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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-06-10
(45)【発行日】2022-06-20
(54)【発明の名称】制震金具
(51)【国際特許分類】
   E04H 9/02 20060101AFI20220613BHJP
   F16F 15/02 20060101ALI20220613BHJP
   F16F 15/06 20060101ALI20220613BHJP
【FI】
E04H9/02 311
F16F15/02 R
F16F15/06 A
【請求項の数】 4
(21)【出願番号】P 2018092008
(22)【出願日】2018-05-11
(65)【公開番号】P2019196665
(43)【公開日】2019-11-14
【審査請求日】2021-04-27
(73)【特許権者】
【識別番号】594173843
【氏名又は名称】イケヤ工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100098936
【弁理士】
【氏名又は名称】吉川 晃司
(74)【代理人】
【識別番号】100098888
【弁理士】
【氏名又は名称】吉川 明子
(72)【発明者】
【氏名】池谷 謙
(72)【発明者】
【氏名】池谷 和彦
(72)【発明者】
【氏名】池谷 尚彦
【審査官】伊藤 昭治
(56)【参考文献】
【文献】特開2004-183302(JP,A)
【文献】特開2013-064290(JP,A)
【文献】特開2013-253380(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
E04H 9/02
F16F 15/02
E04B 1/18
E04B 1/58
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
一辺に連結部を有し前記連結部が直交するように重ね合わされた一対の取付板と、前記一対の取付板に渡設されたバネと、前記一対の取付板の夫々対向する板面間に挟み込まれた粘弾性体シートを具備し、横架材と柱の間の角部で、一方の取付板の連結部を横架材に連結させ、他方の取付板の連結部を柱に連結させて設置する制震金具において、
一方の取付板の対向する板面からピンが突設され、他方の取付板の対向する板面に形成された円弧状の案内用長孔に前記ピンが移動可能に係合されており、
前記長孔の円弧形状は、中間で円弧半径が変わっており、正面視において、横架材を下側とする角部に設置する場合には、上側が設置側の角部を中心とする円弧半径に合わせて形成され、下側が反対側の角部を中心とする円弧半径に合わせて形成され、横架材を上側とする角部に設置する場合には、下側が設置側の角部を中心とする円弧半径に合わせて形成され、上側が反対側の角部を中心とする円弧半径に合わせて形成されていることを特徴とする制震金具。
【請求項2】
請求項1に記載した制震金具において、
ピン及び長孔を一組とし、三組が間隔をあけて設けられていることを特徴とする制震金具。
【請求項3】
請求項1または2に記載した制震金具において、
ピンはボルトで構成されていることを特徴とする制震金具。
【請求項4】
請求項3に記載した制震金具において、
さらに、一方の取付板の外側に重ねられた補強板と、前記一方の取付板と前記補強板の夫々対向する板面間に挟み込まれた粘弾性体シートを具備し、
前記一方の取付板には長孔が形成されており、前記長孔をボルト挿通孔として、前記補強板と他方の取付板とをボルトナット締結により連結して一体化していることを特徴とする制震金具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は制震金具に係り、特に地震時等における建物の震動を低減するための制震金具に関する。
【背景技術】
【0002】
建物の制震金具は通常一対の取付板を有し、その一対の取付板はバネを介して連結されている。即ち、バネの一端が一対の取付板のうち一方の取付板に連結され、他端が他方の取付板に連結されて一体に構成されている。また、一対の取付板の間には粘弾性体シート(=摩擦板)が挟み込まれている。
