(57)【要約】【課題】  仕上げ材を撤去することなしに、低コストで比較的簡単に耐震補強を可能にする接合金具を提供することである。【解決手段】  本発明の接合金具（１０）は、底角αの二等辺三角形状の上半部（１２）の底辺と底角βの二等辺三角形状の下半部（１４）の底辺とを連結することによって形作られる四辺形状の鋼板によって形成されており、中央に、接合金具の外形と相似形の開口部（１６）が設けられており、四隅に、一方の側に突出した円筒形又は角筒形の凹部（１８）がそれぞれ形成されており、各凹部の中央に、構造部材への取り付け時にボルトを通すためのボルト用穴（１８ａ）がそれぞれ設けられていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木造建築物用構造部材接合金具であって、
底角αの二等辺三角形状の上半部の底辺と底角βの二等辺三角形状の下半部の底辺とを連結することによって形作られる四辺形状の鋼板によって形成されており、
中央に、接合金具の外形と相似形の開口部が設けられており、
四隅に、一方の側に突出した円筒形又は角筒形の凹部がそれぞれ形成されており、各凹部の中央に、構造部材への取り付け時にボルトを通すためのボルト用穴がそれぞれ設けられていることを特徴とする接合金具。
【請求項２】
木造建築物用構造部材接合金具であって、
底角αの二等辺三角形状の上半部の底辺と底角βの二等辺三角形状の下半部の底辺とを連結することによって形作られる四辺形状の鋼板によって形成されており、
中央に、接合金具の外形と相似形の開口部が設けられており、
四隅に、構造部材への取り付け時にボルトを通すためのボルト用穴がそれぞれ設けられていることを特徴とする接合金具。
【請求項３】
木造建築物用構造部材接合金具であって、
底角γの二等辺三角形状の鋼板によって形成されており、
中央に、接合金具の外形と相似形の開口部が設けられており、
三隅に、一方の側に突出した円筒形又は角筒形の凹部がそれぞれ形成されており、各凹部のほぼ中央には、構造部材への取り付け時にボルトを通すためのボルト用穴がそれぞれ設けられていることを特徴とする接合金具。
【請求項４】
木造建築物用構造部材接合金具であって、
底角γの二等辺三角形状の鋼板によって形成されており、
中央に、接合金具の外形と相似形の開口部が設けられており、
三隅に、構造部材への取り付け時にボルトを通すためのボルト用穴がそれぞれ設けられていることを特徴とする接合金具。
【請求項５】
木造建築物用構造部材接合金具であって、
底角δの二等辺三角形状の鋼板に該鋼板の外形と相似形の切欠き部を設けることによって、全体としてほぼ逆Ｖ形の形状に形成されており、
三隅に、一方の側に突出した円筒形又は角筒形の凹部がそれぞれ形成されており、各凹部のほぼ中央には、構造部材への取り付け時にボルトを通すためのボルト用穴がそれぞれ設けられていることを特徴とする接合金具。
【請求項６】
木造建築物用構造部材接合金具であって、
底角δの二等辺三角形状の鋼板に該鋼板の外形と相似形の切欠き部を設けることによって、全体としてほぼ逆Ｖ形の形状に形成されており、
三隅に、構造部材への取り付け時にボルトを通すためのボルト用穴がそれぞれ設けられていることを特徴とする接合金具。
【請求項７】
前記底角α、β、γ、δがそれぞれ、４０°から６０°の範囲内にあることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の接合金具。
【請求項８】
木造建築物の耐震補強方法であって、
前記木造建築物の柱と梁の交差箇所のうち補強しようとする箇所を選定する段階と、
前記補強しようとする箇所の各々における外壁、その内部に位置する梁および柱に対して、屋外から穴を開ける段階と、
前記補強しようとする箇所の各々に、前記請求項１から前記請求項７までのいずれか１項に記載された接合金具を配置し、前記箇所に開けられた前記穴および前記接合金具に設けられたボルト用穴に屋内からボルトを通し、前記ボルトの先端に屋外からナットをねじ込むことにより、前記接合金具を前記箇所の各々に固定する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
前記補強しようとする箇所の各々における外壁に開ける前記穴は、前記接合金具の前記凹部を嵌め込むことができる程の大きさであり、
前記接合金具を前記箇所の各々に固定した後、前記凹部に断熱材を注入し、前記凹部をキャップで閉鎖する段階を更に含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、木造建築物についての技術に関する。より詳細には、本発明は、木造建築物用構造部材接合金具および木造建築物の耐震補強方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
