摩擦ダンパー
【課題】摩擦ダンパーのコストダウン及びコンパクト化を図る。
【解決手段】相対移動を抑制する摩擦ダンパー１０である。一対の部材５１，５２のうちの一方の部材５１に設けられる第１圧接板１１と、他方の部材５２に設けられる第２圧接板２１と、前記第２圧接板２１とによって前記第１圧接板１１を両面から所定の圧接力で挟み込む第３圧接板３１と、前記圧接力を付与すべく、前記第１圧接板１１の前記所定方向に長い第１貫通孔１３、前記第２圧接板２１の第２貫通孔２３、及び前記第３圧接板３１の第３貫通孔３３を挿通して設けられるボルト部材４１ｂと、前記ボルト部材４１ｂを内側に挿入しつつ、前記第１貫通孔１３、前記第２貫通孔２３、及び前記第３貫通孔３３を挿通して設けられるパイプ部材４７とを有する。
【解決手段】相対移動を抑制する摩擦ダンパー１０である。一対の部材５１，５２のうちの一方の部材５１に設けられる第１圧接板１１と、他方の部材５２に設けられる第２圧接板２１と、前記第２圧接板２１とによって前記第１圧接板１１を両面から所定の圧接力で挟み込む第３圧接板３１と、前記圧接力を付与すべく、前記第１圧接板１１の前記所定方向に長い第１貫通孔１３、前記第２圧接板２１の第２貫通孔２３、及び前記第３圧接板３１の第３貫通孔３３を挿通して設けられるボルト部材４１ｂと、前記ボルト部材４１ｂを内側に挿入しつつ、前記第１貫通孔１３、前記第２貫通孔２３、及び前記第３貫通孔３３を挿通して設けられるパイプ部材４７とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物架構の振動を抑制する摩擦ダンパーに関する。
【背景技術】
【０００２】
建物架構の振動を減衰する摩擦ダンパーが知られている。この摩擦ダンパーは、建物架構において所定方向に互いに相対移動する一対の鉄骨部材の間に配置され、前記相対移動に伴って摺動する圧接板同士の摩擦力により、前記相対移動を抑制するものである。
【０００３】
図１はこの摩擦ダンパー１０ｄの説明図であり、図２Ａは、図１中のII−II断面図である。この例では、摩擦ダンパー１０ｄは、柱梁架構１のブレース５を構成するＨ形鋼のウエブに設けられている。すなわち、図２Ａに示すように、摩擦ダンパー１０ｄは、前記ブレース５を２つに分断してなる一方のブレース分断片５１のウエブ５１Ｗにボルト固定される第１圧接板１１と、他方のブレース分断片５２のウエブ５２Ｗがそのまま流用される第２圧接板２１と、この第２圧接板２１とによって前記第１圧接板１１を両面から所定の圧接力で挟み込む第３圧接板３１と、を有している。そして、前記圧接力は、第１圧接板１１の第１貫通孔１３、第２圧接板２１の第２貫通孔２３、及び第３圧接板３１の第３貫通孔３３を挿通して設けられたボルト４１ｂにナット４１ｎを螺合させて締結することで付与されるようになっており、また、圧接力の安定化を図るべく、ボルト４１ｂの頭部と第２圧接板２１との間、及びナット４１ｎと第３圧接板３１との間にはそれぞれ皿ばね４３が介装されている。また、第１貫通孔１３は、前記所定方向に長い長孔に形成されており、これにより、前記一方のブレース分断片５１と他方のブレース分断片５２との相対移動に応じて第２圧接板２１及び第３圧接板３１が第１圧接板１１に対して前記所定方向に摺動可能に構成され、その結果、当該摺動時の摩擦力Ｆｆにより前記相対移動を抑制して柱梁架構１の振動を減衰するようにしている（特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２０００−３５２１１３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来は、前記他方のブレース分断片５２に設けられる第２圧接板２１と第３圧接板３１とは、図２Ａに示すように、上記のボルト４１ｂ・ナット４１ｎ以外に別途締結部５５が設けられ、この締結部５５によって互いに相対移動不能に一体に連結固定されていた。そして、これにより、前記他方のブレース分断片５２（第２圧接板２１）からの外力Ｐを、当該締結部５５を介して第３圧接板３１に作用させて、第３圧接板３１を第２圧接板２１と連動させて第１圧接板１１に対して摺動させるようにしていた。
【０００５】
ここでこのような締結部５５を設けていた理由は、上記のボルト４１ｂに図２に示すような剪断力Ｆｓを加えることを想定しておらず、ボルト４１ｂにはボルト軸力のみを働かせるようにしていたためである。つまり、第２圧接板２１と第３圧接板３１との間における前記所定方向の力の伝達を、前記ボルト４１ｂでは行っていなかったためである。
【０００６】
しかしながら、このような締結部５５を設けると摩擦ダンパー１０の部品数が多くなるだけでなく、第３圧接板３１に対して前記締結部５５配置用の領域を確保しなければならず、第３圧接板３１のサイズダウンも阻まれる。そして、その結果として、摩擦ダンパー１０のコストダウン及びコンパクト化が阻まれてしまう。
【０００７】
本発明は、かかる従来の課題に鑑みて成されたもので、コストダウン及びコンパクト化を図れる摩擦ダンパー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】
【０００８】
かかる目的を達成するために請求項１に示す摩擦ダンパーは、
建物架構において所定方向に相対移動する一対の部材の間に配置されて、前記相対移動に伴って摺動する圧接板同士の摩擦力により、前記相対移動を抑制する摩擦ダンパーであって、
前記一対の部材のうちの一方の部材に設けられる第１圧接板と、
前記一対の部材のうちの他方の部材に設けられる第２圧接板と、
前記第２圧接板とによって前記第１圧接板を両面から所定の圧接力で挟み込む第３圧接板と、
前記圧接力を付与すべく、前記第１圧接板の前記所定方向に長い第１貫通孔、前記第２圧接板の第２貫通孔、及び前記第３圧接板の第３貫通孔を挿通して設けられるボルト部材と、
前記ボルト部材を内側に挿入しつつ、前記第１貫通孔、前記第２貫通孔、及び前記第３貫通孔を挿通して設けられるパイプ部材と、を有し、
前記第１貫通孔によって前記第１圧接板に対する前記第２圧接板の前記所定方向の摺動が許容されるとともに、前記摺動に連動して前記第３圧接板が前記第１圧接板に対して前記所定方向に摺動するように、当該摺動させるための力が、前記パイプ部材の前記第２貫通孔及び前記第３貫通孔との係合を介して前記第２圧接板から前記第３圧接板へと伝達されることを特徴とする。
【０００９】
上記請求項１に示す発明によれば、前記第３圧接板を第２圧接板に連動させて摺動させるための力は、前記パイプ部材の前記第２貫通孔及び前記第３貫通孔との係合を介して前記第２圧接板から前記第３圧接板へと伝達される。よって、前記第３圧接板を第２圧接板に締結固定するための締結部を省略できるとともに、当該省略に伴って第３圧接板のサイズダウンも可能となり、その結果として、摩擦ダンパーのコストダウン及びコンパクト化を図ることができる。
【００１０】
また、前記第３圧接板を摺動させるための力は、前記パイプ部材の前記第２貫通孔及び前記第３貫通孔との係合を介して前記第２圧接板から前記第３圧接板へと伝達されるので、前記ボルト部材に剪断力が作用することは殆どなく、前記ボルト部材を圧接力の付与のみに特化させて使用できて、その健全性を高く維持可能となる。
【００１１】
請求項２に示す発明は、請求項１に記載の摩擦ダンパーであって、
前記パイプ部材と前記ボルト部材との間には、隙間が形成されていることを特徴とする。
上記請求項２に示す発明によれば、前記第３圧接板を摺動させるための力の前記ボルト部材への入力は、前記隙間によって完全に防止されるので、前記ボルト部材に剪断力が作用することを確実に防ぐことができる。
【００１２】
請求項３に示す発明は、請求項１又は２に記載の摩擦ダンパーであって、
前記第１圧接板の前記両面には滑動板又は摩擦板が固着され、
前記第２圧接板及び前記第３圧接板において、前記第１圧接板の滑動板と対向する面には摩擦板が固着される一方、前記第１圧接板の摩擦板と対向する面には滑動板が固着され、
