摩擦ダンパー
【課題】制振対象の構造体が損傷することを有効に回避可能な摩擦ダンパーを提供する。
【解決手段】相対移動可能に重ねられた２つの部材１２，１４，１６が振動により相対移動するときに圧接力に基づいて発生する摩擦力で振動を減衰する摩擦ダンパー２０であって、板厚方向に間隔を隔てて互いに対向する一対の第１板部材１２，１４と、２つの部材１２，１４，１６のうちの他方の部材として設けられる第２板部材１６と、一対の第１板部材１２，１４及び第２板部材１６に圧接力を付与する圧接力付与部材３０，１８，１９と、を有する。一対の第１板部材１２，１４と第２板部材１６との所定方向の相対移動量が所定値を超えたときに、圧接力が低下する。なお、一対の第１板部材１２，１４のうちの他方の第１板部材１４と第２板部材１６との間には、転動体４０が介装されている。
【解決手段】相対移動可能に重ねられた２つの部材１２，１４，１６が振動により相対移動するときに圧接力に基づいて発生する摩擦力で振動を減衰する摩擦ダンパー２０であって、板厚方向に間隔を隔てて互いに対向する一対の第１板部材１２，１４と、２つの部材１２，１４，１６のうちの他方の部材として設けられる第２板部材１６と、一対の第１板部材１２，１４及び第２板部材１６に圧接力を付与する圧接力付与部材３０，１８，１９と、を有する。一対の第１板部材１２，１４と第２板部材１６との所定方向の相対移動量が所定値を超えたときに、圧接力が低下する。なお、一対の第１板部材１２，１４のうちの他方の第１板部材１４と第２板部材１６との間には、転動体４０が介装されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物等の構造体の振動を減衰する摩擦ダンパーに関する。
【背景技術】
【０００２】
構造体の一例としての建物は、一般に、互いに隣り合う上下の階層において水平方向に相対変位し、これが、当該建物の大きな揺れの一因となる。そのため、建物の一部の階層には、相対変位等に対する補強部としてトラス構造部が設けられている。また、当該相対変位を更に低減すべく、建物によっては、トラス構造部の例えば下弦材の一部に摩擦ダンパーが設けられていることもある。
かかる摩擦ダンパーは、層間などにおいて、互いに相対移動する一方の部材に固設された滑動板と、他方の部材に固設された摩擦板とを有し、これら滑動板と摩擦板とは、互いに所定の圧接力で圧接されている。そして、上記２つの部材が相対移動して滑動板と摩擦板とが摺動する際に、建物の層間変位の振幅によらずほぼ一定の摩擦力を生じ、この摩擦力を減衰力として用いて建物の振動を減衰する（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−００２１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来型の摩擦ダンパーには、次のような問題がある。
大地震時等の最大層間変位時には、建物等の制振対象の構造体自身が大きく変形していることから、当該構造体には大きな内力が生じている。このような時に、更に大きな外力が変形方向と逆向きに付与されると、その分だけ、更に内力が拡大して構造体の破壊限界強度に至り易くなる。この点につき、上記摩擦ダンパーの減衰力も、変形方向と逆向きの外力として構造体に作用し、また、層間変位の大きさによらず常にほぼ一定の減衰力を発生する。つまり、上述の従来の摩擦ダンパーによれば、構造体は、最大層間変位時の厳しい内力下においても、大きな減衰力が加えられることになり、その場合には、構造体の破壊限界強度の大きさによっては、構造体は破損してしまう。
【０００５】
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、制振対象の構造体が損傷することを有効に回避可能な摩擦ダンパーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するために請求項１に示す発明は、
相対移動可能に重ねられた２つの部材に圧接力を付与し、前記２つの部材が振動により相対移動するときに前記圧接力に基づいて発生する摩擦力を減衰力として用いて、前記振動を減衰する摩擦ダンパーであって、
前記２つの部材のうちの一方の部材として設けられ、板厚方向に間隔を隔てて互いに対向する一対の第１板部材と、
前記２つの部材のうちの他方の部材として設けられる第２板部材であって、前記第２板部材の少なくとも一部の板状部分が、前記一対の第１板部材同士の間の前記間隔に、前記板厚方向と直交する所定方向に相対移動可能に介装されることにより、前記一対の第１板部材に重ねられる第２板部材と、
前記一対の第１板部材と前記第２板部材とが重ねられた状態で、これらを前記板厚方向に挟み込むことにより、前記一対の第１板部材及び前記第２板部材に前記圧接力を付与する圧接力付与部材と、を有し、
前記一対の第１板部材と前記第２板部材との前記所定方向の相対移動量が所定値を超えたときに、前記圧接力が低下し、
前記一対の第１板部材のうちの一方の第１板部材と前記第２板部材との間には、前記所定方向の相対移動に従って前記摩擦力が発生し、
前記一対の第１板部材のうちの他方の第１板部材と前記第２板部材との間には、前記他方の第１板部材及び前記第２板部材を前記所定方向に沿って転動する転動体が介装されていることを特徴とする。
【０００７】
上記請求項１に示す発明によれば、相対移動量が所定値を超えたときに、圧接力は低下する。よって、制振対象の構造体に大きな内力が生じ得る相対移動が大きい時には、摩擦力たる摩擦ダンパーの減衰力は低下することになる。そして、これにより、構造体において摩擦ダンパーの前記２つの部材が取り付けられている部位の内力状態が厳しい時に、外力として作用する上記減衰力を低下させることができて、その結果、当該２つの部材が取り付けられている構造体の損傷を有効に回避可能となる。
また、上記構成によれば、摩擦力を発生すべき前記一方の第１板部材ではない方の第１板部材たる前記他方の第１板部材と第２板部材との間には、転動体が介装されていて、当該転動体の転動動作に基づき、相対移動時の当該他方の第１板部材と第２板部材との間の摩擦力の発生は有効に抑制される。よって、摩擦ダンパーは、摩擦力を発生すべき前記一方の第１板部材と第２板部材との間に専ら摩擦力を発生可能となり、その結果、計画通りの大きさの減衰力を制振対象の構造体に作用させることができる。
【０００８】
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、
前記圧接力付与部材は、
前記一対の第１板部材又は前記第２板部材に対して前記板厚方向に重ねて設けられた弾性部材と、
前記第２板部材と、前記一対の第１板部材と、前記弾性部材との前記板厚方向の重なり高さが一定になるように規制する重なり高さ規制部材と、を有し、
前記重なり高さ規制部材によって前記弾性部材は前記板厚方向に圧縮変形されており、
前記一対の第１板部材と前記第２板部材との前記相対移動量が前記所定値を超えたときに、前記第２板部材と前記一対の第１板部材とが重なってなる前記板厚方向の高さ寸法が小さくなることによって、前記圧接力が低下することを特徴とする。
【０００９】
上記請求項２に示す発明によれば、第２板部材と一対の第１板部材と弾性部材とが重なってなる重なり高さが一定になるように規制する重なり高さ規制部材を有しているので、一方の第１板部材と第２板部材との間に安定した圧接力を付与可能である。よって、一方の第１板部材と第２板部材との間の摩擦力を安定して発生することができる。
また、上記構成によれば、相対移動量が所定値を超えると、重なり高さ規制部材により前記重なり高さが略一定に規制された状態の下で、一対の第１板部材及び第２板部材が重なってなる高さ寸法が小さくなる。そして、この高さ寸法が小さくなることに基づき、弾性部材の圧縮変形が緩和され、圧接力の低下を経て摩擦力が低下するが、ここで、この高さ寸法が小さくなることは、前述のように、相対移動量が所定値を超えたときに起こるように構成されている。よって、相対移動量が所定値を超えたときに、制振対象の構造体に外力として作用する上記摩擦力たる減衰力を確実に低下させることができて、その結果、構造体の損傷を有効に回避可能となる。
【００１０】
請求項３に示す発明は、請求項２に記載の摩擦ダンパーであって、
前記他方の第１板部材は、前記第２板部材側に突出する第１突部を有し、
前記第１板部材と前記第２板部材との前記相対移動量が前記所定値以下のときには、前記転動体は、前記第１突部の頂部を転動し、
前記第１板部材と前記第２板部材との前記相対移動量が前記所定値を超えたときに、前記転動体は、前記頂部での前記第１突部の厚みよりも前記板厚方向の厚みが薄い第１基板部を転動することを特徴とする。
【００１１】
上記請求項３に示す発明によれば、相対移動量が所定値を超えたときに発生すべき減衰力たる摩擦力の大きさを、同相対移動量が所定値以下のときよりも確実に低下させることができる。詳しくは次の通りである。
先ず、第１板部材と第２板部材との相対移動量が所定値以下のときには、転動体は、他方の第１板部材の第１突部の頂部を転動しているので、一対の第１板部材と第２板部材とが重ねられてなる高さ寸法は大きい状態にある。そのため、重なり高さ規制部材の規制に基づいて、弾性部材は大きく圧縮された状態になっており、よって、当該弾性部材は、大きな圧接力でもって第１板部材と第２板部材とを圧接し、大きな摩擦力が発生される。
これに対して、第１板部材と第２板部材との相対移動量が所定値を超えたときには、転動体は、第１基板部を転動するが、この第１基板部の厚みは、頂部での第１突部の厚みよりも薄い。そのため、一対の第１板部材と第２板部材とが重ねられてなる高さ寸法は、上述の転動体が頂部を転動する場合よりも小さくなっている。そして、これに伴って、その分だけ、重なり高さ規制部材による弾性部材の圧縮変形も緩和されて圧接力が低下するので、小さな圧接力でもって第１板部材と第２板部材とを圧接することとなり、結果、小さな摩擦力が発生される。
【００１２】
請求項４に示す発明は、請求項２又は３に記載の摩擦ダンパーであって、
前記第２板部材は、前記他方の第１板部材側に突出する第２突部を有し、
前記第１板部材と前記第２板部材との前記相対移動量が前記所定値以下のときには、前記転動体は、前記第２突部の頂部を転動し、
前記第１板部材と前記第２板部材との前記相対移動量が前記所定値を超えたときに、前記転動体は、前記頂部での前記第２突部の厚みよりも前記板厚方向の厚みが薄い第２基板部を転動することを特徴とする。
【００１３】
上記請求項４に示す発明によれば、相対移動量が所定値を超えたときに発生すべき減衰力たる摩擦力の大きさを、同相対移動量が所定値以下のときよりも確実に低下させることができる。詳しくは次の通りである。
先ず、第１板部材と第２板部材との相対移動量が所定値以下のときには、転動体は、第２板部材の第２突部の頂部を転動しているので、一対の第１板部材と第２板部材とが重ねられてなる高さ寸法は大きい状態にある。そのため、重なり高さ規制部材の規制に基づいて、弾性部材は大きく圧縮された状態になっており、よって、当該弾性部材は、大きな圧接力でもって第１板部材と第２板部材とを圧接し、大きな摩擦力が発生される。
これに対して、第１板部材と第２板部材との相対移動量が所定値を超えたときには、転動体は、第２基板部を転動するが、この第２基板部の厚みは、頂部での第２突部の厚みよりも薄い。そのため、一対の第１板部材と第２板部材とが重ねられてなる高さ寸法は、上述の転動体が頂部を転動する場合よりも小さくなっている。そして、これに伴って、その分だけ、重なり高さ規制部材による弾性部材の圧縮変形も緩和されて圧接力が低下するので、小さな圧接力でもって第１板部材と第２板部材とを圧接することとなり、結果、小さな摩擦力が発生される。
【００１４】
請求項５に示す発明は、請求項３又は４に記載の摩擦ダンパーであって、
前記他方の第１板部材の前記第１基板部には、前記第１突部の頂部に向かって漸次前記板厚方向の厚みが厚くなる傾斜部が設けら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、第１板部材と第２板部材とが所定値を超えて相対移動することにより、転動体が第１突部の頂部を転動する状態から第１基板部を転動する状態へと移行するが、その移行過程では、上記傾斜部を転動体が転動する。よって、当該移行過程たる圧接力が低下する際の衝撃を抑制可能となる。
【００１５】
請求項６に示す発明は、請求項４に記載の摩擦ダンパーであって、
前記第２板部材の前記第２基板部には、前記第２突部の前記頂部に向かって漸次前記板厚方向の厚みが厚くなる傾斜部が設けら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、第１板部材と第２板部材とが所定値を超えて相対移動することにより、転動体が第２突部の頂部を転動する状態から第２基板部を転動する状態へと移行するが、その移行過程では、上記傾斜部を転動体が転動する。よって、当該移行過程たる圧接力が低下する際の衝撃を抑制可能となる。
【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、
前記一方の第１板部材と前記他方の第１板部材とを連結する連結構造を有し、
前記連結構造は、前記一方の第１板部材と前記他方の第１板部材との間の相対移動を、前記所定方向に関しては規制しつつ前記板厚方向に関しては許容することを特徴とする。
上記請求項７に示す発明によれば、連結構造によって、一方の第１板部材と他方の第１板部材との間の前記所定方向の相対移動が規制されている。そのため、これら一対の第１板部材が第２板部材に対して前記所定方向に相対移動する際には、これら一対の第１板部材の両者は、第２板部材に対して一斉に相対移動することになる。よって、相対移動量が所定値を超えた時に、一対の第１板部材と第２板部材との前記高さ寸法を確実に小さくすることができて、その結果、圧接力を確実に低下させることができる。
また、同連結構造は、一方の第１板部材と他方の第１板部材との間の前記板厚方向の相対移動を許容するので、前記所定方向の相対移動量が所定値を超えたときに起こり得る、一対の第１板部材と第２板部材との前記高さ寸法の変化を、これら一対の第１板部材と第２板部材との間の板厚方向の相対移動により速やかに吸収可能となり、その結果、圧接力の低下を円滑に行うことができる。
【００１７】
請求項８に示す発明は、請求項１乃至７の何れかに記載の摩擦ダンパーであって、
前記転動体は、その周方向の位置に応じて回転半径が変化する断面非正円形状のローラーであることを特徴とする。
上記請求項８に示す発明によれば、転動体は、その周方向の位置に応じて回転半径が変化する断面非正円形状のローラーである。よって、相対移動量が所定値を超えたときの一対の第１板部材と第２板部材との前記高さ寸法の縮小を、相対移動に伴う転動体の転動に基づいて実現することができる。その結果、第１及び第２板部材の板形状の選定自由度を高めることができる。
すなわち、他方の第１板部材と第２板部材とが互いに対向する面同士を平面にすることもできるし、前記他方の第１板部材に前記第１突部を設ける場合や、第２板部材に前記第２突部を設ける場合には、これら第１及び第２突部の突出量を小さくすることも可能である。
【００１８】
請求項９に示す発明は、請求項１乃至８の何れかに記載の摩擦ダンパーであって、
前記転動体は、前記所定方向に並んで複数設けられ、
前記転動体同士の互いの相対位置関係を一定に保つためのリテーナーを有していることを特徴とする。
