(57)【要約】【課題】住宅等の建築物、特に木造建築物の耐震性等を向上させる等の目的で用いる制振ブレースに係り、地震等の振動を良好に吸収することのできる優れた振動吸収性能と充分な耐力とを併せ持った性能のよい制振ブレースを容易・安価に提供する。【解決手段】木造建築物に用いる制振ブレースであって、加力速度０．1ｍｍ／ｓｅｃ以上において８ｋＮ以上の降伏荷重を有するダンパを備えたことを特徴とする。なお、上記ダンパには、加力速度０．1ｍｍ／ｓｅｃにおける降伏荷重と同等もしくはそれよりも僅かに小さい張力を付与するのが望ましい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木造建築物に用いる制振ブレースであって、加力速度０．1ｍｍ／ｓｅｃ以上において８ｋＮ以上の降伏荷重を有するダンパを備えたことを特徴とする制振ブレース。
【請求項２】
上記ダンパには、加力速度０．1ｍｍ／ｓｅｃにおける降伏荷重と同等もしくはそれよりも僅かに小さい張力を付与すようにした請求項１に記載の制振ブレース。
【請求項３】
上記ブレースは、少なくともブレース本体と、上記ダンパと、ブレースの長さを調整する長さ調整機構とを有し、その長さ調整機には、レンチ等の工具により長さ調整が可能なように工具係合用の平坦部が設けられている請求項１または２に記載の制振ブレース。
【請求項４】
上記ブレースには、建築物における矩形枠構造部分の対角位置にある２つの入隅部に配置される一対の取付金物と、その取付金物に上記ブレース本体等を連結する連結具とが備えられ、その取付金物と連結具との当接面をブラスト処理等により粗面に形成してなる請求項１〜３のいずれかに記載の制振ブレース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は住宅等の建築物、特に木造建築物の耐震性を向上させる等の目的で用いる制振ブレースに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来たとえば木造住宅の耐震性を向上させるために下記特許文献１のように隣り合う柱間または／および横材間に木製または金属製のブレース（筋かい）を設けることは知られている。しかし、上記のようなブレースを設けることによって住宅の耐力を向上させることはできるが、振動吸収性能は殆どないので地震による揺れを良好に減衰もしくは吸収させることはできない。
【０００３】
そこで、下記特許文献２および特許文献３においては、上記のようなブレースの内部にコイルスプリングからなるダンパを配設したり、ブレースの長手方向中間部に弾性材よりなる免震手段を介在させることが提案されている。しかし、上記いずれの場合も振動減衰材（振動吸収体）として弾性材料を使用しているため、必ずしも充分な振動吸収性能が得られなかったり、経年劣化で振動吸収性能が次第に低下する等の不具合がある。
【０００４】
さらに下記特許文献４においては  ブレース内に振動減衰材として塑性変形可能な金属を用いたダンパを設けることが提案されているが、単に上記のようなダンパを設けただけでは、必ずしも充分ではなく、特に地震等の振動を良好に吸収することのできる優れた振動吸収性能と充分な耐力とを併せ持ったブレースを得ることはできなかった。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２２８４７９号公報
【特許文献２】特開平９−３１７００５号公報
【特許文献３】特開平９−１１１８７５号公報
【特許文献４】特開２００５−１７１６４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みて提案されたもので、地震等の振動を良好に吸収することのできる優れた振動吸収性能と充分な耐力とを併せ持った性能のよい制振ブレースを容易・安価に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために本発明による制振ブレースは、以下の構成としたものである。すなわち、木造建築物に用いる制振ブレースであって、加力速度０．1ｍｍ／ｓｅｃ以上において８ｋＮ以上の降伏荷重を有するダンパを備えたことを特徴とする。なお、上記ダンパには、加力速度０．1ｍｍ／ｓｅｃにおける降伏荷重と同等もしくはそれよりも僅かに小さい張力を付与するのが望ましい。
【０００８】
