JP2016176488A - Friction damper - Google Patents

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平井 潤
Jun Hirai
潤 平井
洋司 大木
Yoji Oki
洋司 大木
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a friction damper capable of accurately controlling frictional force.SOLUTION: A friction damper 1 suppressing vibrations of a structure, is equipped with a slide plate 12 formed with a first sliding surface P1; a sliding plate 13 formed with a second sliding surface P2 contacted with the first sliding surface P1, and a fastening member 15 adding axial force in a direction in which the first sliding surface P1 and the second sliding surface P2 are contacted. On a surface of at least one of the first sliding surface P1 and the second sliding surface P2, a friction layer 30 adjusting a friction coefficient between the first sliding surface P1 and the second sliding surface P2 is formed. The friction layer 30 has a friction coefficient smaller than 0.4, and the fluctuation of the friction coefficient is smaller than 0.1.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、構造物の振動を抑制する摩擦ダンパに関するものである。   The present invention relates to a friction damper that suppresses vibration of a structure.

従来、一方の構造物に取り付けた複数の第1の摺動板と、他方の構造物に取り付けた複数の第2の摺動板と、第1の摺動板と第2の摺動板とを交互に積層し、板面内において摺動するように締結する締め付け具と、を備える制振装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。このように構成される制振装置は、正確な履歴特性動作を行って、安定した制動力を発揮している。   Conventionally, a plurality of first sliding plates attached to one structure, a plurality of second sliding plates attached to the other structure, a first sliding plate and a second sliding plate, Are known, and a damping device is known that includes a fastening tool that is alternately stacked and fastened so as to slide within a plate surface (see, for example, Patent Document 1). The vibration damping device configured as described above performs an accurate hysteresis characteristic operation and exhibits a stable braking force.

特開平11−343675号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-343675

ところで、第1の摺動板と第2の摺動板との間の摩擦力をより安定したものとするためには、第1の摺動板と第2の摺動板との間の摩擦係数をより適切なものに調整する必要がある。   By the way, in order to make the frictional force between the first sliding plate and the second sliding plate more stable, the friction between the first sliding plate and the second sliding plate. It is necessary to adjust the coefficient to a more appropriate one.

そこで、本発明は、摩擦力を精度良くコントロールすることができる摩擦ダンパを提供することを課題とする。   Then, this invention makes it a subject to provide the friction damper which can control a frictional force accurately.

本発明の摩擦ダンパは、構造物の振動を抑制する摩擦ダンパにおいて、第1摺動面が形成される第1摺動部材と、前記第1摺動面に接する第2摺動面が形成される第2摺動部材と、前記第1摺動面と前記第2摺動面とが接する方向に押圧力を与える押圧部材と、を備え、前記第1摺動面及び前記第2摺動面の少なくとも一方の表面には、前記第1摺動面と前記第2摺動面との間の摩擦係数を調整する摩擦層が形成され、前記摩擦層は、前記摩擦係数が0.4よりも小さく、且つ、前記摩擦係数の変動が0.1よりも小さくなっていることを特徴とする。   The friction damper of the present invention is a friction damper that suppresses vibration of a structure, and includes a first sliding member on which a first sliding surface is formed, and a second sliding surface in contact with the first sliding surface. A second sliding member, and a pressing member that applies a pressing force in a direction in which the first sliding surface and the second sliding surface are in contact with each other, the first sliding surface and the second sliding surface A friction layer for adjusting a friction coefficient between the first sliding surface and the second sliding surface is formed on at least one surface of the friction layer, and the friction layer has a friction coefficient of more than 0.4. It is small, and the variation of the friction coefficient is smaller than 0.1.

この構成によれば、摩擦係数を0.4よりも小さく、且つ、摩擦係数の変動を0.1よりも小さくすることができるため、押圧力(摺動面に対する垂直抗力)に応じて変化する摩擦力の変位を線形関係とすることができ、摩擦力を精度良く調整することができる。   According to this configuration, since the friction coefficient can be made smaller than 0.4 and the variation in the friction coefficient can be made smaller than 0.1, the friction coefficient changes according to the pressing force (the vertical drag against the sliding surface). The displacement of the frictional force can be in a linear relationship, and the frictional force can be adjusted with high accuracy.

また、前記摩擦係数は、0.15から0.2の範囲であることが、好ましい。   The friction coefficient is preferably in the range of 0.15 to 0.2.

