(57)【要約】【課題】  木造住宅の壁で地震エネルギーを吸収し、木造住宅に地震力に対する粘りを持たせることを課題とする。【解決手段】  ピン柱１８の上部と下部には、それぞれ支持部材Ｌが回転可能に連結されている。この４つの支持部材Ｌが可動壁４０の四隅部に連結され、上から２つの支持部材Ｌで、下から２つの支持部材Ｌで可動壁４０を支持している。さらに、この可動壁４０と梁１４は、ポリマーシート４４で連結されている。また、支持部材Ｌの軸線が可動壁４０の対角線と角度を持つように連結されているため、壁１２に水平力が作用すると、可動壁４０は壁内で面内回転する。これにより、ポリマーシート４４が大きく弾性変形し、地震エネルギーを吸収して住宅の揺れを抑えることができ、また、地震力に対する粘りを出すことができる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱と梁で構成される木造住宅の壁内に設けられる制震装置であって、
横方向に所定の間隔を置いて上下の前記梁に連結され、該梁から軸力を受けない補助柱と、
前記補助柱の上部及び下部へ、それぞれ回転可能に連結された支持部材と、
前記支持部材に四隅部が回転可能に支持された可動壁と、
前記可動壁と前記梁を連結する減衰材と、を有し、
前記支持部材の軸線が前記可動壁の対角線と角度を持つように、前記支持部材が前記可動壁の四隅部に連結されていることを特徴とする木造制震壁装置。
【請求項２】
前記減衰材が、高分子化合物シートで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の木造制震壁装置。
【請求項３】
前記可動壁が、積層合板であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の木造制震壁装置。
【請求項４】
前記補助柱、前記支持部材、前記可動壁、及び前記減衰材が、前記木造住宅の壁内で組み付け可能にユニット化されていることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の木造制震壁装置。
【請求項５】
前記減衰材が、前記可動壁と前記梁に、前記可動壁と前記補助柱に、又は前記可動壁と前記柱に、それぞれ連結されたことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の木造制震壁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に木造住宅の壁補強に利用される木造制震壁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
木造住宅の耐震補強は、柱と梁で構成される壁内に筋交や火打ちといった斜材を取り付けることで地震力（水平方向からの外力）に抵抗させるという考え方である。
【０００３】
しかし、筋交や火打ちは、耐力によって住宅の変形を抑える構造であり、地震力に抵抗する粘りが少なく、繰り返し荷重に弱い。
【特許文献１】特開平９−２０９５８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は係る事実を考慮し、木造住宅の壁で地震エネルギーを吸収し、木造住宅に地震力に対する粘りを持たせることを課題とする
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、柱と梁で構成される木造住宅の壁内に設けられる制震装置であって、横方向に所定の間隔を置いて上下の前記梁に連結され、該梁から軸力を受けない補助柱と、前記補助柱の上部及び下部へ、それぞれ回転可能に連結された支持部材と、前記支持部材に四隅部が回転可能に支持された可動壁と、前記可動壁と前記梁を連結する減衰材と、を有し、前記支持部材の軸線が前記可動壁の対角線と角度を持つように、前記支持部材が前記可動壁の四隅部に連結されていることを特徴としている。
【０００６】
請求項１に記載の発明では、柱と梁で構成された壁内に、横方向に所定の間隔を置いて補助柱が配置されている。この補助柱の上下部は、上下の梁に連結されているが、梁を介して軸力を受けないようになっている。つまり、補助柱は、柱とは独立しており、長期に渡って軸力を受けない。このため、柱が地震によりダメージを受け梁を支持できなくなった場合、補助柱で木造住宅の荷重を支えることができ、木造住宅の倒壊を阻止することができる。
【０００７】
また、補助柱の上部には、２つの支持部材が回転可能に連結され、補助柱の下部には、２つの支持部材が回転可能に連結されている。この支持部材が可動壁の四隅部に連結され、上から２つの支持部材で、下から２つの支持部材で可動壁を支持している。さらに、この可動壁と梁は、減衰材で連結されている。
【０００８】
上記構成では、支持部材の軸線が可動壁の対角線と角度を持つように、支持部材が可動壁の四隅部に連結されているため、壁に水平力が作用すると、可動壁は壁内で面内回転する。
【０００９】
例えば、壁（柱と梁）が右方向に水平変位すると補助柱も右方向へ水平変位し、右側上方と左側下方にある支持部材は引張力を受け、左側上方と右側下方にある支持部材は圧縮力を受ける。すなわり、可動壁の右上隅と左下隅を上に引き上げ、可動壁の左上隅と右下隅を下に押し下げる。このため、可動壁は支持部材から面内で回転する回転力が付与される。
【００１０】
