JP2012184591A - 構造部材の不可視化装置及び耐震補強工法 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単かつ低コストな構成でありながら、補強ブレースのような構造部材であって居住者等の視界に入るものに対して、居住者等が視覚的に認識できないように光学的に不可視化（或いは迷彩化）することで、居住者等が感じる違和感や圧迫感などを抑制することができる不可視化装置を提供する。
【解決手段】 本発明は、構造部材１００であって人の視界に入るものに対して、視覚的に認識できないように、レンズ要素２００により光学的に不可視化することを特徴とする。レンズ要素２００は、構造部材１００に沿って、構造部材１００の人側近傍に配設され、その横断面形状が半円形状であることを特徴とすることができる。なお、前記半円形状は、欠けた部分が上方を向くように上弦配置されることで、効果的に不可視化（或いは迷彩化）することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、補強ブレースなどの構造部材を光学的に見えなくするための不可視化（或いは迷彩化）技術に関する。また、その不可視化（迷彩化）技術を利用した耐震補強工法に関する。

これまでに、旧耐震構造のマンション等において、耐震補強を推進するために種々の耐震補強工法が提案されている。

例えば、特許文献１には、図９に示すように、既設建屋の外方に、鉄骨柱６６、鉄骨梁６８、ブレース７０などを取り付けることにより耐震補強を図るようにした耐震補強工法が提案されている。

かかる特許文献１に記載された耐震補強工法によれば、日常的な生活を阻害することなく、またホテルや病院、オフィスビルなどの機能を維持しながら耐震補強工事を行うことができるため、既設建物に対する耐震補強工法として有益な一工法であると言える。

特開平１０−４６８３４号公報 特開２００７−２７７８５６号公報

しかしながら、特許文献１などに記載されているように、これまで種々の耐震補強工法が提案されてはいるが、既設建物に対する耐震補強工事は思うように広く進んでいないといった実情がある。

その原因について、本発明等は、種々の検討、調査等を行い、その結果、以下のような知見を得た。

すなわち、既設建物の耐震補強工事については、以下のような事項を考慮する必要があると考えられる。
（１）居住しながら耐震補強工事を行うことができること。
（２）耐震補強工事開始から工事中を経て工事完了まで、ホテルや病院、オフィスビルなどの機能を維持することができると共に、ベランダ（或いはバルコニー）や共用廊下などの機能が維持されること。
（３）各戸に不公平感がないこと。

ここで、例えば、特許文献１に記載されているような耐震補強工法は、既設建物の外側に耐震補強部材を配設するものであり、上記（１）から（３）について満たすことができ、有益な工法であると考えられる。

しかしながら、特許文献１に記載されている耐震補強工法では、図１０に示すように、ベランダの外側に斜めに走る斜め補強ブレースが設置されることになるため、窓からの景観を損なうと共に、この斜め補強ブレースが居住者等（居住者や来訪者など）の日常における景観に映り込むこととなって、居住者等に違和感や圧迫感などを与えるおそれがある。なお、例えば分譲マンションの場合、ベランダは南側に配置されることが多いため、斜め補強ブレースの存在はベランダ越しの景観が損なわれることに加え、日当たりなどにも悪影響を及ぼすおそれもある。

ところで、特許文献２に記載されているような耐震補強工法も提案されているが、かかる耐震補強工法は、図１１に示すように、集合住宅の一部の区域については、ベランダの外側に斜めに走る斜め補強ブレースを設置しなくて済むため、設置されない区域の居住者等に対しては違和感や圧迫感などを与えるおそれ等を解消することができる。

しかし、例えば分譲マンションの場合、斜め補強ブレースが設置される区域と、斜め補強ブレースを設置しなくて良い区域と、では、ベランダ越しの景観に相違が生じると共に、その相違によって財産的価値にも相違が生じてしまうおそれがあるため、居住者間に不公平さを招くこととなって、耐震補強工事への同意が得られず、以って耐震補強工事が推進しないといったおそれがある。

本発明は、かかる実情に鑑みなされたもので、簡単かつ低コストな構成でありながら、補強ブレースのような構造部材であって居住者等の視界に入るものに対して、居住者等が視覚的に認識できないように光学的に不可視化（或いは迷彩化）することで、居住者等が感じる違和感や圧迫感などを抑制することができる構造部材の不可視化装置及び該装置を利用した耐震補強工法を提供することを目的とする。