前記滑動板と前記摩擦板との摺動によって前記摩擦力が発生することを特徴とする。
上記請求項３に示す発明によれば、前記第１圧接板と、前記第２圧接板及び前記第３圧接板との摺動によって確実に摩擦力を発生させることができる。
【００１３】
請求項４に示す発明は、請求項１乃至３の何れか記載の摩擦ダンパーであって、
前記ボルト部材の先端部に螺着されて、前記ボルト部材の頭部とによって、前記第１圧接板、前記第２圧接板、前記第３圧接板に前記圧接力を付与するナットを有し、
前記頭部と該頭部に隣接する圧接板との間、及び前記ナットと該ナットに隣接する圧接板との間の少なくとも一方には、皿ばねが介挿されており、
前記皿ばねの弾発力が前記圧接力として前記第１圧接板、前記第２圧接板、前記第３圧接板に付与されることを特徴とする。
上記請求項４に示す発明によれば、前記圧接力は、皿ばねの非線形領域の特性による一定の弾発力により付与されるので、圧接力設定時の誤差や前記圧接板の摩耗による影響を小さくできるなど、前記圧接力の大きさの安定化を図ることができる。
【００１４】
請求項５に示す発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の摩擦ダンパーであって、
前記第３圧接板の前記第３貫通孔の周囲には、前記パイプ部材の外径よりも小径の孔部を有するプレート部材が前記孔部を前記第３貫通孔に一致させて固着されており、
前記孔部に前記ボルト部材が通されていることを特徴とする。
上記請求項５に示す発明によれば、前記第３貫通孔からの前記パイプ部材の抜け落ちを前記プレート部材によって有効に防ぐことができる。
【００１５】
請求項６に示す発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の摩擦ダンパーであって、
前記第２圧接板の前記第２貫通孔の周囲には、前記パイプ部材の外径よりも小径の孔部を有するプレート部材が前記孔部を前記第２貫通孔に一致させて固着されており、
前記孔部に前記ボルト部材が通されていることを特徴とする。
上記請求項６に示す発明によれば、前記第２貫通孔からの前記パイプ部材の抜け落ちを前記プレート部材によって有効に防ぐことができる。
【００１６】
請求項７に示す発明は、請求項１乃至６の何れかに記載の摩擦ダンパーであって、
前記所定方向に関する前記パイプ部材との間の隙間の大きさは、前記第１貫通孔よりも前記第２貫通孔及び前記第３貫通孔の方が小さく、
前記第２貫通孔及び前記第３貫通孔の前記隙間の大きさは、それぞれ０．１〜３．０ｍｍの範囲の任意値であることを特徴とする。
上記請求項７に示す発明によれば、前記第２貫通孔及び前記第３貫通孔の前記隙間の大きさを、前記第１貫通孔の前記隙間の大きさよりも小さくしているとともに、それぞれ０．１〜３．０ｍｍの範囲の任意値にしているので、施工時における前記第２貫通孔及び前記第３貫通孔への前記パイプ部材の挿通作業を容易にしながらも、前記第３圧接板を摺動させるための力の伝達を第２圧接板から第３圧接板へと確実に行うことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る摩擦ダンパーによれば、摩擦ダンパーのコストダウン及びコンパクト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
＝＝＝第１実施形態の摩擦ダンパー１０＝＝＝
図３Ａは、建物の柱梁架構１のブレース５に適用された第１実施形態の摩擦ダンパー１０の説明図であり、図１中のII−II矢視に相当する断面図である。また、図３Ｂは、図３Ａの拡大図である。更に、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、図４Ｄは、それぞれに、図３Ａ中のＡ−Ａ矢視図、Ｂ−Ｂ矢視図、Ｃ−Ｃ矢視図、Ｄ−Ｄ矢視図である。
【００１９】
前述した図１の例と同様に、第１実施形態の摩擦ダンパー１０も、柱梁架構１のブレース５に組み込まれている。すなわち、この摩擦ダンパー１０が組み込まれるブレース５も、適宜位置で互いに間隔Ｓ１を隔てるように分断されて、図３Ａに示すように一対のブレース分断片５１，５２（一対の部材に相当）が形成されており、もって、これらブレース分断片５１，５２同士は、前記間隔Ｓ１によってブレース５の架け渡し方向（所定方向に相当し、以下では、ブレース架け渡し方向とも言う）に相対移動可能になっている。そして、摩擦ダンパー１０は、一方のブレース分断片５１のウエブ５１Ｗにフィラープレート５３を介してボルト止めされる第１圧接板１１と、他方のブレース分断片５２のウエブ５２Ｗがそのまま流用される第２圧接板２１と、この第２圧接板２１とによって前記第１圧接板１１を表裏両面から所定の圧接力で板厚方向に挟み込む第３圧接板３１と、を有している。
【００２０】
ここで、第１圧接板１１の表裏両面には、それぞれ、滑動板１５の一例としてのステンレス板が移動不能に固着されている一方、これら滑動板１５，１５と対向する第２圧接板２１及び第３圧接板３１の各面には、それぞれ摩擦板２５，３５が移動不能に固着されている。この固着方法としては、例えば、（１）接着による方法、（２）固着面を構成する各々の表面について表面粗さの増大化処理（第１圧接板１１、第２圧接板２１、第３圧接板３１、滑動板１５及び摩擦板２５，３５表面の目荒らし、ショットブラスト等）を施して、固着面で相対的な滑りが生じないようにする方法、（３）嵌合による方法等が挙げられる。
【００２１】
一方、第１圧接板１１、第２圧接板２１、第３圧接板３１には、それぞれ、第１貫通孔１３、第２貫通孔２３、第３貫通孔３３が板厚方向に貫通形成されているとともに、これらの貫通孔１３，２３，３３には串刺し状に、鋼製の丸パイプ４７（断面正円形状のパイプで、パイプ部材に相当）が通され、更に、当該丸パイプ４７には、管軸方向に沿って高力ボルト４１ｂ（ボルト部材に相当）が通されている。そして、この高力ボルト４１ｂの先端部にはナット４１ｎが螺着されており、これら高力ボルト４１ｂ及びナット４１ｎによって、第１圧接板１１は、第２圧接板２１と第３圧接板３１とに挟まれた状態で締結され、これにより、挟み込みのための前記圧接力が板厚方向に付与されている。
【００２２】
よって、この圧接力により、第１圧接板１１の滑動板１５に対して第２圧接板２１の摩擦板２５及び第３圧接板３１の摩擦板３５は当接され、摺動時には前記圧接力に応じた摩擦力Ｆｆを生じる（図３Ｂを参照）。そして、この摩擦力Ｆｆが柱梁架構１の振動の減衰力となる。なお、高力ボルト４１ｂの頭部と第２圧接板２１との間、及びナット４１ｎと第３圧接板３１との間にはそれぞれ皿ばね４３が介装されており、これら皿ばね４３の弾発力により圧接力の大きさの安定化が図られている。
【００２３】
ところで、上記の摺動を前記ブレース架け渡し方向について許容すべく、第１圧接板１１の前記第１貫通孔１３は、前記ブレース架け渡し方向に沿って長い長孔に形成されている（図４Ｃも参照）。すなわち、この長孔１３によって、柱梁架構１のブレース分断片５１，５２同士のブレース架け渡し方向の相対移動に伴い、第１圧接板１１に対して第２圧接板２１及び第３圧接板３１が、前記ブレース架け渡し方向に摺動可能になっている。
【００２４】
これに対して、第２圧接板２１の第２貫通孔２３及び第３圧接板３１の第３貫通孔３３の方は、丸パイプ４７との間に形成される前記ブレース掛け渡し方向の隙間Ｓ２が前記第１貫通孔１３の場合よりも小さく、しかも、当該隙間Ｓ２が極力小さくなるような孔径の正円に設定される（図３Ｂを参照）。
【００２５】
この理由は、この発明にあっては、丸パイプ４７と第２貫通孔２３及び第３貫通孔３３との当接係合を介して、第１圧接板１１に対する第２圧接板２１の摺動に連動させて第３圧接板３１を摺動させるようにしているためである。
【００２６】
