(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
部材どうしを接合する仕口部に対して取付けられる両側の取付部と、それらの取付部を連結する連結部とから構成され、前記連結部に、複数の屈曲線に沿って交互に屈曲して蛇腹状に形成した変形部を設けた仕口補強用具において、前記屈曲線として、中央に配置される中央屈曲線と、その中央屈曲線を挟んで両側に配置され、前記仕口部の内側の隅部から外側へ離間した焦点を通る直線に沿う方向の複数の外側屈曲線を組合わせるとともに、前記外側屈曲線の延長線が通る前記焦点の位置を、前記中央屈曲線を中心にして前記仕口部の内側の隅部からの離間距離が順次大きくなる部位に設定したことを特徴とする仕口補強用具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土台や梁材などの水平部材と柱材などの垂直部材とを接合する場合のように部材どうしを接合する仕口部に対して適用する、とりわけ木造建築物の仕口部の補強に好適な仕口補強用具に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の仕口補強用具に関しては、両側の取付部の間に蛇腹状の連接部を介在させて略Ｌ字状に一体的に形成し、前記蛇腹状の連接部の変形により外力を吸収するとともに、その変形によって蓄積した弾発力により仕口部を元の状態に復元することにより木造建築物の倒壊を防止する従来技術や、略Ｌ字状に一体的に形成された両側の取付部を備えるとともに、それらの取付部相互間に設けた補強部材の緩衝効果とバネ弾性による復元力を活用して木造建築物の倒壊を防止する従来技術などが知られている。しかしながら、これらの従来の補強用具の場合には、外力を吸収する板面が両側の取付面に沿った状態にあったため、それらの取付面に直交する方向の外力に対しては、取付部相互間の角度変化を介して有効に機能し得るものの、取付面に対して斜めの方向から作用する当該補強用具をねじる方向の成分を含む外力の場合には、補強用具の板面に沿った方向にも外力が作用することから、その点で効果的に機能することはできなかった。
【０００３】
そこで、本出願人においても、仕口部に斜め方向から作用する当該補強用具をねじる方向の成分を含む外力に対しても効果的に機能し得るとともに、より円滑で効率的なエネルギ吸収が可能な仕口補強用具を提供するため、図５及び図６に例示したように、仕口補強用具１０１を仕口部を構成する接合部材１０２，１０３に対して取付ける両側の取付部１０４，１０５とそれらの取付部を連結する連結部１０６とから構成し、その連結部１０６に設ける変形部１０７を、仕口部の内側の隅部Ｃを中心としてほぼ放射状に延びる複数の屈曲線Ｌに沿って交互に屈曲して蛇腹状に形成するとともに、各屈曲部の高さが前記隅部Ｃに近い方から外側へ向けて漸増するように構成した仕口補強用具を提案した（特許文献１）。本発明は、この従来技術の改良発明に関するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−３１６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述のとおり前記従来技術の改良発明に関するものであり、外力が作用した場合の前記仕口部の挙動の仕方を更に詳しく分析し、その挙動に対してより機能的に適合し得る仕口補強用具を開発し、より円滑なエネルギ吸収が可能な仕口補強用具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】
【０００６】
図１及び図２は本発明において着目した外力が作用した場合の仕口部の基本的な挙動原理を示した概略説明図である。図１に示したように、仕口補強用具１を適用した仕口部を構成する接合部材２，３に対して圧縮方向の外力Ｆｃが作用した場合には、それらの接合部材２，３間の内側の隅部Ｃを中心に前記接合部材２，３間の角度を縮小する方向に回転モーメントが作用し、仕口部の変形も前記内側の隅部Ｃを中心に生じることになる。これに対し、図２に示したように、逆に接合部材２，３に対して引張方向の外力Ｆｔが作用した場合には、それらの接合部材２，３の外側の隅部Ｄを中心に前記接合部材２，３間の角度を拡大する方向に回転モーメントが作用し、仕口部の変形も前記外側の隅部Ｄを中心に生じることになる。ここで、とりわけ重要な注目点は、仕口部を構成する接合部材２，３に対して作用する外力の方向によって、接合部材２，３間に生じる変形の中心部がそれらの接合部材２，３間の内側の隅部Ｃから外側の隅部Ｄへ変化するということである。
