JP3553402B2

JP3553402B2 - Friction damper

Info

Publication number: JP3553402B2
Application number: JP03774099A
Authority: JP
Inventors: 康久比志島
Original assignee: 川口金属工業株式会社
Priority date: 1999-02-16
Filing date: 1999-02-16
Publication date: 2004-08-11
Anticipated expiration: 2019-02-16
Also published as: JP2000234648A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、摩擦ダンパーに関し、さらに詳細には、２つの構造物間に地震等により発生する相対運動を減衰させるための摩擦ダンパーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、大規模地震の発生に備えて、建築物には免震構造が多く採用されつつある。この免震構造は、一般に、建築物と基礎との間に、地震による振動を長周期化して建築物に伝達する積層ゴム等からなるアイソレータ（免震支承）と、振動エネルギを吸収して振動を減衰させるダンパーとを配置することにより達成される。
【０００３】
ダンパーとしては、アイソレータに鉛プラグを埋め込んだり、あるいは積層ゴムのゴム材料を高減衰性のものとすることにより、アイソレータそれ自体に減衰機能を持たせたものと、アイソレータとは別個にこれと組み合わせて使用される鉛棒や鋼棒からなるダンパーが知られている。しかしながら、前者は設計の自由度が小さく、後者は価格が高くなるという欠点がある。
【０００４】
アイソレータの下面にテフロンプレートを張り付け、また基礎側のベースプレートにステンレスプレートを張り付け、テフロンプレートとステンレスプレートとの間で滑り摩擦力を発生させることにより、減衰機能を持たせたアイソレータも知られている。しかしながら、この場合、アイソレータの支持荷重が摩擦力を発生させるための荷重となることから、荷重の変動を考慮しなければならない。また、滑り面が１カ所しか取れないので、得られる減衰力も限られる。
【０００５】
このような摩擦によるダンパーとして、皿ばねを組み込んだものも知られている。この摩擦ダンパーは、アイソレータとは別個に設置されるものであるが、皿ばねに付与する荷重は支持荷重から得るため、荷重の変動の影響は少なからずある。また、滑り面も１カ所しか取れない。
【０００６】
さらに、特開平６−３２３３５５号に開示されているような摩擦ダンパーも知られている。この摩擦ダンパーは、皿ばねをボルトにより圧縮するので、荷重を調節することが可能であり、また荷重を一定に保つことができる。しかしながら、この摩擦ダンパーは、皿ばねの設置数が制限されることから、荷重の調節にも制限がある。さらに、この先行技術の装置は、変位量を大きく取ることができず、過大な振動に対応することができない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、設計の自由度が大きく、摩擦を発生させる要素あるいは因子を種々変えることを可能とし、これにより１つの装置で大きな大きな減衰力が得られ、ダンパーの数を減らして全体価格を低減することができる摩擦ダンパーを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、２つの構造物間に発生する相対運動を摩擦力により減衰させるための摩擦ダンパーであって、
一方の前記構造物に設置される摩擦発生装置と、他方の前記構造物に設置される連結軸とを含み、
前記摩擦発生装置は、保持フレームと、
前記保持フレームに保持され、積層して配置された複数枚の押さえプレートと、
互いに隣接する前記押さえプレート間に滑動可能に配置され、端部が前記連結軸に回転可能に連結される少なくとも１枚の滑りプレートと、
前記保持フレームに組み込まれ、前記押さえプレート及び前記滑りプレートの全体に亘って、それらの厚さ方向に荷重を付与する荷重付与手段とを備え、
前記保持フレームは一方の前記構造物に回転可能に取り付けられ、底部プレートと、
前記底部プレート上に互いに間隔を置いて固定された１対の側部プレートと、
前記側部プレート上に固定された上部プレートとからなり、
前記押さえプレート及び滑りプレートは前記底部プレートと前記上部プレートとの間に配置され、