上記請求項９に示す発明によれば、転動体の相対位置関係を略一定に維持することができるので、転動体の転動動作の安定化を通じて、一対の第１板部材と第２板部材との相対移動の安定化を図れ、結果、計画通りの摩擦力を、一方の第１板部材と第２板部材との間に発生させることができる。
【００１９】
請求項１０に示す発明は、請求項２乃至７の何れかに記載の摩擦ダンパーであって、
前記重なり高さ規制部材は、
前記弾性部材、前記一対の第１板部材、及び前記第２板部材の全てを前記板厚方向に沿って貫通して設けられるボルトと、
前記ボルトに螺合するナットと、を有し、
前記ボルトの頭部と前記ナットとの両者で、前記弾性部材、前記一対の第１板部材、及び前記第２板部材の全てを前記板厚方向に挟み込むことにより、前記ボルトに生じた軸力が、前記圧接力として作用し、
前記転動体は、前記ボルトを両脇から挟む各位置にそれぞれ配置されていることを特徴とする。
上記請求項１０に示す発明によれば、転動体は、ボルトを両脇から挟む各位置にそれぞれ配置されている。よって、転動体は、ボルトの軸力に基づく圧接力を、ボルトの軸芯に関して偏りの無い略対称分布で、他方の第１板部材から第２板部材へと伝達可能となる。よって、圧接力の安定化を通して、計画通りの摩擦力を、一方の第１板部材と第２板部材との間に発生可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、構造体が損傷を受けることを回避することが可能な摩擦ダンパーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態の摩擦ダンパー２０を柱梁架構３のブレース１０に組み込んだ状態の概略正面図である。
【図２】図２Ａは、図１中のII−II断面図であって、ブレース１０の分断端部１０ａ，１０ｂに介装された摩擦ダンパー２０の断面図であり、また、図２Ｂは、図２Ａ中のＢ−Ｂ矢視図である。
【図３】一対の外板１２，１４を連結する連結構造のその他の例の説明図である。
【図４】皿ばね積層体３０に用いられる皿ばね３１のばね特性図である。
【図５】第１実施形態の摩擦ダンパー２０の減衰力特性たる減衰力−変位（相対移動量）関係のグラフである。
【図６】図６Ａ乃至図６Ｄは、摩擦ダンパー２０の減衰力特性の説明図である。
【図７】図７Ａ乃至図７Ｄは、図５の減衰力特性を有する摩擦ダンパー２０が、特に低強度構造体に有効な理由を説明するための図である。
【図８】図８Ａ乃至図８Ｃは、それぞれ、第１実施形態の変形例の説明図である。
【図９】図９Ａは、リテーナー５０を具備した摩擦ダンパー２０の概略中心断面図であり、図９Ｂは、図９Ａ中のＢ−Ｂ矢視図である。
【図１０】第１実施形態の変形例の説明図である。
【図１１】第２実施形態の摩擦ダンパー２０ａの概略側面図である。
【図１２】図１２Ａ乃至図１２Ｃは、本発明に係る摩擦ダンパーの適用例の説明図であり、図１２Ａは、摩擦ダンパー２０ａが取り付けられたブレース１０の概略側面図であり、図１２Ｂは、図１２Ａ中のＢ−Ｂ矢視図であり、図１２Ｃは、図１２Ａ中のＣ−Ｃ矢視図である。
【図１３】外板１４が突部１４ｃを複数有する場合に奏する作用効果の説明図である
【発明を実施するための形態】
【００２２】
＝＝＝第１実施形態＝＝＝
第１実施形態の摩擦ダンパー２０は、例えば、鉄骨柱と鉄骨梁とを結合してなる柱梁架構３に係るブレース１０に取り付けて使用される。以下、これを例に説明する。
図１は、第１実施形態の摩擦ダンパー２０を柱梁架構３のブレース１０に組み込んだ状態の概略正面図である。図２Ａは、図１中のII−II断面図であって、ブレース１０の分断端部１０ａ，１０ｂに介装された摩擦ダンパー２０の断面図であり、また、図２Ｂは、図２Ａ中のＢ−Ｂ矢視図である。
【００２３】
図１に示すように、ブレース１０は、柱梁架構３の対角方向を架け渡し方向として配置されている。また、ブレース１０は、その長手方向たる前記架け渡し方向の略中央の位置において分断されており、分断形成された各端部１０ａ，１０ｂ（以下、分断端部１０ａ，１０ｂという）同士の間の隙間Ｇに摩擦ダンパー２０が介装されている。
【００２４】
具体的には、一方の分断端部１０ａには、互いに対向する一対の第１板部材としての一対の外板１２，１４が、ブレース１０の架け渡し方向の他方側に延出して設けられており、他方の分断端部１０ｂには、第２板部材の板状部分としての中板１６が、ブレース１０の架け渡し方向の一方側に延出して設けられている。そして、これら外板１２，１４のうちの一方の外板１２が、一方の分断端部１０ａに一体に設けられ、中板１６は他方の分断端部１０ｂに一体に設けられており、中板１６の大半の部分は、一対の外板１２，１４同士の間の間隔に介装されている。
【００２５】
また、このように一対の外板１２，１４同士の間の間隔に中板１６が介装されることによりこれら各板１２，１４，１６が略重ねられた状態において、これら各板１２，１４，１６のボルト挿通孔１２ａ，１４ａ，１６ａには、ボルト１８が板厚方向に貫通して設けられている（図２Ａ）。そして、このボルト１８の先端部は、外板１２，１４よりも板厚方向の外方に突出しているとともに、同先端部は、更に外板１４の外方に設けられた皿ばね積層体３０をも貫通し、そして、皿ばね積層体３０を圧縮すべく同先端部にはナット１９が螺合されている。
【００２６】
ここで、外板１２，１４のボルト挿通孔１２ａ，１４ａは、ボルト１８の外径と略同径の円孔に形成されているが、中板１６のボルト挿通孔１６ａにあっては、図２Ｂに示すように、架け渡し方向に沿って長い長孔に形成されており、これにより、中板１６と一対の外板１２，１４との架け渡し方向の相対移動が許容されるようになっている。なお、この架け渡し方向が「所定方向」に相当する。
【００２７】
他方の外板１４は、一方の外板１２に対して板厚方向に対向して配されている。そして、これら外板１２，１４同士を板厚方向に近接又は離間可能にしつつ架け渡し方向には相対移動不能に連結すべく、これら外板１２，１４の両者に跨って連結構造１３が設けられている。
具体的には連結構造１３として、他方の外板１４には一方の外板１２側に向けて突出する突片１３ａが形成されており、また、一方の外板１２には、他方の外板１４側に突出する２つの案内片１３ｂ，１３ｂが形成されている。そして、前者の突片１３ａが、後者の案内片１３ｂ，１３ｂ同士の間に挿入されており、これにより、他方の外板１４は、一方の外板１２に対し架け渡し方向への相対移動が略不能に規制されるが、突片１３ａが案内片１３ｂ，１３ｂ同士の間で挿抜方向に移動することにより、他方の外板１４の一方の外板１２に対する板厚方向への相対移動については許容されるようになっている。これにより、これら一対の外板１２，１４は、中板１６に対して架け渡し方向に一斉に相対移動しながら、一方の外板１２と他方の外板１４との間隔は、その時の状況に応じて拡縮可能であり、このことは、後述する一対の外板１２，１４と中板１６とを重ねてなる高さ寸法Ｈｂの変化に関係する。
【００２８】
但し、連結構造１３は何等これに限るものではない。例えば、図３に示すように、外板１４を外板１２に接合する接合部分１４ｊの近傍の外板１４の単数あるいは複数の部位（図示例では二箇所）に、板厚方向の厚みが薄い薄厚部１４ｍを形成して、これらの薄厚部１４ｍを弾性屈曲部１４ｍとして屈曲させることにより、外板１４に板厚方向の可撓性を付与しても良い。そして、このような弾性屈曲部１４ｍによれば、弾性屈曲部１４ｍの弾性変形内の屈曲により、外板１４は外板１２に対して板厚方向に接離自在となるので、外板１４と外板１２との板厚方向の相対移動は許容される。但し、外板１４と外板１２との架け渡し方向の相対移動については規制される。この理由は、架け渡し方向の相対移動時には薄厚部１４ｍには架け渡し方向の引っ張り力や圧縮力が作用するが、これによる弾性屈曲部１４ｍの伸び変形や圧縮変形は小さいからである。
【００２９】
図２Ａに示すように、長孔でなるボルト挿通孔１６ａを有する中板１６と外板１２との間には、ステンレス製等の滑動板２３と、複合摩擦材料等でなる摩擦板２２とが摺動可能に重ね合わされて配されている。ここで、滑動板２３及び摩擦板２２はどちらも薄板状をなしている。そして、図示例では、滑動板２３が、ビス止めや接着等の固定方法により、外板１２に移動不能に固定され、摩擦板２２が、同様の固定方法により、中板１６に移動不能に固定されており、架け渡し方向の相対移動時には、これら摩擦板２２と滑動板２３とが摺動して減衰力としての摩擦力を発生する。但し、これら摩擦板２２及び滑動板２３の配置関係は逆でも良い。
【００３０】
また、外板１２に一体に固定される滑動板２３には、外板１２の円形のボルト挿通孔１２ａに対応させてこれと同径のボルト挿通孔２３ａが設けられており、また、中板１６に一体に固定される摩擦板２２には、中板１６の長孔状のボルト挿通孔１６ａに対応させてこれと同形のボルト挿通孔２２ａが長孔状に形成されている。但し、これら摩擦板２２及び滑動板２３に設ける孔の形状は、摩擦板２２と滑動板２３との配置関係に応じて逆でも良い。
【００３１】
なお、摩擦板２２には、有機系摩擦材や無機系摩擦材等を使用し得る。有機系摩擦材は、熱硬化型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などの繊維材料と、カシューダスト，鉛などの摩擦調整材と、硫酸バリュームなどの充填剤とからなる複合摩擦材料で形成される。上記熱硬化型樹脂としては、フェノール樹脂，メラミン樹脂，フラン樹脂，ポリイミド樹脂，ＤＦＫ樹脂，グアナミン樹脂，エポキシ樹脂，キシレン樹脂，シリコーン樹脂，ジアリルフタレーン樹脂，不飽和ポリエステル樹脂などがある。一方、滑動板２３は上述したステンレスやチタンなどの耐食性を有する材料によって形成される。
【００３２】
他方の外板１４と中板１６とが互いに対向する各部位には、それぞれ突部１４ｃ，１６ｃが設けられている。そして、図示例では、どちらの突部１４ｃ，１６ｃも、それぞれ、架け渡し方向に間隔を隔てて２つずつ設けられている。これらの突部１４ｃ及び突部１６ｃは、それぞれ、互いに対向する外板１４の基板部１４ｄ及び中板１６の基板部１６ｄから板厚方向に突出して設けられ、各突部１４ｃ，１６ｃの頂部１４ｅ，１６ｅはそれぞれ基板部１４ｄ，１６ｄの平面部１４ｐ，１６ｐと平行な平面をなしている。また、外板１４の頂部１４ｅ，１４ｅ同士の架け渡し方向の間隔と中板１６の頂部１６ｅ，１６ｅ同士の架け渡し方向の間隔とは、ほぼ等しく設定されており、更に頂部１４ｅと頂部１６ｅとは、架け渡し方向の幅及び板厚方向の突出量の点でもほぼ等しく設定されている。ちなみに、外板１４に設けられた突部１４ｃの頂部１４ｅが「第１突部の頂部」に相当し、外板１４の基板部１４ｄが「第１基板部」に相当し、中板１６に設けられた突部１６ｃの頂部１６ｅが「第２突部の頂部」に相当し、中板１６の基板部１６ｄが「第２基板部」に相当する。
【００３３】
また、同外板１４の基板部１４ｄには、突部１４ｃの頂部１４ｅに向かうにつれて漸次板厚方向の厚みが厚くなった傾斜部１４ｆが設けられており、同様に、中板１６の基板部１６ｄにも、突部１６ｃの頂部１６ｅに向かうにつれて漸次板厚方向の厚みが厚くなった傾斜部１６ｆが設けられている。そして、外板１４の基板部１４ｄにおいて傾斜部１４ｆを除いた部分たる前記平面部１４ｐの架け渡し方向の幅は、何れも中板１６の頂部１６ｅの架け渡し方向の幅より広く形成されており、同様に、中板１６の基板部１６ｄにおいて傾斜部１６ｆを除いた部分たる前記平面部１６ｐの架け渡し方向の幅は、何れも外板１４の頂部１４ｅの架け渡し方向の幅より広く形成されている。
【００３４】
また、同他方の外板１４の両面のうちの中板１６側の面１４ｓと、中板１６の両面のうちの外板１４側の面１６ｓとの間には、転動体４０として複数のフラットローラー４０，４０…が介装されている。すなわち、前者の面１４ｓをなす外板１４に係る基板部１４ｄの平面部１４ｐ、同傾斜部１４ｆ、及び突部１４ｃの頂部１４ｅと、後者の面１６ｓをなす中板１６に係る基板部１６ｄの平面部１６ｐ、同傾斜部１６ｆ、及び突部１６ｃの頂部１６ｅとの間には、断面正円形状の円柱体様のフラットローラー４０，４０…が介装されている。そして、一対の外板１２，１４と中板１６とが架け渡し方向に相対移動する際に、これらフラットローラー４０，４０…が上記の面１４ｓ，１６ｓに挟まれて圧接力を受けながらこれら面１４ｓ，１６ｓを架け渡し方向に沿って転動することにより、当該他方の外板１４と中板１６との間にて発生し得る摩擦力及び圧接力からなる相対移動方向の合力の大きさが、ごく僅かとなるように構成されている。
その結果、当該合力の大きさを、一方の外板１２と中板１６との間に設けられた前述の滑動板２３と摩擦板２２との間で発生すべき摩擦力よりも格段に小さくして、つまり、当該摩擦力との比較においては上記合力を無視できるレベルにしている。そして、これにより、装置設計の際の減衰力Ｆの算定にあたっては、上記合力については無視しつつ上記摩擦力のみを考慮して、同算定を行えるようにしており、もって、装置設計の容易化を図っている。ちなみに、ここで言う「転動」とは、フラットローラー４０と各面１４ｓ，１６ｓとが、概ね相対滑りをすることなく、各面１４ｓ，１６ｓ上をフラットローラー４０が回転して架け渡し方向に移動することを意味し、つまり、フラットローラー４０は、各面１４ｓ，１６ｓに対して転がり接触する。なお以下では、フラットローラー４０のことを、転動体４０と言う。
【００３５】
他方、前述したことではあるが、一方の外板１２と中板１６との間には、上述の摩擦力を発すべき滑動板２３及び摩擦板２２が介装されているとともに、外板１４の突部１４ｃの頂部１４ｅと中板１６の突部１６ｃの頂部１６ｅとが対向するように配された状態で、それぞれに形成されたボルト挿通孔１２ａ，１４ａ，１６ａにボルト１８が貫通されている。貫通したボルト１８の先端部には、外板１２の外側においてナット１９が螺合し、また、ナット１９と外板１４との間には、前述の皿ばね積層体３０とワッシャ３２とが介在されており、更には、ナット１９の螺合による締め付けによって皿ばね積層体３０は圧縮変形している。
【００３６】
すなわち、当該ナット１９の締め付けに基づいて、ボルト１８の頭部１８ｈとナット１９との両者で、皿ばね積層体３０、一対の外板１２，１４、及び中板１６の全てを板厚方向に挟み込むことにより、ボルト１８には軸力Ｎが生じ、この軸力Ｎが上述の皿ばね積層体３０の圧縮変形の反力になるとともに、当該軸力Ｎは、一対の外板１２，１４同士の間に伝達されて、中板１６の挟み込み力として作用することとなり、中板１６と一対の外板１２，１４とは、当該挟み込み力の作用の下、両者の相対移動が許容される。
【００３７】
ここで、この中板１６の挟み込み力たるボルト１８の軸力Ｎは、摩擦板２２と滑動板２３とを圧接する圧接力であり、もって、皿ばね積層体３０が、当該圧接力の付与に係る「弾性部材」に相当し、更には、ボルト１８とナット１９とが、一対の外板１２，１４と中板１６と皿ばね積層体３０との重なり高さＨｋを略一定に規制するための「重なり高さ規制部材」に相当する。この重なり高さＨｋには、ボルト１８及びナット１９により圧縮された皿ばね積層体３０の高さＨ３０と、一対の外板１２，１４及び中板１６が重ねられてなる前記高さ寸法Ｈｂと、が含まれる。そして、重なり高さＨｋが略一定に規制された状態下では、前記高さ寸法Ｈｂが小さくなるにつれて、重なり高さＨｋに占める皿ばね積層体３０の高さＨ３０の割合は大きくなり、もって、その分だけ皿ばね積層体３０の圧縮変形が緩和されてボルト１８の軸力Ｎは低下して圧接力も低下する。
【００３８】
