JP2014152900A - Processing method of friction material of friction damper, and manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、構造物の振動を減衰すべく摩擦ダンパーの摩擦材に生じる摩擦力を、当該摩擦ダンパーの使用開始時(使用初期)から安定化させるための摩擦材の処理方法、及び、摩擦ダンパーの使用開始時(使用初期)から安定した摩擦力を生じ得る摩擦材の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for treating a friction material for stabilizing a friction force generated in a friction material of a friction damper from the start of use (initial use) of the friction damper, and a friction damper. It is related with the manufacturing method of the friction material which can produce the stable frictional force from the time of use start (initial stage of use).
建物架構等の構造物の振動を減衰する装置として摩擦ダンパーが知られている。この摩擦ダンパーは、例えば建物架構の振動時に同架構のうちで互いに往復相対移動する一対の部材同士の間に介装等されて使用される。すなわち、摩擦ダンパーは、同架構の一方の部材にボルト止め等で固定される第1圧接板と、同架構の他方の部材にボルト止め等で固定される第2圧接板とを有する。そして、第1圧接板には板状の滑り材がビス止め等で固定され、第2圧接板には板状の摩擦材がビス止め等で固定されており、更には、摩擦材の摺動面と滑り材の摺動面とは互いに摺動可能に所定の圧接力で圧接されている。よって、上述の往復相対移動時には、これら摺動面同士が摺動して摩擦力を発し、当該摩擦力にて建物架構の振動を減衰する(特許文献1)。 A friction damper is known as a device for attenuating vibration of a structure such as a building frame. The friction damper is used, for example, by being interposed between a pair of members that reciprocally move relative to each other when the building frame vibrates. That is, the friction damper includes a first pressure contact plate fixed to one member of the frame by bolting or the like, and a second pressure contact plate fixed to the other member of the frame by bolting or the like. A plate-shaped sliding material is fixed to the first pressure contact plate with screws or the like, a plate-shaped friction material is fixed to the second pressure contact plate with screws or the like, and the friction material slides. The surface and the sliding surface of the sliding member are slidably contacted with each other with a predetermined pressing force. Therefore, at the time of the above-described reciprocal relative movement, these sliding surfaces slide to generate a frictional force, and the vibration of the building frame is attenuated by the frictional force (Patent Document 1).
図1は、本願発明者らが実験等により取得したグラフであって、建物架構に摩擦ダンパーを取り付け直後(使用開始時)に同ダンパーが示す摩擦力と摺動量の累積値との関係のグラフである。すなわち、当該グラフには、往復相対移動を20回繰り返す過程での摩擦力の大きさの推移が示されている。なお、グラフ中の各白丸は、それぞれ、各往路での摩擦力の大きさ(往路毎の平均値)を示し、各黒丸は、各復路での摩擦力の大きさ(復路毎の平均値)を示している。ちなみに、この例では、既述のように、往復相対移動を20回繰り返しているので、グラフ中には、10個の白丸と10個の黒丸とが、横軸の摺動量の累積値に関して交互にプロットされている。 FIG. 1 is a graph obtained by the inventors of the present application through experiments and the like, and a graph of the relationship between the friction force and the cumulative amount of sliding that the damper exhibits immediately after the friction damper is attached to the building frame (at the start of use). It is. That is, the graph shows the transition of the magnitude of the frictional force in the process of repeating the reciprocating relative movement 20 times. Each white circle in the graph indicates the magnitude of the friction force in each forward path (average value for each forward path), and each black circle indicates the magnitude of the friction force in each return path (average value for each return path). Is shown. Incidentally, in this example, as described above, since the reciprocal relative movement is repeated 20 times, in the graph, 10 white circles and 10 black circles alternate with respect to the cumulative value of the sliding amount on the horizontal axis. Is plotted.
この図1を参照すると、摩擦力は一定ではなく変化しているのがわかる。詳しくは、摩擦力は、1回目の摩擦力たる初期値から上昇した後に緩やかなカーブで低下しながら、最終的に20回目の相対移動の近辺で上記の初期値よりも2〜3割だけ大きな略一定の値に収束している。そして、図1中に二点鎖線で示すように、20回目以降についても、当該略一定の値が概ね維持されている。 Referring to FIG. 1, it can be seen that the frictional force is not constant but changes. Specifically, the frictional force increases from the initial value as the first frictional force and then decreases by a gentle curve, and finally is 20-30% larger than the initial value in the vicinity of the 20th relative movement. It has converged to a substantially constant value. As shown by the two-dot chain line in FIG. 1, the substantially constant value is generally maintained after the 20th time.
