記コンクリート基盤と建物基礎と前記パイプとの隙間に気体を送入する孔の位置にパイプを設置し、建物基礎のコンクリートを前記開口部を残し打設、養生し、前記断面コの字状の管の側面開口部からリード線の一端に前記パイプを連結し、前記リード線の他端を引き出して前記建物基礎に埋設された断面コの字状の管内に前記パイプを挿入することを特徴とする浮上式免震住宅の基礎の施工方法の構成とした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明である免震装置は、建物を気体圧により略水平に浮上させ、地震の揺れを免震し、建物を地震から保護することができる。さらに、地震後ズレて建物が基盤に載ることも少なく、さらには、ズレ矯正装置を付加することで、ズレて建物が基盤に載ることがない。これら装置を用いた住宅は、地震の揺れに対して極めて高い免震性を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明である建物の免震装置の建物基礎平面のエア配管系模式統図である。
【図２】本発明である建物の免震装置の建物基礎平面の制御線系模式統図である。
【図３】本発明である建物の免震装置の作動前のＥ−Ｅ断面模式図である。
【図４】本発明である建物の免震装置の免震作動中のＥ−Ｅ断面模式図である。
【図５】本発明である建物の免震装置を構成する注入制御倒置の作動前の縦断面模式図である。
【図６】本発明である建物の免震装置を構成する注入制御倒置の作動後の縦断面模式図である。
【図７】弁による隙間圧を調整し、加重の異なる建物を略水平に浮上させる方法を説明する注入制御倒置の縦断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、添付図面に基づいて、本発明である建物の免震装置及び免震住宅について詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明である建物の免震装置の建物基礎平面のエア配管系模式統図である。図２は、本発明である建物の免震装置の建物基礎平面の制御線系模式統図である。また、図３は、本発明である建物の免震装置の作動前のＥ−Ｅ断面模式図である。
【００１６】
建物の免震装置１は、パイプ２とエアタンクからなる。より詳しくは、地盤２０に施工される基盤８と基盤８に重なり上に建物を固定する建物基礎９との間に設置される１以上の環状の柔軟なパイプ２、２、・・・と、地盤２０又は建物の揺れの感知によりパイプ２、並びにパイプ２と基盤８と建物基礎９とで囲まれた隙間１８に気体を送るエアタンク１０、１０・・・とからなり、地盤２０又は建物の揺れ発生時、建物基礎９を略水平に浮上させ、建物の揺れを免震することを特徴とする。免震時の建物基礎９の基盤８からの浮上高さは、５ｍｍ〜１５ｍｍ程度で十分免震効果を発揮する。好ましくは１０ｍｍ程度である。
【００１７】
地盤２０は、建物を建てる土面であり、土、砂、砂利、石などにより補強してあってもよい。基盤８は、鉄筋、コンクリートなどで形成され、建物を支える下部構造である。所謂べた基礎が好適である。
【００１８】
建物基礎９は、建物下部に気体を送入する孔９ａを設け、建物の底一面をコンクリート、モルタルで覆う部分で、送入した気体を逃がさない層となる。建物は、住居、倉庫などに限定されることなく、像など種々の構造物も含む。
【００１９】
パイプ２は、地震発生時に、気体が送入され、パイプ２により所定の範囲に区画された基盤８と建物基礎９との隙間をシールする機能を発揮する。また、シール機能を発揮すれば、その素材は特に限定されない。また、揺れのとき、基盤上を滑るよう基盤との摩擦抵抗が低いものが望ましい。
【００２０】
さらに、寒冷池から温かい地方においても使用できるよう、耐冷（−４０℃）、耐熱（＋５０℃）性を有するものが好ましい。加えて、コンクリート層内に長期間設置されるため、耐アルカリ性を有することがこのましい。ゴム、樹脂、例えば三井化学（株）ミラストマー（登録商標）に、摩擦抵抗の低い樹脂を積層することにより、柔軟かつ強度、滑り、耐アルカリ、耐冷、耐熱、耐密閉性があるパイプが得られる。建物基礎９を基盤８から１０ｍｍ程度浮上させる場合には、パイプ２の直径は４０ｍｍ程度で十分である。
【００２１】
パイプ２は、基盤８と建物基礎９との間に複数の区切られた空間を形成するよう環状に、配置される。その区切られた空間毎に、建物基礎９には孔９ａが設けられ、揺れ発生時、気体が前記孔９ａから前記空間に送入され、建物基礎９を上昇させる。
【００２２】
パイプ２は、建物基礎９に環状に巡らし埋設され、底が開口した断面コの字状の管９ｂ内に設置すると、施工、気密性の観点が優れている。管９ｂは、基盤８とともにパイプ２を囲み収納する。管９ｂは、内径７０ｍｍ程度の内部が空洞の四角柱、円柱を縦に切断し、一面を開口させたものが採用できる。４０ｍｍのパイプ２を採用し、建物基礎９を基盤から１０ｍｍ程度浮上させる場合には、管９ｂの建物基礎９底部からの高さは、２０ｍｍ〜３０ｍｍ程度あればよい。
【００２３】
気体は、特に限定されないが、安全性、コストから空気が好適である。エアタンク１０は、地震、建物の揺れを感知し、環状に設置されたパイプ２により区切られた基盤８と建物基礎９の間に、気体を送入する。
【００２４】
次に、図１を参照して、本発明である建物の免震装置１を適用した住宅のエア配管の一例を説明する。ここでは、パイプ２で区切られる区画は４箇所（図中Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）とした。複数の区画を設けることで、建物基礎の加重の偏りがあったとしても、区画毎に圧力が調整され、結果的に建物基礎９の浮上高さを一定することができる。その結果、建物を水平に浮上させることができ、気体排出後にも、ズレがすくなく、ズレの矯正も容易になる。
【００２５】
また、図１、２では、建物基礎９及び前記区画を略四角形としているが、種々の複雑な形状であっても構わない。
【００２６】
以下、符号は主に区画Ａについてのみ図中に記載されているが、区画Ｂ〜Ｄも同様の描写は、区画Ａと同じ装置、部材である。複数のエアタンク１０、１０ａは、建物基礎９上に設置され、家庭用電源、又は非常用バッテリ１０ｃで駆動するコンプレッサ１０ｂにより、エアタンク１０、１０ａ内にエアが補充されエアタンク１０、１０ａ内の圧力は一定に保たれるよう制御される。
【００２７】
