(57)【要約】【課題】地震の負荷による木造建築物の変形又は倒壊を抑制することができる耐震補強具を提供する。【解決手段】耐震補強具本体１３は、一対の円筒状をなす支持部材１４の一端部が、弾性材料により円柱状に形成されている負荷緩衝部材１５の両端部に凹設された各挿入凹部１６に挿入されることにより、直線状に構成されている。断面Ｔ字状の各取付け部材２３には、各支持部材１４の他端部に接合された接続部１９が回動可能に支持されている。耐震補強具１１は例えば柱１２ａと梁１２ｂとの間に取付けられ、地震によって、柱１２ａや梁１２ｂに、耐震補強具１１が撓むように又は捻れるように外方から負荷が加わると、負荷緩衝部材１５が弾性変形することによりその一部を吸収する。負荷が減少又は除去されたときには、負荷緩衝部材１５が元の形状に戻ることによって耐震補強具本体１３は元の形状に戻り、柱１２ａ及び梁１２ｂを通常位置に戻す。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木造建築物を補強するための耐震補強具本体と、耐震補強具本体の端部に回動可能に設けられるとともに、木造建築物に取付けられる取付け部材とを備え、
前記耐震補強具本体は、一対の支持部材と、弾性材料により形成され、支持部材間に設けられるとともに、撓み及び捻れが許容される負荷緩衝部材とを備えていることを特徴とする耐震補強具。
【請求項２】
前記負荷緩衝部材には支持部材の端部が内挿され、負荷緩衝部材及び支持部材には、支持部材の端部を負荷緩衝部材内に抜け止め保持するための抜け止め保持手段がそれぞれ設けられている請求項１に記載の耐震補強具。
【請求項３】
前記木造建築物の柱と、梁又は桁との間に取付けられ、柱に加わる負荷の１０〜１５％の力に耐える強度に設定されている請求項１又は請求項２に記載の耐震補強具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、木造建築物の耐震補強具に関するものである。より詳しくは、地震の負荷による木造建築物の変形又は倒壊を抑制することができる耐震補強具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の耐震補強具は、筒状をなすとともに内部にコイルばねが配設されているガイド部材と、柱状をなし、一端がガイド部材の端部にそれぞれ内挿されるとともに、他端が真壁構造や大壁構造を有する木造建築物の柱又は梁にそれぞれ取付けられている一対の支持部材とを備えている。コイルばねは、外方からの負荷によって、ガイド部材内をその長手方向にのみ弾性変形するように構成されている。
【０００３】
そして、地震によって、耐震補強具が取付けられた柱や梁に外方から負荷が加わったときには、その負荷によってコイルばねがガイド部材内を弾性変形することにより、負荷を吸収するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この従来の耐震補強具においては、コイルばねは、外方からの負荷によって、ガイド部材内をその長手方向にのみ弾性変形するように、即ちガイド部材内を一方向にのみ伸縮するように構成されている。このため、地震によって、柱や梁に、耐震補強具が撓むように又は捻れるように外方から負荷が加わったときには、コイルばねは、弾性変形しにくいために負荷を十分に吸収することができない。よって、地震の負荷によって木造建築物が変形又は倒壊する場合があるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記のような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、地震の負荷による木造建築物の変形又は倒壊を抑制することができる耐震補強具を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明の耐震補強具は、木造建築物を補強するための耐震補強具本体と、耐震補強具本体の端部に回動可能に設けられるとともに、木造建築物に取付けられる取付け部材とを備え、前記耐震補強具本体は、一対の支持部材と、弾性材料により形成され、支持部材間に設けられるとともに、撓み及び捻れが許容される負荷緩衝部材とを備えているものである。
【０００７】
請求項２に記載の発明の耐震補強具は、請求項１に記載の発明において、前記負荷緩衝部材には支持部材の端部が内挿され、負荷緩衝部材及び支持部材には、支持部材の端部を負荷緩衝部材内に抜け止め保持するための抜け止め保持手段がそれぞれ設けられているものである。
