(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外管と、その外管に同軸で部分的に遊挿される内管と、両管の重合部間にあって前記両管との対向面が夫々接着される粘弾性体とからなるダンパー部を有し、木造建築物の軸組内へブレース状に架設されて、前記軸組の変形に伴う前記外管と内管との相反する軸方向への動作により、前記粘弾性体を剪断変形させて減衰作用を生じさせる制震ダンパーであって、
前記ダンパー部の軸方向両端となる前記外管及び内管の端部に設けた接合部に、軸状の延長木材を同軸で夫々差し込み接合して、両端の前記延長木材を介して前記軸組内に架設可能とすると共に、前記延長木材に、前記接合部を越えて両管の重合部側へ突出し、管の内面に当接する突出部を形成したことを特徴とする制震ダンパー。
【請求項２】
前記延長木材が前記外管及び内管よりも横断面形状が大きいものにあっては、前記接合部を、前記延長木材の差し込み端部に合わせて拡開させたことを特徴とする請求項１に記載の制震ダンパー。
【請求項３】
前記接合部を、前記延長木材の差し込み端部が間に差し込まれる一対の連結板としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の制震ダンパー。
【請求項４】
前記接合部と、その接合部に差し込まれた前記延長木材の差し込み端部とを、両者のオーバーラップ部分に設けられる複数の接合具によって接合する構造とし、前記延長木材の軸方向長さをＬ１、ダンパー軸方向での前記オーバーラップ部分の長さをＬ２、前記オーバーラップ部分におけるダンパー軸方向での接合具の両端間距離をＬ３として、
Ｌ２／Ｌ１≧０．１５、且つ、Ｌ３／Ｌ２≧０．５
の関係を満足させることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の制震ダンパー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木造建築物の軸組内に、地震等の外力による震動を減衰させるために用いられる制震ダンパーに関する。
【背景技術】
【０００２】
住宅等の木造建築物においては、柱と横架材とから形成される軸組内に、粘弾性体を利用した制震ダンパーをブレース状に架設して、加振時の粘弾性体の剪断変形により震動エネルギーの吸収を図る制震構造がよく用いられる。この制震ダンパーには、例えば特許文献１に示すように、互いに平行状態で対向する一対の木製帯板状剛性部材と、その木製帯板状剛性部材の中央部分の対向面間に接着介在される粘弾性体とからなる構造が知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１１０３９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
木造建築物では、設計寸法と実際の建上げ寸法との間に誤差が生じやすい。この点特許文献１の構造では、ダンパーに木製の剛性部材を利用するため、長さ調整は現場で簡単に行える。しかし、帯板状の剛性部材間に粘弾性体を接着するダンパーを用いているため、軸組面内での回転剛性が低くなり、加振時に座屈するおそれが生じる。また、粘弾性体のはらみ出しを防止するためにダンパー部分に間柱を設ける必要があり、結局施工性を低下させてしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、木造建築物であってもガタなく簡単に取付が可能で、施工性に優れるのは勿論、高い回転剛性を確保して座屈強度を向上させ、信頼性にも優れる制震ダンパーを提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、外管と、その外管に同軸で部分的に遊挿される内管と、両管の重合部間にあって両管との対向面が夫々接着される粘弾性体とからなるダンパー部を有し、木造建築物の軸組内へブレース状に架設されて、軸組の変形に伴う外管と内管との相反する軸方向への動作により、粘弾性体を剪断変形させて減衰作用を生じさせる制震ダンパーであって、ダンパー部の軸方向両端となる外管及び内管の端部に設けた接合部に、軸状の延長木材を同軸で夫々差し込み接合して、両端の延長木材を介して軸組内に架設可能とすると共に、延長木材に、接合部を越えて両管の重合部側へ突出し、管の内面に当接する突出部を形成したことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、延長木材が外管及び内管よりも横断面形状が大きい場合でも支障なく採用可能とするために、接合部を、延長木材の差し込み端部に合わせて拡開させたことを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２の構成において、延長木材の差し込み接合を容易に行うために、延長木材の接合部を、延長木材の差し込み端部が間に差し込まれる一対の連結板としたことを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れかの構成において、必要な回転剛性を簡単且つ確実に確保するために、接合部と、その接合部に差し込まれた延長木材の差し込み端部とを、両者のオーバーラップ部分に設けられる複数の接合具によって接合する構造とし、延長木材の軸方向長さをＬ１、ダンパー軸方向でのオーバーラップ部分の長さをＬ２、オーバーラップ部分におけるダンパー軸方向での接合具の両端間距離をＬ３として、Ｌ２／Ｌ１≧０．