この構成によれば、摩擦係数の変動をより抑制できることから、摩擦力の変位をより線形とすることができ、摩擦力をより精度良く調整することができる。   According to this configuration, since the variation of the friction coefficient can be further suppressed, the displacement of the friction force can be made more linear, and the friction force can be adjusted with higher accuracy.

また、前記摩擦層は、銅合金系の焼結材料を用いて形成されることが、好ましい。   The friction layer is preferably formed using a copper alloy-based sintered material.

この構成によれば、一般的な固体潤滑材料(例えば、黒鉛等)に比して剛性の高い材料を用いることができるため、押圧時における摩擦層の変形を小さくすることができ、容易に取り扱うことができる。また、耐摩耗性を有する摩擦層を形成することができるため、経時的な劣化を抑制することができる。   According to this configuration, a material having higher rigidity than a general solid lubricating material (for example, graphite or the like) can be used, so that deformation of the friction layer at the time of pressing can be reduced and handled easily. be able to. Moreover, since a friction layer having wear resistance can be formed, deterioration over time can be suppressed.

図1は、本実施形態に係る摩擦ダンパを示す正面図である。FIG. 1 is a front view showing a friction damper according to the present embodiment. 図2は、本実施形態に係る摩擦ダンパを示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing the friction damper according to the present embodiment. 図3は、本実施形態に係る摩擦ダンパの準静的特性における摩擦力と変位との履歴を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the history of frictional force and displacement in the quasi-static characteristics of the friction damper according to the present embodiment. 図4は、本実施形態に係る摩擦ダンパの準静的特性における軸力に応じて変化する摩擦力を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the frictional force that changes according to the axial force in the quasi-static characteristic of the friction damper according to the present embodiment. 図5は、本実施形態に係る摩擦ダンパの動的特性における摩擦力と変位との履歴を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the history of frictional force and displacement in the dynamic characteristics of the friction damper according to the present embodiment. 図6は、本実施形態に係る摩擦ダンパの動的特性における軸力に応じて変化する摩擦力を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the frictional force that changes according to the axial force in the dynamic characteristics of the friction damper according to the present embodiment.

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能であり、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせることも可能である。   Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same. Furthermore, the constituent elements described below can be appropriately combined, and when there are a plurality of embodiments, the embodiments can be combined.

[実施形態]
本実施形態に係る摩擦ダンパ1は、例えば、建築物等の構造体の振動を抑制する制振装置として用いられている。ここで、図1は、本実施形態に係る摩擦ダンパを示す正面図である。図2は、本実施形態に係る摩擦ダンパを示す側面図である。図3は、本実施形態に係る摩擦ダンパの準静的特性における摩擦力と変位との履歴を示すグラフである。図4は、本実施形態に係る摩擦ダンパの準静的特性における軸力に応じて変化する摩擦力を示すグラフである。図5は、本実施形態に係る摩擦ダンパの動的特性における摩擦力と変位との履歴を示すグラフである。図6は、本実施形態に係る摩擦ダンパの動的特性における軸力に応じて変化する摩擦力を示すグラフである。
[Embodiment]
The friction damper 1 according to the present embodiment is used, for example, as a vibration damping device that suppresses vibration of a structure such as a building. Here, FIG. 1 is a front view showing the friction damper according to the present embodiment. FIG. 2 is a side view showing the friction damper according to the present embodiment. FIG. 3 is a graph showing the history of frictional force and displacement in the quasi-static characteristics of the friction damper according to the present embodiment. FIG. 4 is a graph showing the frictional force that changes according to the axial force in the quasi-static characteristic of the friction damper according to the present embodiment. FIG. 5 is a graph showing the history of frictional force and displacement in the dynamic characteristics of the friction damper according to the present embodiment. FIG. 6 is a graph showing the frictional force that changes according to the axial force in the dynamic characteristics of the friction damper according to the present embodiment.

図1に示すように、摩擦ダンパ1が設けられる構造体は、例えば、図示しない上梁、下梁5a、上梁及び下梁5aを支える図示しない2本の柱によって形成され、所定の平面内において枠状に形成される架構5を含む構造体となっている。このような枠状の架構5に設けられる摩擦ダンパ1は、2本のブレース11と、複数のスライド板(第1摺動部材)12と、複数の摺動板(第2摺動部材)13と、複数のスペーサ14と、締結部材(押圧部材)15とを備えている。   As shown in FIG. 1, the structure provided with the friction damper 1 is formed by, for example, an upper beam (not shown), a lower beam 5a, two columns (not shown) that support the upper beam and the lower beam 5a, and a predetermined plane. The structure includes the frame 5 formed in a frame shape. The friction damper 1 provided in such a frame-shaped frame 5 includes two braces 11, a plurality of slide plates (first sliding members) 12, and a plurality of sliding plates (second sliding members) 13. And a plurality of spacers 14 and a fastening member (pressing member) 15.