【０００８】
請求項３に記載の発明の耐震補強具は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記木造建築物の柱と、梁又は桁との間に取付けられ、柱に加わる負荷の１０〜１５％の力に耐える強度に設定されているものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１及び図４に示すように、木造建築物１２を構成する柱１２ａの上端部側面には図示しないホゾ孔が凹設され、梁１２ｂ又は桁の端面に突設された図示しないホゾが挿入されることにより、柱１２ａの上端部側面には梁１２ｂ又は桁が取付けられている。この木造建築物１２は、柱１２ａ、梁１２ｂ及び桁が図示しない壁の中に埋込まれている大壁構造や、柱１２ａ、梁１２ｂ及び桁の一部が壁から露出している真壁構造等の構造を有している。
【００１０】
図１及び図２（ａ），（ｂ）に示すように、木造建築物１２を補強する耐震補強具本体１３は、円筒状をなす一対の支持部材１４の一端部が、円柱状をなす負荷緩衝部材１５の両端部に凹設された断面円形状の各挿入凹部１６にそれぞれ挿入されることにより、直線状に構成されている。各挿入凹部１６の内径は、各支持部材１４の外径よりも若干大きくなるようにそれぞれ設定されている。
【００１１】
図２（ａ）に示すように、各挿入凹部１６の底部には、抜け止め保持手段を構成する円環状の抜け止め保持凹部１７がそれぞれ凹設され、各支持部材１４の一端部の外周面には、抜け止め保持手段を構成する円環状の抜け止め保持突条１８がそれぞれ突設されている。そして、各支持部材１４の一端部が各挿入凹部１６にそれぞれ挿入されたときには、各抜け止め保持突条１８が各抜け止め保持凹部１７にそれぞれ嵌合することにより、各支持部材１４の一端部は負荷緩衝部材１５内にそれぞれ抜け止め保持されるようになっている。
【００１２】
図１及び図３に示すように、各支持部材１４の他端部には、支持円板２０と、その一側面の中央に突設された半円板状の第１連結板２１とから断面Ｔ字状に形成された接続部１９がそれぞれ接合されている。第１連結板２１には、円孔状の第１連結孔２２が貫通形成されている。また、両第１連結板２１は、同一平面上に位置している。
【００１３】
耐震補強具１１を構成する取付け部材２３は、四角板状の取付け板２４と、取付け板２４に対して直交方向に延びるように取付け板２４の一側面の中央部に突設された半円板状の第２連結板２５とから、断面Ｔ字状に形成されている。取付け板２４には図示しない取付け孔が複数貫通形成され、複数の釘２６を各取付け孔に挿通して柱１２ａ又は梁１２ｂにそれぞれ打付けることにより、耐震補強具１１を例えば柱１２ａと梁１２ｂとの間に取付けることができるようになっている。
【００１４】
第２連結板２５には、第１連結板２１の第１連結孔２２に対応する箇所に円孔状の第２連結孔２７が貫通形成されている。そして、回動支持ボルト２８を第１及び第２連結孔２２，２７に挿通した後、ナット２９を回動支持ボルト２８に螺合させることにより、各取付け部材２３には第１連結板２１が回動可能に支持されている。
【００１５】
各支持部材１４、各接続部１９及び各取付け部材２３は、アルミニウムや鋼材等の金属材料によりそれぞれ形成されている。一方、負荷緩衝部材１５は弾性材料により形成され、撓み、捻れ、縮み及び伸びが許容されている。そして、外方からの負荷によって撓むように、捻れるように、縮むように又は伸びるように弾性変形することにより負荷を吸収するように構成されている。弾性材料の具体例としては、クロロプレンゴム等のゴム材料やポリウレタン等の合成樹脂材料等が挙げられる。
【００１６】
図１及び図４に示すように、耐震補強具１１は、柱１２ａと、梁１２ｂ又は桁との間に取付けられたときには、地震の負荷による木造建築物１２の変形又は倒壊をより確実に抑制するために、地震によって柱１２ａに加わる負荷の１０〜１５％の力に耐える強度に好ましくは設定されている。１０％未満の力に耐える強度では、強度が不十分なために、木造建築物１２が変形又は倒壊しやすい。
【００１７】
一方、１５％を超える力に耐える強度では、強度を高くするために支持部材１４等の厚みが厚くなりやすいために、又は支持部材１４等が比重の大きい鋼材等によって形成されやすいために、耐震補強具１１の重さが重くなりやすい。震度６〜７の地震によって耐震補強具１１が取付けられた柱１２ａに例えば２．０〜３．０ｋＮの負荷が加わるときには、耐震補強具１１は２００〜４５０Ｎの力に耐える強度に設定されている。