エアタンク１０から送られる気体（以下、空気ともいう。）は、エアタンク１０とバルブ１１とを連結する配管、及びバルブ１１と減圧弁７を連結する配管を通り、さらに減圧弁７と各区画（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）のパイプ２と基盤８と建物基礎９とで囲まれた隙間（以下、区画ともいう。）にエアホース３を通り送られる。前記隙間には、建物基礎９に設けられた孔９ａ内に設置された後述の注入制御装置１３を介して送られることが望ましい。
【００２８】
また、空気は、減圧弁７から各パイプ２にもエアホース４を通り送られる。各パイプ２は、パイプ２と同一素材でできたＴ字状のジョイント２ａで環状に熱融着などにより連結される。
【００２９】
エアタンク１０、１０ａコンプレッサ１０ｂは、地震の時の揺れにより配管が破断することがないよう、建物基礎９、その上に建てられる建物内に設置されることが望ましい。
【００３０】
さらに、先の隙間、パイプ２に送られるエアタンク１０と独立した１以上のエアタンク１０ａを備え、バルブ５ａ、エアホース５を介して各区画のズレ矯正装置２１に送られる。ズレ矯正装置２１とは、免震後、発生した基盤８と建物基礎９の水平方向のズレをエアタンク１０ａから送入された気体の圧力で、建物基礎９を水平方向に移動させ、基盤８と建物基礎９のズレを修正するものであり、所謂エアダンパである。
【００３１】
例えば、ズレ矯正装置２１の形態としては、建物基礎９に設けた穴２２の中心に位置する基盤８に垂直に固定された軸に、Ｘ軸、Ｙ軸方向に水平に伸縮するエアシリンダーが採用できる。エアシリンダーはエアホース５を介して、エアタンク１０ａから気体が送られる。
【００３２】
その場合、エアホース５から送られた気体圧により、Ｘ軸、Ｙ軸方向の各エアシリンダーの内部が等しくなるようエアタンク１０ａから気体を送る。その結果、基盤８と建物基礎９にズレがない状態に、建物基礎９が水平方向に移動し、ズレを解消させることができる。なお、ズレ矯正装置２１とパイプ２へ送る気体のエアタンク１０、１０ａはそれぞれ独立させると、パイプ２の耐圧を考慮することなく、高圧力の気体をズレ矯正装置２１に送ることができ、好ましい。
【００３３】
ズレ矯正装置２１は、上記に限らず、基盤８と建物基礎９とのズレを、ズレセンサ−（図２中省略／ズレ矯正装置２１或いは基盤８と建物基礎９とに設けられるものでどのような装置で、どのようなシグナルを発生させてもよい。）の情報をもとに、水平方向（Ｘ軸、Ｙ軸２方向／図１）のズレを、バネ、エアなどにより修正できればよい。
【００３４】
また、前記バルブ１１には、免震後、パイプ２、区画から送入された空気を排出する排出配管１１ａが接続され、一度にパイプ２、各区画から容易に空気を排出することができる。
【００３５】
バルブ１１は、三方弁などで、各区画にエアを送るときはエアタンク１０と減圧弁７側が挿通し排出管１１ａ側は閉止され、エア排出時には減圧弁７と排出配管１１ａ側が挿通しエアタンク１０側が閉止される。免震待機時は、エアタンク１０側が閉止され、減圧弁側７、排出配管１１ａ側が閉止されている。また、バルブ１１は、三方弁でなく各配管に個別に設置、個別に前述のように開閉制御してもよいことは勿論である。
【００３６】
減圧弁７は、エアタンク１０からパイプ２に送られる気体圧を減じる装置である。パイプ２の耐圧力が、エアタンク１０内の気体圧以上にある場合は、減圧弁７は、使用しなくてよい。
【００３７】
次に、図２を参照し、各装置、バルブの制御につて説明する。地上に設置された揺れ感知センサ内蔵制御装置１２によって、各装置、バルブは一括制御できる。さらに、建物内にも揺れ感知センサ内蔵制御装置を設置してもよい。揺れ感知センサ内蔵制御装置１２は、地震の初期微動、Ｐ波、Ｓ波、縦揺れ、横揺れ何れを感知するものでよく、市販の揺れ感知センサを採用することができる。
【００３８】
揺れ発生時、揺れ感知センサ内蔵制御装置１２が揺れを感知し、バルブ１１の作動を制御するシグナル（図２中一点鎖線）を信号線１２ａを通しバルブ１１に送る。バルブ１１の作動によりタンク１０とパイプ２、タンク１０と各区画を連通させ、排出管１１ａ側を閉止する。すると、エアタンク１０からパイプ２に空気が一気に送られ、パイプ２が膨張し各区画をシールする。同時に、各区画にも空気が送られ、建物基礎９が一定の高さまで上昇する。地震の最中、建物基礎９が上昇した状態で維持される。
【００３９】
免震後、必要に応じて、基盤８と建物基礎９とのズレを矯正し、各区画、パイプ２、ズレ矯正装置２１の気体を排出する。例えば、タイマー制御による地震発生から一定時間経過後など、感知センサ内蔵制御装置１２が、バルブ１１の作動を制御するシグナルを信号線１２ａを通しバルブ１１に送る。バルブ１１の作動によりタンク１０側が閉止され、パイプ２及び各区画と排出管１１ａ側を連通させる。
【００４０】
各区画、パイプ２の気体の排出の前後に、必要に応じてバルブ５ａを作動させてズレ矯正装置２１からも気体を排出管５ｂから排出する。バルブ５ａも三方弁を採用すると気体の送入、排出制御が容易である。
【００４１】
その結果、パイプ２、各区画の空気を排出配管１１ａから排出させ、建物基礎９を基盤８の上にズレがなく載せることができる。そして、次の揺れに備える。
【００４２】
図３、図４を参照し、建物基礎の浮上の仕組みを説明する。図３は、本発明である建物の免震装置の作動前のＥ−Ｅ断面模式図である。図４は、本発明である建物の免震装置の免震作動中のＥ−Ｅ断面模式図である。
【００４３】
基盤８と建物基礎９との間に、上方及び側方を管９ｂに囲まれ環状にパイプ２が設置されている。ここで、パイプ２の設置方法及び建物の下部構造（基礎）の施工方法について説明する。
【００４４】
上式免震住宅の基礎の施工方法は、次の工程を順次行う。先ず、地盤２０に鉄筋を配筋し、コンクリート基盤８を打設し、養生させる。次に、環状に配置される柔軟なパイプ２を設置する位置にリード線（図示なし）を置く。前記リード線を覆うように前記パイプ２を収納する底が開口、かつ側面に一部開口部を設けた断面コの字状の管９ｂを置き、建物基礎９の配筋を行う。
【００４５】
続いて、前記コンクリート基盤８上面に剥離剤を塗布し、前記コンクリート基盤８と建物基礎９と前記パイプ２との隙間に気体を送入する孔９ａの位置に塩ビ製などのパイプを設置し、建物基礎９のコンクリートを前記開口部を残し打設、養生する。剥離剤とは、固化した基盤８と固化した建物基礎９とを分離させ易くさせ、かつコンクリートのアルカリ性を害しない物質で、鉱物油或いは植物油と水を乳化剤などで乳化した乳化物などが例示できる。より具体的には、佐藤科研工業有限会社製、エコメイトＣＲ−１（植物油）に水を加えてた乳化液が挙げられる。
