JP2009068668A

JP2009068668A - 摩擦ダンパー

Info

Publication number: JP2009068668A
Application number: JP2007240655A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Sugisawa; 充杉沢
Original assignee: Kawaguchi Metal Industries Co Ltd
Current assignee: Kawaguchi Metal Industries Co Ltd
Priority date: 2007-09-18
Filing date: 2007-09-18
Publication date: 2009-04-02

Abstract

【課題】単純な構造で多数の摩擦面を持つ、全体の高さを抑えた装置を得ること。
【解決手段】下部構造物Ｓｂに固定したベースプレート１に中央板４が起立状態で取り付けられ、その中央板４の両側に摩擦材５、滑り板６、摩擦材５、押え板７及び皿ばね８が順次重ねられ、ルーズホールが設けられた滑り板６が中央板４と押え板７に対して横移動可能な状態でこれらが滑り板６のルーズホールを通るボルト６によって締め付けられ、押え板７と中央板４の相対的な水平変位はこのボルトのみにより拘束されており、上部構造物Ｓａに固定されたベースプレート１２上にガセットプレート１５が起立状態で取り付けられ、そのガセットプレート１５に滑り板６の上端部が連結されている。押え板７はボルト９の軸部で面内方向の移動を拘束されるため、構造が簡単となり、装置全体がコンパクトとなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、土木、建築或いは機械分野において用いられる摩擦ダンパーであって、免震装置や制振装置として利用される摩擦ダンパーに関する。

従来より、構造物や機械などに生じる振動を抑制するために各種のダンパーが用いられているが、その一つとして、ボルトによって押え板と中央板の締付けを行い、その摩擦力によって当該構造物や機械に生じる振動を抑制するタイプの摩擦ダンパーがある。そして、摩擦力の安定性を高めるために、皿ばねの弾性を利用して、ボルト軸力の変動を緩和するようにしたものが知られている（特許文献１，２参照）。

また、滑り板を複数枚にして摩擦面数を増やすことにより、ボルトの軸力を過大にすることなく摩擦減衰力を増大させた摩擦ダンパーも種々提案され実施されてきた（特許文献３〜５参照）。

特開２０００−２９１７１２号公報特開２０００−３５２１１３号公報特開２００２−１８１１２４号公報特開平１１−３４３６７５号公報実開平３−７５８８号公報

上記した従来の摩擦ダンパーは、上部構造物と下部構造物を連結して設置される。その場合、下部構造物に固定したベースプレートに中央板が起立状態で取り付けられ、その中央板の両側に摩擦材、滑り板、摩擦材、押え板及び皿ばねが順次重ねられ、中央板と押え板に対して滑り板が横移動可能な状態でこれらがボルトにて所定の荷重で締め付けられ、且つ押え板は摩擦部の外側端部にて接合ボルトにより中央板に固定される。そして、上部構造物に固定されたベースプレート上にガセットプレートが起立状態で取り付けられ、そのガセットプレートに滑り板の上端部が連結され、２つの構造物間に相対変位が生ずるに伴い、中央板と押え板に対して滑り板が相対的な変位が生じて摩擦力が発生する。

しかしながら、特許文献５のように、滑り板が複数になると、加圧板は通常、滑り板の枚数に１枚加えた枚数で増加するため、加圧板の接合部は重層構造となり複雑になる。また、特許文献４のように、上下の加圧板をその両端部にてガセットプレートにボルト接合する場合は、摩擦部の締付力が影響を受ける可能性があるとともに、接合部の形状が複雑となりやすく、経済的でコンパクトな装置が得られにくい。

さらに、押え板と中央板の接合部を設置する必要があるため、装置の高さが増して装置全体に生ずる転倒モーメントが増加する。そのため、上下構造物との接合部等の補強が必要となり、経済的でコンパクトな装置が得られにくい。

このタイプの摩擦ダンパーは、摩擦材、滑り板、摩擦材及び押え板の組合せを追加することにより、摩擦面数が増える結果、同じボルトの締付力でも減衰力を増加することができるものであるが、本発明は、単純な構造で多数の摩擦面を持ち、全体の高さを抑えた装置を得ることが第１の課題である。