木造建築物は、これまで地震によって大きな被害を被ってきた。特に、１９９５年の兵庫県南部地震では、激甚災害に見舞われ、建築物の耐震性能や都市における地震防災能力が問われる結果となった。このような木造建築物の耐震補強に関しては、特許文献１〜特許文献３に示されるような、耐震要素の靱性を向上させる方法（例えば、鋼材、粘弾性体、およびオイルダンパーを用いた制震ダンパーを配置する方法など）、耐震要素の強度を向上させる方法（例えば、補強金物、耐震壁、補強ブレースを設置する方法など）などが知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２３５４５６号公報
【特許文献２】特開２０００−１６０６８３号公報
【特許文献３】特開２０００−２１３２０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されているダンパーは、地震等により塑性ひずみ履歴を受けると、繰り返し変形に対して降伏荷重が漸次変動し、耐震性能が変化するため不安定であるという課題があり、また、特許文献２に記載されているダンパーは、繰り返し変形時における強度低下が著しく、耐震性能が変化するため不安定であるという課題があり、さらに、特許文献３に記載されているダンパーは、多くの補助部材や金具類を取り付ける必要があるため、仕口部にコンパクトに納まる構造にすることが困難であるという課題がある。
【０００５】
一方、耐震要素の強度を向上させる方法は、基本的に、仕上げ材を少なくとも部分的に撤去しなければならないため、手軽に且つ低コストで実施することが容易でないという課題がある。このように、従来の木造建築物の耐震補強技術については、一長一短があり、満足すべきものが見当たらないのが現状である。
【０００６】
本発明は、このような状況に鑑みて開発されたものであって、仕上げ材を撤去することなしに、低コストで比較的簡単に耐震補強を可能にする木造建築物用構造部材接合金具および木造建築物の耐震補強方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願請求項１に記載の木造建築物用構造部材接合金具は、底角αの二等辺三角形状の上半部の底辺と底角βの二等辺三角形状の下半部の底辺とを連結することによって形作られる四辺形状の鋼板によって形成されており、中央に、接合金具の外形と相似形の開口部が設けられており、四隅に、一方の側に突出した円筒形又は角筒形の凹部がそれぞれ形成されており、各凹部の中央に、構造部材への取り付け時にボルトを通すためのボルト用穴がそれぞれ設けられていることを特徴とするものである。
【０００８】
本願請求項２に記載の木造建築物用構造部材接合金具は、底角αの二等辺三角形状の上半部の底辺と底角βの二等辺三角形状の下半部の底辺とを連結することによって形作られる四辺形状の鋼板によって形成されており、中央に、接合金具の外形と相似形の開口部が設けられており、四隅に、構造部材への取り付け時にボルトを通すためのボルト用穴がそれぞれ設けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
本願請求項３に記載の木造建築物用構造部材接合金具は、底角γの二等辺三角形状の鋼板によって形成されており、中央に、接合金具の外形と相似形の開口部が設けられており、三隅に、一方の側に突出した円筒形又は角筒形の凹部がそれぞれ形成されており、各凹部のほぼ中央には、構造部材への取り付け時にボルトを通すためのボルト用穴がそれぞれ設けられていることを特徴とするものである。
【００１０】
本願請求項４に記載の木造建築物用構造部材接合金具は、底角γの二等辺三角形状の鋼板によって形成されており、中央に、接合金具の外形と相似形の開口部が設けられており、三隅に、構造部材への取り付け時にボルトを通すためのボルト用穴がそれぞれ設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
本願請求項５に記載の木造建築物用構造部材接合金具は、底角δの二等辺三角形状の鋼板に該鋼板の外形と相似形の切欠き部を設けることによって、全体としてほぼ逆Ｖ形の形状に形成されており、三隅に、一方の側に突出した円筒形又は角筒形の凹部がそれぞれ形成されており、各凹部のほぼ中央には、構造部材への取り付け時にボルトを通すためのボルト用穴がそれぞれ設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
本願請求項６に記載の木造建築物用構造部材接合金具は、底角δの二等辺三角形状の鋼板に該鋼板の外形と相似形の切欠き部を設けることによって、全体としてほぼ逆Ｖ形の形状に形成されており、三隅に、構造部材への取り付け時にボルトを通すためのボルト用穴がそれぞれ設けられていることを特徴とするものである。
