JP2003301624A - 住宅用制震構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来からビルや住宅などの構造物の耐震性を
向上させる手段の一つとして、矩形の壁面構造物内にお
いて上下の梁から突設された部材間に油圧ダンパーを取
り付ける方法が知られているが、油圧ダンパーが収縮す
る方向に矩形の壁面構造物が変形する力が加わった場
合、変形量およびその速度が大きいと、ダンパー取付部
材がねじれたりして壁面材を内側から破損したり突き破
る可能性がある。 【解決手段】 前記矩形構造物で囲まれる空間内に、上
下の梁３・４に対して略平行にガイドレール１７を横架
し、該ガイドレールの両端を左右の柱１・２に固設する
とともに、該ガイドレールに摺動可能に嵌合するガイド
１５をダンパー取付部材１２に固設した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、住宅の壁面構造物
に配設される制震構造の技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ビルや住宅などの構造物にお
いて、耐震性を向上させる手段の一つとして、矩形の壁
面構造物の対角位置に装架されるブレースの代わりに油
圧ダンパーを取り付けたり、あるいは上下の梁から突設
された部材間に油圧ダンパーを取り付ける方法が知られ
ている。このような方法は、いずれも矩形の壁面構造物
がその接合部において変形し、マクロ的には、例えば矩
形の構造物が平行四辺形に変形するときには対角線の長
さや上下の梁の位相が平面視で変化することを利用して
いる。すなわち、対角線の長さや梁の位相の変化に応じ
て、油圧ダンパーの伸縮量も変化するように構成するこ
とにより、地震などで構造物に加わるエネルギーを吸収
してビルや住宅などの構造物のダメージを軽減し、破損
・倒壊を免れようというものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上のような制震構造
は美観と居住空間確保の観点から、矩形の壁面構造物で
囲まれる空間内（すなわち壁の内部）に収まることが望
ましく、実際に知られている方法の多くは壁の内部に油
圧ダンパーやダンパー取り付け用部材が収納されてい
る。しかし、特に油圧ダンパーが収縮する方向に矩形の
壁面構造物が変形する力が加わった場合、変形量および
その速度が大きいと、油圧ダンパーが収縮する前にダン
パー取り付け用部材がねじれたりして壁面材を内側から
破損したり突き破る可能性がある。これは美観上問題で
あるとともに、油圧ダンパー内に封入されているオイル
の流体抵抗により構造物に加わるエネルギーを吸収し、
構造物の被害を最小限にするという本来の目的が十分果
たされない可能性がある。すなわち、油圧ダンパーによ
る制震効果を最大にするには壁面に平行な面上で油圧ダ
ンパーが伸縮するように、油圧ダンパーまたはダンパー
取り付け部材の動作方向を規制する必要があるのであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとす
る課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するた
めの手段を説明する。

【０００５】即ち、請求項１においては、左右一対の
柱、および上下一対の梁からなる矩形構造物で囲まれる
空間内に、一方の梁から突設されたダンパー取付部材
と、他方の梁または柱と前記ダンパー取付部材との間に
介装され、梁の長手方向の揺れを減衰するダンパー、と
を備える住宅用制震構造において、前記矩形構造物で囲
まれる空間内に、上下の梁に対して略平行にガイドレー
ルを横架し、該ガイドレールの両端を左右の柱に固設す
るとともに、ガイドレールに摺動可能に嵌合するガイド
をダンパー取付部材に固設したものである。

【０００６】請求項２においては、前記ガイドレールが
間隔を空けて水平に配置される二本の棒状部材からな
り、該棒状部材間で当接して、棒状部材の変形を規制す
る当接部材を設けるものである。

