JP2000045559A - 鉄骨部材のピン接合構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転力が入力されるピン接合部に、滑りが繰
り返されて摩耗を生じた場合にも、常にほぼ一定した摩
擦抵抗モーメントを発生させて、安定した減衰力特性を
得ることができる鉄骨部材のピン接合構造を提供する。 【解決手段】 一対の外板１０，１２と、これら外板間
に挟み込まれる中板１４とを備える。外板および中板
は、建物架構にあって、互いに接合される鉄骨部材の一
方および他方からそれぞれ一体に突設する。外板１０，
１２および中板１４を互いに重合して、それぞれの間に
複合摩擦材料で形成した摩擦材１６を介在する。外板１
０，１２および上記中板１４に高力ボルト１８を貫通
し、これにナット２０を締め付けて所定の軸力Ｎを付加
する。外板１０，１２と中板１４とは高力ボルト１８を
中心として相対回転を許容する。さらに、外板１０，１
２と摩擦材１６と中板とを押圧する付勢手段として皿ば
ね３０を設け、摩擦力の安定を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建物架構を構成す
る各鉄骨部材のピン接合部分に適用して、地震や強風等
により発生する建物架構の振動を該接合部で吸収するこ
とにより効果的に制振するようにした鉄骨部材のピン接
合構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】建物架構は、柱，梁およびブレース、更
には床スラブのデッキプレートなどの各種鉄骨部材を接
合して構築される。これら鉄骨部材は溶接やボルトを介
して接合されるが、特にボルト接合の場合は、接合しよ
うとする２つの鉄骨部材を締付け力により圧着するよう
になっているが、地震や風などによって上記ボルト接合
部に水平力や回転力などの変位力が作用する。この変位
力が過大である場合は、接合した２部材の接合部分にズ
レを生ずる。すると、このズレによって大きな摩擦抵抗
力が発生され、この摩擦抵抗力によって上記地震や風に
よる振動エネルギーが消耗されて、建物が制振される。

【０００３】図６（ａ），（ｂ）は回転方向の変位力が
入力されるピン接合部の一例を示し、互いに接合しよう
とする一方の部材から一体に一対の外板１，１ａが突設
されるとともに、他方の部材から一体に中板２が突設さ
れ、一対の外板１，１ａ間に中板２を挟み込み、これら
外板１，１ａと中板２とをボルト３で貫通してナット３
ａ締めされる。そして、過大な回転モーメントＭが入力
された場合に、上記ボルト３がピンとして機能し、この
ボルト３を中心に外板１，１ａと中板２とは相対回転さ
れる。

【０００４】この相対回転時に発生される摩擦抵抗モー
メントＭは、ボルト３の軸力Ｎと、外板１，１ａと中板
２との接触面の摩擦係数μおよび回転中心からの距離ｌ
との積によって決定される。尚、軸力Ｎはナット３ａの
締付け力によって調節され、また、摩擦係数μは外板
１，１ａと中板２との接触面の表面粗さによって調節さ
れる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のボ
ルトを用いた接合部にあっては、ボルト３の軸力Ｎは、
単にナット３ａの締付け力により発生され、この軸力Ｎ
が直接外板１，１ａ間の締付け力として作用するように
なっている。このため、所定の摩擦抵抗モーメントＭを
発生させるためにはナット３ａの締付け力調整が難しく
なり、また、一旦締付け力を付加した場合にあっても、
外板１，１ａと中板２とが幾度と無く滑りを生ずると、
双方の滑動面が摩耗して摩擦係数μが徐々に小さくなっ
てしまうとともに、摩耗された分だけ上記ナット３ａに
よる締付け力が減少し、延いては、ボルト３の軸力Ｎが
小さくなってしまう。このことにより、予め設定した摩
擦抵抗モーメントＭが、μとＮとの双方の減少により大
きく変動して不安定な減衰力特性を示し、当初の制振効
果が得られなくなってしまうという課題があった。

【０００６】そこで、本発明は回転力が入力されるピン
接合部に、滑りが繰り返されて摩耗を生じた場合にも、
常にほぼ一定した摩擦抵抗モーメントＭを発生させて、
安定した減衰力特性を得ることができる鉄骨部材のピン
接合構造を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに本発明の請求項１に示す鉄骨部材のピン接合構造に
あっては、２つの鉄骨部材を互いにピン接合する構造に
あって、一方の鉄骨部材から突設した第１圧着板と、他
方の鉄骨部材から突設した第２圧着板とを、これら両者
間に挿通したピンを中心に相対回転可能に重合するとと
もに、これら第１圧着板と第２圧着板との重合部分間に
複合摩擦材料で形成される摩擦材を介在し、かつ、第
１，第２圧着板の重合部分の外側間に、これら両圧着板
を互いに圧接する方向に押圧力を付加する加圧機構を設
ける。