ここで、このように摩擦力の大きさがばらついている場合には、摩擦ダンパーの設計の際に、摩擦力の設計値に対して安全代を設定するのが一般的である。しかし、当該安全代の設定に伴って、コストアップを招く虞がある。例えば、図1のグラフのような性質を有している場合に、安全代を考慮すると、摩擦力の設計値として、摩擦力の最小値たる上記初期値を用いて摩擦ダンパーを設計することになる。しかし、当該摩擦力の設計値が小さい分だけ、摩擦材や滑り材の数量を増やさないと、所期の減衰性能を発揮し難く、その結果、当該数量の増加分だけ、コストアップしてしまう。 Here, when the magnitude of the frictional force varies as described above, it is general to set a safety margin for the design value of the frictional force when designing the friction damper. However, there is a risk of increasing the cost with the setting of the safety allowance. For example, in the case of having the properties as shown in the graph of FIG. 1, considering the safety allowance, the friction damper is designed using the initial value, which is the minimum value of the friction force, as the design value of the friction force. Become. However, if the number of friction materials and sliding materials is not increased by the design value of the frictional force, it is difficult to achieve the desired damping performance. As a result, the cost increases by the increase in the amount. .
一方、図1のグラフを見ると、約20回の往復相対移動を経た後、つまり摩擦材の累積の摺動量が約3200mm以上になった後にあっては、摩擦力は、上記の初期値よりも、2〜3割だけ大きい値で収束して略一定の値となっている。よって、仮に摩擦ダンパーの使用開始前に、予め摩擦材の累積の摺動量を3200mm以上の状態にしておけば、摩擦力の設計値として、初期値よりも2〜3割だけ大きい値を用いることができる。そして、これにより、設計値として初期値を用いた場合よりも、摩擦材や滑り材の数量を減らすことができて、コストダウンを図ることができるものと考えられる。 On the other hand, when the graph of FIG. 1 is seen, after about 20 reciprocal relative movements, that is, after the cumulative sliding amount of the friction material becomes about 3200 mm or more, the frictional force is greater than the above initial value. However, it converges at a value larger by 20 to 30% and becomes a substantially constant value. Therefore, if the cumulative sliding amount of the friction material is set to 3200 mm or more in advance before the use of the friction damper, use a value that is 20-30% larger than the initial value as the design value of the friction force. Can do. As a result, it is considered that the number of friction materials and sliding materials can be reduced and costs can be reduced as compared with the case where initial values are used as design values.
本発明は、上記のような従来の問題を鑑みてなされたものであって、その目的は、摩擦ダンパーの使用開始時(使用初期)に生じ得る摩擦力のばらつきを小さくすることにより、摩擦力の設計値に係る安全代の緩和を通して摩擦ダンパーのコストダウンを図ることにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and its purpose is to reduce frictional force by reducing variation in frictional force that may occur at the start of use (initial use) of the friction damper. The purpose is to reduce the cost of the friction damper by reducing the safety allowance related to the design value.
かかる目的を達成するために請求項1に示す発明は、
構造物の振動を減衰すべく摩擦ダンパーの摩擦材に生じる摩擦力を、前記摩擦ダンパーの使用開始時から安定化させるための摩擦材の処理方法であって、
前記摩擦ダンパーの使用開始前に、前記摩擦材において前記摩擦力が発生すべき摺動面を、所定の板材の板面に当接させて人為的に摺動させることを特徴とする。
In order to achieve this object, the invention shown in claim 1
A friction material processing method for stabilizing a friction force generated in a friction material of a friction damper to attenuate vibrations of a structure from the start of use of the friction damper,
Before the start of use of the friction damper, the sliding surface on which the friction force is to be generated in the friction material is brought into contact with a plate surface of a predetermined plate material to be artificially slid.
上記請求項1に示す発明によれば、摩擦ダンパーの使用開始前に、摩擦材の摺動面を上記板材の板面で人為的に摺動させる。よって、摩擦ダンパーの使用開始時(使用初期)から、摩擦材の摺動面を略平滑に均らした状態にすることができて、これにより、摩擦ダンパーの使用開始時から摩擦力のばらつきを小さくすることができる。そして、その結果、摩擦力の設計値に係る安全代を小さくできて、摩擦ダンパーのコストダウンを図れる。
また、板材の板面を摩擦材の摺動面に面接触させながら、同摺動面を摺動することができるので、当該摺動面を略平滑に均し易くなる。
According to the first aspect of the present invention, the sliding surface of the friction material is artificially slid on the plate surface of the plate material before the use of the friction damper is started. Therefore, from the start of use of the friction damper (initial use), the sliding surface of the friction material can be made to be in a substantially smooth state. Can be small. As a result, the safety allowance related to the design value of the frictional force can be reduced, and the cost of the friction damper can be reduced.