このため、本発明は、構造部材であって人の視界に入るものに対して、視覚的に認識できないように、レンズ要素により光学的に不可視化することを特徴とする。

本発明において、前記レンズ要素は、構造部材に沿って、構造部材の人側近傍に配設されることを特徴とすることができる。

本発明において、前記レンズ要素は、長手方向に略直交する横断面形状が半円形状であることを特徴とすることができる。

本発明において、前記半円形状は、欠けた部分が上方を向くように上弦配置されることを特徴とすることができる。

本発明において、上弦の面が、構造部材側に傾くように設置されることを特徴とすることができる。

本発明において、前記レンズ要素は、水を収容した透明容器により構成されることを特徴とすることができる。

本発明において、前記構造部材が、建物の外面に沿って斜めに配置される斜め補強ブレースであることを特徴とすることができる。

本発明において、前記構造部材が、既設集合住宅のベランダ外面に沿って斜めに配置される耐震補強用の斜め補強ブレースであることを特徴とすることができる。

本発明において、前記構造部材は、引張り応力のみが作用し座屈を考慮しなくて良い横断面の小さな斜め補強ブレースであることを特徴とすることができる。

本発明に係る既設建物の耐震補強工法は、本発明に係る構造部材の不可視化装置を利用して、露出した構造物を不可視化することを特徴とする。

本発明は、簡単かつ低コストな構成でありながら、補強ブレースのような構造部材であって居住者等の視界に入るものに対して、居住者等が視覚的に認識できないように光学的に不可視化（或いは迷彩化）することで、居住者等が感じる違和感や圧迫感などを抑制することができる構造部材の不可視化装置及び該装置を利用した耐震補強工法を提供することができる。
これにより、例えば、耐震補強工事実施の動機付けとなり、既設建物（特に、旧耐震構造の分譲マンションなど）の耐震補強工事の推進の一助となるものと期待される。

本発明の一実施の形態に係る不可視化（迷彩化）の原理について説明するための図である。 同上実施の形態に係る不可視化装置に利用されるレンズ要素（光学要素）の屈折率１．３３での形状違い等による不可視化（迷彩化）領域の変化を示す図（補強ブレースの長手方向と直交する横断面図）である。 同上実施の形態に係る不可視化装置に利用されるレンズ要素（光学要素）の屈折率１．５０での形状違い等による不可視化（迷彩化）領域の変化を示す図（補強ブレースの長手方向と直交する横断面図）である。 同上実施の形態に係る不可視化装置に利用されるレンズ要素（光学要素）の横断面形状を半円形として上弦配置した場合の不可視化（迷彩化）領域を示す図（補強ブレースの長手方向と直交する横断面図）である。 同上実施の形態に係る不可視化装置の一例を示す斜視図である。 同上実施の形態に係る不可視化装置に利用されるレンズ要素（光学要素）の横断面形状を半円形として上弦配置した場合において上弦の面Ｘを傾けた（図において時計方向）場合の不可視化（迷彩化）領域を説明する図（補強ブレースの長手方向と直交する横断面図）である。 同上実施の形態に係る不可視化装置に利用されるレンズ要素（光学要素）の横断面形状を半円形として上弦配置した場合において上弦の面Ｘを傾けた（図において反時計方向）場合の不可視化（迷彩化）領域を説明する図（補強ブレースの長手方向と直交する横断面図）である。 同上実施の形態に係る不可視化装置に利用されるレンズ要素（光学要素）の材質（屈折率）を例示した表である 従来の耐震補強工法の一例を示す図である。 従来の耐震補強工法においてベランダの外側に設置される斜め補強ブレースについて説明するための図である。 従来の耐震補強工法の他の一例を示す図である。

以下、本発明に係る一実施の形態を、添付の図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施の形態により、本発明が限定されるものではない。

ここで、特許文献１に記載されている耐震補強工法は、既設建物の外側に耐震補強部材を全戸に対して共通の態様で配設するものであり、（１）居住しながら耐震補強工事を行うことができ、（２）耐震補強工事開始から工事中を経て工事完了まで、ホテルや病院、オフィスビルなどの機能を維持することができると共に、ベランダ（或いはバルコニー）や共用廊下などの機能を維持することができ、（３）各戸に不公平感がないため、有益な工法の一つではあるが、建物のベランダ等の外側に斜めに走る斜め補強ブレースが存在するため、この斜め補強ブレースが居住者等（居住者や来訪者など）の日常における景観に映り込むこととなって、居住者等に違和感や圧迫感などを与えるおそれがある。なお、例えば分譲マンションの場合、ベランダは南側に配置されることが多いため、斜め補強ブレースの存在はベランダ越しの景観が損なわれることに加え、日当たりなどにも悪影響を及ぼすおそれがある。

