JP2007016538A - 建築物に内蔵させる制震装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安価で簡易な制震構造を有して既存の建築物にも適用できる制震装置を提供する。
【解決手段】緩衝スプリング７と、緩衝スプリング７に直列接続されて全長を調整可能なターンバックル１１とを備えた制震部材１を、建築物の梁や柱などの構造部材に固定して構成される制震装置である。緩衝スプリング７は、スプリング本体１２の内部に、２つのＵ字状部材１３，１４が逆方向から内挿されて構成され、その開放終端１３Ａ，１４Ａがスプリング本体１２に接続される一方、そのＵ字状基端１３Ｂ，１４Ｂは、可変長ロッド９を介して、ターンバックル１１に接続されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、地震による大きな震動を有効に吸収して建築物の崩壊や家具の散乱を防止する制震装置に関する。

地震国とも呼ばれる日本では、大小の地震被害が繰り返し起きているのが実情である。そして、１９９５年の淡路阪神大震災などでは、二次的な火災もさることながら、一次的な家屋の倒壊による圧死の被害も多かったことが報告されている。

そこで、地震による被害を最小限に抑える研究が進められており、建造物における耐震構造や制震構造について、各種の提案がされている（例えば、特許文献１）。
特開２００１−１２３６９６号公報

しかしながら、いずれの提案も簡易性に欠け、そのため既存の家屋に取り付けるには不向きであった。特に、制震構造については、新築家屋に要求されるだけでなく、むしろ、既存の建築物にこそ補充的に必要なのであるから、安価で取り付けが簡単であることが何より要求される。

この発明は、これらの問題点に鑑みてなされたものであって、安価で簡易な制震構造を有して既存の建築物にも適用できる制震装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、緩衝スプリングと、前記緩衝スプリングに直列に接続されて全長を調整可能な調整機構とを備えた制震部材を、建築物の構造部材に固定して構成される制震装置であって、前記緩衝スプリングは、スプリング本体の内部に、２つのＵ字状部材が逆方向から内挿されて構成され、前記２つのＵ字状部材それぞれの開放終端がスプリング本体に接続される一方、それぞれのＵ字状基端は、直接又は他の部材を介して、前記調整機構及び前記構造部材に接続されていることを特徴とする。

本発明では、独特の構造を有する緩衝スプリングによって制震構造を実現しているので、極めて簡易的であり、例えば、既存の建築物の壁を貼り変えるリフォーム工事に合わせて取り付けることができる。

すなわち、好ましくは、本発明の制震部材は、壁の中に収容されている。また、同一構成の一対の制震部材が建築物の筋交い方向に配置されて固定されているのが好ましい。この場合には緩衝スプリングのバネ定数を適宜に設定することによって、筋交いによる耐震構造と緩衝スプリングによる制震構造とを両立させることができる。

更に好ましくは、前記制震部材は、２本の可変長ロッドと、前記２本の可変長ロッドの端部を受け入れるネジ穴を備える調整機能とを備え、前記２本の可変長ロッドには互いに逆ネジとなるネジ山が形成されている。

上記した本発明によれば、安価で簡易な制震構造を有して既存の建築物にも適用できる制震装置を実現できる。

以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は、第１実施例に係る制震装置ＥＱＵの概略構成を図示したものである。この制震装置ＥＱＵは、柱や梁などの建築物の構造部材に固定されるが、図示例では、柱ＦＲ１と梁ＦＲ２と土台ＦＲ３に固定され、これらで形成される壁の内部空間に直立状態で収容されている。

この制震装置ＥＱＵは、一対の制震部材１，１が、折り曲げ可能な２つの接続部材２，２によって連結されて構成されている。接続部材２は、制震部材１の突出軸３，３に軸支された２枚の薄板４，４と、２枚の薄板４，４を接続するヒンジ５とで構成されている。薄板４は、ヒンジ５に規制されつつ、突出軸３を中心に回転できるので（矢印参照）、一対の制震部材１，１を互いに近づけることができる。したがって、例えば、搬送状態では、２つの接続部材２が共に折り曲げられて、制震装置ＥＱＵが折り畳まれている。なお、この接続部材２は、必ずしも必須ではなく、各制震部材１Ａを独立して建築物の必要箇所に取り付けるのも好適である。

何れにしても、制震部材１は、構造部材に固定される取付部６Ａ，６Ｂと、一方側の取付部６Ｂに固定される緩衝スプリング７と、他方側の取付部６Ａに固定される連結部８と、緩衝スプリング７と連結部８に接続される２つの可変長ロッド９，１０と、可変長ロッド９，１０の長さを調整可能なターンバックル１１とで構成されている。この例では、取付部６Ａは、梁ＦＲ２と柱ＦＲ１に固定され、取り付け部６Ｂは、土台ＦＲ３と柱ＦＲ１に固定されている。