In addition, since the sliding surface can be slid while the plate surface of the plate material is brought into surface contact with the sliding surface of the friction material, the sliding surface is easily smoothed out evenly.
請求項2に示す発明は、請求項1に記載の摩擦ダンパーの摩擦材の処理方法であって、
前記摩擦ダンパーは、前記摩擦材の前記摺動面と摺動可能に設けられ、前記振動に伴って前記摺動面に対して摺動する滑り材を有し、
前記板材として、前記滑り材と同種の部材を使用することを特徴とする。
Invention of Claim 2 is a processing method of the friction material of the friction damper of Claim 1, Comprising:
The friction damper is provided to be slidable with the sliding surface of the friction material, and has a sliding material that slides with respect to the sliding surface with the vibration,
As the plate material, a member of the same type as the sliding material is used.
上記請求項2に示す発明によれば、摩擦材の摺動面に摺動させる板材として、摩擦ダンパーの滑り材と同種のものを使用する。よって、摩擦材の摺動面の状態を、摩擦ダンパーの一部として摩擦材が実際に使用される間に均された状態と同様の状態に仕上げることができる。そして、これにより、摩擦力のばらつきをより小さくすることができて、結果、摩擦力の設計値に係る安全代を更に緩和することができる。 According to the second aspect of the present invention, the same material as the sliding material of the friction damper is used as the plate material to be slid on the sliding surface of the friction material. Therefore, the state of the sliding surface of the friction material can be finished in a state similar to a state where the friction material is leveled while actually being used as a part of the friction damper. As a result, the variation in the frictional force can be further reduced, and as a result, the safety allowance related to the design value of the frictional force can be further reduced.
請求項3に示す発明は、請求項1又は2に記載の摩擦ダンパーの摩擦材の処理方法であって、
前記摩擦ダンパーの取り付け対象の前記構造物に前記摩擦材を取り付ける前に、前記摩擦材の前記摺動面を前記板材の前記板面に当接させて摺動させることを特徴とする。
Invention of Claim 3 is the processing method of the friction material of the friction damper of Claim 1 or 2, Comprising:
Before attaching the friction material to the structure to which the friction damper is to be attached, the sliding surface of the friction material is caused to slide against the plate surface of the plate material.
上記請求項3に示す発明によれば、摩擦ダンパーの取り付け対象の構造物に上記の摩擦材を取り付ける前に、摺動面を板材の板面に摺動させる。よって、構造物の建設現場以外の工場等といった摺動の処理に必要な設備が有る場所で、当該摺動の処理を行うことができる。その結果、当該摺動の処理を容易且つ確実に行うことができて、摩擦力のばらつきを確実に小さくすることができる。 According to the third aspect of the present invention, the sliding surface is slid on the plate surface of the plate material before the friction material is attached to the structure to which the friction damper is to be attached. Therefore, the sliding process can be performed in a place where there is equipment necessary for the sliding process such as a factory other than the construction site of the structure. As a result, the sliding process can be performed easily and reliably, and the variation in frictional force can be reliably reduced.
請求項4に示す発明は、構造物の振動を減衰すべく摩擦ダンパーの摩擦材に生じる摩擦力が前記摩擦ダンパーの使用開始時から安定化した摩擦材の製造方法であって、
前記摩擦力が発生すべき摺動面を有した形状に前記摩擦材を成形する工程と、
前記摩擦ダンパーの使用開始前に、前記摺動面を、所定の板材の板面に当接させて人為的に摺動させる工程と、を有することを特徴とする。
The invention shown in claim 4 is a method of manufacturing a friction material in which the frictional force generated in the friction material of the friction damper to stabilize the vibration of the structure is stabilized from the start of use of the friction damper,
Forming the friction material into a shape having a sliding surface on which the frictional force is to be generated;
A step of artificially sliding the sliding surface against a plate surface of a predetermined plate material before starting to use the friction damper.
上記請求項4に示す発明によれば、摩擦ダンパーの使用開始前に、摩擦材の摺動面を上記板材の板面で人為的に摺動させる。よって、摺動面が略平滑に均らされた状態の摩擦材を製造可能であり、これにより、摩擦ダンパーの使用開始時から摩擦力のばらつきを小さくすることができる。そして、その結果、摩擦力の設計値に係る安全代を小さくできて、摩擦ダンパーのコストダウンを図れる。
また、板材の板面を摩擦材の摺動面に面接触させながら、同摺動面を摺動することができるので、当該摺動面を略平滑に均し易くなる。
According to the fourth aspect of the present invention, the sliding surface of the friction material is artificially slid on the plate surface of the plate material before the use of the friction damper is started. Therefore, it is possible to manufacture a friction material in which the sliding surface is leveled substantially smoothly, thereby reducing the variation in frictional force from the start of use of the friction damper. As a result, the safety margin related to the design value of the friction force can be reduced, and the cost of the friction damper can be reduced.