図４は、皿ばね積層体３０に用いられる皿ばね３１のばね特性図である。皿ばね積層体３０は、複数の皿ばね３１，３１…が重ね合わされてなる。そして、かかる皿ばね積層体３０は、前述のボルト１８の軸力Ｎを一対の外板１２，１４や中板１６に伝達する経路に介装されており、また、そのばね特性が略線形となる範囲で使用される。
詳しくは、図４に示すように、一般に皿ばね３１のばね特性は、ボルト１８の軸方向の皿ばね３１の変形量εに対して荷重たる弾発力σがほぼ変化しない非線形ばね領域Ｓを備えているが、この摩擦ダンパー２０においては、ボルト１８に所定の軸力Ｎを付加した状態の皿ばね３１の変形量εが、当該非線形領域Ｓ内に入るようには設定されておらず、荷重に対する変形量εが略線形に変化する略線形領域Ｒ内に入るように設定されている。そして、これにより、前述の一対の外板１２，１４と中板１６とが重ねられてなる前記高さ寸法Ｈｂの変化に対して、皿ばね３１の弾発力がほぼ比例して変化するようになっている。ちなみに、図２Ａの例では、かかる皿ばね積層体３０は、複数枚の皿ばね３１，３１…を同一方向に積層して形成されているが、何等これに限るものではなく、逆方向に積層して形成しても良い。また、皿ばね３１に代えて、コイルスプリングや板ばね等の線形ばね特性を示す線形ばねを用いても良い。
【００３９】
そして、以上のような構成の第１実施形態の摩擦ダンパー２０によれば、図５に示すような減衰力特性を奏する。すなわち、図５の減衰力−変位（相対移動量）関係のグラフに示すように、本摩擦ダンパー２０によれば、柱梁架構３における架け渡し方向の相対移動量が所定値α以下では、大きな摩擦力たる大きな減衰力Ｆを発生するが、所定値αを超えたときには、摩擦力たる減衰力Ｆは低下し始め、そして更なる相対移動量の増加とともに減衰力Ｆは漸減するような特性を示す。
【００４０】
以下、図６Ａ乃至図６Ｄを参照しながら詳説すると、先ず、柱梁架構３に振動入力が無い状態、つまり相対移動無しの状態では、図６Ａに示すように、外板１４の突部１４ｃの頂部１４ｅと中板１６の突部１６ｃの頂部１６ｅとは、互いの中心を揃えた状態で対向している。また、転動体４０も、同中心に位置しつつ、これら頂部１４ｅ，１６ｅ同士に挟まれている。よって、一対の外板１２，１４と中板１６とが重ね合わされてなる前記高さ寸法Ｈｂは、板厚方向に大きい状態にあり、つまり、ボルト１８及びナット１９により略一定に規制された重なり高さＨｋにおける前記高さ寸法Ｈｂの占める割合は大きくなっている。これにより、逆に、同重なり高さＨｋにおける皿ばね積層体３０の占める割合は小さくなっており、もって、皿ばね積層体３０は、大きく圧縮された高圧縮状態にある。
【００４１】
そして、振動入力により相対移動状態に移ると、図６Ｂに示すように、ボルト１８の軸力Ｎに基づく圧接力により摩擦板２２と滑動板２３との間には、摺動による摩擦力が発生し、これが減衰力Ｆとなって振動減衰作用が発揮される。
【００４２】
ここで、突部１４ｃ，１６ｃの頂部１４ｅ，１６ｅの架け渡し方向の幅は、例えば、所定値αに設定されている。よって、相対移動量が所定値α以下のときには、図６Ａや図６Ｂに示すように、突部１４ｃの頂部１４ｅと突部１６ｃの頂部１６ｅとは、少なくとも互いの一部同士にて対向状態にあり、また、転動体４０も、頂部１４ｅと頂部１６ｅとの両者における互いに対向する一部同士に挟まれつつこれらを転動している。よって、上述の所定値α以下の範囲で相対移動しても、上述の高さ寸法Ｈｂに何等変化は無く、もって、皿ばね積層体３０は上述の高圧縮状態に維持されて、圧接力も大きいままで変化ない。これにより、摩擦板２２と滑動板２３との摺動による前記摩擦力も大きな略一定値Ｆｆ１に維持されて、その結果、図５に示すように、摩擦ダンパー２０は、相対移動量が所定値α以下の範囲では、大きな略一定値Ｆｆ１の減衰力Ｆを発生する。
【００４３】
これに対して、柱梁架構３に大きな振動が入力されて、外板１２，１４と中板１６との相対移動量が所定値αを超えたときには、先ず、図６Ｃに示すように、突部１４ｃの頂部１４ｅと突部１６ｃの頂部１６ｅとが、互いに一部も対向しない完全非対向状態となり、これに伴って、外板１４の基板部１４ｄの傾斜部１４ｆと、中板１６の基板部１６ｄの傾斜部１６ｆとが互いに略平行な状態をもって対向し始め、また、転動体４０は、これら対向し始めた傾斜部１４ｆと傾斜部１６ｆとの両者に挟まれつつこれらを転動し始める。そして、更に相対移動量が大きくなると、転動体４０は、これら傾斜部１４ｆと傾斜部１６ｆとの転動を経て、最終的に転動体４０は、図６Ｄに示すように、互いに対向し始めた基板部１４ｄの平面部１４ｐと基板部１６ｄの平面部１６ｐとの両者に挟まれつつ、これらを転動することになる。
【００４４】
ここで、外板１４及び中板１６の両者において、傾斜部１４ｆ，１６ｆは、前述の突部１４ｃ，１６ｃの頂部１４ｅ，１６ｅよりも板厚方向の厚みが薄い部分である。また、その厚みは、傾斜部１４ｆ，１６ｆの傾斜勾配に基づいて架け渡し方向たる相対移動方向に沿って徐々に薄くなっている。よって、転動体４０がこれら傾斜部１４ｆ，１６ｆを転動することにより、一対の外板１４と中板１６とを重ねてなる前記高さ寸法Ｈｂは、図６Ｃに示すように、傾斜勾配に基づいて漸次小さくなり、そのため、ボルト１８及びナット１９により略一定に規制された前記重なり高さＨｋにおいて、皿ばね積層体３０の占める割合は漸次大きくなる。これにより、ボルト１８の軸力Ｎが漸次低下するので、圧接力も漸次低下し、図５中に線分ＡＢで示すように、摩擦力たる減衰力Ｆも漸次低下することになる。
また、上記平面部１４ｐ，１６ｐは、基板部１４ｄ，１６ｄのなかで最も板厚方向の厚みが薄い部分である。よって、図６Ｄに示すように、転動体４０がこれら平面部１４ｐ，１６ｐに到達してこれらを転動することにより、一対の外板１４と中板１６とを重ねてなる前記高さ寸法Ｈｂは最小となり、もって、重なり高さＨｋに占める皿ばね積層体３０の割合は最大となる。これにより、ボルトの軸力Ｎが最低となるので、圧接力も最低となり、結果、図５中に点Ｂで示すように、摩擦力たる減衰力Ｆも最低値となる。
そして、以上のようにして、この摩擦ダンパー２０によれば、相対移動量が所定値α以下の場合には、減衰力Ｆとして略一定の大きな摩擦力を発生するが、相対移動量が所定値αを超えると、減衰力Ｆたる摩擦力が漸減するという減衰力特性を奏することとなる。
【００４５】
このような減衰力特性を有する摩擦ダンパー２０は、特に制振対象の構造体が古い既存建物等の低強度構造体の場合に有効に利用される。図７Ａ乃至図７Ｄは、その説明図である。なお、図７Ａは、柱梁架構３において従来の摩擦ダンパーにより減衰力Ｆが付与される力点部位（外力が付与される部位のこと）の水平方向の変位と、力点部位に生じる内力との関係を示すグラフであり、図７Ｂは、従来の摩擦ダンパーの振動エネルギー吸収履歴特性のグラフである。また、図７Ｃは、第１実施形態の摩擦ダンパー２０の振動エネルギー吸収履歴特性のグラフであり、図７Ｄは、第１実施形態の摩擦ダンパー２０により減衰力Ｆが付与される力点部位の水平方向の変位と、力点部位に生じる内力との関係を示すグラフである。なお、図７Ｃは、前述の図５と概ね同じグラフである。
【００４６】
図７Ａ中、一点鎖線で示すように、振動の最大変位時には、建物自身が大きく変形していることから、建物の各部位には大きな内力が生じている。このような状態にて、更に外力を変形方向と逆の方向に付与すると、外力が付与される部位たる力点部位では、その内力が、外力の付与分だけ更に拡大する。すなわち、前記力点部位の内力は、図７Ａ中一点鎖線で示す力点部位自身の変形による内力に、外力により生じる内力を足し合わせたものとなる。
【００４７】
ここで、摩擦ダンパーの減衰力Ｆも、変形方向と逆向きの外力として作用する。また、従来の摩擦ダンパーの場合には、図７Ｂに示すように、その摩擦力たる減衰力Ｆの大きさは、振動の変位によらず略一定である。よって、従来の摩擦ダンパーでは、図７Ａに一点鎖線で示す内力に対して図７Ｂの減衰力Ｆにより生じる内力を加算してなる前記力点部位の実際の内力は、図７Ａの実線のようになる。つまり、従来の摩擦ダンパーの場合には、柱梁架構３の前記力点部位に対しては、振動の最大変位時の厳しい内力下においても、大きな減衰力Ｆによる大きな内力が更に追加で生じることになり、この場合には、内力が拡大して当該力点部位の破壊限界強度Ｚに至り易くなる。
【００４８】
これに対して、上記第１実施形態の摩擦ダンパー２０によれば、図７Ｃに示すように、相対移動によって水平変位が前記所定値αに相応する特定値α１を超えると、水平変位が大きくなるにつれて減衰力Ｆは低下する。よって、図７Ｄに一点鎖線で示す内力に対して図７Ｃの減衰力Ｆにより生じる内力を加算してなる実際の内力は、図７Ｄの実線のようになる。つまり、第１実施形態の摩擦ダンパー２０によれば、水平変位が、前記所定値αに相応する特定値α１を超えた場合には、振動の最大変位に近づくに従って減衰力Ｆが小さくなるので、減衰力Ｆの入力に伴う前記力点部位の内力の拡大を、特に厳しい内力状態の最大変位時において有効に抑制できる。よって、振動により建物が大きく相対変位した場合でも、力点部位の破壊限界強度Ｚに至ることを有効に回避し得て、その結果、当該摩擦ダンパー２０は、特に古い既存建物等の低強度構造体にその効力を発揮することができる。
【００４９】
ところで、上述の第１実施形態では、突部１４ｃ，１６ｃを外板１４及び中板１６の両者に設けていたが、何等これに限るものではなく、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、突部を外板１４及び中板１６のどちらか一方の板１４（１６）に対してのみを設け、他方の板１６（１４）には、突部１６ｃ（１４ｃ）を設けなくても良い。すなわち、当該他方の板１６（１４）については、一方の板１４（１６）と対向する面１６ｓ（１４ｓ）が平面になった、板厚方向に一定厚みの平板であっても良い。
そして、当該構成によっても、一対の外板１２，１４と中板１６との架け渡し方向の相対移動に伴って、転動体４０の転動する位置が、突部１４ｃ（１６ｃ）の頂部１４ｅ（１６ｅ）から基板部１４ｄ（１６ｄ）へと移ることになって、この移る際には、一対の外板１２，１４と中板１６とが重なってなる前記高さ寸法Ｈｂが変化するので、上述と同様のメカニズムに基づいて、相対移動量が大きいときの摩擦力を低下させることができる。ちなみに、この場合には、転動体４０が基板部１４ｄ（１６ｄ）を転動する際にあっても、突部１４ｃ（１６ｃ）が、対向する平板の平面１６ｓ（１４ｓ）と当接しないように、転動体４０の直径は、基板部１４ｄ（１６ｄ）の平面部１４ｐ（１６ｐ）からの突部１４ｃ（１６ｃ）の突出量よりも小さく設定されているのは言うまでもない。
【００５０】
また、転動体４０としての上述のフラットローラー４０に代えて、真球等の球状部材を用いても良いし、更には、断面非正円形状のローラーを用いても良い。なお、後者の断面非正円形状のローラーというのは、その周方向の位置に応じて回転半径が変化したローラーのことであり、その一例としては、図８Ｃに示すような、断面形状が楕円形の円柱体様の楕円ローラー４２等が挙げられる。そして、このような断面非正円形状のローラー４２にあっては、同ローラー４２が転動することだけで、一対の外板１２，１４と中板１６とが重なってなる前記高さ寸法Ｈｂを変化させることができる。よって、この場合には、外板１４及び中板１６の両者の突部１４ｃ，１６ｃを省略してこれらの板１４，１６を、それぞれ両面が互いに平行な平板で構成することもできる。但し、上述の突部１４ｃ，１６ｃを有した外板１４や中板１６に対して、当該断面非正円形状のローラー４２を適用可能なのは言うまでもなく、その場合には、前記高さ寸法Ｈｂをより大きく変化させることができて、圧接力の低下幅の拡大を通じて、摩擦力の低下幅を拡大することができる。
【００５１】
また、望ましくは、図９Ａ及び図９Ｂ（図９Ａ中のＢ−Ｂ矢視図）に示すように、複数の転動体４０，４０…に対してリテーナー５０を設けると良い。ここで、基本的には、転動体４０，４０…は、高い圧接力で外板１４の前記面１４ｓ及び中板１６の前記面１６ｓに挟圧されているので、架け渡し方向に外板１４と中板１６とが相対移動する際に、転動体４０は、上記の各面１４ｓ，１６ｓに対して相対滑りを概ね起こすことなく各面１４ｓ，１６ｓを架け渡し方向に転がる。つまり、各面１４ｓ，１６ｓに対して転がり接触する。しかし、不測の事態により相対滑りを起こして離脱する虞もある。そのため、リテーナー５０により、複数の転動体４０，４０…の相対位置関係を一定に保つと良く、そうすれば、ある特定の転動体４０が相対滑りを起こして各面１４ｓ，１６ｓから離脱しそうになった時に、リテーナー５０を介して他の転動体４０から、その離脱を阻止して留めようとする力が働くので、各転動体４０の離脱を速やかに抑えることができる。
かかるリテーナー５０の具体例としては、例えば、転動体４０の直径よりも薄い板厚の板材を本体として用い、この板材における各転動体４０に対応する位置に、転動体４０の収容孔５０ａとして、転動体４０よりも若干大きい略相似形状の貫通孔５０ａを形成したもの等が挙げられる。ちなみに、このリテーナー５０に係る板材には、板厚方向にボルト１８を挿通するためのボルト挿通孔５０ｂが、架け渡し方向に沿った長孔状に形成されており、これにより、架け渡し方向に関するボルト１８とリテーナー５０との相対移動の許容を通して、ボルト１８と転動体４０との相対移動が架け渡し方向について許容されている。
【００５２】
また、上述の第１実施形態では、外板１４及び中板１６の基板部１４ｄ，１６ｄにおける平面部１４ｐ，１６ｐと、突部１４ｃ，１６ｃの頂部１４ｅ，１６ｅとの間に傾斜部１４ｆ，１６ｆを設けていたが、場合によっては、傾斜部１４ｆ，１６ｆは無くても良い。つまり、図１０に示すように、突部１４ｃ，１６ｃの頂部１４ｅ，１６ｅと平面部１４ｐ，１６ｐとの間に一段の段差１６ｊが形成されていても良いし、場合によっては、複数段の段差が階段状に形成されていても良い。図１０の例では、中板１６にのみ突部１６ｃが設けられ、当該突部１６ｃに対して一段の段差１６ｊが形成されている。
但し、この場合の各段差１６ｊの高さは、転動体４０の半径よりも小さいことが必要であり、この条件を満たしていれば、転動体４０は問題無く段差を乗り越えることができる。ただ、段差１６ｊを乗り越える際には衝撃が生じるので、望ましくは第１実施形態のように傾斜部１４ｆ，１６ｆを設ける方が望ましい。また、上述の第１実施形態では、傾斜部１４ｆ，１６ｆを平面で形成していたが、曲面で形成しても良い。
【００５３】
また、望ましくは、転動体４０は、図２Ｂに示すように、ボルト１８を両脇から挟む各位置に（詳しくは、架け渡し方向及び板厚方向の両者と直交する方向についてボルト１８を両脇から挟む各位置に）それぞれ配置されていると良い。そして、このように配置されていれば、転動体４０は、ボルト１８の軸力Ｎに基づく圧接力を、ボルト１８の軸芯に関して偏りの無い略対称分布で、他方の外板１４を介して中板１６へと伝達可能となる。よって、圧接力の安定化を通して、計画通りの摩擦力を、摩擦板２２と滑動板２３との間に発生可能となる。
【００５４】
＝＝＝第２実施形態＝＝＝
図１１は、第２実施形態の摩擦ダンパー２０ａの概略側面図である。
この第２実施形態の第１実施形態との相違点は、主に三つある。
一点目は、一方の外板１２と他方の外板１４との間に中板１６が介装されているが、この中板１６には、当該中板１６と対向して対をなす第２中板１６１が一体に追設されており、この第２中板１６１と中板１６との間に、他方の外板１４が介装されていることである。
二点目は、外板１４と中板１６とには突部１４ｃ，１６ｃが形成されておらず、その代わりに、第２中板１６１に突部１６ｃが形成されていることである。