この制震金具は、一方の取付板を柱に取り付け、他方の取付板を土台や梁などの横架材に取り付けて使用する。
地震等により建物が揺れたときには、バネと粘弾性体シートによる減衰力と復元力が利用されて、揺れが早期に収まると共に建物の変形が抑えられること、即ち制震効果が期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開2005-200882号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、建物が揺れたときに、柱に取り付けた側の取付板が横架材に取り付けた側の取付板に対して回動的ずれを積極的に許容するために、一方の取付板には長孔が形成され、他方の取付板にはピンが突設されており、長孔内のピンの相対的な移動が可能な構成になっている。
しかしながら、揺れが大きくなると、ピンが孔縁に強引に当たってしまい、ピンが折れたり、長孔から抜け出たりすることが懸念される。一方で長孔を必要以上に大きくすると、通常時の建物の剛性に影響が出る。
本発明は上記従来の問題点に着目してなされたものであり、大きな揺れに対しても、安定的に十分な制震効果を発揮することができる制震金具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、請求項1の発明は、一辺に連結部を有し前記連結部が直交するように重ね合わされた一対の取付板と、前記一対の取付板に渡設されたバネと、前記一対の取付板の夫々対向する板面間に挟み込まれた粘弾性体シートを具備し、横架材と柱の間の角部で、一方の取付板の連結部を横架材に連結させ、他方の取付板の連結部を柱に連結させて設置する制震金具において、一方の取付板の対向する板面からピンが突設され、他方の取付板の対向する板面に形成された円弧状の案内用長孔に前記ピンが移動可能に係合されており、前記長孔の円弧形状は、中間で円弧半径が変わっており、正面視において、横架材を下側とする角部に設置する場合には、上側が設置側の角部を中心とする円弧半径に合わせて形成され、下側が反対側の角部を中心とする円弧半径に合わせて形成され、横架材を上側とする角部に設置する場合には、下側が設置側の角部を中心とする円弧半径に合わせて形成され、上側が反対側の角部を中心とする円弧半径に合わせて形成されていることを特徴とする制震金具である。
【0006】
請求項2の発明は、請求項1に記載した制震金具において、ピン及び長孔を一組とし、三組が間隔をあけて設けられていることを特徴とする制震金具である。
【0007】
請求項3の発明は、請求項1または2に記載した制震金具において、ピンはボルトで構成されていることを特徴とする制震金具である。
【0008】
請求項4の発明は、請求項3に記載した制震金具において、さらに、一方の取付板の外側に重ねられた補強板と、前記一方の取付板と前記補強板の夫々対向する板面間に挟み込まれた粘弾性体シートを具備し、前記一方の取付板には長孔が形成されており、前記長孔をボルト挿通孔として、前記補強板と他方の取付板とをボルトナット締結により連結して一体化していることを特徴とする制震金具である。
【発明の効果】
【0009】
本発明の制震金具によれば、安定的に十分な制震効果を発揮させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1】本発明の実施の形態に係る制震金具を柱と梁に取り付けた状態の斜視図である。
図2図1の制震金具の分解斜視図である。
図3図1の正面図である。
図4図3の補強板を透明化した状態を示す。
図5図4に基づいて、柱が正面から見て左側に倒れる場合の挙動を示す。
図6図4に基づいて、柱が正面から見て右側に倒れる場合の挙動を示す。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明の実施の形態に係る制震金具1を図面に従って説明する。
図1に示すように、この制震金具1は柱Cと梁Bに連結されて固定されている。
図2に示すように、制震金具1は鋼材によって構成された一対の取付板3、33を有している。一対の取付板3、33のうち、一方を第1取付板3、他方を第2取付板33と称して説明する。
