仕口補強用具
【課題】外力が作用した場合の仕口部の挙動の仕方を詳しく分析し、その挙動に対してより機能的に適合し得る仕口補強用具を開発し、より円滑なエネルギ吸収が可能な仕口補強用具を提供する。
【解決手段】部材２，３どうしを接合する仕口部に対して取付けられる両側の取付部４，５と、それらの取付部を連結する連結部６とから仕口補強用具１を構成し、前記連結部６に、複数の屈曲線に沿って交互に屈曲して蛇腹状に形成した変形部７を設けるとともに、それらの各屈曲線の全ての延長線が前記仕口部の内側の隅部Ｃから外側へ離間した焦点Ｅや、前記仕口部の外側の隅部Ｄ上に集束するように設定する。これにより、外力の方向によって仕口部における変形中心部が外側の隅部Ｄへ変化した場合でも、より機能的に適合し得る屈曲変形が可能である。
【解決手段】部材２，３どうしを接合する仕口部に対して取付けられる両側の取付部４，５と、それらの取付部を連結する連結部６とから仕口補強用具１を構成し、前記連結部６に、複数の屈曲線に沿って交互に屈曲して蛇腹状に形成した変形部７を設けるとともに、それらの各屈曲線の全ての延長線が前記仕口部の内側の隅部Ｃから外側へ離間した焦点Ｅや、前記仕口部の外側の隅部Ｄ上に集束するように設定する。これにより、外力の方向によって仕口部における変形中心部が外側の隅部Ｄへ変化した場合でも、より機能的に適合し得る屈曲変形が可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土台や梁材などの水平方向の部材と柱材などの垂直方向の部材とを接合する場合などのように部材どうしを接合する仕口部に対して適用する、とりわけ木造建築物の仕口部の補強に好適な仕口補強用具に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の仕口補強用具に関しては、両側の取付部の間に蛇腹状の連接部を介在させて略Ｌ字状に一体的に形成し、前記蛇腹状の連接部の変形により外力を吸収するとともに、その変形によって蓄積した弾発力により仕口部を元の状態に復元することにより木造建築物の倒壊を防止する従来技術や、略Ｌ字状に一体的に形成され、両側に取付部を備えるとともに、それらの取付部相互間に配設した補強部材の緩衝効果とバネ弾性による復元力を活用して木造建築物の倒壊を防止する従来技術などが知られている。しかしながら、これらの従来の補強用具の場合には、外力を吸収する板面が両側の取付面に沿った状態にあったため、それらの取付面に直交する方向の外力に対しては、取付部相互間の角度変化を介して有効に機能し得るものの、取付面に対して斜めの方向から作用する当該補強用具をねじる方向の成分を含む外力の場合には、補強用具の板面に沿った方向にも外力が作用することから、その点で効果的に機能することはできなかった。
【０００３】
そこで、本出願人においても、仕口部に斜め方向から作用する当該補強用具をねじる方向の成分を含む外力に対しても効果的に機能し得るとともに、より円滑で効率的なエネルギ吸収が可能な仕口補強用具を提供するため、図９及び図１０に例示したように、仕口補強用具１０１を仕口部を構成する接合対象である部材１０２，１０３に対して取付ける両側の取付部１０４，１０５とそれらの取付部を連結する連結部１０６とから構成し、その連結部１０６に設ける変形部１０７を、仕口部の内側の隅部Ｃを中心としてほぼ放射状に延びる複数の屈曲線Ｌに沿って交互に屈曲して蛇腹状に形成するとともに、各屈曲部の高さが前記隅部Ｃに近い方から外側へ向けて漸増するように構成した仕口補強用具を提案した（特許文献１）。本発明は、この従来技術の改良発明に関するものである。
【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】
本発明は、上述のとおり前記従来技術の改良発明に関するものであり、外力が作用した場合の前記仕口部の挙動の仕方を更に詳しく分析し、その挙動に対してより機能的に適合し得る仕口補強用具を開発し、より円滑なエネルギ吸収が可能な仕口補強用具を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
図１及び図２は本発明において着目した外力が作用した場合の仕口部の基本的な挙動原理を示した概略説明図である。図１に示したように、仕口補強用具１を適用した仕口部を構成する部材２，３に対して圧縮方向の外力Ｆｃが作用した場合には、それらの部材２，３間の内側の隅部Ｃを中心に前記部材２，３相互間の角度を縮小する方向に回転モーメントが作用し、仕口部の変形も前記内側の隅部Ｃを中心に生じることになる。これに対し、図２に示したように、逆に部材２，３に対して引張方向の外力Ｆｔが作用した場合には、それらの部材２，３の外側の隅部Ｄを中心に前記部材２，３相互間の角度を拡大する方向に回転モーメントが作用し、仕口部の変形も前記外側の隅部Ｄを中心に生じることになる。ここで、とりわけ重要な注目点は、仕口部を構成する前記部材２，３に対して作用する外力の方向によって、それらの部材２，３相互間に生じる変形の中心部が部材２，３間の内側の隅部Ｃから外側の隅部Ｄへ変化するということである。
【０００７】