【００１８】
さて、この耐震補強具１１を使用するときには、例えば柱１２ａと梁１２ｂとの間に耐震補強具１１を取付ける。即ち、まず柱１２ａにおいて、梁１２ｂと対向する側面の所定の箇所に一方の取付け板２４の他側面を当接させた後、複数の釘２６を各取付け孔に挿通して柱１２ａにそれぞれ打付ける。
【００１９】
次いで、梁１２ｂの柱１２ａと対向する側面において、耐震補強具本体１３と柱１２ａ又は梁１２ｂとのなす角度が例えば４５度となる位置に他方の取付け板２４の他側面を当接させる。そして、複数の釘２６を各取付け孔に挿通して梁１２ｂにそれぞれ打付けることにより、柱１２ａと梁１２ｂとの間に耐震補強具１１を取付ける。
【００２０】
図５の実線で示すように、柱１２ａ及び梁１２ｂに、耐震補強具１１が撓むように外方から負荷が加わったときには、この負荷によって、各支持部材１４は、各回動支持ボルト２８を回動中心としてそれぞれ回動する。このため、負荷緩衝部材１５は撓むように弾性変形し、この弾性変形によって、柱１２ａ及び梁１２ｂに加わった負荷の一部は負荷緩衝部材１５に吸収されるとともに、耐震補強具本体１３は略Ｖ字状に撓むように変形する。
【００２１】
即ち、柱１２ａ及び梁１２ｂは、負荷緩衝部材１５に吸収されなかった負荷によって、図５の二点鎖線で示す通常位置から実線で示す変位位置に、耐震補強具本体１３の変形に伴ってそれぞれ一旦移動する。
【００２２】
一方、柱１２ａ及び梁１２ｂに、耐震補強具１１が捻れるように外方から負荷が加わったときには、図６に示すように、この負荷によって、各支持部材１４は、それらの中心軸を回動中心としてそれぞれ回動する。このため、負荷緩衝部材１５は捻れるように弾性変形し、この弾性変形によって、柱及び梁に加わった負荷の一部は負荷緩衝部材１５に吸収されるとともに、耐震補強具本体１３は捻れるように変形する。
【００２３】
即ち、図６及び図７に示すように、一方の第１連結板２１は、他方の第１連結板２１に対して傾斜する。さらに、柱及び梁は、通常位置から変位位置にそれぞれ一旦移動する。
【００２４】
柱１２ａ及び梁１２ｂに、柱１２ａと梁１２ｂとが互いに接近するように外方から負荷が加わったときには、この負荷によって、各支持部材１４は互いに接近する方向に押圧される。また、柱１２ａ及び梁１２ｂに、柱１２ａと梁１２ｂとが互いに離間するように外方から負荷が加わったときには、この負荷によって、各支持部材１４は互いに離間する方向に引っ張られる。
【００２５】
このため、負荷緩衝部材１５は、縮むように、又は伸びるように弾性変形し、この弾性変形によって、柱１２ａ及び梁１２ｂに加わった負荷の一部は負荷緩衝部材１５に吸収されるとともに、耐震補強具本体１３は縮むように又は伸びるように変形する。即ち、柱１２ａ及び梁１２ｂは、通常位置から変位位置に一旦移動する。
【００２６】
地震によって木造建築物１２に負荷が加わるときには、柱１２ａや梁１２ｂには、上記の各負荷が複合して加わる。そして、負荷緩衝部材１５によって吸収されなかった負荷が減少又は除去されたときには、負荷緩衝部材１５がその弾性力によって元の形状に戻ることにより、耐震補強具本体１３は元の形状に戻る。このため、柱１２ａ及び梁１２ｂは、変位位置から通常位置にそれぞれ戻る。
【００２７】
以上詳述した本実施形態によれば、次のような効果が発揮される。
・　本実施形態の耐震補強具１１においては、耐震補強具本体１３を構成する負荷緩衝部材１５は、弾性材料により円柱状に形成されている。この負荷緩衝部材１５は、撓むように又は捻れるように弾性変形するとともに、その弾性力によって元の形状に戻るように構成されている。
【００２８】
このため、耐震補強具１１が取付けられた柱１２ａや梁１２ｂに、耐震補強具１１が撓むように又は捻れるように外方から負荷が加わったときには、負荷緩衝部材１５の弾性変形によって負荷の一部を吸収することができる。さらに、負荷緩衝部材１５に吸収されなかった負荷が減少又は除去されたときには、耐震補強具本体１３が元の形状に戻ることにより、柱１２ａ及び梁１２ｂを通常位置に戻すことができる。よって、木造建築物１２は耐震補強具本体１３によって補強されるために、地震の負荷による木造建築物１２の変形又は倒壊を抑制することができる。
【００２９】