【0012】
第1取付板3は平板状の主部5を有しており、板面を垂直に立てた状態で見ると、ほぼ正方形をなす上辺縁7、左辺縁9、右辺縁11、下辺部13で囲まれた4つの角部のうち3つの角部が切り欠かれた形状になっている。板面を垂直に立てた状態で見ると、上辺縁7と左辺縁9との間の角部は大きく正三角形状に斜めに切り欠かれて、一直線状の切欠き縁15になっている。上辺縁7と右辺縁11との間の角部は小さく正三角形状に斜めに切り欠かれて、一直線状の切欠き縁17になっている。右辺縁11と下辺部13との間の角部は、下辺部13の右端から上方に向かって右辺縁11と平行に切り込まれた後右辺縁11に向かって斜めに切り欠かれて、切欠き縁19になっている。この切欠き縁19の斜め部分は切欠き縁15と平行になって延びている。
【0013】
切欠き縁15の近傍には長方形穴21が形成されている。この長方形穴21の中心は切欠き縁15の中心から下ろした垂線上にあり、一対の長辺が切欠き縁15に平行に延びている。
左辺縁9と下辺部13との間に残された唯一の角部と、残りの2つの切欠き縁17、19の近傍には、それぞれボルト挿通孔23、25、27が形成されている。この挿通孔23、25、27は、互いに正三角形近似の三角形の頂点位置を占めるように配置されている。
【0014】
符号29は連結部としての長方形状の連結片を示し、この連結片29は下辺部13に連設されている。連結片29は主部5と同じ1枚の平板で構成されており、主部5に対して直角に折り曲げられて、正面側に張り出している。この連結片29の張り出した側の両角部は正三角形状に小さく切り欠かれている。
連結片29には、円形の取付穴31、31、……が所定の間隔をあけて合計で12個形成されている。
【0015】
第2取付板33の主部35は、第1取付板3の主部5とほぼ同じ形状になっているが、切欠き縁15の中心から下ろした垂線を中心線として左右を逆転させた形状になっており、下辺縁37があり、右辺部39には連結片41が連設され、そこには取付穴43、43、……が形成されている。
この第2取付板33の主部35には、第1取付板3の長方形穴21に対向して、その長方形穴21に入り込む大きさで一方の板バネ取付台45が取り付けられている。なお、第1取付板3にも同様に他方の板バネ取付台(図示省略)が取り付けられている。
【0016】
更に、第2取付板33の主部35には、第1取付板3側のボルト挿通孔23、25、27に対応して、案内用の長孔47、49、51がそれぞれ形成されている。この長孔47、49、51は全体として円弧状になっているが、中間で円弧半径が変わっている。その形状や配置関係については後述する。
【0017】
第2取付板33の主部35は第1取付板3の主部5と重ね合わされる面側が対向面となっており、反対が外面となっている。この外面に補強板53が重ね合わされるようになっている。この補強板53も鋼材によって構成されており、第1取付板3の主部5に似た平板状をしている。補強板53には、制震金具1を組み立てた後に、第1取付板3側のボルト挿通孔23、25、27に対応する位置にくるように、ボルト挿通孔55、57、59が形成されている。孔寸法は共通している。
【0018】
符号61は四角形の粘弾性体シートを示す。粘弾性体シート61は2枚使用されており、一方の粘弾性体シート61は第1取付板3の主部5と第2取付板33の主部35の対向面どうしの間に挟み込まれる。
粘弾性体シート61は第1取付板3の長方形穴21、ボルト挿通孔23、25、27や、第2取付板33の板バネ取付台45、長孔47、49、51に重ならないように中心に寄って配置させて、その両面とも第1取付板3の主部5の対向面と第2取付板33の主部35の対向面に全面的に接触させた状態にする。
【0019】
他方の粘弾性体シート61は第2取付板33の主部35の外面と補強板53の板面との間に挟み込まれる。
この場合も、粘弾性体シート61が第2取付板33の板バネ取付台45、長孔47、49、51や、補強板53のボルト挿通孔55、57、59に重ならないように中心に寄って配置させて、その両面とも第2取付板33の主部35の外面と補強板53の板面に全面的に接触させた状態にする。