しかして、外力が比較的小さく仕口部の変形が小さい場合には、仕口補強用具１の蛇腹部の変形量も小さいことから、仕口部に生じる変形の中心部が前記内側の隅部Ｃから外側の隅部Ｄへ変化しても充分対応できる。これに対し、外力が大きくなり仕口部の変形量が増大すると、仕口補強用具１の蛇腹部の変形量も大きくなることから、特に蛇腹部を形成する全ての屈曲線が前記内側の隅部Ｃに焦点を結ぶ従来の屈曲形態の場合に、図２に示したように仕口部の変形中心が外側の隅部Ｄへ変化した場合には、その蛇腹部の焦点である前記隅部Ｃに近い側の屈曲部分から先に伸びきり、その応力集中によって十分な機能が阻害されるという技術的問題があった。すなわち、建物の倒壊が生じるような大きな外力が作用した場合に、仕口部の変形中心が外側の隅部Ｄへ変化すると、その変形中心の隅部Ｄへの移動による仕口補強用具１の変形の仕方の変化や変形量の増大の影響も加わり、蛇腹部の前記隅部Ｃに近い側の屈曲部分から伸びきり、その応力集中によって仕口補強用具１としての本来の耐力が十分発揮されないまま破壊が始り、建物の倒壊にもつながりかねないという技術的問題があった。
【０００８】
そこで、本発明では、上述したように、仕口部を構成する接合対象である部材に対して作用する外力の方向によって部材相互間に生じる変形の中心部がそれらの部材間の内側の隅部Ｃから外側の隅部Ｄへ変化し、その仕口部の変形中心が外側の隅部Ｄへ変化した場合に、前記隅部Ｃに近い側の屈曲部分から先に伸びきり、その応力集中によって十分な機能が害されるおそれが大きいという前記技術的問題に着目し、次の技術手段を採用することにより、使い勝手が良好でより機能的な仕口補強用具の実現を図った。すなわち、本発明では、部材どうしを接合する仕口部に対して取付けられる両側の取付部と、それらの取付部を連結する連結部とから構成され、前記連結部に、複数の屈曲線に沿って交互に屈曲して蛇腹状に形成した変形部を設けた仕口補強用具において、前記各屈曲線の全ての延長線が前記仕口部の内側の隅部Ｃから外側へ離間した焦点に集束するように設定するという技術手段を採用し、これによって、外力の方向により仕口部における変形中心部が外側の隅部Ｄへ変化した場合でも、より機能的に適合し得る屈曲変形が可能となり、前記技術的問題を緩和ないし解消してより円滑なエネルギ吸収を実現し得るように改良したものである。前記各屈曲線の延長線が集束する前記焦点を、部材どうしが接合される前記仕口部の内角を２分する中心線の延長線より側方へ偏在させて、前記外側の隅部Ｄへ近づけることも有効である。
【０００９】
さらに、前記各屈曲線の全ての延長線を、当該仕口補強用具の設置位置からみて、前記仕口部の外側に位置する引張側の回転中心に集束するように設定することにより、各屈曲線の焦点を、引張方向の外力に基づく回転モーメントによって生じる仕口補強用具の変形中心と一致させることができる。これにより、前記仕口部を構成する部材に対する引張方向の外力に起因する、その仕口部の外側に位置する回転中心を支点とする前記部材の回転によって生じる蛇腹部の伸び方向の屈曲変形に対する各屈曲線の焦点からの遠近に基づく影響をより効果的に抑えることが可能となり、従来の蛇腹部の前記隅部Ｃに近い側の屈曲部分から伸びきって応力集中を起す事態を回避して、当該仕口補強用具の性能を最大限発揮させることが可能になる。その具体的な焦点として、部材どうしが接合される前記仕口部の外側の隅部Ｄを挙げることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る仕口補強用具によれば、次の効果を得ることができる。
（１）変形部における各屈曲線の全ての延長線が仕口部の内側の隅部Ｃから外側へ離間した焦点に集束するように設定したので、引張方向の外力により仕口部の変形中心部が部材の外側の隅部Ｄへ変化した場合でも、より機能的に適合した屈曲変形が可能であり、延いてはより円滑なエネルギ吸収を実現することができる。
（２）前記各屈曲線の延長線が集束する焦点を、部材どうしが接合される仕口部の内角を２分する中心線の延長線より側方へ偏在させ、前記部材の外側の隅部Ｄへ近づくようにすれば、更に機能的に適合した屈曲変形の実現に有効である。
（３）両側の取付部を連結する連結部に設ける変形部を複数の屈曲線に沿って交互に屈曲して蛇腹状に形成したので、仕口部に対して斜め方向から作用するねじり方向の成分を含む外力に対しても効果的に機能することができる。
（４）また、前記各屈曲線の全ての延長線を、当該仕口補強用具の設置位置からみて、前記仕口部の外側に位置する引張側の回転中心に集束するように設定することにより、その仕口部を構成する部材に対する引張方向の外力に起因する蛇腹部の伸び方向の屈曲変形に対する各屈曲線の焦点からの遠近に基づく影響をより効果的に抑えることが可能となり、従来の蛇腹部の前記隅部Ｃに近い側の屈曲部分から伸びきって応力集中を起す事態を回避して、当該仕口補強用具の性能を最大限発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】外力が作用した場合の仕口部の基本的な挙動原理を示した概略説明図である。
【図２】他の方向の外力が作用した場合の仕口部の基本的な挙動原理を示した概略説明図である。
【図３】本発明の一実施例の適用状態を示した正面図である。
【図４】同実施例の要部を拡大して示した要部拡大図である。