１５、且つ、Ｌ３／Ｌ２≧０．５の関係を満足させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、木造建築物であってもガタなく取付が可能となり、安定した入力も得られて適正な制震効果が得られる。特に、高い回転剛性が確保できて座屈に強い構造となるため、信頼性が向上する。而も、現場での煩雑な管理や特殊な工具が不要で、短時間で簡単に取り付けできるため、施工性に優れたものとなる。
また、ダンパー部と延長木材との一体性が高まり、より座屈に強い構造となる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、管側よりも横断面形状が大きい延長木材であっても支障なく採用でき、接合後の一体性も維持できる。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２の効果に加えて、延長木材の差し込み接合が容易に行える。
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の何れかの効果に加えて、必要な回転剛性が簡単且つ確実に確保可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の制震ダンパーを取り付けた軸組の一例を示す正面図である。まず軸組１は、図示しない基礎上に固定される土台２と、その土台２上に立設される柱３，３と、柱３，３の上端間で水平に架設される梁４とを有する。
この軸組１において、右側の柱３の上端と梁４との仕口部と、左側の柱３の下端と土台２との仕口部との間には、ダンパー部６と、その両端へ同軸で差し込み接合される一対の延長木材７，７とからなる制震ダンパー５が、ブレース状に架設されている。まずダンパー部６は、図２に示すように、横断面長円形状の外管８と、その外管８より一回り小さい横断面長円形状で、外管８に一端側から同軸で部分的に遊挿される内管９と、両管の重合部分で両管間の全面に介在されて両管との対向面が接着される粘弾性体（ここではスチレン系、図２の斜線部分）１０とから形成されている。
【０００９】
また、ダンパー部６において、外管８は、長軸を断面として分割した一対の半割金具１１，１１の開放側を向かい合わせにして、長手方向の全長に亘って延設されたフランジ１２，１２同士をボルト１３及びナット１４で接合したもので、各半割金具１１における延長木材７の接合側の端部には、図３にも示すように、短軸方向で対向する一対の外側部分のみがそのまま伸長した格好で、延長木材７と略同じ幅を有する連結板１５，１５が延設されて、両連結板１５，１５により、長軸方向の両端を開放し、延長木材７の差し込み端部が差し込み可能な接合部１６を形成している。
【００１０】
但し、ここでは延長木材７の幅が、フランジ１２を除く半割金具１１の長軸方向の幅よりも大きいため、各連結板１５は、延長木材７と略同幅となるように根元部分がテーパとなる羽子板状に形成されて、接合部１６を幅方向で外管８よりも拡開させている。さらに、各連結板１５には、延長木材７の接合用の小孔１７，１７・・が複数穿設されているが、ここでは両連結板１５，１５間で小孔１７同士が重ならないように、対面間で見て互いに左右反転させた位置関係となっている。また、ダンパー軸方向においても、隣接する小孔１７同士が同一直線上に位置しないように設定している。これは延長木材７の繊維方向がダンパー軸方向と一致するため、同じ繊維上での近距離での木ねじのねじ込みを避けて安定した接合力を得るためである。
【００１１】
一方、内管９における延長木材７の接合側の端部においては、延長木材７の差し込み端部が差し込み可能となっているが、ここでは延長木材７の横断面形状が内管９の横断面形状よりも大きいため、当該端部には、図４にも示すように、バルジ加工等により、テーパ部１８を介して外管８への遊挿部分よりも拡開させた筒状の接合部１９が形成されている。２０，２０は、接合部１９の長軸方向で対向する両面において開口端からテーパ部１８にかけて軸線と平行に形成されたスリットである。また、短軸方向で対向する両面には、延長木材７の接合用の小孔２１，２１・・が、外管８と同様に互いに左右反転させた位置関係で、且つ隣接する小孔２１同士が同一直線上に位置しないように複数穿設されている。