【０００８】また、本発明の請求項２に示す鉄骨部材の
ピン接合構造にあっては、上記摩擦材を、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，アスベストなどの繊維材料
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する
ことが望ましい。

【０００９】更に、本発明の請求項３に示す鉄骨部材の
ピン接合構造にあっては、上記第１圧着板を加圧機構の
押圧力作用方向に対峙する複数枚の外板で形成するとと
もに、上記第２圧着板を上記複数枚の外板間にそれぞれ
挟み込まれる中板で形成し、各外板と各中板との間にそ
れぞれ上記摩擦材を介在するとともに、複数枚の外板の
うち最外側に位置する外板間に上記加圧機構の押圧力を
作用させる。

【００１０】更にまた、本発明の請求項４に示す鉄骨部
材のピン接合構造にあっては、上記加圧機構を、第１圧
着板と第２圧着板との重合部分を貫通するボルトと、こ
のボルトに螺合されるナットとで構成し、ナットの締付
けにより上記重合部分に軸力を付加する。

【００１１】また、本発明の請求項５に示す鉄骨部材の
ピン接合構造にあっては、上記加圧機構を、上記第１圧
着板と上記第２圧着板との重合部分を貫通し、ナットの
締付けによりこの重合部分に軸力を付加するボルトと、
このボルトの軸力を重合部分に付加する経路に介在さ
れ、ボルトの軸方向変位に対して弾発力の変動が略一定
となる非線形ばね領域を備えた付勢手段とによって構成
し、該ボルトに所定の軸力を発生させた状態で、該付勢
手段が上記非線形ばね領域内でたわみ変形するように設
定する。

【００１２】更に、本発明の請求項６に示すボルト接合
部の制振構造にあっては、上記加圧機構を、第１圧着板
と第２圧着板との重合部分の外側間に跨って配置され、
かつ、一定圧に保持される液圧によって押圧力を発生す
るキャリパで構成する。

【００１３】以上の構成により本発明の鉄骨部材のピン
接合構造の作用を以下述べると、請求項１では、一方の
鉄骨部材から突設した第１圧着板と、他方の鉄骨部材か
ら突設した第２圧着板とが摩擦材を介して互いに重合さ
れており、この重合部分には外側間に設けた加圧機構の
押圧力が付加されるので、この押圧力によって該重合部
分が圧着されることにより２つの鉄骨部材が接合され
る。

【００１４】この状態で地震や風により２つの鉄骨部材
間に回転方向の振動変位力（モーメント）が入力され、
この変位力が所定値以上になると上記第１圧着板と上記
第２圧着板とはピンを中心に相対回転し、上記摩擦材と
の間で大きな摩擦抵抗モーメントが発生される。この摩
擦抵抗モーメントは上記加圧機構による押圧力と、第
１，第２圧着板と摩擦材との間の摩擦係数および回転中
心からの距離との積によって決定され、この摩擦抵抗モ
ーメントによって上記２つの鉄骨部材間を制振すること
ができる。

【００１５】ここで、上記第１圧着板と上記第２圧着板
との間には、複合摩擦材料で形成される上記摩擦材が介
在されるので、これら第１，第２圧着板は直接接触する
ことなく、それぞれが摩擦材と接触されることになる。
このため、２つの鉄骨部材が相対回転する際の滑動部分
の摩擦係数を安定させて、常時ほぼ一定した摩擦抵抗モ
ーメントを発生させることができる。

【００１６】また、請求項２では、上記摩擦材を、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，アスベストなどの
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
形成したので、該摩擦材が一定の摩擦係数を有する摩耗
の著しく少ない部材として形成される。従って、第１圧
着板と第２圧着板とが相対回転する際に、これら第１，
第２圧着板と摩擦材との間の摩擦係数は常時ほぼ一定に
維持され、かつ、滑動部分の摩耗がほとんどないため加
圧機構の押圧力もほぼ一定に維持され、音の発生もなく
滑らかにすべる。

【００１７】このため、上記第１，第２圧着板間の相対
回転部分に発生する、摩擦係数と加圧機構の押圧力およ
び回転中心からの距離との積として得られる摩擦抵抗モ
ーメントをほぼ一定に維持することができる。従って、
２つの部材間の減衰力特性が安定化され、延いては、当
初設定した制振機能を長期に亘って維持することができ
る。

【００１８】更に、請求項３では、上記第１圧着板を加
圧機構の押圧力作用方向に対峙する複数枚の外板で形成
するとともに、上記第２圧着板を上記複数枚の外板間に
それぞれ挟み込まれる中板で形成し、各外板と各中板と
の間にそれぞれ上記摩擦材を介在させたので、外板と中
板との相対回転時の摩擦抵抗モーメント発生箇所を増加
して、小さな押圧力によってもより大きな摩擦抵抗モー
メントを発生させることができる。また、複数枚の外板
のうち最外側に位置する外板間に上記加圧機構の押圧力
を作用させたので、外板と中板とが相対回転する際に、
これら外板と中板とはこじれを生ずることなくスムーズ
に滑動されることになる。