【０００７】請求項３においては、左右一対の柱、およ
び上下一対の梁からなる矩形構造物で囲まれる空間内
に、一方の梁から突設されたダンパー取付部材と、他方
の梁または柱と前記ダンパー取付部材との間に介装さ
れ、梁の長手方向の揺れを減衰するダンパー、とを備え
る住宅用制震構造において、上下の梁に対して略平行に
横架したガイドレールを、一方の梁から突設されたダン
パー取付部材に固設したガイド内に挿嵌したものであ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、発明の実施の形態を説明す
る。図１は住宅用制震構造の第一実施例を示す側面図、
図２は住宅用制震構造の第一実施例の図１におけるＡ−
Ａ断面図、図３はロッド固定部材の斜視図、図４は住宅
用制震構造の第二実施例を示す側面図、図５は住宅用制
震構造の第三実施例を示す側面図である。

【０００９】まず、図１を用いて住宅用制震構造の第一
実施例における全体構成を説明する。なお、以後の記述
では便宜上図１の紙面に垂直な方向を「奥行き方向」と
呼ぶことにする。図１に示すように、一対の柱１・２間
に上梁３および下梁４を横架・接合して矩形の構造物を
形成し、柱１・２と上梁３との接合部に上部ブラケット
５・６がそれぞれ固設され、柱１・２と下梁４との接合
部に下部ブラケット７・８がそれぞれ固設される。対角
に位置する上部ブラケット５と下部ブラケット８との間
にはブレース９が介装され、上部ブラケット６と下部ブ
ラケット７との間にはブレース１０が介装される。そし
てブレース９・１０の中途部にはターンバックル１１・
１１が螺設され、該ターンバックル１１を回転させるこ
とによりブレース９およびブレース１０の張力が各々調
整可能に構成される。なお、強度等を考慮してブレース
９・１０をどちらか一方または両方とも省略する場合が
ある。

【００１０】ダンパー取り付け部材１２は伝達部材１３
および伝達部材１４からなり、伝達部材１３は上部ブラ
ケット５から斜め下方に突設され、伝達部材１４は上部
ブラケット６から斜め下方に突設され、伝達部材１３・
１４の下端部が溶接等の方法で互いに接合されて、側面
視Ｖ字形に形成される。なお、ダンパー取り付け部材の
形状は本実施例に限定されず、要は上梁３の長手方向に
おける位相の変化（矩形構造物の歪み量）が後述する油
圧ダンパーの伸縮量に反映されるように構成すればよ
い。

【００１１】ガイド１５は図２に示すように断面視コの
字形の部材であり、水平部１５ａおよび側壁部１５ｂ・
１５ｂからなる。そしてガイド１５は水平部１５ａから
側壁部１５ｂ・１５ｂが下向きに突出し、かつガイド１
５の長手方向が上梁３および下梁４の長手方向と略一致
するように前記ダンパー取り付け部材１２の下端部に固
設される。また、補強部材１６・１６がガイド１５とダ
ンパー取り付け部材１２の両方に溶接等の方法で接合さ
れ、ガイド１５とダンパー取り付け部材１２との接合部
を補強している。

【００１２】ガイドレール１７・１７は奥行き方向に間
隔を空けて、上梁３および下梁４に対して略平行に配置
された二本の丸棒状部材であり、その両端は斜め下方に
屈曲して下部ブラケット７・８間に横架・固設される。
そしてガイドレール１７・１７の側面にはガイド１５の
側壁部１５ｂ・１５ｂの内壁面が摺動可能に当接してい
る。このように、ガイドレール１７・１７はガイド１５
の内側に配設されるものである。このため、ガイド１５
の径を大きくとることができ、伝達部材１３および伝達
部材１４の径も柱１・２の幅内において大きくとること
ができる。これにより、油圧ダンパー摺動方向における
伝達部材１３・１４およびガイド１５の剛性を向上でき
る。そして、油圧ダンパー２１への震動の伝達効率を向
上し、制震効率の高い制震構造を構成できるものであ
る。側壁部１５ｂ・１５ｂの下縁部には底板１８が溶接
またはネジ止め等の方法で固定されるとともに、二本の
ガイドレール１７・１７間には、両方のガイドレール１
７・１７に対して摺動可能に当接するスペーサー１９が
配置される。二本のガイドレール１７・１７間にスペー
サー１９を配置するので、ガイドレール１７とスペーサ
ー１９間のクリアランスの調節が容易であり、組み立て
精度を向上できるものである。底板１８の下面にはダン
パーステー２０・２０が設けられる。なお、図２ではス
ペーサー１９は底板１８上に載置されているが、底板１
８に固設しても、あるいはガイド１５の水平部１５ａに
固設しても構わない。すなわち、ガイドレール１７・１
７に対してガイド１５が梁の長手方向に摺動したとき
に、仮にガイド１５を水平面上で回転させる方向にねじ
る力が同時に加わっても、ガイドレール１７・１７が内
側へ（スペーサー１９を圧縮する方向へ）湾曲すること
が無いように構成されていればよい。

