特開 2017-193863 震動吸収柱

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-193863(P2017-193863A)

(43)【公開日】2017年10月26日

(54)【発明の名称】震動吸収柱

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/36 20060101AFI20170929BHJP

   E04H 9/02 20060101ALI20170929BHJP

   F16F 15/04 20060101ALI20170929BHJP

【ＦＩ】

   E04B1/36 A

   E04H9/02 351

   F16F15/04 A

   F16F15/04 P

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2016-84359(P2016-84359)

(22)【出願日】2016年4月20日

(71)【出願人】

【識別番号】306024805

【氏名又は名称】株式会社 林物産発明研究所

(72)【発明者】

【氏名】林 慎一郎

(72)【発明者】

【氏名】林 和志郎

(72)【発明者】

【氏名】林 宏三郎

(72)【発明者】

【氏名】林 加奈子

【テーマコード（参考）】

2E139

3J048

【Ｆターム（参考）】

2E139AA01

2E139AB04

2E139AC02

2E139AC19

2E139BA16

2E139BA17

2E139BA22

2E139BA23

3J048AA01

3J048AA07

3J048AB01

3J048BA02

3J048BA08

3J048CB21

3J048EA29

(57)【要約】

【課題】 短周期の地震動と長周期の地震動の両方に対して十分な震動吸収効果を達成できる震動吸収柱を提供する。
【解決手段】 複数のブロック２を積層した震動吸収柱１であって、ブロック２の上面には、中央凹部２２と、中央凹部２２の底部に位置する底部突部２３が形成され、ブロック２の下面には、中央凹部２２に収容可能な形状の中央突部３２と、中央突部３２の先端に位置する底部突部２３を収容可能な形状の先端凹部３３が形成され、各ブロック２は、下側ブロック２２の底部突部２３の先端と上側ブロック２２の先端凹部３３の天井を接触させるとともに、中央凹部２２の側面と中央突部３２の側面の間に弾性部材３Ａ・３Ｂを介挿した状態で積層され、中央突部３２の側面と弾性部材３Ａ・３Ｂの間には隙間が形成される。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のブロックを積層した震動吸収柱であって、
前記ブロックの上面には、中央凹部と、前記中央凹部の底部に位置する底部突部が形成され、前記ブロックの下面には、前記中央凹部に収容可能な形状の中央突部と、前記中央突部の先端に位置する前記底部突部を収容可能な形状の先端凹部が形成され、
前記複数のブロックは、前記底部突部の先端と前記先端凹部の天井を接触させるとともに、前記中央凹部の側面と前記中央突部の側面の間に弾性部材を介挿した状態で積層され、
前記中央突部の側面と前記弾性部材の間に隙間が形成されていることを特徴とする震動吸収柱。

【請求項2】

前記弾性部材が、第１及び第２弾性部材を含み、
前記中央突部と前記第１弾性部材の間隔と、前記中央突部と前記第２弾性部材の間隔が相違することを特徴とする請求項１に記載の震動吸収柱。

【請求項3】

前記中央凹部の外周に周縁突部が形成され、前記中央突部の外周に周縁凹部が形成され、
前記ブロックは、下側の周縁突部の先端と上側の周縁凹部の天井を接触させて積層されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の震動吸収柱。

【請求項4】

前記底部突部及び／又は前記周縁突部が弾性材料で形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の震動吸収柱。

【請求項5】

各ブロックは、前記中央凹部と前記中央突部を貫通する貫通孔を有し、前記貫通孔に紐状体が挿通されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の震動吸収柱。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、住宅等の建物の耐震性向上を図るための震動吸収柱に関する。

【背景技術】

【0002】

地震等によって生じた建物の震動を減衰・吸収するために、建物の柱に震動吸収体が使用されている。かかる震動吸収体として、例えば、特許文献１，２のように積層ゴムを使用したもの、特許文献３のように複数の耐震ゴムと複数の板状対を交互に積層したもの、特許文献４のように複数のプレキャストコンクリート製のブロックを緊張材によりプレストレスを与えた状態で緊結し、集合体としたものがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２−３７１７２３号公報

【特許文献2】特開２００１−３２９７１５号公報

【特許文献3】実用新案登録第３０９１２３６号公報

【特許文献4】特開２００１−１３３１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、従来の震動吸収体は、主として直下型地震等の短周期の地震動に対処するものであり、短周期の地震動と長周期の地震動の両方に対して十分な震動吸収効果を得ることができなかった。

【0005】

本発明は、短周期の地震動と長周期の地震動の両方に対して十分な震動吸収効果を達成できる震動吸収柱を提供することをその課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、複数のブロックを積層した震動吸収柱であって、前記ブロックの上面には、中央凹部と、前記中央凹部の底部に位置する底部突部が形成され、前記ブロックの下面には、前記中央凹部に収容可能な形状の中央突部と、前記中央突部の先端に位置する前記底部突部を収容可能な形状の先端凹部が形成され、前記複数のブロックは、下側ブロックの前記底部突部の先端と上側ブロックの前記先端凹部の天井を接触させるとともに、前記中央凹部の側面と前記中央突部の側面の間に弾性部材を介挿した状態で積層され、前記中央突部の側面と前記弾性部材の間に隙間が形成されていることを特徴とする震動吸収柱とした。

