JP2007332575A - 制震係止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低層建家に、任意の設定値（例えば震度５程度）未満の小さな振動が作用した場合には、制震ばね手段が作用しないようにし、一方任意の設定値以上の大きな振動が作用した場合に初めて、制震ばね手段が作用するようにする。
【解決手段】通し柱２，管柱３，横架材４および土台５で構成される建家構造枠６の各コーナー部に、制震装置１をそれぞれ取付ける。制震装置１を、横架材４あるいは土台５に取付けられる受け金具８と、通し柱２あるいは管柱３に取付けられる制震ばね手段９と、受け金具８と制震ばね手段９との間を連結する方杖材１０とで構成する。制震ばね手段９を、ばね機構１１と支持機構１２とで構成し、ばね機構１１が小さな振動に対しては、作用しないようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、主として低層建家に適用される方杖タイプの制震係止装置に係り、特に例えば振動５程度の任意の設定地震加速度（設定値）を上廻る振動の縦方向成分（以下、縦振動と称す。）および横方向成分（以下、横振動と称す。）に対してのみ、制震効果を発揮させることができる制震係止装置に関する。

従来から、例えば２本の柱と横架材と土台とで構成される方形枠状の軸組構内に、張力型あるいはダンパ型の制震装置を装着しておき、地震発生初動時に建家に作用する瞬発的激しい上下動ないし横揺れによる建家の変形復元力を高めるようにした制震装置は、一般に知られている。
カタログ「ｉ２ｓ２ ＣＯＲＰＯＲＡＴＥ ＰＲＯＦＩＬＥ」 株式会社ｉ２ｓ２ 平成１５年１１月作成

前記従来の制震装置は、瞬発的な激しい外力に対し、建家の変形復元力を高め、建家の崩壊を防止することができると云う利点は有しているが、構造が複雑で部品点数が多いため、構造解析が複雑で、重量が重くなるとともにコスト高となり、大型建造物以外には実用性に乏しいという問題がある。

そこで、本出願人は先に、特願２００５−１３１０８３において、方杖材と免震機構とを組合わせて免震装置を構成し、建家構造枠に粘りと変形復元力とを与えるようにした免震装置を提案した。

本出願人が先に提案した免震装置は、簡単な構造で大きな免震効果が得られると云う利点を有しているが、小規模建家の場合には、免震機構の変形能力に一定の限界があると云う問題がある。

本発明は、かかる現況に鑑みなされたもので、任意の設定値（例えば震度５）未満の小さな振動に対しては、制震ばね手段が作用せずに、制震係止装置全体が旧来の方杖材とほぼ同一に機能し、一方、任意の設定値以上の大きな振動に対しては、制震ばね手段が本来の制震機能を発揮して、建家構造枠に対する衝撃力を緩和することができる制震係止装置を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、任意の設定値以上の大きな振動に対して、充分なばね性を得ることができる制震係止装置を提供するにある。

本発明のさらに他の目的は、支持機構の構成を簡素化することができる制震係止装置を提供するにある。

前記目的を達成するため本発明は、第１縦材，第２縦材，第１横材および第２横材を用いて組立られる建家構造枠に対し、その４つのコーナー部のうちの少なくともいずれか１ケ所のコーナー部に取付けられる方杖タイプの制震係止装置であって、一端がいずれかの縦材または横材に固定される方杖材と；この方杖材の自由端に取付けられ、方杖材の他端をいずれかの横材または縦材に固定する制震ばね手段と；を設け、制震ばね手段を、ばね機構と；このばね機構に加わる外力を支持する支持機構と；で構成し、かつ支持機構を、任意の設定値以上の外力の負荷によって機能が低下し、そのばね支持力が低下するようにしたことを特徴とする。

本発明はまた、ばね機構に、弾性を有する帯板材の長手方向偶数箇所にＳ字状または逆Ｓ字状に湾曲する湾曲部を設け、全体として先端頂部が平坦な概略オメガ状をなす凹部を少なくとも１個有する板ばね本体を設け、かつ板ばね本体の湾曲部を含む領域に、板ばね本体の長手方向を長軸とする連続または不連続のスリットを設けるようにしたことを特徴とする。

本発明はさらに、支持機構を、板ばね本体の凹部内に配置され、先端面が、凹部の頂部内面に接触した状態で、方杖材または建家構造枠に凹部の頂部と一体で固定されるとともに、基端側が、板ばね本体の基端側とともに建家構造枠または方杖材に固定される抵抗部材と；凹部の両側にそれぞれ配置され、方杖材と建家構造枠との間を連結するねじ部材と；で構成するようにしたことを特徴とする。

