免震装置の弱点とその対策(ちょっと休憩)

今回は少し筆休め的に。

免震技術は、地震には有効ですが、風による水平方向の揺れには弱いとされてきました。

ここで挙げる免震構造の支承部分は、滑ったり転がったりする部材によって上部の建築物を支え、地震時には揺れの伝達を抑制しています。

しかし、強い風が吹くと風の力によって支承部材が動き、建築物が揺れてしまうということが起こっていました。

そこで風による振動を軽減するための部材を開発し、地震による振動か風による振動かによって免震装置の働きを制御する技術があります。

以下のサイトにわかりやすい図が載っているので、添付しておきます。

http://www.miyawaki-c.com/shiyou/menshin/sadou

カテゴリー:特許情報

1-5 耐震・免震技術 主要出願人の技術的特徴①

前回は、1990年~2009年の間の主要出願人ごとの技術分野を分析しました。

 
今回からは、主要出願人ごとの技術的特徴を特許公報の記載を追うことで具体的に見ていきたいと思います。
主要出願人の技術的特徴の第一回目は、20年間の出願件数が6番目に多いオイレス工業の技術的特徴をつかみたいと思います。
 
前回と重複しますが、オイレス工業の出願傾向は、免震技術に関する出願が多く、耐震に関する出願はほとんどありませんでした。(1-4 耐震・免震技術の技術分析参照)
免震技術に特化して研究開発を行っているようです。
 
オイレス工業は、耐震・免震技術をメインの製品としている会社ではありません。
様々な機器や構造物に使用されるベアリングを主力製品とする会社です。
自動車、工業用車両、産業ロボット、成形機、家電機器、コピー機…さらには、橋やダムまで。
大小様々なベアリングの開発、製造を行っています。
素材としても金属、樹脂など使用用途に合わせて開発しています。
その他の製品としては、ベアリングを使用した金型部品があります。
そして、今回の分析に関連する免震技術及び制震技術に関連する製品の開発、製造を行っています。
 
 
今回の「耐震・免震技術」に関連する技術分類の中で、オイレス工業が目立って出願している分類は「E04B1/36 F」です。
この分類は、「移動を許容する支承」という技術思想の下位概念で「滑りによるもの」という技術分野です。
つまり、建築物と基礎の間に滑りによる免震装置を設置し建築物に揺れが伝わるのを抑制する技術です。
 
百聞は一見に如かずですので、オイレス工業の登録特許の図を見てみます。
 
特許4487498(発明の名称:免震構造体)
 
 
図4が平常時の免震装置です。
この免震装置が建築物と基礎の間に複数設置されます。
摺動体が上部と下部の部材の間に曲面沿って配置されていて、上部と下部の部材の曲面に沿って滑ることができます。

地震などが起こると…

 
このように移動することで免震装置の上部にある建築物へ揺れが伝わるのを抑制するしくみになっています。
 
オイレス工業では、この技術に関連した特許が多く出願されています。
 
いくつかの特許公報の技術内容を抜粋します。
 
 
 
この出願は、半球状部材と呼ばれる摺動体による水平方向の揺れ抑制と空気バネによる垂直方向の揺れ抑制を備えた免震装置に関する技術です。
半球状部材の上側と下側とでは、摩擦特性が異なっています。
上側はよく滑るようにしてあり、下側には特定の摩擦特性を持たせることで振動エネルギーの伝達を抑えるようになっています。
 
 
 
この出願では、積層ゴムからなる支承部を建築物と基礎の間に設置し、建築物側か基礎側のどちらかに支承部を滑らせるための滑り板、もう一方は支承部を固定する固定板を設置します。
つまり、建築物側か基礎側のどちらかの面において支承部を滑らせることで振動エネルギーをの伝達を抑えます。
 