【発明の効果】

【0007】

本発明では、下側ブロックの底部突部の先端と上側ブロックの先端凹部の天井を接触させた状態でブロックが積層され、それ以外の部分に隙間が形成されるため、上下のブロックが左右に揺れることができる。それにより、短周期の地震動（例えば、震度５程度まで）を効果的に吸収することができる。さらに、中央凹部の側面と中央突部の側面の間に弾性部材を介挿し、中央突部の側面と弾性部材の間に隙間を形成した。これにより、より長周期の地震動を効果的に吸収することができる。よって、短周期と長周期の両方の地震動に対応することが可能になる。

【0008】

弾性部材を第１及び第２弾性部材で構成し、中央突部と第１弾性部材の間隔と、中央突部と第２弾性部材の間隔を相違させることで、より幅広い周期範囲の地震動に対応すること（短周期、中周期、長周期の地震動のそれぞれに対応すること）が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の１実施形態の震動吸収柱１に使用されるブロック２を示す。

【図2】震動吸収柱１を示す。

【図3】第１弾性部材３Ａ及び第２弾性部材３Ｂの形状を示す。

【図4】本発明の他の実施形態の震動吸収柱１Ａを示す。

【図5】本発明の更に他の実施形態の震動吸収柱１Ｂを示す。

【図6】弾性柱５を拡大して示す。

【図7】弾性リング４の変形形態である弾性リング４’を示す。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図１は、本発明の一実施形態の震動吸収柱１で使用されるブロック２を示す。図１（ａ）は、ブロック２の上面図であり、図１（ｂ）は、ブロック２を図１（ａ）のＸ−Ｘで切断した断面図である。ブロック２は、コンクリートや鋼鉄等の硬質の材料で形成される。

【0011】

ブロック２の上面には、環状の周縁突部２１と、その内周側の中央凹部２２と、中央凹部２２の底部に位置する底部突部２３が形成され、ブロック２の下面には、環状の周縁凹部３１と、その内周側の中央突部３２と、中央突部３２の先端に位置する先端凹部３３が形成されている。周縁凹部３１は、周縁突部２１を収容する形状・寸法を有し、中央凹部２２は、中央突部３２を収容する形状・寸法を有し、先端凹部３３は、底部突部２３を収容する形状・寸法を有する。

【0012】

中央凹部２２の側面には、複数のスロット（窪み）２４Ａ、２４Ｂが周方向に配列されている。スロット２４Ａ、２４Ｂは、後述の第１弾性部材３Ａ及び第２弾性部材３Ｂの一部を収容できる寸法・形状を有する。スロット２４Ａ、２４Ｂは、例えば、円弧状の形状を有する。図では、スロット２４Ａがスロット２４Ｂよりも長いが、両者は同じ長さでもよい。スロット２４Ａとスロット２４Ｂの幅や深さも、同じでもよく、相違してもよい。

【0013】

図２は、本発明の１実施形態に係る震動吸収柱１を示す。震動吸収柱１は、上下に積層された複数のブロック２と、各ブロック２の間に介挿された第１弾性部材３Ａ及び第２弾性部材３Ｂを有する。第１弾性部材３Ａ及び第２弾性部材３Ｂは、ゴムやシリコン樹脂等の弾性材料で形成される。第１弾性部材３Ａ及び第２弾性部材３Ｂは、それぞれ、スロット２４Ａ及びスロット２４Ｂに装着・保持されている。

【0014】

図示のように、上下のブロック２が接触しているのは、底部突部２３の先端と先端凹部３３の天井の間と、周縁突部２１の先端と周縁凹部３１の天井の間だけであり、それ以外の部分には隙間が形成されている。このため、上下のブロック２は、相互に振り子状に揺れることができる。また、底部突部２３の側面と第１弾性部材３Ａの間には、隙間Ｄ１が形成され、底部突部２３の側面と第２弾性部材３Ｂの間には、隙間Ｄ１よりも大きい隙間Ｄ２が形成されている。

【0015】

震動吸収柱１に地震等による水平方向の荷重が掛かると、最下層のブロックが一番大きく水平方向に移動し、それに伴い、２番目のブロックは反対方向に移動する。同様にして、各ブロックは、下から順次逆方向にジグザグ状に移動し、上方にいくに従い、移動距離は小さくなっていく。よって、震動吸収柱１の上部に位置する建築物・構造物への地震の影響が小さくなる。また、ブロック２の移動に伴い、震動吸収柱１の全体の重心位置も移動するが、各ブロック２の移動方向がジグザグ状であるため、震動吸収柱１の傾きが小さくなり、結果として、震動吸収柱１に掛かるせん断力は小さくなる。このようにして、短周期の地震動（例えば、震度５程度まで）に対しては、十分な対応が可能となる。

