説明

入隅部補強金物

【課題】省スペースで設置することが可能であると共に、蛇腹の変形性能を改善することが可能で、エネルギ吸収能力に優れかつコンパクトな入隅部補強金物を提供する。
【解決手段】山部4a及び谷部4bが反復する波状に屈曲させて伸縮変形可能な蛇腹状に形成した屈曲板部4と、屈曲板部の伸縮方向両端にそれぞれ平坦板部5を介して一体的に形成した一対の取付片部6とを有し、2つの構造材2の入隅部3に、これら一対の取付片部それぞれを各構造材に接合して設置されて、入隅部を補強しつつ、これら構造材間に所定荷重を超える荷重が入力されたときに屈曲板部が伸縮変形して当該入力荷重を吸収する入隅部補強金物1であって、屈曲板部は、平坦板部に対しその表面5c側一方に寄せて、屈曲形成される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、省スペースで設置することが可能であると共に、蛇腹の変形性能を改善することが可能で、エネルギ吸収能力に優れかつコンパクトな入隅部補強金物に関する。
【背景技術】
【0002】
伸縮変形可能な緩衝部を有して、2つの構造材の入隅部に設置され、当該入隅部を補強しつつ、構造材間に作用する荷重を吸収するようにした入隅部補強金物として、特許文献1が知られている。
【0003】
特許文献1の「仕口補強用具」は、水平部材と垂直部材を略直角に接合する仕口部に取付ける仕口補強用具を両側の取付部とそれらの取付部を連結する連結部とから構成し、その連結部に設ける変形部を、仕口部の内側の隅部を中心としてほぼ放射状に延びる複数の屈曲線に沿って交互に屈曲して蛇腹状に形成し、かつ各屈曲部の高さが隅部に近い方から外側へ向けて漸増するように構成する。変形部の幅を狭くして外力による変形を変形部に集中させたり、隣接して設置した対をなす仕口補強用具の間からブレースをとるように構成するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2010−31630号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
背景技術にあっては、変形部を、屈曲線に沿って交互に屈曲して蛇腹状に形成している。屈曲形成した蛇腹状の変形部に外力が作用して圧縮変形が生じると、屈曲部分が僅かながら外側へ迫り出していく。このような迫り出しにより、変形部が周辺の部材と干渉するおそれがあり、干渉が生じると、十分な吸収作用を発揮し得ないという課題がある。
【0006】
干渉が生じないようにするためには、屈曲部分の迫り出し代を確保する必要があるが、入隅部のスペースは一般に狭隘であって、仕口補強用具の設置が困難な場合があった。このため、迫り出し代を殆ど確保する必要なしに変形部を変形させることができ、省スペースで設置することが可能な構造の案出が望まれていた。
【0007】
また、蛇腹状の変形部の変形性能は通常、蛇腹を潰すように圧縮したり、蛇腹を引き伸ばすように伸長させることで得られるが、その変形性能をさらに改善する方策の案出が望まれていた。
【0008】
本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、省スペースで設置することが可能であると共に、蛇腹の変形性能を改善することが可能で、エネルギ吸収能力に優れる入隅部補強金物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】
【0009】
本発明にかかる入隅部補強金物は、山部及び谷部が反復する波状に屈曲させて伸縮変形可能な蛇腹状に形成した屈曲板部と、該屈曲板部の伸縮方向両端にそれぞれ平坦板部を介して一体的に形成した一対の取付片部とを有し、2つの構造材の入隅部に、これら一対の取付片部それぞれを各構造材に接合して設置されて、該入隅部を補強しつつ、これら構造材間に所定荷重を超える荷重が入力されたときに該屈曲板部が伸縮変形して当該入力荷重を吸収する入隅部補強金物であって、上記屈曲板部は、上記平坦板部に対しその一方の側に寄せて、屈曲形成されることを特徴とする。
【0010】
前記一対の取付片部はともに、互いに面するように、前記平坦板部に対して一方の側へ折り曲げて形成されると共に、前記屈曲板部は、上記取付片部間に位置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