【００１９】更にまた、本発明の請求項４に示す鉄骨部
材のピン接合構造にあっては、上記加圧機構は、第１圧
着板と第２圧着板との重合部分を貫通するボルトと、こ
のボルトに螺合されるナットとで構成し、ナットの締付
けにより上記重合部分に軸力を付加するようにしたの
で、上記ボルトを第１圧着板と第２圧着板との回転中心
部に配置することにより、該ボルトをピンとして兼用す
ることができ、ピン接合部分の構造を簡単にすることが
できる。

【００２０】また、請求項５では、上記加圧機構を、上
記第１圧着板と上記第２圧着板との重合部分を貫通し、
ナットの締付けによりこの重合部分に軸力を付加するボ
ルトと、このボルトの軸力を重合部分に付加する経路に
介在され、ボルトの軸方向変位に対して弾発力の変動が
略一定となる非線形ばね領域を備えた付勢手段とによっ
て構成し、該ボルトに所定の軸力を発生させた状態で、
該付勢手段が上記非線形ばね領域内でたわみ変形するよ
うに設定したので、第１，第２圧着板間の隙間の変動を
上記付勢手段によって吸収することができ、このときの
変動吸収によって付勢手段のたわみ量が変化した場合に
あっても、該付勢手段が非線形ばね領域内に設定されて
いるため、弾発力つまりボルトの軸力をほぼ一定に維持
することができる。

【００２１】従って、振動入力が無い状態では上記第１
圧着板と第２圧着板とは大きな静摩擦力をもって固定状
態が維持されるが、所定値以上の振動変位力の入力によ
りこの固定状態から小さな動摩擦抵抗モーメントを伴う
相対回転状態に移行する際に、それぞれの接触面間に大
きな反発力が発生し、これが大きな音や衝撃として現れ
るが、このときの反発力を上記付勢手段によりボルト軸
力を変化することなく吸収できる。このため、過大振動
力が入力された場合にも、音や衝撃の発生を抑制しつつ
制振機能を十分に発揮することができる。

【００２２】また、上記付勢手段の弾発力は、第１，第
２圧着板が相対回転する際の滑動面が摩耗された場合に
も弾発力をほぼ一定に維持できるため、摩擦抵抗モーメ
ントが低下するのを防止して当初の制振機能が永続して
発揮されることになる。

【００２３】更に、請求項６では、上記加圧機構を、第
１圧着板と第２圧着板との重合部分の外側間に跨って配
置され、かつ、一定圧に保持される液圧によって押圧力
を発生するキャリパで構成したので、押圧力を発生させ
たときに反作用でキャリパが第１，第２圧着板の積層方
向に移動して、これら第１，第２圧着板の重合部分の外
側間に等しい押圧力を作用させることができる。このと
き、押圧力は一定圧に保持される液圧によって発生され
るため、摩擦材と第１圧着板または第２圧着板との間の
摺動部分が摩耗した場合にも、一定の押圧力を常時作用
させることができ、延いては、これによって発生する摩
擦抵抗モーメントが一定となって、接合した２つの鉄骨
部材間の減衰力特性が安定化され、延いては、当初の制
振能力を長期に亘って維持することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本発明にかかる
鉄骨部材のピン接合構造の一実施形態を示し、図１はピ
ン接合部分の要部で、（ａ）は断面側面図，（ｂ）は平
面図である。

【００２５】即ち、本実施形態の鉄骨部材のピン接合構
造は、図１に示すように第１圧着板としての一対の外板
１０，１２と、該一対の外板１０，１２間に挟み込まれ
る第２圧着板としての中板１４とを備える。上記外板１
０，１２および上記中板１４は、建物架構にあって、互
いに接合される鉄骨部材の一方および他方からそれぞれ
一体に突設される。

【００２６】本実施形態のピン接合構造が適用される上
記鉄骨部材としては、鉄骨柱，鉄骨小梁およびブレー
ス、更には床スラブのデッキプレートや複数の建物架構
を連結する渡し部材などがある。そして、上記外板１
０，１２および上記中板１４は、互いに接合しようとす
る２つの鉄骨部材から溶接や高力ボルト接合により、ま
たは一体として突設される。

【００２７】上記外板１０，１２および上記中板１４は
互いに重合した状態で、一対の外板１０，１２と中板１
４の両面との間に、複合摩擦材料で形成される摩擦材１
６をそれぞれ介在する。この摩擦材１６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，アスベストなどの繊維材
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。