 
この図は、支承部の底面図です。
支承部の底面にも滑るための滑り面が設けられています。
この発明のポイントは、滑り面を底面一面ではなく、分割することにポイントがあるようです。
免震装置の上部にある建築物の大きさ、重量などによって分割滑り面の数を増減させることで、滑り面と滑り板の摩擦係数を設定し、様々な建築物に適応した免震装置を提供することができるというものです。
 
 
①②に特許に関してかなり単純に説明しました。
さらに具体的な内容に興味を持たれた方は、上記の公報番号をクリックしていただければ、公報全部を読むことができます。
 
その他のオイレス工業の出願には、滑り支承に関連する部材の製造方法や支承部が外れないようにするための部材を付加するなどの出願があり、滑り支承を中心とした独特の特許を出願があります。
 
以上のことから、オイレス工業の技術的特徴としては、主要製品であるベアリングの摩擦制御の技術を利用し免震技術に活かし、独特の特許を取得していると言えるかと思います。
 
 
今回はここまでにします。
 
次回は、別の主要出願人の技術的特徴にスポットを当てていきます。
 
最後までありがとうございました。
次回もよろしくお願いします。
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1ー4 耐震・免震技術の技術分析

前回までは、1990年から2009年までの出願件数による動向を分析しました。

 
今回からは、分析母集団に含まれる技術内容について分析していきます。
この分析によって、分析期間中の注目技術及び出願人ごとの注力技術を把握したいと思います。
 
それではまず、特許公報の最も上位に付与されているFIを出願件数ごとに見ていきます。
FIとは、1件1件の特許ごとに複数付与される日本特許庁独自の技術分類です。
ここでは、複数付与されているFIのうち最も上位に付与されたFIを使用します。
特許公報フロントページのサンプルを参照してください。

それでは、まず1990年から2009年までの期間における出願件数の多い上位30のFIごとの年次の出願件数をグラフ化すると以下のようになります。
 
 
 
次に、主要FIの技術内容を表で表します。
「耐or免」の欄は、分類が付与されている公報の技術内容として耐震技術、免震技術のいずれについての記載があるかを表します。
ただし、必ずどちらかというわけではないので参考程度と考えてください。
 
 
グラフでは、X軸に出願年、Y軸(1~30)にFIを配置しています。
FI(1)E04G23/02 D、(8)E04G23/02 Fや(12)E04G23/02 Eという分類は、20年間で多くの出願がありますが、1995年以降から出願が現れています。
この分類は、既存の建築物に新たな部材を付加して強度を向上させる耐震技術について多く付与されています。
阪神淡路大震災によって建築物の強度を高めたいが、全ての建築物を解体して建て直すわけにはいかず、既存の建築物の強度を上げるニーズの増加によるものと思われます。
 
一方、免震技術では、(3)(9)(10)(13)(20)などのE04H9/02 331が付与されている「免震支承手段を設けた」技術と、(4)(6)(11)(15)(16)(25)(27)(29)などのE04B1/36が付与されている「移動を許容する支承または類似の支持体」を有する技術とが多く見られます。
これらの免震技術は、「ゴムなどの積層体」、「ダンパー」、「球状と受け皿状の支承手段」、「車輪状とレール状の支承手段」などを用いて建築物の揺れを抑制する技術です。
 
以上から、既存の建築物の耐震強化新築や建て直しのための免震技術が20年間において多く出願されていると考えられます。
 
 
次に、主要出願人のFIごとの出願件数をグラフ化します。
 
 
このグラフからは、出願人ごとの得意な技術分野について考察してみたいと思います。
 
まず、20年間で出願件数の多い上位5出願人(清水建設竹中工務店鹿島建設大成建設大林組)は、似たような出願傾向が見られます。
補修などの耐震技術についての出願、及び、積層体(積層ゴム含)による免震技術についての出願が多くみられます。
(3)E04H9/02 331 Zに分類される浮体用防振水槽の技術(http://www.shimz.co.jp/theme/sit/technology_01.html)などもあります。
しかし、それら以外の免震についての出願はあまり見られません。
 
