JP2017179989A - エネルギ吸収デバイス及び耐震壁 - Google Patents

Abstract

【課題】入力された荷重に対するエネルギを安定して吸収する。【解決手段】エネルギ吸収デバイス２０は、変形軸線Ｌの回りに配置され、一の部材及び他の部材がそれぞれ接続される第１接続部３０及び第２接続部３２を備えている。また、エネルギ吸収デバイス２０の第１接続部３０と第２接続部３２との間には、第１接続部３０と第２接続部３２とを繋ぐエネルギ吸収部３６が設けられている。エネルギ吸収部３６は、変形軸線Ｌの軸方向の一方側が開放されたＵ字状に湾曲された複数の湾曲部３８と、複数の湾曲部３８と第１接続部３０とを繋ぐ複数の内側延在部３６Ｂと、複数の湾曲部３８と第２接続部３２とを繋ぐ複数の外側延在部３６Ａと、を備えている。複数の湾曲部３８、複数の外側延在部３６Ａ及び内側延在部３６Ｂは、変形軸線Ｌの軸方向から見て該変形軸線Ｌを囲むように互いに離間して配置されている。【選択図】図４Ａ

Description

本発明は、エネルギ吸収デバイス及び耐震壁に関する。

下記特許文献１には、塑性変形されることによりエネルギを吸収することが可能とされたエネルギ吸収デバイス（Ｕ字形弾塑性ダンパー）及び当該エネルギ吸収デバイスを備えた耐震壁（制振パネル）が開示されている。この文献に記載された耐震壁は、矩形枠所に形成されたパネルフレームと、パネルフレーム内に架け渡されていると共に建物の上下方向に間隔をあけて配置された上剛体及び下剛体と、上剛体と下剛体との間に配置されたエネルギ吸収デバイスと、を含んで構成されている。そして、地震による建物の水平方向への荷重が耐震壁に入力されて、エネルギ吸収デバイスが変形されることで、耐震壁に入力された地震エネルギを吸収することが可能となっている。

なお、塑性変形されることによりエネルギを吸収することが可能とされたエネルギ吸収デバイスとしては、上記特許文献１に記載されたものの他に、建築の分野では下記特許文献２に記載されたもの等が知られており、車両の分野では下記特許文献３及び特許文献４に記載されたもの等が知られている。

特開２００９−２７０３３６号公報 特開平５−２６３５４９号公報 特開２００４−５１０８４号公報 実開平１−９０６６７号公報

本発明は上記事実を考慮し、入力された荷重に対してエネルギを安定して吸収することができるエネルギ吸収デバイス及び耐震壁を得ることが目的である。

請求項１記載のエネルギ吸収デバイスは、変形軸線の方向に作用する荷重に対して変形するエネルギ吸収デバイスであって、前記エネルギ吸収デバイスの変形軸線上又は変形軸線の回りに配置され、一の部材が接続される第１接続部と、前記第１接続部よりも前記変形軸線から離れて該変形軸線の回りに配置され、他の部材が接続される第２接続部と、前記変形軸線の軸方向の一方側が開放された形状に湾曲された複数の湾曲部と、該複数の湾曲部と前記第１接続部とを繋ぐ複数の第１延在部と、該複数の湾曲部と前記第２接続部とを繋ぐ複数の第２延在部と、を有し、前記変形軸線の軸方向から見て該変形軸線を囲むように又は挟むように互いに離間して配置され、前記変形軸線の軸方向への荷重によって、前記第１接続部と前記第２接続部との前記変形軸線の軸方向への相対位置が変化されることで、少なくとも前記湾曲部が塑性変形されてエネルギを吸収するエネルギ吸収部と、を備えている。

請求項１記載のエネルギ吸収デバイスによれば、一の部材及び他の一の部材が当該エネルギ吸収デバイスの第１接続部及び第２接続部にそれぞれ接続される。そして、一の部材と他の一の部材との間に変形軸線の軸方向への荷重が作用されて、第１接続部と第２接続部との相対位置が変化されると、エネルギ吸収デバイスにおける少なくとも湾曲部が塑性変形される。また、請求項１記載のエネルギ吸収デバイスでは、エネルギ吸収部が変形軸線の軸方向から見て当該変形軸線を囲むように又は挟むように互いに離間して配置されている。すなわち、エネルギ吸収部を構成する湾曲部、第１延在部及び第２延在部が変形軸線の軸方向から見て当該変形軸線を囲むように又は挟むように互いに離間して配置されている。当該構成とすることにより、上記入力された荷重に対して、エネルギ吸収デバイスが発生させるエネルギ吸収荷重（第１接続部と第２接続部との相対位置の変化を妨げる方向に作用する荷重）を安定させることができる。

請求項２記載のエネルギ吸収デバイスは、請求項１記載のエネルギ吸収デバイスにおいて、前記湾曲部、前記第１延在部及び前記第２延在部の幅が一定の幅に設定されている。

請求項２記載のエネルギ吸収デバイスによれば、エネルギ吸収部における湾曲部が塑性変形される際に、湾曲部の幅が保たれる。これにより、変形軸線の軸方向への荷重に対してエネルギ吸収デバイスが発生させるエネルギ吸収荷重をより安定させることができる。

請求項３記載のエネルギ吸収デバイスは、請求項１又は請求項２記載のエネルギ吸収デバイスにおいて、前記第１延在部及び前記第２延在部は、前記変形軸線の軸方向に沿って平板状に延在されている。

請求項３記載のエネルギ吸収デバイスによれば、エネルギ吸収部における第１延在部及び第２延在部が平板状に延在されている。換言すると、エネルギ吸収部における第１延在部及び第２延在部が湾曲又は屈曲されていない。これにより、エネルギ吸収部における第１延在部及び第２延在部が変形される際に、当該第１延在部及び第２延在部をその幅方向にわたって均一に曲げ変形させることができる。その結果、湾曲部、第１延在部及び第２延在部の幅方向における局所的な応力やひずみの発生を抑制することができ、変形軸線の軸方向への荷重が作用した際にエネルギ吸収デバイスが発生させるエネルギ吸収荷重を安定させることができる。

請求項４記載のエネルギ吸収デバイスは、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のエネルギ吸収デバイスにおいて、前記エネルギ吸収部は、第１拘束部と該第１拘束部と前記変形軸線と直交する方向に対向して配置された第２拘束部との間に配置されることで、前記変形軸線の軸方向への荷重に対して、前記第１延在部と前記第２延在部との間隔が保たれた状態で該湾曲部が塑性変形される。

請求項４記載のエネルギ吸収デバイスによれば、エネルギ吸収部が、第１拘束部と第２拘束部との間に配置されることで、当該エネルギ吸収部の第１延在部と第２延在部との間隔が保たれた状態で、当該エネルギ吸収部の湾曲部が塑性変形される。これにより、エネルギ吸収部の第１延在部と第２延在部との間隔が保たれない構成に比べて、変形軸線の軸方向への荷重が作用した際にエネルギ吸収デバイスが発生させるエネルギ吸収荷重を高めることができる。

請求項５記載のエネルギ吸収デバイスは、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のエネルギ吸収デバイスにおいて、前記エネルギ吸収部は、前記第１延在部及び前記第２延在部が該第１延在部及び該第２延在部の周縁部の部材と離間した状態で配置されることで、前記変形軸線の軸方向への荷重に対して、前記第１延在部と前記第２延在部との間隔が変化可能な状態で前記湾曲部が塑性変形される

請求項５記載のエネルギ吸収デバイスによれば、第１延在部及び第２延在部が当該第１延在部及び第２延在部の周縁部の部材と離間した状態で配置される。これにより、エネルギ吸収部の第１延在部と前記第２延在部との間隔が変化可能な状態で当該エネルギ吸収部の湾曲部が塑性変形される。これにより、エネルギ吸収部の第１延在部と第２延在部との間隔が保たれる構成に比べて、変形軸線の軸方向への荷重が作用した際にエネルギ吸収デバイスが発生させるエネルギ吸収荷重を下げることができる。

請求項６記載のエネルギ吸収デバイスは、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のエネルギ吸収デバイスにおいて、前記第１接続部及び前記第２接続部は、前記変形軸線を軸方向とする円筒状又は多角形断面の筒状に形成されている。