【００２８】上記外板１０，１２および上記中板１４に
はボルト挿通穴１０ａ，１２ａ，１４ａが形成され、こ
のボルト挿通穴１０ａ，１２ａ，１４ａに高力ボルト１
８が貫通され、これにナット２０を螺合して所定のトル
クをもって締め付けることにより、外板１０，１２間に
ワッシャ１９，１９を介して所定の軸力Ｎを付加するよ
うになっている。そして、外板１０，１２と中板１４と
は上記高力ボルト１８を中心として相対回転が許容さ
れ、この高力ボルト１８をピンとして兼用するようにな
っている。上記外板１０，１２および上記中板１４の重
合部分は、上記高力ボルト１８を中心として円形状に拡
径形成して受圧面積を確保するとともに、上記摩擦材１
６は高力ボルト１８を中心とする環状に形成される。

【００２９】上記摩擦材１６は上記外板１０，１２およ
び中板１４両者に当接するが、本実施形態では中板１４
の両面を適切に磨き仕上げして円滑面１４ｂとし、この
円滑面１４ｂに上記摩擦材１６を摺接させることによ
り、中板１４と摩擦材１６との間で所定の摩擦係数μを
もって滑動するようになっている。

【００３０】以上の構成により本実施形態の鉄骨部材の
ピン接合構造にあっては、一対の外板１０，１２間に中
板１４を挟み込んで、これらに貫通した高力ボルト１８
をナット２０締めするにあたって、これら外板１０，１
２と中板１４との間に摩擦材１６を介在させてあるの
で、地震や風などの外力によって建物架構が振動する際
に、この振動によりピン接合した２つの鉄骨部材間に発
生した回転モーメントＭが所定値を越えると、外板１
０，１２と中板１４とは中板１４両面の円滑面１４ｂと
上記摩擦材１６との滑動を伴って、高力ボルト１８を中
心として相対回転する。

【００３１】このとき、中板１４と摩擦材１６との間は
高力ボルト１８の軸力Ｎをもって圧接されるとともに、
所定の摩擦係数μが作用しており、これら中板１４と摩
擦材１６とが滑動される際には、振動エネルギーが摩擦
抵抗モーメントＭに変換されて振動減衰され、建物架構
の制振に寄与するようになっている。

【００３２】このとき、上記摩擦材１６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，Ｄ
ＦＫ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の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，アスベストなどの繊維材料と、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ので、該摩擦材
１６は硬度が高く、かつ、強度に富む材質となって、一
定の摩擦係数を有する摩耗の著しく少ない部材として形
成することができる。

【００３３】従って、外板１０，１２と中板１４とが相
対回転された際にも、中板１４と摩擦材１６との間の摩
擦係数μは常時ほぼ一定に維持され、かつ、滑動部分の
摩耗がほとんどないため高力ボルト１８の軸力Ｎもほぼ
一定に維持される。このため、上記外板１０，１２と中
板１４との間の相対回転時に、上記摩擦係数μと上記軸
力Ｎおよび回転中心からの距離ｌとの積として発生する
摩擦抵抗モーメントＭをほぼ一定に維持することができ
る。このため、上記外板１０，１２および上記中板１４
とそれぞれ一体の２つの鉄骨部材間、延いては、建物架
構の振動に対する減衰力特性が安定化され、当初設定し
た制振機能を長期に亘って維持することができる。

【００３４】また、本実施形態では第１圧着板を一対の
外板１０，１２で形成するとともに、第２圧着板を中板
１４で形成したので、２つの鉄骨部材間に回転モーメン
トＭが入力された際に、一対の外板１０，１２間に中板
１４が挟まれた状態で相対回転するため、一対の外板１
０，１２間にボルト１８の軸力Ｎ、つまり締付け力を付
加した状態で両者が滑動する際に、ボルト１８が傾斜さ
れるなどしてこじれを生ずることなく、スムーズに相対
回転することができる。

【００３５】図２，図３は本発明の他の実施形態を示
し、上記実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重
複する説明を省略して述べる。尚、図２はピン接合部分
の要部で、（ａ）は断面側面図，（ｂ）は平面図、図３
はこの実施形態で用いられる付勢手段のばね特性図であ
る。

【００３６】この実施形態が上記実施形態と主に異なる
点は、高力ボルト１８の軸力Ｎを外板１０，１２に付加
する経路に、ボルトの軸方向変位に対して弾発力の変動
が略一定となる非線形ばね領域を備えた付勢手段を介装
したものである。

【００３７】即ち、この実施形態のボルト接合部の制振
構造は、上記実施形態と同様に一対の外板１０，１２間
に中板１４を挟み込むとともに、これら外板１０，１２
と中板１４との間に摩擦材１６を介在して、これらの重
合部分を高力ボルト１８を介してナット２０締めするよ
うになっており、このように構成されたボルト接合部に
あって、高力ボルト１８の頭部１８ａと一方の外板１０
との間には付勢手段としての皿ばね３０を大径ワッシャ
３２を介して介装するようになっている。