本発明は、第１縦材，第２縦材，第１横材および第２横材を用いて組立られる建家構造枠に対し、その４つのコーナー部のうちの少なくともいずれか１ケ所のコーナー部に取付けられる方杖タイプの制震係止装置であって、一端がいずれかの縦材または横材に固定される方杖材と；この方杖材の自由端に取付けられ、方杖材の他端をいずれかの横材または縦材に固定する制震ばね手段と；を設け、制震ばね手段を、ばね機構と；このばね機構に加わる外力を支持する支持機構と；で構成し、かつ支持機構を、任意の設定値以上の外力の負荷によって機能が低下し、そのばね支持力が低下するように構成しているので、任意の設定値（例えば震度５）未満の小さな振動に対しては、制震ばね手段が支持機構により支持されることになる。このため、制震ばね手段がばねとして機能せず、制震係止装置全体が旧来の方杖材とほぼ同一に機能することになる。

一方、任意の設定値以上の大きな振動に対しては、支持機構が、外力の負荷によってその機能が低下し、ばね支持力が低下することになる。このため、制震ばね手段が本来の制震機能を発揮して、建家構造枠に対する衝撃力を緩和することができる。

本発明はまた、ばね機構は、弾性を有する帯板材の長手方向偶数箇所にＳ字状または逆Ｓ字状に湾曲する湾曲部を設け、全体として先端頂部が平坦な概略オメガ状をなす凹部を少なくとも１個有する板ばね本体を設け、かつ板ばね本体の湾曲部を含む領域に、板ばね本体の長手方向を長軸とする連続または不連続のスリットを設けるようにしているので、任意の設定値以上の大きな振動に対して、充分なばね性を得ることができる。

本発明はさらに、支持機構を、板ばね本体の凹部内に配置され、先端面が、凹部の頂部内面に接触した状態で、方杖材または建家構造枠に凹部の頂部と一体で固定されるとともに、基端側が、板ばね本体の基端側とともに建家構造枠または方杖材に固定される抵抗部材と；凹部の両側にそれぞれ配置され、方杖材と建家構造枠との間を連結するねじ部材と；で構成するようにしているので、支持機構の構成を簡素化することができる。

以下、本発明を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る制震係止装置を示すもので、この制震係止装置１は、通し柱２、管柱３、梁あるいは胴差し等の横架材４、および土台５を用いて組立てられる建家構造枠６に対し、その４つのコーナー部にそれぞれ取付けられるようになっている。

すなわち、前記制震係止装置１は、図１および図２に示すように、横架材４あるいは土台５に、木ねじ，ボルト・ナット，釘その他の止め具７を介して取付けられる受け金具８と、通し柱２あるいは管柱３に取付けられる制震ばね手段９と、前記受け金具８と制震ばね手段９との間を連結する方杖材１０とで構成されており、前記制震ばね手段９は、任意の設定値（例えば震度５）未満の小さな振動に対しては、制震ばねとして全くあるいは殆ど機能せず、任意の設定値以上の大きな振動が、建家構造枠６に作用した場合にのみ、本来の制震ばねとして機能するようになっている。

前記制震ばね手段９は、図３に示すように、ばね機構１１と、このばね機構１１に加わる外力を支持する支持機構１２とで構成されており、前記支持機構１２による支持により、任意の設定値未満の小さな振動に対しては、前記ばね機構１１が制震ばねとして全くあるいは殆ど機能せず、任意の設定値以上の大きな振動に対してのみ、前記支持機構１２による支持力が低下して、ばね機構１１が本来の制震ばねとしての機能を発揮し始めるようになっている。なお、これについては、後に詳述する。

前記ばね機構１１は、図２ないし図５に示すように、弾性を有する帯板材の長手方向二箇所に、ｓ字状または逆ｓ字状に湾曲する湾曲部１４を設け、全体として先端頂部が平坦な概略オメガ状をなす凹部１５を中央部に１個有する板ばね本体１３を備えており、この板ばね本体１３の前記各湾曲部１４が設けられている領域には、板ばね本体１３の長手方向を長軸とする任意数（図においては４本）のスリット１６が設けられている。そして、これら各スリット１６により、板ばね本体１３の幅方向に負荷される外力に対しても、充分な変形復元力（ばね性）が得られるようになっている。

