JP3916972B2

JP3916972B2 - 摩擦減衰装置の減衰力調節方法

Info

Publication number: JP3916972B2
Application number: JP2002052466A
Authority: JP
Inventors: 隆司井上
Original assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Current assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Priority date: 2002-02-27
Filing date: 2002-02-27
Publication date: 2007-05-23
Anticipated expiration: 2022-02-27
Also published as: JP2003254371A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、摩擦減衰装置の減衰力調節方法に関する。
【０００２】
【関連の技術】
建物の免震装置との組合せにおいて用いられる減衰装置として、例えば、第１部材と第２部材とが相対回転変位可能にボルトの締付けで枢結され、このボルトを中心として第１部材と第２部材とが相対回転変位することによる摺擦面同士の摺動摩擦抵抗によって振動を減衰するようになされた摩擦減衰装置において、その減衰力を大小調節する方法として、ボルトの径を変える方法や、部材の重ね枚数を増減させる方法、部材の長さを変える方法、ボルトの締付け力を変える方法などが考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ボルトの径を変える方法では、部材に形成するボルト孔の孔径がまちまちになって減衰装置の製作が厄介なものになってしまうなどの問題がある。
【０００４】
また、部材の重ね合わせ枚数を変える方法では、減衰力の大小によって重ね方向における装置の寸法が異なったものになってしまい、現場での納まり上の取り合いを統一させることができなくなるという問題がある。
【０００５】
更に、部材の長さを変える方法では、装置の限界変形に影響を与えてしまい減衰力のみを変化させることができないのみならず、重ね合わせ枚数を変える方法の場合と同様に、現場での納まり上の取り合いを統一させることができなくなるという問題もある。
【０００６】
また、ボルトの締付け力を変える方法では、ボルトを任意の軸力を発現するよう管理して締め付けていくのは至難の技であり、減衰力を精度良く大小調節するのは極めて困難であるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記のような問題点に鑑み、減衰力を精度良く大小調節することができて減衰力のバリエーションの数を多くすることができ、しかも、製作が容易で、納まり上の取り合いも統一させることできる摩擦減衰装置の減衰力調節方法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、第１部材と第２部材とが相対変位することによる摺擦面同士の摺動摩擦抵抗によって振動を減衰するようになされた摩擦減衰装置の減衰力調節方法であって、
前記摺擦面のうちのいずれか一方又は両方が、前記第１、第２の部材とは別の部品である摺擦面構成部品の摺擦面で構成され、
この摺擦面構成部品として、摺動摩擦抵抗を大小異ならせることのできる複数種類が用意され、
これら種類の中から選んだ摺擦面構成部品を摩擦減衰装置に備えさせることを特徴とする摩擦減衰装置の減衰力調節方法によって解決される。
【０００９】
この方法では、摺擦面構成部品を複数種類の中から選択し、選択した摺擦面構成部品を摩擦減衰装置に備えさせるものであるから、減衰力を精度良く大小調節することができて減衰力のバリエーションの数を多くすることができる。しかも、摺擦面構成部品のみを異ならせるだけであるので、摩擦減衰装置を容易に製作することができ、納まり上の取り合いも統一させることができる。
【００１０】
また、上記の減衰装置は、減衰装置は、第１部材と第２部材とがボルトの締付け力によって摺擦面同士を押し合わせるように枢結され、第１、第２の部材とがこのボルト軸を中心として相対回転変位することによる前記摺擦面同士の摺動摩擦抵抗によって振動を減衰するようになされたものからなり、かつ、前記摺擦面構成部品は、前記ボルトを通すリング品からなるのもよい。