In addition, since the sliding surface can be slid while the plate surface of the plate material is brought into surface contact with the sliding surface of the friction material, the sliding surface is easily smoothed out evenly.
本発明によれば、摩擦ダンパーの使用開始時(使用初期)に生じ得る摩擦力のばらつきを小さくすることにより、摩擦力の設計値に係る安全代の緩和を通して摩擦ダンパーのコストダウンを図ることができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the cost of the friction damper through the relief of the safety allowance related to the design value of the friction force by reducing the variation of the friction force that may occur at the start of use (initial use) of the friction damper. it can.
===本実施形態===
図2A及び図2Bは、本実施形態に係る摩擦材25,35が供された摩擦ダンパー10の一例の概略図である。なお、図2Aには概略立面図が示されており、また図2Bには、図2A中のB−B断面図が示されている。
この摩擦ダンパー10は、建物架構1(構造物に相当)の振動時に同架構1のうちで互いに往復相対移動する一対の部材5a,5b同士の間に介装されて使用されている。すなわち、摩擦ダンパー10は、建物架構1の一方の部材5aにボルト止め等で固定される第1圧接板11と、同架構1の他方の部材5bにボルト止め等で固定される第2圧接板21と、第2圧接板21とによって第1圧接板11を同板11の両面から所定の圧接力で挟み込む第3圧接板31と、を有している。そして、第1圧接板11の両面には、それぞれ板状の滑り材15,15がビス止め等で固定され、また、第2圧接板21及び第3圧接板31において上記滑り材15,15と対面する各板面には、それぞれ板状の摩擦材25,35がビス止め等で固定されており、更には、摩擦材25,35の摺動面25a,35aと滑り材15,15の摺動面15a,15aとは互いに摺動可能に所定の圧接力で圧接されている。よって、上述の往復相対移動時には、これら摺動面15a,25a同士並びに摺動面15a,35a同士が摺動して摩擦力を発し、当該摩擦力にて建物架構1の振動を減衰する。
=== This Embodiment ===
2A and 2B are schematic views of an example of the
The
なお、上記の圧接力は、第1圧接板11及び滑り材15,15の全てを貫通してなる第1貫通孔13、第2圧接板21及び摩擦材25の両者を貫通してなる第2貫通孔23、そして、第3圧接板31及び摩擦材35の両者を貫通してなる第3貫通孔33を一気に挿通して設けられたボルト41bにナット41nを螺合させて締結することで付与されるようになっている。また、圧接力の安定化を図るべく、ボルト41bの頭部と第3圧接板31との間、及びナット41nと第2圧接板21との間にはそれぞれ皿ばね43,43…が介装されているが、かかる皿ばね43,43…は無くても良い。また、第1貫通孔13は、上記の往復相対移動の方向に長い長孔に形成されており、これにより、建物架構1の一方の部材5aと他方の部材5bとの間の往復相対移動に応じて、第2圧接板21及び第3圧接板31の各摩擦材25,35は、第1圧接板11の滑り材15,15に対して摺動可能とされている。
The above-mentioned pressure contact force is a second pressure formed by penetrating both the first through
図3の概略断面図に示すように、この例では、摩擦材25,35は樹脂板25r,35rを本体とする。すなわち、摩擦材25,35は、高剛性の板状の芯材25b,35bに樹脂板25r,35rが分離不能に一体に接合された二層構造の部材であり、例えば芯材25b,35bとしてステンレスが使用されている。樹脂板25r,35rは、例えば、熱硬化性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等の繊維材料と、カシューダスト、鉛などの摩擦調整材と、硫酸バリューム等の充填剤とから主に構成される摩擦材料で形成されている。また、熱硬化性樹脂としては、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挙げられる。そして、かかる樹脂板25r,35rの板面25ra,35raが、上記の摺動面25a,35aとして機能する。但し、摩擦材25,35は、何等二層構造の部材に限るものではなく、例えば、樹脂板25r,35rのみの単層構造の部材であっても良い。
As shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 3, in this example, the
一方、滑り材15,15は金属板であり、例えば、ステンレス又はチタンを素材として形成されている。
On the other hand, the sliding
但し、かかる摩擦材25,35の本体25r,35r及び滑り材15,15の各素材の組み合わせは、何等上記に限るものではない。すなわち、摩擦材25,35の本体25r,35rと滑り材15,15との間で所定の摩擦力を生じ得るのであれば、上記以外でも良く、例えば摩擦材25,35の本体25r,35r及び滑り材15,15の全てが、上述の如き金属板であっても良いし、或いは摩擦材25,35の本体25r,35r及び滑り材15,15の全てが、上述の如き樹脂板であっても良い。また、樹脂板及び金属板の素材の例も、何等上記に限るものではなく、上記以外の素材を使用しても良い。