【００３８】上記皿ばね３０のばね特性Ａは、図３に示
すように高力ボルト１８の中心軸方向の変形量（見込み
変化量）σに対して、荷重（弾発力）ｗの変動がほぼ一
定となる非線形ばね領域Ｐを備えており、該皿ばね３０
は上記高力ボルト１８に所定の軸力Ｎを付加した状態で
上記非線形ばね領域Ｐ内に設定される。また、本実施形
態では上記皿ばね３０は、複数枚の皿ばね単体を同一方
向に積層して構成したものが用いられる。

【００３９】従って、この実施形態では高力ボルト１８
の軸力Ｎを外板１０，１２に付加する経路に皿ばね３０
を設けたので、外板１０，１２と中板１４との間の隙間
の変動を該皿ばね３０によって吸収することができる。
そして、このときの変動吸収によって皿ばね３０のたわ
み量が変化した場合にあっても、該皿ばね３０が非線形
ばね領域Ｐ内に設定されているため、弾発力つまり高力
ボルト１８の軸力Ｎをほぼ一定に維持することができ
る。

【００４０】つまり、振動入力が無い状態では上記外板
１０，１２と上記中板１４とは、大きな静摩擦力をもっ
て固定状態が維持されるが、振動入力によりこの固定状
態から小さな動摩擦抵抗モーメントを伴う相対回転状態
に移行する際に、それぞれの接触面間に大きな反発力が
発生し、これが大きな音や衝撃として現れる。しかし、
上記皿ばね３０を設けたことにより、このときの反発力
を上記皿ばね３０の緩衝作用により高力ボルト１８の軸
力Ｎを変化することなく吸収できる。従って、過大振動
力が入力された場合にも、音や衝撃の発生を抑制しつつ
建物架構の制振機能を十分に発揮することができる。

【００４１】また、上記皿ばね３０は非線形ばね領域Ｐ
に設定されていることにより、該皿ばね３０の弾発力は
外板１０，１２と中板１４とが相対移動する際の滑動
面、つまり、摩擦材１６と中板１４との間の接触面が摩
耗された場合にも、弾発力をほぼ一定に維持して摩擦抵
抗モーメントＭが低下するのを防止できる。従って、外
板１０，１２と中板１４との接合部における当初の制振
機能を永続して発揮することができる。

【００４２】また、この実施形態では上記皿ばね３０
を、一方の外板１０と高力ボルト１８の頭部１８ａ側の
大径ワッシャ３２との間に皿ばね３０を介装させた場合
を開示したが、これに限ることなく他方の外板１２とナ
ット２０側の大径ワッシャ３２ａとの間のいずれかに、
またはその双方に介在させることもできる。

【００４３】更に、皿ばね３０を構成する皿ばね単体の
組み合わせ配置構成は、本実施形態に示したように同一
方向に複数枚を積層したものに限ることなく、これ以外
にも本発明の皿ばね３０に求められる設定が可能である
限り種々に変更して組み合わせて構成することができ、
例えば、皿ばね単体を単数で用いたり、複数枚を並列に
積層したり、その積層方向を正逆交互に向けたりするこ
とができる。

【００４４】更にまた、この実施形態では付勢手段とし
て皿ばね３０を用いた場合を開示したが、これに限るこ
となくボルトの軸方向変位に対して弾発力の変動が略一
定となる非線形ばね領域を備えたばねであればよい。

【００４５】図４は他の実施形態を示し、上記実施形態
と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略
して述べる。尚、同図はピン接合部分の要部を示す断面
側面図である。

【００４６】即ち、上記実施形態では一対の外板１０，
１２間に１枚の中板１４を挟み込んだ構造を示したが、
本実施形態では図４に示すように３枚以上（この実施形
態では４枚）の外板３４，３４ａ，３４ｂ，３４ｃを用
い、これら外板３４，３４ａ，３４ｂ，３４ｃ間にそれ
ぞれ中板３６，３６ａ，３６ｂを挟み込むようにして積
層することもできる。勿論、それぞれの外板３４，３４
ａ，３４ｂ，３４ｃと中板３６，３６ａ，３６ｂとの間
に摩擦材１６が介在される。

【００４７】また、この実施形態にあっても上記外板３
４，３４ａ，３４ｂ，３４ｃと上記中板３６，３６ａ，
３６ｂとの積層部分に加圧機構としての高力ボルト１８
が貫通され、ナット２０の締付けにより所定の軸力Ｎが
付加されるとともに、この軸力Ｎを付加する経路に上記
実施形態と同様に皿ばね３０が介在される。