請求項６記載のエネルギ吸収デバイスによれば、円筒状に形成された部材又は多角形断面の筒状に形成された部材の一方側の部分（変形軸線の軸方向一方側の部分）を径方向外側に折返した後に、第１接続部と第２接続部との間の部位を分割することにより、エネルギ吸収デバイスを形成することができる。

請求項７記載のエネルギ吸収デバイスは、請求項６記載のエネルギ吸収デバイスにおいて、複数のスリットが、前記エネルギ吸収部に形成されており、前記スリットと前記エネルギ吸収部とが、前記変形軸線の軸方向から見て該変形軸線の回りに交互に配置されている。

請求項７記載のエネルギ吸収デバイスによれば、円筒状に形成された部材又は多角形断面の筒状に形成された部材の一方側の部分（変形軸の軸方向一方側の部分）を径方向外側に折返した後にスリットを形成することにより、或いは、円筒状に形成された部材又は多角形断面の筒状に形成された部材の一方側の部分にスリットを形成した後に当該円筒状に形成された部材の一方側の部分（変形軸の軸方向一方側の部分）を径方向外側に折返すことにより、エネルギ吸収デバイスを形成することができる。

請求項８記載のエネルギ吸収デバイスは、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のエネルギ吸収デバイスにおいて、前記第１接続部及び前記第２接続部には、着脱可能な締結要素が係合される被係合部がそれぞれ設けられている。

請求項８記載のエネルギ吸収デバイスによれば、締結要素と被係合部との係合を解除することにより、当該エネルギ吸収デバイスを交換する必要が生じた場合に、当該エネルギ吸収デバイスを容易に交換することができる。

請求項９記載の耐震壁は、建物の水平方向に間隔をあけて建物の上下方向に延在する一対の縦材と、前記一対の縦材の上端部及び下端部を建物の水平方向に繋ぐ一対の横材と、を有するフレーム部と、前記一対の縦材の間かつ前記一対の横材の間に配置され、前記フレーム部に入力された荷重が伝達されることで前記湾曲部が塑性変形される請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のエネルギ吸収デバイスと、を備えている。

請求項９記載の耐震壁を備えた建物に地震による荷重が作用すると、当該荷重がフレーム部に伝達される。また、フレーム部に伝達された荷重は、当該フレーム部の一対の縦材及び一対の横材の間に配置されたエネルギ吸収デバイスに伝達される。そして、エネルギ吸収デバイスに伝達された荷重が所定値を超えると、エネルギ吸収デバイスのエネルギ吸収部が変形される、すなわち、当該エネルギ吸収部の複数の湾曲部が塑性変形される。これにより、耐震壁に伝達された荷重によるエネルギを吸収することができる。

請求項１０記載の耐震壁は、請求項９記載の耐震壁において、前記一対の縦材の間かつ前記一対の横材の間には、建物の上下方向に対して傾斜された斜材が設けられており、前記斜材の一端部が、前記エネルギ吸収デバイスの前記第１接続部及び前記第２接続部のいずれか一方に接続されていると共に、前記フレーム部が、前記第１接続部及び前記第２接続部のいずれか他方に接続されている。

請求項１０記載の耐震壁によれば、フレーム部の一対の縦材及び一対の横材との間には、斜材が設けられており、この斜材とフレーム部とは、エネルギ吸収デバイスを介して繋がれている。この耐震壁を備えた建物に地震による一方側への荷重及び当該荷重とは反対側への荷重が繰り返し作用すると、斜材とフレーム部との間の間隔が繰り返し変化する。この場合、エネルギ吸収デバイスのエネルギ吸収部の湾曲部が繰り返し塑性変形される。これにより、請求項１０記載の耐震壁では、例えば地震による繰り返しの荷重によるエネルギを吸収することができる。

請求項１１記載の耐震壁は、請求項９記載の耐震壁において、前記フレーム部と前記エネルギ吸収デバイスとを繋ぐ連結部材が、前記一対の縦材の間かつ前記一対の横材の間に設けられることで、前記変形軸線の軸方向が、前記縦材又は前記横材が延在する方向と一致している。

請求項１１記載の耐震壁によれば、上記連結部が設けられることで、エネルギ吸収デバイスの変形軸線の軸方向が、縦材又は横材が延在する方向と一致している。これにより、フレーム部の単位変形量あたりのエネルギ吸収デバイスに加わる荷重を小さくすることができると共に変形量を小さくすることができる。その結果、耐震壁のエネルギ吸収能をより一層高めることができる。

本発明に係るエネルギ吸収デバイスは、入力された荷重に対するエネルギを安定して吸収することができる、という優れた効果を有する。

また、本発明に係る耐震壁は、入力された荷重に対するエネルギを安定して吸収することができる、という優れた効果を有する。

第１実施形態の耐震壁を示す側面図である。 図１Ａに示された耐震壁に荷重Ｑが入力され、当該耐震壁に設けられたエネルギ吸収デバイスに変形軸線の軸方向への荷重Ｐが作用する状態を示す側面図である。 第２実施形態の耐震壁を示す側面図である。 図２Ａに示された耐震壁に荷重Ｑが入力され、当該耐震壁に設けられたエネルギ吸収デバイスに変形軸線の軸方向への荷重Ｐが作用する状態を示す側面図である。 第３実施形態の耐震壁を示す側面図である。 図３Ａに示された耐震壁に荷重Ｑが入力され、当該耐震壁に設けられたエネルギ吸収デバイスに変形軸線の軸方向への荷重Ｐが作用する状態を示す側面図である。 第１実施形態に係るエネルギ吸収デバイスを示す斜視図である。 斜材が接合された第１実施形態に係るエネルギ吸収デバイスに変形軸線の軸方向への荷重Ｐが作用した状態を示す側断面図である。 図４Ｂに示された４Ｃ−４Ｃ線に沿って切断した斜材の断面及びエネルギ吸収デバイスを示す断面図である。 第２実施形態に係るエネルギ吸収デバイスを示す側面図である。 図５Ａに示された５Ｂ−５Ｂ線に沿って切断した斜材の断面及びエネルギ吸収デバイスを示す断面図である。 第３実施形態に係るエネルギ吸収デバイスを示す側面図である。 図６Ａに示された６Ｂ−６Ｂ線に沿って切断した斜材の断面及びエネルギ吸収デバイスを示す断面図である。 第４実施形態に係るエネルギ吸収デバイスをその変形軸の軸線方向に沿って切断した断面を示す断面図である。 第４実施形態に係るエネルギ吸収デバイスを示す斜視図である。 第５実施形態に係るエネルギ吸収デバイスをその変形軸の軸線方向に沿って切断した断面を示す断面図である。 第５実施形態に係るエネルギ吸収デバイスを示す斜視図である。 第６実施形態に係るエネルギ吸収デバイスをその変形軸の軸線方向に沿って切断した断面を示す断面図である。 第６実施形態に係るエネルギ吸収デバイスを示す斜視図である。 第７実施形態に係るエネルギ吸収デバイスをその変形軸の軸線方向に沿って切断した断面を示す断面図である。 第７実施形態に係るエネルギ吸収デバイスを示す斜視図である。 第８実施形態に係るエネルギ吸収デバイスをその変形軸の軸線方向に沿って切断した断面を示す断面図である。 第８実施形態に係るエネルギ吸収デバイスを示す斜視図である。 第９実施形態に係るエネルギ吸収デバイスをその変形軸の軸線方向に沿って切断した断面を示す断面図である。 第９実施形態に係るエネルギ吸収デバイスを示す斜視図である。 第１０実施形態に係るエネルギ吸収デバイスをその変形軸の軸線方向に沿って切断した断面を示す断面図である。 第１０実施形態に係るエネルギ吸収デバイスを示す斜視図である。 第１１実施形態に係るエネルギ吸収デバイスをその変形軸の軸線方向に沿って切断した断面を示す断面図である。 第１１実施形態に係るエネルギ吸収デバイスを示す斜視図である。 第１２実施形態に係るエネルギ吸収デバイスをその変形軸の軸線方向に沿って切断した断面を示す断面図である。 第１２実施形態に係るエネルギ吸収デバイスを示す斜視図である。 第１３実施形態に係るエネルギ吸収デバイスをその変形軸の軸線方向に沿って切断した断面を示す断面図である。 第１３実施形態に係るエネルギ吸収デバイスを示す斜視図である。 第１４実施形態に係るエネルギ吸収デバイスを示す平面図である。 第１４実施形態に係るエネルギ吸収デバイスを示す斜視図である。 図１７Ｂに示された１７Ｃ−１７Ｃ線に沿って切断した断面を示す断面図である。 第１５実施形態に係るエネルギ吸収デバイスをその変形軸の軸線方向に沿って切断した断面を示す断面図である。 第１６実施形態に係るエネルギ吸収デバイスをその変形軸の軸線方向に沿って切断した断面を示す断面図である。 第１７実施形態に係るエネルギ吸収デバイスをその変形軸の軸線方向に沿って切断した断面を示す断面図である。 第１７実施形態に係るエネルギ吸収デバイスを示す斜視図である。 第１８実施形態に係るエネルギ吸収デバイスをその変形軸の軸線方向に沿って切断した断面を示す断面図である。 第１８実施形態に係るエネルギ吸収デバイスを示す斜視図である。 ＣＡＥ解析を行ったエネルギ吸収デバイス等の各部の寸法を説明するための説明図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、ＣＡＥ解析を行ったエネルギ吸収デバイス等の各部の寸法を説明するための説明図である。 ＣＡＥ解析を行ったエネルギ吸収デバイス等の各部の寸法を示す表である。 ＣＡＥ解析により得られたエネルギ吸収荷重を示すグラフである。 ＣＡＥ解析を行ったエネルギ吸収デバイス等の各部の寸法を説明するための説明図である。 ＣＡＥ解析を行ったエネルギ吸収デバイス等の各部の寸法を説明するための説明図である。 ＣＡＥ解析を行ったエネルギ吸収デバイス等の各部の寸法を示す表である。 ＣＡＥ解析により得られたエネルギ吸収荷重を示すグラフである。