【００１２】
そして、延長木材７は、横断面矩形の長尺材で、ここでは構造用単板積層材が使用されている。勿論無垢材でも差し支えない。図５（Ａ）は、外管８に接合される延長木材７（区別するために以下「７Ａ」と表記する。）を示すもので、この延長木材７Ａにおける外管８への差し込み端部には、他端側と厚みが同じで、幅方向の寸法のみが小さくなる凸状の突出部２２が形成されている。一方、同図（Ｂ）は、内管９に接合される延長木材７（以下「７Ｂ」と表記する。）を示すもので、この延長木材７Ｂにおける内管９への差し込み端部には、他端側よりやや小さい厚みで、幅が内管９のテーパ部１８に合わせた先細り状となる突出部２３が形成されている。
【００１３】
以上の如く構成された制震ダンパー５においては、まず、ダンパー部６は、接合部１９を形成した内管９へ粘弾性体１０のシートを巻き付け、これを半割金具１１，１１で挟んでプレスによって加圧成型し、プレス終了後に半割金具１１のフランジ１２同士をボルト１３及びナット１４で接合することで製造される。
こうしてダンパー部６を製造した後、外管８の連結板１５，１５間に、延長木材７Ａの差し込み端部を、突出部２２が連結板１５を越えて外管８と内管９との重合部側へ突出するまで差し込む。この状態で突出部２２における厚み方向の上下面は外管８の内面に夫々当接している。
その後、突出部２２を除く差し込み端部と連結板１５とのオーバーラップ部分で、小孔１７の位置に合わせて短軸方向の上下両面から接合具となる木ねじ２４，２４・・を夫々ねじ込む。
【００１４】
同様に、内管９の接合部１９に、延長木材７Ｂの差し込み端部を、突出部２３がテーパ部１８内に嵌合して先端がテーパ部１８を越えて外管８と内管９との重合部側へ突出するまで差し込む。この状態で突出部２３における厚み方向の上下面は内管９の内面に夫々当接する。
その後、突出部２３を除く差し込み端部と接合部１９とのオーバーラップ部分で、小孔２１の位置に合わせて短軸方向の上下両面から接合具となる木ねじ２５，２５・・を夫々ねじ込む。
これにより、ダンパー部６の両端に夫々延長木材７Ａ，７Ｂが連結された制震ダンパー５が得られる。
特にここでは、延長木材７の長さをＬ１、延長木材７とダンパー部６とのオーバーラップ部分をＬ２、オーバーラップ部分におけるダンパー部軸方向での木ねじ２４，２５の両端間距離をＬ３として、
Ｌ２／Ｌ１≧０．１５、且つ、Ｌ３／Ｌ２≧０．５
の関係を満たす設定としている。
【００１５】
この制震ダンパー５を、図１に示すように軸組１内へブレース状に架設する場合、仕口部に夫々木ねじで固定されたコ字状のブラケット２６，２６に、延長木材７Ａ，７Ｂの端部を夫々差し込んで木ねじで固定すればよい。
このとき、軸組１内の対角線長さに合わせて、ブラケット２６に丁度よく収まるように延長木材７Ａ，７Ｂの端部の長さや形状を適宜現場で加工することができるため、階高の相違による長さ違い等に容易に対応可能となる。
【００１６】
こうして制震ダンパー５を架設した軸組１においては、地震等によって水平な外力が反復して加わり、軸組１のフレーム面が変形すると、制震ダンパー５には軸方向に圧縮力と引張力とが交互に作用して、ダンパー部６の外管８と内管９とが相反する軸方向へ動作する。この動作によって粘弾性体１０を剪断変形させて減衰作用を生じさせることになる。このとき、ダンパー部６へは夫々延長木材７Ａ，７Ｂを介して軸方向への入力がなされるため、荷重入力軸の偏心が抑えられ、安定した入力で粘弾性体１０を剪断変形させることができ、効果的な減衰作用が得られる。また、延長木材７Ａ，７Ｂは外管８及び内管９へ夫々差し込み接合されているため、軸組面内での高い回転剛性が確保でき、座屈が生じにくくなる。
【００１７】
このように、上記形態の制震ダンパー５によれば、外管８及び内管９の端部に設けた接合部１６，１９に、軸状の延長木材７Ａ，７Ｂを同軸で夫々差し込み接合して、両端の延長木材７Ａ，７Ｂを介して軸組１内に架設可能としたことで、木造建築物であってもガタなく取付が可能となり、安定した入力も得られて適正な制震効果が得られる。特に、高い回転剛性が確保できて座屈に強い構造となるため、信頼性が向上する。而も、現場での煩雑な管理や特殊な工具が不要で、短時間で簡単に取り付けできるため、施工性に優れたものとなる。
【００１８】
特にここでは、接合部１６，１９を、延長木材７Ａ，７Ｂの差し込み端部に合わせて拡開させているので、外管８や内管９よりも横断面形状が大きい延長木材７Ａ，７Ｂであっても支障なく採用でき、接合後の一体性も維持できる。
また、接合部１６を、延長木材７Ａの差し込み端部が間に差し込まれる一対の連結板１５，１５としたことで、延長木材７Ａの差し込み接合が容易に行える。