また、特許文献２に記載されている耐震補強工法は、斜め補強ブレースが設置される区域と、斜め補強ブレースを設置しなくて良い区域と、の間で不公平さを招くこととなって、特に、分譲マンションの場合には、耐震補強工事への同意を得ることが難しく、以って耐震補強工事の推進を阻害する要因となっているおそれがある。

なお、特許文献１に記載されている耐震補強工法は、全ての戸に対して均等に斜め補強ブレースを配設する構造で、斜め補強ブレースに圧縮荷重が作用しない設計となっているため、斜め補強ブレースに関して座屈強さ等が要求されないため、各斜め補強ブレースの横断面積を小さく（小径に）することができる。

これに対して、特許文献２に記載されている耐震補強工法は、斜め補強ブレースの数が少ないため一本当たりに作用する荷重が大きくなると共に、構造的に圧縮荷重を受ける構造となるため各斜め補強ブレースに座屈等が生じないように、各斜め補強ブレースの横断面積を大きく（大径に）する必要がある。

よって、特許文献２に記載されている耐震補強工法の場合、斜め補強ブレースが設置される区域においては、特許文献１の工法に比べより斜め補強太いブレースが必要となるため、居住者等に与える違和感や圧迫感は一層大きなものとなるため、不公平感を一層助長するといった実情がある。

このようなことから、特許文献１に記載されている耐震補強工法に利用される比較的細い斜め補強ブレースを、居住者等が視覚的に認識できないようにすることができれば、既設建物の耐震補強工事を推進するための一助となり得るものとして期待できる。

ここで、例えば、斜め補強ブレースをガラスやアクリルやなどの透明部材で製作することも考えられるが、強度的な問題や経時劣化の問題などがあると共に高コスト化するため、通常用いられる鉄やアルミやＳＵＳやＴｉなどの金属製のものに比べて採用し難いといった実情がある。特に、特許文献２に記載されている耐震補強工法の場合には、太い斜め補強ブレースが必要となるため、極めて高コスト化することが予想される。

このため、本発明者等は、種々の検討や調査等を重ねた結果、構造部材としての斜め補強ブレースを光学的に不可視化（或いは迷彩化）することの可能性に着目するに至った。

そして、本発明者等は、観察者（居住者等）と物体（補強ブレース）との間に、透明なパイプ（無垢）や水などの入った透明容器などのレンズ要素（光学要素）を置くことで、レンズ効果により、レンズ要素の背面の物体（補強ブレース）が観察者から見えなくなることを確認した。

例えば、水を満たしたペットボトル（円柱レンズ）を、観察者と、不可視化したい対象物（被隠体）と、の間においた場合、図１に示すように、観察者から見えない領域（不可視化領域或いは迷彩化領域）はＡ領域及びＢ領域となる。なお、空気の屈折率ｎ１＝１．０、水の屈折率ｎ２＝１．３３としている。

しかしながら、円柱レンズの場合、不可視化（迷彩化）領域Ａ，Ｂは比較的狭く、太めの斜め補強ブレースを隠すことは難しいことが解った。
すなわち、斜め補強ブレースの建物側（居住領域側）に円柱レンズを配置することで、ある程度斜め補強ブレースを不可視化（迷彩化）することができるが、より一層広い範囲で不可視化（迷彩化）できるようにすることが望まれる。

そこで、本発明者等は、レンズ要素の形状等について種々の実験を行うことで、補強ブレースを光学的に見えなくするのに適した形状や材質（屈折率など）について、以下のような知見を得た。

（Ａ）断面円形の円柱レンズの場合、図２、図３等から、比較的不可視化領域が狭いと共に、屈折率が大きくなると不可視化領域が狭くなっていく傾向があることが解った。

（Ｂ）レンズ容器に充填される媒体が水程度の屈折率を持つ場合、図２、図３に示したように、三角柱や矩形柱の形状においても狭い領域ではあるが不可視化領域はできる。しかしながら、レンズ要素と被隠体との距離が大きくなるため、設置スペース等の問題が生じる。

（Ｃ）図２、図３等から、屈折率を大きくすると、レンズ要素と被隠体との距離は短くなることが解った。

（Ｄ）レンズ要素を三角柱や矩形柱（レンズ要素の断面を三角形や矩形）とした場合、各辺が平面となるため、その平面部分への背景の映り込みが明確になってしまうため、円柱形状のものに比べて透明感が得られなくなることが確認された。

（Ｅ）図２、図３、図４に示すように、レンズ要素の横断面形状を半円形とすれば、レンズ要素と、被隠体と、の距離を小さくできると共に、隠蔽率を大きく（不可視化或いは迷彩化できる領域を拡大）することができる。