図１Ａ〜図４Ｃを用いて本発明の第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態に係る耐震壁及び第１実施形態に係るエネルギ吸収デバイスについて説明する。

（第１実施形態に係る耐震壁）
図１Ａに示されるように、第１実施形態に係る耐震壁１０は、矩形枠状に形成されたフレーム部１２と、フレーム部１２内に配置された単一の斜材１８と、斜材１８とフレーム部１２との間に設けられた一対のエネルギ吸収デバイス２０と、を含んで構成されている。

フレーム部１２は、建物の水平方向Ｈに間隔をあけて建物の上下方向Ｖに延在する一対の縦材１４と、一対の縦材１４の上端部及び下端部を建物の水平方向Ｈに繋ぐ一対の横材１６と、を備えている。一対の縦材１４及び一対の横材１６としては、角形鋼管、溝形鋼、山形鋼、Ｈ形鋼及びＩ形鋼等の形鋼が用いられている。そして、一対の縦材１４と一対の横材１６とは、溶接や図示しない締結部材を介して接合されている。なお、縦材１２及び横材１６は、形鋼に限らず、溶接組立された鋼部材、薄板軽量形鋼による部材、木製の部材などであってもよい。また、建物の最下階に用いられる耐震壁においては、一対の縦材１４の下端部を建物の基礎に接続することにより、フレーム部１２の下端部に配置された横材１６の機能を建物の基礎にもたせてもよい。

斜材１８は、円形鋼管を用いて構成されており、この斜材１８は、一対の縦材１４及び一対の横材１６との間に建物の水平方向Ｈ及び上下方向Ｖに対して傾斜された状態で配置されている。この斜材１８の一方側の端部は、エネルギ吸収デバイス２０及び締結材２２を介して一方の縦材１４と一方の横材１６との接合部の近傍に接続されており、斜材１８の他方側の端部は、エネルギ吸収デバイス２０及び締結材２２を介して他方の縦材１４と他方の横材１６との接合部の近傍に接続されている。そして、図１Ｂに示されるように、地震による荷重Ｑが耐震壁１０に入力されて、フレーム部１２が略平行四辺形状に変形された際に、斜材１８とフレーム部１２との間に設けられた一対のエネルギ吸収デバイス２０が変形軸線の軸方向への荷重Ｐを受けて変形することで、耐震壁１０に入力された地震エネルギを吸収することが可能となっている。

（第２実施形態に係る耐震壁）
図２Ａに示されるように、第２実施形態に係る耐震壁２４は、第１実施形態の耐震壁１０と同様の構成のフレーム部１２と、斜材としての第１斜材２６及び第２斜材２８と、第１斜材２６とフレーム部１２との間及び第２斜材２８とフレーム部１２との間にそれぞれ設けられた二対のエネルギ吸収デバイス２０と、を含んで構成されている。

第１斜材２６及び第２斜材２８は、円形鋼管を用いて構成されている。第１斜材２６の一方側の端部は、エネルギ吸収デバイス２０及び締結材２２を介して一方の縦材１４の上下方向の中央部の近傍に接続されており、第１斜材２６の他方側の端部は、エネルギ吸収デバイス２０及び締結材２２を介して他方の縦材１４と他方の横材１６との接合部の近傍に接続されている。また、第２斜材２８の一方側の端部は、エネルギ吸収デバイス２０及び締結材２２を介して一方の縦材１４の上下方向の中央部の近傍に接続されており、第２斜材２８の他方側の端部は、エネルギ吸収デバイス２０及び締結材２２を介して他方の縦材１４と一方の横材１６との接合部の近傍に接続されている。そして、図２Ｂに示されるように、地震による荷重Ｑが耐震壁２４に入力されて、フレーム部１２が略平行四辺形状に変形された際に、第１斜材２６及び第２斜材２８とフレーム部１２との間に設けられた二対のエネルギ吸収デバイス２０の一部が変形軸の軸線方向に作用する荷重Ｐを受けて変形されることで、耐震壁２４に入力された地震エネルギを吸収することが可能となっている。

（第３実施形態に係る耐震壁）
図３Ａに示されるように、第３実施形態に係る耐震壁２５は、第１実施形態の耐震壁１０と同様の構成のフレーム部１２の内部に、長尺状の連結部材１７Ａ、１７Ｂ及びブロック状の連結部材１７Ｃが設けられている。連結部材１７Ａは建物の水平方向Ｈ及び上下方向Ｖに対して傾斜された状態で延在されている。この連結部材１７Ａの下端部は建物の下方側の配置された横材１６の長手方向の中間部に接合されており、連結部材１７Ａの上端部は後述する連結部材１７Ｂの上端部に接合されている。また、連結部材１７Ｂは建物の上下方向Ｖに延在されている。この連結部材１７Ｂの下端部は建物の下方側の配置された横材１６の長手方向の中間部に接合されており、連結部材１７Ｂの上端部は建物の上方側の配置された横材１６と離間している。さらに、連結部材１７Ｃは、建物の上方側の配置された横材１６の長手方向の略中央部に接合されている。

また、連結部材１７Ｂの上端部と連結部材１７Ｃとは、円形鋼管を用いて構成された軸部材１９、一対のエネルギ吸収デバイス２０及び一対の締結材２２を介して建物の水平方向Ｈに繋がれている。すなわち、軸部材１９の一方側の端部は、エネルギ吸収デバイス２０及び締結材２２を介して連結部材１７Ｂの上端部に接続されており、軸部材１９の他方側の端部は、エネルギ吸収デバイス２０及び締結材２２を介して連結部材１７Ｃに接続されている。これにより一対のエネルギ吸収デバイス２０の変形軸線の軸方向と建物の水平方向Ｈとが一致するようになっている。なお、エネルギ吸収デバイス２０は、フレーム部１２の形状等に応じて、建物の上下方向Ｖが変形軸線の軸方向となるように配置されていてもよい。この場合、連結部材（１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ）を一対の縦材１６にそれぞれ接合すればよい。

そして、図３Ｂに示されるように、地震による外力Ｑが耐震壁２５に入力されて、フレーム部１２が略平行四辺形状に変形されると、連結部材１７Ｂの上端部と連結部材１７Ｃとの間隔が変化する。これにより、一対のエネルギ吸収デバイス２０が軸方向に作用する力Ｐを受けて変形することで、耐震壁２５に入力された地震エネルギを吸収することが可能となっている。

（第１実施形態に係るエネルギ吸収デバイス）
次に、第１実施形態の耐震壁１０、第２実施形態の耐震壁２４及び第３実施形態の耐震壁２５に用いられるエネルギ吸収デバイス２０について説明する。