前記滑りプレートは、その端部が前記側部プレート間から外方に突出して延びて前記連結軸に連結され、
各側部プレートには開口部がそれぞれ設けられ、前記押さえプレートは各開口部に嵌合する突起を有していることを特徴とする摩擦ダンパーにある。
【０００９】
地震等が発生して、２つの構造物間で相対運動が生じると、摩擦発生装置の滑りプレートは運動に追従して連結軸に対して回転するとともに、押さえプレートとの間で滑りを生じる。運動エネルギは、この滑りプレートの滑りの際に発生する摩擦により吸収され、減衰される。摩擦を発生させるための荷重は、荷重付与手段が保持フレームに組み込まれているので常に一定であり、また減衰力の大きさは、荷重付与手段の数、滑りプレートの枚数等を変えることにより、自由に設定可能である。
【００１０】
【００１１】
【００１２】
前記底部プレートは、その下部に前記保持フレームを一方の前記構造物に回転可能に取り付けるためのボスを有している。
【００１３】
前記荷重付与手段は、最上部の前記押さえプレート上に配置されたばね部材と、前記ばね部材を最上部の前記押さえプレートに向けて押圧する押圧部材とを含み、前記押圧部材は前記保持フレームの前記上部プレートに螺着されたボルトからなる。前記摩擦発生装置は前記連結軸の外周に１つ、あるいは等角度間隔を置いて複数設置してもよい。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
前記連結軸に環状プレートが回転不能に嵌合され、前記滑りプレートの端部は前記環状プレートに回転可能に連結されている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、この発明による摩擦ダンパーの適用例を示し、摩擦ダンパー１は２つの構造物である建築物２と基礎３との間に、アイソレータ４と組み合わせてこれに隣接して設置される。
【００１８】
図２は、摩擦ダンパー１の全体を示す正面図である。摩擦ダンパー１は摩擦発生装置５と、連結軸６とからなる。摩擦発生装置５及び連結軸６は、アンカーボルト７ａ，８ａをそれぞれ有するベースプレート７，８を介して、それぞれ基礎３及び建築物２に固定されている。
【００１９】
図３は摩擦発生装置５及び連結軸６の詳細を示す一部破断した正面図、図４及び図５はそれぞれ図３のＡ−Ａ線及びＢ−Ｂ線によって得られる断面図である。摩擦発生装置５は保持フレーム９を備えている。保持フレーム９は、底部プレート１０と、１対の側部プレート１１，１１と、上部プレート１２とからなっている。側部プレート１１，１１は底部プレート１０の上にボルト１３により固定され、また上部プレート１２は側部プレート１１，１１の上にボルト１４により固定されている。
【００２０】
保持フレーム９の内部には複数枚の押さえプレート１５が積層して配置されている。押さえプレート１５の各両側部には突起１６が形成されている。これらの突起１６は、側部プレートに形成された開口部１７に嵌合されている。これにより、押さえプレート１５は保持フレーム９に、これとの間で相対運動を生じないように保持されている。
【００２１】
互いに隣接する押さえプレート１５，１５間及び最下部の押さえプレート１５と底部プレート１０との間には滑りプレート１８が滑動可能に配置されている。これらの滑りプレート１８の両端部は、側部プレート１１，１１間から保持フレーム９の外方に突出して延びている。滑りプレート１８は、少なくとも１枚あれば摩擦力を発生するが、複数枚設けることにより減衰力の調節を容易に行える。
【００２２】
連結軸６には複数枚の環状プレート１９が嵌合され、これらの環状プレート１９と連結軸６との間には環状プレート１９の回り止めのためのキー２０が介在されている。連結軸６の下端には環状プレート１９の抜け止めのためのプレート２１が固定されている。
【００２３】
滑りプレート１８の一方の端部は環状プレート１９，１９間に延び、滑りプレート１８及び環状プレート１９はそれらを貫通するピン２２により互いに連結されている。これにより、滑りプレート１８は、環状プレート１９すなわち連結軸６に対し回転可能となっている。滑りプレート１８の各他方の端部は、それらを貫通するボルト２３及びその先端に螺着されたナット２４により、互いに連結されている。滑りプレート１８，１８間のボルト２３部分には、間隔を保持するためのカラー２５が装着されている。
【００２４】
押さえプレート１５及び滑りプレート１８は鋼板等で作られている。それらの滑りを良くする一方、所要の摩擦力を得るために、押さえプレート１５及び滑りプレート１８の各対向面及び滑りプレート１８と底部プレート１０の各対向面には滑り材２６，２７が固定されている。