詳しくは、柱梁架構１が振動する際に、図３Ｂに示すように、前記他方のブレース分割片５２たる第２圧接板２１にあっては、振動に伴う外力Ｐが柱梁架構１から直接入力されて、これにより第２圧接板２１は第１圧接板１１に対して摺動し、この摺動により摩擦力Ｆｆを発生して上記振動の減衰力とするが、第３圧接板３１にあっては、前記他方のブレース分割片５２には直結されておらず、それ故に、摺動に要する力を、第２圧接板２１から丸パイプ４７を介して付与される必要があるためである。
【００２７】
つまり、図３Ｂに示すように、第２圧接板２１に作用する前記外力Ｐの一部の力は、丸パイプ４７と第２貫通孔２３の内周面との当接係合による支圧力Ｆｐとして第２圧接板２１から丸パイプ４７へと伝達され、そして、丸パイプ４７に伝達された支圧力Ｆｐは、丸パイプ４７内で剪断力Ｆｓの形態を経た後に、丸パイプ４７と第３貫通孔３３の内周面との当接係合によって第３圧接板３１へと伝達され、その結果、この伝達された支圧力Ｆｐによって第３圧接板３１は第１圧接板１１に対して摺動する。そして、この摺動に伴って第３圧接板３１と第１圧接板１１との間には摩擦力Ｆｆが発生し、上記の振動の減衰に寄与するのである。
【００２８】
従って、これら第２貫通孔２３及び第３貫通孔３３の孔径は、施工時に丸パイプ４７を通すのに問題の無い範囲内で極力小さくするのが望ましく、例えば、丸パイプ４７を挿通させた際の丸パイプ４７との隙間Ｓ２が、前記ブレース掛け渡し方向について０．１〜３．０ｍｍの範囲にすると良い。そうすれば、施工時の丸パイプ通し作業を容易にしながらも、摺動に必要な支圧力Ｆｐを第３圧接板３１へ確実に伝達可能となる。
【００２９】
ちなみに、上記隙間Ｓ２を零に設定した理想状態の場合には、この摩擦ダンパー１０は、図５に示すような振動エネルギー吸収履歴特性を示す。このグラフは、ブレース掛け渡し方向に所定振幅δ０で強制加振して得られるグラフであり、横軸には、ブレース掛け渡し方向の相対変位δを示し、縦軸には、摩擦ダンパー１０が発生する摩擦力の総和ΣＦｆを示している。
【００３０】
ここで、グラフ中の摩擦力Ｆｆ０は、滑動板１５と摩擦板２５，３５との摩擦係数をμとし、圧接力をＮとした場合に下式で表される。
Ｆｆ０＝２×μ×Ｎ
なお、上式中の「２」という数値の意味は、上記の摩擦ダンパー１０が摩擦力Ｆｆを発生する摺動面を２面有する２面摩擦の摩擦ダンパーであるからである。また、図３Ｂ中における剪断力Ｆｓ、支圧力Ｆｐ、摩擦力Ｆｆ、及び外力Ｐは、次のような釣り合い関係にあるのは言うまでもない。
Ｆｓ＝Ｆｐ＝Ｆｆ
Ｐ＝２×Ｆｆ
【００３１】
ところで、望ましくは、図３Ｂに示すように高力ボルト４１ｂと丸パイプ４７との間に隙間を設けると良く、より望ましくは、当該隙間の大きさＧを、設計で想定する限界状態（例えば、弾性限界）まで変形状態の丸パイプ４７において当該丸パイプ４７の内周面と高力ボルト４１ｂとが当接しないようなサイズにすると良い。そして、このように設定すれば、第３圧接板３１を摺動させるための支圧力Ｆｐは、専ら丸パイプ４７のみに作用して高力ボルト４１ｂには作用しないので、高力ボルト４１ｂの健全性を高い状態に維持可能となる。
【００３２】
また、望ましくは、図３Ｂに示すように、丸パイプ４７の全長を、その管軸方向の両端が第３貫通孔３３及び第２貫通孔２３から外方に突出しないような長さに設定するとともに、第３圧接板３１の皿ばね４３側の面及び第２圧接板２１の皿ばね４３側の面に、それぞれ孔部４５ａ付きの薄板４５（プレート部材に相当）を固着し、更に、これら薄板４５，４５の孔部４５ａ，４５ａの孔径を、前記丸パイプ４７の外径よりも小径に設定すると良い。このようにすれば、当該丸パイプ４７は薄板４５，４５によって管軸方向の移動を規制されるので、第３、第２、第１貫通孔３３，２３，１３からの丸パイプ４７の抜け落ちは確実に防止される。なお、これら薄板４５，４５を、摩擦係数の低い素材で構成するか又は同素材でコーティングすれば、これら薄板４５，４５に当接する皿ばね４３の角部の摩耗を低減できる。
【００３３】
＝＝＝第２実施形態の摩擦ダンパー１０ａ＝＝＝
上述の第１実施形態では、図３Ａに示すように、第１圧接板１１の表裏両面を第２圧接板２１及び第３圧接板３１で挟み込むことにより、摩擦力が生じる摺動面を２面形成した２面摩擦の摩擦ダンパー１０を例示したが、図６に示す第２実施形態の摩擦ダンパー１０ａは、摺動面を４面形成した４面摩擦の摩擦ダンパーである点で相違する。すなわち、第１圧接板１１ａが１枚追加されて２枚となり、これに伴い、第３圧接板３１ａも１枚追加されて２枚になっている。なお、ここでは、説明の都合上、追設された第１圧接板には符号１１ａを、また、追設された第３圧接板には符号３１ａを付して示しているが、それぞれに、第１実施形態の第１圧接板１１及び第３圧接板３１と全く同仕様の部材である。
【００３４】
図６を参照して詳細に説明すると、先ず、この第２実施形態の摩擦ダンパー１０ａにあっては、第１実施形態において第１圧接板１１がボルト止めされたブレース分断片５１のウエブ５１Ｗの片面だけでなく、その反対側の面にもフィラープレート５３を介して別途第１圧接板１１ａがボルト止めされており、また、この追設された第１圧接板１１ａを前記第１実施形態の第２圧接板２１とで挟み込むべく新たに第３圧接板３１ａが追設されている。そして、これら追設された第１圧接板１１ａにも第１貫通孔１３が同仕様の長孔に形成される一方、追設された第３圧接板３１ａにも第３貫通孔３３が同仕様の正円に形成されており、更に、これら第１及び第３貫通孔１３，３３には、前記第１実施形態の第１乃至第３貫通孔１３，２３，３３に通された丸パイプ４７及び高力ボルト４１ｂが挿通されてその先端部のナット４１ｎにより締結されている。
【００３５】
よって、第２圧接板２１と、追設された第１圧接板１１ａとの間に新たに摺動面が形成され、更に、追設された第１圧接板１１ａと、追設された第３圧接板３１ａとの間にも新たに摺動面が形成され、これにより、第１実施形態の２面摩擦の摩擦ダンパー１０よりも２面だけ摺動面が増えた４面摩擦の摩擦ダンパー１０ａが達成されている。
【００３６】
ちなみに、この追設された第３圧接板３１ａも、第１圧接板１１ａに対して摺動するための支圧力Ｆｐを、丸パイプ４７と第３貫通孔３３及び第２貫通孔２３との当接係合を介して第２圧接板２１から付与されるのは言うまでもない。
【００３７】
また、この第２実施形態の摩擦ダンパー１０ａは４面摩擦であることから、上述の２面摩擦の第１実施形態と同値の圧接力の作用下においても、第１実施形態の２倍の大きさの摩擦力ΣＦｆを発生させ得るので、コンパクトな割には大きな摩擦力ΣＦｆを出力可能となる。
【００３８】
更には、この第２実施形態の摩擦ダンパー１０ａでは、第２圧接板２１に関して線対称に第１圧接板１１と第１圧接板１１ａとが配置されているとともに、第３圧接板３１及び第３圧接板３１ａも第２圧接板２１に関して線対称に配置されている。よって、第２圧接板２１から第３圧接板３１，３１ａへと前記支圧力Ｆｐを偏り無くほぼ均等に割り振って作用させることができて、その結果、振動の減衰作用の安定化を図れる。
【００３９】
図７及び図８には、６面摩擦及び８面摩擦に構成した摩擦ダンパー１０ｂ，１０ｃをそれぞれ例示している。但し、これらの摩擦ダンパー１０ｂ，１０ｃの構成は、上述と同様の方法により、つまり、更に第１圧接板１１ａと第３圧接板３１ａを追設することにより得られるのは明らかであるので、その詳細な説明は省略する。なお、これら６面摩擦及び８面摩擦の摩擦ダンパー１０ｂ，１０ｃにおいても、追設された第３圧接板３１ａは、第１圧接板１１，１１ａに対して摺動するための支圧力Ｆｐを、丸パイプ４７と第３貫通孔３３及び第２貫通孔２３との当接係合を介して第２圧接板２１から付与されるのは言うまでもない。
【００４０】
＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で以下に示すような変形が可能である。
【００４１】
上述の実施形態では、摩擦ダンパー１０を柱梁架構１のブレース５のウエブに組み込んでいたが、何等これに限るものではなく、ブレース５のフランジに組み込んでも良く、更には、柱梁架構１のブレース５以外の部位（例えば、間柱、間仕切り壁など）に組み込んでも良い。つまり、建物の柱梁架構１の振動時に、互いに相対移動する一対の部材であれば、それらの間に設置することができる。