図４Ａに示されるように、第１実施形態に係るエネルギ吸収デバイス２０は、所定の長さ及び厚みとされた円形断面の鋼管材の一方側の端部が当該鋼管材の径方向外側に折り返されること等により形成されている。ここで、エネルギ吸収デバイス２０の変形軸線Ｌとは、エネルギ吸収デバイス２０が変形される前の状態において、当該エネルギ吸収デバイス２０を当該エネルギ吸収デバイス２０が変形される方向と直交する方向へ沿って切断した断面における重心（図心）を通り、かつエネルギ吸収デバイス２０が変形され方向へのびる線である。図４Ａにおいては、エネルギ吸収デバイス２０を形成する鋼管材の半径方向Ｒの中央を通る線がエネルギ吸収デバイス２０の変形軸線Ｌとなっている。また、以下の説明において単に軸方向、径方向及び周方向を用いる場合は、特に断りのない限り、エネルギ吸収デバイス２０の変形軸線Ｌの軸線方向Ｚ、エネルギ吸収デバイス２０の径方向Ｒ及び周方向Ｃを示すものとする。

図１Ａ、図２Ａ及び図３Ａに示されるように、エネルギ吸収デバイス２０の一方側の端部（素材の鋼管材の内外径と同一の内外径とされている側の端部）は、締結材２２が溶接等により接合されることでフレーム部１２と繋がれる第１接続部３０とされている。図４Ａ及び図４Ｂに示されるように、エネルギ吸収デバイス２０の他方側の端部（素材の鋼管材の内外径に対して拡径された側の端部）は、斜材１８、第１斜材２６、第２斜材２８及び軸部材１９の一方側の端部が接合される第２接続部３２とされている。この第２接続部３２の外径は、斜材１８、第１斜材２６、第２斜材２８及び軸部材１９の内径と対応する外径とされている。そして、斜材１８、第１斜材２６、第２斜材２８及び軸部材１９の一方側の端部が第２接続部３２の外周面に沿って配置された状態で当該第２接続部３２に溶接等により接合される。なお、第１接続部３０及び第２接続部３２は、他の部材が接合されるための部位であり、この第１接続部３０及び第２接続部３２には、後述するエネルギ吸収部３６のように塑性変形等の大きな変形がなされることは期待されていない。また、本実施形態では、第１接続部３０及び第２接続部３２には、後述するスリット４０は形成されていない。

図４Ａ〜図４Ｃに示されるように、エネルギ吸収デバイス２０における第１接続部３０と第２接続部３２とを繋ぐ部分は、第１接続部３０と第２接続部３２との相対位置が変化されることで変形されるエネルギ吸収部３６とされている。このエネルギ吸収部３６における変形軸線Ｌの軸方向一方側の部分は、変形軸線Ｌの軸方向他方側が開放されたＵ字状に湾曲された湾曲部３８とされている。なお、エネルギ吸収部３６において湾曲部３８よりも第２接続部３２側の部位３６Ａ及び湾曲部３８よりも第１接続部３０側の部位３６Ｂのことを第２延在部としての外側延在部３６Ａ及び第１延在部としての内側延在部３６Ｂというものとする。また、エネルギ吸収部３６における湾曲部３８、当該湾曲部３８の両側部分である外側延在部３６Ａ及び内側延在部３６Ｂには、変形軸線Ｌの軸方向に沿って複数のスリット４０が形成されている。これにより、湾曲部３８が周方向に分割されている。本実施形態では、周方向に等間隔に配列された１２個のスリット４０が形成されることにより、湾曲部３８、外側延在部３６Ａ及び内側延在部３６Ｂが周方向に１２分割されている。換言すると、エネルギ吸収部３６（複数の湾曲部３８、複数の外側延在部３６Ａ及び複数の内側延在部３６Ｂ）が、変形軸線Ｌの軸方向一方側から見て当該変形軸線Ｌを囲むように互いに離間して配置されている。

図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、以上説明したエネルギ吸収デバイス２０を含んで構成された耐震壁１０を備えた建物に地震による荷重Ｑが作用すると、当該荷重が耐震壁１０のフレーム部１２に伝達される。また、フレーム部１２に伝達された荷重は、締結材２２を介してエネルギ吸収デバイス２０及び斜材１８に伝達される。ここで、本実施形態では、斜材１８が一対のエネルギ吸収デバイス２０及び締結材２２を介してフレーム部１２に架け渡された構成とされている。そのため、フレーム部１２が略平行四辺形状に変形されると、斜材１８及び一対のエネルギ吸収デバイス２０には、軸方向への引張荷重又は圧縮荷重としての荷重Ｐが作用する。

図４Ｂに示されるように、エネルギ吸収デバイス２０に作用する引張荷重（荷重Ｐ）が所定値を超えると、エネルギ吸収部３６が塑性変形される。すなわち、複数の湾曲部３８、複数の外側延在部３６Ａ及び複数の内側延在部３６Ｂが塑性変形される。なお、エネルギ吸収部３６が塑性変形される前の状態を二点鎖線で示している。これにより、外側延在部３６Ａが新たな湾曲部３８を形成すると共に湾曲部３８を形成していた部分が延ばされることで、第１接続部３０と第２接続部３２との軸方向への距離が長くなる。

また、エネルギ吸収デバイス２０に作用する圧縮荷重（荷重Ｐ）が所定値を超える場合においても、エネルギ吸収部３６が変形される。すなわち、複数の湾曲部３８、複数の外側延在部３６Ａ及び複数の内側延在部３６Ｂが塑性変形される。これにより、内側延在部３６Ｂが新たな湾曲部３８を形成すると共に湾曲部３８を形成していた部分が延ばされることで、第１接続部３０と第２接続部３２との軸方向への距離が短くなる。

以上説明したエネルギ吸収デバイス２０を備えた耐震壁１０では、エネルギ吸収デバイス２０のエネルギ吸収部３６が繰り返し変形されることで、すなわち、複数の湾曲部３８の位置が軸方向に沿って往復移動されることで、地震エネルギを吸収することができる。また、図２Ａ及び図２Ｂに記載された第２実施形態に係る耐震壁２４についても同様に、エネルギ吸収デバイス２０のエネルギ吸収部３６が繰り返し変形されることで、地震エネルギを吸収することができる。特に、第２実施形態に係る耐震壁２４は、第１実施形態に係る耐震壁１０に比べてエネルギ吸収デバイス２０が設けられている数が多いことに加えて、エネルギ吸収デバイス２０の変形軸線の軸方向の水平方向Ｈに対する傾斜角度が小さくなっている。これにより、フレーム部１２の単位変形量あたりのエネルギ吸収デバイス２０に加わる荷重Ｐを小さくすることができると共に変形量を小さくすることができる。その結果、耐震壁２４のエネルギ吸収能を高めることができる。さらに、図３Ａ及び図３Ｂに記載された第３実施形態に係る耐震壁２５についても同様に、エネルギ吸収デバイス２０のエネルギ吸収部３６が繰り返し変形されることで、地震のエネルギを吸収することができる。特に、第３実施形態に係る耐震壁２５は、第１実施形態に係る耐震壁１０に比べてエネルギ吸収デバイス２０が水平方向Ｈに対して平行して設けられている。これにより、フレーム部１２の単位変形量あたりのエネルギ吸収デバイス２０に加わる荷重Ｐをより一層小さくすることができると共に変形量をより一層小さくすることができる。その結果、耐震壁２５のエネルギ吸収能をより一層高めることができる。

ここで、本実施形態の耐震壁１０、２４、２５の一部を構成するエネルギ吸収デバイス２０では、複数のスリット４０が形成されることによりエネルギ吸収部３６の複数の湾曲部３８が変形軸線Ｌの軸方向から見て当該変形軸線Ｌを囲むように互いに離間して配置されている。当該構成とすることにより、上記複数のスリット４０が形成されていない構成に比べて、湾曲部３８並びにその両側部分である外側延在部３６Ａ及び内側延在部３６Ｂの変形を安定させることができる。これにより、一の湾曲部３８の両側部分である外側延在部３６Ａ及び内側延在部３６Ｂを、他の湾曲部３８の両側部分である外側延在部３６Ａ及び内側延在部３６Ｂの影響を受けることなく、或いは、その影響を受け難くしつつ変形させることができる。その結果、第１接続部３０と第２接続部３２との相対位置に関わらず、安定したエネルギ吸収荷重（第１接続部３０と第２接続部３２との相対位置の変化を妨げる方向に作用する荷重）を得ることができる。また、複数のスリット４０が第２接続部３２まで形成されていない構成とすることで、締結材２２を第２接続部３２へ溶接等により容易に接続することができる。