【０００７】
しかして、外力が比較的小さく仕口部の変形が小さい場合には、仕口補強用具１の蛇腹部の変形量も小さいことから、仕口部に生じる変形の中心部が前記内側の隅部Ｃから外側の隅部Ｄへ変化しても充分対応できる。これに対し、外力が大きくなり仕口部の変形量が増大すると、仕口補強用具１の蛇腹部の変形量も大きくなることから、特に蛇腹部を形成する全ての屈曲線が前記内側の隅部Ｃに焦点を結ぶ従来の屈曲形態の場合に、図２に示したように仕口部の変形中心が外側の隅部Ｄへ変化した場合には、その蛇腹部の焦点である前記隅部Ｃに近い側の屈曲部分から先に伸びきり、その応力集中によって十分な機能が阻害されるという技術的問題があった。
【０００８】
そこで、本発明では、上述した、仕口部を構成する接合部材に対して作用する外力の方向によって接合部材間に生じる変形の中心部がそれらの接合部材間の内側の隅部Ｃから外側の隅部Ｄへ変化する点に着目し、部材どうしを接合する仕口部に対して取付けられる両側の取付部と、それらの取付部を連結する連結部とから構成され、前記連結部に、複数の屈曲線に沿って交互に屈曲して蛇腹状に形成した変形部を設けた仕口補強用具において、前記屈曲線として、中央に配置される中央屈曲線と、その中央屈曲線を挟んで両側に配置され、前記仕口部の内側の隅部Ｃから外側へ離間した焦点を通る直線に沿う方向の複数の外側屈曲線を組合わせるとともに、前記外側屈曲線の延長線が通る前記焦点の位置を、前記中央屈曲線を中心にして前記仕口部の内側の隅部Ｃからの離間距離が順次大きくなる部位に設定するという技術手段を採用した。本発明によれば、前記技術手段の採用により、圧縮方向の外力が作用して仕口部における変形の中心部が前記仕口部の内側の隅部Ｃにある場合には、前記屈曲線の中の中央屈曲線及びその近傍の外側屈曲線に沿って屈曲された屈曲部がより機能的に適合した形態で屈曲変形し得るとともに、同様に引張方向の外力が作用して仕口部における変形の中心部が前記仕口部の外側の隅部Ｄにある場合には、より外側に配置された外側屈曲線に沿って屈曲された屈曲部がより機能的に適合した形態で屈曲変形し得ることから、全体として、双方の方向の外力に対してより機能的に適合した屈曲変形が可能となり、延いては円滑なエネルギ吸収を実現できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る仕口補強用具によれば、次の効果を得ることができる。
（１）前記中央屈曲線と外側屈曲線との組合わせにより、外力の方向による仕口部の変形中心部の変化に対応してより機能的に適合した形態の屈曲変形が可能となり、延いては円滑なエネルギ吸収を実現することができる。
（２）前記外側屈曲線の延長線が通る前記焦点の位置を、前記中央屈曲線を中心にして前記仕口部の内側の隅部Ｃからの離間距離が順次大きくなる部位に設定するようにしたので、圧縮方向の外力が作用して仕口部における変形中心部が前記仕口部の内側の隅部Ｃにある場合には、屈曲線の中の中央屈曲線及びその近傍の外側屈曲線に沿って屈曲された屈曲部がより機能的に適合した形態で屈曲変形し、同様に引張方向の外力が作用して仕口部における変形中心部が前記仕口部の外側の隅部Ｄにある場合には、より外側に配置された外側屈曲線に沿って屈曲された屈曲部がより機能的に適合した形態で屈曲変形し得ることから、全体として、双方の方向の外力に対してより機能的に適合した屈曲変形が可能である。
（３）両側の取付部を連結する連結部に設ける変形部を複数の屈曲線に沿って交互に屈曲して蛇腹状に形成したので、仕口部に対して斜め方向から作用するねじり方向の成分を含む外力に対しても効果的に機能することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】外力が作用した場合の仕口部の基本的な挙動原理を示した概略説明図である。