【００１３】油圧ダンパー２１はピストンロッド２２、
シリンダー２３、ダンパー固定部材２４などで構成され
る。ダンパー固定部材２４・２４はシリンダー２３の外
周部に巻回・固定され、ボルト２５、ナット２６および
座金２７によりダンパーステー２０に締結される。この
とき、油圧ダンパー２１の伸縮方向（すなわち、ピスト
ンロッド２２の摺動方向）がガイドレール１７・１７の
長手方向と略一致するように、油圧ダンパー２１をダン
パー取り付け部材１２に固設するのである。ピストンロ
ッド２２の一端にはピストン（図示せず）が設けられ、
シリンダー２３に挿入されるとともに、シリンダー２３
内にはダンパーオイルが封入される。

【００１４】図３に示すように、前記ピストンロッド２
２の他端側（ピストンが設けられていない側）には連結
部３１が固設される。連結部３１は連結基部３１ａおよ
び側部３１ｂ・３１ｂからなり、連結基部３１ａの左右
両端から側部３１ｂ・３１ｂが突出した平面視コの字形
の部材である。該側部３１ｂ・３１ｂには孔が穿設さ
れ、該孔にロッド支持バー２８の水平バー２８ｂが回転
可能に貫装される。ロッド支持バー２８は二本の丸棒で
ある鉛直バー２８ａと水平バー２８ｂとが互いに略中央
部にて垂直に交差した十字形状であり、鉛直バー２８ａ
の両端は、後述するロッド支持部材２９の基部２９ａお
よび水平部２９ｃの間に介装され、鉛直バー２８ａの長
手方向が上下方向となるように固設される。ロッド固定
部材２９は側面視略「ユ」字形であり、基部２９ａ、立
設部２９ｂ、水平部２９ｃ、および補強リブ２９ｄから
なる。補強リブ２９ｄは基部２９ａおよび立設部２９ｂ
の両方に接合しており、油圧ダンパー２１が伸縮する際
にロッド固定部材２９が変形するのを防止する。基部２
９ａは下部ブラケット７より突設された支持部材３０の
上面に溶接やボルト締結などの方法で固定される。な
お、ブレース９・１０とダンパー取り付け部材１２とは
干渉しないように、奥行き方向でずらして配設される
か、あるいはダンパー取り付け部材１２を構成する伝達
部材１３・１４の中途部に長孔を穿設し、該長孔にブレ
ース９・１０が干渉しないように貫通させる。なお、ピ
ストンロッド２２と支持部材３０とを連結する手段につ
いては本実施例では連結部３１、ロッド支持バー２８お
よびロッド固定部材２９を用いたが、これに限定され
ず、市販のユニバーサルジョイントやピロボール等を用
いてロッド固定部材２９とピストンロッド２２を接続し
てもよい。ピロボールは小形でありながら大きなラジア
ル荷重と両方向のアキシアル荷重を同時に負荷できる自
動調芯形の球面滑り軸受であり、ロッド固定部材２９と
ピストンロッド２２との接続部をコンパクトに構成する
ことも可能である。

【００１５】また、図２に示すように柱１・２、上梁３
および下梁４からなる矩形の構造物で囲まれる空間に配
設される部材はすべて前記矩形構造物の奥行き方向に垂
直な面から突出しないように構成される。