なお、上記実施形態では、複数のエネルギ吸収デバイス２０を用いて耐震壁１０、２４、２５を構成したが、本発明はこれに限定されず、例えば、単一のエネルギ吸収デバイス２０を用いて耐震壁を構成してもよい。

（第２実施形態に係るエネルギ吸収デバイス）
次に、図５Ａ及び図５Ｂを用いて本発明の第２実施形態に係るエネルギ吸収デバイス４２について説明する。なお、上記第１実施形態に係るエネルギ吸収デバイス２０と対応する部材や部分については上記実施形態と同一の符号を付してその説明を省略することがある。また、後述する第３実施形態〜第１８実施形態に係るエネルギ吸収デバイスの説明においても、既に説明したエネルギ吸収デバイスの各部材や部分と同一の符号を付してその説明を省略することがある。

図５Ａ及び図５Ｂに示されるように、本実施形態のエネルギ吸収デバイス４２は、湾曲部３８、外側延在部３６Ａ及び内側延在部３６Ｂの幅寸法Ｂ（周方向Ｃへの寸法）が軸方向に沿って一定となるように複数のスリット４０の形状が設定されていることに特徴がある。当該構成によれば、エネルギ吸収部３６における湾曲部３８の位置が変化される際に、当該湾曲部３８の幅が保たれる。これにより、第１接続部３０と第２接続部３２との相対位置に関わらず、より一層安定したエネルギ吸収荷重を生じさせることができる。なお、図５Ａでは、スリット４０の閉止端側を角のある開孔形状としたが、当該部分を丸みのある開孔形状とし、当該部分に生じる応力やひずみ集中を緩和することもできる。

（第３実施形態に係るエネルギ吸収デバイス）
次に、図６Ａ及び図６Ｂを用いて本発明の第３実施形態に係るエネルギ吸収デバイス４４について説明する。

図６Ａ及び図６Ｂに示されるように、本実施形態のエネルギ吸収デバイス４４では、軸方向視でエネルギ吸収部３６が多角形状に（本実施形態では１２角形状に）形成されることにより、湾曲部３８の両側部分である外側延在部３６Ａ及び内側延在部３６Ｂが平板状（平坦状）に形成されている。すなわち、外側延在部３６Ａ及び内側延在部３６Ｂが矩形状断面とされることで周方向に湾曲されていない。また、このエネルギ吸収デバイス４４では、複数のスリット４０が第２接続部３２にかけて形成されていることにより、第２接続部３２が周方向に分割されている。当該構成によれば、エネルギ吸収部３６の外側延在部３６Ａ及び内側延在部３６Ｂが変形される際に、当該外側延在部３６Ａ及び内側延在部３６Ｂをその幅方向にわたって均一に曲げ変形させることができる。これにより、湾曲部３８、外側延在部３６Ａ及び内側延在部３６Ｂの幅方向における局所的な応力やひずみの発生を抑制することができ、エネルギ吸収デバイス２０の局所的な損傷が抑制されて、エネルギ吸収デバイス２０が発生させるエネルギ吸収荷重をより一層安定させることができる。また、複数のスリット４０が第２接続部３２にかけて形成された構成では、多角形状に形成された鋼管材の一方側の端部に複数のスリット４０を形成した後に、当該鋼管材の一方側の端部を径方向外側に折り返すことによりエネルギ吸収デバイス４４を形成することができる。これにより、鋼管を拡径する塑性加工によらず、曲げによる塑性加工により当該鋼管材からエネルギ吸収デバイス４４を形成できる。その結果、加工に伴う各部の板厚の減少やひずみの発生を抑制することができる。

（第４実施形態〜第７実施形態に係るエネルギ吸収デバイス）
次に、図７Ａ及び図７Ｂを用いて本発明の第４実施形態に係るエネルギ吸収デバイス４６について説明する。

図７Ａ及び図７Ｂに示されるように、本実施形態のエネルギ吸収デバイス４６は、角パイプ状に形成された鋼材を用いて形成されていることに特徴がある。具体的には、素材となる鋼材は、互いに平行に延在された第１側壁部４８と第３側壁部５２及び第２側壁部５０と第４側壁部５４を有することにより軸方向視で正方形断面に形成されている。この素材となる鋼材の軸方向一方側の部分における第１側壁部４８と第２側壁部５０との境界部、第２側壁部５０と第３側壁部５２との境界部、第３側壁部５２と第４側壁部５４との境界部及び第４側壁部５４と第１側壁部４８との境界部には、軸方向に沿ってスリット４０が形成されている。また、第１側壁部４８、第２側壁部５０、第３側壁部５２及び第４側壁部５４において第２接続部３２を構成する側の端部には、軸方向に沿って間隔をあけて配置されていると共に後述するボルト５６が挿通される被係合部としてのボルト挿通孔が形成されている。そして、素材となる鋼材の軸方向一方側の部分における第１側壁部４８、第２側壁部５０、第３側壁部５２及び第４側壁部５４がそれぞれＵ字状に折り曲げられることで、エネルギ吸収デバイス４６が形成されている。なお、本実施形態では、エネルギ吸収デバイス４６の第１接続部３０にはスリット４０が設けられていない。また、第２接続部３２は、エネルギ吸収デバイス４６の一方側の端部からボルト５６の締結によってエネルギ吸収デバイス４６の変形が拘束される部位までの範囲となっている。また、本実施形態では、エネルギ吸収デバイス４６の周方向の幅Ｂは、図７Ｂに示すように湾曲部３８において曲率がなく平坦な形状となる方向の幅となる。この幅Ｂは、図６Ｂに示された幅Ｂと対応している。

また、本実施形態では、角パイプ状に形成された斜材１８がエネルギ吸収デバイス４６の第２接続部３２に着脱可能な締結部材としてのボルト５６及びナット５８を介して接続される。そして、ボルト挿通孔にボルト５６が挿通されてこのボルト５６にナット５８が螺合されることで、斜材１８がエネルギ吸収デバイス４６の第２接続部３２に接続されている。

さらに、本実施形態では、上記ボルト５６に円環状に形成されたスペーサ６０が挿通されることで、当該スペーサ６０が第２接続部３２と斜材１８との間に介装されるようになっている。これにより、湾曲部３８が当該湾曲部３８の周縁部に配置された斜材１８の内側の面と離間されるようになっている。また、エネルギ吸収デバイス４６に荷重が入力されることで、湾曲部３８の位置が変化される際においても、当該湾曲部３８が斜材１８の内側の面と離間されるようになっている。

以上説明した本実施形態では、斜材１８をエネルギ吸収デバイス４６の第２接続部３２にボルト５６及びナット５８を介して容易に接続することができる。また、本実施形態では、エネルギ吸収部３６の湾曲部３８が当該湾曲部３８の周縁部に配置された斜材１８と離間された状態で当該湾曲部３８の位置が変化される。これにより、湾曲部３８と斜材１８とが摺接することを抑制することがき、エネルギ吸収デバイス４６の変形性能を高めることができる。

なお、図８Ａ及び図８Ｂに示された第５実施形態のように、円管状に形成された鋼材を用いて上記第４実施形態に係るエネルギ吸収デバイス４６と同様の工程を経てエネルギ吸収デバイス６２を形成することもできる。また、図９Ａ及び図９Ｂに示された第６実施形態に係るエネルギ吸収デバイス６４や図１０Ａ及び図１０Ｂに示された第７実施形態に係るエネルギ吸収デバイス６６のようにスペーサ６０を第２接続部３２と斜材１８との間に介装させない構成としてもよい。

（第８実施形態及び第９実施形態に係るエネルギ吸収デバイス）
次に、図１１Ａ及び図１１Ｂを用いて本発明の第８実施形態に係るエネルギ吸収デバイス６８について説明する。