However, the combination of the materials of the
ここで、この例では、摩擦ダンパー10の使用開始前に、摩擦材25,35の摺動面25a,35aに対して予備的な摺動処理(以下、予備摺動処理とも言う)がなされており、これにより、摩擦ダンパー10の使用開始時には、摩擦材25,35は、図1中の摩擦力が略一定の収束値に収束した状態にされている。すなわち、図4に、この予備摺動処理がなされた摩擦材25,35を用いた摩擦ダンパー10が示す摩擦力と摺動量の累積値との関係のグラフを示すが、摩擦力は、1回目の相対移動から略一定の値たる図1の収束値となっており、以降、概ね当該収束値に維持されている。
In this example, a preliminary sliding process (hereinafter also referred to as a preliminary sliding process) is performed on the sliding
よって、摩擦力の設計値として、図1の初期値を用いずに同初期値よりも大きな上記の収束値を用いることができて、結果、摩擦ダンパー10のコストダウンを図れる。すなわち、摩擦ダンパー10の使用開始時(使用初期)から、摩擦力のばらつきを小さくすることができて、その結果、摩擦力の設計値に係る安全代を縮小できてコストダウンを図れる。
Therefore, the above converged value larger than the initial value can be used as the design value of the frictional force without using the initial value of FIG. 1, and as a result, the cost of the
ちなみに、図1のグラフのように、摺動量の増加に伴って摩擦力がその初期値よりも大きな値に収束する理由としては、次のように考えられる。先ず、製造直後の摩擦材25,35の摺動面25a,35aは、比較的大きな凹凸を有している。そして、このような凹凸では、謂わば点接触のように凸部の頂部のみで摩擦材25,35の摺動面25a,35aは滑り材15,15の摺動面15a,15aに接触することから、一般に製造直後の摩擦力は小さい。しかし、摺動によって徐々に凸部が摩耗して取れていき摩擦材25,35の摺動面25a,35aがより平坦になっていけば、摩擦材25,35の摺動面25a,35aのうちで滑り材15,15の摺動面15a,15aと接触する部分が次第に増えていき、これにより摩擦力が大きくなる。そして、その結果として、摩擦力は、その初期値よりも大きな値で収束するものと考えられる。
Incidentally, the reason why the frictional force converges to a value larger than its initial value as the sliding amount increases as shown in the graph of FIG. 1 is considered as follows. First, the sliding
この例では、かかる摩擦材25,35への予備摺動処理は、次のようなタイミングでなされている。先ず、摩擦材25,35の芯材25b,35bたるステンレス板25b,35bの上に、樹脂板25r,35rの材料たる摩擦材料(結合材、繊維材料、摩擦調整材、及び充填剤等)の粉体が載置されて加熱及び加圧などされて板状に固められることによって、二層構造の板状部材として摩擦材25,35が成形される。そうしたら、かかる成形された摩擦材25,35が、摩擦ダンパー10の一部として建物架構1に取り付けられるよりも前の時点で、摩擦材25,35に対して予備摺動処理が行われる。より詳しくは、摩擦ダンパー10の第2圧接板21および第3圧接板31に各摩擦材25,35がビス止め等で固定されるよりも前の時点、つまり摩擦材25,35が単体の状態にある時に、同摩擦材25,35に対して予備摺動処理が施される。
In this example, the preliminary sliding process to the
図5は、この単体の状態の摩擦材25,35に対して、予備摺動処理を行う予備摺動処理装置70の一例の概略中心縦断面図である。
FIG. 5 is a schematic center longitudinal sectional view of an example of a preliminary sliding
予備摺動処理装置70は、例えば水平方向に往復移動可能に案内された板材72と、摩擦材25,35を水平方向に移動不能に保持しながら、摩擦材25,35の摺動面25a,35aを上記の板材72の平坦な上面72aに所定の押し力で押し付けるヘッド部76と、を有している。そして、摩擦材25,35の摺動面25a,35aを上記板材72の上面72aに一定の押し力で押し付けている間に、同板材72を適宜なアクチュエータ73で水平方向に往復移動することによって、同板材72の上面72a(板面に相当)で摩擦材25,35の摺動面25a,35aを人為的に摺動するようになっている。
For example, the preliminary sliding
ヘッド部76は、例えば油圧シリンダー76cを本体とし、油圧シリンダー76cは、鉛直方向の下方に前進し上方に後退するピストン76pを有している。そして、ピストン76pの下面には、摩擦材25,35を移動不能に保持する保持部76hが一体に固定されている。この例では、保持部76hは所定厚さの板部材であり、当該保持部76hの下面76haには、摩擦材25,35の外形形状と略同じ平面形状の凹部76ha1が形成されている。そして、同凹部76ha1に摩擦材25,35の上部が嵌り込むことによって、保持部76hは摩擦材25,35を移動不能に保持し、これにより、摩擦材25,35は、その摺動面25a,35aが下方を向いた姿勢に保持される。また、油圧シリンダー76cのピストン76pの鉛直方向の下方への押し力の調整は、油圧シリンダー76cの作動に供される作動油の圧力値を圧力調整弁等で制御することにより行われる。
The