【図５】本発明の他の実施例の要部を拡大して示した要部拡大図である。
【図６】本発明のさらに他の実施例の要部を拡大して示した要部拡大図である。
【図７】同実施例において外力が作用した場合の仕口部の挙動を示した概略説明図である。
【図８】同実施例において他の方向の外力が作用した場合の仕口部の挙動を示した概略説明図である。
【図９】従来の仕口補強用具の適用状態を示した正面図である。
【図１０】同仕口補強用具を示したＡ矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、とりわけ木造建築物において土台や梁材などの水平方向の部材と柱などの垂直方向の部材を接合した仕口部に適用する仕口補強用具として好適ではあるが、これに限定されるものではなく、他の構造形式にも広く適用することが可能である。また、本発明に係る仕口補強用具は、金属製からなる形態が一般的であるが、硬質樹脂製等の他の形態も可能である。さらに、その仕口補強用具の全体的な形状に関しても特に制約されるところはなく、前記仕口部の内側の隅部Ｃの近傍に切欠部を設けた扇状に形成したものや、その円弧状の縁部の代りに直線状の縁部を採用した略逆三角形状のものなどが可能である。また、この仕口補強用具を構成する両側の取付部は、断面形状を略コ字状や略Ｌ字状に形成することにより剛性を高めることが可能であるが、平板状のものや他の断面形状のものも可能である。前記連結部は、仕口補強用具を構成する両側の取付部相互間を連結するように構成される。断面形状が略コ字状の取付部を採用した場合は、両側の取付部の対向する一方の側辺部相互間を連結するようにしてもよいし、双方の側辺部相互間を連結するようにしてもよい。また、その連結部に形成される変形部は、複数の屈曲線に沿って交互に屈曲することにより蛇腹状に形成される。それらの各屈曲線の全ての延長線は、前記仕口部の内側の隅部Ｃから外側へ離間した焦点に集束するように設定する。これにより、外力の方向によって仕口部における変形中心部が外側の隅部Ｄへ変化した場合にも、より機能的に適合し得る屈曲変形が可能となる。前記各屈曲線の延長線が集束する前記焦点を、部材どうしが接合される前記仕口部の内角を２分する中心線の延長線より側方へ偏在させて、仕口部の外側の隅部Ｄ側へ近づくようにすれば、更に機能的に適合した屈曲変形が可能である。なお、各屈曲部の高さが前記焦点に近い方から外側へ向けて漸増するように構成され、適度の弾性及び塑性の性質をもち、当該仕口部を破壊に至らないように弾性限界以上の応力にも対応し得る形態のものが望ましい。因みに、前記屈曲線の本数や間隔、前記焦点と仕口部の内側の隅部Ｃとの間の間隔の大きさや方向に関しては、場合に応じて任意の選定が可能である。
【００１３】
さらに、前記各屈曲線の全ての延長線を、前記部材の外側の隅部Ｄなどの、当該仕口補強用具の設置位置からみて、仕口部の外側に位置する引張側の回転中心に集束するように設定することも可能である。これにより、各屈曲線の焦点が、引張方向の外力に基づく回転モーメントによって生じる仕口補強用具の変形の中心と一致するので、仕口部を構成する部材に対する引張方向の外力に起因する蛇腹部の伸び方向の屈曲変形に対する各屈曲線の焦点からの遠近に基づく影響をより効果的に抑えることが可能となり、従来の蛇腹部の前記隅部Ｃに近い側の屈曲部分から伸びきって応力集中を起す事態を回避して、当該仕口補強用具の性能を最大限発揮させることが可能になる。
【実施例】
【００１４】
図３は本発明の一実施例に係る仕口補強用具の適用状態を示した正面図、図４はその要部拡大図である。図示のように、本実施例に係る仕口補強用具１は、両側に仕口部を構成する土台や梁材などの水平方向の部材２と柱などの垂直方向の部材３に対して取付ける取付部４，５を備え、それらの取付部４，５間を連結部６で連結することにより、全体形状が略Ｌ字状に形成され、この点で図９及び図１０に例示した従来の仕口補強用具と基本的に同様の構成からなる。因みに、この仕口補強用具１の全体形状は、部材２，３間の接合角度に応じてＬ字状以外の形状も可能である。
【００１５】
前記取付部４，５間を連結する連結部６の中間部には、複数の屈曲線に沿って交互に屈曲して蛇腹状に形成される変形部７が設けられている。因みに、この変形部７は、本実施例のように、連結部６の中間部に部分的に形成したものでもよいし、連結部６の全体に形成したものでもよい。なお、図中８はブレースなどの連結具用の挿通孔である。
【００１６】
本実施例に係る前記仕口補強用具１の場合には、図４の要部拡大図に示したように、変形部７を蛇腹状に屈曲形成する際の基準線となる前記屈曲線として５本の屈曲線Ｌａ〜Ｌｅを採用した場合を例示した。図示のように、これらの全ての屈曲線Ｌａ〜Ｌｅは、それらの延長線が前記仕口部の内側の隅部Ｃから外側へ離間した焦点Ｅに集束するように設定されている。このように、前記屈曲線Ｌａ〜Ｌｅの延長線の集束する焦点Ｅは、内側の隅部Ｃから外側へ離れた位置にあり、各屈曲線Ｌａ〜Ｌｅに直交する蛇腹部の変形方向の、前記焦点Ｅとの間の半径が大きくなる。したがって、各屈曲線Ｌａ〜Ｌｅに直交する変形部７における変形方向が外側の前記隅部Ｄを中心とする仕口部の変形方向に近づくので、外力の方向によって仕口部における変形中心部が外側の隅部Ｄへ変化した場合に対してもより機能的に適合した屈曲変形が可能となる。その結果、全ての屈曲線Ｌの延長線が内側の隅部Ｃを通るように設定された従来の屈曲形態における前記技術的問題を緩和することができ、延いてはより円滑なエネルギ吸収を実現することが可能になる。