【００４８】従って、この実施形態では上記実施形態と
同様の機能を発揮できるのは勿論のこと、外板３４，３
４ａ，３４ｂ，３４ｃと中板３６，３６ａ，３６ｂとの
相対移動時の摩擦抵抗モーメント発生箇所が増加される
ため、小さな押圧力Ｎによっても、より大きな摩擦抵抗
モーメントＭを発生させることができる。このため、加
圧機構の小型化を図りつつ、必要な制振効果を十分に得
ることができる。

【００４９】図５は他の実施形態を示し、上記実施形態
と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略
して述べる。尚、同図はピン接合部分の要部を示す断面
側面図である。

【００５０】即ち、この実施形態では加圧機構として油
圧キャリパ４０を用いたもので、この油圧キャリパ４０
は図５に示すように外板１０，１２に跨って配置される
コ字状のキャリパ本体４２を備え、このキャリパ本体４
２の一端側（図中上側）には油圧シリンダー４４が一体
に組み込まれる。そして、該油圧シリンダー４４のピス
トン４６は一方の外板１０に当接されるとともに、キャ
リパ本体４２の他端側（図中下側）は他方の外板１２に
当接される。

【００５１】上記油圧シリンダー４４のシリンダー室４
８には、タンク５０に溜められた油圧が供給されるよう
になっており、この供給される油圧は調圧弁５２によっ
て一定圧に調圧されたタンク５０内油圧がシリンダー室
４８に導入される。尚、タンク５０には油圧ポンプ５４
から油圧が補充されるとともに、シリンダー室４８への
油圧供給路には油圧変動を吸収するアキュムレータ５６
が設けられる。

【００５２】また、この実施形態では上記油圧キャリパ
４０が取り付けられる外板１０，１２と中板１４との積
層部分に、相対回転の中心となるピン５８が取り付けら
れる。

【００５３】従って、この実施形態にあっては、一対の
外板１０，１２間に中板１４を挟み込んで、それぞれの
間に摩擦材１６が介在されており、この状態で油圧キャ
リパ４０のシリンダー室４８に油圧を導入すると、ピス
トン４６は一方の外板１０に押圧力Ｎを作用する。この
押圧力Ｎはキャリパ本体４２が浮動状態であるため、反
作用により図中上下方向に移動して他方の外板１２に等
しい押圧力Ｎが作用する。このときの押圧力Ｎによって
外板１０，１２と中板１４とは摩擦材１６を介して互い
に圧着され、このときの圧着力により外板１０，１２と
中板１４、延いては、接続しようとする２つの鉄骨部材
を接合することができる。

【００５４】そして、このように接合された２つの鉄骨
部材は、地震や風などの外力によって建物架構が振動す
る際に、この振動による変位力が所定値を超えると、外
板１０，１２と中板１４とは中板１４両面の円滑面１４
ｂと上記摩擦材１６との滑動を伴って相対回転する。こ
のとき、中板１４と摩擦材１６との間は油圧キャリパ４
０の押圧力Ｎによって圧着されているため、これら両者
間に所定の摩擦係数μが作用しており、これら中板１４
と摩擦材１６とが滑動される際に、押圧力Ｎと摩擦係数
μおよび回転中心からの距離ｌとの積として得られる摩
擦抵抗モーメントＭが発生する。この摩擦抵抗モーメン
トＭによって上記接合された２つの鉄骨部材間が振動減
衰され、延いては、建物架構を制振することができる。

【００５５】ここで、上記油圧キャリパ４０の作動油圧
は調圧弁５２によって一定圧に保持されるため、摩擦材
１６と外板１０，１２および中板１４との間の滑動部分
が摩耗した場合にも、常時一定した押圧力Ｎを外板１
０，１２間に作用させることができ、これによって発生
する摩擦抵抗モーメントが一定となって接合した２つの
鉄骨部材間の減衰力特性が安定化され、延いては、当初
の制振能力を長期に亘って維持することができる。

【００５６】また、この実施形態にあっても上記図４に
示したように上記外板３４，３４ａ，３４ｂ，３４ｃを
３枚以上の複数枚で構成し、これら複数枚の外板３４，
３４ａ，３４ｂ，３４ｃ間にそれぞれ中板３６，３６
ａ，３６ｂを介装することもできる。勿論、この場合に
あっても各外板３４，３４ａ，３４ｂ，３４ｃと各中板
３６，３６ａ，３６ｂとの間に摩擦材が介装される。