上位5出願人の出願について、目立つ出願分類は、鹿島建設の(17)E04H9/02 311でしょうか。
この分類は、建築物のブレースによる補強で耐震構造に含まれる分野です。
 
出願件数が6番目に多いオイレス工業は、免震構造にかなり偏っています。
ほとんど耐震関連の出願は見られません。
オイレス工業の出願群は、免震構造の中でも「滑りによるもの」という分類に多くの出願があり、具体的技術内容が気になるところです。
 
ブリヂストンは、ゴム関連の免震技術についての出願がメインとなっていると考えられます。
 
その他、気になるところは、大和ハウス工業の(3)(4)、フジクラの(4)、カヤバ工業の(4)(10)、旭化成ホームズの(11)といったところでしょうか。
 
ここに挙げた出願人の具体的な技術については、後ほど触れていくことにします。
 
以上のことから、出願件数の多い上位5出願人(最大手ゼネコン5社)は似通った出願傾向を示している。
その他の出願人は、ある程度それぞれの得意とする技術分野について集中的に出願を行っていると言えるかと思います。
このことから大手5社以外の出願人は、技術的にある程度の住み分けができているように思われます。
 
今回は、ここまでにします。
 
次回からは、実際に特許公報の中を読み、さらに具体的な技術の内容について掘り下げていきたいと思います。
 
最後まで読んでいただきありがとうございました。
次回もよろしくお願いします。
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1ー3 耐震・免震技術の出願動向2

今回の話を始める前に。
前回の2010年の出願件数に関してのお詫び。
出願件数12件は少な過ぎると思って調べなおしたところ、やはり少なすぎました…
実際の件数は2009年よりも少し多くなります。
今後の分析については、件数が合わなくなるので、2009年までの出願について分析していきます。

また、前回出願件数動向から「アイデアの枯渇」といいましたが、出願件数と1990年からのことを考えると基本特許の権利も切れ始める頃で、アイデアの枯渇に近づいているというくらいにしておきます。

検索範囲の設定をミスしてしまいました…
すみません。

それでは、気を取り直して進めていきたいと思います。
どうぞよろしくお願いします。

前回は、1990年〜2009年(とさせてください…)の間における年次の出願件数を分析しました。
1995年の阪神淡路大震災の後、急激に出願件数が増加し、その後は、徐々に減少傾向が見られました。
2009年には100件台になり、1995年辺りの出願件数と比較するとかなりの減少が見られ、アイデア枯渇が近いように思われます。

今回は、耐震・免震技術に関する出願について、出願件数の多い出願人にスポットを当てて分析を行いたいと思います。

まず初めに、出願件数上位30社の20年間の年次出願件数をグラフ化すると以下のようになります。

清水建設(646件)、竹中工務店(514件)、鹿島建設(376件)、大成建設(317件)、大林組(246件)と続いています。
ゼネコン最大手5社が出願件数では、TOP5に並んでいます。
開発資金も他に比べると潤沢でしょうから当然と言えば当然かもしれません。
TOP5以下は、100件以上出願が5社、その他は100件以下の出願件数です。

次に、主要出願人の年次出願件数を見てみます。

※縦軸:出願人出願件数のグラフ横軸と同一

※横軸:1990~2009

ここでも年次出願件数推移と同様に1995年の阪神淡路大震災以後からの出願が増加しています。
やはり、1995年の地震のインパクトは大きかったのでしょう。

全体的に言えることは、ほとんど出願人が2000年以降に出願件数を減らしていることがわかります。
中でも、フジクラ、バンドー化学、住友ゴム工業、カヤバ工業のように、早い段階で開発を止め、撤退したと思われる出願人もいます。(三井建設と住友建設は2003年に合併しています。)