板材72の下方には、板材72を水平な上面74aで支持する台座74が設けられており、フラットローラーベアリング75を介して板材72は台座74の上面74a上に水平方向に往復移動可能に支持されている。そして、上記のアクチュエータ73から往復移動用の外力が入力されると、板材72は水平方向に所定振幅で往復移動する。
Below the
なお、この例では、板材72は、上層部72uと下層部72dとの二層構造の部材で構成されている。そして、摩擦材25,35の摺動面25a,35aは、上層部72uの上面72uaに当接するが、かかる上層部72uの素材には、実際の摩擦ダンパー10で使用される滑り材15,15と同種の部材が使用されている。例えば、実際の摩擦ダンパー10では、当該滑り材15,15にステンレス板が使用されることが多いため、この装置70では、板材72の上層部72uにステンレス板を用いている。
そして、このようにすれば、摩擦材25,35の摺動面25a,35aの状態を、摩擦ダンパー10の一部として摩擦材25,35が実際に使用される間に均された状態と同様の状態に仕上げることができて、これにより、摩擦力のばらつきをより小さくすることができる。
In this example, the
And if it does in this way, the state of the sliding
但し、かかる上層部72uの素材は、何等ステンレス板に限るものではなく、これ以外の種類の材料を用いても良い。ちなみに、上記の如き二層構造の板材72によれば、摩擦材25,35の種類に応じて板材72の種類を変更したい場合に、下層部72dにビス止めなどで固定された上層部72uのみを交換することで対処可能なため、かかる変更を容易に行うことができる。但し、二層構造の板材72は、何等二層構造に限るものではなく、一層でも良いし、三層以上として用いても良い。
However, the material of the
また、上記の予備摺動処理の際に摩擦材25,35を板材72に押し付けるための押し力の設定値や、板材72を往復移動する回数と上記所定振幅との両者で定まる摺動量の累積値の設定値などは、摩擦材25,35の種類に応じて決められる。なお、かかる設定値は、例えば実験によって得ることができる。すなわち、当該実験では、複数水準の押し力の候補値から選択された所定の押し力の値で、摩擦材25,35を板材72に押し付けながら板材72を所定振幅で水平方向に往復移動し、そして、往復移動中の摩擦力が略一定に収束するまでの往復移動の回数を調べることで、上記の各設定値を得ることができる。なお、往復移動中の摩擦力の収束の検知は、板材72を往復移動する際にアクチュエータ73から入力される上記外力を計測するとともに、当該外力の計測値の変動幅が、予め設定された所定値以内に入っているか否かを判定することで行うことができる。
In addition, the set value of the pressing force for pressing the
ちなみに、図5の例のように、ピストン76pと保持部76hとの間に球面座76kを介装することにより、当該球面座76kを介してピストン76pと保持部76hとを連結しても良い。そして、このようにすれば、摩擦材25,35の摺動面25a,35aを板材72の上面72aに略均等の圧力でもって押し当てることができる。但し、かかる球面座76kは、無くても良い。
Incidentally, as in the example of FIG. 5, a
ところで、上述の例では、製造された摩擦材25,35が単体の状態にある時に予備摺動処理を行っていたが、予備摺動処理の実施タイミングは何等上記に限らない。例えば、適宜な工場において摩擦ダンパー10の各部品11,21,31,15,15,25,35,41b,41n,43,43…を組んで、図2A及び図2Bの摩擦ダンパー10の状態に組み立てた後に、当該摩擦ダンパー10の状態で摩擦材25,35に予備摺動処理を施しても良い。なお、この場合には、例えば図6の概略中心縦断面図に示すような予備摺動処理装置70aが準備される。すなわち、この予備摺動処理装置70aは、第1圧接板11に固定される第1ヘッド部78と、第2圧接板21と第3圧接板31との間に挿入されてこれら両者21,31に固定される第2ヘッド部79と、第2ヘッド部79に対して第1ヘッド部78を往復相対移動するためのアクチュエータ78aと、を有している。そして、アクチュエータ78aを作動して、第1ヘッド部78を往復相対移動することによって、第2圧接板21および第3圧接板31の各摩擦材25,35の摺動面25a,35aと、対応する滑り材15,15の摺動面15a,15aとがそれぞれ摺動し、これにより摩擦材25,35の摺動面25a,35aは、予備摺動処理されることになる。すなわち、この場合には、摩擦材25,35の摺動面25a,35aを予備摺動処理するための板材72の板面72aの代わりに、滑り材15,15の摺動面15a,15aを用いて予備摺動処理を行うことになる。
In the above example, the preliminary sliding process is performed when the manufactured
更には、図2Aに示すように摩擦ダンパー10を取り付け対象の建物架構1に取り付けた後であって、且つ摩擦ダンパー10を使用開始前の任意のタイミングで、予備摺動処理を行っても良い。詳しくは、建物架構1に摩擦ダンパー10を取り付けた後であって、しかも地震動や風荷重による振動で建物架構1が揺れて摩擦ダンパー10が初めて作動するよりも前の任意のタイミングで、建物架構1に仮設のアクチュエータ(不図示)で建物架構1を強制的且つ人為的に揺らすことにより、摩擦ダンパー10の摩擦材25,35に予備摺動処理を施しても良い。なお、この場合も、第2圧接板21および第3圧接板31の各摩擦材25,35の摺動面25a,35aと、対応する滑り材15,15の摺動面15a,15aとがそれぞれ摺動することにより、摩擦材25,35の摺動面25a,35aは、予備摺動処理されることになる。すなわち、この場合も、摩擦材25,35の摺動面25a,35aを予備摺動処理するための板材72の板面72aの代わりに、滑り材15,15の摺動面15a,15aを用いて予備摺動処理を行うことになる。