また、この摩擦ダンパーは、減衰抵抗力が速度や変形量に殆ど依存しないという特性を持ち、微小変形時や低速摺動時にも効果的で解析が簡明という利点があるが、これらの特性を活かした装置を得るために、構成部品の緩みやがたつきを極力抑えることが第２の過大である。

本発明に係る摩擦ダンパーは、上部構造物と下部構造物を連結して設置される摩擦ダンパーであって、下部構造物に固定したベースプレートに中央板が起立状態で取り付けられ、その中央板の両側に摩擦材、滑り板、摩擦材、押え板及び皿ばねが順次重ねられ、ルーズホールが設けられた滑り板が中央板と押え板に対して横移動可能な状態でこれらが滑り板のルーズホールを通るボルトによって締め付けられ、中央板と押え板の相対的な水平変位はこのボルトのみにより拘束されており、上部構造物に固定されたベースプレート上にガセットプレートが起立状態で取り付けられ、そのガセットプレートに滑り板の上端部が連結されていることを特徴とする。

この摩擦ダンパーによれば、振動により上部構造物と下部構造物の間に相対的な水平変位があると、滑り板が摩擦材の間で摺動し、振動エネルギーを摩擦熱として散逸することになり、上下構造物の間の振動が抑制される。そして、摩擦材が磨耗しても、ボルトの締付力は皿ばねの弾性変形に伴う荷重変動の範囲で影響を受けるのみで、摩擦ダンパーは安定した減衰力を保つことができる。また、押え板はボルトの軸部で面内方向の移動を拘束されるため、構造が簡単となり、装置全体がコンパクトとなる。

この摩擦ダンパーにおいて、滑り板のルーズホール内に押え板及び中央板を貫通するピンが設置され、このピンが押え板と中央板の相対的な水平変位を拘束している形態を採ることができる。このようにすることで、中央板と押え板の水平方向の緩みやガタツキが効果的に抑えられ、また、締付ボルトに掛かるせん断力が低減されてボルトの損傷が抑えられる。

本発明の摩擦ダンパーは、振動によって上部構造物と下部構造物の間に相対的な水平変位があると、滑り板が摩擦材との間で摺動し、振動エネルギーを摩擦熱として発散することになり、その際に押え板は摩擦面に直交する方向には自由に移動できるため、ボルトの締付け軸力は押え板による抵抗の影響を受けないことから、ボルト軸力が変動することなく安定した摩擦力を得ることができる。また、構造が単純でコンパクトであるため、経済性が高いという効果も奏する。

以下、図面参照しながら、本発明に係る摩擦ダンパーの好適な実施形態について詳細に説明する。

図１は本発明に係る第１のタイプの摩擦ダンパーの一例を示す正面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は図１のＢ−Ｂ断面図である。

この摩擦ダンパーは、上部構造物Ｓａと下部構造物Ｓｂを連結した状態でそれらの間に設置される。下部構造物Ｓｂにはベースプレート１がアンカーボルト２とナット３により固定されており、そのベースプレート１の中央に矩形状の中央板４が溶接により起立状態で取り付けられている。そして、その中央板４の両側にそれぞれ矩形状の摩擦材５、矩形状の滑り板６、矩形状の摩擦材５、矩形状の押え板７及び皿ばね８が順次重ねられ、中央板４と押え板７に対して滑り板６が横移動可能な状態でこれらが２組のボルト９とナット１０にて締め付けられている。

すなわち、中央板４、摩擦材５及び押え板７には２箇所にボルト用の孔が設けられて相対的な水平変位が拘束されているのに対し、滑り板６にはこれらのボルト用の孔を連結しさらに横方向に伸びる形状をした横長のルーズホール６ａが設けられており、これによって滑り板６は中央板４と押え板７に対して横移動可能になっている。図中１１は皿ばね８を押さえるためのブッシュである。

一方、上部構造物Ｓａにはベースプレート１２がアンカーボルト１３とナット１４により固定されており、そのベースプレート１２の中央にガセットプレート１５が溶接により起立状態で取り付けられている。そして、そのガセットプレート１５に滑り板６の先端部が取り付けられている。具体的には、ガセットプレート１５の下端部と滑り板６の上端部にそれぞれ複数の貫通孔を同じ位置に設けておき、２枚の滑り板６の間にガセットプレート５を挟持するようにしてそれらの貫通孔どうしを合わせた状態でボルト１６とナット１７により強固に固定している。