【００４２】
上述の実施形態では、パイプ部材の一例として鋼製の丸パイプ４７を例示したが、想定される前記剪断力Ｆｓに耐用し得る耐力を有し、且つ、内側に高力ボルト４１ｂを挿通可能であれば、その形状や素材については何等これに限るものではない。例えば、形状については、断面矩形状の角パイプを用いても良く、素材にあってはアルミニウム等の非鉄金属や樹脂等の非金属でも良い。
【００４３】
上述の実施形態では、前記圧接力を付与するための高力ボルト４１ｂが挿通された丸パイプ４７を１本だけ備えた構成を例示したが、何等これに限るものではない。すなわち、当該丸パイプ４７のみを介して、第２圧接板２１から第３圧接板３１へと第３圧接板３１を摺動させるための支圧力Ｆｐが伝達されるのであれば、当該高力ボルト４１ｂが挿通された丸パイプ４７の設置本数を複数本にしても良い。その場合の設置例としては、ブレース架け渡し方向に沿って複数本並べることや、ブレース架け渡し方向及び板厚方向の両者と直交する板幅方向に沿って複数本並べること等が挙げられる。
【００４４】
上述の実施形態では、摩擦板２５，３５の素材について詳説していなかったが、ステンレス板等の滑動板１５との間で適度な摩擦力を発生するものであれば適用可能である。例えば、滑動板１５がステンレス板の場合には、摩擦板２５，３５は、熱硬化性樹脂を結合材としてアラミド繊維、ガラス繊維、ビニロン繊維、カーボンファイバー等の繊維材料と、カシューダスト、鉛などの摩擦調整材と、硫酸バリューム等の充填剤とから主に構成される摩擦材料で形成される。なお、摩擦板２５，３５には、上述の摩擦材料を単独で用いても良いし、摩擦材料に鋼板等を裏打ちして強度を高めたものを用いてもよい。
【００４５】
上述の実施形態では、２面、４面、６面、及び８面摩擦の摩擦ダンパー１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃを例示したが、摺動面数は何等これに限るものではなく、２×ｎ面摩擦（ｎは５以上の整数）に構成しても良いのは言うまでもない。
【００４６】
上述の実施形態では、第１圧接板１１に滑動板１５の一例としてのステンレス板を設け、第２圧接板２１及び第３圧接板３１に摩擦板２５及び摩擦板３５を設けたが、何等これに限るものではなく、この配置関係を逆にしても良い。
【００４７】
上述の実施形態では、皿ばね４３を、高力ボルト４１ｂの頭部と第２圧接板２１との間、及びナット４１ｎと第３圧接板３１との間の両方にそれぞれ介挿したが、いずれか一方にのみ設置しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】柱梁架構１のブレース５に組み込まれた摩擦ダンパー１０ｄの説明図である。
【図２】図１中のII−II断面図である。
【図３Ａ】第１実施形態の摩擦ダンパー１０の説明図である。
【図３Ｂ】同摩擦ダンパー１０の拡大図である。
【図４】図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、図４Ｄは、それぞれに、図３Ａ中のＡ−Ａ矢視図、Ｂ−Ｂ矢視図、Ｃ−Ｃ矢視図、Ｄ−Ｄ矢視図である。
【図５】この摩擦ダンパー１０の振動エネルギー吸収履歴特性である。
【図６】第２実施形態の摩擦ダンパー１０ａの説明図である。
【図７】他の実施形態として６面摩擦に構成した摩擦ダンパー１０ｂの説明図である。
【図８】他の実施形態として８面摩擦に構成した摩擦ダンパー１０ｃの説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 柱梁架構、５ ブレース、１０ 摩擦ダンパー、
１０ａ 摩擦ダンパー、１０ｂ 摩擦ダンパー、
１０ｃ 摩擦ダンパー、１０ｄ 摩擦ダンパー、
１１ 第１圧接板、１１ａ 第１圧接板、１３ 第１貫通孔、
１５ 滑動板、２１ 第２圧接板、２３ 第２貫通孔、２５ 摩擦板、
３１ 第３圧接板、３１ａ 第３圧接板、３３ 第３貫通孔、
３５ 摩擦板、４１ｂ 高力ボルト（ボルト部材）、４１ｎ ナット、
４３ 皿ばね、４５ 薄板（プレート部材）、４５ａ 孔部、
４７ 丸パイプ（パイプ部材）、
５１ 一方のブレース分断片、５１Ｗ ウエブ、
５２ 他方のブレース分断片、５２Ｗ ウエブ、
５３ フィラープレート、５５ 締結部、
Ｆｆ 摩擦力、Ｆｓ 剪断力、Ｐ 外力、Ｆｐ 支圧力、
Ｓ１ 間隔、Ｓ２ 隙間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物架構の振動を抑制する摩擦ダンパーに関する。
【背景技術】
【０００２】
建物架構の振動を減衰する摩擦ダンパーが知られている。この摩擦ダンパーは、建物架構において所定方向に互いに相対移動する一対の鉄骨部材の間に配置され、前記相対移動に伴って摺動する圧接板同士の摩擦力により、前記相対移動を抑制するものである。
【０００３】
図１はこの摩擦ダンパー１０ｄの説明図であり、図２Ａは、図１中のII−II断面図である。この例では、摩擦ダンパー１０ｄは、柱梁架構１のブレース５を構成するＨ形鋼のウエブに設けられている。すなわち、図２Ａに示すように、摩擦ダンパー１０ｄは、前記ブレース５を２つに分断してなる一方のブレース分断片５１のウエブ５１Ｗにボルト固定される第１圧接板１１と、他方のブレース分断片５２のウエブ５２Ｗがそのまま流用される第２圧接板２１と、この第２圧接板２１とによって前記第１圧接板１１を両面から所定の圧接力で挟み込む第３圧接板３１と、を有している。そして、前記圧接力は、第１圧接板１１の第１貫通孔１３、第２圧接板２１の第２貫通孔２３、及び第３圧接板３１の第３貫通孔３３を挿通して設けられたボルト４１ｂにナット４１ｎを螺合させて締結することで付与されるようになっており、また、圧接力の安定化を図るべく、ボルト４１ｂの頭部と第２圧接板２１との間、及びナット４１ｎと第３圧接板３１との間にはそれぞれ皿ばね４３が介装されている。また、第１貫通孔１３は、前記所定方向に長い長孔に形成されており、これにより、前記一方のブレース分断片５１と他方のブレース分断片５２との相対移動に応じて第２圧接板２１及び第３圧接板３１が第１圧接板１１に対して前記所定方向に摺動可能に構成され、その結果、当該摺動時の摩擦力Ｆｆにより前記相対移動を抑制して柱梁架構１の振動を減衰するようにしている（特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２０００−３５２１１３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来は、前記他方のブレース分断片５２に設けられる第２圧接板２１と第３圧接板３１とは、図２Ａに示すように、上記のボルト４１ｂ・ナット４１ｎ以外に別途締結部５５が設けられ、この締結部５５によって互いに相対移動不能に一体に連結固定されていた。そして、これにより、前記他方のブレース分断片５２（第２圧接板２１）からの外力Ｐを、当該締結部５５を介して第３圧接板３１に作用させて、第３圧接板３１を第２圧接板２１と連動させて第１圧接板１１に対して摺動させるようにしていた。
【０００５】
ここでこのような締結部５５を設けていた理由は、上記のボルト４１ｂに図２に示すような剪断力Ｆｓを加えることを想定しておらず、ボルト４１ｂにはボルト軸力のみを働かせるようにしていたためである。つまり、第２圧接板２１と第３圧接板３１との間における前記所定方向の力の伝達を、前記ボルト４１ｂでは行っていなかったためである。
【０００６】
しかしながら、このような締結部５５を設けると摩擦ダンパー１０の部品数が多くなるだけでなく、第３圧接板３１に対して前記締結部５５配置用の領域を確保しなければならず、第３圧接板３１のサイズダウンも阻まれる。そして、その結果として、摩擦ダンパー１０のコストダウン及びコンパクト化が阻まれてしまう。
【０００７】
