(57)【要約】【課題】  新築住宅はもとより中古住宅に適用することができる地震振動に対する制震性に優れ、かつ経済性に優れる制震ダンパー型の建築用筋交い部材を提供する。【解決手段】  建設物の制震性を向上させるために使用する制震タンパー型建築用筋交い部材において、前記筋交い部材が、  １．ヘッダープレート、前記ヘッダープレートに一端部が固定されたヘッダーシャフト、前記ヘッダーシャフトの上パイプ内部に配置する他端部に配置されたヘッダーパッキン、とから成る上部、  ２．上パイプ、下パイプ、及び、前記上下パイプを接続する接続ジョイント、とから成る中間部、  ３．アンダープレート、前記アンダープレートに一端部が固定され、かつ、他端部が前記下パイプ内に延在する筋交いの張り強度を調節する筋交い張り強度コントローラ、とから成る下部、により構成されるとともに、  ４．前記上下パイプの内部において、前記ヘッダーパッキンと接続ジョイントの間に配設された制震部材、により構成されたことを特徴とする制震ダンパー型建築用筋交い部材。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設物の制震性を向上させるために使用する制震タンパー型建築用筋交い部材において、前記筋交い部材が、
１．ヘッダープレート、前記ヘッダープレートに一端部が固定されたヘッダーシャフト、前記ヘッダーシャフトの上パイプ内部に配置する他端部に配置されたヘッダーパッキン、とから成る上部、
２．上パイプ、下パイプ、及び、前記上下パイプを接続する接続ジョイント、とから成る中間部、
３．アンダープレート、前記アンダープレートに一端部が固定され、かつ、他端部が前記下パイプ内に延在する筋交いの張り強度を調節する筋交い張り強度コントローラ、とから成る下部、
により構成されるとともに、
４．前記上下パイプの内部において、前記ヘッダーパッキンと接続ジョイントの間に配設された制震部材、
により構成されたことを特徴とする制震ダンパー型建築用筋交い部材。
【請求項２】
制震部材が、ステンレス線材を繊成して構成したものである請求項１に記載の制震ダンパー型建築用筋交い部材。
【請求項３】
制震部材と接続ジョイントの対向側に防振ゴム板を介在させたものである請求項１に記載の制震ダンパー型建築用筋交い部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木造家屋、プレハブ木造、軽量鉄骨造などの建築物の防震を経済的かつ効果的に向上させることが出来る建築用筋交い部材に関する。
更に詳しくは、本発明は、建築物の耐震、免震、制震を効果的に向上させることができる制震部材によるダンパー機能を利用した方式の経済的な制震ダンパー型の建築用筋交い部材に関する。
【技術背景】
【０００２】
平成７年１月１７日の神戸地震以来、マッチ箱を強固にしたような耐震基準だけではなく、震動による建物の揺れを柔軟に制御する免震という考え方が広まっている。
前記した免震という考え方は、建築物倒壊の主要因が基本的には地震波の横揺れに基づくとして横揺れ対策を念頭に入れたものであるということができる。
【０００３】
しかしながら、直下型地震の場合、第一波の縦揺れで倒壊する老朽家屋は神戸地震の例をみるまでもなく、建てられている地盤の性質にもよるが多数存在すると考えるべきである。
また、これも建てられている地盤の性質にもよるが第二波の横揺れで倒壊する老朽家屋も多数存在すると考えるべきである。
【０００４】
現実問題として、地震に弱い住宅に住んでいる人々が都市部を含めて相当数存在する。また、これらの人々の中には、高額の資金を耐震住宅や免震住宅の建築に投じられない者が多く存在する。
【０００５】
従って、現在、住んでいる中古住宅を地震に対して強くするように改造する場合、安価で改造できるものでなければならないことはいうまでもないことである。
その際、市街地一帯の中古住宅を震災対応の住宅に改造するに当っては、安価な耐震住宅化の手段（工法）の開発や提供はもとより、それ以上に大事なことは、家屋それ自体の倒壊や室内のタンス（箪笥）、家具、備品などの倒壊から住人を安全かつ確実に守るという制震という考え方のもとで震災対応を図ることである。
即ち、震動を制し、住宅の被災を食い止めあるいは最小限に抑え、あわせて、住人の安全性を最大限に図るという制震の考え方が重要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の一般住宅などの建築物に対する地震対策は、前記したように主として耐震や免震などの考え方により対応するものであるが、そこには限界がある。制震という考え方が希薄である。
更には、資金に余裕のない人々により安全かつ安心して暮らせる住宅と地域を保証するためには、まず何よりも低コストで入手または改造できる制震性に優れた住宅の提供ができなければならないが、現状では困難である。
【０００７】