【００４６】
その後、前記断面コの字状の管９ｂの側面開口部からリード線の一端に前記パイプ２（非環状）を連結し、前記リード線の他端を引き出して前記建物基礎９に埋設された断面コの字状の管９ｂ内に前記パイプ２を挿入する。さらに、Ｔ字状のジョイント２ａとパイプ２を熱融着などしてパイプ２を環状にする。最後にジョイント２ａの一端を前記エアホース４に接続する。このとき、より密閉度を保つため、建物基礎９の前記開口部に蓋２ｂを用いるとよい。このようにして、浮上式免震住宅の下部構造を容易かつ、エア漏れなく施工することができる。
【００４７】
図４に示すように、エアホース４からパイプ２に空気が送入されると、パイプ２が膨張し、基盤８と建物基礎９の区画（隙間１８）とをシールする。なお建物基礎９の浮上（図中上矢印）は、エアホース３を通り、後述の注入制御装置１３を介して送られた空気圧によって行われる。このように建物基礎９が基盤から上昇することにより、建物基礎９上の建物を免震する。
【００４８】
次に、注入制御装置１３について説明する。図５は、本発明である建物の免震装置を構成する注入制御倒置の作動前の縦断面模式図である。
【００４９】
注入制御装置１３は、各区各に空気を送るエアタンク１０に接続するエアホース３に一端が連結し、他端が建物基礎９に穿設した孔９ａに固定された前記各区画への気体の注入量を調節する。従って、その機能を発揮すれば、本発明を構成する注入制御装置は、図５に例示した構造に限定されるものではない。
【００５０】
図５に示す注入制御装置１３は、一端がエアホース３に連結し他端が建物基礎９の孔９ａを覆い固定され内部が空洞の本体１５ａ及び本体１５ａ内部に突出した係止部１５ｆを有する筒体１５と、孔９ａ内に挿入され基盤８に載置した重り１７と、重り１７に固定され筒体１５内に位置する軸１６ａと、軸１６ａに高さ位置調節可能に備えられエアホース３からの気体送入により浮上する建物基礎９の浮上により係止部１５ｆとで前記隙間へ送入される気体の注入量を調節する弁１６と、からなる。
【００５１】
筒体１５は、円柱に限らず四角柱など形状は特に限定されず、建物基礎９に固定される。筒体１５の固定は、一例を挙げれば、筒体１５の建物基礎９側の端部に形成されたフランジ１５ｃを挿通し、建物基礎９に固定又は螺着したネジ部を有する軸棒１５ｄと、ナット１５ｅを螺着させ方法がある。
【００５２】
筒体１５とエアホース３との連結は、一例を挙げれば、エアホース３端部にフランジ３ａを形成し、エアホース３を内部にネジ山を形成したキャップ３ｂ内に通し、キャップ３ｂを筒体１５のエアホース３側の端部外周に形成されたネジ部１５ｂに螺着させ、気密的連結する方法がある。
【００５３】
重り１７は、孔９ａ内に、揺れにより水平方向に移動可能に収納されているだけである。従って、少なくとも基盤８と接触する重り１７の底部は、基盤８との摩擦により摩耗しないよう摩擦抵抗が低い素材を採用することが好ましい。例えば、ポリアセタールなどが挙げられる。重り１７を基盤８と連結しないことにより、揺れが基盤８と重り１７にそれぞれに直接伝達されることがない。
【００５４】
軸１６ａは、弁１６の高さ位置を調節可能にすることが好ましい。この弁１６の高さにより、建物基礎９の基盤８からの浮上高さを調節することができる。例えば、軸１６ａの外周部に、ねじ山を形成し、一端を重り１７に螺着させ、他端側からさらに弁１６を螺合させ、弁１６を回転させることで、弁１６の高さ位置を調節する方法が挙げられる。
【００５５】
弁１６は、筒体１５本体１５ａの内部形状に合わせ、建物基礎９の浮上時に、係止部１５ｆと接触して、筒体１５と孔９ａとの間を遮断する形状であればよい。図５に示すように、弁１６の高さ位置をネジ構造により回転で調節する場合、筒体１５の本体は内部空洞の円柱形状で、弁は円盤形状が好適である。
【００５６】
弁１６は、図５に示すように、基盤８と建物基礎９が接触している免震非作動時には、係止部１５ｆと接触せず、筒体１５内部と、孔９ａが連通している。従って、免震時にエアタンク１０に充填された空気は、エアホース３から筒体１５内部、孔９ａを通り、基盤８と建物基礎９との間に流れ込むことができる。
【００５７】
次に、図６、７を参照し、弁１６による基盤８と建物基礎９との間への空気の注入量調節機構を説明する。
【００５８】
図６は、本発明である建物の免震装置を構成する注入制御倒置の作動後の縦断面模式図である。図７は、弁による隙間圧を調整し、加重の異なる建物を略水平に浮上させる方法を説明する注入制御倒置の縦断面模式図である。
【００５９】
揺れ発生時、揺れ感知センサ内蔵制御装置１２がバルブ１１の開閉を制御し、空気１９がパイプ２内にエアタンク１０から流れ込む。それと同時に、空気１９は、エアホース３、筒体１５内、孔９ａを通り、隙間１８にも流れ込む。隙間１８は、基盤８と建物基礎９の間をパイプ２でシールされた空間であるので、徐々に建物基礎９が基盤８から浮上する（図中上矢印）。
【００６０】
隙間１８に空気１９が流れ続けると、図７に示すように、上昇した係止部１５ｆが、弁１６と接触して、空気１９の隙間１８への流入を遮断する。
【００６１】
また、仮に、パイプ２と基盤８及び建物基礎との間から空気１９が漏れたとしても、隙間の空気圧が低下し、建物基礎９が降下した場合は、図６のようになり、また空気１９が隙間１８に流れ、隙間１８の空気圧を一定に保つように弁１６と係止部１５ｆで制御される。
【００６２】
その結果、建物基礎９の基盤８からの浮上高さも一定に保たれるよう制御される。さらに、建物基礎９の各区画での加重に偏りがあっても、各区画の空気圧が自動制御されるため、各区画は何れも弁１６の位置まで浮上し、結果建物基礎９が略水平に浮上することとなる。極めて、簡易な構造で、パイプで囲まれた区画（隙間１８）の空気圧を調整することができる。
【００６３】
免震後、例えば地震発生から所定時間後、バルブ１１を作動（エアタンク１０側を閉止、減圧弁７と排出管１１ａを挿通）させ、パイプ２、隙間１８の空気を排出し、建物基礎９を基盤の上に載置することができる（図５）。なお、その時、上述のように、ズレ矯正装置、エアタンク１０ａの開閉を制御することより、建物基礎９の基盤８に対する水平方向のズレを修正することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明である建物の免震装置は、気体圧により建物を略水平に浮上させ、地震の揺れを免震し、建物を地震から保護することができる。さらに、地震後ズレて建物が基盤に載ることも少なく、さらには、ズレ矯正装置を付加することで、ズレて建物が基盤に載ることがない。これら装置を用いた住宅は、地震の揺れに対して極めて高い免震性を発揮する。