本発明は、かかる従来の課題に鑑みて成されたもので、コストダウン及びコンパクト化を図れる摩擦ダンパー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】
【０００８】
かかる目的を達成するために請求項１に示す摩擦ダンパーは、
建物架構において所定方向に相対移動する一対の部材の間に配置されて、前記相対移動に伴って摺動する圧接板同士の摩擦力により、前記相対移動を抑制する摩擦ダンパーであって、
前記一対の部材のうちの一方の部材に設けられる第１圧接板と、
前記一対の部材のうちの他方の部材に設けられる第２圧接板と、
前記第２圧接板とによって前記第１圧接板を両面から所定の圧接力で挟み込む第３圧接板と、
前記圧接力を付与すべく、前記第１圧接板の前記所定方向に長い第１貫通孔、前記第２圧接板の第２貫通孔、及び前記第３圧接板の第３貫通孔を挿通して設けられるボルト部材と、
前記ボルト部材を内側に挿入しつつ、前記第１貫通孔、前記第２貫通孔、及び前記第３貫通孔を挿通して設けられるパイプ部材と、を有し、
前記第１貫通孔によって前記第１圧接板に対する前記第２圧接板の前記所定方向の摺動が許容されるとともに、前記摺動に連動して前記第３圧接板が前記第１圧接板に対して前記所定方向に摺動するように、当該摺動させるための力が、前記パイプ部材の前記第２貫通孔及び前記第３貫通孔との係合を介して前記第２圧接板から前記第３圧接板へと伝達されることを特徴とする。
【０００９】
上記請求項１に示す発明によれば、前記第３圧接板を第２圧接板に連動させて摺動させるための力は、前記パイプ部材の前記第２貫通孔及び前記第３貫通孔との係合を介して前記第２圧接板から前記第３圧接板へと伝達される。よって、前記第３圧接板を第２圧接板に締結固定するための締結部を省略できるとともに、当該省略に伴って第３圧接板のサイズダウンも可能となり、その結果として、摩擦ダンパーのコストダウン及びコンパクト化を図ることができる。
【００１０】
また、前記第３圧接板を摺動させるための力は、前記パイプ部材の前記第２貫通孔及び前記第３貫通孔との係合を介して前記第２圧接板から前記第３圧接板へと伝達されるので、前記ボルト部材に剪断力が作用することは殆どなく、前記ボルト部材を圧接力の付与のみに特化させて使用できて、その健全性を高く維持可能となる。
【００１１】
請求項２に示す発明は、請求項１に記載の摩擦ダンパーであって、
前記パイプ部材と前記ボルト部材との間には、隙間が形成されていることを特徴とする。
上記請求項２に示す発明によれば、前記第３圧接板を摺動させるための力の前記ボルト部材への入力は、前記隙間によって完全に防止されるので、前記ボルト部材に剪断力が作用することを確実に防ぐことができる。
【００１２】
請求項３に示す発明は、請求項１又は２に記載の摩擦ダンパーであって、
前記第１圧接板の前記両面には滑動板又は摩擦板が固着され、
前記第２圧接板及び前記第３圧接板において、前記第１圧接板の滑動板と対向する面には摩擦板が固着される一方、前記第１圧接板の摩擦板と対向する面には滑動板が固着され、
前記滑動板と前記摩擦板との摺動によって前記摩擦力が発生することを特徴とする。
上記請求項３に示す発明によれば、前記第１圧接板と、前記第２圧接板及び前記第３圧接板との摺動によって確実に摩擦力を発生させることができる。
【００１３】
請求項４に示す発明は、請求項１乃至３の何れか記載の摩擦ダンパーであって、
前記ボルト部材の先端部に螺着されて、前記ボルト部材の頭部とによって、前記第１圧接板、前記第２圧接板、前記第３圧接板に前記圧接力を付与するナットを有し、
前記頭部と該頭部に隣接する圧接板との間、及び前記ナットと該ナットに隣接する圧接板との間の少なくとも一方には、皿ばねが介挿されており、
前記皿ばねの弾発力が前記圧接力として前記第１圧接板、前記第２圧接板、前記第３圧接板に付与されることを特徴とする。
上記請求項４に示す発明によれば、前記圧接力は、皿ばねの非線形領域の特性による一定の弾発力により付与されるので、圧接力設定時の誤差や前記圧接板の摩耗による影響を小さくできるなど、前記圧接力の大きさの安定化を図ることができる。
【００１４】
請求項５に示す発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の摩擦ダンパーであって、
前記第３圧接板の前記第３貫通孔の周囲には、前記パイプ部材の外径よりも小径の孔部を有するプレート部材が前記孔部を前記第３貫通孔に一致させて固着されており、
前記孔部に前記ボルト部材が通されていることを特徴とする。
上記請求項５に示す発明によれば、前記第３貫通孔からの前記パイプ部材の抜け落ちを前記プレート部材によって有効に防ぐことができる。
【００１５】
請求項６に示す発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の摩擦ダンパーであって、
前記第２圧接板の前記第２貫通孔の周囲には、前記パイプ部材の外径よりも小径の孔部を有するプレート部材が前記孔部を前記第２貫通孔に一致させて固着されており、
前記孔部に前記ボルト部材が通されていることを特徴とする。
上記請求項６に示す発明によれば、前記第２貫通孔からの前記パイプ部材の抜け落ちを前記プレート部材によって有効に防ぐことができる。
【００１６】
請求項７に示す発明は、請求項１乃至６の何れかに記載の摩擦ダンパーであって、
前記所定方向に関する前記パイプ部材との間の隙間の大きさは、前記第１貫通孔よりも前記第２貫通孔及び前記第３貫通孔の方が小さく、
前記第２貫通孔及び前記第３貫通孔の前記隙間の大きさは、それぞれ０．１〜３．０ｍｍの範囲の任意値であることを特徴とする。
上記請求項７に示す発明によれば、前記第２貫通孔及び前記第３貫通孔の前記隙間の大きさを、前記第１貫通孔の前記隙間の大きさよりも小さくしているとともに、それぞれ０．１〜３．０ｍｍの範囲の任意値にしているので、施工時における前記第２貫通孔及び前記第３貫通孔への前記パイプ部材の挿通作業を容易にしながらも、前記第３圧接板を摺動させるための力の伝達を第２圧接板から第３圧接板へと確実に行うことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る摩擦ダンパーによれば、摩擦ダンパーのコストダウン及びコンパクト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
＝＝＝第１実施形態の摩擦ダンパー１０＝＝＝
図３Ａは、建物の柱梁架構１のブレース５に適用された第１実施形態の摩擦ダンパー１０の説明図であり、図１中のII−II矢視に相当する断面図である。また、図３Ｂは、図３Ａの拡大図である。更に、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、図４Ｄは、それぞれに、図３Ａ中のＡ−Ａ矢視図、Ｂ−Ｂ矢視図、Ｃ−Ｃ矢視図、Ｄ−Ｄ矢視図である。
【００１９】
前述した図１の例と同様に、第１実施形態の摩擦ダンパー１０も、柱梁架構１のブレース５に組み込まれている。すなわち、この摩擦ダンパー１０が組み込まれるブレース５も、適宜位置で互いに間隔Ｓ１を隔てるように分断されて、図３Ａに示すように一対のブレース分断片５１，５２（一対の部材に相当）が形成されており、もって、これらブレース分断片５１，５２同士は、前記間隔Ｓ１によってブレース５の架け渡し方向（所定方向に相当し、以下では、ブレース架け渡し方向とも言う）に相対移動可能になっている。そして、摩擦ダンパー１０は、一方のブレース分断片５１のウエブ５１Ｗにフィラープレート５３を介してボルト止めされる第１圧接板１１と、他方のブレース分断片５２のウエブ５２Ｗがそのまま流用される第２圧接板２１と、この第２圧接板２１とによって前記第１圧接板１１を表裏両面から所定の圧接力で板厚方向に挟み込む第３圧接板３１と、を有している。
【００２０】