図１１Ａ及び図１１Ｂに示されるように、本実施形態のエネルギ吸収デバイス６８では、図９Ａ及び図９Ｂに示されたエネルギ吸収デバイス６４に加えて角パイプ状に形成された第１拘束部としての芯管７０が設けられていることに特徴がある。この芯管７０の寸法は、エネルギ吸収部３６において湾曲部３８に対して第１接続部３０側の内部形状に対応する寸法に設定されている。そして、芯管７０がエネルギ吸収部３６内に挿入された状態で、当該芯管７０の軸方向他方側の端部が第１接続部３０の内側の面に溶接ＷＪにより接合されている。当該構成では、エネルギ吸収部３６が、芯管７０と第２拘束部としての斜材１８との間に配置されて、当該エネルギ吸収部３６の外側延在部３６Ａと内側延在部３６Ｂとの間隔が保たれた状態で、湾曲部３８が変形する。このように、エネルギ吸収部３６の外側延在部３６Ａと内側延在部３６Ｂとの間隔が保たれた状態で湾曲部３８が変形する構成では、前述の図７Ａ及び図７Ｂに示された第４実施形態に係るエネルギ吸収デバイス４６や図９Ａ及び図９Ｂに示されたエネルギ吸収デバイス６４に比べて、エネルギ吸収荷重を高めることができ、これにより、エネルギ吸収デバイス６８の変形の進展に伴う荷重の低下を抑制することができる。

なお、図１２Ａ及び図１２Ｂに示された第９実施形態に係るエネルギ吸収デバイス７２のように、円管状に形成された第１拘束部としての芯管７０を設けた構成としてもよい。当該構成では、前述の図１０Ａ及び図１０Ｂに示されたエネルギ吸収デバイス６６に比べて、前述の第８実施形態に係るエネルギ吸収デバイス６８と同様の作用効果を得ることができることにより、エネルギ吸収デバイス７２の変形の進展に伴う荷重の低下を抑制することができる。

（第１０実施形態に係るエネルギ吸収デバイス）
次に、図１３Ａ及び図１３Ｂを用いて本発明の第１０実施形態に係るエネルギ吸収デバイス７４について説明する。

図１３Ａ及び図１３Ｂに示されるように、本実施形態のエネルギ吸収デバイス７４は、矩形状に形成された鋼板材が軸方向他方側が開放されたＵ字状に湾曲されることによって形成された２つのエネルギ吸収部材７６によって構成されている。この２つのエネルギ吸収部材７６は、変形軸線Ｌのまわりに互いに対向して当該変形軸線Ｌを挟むように配置されている。ここで、エネルギ吸収デバイス７４の変形軸線Ｌとは、エネルギ吸収デバイス７４が変形される前の状態において、当該エネルギ吸収デバイス２０を当該エネルギ吸収デバイス２０が変形される方向と直交する方向へ沿って切断した２つのエネルギ吸収部材７６の断面における重心（図心）を通り、かつエネルギ吸収デバイス７４が変形され方向へのびる線である。また、本実施形態では、エネルギ吸収デバイス７４の変形軸線Ｌは、エネルギ吸収デバイス７４の奥行き方向Ｙ及び高さ方向Ｘの中心点を通る線となる。なお、エネルギ吸収デバイス７４の奥行き方向Ｙとは、エネルギ吸収部材７６のＵ字状となる断面でかつ最小の断面積となる断面の法線方向のことであり、エネルギ吸収デバイス７４の高さ方向Ｘとは、エネルギ吸収部材７６の奥行き方向Ｙ及びエネルギ吸収デバイス７４の変形軸線Ｌと直交する方向のことである。

一方のエネルギ吸収部材７６の第１接続部３０と他方のエネルギ吸収部材７６の第１接続部３０との間には、板状に形成された接続板７８の一方側の端部が配置されている。そして、一方のエネルギ吸収部材７６の第１接続部３０及び他方のエネルギ吸収部材７６の第１接続部３０には、ボルト５６及びナット５８を介して接続板７８の一方側の端部が接続されている。なお、接続板７８においてエネルギ吸収部材７６の第１接続部３０に接続される部分とは反対側の部分には、複数のボルト挿通孔８０が形成されている。そして、このボルト挿通孔８０に挿通されたボルト等を介して、接続板７８においてエネルギ吸収部材７６の第１接続部３０に接続される部分とは反対側の部分が、締結材２２（図１Ａ等参照）に接続されるようになっている。また、２つのエネルギ吸収部材７６の第２接続部３２には、角パイプ状に形成された斜材１８の一方側の端部がボルト５６及びナット５８を介して接続されている。なお、エネルギ吸収デバイス４６の第１接続部３０及び第２接続部３２とは、エネルギ吸収デバイス４６の端部からボルト５６の締結によってエネルギ吸収デバイス４６の変形が拘束される部位までの範囲となっている。

以上説明した本実施形態では、接続板７８及び斜材１８が２つのエネルギ吸収部材７６の第１接続部３０及び第２接続部３２にそれぞれボルト５６及びナット５８を介して接続される構成とされている。当該構成では、地震による荷重がエネルギ吸収部材７６に入力されることにより、当該エネルギ吸収部材７６を交換する必要が生じた場合に、当該エネルギ吸収部材７６を容易に交換することができる。

（第１１実施形態に係るエネルギ吸収デバイス）
次に、図１４Ａ及び図１４Ｂを用いて本発明の第１１実施形態に係るエネルギ吸収デバイス８２について説明する。

図１４Ａ及び図１４Ｂに示されるように、本実施形態のエネルギ吸収デバイス８２では、２つのエネルギ吸収部材７６の第１接続部３０に接続板７８の長手方向中間部７８Ａが接続されている。これにより、２つのエネルギ吸収部材７６のそれぞれのエネルギ吸収部３６が、第１拘束部としての接続板７８の長手方向一方側の部位７８Ｂと第２拘束部としての斜材１８との間に配置されて、エネルギ吸収部３６の外側延在部３６Ａと内側延在部３６Ｂとの間隔が保たれた状態で当該湾曲部３８が塑性変形されるようになっている。

以上説明した当該構成では、接続板７８の長手方向一方側の部位７８Ｂが、図１１Ｂ及び図１２Ｂに示された芯管７０と同様に機能する。これにより、本実施形態では、前述の図１３Ａ及び図１３Ｂに示されたエネルギ吸収デバイス７４に比べて、荷重が作用した際にエネルギ吸収デバイス８２の変形の進展に伴う荷重の低下を抑制することができる。

（第１２実施形態に係るエネルギ吸収デバイス）
次に、図１５Ａ及び図１５Ｂを用いて本発明の第１２実施形態に係るエネルギ吸収デバイス８４について説明する。

図１５Ａ及び図１５Ｂに示されるように、本実施形態のエネルギ吸収デバイス８４は、エネルギ吸収部材７６の一方側の端部７６Ａが、変形軸線上に配置されていると共に図１３Ａ及び図１３Ｂに示された接続板７８においてボルト挿通孔８０が形成された部分と同様の機能を有することに特徴がある。当該構成では、エネルギ吸収部材７６の一方側の端部７６Ａに形成されたボルト挿通孔８０に挿通されたボルト等を介して、当該エネルギ吸収部材７６の一方側の端部７６Ａを第１接続部３０として締結材２２（図１Ａ等参照）等に接続することができる。なお、本実施形態では、一方のエネルギ吸収部材７６の長手方向の中間部と他方のエネルギ吸収部材７６の長手方向の中間部が、ボルト５６及びナット５８を介して繋がれている。

（第１３実施形態に係るエネルギ吸収デバイス）
次に、図１６Ａ及び図１６Ｂを用いて本発明の第１３実施形態に係るエネルギ吸収デバイス８６について説明する。

図１６Ａ及び図１６Ｂに示されるように、本実施形態のエネルギ吸収デバイス８６は、エネルギ吸収部材７６において変形軸線Ｌと離間する側の端部が、締結材２２に繋がれる第１接続部３０とされていると共に、エネルギ吸収部材７６において変形軸線Ｌ側の端部が接続板７８を介して斜材１８（図１Ａ等参照）に繋がれる第２接続部３２とされていることに特徴がある。なお、このエネルギ吸収デバイス８６の構成は、図１４Ａに記載された第１１実施形態に係るエネルギ吸収デバイス８２の構成を軸方向に反転させた構成である。当該構成においても、図１４Ａ及び図１４Ｂに示された第１１実施形態に係るエネルギ吸収デバイス８２と同様に、荷重が入力された際のエネルギを吸収することができる。

（第１４実施形態に係るエネルギ吸収デバイス）
次に、図１７Ａ〜図１７Ｃを用いて本発明の第１４実施形態に係るエネルギ吸収デバイス８８について説明する。

図１７Ａ〜図１７Ｃに示されるように、本実施形態のエネルギ吸収デバイス８８は、４つのエネルギ吸収部材７６を含んで構成されていると共に、軸方向視でＩ断面状に形成された斜材１８の一方側の端部が、各々のエネルギ吸収部３６の第２接続部３２に接続されることに特徴がある。