図２は、緩衝スプリング７を詳細に図示した正面図（ａ）と斜視図（ｂ）である。緩衝スプリング７は、コイル状に巻かれたスプリング本体１２と、スプリング本体１２に収容されている２つのＵ字状の内挿棒１３，１４とで構成されている。図示の通り、２つの内挿棒１３，１４は、互いに反対方向から、スプリング本体１２の軸方向に内挿されている。

Ｕ字状の内挿棒１３，１４の開放端部１３Ａ，１４Ａは、折り返されてスプリング本体１２の一方側終端に固定されている。また、内挿棒１３，１４の基端部１３Ｂ，１４Ｂは、スプリング本体１２の他方側終端から突出している。そして、突出した基端部１３Ｂ，１４Ｂは、それぞれ、可変長ロッド９と取付部６Ｂに固定されている。

内挿棒１３について更に詳細に説明すると次の通りである。Ｕ字状の内挿棒１３を、可変長ロッド９に設けられた径方向穴９ａに通した後、その内挿棒１３の開放端部１３Ａ，１３Ａを、スプリング本体１２の内側から突出させる。そして、開放端部１３Ａ，１３Ａを折り返してスプリング本体１２に固定している。この状態では、内挿棒１３の基端部１３Ｂが、可変長ロッド９の径方向穴９ａに位置するので、溶接などによって内挿棒１３と可変長ロッド９を固定状態にする。

内挿棒１４についてもほぼ同様である。Ｕ字状の内挿棒１４を、取付部６Ｂに設けられた貫通穴１５に通した後、その内挿棒１４の開放端部１４Ａ，１４Ａを、スプリング本体１２の内側から突出させる。そして、開放端部１４Ａ，１４Ａを折り返してスプリング本体１２に固定している。この状態では、内挿棒１４の基端部１４Ｂが、取付部６Ｂの貫通穴１５に位置しているので、溶接などによって内挿棒１４と貫通穴１５とを固定状態にする（図４参照）。

図３は、連結部８と可変長ロッド１０と取付部６Ａとの関係を示す斜視図である。連結部８は、連結本体部１６と、連結本体部１６から突出する２つの把持腕１７，１７とで構成されている。２つの把持腕１７，１７には、延設方向に直交する貫通穴１７ａ，１７ａが形成されている。一方、連結本体部１６には、延設方向に雌ネジ穴が形成されており、この雌ネジ穴に、可変長ロッド１０に形成された雄ネジ１０ａがネジ込まれることで、連結部８と可変長ロッド１０とが一体化されている。

取付部６Ａは、構造部材への取付面１８，１９と、連結部８及び接続部材２が取り付けられる固定面２０とが、互いに直交して一体的に形成されている。取付面１８，１９には、構造部材への取付穴１８ａ，１９ａが設けられている。固定面２０には、突出軸３（図１）が設けられて、突出軸３によって、接続部材２が回動可能に軸支されている。また、固定面２０の連結部側の周縁２０ａは、円弧状に形成されており、その円弧に対応して回転中心位置に開口穴２０ｂが形成されている。

連結部８を取付部６Ａに取り付けるには、先ず、把持腕１７，１７が固定面２０を把持するように、２つの把持腕１７，１７の間に、固定面２０を受け入れる。そして、把持腕１７の貫通穴１７ａと、固定面２０の開口穴２０ｂとを重合させて、そこにボルトＢＴを挿入して、反対側からナットＮＴを締め込む。この締め込み作業によって、連結部８と取付部６Ａとはきつく一体化されることになる。

ターンバックル１１は、軸方向に雌ネジ穴を設けて構成されており、その雌ネジ穴に可変長ロッド９，１０に形成された雄ネジが螺合している。可変長ロッド９，１０の雄ネジ及びターンバックル１１の雌ネジは、一方が右ネジで他方が左ネジの関係にある。そのため、ターンバックル１１を一方側に回転させると、可変長ロッド９と可変長ロッド１０は共に長くなり、ターンバックル１１を他方側に回転させると、可変長ロッド９と可変長ロッド１０は共に短くなる。その結果、制振部材１の全長を、現場に合わせた最適長さに調整することが可能となる。

上記した図１に記載の制震装置ＥＱＵによれば、地震の震動によって建築物が震動したとしても、構造部材の変移を緩衝スプリング７によって吸収することができるので、箪笥やＴＶなどの大型家具の転倒を防止することができる。そのため、大きな地震においても、大型家具の転倒による圧死などを確実に防止することができる。