2本のブレース11は、いわゆる筋交いであり、その一方のブレース11の一端が上梁と一方の柱とによって形成されるコーナー部に接続部材を介して接続され、その他方のブレース11の一端が上梁と他方の柱とによって形成されるコーナー部に接続部材を介して接続されている。また、2本のブレース11は、その他端が下梁5aの長手方向における中央に位置するように配置される。   The two braces 11 are so-called braces, and one end of one brace 11 is connected to a corner portion formed by the upper beam and one column via a connecting member, and one end of the other brace 11 is connected to the other brace 11. It is connected to a corner portion formed by the upper beam and the other column via a connecting member. Further, the two braces 11 are arranged so that the other ends thereof are located in the center in the longitudinal direction of the lower beam 5a.

複数のスライド板12は、図1及び図2に示すように、2本のブレース11の他端に接続されており、各スライド板12の板面が対向するように積層して配置されている。ここで、複数のスライド板12の積層方向は、枠状の架構5が配置される所定の平面内に対して、直交する方向となっている。各スライド板12の中央には、下梁5aの長手方向に長い長孔21が貫通形成されている。各スライド板12は、ステンレス鋼(例えば、SUS304)を用いた鋼板であり、その板面が、各摺動板13に接する第1摺動面P1となっている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the plurality of slide plates 12 are connected to the other ends of the two braces 11 and are stacked so that the plate surfaces of the slide plates 12 face each other. . Here, the stacking direction of the plurality of slide plates 12 is a direction orthogonal to a predetermined plane in which the frame-like frame 5 is arranged. A long hole 21 that is long in the longitudinal direction of the lower beam 5a is formed through the center of each slide plate 12. Each slide plate 12 is a steel plate using stainless steel (for example, SUS304), and the plate surface thereof is a first slide surface P <b> 1 in contact with each slide plate 13.

図2に示すように、複数のスペーサ14は、積層される複数のスライド板12の間にそれぞれ設けられている。各スペーサ14は、スライド板12に対して上梁側に配置されている。複数のスペーサ14は、複数のスライド板12と共に、2本の締結ボルト25によって締結される。   As shown in FIG. 2, the plurality of spacers 14 are respectively provided between the plurality of stacked slide plates 12. Each spacer 14 is disposed on the upper beam side with respect to the slide plate 12. The plurality of spacers 14 are fastened together with the plurality of slide plates 12 by two fastening bolts 25.

複数の摺動板13は、図1及び図2に示すように、下梁5aに取り付けられており、各摺動板13の板面が対向するように積層して配置されている。ここで、複数の摺動板13の積層方向は、複数のスライド板12の積層方向と同じ方向となっており、枠状の架構5が配置される所定の平面内に対して、直交する方向となっている。各摺動板13の中央には、締結部材15が挿通される締結孔22が貫通形成されている。各摺動板13は、スライド板12と同様に、ステンレス鋼(例えば、SUS304)を用いた鋼板である。   As shown in FIGS. 1 and 2, the plurality of sliding plates 13 are attached to the lower beam 5 a and are stacked so that the plate surfaces of the sliding plates 13 face each other. Here, the stacking direction of the plurality of sliding plates 13 is the same direction as the stacking direction of the plurality of sliding plates 12, and is a direction orthogonal to a predetermined plane in which the frame-like frame 5 is arranged. It has become. A fastening hole 22 through which the fastening member 15 is inserted is formed through the center of each sliding plate 13. Each sliding plate 13 is a steel plate using stainless steel (for example, SUS304) similarly to the sliding plate 12.