【符号の説明】
【００６５】
１ 建物の免震装置
２ パイプ
２ａ ジョイント
２ｂ 蓋
３ エアホース
３ａ フランジ
３ｂ キャップ
４ エアホース
５ エアホース
５ａ バルブ
５ｂ 排出管
７ 減圧弁
８ 基盤
９ 建物基礎
９ａ 孔
９ｂ 管
１０ エアタンク
１０ａ エアタンク
１０ｂ コンプレッサ
１０ｃ 非常用バッテリ
１１ バルブ
１１ａ 排出配管
１２ 揺れ感知センサ内蔵制御装置
１２ａ 信号線
１３ 注入制御装置
１５ 筒体
１５ａ 本体
１５ｂ ネジ部
１５ｃ フランジ
１５ｄ 軸棒
１５ｅ ナット
１５ｆ 係止部
１６ 弁
１６ａ 軸
１７ 重り
１８ 隙間
１９ 空気
２０ 地盤
２１ ズレ矯正装置
２２ 穴
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物を基盤から浮揚させ、地震の揺れを免震する建物の免震装置及びそれを用いた免震住宅に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の建物の免震装置としては、家屋と基盤の間で、平面又は凹状の皿の上を、ボール又はローラーが転がって地震の横揺れを免震する転がり免震装置、同様に平面又は凹状の皿の上を、摩擦係数の小さい滑り部材がスルスル滑って地震の横揺れを免震するすべり免震装置、家屋と基盤の間に積層されたゴムの変形で横揺れを免震する積層免震装置などが一般に知られている。
【０００３】
しかし、それら従来の免震装置は何れも基盤と建物が接触した状態で、免震しており、かつ複雑な装置を必要としていた。そこで、地震の揺れを免震し、建物への影響を軽減する新たな免震手段として特許文献１に記載の空気圧浮揚式免震装置が考案されている。
【０００４】
特許文献１に記載の考案は、地震の揺れだけでなく、台風などの大きな風圧にも、建物の揺れや震動を防ぐことを目的に、建物の基礎底盤１の上面に、重なる基礎上盤２を設置し、その隙間の周囲から外部に空気が漏れないようにシール材３を設け、シール材３に空気を供給するエアコンプレッサー８，エアータンク７及びバルブ６を設置することを特徴とし、台風及び平常時、建物は、地面に接している底盤１の上に基礎上盤２が自重で圧着しており摩擦により安定性が良く、揺れや震動をおこさない。地震発生時のみ、空気圧により基礎上盤２と共に建物を浮上させ、免震効果を発揮させるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実用新案登録第３１１９６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の考案では、シール材３で囲まれた内部に空気を送風するものであるが、エア漏れを防ぐことが困難であった。また、建物は場所により加重が異なり、水平に浮上させることが困難で、エアを除いた後建物がズレて基盤の上にのることがあった。
【０００７】
そこで、本発明は、建物を浮上させる気体を漏らすことがなく、また建物の加重の偏りがあっても、建物を傾かないように略水平に浮上させ、かつ施工も簡易な気体圧で建物を浮上させ、建物を免震する建物の免震装置及び免震住宅を提供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】
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するために、地盤に施工される基盤と前記基盤に重なり上に建物を固定する建物基礎との間に設置される１以上の環状の柔軟なパイプと、前記地盤又は建物の揺れの感知により前記パイプ、並びに前記パイプと前記基盤と建物基礎とで囲まれた隙間に気体を送るエアタンクとからなり、地盤又は建物の揺れ発生時、前記建物基礎を略水平に浮上させ、建物の揺れを免震することを特徴とする建物の免震装置の構成とした。さらに、前記建物基礎に、前記基盤とで前記パイプを囲み収納する底が開口した断面コの字状の管を、環状に巡らし埋設したことを特徴とする前記建物の免震装置の構成とし、また、一端が前記エアタンクに接続する前記エアホースに連結し、他端が前記建物基礎に穿設した孔の位置に固定され前記各区画への気体の注入量を調節する注入制御装置を設けたことを特徴とする前記何れかに記載の建物の免震装置の構成とした。
【０００９】
前記注入制御装置が、一端が前記エアタンクに接続する前記エアホースに連結し、他端が前記建物基礎の孔を覆い固定された内部が空洞の本体及び前記本体内部に突出した係止部とよりなる筒体と、孔内に挿入され、前記基盤に載置した重りと、前記重りに固定され前記筒体内に位置する軸と、前記軸に高さ位置調節可能に備えられ、前記エアホースからの気体送入により前記建物基礎とともに浮上する前記係止部とで、前記隙間へ送入される気体の注入量を調節する弁とからなることを特徴とする前記建物の免震装置の構成とした。
【００１０】
加えて、免震後、前記基盤と建物基礎の水平方向のズレを前記エアタンクと独立したエアタンクから送入された気体の圧力で、前記建物基礎を水平方向に移動させ、前記基盤と建物基礎のズレを修正する矯正装置を備えたことを特徴とする前記何れかに記載の建物の免震装置の構成とした。さらに、前記何れかに記載の建物の免震装置を備えたことを特徴とする免震住宅の構成とした。
【００１１】
また、地盤にコンクリート基盤を打設し、養生し、環状に配置される柔軟なパイプを設置する位置にリード線を置き、前記リード線を覆うように前記パイプを収納する底が開口、かつ側面に一部開口部を設けた断面コの字状の管を置き、建物基礎の配筋を行い、前記コンクリート基盤上面に剥離剤を塗布し、前記コンクリート基盤と建物基礎と前記パイプとの隙間に気体を送入する孔の位置にパイプを設置し、建物基礎のコンクリートを前記開口部を残し打設、養生し、前記断面コの字状の管の側面開口部からリード線の一端に前記パイプを連結し、前記リード線の他端を引き出して前記建物基礎に埋設された断面コの字状の管内に前記パイプを挿入することを特徴とする浮上式免震住宅の基礎の施工方法の構成とした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明である免震装置は、建物を気体圧により略水平に浮上させ、地震の揺れを免震し、建物を地震から保護することができる。さらに、地震後ズレて建物が基盤に載ることも少なく、さらには、ズレ矯正装置を付加することで、ズレて建物が基盤に載ることがない。これら装置を用いた住宅は、地震の揺れに対して極めて高い免震性を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明である建物の免震装置の建物基礎平面のエア配管系模式統図である。