さらに、延長木材７Ａ，７Ｂに、接合部１６，１９を越えて両管の重合部側へ突出し、管の内面に当接する突出部２２，２３を形成したことで、ダンパー部６と延長木材７Ａ，７Ｂとの一体性が高まり、より座屈に強い構造となる。
【００１９】
そして、接合部１６，１９と、その接合部１６，１９に差し込まれた延長木材７Ａ，７Ｂの差し込み端部とを、両者のオーバーラップ部分に設けられる複数の木ねじ２４，２５によって接合する構造とし、延長木材７Ａ，７Ｂの軸方向長さをＬ１、ダンパー軸方向でのオーバーラップ部分の長さをＬ２、オーバーラップ部分におけるダンパー軸方向での木ねじ２４，２５の両端間距離をＬ３として、Ｌ２／Ｌ１≧０．１５、且つ、Ｌ３／Ｌ２≧０．５の関係を満足させるようにしているので、必要な回転剛性が簡単且つ確実に確保可能となっている。
【００２０】
なお、上記形態では、外管の端部に一対の連結板からなる接合部を、内管の端部に筒状の接合部を夫々形成しているが、互いに逆にしてもよいし、両管共に一対の連結板を採用したり、筒状の接合部を採用したりして差し支えない。また、接合部を拡開状とする構造も、何れか一方のみとしたり、両管共に拡開させない形状としたりすることもできる。
さらに、延長木材と各管とを接合する木ねじは、上記形態のように上下面から同じ数でねじ込むものに限らず、十分な接合強度が確保できれば、一方の面の数を減らしたり、一方の面のみから長い木ねじをねじ込んだり、適宜変更可能で、勿論木ねじ以外に、接合具としては、釘やボルト及びナット等も採用可能である。
【００２１】
図６は、両管共に一対の連結板を採用した制震ダンパー５ａを示すもので、先の形態と同じ構成部には同じ符号を付して重複する説明は省略する。
ここに示すダンパー部６においては、内管９における延長木材７Ｂの接合側の端部に、短軸方向で対向する一対の連結板２７，２７が延設されて、両連結板２７，２７の間に、長軸方向の両端を開放し、延長木材７Ｂが差し込み可能な接合部２８を形成している。この連結板２７は、延長木材７Ｂの幅及び厚みに合わせて、根元部分が短軸及び長軸の両方向においてテーパ状となっている。また、延長木材７Ｂの突出部２９は、内管９内を通って先端が外管８内に達する幅の小さいほぞ状に形成されて、木ねじ２５は突出部２９にもねじ込まれている。
【００２２】
一方、ここでの外管８の連結板１５，１５は羽子板状でなく、外管８の半割金具１１と同じ幅で延設されて、木ねじ２４は突出部２２にもねじ込まれている。
なお、この変更例においても、延長木材７の長さＬ１、延長木材７とダンパー部６とのオーバーラップ部分Ｌ２、木ねじ２４，２５の両端間距離Ｌ３の関係は先の形態と同様の設定となっている。
従って、この変更例であっても、高い回転剛性が確保できて座屈に強い構造となるため、信頼性が向上する。また、短時間で簡単に取り付けでき、施工性に優れるという、上記形態と同じ効果を得ることができる。
【００２３】
その他、ダンパー部の外管及び内管は、横断面長円形の管体に限らず、横断面楕円や円形、正方形や多角形等の他の断面形状の管体を使用しても差し支えない。これは延長木材の横断面形状についても同様である。また、外管は一対の半割金具同士をリベット接合や溶接によって形成してもよいし、内管のように一つの管体で形成しても良い。逆に内管を一対の半割金具同士の接合によって形成することもできる。
そして、本発明は、土台と梁とが横架材となる一階の軸組に限らず、上下の梁が横架材となる二階以上の軸組においても採用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】軸組の正面図である。
【図２】制震ダンパーの説明図で、（Ａ）が平面、（Ｂ）が正面、（Ｃ）がＡ−Ａ線断面を夫々示す。
【図３】外管の半割金具の説明図で、（Ａ）が平面、（Ｂ）が正面、（Ｃ）がＢ−Ｂ線断面、（Ｄ）がＣ矢視を夫々示す。
【図４】内管の説明図で、（Ａ）が平面、（Ｂ）が正面、（Ｃ）が小孔位置のみを反対側とした正面、（Ｄ）がＤ矢視、（Ｅ）がＥ矢視を夫々示す。
【図５】（Ａ）は外管との接合側の延長木材の説明図で、上が平面、下が正面を夫々示し、（Ｂ）は内管との接合側の延長木材の説明図で、上が平面、下が正面を夫々示す。
【図６】制震ダンパーの変更例の説明図で、（Ａ）が平面、（Ｂ）が正面を夫々示す。
【符号の説明】
【００２５】
１・・軸組、２・・土台、３・・柱、４・・梁、５，５ａ・・制震ダンパー、６・・ダンパー部、７（７Ａ，７Ｂ）・・延長木材、８・・外管、９・・内管、１０・・粘弾性体、１１・・半割金具、１５，２７・・連結板、１６，１９，２８・・接合部、１７，２１・・小孔、２２，２３，２９・・突出部、２４，２５・・木ねじ、２６・・ブラケット。
【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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