本発明者らは、前記ニーズのもとに地震に強い住宅の経済性に優れた提供手段について鋭意検討を進めた。
その結果、本発明者は、新築または中古住宅に対して、制震部材によるダンパー機能を十分に生かした制震ダンパー型の建築用筋交い（部材）を適用することにより、対震性、即ち、縦振れと横振れの二種の地震波に対して優れた制震機能が発現されること、前記筋交い（部材）が経済的に安価に提供できること、従って、急速な普及を図ることが可能であること、等を見い出した。
本発明は前記知見をベースにして完成されたものであり、本発明により制震性と安全性に優れた家屋などの建築物が経済的に提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明を概説すれば、本発明は、建設物の制震性を向上させるために使用する制震タンパー型建築用筋交い部材において、前記筋交い部材が、
１．ヘッダープレート、前記ヘッダープレートに一端部が固定されたヘッダーシャフト、前記ヘッダーシャフトの上パイプ内部に配置する他端部に配置されたヘッダーパッキン、とから成る上部、
２．上パイプ、下パイプ、及び、前記上下パイプを接続する接続ジョイント、とから成る中間部、
３．アンダープレート、前記アンダープレートに一端部が固定され、かつ、他端部が前記下パイプ内に延在する筋交いの張り強度を調節する筋交い張り強度コントローラ、とから成る下部、
により構成されるとともに、
４．前記上下パイプの内部において、前記ヘッダーパッキンと接続ジョイントの間に配設された制震部材、
により構成されたことを特徴とする制震ダンパー型建築用筋交い部材に関するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、建築物の耐震、免震、制震を効果的に向上させることが出来る経済的な制震部材によるダンパー機能を利用した方式の制震ダンパー型の建築用筋交い部材が提供される。
本発明により、新築住宅はもとより中古住宅などの建築物を安価かつ安全性高く耐震、免震、制震の構造のものにすることができるため、その意義は大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の技術的構成及び実施態様を図面を参照して詳しく説明する。
なお、本発明は、図面に示されるものに限定されないことはいうまでもないことである。
【実施例】
【００１１】
図１〜図５は、本発明の制震ダンパー型建築用筋交い部材（Ａ）の実施態様を説明する図である。
図１は本発明の制震ダンパー型建築用筋交い部材（Ａ）の全体斜視図、図２は同筋交い部材（Ａ）の断面図、図３は同筋交い部材（Ａ）の使用説明図、図４〜図５は同筋交い部材（Ａ）に適用される制震部材（４）を説明する図、である。
なお、図２は図示明確化のため一部のハッチングを省略している。
【００１２】
図２に示されるように、本発明の制震ダンパー型建築用筋交い部材（Ａ）は、大きく区分して上部（１）、中間部（２）、及び下部（３）の三区分から構成される。
【００１３】
本発明の制震ダンパー型建築用筋交い部材（Ａ）の上部（１）は、図２に示されるように、
・  同筋交い部材（Ａ）を建築物の柱等に固定するためのヘッダープレート（１１）、
・  前記ヘッダープレート（１１）に一端部が固定されたヘッダーシャフト（１２）、
・  前記ヘッダーシャフト（１２）の後述する中間部（２）の上パイプ（２１）内部に配置する他端部に配設されたヘッダーパッキン（１３）、
とにより構成される。
【００１４】
本発明において、ヘッダープレート（１１）とヘッダーシャフト（１２）の固定は、固定金具（１４）により固定すればよく、その際、両部材が回動自在に成るように固定してもよい。
また、ヘッダープレート（１１）は、平板状のもの、直角板状のもの、バタフライ型の所望の挟角を形成することができるもの、など所望の形状・構造のものであってもよい。
なお、ヘッダープレート（１１）は、図１に示されるように取付け用穴部（１５）を介して建築物の柱（Ｂ）（図３参照）に取付けられる。
【００１５】
本発明において、ヘッダーシャフト（１２）とヘッダーパッキン（１３）の接合（固着）は所望の方式で行えばよい。
また、本発明において、ヘッダーシャフト（１２）のヘッダーシャフト（１１）側のＴ字部分は事後的にヘッダーシャフト（１２）のストレート部に接合してもよい。
【００１６】
本発明の制震ダンパー型建築用筋交い部材（Ａ）の中間部（２）は、図２に示されるように、
・  上パイプ（２１）、
・  下パイプ（２２）、
・  接続ジョイント（２３）、
とにより構成される。
【００１７】
本発明において、上パイプ（２１）のヘッダープレート（１１）側の端面部（２１１）は、その中央部に前記ヘッダーシャフト（１２）が挿入する穴部を有するもので構成される。
本発明において、前記端面部（２１１）は、上パイプ（２１）内に配置するヘッダーパッキン（１３）のストッパーとしての機能を果たす。