【００１６】以上の如く構成することにより、柱１・
２、上梁３および下梁４からなる矩形の構造物が梁の長
手方向に変形する（歪んで平行四辺形状になる）とき
に、ダンパー取り付け部材１２は上梁３の移動に伴って
略平行に移動して油圧ダンパー２１が伸縮する。そして
油圧ダンパー２１内に封入されたダンパーオイルの流体
抵抗により前記矩形構造物に加わるエネルギーが吸収さ
れる。このとき、ダンパー取り付け部材１２に固設され
たガイド１５は、柱１・２間に横架・固定されたガイド
レール１７に対して摺動可能に嵌合（本実施例において
は外嵌）されているため、上梁３の位相の変化量と油圧
ダンパー２１の伸縮量は略同じである。すなわち、ダン
パー取り付け部材１２等がねじれるなどして矩形構造物
から奥行き方向に突出することがなく、前記矩形構造物
に加わるエネルギーは効率よく油圧ダンパー２１で吸収
されるとともに、壁材を破損させることがない。また、
これらの制震構造（矩形構造物で囲まれた空間内に納め
られた部材）は矩形構造物から突出していないので、美
観を損ねたり、居住空間をロスすることなく設置可能で
ある。また、ガイドレール１７は柱１・２間に横架・固
定されており、それ自身が矩形構造物の補強材としても
働くとともに、ガイドレール１７・１７を固定する際に
は柱１・２に新たに孔を穿設したりせず、下部ブラケッ
ト７・８に固設することにより柱１・２の強度が保持さ
れる。また、二本の棒状部材であるガイドレール１７・
１７間に当接部材であるスペーサー１９を挟むことによ
り、ガイドレール１７を壁面に突出する方向に屈曲させ
る力が働いてもガイドレール１７・１７は曲がることな
く、矩形構造物にかかるエネルギーが油圧ダンパー２１
にて効率よく吸収される。なお、本実施例ではガイドレ
ール１７・１７を二本の棒状部材で構成したが、これに
限定されず、たとえば断面視長方形状のガイドレールと
してこれにガイドを外嵌させてもよい。また、柱間に固
定するガイドレール側に溝を形成し、該溝に嵌合しつつ
摺動可能な部材をダンパー取り付け部材に固設する構成
としても同様の効果を奏する。さらに、油圧ダンパーの
取り付け方法についても、シリンダーを柱側に固定し、
ピスロンロッド先端をダンパー取り付け部材側に枢着し
てもよい。また、本実施例では上梁３側にダンパー取り
付け部材が固設される構成としたが、逆に下梁４側にダ
ンパー取り付け部材が固設される構成とし、上部ブラケ
ット５・６にガイドレールを横架・固定する構成として
も同様の効果を奏する。

【００１７】さらに、図４の第二実施例あるいは図５の
第三実施例の如く構成しても、第一実施例と同様の効果
を奏する。なお、第二実施例および第三実施例について
は、第一実施例と同じ部材で構成可能なものは第一実施
例で用いたのと同じ番号を付している。

【００１８】図４に示す第二実施例においては、ダンパ
ー取り付け部材１２の下端にダンパー固設部３２を設
け、ダンパー固設部３２下面には油圧ダンパー３３が設
けられる。あるいはダンパー固設部３２を省略して、ダ
ンパー取り付け部材１２に油圧ダンパー３３を固設して
もよい。油圧ダンパー３３はピストンロッド３４、ピス
トン３５、シリンダ３６からなり、ピストンロッド３４
の両端はシリンダ３６の軸方向に関して両端が貫通した
状態で貫装されており、シリンダ３６の両端は第一実施
例と同様の方法で下部ブラケット７・８に連結される。
ピストンロッド３４の略中央にはピストン３５が貫設さ
れ、上梁３が図４中で左右どちらに移動しても制震可能
である。図４に示す第二実施例の場合、ピストンロッド
３４が第一実施例におけるガイドレール１７の機能を兼
ね、ピストンロッド３４とシリンダ３６の摺動部、およ
びピストン３５の外周面とシリンダ３６の内周面の当接
部位が第一実施例におけるガイド１５の機能を兼ねる。
ピストンロッド３４により油圧ダンパー３３を左右方向
に規制し、該油圧ダンパー３３に固設したダンパー取り
付け部材１２を規制するものである。油圧ダンパー３３
によりガイドを構成するので、制震機構をコンパクトに
構成できる。なお、ピストンロッド３４の両端は一定範
囲において上下に摺動可能に構成されているものであ
る。