三点目は、他方の外板１４と中板１６との間には、転動体４０の代わりに一対の滑動板２３ｋ，２３ｋが介装されており、そして、転動体４０は、他方の外板１４と第２中板１６１との間に介装されていることである。
【００５５】
以下、詳説する。先ず、この摩擦ダンパー２０ａは、中板１６と対をなす第２中板１６１を有し、当該第２中板１６１は、中板１６に対して板厚方向に間隔を隔てて対向配置されながら同中板１６に一体に連結されている。そして、一方の外板１２と他方の外板１４との間の間隔に中板１６が介装されながら、逆に、中板１６と第２中板１６１との間の間隔には他方の外板１４が介装され、このようにして各板１２，１６，１４，１６１が板厚方向に交互に重ねられた状態において、これら全ての板１２，１６，１４，１６１を板厚方向に串刺し状に貫通するボルト１８及びナット１９により、これら各板１２，１６，１４，１６１には板厚方向の圧接力が付与されている。なお、この第２実施形態では、中板１６が、「第２板部材の板状部分」に相当し、当該中板１６は、第２中板１６１とによって「第２板部材」を構成する。つまり、第２中板１６１も、中板１６と同様に「第２板部材」の一部をなしている。よって、「他方の第１板部材と第２板部材との間」というのは、第２中板１６１と他方の外板１４との間のことであると、とることができる。また、前述の中板１６と第２中板１６１との連結構造には、図３で例示した弾性屈曲部を有する連結構造が使用されている。
【００５６】
ところで、上述したように、外板１４や中板１６には突部１４ｃ，１６ｃが形成されておらず、中板１６及び外板１４として、その両面が平面の平板が使用されている。そして、外板１４及び中板１６に突部１４ｃ，１６ｃが形成されない代わりに、第２中板１６１の両面にそれぞれ複数の突部１６ｃ，１６ｃが形成されている。これら両面の突部１６ｃ，１６ｃは、互いに対応する突部１６ｃ，１６ｃ同士が、架け渡し方向に関して同位置に形成されている。また、第２中板１６１よりも板厚方向の外方には、同外方を向いた突部１６ｃに対向させて、ボルト１８の軸力Ｎを受けるための受圧板１５が設けられており、更には、この受圧板１５と第２中板１６１との間には、転動体４０が介装され、同様の転動体４０は、第２中板１６１と他方の外板１４との間にも介装されている。これにより、受圧板１５及び転動体４０を介してボルト１８の軸力Ｎが上記圧接力として各板１６１，１４，１６，１２に伝達される。ちなみに、上述の他方の外板１４と第２中板１６１との間に介装された転動体４０が、「他方の第１板部材と第２板部材との間の転動体」に相当する。
【００５７】
ここで、上述の転動体４０は、突部１６ｃ毎に設けられている。つまり、これら転動体４０，４０…は、架け渡し方向に係る突部１６ｃの形成ピッチと同ピッチで配置されている。また、この配置関係が維持されるように、前述のリテーナー５０（図１１では不図示）が、受圧板１５と第２中板１６１との間に介装される転動体４０，４０…の一群４０Ｇ、及び、同第２中板１６１と他方の外板１４との間に介装される転動体４０，４０…の一群４０Ｇのそれぞれについて設けられている。そして、更に、これらリテーナー５０，５０同士は、適宜な連結部材によって連結一体化され、これにより、これら転動体４０の一群４０Ｇ，４０Ｇ同士は、互いに対応する転動体４０，４０同士で架け渡し方向の位置が同じになるように規制されている。
【００５８】
よって、一対の外板１２，１４及び受圧板１５に対して、中板１６や第２中板１６１が一体に架け渡し方向に相対移動する際には、これら転動体４０，４０…も、他の外板１４と第２中板１６１との間、又は第２中板１６１と受圧板１５との間に挟み込まれながら、一斉にこれら１４，１６１，１５を転動する。そして、ここで、各転動体４０が、第２中板１６１における突部１６ｃ（「第２突部」に相当）を転動する状態では、一対の外板１２，１４と中板１６と第２中板１６１と受圧板１５との全てが重なってなる高さ寸法Ｈｂ１が大きい状態であるが、当該状態から、同転動体４０が第２中板１６１における基板部１６ｄ、つまり突部１６ｃよりも板厚方向の厚みが薄い部分１６ｄ（「第２基板部」に相当）を転動する状態に移行すると、同高さ寸法Ｈｂ１は小さくなる。これにより、重なり高さＨｋに占める皿ばね積層体３０の高さＨ３０の割合が大きくなって圧接力が低下するので、その分だけ一方の外板１２と中板１６との間に介装されている摩擦板２２と滑動板２３との間に発生する摩擦力、つまり減衰力Ｆも低下する。よって、この第２実施形態の摩擦ダンパー２０ａにおいても、相対移動量が大きい場合に減衰力Ｆを低下させることができる。
【００５９】
ちなみに、図１１の例では、受圧板１５は、外板１４に連結されていないが、外板１４に対して相対移動不能に同外板１４に連結されていても良く、この後説明する図１２Ａの例では、そのようになっている。
【００６０】
図１２Ａ乃至図１２Ｃは、本発明に係る摩擦ダンパーの適用例の説明図である。この例では、上述の第２実施形態の摩擦ダンパー２０ａを柱梁架構３のブレース１０に適用している。なお、図１２Ａは、摩擦ダンパー２０ａが取り付けられたブレース１０の概略側面図であり、図１２Ｂは、図１２Ａ中のＢ−Ｂ矢視図であり、図１２Ｃは、図１２Ａ中のＣ−Ｃ矢視図である。
【００６１】
図１の例と同様、図１２Ａ乃至図１２Ｃのブレース１０も、柱梁架構３の対角方向を架け渡し方向として配置されている。このブレース１０は、ウエブ１０ｗと一対のフランジ１０ｆ，１０ｆとを有したＨ形鋼である。そして、ブレース１０は、架け渡し方向の適宜位置で互いに間隔Ｇを隔てるように分断されて、図１２Ａ及び図１２Ｂの如き一対の分断端部１０ａ，１０ｂが形成されており、これにより、これらブレース分断端部１０ａ，１０ｂ同士は、当該間隔Ｇにて架け渡し方向に相対移動可能になっている。
【００６２】
一方、摩擦ダンパー２０ａは、各フランジ１０ｆにつき、それぞれ二箇所に設けられている。すなわち、図１２Ｂ及び図１２Ｃに示すように、フランジ１０ｆは、その幅方向の中央位置のウエブ１０ｗから幅方向の両側に延出した一対の延出部分１０ｆｓ，１０ｆｓを有しているが、各延出部分１０ｆｓに対して、それぞれ摩擦ダンパー２０ａが設けられている。そして、図示例のＨ形鋼にあっては、ウエブ１０ｗを挟んで一対のフランジ１０ｆ，１０ｆを有しているので、摩擦ダンパー２０ａは計４個設けられている。
【００６３】
また、図示例では、ウエブ１０ｗに対しては、取り付けスペースの関係上、「背景技術」のところで説明した従来型の摩擦ダンパー８０が設けられている。すなわち、図１２Ｃに示すように、この摩擦ダンパー８０は、一方のブレース分断端部１０ａのウエブ１０ｗに一体に固定された一対の外板８２，８４と、他方のブレース分断端部１０ｂのウエブ１０ｗが流用された中板８６と、各外板８２，８４と中板８６との間の各位置に、それぞれ介装される摩擦板及び滑動板と、これらに圧接力を付与するボルト１８及びナット１９と、を有しており、これにより、従来型の摩擦ダンパーが構成されている。しかし、取り付けスペースを確保できるのであれば、このウエブ１０ｗに対して、第２実施形態の摩擦ダンパー２０ａを適用しても良いのは言うまでもない。
【００６４】
＝＝＝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変形が可能である。例として以下に示すような実施形態が挙げられる。
【００６５】
上述の第１実施形態では、他方の外板１４及び中板１６に、それぞれ２つの突部１４ｃ，１４ｃ及び突部１６ｃ，１６ｃを設けていたが、他方の外板１４の突部１４ｃ及び中板１６の突部１６ｃの数は、それぞれ１つであっても良いし、３つ以上であっても良い。
ちなみに、図２Ａ、図８Ａ、図８Ｂ、図１０、及び図１１の各実施形態のように、突部１４ｃ（１６ｃ）を複数有していれば、図１３のような減衰力特性を奏することができて、制振対象の構造体が想定外の相対変位をした場合に、当該相対変位を有効に抑制することができる。
【００６６】
詳説すると、基本的には、前述の突部１４ｃ（１６ｃ）の頂部１４ｅ（１６ｅ）と基板部１４ｄ（１６ｄ）との架け渡し方向の長さの和は、構造体の想定最大変位時の相対移動量よりも大きく設定されている。よって、例えば、外板１４の突部１４ｃを転動する転動体４０が、その隣の突部１４ｃを転動することは、基本的にはあり得ない。しかしながら、万一この想定最大変位を超えるような振動が入力された場合には、上述のようなことが起こり得て、その場合、つまり転動体４０が上記隣の突部１４ｃまで達してこれを転動する場合には、これにより、相対移動により一旦小さくなった前記高さ寸法Ｈｂが、反転して大きくなる。これに伴い、圧接力の反転漸増を来たし、摩擦力たる減衰力Ｆも反転漸増し、つまり、その減衰力特性は、図１３中に線分ＡＢ及び線分ＢＣで示すように、相対移動の増加とともに一旦漸減した減衰力Ｆが、反転漸増するカーブを描く。そして、この反転漸増した減衰力Ｆは、想定最大変位を超える変位を止める方向に有効に働くので、結果、構造体の想定外の相対変位を有効に抑制可能となる。
【符号の説明】
【００６７】
３ 柱梁架構、１０ ブレース、１０ａ 分断端部、１０ｂ 分断端部、
１０ｆ フランジ、１０ｆｓ 延出部分、１０ｗ ウエブ、
１２ 外板（一方の第１板部材）、１２ａ ボルト挿通孔、
１３ 連結構造、１３ａ 突片、１３ｂ 案内片、
１４ 外板（他方の第１板部材）、１４ａ ボルト挿通孔、
１４ｃ 突部（第１突部）、１４ｅ 頂部、
１４ｄ 基板部（第１基板部）、１４ｆ 傾斜部、１４ｐ 平面部、１４ｓ 面、
１４ｊ 接合部分、１４ｍ 薄厚部（弾性屈曲部）、
１５ 受圧板、
１６ 中板（第２板部材、第２板部材の板状部分）、１６ａ ボルト挿通孔、
１６ｃ 突部（第２突部）、１６ｅ 頂部、
１６ｄ 基板部（第２基板部）、１６ｆ 傾斜部、１６ｐ 平面部、
１６ｓ 面、１６ｊ 段差、
１８ ボルト（重なり高さ規制部材）、１８ｈ 頭部、
１９ ナット（重なり高さ規制部材）、
２０ 摩擦ダンパー、２０ａ 摩擦ダンパー、
２２ 摩擦板、２２ａ ボルト挿通孔、２３ 滑動板、２３ａ ボルト挿通孔、
２３ｋ 滑動板、
３０ 皿ばね積層体（弾性部材）、３１ 皿ばね、３２ ワッシャ
４０ フラットローラー（転動体）、４０Ｇ 一群のフラットローラー、
４２ 楕円ローラー（断面非正円形状のローラー、転動体）、
５０ リテーナー、５０ａ 貫通孔、５０ａ 収容孔、５０ｂ ボルト挿通孔、
８０ 摩擦ダンパー、８２ 外板、８４ 外板、８６ 中板、
１６１ 第２中板（第２板部材）、
Ｇ 隙間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物等の構造体の振動を減衰する摩擦ダンパーに関する。
【背景技術】
【０００２】
構造体の一例としての建物は、一般に、互いに隣り合う上下の階層において水平方向に相対変位し、これが、当該建物の大きな揺れの一因となる。そのため、建物の一部の階層には、相対変位等に対する補強部としてトラス構造部が設けられている。また、当該相対変位を更に低減すべく、建物によっては、トラス構造部の例えば下弦材の一部に摩擦ダンパーが設けられていることもある。
かかる摩擦ダンパーは、層間などにおいて、互いに相対移動する一方の部材に固設された滑動板と、他方の部材に固設された摩擦板とを有し、これら滑動板と摩擦板とは、互いに所定の圧接力で圧接されている。そして、上記２つの部材が相対移動して滑動板と摩擦板とが摺動する際に、建物の層間変位の振幅によらずほぼ一定の摩擦力を生じ、この摩擦力を減衰力として用いて建物の振動を減衰する（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−００２１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来型の摩擦ダンパーには、次のような問題がある。
大地震時等の最大層間変位時には、建物等の制振対象の構造体自身が大きく変形していることから、当該構造体には大きな内力が生じている。このような時に、更に大きな外力が変形方向と逆向きに付与されると、その分だけ、更に内力が拡大して構造体の破壊限界強度に至り易くなる。この点につき、上記摩擦ダンパーの減衰力も、変形方向と逆向きの外力として構造体に作用し、また、層間変位の大きさによらず常にほぼ一定の減衰力を発生する。つまり、上述の従来の摩擦ダンパーによれば、構造体は、最大層間変位時の厳しい内力下においても、大きな減衰力が加えられることになり、その場合には、構造体の破壊限界強度の大きさによっては、構造体は破損してしまう。
【０００５】
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、制振対象の構造体が損傷することを有効に回避可能な摩擦ダンパーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するために請求項１に示す発明は、
相対移動可能に重ねられた２つの部材に圧接力を付与し、前記２つの部材が振動により相対移動するときに前記圧接力に基づいて発生する摩擦力を減衰力として用いて、前記振動を減衰する摩擦ダンパーであって、
前記２つの部材のうちの一方の部材として設けられ、板厚方向に間隔を隔てて互いに対向する一対の第１板部材と、
前記２つの部材のうちの他方の部材として設けられる第２板部材であって、前記第２板部材の少なくとも一部の板状部分が、前記一対の第１板部材同士の間の前記間隔に、前記板厚方向と直交する所定方向に相対移動可能に介装されることにより、前記一対の第１板部材に重ねられる第２板部材と、
前記一対の第１板部材と前記第２板部材とが重ねられた状態で、これらを前記板厚方向に挟み込むことにより、前記一対の第１板部材及び前記第２板部材に前記圧接力を付与する圧接力付与部材と、を有し、
前記一対の第１板部材と前記第２板部材との前記所定方向の相対移動量が所定値を超えたときに、前記圧接力が低下し、
前記一対の第１板部材のうちの一方の第１板部材と前記第２板部材との間には、前記所定方向の相対移動に従って前記摩擦力が発生し、
前記一対の第１板部材のうちの他方の第１板部材と前記第２板部材との間には、前記他方の第１板部材及び前記第２板部材を前記所定方向に沿って転動する転動体が介装されていることを特徴とする。
【０００７】
上記請求項１に示す発明によれば、相対移動量が所定値を超えたときに、圧接力は低下する。よって、制振対象の構造体に大きな内力が生じ得る相対移動が大きい時には、摩擦力たる摩擦ダンパーの減衰力は低下することになる。そして、これにより、構造体において摩擦ダンパーの前記２つの部材が取り付けられている部位の内力状態が厳しい時に、外力として作用する上記減衰力を低下させることができて、その結果、当該２つの部材が取り付けられている構造体の損傷を有効に回避可能となる。
また、上記構成によれば、摩擦力を発生すべき前記一方の第１板部材ではない方の第１板部材たる前記他方の第１板部材と第２板部材との間には、転動体が介装されていて、当該転動体の転動動作に基づき、相対移動時の当該他方の第１板部材と第２板部材との間の摩擦力の発生は有効に抑制される。よって、摩擦ダンパーは、摩擦力を発生すべき前記一方の第１板部材と第２板部材との間に専ら摩擦力を発生可能となり、その結果、計画通りの大きさの減衰力を制振対象の構造体に作用させることができる。
【０００８】
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、
前記圧接力付与部材は、
前記一対の第１板部材又は前記第２板部材に対して前記板厚方向に重ねて設けられた弾性部材と、