出願人に分けて年次の出願を追ってみても、出願人ごとに少々違いはあるものの、2009年頃には1995年に始まった開発アイデアは停滞気味です。
2010年以降の出願に関しては、今後も調べ続けて行こうと思います。(やはりどうなるのか気になるので。)

前回と今回で、単純な年次出願件数の推移と出願人ごとの件数推移の視点から見てみました。
ここから20年のスパンの中での耐震・免震の技術の「大きな」流れがある程度つかめたと思います。

次回からは、特許分類を分析することで技術的な内容に踏み込んで行くことにします。

また、次回もよろしくお願いします。
ありがとうございました。

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1ー2 耐震・免震技術の出願傾向

前回は、耐震構造と免震構造の違いを簡単に説明しました。

日本は、地震の多い国ですので地震対策の研究は盛んです。
建築物に関する技術だけでなく、地震の予知、地震発生の早期把握、過去の地震記録の分析などなど。
「地震雷火事親父」と言われるように地震災害は、誰にとっても恐ろしいものです。
地震に関する研究の中でも、日々生活する家や仕事場に使用される耐震・免震技術は、多くの人に関わる技術の一つです。
耐震構造や免震構造に関わる技術として過去に特許出願された件数は膨大なものです。
その出願傾向を見ることで、どのようなことが把握できるでしょうか?

それでは、耐震・免震構造に関連した特許出願の傾向を見ていきたいと思います。

(1)分析母集団形成

検索期間:1990.01.01~2010.12.31(20年間)
検索式:式① IPC=(B65+E02+E04+E06)
式② FI=(B65+E02+E04+E06)
式③ 要約・請求項=(耐震+免震)
式④ 全文=(建築+建物+ビル+家屋)

式⑤ (①+②)×③×④

分析母集団:8,375件

※検索式について
IPC…International Patent Classificationの略で、(一応)世界共通の特許分類。
FI…File Indexの略で、日本特許庁独自の技術分類。
要約・請求項…特許権利範囲である特許請求の範囲及び要約書に含まれる単語を検索
全文…特許出願書類全て(特許願、明細書、特許請求の範囲、要約書)の範囲に含まれる単語を検索

(2)年次出願件数

1990年~2010年の年毎の出願件数をグラフ化してみると以下のようになります。

1990年~1994年までは、150件前後の出願件数が続いています。
思っていたほど多くはないですね。
ところが、1995年になると出願件数516件と大幅に増えています。
この年は、阪神淡路大震災の年です。
年明け早々の大地震に見舞われて耐震・免震技術の開発の必要性が増したと言えると思います。
1995年と1996年には、現在の耐震・免震構造の基礎となる出願が多く見られると思います。(後々詳しく見てみたいと思います。)
1995年~2000年の期間は基礎となる出願のアイデアが放出されながら出願件数は減少していきます。
2001年では、2000年と比較すると150件程度の減少が見られます。
この減少は、2000年の建築基準法の改正が関係するかもしれません。
耐震基準の見直しの中に「耐震壁の配置バランス」などの特徴があるようで、基礎となる出願の中でも法改正の影響で重要度が低下した基礎出願群が存在し、改良発明の出願が減少したものと思われます。
その後、少々の増減を繰り返しながら減少し続け、2010年には出願件数12件と驚くほど少なくなってしまいます。
基礎出願から改良を繰り返した出願について技術課題が少なくなり、アイデアの枯渇状態となった可能性が高いと思います。
しかし、昨年の大地震によって2011年の出願件数は増加したと思います。(検索期間に含めていませんが…)

現在多くの方が生活する家などの耐震・免震技術の大部分は、1995年~2000年の間に基礎的な出願があり、その後
2008年ごろまで改良が繰り返された出願群によって確立された技術であると思われます。
そして、2011年以後に出願の増加が見られたとすれば、また新たな概念による技術が発展し、その技術に支えられた建築物が増えるかもしれません。(そう期待したいです。)
それにしても、2010年の出願件数の少なさは驚きました。

今回の分析では、耐震・免震技術のニーズの発生要因はやはり災害発生に関連していることがわかります。
さらに、現在の耐震・免震技術は2010年までにアイデアの枯渇状態に陥っていたように見受けられうことがわかりました。

今回は、ここまでにします。
次回は、出願件数の多い出願人にもスポット当てて分析したいと思います。

ここまで、読んでいただいて感謝いたします。
ありがとうございました。

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1-1 耐震構造と免震構造の違いって?