【図２】本発明である建物の免震装置の建物基礎平面の制御線系模式統図である。
【図３】本発明である建物の免震装置の作動前のＥ−Ｅ断面模式図である。
【図４】本発明である建物の免震装置の免震作動中のＥ−Ｅ断面模式図である。
【図５】本発明である建物の免震装置を構成する注入制御倒置の作動前の縦断面模式図である。
【図６】本発明である建物の免震装置を構成する注入制御倒置の作動後の縦断面模式図である。
【図７】弁による隙間圧を調整し、加重の異なる建物を略水平に浮上させる方法を説明する注入制御倒置の縦断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、添付図面に基づいて、本発明である建物の免震装置及び免震住宅について詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明である建物の免震装置の建物基礎平面のエア配管系模式統図である。図２は、本発明である建物の免震装置の建物基礎平面の制御線系模式統図である。また、図３は、本発明である建物の免震装置の作動前のＥ−Ｅ断面模式図である。
【００１６】
建物の免震装置１は、パイプ２とエアタンクからなる。より詳しくは、地盤２０に施工される基盤８と基盤８に重なり上に建物を固定する建物基礎９との間に設置される１以上の環状の柔軟なパイプ２、２、・・・と、地盤２０又は建物の揺れの感知によりパイプ２、並びにパイプ２と基盤８と建物基礎９とで囲まれた隙間１８に気体を送るエアタンク１０、１０・・・とからなり、地盤２０又は建物の揺れ発生時、建物基礎９を略水平に浮上させ、建物の揺れを免震することを特徴とする。免震時の建物基礎９の基盤８からの浮上高さは、５ｍｍ〜１５ｍｍ程度で十分免震効果を発揮する。好ましくは１０ｍｍ程度である。
【００１７】
地盤２０は、建物を建てる土面であり、土、砂、砂利、石などにより補強してあってもよい。基盤８は、鉄筋、コンクリートなどで形成され、建物を支える下部構造である。所謂べた基礎が好適である。
【００１８】
建物基礎９は、建物下部に気体を送入する孔９ａを設け、建物の底一面をコンクリート、モルタルで覆う部分で、送入した気体を逃がさない層となる。建物は、住居、倉庫などに限定されることなく、像など種々の構造物も含む。
【００１９】
パイプ２は、地震発生時に、気体が送入され、パイプ２により所定の範囲に区画された基盤８と建物基礎９との隙間をシールする機能を発揮する。また、シール機能を発揮すれば、その素材は特に限定されない。また、揺れのとき、基盤上を滑るよう基盤との摩擦抵抗が低いものが望ましい。
【００２０】
さらに、寒冷池から温かい地方においても使用できるよう、耐冷（−４０℃）、耐熱（＋５０℃）性を有するものが好ましい。加えて、コンクリート層内に長期間設置されるため、耐アルカリ性を有することがこのましい。ゴム、樹脂、例えば三井化学（株）ミラストマー（登録商標）に、摩擦抵抗の低い樹脂を積層することにより、柔軟かつ強度、滑り、耐アルカリ、耐冷、耐熱、耐密閉性があるパイプが得られる。建物基礎９を基盤８から１０ｍｍ程度浮上させる場合には、パイプ２の直径は４０ｍｍ程度で十分である。
【００２１】
パイプ２は、基盤８と建物基礎９との間に複数の区切られた空間を形成するよう環状に、配置される。その区切られた空間毎に、建物基礎９には孔９ａが設けられ、揺れ発生時、気体が前記孔９ａから前記空間に送入され、建物基礎９を上昇させる。
【００２２】
パイプ２は、建物基礎９に環状に巡らし埋設され、底が開口した断面コの字状の管９ｂ内に設置すると、施工、気密性の観点が優れている。管９ｂは、基盤８とともにパイプ２を囲み収納する。管９ｂは、内径７０ｍｍ程度の内部が空洞の四角柱、円柱を縦に切断し、一面を開口させたものが採用できる。４０ｍｍのパイプ２を採用し、建物基礎９を基盤から１０ｍｍ程度浮上させる場合には、管９ｂの建物基礎９底部からの高さは、２０ｍｍ〜３０ｍｍ程度あればよい。
【００２３】
気体は、特に限定されないが、安全性、コストから空気が好適である。エアタンク１０は、地震、建物の揺れを感知し、環状に設置されたパイプ２により区切られた基盤８と建物基礎９の間に、気体を送入する。
【００２４】
次に、図１を参照して、本発明である建物の免震装置１を適用した住宅のエア配管の一例を説明する。ここでは、パイプ２で区切られる区画は４箇所（図中Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）とした。複数の区画を設けることで、建物基礎の加重の偏りがあったとしても、区画毎に圧力が調整され、結果的に建物基礎９の浮上高さを一定することができる。その結果、建物を水平に浮上させることができ、気体排出後にも、ズレがすくなく、ズレの矯正も容易になる。
【００２５】
また、図１、２では、建物基礎９及び前記区画を略四角形としているが、種々の複雑な形状であっても構わない。
【００２６】
以下、符号は主に区画Ａについてのみ図中に記載されているが、区画Ｂ〜Ｄも同様の描写は、区画Ａと同じ装置、部材である。複数のエアタンク１０、１０ａは、建物基礎９上に設置され、家庭用電源、又は非常用バッテリ１０ｃで駆動するコンプレッサ１０ｂにより、エアタンク１０、１０ａ内にエアが補充されエアタンク１０、１０ａ内の圧力は一定に保たれるよう制御される。
【００２７】
エアタンク１０から送られる気体（以下、空気ともいう。）は、エアタンク１０とバルブ１１とを連結する配管、及びバルブ１１と減圧弁７を連結する配管を通り、さらに減圧弁７と各区画（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）のパイプ２と基盤８と建物基礎９とで囲まれた隙間（以下、区画ともいう。）にエアホース３を通り送られる。前記隙間には、建物基礎９に設けられた孔９ａ内に設置された後述の注入制御装置１３を介して送られることが望ましい。
【００２８】
また、空気は、減圧弁７から各パイプ２にもエアホース４を通り送られる。各パイプ２は、パイプ２と同一素材でできたＴ字状のジョイント２ａで環状に熱融着などにより連結される。
【００２９】
エアタンク１０、１０ａコンプレッサ１０ｂは、地震の時の揺れにより配管が破断することがないよう、建物基礎９、その上に建てられる建物内に設置されることが望ましい。
【００３０】