本発明において、前記端面部（２１１）は、上パイプ（２１）内にヘッダーパッキン（１３）を収納させたあと、事後的に上パイプ（２１）の端面部に配設してもよい。
また、本発明において、上パイプ（２１）として端面が閉塞されているがヘッダーシャフト（１２）のストレート部を挿入する穴部を有するパイプ材を用いる場合、ヘッダーシャフト（１２）として、まず、ヘッダーシャフト（１２）のストレート部にヘッダーパッキン（１３）を固着したものを上パイプ（２１）内に配設し、事後的にヘッダープレート（１１）に固着されるＴ字部分を前記ストレート部に溶接等で接合すればよい。
本発明において、上パイプ（２１）内における前記ヘッダーパッキン（１３）の配設態様は、図２に示されるように前記上パイプ（２１）の端面部（２１１）との間に所定のクリアランスを持つように配設してもよいし、両者を当接させるようにクリアランスなしで配設してもよい。前者の場合、大きな振れに対して筋交い部材（Ａ）が柔軟に対応することができる。
【００１８】
本発明において、図２に示されるように、下パイプ（２２）の下部（３）側の端面部（２２１）は、その中央部に穴部（２２２）を有する。前記穴部（２２２）は、その壁面に下部（３）のアンダープレート（３１）に一端が固定された筋交い張り強度コントローラ（３２）のネジ溝に螺合するネジ溝を有し、両者の螺合により前記コントローラ（３２）を下パイプ（２２）内部まで延在させる機能を有する。
本発明において、加震時に相当の荷重が前記端面部（２２１）とコントローラ（３２）の螺合部に印加されるため、両部材を十分な強度のもので構成しなければならないことはいうまでもないことである。
なお、下パイプ（２２）として、一端部が閉塞されたもの（この場合、閉塞されている部位が端面部（２２１）となる）、あるいは両端開放型のパイプの一端部に、別体としての端面部（２２１）を接合してもよい。
【００１９】
本発明において、前記接続ジョイント（２３）は、上パイプ（２１）内部への制震部（４）や防振ゴム板（５）などの配設の便宜のために、また、加震時の上下パイプ（２１、２２）の強度補強のために配設されるものである。
なお、本発明において、接続ジョイント（２３）は、図示されるように上下パイプ（２１、２２）に所定の固定具（２４、２５）により固定される。
【００２０】
本発明の制震ダンパー型建築用筋交い部材（Ａ）の下部（３）は、図２に示されるように、
・  アンダープレート（３１）、
・  前記アンダープレート（３１）に一端部が固定され、かつ、他端部が前記下パイプ（２２）内に延在する筋交いの張り強度を調節する筋交い張り強度コントローラ（３２）、
とにより構成される。
【００２１】
本発明において、アンダープレート（３１）と筋交い張り強度コントローラ（３２）の固定は、固定金具（３３）により固定すればよく、その際、両部材が回動自在になるように固定してもよい。
また、アンダープレート（３１）は、前記ヘッダープレート（１１）と同様に、平板状のもの、直角板状のもの、バタフライ型の所望の挟角を形成することができるもの、など所望の形状・構造のものであってよい。
なお、アンダープレート（３１）は、図１に示されるように取付け用穴部（３４）を介して建築物の柱（Ｂ）（図３参照）に取付けられる。
【００２２】
本発明において、Ｔ字状の筋交い張り強度コントローラ（３２）は、Ｔ字状部を前記コントローラ（３２）のストレート部に事後的に固着してもよいものである。
前記コントローラ（３２）のストレート部は前記したように下パイプ（２２）の端面部（２２１）の穴部（２２２）に配設されたネジ溝に螺合するネジ溝を有するもので構成される。本発明において、前記コントローラ（３２）のストレート部が、ネジ溝を有するとともに目盛り（スケール)を有するもので構成される場合、前記目盛り（スケール）を利用して筋交いの張り強度の設定や管理を行う上で便利である。
【００２３】
本発明の前記した技術的構成を有する制震ダンパー型建築用筋交い部材（Ａ）は、例えば図３に示されるようにして使用されるものである。
図３において、参照記号（Ｂ，Ｂ１，Ｂ２, Ｂ３……）は例えば木造家屋の柱を示し、本発明の制震ダンパー型建築用筋交い部材（Ａ）は、図示されるように柱間の制震性を向上させるために筋交い部材として使用されるものである。
使用に際して、中間部（２）を下部（３）に対して、相対回動させ、ジャッキー力を生じさせ、柱間の張り強度を調節する。
この状態で地震などの大きな加震力が柱間に印加されると、詳しくは後述するが、上パイプ（２１）内に配設された制震部材（４）により効果的に制震を図ることができる。
【００２４】
次に、本発明の制震ダンパー型建築用筋交い部材（Ａ）において、重要な部材である上パイプ（２１）内に配設される制震部材（４）について詳述する。
図４〜図５は、本発明の制震部材（４）を説明する図である。