前記第２板部材と、前記一対の第１板部材と、前記弾性部材との前記板厚方向の重なり高さが一定になるように規制する重なり高さ規制部材と、を有し、
前記重なり高さ規制部材によって前記弾性部材は前記板厚方向に圧縮変形されており、
前記一対の第１板部材と前記第２板部材との前記相対移動量が前記所定値を超えたときに、前記第２板部材と前記一対の第１板部材とが重なってなる前記板厚方向の高さ寸法が小さくなることによって、前記圧接力が低下することを特徴とする。
【０００９】
上記請求項２に示す発明によれば、第２板部材と一対の第１板部材と弾性部材とが重なってなる重なり高さが一定になるように規制する重なり高さ規制部材を有しているので、一方の第１板部材と第２板部材との間に安定した圧接力を付与可能である。よって、一方の第１板部材と第２板部材との間の摩擦力を安定して発生することができる。
また、上記構成によれば、相対移動量が所定値を超えると、重なり高さ規制部材により前記重なり高さが略一定に規制された状態の下で、一対の第１板部材及び第２板部材が重なってなる高さ寸法が小さくなる。そして、この高さ寸法が小さくなることに基づき、弾性部材の圧縮変形が緩和され、圧接力の低下を経て摩擦力が低下するが、ここで、この高さ寸法が小さくなることは、前述のように、相対移動量が所定値を超えたときに起こるように構成されている。よって、相対移動量が所定値を超えたときに、制振対象の構造体に外力として作用する上記摩擦力たる減衰力を確実に低下させることができて、その結果、構造体の損傷を有効に回避可能となる。
【００１０】
請求項３に示す発明は、請求項２に記載の摩擦ダンパーであって、
前記他方の第１板部材は、前記第２板部材側に突出する第１突部を有し、
前記第１板部材と前記第２板部材との前記相対移動量が前記所定値以下のときには、前記転動体は、前記第１突部の頂部を転動し、
前記第１板部材と前記第２板部材との前記相対移動量が前記所定値を超えたときに、前記転動体は、前記頂部での前記第１突部の厚みよりも前記板厚方向の厚みが薄い第１基板部を転動することを特徴とする。
【００１１】
上記請求項３に示す発明によれば、相対移動量が所定値を超えたときに発生すべき減衰力たる摩擦力の大きさを、同相対移動量が所定値以下のときよりも確実に低下させることができる。詳しくは次の通りである。
先ず、第１板部材と第２板部材との相対移動量が所定値以下のときには、転動体は、他方の第１板部材の第１突部の頂部を転動しているので、一対の第１板部材と第２板部材とが重ねられてなる高さ寸法は大きい状態にある。そのため、重なり高さ規制部材の規制に基づいて、弾性部材は大きく圧縮された状態になっており、よって、当該弾性部材は、大きな圧接力でもって第１板部材と第２板部材とを圧接し、大きな摩擦力が発生される。
これに対して、第１板部材と第２板部材との相対移動量が所定値を超えたときには、転動体は、第１基板部を転動するが、この第１基板部の厚みは、頂部での第１突部の厚みよりも薄い。そのため、一対の第１板部材と第２板部材とが重ねられてなる高さ寸法は、上述の転動体が頂部を転動する場合よりも小さくなっている。そして、これに伴って、その分だけ、重なり高さ規制部材による弾性部材の圧縮変形も緩和されて圧接力が低下するので、小さな圧接力でもって第１板部材と第２板部材とを圧接することとなり、結果、小さな摩擦力が発生される。
【００１２】
請求項４に示す発明は、請求項２又は３に記載の摩擦ダンパーであって、
前記第２板部材は、前記他方の第１板部材側に突出する第２突部を有し、
前記第１板部材と前記第２板部材との前記相対移動量が前記所定値以下のときには、前記転動体は、前記第２突部の頂部を転動し、
前記第１板部材と前記第２板部材との前記相対移動量が前記所定値を超えたときに、前記転動体は、前記頂部での前記第２突部の厚みよりも前記板厚方向の厚みが薄い第２基板部を転動することを特徴とする。
【００１３】
上記請求項４に示す発明によれば、相対移動量が所定値を超えたときに発生すべき減衰力たる摩擦力の大きさを、同相対移動量が所定値以下のときよりも確実に低下させることができる。詳しくは次の通りである。
先ず、第１板部材と第２板部材との相対移動量が所定値以下のときには、転動体は、第２板部材の第２突部の頂部を転動しているので、一対の第１板部材と第２板部材とが重ねられてなる高さ寸法は大きい状態にある。そのため、重なり高さ規制部材の規制に基づいて、弾性部材は大きく圧縮された状態になっており、よって、当該弾性部材は、大きな圧接力でもって第１板部材と第２板部材とを圧接し、大きな摩擦力が発生される。
これに対して、第１板部材と第２板部材との相対移動量が所定値を超えたときには、転動体は、第２基板部を転動するが、この第２基板部の厚みは、頂部での第２突部の厚みよりも薄い。そのため、一対の第１板部材と第２板部材とが重ねられてなる高さ寸法は、上述の転動体が頂部を転動する場合よりも小さくなっている。そして、これに伴って、その分だけ、重なり高さ規制部材による弾性部材の圧縮変形も緩和されて圧接力が低下するので、小さな圧接力でもって第１板部材と第２板部材とを圧接することとなり、結果、小さな摩擦力が発生される。
【００１４】
請求項５に示す発明は、請求項３又は４に記載の摩擦ダンパーであって、
前記他方の第１板部材の前記第１基板部には、前記第１突部の頂部に向かって漸次前記板厚方向の厚みが厚くなる傾斜部が設けら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、第１板部材と第２板部材とが所定値を超えて相対移動することにより、転動体が第１突部の頂部を転動する状態から第１基板部を転動する状態へと移行するが、その移行過程では、上記傾斜部を転動体が転動する。よって、当該移行過程たる圧接力が低下する際の衝撃を抑制可能となる。
【００１５】
請求項６に示す発明は、請求項４に記載の摩擦ダンパーであって、
前記第２板部材の前記第２基板部には、前記第２突部の前記頂部に向かって漸次前記板厚方向の厚みが厚くなる傾斜部が設けら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、第１板部材と第２板部材とが所定値を超えて相対移動することにより、転動体が第２突部の頂部を転動する状態から第２基板部を転動する状態へと移行するが、その移行過程では、上記傾斜部を転動体が転動する。よって、当該移行過程たる圧接力が低下する際の衝撃を抑制可能となる。
【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、
前記一方の第１板部材と前記他方の第１板部材とを連結する連結構造を有し、
前記連結構造は、前記一方の第１板部材と前記他方の第１板部材との間の相対移動を、前記所定方向に関しては規制しつつ前記板厚方向に関しては許容することを特徴とする。
上記請求項７に示す発明によれば、連結構造によって、一方の第１板部材と他方の第１板部材との間の前記所定方向の相対移動が規制されている。そのため、これら一対の第１板部材が第２板部材に対して前記所定方向に相対移動する際には、これら一対の第１板部材の両者は、第２板部材に対して一斉に相対移動することになる。よって、相対移動量が所定値を超えた時に、一対の第１板部材と第２板部材との前記高さ寸法を確実に小さくすることができて、その結果、圧接力を確実に低下させることができる。
また、同連結構造は、一方の第１板部材と他方の第１板部材との間の前記板厚方向の相対移動を許容するので、前記所定方向の相対移動量が所定値を超えたときに起こり得る、一対の第１板部材と第２板部材との前記高さ寸法の変化を、これら一対の第１板部材と第２板部材との間の板厚方向の相対移動により速やかに吸収可能となり、その結果、圧接力の低下を円滑に行うことができる。
【００１７】
請求項８に示す発明は、請求項１乃至７の何れかに記載の摩擦ダンパーであって、
前記転動体は、その周方向の位置に応じて回転半径が変化する断面非正円形状のローラーであることを特徴とする。
上記請求項８に示す発明によれば、転動体は、その周方向の位置に応じて回転半径が変化する断面非正円形状のローラーである。よって、相対移動量が所定値を超えたときの一対の第１板部材と第２板部材との前記高さ寸法の縮小を、相対移動に伴う転動体の転動に基づいて実現することができる。その結果、第１及び第２板部材の板形状の選定自由度を高めることができる。
すなわち、他方の第１板部材と第２板部材とが互いに対向する面同士を平面にすることもできるし、前記他方の第１板部材に前記第１突部を設ける場合や、第２板部材に前記第２突部を設ける場合には、これら第１及び第２突部の突出量を小さくすることも可能である。
【００１８】
請求項９に示す発明は、請求項１乃至８の何れかに記載の摩擦ダンパーであって、
前記転動体は、前記所定方向に並んで複数設けられ、
前記転動体同士の互いの相対位置関係を一定に保つためのリテーナーを有していることを特徴とする。
上記請求項９に示す発明によれば、転動体の相対位置関係を略一定に維持することができるので、転動体の転動動作の安定化を通じて、一対の第１板部材と第２板部材との相対移動の安定化を図れ、結果、計画通りの摩擦力を、一方の第１板部材と第２板部材との間に発生させることができる。
【００１９】
請求項１０に示す発明は、請求項２乃至７の何れかに記載の摩擦ダンパーであって、
前記重なり高さ規制部材は、
前記弾性部材、前記一対の第１板部材、及び前記第２板部材の全てを前記板厚方向に沿って貫通して設けられるボルトと、
前記ボルトに螺合するナットと、を有し、
前記ボルトの頭部と前記ナットとの両者で、前記弾性部材、前記一対の第１板部材、及び前記第２板部材の全てを前記板厚方向に挟み込むことにより、前記ボルトに生じた軸力が、前記圧接力として作用し、
前記転動体は、前記ボルトを両脇から挟む各位置にそれぞれ配置されていることを特徴とする。
上記請求項１０に示す発明によれば、転動体は、ボルトを両脇から挟む各位置にそれぞれ配置されている。よって、転動体は、ボルトの軸力に基づく圧接力を、ボルトの軸芯に関して偏りの無い略対称分布で、他方の第１板部材から第２板部材へと伝達可能となる。よって、圧接力の安定化を通して、計画通りの摩擦力を、一方の第１板部材と第２板部材との間に発生可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、構造体が損傷を受けることを回避することが可能な摩擦ダンパーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態の摩擦ダンパー２０を柱梁架構３のブレース１０に組み込んだ状態の概略正面図である。
【図２】図２Ａは、図１中のII−II断面図であって、ブレース１０の分断端部１０ａ，１０ｂに介装された摩擦ダンパー２０の断面図であり、また、図２Ｂは、図２Ａ中のＢ−Ｂ矢視図である。
【図３】一対の外板１２，１４を連結する連結構造のその他の例の説明図である。
【図４】皿ばね積層体３０に用いられる皿ばね３１のばね特性図である。
【図５】第１実施形態の摩擦ダンパー２０の減衰力特性たる減衰力−変位（相対移動量）関係のグラフである。
【図６】図６Ａ乃至図６Ｄは、摩擦ダンパー２０の減衰力特性の説明図である。
【図７】図７Ａ乃至図７Ｄは、図５の減衰力特性を有する摩擦ダンパー２０が、特に低強度構造体に有効な理由を説明するための図である。
【図８】図８Ａ乃至図８Ｃは、それぞれ、第１実施形態の変形例の説明図である。
【図９】図９Ａは、リテーナー５０を具備した摩擦ダンパー２０の概略中心断面図であり、図９Ｂは、図９Ａ中のＢ−Ｂ矢視図である。
【図１０】第１実施形態の変形例の説明図である。
【図１１】第２実施形態の摩擦ダンパー２０ａの概略側面図である。
【図１２】図１２Ａ乃至図１２Ｃは、本発明に係る摩擦ダンパーの適用例の説明図であり、図１２Ａは、摩擦ダンパー２０ａが取り付けられたブレース１０の概略側面図であり、図１２Ｂは、図１２Ａ中のＢ−Ｂ矢視図であり、図１２Ｃは、図１２Ａ中のＣ−Ｃ矢視図である。
【図１３】外板１４が突部１４ｃを複数有する場合に奏する作用効果の説明図である
【発明を実施するための形態】
【００２２】
＝＝＝第１実施形態＝＝＝
第１実施形態の摩擦ダンパー２０は、例えば、鉄骨柱と鉄骨梁とを結合してなる柱梁架構３に係るブレース１０に取り付けて使用される。以下、これを例に説明する。
図１は、第１実施形態の摩擦ダンパー２０を柱梁架構３のブレース１０に組み込んだ状態の概略正面図である。図２Ａは、図１中のII−II断面図であって、ブレース１０の分断端部１０ａ，１０ｂに介装された摩擦ダンパー２０の断面図であり、また、図２Ｂは、図２Ａ中のＢ−Ｂ矢視図である。
【００２３】
図１に示すように、ブレース１０は、柱梁架構３の対角方向を架け渡し方向として配置されている。また、ブレース１０は、その長手方向たる前記架け渡し方向の略中央の位置において分断されており、分断形成された各端部１０ａ，１０ｂ（以下、分断端部１０ａ，１０ｂという）同士の間の隙間Ｇに摩擦ダンパー２０が介装されている。
【００２４】
具体的には、一方の分断端部１０ａには、互いに対向する一対の第１板部材としての一対の外板１２，１４が、ブレース１０の架け渡し方向の他方側に延出して設けられており、他方の分断端部１０ｂには、第２板部材の板状部分としての中板１６が、ブレース１０の架け渡し方向の一方側に延出して設けられている。そして、これら外板１２，１４のうちの一方の外板１２が、一方の分断端部１０ａに一体に設けられ、中板１６は他方の分断端部１０ｂに一体に設けられており、中板１６の大半の部分は、一対の外板１２，１４同士の間の間隔に介装されている。
【００２５】
また、このように一対の外板１２，１４同士の間の間隔に中板１６が介装されることによりこれら各板１２，１４，１６が略重ねられた状態において、これら各板１２，１４，１６のボルト挿通孔１２ａ，１４ａ，１６ａには、ボルト１８が板厚方向に貫通して設けられている（図２Ａ）。そして、このボルト１８の先端部は、外板１２，１４よりも板厚方向の外方に突出しているとともに、同先端部は、更に外板１４の外方に設けられた皿ばね積層体３０をも貫通し、そして、皿ばね積層体３０を圧縮すべく同先端部にはナット１９が螺合されている。
【００２６】
ここで、外板１２，１４のボルト挿通孔１２ａ，１４ａは、ボルト１８の外径と略同径の円孔に形成されているが、中板１６のボルト挿通孔１６ａにあっては、図２Ｂに示すように、架け渡し方向に沿って長い長孔に形成されており、これにより、中板１６と一対の外板１２，１４との架け渡し方向の相対移動が許容されるようになっている。なお、この架け渡し方向が「所定方向」に相当する。
【００２７】
他方の外板１４は、一方の外板１２に対して板厚方向に対向して配されている。そして、これら外板１２，１４同士を板厚方向に近接又は離間可能にしつつ架け渡し方向には相対移動不能に連結すべく、これら外板１２，１４の両者に跨って連結構造１３が設けられている。
具体的には連結構造１３として、他方の外板１４には一方の外板１２側に向けて突出する突片１３ａが形成されており、また、一方の外板１２には、他方の外板１４側に突出する２つの案内片１３ｂ，１３ｂが形成されている。そして、前者の突片１３ａが、後者の案内片１３ｂ，１３ｂ同士の間に挿入されており、これにより、他方の外板１４は、一方の外板１２に対し架け渡し方向への相対移動が略不能に規制されるが、突片１３ａが案内片１３ｂ，１３ｂ同士の間で挿抜方向に移動することにより、他方の外板１４の一方の外板１２に対する板厚方向への相対移動については許容されるようになっている。これにより、これら一対の外板１２，１４は、中板１６に対して架け渡し方向に一斉に相対移動しながら、一方の外板１２と他方の外板１４との間隔は、その時の状況に応じて拡縮可能であり、このことは、後述する一対の外板１２，１４と中板１６とを重ねてなる高さ寸法Ｈｂの変化に関係する。