本発明にかかる入隅部補強金物にあっては、省スペースで設置することができると共に、蛇腹の変形性能を改善することができて優れたエネルギ吸収能力を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明にかかる入隅部補強金物の好適な一実施形態を示す、取付状態の正面図である。
【図2】図1に示した入隅部補強金物を説明するための図であって、(a)は正面視を、(b)は側面視を、(c)は平面視を、(d)はd−d線矢視を、(e)はe−e線矢視を、それぞれ示す図である。
【図3】本発明にかかる入隅部補強金物によるエネルギの緩衝・吸収作用を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下に、本発明にかかる入隅部補強金物の好適な一実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。本実施形態に係る入隅部補強金物1は、図1及び図2に示すように、木造建物を構成する2つの構造材2の入隅部3、例えば互いに略直交するように配設される柱材と梁材の入隅部や、柱材と土台の入隅部などに設置される。入隅部補強金物1は、ステンレス鋼などの金属製の板材から形成される。
【0014】
入隅部補強金物1は、蛇腹状に形成される屈曲板部4と、屈曲板部4の両側に形成される一対の平坦板部5と、各平坦板部5の外側に形成され、入隅部補強金物1を入隅部3へ設置するために各構造材2と接合される一対の取付片部6とを備え、これらが一体形成されて構成される。
【0015】
屈曲板部4は、板材を、例えば断面が正弦波形状となるように、山部4aと谷部4bが反復する波状に屈曲させて形成される。このように波状に屈曲させることにより、屈曲板部4は、蛇腹状であって、山部4a及び谷部4bが並ぶ方向に向かって伸縮変形可能とされる。伸縮変形可能な屈曲板部4は、その伸縮方向に所定荷重以下の荷重が作用しても殆ど伸縮変形せず、所定荷重を超える荷重が入力されると伸縮変形し、この伸縮変形により、弾塑性域においてヒステリシスループを描くエネルギ吸収作用を発揮して、当該入力荷重を吸収するようになっている。所定荷重は、設計的に適宜に設定される。
【0016】
図示例にあっては、屈曲板部4は、中央に位置される谷部4bと当該谷部4bを両側から挟む2つの山部4aとが5本の屈曲線x,yに沿って屈曲されて、波状に形成されている。5本の屈曲線x,yのうち、中央の3本の屈曲線xは、2つの構造材2の入隅部3の角隅Pを基点として、これより放射方向に伸ばして設定される。外側の2本の屈曲線yは、入隅部3の角隅Pよりも遠方箇所Qを基点として、これより放射方向に伸ばして設定される。
【0017】
また、屈曲板部4は、入隅部3に面する内縁4cが入隅部3外方へ向かって凸のアーチ状に形成され、反対側の外縁4dが入隅部3内方へ向かって凸のアーチ状に形成されて、これにより伸縮方向中央(谷部4b)へ向かって順次幅狭に形成される。伸縮方向中央が幅狭に形成されるので、両側の山部4aだけでなく、谷部4bにおける変形能も高められ、屈曲板部4の伸縮性能が向上される。
【0018】
屈曲板部4の伸縮方向両端それぞれには、これらに連続して、平坦板部5が一対形成される。各平坦板部5は、適宜幅寸法で、屈曲板部4から構造材2の長さ方向に入隅部3外方へ向かって延出され、これにより構造材2の長さ方向に沿う側縁部5aが長く形成される。このように、平坦板部5の側縁部5aの長さ寸法を構造材2の長さ方向へ長く形成することにより、当該平坦板部5による屈曲板部4と構造材2に接合される取付片部6との間での効果的な荷重伝達が確保される。
【0019】
各平坦板部5の、入隅部3に面する内縁5bは、屈曲板部4の内縁4cに一連に連続させてアーチ状に形成される。従って、入隅部補強金物1と入隅部3の角隅Pとの間には、扇状の隙間Cが形成される。
【0020】
各平坦板部5それぞれには、それらの側縁部5aから連続して、かつ当該側縁部5aの全長にわたって、取付片部6が一対形成される。換言すれば、一対の取付片部6は、平坦板部5を介して、屈曲板部4の伸縮方向両端にそれぞれ一体的に形成される。各取付片部6は、2つの構造材2それぞれに接合するためにそれらに面するように、平坦板部5からL字状に立ち上がるように折り曲げられる。
【0021】
