(57)【要約】【課題】平常時は、開口部の邪魔にならないよう水平もしくは垂直に固定されているブレースが、地震時の揺れを感知すると自動的に斜めに倒れ、柱間を筋交い状につなぐことを特徴とする可動式ブレースを提供する。【解決手段】平常時は、感振体５の磁力によりブレースヘッド２をＢの位置で吸着させ、ブレース１を直立状態で固定している。地震が発生すると、感振体５が揺れ磁力が弱まり直立していたブレース１はブレースヒンジ３を中心としてブレースヘッド２がレール枠９に沿いながらａの方向に倒れ出す。レール枠９はブレースヒンジ３を中心として描く弧と同形のカーブをなしており、倒れ出したブレース１はこれに沿って回転移動し、ブレースヘッド２がＡの地点のところにきて停止する。ここで戻り防止用フック１０により、ブレース１が柱間を筋交い状につなぐ位置で固定され、軸組を耐震壁として有効な状態にすることができる。【選択図】図２
2007002639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平常時は、水平もしくは垂直に固定されているブレースが、地震時の揺れを感知すると自動的に斜めに倒れ、柱間を筋交い状につなぐことを特徴とする可動式ブレース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、平常時は水平もしくは垂直に固定されているブレースが、地震時の揺れを感知すると自動的に斜めに倒れ、柱間を筋交い状につなぐことを特徴とする可動式ブレースに関するものである。
【背景技術】
【０００２】木造建物や鉄骨造でピン接合構造の建物の場合、地震力や風圧力といった水平力に耐えるため、耐震壁が設けられる。その耐震壁には様々な形式のものがある。【０００３】木造建物の耐震壁の場合、筋交い壁、木ずり壁、ボード壁などの種類があり、筋交い壁には片筋交い、たすき掛け筋交いがある。筋交い材には木製角材や丸鋼があり、釘と金物により柱及び横架材に留め付けられる。また、木ずり壁は、木材板が柱・間柱の片面もしくは両面に目透かし状に釘で留め付けられる。また、ボード壁は構造用合板やパーティクルボード等の剛性をもった面材が柱及び横架材の片面もしくは両面に釘やビスで留め付けられる。【０００４】鉄骨造建物においては、ピン接合構造の建物の場合にブレースによる耐震壁が設けられ、柱及び梁に溶接されたプレートに鋼製のブレース材がボルト締めされる。【０００５】このように、従来の耐震壁はブレース等が柱や梁に常時緊結され、この状態を保持することで水平方向の耐力を確保している。このことからブレース等を動かすことができず、耐震壁は常時ふさがれたものであり、耐震壁に開口部としての機能を持たせることは難しい。稀にブレースを入れた部分を開口部とする例もあるが、眺望を阻害することや体裁が悪くなるなどの不具合が生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】建築基準法では木造建物において耐震壁を釣り合い良く配置するため、告示により設置基準が定められている。また鉄骨造においても建築基準法に基づき偏心率等のチェックが行われる。このように、建物の構造設計ではなるべく偏心しないように耐震壁を配置することが必要とされているが、住宅では採光が重要視されるので、建物の南側や東側に開口部が多く設けられ、この面の耐震壁が不足しがちである。【０００７】平成１２年に施行された「住宅の品質確保の促進等に関する法律」は任意法であるにも関わらず、施行されてから広く活用されている。この法律で規定されている耐震等級という性能表示基準の項目において、最高等級を取得する家屋が増えている。この項目で最高等級を取得するためには、建築基準法で定める地震力の１．５倍の力に対して構造躯体が倒壊・損傷しないことが求められる。特にこの場合、耐震壁を釣り合い良く配置することが必要であり、少なくなりがちな南側や東側の耐震壁を増やさなければこの等級が取れないケースが多い。