また、下梁5aに取り付けられた複数の摺動板13は、積層される複数のスライド板12の間に配置される。各摺動板13は、スライド板12に対して下梁5a側に配置されている。複数の摺動板13は、複数のスライド板12と共に、締結部材15によって締結される。このため、各摺動板13は、その板面が、各スライド板12に接する第2摺動面P2となっている。なお、詳細は後述するが、この第2摺動面P2の表面には、第1摺動面P1と第2摺動面P2との間の摩擦係数を調整する摩擦層30が形成されている。   The plurality of sliding plates 13 attached to the lower beam 5a are disposed between the plurality of stacked sliding plates 12. Each sliding plate 13 is disposed on the lower beam 5 a side with respect to the sliding plate 12. The plurality of sliding plates 13 are fastened together with the plurality of sliding plates 12 by fastening members 15. For this reason, each sliding plate 13 is a second sliding surface P <b> 2 in contact with each sliding plate 12. In addition, although mentioned later for details, the friction layer 30 which adjusts the friction coefficient between the 1st sliding surface P1 and the 2nd sliding surface P2 is formed in the surface of this 2nd sliding surface P2. .

締結部材15は、例えば、ボルト及びナットを用いて構成されている。締結部材15は、複数のスライド板12に形成される複数の長孔21と、複数の長孔21に対して積層方向に重ね合わされる複数の摺動板13の締結孔22とに挿通される。この締結部材15が締結されると、各スライド板12の第1摺動面P1と、各摺動板13の第2摺動面P2とが接触すると共に、第1摺動面P1と第2摺動面P2との間には、所定の軸力(押圧力)に応じた摩擦力が付与される。このとき、各スライド板12の長孔21は、下梁5aの長手方向に長く形成されていることから、各スライド板12は、摺動板13に対して、下梁5aの長手方向への変位が可能となる。   The fastening member 15 is comprised using the volt | bolt and the nut, for example. The fastening member 15 is inserted through the plurality of long holes 21 formed in the plurality of slide plates 12 and the fastening holes 22 of the plurality of sliding plates 13 that are overlapped in the stacking direction with respect to the plurality of long holes 21. . When the fastening member 15 is fastened, the first sliding surface P1 of each sliding plate 12 and the second sliding surface P2 of each sliding plate 13 come into contact with each other, and the first sliding surface P1 and the second sliding surface P2 are in contact with each other. A frictional force corresponding to a predetermined axial force (pressing force) is applied between the sliding surface P2. At this time, since the long hole 21 of each slide plate 12 is formed long in the longitudinal direction of the lower beam 5 a, each slide plate 12 extends in the longitudinal direction of the lower beam 5 a relative to the slide plate 13. Displacement is possible.

このように構成される摩擦ダンパ1は、架構5が振動すると、2本のブレース11を介して上梁に取り付けられる複数のスライド板12と、下梁5aに取り付けられる複数の摺動板13とが、第1摺動面P1及び第2摺動面P2内で、長孔21が形成される方向に変位する。このため、摩擦ダンパ1は、第1摺動面P1と第2摺動面P2との間に摩擦力が生じることによって、架構5の振動を摩擦熱に変換するため、架構5の振動を吸収する。   When the frame 5 vibrates, the friction damper 1 configured in this way includes a plurality of slide plates 12 attached to the upper beam via the two braces 11, and a plurality of slide plates 13 attached to the lower beam 5a. However, it is displaced in the direction in which the long hole 21 is formed in the first sliding surface P1 and the second sliding surface P2. For this reason, the friction damper 1 absorbs the vibration of the frame 5 because the frictional force is generated between the first sliding surface P1 and the second sliding surface P2 to convert the vibration of the frame 5 into frictional heat. To do.

次に、摺動板13の第2摺動面P2の表面に形成される摩擦層30について説明する。この摩擦層30は、銅合金系の焼結材料を焼結することで形成される。具体的に、摩擦層30は、青銅を主体としたものに、すず及び鉛を加え、且つ、黒鉛を粉体の状態で混合し、これをステンレスの鋼板である摺動板13の表面上に塗布して焼結し、この後、摺動板13を圧延して、さらに二次焼結して形成される。   Next, the friction layer 30 formed on the surface of the second sliding surface P2 of the sliding plate 13 will be described. The friction layer 30 is formed by sintering a copper alloy-based sintered material. Specifically, the friction layer 30 is mainly composed of bronze, tin and lead are added, and graphite is mixed in a powder state, and this is mixed on the surface of the sliding plate 13 which is a stainless steel plate. It is applied and sintered, and thereafter, the sliding plate 13 is rolled and further subjected to secondary sintering.