上記の構成からなる摩擦ダンパーは、図４に示すように、上部構造物Ｓａと下部構造物Ｓｂの間に設置されており、中央板４と押え板７は摺動方向の動きが拘束されるため、滑り板６が横方向に摺動して摩擦材５との間に摩擦力が発生する。これにより、振動エネルギーが摩擦力に変換されて逸散し、上部構造物Ｓａと下部構造物Ｓｂの間の振動が抑制されることになる。

そして、この摩擦ダンパーでは、前記したように押え板７はその板面に直交する方向には弾性体である皿ばね８で拘束されているため、板面に直交する方向への移動が可能である。したがって、摩擦材５が熱膨張や摩耗などによりその厚みに変動を生じても、皿ばね８の弾性変形に伴う荷重変動の範囲にてボルト９の締付力は影響を受けるのみであり、摩擦ダンパーは安定した減衰力を保つことができる。

また、押え板７はボルト９の軸部にて面内方向の移動を拘束されているため、別途接合部を設置する従来工法に比べて、構造が簡単であり部品数も少なく経済性が高い。また、押え板７の接合部も不要となるため、全体の高さを抑えたコンパクトな装置とすることができる。そして、装置の高さが抑えられているため、全体の転倒モーメントも過大にならず、上下構造物との接合部なども軽減できる。

図５は本発明に係る第２のタイプの摩擦ダンパーの一例を示す正面図、図６は図５のＣ−Ｃ断面図、図７は図１のＤ−Ｄ断面図である。この摩擦ダンパーは、図１〜３に示した摩擦ダンパーと基本的な構成は同じであるため、共通する部位には同じ符号を付してそれらの説明は省略する。

この摩擦ダンパーでは、滑り板６とガセットプレート１５との相対的な水平変位を抑制するために、滑り板６のルーズホール６ａ内に中央板４及び押え板７を貫通するピン１８が設置され、これにより中央板４と押え板７の相対的な水平変位拘束している。図中１９はピン１８を固定するためのクリップである。

ピン１８を中央板４と押え板７に対して高精度で嵌め合わせることにより、中央板４と押え板７の水平方向の緩みやがたつきを効果的に抑えることができる。また、押え板７の摩擦減衰力をピン１８を介して中央板６に伝達するため、ボルト９に掛かるせん断力を低減してボルト９の損傷を防止することができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明してきたが、本発明による摩擦ダンパーは、上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは言うまでもない。

本発明に係る第１のタイプの摩擦ダンパーの一例を示す正面図である。図１のＡ−Ａ断面図である。図１のＢ−Ｂ断面図である。図１に示す摩擦ダンパーの稼動状態を示す正面図である。本発明に係る第２のタイプの摩擦ダンパーの一例を示す正面図である。図５のＣ−Ｃ断面図である。図５のＤ−Ｄ断面図である。

符号の説明

Ｓａ上部構造物
Ｓｂ下部構造物
１ベースプレート
２アンカーボルト
３ナット
４中央板
５摩擦材
６滑り板
６ａルーズホール
７押え板
８皿ばね
９ボルト
１０ナット
１１ブッシュ
１２ベースプレート
１３アンカーボルト
１４ナット
１５ガセットプレート
１６ボルト
１７ナット
１８ピン
１９クリップ

Claims

上部構造物と下部構造物を連結して設置される摩擦ダンパーであって、下部構造物に固定したベースプレートに中央板が起立状態で取り付けられ、その中央板の両側に摩擦材、滑り板、摩擦材、押え板及び皿ばねが順次重ねられ、ルーズホールが設けられた滑り板が中央板と押え板に対して横移動可能な状態でこれらが滑り板のルーズホールを通るボルトによって締め付けられ、中央板と押え板の相対的な水平変位はこのボルトのみにより拘束されており、上部構造物に固定されたベースプレート上にガセットプレートが起立状態で取り付けられ、そのガセットプレートに滑り板の上端部が連結されていることを特徴とする摩擦ダンパー。
請求項１に記載の摩擦ダンパーにおいて、滑り板のルーズホール内に押え板及び中央板を貫通するピンが設置され、このピンが押え板と中央板の相対的な水平変位を拘束していることを特徴とする摩擦ダンパー。