また上記ブレースは、少なくともブレース本体と、上記ダンパと、ブレースの長さを調整する長さ調整機構とを有する構成とし、その長さ調整機には、レンチ等の工具により長さ調整が可能なように工具係合用の平坦部を設けるとよい。さらに上記ブレースには、建築物における矩形枠構造部分の対角位置にある２つの入隅部に配置される一対の取付金物と、その取付金物に上記ブレース本体等を連結する連結具とを備え、その取付金物と連結具との当接面をブラスト処理等により粗面に形成するのが望ましい。
【発明の効果】
【０００９】
上記のように本発明による制振ブレースは、上記の構成であるから、例えば地震等による振動や揺れ、特にダンパの加力速度が０．1ｍｍ／ｓｅｃ程度のゆっくりとした振動や揺れが作用した場合にも良好に振動を吸収できると共に、それ以上の加力速度が作用した場合にも良好に振動吸収性能を発揮することが可能となり、充分な耐力と耐震性とを併せ持った性能のよい制振ブレースを容易・安価に提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明による制振ブレースを図に示す実施形態に基づいて具体的に説明する。図１（ａ）は本発明による制振ブレースを木造軸組の矩形枠構造部分に取付けた状態の正面図、図２はその制振ブレースの構成図である。
【００１１】
本実施形態は木造住宅の軸組における矩形枠構造部分Ａに制振ブレースＢを設けたもので、特に図の場合は横材である土台Ｆ１と梁材Ｆ２との間の隣り合う柱Ｐ１・Ｐ２間において、互いに対角位置にある柱Ｐ１と土台Ｆ１との角部から柱Ｐ２と梁材Ｆ２との角部に向かって上記ブレースＢを傾斜させて設けたものである。
【００１２】
上記ブレースＢは、本実施形態においては、図１および図２に示すようにダンパ１とブレース本体２および長さ調整機構３とを上から順に連結すると共に、その上下両端部に取付けた連結具４，５を介して上記各角部に設けた取付金具６に連結した構成である。
【００１３】
上記ダンパ１は、図３に示すように筒状の金属製シリンダ１０内に進退ロッド１１を同心状に且つ軸線方向に相対移動可能に設け、そのシリンダ１０内における進退ロッド１１の周囲に塑性変形可能な鉛等の金属よりなる振動吸収体１２を収容配置すると共に、上記進退ロッド１１の外周面に突起状の抵抗体１３を一体的に設けた構成である。
【００１４】
図３において、１４は上記振動吸収体１２が移動流出するのを防止するストッパ、１５は上記進退ロッド１１を軸方向に相対移動可能に支持するスラスト軸受、１６，１７は上記シリンダ１０の両端部内周面に形成した雌ねじ１０ａに螺合して上記スラスト軸受１５を所定の位置に固定するための固定部材で、その各固定部材１６，１７の外周面には上記の雌ねじ１０ａに螺合する雄ねじ１６ａ，１７ａが形成されている。また上記進退ロッド１１の一端には雄ねじ１１ａが形成され、それと反対側の端部１１ｂは上記固定部材１７の内方に形成した内孔１７ｂ内に相対移動可能に配置されている。
【００１５】
上記のように構成されたダンパ１に、例えば地震等の振動が作用して上記シリンダ１０に対して進退ロッド１１が図３（ａ）で上下方向に相対移動したとき、その進退ロッド１１に一体的に設けた上記抵抗体１３が振動吸収体１２内を相対移動することによって、該振動吸収体１２が塑性変形して振動エネルギーを吸収する構成である。
【００１６】
そして、上記ダンパ１に作用する振動のダンパの加力速度が０．１ｍｍ／ｓｅｃ以上において上記ダンパ１の降伏荷重が８ｋＮ以上となるようにしたもので、本実施形態においては上記の振動吸収体１２として純度約９９．９％の鉛を用い、ダンパの加力速度０．1ｍｍ／ｓｅｃ以上において上記ダンパ１の降伏荷重は約８ｋＮとし、それによって耐力壁としての壁倍率値が１．０以上となるようにしたものである。また、上記の降伏荷重は、ダンパの加力速度０．１〜４００ｍｍ／ｓｅｃの範囲内において殆ど変化はなかった。
【００１７】
なお、本実施形態においては、上記ダンパ１の振動吸収体１２として上記のように鉛を用いたが、鉛に限らず塑性変形可能な金属であれば錫その他の金属でもよく、それらを用いた合金でも良い。また、更に金属に限らず摩擦体や粘性体等を用いることもできる。また上記ダンパ１として鋼材ダンパや摩擦ダンパ等を用いることも可能である。
【００１８】
また上記ブレース本体２は、図２に示すように管体２０の両端内周面に、それぞれ雌ねじ２０ａ，２０ｂを設けた構成であり、その一端側の雌ねじ２０ａに、上記ダンパ１の固定部材１７の外周面に設けた雄ねじ１７ａを螺合すると共に、その雄ねじ１７ａに予め螺合しておいたロックナット１９を上記筒体２０の端部に押し付けることによって上記ダンパ１の下端にブレース本体２が連結されている。