【００２５】
押さえプレート１５及び底部プレート１０に設けられる滑り材２６としては、テフロンプレートあるいは砲金などの合金製プレートが用いられ、滑りプレート１８の滑り材２７としてはステンレスプレート等が用いられる。滑り材２６は各プレート１０，１５に設けた適宜深さの凹部に嵌め込まれ、固定される。
【００２６】
最上部の押さえプレート１５の上には、ばね部材である皿ばね２８が複数配置されている。保持フレーム９の上部プレート１２には、各皿ばね２８に対応して六角穴付きボルト２９が螺着されている。六角穴付きボルト２９は中間に段部を有し、段部よりも先端側のガイド部分３０が座金３１及び皿ばね２８を貫通している。さらに、ガイド部分３０の先端は、最上部の押さえプレート１５に設けられた孔３２に収容されている。このボルト２９により、皿ばね２８は最上部の押さえプレート１５に向けて押圧され、圧縮されている。この結果、押さえプレート１５及び滑りプレート１８の全体に亘って、皿ばね２８の復元力による荷重が付与されている。
【００２７】
底部プレート１０の下部には断面円形のボス３３が形成されている。一方、ベースプレート７には、ボス孔３６を有する固定プレート３５がボルト３４により固定されている。ボス３３はボス孔３６に嵌合され、これにより底部プレート１０すなわち保持フレーム９が基礎３に対し回転可能となっている。ボス３３の先端には、抜け止めのためのプレート３７が固定されている。
【００２８】
上記のような摩擦発生装置５は１つあるいは連結軸６の外周に等角度間隔を置いて複数設置することができ、図６及び図７はその態様を示している。図６において、（ａ），（ｂ），（ｃ）は摩擦発生装置５をそれぞれ１つ、２つ、３つとした場合を示している。図７は摩擦発生装置５を４つとした場合を示している。
【００２９】
次に、上記摩擦ダンパーの作用を摩擦発生装置５を４つとした場合を例にとり、図８を参照して説明する。地震が発生して、建築物２と基礎３との間で図８矢印方向の相対運動が生じると、各摩擦発生装置５の滑りプレート１８は運動に追従して連結軸６に対して回転するとともに、押さえプレート１５との間で滑りを生じる。また、各摩擦発生装置５の保持フレーム９も、運動に追従してボス３３を中心に回転する。運動エネルギは、主として、この滑りプレート１８の滑りの際に発生する摩擦により吸収され、減衰される。
【００３０】
このとき、運動方向と滑りプレート１８の延伸方向とのなす角度が小さい摩擦発生装置５は、保持フレーム９の回転角度が小さく、滑りプレート１８の変位が大きくなる。逆に、運動方向と滑りプレート１８の延伸方向とのなす角度が大きい摩擦発生装置５は、保持フレーム９の回転角度が大きく、滑りプレート１８の変位が小さい。すなわち、摩擦発生装置５の設置数が多ければ、いずれの方向に運動が生じても、いずれかの摩擦発生装置が減衰作用に大きく寄与し、確実に運動を減衰させることができる。減衰力の大きさは、摩擦発生装置５の設置数を変えることにより、自由に設定することができる。
【００３１】
摩擦発生装置５各々についての摩擦による減衰力の大きさは、摩擦力は荷重にほぼ比例することから、皿ばね２８の重ね個数、大きさ、あるいは設置数を変えることにより自由に変えることができる。摩擦面を増やしても各摩擦面に加わるる荷重は変わらないため、摩擦力は摩擦面の数に比例することとなる。したがって、滑りプレート１８の数を増やすことにより、摩擦面が増加し、摩擦による減衰力を大きくすることができる。
【００３２】
また、滑り材２６，２７にテフロンプレートや合金製プレートを用いることにより、摩擦がクーロン摩擦となるため、滑り出すまでの抵抗が大きく、風や微少地震等による揺れを防止することができる。すなわち、上記のような摩擦ダンパーは、トリガー機能を持っていると言える。
【００３３】
さらに、上記摩擦ダンパーによれば、保持フレーム９に組み込まれた皿ばね２８の力で摩擦力を制御するため、滑りプレート１８に加わる荷重の変動が起きず、減衰力が安定する。大地震時の大変位によりアイソレータ４に残留変位が生じても、皿ばね２８を押圧しているボルト２９を緩めることにより摩擦力が解除されるので、残留変位の解除が簡単である。また、滑りプレート１８の長さを変えることにより、その移動量を変えることができる。
【００３４】
摩擦発生装置５を複数設置する場合、図２に示したように、各摩擦発生装置ごとにベースプレート７を設置してもよいが、図９に示すようにベースプレート７を１枚とし、その上に複数の摩擦発生装置５を設置するようにしてもよい。
【００３５】
【００３６】
【００３７】
【００３８】
【００３９】
【００４０】