【００１７】
図５は本発明の他の実施例の要部を拡大して示した要部拡大図である。図示のように、本実施例では、屈曲線Ｌｆ〜Ｌｊで示したように、それらの延長線が集束する焦点Ｆを、部材２，３どうしが接合される前記仕口部の内角を２分する中心線の延長線上にある前記焦点Ｅより側方へ偏在させ、外側の前記隅部Ｄ側へ近づけた場合を例示したものである。このように、前記各屈曲線Ｌｆ〜Ｌｊの延長線が集束する焦点Ｆを外側の前記隅部Ｄ側へ近づけた場合には、それらの各屈曲線Ｌｆ〜Ｌｊに直交する蛇腹部の変形方向が外側の前記隅部Ｄを中心とする仕口部の変形方向に更に近づくことから、より機能的に適合した屈曲変形を実現する上で有効である。
【００１８】
しかして、外力が比較的小さく仕口部の変形が小さい場合には、仕口補強用具１の変形部７における変形量も小さいことから、仕口部に生じる変形の中心部が前記内側の隅部Ｃから外側の隅部Ｄへ変化しても、前記屈曲線Ｌａ〜Ｌｊに沿うそれぞれの屈曲部における屈曲変形で充分に対応できる。これに対し、外力が大きくなり仕口部の変形量が増大した場合には、全ての屈曲線Ｌが内側の隅部Ｃを通る直線に沿う方向に設定された従来の屈曲形態では、仕口部の変形中心が外側の隅部Ｄへ変化した場合に、前述のように、その蛇腹部の焦点である前記隅部Ｃに近い側の屈曲部分から先に伸びきり、その応力集中によって十分な機能が阻害されるという技術的問題があるが、本発明の屈曲形態によれば、上述のように前記技術的問題は大きく緩和され、より円滑なエネルギ吸収の実現が可能になる。
【００１９】
図６は本発明のさらに他の実施例の要部を拡大して示した要部拡大図である。図示のように、本実施例では、屈曲線Ｌｋ〜Ｌｏで示したように、それらの延長線が集束する焦点Ｇを、仕口部の外側の隅部Ｄ、すなわち垂直方向の部材３の外側面が水平方向の部材２の上面と接する位置に設定した場合を例示したものである。また、図７は引張方向の外力Ｆｔが作用した場合の仕口部の挙動を示した概略説明図である。図示のように、垂直方向の部材３に対して引張方向の外力Ｆｔが作用すると、部材３は外側の隅部Ｄを回転中心とする回転モーメントによって外側へ回転し、これにより、仕口補強用具１も外側の隅部Ｄを中心として伸び方向の屈曲変形を受けることになる。すなわち、本実施例では、前記各屈曲線Ｌｋ〜Ｌｏの延長線が集束する焦点Ｇを外側の前記隅部Ｄ上へ設定したので、引張方向の外力Ｆｔに基づく回転モーメントの回転中心と仕口補強用具１の変形中心とが一致し、引張方向の外力Ｆｔに起因する蛇腹状の変形部７における伸び方向の屈曲変形に対する各屈曲線の焦点Ｇからの遠近に基づく影響がより効果的に抑えられ、前記焦点Ｇからの距離に関わらずほぼ均等の変形が得られる。したがって、従来の蛇腹部のように、前記隅部Ｃに近い側の屈曲部分から伸びきって応力集中を起す事態は回避され、当該仕口補強用具１の性能を最大限発揮させることができる。因みに、垂直方向の部材３に対して逆に圧縮方向の外力Ｆｃが作用した場合には、図８に例示したように、蛇腹状の変形部７は内側の隅部Ｃを中心とする圧縮変形を受けることになり、その変形中心が本実施例における前記各屈曲線Ｌｋ〜Ｌｏの焦点Ｇから外れることになるが、内側の隅部Ｃを中心とする圧縮方向の変形の場合には変形量も少なく、外側の隅部Ｄを中心とする伸び方向の屈曲変形の場合のように、局部的な変形量の増大による応力集中に基づく耐力の低下は、特に問題とならない。つまり、本実施例は、大きな外力が仕口補強部材１を構成する部材に対して引張方向に作用し、その外力に基づく回転モーメントの回転中心が仕口部の外側に位置する前記隅部Ｄなどへ移動した、建物の倒壊にもつながりかねない最も過酷な負荷状態において、当該仕口補強用具１の性能を最大限発揮できるように構成したものである。
【符号の説明】
【００２０】
１：仕口補強用具、２，３：部材、４，５：取付部、６：連結部、７：変形部、８：挿通孔、Ｌａ〜Ｌｏ：屈曲線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土台や梁材などの水平方向の部材と柱材などの垂直方向の部材とを接合する場合などのように部材どうしを接合する仕口部に対して適用する、とりわけ木造建築物の仕口部の補強に好適な仕口補強用具に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の仕口補強用具に関しては、両側の取付部の間に蛇腹状の連接部を介在させて略Ｌ字状に一体的に形成し、前記蛇腹状の連接部の変形により外力を吸収するとともに、その変形によって蓄積した弾発力により仕口部を元の状態に復元することにより木造建築物の倒壊を防止する従来技術や、略Ｌ字状に一体的に形成され、両側に取付部を備えるとともに、それらの取付部相互間に配設した補強部材の緩衝効果とバネ弾性による復元力を活用して木造建築物の倒壊を防止する従来技術などが知られている。しかしながら、これらの従来の補強用具の場合には、外力を吸収する板面が両側の取付面に沿った状態にあったため、それらの取付面に直交する方向の外力に対しては、取付部相互間の角度変化を介して有効に機能し得るものの、取付面に対して斜めの方向から作用する当該補強用具をねじる方向の成分を含む外力の場合には、補強用具の板面に沿った方向にも外力が作用することから、その点で効果的に機能することはできなかった。