【００１９】
さらに、長さ調整機構３は、本実施形態においては図２に示すように、両端部に雄ねじ３０ａ，３０ｂを有するねじ杆３０と、その各雄ねじ３０ａ，３０ｂが螺合する上記ブレース本体２の雌ねじ２０ｂおよび後述する連結具５の前記雌ねじ５０ａとでターンバックルを構成すると共に、上記雄ねじ３０ａ，３０ｂと雌ねじ２０ｂ，５０ａとをそれぞれ所定量ねじ込んだ状態に固定するロックナット３１，３２を設けたものである。上記雄ねじ３０ａと雌ねじ２０ｂおよびロックナット３１と、雄ねじ３０ｂと雌ねじ５０ａおよびロックナット３２とは、ねじの方向が互いに反対方向に形成され、図示例においては前者が右ねじ、後者が左ねじで形成されている。
【００２０】
上記の構成において、ロックナット３１，３２を緩めた状態で、ねじ杆３０をいずれか一方向（図の場合はブレース本体２に向かって右方向）に回動すると、ブレース本体２と連結具５とが互いに近づく方向に移動してブレースＢの長さが短くなり、それと反対方向に回動すると、ブレース本体２と連結具５とが離れる方向に移動してブレースＢの長さが長くなる。その状態でロックナット３１，３２をそれぞれブレース本体２および連結具５の各筒体２０，５０に向かって締め付けると上記の長さ状態に固定され、それによってブレースＢの張り具合や張力を調整できるものである。図中、２０ｃ，３０ｃは前記管体２０やねじ杆３０を回動したり回り止め係止する際に工具等を係合させるための平坦部で、それぞれ上記管体２０とねじ杆３０の直径方向２箇所に設けられている。
【００２１】
一方、前記連結具４，５は、図２に示すように、それぞれ筒体４０，５０の一端側の内周面に雌ねじ４０ａ，５０ａを形成すると共に、他端を扁平に圧縮加工して、その扁平部４０ｂ，５０ｂに上記取付金具６に対する連結孔４１，５１を設けた構成である。上記連結具４は、それを構成する上記筒体４０の端部（下端）に設けた上記雌ねじ４０ａに前記ダンパ１の進退ロッド１１に形成した雄ねじ１１ａを螺合すると共に、その雄ねじ１１ａに予め螺合しておいたロックナット１８を上記筒体４０の端部に押し付けることによって、上記ダンパ１に連結固定されている。また連結具５は、それを構成する筒体５０の端部（上端）に設けた上記雌ねじ５０ａに前記長さ調整機構３の雄ねじ３０ｂを螺合すると共に、その雄ねじ３０ｂに予め螺合しておいたロックナット３２を上記筒体５０の端部に押し付けることによって、上記長さ調整機構３の下端に連結固定されている。
【００２２】
また前記各取付金具６は、本実施形態においては図１および図４に示すように前記矩形枠構造部分の角部に当接する断面Ｌ字形をなす一対の基部６ａ・６ｂの幅方向（図１および図４（ｂ）で前後方向）一端側に略三角形状の補強部６ｃを一体に設けた構成であり、その補強部６ｃに前記連結具４，５との連結孔６１が形成されている。その連結孔６１と上記連結具４，５の各連結孔４１，５１とに、それぞれ連結ボルト７ａを挿通しナット７ｂをねじ込んで連結する構成である。また上記基部６ａ・６ｂには、取付金具６を前記の角部、すなわち柱Ｐ１・Ｐ２や土台Ｆ１および梁材Ｆ２等に取付けるための取付孔６２が設けられている。なお、上記各取付金具６と連結具４，５との当接面は、ブラスト処理等によって粗面に形成するとよい。そのようにすると、上記両者の摩擦抵抗が増大して緩みが防止でき、地震時に躯体へかかる全力をブレースへと伝達することが出来る。
【００２３】
上記のように構成された制振ブレースＢを、前記図２に示すような木造建築の矩形枠構造部分Ａに施工するに当たっては、例えば以下の手順で実施すればよい。先ず、柱Ｐ１と土台Ｆ１との角部、および柱Ｐ２と梁材Ｆ２との角部にそれぞれ図２に示すように前記取付金具６を木ねじ８等で取付ける。一方、前記ダンパ１とブレース本体２および長さ調整機構３とを、その順に連結すると共に、その両端部に連結具４，５を連結することによってブレースＢを仮組みし、そのブレースＢの両端部の連結具４，５をそれぞれ上記取付金具６・６に連結ボルト７ａとナット７ｂとで連結する。
【００２４】
次いで、長さ調整機構３のねじ杆３０を回動してブレースＢ全体の長さを調整すると共に、上記ブレースＢのダンパ１には、加力速度０．1ｍｍ／ｓｅｃにおける降伏荷重と同等もしくはそれよりも僅かに小さい張力を付与するのが望ましい。本実施形態においては前述のようにダンパ１の加力速度０．1ｍｍ／ｓｅｃ以上における降伏荷重は約８ｋＮに設定され、それに合わせてブレースＢ全体に約８ｋＮの張力を付与した状態で前記の矩形枠構造部分に組付けることによって上記ダンパ１にも同等の張力が付与されるようにしたものである。