【００１３】
本願請求項７に記載の木造建築物用構造部材接合金具は、前記請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の接合金具において、前記底角α、β、γがそれぞれ、４０°から６０°の範囲内にあることを特徴とするものである。
【００１４】
本願請求項８に記載の木造建築物の耐震補強方法は、前記木造建築物の柱と梁の交差箇所のうち補強しようとする箇所を選定する段階と、前記補強しようとする箇所の各々における外壁、その内部に位置する梁および柱に対して、屋外から穴を開ける段階と、前記補強しようとする箇所の各々に、前記請求項１から前記請求項７までのいずれか１項に記載された接合金具を配置し、前記箇所に開けられた前記穴および前記接合金具に設けられたボルト用穴に屋内からボルトを通し、前記ボルトの先端に屋外からナットをねじ込むことにより、前記接合金具を前記箇所の各々に固定する段階とを含むことを特徴とするものである。
【００１５】
本願請求項９に記載の木造建築物の耐震補強方法は、前記請求項８の補強方法において、前記補強しようとする箇所の各々における外壁に開ける前記穴は、前記接合金具の前記凹部を嵌め込むことができる程の大きさであり、前記接合金具を前記箇所の各々に固定した後、前記凹部に断熱材を注入し、前記凹部をキャップで閉鎖する段階を更に含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の接合金具および耐震補強方法によれば、外壁材を撤去することなしに、木造建築物の耐震補強を手軽に且つ低コストで実施することができる。本発明の接合金具および耐震補強方法は、新設の木造建築物にみならず、既設の木造建築物にも適用することができる。なお、本発明の耐震補強方法では、取り付けられた接合金具を外部（屋外）から見ることができるので、耐震補強が施されているという心理的な安心感を提供することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態に係る木造建築物用構造部材接合金具および木造建築物の耐震補強方法について詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る木造建築物用構造部材接合金具を示した斜視図である。図１および図２（ａ）において全体として参照符号１０で示される本発明の第１の実施の形態に係る木造建築物用構造部材接合金具は、底角αの二等辺三角形状の上半部１２の底辺１２ａと底角βの二等辺三角形状の下半部１４の底辺１４ａとを連結することによって形作られる四辺形状の鋼板によって形成されている。なお、接合金具１０は、一枚の鋼板で一体に形成するのが好ましい。
【００１８】
接合金具１０の中央には、接合金具の外形と相似形の開口部１６が設けられている。開口部１６は、接合金具１０自体の重量を軽減するのに役立つ。
【００１９】
接合金具１０の四隅には、一方の側に突出した円筒形又は角筒形（図１、図２では、円筒形）の凹部１８がそれぞれ形成されており、各凹部１８のほぼ中央には、構造部材への取り付け時にボルトを通すためのボルト用穴１８ａがそれぞれ設けられている（図２（ｂ）参照）。なお、凹部１８は、後述するように、ボルト用穴１８ａにボルトを通した際にボルト（及びナット）が突出しないように収容する役目を果たす。
【００２０】
底角αおよび底角βは、取り付け現場での接合金具１０の取り合わせ並びに接合金具１０の耐力上の観点から、それぞれ、４０°から６０°の範囲にあるのが好ましい。すなわち、好ましくは、４０°≦α≦６０°、４０°≦β≦６０°である。図２（ｃ）は、底角αと底角βが等しい場合における接合金具１０を示した図である。
【００２１】
デザイン上の観点並びにコスト上の観点（鋼材量を減らす）から、接合金具１０の四隅を切り落とした形状にしてもよい（図２（ｄ）参照）。
【００２２】
図３（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る木造建築物用構造部材接合金具を示した斜視図である。図３（ａ）において全体として参照符号２０で示される本発明の第２の実施の形態に係る木造建築物用構造部材接合金具は、四辺形状の接合金具１０の一方の半部のみから形成されている点を除いて、接合金具１０と実質的に同一の構成を有している。すなわち、接合金具２０は、底角γの二等辺三角形状の鋼板によって形成されている。
【００２３】