図４は、制震部材（４）として、中心部が中空の円形パッキングを示している。なお、本発明において、中空部のない円形パッキングなど、その形状構造は所望のものであってもよいことはいうまでもないことである。
【００２５】
制振部材（４）としては、地震による揺れ（縦揺れ及び横揺れ）の制振という観点から、振動減衰力が大きく、かつ、残留変位が小さい金属製ワイヤー（鋼線材）を織成して製作したものなどが有用である。
例えば、制震部材（４）として、ステンレスワイヤー（ＳＵＳ３０４）を織成して構成した中空部のない円形パッキング（外径８０ｍｍ、厚さ２０ｍｍ）は有用なものである。
【００２６】
ここで、ステンレスワイヤー（ＳＵＳ３０４）を織成して製作した中心部に中空部のない円形パッキング（外形８０ｍｍ、厚さ２０ｍｍ）の耐圧性能の試験データを示す。
（試験方法）
試験は前記パッキングに一方向に繰返しの圧縮荷重を加え、各繰返し荷重時の変位量及び残留位量を計測した。
繰返し荷重は２．０，４．０，６．０，８．０，及び１０．０（ｔｆ）とした。
（試験結果）
下記の変位量、残留位量の単位は「ｍｍ」である。
(1)．繰返し荷重２．０のとき…………  ７．９（変位量）：０．２（残留変位量）
(2)．繰返し荷重４．０のとき…………  ８．５          ：１．０
(3)．繰返し荷重６．０のとき…………  ８．８          ：１．０
(4)．繰返し荷重８．０のとき…………  ９．０          ：０．８
(5)．繰返し荷重１０．０のとき………  ９．２          ：０．８
【００２７】
前記制震部材（４）としてのステンレスワイヤー（ＳＵＳ３０４）を織成して製作した円形パッキングは、圧縮時にステンレスワイヤー同士が織成により相互に入り込み、無数の接触点を有していることから、振動エネルギーはパッキングの変形のために使われるとともに摩擦により熱エネルギーに変換され、発生した熱はメッシュの空間を通って外部に放出されるため、振動は効率的に減衰される。
【００２８】
本発明において、図２に示されるように、制震部材（４）と接続ジョイント（２３）の対向側に防振ゴム板（５）を介在させてもよいものである。
更には、図示しないが、図２において、ヘッダーパッキン（１３）と制震部材（４）の対向側に防振ゴム板（５）を介在させてもよいものである。
前記した防振ゴム板（５）の使用により、振動バッファー（緩衝）性能や制震性能が向上する。
本発明において、前記した防振ゴム板（５）のほかに、所望のバネ特性の金属バネ体などを用いることもできる。
【００２９】
本発明において、前記した防振ゴム板や金属バネは、建築物の性質によって過度の耐震性、免震性、あるいは制震性が要求されない場合、制震部材（４）としてこれらを単独で使用したり、他のものを併用したりしてもよいものである。
因みに、市販で入手することができ、本発明の目的に使用することができる前記ステンレスワイヤー（ＳＵＳ３０４）を織成して製作した円形パッキング、防振ゴム板、金属バネの振動減衰化および最大振動伝達率の一例を以下に示す。
金属バネ０．００５／１００、防振ゴム板０．０５〜０．１／１０〜５、前記円形パッキング０．１〜０．１５／５〜３、である。
なお、これらのデータが示すように、十分かつ確実な制震性を得るためには前記円形パッキングが優れていることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の制震ダンパー型建築用筋交い部材（Ａ）の全体斜視図である。
【図２】本発明の制震ダンパー型建築用筋交い部材（Ａ）の断面図である。
【図３】本発明の制震ダンパー型建築用筋交い部材（Ａ）の使用態様を説明する図である。
【図４】本発明の制震ダンパー型建築用筋交い部材（Ａ）に適用される制震部材（４）の平面図である。
【図５】本発明の制震ダンパー型建築用筋交い部材（Ａ）に適用される制震部材(４)の配設態様を説明する図である。
【符号の説明】
【００３１】
Ａ  ………………  制震ダンパー型建築用筋交い部材
Ｂ，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３  ………………  （家屋の）柱
１  ………………  ヘッダープレート
１１  ……………  ヘッダーシャフト
１２  ……………  ヘッダーパッキン
１４  ……………  固定具
１５  ……………  取付け用穴部
２  ………………  中間部
２１  ……………  上パイプ
２２  ……………  下パイプ
２３  ……………  接合ジョイント
３    ……………  下部
３１  ……………  アンダープレート
３２  ……………  筋交い張り強度コントローラ
３３  ……………  固定具
３４  ……………  取付け用穴部
【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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