ここで、第１圧接板１１の表裏両面には、それぞれ、滑動板１５の一例としてのステンレス板が移動不能に固着されている一方、これら滑動板１５，１５と対向する第２圧接板２１及び第３圧接板３１の各面には、それぞれ摩擦板２５，３５が移動不能に固着されている。この固着方法としては、例えば、（１）接着による方法、（２）固着面を構成する各々の表面について表面粗さの増大化処理（第１圧接板１１、第２圧接板２１、第３圧接板３１、滑動板１５及び摩擦板２５，３５表面の目荒らし、ショットブラスト等）を施して、固着面で相対的な滑りが生じないようにする方法、（３）嵌合による方法等が挙げられる。
【００２１】
一方、第１圧接板１１、第２圧接板２１、第３圧接板３１には、それぞれ、第１貫通孔１３、第２貫通孔２３、第３貫通孔３３が板厚方向に貫通形成されているとともに、これらの貫通孔１３，２３，３３には串刺し状に、鋼製の丸パイプ４７（断面正円形状のパイプで、パイプ部材に相当）が通され、更に、当該丸パイプ４７には、管軸方向に沿って高力ボルト４１ｂ（ボルト部材に相当）が通されている。そして、この高力ボルト４１ｂの先端部にはナット４１ｎが螺着されており、これら高力ボルト４１ｂ及びナット４１ｎによって、第１圧接板１１は、第２圧接板２１と第３圧接板３１とに挟まれた状態で締結され、これにより、挟み込みのための前記圧接力が板厚方向に付与されている。
【００２２】
よって、この圧接力により、第１圧接板１１の滑動板１５に対して第２圧接板２１の摩擦板２５及び第３圧接板３１の摩擦板３５は当接され、摺動時には前記圧接力に応じた摩擦力Ｆｆを生じる（図３Ｂを参照）。そして、この摩擦力Ｆｆが柱梁架構１の振動の減衰力となる。なお、高力ボルト４１ｂの頭部と第２圧接板２１との間、及びナット４１ｎと第３圧接板３１との間にはそれぞれ皿ばね４３が介装されており、これら皿ばね４３の弾発力により圧接力の大きさの安定化が図られている。
【００２３】
ところで、上記の摺動を前記ブレース架け渡し方向について許容すべく、第１圧接板１１の前記第１貫通孔１３は、前記ブレース架け渡し方向に沿って長い長孔に形成されている（図４Ｃも参照）。すなわち、この長孔１３によって、柱梁架構１のブレース分断片５１，５２同士のブレース架け渡し方向の相対移動に伴い、第１圧接板１１に対して第２圧接板２１及び第３圧接板３１が、前記ブレース架け渡し方向に摺動可能になっている。
【００２４】
これに対して、第２圧接板２１の第２貫通孔２３及び第３圧接板３１の第３貫通孔３３の方は、丸パイプ４７との間に形成される前記ブレース掛け渡し方向の隙間Ｓ２が前記第１貫通孔１３の場合よりも小さく、しかも、当該隙間Ｓ２が極力小さくなるような孔径の正円に設定される（図３Ｂを参照）。
【００２５】
この理由は、この発明にあっては、丸パイプ４７と第２貫通孔２３及び第３貫通孔３３との当接係合を介して、第１圧接板１１に対する第２圧接板２１の摺動に連動させて第３圧接板３１を摺動させるようにしているためである。
【００２６】
詳しくは、柱梁架構１が振動する際に、図３Ｂに示すように、前記他方のブレース分割片５２たる第２圧接板２１にあっては、振動に伴う外力Ｐが柱梁架構１から直接入力されて、これにより第２圧接板２１は第１圧接板１１に対して摺動し、この摺動により摩擦力Ｆｆを発生して上記振動の減衰力とするが、第３圧接板３１にあっては、前記他方のブレース分割片５２には直結されておらず、それ故に、摺動に要する力を、第２圧接板２１から丸パイプ４７を介して付与される必要があるためである。
【００２７】
つまり、図３Ｂに示すように、第２圧接板２１に作用する前記外力Ｐの一部の力は、丸パイプ４７と第２貫通孔２３の内周面との当接係合による支圧力Ｆｐとして第２圧接板２１から丸パイプ４７へと伝達され、そして、丸パイプ４７に伝達された支圧力Ｆｐは、丸パイプ４７内で剪断力Ｆｓの形態を経た後に、丸パイプ４７と第３貫通孔３３の内周面との当接係合によって第３圧接板３１へと伝達され、その結果、この伝達された支圧力Ｆｐによって第３圧接板３１は第１圧接板１１に対して摺動する。そして、この摺動に伴って第３圧接板３１と第１圧接板１１との間には摩擦力Ｆｆが発生し、上記の振動の減衰に寄与するのである。
【００２８】
従って、これら第２貫通孔２３及び第３貫通孔３３の孔径は、施工時に丸パイプ４７を通すのに問題の無い範囲内で極力小さくするのが望ましく、例えば、丸パイプ４７を挿通させた際の丸パイプ４７との隙間Ｓ２が、前記ブレース掛け渡し方向について０．１〜３．０ｍｍの範囲にすると良い。そうすれば、施工時の丸パイプ通し作業を容易にしながらも、摺動に必要な支圧力Ｆｐを第３圧接板３１へ確実に伝達可能となる。
【００２９】
ちなみに、上記隙間Ｓ２を零に設定した理想状態の場合には、この摩擦ダンパー１０は、図５に示すような振動エネルギー吸収履歴特性を示す。このグラフは、ブレース掛け渡し方向に所定振幅δ０で強制加振して得られるグラフであり、横軸には、ブレース掛け渡し方向の相対変位δを示し、縦軸には、摩擦ダンパー１０が発生する摩擦力の総和ΣＦｆを示している。
【００３０】
ここで、グラフ中の摩擦力Ｆｆ０は、滑動板１５と摩擦板２５，３５との摩擦係数をμとし、圧接力をＮとした場合に下式で表される。
Ｆｆ０＝２×μ×Ｎ
なお、上式中の「２」という数値の意味は、上記の摩擦ダンパー１０が摩擦力Ｆｆを発生する摺動面を２面有する２面摩擦の摩擦ダンパーであるからである。また、図３Ｂ中における剪断力Ｆｓ、支圧力Ｆｐ、摩擦力Ｆｆ、及び外力Ｐは、次のような釣り合い関係にあるのは言うまでもない。
Ｆｓ＝Ｆｐ＝Ｆｆ
Ｐ＝２×Ｆｆ
【００３１】
ところで、望ましくは、図３Ｂに示すように高力ボルト４１ｂと丸パイプ４７との間に隙間を設けると良く、より望ましくは、当該隙間の大きさＧを、設計で想定する限界状態（例えば、弾性限界）まで変形状態の丸パイプ４７において当該丸パイプ４７の内周面と高力ボルト４１ｂとが当接しないようなサイズにすると良い。そして、このように設定すれば、第３圧接板３１を摺動させるための支圧力Ｆｐは、専ら丸パイプ４７のみに作用して高力ボルト４１ｂには作用しないので、高力ボルト４１ｂの健全性を高い状態に維持可能となる。
【００３２】
また、望ましくは、図３Ｂに示すように、丸パイプ４７の全長を、その管軸方向の両端が第３貫通孔３３及び第２貫通孔２３から外方に突出しないような長さに設定するとともに、第３圧接板３１の皿ばね４３側の面及び第２圧接板２１の皿ばね４３側の面に、それぞれ孔部４５ａ付きの薄板４５（プレート部材に相当）を固着し、更に、これら薄板４５，４５の孔部４５ａ，４５ａの孔径を、前記丸パイプ４７の外径よりも小径に設定すると良い。このようにすれば、当該丸パイプ４７は薄板４５，４５によって管軸方向の移動を規制されるので、第３、第２、第１貫通孔３３，２３，１３からの丸パイプ４７の抜け落ちは確実に防止される。なお、これら薄板４５，４５を、摩擦係数の低い素材で構成するか又は同素材でコーティングすれば、これら薄板４５，４５に当接する皿ばね４３の角部の摩耗を低減できる。
【００３３】
＝＝＝第２実施形態の摩擦ダンパー１０ａ＝＝＝
上述の第１実施形態では、図３Ａに示すように、第１圧接板１１の表裏両面を第２圧接板２１及び第３圧接板３１で挟み込むことにより、摩擦力が生じる摺動面を２面形成した２面摩擦の摩擦ダンパー１０を例示したが、図６に示す第２実施形態の摩擦ダンパー１０ａは、摺動面を４面形成した４面摩擦の摩擦ダンパーである点で相違する。すなわち、第１圧接板１１ａが１枚追加されて２枚となり、これに伴い、第３圧接板３１ａも１枚追加されて２枚になっている。なお、ここでは、説明の都合上、追設された第１圧接板には符号１１ａを、また、追設された第３圧接板には符号３１ａを付して示しているが、それぞれに、第１実施形態の第１圧接板１１及び第３圧接板３１と全く同仕様の部材である。
【００３４】