【００１１】
この場合は、摺擦面構成用のリング品の選定により、減衰力を精度良く大小調節することができて減衰力のバリエーションの数を多くすることができ、しかも、このリング品のみを異ならせるだけでよいから、摩擦減衰装置を容易に製作することができ、納まり上の取り合いも統一させることができる。ボルトの締付けも同じ締付けトルクで行えばよく、ボルトの締付けトルクの管理も容易である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図４及び図５には、本発明の調節方法を採用する対象となる回転式摩擦減衰装置５を示している。図５（イ）に示すように、この摩擦減衰装置５は、部材としての第１、第２、第３、第４の４つのリンク１，２，３，４を平面で見て四角に組み、それらの端部を回転変位可能に枢結したパンタグラフ式のものである。
【００１４】
各リンク１，２，３，４は、鋼板などのプレート状のものからなっており、第１リンク１と第２リンク２とは次のようにして相対回転変位可能に枢結されている。
【００１５】
即ち、図５（ロ）に示すように、第１リンク１は２枚、第２リンク２は３枚用意されており、それらの端部が、第２リンク２を最外側とするようにして上下方向に交互に配置にされ、それらの間にそれぞれ摺擦面構成部品８…が介設され、ボルト６とナット７で締め付けられて枢結されている。このボルト６の締付けによって、第１リンク１と摺擦面構成部品８と第２リンク２とが押し合い、第１、第２のリンク１，２がこのボルト６の軸を中心として相対回転変位する際の摺擦面同士の摺動摩擦抵抗によって振動を減衰するようになされている。
【００１６】
このような枢結部構造が、第３リンク３と第４リンク４との端部枢結部、第２リンク２と第３リンク３の端部枢結部、及び、第１リンク１と第４リンク４の端部枢結部において採用されている。
【００１７】
そして、第２リンク２と第３リンク３の端部枢結部では、基礎などの建物下部構造部に取り付けられる対の軸受けプレート１３，１３が第２リンク２と第３リンク３の端部を挟んで全体がボルト６で締め付けられ、軸受けプレート１３と第２リンク２との間にも摺擦面構成部品８が入れられている。また、第１リンク１と第４リンク４の端部枢結部においては、架台などの建物の上部構造部に取り付けられる対の軸受けプレート１４，１４が第１リンク１と第４リンク４の端部を挟んで全体がボルト６で締め付けられ、軸受けプレート１４と第４リンク４との間にも摺擦面構成部品８が入れられている。これにより、建物の下部構造部と上部構造部とを摩擦減衰装置５で連結することができるようになされている。
【００１８】
図６（イ）は、このパンタグラフ式摩擦減衰装置５の動きを示し、図６（ロ）はこの摩擦減衰装置５の設置例を示している。図６（ロ）において、１１は建物の基礎側を示し、１２は架台の側を示している。
【００１９】
上記の摩擦減衰装置５では、建物に設けられた図示しない免震装置により、図６（イ）に示すように、水平方向の動きを生じると、摩擦減衰装置５の第１、第２、第３、第４のリンク１，２，３，４が枢結部のボルト６…を軸として相対回転変位を行い、その際の各枢結部における摺擦面の摩擦摺動抵抗によって、振動が減衰していく。各枢結部では、摺擦面同士がボルトの締付けによって押し合わされているから、摺擦面同士を非常に強い力で押し合わせることができ、そのため、摺擦面の面積が小さくても、振動は、この高い摩擦力によって効果的に減衰されていく。即ち、スプリングのバネ力によって摺擦面を押し合わせるのではなく、ボルトの締付けによって摺擦面同士を押し合わせる構造としているのであり、小さな摺擦面で非常に大きな減衰力を得ることができる摩擦減衰装置に構成されているものである。
【００２０】
本実施形態の方法では、上記の回転式摩擦減衰装置５を対象とし、その減衰力を、次のようにして調節する。即ち、図１（イ）（ロ）に示すように、摺擦面構成部品８として、摺動摩擦抵抗を大小異ならせることのできるリング品たる大摩擦座金８ａと小摩擦座金８ｂの２種類の部品が用意されており、これらの２種類の座金８ａ，８ｂのうちのいずれか一方又は両方を、上記の摩擦減衰装置５における摺擦面構成部品８として用いることで、摩擦減衰装置５の減衰力を大小調節する。
【００２１】
大摩擦座金８ａと小摩擦座金８ｂとは、互いに同じ摩擦係数のものからなっていて、大摩擦座金８ａは、図１（イ）及び図２に示すように、その内径寸法がボルト６の棒部の外径寸法よりも大きく設定されており、ボルト締付け状態において、ボルト６から半径線外方に間隔をおいた領域でリンクの対向面内でリンクと摩擦摺動するようになされている。
