JP3156007B2 - Periodic energy absorber - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、地震入力又はこれと
同様に交番的に変化する力が作用する周期的エネルギー
の吸収・緩和を目的として建物の耐震要素又は機械、車
両等のダンパー要素に適用される周期的エネルギーの吸
収装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a seismic element of a building or a damper element of a machine, a vehicle, etc. for the purpose of absorbing and mitigating periodic energy in which an earthquake input or a force which changes alternately acts on the input. The present invention relates to a device for absorbing periodic energy.

【０００２】[0002]

【従来の技術】例えば建物の横搖れを制御し又は建物の
耐震性、耐風性を向上させるために使用されるＰＣａ耐
震壁又は鉄骨ブレース入りＰＣａ版などの制震機構とし
ては、従来広く使用されているピストンシリンダ型の鉛
ダンパー等のほか、特開平２−２０９５７２号公報の特
に第１０図及び第１１図に記載された高力ボルト応用の
制震用ダンパーがある。その構成は、図４に示したよう
に、相対的に滑る関係のインナープレートａとその両外
側面を挟むアウタープレートｂ，ｂとが滑動可能に重ね
合わされ、それらが直接ボルトｃとナットｄで締め付け
られている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a vibration control mechanism such as a PCa earthquake-resistant wall or a PCa plate with a steel frame brace which is used for controlling the rolling of a building or improving the earthquake resistance and wind resistance of the building, it has been widely used. In addition to the piston-cylinder type lead damper and the like, there is a vibration damper applied to high-strength bolts described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 2-209572, particularly FIGS. 10 and 11. As shown in FIG. 4, the inner plate a and the outer plates b, which sandwich both outer surfaces of the inner plate a are slidably overlapped with each other as shown in FIG. It is tightened.

【０００３】[0003]

【本発明が解決しようとする課題】上記の高力ボルト応
用の制震用ダンパーは、直接、ボルトｃとナットｄでイ
ンナープレートａとアウタープレートｂ，ｂを締め付け
るため、ボルトの軸力がボルト周辺部に集中してしま
う。そのため、ボルト周辺部に過大な面圧が局部的に発
生してしまい、かじりや焼き付き又はきしみ音（騒音）
等が発生する原因となっている。また、インナープレー
トａとアウタープレートｂの滑動に伴い、経年的にボル
トの軸力の大きさが変化し、エネルギー吸収性能（耐
力）が低下してしまうことも問題点とされている。さら
に、インナープレートａとアウタープレートｂとの滑動
の結果、摩耗によって両者間の接触面積が不均一とな
り、面圧が不安定となったり摩擦音が発生する等の問題
点もあり、これらの点が解決すべき課題とされている。In the above-described vibration damper to which the high-strength bolt is applied, since the inner plate a and the outer plates b, b are directly tightened by the bolt c and the nut d, the axial force of the bolt is reduced. Concentrate on the periphery. As a result, excessive surface pressure is locally generated around the bolt, causing galling, seizing or squeaking noise (noise).
And so on. Another problem is that the magnitude of the axial force of the bolt changes over time due to the sliding of the inner plate a and the outer plate b, and the energy absorption performance (proof strength) decreases. Further, as a result of the sliding between the inner plate a and the outer plate b, there is also a problem that the contact area between the inner plate a and the outer plate b becomes non-uniform due to abrasion, the surface pressure becomes unstable, and a friction noise is generated. It is a problem to be solved.