粘弾性体シート61の素材としては、特に限定されていないが、例えばブチルゴムを基材とし、それに複数の樹脂を混入したものなどを利用できる。
【0020】
第1取付板3の主部5の中心部分に粘弾性体シート61を被せ、第1取付板3の連結片29と第2取付板33の連結片41どうしが直交するように第1取付板3の主部5の対向面に第2取付板33の主部35の対向面を重ね合わせ、続いて、第2取付板33の主部35の外面の中心部分に粘弾性体シート61を被せ、さらに、補強板53を重ね合わせる。
【0021】
そのとき、第1取付板3のボルト挿通孔23に、第2取付板33の長孔47を挟んで、補強板53のボルト挿通孔55を連通させ、第1取付板3のボルト挿通孔25に、第2取付板33の長孔49を挟んで、補強板53のボルト挿通孔57を連通させ、第1取付板3のボルト挿通孔27に、第2取付板33の長孔51を挟んで、補強板53のボルト挿通孔59を連通させる。
このように配置すると、第2取付板33の板バネ取付台45は、第1取付板3の長方形穴21を通って、第1取付板3の主部5の外面側へ突出しており、第1取付板3の主部5の外面側に取り付けられた板バネ取付台(図示省略)と対向する。板バネとして角棒状の板バネ63、63、63が使用されており、各板バネ63の一端をその突出してきた板バネ取付台45に挿入して固定し、他端を第1取付板3の主部5の外面に取り付けられた板バネ取付台(図示省略)に挿入して固定することで、第1取付板3と第2取付板33との間で渡設させる。
【0022】
また、3本のボルト65、65、65が補強板53の外面側から差し込まれる。1本目のボルト65の雄ねじ軸67は、ボルト挿通孔55、カラー68、皿ばね70、ボルト挿通孔23を挿通してナット69により螺着締結される。2本目のボルト65の雄ねじ軸67は、ボルト挿通孔57、カラー68、皿ばね70、ボルト挿通孔25を挿通してナット69により螺着締結される。3本目のボルト65の雄ねじ軸67は、ボルト挿通孔59、カラー68、皿ばね70、ボルト挿通孔27を挿通してナット69により螺着締結される。
これにより、組立が完了して一体化すると、第1取付板3の主部5と第2取付板33の主部35と補強板53が積層し、2枚の粘弾性体シート61、61がそれらの間で弾性圧縮して粘着した状態で介装される。皿ばね70の介装により、第1取付板3の主部5と第2取付板33の主部35が弾圧されており、揺れが発生したときに、第1取付板3に対して第2取付板33が回動方向にずれ易くなっている。
このとき、一つ目のカラー68は長孔47内に移動可能に係合され、二つ目のカラー68は長孔49内に移動可能に係合され、三つ目のカラー68は長孔51内に移動可能に係合されている。
【0023】
この状態で、図1に示すように、柱Cに対しては、連結片41を柱Cに重ねてピン71を取付穴43から柱C内に打ち込んで連結し、梁Bに対しては、連結片29を梁Bに重ねて同様にピン71を取付穴31から梁B内に打ち込んで連結し、連結側とは剛接合状態となる。
図3に示すように、第1取付板3の主部5の右辺縁11は、第2取付板33の主部35の右辺部39に対してほぼ平行に並んでいるが左方にずれて、隙間S(R)が生まれている。第2取付板33の主部35の下辺縁37は、第1取付板3の主部5の下辺部13に対してほぼ平行に並んでいるが上方にずれて、隙間S(U)が生まれている。なお、補強板53の右辺縁は、第1取付板3の主部5の右辺縁11とほぼ一致しており、下辺縁も、第2取付板33の主部35の下辺縁37とほぼ一致している。
【0024】
そして、第1取付板3と第2取付板33とは、上記のボルトナット締結により、第1取付板3の主部5から突設した雄ねじ軸67、67、67が、第2取付板33の長孔47、49、51内を貫通することで連結されており、図4に示すように、雄ねじ軸67、67、67に外嵌されたカラー68、68、68が、第2取付板33の長孔47、49、51内を摺動できることから、その範囲で第1取付板3と第2取付板33は重なり合いからずれることが可能となっている。なお、雄ねじ軸67、67、67は、主部5の端寄りで正三角形近似の大きな三角形の頂点位置上から突出するので、上記のような移動は許容されつつ、通常時の必要な連結強度は維持される。
【0025】