上述したところでは、この発明による摩擦ダンパーを建築物の免震システムに適用した場合を例にとって説明したが、この発明は振動による相対運動が発生する２つの構造物間であれば他のシステムにも適用できる。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、設計の自由度が大きく、摩擦を発生させる要素あるいは因子を種々変えることが可能となり、したがって１つの装置で大きな大きな減衰力が得られ、ダンパーの数を減らして全体価格を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明による摩擦ダンパーの適用例を示す図である。
【図２】図２は、摩擦ダンパーの全体を示す正面図である。
【図３】図３は、摩擦発生装置及び連結軸の詳細を示す一部破断した正面図である。
【図４】図４は、図３のＡ−Ａ線よって得られる断面図である。
【図５】図５は、図３のＢ−Ｂ線によって得られる断面図である。
【図６】図６は、摩擦発生装置の設置態様を示す図である。
【図７】図７は、摩擦発生装置の設置態様を示す図である。
【図８】図８は、作動説明のための図である。
【図９】図９は、摩擦発生装置を複数設置する場合のベースプレートの別の態様を示す図である。
【符号の説明】
１：摩擦ダンパー
２：建築物
３：基礎
４：アイソレータ
５：摩擦発生装置
６：連結軸
７：ベースプレート
９：保持フレーム
１０：底部プレート
１１：側部プレート
１２：上部プレート
１５：押さえプレート
１６：突起
１７：開口部
１８：滑りプレート
１９：環状プレート
２６：滑り材
２７：滑り材
２８：皿ばね
２９：六角穴付きボルト
３３：ボス
３５：固定プレート
３６：ボス孔[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a friction damper, and more particularly, to a friction damper for attenuating a relative motion generated by an earthquake or the like between two structures.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, seismic isolation structures are increasingly being used in buildings in preparation for the occurrence of a large-scale earthquake. This seismic isolation structure generally includes an isolator (seismic isolation bearing) made of laminated rubber and the like that transmits vibration to the building by prolonging the vibration caused by the earthquake between the building and the foundation, and absorbs vibration energy to generate vibration. This is achieved by arranging a damper that attenuates the pressure.
[0003]
As a damper, the isolator itself has a damping function by embedding a lead plug in the isolator or making the rubber material of the laminated rubber a high damping material, and combined with this separately from the isolator 2. Description of the Related Art A damper made of a lead bar or a steel bar that is used is known. However, the former has a disadvantage that the degree of freedom in design is small, and the latter has a disadvantage that the price is high.