【０００４】[0004]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、請求項１に記載した発明に係る周期的エ
ネルギーの吸収装置は、インナープレートとその両外側
面を挟むアウタープレートとが相対的に滑る関係で滑動
可能に重ね合わされており、これらが高力ボルト及びナ
ットで締結されている周期的エネルギーの吸収装置にお
いて、一方のアウタープレートとボルトの頭、及び他方
のアウタープレートとナットの間に、各アウタープレー
トと広域の接圧面をもつ形状、大きさの押さえ板が設置
され、前記押さえ板と前記ボルトの頭及びナットの間に
ばね性の座金が介在されていること、及び押さえ板のア
ウタープレートとの接触面は前記ボルトの位置を中心と
する部分を非接触の凹面部に形成されていること、並び
にインナープレートとアウタープレートの接触面に、両
者の接触部を限定する突条が、インナープレート又はア
ウタープレートの少なくとも一方に、且つプレートの滑
動方向に形成されていること、そして、インナープレー
トとアウタープレートの接触面に自己潤滑性の樹脂シー
ト若しくは固体潤滑剤による潤滑処理が行われているこ
とを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a periodic energy absorbing apparatus comprising: an inner plate and an outer plate sandwiching both outer surfaces of the inner plate; manner in which superposed slidably in sliding relationship, the absorber of the periodic energy to which they are entered into for high-strength bolts and nuts, of one of the outer plate and the bolt head, and the other outer plate and the nut In between , each outer plate and a holding plate of a shape and size having a wide contact pressure surface are installed , and between the holding plate and the bolt head and nut
Check that spring washer is interposed and
The contact surface with the outer plate is centered on the position of the bolt.
Part is formed in a non-contact concave part,
To the contact surface of the inner plate and outer plate
A ridge that limits the contact area of the
On at least one of the outer plates and on the plate
It is formed in the moving direction, and the inner play
Self-lubricating resin seal on the contact surface between
Or lubrication treatment with a solid lubricant .

【０００５】[0005]

【０００６】[0006]

【０００７】[0007]

【０００８】[0008]

【０００９】[0009]

【実施例】次に、図面に示した本発明の実施例を説明す
る。図１に示した周期的エネルギーの吸収装置は、１枚
のインナープレート１と、その両外側面を挟む２枚のア
ウタープレート２、２とが、相対的に滑る関係で滑動可
能に重ね合わされており、これらが高力ボルト３及びナ
ット４で締結されている。インナープレート１及びアウ
タープレート２は鉄鋼又は鋳鋼等の組立加工品又は鋳造
品などとして製作されている。アウタープレート２にお
いて、インナープレート１とは反対側の端部に、ボルト
９及びナット１０によってコネクタープレート１１が連
結され、該コネクタープレート１１のボルト孔１２及び
前記インナープレート１の外端部のボルト孔１３に、周
期的エネルギーを伝達する、例えば建物の耐震要素又は
機械又は車両等のダンパー要素の対応する部分が結合さ
れる。Next, an embodiment of the present invention shown in the drawings will be described. In the periodic energy absorbing device shown in FIG. 1, one inner plate 1 and two outer plates 2 sandwiching both outer surfaces thereof are slidably overlapped in a relatively slipping relationship. These are fastened with the high-strength bolt 3 and the nut 4. Inner plates 1 and outer plate 2 is manufactured as such assembled workpieces or castings, such as steel or cast steel. In the outer plate 2, a connector plate 11 is connected to an end opposite to the inner plate 1 by bolts 9 and nuts 10, and a bolt hole 12 in the connector plate 11 and a bolt hole in an outer end of the inner plate 1. A corresponding part of a damper element, such as a seismic element of a building or a machine or a vehicle, for transmitting periodic energy is coupled to 13.

【００１０】高力ボルト３は、インナープレート１の滑
動方向に対し略垂直な向きで、インナープレート１の誘
導溝１４の略中心部方向に（図２参照）、アウタープレ
ート２、２を貫通してナット４で締め付け固定されてい
る。アウタープレート２とボルト頭３ａとの間には、ま
ずアウタープレート２と広域の接圧面をもつ押さえ板５
が設置されており、該押さえ板５とボルト頭３ａとの間
に、ばね座金や皿ばね座金等のばね性の座金６が介在さ
れている。同様に、図１の下方に図示した他方のアウタ
ープレート２とナット４との間においても、まず該アウ
タープレート２と広域の接圧面をもつ押さえ板５が設置
されており、この押さえ板５とナット４との間に前記ば
ね性の座金６が介在されている。The high-strength bolt 3 penetrates the outer plates 2 and 2 in a direction substantially perpendicular to the sliding direction of the inner plate 1 and substantially in the direction of the center of the guide groove 14 of the inner plate 1 (see FIG. 2). And is fixed with a nut 4. Between the outer plate 2 and the bolt head 3a, firstly, the outer plate 2 and a holding plate 5 having a wide pressure contact surface.
A spring washer 6 such as a spring washer or a disc spring washer is interposed between the holding plate 5 and the bolt head 3a. Similarly, between the other outer plate 2 and the nut 4 shown in the lower part of FIG. 1, first, the outer plate 2 and a pressing plate 5 having a wide pressure contact surface are installed. The spring washer 6 is interposed between the nut 4 and the nut 4.