【００２８】
但し、連結構造１３は何等これに限るものではない。例えば、図３に示すように、外板１４を外板１２に接合する接合部分１４ｊの近傍の外板１４の単数あるいは複数の部位（図示例では二箇所）に、板厚方向の厚みが薄い薄厚部１４ｍを形成して、これらの薄厚部１４ｍを弾性屈曲部１４ｍとして屈曲させることにより、外板１４に板厚方向の可撓性を付与しても良い。そして、このような弾性屈曲部１４ｍによれば、弾性屈曲部１４ｍの弾性変形内の屈曲により、外板１４は外板１２に対して板厚方向に接離自在となるので、外板１４と外板１２との板厚方向の相対移動は許容される。但し、外板１４と外板１２との架け渡し方向の相対移動については規制される。この理由は、架け渡し方向の相対移動時には薄厚部１４ｍには架け渡し方向の引っ張り力や圧縮力が作用するが、これによる弾性屈曲部１４ｍの伸び変形や圧縮変形は小さいからである。
【００２９】
図２Ａに示すように、長孔でなるボルト挿通孔１６ａを有する中板１６と外板１２との間には、ステンレス製等の滑動板２３と、複合摩擦材料等でなる摩擦板２２とが摺動可能に重ね合わされて配されている。ここで、滑動板２３及び摩擦板２２はどちらも薄板状をなしている。そして、図示例では、滑動板２３が、ビス止めや接着等の固定方法により、外板１２に移動不能に固定され、摩擦板２２が、同様の固定方法により、中板１６に移動不能に固定されており、架け渡し方向の相対移動時には、これら摩擦板２２と滑動板２３とが摺動して減衰力としての摩擦力を発生する。但し、これら摩擦板２２及び滑動板２３の配置関係は逆でも良い。
【００３０】
また、外板１２に一体に固定される滑動板２３には、外板１２の円形のボルト挿通孔１２ａに対応させてこれと同径のボルト挿通孔２３ａが設けられており、また、中板１６に一体に固定される摩擦板２２には、中板１６の長孔状のボルト挿通孔１６ａに対応させてこれと同形のボルト挿通孔２２ａが長孔状に形成されている。但し、これら摩擦板２２及び滑動板２３に設ける孔の形状は、摩擦板２２と滑動板２３との配置関係に応じて逆でも良い。
【００３１】
なお、摩擦板２２には、有機系摩擦材や無機系摩擦材等を使用し得る。有機系摩擦材は、熱硬化型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などの繊維材料と、カシューダスト，鉛などの摩擦調整材と、硫酸バリュームなどの充填剤とからなる複合摩擦材料で形成される。上記熱硬化型樹脂としては、フェノール樹脂，メラミン樹脂，フラン樹脂，ポリイミド樹脂，ＤＦＫ樹脂，グアナミン樹脂，エポキシ樹脂，キシレン樹脂，シリコーン樹脂，ジアリルフタレーン樹脂，不飽和ポリエステル樹脂などがある。一方、滑動板２３は上述したステンレスやチタンなどの耐食性を有する材料によって形成される。
【００３２】
他方の外板１４と中板１６とが互いに対向する各部位には、それぞれ突部１４ｃ，１６ｃが設けられている。そして、図示例では、どちらの突部１４ｃ，１６ｃも、それぞれ、架け渡し方向に間隔を隔てて２つずつ設けられている。これらの突部１４ｃ及び突部１６ｃは、それぞれ、互いに対向する外板１４の基板部１４ｄ及び中板１６の基板部１６ｄから板厚方向に突出して設けられ、各突部１４ｃ，１６ｃの頂部１４ｅ，１６ｅはそれぞれ基板部１４ｄ，１６ｄの平面部１４ｐ，１６ｐと平行な平面をなしている。また、外板１４の頂部１４ｅ，１４ｅ同士の架け渡し方向の間隔と中板１６の頂部１６ｅ，１６ｅ同士の架け渡し方向の間隔とは、ほぼ等しく設定されており、更に頂部１４ｅと頂部１６ｅとは、架け渡し方向の幅及び板厚方向の突出量の点でもほぼ等しく設定されている。ちなみに、外板１４に設けられた突部１４ｃの頂部１４ｅが「第１突部の頂部」に相当し、外板１４の基板部１４ｄが「第１基板部」に相当し、中板１６に設けられた突部１６ｃの頂部１６ｅが「第２突部の頂部」に相当し、中板１６の基板部１６ｄが「第２基板部」に相当する。
【００３３】
また、同外板１４の基板部１４ｄには、突部１４ｃの頂部１４ｅに向かうにつれて漸次板厚方向の厚みが厚くなった傾斜部１４ｆが設けられており、同様に、中板１６の基板部１６ｄにも、突部１６ｃの頂部１６ｅに向かうにつれて漸次板厚方向の厚みが厚くなった傾斜部１６ｆが設けられている。そして、外板１４の基板部１４ｄにおいて傾斜部１４ｆを除いた部分たる前記平面部１４ｐの架け渡し方向の幅は、何れも中板１６の頂部１６ｅの架け渡し方向の幅より広く形成されており、同様に、中板１６の基板部１６ｄにおいて傾斜部１６ｆを除いた部分たる前記平面部１６ｐの架け渡し方向の幅は、何れも外板１４の頂部１４ｅの架け渡し方向の幅より広く形成されている。
【００３４】
また、同他方の外板１４の両面のうちの中板１６側の面１４ｓと、中板１６の両面のうちの外板１４側の面１６ｓとの間には、転動体４０として複数のフラットローラー４０，４０…が介装されている。すなわち、前者の面１４ｓをなす外板１４に係る基板部１４ｄの平面部１４ｐ、同傾斜部１４ｆ、及び突部１４ｃの頂部１４ｅと、後者の面１６ｓをなす中板１６に係る基板部１６ｄの平面部１６ｐ、同傾斜部１６ｆ、及び突部１６ｃの頂部１６ｅとの間には、断面正円形状の円柱体様のフラットローラー４０，４０…が介装されている。そして、一対の外板１２，１４と中板１６とが架け渡し方向に相対移動する際に、これらフラットローラー４０，４０…が上記の面１４ｓ，１６ｓに挟まれて圧接力を受けながらこれら面１４ｓ，１６ｓを架け渡し方向に沿って転動することにより、当該他方の外板１４と中板１６との間にて発生し得る摩擦力及び圧接力からなる相対移動方向の合力の大きさが、ごく僅かとなるように構成されている。
その結果、当該合力の大きさを、一方の外板１２と中板１６との間に設けられた前述の滑動板２３と摩擦板２２との間で発生すべき摩擦力よりも格段に小さくして、つまり、当該摩擦力との比較においては上記合力を無視できるレベルにしている。そして、これにより、装置設計の際の減衰力Ｆの算定にあたっては、上記合力については無視しつつ上記摩擦力のみを考慮して、同算定を行えるようにしており、もって、装置設計の容易化を図っている。ちなみに、ここで言う「転動」とは、フラットローラー４０と各面１４ｓ，１６ｓとが、概ね相対滑りをすることなく、各面１４ｓ，１６ｓ上をフラットローラー４０が回転して架け渡し方向に移動することを意味し、つまり、フラットローラー４０は、各面１４ｓ，１６ｓに対して転がり接触する。なお以下では、フラットローラー４０のことを、転動体４０と言う。
【００３５】
他方、前述したことではあるが、一方の外板１２と中板１６との間には、上述の摩擦力を発すべき滑動板２３及び摩擦板２２が介装されているとともに、外板１４の突部１４ｃの頂部１４ｅと中板１６の突部１６ｃの頂部１６ｅとが対向するように配された状態で、それぞれに形成されたボルト挿通孔１２ａ，１４ａ，１６ａにボルト１８が貫通されている。貫通したボルト１８の先端部には、外板１２の外側においてナット１９が螺合し、また、ナット１９と外板１４との間には、前述の皿ばね積層体３０とワッシャ３２とが介在されており、更には、ナット１９の螺合による締め付けによって皿ばね積層体３０は圧縮変形している。
【００３６】
すなわち、当該ナット１９の締め付けに基づいて、ボルト１８の頭部１８ｈとナット１９との両者で、皿ばね積層体３０、一対の外板１２，１４、及び中板１６の全てを板厚方向に挟み込むことにより、ボルト１８には軸力Ｎが生じ、この軸力Ｎが上述の皿ばね積層体３０の圧縮変形の反力になるとともに、当該軸力Ｎは、一対の外板１２，１４同士の間に伝達されて、中板１６の挟み込み力として作用することとなり、中板１６と一対の外板１２，１４とは、当該挟み込み力の作用の下、両者の相対移動が許容される。
【００３７】
ここで、この中板１６の挟み込み力たるボルト１８の軸力Ｎは、摩擦板２２と滑動板２３とを圧接する圧接力であり、もって、皿ばね積層体３０が、当該圧接力の付与に係る「弾性部材」に相当し、更には、ボルト１８とナット１９とが、一対の外板１２，１４と中板１６と皿ばね積層体３０との重なり高さＨｋを略一定に規制するための「重なり高さ規制部材」に相当する。この重なり高さＨｋには、ボルト１８及びナット１９により圧縮された皿ばね積層体３０の高さＨ３０と、一対の外板１２，１４及び中板１６が重ねられてなる前記高さ寸法Ｈｂと、が含まれる。そして、重なり高さＨｋが略一定に規制された状態下では、前記高さ寸法Ｈｂが小さくなるにつれて、重なり高さＨｋに占める皿ばね積層体３０の高さＨ３０の割合は大きくなり、もって、その分だけ皿ばね積層体３０の圧縮変形が緩和されてボルト１８の軸力Ｎは低下して圧接力も低下する。
【００３８】
図４は、皿ばね積層体３０に用いられる皿ばね３１のばね特性図である。皿ばね積層体３０は、複数の皿ばね３１，３１…が重ね合わされてなる。そして、かかる皿ばね積層体３０は、前述のボルト１８の軸力Ｎを一対の外板１２，１４や中板１６に伝達する経路に介装されており、また、そのばね特性が略線形となる範囲で使用される。
詳しくは、図４に示すように、一般に皿ばね３１のばね特性は、ボルト１８の軸方向の皿ばね３１の変形量εに対して荷重たる弾発力σがほぼ変化しない非線形ばね領域Ｓを備えているが、この摩擦ダンパー２０においては、ボルト１８に所定の軸力Ｎを付加した状態の皿ばね３１の変形量εが、当該非線形領域Ｓ内に入るようには設定されておらず、荷重に対する変形量εが略線形に変化する略線形領域Ｒ内に入るように設定されている。そして、これにより、前述の一対の外板１２，１４と中板１６とが重ねられてなる前記高さ寸法Ｈｂの変化に対して、皿ばね３１の弾発力がほぼ比例して変化するようになっている。ちなみに、図２Ａの例では、かかる皿ばね積層体３０は、複数枚の皿ばね３１，３１…を同一方向に積層して形成されているが、何等これに限るものではなく、逆方向に積層して形成しても良い。また、皿ばね３１に代えて、コイルスプリングや板ばね等の線形ばね特性を示す線形ばねを用いても良い。
【００３９】
そして、以上のような構成の第１実施形態の摩擦ダンパー２０によれば、図５に示すような減衰力特性を奏する。すなわち、図５の減衰力−変位（相対移動量）関係のグラフに示すように、本摩擦ダンパー２０によれば、柱梁架構３における架け渡し方向の相対移動量が所定値α以下では、大きな摩擦力たる大きな減衰力Ｆを発生するが、所定値αを超えたときには、摩擦力たる減衰力Ｆは低下し始め、そして更なる相対移動量の増加とともに減衰力Ｆは漸減するような特性を示す。
【００４０】
以下、図６Ａ乃至図６Ｄを参照しながら詳説すると、先ず、柱梁架構３に振動入力が無い状態、つまり相対移動無しの状態では、図６Ａに示すように、外板１４の突部１４ｃの頂部１４ｅと中板１６の突部１６ｃの頂部１６ｅとは、互いの中心を揃えた状態で対向している。また、転動体４０も、同中心に位置しつつ、これら頂部１４ｅ，１６ｅ同士に挟まれている。よって、一対の外板１２，１４と中板１６とが重ね合わされてなる前記高さ寸法Ｈｂは、板厚方向に大きい状態にあり、つまり、ボルト１８及びナット１９により略一定に規制された重なり高さＨｋにおける前記高さ寸法Ｈｂの占める割合は大きくなっている。これにより、逆に、同重なり高さＨｋにおける皿ばね積層体３０の占める割合は小さくなっており、もって、皿ばね積層体３０は、大きく圧縮された高圧縮状態にある。
【００４１】
そして、振動入力により相対移動状態に移ると、図６Ｂに示すように、ボルト１８の軸力Ｎに基づく圧接力により摩擦板２２と滑動板２３との間には、摺動による摩擦力が発生し、これが減衰力Ｆとなって振動減衰作用が発揮される。
【００４２】
ここで、突部１４ｃ，１６ｃの頂部１４ｅ，１６ｅの架け渡し方向の幅は、例えば、所定値αに設定されている。よって、相対移動量が所定値α以下のときには、図６Ａや図６Ｂに示すように、突部１４ｃの頂部１４ｅと突部１６ｃの頂部１６ｅとは、少なくとも互いの一部同士にて対向状態にあり、また、転動体４０も、頂部１４ｅと頂部１６ｅとの両者における互いに対向する一部同士に挟まれつつこれらを転動している。よって、上述の所定値α以下の範囲で相対移動しても、上述の高さ寸法Ｈｂに何等変化は無く、もって、皿ばね積層体３０は上述の高圧縮状態に維持されて、圧接力も大きいままで変化ない。これにより、摩擦板２２と滑動板２３との摺動による前記摩擦力も大きな略一定値Ｆｆ１に維持されて、その結果、図５に示すように、摩擦ダンパー２０は、相対移動量が所定値α以下の範囲では、大きな略一定値Ｆｆ１の減衰力Ｆを発生する。
【００４３】
これに対して、柱梁架構３に大きな振動が入力されて、外板１２，１４と中板１６との相対移動量が所定値αを超えたときには、先ず、図６Ｃに示すように、突部１４ｃの頂部１４ｅと突部１６ｃの頂部１６ｅとが、互いに一部も対向しない完全非対向状態となり、これに伴って、外板１４の基板部１４ｄの傾斜部１４ｆと、中板１６の基板部１６ｄの傾斜部１６ｆとが互いに略平行な状態をもって対向し始め、また、転動体４０は、これら対向し始めた傾斜部１４ｆと傾斜部１６ｆとの両者に挟まれつつこれらを転動し始める。そして、更に相対移動量が大きくなると、転動体４０は、これら傾斜部１４ｆと傾斜部１６ｆとの転動を経て、最終的に転動体４０は、図６Ｄに示すように、互いに対向し始めた基板部１４ｄの平面部１４ｐと基板部１６ｄの平面部１６ｐとの両者に挟まれつつ、これらを転動することになる。
【００４４】
ここで、外板１４及び中板１６の両者において、傾斜部１４ｆ，１６ｆは、前述の突部１４ｃ，１６ｃの頂部１４ｅ，１６ｅよりも板厚方向の厚みが薄い部分である。また、その厚みは、傾斜部１４ｆ，１６ｆの傾斜勾配に基づいて架け渡し方向たる相対移動方向に沿って徐々に薄くなっている。よって、転動体４０がこれら傾斜部１４ｆ，１６ｆを転動することにより、一対の外板１４と中板１６とを重ねてなる前記高さ寸法Ｈｂは、図６Ｃに示すように、傾斜勾配に基づいて漸次小さくなり、そのため、ボルト１８及びナット１９により略一定に規制された前記重なり高さＨｋにおいて、皿ばね積層体３０の占める割合は漸次大きくなる。これにより、ボルト１８の軸力Ｎが漸次低下するので、圧接力も漸次低下し、図５中に線分ＡＢで示すように、摩擦力たる減衰力Ｆも漸次低下することになる。
また、上記平面部１４ｐ，１６ｐは、基板部１４ｄ，１６ｄのなかで最も板厚方向の厚みが薄い部分である。よって、図６Ｄに示すように、転動体４０がこれら平面部１４ｐ，１６ｐに到達してこれらを転動することにより、一対の外板１４と中板１６とを重ねてなる前記高さ寸法Ｈｂは最小となり、もって、重なり高さＨｋに占める皿ばね積層体３０の割合は最大となる。これにより、ボルトの軸力Ｎが最低となるので、圧接力も最低となり、結果、図５中に点Ｂで示すように、摩擦力たる減衰力Ｆも最低値となる。
そして、以上のようにして、この摩擦ダンパー２０によれば、相対移動量が所定値α以下の場合には、減衰力Ｆとして略一定の大きな摩擦力を発生するが、相対移動量が所定値αを超えると、減衰力Ｆたる摩擦力が漸減するという減衰力特性を奏することとなる。
【００４５】
このような減衰力特性を有する摩擦ダンパー２０は、特に制振対象の構造体が古い既存建物等の低強度構造体の場合に有効に利用される。図７Ａ乃至図７Ｄは、その説明図である。なお、図７Ａは、柱梁架構３において従来の摩擦ダンパーにより減衰力Ｆが付与される力点部位（外力が付与される部位のこと）の水平方向の変位と、力点部位に生じる内力との関係を示すグラフであり、図７Ｂは、従来の摩擦ダンパーの振動エネルギー吸収履歴特性のグラフである。また、図７Ｃは、第１実施形態の摩擦ダンパー２０の振動エネルギー吸収履歴特性のグラフであり、図７Ｄは、第１実施形態の摩擦ダンパー２０により減衰力Ｆが付与される力点部位の水平方向の変位と、力点部位に生じる内力との関係を示すグラフである。なお、図７Ｃは、前述の図５と概ね同じグラフである。