また、前記支持機構１２は、図２ないし図４、および図６に示すように、外形寸法が前記板ばね本体１３とほぼ同一の抵抗部材１７およびベースプレート１８を備えており、前記抵抗部材１７の中央部には、板ばね本体１３と組合わせて制震ばね手段９を構成した際に、板ばね本体１３の凹部１５内に挿入されて頂部が凹部１５の頂部内面に接触する台形状の抵抗部１７ａが設けられている。そしてこの抵抗部材１７は、スポット溶接や連結ビス等を介して、予め板ばね本体１３と一体化され、一方平板状をなすベースプレート１８は、逆に方杖材１０と一体化され、現場において板ばね本体１３および抵抗部材１７と組合わされて、制震ばね手段９を構成するようになっている。

前記板ばね本体１３の凹部１５および抵抗部材１７の抵抗部１７ａには、図３ないし図６に示すように、凹部１５の頂部および抵抗部１７ａの頂部を一体として、通し柱２あるいは管柱３に固定する中央ねじ部材１９が挿通される挿通孔２０が設けられており、また板ばね本体１３，抵抗部材１７の平板部分およびこれに符合するベースプレート１８の両端部分には、中央ねじ部材１９とともにばね機構１１を通し柱２あるいは管柱３に固定するためのねじ部材２１が挿通される挿通孔２２が設けられている。そして、このねじ部材２１は、前記抵抗部材１７およびベースプレート１８とともに、支持機構１２を構成するようになっている。

前記中央ねじ部材１９は、図３に示すように、例えば通し柱２あるいは管柱３を貫通するボルト２３と、このボルト２３に座金２４を介して装着されるナット２５で構成されており、この中央ねじ部材１９を装着することにより、前記板ばね本体１３の凹部１５頂部が、通し柱２あるいは管柱３に強固に固定されるようになっている。

また、前記ねじ部材２１は、図３に示すように、例えば先端が通し柱２あるいは管柱３にねじ込まれるねじ材２６と、このねじ材２６の雄ねじ部２６ａに座金２７を介して装着されるナット２８とで構成されており、前記ナット２８を締付けることにより、板ばね本体１３，抵抗部材１７およびベースプレート１８が、ねじ材２６の頭部との間で挾持固定されるようになっている。

次に、本実施の形態の作用について説明する。
図７に示すように、地震横揺れによる層剪断力としての地震水平力Ｃによって生じた軸方向力Ｎは、通し柱２の２節点に分割され、方杖材１０を通じてそれぞれ垂直分力Ｖと水平分力Ｈとが制震ばね手段９に伝達されることになる。

ところで、制震ばね手段９は、前述のようにばね機構１１と、このばね機構１１に加わる外力を支持する支持機構１２とで構成され、支持機構１２は、任意の設定値（例えば震度５）以上の外力が負荷された場合に初めて支持機能が低下し、そのばね支持力が低下するようになっている。このため、任意の設定値未満の小さな外力に対しては、支持機構１２の作用により、ばね機構１１が全くあるいは殆ど機能せず、制震係止装置１全体としては、制震ばね手段９を備えていない旧来の方杖材とほぼ同一に作用することになる。

なお、地震上下動による垂直力Ｚによって、通し柱２に軸方向力Ｎが生じた場合にも、地震水平力Ｃが作用した場合と同様に、各制震ばね手段９が作用することになる。

しかして、前記第１の実施の形態に係る制震係止装置１には、制震ばね手段９が組込まれているが、この制震ばね手段９は、ばね機構１１と支持機構１２とで構成され、任意の設定値未満の小さな振動に対しては、支持機構１２の支持力により、ばね機構１１が本来のばね機構として全くあるいは殆ど機能しない。このため、制震係止装置１としては、制震ばね手段９が組込まれていない従来の方杖材と同様に作用する。

一方、任意の設定値以上の大きな振動に対しては、支持機構１２の支持機能が、大きな外力の負荷によって低下し、そのばね支持力が低下することになる。このため、ばね機構１１が本来のばね機構としての機能を発揮し、板ばね本体１３が通し柱２あるいは管柱３方向に弾性変形して摺動するようになり、建家構造枠６に対する衝撃力を緩和することになる。