なんと言っても日本は地震大国です。
そんな日本だからこそ耐震や免震については多くの研究がなされています。
日本在住の人にとっては、切っても切れない技術かもしれません。
そこで、1990年~2010年の間の耐震・免震構造について見ていきたいと思います。
どのような技術の変遷が見えてくるのでしょうか?

一言で耐震・免震技術といっても、高層ビルや住宅、家具類や精密機器、計算機など様々な分野おいて使われる技術です。
その全てをひっくるめてしまうと膨大な量になってしまうので、少々大雑把なくくりで「建築物に関する耐震・免震構造」の範囲に絞って分析していこうと思います。

それでは、まず「耐震構造」と「免震構造」の違いから。

せっかくなので、1990年に公開された特許を使って説明します。

(1)特開平02-136477(発明の名称:高層建造物の耐震構造)

3頁左下欄1行目~5行目に「中小地震時における早期の損傷を防止するとともに、振動の高次モードによる各層の層間変形を小さくすることができ、且つ最も危険な層崩壊を防止することができる。」と記載されています。

つまり、耐震構造の考え方は、
建物自体の崩壊を防ぎ、中にいる人の圧死などを防ぐための構造
建物の柱や梁などの強化など建物自体に施す技術
と言えます。

(2)特開平02-035141(発明の名称:免震装置)

3頁右下欄19行目~4頁右上欄2行目に「地震周期と共振しない固有周期を建築物に対して設定することにより、地震の際には建築物の揺れを最小限に抑制することができる。」と記載されています。

つまり、免震構造の考え方は、
建物の揺れ自体を抑制するための構造
建物の下部(地面との間)に免震装置を設置する技術
と言えます。

地震対策として、他に制震構造というものもあります。
これは、簡単に言うと建物自体に揺れを抑制する構造(装置)を取り入れる技術です。
故意的にこの範囲まで広げるとボリュームが増えてしまうので、また別の機会にしたいと思います。

簡単に書きましたが、耐震と免震の違いはわかっていただけたでしょうか??

今回はここまでにします。
次回は、耐震・免震の出願傾向について見てみたいと思います。

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「ブログありますよ。」 始めました。

さてさて、ブログを始めます。

去年初めて観た映画「めがね」
この中でもたいまさこさんは「氷ありますよ。」ってみんなにカキ氷を作ってる。
それで、そのカキ氷を食べた人たちはそれぞれの価値観で「ありがとう」を表現して帰っていく。
小学生の女の子は、自分で折った折り紙を。
氷屋さんは、カキ氷を食べてそのお礼に氷のブロックを置いて帰る。

それっていいな。って思いました。
情報を自分なりに分析したものを共有していく。
別に大きなことを期待しなくてもいい。
でも、どっかで何かのきっかけになればと思っています。

このブログの目的は、特許を分析することで今までのことを整理して、さらに、これから先の技術などの展開を考えるために書こうと思います。
この情報が、業種に囚われることなく、ビジネスや生活と様々な局面に役に立つ情報になるように考えながら進めたいと思います。
とはいえ、自分の趣味などについてたらたら書いたりもすると思います。
読んでくれた人は何か思ったことや興味を持ったこと、その他なんでもレスポンスをください。
よろしくお願いします!

次回からは、「日本の耐震・免震技術」について考えていきたいと思います。
テストも兼ねて今回はこんなところで。

カテゴリー:特許