図６を参照して詳細に説明すると、先ず、この第２実施形態の摩擦ダンパー１０ａにあっては、第１実施形態において第１圧接板１１がボルト止めされたブレース分断片５１のウエブ５１Ｗの片面だけでなく、その反対側の面にもフィラープレート５３を介して別途第１圧接板１１ａがボルト止めされており、また、この追設された第１圧接板１１ａを前記第１実施形態の第２圧接板２１とで挟み込むべく新たに第３圧接板３１ａが追設されている。そして、これら追設された第１圧接板１１ａにも第１貫通孔１３が同仕様の長孔に形成される一方、追設された第３圧接板３１ａにも第３貫通孔３３が同仕様の正円に形成されており、更に、これら第１及び第３貫通孔１３，３３には、前記第１実施形態の第１乃至第３貫通孔１３，２３，３３に通された丸パイプ４７及び高力ボルト４１ｂが挿通されてその先端部のナット４１ｎにより締結されている。
【００３５】
よって、第２圧接板２１と、追設された第１圧接板１１ａとの間に新たに摺動面が形成され、更に、追設された第１圧接板１１ａと、追設された第３圧接板３１ａとの間にも新たに摺動面が形成され、これにより、第１実施形態の２面摩擦の摩擦ダンパー１０よりも２面だけ摺動面が増えた４面摩擦の摩擦ダンパー１０ａが達成されている。
【００３６】
ちなみに、この追設された第３圧接板３１ａも、第１圧接板１１ａに対して摺動するための支圧力Ｆｐを、丸パイプ４７と第３貫通孔３３及び第２貫通孔２３との当接係合を介して第２圧接板２１から付与されるのは言うまでもない。
【００３７】
また、この第２実施形態の摩擦ダンパー１０ａは４面摩擦であることから、上述の２面摩擦の第１実施形態と同値の圧接力の作用下においても、第１実施形態の２倍の大きさの摩擦力ΣＦｆを発生させ得るので、コンパクトな割には大きな摩擦力ΣＦｆを出力可能となる。
【００３８】
更には、この第２実施形態の摩擦ダンパー１０ａでは、第２圧接板２１に関して線対称に第１圧接板１１と第１圧接板１１ａとが配置されているとともに、第３圧接板３１及び第３圧接板３１ａも第２圧接板２１に関して線対称に配置されている。よって、第２圧接板２１から第３圧接板３１，３１ａへと前記支圧力Ｆｐを偏り無くほぼ均等に割り振って作用させることができて、その結果、振動の減衰作用の安定化を図れる。
【００３９】
図７及び図８には、６面摩擦及び８面摩擦に構成した摩擦ダンパー１０ｂ，１０ｃをそれぞれ例示している。但し、これらの摩擦ダンパー１０ｂ，１０ｃの構成は、上述と同様の方法により、つまり、更に第１圧接板１１ａと第３圧接板３１ａを追設することにより得られるのは明らかであるので、その詳細な説明は省略する。なお、これら６面摩擦及び８面摩擦の摩擦ダンパー１０ｂ，１０ｃにおいても、追設された第３圧接板３１ａは、第１圧接板１１，１１ａに対して摺動するための支圧力Ｆｐを、丸パイプ４７と第３貫通孔３３及び第２貫通孔２３との当接係合を介して第２圧接板２１から付与されるのは言うまでもない。
【００４０】
＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で以下に示すような変形が可能である。
【００４１】
上述の実施形態では、摩擦ダンパー１０を柱梁架構１のブレース５のウエブに組み込んでいたが、何等これに限るものではなく、ブレース５のフランジに組み込んでも良く、更には、柱梁架構１のブレース５以外の部位（例えば、間柱、間仕切り壁など）に組み込んでも良い。つまり、建物の柱梁架構１の振動時に、互いに相対移動する一対の部材であれば、それらの間に設置することができる。
【００４２】
上述の実施形態では、パイプ部材の一例として鋼製の丸パイプ４７を例示したが、想定される前記剪断力Ｆｓに耐用し得る耐力を有し、且つ、内側に高力ボルト４１ｂを挿通可能であれば、その形状や素材については何等これに限るものではない。例えば、形状については、断面矩形状の角パイプを用いても良く、素材にあってはアルミニウム等の非鉄金属や樹脂等の非金属でも良い。
【００４３】
上述の実施形態では、前記圧接力を付与するための高力ボルト４１ｂが挿通された丸パイプ４７を１本だけ備えた構成を例示したが、何等これに限るものではない。すなわち、当該丸パイプ４７のみを介して、第２圧接板２１から第３圧接板３１へと第３圧接板３１を摺動させるための支圧力Ｆｐが伝達されるのであれば、当該高力ボルト４１ｂが挿通された丸パイプ４７の設置本数を複数本にしても良い。その場合の設置例としては、ブレース架け渡し方向に沿って複数本並べることや、ブレース架け渡し方向及び板厚方向の両者と直交する板幅方向に沿って複数本並べること等が挙げられる。
【００４４】
上述の実施形態では、摩擦板２５，３５の素材について詳説していなかったが、ステンレス板等の滑動板１５との間で適度な摩擦力を発生するものであれば適用可能である。例えば、滑動板１５がステンレス板の場合には、摩擦板２５，３５は、熱硬化性樹脂を結合材としてアラミド繊維、ガラス繊維、ビニロン繊維、カーボンファイバー等の繊維材料と、カシューダスト、鉛などの摩擦調整材と、硫酸バリューム等の充填剤とから主に構成される摩擦材料で形成される。なお、摩擦板２５，３５には、上述の摩擦材料を単独で用いても良いし、摩擦材料に鋼板等を裏打ちして強度を高めたものを用いてもよい。
【００４５】
上述の実施形態では、２面、４面、６面、及び８面摩擦の摩擦ダンパー１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃを例示したが、摺動面数は何等これに限るものではなく、２×ｎ面摩擦（ｎは５以上の整数）に構成しても良いのは言うまでもない。
【００４６】
上述の実施形態では、第１圧接板１１に滑動板１５の一例としてのステンレス板を設け、第２圧接板２１及び第３圧接板３１に摩擦板２５及び摩擦板３５を設けたが、何等これに限るものではなく、この配置関係を逆にしても良い。
【００４７】
上述の実施形態では、皿ばね４３を、高力ボルト４１ｂの頭部と第２圧接板２１との間、及びナット４１ｎと第３圧接板３１との間の両方にそれぞれ介挿したが、いずれか一方にのみ設置しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】柱梁架構１のブレース５に組み込まれた摩擦ダンパー１０ｄの説明図である。
【図２】図１中のII−II断面図である。
【図３Ａ】第１実施形態の摩擦ダンパー１０の説明図である。
【図３Ｂ】同摩擦ダンパー１０の拡大図である。
【図４】図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、図４Ｄは、それぞれに、図３Ａ中のＡ−Ａ矢視図、Ｂ−Ｂ矢視図、Ｃ−Ｃ矢視図、Ｄ−Ｄ矢視図である。
【図５】この摩擦ダンパー１０の振動エネルギー吸収履歴特性である。
【図６】第２実施形態の摩擦ダンパー１０ａの説明図である。
【図７】他の実施形態として６面摩擦に構成した摩擦ダンパー１０ｂの説明図である。
【図８】他の実施形態として８面摩擦に構成した摩擦ダンパー１０ｃの説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 柱梁架構、５ ブレース、１０ 摩擦ダンパー、
１０ａ 摩擦ダンパー、１０ｂ 摩擦ダンパー、
１０ｃ 摩擦ダンパー、１０ｄ 摩擦ダンパー、
１１ 第１圧接板、１１ａ 第１圧接板、１３ 第１貫通孔、
１５ 滑動板、２１ 第２圧接板、２３ 第２貫通孔、２５ 摩擦板、
３１ 第３圧接板、３１ａ 第３圧接板、３３ 第３貫通孔、
３５ 摩擦板、４１ｂ 高力ボルト（ボルト部材）、４１ｎ ナット、
４３ 皿ばね、４５ 薄板（プレート部材）、４５ａ 孔部、
４７ 丸パイプ（パイプ部材）、
５１ 一方のブレース分断片、５１Ｗ ウエブ、
５２ 他方のブレース分断片、５２Ｗ ウエブ、
５３ フィラープレート、５５ 締結部、
Ｆｆ 摩擦力、Ｆｓ 剪断力、Ｐ 外力、Ｆｐ 支圧力、
Ｓ１ 間隔、Ｓ２ 隙間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物架構において所定方向に相対移動する一対の部材の間に配置されて、前記相対移動に伴って摺動する圧接板同士の摩擦力により、前記相対移動を抑制する摩擦ダンパーであって、
前記一対の部材のうちの一方の部材に設けられる第１圧接板と、
前記一対の部材のうちの他方の部材に設けられる第２圧接板と、
前記第２圧接板とによって前記第１圧接板を両面から所定の圧接力で挟み込む第３圧接板と、