斜材１８は、軸方向に沿って互いに平行に延在すると共にエネルギ吸収部材７６の第２接続部３２に接続される一対の第１延在部１８Ａと、一対の第１延在部１８Ａの短手方向の中央部を繋ぐ第２延在部１８Ｂと、を有することにより軸方向視でＩ字状（Ｈ字状）に形成されたＨ型鋼を用いて形成されている。

４つのエネルギ吸収部材７６のうち２つのエネルギ吸収部材７６は、斜材１８の第２延在部１８Ｂに対して一方側でかつ一対の第１延在部１８Ａの間に配置されている。残りの２つのエネルギ吸収部材７６は、斜材１８の第２延在部１８Ｂに対して他方側でかつ一対の第１延在部１８Ａの間に配置されている。これにより、４つのエネルギ吸収部材７６が軸方向視で変形軸線Ｌのまわりに当該変形軸線Ｌを挟むように配置されるようになっている。

また、本実施形態では、接続板７８の短手方向の中央部に軸方向に沿って延びる溝７８Ｃが形成されている。そして、斜材１８の第２延在部１８Ｂが溝７８Ｃ内に配置されることで、接続板７８と斜材１８とが当接することが抑制されて、エネルギ吸収部材７６の変形が妨げられないようになっている。また、図１７Ｃに示されるように、接続板７８と締結材２２（図１Ａも参照）とは、両者を架け渡すように配置された一対の添板９０並びにボルト５６及びナット５８を介して繋がれる。

以上説明した本実施形態のエネルギ吸収デバイス８８は、軸方向視でＩ字状（Ｈ字状）断面に形成された部材（斜材１８）を含んで構成された耐震壁１０（図１Ａ参照）等に適用することができる。

（第１５実施形態〜第１８実施形態に係るエネルギ吸収デバイス）
次に、図１８〜図２１Ｂを用いて本発明の第１５実施形態〜第１８実施形態に係るエネルギ吸収デバイスについて説明する。

図１８に示されるように、第１５実施形態に係るエネルギ吸収デバイス９２は、エネルギ吸収部材７６の第１接続部３０を接続板７８の軸方向他方側の端７８Ｄよりも軸方向他方側へ延出させていることに特徴がある。当該構成とすることにより、エネルギ吸収部材７６の第１接続部３０に図１７Ｃに示された添板９０としての機能を持たせることができる。

図１９に示されるように、第１６実施形態に係るエネルギ吸収デバイス９４は、図１７Ｃに示された接続板７８を設けずに、エネルギ吸収部材７６の第１接続部３０が締結材２２に一対の添板９０並びにボルト５６及びナット５８を介して繋がれることに特徴がある。当該構成では、図１７Ｃ記載された構成に比べて、接続板７８を省略することができる。

図２０Ａ及び図２０Ｂに示されるように、第１７実施形態に係るエネルギ吸収デバイス９６は、エネルギ吸収部材７６において変形軸線Ｌと離間する側の端部が締結材２２に繋がれる第１接続部３０とされていると共に、エネルギ吸収部材７６において変形軸線Ｌ側の端部が角パイプ状に形成された斜材１８に繋がれる第２接続部３２とされていることに特徴がある。なお、このエネルギ吸収デバイス９６の構成は、図１５Ａに記載された第１２実施形態に係るエネルギ吸収デバイス８４の構成を軸方向に反転させた構成をベースとするものである。また、本実施形態では、２つのエネルギ吸収部材７６の第２接続部３２が角パイプ状に形成された斜材１８の一方側の端部に挿入されている。そして、斜材１８の一方側の端部が、ボルト５６及びナット５８を介して２つのエネルギ吸収部材７６の第２接続部３２に接続されている。

図２１Ａ及び図２１Ｂに示されるように、第１８実施形態に係るエネルギ吸収デバイス９８の構成は、図２０Ａに示された第１７実施形態に係るエネルギ吸収デバイス９６において２つのエネルギ吸収部材７６の第２接続部３２を離間して配置させると共に第２接続部３２を第１接続部３０に対して斜材１８側にオフセットして配置させた構成である。また、本実施形態では、２つのエネルギ吸収部材７６のそれぞれの第２接続部３２の間に角パイプ状に形成された斜材１８の一方側の端部が配置されている。そして、斜材１８の一方側の端部が、ボルト５６及びナット５８を介して２つのエネルギ吸収部材７６の第２接続部３２に接続されている。当該構成では、斜材１８の内側にエネルギ吸収部材７６の第２接続部３２を配置させないことにより、斜材１８の大型化を抑制することができる。

（ＣＡＥ解析結果の説明）
次に、図２２Ａ〜図２３Ｄを用いて、本発明のエネルギ吸収デバイスに変形軸線の軸方向への荷重が入力された際に生じるエネルギ吸収荷重の特性のＣＡＥ解析による評価結果について説明する。

（第１の条件によるＣＡＥ解析）
図２２Ａ〜図２２Ｃには、ＣＡＥ解析を行った際のエネルギ吸収デバイス１００及び斜材１８の各部の寸法が示されている。図２２Ａ、図２２Ｂ（Ａ）及び図２２Ｃに示されるように、ケースナンバーＣ１に係るエネルギ吸収デバイス１００は、図４Ｃに示された第１実施形態に係るエネルギ吸収デバイス２０と同様の構成であり、図２２Ａ、図２２Ｂ（Ｂ）及び図２２Ｃに示されるように、ケースナンバーＣ２に係るエネルギ吸収デバイス１００は、図５Ｂに示された第２実施形態に係るエネルギ吸収デバイス４２と同様の構成である。また、図２２Ａ、図２２Ｂ（Ｃ）及び図２２Ｃに示されるように、ケースナンバーＣ３に係るエネルギ吸収デバイス１００は、図５Ｂに示された第２実施形態に係るエネルギ吸収デバイス４２に図１２Ｂに示されたエネルギ吸収デバイス７２の芯管７０を加えたものである。なお、ケースナンバーＣ０に係るエネルギ吸収デバイスは、湾曲部３８、外側延在部３６Ａ及び内側延在部３６Ｂにスリット４０が形成されていない比較対象に係るものである。そして、図２２Ｃに示されるように、芯管７０を除く各部の内外径、板厚、長さ及びスリット間隔（隣り合うスリット４０の周方向への角度）を同一の条件に設定して、軸線方向への引張荷重（又は圧縮荷重）Ｐを加えた。

図２２Ｄには、上記引張荷重（又は圧縮荷重）Ｐを加えた際における変形量（第１接続部３０に対する第２接続部３２の変位量）とエネルギ吸収荷重を示したグラフが示されている。この図に示されるように、本発明の構成であるケースナンバーＣ１〜Ｃ３に係るエネルギ吸収デバイス１００では、従来技術の構成であるケースナンバーＣ０に係るエネルギ吸収デバイスに比べて、変形量に対するエネルギ吸収荷重が安定していることがわかる。この点、従来技術のエネルギ吸収デバイスでは、変形量が多くなるにつれてエネルギ吸収荷重が急激に増加する。

また、ケースナンバーＣ２及びＣ３に係るエネルギ吸収デバイス１００は、湾曲部３８の幅が一定の幅に保たれた状態で外側延在部３６Ａ及び内側延在部３６Ｂが変形される。これにより、ケースナンバーＣ２及びＣ３に係るエネルギ吸収デバイス１００では、プラス方向（引張方向）へ変形された際のエネルギ吸収荷重とマイナス方向（圧縮方向）へ変形された際の変形初期のエネルギ吸収荷重とがほぼ同一の特性となっていることがわかる。これに対して、ケースナンバーＣ１に係るエネルギ吸収デバイス１００は、湾曲部３８の幅が変化しながら外側延在部３６Ａ及び内側延在部３６Ｂが変形される。そのため、ケースナンバーＣ１に係るエネルギ吸収デバイス１００では、プラス方向（引張方向）へ変形された際のエネルギ吸収荷重とマイナス方向（圧縮方向）へ変形された際のエネルギ吸収荷重とが変形初期の異なる特性となっていることがわかる。