図８は、本発明の第２の実施の形態を示すもので、前記第１の実施の形態における通し柱２あるいは管柱３の内面側に添木３０を配設するとともに、この添木３０によって板ばね本体１３，抵抗部材１７，およびベースプレート１８の両端を支持できるようにし、これにより、第１の実施の形態におけるねじ材２６に装着していた座金２７およびナット２８（図３参照）を省略できるようにしたものである。
なお、その他の点については、前記第１の実施の形態と同一構成となっており、作用も同一である。

しかして、ねじ材２６に装着していた座金２７およびナット２８を省略できるので、現場での作業が容易となるとともに、添木３０が、通し柱２あるいは管柱３の補強材として機能し、通し柱２あるいは管柱３の強度不足が原因で制震係止装置１を設置できないと云った不具合を、解消することができる。

なお、前記両実施の形態においては、通し柱２あるいは管柱３側に制震ばね手段９を組込む場合について説明したが、逆に横架材４あるいは土台５側に制震ばね手段９を組込むようにしてもよく、また両方に制震ばね手段９を組込むようにしてもよい。

また、前記各実施の形態においては、木造軸組工法の壁面に適用される場合を例に採って説明したが、木造軸組工法の床面にも同様に適用することができ、また枠組壁工法（２×４，２×６）やスチール２×４工法，あるいは鉄骨構造の建家にも同様に適用することができるとともに、既存建家の構造枠に外壁面から適用しても、同様の効果を得ることができる。

以上のように本発明に係る制震係止装置は、建家の壁面や床面に適用される制震係止装置として有用であり、特に低層建家の変形復元力を高めることができる制震係止装置として適している。

本発明の第１の実施の形態に係る制震係止装置を示す全体構成図である。 図１の制震係止装置の部分断面拡大図である。 図２の制震ばね手段の拡大図である。 図３の制震ばね手段を分解して示す説明図である。 板ばね本体を図４の上方から見た構成図である。 抵抗部材およびベースプレートを図４の上方から見た構成図である。 図１の制震係止装置の作用を示す説明図である。 本発明の第２の実施の形態を示す図３相当図である。

符号の説明

１ 制震係止装置
２ 通し柱
３ 管柱
４ 横架材
５ 土台
６ 建家構造枠
７ 止め具
８ 受け金具
９ 制震ばね手段
１０ 方杖材
１１ ばね機構
１２ 支持機構
１３ 板ばね本体
１４ 湾曲部
１５ 凹部
１６ スリット
１７ 抵抗部材
１７ａ 抵抗部
１８ ベースプレート
１９ 中央ねじ部材
２０，２２ 挿通孔
２１ ねじ部材
２３ ボルト
２４，２７ 座金
２５，２８ ナット
２６ ねじ材
２６ａ 雄ねじ部
３０ 添木
Ｃ 地震水平力
Ｈ 水平分力
Ｎ 軸方向力
Ｖ 垂直分力
Ｚ 垂直力

Claims (3)

1. 第１縦材，第２縦材，第１横材および第２横材を用いて組立られる建家構造枠に対し、その４つのコーナー部のうちの少なくともいずれか１ケ所のコーナー部に取付けられる方杖タイプの制震係止装置であって、一端がいずれかの縦材または横材に固定される方杖材と；この方杖材の自由端に取付けられ、方杖材の他端をいずれかの横材または縦材に固定する制震ばね手段と；を備え、制震ばね手段は、ばね機構と；このばね機構に加わる外力を支持する支持機構と；を有し、かつ支持機構は、任意の設定値以上の外力の負荷によって機能が低下し、そのばね支持力が低下することを特徴とする制震係止装置。
2. ばね機構は、弾性を有する帯板材の長手方向偶数箇所にＳ字状または逆Ｓ字状に湾曲する湾曲部を設け、全体として先端頂部が平坦な概略オメガ状をなす凹部を少なくとも１個有する板ばね本体を備え、かつ板ばね本体は、湾曲部を含む領域に、板ばね本体の長手方向を長軸とする連続または不連続のスリットを有していることを特徴とする請求項１記載の制震係止装置。
3. 支持機構は、板ばね本体の凹部内に配置され、先端面が、凹部の頂部内面に接触した状態で、方杖材または建家構造枠に凹部の頂部と一体で固定されるとともに、基端側が、板ばね本体の基端側とともに建家構造枠または方杖材に固定される抵抗部材と；凹部の両側にそれぞれ配置され、方杖材と建家構造枠との間を連結するねじ部材と；を備えていることを特徴とする請求項２記載の制震係止装置。

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