【０００８】耐震壁の配置の釣り合いが悪いと建物の重心と剛心がずれるため偏心率が大きくなり、結果として建物全体の耐震性が低下してしまう。一方、南側や東側に耐震壁を多く配置すると偏心率は小さくなるが、条件の良い方角の開口部が減ることで、採光の条件が不利になってしまう。【０００９】近年、都心や郊外の厳しい土地事情により、狭小敷地における住宅の建設が増加しており、その多くは南側間口の狭い長方形の敷地形状である。特にこのような場合、前記のような問題が顕著となる。また敷地や建物の形状、隣地の状況などによっては、採光のみならず眺望や通風などの観点から、ある方位に集中して開口部を設けることが望まれるケースもあり、このような場合おいても、前記と同様の問題が生じるであろう。【００１０】従来の耐震壁の構造では、ブレースや面材が軸組に常時緊結されていることから、開口部を設けることが不可能な場合が多い。設けたとしても、壁の耐力が低下するということや、開口部が小さいということや、開口部の中にブレースが入ることで眺望を阻害し、体裁が悪くなるといった数多くの不具合が発生する。建物の耐震性を優先すると開口部の大きさや配置の自由度が制限され、逆に開口部を優先すると建物の耐震性が低下してしまう傾向があり、日常の生活環境で重要とされる採光・通風・眺望のための開口部と、地震時に重要とされる耐震性を両立することが難しい状況にある。【００１１】そこで、本発明の目的は前記従来例の不都合を解消するため、平常時は採光・通風・眺望のための開口部であり、地震時には耐震壁として作用するための可動式ブレースを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】上記目的を達成すべく、本発明の可動式ブレースは、平常時は開口部の邪魔にならないよう、水平もしくは垂直に固定されているブレースが、地震時の揺れを感知すると自動的に斜めに倒れ、柱間を筋交い状につなぐことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】本発明の可動式ブレースを用いることによって、ブレースが柱間を筋交い状につなぐのは地震時のみとなるので、平常時はほぼ完全な開口部を確保できる。このことで、耐震性を損なわずに開口部の大きさや配置の自由度を増やすことができ、日常生活において重要な採光・通風・眺望と、地震時に重要な耐震性とを両立することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】本発明の可動式ブレースを実施するための最良の形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は可動式ブレースの平常時の状態を示す側面方向の断面図である。図２は可動式ブレースの平常時の状態を示す正面方向の断面図である。図３は振動感知部の側面方向の拡大断面図である。図４は振動感知部の正面方向の拡大断面図である。図５は可動式ブレースの地震時の状態を示す正面方向の断面図である。図６は戻り防止用フック部の拡大断面図である。図７はブレースヒンジ部の側面方向の拡大図である。図８はブレースヒンジ部の正面方向の拡大図である。図９はスライド式の伸縮ブレースを用いた場合における平常時の上側断面図である。図１０はスライド式の伸縮ブレースを用いた場合における平常時の正面方向の断面図である。図１１はスライド式伸縮ブレースのジョイント部分の拡大断面図である。図１２はスライド式の伸縮ブレースを用いた場合における地震時の正面方向の断面図である。図１３は入れ子式の伸縮ブレースを用いた場合における平常時の正面方向の断面図である。図１４は、入れ子式の伸縮ブレースを用いた場合における地震時の正面方向の断面図である。【００１５】本発明の可動式ブレースは主に、ブレース部、振動感知部、レール枠部、戻り防止用フック部などから構成されている。【００１６】はじめに図１〜図８を用いて各部について説明する。ブレース部はブレース１、ブレースヘッド２、ブレースヒンジ３から構成されている。