さらに、先の隙間、パイプ２に送られるエアタンク１０と独立した１以上のエアタンク１０ａを備え、バルブ５ａ、エアホース５を介して各区画のズレ矯正装置２１に送られる。ズレ矯正装置２１とは、免震後、発生した基盤８と建物基礎９の水平方向のズレをエアタンク１０ａから送入された気体の圧力で、建物基礎９を水平方向に移動させ、基盤８と建物基礎９のズレを修正するものであり、所謂エアダンパである。
【００３１】
例えば、ズレ矯正装置２１の形態としては、建物基礎９に設けた穴２２の中心に位置する基盤８に垂直に固定された軸に、Ｘ軸、Ｙ軸方向に水平に伸縮するエアシリンダーが採用できる。エアシリンダーはエアホース５を介して、エアタンク１０ａから気体が送られる。
【００３２】
その場合、エアホース５から送られた気体圧により、Ｘ軸、Ｙ軸方向の各エアシリンダーの内部が等しくなるようエアタンク１０ａから気体を送る。その結果、基盤８と建物基礎９にズレがない状態に、建物基礎９が水平方向に移動し、ズレを解消させることができる。なお、ズレ矯正装置２１とパイプ２へ送る気体のエアタンク１０、１０ａはそれぞれ独立させると、パイプ２の耐圧を考慮することなく、高圧力の気体をズレ矯正装置２１に送ることができ、好ましい。
【００３３】
ズレ矯正装置２１は、上記に限らず、基盤８と建物基礎９とのズレを、ズレセンサ−（図２中省略／ズレ矯正装置２１或いは基盤８と建物基礎９とに設けられるものでどのような装置で、どのようなシグナルを発生させてもよい。）の情報をもとに、水平方向（Ｘ軸、Ｙ軸２方向／図１）のズレを、バネ、エアなどにより修正できればよい。
【００３４】
また、前記バルブ１１には、免震後、パイプ２、区画から送入された空気を排出する排出配管１１ａが接続され、一度にパイプ２、各区画から容易に空気を排出することができる。
【００３５】
バルブ１１は、三方弁などで、各区画にエアを送るときはエアタンク１０と減圧弁７側が挿通し排出管１１ａ側は閉止され、エア排出時には減圧弁７と排出配管１１ａ側が挿通しエアタンク１０側が閉止される。免震待機時は、エアタンク１０側が閉止され、減圧弁側７、排出配管１１ａ側が閉止されている。また、バルブ１１は、三方弁でなく各配管に個別に設置、個別に前述のように開閉制御してもよいことは勿論である。
【００３６】
減圧弁７は、エアタンク１０からパイプ２に送られる気体圧を減じる装置である。パイプ２の耐圧力が、エアタンク１０内の気体圧以上にある場合は、減圧弁７は、使用しなくてよい。
【００３７】
次に、図２を参照し、各装置、バルブの制御につて説明する。地上に設置された揺れ感知センサ内蔵制御装置１２によって、各装置、バルブは一括制御できる。さらに、建物内にも揺れ感知センサ内蔵制御装置を設置してもよい。揺れ感知センサ内蔵制御装置１２は、地震の初期微動、Ｐ波、Ｓ波、縦揺れ、横揺れ何れを感知するものでよく、市販の揺れ感知センサを採用することができる。
【００３８】
揺れ発生時、揺れ感知センサ内蔵制御装置１２が揺れを感知し、バルブ１１の作動を制御するシグナル（図２中一点鎖線）を信号線１２ａを通しバルブ１１に送る。バルブ１１の作動によりタンク１０とパイプ２、タンク１０と各区画を連通させ、排出管１１ａ側を閉止する。すると、エアタンク１０からパイプ２に空気が一気に送られ、パイプ２が膨張し各区画をシールする。同時に、各区画にも空気が送られ、建物基礎９が一定の高さまで上昇する。地震の最中、建物基礎９が上昇した状態で維持される。
【００３９】
免震後、必要に応じて、基盤８と建物基礎９とのズレを矯正し、各区画、パイプ２、ズレ矯正装置２１の気体を排出する。例えば、タイマー制御による地震発生から一定時間経過後など、感知センサ内蔵制御装置１２が、バルブ１１の作動を制御するシグナルを信号線１２ａを通しバルブ１１に送る。バルブ１１の作動によりタンク１０側が閉止され、パイプ２及び各区画と排出管１１ａ側を連通させる。
【００４０】
各区画、パイプ２の気体の排出の前後に、必要に応じてバルブ５ａを作動させてズレ矯正装置２１からも気体を排出管５ｂから排出する。バルブ５ａも三方弁を採用すると気体の送入、排出制御が容易である。
【００４１】
その結果、パイプ２、各区画の空気を排出配管１１ａから排出させ、建物基礎９を基盤８の上にズレがなく載せることができる。そして、次の揺れに備える。
【００４２】
図３、図４を参照し、建物基礎の浮上の仕組みを説明する。図３は、本発明である建物の免震装置の作動前のＥ−Ｅ断面模式図である。図４は、本発明である建物の免震装置の免震作動中のＥ−Ｅ断面模式図である。
【００４３】
基盤８と建物基礎９との間に、上方及び側方を管９ｂに囲まれ環状にパイプ２が設置されている。ここで、パイプ２の設置方法及び建物の下部構造（基礎）の施工方法について説明する。
【００４４】
上式免震住宅の基礎の施工方法は、次の工程を順次行う。先ず、地盤２０に鉄筋を配筋し、コンクリート基盤８を打設し、養生させる。次に、環状に配置される柔軟なパイプ２を設置する位置にリード線（図示なし）を置く。前記リード線を覆うように前記パイプ２を収納する底が開口、かつ側面に一部開口部を設けた断面コの字状の管９ｂを置き、建物基礎９の配筋を行う。
【００４５】
続いて、前記コンクリート基盤８上面に剥離剤を塗布し、前記コンクリート基盤８と建物基礎９と前記パイプ２との隙間に気体を送入する孔９ａの位置に塩ビ製などのパイプを設置し、建物基礎９のコンクリートを前記開口部を残し打設、養生する。剥離剤とは、固化した基盤８と固化した建物基礎９とを分離させ易くさせ、かつコンクリートのアルカリ性を害しない物質で、鉱物油或いは植物油と水を乳化剤などで乳化した乳化物などが例示できる。より具体的には、佐藤科研工業有限会社製、エコメイトＣＲ−１（植物油）に水を加えてた乳化液が挙げられる。
【００４６】
その後、前記断面コの字状の管９ｂの側面開口部からリード線の一端に前記パイプ２（非環状）を連結し、前記リード線の他端を引き出して前記建物基礎９に埋設された断面コの字状の管９ｂ内に前記パイプ２を挿入する。さらに、Ｔ字状のジョイント２ａとパイプ２を熱融着などしてパイプ２を環状にする。最後にジョイント２ａの一端を前記エアホース４に接続する。このとき、より密閉度を保つため、建物基礎９の前記開口部に蓋２ｂを用いるとよい。このようにして、浮上式免震住宅の下部構造を容易かつ、エア漏れなく施工することができる。
【００４７】
図４に示すように、エアホース４からパイプ２に空気が送入されると、パイプ２が膨張し、基盤８と建物基礎９の区画（隙間１８）とをシールする。なお建物基礎９の浮上（図中上矢印）は、エアホース３を通り、後述の注入制御装置１３を介して送られた空気圧によって行われる。このように建物基礎９が基盤から上昇することにより、建物基礎９上の建物を免震する。