【００２２】
この間隔を保持するために、スペーサーリングとしての位置保持座金１０が用いられている。この位置保持座金１０は、ボルト６の棒部の外周部にしっくりと嵌まり込む内径寸法を有すると共に、大摩擦座金８ａの内周部にしっくりと嵌まり込む外径寸法を備えている。その厚さ寸法は、大摩擦座金８ａの厚さ寸法よりも小さく設計されている。この位置保持座金１０が、ボルト６の棒部と大摩擦座金８ａとの間に配置され、大摩擦座金８ａがこの位置保持座金１０によってボルト６の棒部から半径線外方に所定の間隔を保持した状態でボルト締めされるようになされている。
【００２３】
一方、小摩擦座金８ｂは、図１（ロ）及び図３に示すように、ボルト６の棒部の外周部にしっくりと嵌まり込む内径寸法を有し、その外径寸法は大摩擦座金８ａの外径寸法よりも小さく設計されており、ボルト締付け状態において、ボルト６から半径線外方に間隔をほとんどおかない領域でリンクの対向面内でリンクと摩擦摺動するようになされている。
【００２４】
これら大摩擦座金８ａと小摩擦座金８ｂとを用いることにより、上記の摩擦減衰装置５に、減衰力の大きさに関して、次の表１に示すように、減衰力の大小異なる数多くの摩擦減衰装置５を形成することができる。
【００２５】
【表１】

【００２６】
なお、表１において、「型式符号」は摩擦減衰装置５のバリエーションを示し、「大」は大摩擦座金８ａを意味し、「小」は小摩擦座金８ｂを意味し、図４に示すような第１から第６の層のどの層にどちらの摩擦座金を入れているかを示している。同じ層には同じ摩擦座金を入れている。また、型式符号の例えば「４−２」において、先頭文字の「４」は第２層から第５層において大摩擦座金８ａを入れている層の数を示し、末尾文字の「２」は第１層と第６層において大摩擦座金８ａを入れている層の数を示したものである。
【００２７】
これらの型式符号の摩擦減衰装置において、第１から第６のすべての層に小摩擦座金８ｂを入れた型式符号０−０の摩擦減衰装置の減衰力が８．５５ｋＮで、第１から第６のすべての層に大摩擦座金８ａを入れた摩擦減衰装置の減衰力が１４．２ｋＮであるとすると、この範囲において、減衰力を実に１５段階にも大小異ならせた数多くのバリエーションの摩擦減衰装置を形成することができ、摩擦減衰装置５の減衰力を精度良く調節することができる。
【００２８】
しかも、大摩擦座金８ａと小摩擦座金８ｂのうちのいずれか一方又は両方を選択的に摩擦減衰装置５に備えさせるだけでよいので、摩擦減衰装置５を容易に製作することができ、また、装置５の設置現場における納まり上の取り合いも統一したものにすることができる。更に、ボルト６の締付けも同じ締付けトルクで行えばよく、ボルト６の締付けトルクの管理も容易である。
【００２９】
以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で、各種の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、同じ層には同じ摩擦座金を入れている場合を示しているが、同じ層に大摩擦座金８ａと小摩擦座金８ｂの両方を入れるようにしてもよく、また、大中小など３種類以上の摩擦座金を組み合わせるようにしてもよく、そうすることで、摩擦減衰装置５にもたせることのできる減衰力のバリエーションをより一層豊富にすることができる。
【００３０】
また、摩擦座金８ａ，８ｂにおいて、摺動摩擦抵抗を大小異ならせる手段として、ボルト６の半径線方向における離間距離を大小異ならせる手段を用いた場合を示しているが、リンクとの接触面積を大小異ならせることによって摺動摩擦抵抗を大小異ならせる手段を用いるようにしてもよいし、あるいは、摩擦係数を大小異ならせることによる手段を用いるようにしてもよいし、その具体的手段に制限はない。
【００３１】
また、上記の実施形態では、摺擦面のうちのいずれか一方を、リンクとは別部品である摺擦面構成部品８の摺擦面で構成した場合を示しているが、この摺擦面構成部品８，８を対で用いて摺擦面のうちの両方を摺擦面構成部品８，８の摺擦面で構成するようにしてもよい。この場合は、一方の摺擦面構成部品は一方のリンクと、もう一方の摺擦面構成部品はもう一方のリンクと一体的に回転するようにしておくことはいうまでもない。一体化は接着や接合によって行われてもよいし、静止摩擦によって行われてもよい。
【００３２】