特に、実施例の緩衝スプリング７は、スプリング本体１２と、スプリング本体１２に収容されている２つのＵ字状の内挿棒１３，１４と、で構成されているので、制震部材１の軸方向から偏移した力が加わっても、スプリング本体１２が屈曲してしまうおそれがない。すなわち、内挿棒１３，１４がスプリング本体１２の屈曲を規制するので、緩衝スプリング７は、制震部材１の軸方向にのみ伸縮して有効な制震作用を発揮する。

以上、制震装置ＥＱＵの制震部材１が共に直立している第１実施例について説明したが、制震部材１を筋交いの方向に傾斜して設けるもの好適である。この場合には、第１実施例の緩衝スプリングよりバネ定数（荷重／伸び）高く設定して、限界荷重までは、制震部材１を筋交いとして機能させ、それ以上の荷重に対しては緩衝部材として機能させることができる。

図５（ａ）は、筋交い方向に制震部材１，１を設けた第２実施例の制震装置ＥＱＵを図示したものである。この制震装置ＥＱＵは、取付部６Ａ，６Ｂによって、柱ＦＲ１と梁ＦＲ２と土台ＦＲ３に固定されており、壁の内部空間に収容されている。

一方、図５（ｂ）は、第３実施例の制震装置ＥＱＵを図示したものであり、２本の柱に固定されて構成されている。この制震装置ＥＱＵの場合には、接続部材２’によって、上下の取付部６Ａ’，６Ｂ’が接続されている。なお、上下の取付部６Ａ’，６Ｂ’には、取付面１８が不要であることは言うまでもない。

図６は、第４実施例の制震装置ＥＱＵを図示したものである。この実施例では、筋交い方向に設けた２本の緩衝スプリング７Ａ，７Ｂ（７Ｃ，７Ｄ）によって制震部材１が構成されている。そして、４本の緩衝スプリング７Ａ〜７Ｄの交差位置に連結部材ＣＮが配置されている。なお、この実施例の場合には、長さ調整機構は存在しないため、対角線の長さに合わせた緩衝スプリングを用意するか、別に長さ調整機能を設ける必要がある。長さ調整機能を設ける場合、緩衝スプリング７Ｃ，７Ｄは必ずしも必須ではないので、緩衝スプリング７Ｃ，７Ｄに代えて、ターンバックル１１を配置すれば良い。

以上、本発明の４つの実施例を具体的に説明したが、具体的な記載内容は、特に本発明を限定するものではない。例えば、上記各構成の制震装置は、必ずしも直立させて設置する必要はなく、梁などに固定することで水平面上に設置しても良い。また、木造建築物に限定されるものではなく、鉄筋コンクリート製の建築物に適用することもできる。何れにしても、本発明によれば、地震時に構造部材が大きく偏移しても、その震動を確実に吸収して箪笥やＴＶなどの大型家具の転倒を防止することができる。

第１実施例の制震装置を示す図面である。 緩衝スプリングの構成を示す図面である。 図１の制震装置の一端部を示す斜視図である。 図１の制震装置の他端部を示す斜視図である。 第２実施例及び第３実施例の制震装置を示す図面である。 第４実施例の制震装置を示す図面である。

符号の説明

７ 緩衝スプリング
１１ 調整機構（ターンバックル）
１ 制震部材
ＥＱＵ 制震装置
１２ スプリング本体
１３，１４ Ｕ字状部材（内挿棒）
１３Ａ，１４Ａ 開放終端
１３Ｂ，１４Ｂ Ｕ字状基端

Claims (4)

1. 緩衝スプリングと、前記緩衝スプリングに直列に接続されて全長を調整可能な調整機構とを備えた制震部材を、建築物の構造部材に固定して構成される制震装置であって、
   前記緩衝スプリングは、スプリング本体の内部に、２つのＵ字状部材が逆方向から内挿されて構成され、
   前記２つのＵ字状部材それぞれの開放終端がスプリング本体に接続される一方、それぞれのＵ字状基端は、直接又は他の部材を介して、前記調整機構及び前記構造部材に接続されていることを特徴とする制震装置。
2. 前記制震部材は、壁の中に収容されている請求項１に記載の制震装置。
3. 同一構成の一対の制震部材が建築物の筋交い方向に配置されて固定されている請求項１又は２に記載の制震装置。
4. 前記制震部材は、２本の可変長ロッドと、前記２本の可変長ロッドの端部を受け入れるネジ穴を備える調整機能とを備え、
   前記２本の可変長ロッドには互いに逆ネジとなるネジ山が形成されている請求項１〜３の何れかに１項に記載の制震装置。

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