このように構成される摩擦層30は、第1摺動面P1と第2摺動面P2との間の摩擦係数が0.4よりも小さく、且つ、摩擦係数の変動が0.1よりも小さくなっている。具体的に、第1摺動面P1と第2摺動面P2との間の摩擦係数は、0.15から0.2の範囲となっている。このため、第1摺動面P1と第2摺動面P2との間の摩擦力は、締結部材15の軸力に応じて線形に変化する。   In the friction layer 30 configured in this way, the friction coefficient between the first sliding surface P1 and the second sliding surface P2 is smaller than 0.4, and the variation of the friction coefficient is smaller than 0.1. It is getting smaller. Specifically, the friction coefficient between the first sliding surface P1 and the second sliding surface P2 is in the range of 0.15 to 0.2. For this reason, the frictional force between the first sliding surface P <b> 1 and the second sliding surface P <b> 2 changes linearly according to the axial force of the fastening member 15.

次に、図3及び図5を参照して、摩擦ダンパ1の摩擦力と変位との履歴を示すと共に、図4及び図6を参照して、軸力に応じて変化する摩擦力について説明する。   Next, referring to FIG. 3 and FIG. 5, the history of the frictional force and displacement of the friction damper 1 is shown, and the frictional force that changes according to the axial force is described with reference to FIG. 4 and FIG. 6. .

ここで、図3は、摩擦ダンパ1の準静的特性における摩擦力と変位との履歴である。ここで、準静的特性とは、油圧ジャッキ等を用いて、複数の摺動板13に対して、複数のスライド板12をゆっくりと変位させたときの特性である。具体的に、図3では、摩擦力が1000kNとなるように軸力を設定し、この状態において、油圧装置を用いて、複数の摺動板13に対して、複数のスライド板12を±40mm程度変位させたときの履歴となっている。図3は、その横軸が変位となっており、その縦軸が荷重(摩擦力)となっている。図3に示すように、複数の摺動板13に対して、複数のスライド板12を、下梁5aの長手方向に往行させた場合、1000kN程度の一定の摩擦力が生じる。また、複数の摺動板13に対して、複数のスライド板12を、下梁5aの長手方向に復行させた場合、同様に、1000kN程度の一定の摩擦力が生じる。   Here, FIG. 3 is a history of friction force and displacement in the quasi-static characteristics of the friction damper 1. Here, the quasi-static characteristic is a characteristic when the plurality of slide plates 12 are slowly displaced with respect to the plurality of slide plates 13 using a hydraulic jack or the like. Specifically, in FIG. 3, the axial force is set so that the frictional force is 1000 kN, and in this state, the plurality of slide plates 12 are set to ± 40 mm with respect to the plurality of slide plates 13 using a hydraulic device. It is a history when it is displaced to some extent. In FIG. 3, the horizontal axis represents displacement, and the vertical axis represents load (friction force). As shown in FIG. 3, when the plurality of slide plates 12 are moved in the longitudinal direction of the lower beam 5a with respect to the plurality of slide plates 13, a constant frictional force of about 1000 kN is generated. Further, when the plurality of slide plates 12 are moved backward in the longitudinal direction of the lower beam 5a with respect to the plurality of slide plates 13, similarly, a constant frictional force of about 1000 kN is generated.

図4は、摩擦ダンパ1の準静的特性における軸力に応じて変化する摩擦力である。図4は、その横軸が軸力となっており、その縦軸が摩擦力となっている。図4に示すように、摩擦ダンパ1の準静的特性における摩擦力は、軸力に応じて線形的な変化となる。ここで、図4では、第1摺動面P1と第2摺動面P2とが接触する摩擦面が、14面となっており、各摩擦面における摩擦係数μは、「μ=(摩擦力/面数)/軸力」の式から、約0.18となっている。   FIG. 4 shows the frictional force that changes according to the axial force in the quasi-static characteristic of the friction damper 1. In FIG. 4, the horizontal axis represents the axial force, and the vertical axis represents the frictional force. As shown in FIG. 4, the frictional force in the quasi-static characteristic of the friction damper 1 changes linearly according to the axial force. Here, in FIG. 4, the friction surfaces where the first sliding surface P1 and the second sliding surface P2 come into contact are 14 surfaces, and the friction coefficient μ on each friction surface is “μ = (friction force). From the formula of “/ number of surfaces) / axial force”, it is about 0.18.