【００５７】ところで、上記各実施形態では中板１４の
両面を円滑面１４ｂとして、これに摩擦材１６を摺接さ
せたが、このように円滑面１４ｂを形成することなく、
表面が滑らかなステンレス板などの図外の滑動板を取り
付けて、この滑動板と上記摩擦材１６との間で滑動させ
ても良い。また、摩擦材１６と中板１４との間で滑動さ
せるようにした場合を開示したが、これに限ることなく
摩擦材１６と外板１０，１２との間、若しくは、これら
摩擦材１６と中板１４との間および摩擦材１６と外板１
０，１２との間の両方で滑動させることもできる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に
示す鉄骨部材のピン接合構造にあっては、一方の鉄骨部
材から突設した第１圧着板と、他方の鉄骨部材から突設
した第２圧着板とが摩擦材を介して互いに重合し、この
重合部分の外側間に設けた加圧機構の押圧力を付加する
ことにより、この押圧力によって該重合部分を圧着して
２つの鉄骨部材を接合するようにしたので、地震や風に
より２つの鉄骨部材間に回転方向の振動変位力が入力さ
れ、この変位力が所定値以上になると上記第１圧着板と
上記第２圧着板とはピンを中心に相対回転する。

【００５９】このとき、上記摩擦材との間に、上記加圧
機構による押圧力と、第１，第２圧着板と摩擦材との間
の摩擦係数および回転中心からの距離との積によって決
定される大きな摩擦抵抗モーメントが発生され、この摩
擦抵抗モーメントによって上記２つの鉄骨部材間を制振
することができる。ここで、上記第１圧着板と上記第２
圧着板との間に、複合摩擦材料で形成された上記摩擦材
を介在したので、これら第１，第２圧着板の滑動部分の
摩擦係数を安定させて、常時ほぼ一定した摩擦抵抗モー
メントを発生させることができ、延いては、鉄骨部材間
の制振機能を向上させることができる。

【００６０】また、本発明の請求項２に示す鉄骨部材の
ピン接合構造にあっては、上記摩擦材を、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，アスベストなどの繊維材料
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した
ので、該摩擦材が一定の摩擦係数を有する摩耗の著しく
少ない部材として形成することができる。

【００６１】従って、第１圧着板と第２圧着板と摩擦材
との間の摩擦係数を常時ほぼ一定に維持し、かつ、滑動
部分の摩耗がほとんどないため加圧機構の押圧力もほぼ
一定に維持することができる。このため、上記第１，第
２圧着板間の摩擦抵抗モーメントをほぼ一定に維持でき
るため、２つの部材間の減衰力特性を安定化し、延いて
は、当初設定した制振機能を長期に亘って維持すること
ができる。

【００６２】更に、本発明の請求項３に示す鉄骨部材の
ピン接合構造にあっては、上記第１圧着板を加圧機構の
押圧力作用方向に対峙する複数枚の外板で形成するとと
もに、上記第２圧着板を上記複数枚の外板間にそれぞれ
挟み込まれる中板で形成し、各外板と各中板との間にそ
れぞれ上記摩擦材を介在させたので、外板と中板との相
対回転時の摩擦抵抗モーメント発生箇所を増加して、小
さな押圧力によってもより大きな摩擦抵抗モーメントを
発生させることができる。

【００６３】また、複数枚の外板のうち最外側に位置す
る外板間に上記加圧機構の押圧力を作用させたので、外
板と中板とが相対回転する際に、これら外板と中板と
を、こじれを生ずることなくスムーズに滑動させること
ができる。

【００６４】更にまた、本発明の請求項４に示す鉄骨部
材のピン接合構造にあっては、上記加圧機構は、第１圧
着板と第２圧着板との重合部分を貫通するボルトと、こ
のボルトに螺合されるナットとで構成し、ナットの締付
けにより上記重合部分に軸力を付加するようにしたの
で、上記ボルトを第１圧着板と第２圧着板との回転中心
部に配置することにより、該ボルトをピンとして兼用す
ることができ、ピン接合部分の構造を簡単にすることが
できる。

【００６５】また、請求項５では、上記加圧機構を、上
記第１圧着板と上記第２圧着板との重合部分を貫通し、
ナットの締付けによりこの重合部分に軸力を付加するボ
ルトと、このボルトの軸力を重合部分に付加する経路に
介在され、ボルトの軸方向変位に対して弾発力の変動が
略一定となる非線形ばね領域を備えた付勢手段とによっ
て構成し、該ボルトに所定の軸力を発生させた状態で、
該付勢手段が上記非線形ばね領域内でたわみ変形するよ
うに設定したので、第１，第２圧着板間の隙間の変動を
上記付勢手段によって吸収することができ、このときの
変動吸収によって付勢手段のたわみ量が変化した場合に
あっても、該付勢手段が非線形ばね領域内に設定されて
いるため、弾発力つまりボルトの軸力をほぼ一定に維持
することができる。