特に、これら一対の取付片部6はともに、互いに面するように、平坦板部5に対してその表面5c側もしくは裏面5d側のいずれか一方の側へ折り曲げて形成される。すなわち、取付片部6はともに、同じ向きに折り曲げられる。
【0022】
これにより、反対向きに折り曲げた場合に比べ、入隅部補強金物1は、屈曲板部4を横切る左右横向きのせん断作用に対し、左右どちらの方向に対しても効果的に抵抗しつつ、構造材2から取付片部6に入力される荷重を、平坦板部5及び屈曲板部4へ効率よく伝達することができる。図示例にあっては、取付片部6は、略四角形状の外形輪郭で形成されているけれども、取付箇所のスペースに応じてどのような形態で形成しても良い。
【0023】
各取付片部6には、これを構造材2に接合するボルト7を挿通するための複数のボルト孔8が形成される。ボルト孔8に挿通したボルト7で取付片部6を構造材2に接合することで、入隅部補強金物1は、2つの構造材2間の入隅部3に設置され、構造材2同士を連結しつつ、当該入隅部3を補強するようになっている。
【0024】
そしてさらに、本実施形態にあっては、屈曲板部4は、平坦板部5の表面5c側もしくは裏面5d側のいずれか一方の側に寄せて一対の取付片部6の間に位置するように、平坦板部5に対して、取付片部6の折り曲げ側へ屈曲させて形成される。
【0025】
図2を参照して説明すると、各取付片部6が平坦板部5の表面5c側へ折り曲げて形成されている場合、屈曲板部4の波状の山部4a及び谷部4bは、平坦板部5の板面を基準として、裏面5d側へは屈曲形成されずに、表面5c側へ向かってのみ屈曲形成される。
【0026】
このように形成することで、平坦板部5の裏面5dに対し、屈曲板部4のすべての山部4a及び谷部4bが平坦板部5の表面5c側に寄せて、一対の取付片部6の間に位置される。
【0027】
屈曲板部4を平坦板部5の表面5a側へ寄せて形成することで、屈曲板部4は圧縮変形時、平坦板部5を基準として、おおよそ表面5c側外方へのみ迫り出すように変形されると共に、図3(a)に示すように、平坦板部5から伝達される荷重Fが蛇腹の端(図中、Sで示す)に偏って作用するように構成される。また、取付片部6間に位置するように形成することで、屈曲板部4及びこれを変形させるスペースが、取付片部6間に確保される。
【0028】
以上説明した本実施形態に係る入隅部補強金物1の作用について説明する。入隅部補強金物1は、一対の取付片部6それぞれを2つの構造材2に対し接合することで、屈曲板部4をこれら構造材2で挟んだ形態で、入隅部3に設置される。地震などの外力の作用により建物に反復する揺れが生じ、これにより、構造材2同士の間に、入隅部3を開いたり閉じたりする角度変化を生じさせる荷重が加わると、その荷重の一部が取付片部6から入隅部補強金物1に入力される。
【0029】
所定荷重以下の入力荷重に対しては、入隅部補強金物1は、構造材2間で剛強に抵抗し、入隅部3を補強することができる。所定荷重を超える入力荷重が入隅部補強金物1に入力されると、屈曲板部4は伸縮変形し、弾塑性ヒステリシスループを描くエネルギ吸収作用で、入力荷重に対しこれを緩衝しつつ吸収し、これにより入隅部3を補強することができる。
【0030】
このとき、屈曲板部4は、圧縮変形される際、平坦板部5の表面5c側において外向きに迫り出すように変形することになる。また、屈曲板部4は、互いに面する一対の取付片部6間のスペース内で伸縮変形することになる。
【0031】
さらにこの変形の際、取付片部6から平坦板部5を介して屈曲板部4に入力される荷重Fは、図3(b)に示した好ましくない例のように蛇腹の中央(図中、Tで示す)ではなく、本発明では図3(a)に示すように蛇腹の端Sに偏って作用する。蛇腹の中央Tに荷重Fが作用する場合は、主に荷重作用方向の圧縮・引張作用のみによる変形態様となってモーメント作用mは僅かとなるが、蛇腹の端Sに偏って荷重Fを作用させることにより、荷重作用方向の圧縮・引張作用のみならず、モーメント作用Mを格段に増大させることができ、伸縮変形に必要な荷重を低減することができる。
【0032】
以上説明した本実施形態にあっては、屈曲板部4を、平坦板部5に対しその表面5c側一方に寄せて、屈曲形成するようにしたので、屈曲板部4が圧縮変形する際、当該屈曲板部4が平坦板部5の裏面5d側から外方へ迫り出すことがなく、当該裏面5d側に、伸縮変形する屈曲板部4と干渉することのないスペースを確保することができる。