図5は、摩擦ダンパ1の動的特性における摩擦力と変位との履歴である。ここで、動的特性とは、油圧ジャッキ等の油圧装置を用いて、複数の摺動板13に対して、複数のスライド板12を所定の周期で変位させたときの特性である。具体的に、図5に示すL1は、1.0Hzの周期で、油圧装置を用いて、複数の摺動板13に対して、複数のスライド板12を変位させたときの履歴となっており、このときの変位は±15mm程度となっている。また、図5に示すL2は、0.5Hzの周期で、油圧装置を用いて、複数の摺動板13に対して、複数のスライド板12を変位させたときの履歴となっており、このときの変位は±35mm程度となっている。さらに、図5に示すL3は、0.2Hzの周期で、油圧装置を用いて、複数の摺動板13に対して、複数のスライド板12を変位させたときの履歴となっており、このときの変位は±35mm程度となっている。図5は、その横軸が変位となっており、その縦軸が荷重(摩擦力)となっている。図5に示すように、複数の摺動板13に対して、複数のスライド板12を、下梁5aの長手方向に往復動させた場合、L1、L2及びL3において、400kN程度の一定の摩擦力が生じる。   FIG. 5 is a history of frictional force and displacement in the dynamic characteristics of the friction damper 1. Here, the dynamic characteristic is a characteristic when the plurality of slide plates 12 are displaced with a predetermined period with respect to the plurality of slide plates 13 using a hydraulic device such as a hydraulic jack. Specifically, L1 shown in FIG. 5 is a history when the plurality of slide plates 12 are displaced with respect to the plurality of slide plates 13 using a hydraulic device at a cycle of 1.0 Hz. The displacement at this time is about ± 15 mm. Further, L2 shown in FIG. 5 is a history when the plurality of slide plates 12 are displaced with respect to the plurality of slide plates 13 using a hydraulic device at a cycle of 0.5 Hz. The displacement at that time is about ± 35 mm. Furthermore, L3 shown in FIG. 5 is a history when the plurality of slide plates 12 are displaced with respect to the plurality of slide plates 13 with a period of 0.2 Hz using a hydraulic device. The displacement at that time is about ± 35 mm. In FIG. 5, the horizontal axis represents displacement, and the vertical axis represents load (friction force). As shown in FIG. 5, when the plurality of slide plates 12 are reciprocated in the longitudinal direction of the lower beam 5a with respect to the plurality of slide plates 13, a constant friction of about 400 kN in L1, L2, and L3. Power is generated.

図6は、摩擦ダンパ1の動的特性における軸力に応じて変化する摩擦力である。図6は、その横軸が軸力となっており、その縦軸が摩擦力となっている。図6に示すように、摩擦ダンパ1の動的特性における摩擦力は、軸力に応じて線形的な変化となる。ここで、図6では、第1摺動面P1と第2摺動面P2とが接触する摩擦面が、6面となっており、各摩擦面における摩擦係数μは、「μ=(摩擦力/面数)/軸力」の式から、約0.19となっている。   FIG. 6 shows the frictional force that changes according to the axial force in the dynamic characteristics of the friction damper 1. In FIG. 6, the horizontal axis is the axial force, and the vertical axis is the frictional force. As shown in FIG. 6, the frictional force in the dynamic characteristic of the friction damper 1 changes linearly according to the axial force. Here, in FIG. 6, there are six friction surfaces on which the first sliding surface P1 and the second sliding surface P2 come into contact, and the friction coefficient μ on each friction surface is “μ = (friction force). From the formula of “/ number of surfaces) / axial force”, it is about 0.19.

このように、摩擦ダンパ1の準静的特性及び動的特性における摩擦係数μは、ほぼ同じ値となっており、また、摩擦係数μの変動が0.1よりも小さいことから、軸力に応じた摩擦力の変化が線形関係となる。   Thus, the friction coefficient μ in the quasi-static characteristic and the dynamic characteristic of the friction damper 1 is almost the same value, and since the variation of the friction coefficient μ is smaller than 0.1, the axial force is The change of the corresponding friction force becomes a linear relationship.

以上のように、本実施形態によれば、摩擦係数μを0.4よりも小さく、且つ、摩擦係数μの変動を0.1よりも小さくすることができるため、軸力に応じて変化する摩擦力の変位を線形関係とすることができ、摩擦力を精度良く調整することができる。   As described above, according to the present embodiment, the friction coefficient μ can be smaller than 0.4 and the variation of the friction coefficient μ can be smaller than 0.1. The displacement of the frictional force can be in a linear relationship, and the frictional force can be adjusted with high accuracy.