ブレース１の上側の端部にはブレースヘッド２が装着されており、下側の端部にはブレースヒンジ３が設置されている。ブレース１の材料は軸方向力に耐えられる鋼材や木材、アルミ合金などが好ましい。ブレース１の断面形状は特に限定するものではないが、強度を保ちつつ軽量であることが重要であり、円形や四角やアングル状のものが好ましく、軽量化のため強度を損なわない範囲で空洞部分を設けてもよい。その長さは横架材間の寸法に近いほど好ましい。ブレースヘッド２はレール枠９とブレース１をつなぐものであり、レール枠９の中を滑りながら移動することから、レール枠９との間に生じる抵抗が少ない球体形状や滑車形状が好ましい。また平常時は直立に固定するために頂部に永久磁石８が埋め込まれている。ブレースヘッド２の材料は、磁石の影響を受けない非鉄材料でなければならないことから軽量で錆びにくいアルミ合金が好ましい。ブレースヒンジ３は図７や図８に示すように、ブレース１がここを中心に自由に回転できるようピン接点形状となっており、柱１４及び横架材１３にプレートを介しボルトや溶接などで留め付けられる。ブレースヒンジ３の材料は強度が高く錆びにくい鋼材が好ましい。【００１７】振動感知部は図３や図４に示すように、感振体容器４、感振体５、仕切り板６から構成されている。感振体５は球錐の頂部に球体が取り付けられた形状をなしており、底部の中心部分には永久磁石７が埋め込まれている。また、感振体５の形状は一定以上の振動を与えた時に確実に揺れるように底部は正確な球面でなければならない。同様に、頂部に取り付けられた球体は振り子の役割を果たすことから、静止した状態において底部球面の中心と頂部球体の中心は同一垂直線上に位置していることが重要である。感振体容器４は感振体５が揺れて６０度程度傾いても容器の内側面に当たらない程度の広さを確保しつつ、感振体５が揺れすぎた時に倒れない程度に狭いことが好ましい。仕切り板６は感振体容器４内に収められた感振体５を載せるための板であり、感振体底部の球面が振動に応じて確実に揺れるよう、平滑な水平形状でなければならない。感振体容器４の材料、感振体５の材料、仕切り板６の材料はブレースヘッド２と同様の理由からアルミ合金が好ましい。【００１８】レール枠９はブレースヘッド２が滑りながら移動するためのものであり、ブレースヘッド２の球体の接線からなる正方形の空洞部をもつ断面形状をなしている。長さ方向の形状はブレースヒンジ３を中心として描く弧と同形のカーブをなしている。レール枠９の材料は錆びにくく強度を持ったステンレスなどの鋼材やアルミ合金などが好ましい。レール枠９は柱１４および横架材１３にプレートを介しボルトや溶接などで留め付けられている。【００１９】戻り防止用フック部は図６に示すように、戻り防止用フック１０、フックヒンジ１１、つまみ１２から構成されている。フックの形状は特に限定するものではないが、図６のようにブレースヘッド２がａの方向に向かう動きに対しては障害にならず、ｂの方向に戻る動きに対しては、しっかりと固定できる形状でなければならない。戻り防止用フック１０の材料、フックヒンジ１１の材料、つまみ１２の材料は、錆びにくく強度を持ったステンレスなどの鋼材やアルミ合金などが好ましい。【００２０】次に、地震が発生してからの可動式ブレースの一連の動きを、図１〜図８を用いて具体的に説明する。まず、平常時は図３や図４に示すように、感振体容器４内の仕切り板６を挟んで、感振体５とブレースヘッド２にそれぞれ埋め込まれた永久磁石７、８の磁力によって、互いを吸着させ、ブレースヘッド２をＢの位置で固定し、ブレース１を直立状態で固定している。この状態を示したのが図２である。【００２１】地震が発生すると、初期微動の揺れにより水平な仕切り板６の上に載せられた感振体５が揺れる。感振体５が一定以上揺れると、感振体５の底部中心に埋め込まれた永久磁石７とブレースヘッド頂部に埋め込まれた永久磁石８との間で引き合っている磁力線がずれる。磁力線がずれることで互いを吸着させていた磁力が弱まり、直立していたブレース１はブレースヒンジ３を中心としてブレースヘッド２がレール枠９に沿いながらａの方向に倒れ出す。