【０００３】
そこで、本出願人においても、仕口部に斜め方向から作用する当該補強用具をねじる方向の成分を含む外力に対しても効果的に機能し得るとともに、より円滑で効率的なエネルギ吸収が可能な仕口補強用具を提供するため、図９及び図１０に例示したように、仕口補強用具１０１を仕口部を構成する接合対象である部材１０２，１０３に対して取付ける両側の取付部１０４，１０５とそれらの取付部を連結する連結部１０６とから構成し、その連結部１０６に設ける変形部１０７を、仕口部の内側の隅部Ｃを中心としてほぼ放射状に延びる複数の屈曲線Ｌに沿って交互に屈曲して蛇腹状に形成するとともに、各屈曲部の高さが前記隅部Ｃに近い方から外側へ向けて漸増するように構成した仕口補強用具を提案した（特許文献１）。本発明は、この従来技術の改良発明に関するものである。
【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】
本発明は、上述のとおり前記従来技術の改良発明に関するものであり、外力が作用した場合の前記仕口部の挙動の仕方を更に詳しく分析し、その挙動に対してより機能的に適合し得る仕口補強用具を開発し、より円滑なエネルギ吸収が可能な仕口補強用具を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
図１及び図２は本発明において着目した外力が作用した場合の仕口部の基本的な挙動原理を示した概略説明図である。図１に示したように、仕口補強用具１を適用した仕口部を構成する部材２，３に対して圧縮方向の外力Ｆｃが作用した場合には、それらの部材２，３間の内側の隅部Ｃを中心に前記部材２，３相互間の角度を縮小する方向に回転モーメントが作用し、仕口部の変形も前記内側の隅部Ｃを中心に生じることになる。これに対し、図２に示したように、逆に部材２，３に対して引張方向の外力Ｆｔが作用した場合には、それらの部材２，３の外側の隅部Ｄを中心に前記部材２，３相互間の角度を拡大する方向に回転モーメントが作用し、仕口部の変形も前記外側の隅部Ｄを中心に生じることになる。ここで、とりわけ重要な注目点は、仕口部を構成する前記部材２，３に対して作用する外力の方向によって、それらの部材２，３相互間に生じる変形の中心部が部材２，３間の内側の隅部Ｃから外側の隅部Ｄへ変化するということである。
【０００７】
しかして、外力が比較的小さく仕口部の変形が小さい場合には、仕口補強用具１の蛇腹部の変形量も小さいことから、仕口部に生じる変形の中心部が前記内側の隅部Ｃから外側の隅部Ｄへ変化しても充分対応できる。これに対し、外力が大きくなり仕口部の変形量が増大すると、仕口補強用具１の蛇腹部の変形量も大きくなることから、特に蛇腹部を形成する全ての屈曲線が前記内側の隅部Ｃに焦点を結ぶ従来の屈曲形態の場合に、図２に示したように仕口部の変形中心が外側の隅部Ｄへ変化した場合には、その蛇腹部の焦点である前記隅部Ｃに近い側の屈曲部分から先に伸びきり、その応力集中によって十分な機能が阻害されるという技術的問題があった。すなわち、建物の倒壊が生じるような大きな外力が作用した場合に、仕口部の変形中心が外側の隅部Ｄへ変化すると、その変形中心の隅部Ｄへの移動による仕口補強用具１の変形の仕方の変化や変形量の増大の影響も加わり、蛇腹部の前記隅部Ｃに近い側の屈曲部分から伸びきり、その応力集中によって仕口補強用具１としての本来の耐力が十分発揮されないまま破壊が始り、建物の倒壊にもつながりかねないという技術的問題があった。
【０００８】
そこで、本発明では、上述したように、仕口部を構成する接合対象である部材に対して作用する外力の方向によって部材相互間に生じる変形の中心部がそれらの部材間の内側の隅部Ｃから外側の隅部Ｄへ変化し、その仕口部の変形中心が外側の隅部Ｄへ変化した場合に、前記隅部Ｃに近い側の屈曲部分から先に伸びきり、その応力集中によって十分な機能が害されるおそれが大きいという前記技術的問題に着目し、次の技術手段を採用することにより、使い勝手が良好でより機能的な仕口補強用具の実現を図った。すなわち、本発明では、部材どうしを接合する仕口部に対して取付けられる両側の取付部と、それらの取付部を連結する連結部とから構成され、前記連結部に、複数の屈曲線に沿って交互に屈曲して蛇腹状に形成した変形部を設けた仕口補強用具において、前記各屈曲線の全ての延長線が前記仕口部の内側の隅部Ｃから外側へ離間した焦点に集束するように設定するという技術手段を採用し、これによって、外力の方向により仕口部における変形中心部が外側の隅部Ｄへ変化した場合でも、より機能的に適合し得る屈曲変形が可能となり、前記技術的問題を緩和ないし解消してより円滑なエネルギ吸収を実現し得るように改良したものである。前記各屈曲線の延長線が集束する前記焦点を、部材どうしが接合される前記仕口部の内角を２分する中心線の延長線より側方へ偏在させて、前記外側の隅部Ｄへ近づけることも有効である。