・　本実施形態の耐震補強具１１においては、各取付け部材２３には第１連結板２１が回動可能に支持されている。このため、耐震補強具１１が取付けられた柱１２ａや梁１２ｂに、耐震補強具１１が撓むように外方から負荷が加わったときには、各支持部材１４は、回動支持ボルト２８を回動中心として容易に回動することができる。よって、負荷緩衝部材１５を容易に撓むように弾性変形させることができる。さらに、負荷緩衝部材１５がその弾性力によって元の形状に戻るときには、各支持部材１４が回動することによって、耐震補強具本体１３を元の形状に容易に戻すことができる。
【００３０】
・　本実施形態の耐震補強具１１においては、各抜け止め保持突条１８が各抜け止め保持凹部１７にそれぞれ嵌合することにより、各支持部材１４の一端部は負荷緩衝部材１５内にそれぞれ抜け止め保持されている。このため、負荷緩衝部材１５の弾性変形に伴って各支持部材１４の一端部が負荷緩衝部材１５内から抜け落ちるのを防止することができる。よって、耐震補強具１１は耐震機能を保持することができる。
【００３１】
・　本実施形態の耐震補強具１１においては、耐震補強具１１は、柱１２ａと、梁１２ｂ又は桁との間に取付けられたときには、地震によって柱１２ａに加わる負荷の１０〜１５％の力に耐える強度に好ましくは設定されている。このため、地震の負荷による木造建築物１２の変形又は倒壊をより確実に抑制することができる。
【００３２】
・　本実施形態の耐震補強具１１においては、負荷緩衝部材１５は、縮むように又は伸びるように弾性変形するとともに、その弾性力によって元の形状に戻るように構成されている。よって、耐震補強具１１が取付けられた柱１２ａや梁１２ｂに、柱１２ａと梁１２ｂとが互いに接近するように、又は互いに離間するように外方から負荷が加わったときには、負荷緩衝部材１５の弾性変形によって負荷の一部を吸収することができる。
【００３３】
さらに、負荷緩衝部材１５に吸収されなかった負荷が減少又は除去されたときには、耐震補強具本体１３が元の形状に戻ることにより、柱１２ａ及び梁１２ｂを通常位置に戻すことができる。このため、地震の負荷による木造建築物１２の変形又は倒壊をさらに確実に抑制することができる。
【００３４】
・　本実施形態の耐震補強具１１においては、例えば木造建築物１２を構成する柱１２ａと梁１２ｂとの間に耐震補強具１１を取付けるときには、複数の釘２６を、各取付け板２４の各取付け孔に挿通して柱１２ａ又は梁１２ｂにそれぞれ打付ける。よって、耐震補強具１１を木造建築物１２に容易に取付けることができるために、木造建築物１２を建てるときだけでなく、既存の木造建築物１２にも耐震補強具１１を容易に取付けることができる。
【００３５】
さらに、接着剤を使用して耐震補強具１１を柱１２ａと梁１２ｂとの間に取付ける場合に対して、耐震補強具１１の柱１２ａ及び梁１２ｂへの取付け強度が高いために、耐震補強具１１の柱１２ａ及び梁１２ｂへの取付け状態を安定させることができる。
【００３６】
なお、前記実施形態を次のように変更して構成することもできる。
・　図８に示すように、前記接続部１９を、支持部材１４の他端部がプレス成形されることにより略半円板状に形成してもよい。このとき、接続部１９には第１連結孔２２が貫通形成される。
【００３７】
・　図９に示すように、前記各支持部材１４の形状を、断面Ｌ字状をなすアングル状に変更してもよい。このとき、支持部材１４を構成する側板１４ａ及び底板１４ｂの一端部の側面には、抜け止め保持手段を構成する四角柱状の抜け止め保持突起３０がそれぞれ突設されている。さらに、接続部は省略されるとともに、支持部材１４の側板１４ａの他端部には、第１連結孔２２が貫通形成されている。一方、負荷緩衝部材の各挿入凹部は、断面Ｌ字状にそれぞれ凹設されるとともに、抜け止め保持突起３０に対応する箇所に抜け止め保持凹部がそれぞれ凹設されている。
【００３８】
また、各支持部材１４の形状を、四角筒状や断面Ｈ字状等に変更してもよい。さらに、チャンネル状や断面Ｌ字状等の形状をなす一対の板材を、それらの側板同士で接合させることにより、各支持部材１４を、断面横Ｈ字状や階段状等の形状に形成してもよい。このとき、各支持部材１４は、その中心軸を中心として線対称となる形状が好ましい。
【００３９】
・　前記各支持部材１４、各接続部１９及び各取付け部材２３を、ＦＲＰ等の合成樹脂材料等によりそれぞれ形成してもよい。このとき、各接続部１９を、加熱溶着又は接着等によって各支持部材１４の他端部に接合することができる。