【００４８】
次に、注入制御装置１３について説明する。図５は、本発明である建物の免震装置を構成する注入制御倒置の作動前の縦断面模式図である。
【００４９】
注入制御装置１３は、各区各に空気を送るエアタンク１０に接続するエアホース３に一端が連結し、他端が建物基礎９に穿設した孔９ａに固定された前記各区画への気体の注入量を調節する。従って、その機能を発揮すれば、本発明を構成する注入制御装置は、図５に例示した構造に限定されるものではない。
【００５０】
図５に示す注入制御装置１３は、一端がエアホース３に連結し他端が建物基礎９の孔９ａを覆い固定され内部が空洞の本体１５ａ及び本体１５ａ内部に突出した係止部１５ｆを有する筒体１５と、孔９ａ内に挿入され基盤８に載置した重り１７と、重り１７に固定され筒体１５内に位置する軸１６ａと、軸１６ａに高さ位置調節可能に備えられエアホース３からの気体送入により浮上する建物基礎９の浮上により係止部１５ｆとで前記隙間へ送入される気体の注入量を調節する弁１６と、からなる。
【００５１】
筒体１５は、円柱に限らず四角柱など形状は特に限定されず、建物基礎９に固定される。筒体１５の固定は、一例を挙げれば、筒体１５の建物基礎９側の端部に形成されたフランジ１５ｃを挿通し、建物基礎９に固定又は螺着したネジ部を有する軸棒１５ｄと、ナット１５ｅを螺着させ方法がある。
【００５２】
筒体１５とエアホース３との連結は、一例を挙げれば、エアホース３端部にフランジ３ａを形成し、エアホース３を内部にネジ山を形成したキャップ３ｂ内に通し、キャップ３ｂを筒体１５のエアホース３側の端部外周に形成されたネジ部１５ｂに螺着させ、気密的連結する方法がある。
【００５３】
重り１７は、孔９ａ内に、揺れにより水平方向に移動可能に収納されているだけである。従って、少なくとも基盤８と接触する重り１７の底部は、基盤８との摩擦により摩耗しないよう摩擦抵抗が低い素材を採用することが好ましい。例えば、ポリアセタールなどが挙げられる。重り１７を基盤８と連結しないことにより、揺れが基盤８と重り１７にそれぞれに直接伝達されることがない。
【００５４】
軸１６ａは、弁１６の高さ位置を調節可能にすることが好ましい。この弁１６の高さにより、建物基礎９の基盤８からの浮上高さを調節することができる。例えば、軸１６ａの外周部に、ねじ山を形成し、一端を重り１７に螺着させ、他端側からさらに弁１６を螺合させ、弁１６を回転させることで、弁１６の高さ位置を調節する方法が挙げられる。
【００５５】
弁１６は、筒体１５本体１５ａの内部形状に合わせ、建物基礎９の浮上時に、係止部１５ｆと接触して、筒体１５と孔９ａとの間を遮断する形状であればよい。図５に示すように、弁１６の高さ位置をネジ構造により回転で調節する場合、筒体１５の本体は内部空洞の円柱形状で、弁は円盤形状が好適である。
【００５６】
弁１６は、図５に示すように、基盤８と建物基礎９が接触している免震非作動時には、係止部１５ｆと接触せず、筒体１５内部と、孔９ａが連通している。従って、免震時にエアタンク１０に充填された空気は、エアホース３から筒体１５内部、孔９ａを通り、基盤８と建物基礎９との間に流れ込むことができる。
【００５７】
次に、図６、７を参照し、弁１６による基盤８と建物基礎９との間への空気の注入量調節機構を説明する。
【００５８】
図６は、本発明である建物の免震装置を構成する注入制御倒置の作動後の縦断面模式図である。図７は、弁による隙間圧を調整し、加重の異なる建物を略水平に浮上させる方法を説明する注入制御倒置の縦断面模式図である。
【００５９】
揺れ発生時、揺れ感知センサ内蔵制御装置１２がバルブ１１の開閉を制御し、空気１９がパイプ２内にエアタンク１０から流れ込む。それと同時に、空気１９は、エアホース３、筒体１５内、孔９ａを通り、隙間１８にも流れ込む。隙間１８は、基盤８と建物基礎９の間をパイプ２でシールされた空間であるので、徐々に建物基礎９が基盤８から浮上する（図中上矢印）。
【００６０】
隙間１８に空気１９が流れ続けると、図７に示すように、上昇した係止部１５ｆが、弁１６と接触して、空気１９の隙間１８への流入を遮断する。
【００６１】
また、仮に、パイプ２と基盤８及び建物基礎との間から空気１９が漏れたとしても、隙間の空気圧が低下し、建物基礎９が降下した場合は、図６のようになり、また空気１９が隙間１８に流れ、隙間１８の空気圧を一定に保つように弁１６と係止部１５ｆで制御される。
【００６２】
その結果、建物基礎９の基盤８からの浮上高さも一定に保たれるよう制御される。さらに、建物基礎９の各区画での加重に偏りがあっても、各区画の空気圧が自動制御されるため、各区画は何れも弁１６の位置まで浮上し、結果建物基礎９が略水平に浮上することとなる。極めて、簡易な構造で、パイプで囲まれた区画（隙間１８）の空気圧を調整することができる。
【００６３】
免震後、例えば地震発生から所定時間後、バルブ１１を作動（エアタンク１０側を閉止、減圧弁７と排出管１１ａを挿通）させ、パイプ２、隙間１８の空気を排出し、建物基礎９を基盤の上に載置することができる（図５）。なお、その時、上述のように、ズレ矯正装置、エアタンク１０ａの開閉を制御することより、建物基礎９の基盤８に対する水平方向のズレを修正することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明である建物の免震装置は、気体圧により建物を略水平に浮上させ、地震の揺れを免震し、建物を地震から保護することができる。さらに、地震後ズレて建物が基盤に載ることも少なく、さらには、ズレ矯正装置を付加することで、ズレて建物が基盤に載ることがない。これら装置を用いた住宅は、地震の揺れに対して極めて高い免震性を発揮する。
【符号の説明】
【００６５】
１ 建物の免震装置
２ パイプ
２ａ ジョイント
２ｂ 蓋
３ エアホース
３ａ フランジ
３ｂ キャップ
４ エアホース
５ エアホース
５ａ バルブ
５ｂ 排出管
７ 減圧弁
８ 基盤
９ 建物基礎
９ａ 孔
９ｂ 管
１０ エアタンク
１０ａ エアタンク
１０ｂ コンプレッサ
１０ｃ 非常用バッテリ
１１ バルブ
１１ａ 排出配管
１２ 揺れ感知センサ内蔵制御装置
１２ａ 信号線
１３ 注入制御装置
１５ 筒体
１５ａ 本体
１５ｂ ネジ部
１５ｃ フランジ
１５ｄ 軸棒
１５ｅ ナット
１５ｆ 係止部
１６ 弁
１６ａ 軸
１７ 重り
１８ 隙間
１９ 空気
２０ 地盤
２１ ズレ矯正装置
２２ 穴