【００１１】押さえ板５は、インナープレート１（アウ
タープレート２）と略同じ板圧で、インナープレート１
の幅と略等しい外径（図２参照）の円盤状に形成されい
る。アウタープレート２との接圧面は、ボルト３を中心
とする部分が非接触の凹面部１５に形成されており、他
は広域の接圧面に構成されている。従って、ボルトの軸
力がボルト周辺に集中せず広い範囲に分散し、面圧が均
等化されるのである。The holding plate 5 has a plate pressure substantially equal to that of the inner plate 1 (outer plate 2), and
Is formed in a disk shape having an outer diameter substantially equal to the width of the disk (see FIG. 2). The pressure contact surface with the outer plate 2 is formed in a non-contact concave surface portion 15 with a portion centered on the bolt 3, and the other pressure contact surface is configured as a wide pressure contact surface. Therefore, the axial force of the bolt is dispersed over a wide range without concentrating around the bolt, and the surface pressure is equalized.

【００１２】また、皿ばね座金等のばね性の座金６が押
さえ板５とボルト頭３ａ（ナット４）との間に介在され
ているので、高力ボルトの締付力は緩むことはなく、垂
直荷重が一定に保たれて摩擦力の大きさも一定である。
インナープレート１とアウタープレート２との接触面に
は、図１Ａに示したように、テフロン（登録商標）又は
テフロンをベースに加工したものから成る自己潤滑性の
樹脂シート７ａが、インナープレート１側に接着により
貼り付けられている。但し、図１Ｂに示したように、ア
ウタープレート２側にこの樹脂シート７ｂを貼り付ける
ことによっても実施される。Also, since the spring washer 6 such as a disc spring washer is interposed between the holding plate 5 and the bolt head 3a (nut 4), the tightening force of the high-strength bolt is not loosened. The vertical load is kept constant and the magnitude of the frictional force is also constant.
As shown in FIG. 1A, a self-lubricating resin sheet 7a made of Teflon (registered trademark) or processed on Teflon is provided on the contact surface between the inner plate 1 and the outer plate 2. Is adhered by bonding. However, as shown in FIG. 1B, the present invention is also implemented by attaching the resin sheet 7b to the outer plate 2 side.

【００１３】また、この自己潤滑性の樹脂シート７ａ
（又は７ｂ）の貼付のほか、図示を省略した固体潤滑剤
を処理することによっても実施される。固体潤滑剤は、
例えば、リン酸マンガンとモリコート３２１Ｒ（商品
名）とから成り、これがインナープレート１（又はアウ
タープレート２）の接触面に厚くすり込まれている。し
たがって、インナープレート１とアウタープレート２同
士が、直に滑動しないので、プレート間の摩擦音やかじ
りの発生が防止され摩擦面に均一かつ安定な面圧を与え
られるのである。The self-lubricating resin sheet 7a
(Or 7b), or by treating a solid lubricant (not shown). Solid lubricants
For example, it is made of manganese phosphate and molycoat 321R (trade name), and is thickly rubbed into the contact surface of the inner plate 1 (or the outer plate 2). Therefore, since the inner plate 1 and the outer plate 2 do not slide directly, generation of friction noise and galling between the plates is prevented, and a uniform and stable surface pressure is applied to the friction surface.

【００１４】図３は、上記インナープレート１のより具
体的な構成として、アウタープレート２との接触面に、
接触部分を限定する突状８が形成されたものを示してい
る。この突状８は、接触部分を限定して滑動させ常に安
定した（又は一定した）摩擦力を発生させるために形成
されている。[0014] Figure 3 is a more ingredients of the inner plates 1
As a physical configuration, the contact surface with the outer plate 2
Shows what projecting 8 to limit the contact portion is formed. The projection 8 is formed in order to generate a stable (or constant) frictional force by sliding the contact portion in a limited manner.