Further, as shown in FIG. 2A, the preliminary sliding process may be performed after the
===その他の実施の形態===
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で以下に示すような変形が可能である。
=== Other Embodiments ===
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this embodiment, The deformation | transformation as shown below is possible in the range which does not deviate from the summary.
上述の実施形態では、予備摺動処理済みの摩擦材25,35が適用される摩擦ダンパー10として、所謂二面摩擦の摩擦ダンパー10を例示した。すなわち、両面にそれぞれ滑り材15,15が設けられた第1圧接板11と、一方の滑り材15に対面して摩擦材25が設けられた第2圧接板21と、もう一方の滑り材15に対面して摩擦材35が設けられた第3圧接板31と、を有した摩擦ダンパー10を例示した。しかし、上記摩擦材25,35が適用される摩擦ダンパーの態様は、何等これに限らない。例えば、上記の第1乃至第3圧接板11,21,31のうちで第3圧接板31だけが省略された一面摩擦の摩擦ダンパーであっても良い。更には、第1圧接板11及び第2圧接板21、或いは、第1圧接板11及び第3圧接板31を交互に複数枚積層し、これにより上記の二面摩擦よりも摺動面15aの数が多い多面摩擦の摩擦ダンパーに対して、上記摩擦材25,35を使用しても良い。
In the above-described embodiment, the so-called two-surface
上述の実施形態では、摩擦ダンパー10によって振動を減衰すべき構造物として建物架構架構1を例示し、そして、かかる建物架構1のうちで互いに往復相対移動する一対の部材5a,5bに摩擦ダンパー10を取り付ける態様を例示したが、かかる一対の部材5a,5bの概念は、何等、図1の如きブレースを二分割した部材5a,5bに限らない。例えば、間柱、柱梁接合部、梁同士の接合部、間仕切り壁などをそれぞれ二分割した部材も、上記一対の部材5a,5bの概念に含まれる。
また、構造物の概念は、地面に直接的或いは間接的に固定された物体の概念である。よって、上記の建物架構1以外に、地面に設けられた基礎に固定された適宜な実験設備等も、上記の構造物の概念に含まれる。例えば、上記の実験設備の振動を減衰すべく、実験設備と上記基礎とを摩擦ダンパー10で連結する場合に、同ダンパー10に対して、本発明に係る予備摺動処理済みの摩擦材25,35を使用しても良い。
In the above-described embodiment, the building frame 1 is illustrated as a structure whose vibration is to be damped by the
Further, the concept of the structure is a concept of an object fixed directly or indirectly to the ground. Therefore, in addition to the building frame 1 described above, appropriate experimental equipment fixed to a foundation provided on the ground is also included in the concept of the structure. For example, when the experimental equipment and the foundation are connected by the
1 建物架構(構造物)、5a 一方の部材、5b 他方の部材、
10 摩擦ダンパー、
11 第1圧接板、13 第1貫通孔、15 滑り材、
15a 摺動面、
21 第2圧接板、23 第2貫通孔、25 摩擦材、25a 摺動面、
25b 芯材、25r 樹脂板、25ra 板面、
31 第3圧接板、33 第3貫通孔、35 摩擦材、35a 摺動面、
35b 芯材、35r 樹脂板、35ra 板面、
41b ボルト、41n ナット、
70 予備摺動処理装置、70a 予備摺動処理装置、
72 板材、72a 上面(板面)、
72u 上層部、72d 下層部、72ua 上面(板面)、
73 アクチュエータ、
74 台座、74a 上面、
75 フラットローラーベアリング、
76 ヘッド部、
76c 油圧シリンダー、76h 保持部、76ha 下面、76ha1 凹部、
76p ピストン、
76k 球面座、
78 第1ヘッド部、78a アクチュエータ、79 第2ヘッド部、
1 building frame (structure), 5a one member, 5b the other member,
10 Friction damper,
11 First pressure contact plate, 13 First through hole, 15 Sliding material,
15a sliding surface,
21 second pressure contact plate, 23 second through hole, 25 friction material, 25a sliding surface,
25b core material, 25r resin plate, 25ra plate surface,
31 3rd press-contact plate, 33 3rd through-hole, 35 friction material, 35a sliding surface,
35b core material, 35r resin plate, 35ra plate surface,
41b bolt, 41n nut,