前記圧接力を付与すべく、前記第１圧接板の前記所定方向に長い第１貫通孔、前記第２圧接板の第２貫通孔、及び前記第３圧接板の第３貫通孔を挿通して設けられるボルト部材と、
前記ボルト部材を内側に挿入しつつ、前記第１貫通孔、前記第２貫通孔、及び前記第３貫通孔を挿通して設けられるパイプ部材と、を有し、
前記第１貫通孔によって前記第１圧接板に対する前記第２圧接板の前記所定方向の摺動が許容されるとともに、前記摺動に連動して前記第３圧接板が前記第１圧接板に対して前記所定方向に摺動するように、当該摺動させるための力が、前記パイプ部材の前記第２貫通孔及び前記第３貫通孔との係合を介して前記第２圧接板から前記第３圧接板へと伝達されることを特徴とする摩擦ダンパー。
【請求項２】
請求項１に記載の摩擦ダンパーであって、
前記パイプ部材と前記ボルト部材との間には、隙間が形成されていることを特徴とする摩擦ダンパー。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の摩擦ダンパーであって、
前記第１圧接板の前記両面には滑動板又は摩擦板が固着され、
前記第２圧接板及び前記第３圧接板において、前記第１圧接板の滑動板と対向する面には摩擦板が固着される一方、前記第１圧接板の摩擦板と対向する面には滑動板が固着され、
前記滑動板と前記摩擦板との摺動によって前記摩擦力が発生することを特徴とする摩擦ダンパー。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載の摩擦ダンパーであって、
前記ボルト部材の先端部に螺着されて、前記ボルト部材の頭部とによって、前記第１圧接板、前記第２圧接板、前記第３圧接板に前記圧接力を付与するナットを有し、
前記頭部と該頭部に隣接する圧接板との間、及び前記ナットと該ナットに隣接する圧接板との間の少なくとも一方には、皿ばねが介挿されており、
前記皿ばねの弾発力が前記圧接力として前記第１圧接板、前記第２圧接板、前記第３圧接板に付与されることを特徴とする摩擦ダンパー。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載の摩擦ダンパーであって、
前記第３圧接板の前記第３貫通孔の周囲には、前記パイプ部材の外径よりも小径の孔部を有するプレート部材が前記孔部を前記第３貫通孔に一致させて固着されており、
前記孔部に前記ボルト部材が通されていることを特徴とする摩擦ダンパー。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載の摩擦ダンパーであって、
前記第２圧接板の前記第２貫通孔の周囲には、前記パイプ部材の外径よりも小径の孔部を有するプレート部材が前記孔部を前記第２貫通孔に一致させて固着されており、
前記孔部に前記ボルト部材が通されていることを特徴とする摩擦ダンパー。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかに記載の摩擦ダンパーであって、
前記所定方向に関する前記パイプ部材との間の隙間の大きさは、前記第１貫通孔よりも前記第２貫通孔及び前記第３貫通孔の方が小さく、
前記第２貫通孔及び前記第３貫通孔の前記隙間の大きさは、それぞれ０．１〜３．０ｍｍの範囲の任意値であることを特徴とする摩擦ダンパー。
【請求項１】
建物架構において所定方向に相対移動する一対の部材の間に配置されて、前記相対移動に伴って摺動する圧接板同士の摩擦力により、前記相対移動を抑制する摩擦ダンパーであって、
前記一対の部材のうちの一方の部材に設けられる第１圧接板と、
前記一対の部材のうちの他方の部材に設けられる第２圧接板と、
前記第２圧接板とによって前記第１圧接板を両面から所定の圧接力で挟み込む第３圧接板と、
前記圧接力を付与すべく、前記第１圧接板の前記所定方向に長い第１貫通孔、前記第２圧接板の第２貫通孔、及び前記第３圧接板の第３貫通孔を挿通して設けられるボルト部材と、
前記ボルト部材を内側に挿入しつつ、前記第１貫通孔、前記第２貫通孔、及び前記第３貫通孔を挿通して設けられるパイプ部材と、を有し、
前記第１貫通孔によって前記第１圧接板に対する前記第２圧接板の前記所定方向の摺動が許容されるとともに、前記摺動に連動して前記第３圧接板が前記第１圧接板に対して前記所定方向に摺動するように、当該摺動させるための力が、前記パイプ部材の前記第２貫通孔及び前記第３貫通孔との係合を介して前記第２圧接板から前記第３圧接板へと伝達されることを特徴とする摩擦ダンパー。
【請求項２】
請求項１に記載の摩擦ダンパーであって、
前記パイプ部材と前記ボルト部材との間には、隙間が形成されていることを特徴とする摩擦ダンパー。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の摩擦ダンパーであって、
前記第１圧接板の前記両面には滑動板又は摩擦板が固着され、
前記第２圧接板及び前記第３圧接板において、前記第１圧接板の滑動板と対向する面には摩擦板が固着される一方、前記第１圧接板の摩擦板と対向する面には滑動板が固着され、
前記滑動板と前記摩擦板との摺動によって前記摩擦力が発生することを特徴とする摩擦ダンパー。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載の摩擦ダンパーであって、
前記ボルト部材の先端部に螺着されて、前記ボルト部材の頭部とによって、前記第１圧接板、前記第２圧接板、前記第３圧接板に前記圧接力を付与するナットを有し、
前記頭部と該頭部に隣接する圧接板との間、及び前記ナットと該ナットに隣接する圧接板との間の少なくとも一方には、皿ばねが介挿されており、
前記皿ばねの弾発力が前記圧接力として前記第１圧接板、前記第２圧接板、前記第３圧接板に付与されることを特徴とする摩擦ダンパー。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載の摩擦ダンパーであって、
前記第３圧接板の前記第３貫通孔の周囲には、前記パイプ部材の外径よりも小径の孔部を有するプレート部材が前記孔部を前記第３貫通孔に一致させて固着されており、
前記孔部に前記ボルト部材が通されていることを特徴とする摩擦ダンパー。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載の摩擦ダンパーであって、
前記第２圧接板の前記第２貫通孔の周囲には、前記パイプ部材の外径よりも小径の孔部を有するプレート部材が前記孔部を前記第２貫通孔に一致させて固着されており、
前記孔部に前記ボルト部材が通されていることを特徴とする摩擦ダンパー。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかに記載の摩擦ダンパーであって、
前記所定方向に関する前記パイプ部材との間の隙間の大きさは、前記第１貫通孔よりも前記第２貫通孔及び前記第３貫通孔の方が小さく、
前記第２貫通孔及び前記第３貫通孔の前記隙間の大きさは、それぞれ０．１〜３．０ｍｍの範囲の任意値であることを特徴とする摩擦ダンパー。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図４】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図４】
【公開番号】特開２００９−１５０１８３（Ｐ２００９−１５０１８３Ａ）
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３０５７９（Ｐ２００７−３３０５７９）
【出願日】平成１９年１２月２１日（２００７．１２．２１）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２１日（２００７．１２．２１）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
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