[0004]
There is also known an isolator that has a damping function by attaching a Teflon plate to the lower surface of the isolator and attaching a stainless steel plate to the base plate on the base side to generate sliding friction between the Teflon plate and the stainless steel plate. . However, in this case, since the supporting load of the isolator becomes a load for generating a frictional force, it is necessary to consider a change in the load. Further, since only one sliding surface can be obtained, the obtained damping force is limited.
[0005]
A damper incorporating a disc spring is also known as a damper due to such friction. This friction damper is installed separately from the isolator, but since the load applied to the disc spring is obtained from the supporting load, the influence of the load fluctuation is not small. In addition, only one sliding surface can be obtained.
[0006]
Further, a friction damper as disclosed in JP-A-6-323355 is also known. Since this friction damper compresses the disc spring with the bolt, the load can be adjusted and the load can be kept constant. However, in the friction damper, since the number of disc springs to be installed is limited, the load adjustment is also limited. Further, this prior art device cannot take a large displacement amount and cannot cope with excessive vibration.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made based on the technical background as described above, and achieves the following objects.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a large degree of freedom in design and to allow various factors or factors to generate friction, thereby obtaining a large and large damping force with one device, reducing the number of dampers, and reducing the overall cost. Another object of the present invention is to provide a friction damper capable of reducing the frictional force.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention employs the following means to achieve the above object.
That is, the present invention is a friction damper for attenuating a relative motion generated between two structures by a frictional force,
Including a friction generator installed on one of the structures, and a connection shaft installed on the other of the structures,
The friction generator includes a holding frame,
A plurality of holding plates held by the holding frame and stacked and arranged,
At least one sliding plate slidably disposed between the holding plates adjacent to each other and having an end rotatably connected to the connecting shaft;
Load applying means incorporated in the holding frame and applying a load in the thickness direction of the press plate and the slide plate over the entirety thereof,
The holding frame is rotatably mounted on one of the structures, and a bottom plate;
A pair of side plates fixedly spaced apart from each other on the bottom plate;
An upper plate fixed on the side plate,
The holding plate and the sliding plate are disposed between the bottom plate and the top plate;
The sliding plate has an end protruding outward from between the side plates and extends to be connected to the connection shaft,
The friction damper is characterized in that each side plate is provided with an opening, and the holding plate has a projection fitted into each opening .
[0009]
When an earthquake or the like occurs and a relative movement occurs between the two structures, the sliding plate of the friction generator rotates with respect to the connecting shaft following the movement and slides with the holding plate. The kinetic energy is absorbed and attenuated by the friction generated when the sliding plate slides. The load for generating friction is always constant because the load applying means is incorporated in the holding frame, and the magnitude of the damping force is changed by changing the number of load applying means, the number of sliding plates, and the like. It can be set freely.
[0010]
[0011]
[0012]
The bottom plate has a boss at a lower portion thereof for rotatably attaching the holding frame to one of the structures.
[0013]
The load applying unit includes a spring member disposed on the uppermost pressing plate, and a pressing member that presses the spring member toward the uppermost pressing plate, wherein the pressing member is provided on the holding frame. Consists of bolts screwed onto the upper plate. One or a plurality of the friction generating devices may be provided on the outer periphery of the connection shaft at equal angular intervals.
[0014]
[0015]
[0016]
An annular plate is non-rotatably fitted to the connection shaft, and an end of the sliding plate is rotatably connected to the annular plate.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an application example of a friction damper according to the present invention. A friction damper 1 is installed between two structures, a building 2 and a foundation 3, in combination with an isolator 4 and adjacent thereto.
[0018]
FIG. 2 is a front view showing the entire friction damper 1. The friction damper 1 includes a friction generator 5 and a connecting shaft 6. The friction generator 5 and the connecting shaft 6 are fixed to the foundation 3 and the building 2, respectively, via base plates 7, 8 having anchor bolts 7a, 8a, respectively.