また、摩擦減衰装置５として、４つのリンク１，２，３，４を平面で見て四角に組んだパンタグラフ式の摩擦減衰装置を対象とした場合を示しているが、２つのリンクを平面で見てくの字状やＸ字状、Ｔ字状などに連結して組んだ摩擦減衰装置を対象することも可能である。また、上記の実施形態では、建物に用いられる免震装置との組合せにおいて用いられる摩擦減衰装置を対象としているが、本発明の摩擦減衰装置は、建物の振動を減衰する場合に限らず、各種構造物の振動の減衰に用いることができるものであるし、免震装置との組合せが前提とされるものでもない。また、上記の実施形態では、ボルト軸を垂直に向けてリンクを水平面内で回転変位させる摩擦減衰装置を対象としているが、ボルト軸を水平方向に向けリンクを垂直面内で回転変位させる摩擦減衰装置を対象としてもよく、向きに制限はない。もちろん、リンク式による回転に限らず、リンク式以外の回転による摩擦減衰装置を対象としてもよいし、平行移動による摩擦減衰装置を対象としてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は、以上のとおりのものであるから、減衰力を精度良く大小調節することができて減衰力のバリエーションの数を多くすることができ、しかも、製作が容易で、納まり上の取り合いも統一させることできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態において対象とする摩擦減衰装置の枢結部を示すもので、図（イ）は大摩擦座金を用いた場合の分解斜視図、図（ロ）は小摩擦座金を用いた場合の分解斜視図である。
【図２】大摩擦座金を用いた場合の枢結部（図５（イ）におけるＡ部）を拡大して示すもので、図（イ）は断面側面図、図（ロ）は図（イ）のＩ−Ｉ線断面矢視図である。
【図３】小摩擦座金を用いた場合の枢結部（図５（イ）におけるＡ部）を拡大して示すもので、図（イ）は断面側面図、図（ロ）は図（イ）のＩＩ−ＩＩ線断面矢視図である。
【図４】摩擦減衰装置全体の分解斜視図である。
【図５】図（イ）は摩擦減衰装置の全体平面図、図（ロ）は同側面図である。
【図６】図（イ）は摩擦減衰装置の動きを示す平面図、図（ロ）は摩擦減衰装置の適用例を示す概略平面図である。
【符号の説明】
１…第１リンク（第１部材）
２…第２リンク（第２部材）
５…摩擦減衰装置
６…ボルト
８ａ…大摩擦座金（摺擦面構成部品）
８ｂ…小摩擦座金（摺擦面構成部品）

Claims

第１部材と第２部材とがボルトで摺擦面同士を押し合わせるように枢結され、ボルト軸を中心として第１部材と第２部材とが相対回転変位することによる摺擦面同士の摺擦摩擦抵抗によって振動を減衰するようになされた摩擦減衰装置の減衰力調節方法であって、
前記摺擦面のうちのいずれか一方又は両方が、前記第１、第２の部材とは別の部品である摺擦面構成部品の摺擦面で構成され、
この摺擦面構成部品は前記ボルトを通すリング品からなり、該摺擦面構成部品であるリング品として、摩擦係数が互いに同じで、ボルトからの半径線方向における離間距離を大小異ならせた複数種類が用意され、
これら種類の中から選んだ摺擦面構成部品を摩擦減衰装置に備えさせることを特徴とする摩擦減衰装置の減衰力調節方法。
ボルトで互いに押し合わせ状態にされた摺擦面が複数箇所に備えられ、各箇所で摺擦面同士がボルト軸を中心として連動して相対回転変位することによる各箇所の摺擦面同士の摺擦摩擦抵抗によって振動を減衰するようになされた摩擦減衰装置であって、
各箇所の摺擦面のうちのいずれか一方又は両方が、前記第１、第２の部材とは別の部品である摺擦面構成部品の摺擦面で構成され、
この摺擦面構成部品は前記ボルトを通すリング品からなり、各箇所の摺擦面構成部品であるリング品として、摩擦係数が互いに同じで、ボルトからの半径線方向における離間距離を大小異ならせた複数種類のものが用いられていることを特徴とする摩擦減衰装置。
第１部材と第２部材とがボルトで摺擦面同士を押し合わせるように枢結され、ボルト軸を中心として第１部材と第２部材とが相対回転変位することによる摺擦面同士の摺擦摩擦抵抗によって振動を減衰するようになされた摩擦減衰装置であって、
前記摺擦面のうちのいずれか一方が、前記第１、第２の部材とは別の部品である摺擦面構成部品の摺擦面で構成され、
この摺擦面構成部品は前記ボルトを通すリング品からなり、該リング品は、ボルトから半径線方向に間隔をおいて備えられ、該間隔がボルトとリング品との間に設置されたスペーサーリングで保持されていることを特徴とする摩擦減衰装置。