【００１９】図５に示す第三実施例においては、ダンパ
ー取り付け部材１２の下部に油圧ダンパー２１を貫通さ
せるための貫通孔１２ａを穿設し、貫通孔１２ａに油圧
ダンパー２１を貫装し、ガイド１５の上面にダンパース
テー２０を設けて油圧ダンパー２１を固定し、下部ブラ
ケット７ａ・８ａに第一実施例と同様にロッド支持バー
２８、ロッド固定部材２９、支持部材３０を用いてピス
トンロッド２２の先端を矩形構造物側に固定する。以上
の如く、ガイド１５の上方に油圧ダンパー２１を配置す
る構成としても第一実施例と同様の効果を奏する。そし
て、ガイド１５の下方の空間を利用して、ダンパー取り
付け部材１２の長さを大きくとることができ、震動時に
おける上梁３と下梁４との間の変位を効率的に油圧ダン
パー２１に伝達することができる。ただし、ダンパー取
り付け部材１２に貫通孔１２ａを穿設することはダンパ
ー取り付け部材１２の強度低下を招くおそれがあるた
め、必要な場合は補強部材を用いてダンパー取り付け部
材１２を補強することが望ましい。

【００２０】また、本発明の住宅用制震構造において、
制震機構とともにブレース９・１０を配設するものであ
り、耐力壁としても作用するものである。本発明の住宅
用制震構造は既存の矩形フレーム内に制震機構を配設す
るものであり、既存の住宅に配設されている耐力壁など
と容易に交換可能となっている。これにより、すでに建
築された住宅の耐力壁配置部において、耐力壁と本発明
の住宅用制震構造とを交換することにより、既存の住宅
を容易に制震住宅とすることが可能である。

【００２１】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成したので、
以下に示すような効果を奏する。

【００２２】即ち、請求項１に示す如く、左右一対の
柱、および上下一対の梁からなる矩形構造物で囲まれる
空間内に、一方の梁から突設されたダンパー取付部材
と、他方の梁または柱と前記ダンパー取付部材との間に
介装され、梁の長手方向の揺れを減衰するダンパー、と
を備える住宅用制震構造において、前記矩形構造物で囲
まれる空間内に、上下の梁に対して略平行にガイドレー
ルを横架し、該ガイドレールの両端を左右の柱に固設す
るとともに、ガイドレールに摺動可能に嵌合するガイド
をダンパー取付部材に固設したので、二本の柱および上
下の梁からなる矩形の構造物が梁の長手方向に変形する
（歪んで平行四辺形状になる）ときに、ダンパー取り付
け部材固設されたガイドは、柱間に横架・固定されたガ
イドレールに対して摺動可能に嵌合されているため、上
梁の移動に応じて油圧ダンパーが伸縮するが、ダンパー
取り付け部材等がねじれるなどして矩形構造物から奥行
き方向に突出することがなく、前記矩形構造物に加わる
エネルギーは効率よく油圧ダンパーで吸収されるととも
に、壁材を破損させることがない。またこれらの制震構
造（矩形構造物で囲まれた空間内に納められた部材）は
矩形構造物から突出していないので、美観を損ねたり、
居住空間をロスすることなく設置可能である。