【０００９】
さらに、前記各屈曲線の全ての延長線を、当該仕口補強用具の設置位置からみて、前記仕口部の外側に位置する引張側の回転中心に集束するように設定することにより、各屈曲線の焦点を、引張方向の外力に基づく回転モーメントによって生じる仕口補強用具の変形中心と一致させることができる。これにより、前記仕口部を構成する部材に対する引張方向の外力に起因する、その仕口部の外側に位置する回転中心を支点とする前記部材の回転によって生じる蛇腹部の伸び方向の屈曲変形に対する各屈曲線の焦点からの遠近に基づく影響をより効果的に抑えることが可能となり、従来の蛇腹部の前記隅部Ｃに近い側の屈曲部分から伸びきって応力集中を起す事態を回避して、当該仕口補強用具の性能を最大限発揮させることが可能になる。その具体的な焦点として、部材どうしが接合される前記仕口部の外側の隅部Ｄを挙げることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る仕口補強用具によれば、次の効果を得ることができる。
（１）変形部における各屈曲線の全ての延長線が仕口部の内側の隅部Ｃから外側へ離間した焦点に集束するように設定したので、引張方向の外力により仕口部の変形中心部が部材の外側の隅部Ｄへ変化した場合でも、より機能的に適合した屈曲変形が可能であり、延いてはより円滑なエネルギ吸収を実現することができる。
（２）前記各屈曲線の延長線が集束する焦点を、部材どうしが接合される仕口部の内角を２分する中心線の延長線より側方へ偏在させ、前記部材の外側の隅部Ｄへ近づくようにすれば、更に機能的に適合した屈曲変形の実現に有効である。
（３）両側の取付部を連結する連結部に設ける変形部を複数の屈曲線に沿って交互に屈曲して蛇腹状に形成したので、仕口部に対して斜め方向から作用するねじり方向の成分を含む外力に対しても効果的に機能することができる。
（４）また、前記各屈曲線の全ての延長線を、当該仕口補強用具の設置位置からみて、前記仕口部の外側に位置する引張側の回転中心に集束するように設定することにより、その仕口部を構成する部材に対する引張方向の外力に起因する蛇腹部の伸び方向の屈曲変形に対する各屈曲線の焦点からの遠近に基づく影響をより効果的に抑えることが可能となり、従来の蛇腹部の前記隅部Ｃに近い側の屈曲部分から伸びきって応力集中を起す事態を回避して、当該仕口補強用具の性能を最大限発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】外力が作用した場合の仕口部の基本的な挙動原理を示した概略説明図である。
【図２】他の方向の外力が作用した場合の仕口部の基本的な挙動原理を示した概略説明図である。
【図３】本発明の一実施例の適用状態を示した正面図である。
【図４】同実施例の要部を拡大して示した要部拡大図である。
【図５】本発明の他の実施例の要部を拡大して示した要部拡大図である。
【図６】本発明のさらに他の実施例の要部を拡大して示した要部拡大図である。
【図７】同実施例において外力が作用した場合の仕口部の挙動を示した概略説明図である。
【図８】同実施例において他の方向の外力が作用した場合の仕口部の挙動を示した概略説明図である。
【図９】従来の仕口補強用具の適用状態を示した正面図である。
【図１０】同仕口補強用具を示したＡ矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、とりわけ木造建築物において土台や梁材などの水平方向の部材と柱などの垂直方向の部材を接合した仕口部に適用する仕口補強用具として好適ではあるが、これに限定されるものではなく、他の構造形式にも広く適用することが可能である。また、本発明に係る仕口補強用具は、金属製からなる形態が一般的であるが、硬質樹脂製等の他の形態も可能である。さらに、その仕口補強用具の全体的な形状に関しても特に制約されるところはなく、前記仕口部の内側の隅部Ｃの近傍に切欠部を設けた扇状に形成したものや、その円弧状の縁部の代りに直線状の縁部を採用した略逆三角形状のものなどが可能である。また、この仕口補強用具を構成する両側の取付部は、断面形状を略コ字状や略Ｌ字状に形成することにより剛性を高めることが可能であるが、平板状のものや他の断面形状のものも可能である。前記連結部は、仕口補強用具を構成する両側の取付部相互間を連結するように構成される。断面形状が略コ字状の取付部を採用した場合は、両側の取付部の対向する一方の側辺部相互間を連結するようにしてもよいし、双方の側辺部相互間を連結するようにしてもよい。また、その連結部に形成される変形部は、複数の屈曲線に沿って交互に屈曲することにより蛇腹状に形成される。それらの各屈曲線の全ての延長線は、前記仕口部の内側の隅部Ｃから外側へ離間した焦点に集束するように設定する。これにより、外力の方向によって仕口部における変形中心部が外側の隅部Ｄへ変化した場合にも、より機能的に適合し得る屈曲変形が可能となる。前記各屈曲線の延長線が集束する前記焦点を、部材どうしが接合される前記仕口部の内角を２分する中心線の延長線より側方へ偏在させて、仕口部の外側の隅部Ｄ側へ近づくようにすれば、更に機能的に適合した屈曲変形が可能である。なお、各屈曲部の高さが前記焦点に近い方から外側へ向けて漸増するように構成され、適度の弾性及び塑性の性質をもち、当該仕口部を破壊に至らないように弾性限界以上の応力にも対応し得る形態のものが望ましい。因みに、前記屈曲線の本数や間隔、前記焦点と仕口部の内側の隅部Ｃとの間の間隔の大きさや方向に関しては、場合に応じて任意の選定が可能である。