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に施工される基盤と前記基盤に重なり上に建物を固定する建物基礎との間に設置される１以上の環状の柔軟なパイプと、前記地盤又は建物の揺れの感知により前記パイプ、並びに前記パイプと前記基盤と建物基礎とで囲まれた隙間に気体を送るエアタンクとからなり、
地盤又は建物の揺れ発生時、前記建物基礎を略水平に浮上させ、建物の揺れを免震することを特徴とする建物の免震装置。
【請求項２】
前記建物基礎に、前記基盤とで前記パイプを囲み収納する底が開口した断面コの字状の管を、環状に巡らし埋設したことを特徴とする請求項１に記載の建物の免震装置。
【請求項３】
一端が前記エアタンクに接続する前記エアホースに連結し、他端が前記建物基礎に穿設した孔の位置に固定され前記各区画への気体の注入量を調節する注入制御装置を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の建物の免震装置。
【請求項４】
前記注入制御装置が、一端が前記エアタンクに接続する前記エアホースに連結し、他端が前記建物基礎の孔を覆い固定された内部が空洞の本体及び前記本体内部に突出した係止部とよりなる筒体と、孔内に挿入され、前記基盤に載置した重りと、前記重りに固定され前記筒体内に位置する軸と、前記軸に高さ位置調節可能に備えられ、前記エアホースからの気体送入により前記建物基礎とともに浮上する前記係止部とで、前記隙間へ送入される気体の注入量を調節する弁とからなることを特徴とする請求項３に記載の建物の免震装置。
【請求項５】
免震後、前記基盤と建物基礎の水平方向のズレを前記エアタンクと独立したエアタンクから送入された気体の圧力で、前記建物基礎を水平方向に移動させ、前記基盤と建物基礎のズレを修正する矯正装置を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の建物の免震装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載の建物の免震装置を備えたことを特徴とする免震住宅。
【請求項７】
地盤にコンクリート基盤を打設し、養生し、環状に配置される柔軟なパイプを設置する位置にリード線を置き、前記リード線を覆うように前記パイプを収納する底が開口、かつ側面に一部開口部を設けた断面コの字状の管を置き、建物基礎の配筋を行い、前記コンクリート基盤上面に剥離剤を塗布し、前記コンクリート基盤と建物基礎と前記パイプとの隙間に気体を送入する孔の位置にパイプを設置し、建物基礎のコンクリートを前記開口部を残し打設、養生し、前記断面コの字状の管の側面開口部からリード線の一端に前記パイプを連結し、前記リード線の他端を引き出して前記建物基礎に埋設された断面コの字状の管内に前記パイプを挿入することを特徴とする浮上式免震住宅の基礎の施工方法。
【請求項１】
地盤に施工される基盤と前記基盤に重なり上に建物を固定する建物基礎との間に設置される１以上の環状の柔軟なパイプと、前記地盤又は建物の揺れの感知により前記パイプ、並びに前記パイプと前記基盤と建物基礎とで囲まれた隙間に気体を送るエアタンクとからなり、
地盤又は建物の揺れ発生時、前記建物基礎を略水平に浮上させ、建物の揺れを免震することを特徴とする建物の免震装置。
【請求項２】
前記建物基礎に、前記基盤とで前記パイプを囲み収納する底が開口した断面コの字状の管を、環状に巡らし埋設したことを特徴とする請求項１に記載の建物の免震装置。
【請求項３】
一端が前記エアタンクに接続する前記エアホースに連結し、他端が前記建物基礎に穿設した孔の位置に固定され前記各区画への気体の注入量を調節する注入制御装置を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の建物の免震装置。
【請求項４】
前記注入制御装置が、一端が前記エアタンクに接続する前記エアホースに連結し、他端が前記建物基礎の孔を覆い固定された内部が空洞の本体及び前記本体内部に突出した係止部とよりなる筒体と、孔内に挿入され、前記基盤に載置した重りと、前記重りに固定され前記筒体内に位置する軸と、前記軸に高さ位置調節可能に備えられ、前記エアホースからの気体送入により前記建物基礎とともに浮上する前記係止部とで、前記隙間へ送入される気体の注入量を調節する弁とからなることを特徴とする請求項３に記載の建物の免震装置。
【請求項５】
免震後、前記基盤と建物基礎の水平方向のズレを前記エアタンクと独立したエアタンクから送入された気体の圧力で、前記建物基礎を水平方向に移動させ、前記基盤と建物基礎のズレを修正する矯正装置を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の建物の免震装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載の建物の免震装置を備えたことを特徴とする免震住宅。
【請求項７】
地盤にコンクリート基盤を打設し、養生し、環状に配置される柔軟なパイプを設置する位置にリード線を置き、前記リード線を覆うように前記パイプを収納する底が開口、かつ側面に一部開口部を設けた断面コの字状の管を置き、建物基礎の配筋を行い、前記コンクリート基盤上面に剥離剤を塗布し、前記コンクリート基盤と建物基礎と前記パイプとの隙間に気体を送入する孔の位置にパイプを設置し、建物基礎のコンクリートを前記開口部を残し打設、養生し、前記断面コの字状の管の側面開口部からリード線の一端に前記パイプを連結し、前記リード線の他端を引き出して前記建物基礎に埋設された断面コの字状の管内に前記パイプを挿入することを特徴とする浮上式免震住宅の基礎の施工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１８９９３１（Ｐ２０１０−１８９９３１Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３５４７６（Ｐ２００９−３５４７６）
【出願日】平成２１年２月１８日（２００９．２．１８）
【出願人】（３０８０３８７６１）島帆ハウス株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１８日（２００９．２．１８）
【出願人】（３０８０３８７６１）島帆ハウス株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
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