[0019]
FIG. 3 is a partially broken front view showing details of the friction generator 5 and the connecting shaft 6, and FIGS. 4 and 5 are cross-sectional views taken along lines AA and BB of FIG. 3, respectively. The friction generator 5 has a holding frame 9. The holding frame 9 includes a bottom plate 10, a pair of side plates 11, 11, and an upper plate 12. The side plates 11, 11 are fixed on the bottom plate 10 by bolts 13, and the upper plate 12 is fixed on the side plates 11, 11 by bolts 14.
[0020]
Inside the holding frame 9, a plurality of pressing plates 15 are arranged in a stacked manner. Projections 16 are formed on both sides of the holding plate 15. These projections 16 are fitted into openings 17 formed in the side plates. Thus, the holding plate 15 is held by the holding frame 9 so as not to cause a relative movement with the holding frame 9.
[0021]
A sliding plate 18 is slidably disposed between the adjacent pressing plates 15, 15 and between the lowermost pressing plate 15 and the bottom plate 10. Both ends of these sliding plates 18 protrude and extend outward from the holding frame 9 from between the side plates 11, 11. The frictional force is generated when at least one sliding plate 18 is provided, but the damping force can be easily adjusted by providing a plurality of sliding plates.
[0022]
A plurality of annular plates 19 are fitted to the connecting shaft 6, and a key 20 for preventing rotation of the annular plate 19 is interposed between the annular plate 19 and the connecting shaft 6. A plate 21 for fixing the annular plate 19 to the lower end of the connecting shaft 6 is fixed.
[0023]
One end of the sliding plate 18 extends between the annular plates 19, 19, and the sliding plate 18 and the annular plate 19 are connected to each other by pins 22 passing therethrough. Thereby, the slide plate 18 is rotatable with respect to the annular plate 19, that is, the connection shaft 6. The other ends of the sliding plates 18 are connected to each other by bolts 23 passing therethrough and nuts 24 screwed to the ends thereof. A collar 25 for maintaining an interval is attached to a bolt 23 between the sliding plates 18.
[0024]
The holding plate 15 and the sliding plate 18 are made of a steel plate or the like. In order to improve the slippage and obtain a required frictional force, sliding members 26 and 27 are fixed to the opposing surfaces of the holding plate 15 and the sliding plate 18 and the opposing surfaces of the sliding plate 18 and the bottom plate 10. ing.
[0025]
As the sliding member 26 provided on the holding plate 15 and the bottom plate 10, an alloy plate such as a Teflon plate or a gunmetal is used, and as the sliding member 27 of the sliding plate 18, a stainless steel plate or the like is used. The sliding member 26 is fitted and fixed in a concave portion of an appropriate depth provided in each of the plates 10 and 15.
[0026]
A plurality of disc springs 28 as spring members are arranged on the uppermost holding plate 15. A hexagon socket head bolt 29 is screwed to the upper plate 12 of the holding frame 9 corresponding to each disc spring 28. The hexagon socket head cap screw 29 has a step in the middle, and a guide portion 30 on the tip side of the step passes through the washer 31 and the disc spring 28. Further, the tip of the guide portion 30 is housed in a hole 32 provided in the uppermost holding plate 15. The disc spring 28 is pressed toward the uppermost holding plate 15 by the bolt 29 and is compressed. As a result, a load due to the restoring force of the disc spring 28 is applied to the entire holding plate 15 and sliding plate 18.
[0027]
A boss 33 having a circular cross section is formed at a lower portion of the bottom plate 10. On the other hand, a fixing plate 35 having a boss hole 36 is fixed to the base plate 7 with bolts 34. The boss 33 is fitted in the boss hole 36, whereby the bottom plate 10, that is, the holding frame 9 is rotatable with respect to the foundation 3. At the tip of the boss 33, a plate 37 for retaining is fixed.
[0028]
One or a plurality of the above-described friction generating devices 5 can be installed at equal angular intervals around the outer periphery of the connecting shaft 6, and FIGS. 6 and 7 show such an embodiment. In FIG. 6, (a), (b), and (c) show the case where one, two, and three friction generators 5 are used, respectively. FIG. 7 shows a case where four friction generators 5 are provided.