【００１３】
さらに、前記各屈曲線の全ての延長線を、前記部材の外側の隅部Ｄなどの、当該仕口補強用具の設置位置からみて、仕口部の外側に位置する引張側の回転中心に集束するように設定することも可能である。これにより、各屈曲線の焦点が、引張方向の外力に基づく回転モーメントによって生じる仕口補強用具の変形の中心と一致するので、仕口部を構成する部材に対する引張方向の外力に起因する蛇腹部の伸び方向の屈曲変形に対する各屈曲線の焦点からの遠近に基づく影響をより効果的に抑えることが可能となり、従来の蛇腹部の前記隅部Ｃに近い側の屈曲部分から伸びきって応力集中を起す事態を回避して、当該仕口補強用具の性能を最大限発揮させることが可能になる。
【実施例】
【００１４】
図３は本発明の一実施例に係る仕口補強用具の適用状態を示した正面図、図４はその要部拡大図である。図示のように、本実施例に係る仕口補強用具１は、両側に仕口部を構成する土台や梁材などの水平方向の部材２と柱などの垂直方向の部材３に対して取付ける取付部４，５を備え、それらの取付部４，５間を連結部６で連結することにより、全体形状が略Ｌ字状に形成され、この点で図９及び図１０に例示した従来の仕口補強用具と基本的に同様の構成からなる。因みに、この仕口補強用具１の全体形状は、部材２，３間の接合角度に応じてＬ字状以外の形状も可能である。
【００１５】
前記取付部４，５間を連結する連結部６の中間部には、複数の屈曲線に沿って交互に屈曲して蛇腹状に形成される変形部７が設けられている。因みに、この変形部７は、本実施例のように、連結部６の中間部に部分的に形成したものでもよいし、連結部６の全体に形成したものでもよい。なお、図中８はブレースなどの連結具用の挿通孔である。
【００１６】
本実施例に係る前記仕口補強用具１の場合には、図４の要部拡大図に示したように、変形部７を蛇腹状に屈曲形成する際の基準線となる前記屈曲線として５本の屈曲線Ｌａ〜Ｌｅを採用した場合を例示した。図示のように、これらの全ての屈曲線Ｌａ〜Ｌｅは、それらの延長線が前記仕口部の内側の隅部Ｃから外側へ離間した焦点Ｅに集束するように設定されている。このように、前記屈曲線Ｌａ〜Ｌｅの延長線の集束する焦点Ｅは、内側の隅部Ｃから外側へ離れた位置にあり、各屈曲線Ｌａ〜Ｌｅに直交する蛇腹部の変形方向の、前記焦点Ｅとの間の半径が大きくなる。したがって、各屈曲線Ｌａ〜Ｌｅに直交する変形部７における変形方向が外側の前記隅部Ｄを中心とする仕口部の変形方向に近づくので、外力の方向によって仕口部における変形中心部が外側の隅部Ｄへ変化した場合に対してもより機能的に適合した屈曲変形が可能となる。その結果、全ての屈曲線Ｌの延長線が内側の隅部Ｃを通るように設定された従来の屈曲形態における前記技術的問題を緩和することができ、延いてはより円滑なエネルギ吸収を実現することが可能になる。
【００１７】
図５は本発明の他の実施例の要部を拡大して示した要部拡大図である。図示のように、本実施例では、屈曲線Ｌｆ〜Ｌｊで示したように、それらの延長線が集束する焦点Ｆを、部材２，３どうしが接合される前記仕口部の内角を２分する中心線の延長線上にある前記焦点Ｅより側方へ偏在させ、外側の前記隅部Ｄ側へ近づけた場合を例示したものである。このように、前記各屈曲線Ｌｆ〜Ｌｊの延長線が集束する焦点Ｆを外側の前記隅部Ｄ側へ近づけた場合には、それらの各屈曲線Ｌｆ〜Ｌｊに直交する蛇腹部の変形方向が外側の前記隅部Ｄを中心とする仕口部の変形方向に更に近づくことから、より機能的に適合した屈曲変形を実現する上で有効である。
【００１８】
しかして、外力が比較的小さく仕口部の変形が小さい場合には、仕口補強用具１の変形部７における変形量も小さいことから、仕口部に生じる変形の中心部が前記内側の隅部Ｃから外側の隅部Ｄへ変化しても、前記屈曲線Ｌａ〜Ｌｊに沿うそれぞれの屈曲部における屈曲変形で充分に対応できる。これに対し、外力が大きくなり仕口部の変形量が増大した場合には、全ての屈曲線Ｌが内側の隅部Ｃを通る直線に沿う方向に設定された従来の屈曲形態では、仕口部の変形中心が外側の隅部Ｄへ変化した場合に、前述のように、その蛇腹部の焦点である前記隅部Ｃに近い側の屈曲部分から先に伸びきり、その応力集中によって十分な機能が阻害されるという技術的問題があるが、本発明の屈曲形態によれば、上述のように前記技術的問題は大きく緩和され、より円滑なエネルギ吸収の実現が可能になる。
【００１９】