70 Preliminary sliding treatment device, 70a Preliminary sliding treatment device,
72 plate material, 72a upper surface (plate surface),
72u upper layer portion, 72d lower layer portion, 72ua upper surface (plate surface),
73 Actuator,
74 pedestal, 74a top surface,
75 flat roller bearings,
76 head,
76c hydraulic cylinder, 76h holding portion, 76ha bottom surface, 76ha1 recess,
76p piston,
76k spherical seat,
78 1st head part, 78a Actuator, 79 2nd head part,
Claims (4)
前記摩擦ダンパーの使用開始前に、前記摩擦材において前記摩擦力が発生すべき摺動面を、所定の板材の板面に当接させて人為的に摺動させることを特徴とする摩擦ダンパーの摩擦材の処理方法。 A friction material processing method for stabilizing a friction force generated in a friction material of a friction damper to attenuate vibrations of a structure from the start of use of the friction damper,
Before starting to use the friction damper, the friction damper is characterized in that the sliding surface on which the friction force should be generated in the friction member is caused to slide artificially by abutting against a plate surface of a predetermined plate member. Friction material processing method.
前記摩擦ダンパーは、前記摩擦材の前記摺動面と摺動可能に設けられ、前記振動に伴って前記摺動面に対して摺動する滑り材を有し、
前記板材として、前記滑り材と同種の部材を使用することを特徴とする摩擦ダンパーの摩擦材の処理方法。 It is a processing method of the friction material of the friction damper according to claim 1,
The friction damper is provided to be slidable with the sliding surface of the friction material, and has a sliding material that slides with respect to the sliding surface with the vibration,
A method of treating a friction material of a friction damper, wherein the same material as the sliding material is used as the plate material.
前記摩擦ダンパーの取り付け対象の前記構造物に前記摩擦材を取り付ける前に、前記摩擦材の前記摺動面を前記板材の前記板面に当接させて摺動させることを特徴とする摩擦ダンパーの摩擦材の処理方法。 It is a processing method of the friction material of the friction damper according to claim 1 or 2,
Before attaching the friction material to the structure to which the friction damper is to be attached, the sliding surface of the friction material is caused to slide against the plate surface of the plate material. Friction material processing method.
前記摩擦力が発生すべき摺動面を有した形状に前記摩擦材を成形する工程と、
前記摩擦ダンパーの使用開始前に、前記摺動面を、所定の板材の板面に当接させて人為的に摺動させる工程と、を有することを特徴とする摩擦ダンパーの摩擦材の製造方法。 A friction material manufacturing method in which a friction force generated in a friction material of a friction damper to stabilize vibrations of a structure is stabilized from the start of use of the friction damper,
Forming the friction material into a shape having a sliding surface on which the frictional force is to be generated;
And a step of artificially sliding the sliding surface in contact with a plate surface of a predetermined plate material before starting to use the friction damper. .
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