また、ケースナンバーＣ３に係るエネルギ吸収デバイス１００は、外側延在部３６Ａと内側延在部３６Ｂとの間隔が略一定に保たれた状態で当該外側延在部３６Ａ及び内側延在部３６Ｂが変形される。これにより、ケースナンバーＣ３に係るエネルギ吸収デバイス１００は、芯管７０が設けられていないケースナンバーＣ２に係るエネルギ吸収デバイス１００に比べて高い値のエネルギ吸収荷重が得られ、変形の進展に伴うエネルギ吸収荷重の低下が抑えられていることがわかる。

（第２の条件によるＣＡＥ解析）
図２３Ａ〜図２３Ｃには、ＣＡＥ解析を行った際のエネルギ吸収デバイス１０２の各部の寸法が示されている。図２３Ａ及び図２３Ｃに示されるように、ケースナンバーＦ１及びＦ３に係るエネルギ吸収デバイス１０２の構成は、図１３Ｂに記載された第１０実施形態に係るエネルギ吸収デバイス７４を模擬した構成である。すなわち、エネルギ吸収デバイス７４の第１接続部３０と接続板７８がスペーサ６０を介して接合されていると共に、第２接続部３２と斜材１８がスペーサ６０を介して接合されている状態を模擬している。また、図２３Ｂ及び図２３Ｃに示されるように、ケースナンバーＦ２及びＦ４に係るエネルギ吸収デバイス１０２の構成は、図１４Ｂに記載された第１１実施形態に係るエネルギ吸収デバイス８２を模擬した構成である。そして、図２３Ｃに示されるように、幅寸法を除く各部の寸法が同一の寸法に設定された２つのエネルギ吸収部材７６を有するエネルギ吸収デバイス１０２に軸線方向への引張荷重Ｐを加えた。

図２３Ｄには、上記引張荷重Ｐを加えた際における変形量（第１接続部３０に対する第２接続部３２の変位量）とエネルギ吸収荷重を示したグラフが示されている。この図に示されるように、第１延在部３６Ａと第２延在部３６Ｂとの間隔が保たれるように拘束された構成（ケースナンバーＦ２及びＦ４に係る構成）では、当該拘束を受けない構成（ケースナンバーＦ１及びＦ３に係る構成）に比べて高い値のエネルギ吸収荷重が得られることがわかる。また、エネルギ吸収部材７６の幅Ｗを増加させることでエネルギ吸収荷重を高めることができることもわかる。

以上説明した第１の条件及び第２の条件によるＣＡＥ解析の結果等を踏まえて、所望のエネルギ吸収荷重の特性が得られるエネルギ吸収デバイスを設計すればよい。

また、以上説明した各実施形態及びＣＡＥ解析では、エネルギ吸収デバイスの材質が鋼とされた例について説明したが、本発明はこれに限定されない。エネルギ吸収デバイスの材質は鋼に限らず、ステンレスやアルミなど可塑性の金属や合金であってもよく、樹脂などのその他の素材であってもよい。また、エネルギ吸収デバイスに用いる素材の強度も任意に選択することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

１０ 耐震壁
１２ フレーム部
１４ 縦材
１６ 横材
１７Ａ 連結部材
１７Ｂ 連結部材
１７Ｃ 連結部材
１８ 斜材（第２拘束部）
２０ エネルギ吸収デバイス
２４ 耐震壁
２６ 第１斜材（斜材）
２８ 第２斜材（斜材）
３０ 第１接続部
３２ 第２接続部
３６ エネルギ吸収部
３６Ａ 外側延在部（第２延在部）
３６Ｂ 内側延在部（第１延在部）
３８ 湾曲部
４０ スリット
４２ エネルギ吸収デバイス
４４ エネルギ吸収デバイス
４６ エネルギ吸収デバイス
５６ ボルト（締結要素）
５８ ナット（締結要素）
６２ エネルギ吸収デバイス
６４ エネルギ吸収デバイス
６６ エネルギ吸収デバイス
６８ エネルギ吸収デバイス
７０ 芯管（第１拘束部）
７２ エネルギ吸収デバイス
７４ エネルギ吸収デバイス
７８Ｂ 接続板の長手方向一方側の部位（第１拘束部）
８２ エネルギ吸収デバイス
８４ エネルギ吸収デバイス
８６ エネルギ吸収デバイス
８８ エネルギ吸収デバイス
９２ エネルギ吸収デバイス
９４ エネルギ吸収デバイス
９６ エネルギ吸収デバイス
９８ エネルギ吸収デバイス
１００ エネルギ吸収デバイス
１０２ エネルギ吸収デバイス
Ｈ 建物の水平方向
Ｖ 建物の上下方向
Ｑ フレーム部に入力された荷重
Ｐ 変形軸線の軸方向への荷重
Ｌ 変形軸線
Ｚ 変形軸線の軸方向

Claims (11)

1. 変形軸線の方向に作用する荷重に対して変形するエネルギ吸収デバイスであって、
   前記エネルギ吸収デバイスの変形軸線上又は変形軸線の回りに配置され、一の部材が接続される第１接続部と、
   前記第１接続部よりも前記変形軸線から離れて該変形軸線の回りに配置され、他の部材が接続される第２接続部と、
   前記変形軸線の軸方向の一方側が開放された形状に湾曲された複数の湾曲部と、該複数の湾曲部と前記第１接続部とを繋ぐ複数の第１延在部と、該複数の湾曲部と前記第２接続部とを繋ぐ複数の第２延在部と、を有し、前記変形軸線の軸方向から見て該変形軸線を囲むように又は挟むように互いに離間して配置され、前記変形軸線の軸方向への荷重によって、前記第１接続部と前記第２接続部との前記変形軸線の軸方向への相対位置が変化されることで、少なくとも前記湾曲部が塑性変形されてエネルギを吸収するエネルギ吸収部と、
   を備えたエネルギ吸収デバイス。
2. 前記湾曲部、前記第１延在部及び前記第２延在部の幅が一定の幅に設定されている請求項１記載のエネルギ吸収デバイス。
3. 前記第１延在部及び前記第２延在部は、前記変形軸線の軸方向に沿って平板状に延在されている請求項１又は請求項２記載のエネルギ吸収デバイス。
4. 前記エネルギ吸収部は、第１拘束部と該第１拘束部と前記変形軸線と直交する方向に対向して配置された第２拘束部との間に配置されることで、前記変形軸線の軸方向への荷重に対して、前記第１延在部と前記第２延在部との間隔が保たれた状態で該湾曲部が塑性変形される請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のエネルギ吸収デバイス。
5. 前記エネルギ吸収部は、前記第１延在部及び前記第２延在部が該第１延在部及び該第２延在部の周縁部の部材と離間した状態で配置されることで、前記変形軸線の軸方向への荷重に対して、前記第１延在部と前記第２延在部との間隔が変化可能な状態で前記湾曲部が塑性変形される請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のエネルギ吸収デバイス。
6. 前記第１接続部及び前記第２接続部は、前記変形軸線を軸方向とする円筒状又は多角形断面の筒状に形成されている請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のエネルギ吸収デバイス。
7. 複数のスリットが、前記エネルギ吸収部に形成されており、
   前記スリットと前記エネルギ吸収部とが、前記変形軸線の軸方向から見て該変形軸線の回りに交互に配置されている請求項６記載のエネルギ吸収デバイス。
8. 前記第１接続部及び前記第２接続部には、着脱可能な締結要素が係合される被係合部がそれぞれ設けられている請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のエネルギ吸収デバイス。
9. 建物の水平方向に間隔をあけて建物の上下方向に延在する一対の縦材と、前記一対の縦材の上端部及び下端部を建物の水平方向に繋ぐ一対の横材と、を有するフレーム部と、
   前記一対の縦材の間かつ前記一対の横材の間に配置され、前記フレーム部に入力された荷重が伝達されることで前記湾曲部が塑性変形される請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のエネルギ吸収デバイスと、
   を備えた耐震壁。
10. 前記一対の縦材の間かつ前記一対の横材の間には、建物の上下方向に対して傾斜された斜材が設けられており、
    前記斜材の一端部が、前記エネルギ吸収デバイスの前記第１接続部及び前記第２接続部のいずれか一方に接続されていると共に、前記フレーム部が、前記第１接続部及び前記第２接続部のいずれか他方に接続されている請求項９記載の耐震壁。
11. 前記フレーム部と前記エネルギ吸収デバイスとを繋ぐ連結部材が、前記一対の縦材の間かつ前記一対の横材の間に設けられることで、前記変形軸線の軸方向が、前記縦材又は前記横材が延在する方向と一致している請求項９記載の耐震壁。