【0033】
このようなスペースを確保できることにより、狭隘な取付箇所であっても、入隅部補強金物1を適切に設置することができて省スペース化を達成することができると共に、入隅部補強金物1の機能を損なうことなく、これに近接させて周辺部材を設置することができる。
【0034】
また、上記構成により、屈曲板部4におけるモーメント作用Mを強めることができて、伸縮変形に必要な荷重を低減することができ、蛇腹状とした屈曲板部4の変形性能を改善し向上することができて、優れたエネルギ吸収能力を発揮させることができる。これにより、取付片部6に作用する荷重が減少し、ボルト7等への荷重負担も軽減されることから、地震による繰り返しの揺れなどに対しても、屈曲板部4の機能を確実に発揮させることができる。
【0035】
また、一対の取付片部6をともに、互いに面するように、平坦板部5に対してその表面5c側へ折り曲げて形成すると共に、屈曲板部4を、取付片部6間に位置させるようにしたので、取付片部6による接合に要するスペースと、屈曲板部4を伸縮変形させるスペースを同じ側(表面5c側)にまとめることができ、入隅部補強金物1をコンパクト化することができて、これによっても省スペース化することができる。
【0036】
さらに、屈曲板部4は、伸縮方向中央を幅狭に形成したので、両側の山部4aだけでなく、谷部4bにおける変形能も高めることができ、屈曲板部4の伸縮性能を向上できる。平坦板部5の側縁部5aの長さ寸法を構造材2の長さ方向へ長く形成したので、当該平坦板部5による屈曲板部4と取付片部6との間での効果的な荷重伝達を確保できる。取付片部6をともに、同じ向きに折り曲げるようにしたので、反対向きに折り曲げる場合に比べ、屈曲板部4を横切る左右横向きのせん断作用に対し、左右どちらの方向に対しても効果的に抵抗しつつ、構造材1から取付片部6に入力される荷重を、平坦板部5及び屈曲板部4へ効率よく伝達することができる。
【0037】
上記実施形態にあっては、一対の取付片部6を、平坦板部5に対しL字状に折り曲げることで、互いに面するように形成した場合を例示して説明したが、平坦板部5に対して折り曲げることなく、取付片部6と平坦板部5とが一連に平坦に連なる形態で形成しても良い。L字状に折り曲げた場合は、入隅部補強金物1は図示したように、構造材2間の入隅部3に納まる形式で設置されるが、平坦にした場合は、構造材2同士のL字状をなす側面部位に添設する形式で設置される。このような添設する設置形式であっても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することはもちろんである。
【符号の説明】
【0038】
1 入隅部補強金物
2 構造材
3 入隅部
4 屈曲板部
4a 山部
4b 谷部
5 平坦板部
6 取付片部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
山部及び谷部が反復する波状に屈曲させて伸縮変形可能な蛇腹状に形成した屈曲板部と、該屈曲板部の伸縮方向両端にそれぞれ平坦板部を介して一体的に形成した一対の取付片部とを有し、2つの構造材の入隅部に、これら一対の取付片部それぞれを各構造材に接合して設置されて、該入隅部を補強しつつ、これら構造材間に所定荷重を超える荷重が入力されたときに該屈曲板部が伸縮変形して当該入力荷重を吸収する入隅部補強金物であって、
上記屈曲板部は、上記平坦板部に対しその一方の側に寄せて、屈曲形成されることを特徴とする入隅部補強金物。
【請求項2】
前記一対の取付片部はともに、互いに面するように、前記平坦板部に対して一方の側へ折り曲げて形成されると共に、前記屈曲板部は、上記取付片部間に位置されることを特徴とする請求項1に記載の入隅部補強金物。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2011−226137(P2011−226137A)
【公開日】平成23年11月10日(2011.11.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−96523(P2010−96523)
【出願日】平成22年4月19日(2010.4.19)
【出願人】(000000446)岡部株式会社 (277)