レール枠９はブレースヒンジ３を中心として描く弧と同形のカーブをなしており、倒れ出したブレース１はこれに沿って回転移動し、ブレースヘッド２がＡの地点のところにきて停止する。その状態を示したのが図５である。【００２２】図６に示すように、Ａの地点の手前には戻り防止用フック１０がレール枠９の上部に設置されている。戻り防止用フック１０は通常、レール枠９内に垂れ下がるように飛び出している。この戻り防止用フック１０はフックヒンジ１１を中心に回転する仕組みとなっている。ａの方向に移動してきたブレースヘッド２に対しては戻り防止用フック１０は上方に押し出され、ブレースヘッド２を止めることはない。ブレースヘッド２が戻り防止用フック１０を通り過ぎると戻り防止用フック１０は元の位置に戻る。そしてブレースヘッド２がｂの方向に戻ろうとすると、戻り防止用フック１０がレール枠９に当たり動かないので、ブレースヘッド２を固定することが出来る。このことでブレース１が柱間を筋交い状につなぐ位置で固定され、軸組を耐震壁として有効な状態にすることができる。【００２３】ブレース１を平常時の状態に戻す場合には、戻り防止用フック１０に付けられたつまみ１２を使って、戻り防止用フック１０を上に回転させながら持ち上げ、固定されていたブレースヘッド２を解放し、倒れたブレース１を起こし、再びブレースヘッド２の永久磁石８を感振体５の永久磁石７に吸着させることで、元の直立状態に戻すことができる。【００２４】図２に示すように、レール枠９は軸組み内に常時固定されているものであるので、湾曲したこのレール部分を動かすことはできないが、通常の建物においては、天井面は横架材の数十センチ下に設けられるので、このレール枠９が大きく開口を邪魔することはない。しかしながら天井面を横架材直下に設ける場合もあり、その時はこのレール枠９が開口部の邪魔になるケースが出てくる。そのようなケースを想定したのが図９〜図１４に示す伸縮式のブレースを用いた方式である。【００２５】軸組を筋交い状に結んだときの対角線の寸法は、柱間、横架材間の寸法よりも必ず長くなり、垂直・水平に保持したブレースで対角線上につなごうとすると寸法が足りなくなることは明らかである。そこで、このブレース自体を伸縮自在にしたのが伸縮式ブレースである。これを用いることで図２のように湾曲していたレール枠９は、図１０や図１３に示すような直線状のレール枠９とすることができる。【００２６】伸縮方式は様々な方法がある。スライド式の伸縮ブレースを用いた場合を図９〜図１２に示した。平常時は、長短２本のブレース１５を重ね合わせて固定しておき、地震を感知してブレースヘッド２がａの方向に進むと同時に、図１１のスライド式滑車１６が滑り出し、長短２本のブレース１５がスライドしながら伸びていく方式である。ブレース１５にはスライド式滑車１６がスライドするためのレールが設けられている。また、図１３〜図１４に示したように入れ子状の伸縮ブレースも考えられる。ブレース断面を円筒状とし、長さ方向にこれをいくつかに分割し、節ごとにこの円筒の断面の半径を小さくして入れ子状にしておき、これをスプリングや油圧の力で伸ばす方式である。【００２７】伸縮式ブレースを用いた場合であっても、ブレース部分以外の基本的な機構は前記と同じなので説明は省略する。材料に関しても前記の可動式ブレースと同様である。このように伸縮式ブレースを用いることでレール枠を直線状にすることができ、より大きな開口部を設けることが可能である。【００２８】伸縮式であるなしに関わらず、平常時のブレースを直立で固定させておくか水平に固定させておくかは状況に応じて選択すればよい。多くの場合は図２などに示すように柱間の寸法は横架材間の寸法より短い。この場合には、ブレースを水平状態で固定するのではなく直立状態で固定した方が合理的である。しかし図１２に示すように、稀にその逆の場合もあり、この場合には上部横架材の下に水平状態で固定した方が合理的となる。この場合、レール枠９を柱脇に固定することで同様の機構を実現できる。