【図２】他の方向の外力が作用した場合の仕口部の基本的な挙動原理を示した概略説明図である。
【図３】本発明の一実施例の適用状態を示した正面図である。
【図４】同実施例の要部を拡大して示した要部拡大図である。
【図５】従来の仕口補強用具の適用状態を示した正面図である。
【図６】同仕口補強用具を示したＡ矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、とりわけ木造建築物において土台や梁材などの水平部材と柱などの垂直部材を接合した仕口部に適用する仕口補強用具として好適ではあるが、これに限定されるものではなく、他の構造形式にも広く適用することが可能である。また、本発明に係る仕口補強用具は、金属製からなる形態が一般的であるが、硬質樹脂製等の他の形態も可能である。さらに、その仕口補強用具の全体的な形状に関しても特に制約されるところはなく、前記仕口部の内側の隅部Ｃの近傍に切欠部を設けた扇状に形成したものや、その円弧状の縁部の代りに直線状の縁部を採用した略逆三角形状のものなどが可能である。また、この仕口補強用具を構成する両側の取付部は、断面形状を略コ字状や略Ｌ字状に形成することにより剛性を高めることが可能であるが、平板状のものや他の断面形状のものも可能である。前記連結部は、仕口補強用具を構成する両側の取付部相互間を連結するように構成される。断面形状が略コ字状の取付部を採用した場合は、両側の取付部の対向する一方の側辺部相互間を連結するようにしてもよいし、双方の側辺部相互間を連結するようにしてもよい。また、その連結部に形成される変形部は、複数の屈曲線に沿って交互に屈曲することにより蛇腹状に形成される。それらの屈曲線としては、中央に配置される中央屈曲線と、その中央屈曲線を挟んで両側に配置され、前記仕口部の内側の隅部Ｃから外側へ離間した焦点を通る直線に沿う方向の複数の外側屈曲線を組合わせる。また、前記外側屈曲線の延長線が通る前記焦点の位置は、前記中央屈曲線を中心にして前記仕口部の内側の隅部Ｃからの離間距離が順次大きくなる部位に設定する。前記技術手段の採用により、上述のように圧縮方向の外力が作用して仕口部における変形の中心部が前記仕口部の内側の隅部Ｃにある場合には、屈曲線の中の中央屈曲線及びその近傍の外側屈曲線に沿って屈曲された屈曲部がより機能的に適合した形態で屈曲変形し、同様に引張方向の外力が作用して仕口部における変形の中心部が前記仕口部の外側の隅部Ｄにある場合には、より外側に配置された外側屈曲線に沿って屈曲された屈曲部がより機能的に適合した形態で屈曲変形し得る。これにより、双方の方向の外力に対して、全体的により機能的に適合した屈曲変形が可能となり、延いては円滑なエネルギ吸収を実現できる。因みに、各屈曲部の高さが前記隅部Ｃに近い側から外側へ向けて漸増するように構成され、適度の弾性及び塑性の性質をもち、当該仕口部を破壊に至らないように弾性限界以上の応力にも対応し得る形態のものが望ましい。また、前記屈曲線の本数や、それらの間隔、さらに外側屈曲線の延長線が通る前記焦点の前記内側の隅部Ｃからの離間距離の大きさ、あるいはその距離間隔を前記中央屈曲線を中心にして順次増やしていく具体的な形態などに関しては、場合に応じて任意の選定が可能である。さらに、前記外側屈曲線の延長線が通る前記焦点の位置を、部材どうしが接合される前記仕口部の内角を２分する中心線の延長線より側方へ偏在させて接合部材の外側の隅部Ｄ側へ近づくようにすれば、更に仕口部の挙動に機能的に適合した屈曲形態が可能である。
【実施例】
【００１２】
図３は本発明の一実施例に係る仕口補強用具の適用状態を示した正面図、図４はその要部拡大図である。図示のように、本実施例に係る仕口補強用具１は、両側に仕口部を構成する接合部材２，３に対して取付ける取付部４，５を備え、それらの取付部４，５間を連結部６で連結することにより、全体形状が略Ｌ字状に形成されており、この点で図５及び図６に例示した従来の仕口補強用具と基本的に同様の構成からなる。因みに、この仕口補強用具１の全体形状は、接合部材２，３間の接合角度に応じてＬ字状以外の形状も可能である。