この可動壁は、減衰材で梁と連結されているため、減衰材が弾性変形すると共に、可動壁が回転する。ここで、壁と可動壁は逆方向に回転するため、回転半径と相合して変形が増幅される。これにより、地震エネルギーを吸収して住宅の揺れを抑えることができる。また、減衰材により地震力に対抗する構成であるため、地震力に対する粘りを出すことができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、前記減衰材が、高分子化合物シートで構成されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、減衰材を高分子化合物シートとすることで、リサイクルが可能となり、廃材として地球環境を汚すこともなくなる。また、高分子化合物シートの配合比を変えることで、如何様な粘性を得ることができる。さらに、住宅が火事で焼失しても、高分子化合物シートは、基本的に炭素と二酸化炭素と水に分解されるため、有害ガスが発生することもない。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記可動壁が、積層合板であることを特徴としている。
【００１４】
請求項３に記載の発明では、積層合板で可動壁が構成されているので、板厚を調整することで所望の剛性を得ることができる。また、間伐材等を利用して積層合板を製造することで、日本の林業の発達に貢献することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、前記補助柱、前記支持部材、前記可動壁、及び前記減衰材が、前記木造住宅の壁内で組み付け可能にユニット化されていることを特徴としている。
【００１６】
請求項４に記載の発明では、前記補助柱、前記支持部材、前記可動壁、及び前記減衰材をユニット化することで、既設の木造住宅の壁内で組み付け可能となり、新築のみならず、耐震改修にも適用できる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、前記減衰材が、前記可動壁と前記梁に、前記可動壁と前記補助柱に、又は前記可動壁と前記柱に、それぞれ連結されたことを特徴としている。
【００１８】
請求項５に記載の発明では、減衰材を梁に限らず、変位する構造部材へ連結することで、大きな減衰力を発揮することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は上記構成としたので、木造住宅の壁で地震エネルギーを吸収し、木造住宅に地震力に対する粘りを持たせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１及び図２を参照しながら、木造住宅の壁１２に組み付けられる本実施形態に係る木造制震壁装置１０についてい説明していく。
【００２１】
木造制震壁装置１０は、壁１２を構成する梁１４の間へ柱１６に沿って配置されるピン柱１８を備えている。ピン柱１８は角柱形状をしており、上端部は、箱状のブラケット２０へ挿入されている。
【００２２】
ブラケット２０の頂面２０Ａからはピン２２が突設されている。このピン２２は、梁１４の下面に穿設された長孔２４へ挿入されている。
【００２３】
また、ピン柱１８の下端部は、箱状で側面視にてＬ型のブラケット２６のソケット部２６Ａへ挿入されている。ブラケット２６のスカート部２６Ｂの底板は切り取られており、下側の梁１４へ上から嵌め込まれるようになっている。
【００２４】
このピン柱１８は、壁１２が施工された後に組み込まれるので、軸力は伝達されない構成である。なお、ブラケット２０，２６の組合せは、本実施例に限定されるものではなく、例えば、上下にブラケット２６を使用してもよい。
【００２５】
一方、ブラケット２０の側面からはフランジ２８が内側へ張り出しており、このフランジ２８には、支持プレート３０がピン３２で回転可能に連結されている。また、ブラケット２６の側面からもフランジ３４が内側へ張り出しており、このフランジ３４には、支持プレート３０がピン３２で回転可能に連結されている。さらに、支持プレート３０には、ターンバックル３６が連結され、ターンバックル３６には、支持プレート３８が連結されている。
【００２６】
また、支持プレート３８は、ピン柱１８の間に配置された矩形状の可動壁４０の四隅にピン４２で回転可能に連結されている。なお、支持プレート３８は、支持プレート３０、ターンバックル３６、及び支持プレート３８の軸線が、可動壁４０の対角線と角度を持つように連結されている（図３参照）。これによって、ピン柱１８が水平方向へ変位すると、支持プレート３０、ターンバックル３６、及び支持プレート３８（以下３部材を総称して「支持部材Ｌ」という）によって、可動壁４０を面内方向へ回動させる構成である。
【００２７】
また、可動壁４０は、積層合板（集成板材）で構成されており、板厚を調整することで所望の剛性を得ることができる。また、間伐材等を利用して積層合板を製造することで、部材コストを低減できると共に、地球環境に配慮している。
【００２８】
可動壁４０の上下辺は、減衰材としてポリマーシート４４（例：エステル、ポリエチレン、ＰＥＴ、ナイロン、アクリル、ポリ塩化ビニル等）で梁１４と連結されている。このようにポリマーシート４４を利用することで、リサイクルが可能となり、廃材として地球環境を汚すこともなくなる。また、ポリマーシート４４の配合比を変えることで、如何様な粘性を得ることができる。さらに、住宅が火事で焼失しても、ポリマーシート４４は、基本的に炭素と二酸化炭素と水に分解されるため、有害ガスが発生することもない。
【００２９】