長孔47は、全体として円弧形状になっているが、中間で円弧半径が異なっており、上側孔47Uは柱Cと梁Bの左側の角部Pを中心とする円弧上にあり、下側孔47Lが柱Cと梁Bの右側の角部Qを中心とする円弧上にある。円弧半径の差は柱Cが太くなるほど大きくなる。
同様の考えの下で、長孔49では下側孔49L、上側孔49Uが形成され、長孔51では下側孔51L、上側孔51Uが形成されている。
なお、長孔47、49、51の形状は、図示状態からもわかるように、完全な円弧状を為しているわけではないが、本発明では、このような形状も許容されている。
【0026】
震動により柱Cに対して左右両側に傾く方向の揺れの力が加わるが、図5に示すように、左側に傾かせようとする力が加わった場合には、隙間S(U)分だけ制震金具1側も第1取付板3の主部5に対する第2取付板33の主部35の反時計回りの回動方向へのずれが構造的に許容されているので、柱Cは右側の角部Qが浮き上がって、左側の角部Pを支点として傾こうとする。
そのとき、雄ねじ軸67、67、67にカラー68、68、68がそれぞれ外嵌されており、カラー68、68、68がそれぞれ第2取付板33の長孔47、49、51内を相対的に時計回りに、すなわち上側に向かって円弧軌道上を移動することになるが、この円弧軌道を開けるように、上側孔47U、49U、51Uが形成されているので、移動は邪魔されない。
【0027】
従って、雄ねじ軸67、67、67が長孔47、49、51の孔縁に強く衝突して折れたり、ナット69、69、69から外れて長孔47、49、51から抜け落ちたりすることが阻止される。
【0028】
図6に示すように、右側に傾かせようとする力が加わった場合には、隙間S(R)分だけ制震金具1側も第2取付板33の主部35に対する第1取付板3の主部5の回動が構造的に許容されているので、柱Cは左側の角部Pが浮き上がって、右側の角部Qを支点として傾こうとする。
そのとき、カラー68、68、68がそれぞれ第2取付板33の長孔47、49、51内を相対的に反時計回りに、すなわち下側に向かって円弧軌道上を移動することになるが、この円弧軌道を開けるように、下側孔47L、49L、51Lが形成されているので、移動は邪魔されない。
【0029】
このように、左側への揺れと右側への揺れの際の支点位置の違いを考慮して長孔47、49、51が設計されているので、雄ねじ軸67、67、67が長孔47、49、51の孔縁に強く衝突して折れたり、ナット69、69、69から外れて長孔47、49、51から抜け落ちたりすることが阻止される。
【0030】
本発明の制震金具1では、地震による揺れが生じたときには、板バネ63、63、63と、粘弾性体シート61、61から弾性復元力や減衰力を作用させて制震効果を発揮させており、第1取付板3と第2取付板33とが相対的にずれることが前提となっているが、上記のように、第1取付板3と第2取付板33の連結構造を工夫して常に安定した連結状態を維持できるようになっているので、長期間にわたって安定的に十分な制震効果を発揮させることができる。
【0031】
以上、本発明の実施例について詳述してきたが、具体的構成は、この実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても発明に含まれる。
例えば、上記実施の形態では、制震金具1を柱Cと梁Bとに取り付けたが、柱Cと土台とに取り付けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【0032】
1…制震金具 3…第1取付板 5…主部 7…上辺縁
9…左辺縁 11…右辺縁 13…下辺部 15、17、19…切欠き縁
21…長方形穴 23、25、27…ボルト挿通孔 29…連結片
31…取付穴 33…第2取付板 35…主部 37…下辺縁
39…右辺部 41…連結片 43…取付穴 45…板バネ取付台
47、49、51…長孔 47L、49L、51L…下側孔
47U、49U、51U…上側孔 53…補強板 55、57、59…ボルト挿通孔
61…粘弾性体シート 63…板バネ 65…ボルト
67…雄ねじ軸 68…カラー 69…ナット 70…皿ばね 71…ピン
C…柱 B…梁 S(L)、S(R)…隙間 P、Q…角部
図1
図2
図3
図4
図5
図6