【００４６】
図７Ａ中、一点鎖線で示すように、振動の最大変位時には、建物自身が大きく変形していることから、建物の各部位には大きな内力が生じている。このような状態にて、更に外力を変形方向と逆の方向に付与すると、外力が付与される部位たる力点部位では、その内力が、外力の付与分だけ更に拡大する。すなわち、前記力点部位の内力は、図７Ａ中一点鎖線で示す力点部位自身の変形による内力に、外力により生じる内力を足し合わせたものとなる。
【００４７】
ここで、摩擦ダンパーの減衰力Ｆも、変形方向と逆向きの外力として作用する。また、従来の摩擦ダンパーの場合には、図７Ｂに示すように、その摩擦力たる減衰力Ｆの大きさは、振動の変位によらず略一定である。よって、従来の摩擦ダンパーでは、図７Ａに一点鎖線で示す内力に対して図７Ｂの減衰力Ｆにより生じる内力を加算してなる前記力点部位の実際の内力は、図７Ａの実線のようになる。つまり、従来の摩擦ダンパーの場合には、柱梁架構３の前記力点部位に対しては、振動の最大変位時の厳しい内力下においても、大きな減衰力Ｆによる大きな内力が更に追加で生じることになり、この場合には、内力が拡大して当該力点部位の破壊限界強度Ｚに至り易くなる。
【００４８】
これに対して、上記第１実施形態の摩擦ダンパー２０によれば、図７Ｃに示すように、相対移動によって水平変位が前記所定値αに相応する特定値α１を超えると、水平変位が大きくなるにつれて減衰力Ｆは低下する。よって、図７Ｄに一点鎖線で示す内力に対して図７Ｃの減衰力Ｆにより生じる内力を加算してなる実際の内力は、図７Ｄの実線のようになる。つまり、第１実施形態の摩擦ダンパー２０によれば、水平変位が、前記所定値αに相応する特定値α１を超えた場合には、振動の最大変位に近づくに従って減衰力Ｆが小さくなるので、減衰力Ｆの入力に伴う前記力点部位の内力の拡大を、特に厳しい内力状態の最大変位時において有効に抑制できる。よって、振動により建物が大きく相対変位した場合でも、力点部位の破壊限界強度Ｚに至ることを有効に回避し得て、その結果、当該摩擦ダンパー２０は、特に古い既存建物等の低強度構造体にその効力を発揮することができる。
【００４９】
ところで、上述の第１実施形態では、突部１４ｃ，１６ｃを外板１４及び中板１６の両者に設けていたが、何等これに限るものではなく、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、突部を外板１４及び中板１６のどちらか一方の板１４（１６）に対してのみを設け、他方の板１６（１４）には、突部１６ｃ（１４ｃ）を設けなくても良い。すなわち、当該他方の板１６（１４）については、一方の板１４（１６）と対向する面１６ｓ（１４ｓ）が平面になった、板厚方向に一定厚みの平板であっても良い。
そして、当該構成によっても、一対の外板１２，１４と中板１６との架け渡し方向の相対移動に伴って、転動体４０の転動する位置が、突部１４ｃ（１６ｃ）の頂部１４ｅ（１６ｅ）から基板部１４ｄ（１６ｄ）へと移ることになって、この移る際には、一対の外板１２，１４と中板１６とが重なってなる前記高さ寸法Ｈｂが変化するので、上述と同様のメカニズムに基づいて、相対移動量が大きいときの摩擦力を低下させることができる。ちなみに、この場合には、転動体４０が基板部１４ｄ（１６ｄ）を転動する際にあっても、突部１４ｃ（１６ｃ）が、対向する平板の平面１６ｓ（１４ｓ）と当接しないように、転動体４０の直径は、基板部１４ｄ（１６ｄ）の平面部１４ｐ（１６ｐ）からの突部１４ｃ（１６ｃ）の突出量よりも小さく設定されているのは言うまでもない。
【００５０】
また、転動体４０としての上述のフラットローラー４０に代えて、真球等の球状部材を用いても良いし、更には、断面非正円形状のローラーを用いても良い。なお、後者の断面非正円形状のローラーというのは、その周方向の位置に応じて回転半径が変化したローラーのことであり、その一例としては、図８Ｃに示すような、断面形状が楕円形の円柱体様の楕円ローラー４２等が挙げられる。そして、このような断面非正円形状のローラー４２にあっては、同ローラー４２が転動することだけで、一対の外板１２，１４と中板１６とが重なってなる前記高さ寸法Ｈｂを変化させることができる。よって、この場合には、外板１４及び中板１６の両者の突部１４ｃ，１６ｃを省略してこれらの板１４，１６を、それぞれ両面が互いに平行な平板で構成することもできる。但し、上述の突部１４ｃ，１６ｃを有した外板１４や中板１６に対して、当該断面非正円形状のローラー４２を適用可能なのは言うまでもなく、その場合には、前記高さ寸法Ｈｂをより大きく変化させることができて、圧接力の低下幅の拡大を通じて、摩擦力の低下幅を拡大することができる。
【００５１】
また、望ましくは、図９Ａ及び図９Ｂ（図９Ａ中のＢ−Ｂ矢視図）に示すように、複数の転動体４０，４０…に対してリテーナー５０を設けると良い。ここで、基本的には、転動体４０，４０…は、高い圧接力で外板１４の前記面１４ｓ及び中板１６の前記面１６ｓに挟圧されているので、架け渡し方向に外板１４と中板１６とが相対移動する際に、転動体４０は、上記の各面１４ｓ，１６ｓに対して相対滑りを概ね起こすことなく各面１４ｓ，１６ｓを架け渡し方向に転がる。つまり、各面１４ｓ，１６ｓに対して転がり接触する。しかし、不測の事態により相対滑りを起こして離脱する虞もある。そのため、リテーナー５０により、複数の転動体４０，４０…の相対位置関係を一定に保つと良く、そうすれば、ある特定の転動体４０が相対滑りを起こして各面１４ｓ，１６ｓから離脱しそうになった時に、リテーナー５０を介して他の転動体４０から、その離脱を阻止して留めようとする力が働くので、各転動体４０の離脱を速やかに抑えることができる。
かかるリテーナー５０の具体例としては、例えば、転動体４０の直径よりも薄い板厚の板材を本体として用い、この板材における各転動体４０に対応する位置に、転動体４０の収容孔５０ａとして、転動体４０よりも若干大きい略相似形状の貫通孔５０ａを形成したもの等が挙げられる。ちなみに、このリテーナー５０に係る板材には、板厚方向にボルト１８を挿通するためのボルト挿通孔５０ｂが、架け渡し方向に沿った長孔状に形成されており、これにより、架け渡し方向に関するボルト１８とリテーナー５０との相対移動の許容を通して、ボルト１８と転動体４０との相対移動が架け渡し方向について許容されている。
【００５２】
また、上述の第１実施形態では、外板１４及び中板１６の基板部１４ｄ，１６ｄにおける平面部１４ｐ，１６ｐと、突部１４ｃ，１６ｃの頂部１４ｅ，１６ｅとの間に傾斜部１４ｆ，１６ｆを設けていたが、場合によっては、傾斜部１４ｆ，１６ｆは無くても良い。つまり、図１０に示すように、突部１４ｃ，１６ｃの頂部１４ｅ，１６ｅと平面部１４ｐ，１６ｐとの間に一段の段差１６ｊが形成されていても良いし、場合によっては、複数段の段差が階段状に形成されていても良い。図１０の例では、中板１６にのみ突部１６ｃが設けられ、当該突部１６ｃに対して一段の段差１６ｊが形成されている。
但し、この場合の各段差１６ｊの高さは、転動体４０の半径よりも小さいことが必要であり、この条件を満たしていれば、転動体４０は問題無く段差を乗り越えることができる。ただ、段差１６ｊを乗り越える際には衝撃が生じるので、望ましくは第１実施形態のように傾斜部１４ｆ，１６ｆを設ける方が望ましい。また、上述の第１実施形態では、傾斜部１４ｆ，１６ｆを平面で形成していたが、曲面で形成しても良い。
【００５３】
また、望ましくは、転動体４０は、図２Ｂに示すように、ボルト１８を両脇から挟む各位置に（詳しくは、架け渡し方向及び板厚方向の両者と直交する方向についてボルト１８を両脇から挟む各位置に）それぞれ配置されていると良い。そして、このように配置されていれば、転動体４０は、ボルト１８の軸力Ｎに基づく圧接力を、ボルト１８の軸芯に関して偏りの無い略対称分布で、他方の外板１４を介して中板１６へと伝達可能となる。よって、圧接力の安定化を通して、計画通りの摩擦力を、摩擦板２２と滑動板２３との間に発生可能となる。
【００５４】
＝＝＝第２実施形態＝＝＝
図１１は、第２実施形態の摩擦ダンパー２０ａの概略側面図である。
この第２実施形態の第１実施形態との相違点は、主に三つある。
一点目は、一方の外板１２と他方の外板１４との間に中板１６が介装されているが、この中板１６には、当該中板１６と対向して対をなす第２中板１６１が一体に追設されており、この第２中板１６１と中板１６との間に、他方の外板１４が介装されていることである。
二点目は、外板１４と中板１６とには突部１４ｃ，１６ｃが形成されておらず、その代わりに、第２中板１６１に突部１６ｃが形成されていることである。
三点目は、他方の外板１４と中板１６との間には、転動体４０の代わりに一対の滑動板２３ｋ，２３ｋが介装されており、そして、転動体４０は、他方の外板１４と第２中板１６１との間に介装されていることである。
【００５５】
以下、詳説する。先ず、この摩擦ダンパー２０ａは、中板１６と対をなす第２中板１６１を有し、当該第２中板１６１は、中板１６に対して板厚方向に間隔を隔てて対向配置されながら同中板１６に一体に連結されている。そして、一方の外板１２と他方の外板１４との間の間隔に中板１６が介装されながら、逆に、中板１６と第２中板１６１との間の間隔には他方の外板１４が介装され、このようにして各板１２，１６，１４，１６１が板厚方向に交互に重ねられた状態において、これら全ての板１２，１６，１４，１６１を板厚方向に串刺し状に貫通するボルト１８及びナット１９により、これら各板１２，１６，１４，１６１には板厚方向の圧接力が付与されている。なお、この第２実施形態では、中板１６が、「第２板部材の板状部分」に相当し、当該中板１６は、第２中板１６１とによって「第２板部材」を構成する。つまり、第２中板１６１も、中板１６と同様に「第２板部材」の一部をなしている。よって、「他方の第１板部材と第２板部材との間」というのは、第２中板１６１と他方の外板１４との間のことであると、とることができる。また、前述の中板１６と第２中板１６１との連結構造には、図３で例示した弾性屈曲部を有する連結構造が使用されている。
【００５６】
ところで、上述したように、外板１４や中板１６には突部１４ｃ，１６ｃが形成されておらず、中板１６及び外板１４として、その両面が平面の平板が使用されている。そして、外板１４及び中板１６に突部１４ｃ，１６ｃが形成されない代わりに、第２中板１６１の両面にそれぞれ複数の突部１６ｃ，１６ｃが形成されている。これら両面の突部１６ｃ，１６ｃは、互いに対応する突部１６ｃ，１６ｃ同士が、架け渡し方向に関して同位置に形成されている。また、第２中板１６１よりも板厚方向の外方には、同外方を向いた突部１６ｃに対向させて、ボルト１８の軸力Ｎを受けるための受圧板１５が設けられており、更には、この受圧板１５と第２中板１６１との間には、転動体４０が介装され、同様の転動体４０は、第２中板１６１と他方の外板１４との間にも介装されている。これにより、受圧板１５及び転動体４０を介してボルト１８の軸力Ｎが上記圧接力として各板１６１，１４，１６，１２に伝達される。ちなみに、上述の他方の外板１４と第２中板１６１との間に介装された転動体４０が、「他方の第１板部材と第２板部材との間の転動体」に相当する。
【００５７】
ここで、上述の転動体４０は、突部１６ｃ毎に設けられている。つまり、これら転動体４０，４０…は、架け渡し方向に係る突部１６ｃの形成ピッチと同ピッチで配置されている。また、この配置関係が維持されるように、前述のリテーナー５０（図１１では不図示）が、受圧板１５と第２中板１６１との間に介装される転動体４０，４０…の一群４０Ｇ、及び、同第２中板１６１と他方の外板１４との間に介装される転動体４０，４０…の一群４０Ｇのそれぞれについて設けられている。そして、更に、これらリテーナー５０，５０同士は、適宜な連結部材によって連結一体化され、これにより、これら転動体４０の一群４０Ｇ，４０Ｇ同士は、互いに対応する転動体４０，４０同士で架け渡し方向の位置が同じになるように規制されている。
【００５８】
よって、一対の外板１２，１４及び受圧板１５に対して、中板１６や第２中板１６１が一体に架け渡し方向に相対移動する際には、これら転動体４０，４０…も、他の外板１４と第２中板１６１との間、又は第２中板１６１と受圧板１５との間に挟み込まれながら、一斉にこれら１４，１６１，１５を転動する。そして、ここで、各転動体４０が、第２中板１６１における突部１６ｃ（「第２突部」に相当）を転動する状態では、一対の外板１２，１４と中板１６と第２中板１６１と受圧板１５との全てが重なってなる高さ寸法Ｈｂ１が大きい状態であるが、当該状態から、同転動体４０が第２中板１６１における基板部１６ｄ、つまり突部１６ｃよりも板厚方向の厚みが薄い部分１６ｄ（「第２基板部」に相当）を転動する状態に移行すると、同高さ寸法Ｈｂ１は小さくなる。これにより、重なり高さＨｋに占める皿ばね積層体３０の高さＨ３０の割合が大きくなって圧接力が低下するので、その分だけ一方の外板１２と中板１６との間に介装されている摩擦板２２と滑動板２３との間に発生する摩擦力、つまり減衰力Ｆも低下する。よって、この第２実施形態の摩擦ダンパー２０ａにおいても、相対移動量が大きい場合に減衰力Ｆを低下させることができる。
【００５９】
ちなみに、図１１の例では、受圧板１５は、外板１４に連結されていないが、外板１４に対して相対移動不能に同外板１４に連結されていても良く、この後説明する図１２Ａの例では、そのようになっている。
【００６０】
図１２Ａ乃至図１２Ｃは、本発明に係る摩擦ダンパーの適用例の説明図である。この例では、上述の第２実施形態の摩擦ダンパー２０ａを柱梁架構３のブレース１０に適用している。なお、図１２Ａは、摩擦ダンパー２０ａが取り付けられたブレース１０の概略側面図であり、図１２Ｂは、図１２Ａ中のＢ−Ｂ矢視図であり、図１２Ｃは、図１２Ａ中のＣ−Ｃ矢視図である。
【００６１】
図１の例と同様、図１２Ａ乃至図１２Ｃのブレース１０も、柱梁架構３の対角方向を架け渡し方向として配置されている。このブレース１０は、ウエブ１０ｗと一対のフランジ１０ｆ，１０ｆとを有したＨ形鋼である。そして、ブレース１０は、架け渡し方向の適宜位置で互いに間隔Ｇを隔てるように分断されて、図１２Ａ及び図１２Ｂの如き一対の分断端部１０ａ，１０ｂが形成されており、これにより、これらブレース分断端部１０ａ，１０ｂ同士は、当該間隔Ｇにて架け渡し方向に相対移動可能になっている。
【００６２】
一方、摩擦ダンパー２０ａは、各フランジ１０ｆにつき、それぞれ二箇所に設けられている。すなわち、図１２Ｂ及び図１２Ｃに示すように、フランジ１０ｆは、その幅方向の中央位置のウエブ１０ｗから幅方向の両側に延出した一対の延出部分１０ｆｓ，１０ｆｓを有しているが、各延出部分１０ｆｓに対して、それぞれ摩擦ダンパー２０ａが設けられている。そして、図示例のＨ形鋼にあっては、ウエブ１０ｗを挟んで一対のフランジ１０ｆ，１０ｆを有しているので、摩擦ダンパー２０ａは計４個設けられている。
【００６３】