【0016】

震動吸収柱１に中周期の地震動が作用した場合、上側のブロックの中央突部３２と第１弾性部材３Ａが接触し、第１弾性部材３Ａによる復元力が上下のブロック間に作用することで、地震動による影響が軽減される。震動吸収柱１に長周期の地震動が作用した場合、上側のブロックの中央突部３２と第２弾性部材３Ｂが接触し、第２弾性部材３Ｂによる復元力が上下のブロック間に作用することで、地震動による影響が軽減される。このようにして、中周期、長周期の地震動に対しても十分な免震効果を得ることができる。

【0017】

図３は、第１弾性部材３Ａ及び第２弾性部材３Ｂの例示的な形状を示す。図示の第１弾性部材３Ａ及び第２弾性部材３Ｂは、概略円弧形状を有し、第１弾性部材３Ａの方が第２弾性部材３Ｂよりも、長さ及び幅が大きく、厚さが小さい。これにより、より幅広い周期範囲に対して高い免震効果を得ることができる。両者の長さ、幅、厚さを相違させる代わりに、第１弾性部材３Ａと第２弾性部材３Ｂを異なる弾性率の材料で形成してもよい。

【0018】

震動吸収柱１の他の実施形態として、各ブロック２の周縁突部２１及び周縁凹部３１を省略してもよい。すなわち、ブロック２の上面（中央凹部２２よりも外側）及び下面（中央突部３２よりも外側）を平坦にしても良い。この場合も、震動吸収柱１と同様の効果を有し、震動吸収柱１よりも構造が簡略化される。

【0019】

図４は、更に他の実施形態の震動吸収柱１Ａを示す。震動吸収柱１Ａでは、各ブロック２を上下に貫通する貫通孔２５を有し、当該貫通孔２５に紐状体６が挿通されている。紐状体６は、弾力性のあるバネやゴム、紐、ロープ等を使用できる。各ブロック２に紐状体６を挿通することで、震動吸収柱１Ａの結束性、一体性が高くなる。

【0020】

図５は、更に他の実施形態の震動吸収柱１Ｂを示す。震動吸収柱１Ｂでは、各ブロック２の周縁突部２１と底部突部２３が、弾性リング４と弾性柱５で置き換えられている。弾性リング４及び弾性柱５は、ゴムやシリコン樹脂等の弾性材料で形成される。このように、ブロックを積み重ねたときに接触する部分に弾性リング４と弾性柱５を使用したことで、ブロック間の衝突による損傷の軽減と、弾性体による一層の震動エネルギーの吸収効果の増大を達成できる。

【0021】

弾性リング４は、基部４１と、基部４１から上下に延びる円環状の周縁突部４２、４３を有する。周縁突部４２は、周縁突部２１と同形状である。ブロック２には、周縁突部４３を収容する円環状の凹部２６と、周縁突部４２を収容する円環状の凹部２７が形成されている。

【0022】

中央凹部２２の底面には、弾性柱５を収容する凹部２８が形成されている。弾性柱５は、円筒状又は弾丸状の形状を有し、凹部２８は、円筒状の形状を有する。図６は、弾性柱５を拡大して示す。この例では、弾性柱５は、多数の弾性体の薄板を積層して略円柱状に形成されている。弾性柱５は、単一の弾性体で作成してもよい。弾性柱５の底面と凹部２８の底面を接着剤等で接着するとよい。

【0023】

震動吸収柱１Ｂの変形形態として、震動吸収柱１Ａと同様に、ブロック２及び弾性柱５に貫通孔２５を形成し、それに紐状体６を挿通してもよい。

【0024】

図７（ａ）は、図５の弾性リング４の変形形態である弾性リング４’を示す。図７（ｂ）は、図７（ａ）のＡ−Ａ’断面を示す。図７の弾性リング４’は、基部４１と、基部４１から上方に延びる周縁突部４２Ａ及び４２Ｂと、基部４１から下方に延びる周縁突部４３Ａ及び４３Ｂを有する。周縁突部４２Ａ、４３Ａは、周縁突部４２Ｂ、４３Ｂよりも寸法（高さ）が長い。周縁突部４２Ａ及び４２Ｂは、円環方向に交互に配列され、周縁突部４３Ａ及び４３Ｂは、円環方向に交互に配列されている。寸法の長い周縁突部４２Ａ、４３Ａを有することで、中周期の地震動に対する免震効果が増進し、寸法の短い周縁突部４２Ｂ、４３Ｂを有することで、長周期の地震動に対する免震効果が増進する。

【産業上の利用可能性】

【0025】

本発明の震動吸収柱は、耐震性を必要とする住宅等の建築物の柱として使用できる。

【符号の説明】

【0026】

１・・・震動吸収柱
２・・・ブロック
３Ａ・・・第１弾性部材
３Ｂ・・・第２弾性部材
４・・・弾性リング
５・・・弾性柱
６・・・紐状体
２１・・・周縁突部
２２・・・中央凹部
２３・・・底部突部
２４Ａ・・・スロット
２４Ｂ・・・スロット
２５・・・貫通孔
３１・・・周縁凹部
３２・・・中央突部
３３・・・先端凹部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】