接合金具２０の中央には、接合金具の外形と相似形の開口部２２が設けられている。開口部２２は、接合金具２０自体の重量を軽減するのに役立つ。また、接合金具２０の三隅には、一方の側に突出した円筒形又は角筒形（図３では、円筒形）の凹部２４がそれぞれ形成されており、各凹部２４のほぼ中央には、構造部材への取り付け時にボルトを通すためのボルト用穴２４ａがそれぞれ設けられている。底角γは、底角α、βと同様に、４０°から６０°の範囲にあるのが好ましい（すなわち、好ましくは、４０°≦γ≦６０°である）。さらに、図３（ｃ）に示されるように、接合金具２０の三隅を切り落とした形状にしてもよい。
【００２４】
図４（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係る木造建築物用構造部材接合金具を示した斜視図である。図４（ａ）において全体として参照符号３０で示される本発明の第３の実施の形態に係る木造建築物用構造部材接合金具は、接合金具２０において二等辺三角形の底辺の部分を取り除いた形状を有している点を除いて、接合金具２０と実質的に同一の構成を有している。換言すると、接合金具３０は、全体としてほぼ逆Ｖ形の形状を有している。
【００２５】
より詳細に説明すると、接合金具３０は、底角δの二等辺三角形状の鋼板に鋼板の外形と相似形の切欠き部３２を設けることによって、全体としてほぼ逆Ｖ形の形状に形成されている。切欠き部３２は、接合金具３０自体の重量を軽減するのに役立つ。また、接合金具３０の三隅には、一方の側に突出した円筒形又は角筒形（図４では、円筒形）の凹部３４がそれぞれ形成されており、各凹部３４のほぼ中央には、構造部材への取り付け時にボルトを通すためのボルト用穴３４ａがそれぞれ設けられている。底角δは、底角α、β、γと同様に、４０°から６０°の範囲にあるのが好ましい（すなわち、好ましくは、４０°≦δ≦６０°である）。さらに、図４（ｃ）に示されるように、接合金具３０の三隅を切り落とした形状にしてもよい。
【００２６】
次に、本発明の木造建築物用構造部材接合金具で補強された木造建築物について説明する。接合金具１０、２０、３０は基本的に、柱と梁が交差する箇所に取り付けられる。図５は、接合金具１０が取り付けられる箇所の一例（柱の或る高さの箇所に水平方向に胴差しが配置され、胴差しが配置されている高さと同じ高さの箇所に直交方向に直交梁が配置されている箇所）を概略的に示した斜視図である。図５に示される例では、柱と胴差しが交差する箇所に接合金具１０を配置し、接合金具１０の穴１８ａが位置する箇所（柱と胴差しにそれぞれ２か所ずつ、計４か所）に穴を開け、柱および胴差しの背面からボルトをそれぞれの穴に通し、接合金具１０の凹部１８にナットを入れてボルトの先端にねじ込むことにより、接合金具１０が所望箇所に固定されている。なお、図５に示される例では、胴差しと直交梁の梁高さが相違している（直交梁の梁高さが高い）ため、接合金具１０が上半部１２よりも下半部１４が大きくなるように形作られているが、梁高さがほぼ等しい場合には、上半部１２と下半部１４の大きさが同じになるように形作られた接合金具（図２（ｃ）参照）を使用してもよい。
【００２７】
図６は、接合金具２０が取り付けられる箇所の一例（柱と梁とが交差する箇所）を概略的に示した斜視図である。図６に示される例では、柱と梁が交差する箇所に接合金具２０を配置し、接合金具２０の穴２４ａが位置する箇所（柱に２か所、梁に１か所、計３か所）に穴を開け、柱および梁の背面からボルトをそれぞれの穴に通し、接合金具２０の凹部２４にナットを入れてボルトの先端にねじ込むことにより、接合金具２０が所望箇所に固定されている。
【００２８】
図７は、接合金具３０が取り付けられる箇所の一例（土台梁とその上に起立する柱とが交差する箇所）を概略的に示した斜視図である。図７に示される例では、柱と土台梁が交差する箇所に接合金具３０を配置し、接合金具３０の穴３４ａが位置する箇所（柱に１か所、土台梁に２か所、計３か所）に穴を開け、柱および土台梁の背面からボルトをそれぞれの穴に通し、接合金具３０の凹部３４にナットを入れてボルトの先端にねじ込むことにより、接合金具３０が所望箇所に固定されている。
【００２９】
図８は、柱と梁（胴差し）が交差している箇所に接合金具１０が取り付けられている状態を示した概略斜視図である。図９（ａ）は図８の部分９ａの拡大図、図９（ｂ）は図９（ａ）の線９ｂ−９ｂに沿って見た断面図である。接合金具１０を取り付ける際、接合金具１０の凹部１８が収容される程度の大きさの穴を外壁（サイディング材、止水板）に開け、図９（ｂ）に示されるように、その穴に凹部１８を嵌め込むようにして接合金具１０を配置し、ボルト／ナットで接合金具１０を固定する。しかる後、凹部１８内に断熱材（例えば、ウレタン）を注入し、硬質ゴムなどで形成されたキャップを嵌め込んで凹部１８を閉鎖する。
【００３０】