図６は本発明のさらに他の実施例の要部を拡大して示した要部拡大図である。図示のように、本実施例では、屈曲線Ｌｋ〜Ｌｏで示したように、それらの延長線が集束する焦点Ｇを、仕口部の外側の隅部Ｄ、すなわち垂直方向の部材３の外側面が水平方向の部材２の上面と接する位置に設定した場合を例示したものである。また、図７は引張方向の外力Ｆｔが作用した場合の仕口部の挙動を示した概略説明図である。図示のように、垂直方向の部材３に対して引張方向の外力Ｆｔが作用すると、部材３は外側の隅部Ｄを回転中心とする回転モーメントによって外側へ回転し、これにより、仕口補強用具１も外側の隅部Ｄを中心として伸び方向の屈曲変形を受けることになる。すなわち、本実施例では、前記各屈曲線Ｌｋ〜Ｌｏの延長線が集束する焦点Ｇを外側の前記隅部Ｄ上へ設定したので、引張方向の外力Ｆｔに基づく回転モーメントの回転中心と仕口補強用具１の変形中心とが一致し、引張方向の外力Ｆｔに起因する蛇腹状の変形部７における伸び方向の屈曲変形に対する各屈曲線の焦点Ｇからの遠近に基づく影響がより効果的に抑えられ、前記焦点Ｇからの距離に関わらずほぼ均等の変形が得られる。したがって、従来の蛇腹部のように、前記隅部Ｃに近い側の屈曲部分から伸びきって応力集中を起す事態は回避され、当該仕口補強用具１の性能を最大限発揮させることができる。因みに、垂直方向の部材３に対して逆に圧縮方向の外力Ｆｃが作用した場合には、図８に例示したように、蛇腹状の変形部７は内側の隅部Ｃを中心とする圧縮変形を受けることになり、その変形中心が本実施例における前記各屈曲線Ｌｋ〜Ｌｏの焦点Ｇから外れることになるが、内側の隅部Ｃを中心とする圧縮方向の変形の場合には変形量も少なく、外側の隅部Ｄを中心とする伸び方向の屈曲変形の場合のように、局部的な変形量の増大による応力集中に基づく耐力の低下は、特に問題とならない。つまり、本実施例は、大きな外力が仕口補強部材１を構成する部材に対して引張方向に作用し、その外力に基づく回転モーメントの回転中心が仕口部の外側に位置する前記隅部Ｄなどへ移動した、建物の倒壊にもつながりかねない最も過酷な負荷状態において、当該仕口補強用具１の性能を最大限発揮できるように構成したものである。
【符号の説明】
【００２０】
１：仕口補強用具、２，３：部材、４，５：取付部、６：連結部、７：変形部、８：挿通孔、Ｌａ〜Ｌｏ：屈曲線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部材どうしを接合する仕口部に対して取付けられる両側の取付部と、それらの取付部を連結する連結部とから構成され、前記連結部に、複数の屈曲線に沿って交互に屈曲して蛇腹状に形成した変形部を設けた仕口補強用具において、前記各屈曲線の全ての延長線が前記仕口部の内側の隅部から外側へ離間した焦点に集束するように設定したことを特徴とする仕口補強用具。
【請求項２】
前記各屈曲線の延長線が集束する前記焦点を、部材どうしが接合される前記仕口部の内角を２分する中心線の延長線より側方へ偏在させて、前記仕口部の外側の隅部に近づけたこと特徴とする請求項１に記載の仕口補強用具。
【請求項３】
部材どうしを接合する仕口部に対して取付けられる両側の取付部と、それらの取付部を連結する連結部とから構成され、前記連結部に、複数の屈曲線に沿って交互に屈曲して蛇腹状に形成した変形部を設けた仕口補強用具において、前記各屈曲線の全ての延長線が、当該仕口補強用具の設置位置からみて、前記仕口部の外側に位置する引張側の回転中心に集束するように設定したことを特徴とする仕口補強用具。
【請求項４】
前記各屈曲線の延長線が集束する前記焦点を、部材どうしが接合される前記仕口部の外側の隅部に設定したこと特徴とする請求項３に記載の仕口補強用具。
【請求項１】
部材どうしを接合する仕口部に対して取付けられる両側の取付部と、それらの取付部を連結する連結部とから構成され、前記連結部に、複数の屈曲線に沿って交互に屈曲して蛇腹状に形成した変形部を設けた仕口補強用具において、前記各屈曲線の全ての延長線が前記仕口部の内側の隅部から外側へ離間した焦点に集束するように設定したことを特徴とする仕口補強用具。
【請求項２】
前記各屈曲線の延長線が集束する前記焦点を、部材どうしが接合される前記仕口部の内角を２分する中心線の延長線より側方へ偏在させて、前記仕口部の外側の隅部に近づけたこと特徴とする請求項１に記載の仕口補強用具。
【請求項３】
部材どうしを接合する仕口部に対して取付けられる両側の取付部と、それらの取付部を連結する連結部とから構成され、前記連結部に、複数の屈曲線に沿って交互に屈曲して蛇腹状に形成した変形部を設けた仕口補強用具において、前記各屈曲線の全ての延長線が、当該仕口補強用具の設置位置からみて、前記仕口部の外側に位置する引張側の回転中心に集束するように設定したことを特徴とする仕口補強用具。
【請求項４】
前記各屈曲線の延長線が集束する前記焦点を、部材どうしが接合される前記仕口部の外側の隅部に設定したこと特徴とする請求項３に記載の仕口補強用具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−２４７０７５（Ｐ２０１１−２４７０７５Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６３５６２（Ｐ２０１０−２６３５６２）
【出願日】平成２２年１１月２６日（２０１０．１１．２６）
【出願人】（００００００４４６）岡部株式会社 (277)
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２６日（２０１０．１１．２６）
【出願人】（００００００４４６）岡部株式会社 (277)
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