【００１５】突条８は、インナープレート１において誘
導溝１４を挟んだ対称的な配置で、好ましくはプレート
の滑動方向に並行して２列形成されている。従って、同
様の作用効果を奏し得る限り、突条８の形状や突条８が
形成される位置は前記の構成に限定されない。前記突条
８は、アウタープレート２のインナープレート１との接
触面に形成することによっても実施される。前記突条８
の形成は、鋳造品として一体成形するか、又は切削等に
より突条８を削り出す方法などにより行なわれる（図示
は省略）。The ridges 8 are symmetrically arranged on the inner plate 1 with the guide groove 14 interposed therebetween, and are preferably formed in two rows in parallel with the sliding direction of the plate. Therefore, the shape of the ridge 8 and the position where the ridge 8 is formed are not limited to the above-described configuration as long as the same operation and effect can be obtained. The ridge 8 contacts the outer plate 2 with the inner plate 1.
It is also implemented by forming on the contact surface. The ridge 8
Is formed by integral molding as a casting, or by a method of cutting out the ridge 8 by cutting or the like (not shown).

【００１６】本実施態様によれば、インナープレート１
とアウタープレート２とが相当回数滑動しても、実際に
接触するのは突条８とアウタープレート２（又はインナ
ープレート１）の表面同士であるから、プレート同士の
滑動によるプレート間の接触面の変化を防げるのであ
る。なお、この突条８の表面又はこの突条８と抵触する
インナープレート１又はアウタープレート２の表面に、
前記の自己潤滑性の樹脂シート７ａ（又は７ｂ）を貼付
又は固体潤滑剤を処理することによっても実施され、同
様にプレート間の接触面の変化を防止できるのみなら
ず、かじりや焼き付き、摩擦音等の発生を防止できるの
である。According to this embodiment, the inner plate 1
Even if the outer plate 2 and the outer plate 2 slide a considerable number of times, the actual contact is only between the ridges 8 and the surfaces of the outer plate 2 (or the inner plate 1). It can prevent change. In addition, the surface of the ridge 8 or the surface of the inner plate 1 or the outer plate 2
The self-lubricating resin sheet 7a (or 7b) is applied by sticking or treating with a solid lubricant. Not only can the contact surface between the plates be prevented from changing, but also galling, seizure, friction noise, etc. Can be prevented.

【００１７】[0017]

【本発明が奏する効果】本発明に係る周期的エネルギー
の吸収装置は、ボルト軸力がボルト周辺に集中せず広い
範囲に分散され面圧が均等化するので、プレート間の接
触面が一定で摩擦力の大きさが一定に維持され、かじり
の発生や摩擦音が防止されるから、エネルギー吸収の特
性曲線が安定できれいに表われ、建物の耐震要素又は機
械、車両等のダンパー要素に品質、精度、信頼性の高い
ものとして使用できる。そして、高力ボルトの締付力は
緩むことなく軸力変化は生ぜず垂直荷重が維持されるか
ら、前記エネルギー吸収の特性曲線が長期的に安定し維
持されるのである。In the periodic energy absorbing device according to the present invention, the axial force of the bolt is not concentrated around the bolt but is distributed over a wide range and the surface pressure is equalized, so that the contact surface between the plates is constant. Since the magnitude of the frictional force is kept constant and galling and friction noise are prevented, the characteristic curve of energy absorption is displayed stably and neatly, and the quality and accuracy of the building's seismic element or the damper element of machines, vehicles, etc. , Can be used as a reliable one. Then, the tightening force of the high-strength bolt is not loosened, the axial load does not change, and the vertical load is maintained, so that the characteristic curve of the energy absorption is stably maintained for a long time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明に係る周期的エネルギーの吸収装置の断
面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a periodic energy absorbing device according to the present invention.

【図２】押さえ板とボルトの関係について示したインナ
ープレートの平面図である。FIG. 2 is a plan view of an inner plate showing a relationship between a holding plate and a bolt.

【図３】突条が形成されているインナープレートの平面
図及び側面図である。FIG. 3 is a plan view and a side view of an inner plate on which a ridge is formed.