【００６６】従って、回転方向の変位力が入力された際
のピン接合部に発生する反発力を、上記付勢手段により
ボルト軸力を変化することなく吸収して、音や衝撃の発
生を抑制しつつ制振機能を十分に発揮することができ
る。また、上記付勢手段の弾発力は、第１，第２圧着板
が相対回転する際の滑動面が摩耗された場合にも弾発力
をほぼ一定に維持できるため、摩擦抵抗モーメントが低
下するのを防止して当初の制振機能を永続して発揮する
ことができる。

【００６７】更に、請求項６では、上記加圧機構を、第
１圧着板と第２圧着板との重合部分の外側間に跨って配
置され、かつ、一定圧に保持される液圧によって押圧力
を発生するキャリパで構成したので、押圧力を発生させ
たときに反作用でキャリパが第１，第２圧着板の積層方
向に移動して、これら第１，第２圧着板の重合部分の外
側間に等しい押圧力を作用させることができる。

【００６８】また、上記押圧力は一定圧に保持される液
圧によって発生されるため、摩擦材と第１圧着板または
第２圧着板との間の摺動部分が摩耗した場合にも、一定
の押圧力を常時作用させることができる。従って、第
１，第２圧着板間の摩擦抵抗モーメントを一定にして、
接合した２つの鉄骨部材間の減衰力特性を安定化させ
て、当初の制振能力を長期に亘って維持することができ
るという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すピン接合部分の要部
で、（ａ）は断面側面図，（ｂ）は平面図である。

【図２】本発明の他の実施形態を示すピン接合部分の要
部で、（ａ）は断面側面図，（ｂ）は平面図である。

【図３】本発明の他の実施形態で用いられる付勢手段の
ばね特性図である。

【図４】本発明の他の実施形態を示すピン接合部分の要
部を示す断面側面図である。

【図５】本発明の他の実施形態を示すピン接合部分の要
部を示す断面側面図である。

【図６】従来の鉄骨部材の接合構造を示す要部の断面図
である。

【符号の説明】

１０，１２，３４，３４ａ，３４ｂ，３４ｃ 外板（第
１圧着板） １４，３６，３６ａ，３６ｂ 中板（第２圧着板） １６ 摩擦材 １８ 高力ボルト（加圧機構） ２０ ナット（加圧機構） ３０ 皿ばね（付勢手段） ４０ 油圧キャリパ（加圧機構）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２つの鉄骨部材を互いにピン接合する構
   造にあって、一方の鉄骨部材から突設した第１圧着板
   と、他方の鉄骨部材から突設した第２圧着板とを、これ
   ら両者間に挿通したピンを中心に相対回転可能に重合す
   るとともに、これら第１圧着板と第２圧着板との重合部
   分間に複合摩擦材料で形成される摩擦材を介在し、か
   つ、第１，第２圧着板の重合部分の外側間に、これら両
   圧着板を互いに圧接する方向に押圧力を付加する加圧機
   構を設けたことを特徴とする鉄骨部材のピン接合構造。
2. 【請求項２】 上記摩擦材は、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，アスベストなどの繊維材料と、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することを特徴
   とする請求項１に記載の鉄骨部材のピン接合構造。
3. 【請求項３】 上記第１圧着板を加圧機構の押圧力作用
   方向に対峙する複数枚の外板で形成するとともに、上記
   第２圧着板を上記複数枚の外板間にそれぞれ挟み込まれ
   る中板で形成し、各外板と各中板との間にそれぞれ上記
   摩擦材を介在するとともに、複数枚の外板のうち最外側
   に位置する外板間に上記加圧機構の押圧力を作用させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の鉄骨部材のピン接合
   構造。
4. 【請求項４】 上記加圧機構は、第１圧着板と第２圧着
   板との重合部分を貫通するボルトと、このボルトに螺合
   されるナットとで構成し、ナットの締付けにより上記重
   合部分に軸力を付加することを特徴とする請求項１また
   は３に記載の鉄骨部材のピン接合構造。
5. 【請求項５】 上記加圧機構は、上記第１圧着板と上記
   第２圧着板との重合部分を貫通し、ナットの締付けによ
   りこの重合部分に軸力を付加するボルトと、このボルト
   の軸力を重合部分に付加する経路に介在され、ボルトの
   軸方向変位に対して弾発力の変動が略一定となる非線形
   ばね領域を備えた付勢手段とによって構成し、該ボルト
   に所定の軸力を発生させた状態で、該付勢手段が上記非
   線形ばね領域内でたわみ変形するように設定したことを
   特徴とする請求項１または３に記載のボルト接合部の制
   振構造。
6. 【請求項６】 上記加圧機構は、第１圧着板と第２圧着
   板との重合部分の外側間に跨って配置され、かつ、一定
   圧に保持される液圧によって押圧力を発生するキャリパ
   で構成したことを特徴とする請求項１または３に記載の
   鉄骨部材のピン接合構造。