【００２５】
上記のようにして木造軸組の矩形枠構造部分Ａに制振ブレースＢを組付けることによって、例えば地震等で図１において左右方向に揺れると、上記ブレースＢには、その全体長さを引き延ばしたり押し縮めるような力が作用する。すると、ダンパ１の進退ロッド１１がシリンダ１０に対して伸縮する方向に変位し、進退ロッド１１の外周面に設けた抵抗体１３が振動吸収体１２内を相対移動する。それによって該振動吸収体１２が塑性変形して振動エネルギーが吸収されるものである。
【００２６】
特に、本発明の制振ブレースＢは、加力速度が０．1ｍｍ／ｓｅｃ以上において降伏荷重が８ｋＮ以上のダンパ１を備えたから、地震等の振動や揺れ、特に加力速度が０．1ｍｍ／ｓｅｃ程度ゆっくりとした振動や揺れ、およびそれ以上の加力速度を有する振動や揺れが作用した場合にも良好に振動吸収性能を発揮することができる。また上記の構成によって少なくとも耐力壁として最小限必要な耐力をも確保することが可能となり、耐震性および耐久性のよい耐力壁を構造簡単かつ容易・安価に提供することができるものである。
【００２７】
なお、上記実施形態は、耐力壁を構成する一対の柱Ｐ１・Ｐ２と土台Ｆ１および梁材Ｆ２とで囲まれた領域内に、ダンパ１を有する直線状のブレースＢを１つ設けたが、例えば図７に示すように複数個設けてもよく、特に図７は上記領域内に２本のブレースＢをＸ字状に交差させて設けたものである。このようにブレースＢを複数個設けると、その個数にほぼ比例して耐震壁としての耐力を倍増させることができる。又その場合、図示例のようにブレース中央部のブレース本体２の太さや、取付金具６の幅寸法を上記矩形枠構造部分Ａの幅の半分以下とし、かつ連結具５の取付金具６側の端部を扁平に形成すると、上記の交差する２本のブレースＢを図８のように柱Ｐ１・Ｐ２や土台Ｆ１もしくは梁材Ｆ２の幅寸法内に容易に収容配置することができる。
【００２８】
また上記のような制振ブレースＢを例えば図９に示すように１つの柱Ｐ２を挟んでその両側に設けるようにしてもよい。その場合、各ブレースＢの傾斜方向は、図のように互いに反対方向となるようにするのが望ましい。又その場合、中間部の柱Ｐ２側に取付けられる取付金具６・６は、それぞれ図１０（ａ）に示すように上記柱Ｐ２を中心に対称位置に配置した状態で、それぞれ複数本の木ねじ８等で取付けるもので、その木ねじ８は通常柱Ｐ１・Ｐ２の幅や太さの半分の長さよりも長いものを用いる場合が多いが、その場合にも各取付金具６・６を取付けるための木ねじ８が互いに干渉しないように構成するのが望ましい。
【００２９】
そこで、本実施形態においては取付金具６を全て同一形状とし、各取付金具６の前記一対の基部６ａ・６ｂに設けられる取付孔６２の配置位置を基部６ａと基部６ｂとで異ならせたもので、特に図の場合は上記各基部６ａ・６ｂにそれぞれ複数個（図の場合は５つ）の取付孔６２を、各基部６ａ・６ｂの幅方向（図４（ｃ）で左右方向）のほぼ中心線の両側にほぼ千鳥状に配置すると共に、上記中心線に対する取付孔６２の配置を、基部６ａと基部６ｂとでは互いに反対となるようにしたものである。
【００３０】
それによって、図１０および図１１に示すように柱Ｐ２の上部両側と梁材Ｆ２との角部にそれぞれ取付金具６を配置し、図１０（ａ）で左側の取付金具６の基部６ａと、右側の取付金具６の基部６ｂとを柱Ｐ２を挟んで背中合わせに配置したとき、図１０（ｂ）のように右側から見て手前側に位置する取付金具６の基部６ｂに設けた取付孔６２（実線示）と、奥側に位置する取付金具６の基部６ａに設けた取付孔６２（破線示）とが交互にずれて、前記のように柱の幅や太さの半分の長さよりも長い木ねじ８等を用いた場合にも各取付金具６の木ねじ８が互いに干渉するのを防止することができるものである。
【００３１】
なお、上記各実施形態において、制振ブレースＢを構成するダンパ１やブレース本体２および長さ調整機構３の形状や配置構成等は適宜変更可能である。また、上記制振ブレースＢを耐力壁として使用する場合にはダンパ１の降伏荷重は必ずしも８ｋＮ以上である必要はなく、耐力壁の壁倍率値が１．０以上になるよう適宜調整してもよい。また、また上記ブレースＢは少なくとも一部に前記のようなダンパ１を有するものであればよく、例えば前記のブレース本体２と長さ調整機構３のいずれか一方を省略したり、あるいは両方を省略してダンパ１のシリンダ１０を長く形成することによって実質的にダンパのみで構成することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