[0029]
Next, the operation of the friction damper will be described with reference to FIG. When an earthquake occurs and relative movement occurs between the building 2 and the foundation 3 in the direction of the arrow in FIG. 8, the sliding plate 18 of each friction generator 5 rotates with respect to the connection shaft 6 following the movement. At the same time, sliding occurs between the pressing plate 15 and the pressing plate 15. The holding frame 9 of each friction generating device 5 also rotates about the boss 33 following the movement. The kinetic energy is mainly absorbed and attenuated by the friction generated when the sliding plate 18 slides.
[0030]
At this time, in the friction generator 5 in which the angle between the movement direction and the extending direction of the sliding plate 18 is small, the rotation angle of the holding frame 9 is small, and the displacement of the sliding plate 18 is large. Conversely, in the friction generator 5 in which the angle between the movement direction and the extending direction of the slide plate 18 is large, the rotation angle of the holding frame 9 is large and the displacement of the slide plate 18 is small. In other words, if the number of the friction generating devices 5 is large, even if the motion occurs in any direction, any of the friction generating devices greatly contributes to the damping action, and the motion can be reliably attenuated. The magnitude of the damping force can be freely set by changing the number of the friction generators 5 installed.
[0031]
The magnitude of the damping force due to the friction of each of the friction generating devices 5 can be freely changed by changing the number and size of the disc springs 28 or the number of the disc springs 28 since the frictional force is substantially proportional to the load. . Since the load applied to each friction surface does not change even if the number of friction surfaces is increased, the friction force is proportional to the number of friction surfaces. Therefore, by increasing the number of sliding plates 18, the friction surface increases, and the damping force due to friction can be increased.
[0032]
In addition, by using a Teflon plate or an alloy plate for the sliding members 26 and 27, the friction becomes Coulomb friction, so that the resistance until the sliding starts is large, and it is possible to prevent shaking due to a wind or a small earthquake. That is, it can be said that the above-described friction damper has a trigger function.
[0033]
Further, according to the friction damper, since the friction force is controlled by the force of the disc spring 28 incorporated in the holding frame 9, the load applied to the slide plate 18 does not fluctuate, and the damping force is stabilized. Even if a residual displacement occurs in the isolator 4 due to a large displacement at the time of a large earthquake, since the frictional force is released by loosening the bolt 29 pressing the disc spring 28, the release of the residual displacement is easy. Also, by changing the length of the sliding plate 18, the amount of movement can be changed.
[0034]
When a plurality of friction generators 5 are installed, a base plate 7 may be installed for each friction generator as shown in FIG. 2, but one base plate 7 is used as shown in FIG. A plurality of friction generators 5 may be provided.
[0035]
[0036]
[0037]
[0038]
[0039]
[0040]
In the above description, the case where the friction damper according to the present invention is applied to a seismic isolation system of a building has been described as an example. However, the present invention can be applied to another system as long as it is between two structures where relative motion due to vibration occurs. Can also be applied.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the degree of freedom in design is large, and it is possible to change various elements or factors that cause friction. Therefore, a large damping force can be obtained with one device, and the number of dampers can be reduced. It can reduce the overall price.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an application example of a friction damper according to the present invention.
FIG. 2 is a front view showing the entire friction damper.
FIG. 3 is a partially broken front view showing details of a friction generating device and a connecting shaft.
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 3;
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 3;
FIG. 6 is a diagram illustrating an installation mode of a friction generator.
FIG. 7 is a diagram showing an installation mode of a friction generating device.
FIG. 8 is a diagram for explaining the operation.
FIG. 9 is a diagram showing another aspect of the base plate when a plurality of friction generating devices are installed.