次に、既存の木造建築物を例として、本発明の好ましい実施の形態に係る木造建築物の耐震補強方法について説明する。まず準備段階として、既存の建築物自体および図面を基にして、各部の調査を行い、補強しようとする箇所を選定する。この際、所要の接合金具、ボルト、その他の付属物等の種類、数量等を決め、準備しておく。次いで、補強しようとする箇所における外壁、その内部に位置する梁、および柱に対して、屋外からドリルを用いて穴を開ける。これとともに、当該箇所の屋内において、ボルトを差し込むことができるように、準備、確認をしておくとともに、点検開口として使用することができるように、当該箇所の真上の天井を切り取っておくのがよい。
【００３１】
次いで、補強しようとする箇所の各々に、接合金具１０、２０、３０を配置し、補強しようとする箇所に開けられた前記穴および前記接合金具に設けられたボルト用穴に屋内からボルトを通し、ボルトの先端に屋外からナットをねじ込むことにより、接合金具を補強しようとする箇所の各々に固定する。好ましくは、補強しようとする箇所の各々における外壁に開ける穴は、接合金具１０、２０、３０の凹部１８、２４、３４を嵌め込むことができる程の大きさである。なお、好ましくは、上述のように接合金具１０、２０、３０を固定した後、凹部１８、２４、３４に断熱材（例えば、ウレタン）を注入し、凹部１８、２４、３４をキャップで閉鎖して、キャップの外周をコーキングする（図９（ｂ）参照）。
【００３２】
次に、本発明の接合金具の効果を検証するために行われた解析の結果について説明する。解析は、長辺方向９．９ｍ、短辺方向９．０ｍの２階建て木造建築物について行われた。図１０（ａ）〜図１０（ｄ）は、この２階建て木造建築物を四方向の側面から見た図である。解析の結果は、図１０（ｅ）に示すとおりである。すなわち、１階部分、２階部分の長辺方向、短辺方向において、補強前と比較して、補強後の保有耐力が１．３倍〜１．７倍となっているのが分かる。これにより、本発明の接合金具が耐震補強に極めて有効であることが確認された。
【００３３】
本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００３４】
例えば、前記実施の形態では、接合金具１０、２０、３０の四隅に凹部１８、２４、３４が設けられているが、接合金具の四隅に凹部を設けず、ボルト用穴のみを設けてもよい。このような接合金具（図示せず）は専ら新設の木造建築物の補強に用いられる。
【００３５】
また、前記実施の形態では、既存の木造建築物に対して本発明の補強方法を実施しているが、新設の木造建築物にも本発明の方法を適用してよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る木造建築物用構造部材接合金具を示した斜視図である。
【図２】図２（ａ）は図１の接合金具の正面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の線２ａ−２ａに沿った断面図、図２（ｃ）は図１の接合金具において上下部分の形状が同じ場合を示した図、図２（ｄ）は図１の接合金具において隅切りが施された場合を示した図である。
【図３】図３（ａ）は本発明の第２の実施の形態に係る木造建築物用構造部材接合金具を示した斜視図、図３（ｂ）は図３（ａ）の接合金具の正面図、図３（ｃ）は図３（ａ）の接合金具において隅切りが施された場合を示した図である。
【図４】図４（ａ）は本発明の第３の実施の形態に係る木造建築物用構造部材接合金具を示した斜視図、図４（ｂ）は図４（ａ）の接合金具の正面図、図４（ｃ）は図４（ａ）の接合金具において隅切りが施された場合を示した図である。
【図５】図１の接合金具が取り付けられる箇所の一例を概略的に示した斜視図である。
【図６】図３の接合金具が取り付けられる箇所の一例を概略的に示した斜視図である。
【図７】図４の接合金具が取り付けられる箇所の一例を概略的に示した斜視図である。
【図８】柱と胴差しが交差している箇所に接合金具が取り付けられている状態を示した概略斜視図である。
【図９】図９（ａ）は図８の部分９ａの拡大図、図９（ｂ）は図９（ａ）の線９ｂ−９ｂに沿って見た断面図である。
【図１０】図１０（ａ）〜図１０（ｄ）は本発明の接合金具の効果を検証するために行われた解析に用いられた木造建築物を示した図、図１０（ｅ）はこの解析の結果を示した表である。
【符号の説明】
【００３７】
１０、２０、３０  接合金具
１６、２２  開口部
１８、２４、３４  凹部
１８ａ、２４ａ、３４ａ  ボルト用穴
３２  切欠き部
【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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【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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