また、本実施形態によれば、摩擦係数μを0.15から0.2の範囲とすることができるため、摩擦係数μの変動をより抑制できることから、摩擦力の変位をより線形とすることができ、摩擦力をより精度良く調整することができる。   In addition, according to the present embodiment, since the friction coefficient μ can be in the range of 0.15 to 0.2, the fluctuation of the friction coefficient μ can be further suppressed, so that the displacement of the friction force is made more linear. And the frictional force can be adjusted more accurately.

また、本実施形態によれば、摩擦層30を、銅合金系の焼結材料を用いて形成することができる。このため、一般的な固体潤滑材料(例えば、黒鉛等)に比して剛性の高い材料を用いることができるため、軸力の付与時における摩擦層30の変形を小さくすることができ、容易に取り扱うことができる。また、耐摩耗性を有する摩擦層30を形成することができるため、経時的な劣化を抑制することができる。   Further, according to the present embodiment, the friction layer 30 can be formed using a copper alloy-based sintered material. For this reason, since it is possible to use a material having higher rigidity than a general solid lubricating material (for example, graphite or the like), deformation of the friction layer 30 at the time of application of axial force can be reduced, and easily It can be handled. Moreover, since the friction layer 30 having wear resistance can be formed, deterioration with time can be suppressed.

なお、本実施形態では、摩擦層30に、銅合金系の焼結材料を適用したが、摩擦係数μを0.4よりも小さく、且つ、摩擦係数μの変動を0.1よりも小さくすることができる材料であれば、特に限定されず、例えば、レジン等の樹脂材を適用してもよい。   In the present embodiment, the copper alloy-based sintered material is applied to the friction layer 30. However, the friction coefficient μ is smaller than 0.4, and the variation of the friction coefficient μ is smaller than 0.1. For example, a resin material such as a resin may be applied as long as the material can be used.

1 摩擦ダンパ
5 架構
5a 下梁
11 ブレース
12 スライド板(第1摺動部材)
13 摺動板(第2摺動部材)
14 スペーサ
15 締結部材(押圧部材)
21 長孔
22 締結孔
25 締結ボルト
30 摩擦層
P1 第1摺動面
P2 第2摺動面
1 friction damper 5 frame 5a lower beam 11 brace 12 slide plate (first sliding member)
13 Sliding plate (second sliding member)
14 Spacer 15 Fastening member (Pressing member)
21 Long hole 22 Fastening hole 25 Fastening bolt 30 Friction layer P1 First sliding surface P2 Second sliding surface

Claims (3)

構造物の振動を抑制する摩擦ダンパにおいて、
第1摺動面が形成される第1摺動部材と、
前記第1摺動面に接する第2摺動面が形成される第2摺動部材と、
前記第1摺動面と前記第2摺動面とが接する方向に押圧力を与える押圧部材と、を備え、
前記第1摺動面及び前記第2摺動面の少なくとも一方の表面には、前記第1摺動面と前記第2摺動面との間の摩擦係数を調整する摩擦層が形成され、
前記摩擦層は、前記摩擦係数が0.4よりも小さく、且つ、前記摩擦係数の変動が0.1よりも小さくなっていることを特徴とする摩擦ダンパ。
In friction dampers that suppress vibrations of structures,
A first sliding member on which a first sliding surface is formed;
A second sliding member formed with a second sliding surface in contact with the first sliding surface;
A pressing member that applies a pressing force in a direction in which the first sliding surface and the second sliding surface are in contact with each other;
A friction layer for adjusting a friction coefficient between the first sliding surface and the second sliding surface is formed on at least one surface of the first sliding surface and the second sliding surface,
The friction damper according to claim 1, wherein the friction layer has a coefficient of friction smaller than 0.4 and a variation in the coefficient of friction is smaller than 0.1.
前記摩擦係数は、0.15から0.2の範囲であることを特徴とする請求項1に記載の摩擦ダンパ。   The friction damper according to claim 1, wherein the friction coefficient is in a range of 0.15 to 0.2. 前記摩擦層は、銅合金系の焼結材料を用いて形成されることを特徴とする請求項1または2に記載の摩擦ダンパ。   The friction damper according to claim 1, wherein the friction layer is formed using a copper alloy-based sintered material.
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