また、図示例では、ウエブ１０ｗに対しては、取り付けスペースの関係上、「背景技術」のところで説明した従来型の摩擦ダンパー８０が設けられている。すなわち、図１２Ｃに示すように、この摩擦ダンパー８０は、一方のブレース分断端部１０ａのウエブ１０ｗに一体に固定された一対の外板８２，８４と、他方のブレース分断端部１０ｂのウエブ１０ｗが流用された中板８６と、各外板８２，８４と中板８６との間の各位置に、それぞれ介装される摩擦板及び滑動板と、これらに圧接力を付与するボルト１８及びナット１９と、を有しており、これにより、従来型の摩擦ダンパーが構成されている。しかし、取り付けスペースを確保できるのであれば、このウエブ１０ｗに対して、第２実施形態の摩擦ダンパー２０ａを適用しても良いのは言うまでもない。
【００６４】
＝＝＝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変形が可能である。例として以下に示すような実施形態が挙げられる。
【００６５】
上述の第１実施形態では、他方の外板１４及び中板１６に、それぞれ２つの突部１４ｃ，１４ｃ及び突部１６ｃ，１６ｃを設けていたが、他方の外板１４の突部１４ｃ及び中板１６の突部１６ｃの数は、それぞれ１つであっても良いし、３つ以上であっても良い。
ちなみに、図２Ａ、図８Ａ、図８Ｂ、図１０、及び図１１の各実施形態のように、突部１４ｃ（１６ｃ）を複数有していれば、図１３のような減衰力特性を奏することができて、制振対象の構造体が想定外の相対変位をした場合に、当該相対変位を有効に抑制することができる。
【００６６】
詳説すると、基本的には、前述の突部１４ｃ（１６ｃ）の頂部１４ｅ（１６ｅ）と基板部１４ｄ（１６ｄ）との架け渡し方向の長さの和は、構造体の想定最大変位時の相対移動量よりも大きく設定されている。よって、例えば、外板１４の突部１４ｃを転動する転動体４０が、その隣の突部１４ｃを転動することは、基本的にはあり得ない。しかしながら、万一この想定最大変位を超えるような振動が入力された場合には、上述のようなことが起こり得て、その場合、つまり転動体４０が上記隣の突部１４ｃまで達してこれを転動する場合には、これにより、相対移動により一旦小さくなった前記高さ寸法Ｈｂが、反転して大きくなる。これに伴い、圧接力の反転漸増を来たし、摩擦力たる減衰力Ｆも反転漸増し、つまり、その減衰力特性は、図１３中に線分ＡＢ及び線分ＢＣで示すように、相対移動の増加とともに一旦漸減した減衰力Ｆが、反転漸増するカーブを描く。そして、この反転漸増した減衰力Ｆは、想定最大変位を超える変位を止める方向に有効に働くので、結果、構造体の想定外の相対変位を有効に抑制可能となる。
【符号の説明】
【００６７】
３ 柱梁架構、１０ ブレース、１０ａ 分断端部、１０ｂ 分断端部、
１０ｆ フランジ、１０ｆｓ 延出部分、１０ｗ ウエブ、
１２ 外板（一方の第１板部材）、１２ａ ボルト挿通孔、
１３ 連結構造、１３ａ 突片、１３ｂ 案内片、
１４ 外板（他方の第１板部材）、１４ａ ボルト挿通孔、
１４ｃ 突部（第１突部）、１４ｅ 頂部、
１４ｄ 基板部（第１基板部）、１４ｆ 傾斜部、１４ｐ 平面部、１４ｓ 面、
１４ｊ 接合部分、１４ｍ 薄厚部（弾性屈曲部）、
１５ 受圧板、
１６ 中板（第２板部材、第２板部材の板状部分）、１６ａ ボルト挿通孔、
１６ｃ 突部（第２突部）、１６ｅ 頂部、
１６ｄ 基板部（第２基板部）、１６ｆ 傾斜部、１６ｐ 平面部、
１６ｓ 面、１６ｊ 段差、
１８ ボルト（重なり高さ規制部材）、１８ｈ 頭部、
１９ ナット（重なり高さ規制部材）、
２０ 摩擦ダンパー、２０ａ 摩擦ダンパー、
２２ 摩擦板、２２ａ ボルト挿通孔、２３ 滑動板、２３ａ ボルト挿通孔、
２３ｋ 滑動板、
３０ 皿ばね積層体（弾性部材）、３１ 皿ばね、３２ ワッシャ
４０ フラットローラー（転動体）、４０Ｇ 一群のフラットローラー、
４２ 楕円ローラー（断面非正円形状のローラー、転動体）、
５０ リテーナー、５０ａ 貫通孔、５０ａ 収容孔、５０ｂ ボルト挿通孔、
８０ 摩擦ダンパー、８２ 外板、８４ 外板、８６ 中板、
１６１ 第２中板（第２板部材）、
Ｇ 隙間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対移動可能に重ねられた２つの部材に圧接力を付与し、前記２つの部材が振動により相対移動するときに前記圧接力に基づいて発生する摩擦力を減衰力として用いて、前記振動を減衰する摩擦ダンパーであって、
前記２つの部材のうちの一方の部材として設けられ、板厚方向に間隔を隔てて互いに対向する一対の第１板部材と、
前記２つの部材のうちの他方の部材として設けられる第２板部材であって、前記第２板部材の少なくとも一部の板状部分が、前記一対の第１板部材同士の間の前記間隔に、前記板厚方向と直交する所定方向に相対移動可能に介装されることにより、前記一対の第１板部材に重ねられる第２板部材と、
前記一対の第１板部材と前記第２板部材とが重ねられた状態で、これらを前記板厚方向に挟み込むことにより、前記一対の第１板部材及び前記第２板部材に前記圧接力を付与する圧接力付与部材と、を有し、
前記一対の第１板部材と前記第２板部材との前記所定方向の相対移動量が所定値を超えたときに、前記圧接力が低下し、
前記一対の第１板部材のうちの一方の第１板部材と前記第２板部材との間には、前記所定方向の相対移動に従って前記摩擦力が発生し、
前記一対の第１板部材のうちの他方の第１板部材と前記第２板部材との間には、前記他方の第１板部材及び前記第２板部材を前記所定方向に沿って転動する転動体が介装されてい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、
前記圧接力付与部材は、
前記一対の第１板部材又は前記第２板部材に対して前記板厚方向に重ねて設けられた弾性部材と、
前記第２板部材と、前記一対の第１板部材と、前記弾性部材との前記板厚方向の重なり高さが一定になるように規制する重なり高さ規制部材と、を有し、
前記重なり高さ規制部材によって前記弾性部材は前記板厚方向に圧縮変形されており、
前記一対の第１板部材と前記第２板部材との前記相対移動量が前記所定値を超えたときに、前記第２板部材と前記一対の第１板部材とが重なってなる前記板厚方向の高さ寸法が小さくなることによって、前記圧接力が低下することを特徴とする摩擦ダンパー。
【請求項３】
請求項２に記載の摩擦ダンパーであって、
前記他方の第１板部材は、前記第２板部材側に突出する第１突部を有し、
前記第１板部材と前記第２板部材との前記相対移動量が前記所定値以下のときには、前記転動体は、前記第１突部の頂部を転動し、
前記第１板部材と前記第２板部材との前記相対移動量が前記所定値を超えたときに、前記転動体は、前記頂部での前記第１突部の厚みよりも前記板厚方向の厚みが薄い第１基板部を転動することを特徴とする摩擦ダンパー。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の摩擦ダンパーであって、
前記第２板部材は、前記他方の第１板部材側に突出する第２突部を有し、
前記第１板部材と前記第２板部材との前記相対移動量が前記所定値以下のときには、前記転動体は、前記第２突部の頂部を転動し、
前記第１板部材と前記第２板部材との前記相対移動量が前記所定値を超えたときに、前記転動体は、前記頂部での前記第２突部の厚みよりも前記板厚方向の厚みが薄い第２基板部を転動することを特徴とする摩擦ダンパー。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の摩擦ダンパーであって、
前記他方の第１板部材の前記第１基板部には、前記第１突部の頂部に向かって漸次前記板厚方向の厚みが厚くなる傾斜部が設けら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４に記載の摩擦ダンパーであって、
前記第２板部材の前記第２基板部には、前記第２突部の前記頂部に向かって漸次前記板厚方向の厚みが厚くなる傾斜部が設けら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、
前記一方の第１板部材と前記他方の第１板部材とを連結する連結構造を有し、
前記連結構造は、前記一方の第１板部材と前記他方の第１板部材との間の相対移動を、前記所定方向に関しては規制しつつ前記板厚方向に関しては許容することを特徴とする摩擦ダンパー。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れかに記載の摩擦ダンパーであって、
前記転動体は、その周方向の位置に応じて回転半径が変化する断面非正円形状のローラーであることを特徴とする摩擦ダンパー。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れかに記載の摩擦ダンパーであって、
前記転動体は、前記所定方向に並んで複数設けられ、
前記転動体同士の互いの相対位置関係を一定に保つためのリテーナーを有していることを特徴とする摩擦ダンパー。
【請求項１０】
請求項２乃至７の何れかに記載の摩擦ダンパーであって、
前記重なり高さ規制部材は、
前記弾性部材、前記一対の第１板部材、及び前記第２板部材の全てを前記板厚方向に沿って貫通して設けられるボルトと、
前記ボルトに螺合するナットと、を有し、
前記ボルトの頭部と前記ナットとの両者で、前記弾性部材、前記一対の第１板部材、及び前記第２板部材の全てを前記板厚方向に挟み込むことにより、前記ボルトに生じた軸力が、前記圧接力として作用し、
前記転動体は、前記ボルトを両脇から挟む各位置にそれぞれ配置されていることを特徴とする摩擦ダンパー。
【請求項１】
相対移動可能に重ねられた２つの部材に圧接力を付与し、前記２つの部材が振動により相対移動するときに前記圧接力に基づいて発生する摩擦力を減衰力として用いて、前記振動を減衰する摩擦ダンパーであって、
前記２つの部材のうちの一方の部材として設けられ、板厚方向に間隔を隔てて互いに対向する一対の第１板部材と、
前記２つの部材のうちの他方の部材として設けられる第２板部材であって、前記第２板部材の少なくとも一部の板状部分が、前記一対の第１板部材同士の間の前記間隔に、前記板厚方向と直交する所定方向に相対移動可能に介装されることにより、前記一対の第１板部材に重ねられる第２板部材と、
前記一対の第１板部材と前記第２板部材とが重ねられた状態で、これらを前記板厚方向に挟み込むことにより、前記一対の第１板部材及び前記第２板部材に前記圧接力を付与する圧接力付与部材と、を有し、
前記一対の第１板部材と前記第２板部材との前記所定方向の相対移動量が所定値を超えたときに、前記圧接力が低下し、
前記一対の第１板部材のうちの一方の第１板部材と前記第２板部材との間には、前記所定方向の相対移動に従って前記摩擦力が発生し、
前記一対の第１板部材のうちの他方の第１板部材と前記第２板部材との間には、前記他方の第１板部材及び前記第２板部材を前記所定方向に沿って転動する転動体が介装されてい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、
前記圧接力付与部材は、
前記一対の第１板部材又は前記第２板部材に対して前記板厚方向に重ねて設けられた弾性部材と、
前記第２板部材と、前記一対の第１板部材と、前記弾性部材との前記板厚方向の重なり高さが一定になるように規制する重なり高さ規制部材と、を有し、
前記重なり高さ規制部材によって前記弾性部材は前記板厚方向に圧縮変形されており、
前記一対の第１板部材と前記第２板部材との前記相対移動量が前記所定値を超えたときに、前記第２板部材と前記一対の第１板部材とが重なってなる前記板厚方向の高さ寸法が小さくなることによって、前記圧接力が低下することを特徴とする摩擦ダンパー。
【請求項３】
請求項２に記載の摩擦ダンパーであって、
前記他方の第１板部材は、前記第２板部材側に突出する第１突部を有し、
前記第１板部材と前記第２板部材との前記相対移動量が前記所定値以下のときには、前記転動体は、前記第１突部の頂部を転動し、
前記第１板部材と前記第２板部材との前記相対移動量が前記所定値を超えたときに、前記転動体は、前記頂部での前記第１突部の厚みよりも前記板厚方向の厚みが薄い第１基板部を転動することを特徴とする摩擦ダンパー。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の摩擦ダンパーであって、
前記第２板部材は、前記他方の第１板部材側に突出する第２突部を有し、
前記第１板部材と前記第２板部材との前記相対移動量が前記所定値以下のときには、前記転動体は、前記第２突部の頂部を転動し、
前記第１板部材と前記第２板部材との前記相対移動量が前記所定値を超えたときに、前記転動体は、前記頂部での前記第２突部の厚みよりも前記板厚方向の厚みが薄い第２基板部を転動することを特徴とする摩擦ダンパー。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の摩擦ダンパーであって、
前記他方の第１板部材の前記第１基板部には、前記第１突部の頂部に向かって漸次前記板厚方向の厚みが厚くなる傾斜部が設けら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４に記載の摩擦ダンパーであって、
前記第２板部材の前記第２基板部には、前記第２突部の前記頂部に向かって漸次前記板厚方向の厚みが厚くなる傾斜部が設けら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、
前記一方の第１板部材と前記他方の第１板部材とを連結する連結構造を有し、
前記連結構造は、前記一方の第１板部材と前記他方の第１板部材との間の相対移動を、前記所定方向に関しては規制しつつ前記板厚方向に関しては許容することを特徴とする摩擦ダンパー。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れかに記載の摩擦ダンパーであって、
前記転動体は、その周方向の位置に応じて回転半径が変化する断面非正円形状のローラーであることを特徴とする摩擦ダンパー。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れかに記載の摩擦ダンパーであって、
前記転動体は、前記所定方向に並んで複数設けられ、
前記転動体同士の互いの相対位置関係を一定に保つためのリテーナーを有していることを特徴とする摩擦ダンパー。
【請求項１０】
請求項２乃至７の何れかに記載の摩擦ダンパーであって、
前記重なり高さ規制部材は、
前記弾性部材、前記一対の第１板部材、及び前記第２板部材の全てを前記板厚方向に沿って貫通して設けられるボルトと、
前記ボルトに螺合するナットと、を有し、
前記ボルトの頭部と前記ナットとの両者で、前記弾性部材、前記一対の第１板部材、及び前記第２板部材の全てを前記板厚方向に挟み込むことにより、前記ボルトに生じた軸力が、前記圧接力として作用し、
前記転動体は、前記ボルトを両脇から挟む各位置にそれぞれ配置されていることを特徴とする摩擦ダンパー。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１０２７９３（Ｐ２０１２−１０２７９３Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５１１０６（Ｐ２０１０−２５１１０６）
【出願日】平成２２年１１月９日（２０１０．１１．９）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月９日（２０１０．１１．９）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
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