【００２３】請求項２に示す如く、前記ガイドレールが
間隔を空けて水平に配置される二本の棒状部材からな
り、該棒状部材間で当接して、棒状部材の変形を規制す
る当接部材を設けたので、ガイドレールを固定する際に
柱に新たに孔を穿設する必要がなく、柱の強度が保持さ
れる。またガイドレールは柱間に横架・固定されてお
り、それ自身が矩形構造物の補強材としても働く。

【００２４】請求項３に示す如く、左右一対の柱、およ
び上下一対の梁からなる矩形構造物で囲まれる空間内
に、一方の梁から突設されたダンパー取付部材と、他方
の梁または柱と前記ダンパー取付部材との間に介装さ
れ、梁の長手方向の揺れを減衰するダンパー、とを備え
る住宅用制震構造において、上下の梁に対して略平行に
横架したガイドレールを、一方の梁から突設されたダン
パー取付部材に固設したガイド内に挿嵌したので、左右
一対の柱、および上下一対の梁からなる矩形構造物で囲
まれる空間内において、ダンパー取付部の剛性を高くで
き、ダンパーへの震動伝達効率を向上させ、制震効果を
向上できる。また、既存の耐力壁などと取り替え容易な
制震構造を構成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の住宅用制震構造の側面図。

【図２】本発明の住宅用制震構造の図１におけるＡ−Ａ
断面図。

【図３】ロッド固定部材の斜視図。

【図４】住宅用制震構造の第二実施例を示す側面図。

【図５】住宅用制震構造の第三実施例を示す側面図。

【符号の説明】

１・２ 柱 ３ 上梁 ４ 下梁 ５・６ 上部ブラケット ７・８ 下部ブラケット ９・１０ ブレース １２ ダンパー取り付け部材 １３・１４ 伝達部材 １５ ガイド １７ ガイドレール １９ スペーサー ２１ 油圧ダンパー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡部 潤二 大阪府大阪市北区大淀中１丁目１番88号 積水ハウス株式会社内 (72)発明者 小谷 宗男 大阪府大阪市北区大淀中１丁目１番88号 積水ハウス株式会社内 (72)発明者 小倉 雅則 東京都港区浜松町２丁目４番１号 世界貿 易センタービル カヤバ工業株式会社内 (72)発明者 河相 崇 東京都港区浜松町２丁目４番１号 世界貿 易センタービル カヤバ工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2E002 EB12 FA02 FB08 FB15 HA02 HA04 HB05 HB14 LA03 LC05 LC11 MA12 3J048 AA06 BE03 DA04 EA38

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右一対の柱、および上下一対の梁から
   なる矩形構造物で囲まれる空間内に、一方の梁から突設
   されたダンパー取付部材と、 他方の梁または柱と前記ダンパー取付部材との間に介装
   され、梁の長手方向の揺れを減衰するダンパー、とを備
   える住宅用制震構造において、 前記矩形構造物で囲まれる空間内に、上下の梁に対して
   略平行にガイドレールを横架し、該ガイドレールの両端
   を左右の柱に固設するとともに、ガイドレールに摺動可
   能に嵌合するガイドをダンパー取付部材に固設したこと
   を特徴とする住宅用制震構造。
2. 【請求項２】 前記ガイドレールが間隔を空けて水平に
   配置される二本の棒状部材からなり、該棒状部材間で当
   接して、棒状部材の変形を規制する当接部材を設けたこ
   とを特徴とする請求項１に記載の住宅用制震構造。
3. 【請求項３】 左右一対の柱、および上下一対の梁から
   なる矩形構造物で囲まれる空間内に、一方の梁から突設
   されたダンパー取付部材と、 他方の梁または柱と前記ダンパー取付部材との間に介装
   され、梁の長手方向の揺れを減衰するダンパー、とを備
   える住宅用制震構造において、 上下の梁に対して略平行に横架したガイドレールを、一
   方の梁から突設されたダンパー取付部材に固設したガイ
   ド内に挿嵌したことを特徴とする請求項１に記載の住宅
   用制震構造。