さらに、ポリマーシート４４は自由な箇所に釘打ちが可能なため、連結箇所も選ばず、仮に打ち損じても、鋼製金物と異なり、別な箇所に釘打ちすることができる。また、製造方法も簡単であり、ロール紙にゲル状になったポリマーを所定の厚みに塗布することで、所望の弾性力を備えたシートとすることができる。さらに、解かしたポリマーをガラス板を製造するように直接引っ張って所定の厚みを備えて薄板として製造することも可能である。
【００３０】
また、ブラケット、ピン柱、支持プレート、ターンバックル、可動壁、及びポリマーシートを一組のユニット部材とすることで、取扱いや施工が容易となる。
【００３１】
次に、本実施形態に係る木造制震壁装置の作用を説明する。
【００３２】
図２に示すように、柱１６と梁１４で構成された壁１２の中に、横方向に所定の間隔を置いて配置されたピン柱１８は、梁１４を介して軸力を受けないようになっている。つまり、柱１６とは独立しており、長期に渡って軸力を受けない。このため、柱１６が地震によりダメージを受け梁を支持できなくなった場合、ピン柱１８で木造住宅の荷重を支えることができ、木造住宅の倒壊を阻止することができる。
【００３３】
また、支持部材Ｌの軸線が可動壁の対角線と角度を持つように、支持部材Ｌを可動壁４０の四隅部に連結し、さらに、ターンバックル３６でプレテンションを導入して、可動壁４０、支持部材Ｌ、ピン柱１８、梁１４の間に隙間が発生しないようにすることで、壁１２の微小変形であっても減衰効果を持たせ、さらに、木が痩せても応答できるように調整しており、また、経年の影響で弛みが生じてもターンバックルで再調整が可能である。
【００３４】
上記構成により、図３に示すように、壁１２が左方向から外力Ｍを受け右方向に水平変位すると、図ピン柱１８も右方向へ水平変位し、右側上方と左側下方にある支持部材Ｌは引張力を受け、左側上方と右側下方にある支持部材Ｌは圧縮力を受ける。
【００３５】
すなわち、可動壁４０の右上隅と左下隅は上方に引き上げられ、可動壁４０の左上隅と右下隅は下方に押し下げられる。このため、可動壁４０は支持部材Ｌから面内で反時計方向へ回転する回転力が付与される。
【００３６】
そして、可動壁４０は、ポリマーシート４４で梁１４と連結されているため、ポリマーシート４４が弾性変形（又は塑性変形も併う）すると共に、可動壁４０が回転することで変形量が増幅される。これにより、地震エネルギーを吸収して住宅の揺れを抑えることができる。また、ポリマーシート４４により地震力に対抗する構成であるため、地震力に対する粘りを出すことができる。
【００３７】
さらに、対角に位置する支持部材Ｌは、壁１２が大きく変形したとき、引張ブレースとしての役割を果たすため、終局状態ではピン柱と共にフェイルセールの働きをする。
【００３８】
また、木造制震壁装置１０は壁１２の中に納まるので生活空間を侵すことなく、壁自体に耐力があるため壁倍率を大きく取ることができる。
【００３９】
なお、木造制震壁装置１０のレイアウトは上述したものに特定されるわけではなく、図４に示すように壁１２の柱１６の間隔が大きい場合、壁１２の中央部に配置するようにしてもよく、また、図５に示すように、２連の木造制震壁装置１０を壁１２の中に配置することもできる。
【００４０】
さらに、図６に示すように、一枚の長尺のポリマーシート５０の両端を上下の梁１４に直接固定し、さらに中央部を可動壁５０に固定してもよい。この構成により、上下の梁１４の相対変形と可動壁４０の回転変形の両方でポリマーシート５０が変形するため、より大きい減衰力を発揮できる。
【００４１】
また、図７に示すように、幅広のポリマーシート５２を両側のピン柱１８及び可動壁４０に固定することで、可動壁４０の上下に空間が採れ、設備パイプＰ等を貫通させることができる。
【００４２】
さらに、図８に示すように、ポリマーシート５２を柱１６、ピン柱１８及び可動壁４０に固定することで、より大きい減衰力を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本形態に係る木造制震壁装置を示す斜視図である。
【図２】本形態に係る木造制震壁装置を示す正面図である。
【図３】本形態に係る木造制震壁装置が変位した状態を示す正面図である。
【図４】本形態に係る木造制震壁装置の取付態様の変形例を示す正面図である。
【図５】本形態に係る木造制震壁装置の取付態様の変形例を示す正面図である。
【図６】本形態に係る木造制震壁装置の減衰材の取付態様の変形例を示す正面図である。
【図７】本形態に係る木造制震壁装置の減衰材の取付態様の変形例を示す正面図である。
【図８】本形態に係る木造制震壁装置の減衰材の取付態様の変形例を示す正面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１８      ピン柱（補助柱）
４０      可動壁
４４      ポリマーシート（減衰材）
Ｌ        支持部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
2006257701.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2006257701.tif 000008
【図７】
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【図８】
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