【００２９】図中ではすべて片側ブレースとなっているが、本発明の可動ブレースを両側に設置することで、柱間をたすき状につなぐことも可能である。当然この形式の方が軸組の耐力も向上する。【００３０】感振体５の重さや埋め込む永久磁石の大きさ等を調整することで、地震時のどの程度の揺れでブレースが動き出すかを調整することができる。【００３１】耐震壁はブレースで柱と横架材の接点つまり軸組の端と端を対角線上に結ぶ形が耐力上最も有利になる。したがってこの形状でブレースを架けることが最も好ましいが、例えば図１５と図１６に示すように、開口部周りに剛性のある面材が張られた耐力要素として有効な垂れ壁や袖壁や腰壁等２０がある場合は、柱１４や横架材１３に直接留め付けるのではなく、開口部サッシ１８の額縁１９の内側に本発明の可動式ブレースを取り付けることで、軸組の耐震性を向上することが可能である。通常、柱や横架材といった構造材は仕上げ材の下に隠れているもので、本発明の可動式ブレースを柱や横架材に直接留め付ける場合には、可動した時に当たらないよう当該開口部周りの壁や床や天井の仕上げ材の一部を欠き込んでおくことが必要となる。しかしこの方法によれば、壁や床や天井の仕上げの欠き込みが不要であるのでおさまりが良くなる。また既存建物の耐震補強にこの方法を用いれば、既存の開口部サッシの額縁内側に本発明の可動式ブレースを釘やビスで取り付けるのみなので、他の部分を壊すことなく簡易に補強ができる。【００３２】ＮＰＯ法人「リアルタイム地震情報利用協議会」により、地震波の特性であるＰ波（初期微動）とＳ波（主要動）の伝播速度の時間差を利用した緊急地震速報システムが開発されているが、このような警報システムと本発明の可動式ブレースを連動させることで、より正確にブレースの動きを制御することができる。
【産業上の利用可能性】
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】平常時の可動式ブレースを示した側面方向の断面図
【図２】平常時の可動式ブレースを示した正面方向の断面図
【図３】振動感知部を示した側面方向の拡大断面図
【図４】振動感知部を示した正面方向の拡大断面図
【図５】地震時の可動式ブレースを示した正面方向の断面図
【図６】戻り防止用フック部を示した正面方向の拡大断面図
【図７】ブレースヒンジ部を示した側面方向の拡大図
【図８】ブレースヒンジ部を示した正面方向の拡大図
【図９】スライド式伸縮ブレースを用いた場合の平常時の平面図
【図１０】スライド式伸縮ブレースを用いた場合を示した平常時の正面方向の断面図
【図１１】スライド式伸縮ブレースのジョイント部を示した正面方向の拡大断面図
【図１２】スライド式伸縮ブレースを用いた場合を示した地震時の正面方向の断面図
【図１３】入れ子式伸縮ブレースを用いた場合を示した平常時の正面方向の断面図
【図１４】入れ子式伸縮ブレースを用いた場合を示した地震時の正面方向の断面図
【図１５】開口部サッシの額縁内に、入れ子式伸縮ブレースを用いた場合を示した平常時の正面方向の断面図
【図１６】開口部サッシの額縁内に、入れ子式伸縮ブレースを用いた場合を示した地震時の正面方向の断面図
【符号の説明】
【００３４】  １    ブレース
２    ブレースヘッド
３    ブレースヒンジ
４    感振体容器
５    感振体
６    仕切り板
７    感振体底部永久磁石
８    ブレースヘッド頂部永久磁石
９    レール枠
１０    戻り防止用フック
１１    フックヒンジ
１２    つまみ
１３    横架材
１４    柱
１５    スライド式伸縮ブレース
１６    入れ子式伸縮ブレース
１７    スライド用滑車
１８    開口部サッシ
１９    額縁
２０    耐力要素として有効な垂れ壁、腰壁、袖壁等
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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