（Ｆ）半円形で上弦（欠けた側が上を向く状態）の場合、図４に示したように、背景の映り込み範囲が上方となるため、近景（色の濃いものが多い）が映し出される可能性が少なく、室内側から見たときに、上方の空や雲などの色の薄い透明に近いものが主に映し出されることになるため、横断面が三角形状や矩形形状である場合に比べて透明感が得られ易いのは勿論、同じ半円形でも下弦（欠けた側が下を向く状態）の場合に比べて、透明感が得られ易い、すなわち効果的に不可視化（迷彩化）することができる、といった特徴があることが解った。

以上のことから、居住者等が、室内側からベランダ方向を見たときに、斜め補強ブレース手前に設置して光学的に斜め補強ブレースを不可視化（迷彩化）して見えなくすることができるレンズ要素の形状は、横断面形状（図４の平面における断面形状）が半円形で、かつ上弦配置した場合が、不可視化（迷彩化）領域を広い範囲とすることができると共に、良好な透明感を得ることができる点において有益である。但し、他の横断面形状等であっても、光学的に斜め補強ブレースを不可視化（迷彩化）して見えなくすることができる点において有益である。

このため、本実施の形態に係る不可視化（迷彩化）装置は、特許文献１に記載の耐震補強工法に利用される斜め補強ブレース１００等を既設建物のベランダの外側に設置する一方、図５に示したように、斜め補強ブレース１００の建物側に、レンズ要素（光学要素）２００を設置することで、居住者等が、室内側からベランダ方向を見たときに、斜め補強ブレース１００前に設置されたレンズ要素２００により、光学的に斜め補強ブレースを不可視化（迷彩化）して見えなくするように構成する。

なお、レンズ要素２００は、例えば、横断面形状が半円形の透明なレンズ要素（無垢のガラスやアクリル、水等が入れられた容器など）とし、上弦状態に配置されることができる。

更に、図６に示すように、弦の面Ｘ（欠けた側の上を向く平面）を、居住者等から見えないように、補強ブレース１００側に水平位置に対して傾斜させた場合（弦の面Ｘを時計回転方向に回転させた場合）には、被隠体である斜め補強ブレース１００や近背景を写し込むおそれを一層抑制することができ、この点においては、弦の面Ｘ（欠けた側の上を向く平面）を、図７に示すように、居住者等から見えるように居住者等側に傾斜させた場合（弦の面Ｘを反時計回転方向に回転させた場合）、弦の面Ｘは反射が卓越しているためミラーのようになって透明感が薄れる傾向となる）に比べて有利である。

レンズ要素２００については、無垢のもの（ガラスや樹脂など）や、水などの媒体を収容した透明容器（ガラスや樹脂など）などとすることができるが、図８に例示したように、その材質は種々の要求等に応じて適宜のものとすることができる。

なお、レンズ要素２００の横断面形状を半円形とする場合、透明な材料で、屈折率が１．３３（水）〜１．６（ガラス、アクリル等）であれば、不可視化（迷彩化）効果として大きな差はない。

構造部材系の建築材料としての耐久性や耐火性を考慮すると、無機系のガラス等が好ましいが、耐衝撃性やコスト等を考慮すると、水を入れた樹脂系容器などの採用がとすることができる。

なお、レンズ要素２００を透明容器として水を入れておく場合には、防災面で有利であると共に、災害発生時などにその水を利用することも可能であり有益である。

以上説明したように、本実施の形態では、居住者等側（居室やベランダなど）から見て、居住者等の視界に入る耐震補強用の斜め補強ブレース１００の手前に、レンズ要素２００を配設することで、このレンズ要素２００のレンズ効果によって、斜め補強ブレース１００を不可視化或いは迷彩化し、居住者等から斜め補強ブレース１００を認識できないようにすることができ、以って居住者等が感じる違和感や圧迫感などを抑制することができる。

すなわち、本実施の形態によれば、簡単かつ低コストな構成でありながら、補強ブレースのような構造部材であって居住者等の視界に入るものに対して、居住者等が視覚的に認識できないように光学的に不可視化（或いは迷彩化）することで、居住者等が感じる違和感や圧迫感などを抑制することができる不可視化装置及び該装置を利用した耐震補強工法を提供することができる。
これにより、例えば、耐震補強工事実施の動機付けとなり、既設建物（特に、旧耐震構造の分譲マンションなど）の耐震補強工事の推進の一助となるものと期待される。

なお、本実施の形態において、レンズ要素２００の横断面形状を半円形とした場合には、レンズ要素２００の背面の不可視化領域（迷彩化領域）を大きくすることができるため補強ブレース１００の横断面積の拡張などに対応することができ設計自由度を高めることができると共に、レンズ要素２００と補強ブレース１００との距離を接近させることができるため設置スペースや見栄え等の面から有利なものとなる。