【００１３】
前記取付部４，５間を連結する連結部６の中間部には、複数の屈曲線に沿って交互に屈曲して蛇腹状に形成される変形部７が設けられている。因みに、この変形部７は、本実施例のように、連結部６の中間部に部分的に形成したものでもよいし、連結部６の全体に形成したものでもよい。なお、図中８はブレースなどの連結具用の挿通孔である。
【００１４】
本実施例に係る前記仕口補強用具１の場合には、図４の要部拡大図に示したように、変形部７を蛇腹状に屈曲形成する際の基準線となる前記屈曲線として、中央に配置される中央屈曲線Ｌａと、その中央屈曲線Ｌａを挟んで両側に配置され、前記仕口部の内側の隅部Ｃから外側へ離間した焦点Ｅ，Ｆを通る直線に沿う方向の複数の外側屈曲線Ｌｂ〜Ｌｅを組合わせている。そして、前記外側屈曲線Ｌｂ〜Ｌｅの延長線が通る焦点の位置に関しては、前記中央屈曲線Ｌａを中心にして、前記仕口部の内側の隅部Ｃからの離間距離が順次大きくなるように、外側屈曲線Ｌｂ，Ｌｃの場合には焦点Ｅを焦点とし、外側屈曲線Ｌｄ，Ｌｅの場合には焦点Ｆを焦点として設定している。このように、外側屈曲線Ｌｂ，Ｌｃの場合の焦点Ｅと外側屈曲線Ｌｄ，Ｌｅの場合の焦点Ｆは、それぞれ内側の隅部Ｃから外側へ離れた位置にあるので、それらの外側屈曲線Ｌｂ〜Ｌｅに直交する変形方向の、前記焦点Ｅ，Ｆとの間の半径が大きくなることから、外力の方向によって仕口部における変形中心部が外側の隅部Ｄへ変化した場合でも、前記屈曲線Ｌｂ〜Ｌｅの変形方向が外側の前記隅部Ｄを中心とする仕口部の変形方向に近づく結果、より機能的に適合した屈曲変形が可能となる。そして、圧縮方向の外力が作用して仕口部における変形の中心部が前記仕口部の内側の隅部Ｃにある場合には、屈曲線Ｌｂ〜Ｌｅの中でも、中央屈曲線Ｌａ及びその近傍の外側屈曲線Ｌｂ，Ｌｃに沿って屈曲された屈曲部がより機能的に適合した形態で屈曲変形し、同様に引張方向の外力が作用して仕口部における変形の中心部が前記仕口部の外側の隅部Ｄにある場合には、より外側に配置された外側屈曲線Ｌｄ，Ｌｅに沿って屈曲された屈曲部がより機能的に適合した形態で屈曲変形し得ることから、全体として、双方の方向の外力に対してより機能的に適合した屈曲変形が可能となり、延いては円滑なエネルギ吸収を実現できる。
【００１５】
しかして、外力が比較的小さく仕口部の変形が小さい場合には、仕口補強用具１の変形部７における変形量も小さいことから、仕口部に生じる変形の中心部が前記内側の隅部Ｃから外側の隅部Ｄへ変化しても、前記屈曲線Ｌａ〜Ｌｅに沿うそれぞれの屈曲部における屈曲変形により充分に対応できる。これに対し、外力が大きくなり仕口部の変形量が増大した場合には、全ての屈曲線Ｌが内側の隅部Ｃを通る直線に沿う方向に設定された従来の屈曲形態では、仕口部の変形中心が外側の隅部Ｄへ変化した場合に、前述のように、その蛇腹部の焦点である前記隅部Ｃに近い側の屈曲部分から先に伸びきり、その応力集中によって十分な機能が阻害されるという技術的問題があるが、本発明の屈曲形態によれば、外側屈曲線Ｌｂ〜Ｌｅに沿って屈曲された屈曲部によって、より機能的に適合した屈曲形態が実現されることから、前記技術的問題が大きく緩和されることになる。なお、本実施例では、全ての屈曲線Ｌａ〜Ｌｅの延長線が内側の隅部Ｃを通るように設定した場合を例示したが、適用する仕口部に生じる変形の中心部に関する移動先、すなわち本実施例でみれば、外側の隅部Ｄの位置に応じて、屈曲線Ｌａ〜Ｌｅの全てあるいは一部の延長線が通る焦点を、当該隅部Ｄ側へ偏在させることも有効である。
【符号の説明】
【００１６】
１：仕口補強用具、２：水平部材、３：垂直部材、４，５：取付部、６：連結部、７：変形部、８：挿通孔、Ｌａ：中央屈曲線、Ｌｂ〜Ｌｅ：外側屈曲線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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