[Explanation of symbols]
1: friction damper 2: building 3: foundation 4: isolator 5: friction generator 6: connecting shaft 7: base plate 9: holding frame 10: bottom plate 11: side plate 12: top plate 15: holding plate 16: projection 17: Opening 18: Sliding plate 19: Annular plate 26: Sliding member 27: Sliding member 28: Disc spring 29: Hexagon socket head bolt 33: Boss 35: Fixed plate 36: Boss hole

Claims

２つの構造物間に発生する相対運動を摩擦力により減衰させるための摩擦ダンパーであって、
一方の前記構造物に設置される摩擦発生装置と、他方の前記構造物に設置される連結軸とを含み、
前記摩擦発生装置は、保持フレームと、
前記保持フレームに保持され、積層して配置された複数枚の押さえプレートと、
互いに隣接する前記押さえプレート間に滑動可能に配置され、端部が前記連結軸に回転可能に連結される少なくとも１枚の滑りプレートと、
前記保持フレームに組み込まれ、前記押さえプレート及び前記滑りプレートの全体に亘って、それらの厚さ方向に荷重を付与する荷重付与手段とを備え、
前記保持フレームは一方の前記構造物に回転可能に取り付けられ、底部プレートと、
前記底部プレート上に互いに間隔を置いて固定された１対の側部プレートと、
前記側部プレート上に固定された上部プレートとからなり、
前記押さえプレート及び滑りプレートは前記底部プレートと前記上部プレートとの間に配置され、
前記滑りプレートは、その端部が前記側部プレート間から外方に突出して延びて前記連結軸に連結され、
各側部プレートには開口部がそれぞれ設けられ、前記押さえプレートは各開口部に嵌合する突起を有していることを特徴とする摩擦ダンパー。A friction damper for attenuating relative motion generated between two structures by frictional force,
Including a friction generator installed on one of the structures, and a connection shaft installed on the other of the structures,
The friction generator includes a holding frame,
A plurality of holding plates held by the holding frame and stacked and arranged,
At least one sliding plate slidably disposed between the holding plates adjacent to each other and having an end rotatably connected to the connecting shaft;
Load applying means incorporated in the holding frame and applying a load in the thickness direction of the press plate and the slide plate over the entirety thereof,
The holding frame is rotatably mounted on one of the structures, and a bottom plate;
A pair of side plates fixedly spaced apart from each other on the bottom plate;
An upper plate fixed on the side plate,
The holding plate and the sliding plate are disposed between the bottom plate and the top plate;
The sliding plate has an end protruding outward from between the side plates and extends to be connected to the connection shaft,
An opening is provided in each side plate, and the holding plate has a projection fitted into each opening .

前記底部プレートは、その下部に前記保持フレームを一方の前記構造物に回転可能に取り付けるためのボスを有していることを特徴とする請求項１記載の摩擦ダンパー。The friction damper according to claim 1, wherein the bottom plate has a boss at a lower portion thereof for rotatably attaching the holding frame to one of the structures.

前記荷重付与手段は、最上部の前記押さえプレート上に配置されたばね部材と、
前記ばね部材を最上部の前記押さえプレートに向けて押圧する押圧部材とを含むことを特徴とする請求項１又は２記載の摩擦ダンパー。A spring member arranged on the uppermost holding plate;
The friction damper according to claim 1, further comprising a pressing member configured to press the spring member toward the uppermost pressing plate.

前記押圧部材は前記保持フレームの前記上部プレートに螺着されたボルトであることを特徴とする請求項３記載の摩擦ダンパー。The friction damper according to claim 3, wherein the pressing member is a bolt screwed to the upper plate of the holding frame.

前記摩擦発生装置は前記連結軸の外周に等角度間隔を置いて複数設置されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１記載の摩擦ダンパー。The friction damper according to any one of claims 1 to 4, wherein a plurality of the friction generating devices are installed at equal angular intervals on an outer periphery of the connection shaft.

前記連結軸に環状プレートが回転不能に嵌合され、
前記滑りプレートの端部は前記環状プレートに回転可能に連結されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１記載の摩擦ダンパー。An annular plate is non-rotatably fitted to the connection shaft,
The friction damper according to any one of claims 1 to 5, wherein an end of the slide plate is rotatably connected to the annular plate.