更に、本実施の形態において、レンズ要素２００の横断面形状を半円形とし、かつ半円形を上弦位置（欠けた側が上を向く状態）にセットした場合には、居住者等から見て、レンズ要素２００には空などの上方の景色が映り込むため透明感を高めることができ、斜め補強ブレース１００の不可視化或いは迷彩化レベルを一層高めることができ、居住者等が感じる違和感や圧迫感などをより一層確実に抑制することができる。

また、本実施の形態において、レンズ要素２００の横断面形状を半円形とし、かつ半円形を上弦位置（欠けた側が上を向く状態）とし、更に弦の平面を水平に対して斜め補強ブレース１００側に傾斜させた場合には、斜め補強ブレース１００や近背景を写し込むおそれを一層抑制することができ、この点においては、弦の平面（欠けた側の上を向く平面）を、居住者等から見えるように居住者等側に傾斜させた場合（この場合、弦の面Ｘは反射が卓越しているためミラーのようになって透明感が薄れる傾向となる）に比べて有利である。

なお、本実施の形態によれば、居住空間前面に設置した耐震用補強ブレース１００の手前にレンズ要素２００を含んで構成される不可視化装置を設置することで、斜め補強ブレース１００をあたかも透明な部材と認識させることができるため、居住者等に対して耐震用補強ブレースの設置を容認出来る環境を提供することができ、以って耐震補強工事の実施の動機付けとなることが期待できる。

なお、本発明は、全戸に対して、レンズ要素２００を含んで構成される不可視化装置を設置する場合に限定されるものではなく、設置を望まない居住者等には、設置しないようにすることもできる。

また、本発明は、特許文献１に記載されているような比較的横断面積の小さい補強ブレースに適用される場合に限定されるものではなく、圧縮力が作用する比較的横断面積の大きい補強ブレースにも適用可能である。

また、本発明は、耐震補強用のブレースや、斜め補強ブレースに限定されるものではなく、他の目的の構造部材や水平或いは垂直の構造部材であって居住者等の視界に入る構造部材に対して適用可能である。

また、本発明は、構造部材以外の棒状部材などの部材に対して適用して、その部材を不可視化（迷彩化）するような場合にも適用可能である。

また、本発明に係るレンズ要素の横断面形状は半円形に限定されるものではなく、他の形状、例えば、円形、楕円形、三角形、矩形、多角形、その他の形状とすることができるものである。

更に、本発明に係るレンズ要素の横断面形状は長手方向において同一である場合に限られず、長手方向位置に従って横断面形状を変化させるような構成とすることもできる。

以上で説明した本発明に係る一実施の形態は、本発明を説明するための例示に過ぎず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々変更を加え得ることは可能である。

１００ 斜め補強ブレース（本発明に係る構造部材の一例）
２００ レンズ要素（光学要素）
Ｘ 半円形レンズ要素の弦の面

Claims (10)

1. 構造部材であって人の視界に入るものに対して、視覚的に認識できないように、レンズ要素により光学的に不可視化することを特徴とする構造部材の不可視化装置。
2. 前記レンズ要素は、構造部材に沿って、構造部材の人側近傍に配設されることを特徴とする請求項１に記載の構造部材の不可視化装置。
3. 前記レンズ要素は、長手方向に略直交する横断面形状が半円形状であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の構造部材の不可視化装置。
4. 前記半円形状は、欠けた部分が上方を向くように上弦配置されることを特徴とする請求項３に記載の構造部材の不可視化装置。
5. 上弦の面が、構造部材側に傾くように設置されることを特徴とする請求項４に記載の構造部材の不可視化装置。
6. 前記レンズ要素は、水を収容した透明容器により構成されることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１つに記載の構造部材の不可視化装置。
7. 前記構造部材が、建物の外面に沿って斜めに配置される斜め補強ブレースであることを特徴とする請求項１〜請求項６に記載の構造部材の不可視化装置。
8. 前記構造部材が、既設集合住宅のベランダ外面に沿って斜めに配置される耐震補強用の斜め補強ブレースであることを特徴とする請求項１〜請求項６に記載の構造部材の不可視化装置。
9. 前記構造部材は、引張り応力のみが作用し座屈を考慮しなくて良い横断面の小さな斜め補強ブレースであることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の構造部材の不可視化装置。
10. 請求項１〜請求項９の何れか１つに記載の構造部材の不可視化装置を利用して、露出した構造物を不可視化することを特徴とする既設建物の耐震補強工法。