上記のように本発明による制振ブレースは、例えば地震等による振動や揺れ、特にダンパの加力速度が０．１ｍｍ／ｓｅｃ程度のゆっくりとした振動や揺れ、およびそれ以上の加力速度を有する振動や揺れが作用した場合にも良好に振動吸収性能を発揮することが可能となる。また上記の構成により少なくとも耐力壁として最小限必要な耐力を確保することができる。その結果、耐震性および耐久性のよい制振ブレースを構造簡単かつ容易・安価に提供することが可能となり、住宅等の建築物の耐震設計や施工その他の産業上も有効に利用し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明による制振ブレースを木造軸組の矩形枠構造部分に取付けた状態の正面図。
【図２】上記制振ブレースの構成説明図。
【図３】（ａ）はダンパの一実施形態を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ断面図。
【図４】（ａ）は取付金具の平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図。
【図５】取付金具の配置構成を示す斜視図。
【図６】（ａ）は取付金具の取付状態を示す正面図、（ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ断面図。
【図７】本発明による制振ブレースの他の施工例を示す正面図。
【図８】上記施工例の一部の拡大図。
【図９】本発明による制振ブレースの更に他の施工例を示す正面図。
【図１０】（ａ）は上記施工例の一部の拡大図、（ｂ）はその縦断側面図。
【図１１】上記施工例の一部の斜視図。
【符号の説明】
【００３４】
Ａ  矩形枠構造部分
Ｐ１、Ｐ２  柱
Ｆ１  土台もしくは梁材
Ｆ２  梁材
Ｂ  ブレース
１  ダンパ
１０  シリンダ
１１  進退ロッド
１１ａ  雄ねじ
１２  振動吸収体
１３  抵抗体
１４  ストッパ
１５  スラスト軸受
１６、１７  固定部材
２  ブレース本体
２０  管体
２１、２２  ナット
３  長さ調整機構
３０  ねじ杆
３１、３２  雄ねじ
４、５  連結具
４１、５１  ナット
４２、５２  連結孔
６  取付金具
６ａ、６ｂ  基部
６ｃ  補強部
６２  取付孔
６１  連結孔
７ａ  連結ボルト
７ｂ  ナット
８  木ねじ
【図１】
2008144387.tif 000003
【図２】
2008144387.tif 000004
【図３】
2008144387.tif 000005
【図４】
2008144387.tif 000006
【図５】
2008144387.tif 000007
【図６】
2008144387.tif 000008
【図７】
2008144387.tif 000009
【図８】
2008144387.tif 000010
【図９】
2008144387.tif 000011
【図１０】
2008144387.tif 000012
【図１１】
2008144387.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成18年12月13日(2006.12.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
Ａ  矩形枠構造部分
Ｐ１、Ｐ２  柱
Ｆ１  土台もしくは梁材
Ｆ２  梁材
Ｂ  ブレース
１  ダンパ
１０  シリンダ
１１  進退ロッド
１１ａ  雄ねじ
１２  振動吸収体
１３  抵抗体
１４  ストッパ
１５  スラスト軸受
１６、１７  固定部材
１８、１９  ロックナット
２  ブレース本体
２０  管体
２０ａ、２０ｂ  雌ねじ
３  長さ調整機構
３０  ねじ杆
３０ａ、３０ｂ  雄ねじ
３１、３２  ロックナット
４、５  連結具
４０、５０  筒体
４０ａ、５０ａ  雌ねじ
４０ｂ、５０ｂ  扁平部
４１、５１  連結孔
６  取付金具
６ａ、６ｂ  基部
６ｃ  補強部
６２  取付孔
６１  連結孔
７ａ  連結ボルト
７ｂ  ナット
８  木ねじ