【図４】従来例を示した断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ インナープレート ２ アウタープレート ３ 高力ボルト ４ ナット ３ａ ボルト頭 ５ 押さえ板 ６ ばね性の座金 ８ 突条 ７ａ、７ｂ 自己潤滑性の樹脂シート １５ 凹面部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inner plate 2 Outer plate 3 High-strength bolt 4 Nut 3a Bolt head 5 Holding plate 6 Spring washer 8 Ridge 7a, 7b Self-lubricating resin sheet 15 Concave surface

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東端 泰夫 東京都江東区南砂二丁目５番14号 株式 会社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 高橋 賢司 東京都中央区銀座八丁目21番１号 株式 会社竹中工務店東京本店内 (72)発明者 名波 豊 静岡県小笠郡菊川町堀之内547番地の１ 旭テック株式会社内 (72)発明者 原田 修治 静岡県小笠郡菊川町堀之内547番地の１ 旭テック株式会社内 (72)発明者 増田 純一 静岡県小笠郡菊川町堀之内547番地の１ 旭テック株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−74771（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−209572（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−66877（ＪＰ，Ａ) 実開 昭53−92889（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−91009（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−146111（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−116439（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−64945（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭64−25541（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16F 15/02 E04H 9/02 331 E04H 9/02 351 F61F 7/08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yasuo Higashibata 2-5-14-1 Minamisuna, Koto-ku, Tokyo Inside the Technical Research Institute, Takenaka Corporation (72) Inventor Kenji Takahashi 8-2-1-1, Ginza, Chuo-ku, Tokyo No. Takenaka Corporation, Tokyo Head Office (72) Inventor Yutaka Nanami 547-1, Horinouchi, Kikukawa-cho, Ogasa-gun, Shizuoka Prefecture Inside Asahi Tec Corporation (72) Inventor Shuji Harada 547-1, Horinouchi, Kikukawa-cho, Ogasa-gun, Shizuoka Prefecture Asahi Tec Co., Ltd. (72) Inventor Junichi Masuda 547-1, Horinouchi, Kikukawa-cho, Ogasa-gun, Shizuoka Prefecture Asahi Tec Co., Ltd. (56) References JP-A-2-74771 (JP, A) JP-A-2-209572 (JP, A) JP-A-3-66877 (JP, A) JP-A-53-92889 (JP, U) JP-A-58-91009 (JP, U) JP-A-58-146111 (JP, U) Open Showa 60-116439 (JP, U) Actually open Showa 63-64945 (JP, U) Actually open Showa 64-25541 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. ⁷ , DB name) F16F 15 / 02 E04H 9/02 331 E04H 9/02 351 F61F 7/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】インナープレートとその両外側面を挟むア
ウタープレートとが相対的に滑る関係で滑動可能に重ね
合わされており、これらが高力ボルト及びナットで締結
されている周期的エネルギーの吸収装置において、一方の アウタープレートとボルトの頭、及び他方のアウ
タープレートとナットの間に、各アウタープレートと広
域の接圧面をもつ形状、大きさの押さえ板が設置され、
前記押さえ板と前記ボルトの頭及びナットの間にばね性
の座金が介在されていること、及び押さえ板のアウター
プレートとの接触面は前記ボルトの位置を中心とする部
分を非接触の凹面部に形成されていること、並びにイン
ナープレートとアウタープレートの接触面に、両者の接
触部を限定する突条が、インナープレート又はアウター
プレートの少なくとも一方に、且つプレートの滑動方向
に形成されていること、そして、インナープレートとア
ウタープレートの接触面に自己潤滑性の樹脂シート若し
くは固体潤滑剤による潤滑処理が行われていることを特
徴とする、周期的エネルギーの吸収装置。1. A periodic energy absorbing device in which an inner plate and an outer plate sandwiching both outer surfaces thereof are slidably overlapped in a relatively sliding relationship, and these are fastened with high-strength bolts and nuts. In, one outer plate and the head of the bolt, and between the other outer plate and the nut , each outer plate and a pressing plate of a shape and size having a wide pressure contact surface is installed ,
Spring between the holding plate and the head and nut of the bolt
Interposed washer, and the outer
The contact surface with the plate is a part centered on the position of the bolt.
Part is formed in a non-contact concave part, and
The contact surface between the inner plate and outer plate
The ridge that limits the contact area is the inner plate or outer
On at least one of the plates and in the sliding direction of the plate
And the inner plate and the
Self-lubricating resin sheet on the contact surface of the outer plate
Ku is characterized in that the lubricating treatment is being carried out by the solid lubricant absorber periodic energy.