【００４０】
・　前記各挿入凹部１６の内径を、各支持部材１４の外径よりも若干小さく形成してもよい。また、各支持部材１４の一端部を各挿入凹部１６にそれぞれ挿入するときに、各支持部材１４の一端部の外周面又は各挿入凹部１６に内周面に接着剤を塗布してもよい。
【００４１】
さらに、各支持部材１４及び負荷緩衝部材１５が合成樹脂材料によりそれぞれ形成されているときには、各支持部材１４の一端部を各挿入凹部１６にそれぞれ挿入した後、負荷緩衝部材１５と各支持部材１４の一端部とを加熱溶着してもよい。このように構成した場合は、各支持部材１４の一端部を負荷緩衝部材１５内により強固に抜け止め保持することができる。
【００４２】
・　前記耐震補強具１１を例えば柱１２ａと梁１２ｂとの間に取付けるときに、各取付け板２４の他側面に接着剤を塗布してもよい。このように構成したときには、耐震補強具１１を柱１２ａ及び梁１２ｂにより強固に取付けることができる。
【００４３】
・　前記各取付け孔にねじを挿通して柱１２ａ又は１２ｂに螺入することにより、耐震補強具１１を例えば柱１２ａと梁１２ｂとの間に取付けても良い。
・　前記負荷緩衝部材１５の形状を、四角柱状等に変更してもよい。このとき、負荷緩衝部材１５は、その中心軸を含む平面を中心として対称となる形状が好ましい。
【００４４】
・　前記抜け止め保持突条１８を、一方の支持部材１４の一端部の外周面にのみ突設してもよい。
・　前記耐震補強具１１を、梁１２ｂ同士、桁同士、又は梁１２ｂと桁との間等に取付けてもよい。
【００４５】
次に、前記実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載する。
（１）前記負荷緩衝部材は、さらに縮み及び伸びが許容されるように構成されている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の耐震補強具。この構成によれば、地震の負荷による木造建築物の変形又は倒壊をより確実に抑制することができる。
【００４６】
（２）請求項１から請求項３及び上記（１）のいずれか一項に記載の耐震補強具を木造建築物に取付けることにより、木造建築物に補強を施すことを特徴とする木造建築物の耐震補強方法。この構成によれば、地震の負荷による木造建築物の変形又は倒壊を抑制することができる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
請求項１に記載の発明の耐震補強具によれば、地震の負荷による木造建築物の変形又は倒壊を抑制することができる。
【００４８】
請求項２に記載の発明の耐震補強具によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、耐震機能を保持することができる。
請求項３に記載の発明の耐震補強具によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の効果に加え、地震の負荷による木造建築物の変形又は倒壊をより確実に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の耐震補強具が柱と梁との間に取付けられた状態を示す要部拡大側面図。
【図２】（ａ）は負荷緩衝部材を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線における端面図。
【図３】耐震補強具を示す要部拡大断面図（図１のＡ矢視図）。
【図４】耐震補強具が柱と梁との間に取付けられた状態を示す要部斜視図。
【図５】耐震補強具本体が撓んだ状態を示す要部拡大側面図。
【図６】耐震補強具本体が捻れた状態を示す側面図。
【図７】耐震補強具本体が捻れた状態を示す正面図。
【図８】接続部の別例を示す斜視図。
【図９】支持部材の別例を示す斜視図。
【符号の説明】
１１…耐震補強具、１２…木造建築物、１２ａ…柱、１２ｂ…梁、１３…耐震補強具本体、１４…支持部材、１５…負荷緩衝部材、１７…抜け止め保持手段を構成する抜け止め保持凹部、１８…抜け止め保持手段を構成する抜け止め保持突条、２３…取付け部材、３０…抜け止め保持手段を構成する抜け止め保持突起。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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