JP6031955B2 - 制振構造 - Google Patents

制振構造 Download PDF

Info

Publication number
JP6031955B2
JP6031955B2 JP2012250543A JP2012250543A JP6031955B2 JP 6031955 B2 JP6031955 B2 JP 6031955B2 JP 2012250543 A JP2012250543 A JP 2012250543A JP 2012250543 A JP2012250543 A JP 2012250543A JP 6031955 B2 JP6031955 B2 JP 6031955B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure contact
contact plate
friction
friction damper
plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2012250543A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014098440A (ja
Inventor
内海　良和
良和 内海
剛志 佐野
剛志 佐野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Obayashi Corp
Original Assignee
Obayashi Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Obayashi Corp filed Critical Obayashi Corp
Priority to JP2012250543A priority Critical patent/JP6031955B2/ja
Publication of JP2014098440A publication Critical patent/JP2014098440A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6031955B2 publication Critical patent/JP6031955B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Vibration Dampers (AREA)

Description

本発明は、相対移動する２つの部材の制振構造に関する。
相対移動可能な２つの部材の接合部にて振動を減衰させる制振構造としては、たとえば摩擦ダンパーが知られている。この摩擦ダンパーは、たとえば、建物架構において水平方向に相対移動する階床間に設けられる間柱などに備えられ、前述の相対移動に伴って摺動する圧接板同士の摩擦力により、相対移動を抑制するものである（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１２−６７８０６号公報
図２２は、特許文献１における荷重と変形の説明図である。図２２を参照すると、特許文献１の手法であると、Ａ点からＡ’の中間の荷重が作用した場合には、変形は生じず、すなわち、エネルギーの吸収が行われない。よって、荷重に応じてより適切な摩擦力を生じさせることが望まれる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、荷重に応じて適切な摩擦力を生じさせることを目的とする。
このような目的を達成するために本発明に係る制振構造では、建物架構において所定方向に相対移動する一対の部材の間に配置され、前記相対移動に伴って摺動する圧接板同士の摩擦力により、前記相対移動を抑制する摩擦ダンパーを複数設け、該摩擦ダンパーが連動して制振する制振構造であって、
前記摩擦ダンパーは、
前記一対の部材のうちの一方の部材に設けられる第１圧接板と、
前記一対の部材のうちの他方の部材に設けられる第２圧接板と、
を備え、
前記第２圧接板は、所定移動量を摺動可能とする長孔が設けられ、第１の前記摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板と、第２の前記摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板と、は前記所定移動量より短い移動量を相対移動可能に連結されており、
前記第１の摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板と、前記第２の摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板と、のいずれか一方に連結用長孔が設けられ、他方に連結用孔が設けられ、
前記第１の摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板と、前記第２の摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板は、前記連結用孔と前記連結用長孔とを挿通するピン部材により連結されることを特徴とする制振構造である。
このような制振構造によれば、一方の部材と他方の部材との間で相対移動を生ずると、まず第１の摩擦ダンパーにおける第１圧接板が第２圧接板に対して相対移動するので、第１の摩擦ダンパーにおける第１圧接板と第２圧接板との間で摩擦力を生ずる。そして、所定移動量よりも短い移動量の相対移動が完了すると、第２の摩擦ダンパーにおける第１圧接板も第２圧接板に対して相対移動するので、前述の摩擦力に加えて、第２の摩擦ダンパーにおける第１圧接板と第２圧接板との間で摩擦力を生ずる。すなわち、第１の摩擦ダンパーにおける摩擦力と、第１の摩擦ダンパー及び第２の摩擦ダンパーにおける摩擦力と、の２段階の摩擦力を生じさせることができる。そして、これらの摩擦力を調整することにより、荷重に応じて適切な摩擦力を生じさせることができる。
また、第１の摩擦ダンパーが圧接する第２圧接板と、第２の摩擦ダンパーが圧接する第１圧接板とを相対移動させることができるので、第２圧接板に対して段階的に第１の摩擦ダンパーが圧接する第１圧接板と、第２の摩擦ダンパーが圧接する第２圧接板とを摺動させて、段階的に摩擦力を生じさせることができる。
かかる制振構造であって、前記摩擦ダンパーは、前記第１圧接板に設けられた貫通孔と、前記第２圧接板に設けられた前記長孔と、を挿通するボルト部材を有することが望ましい。
このような制振構造によれば、第２圧接板を第１圧接板に対して摺動可能とするとともに、ボルト部材によって所定移動量を画定することができる。
かかる制振構造であって、前記ピン部材は、前記連結用長孔において前記相対移動する方向に移動可能であることが望ましい。
このような制振構造によれば、第１の摩擦ダンパーが圧接する第１圧接板と、第２の摩擦ダンパーが圧接する第１圧接板とを相対移動させることができる。
また、建物架構において所定方向に相対移動する一対の部材の間に配置され、前記相対移動に伴って摺動する圧接板同士の摩擦力により、前記相対移動を抑制する摩擦ダンパーを複数設け、該摩擦ダンパーが連動して制振する制振構造であって、
前記摩擦ダンパーは、
前記一対の部材のうちの一方の部材に設けられる第１圧接板と、
前記一対の部材のうちの他方の部材に設けられる第２圧接板と、
を備え、
前記第２圧接板は、所定移動量を摺動可能とする長孔が設けられ、第１の前記摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板と、第２の前記摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板と、は前記所定移動量より短い移動量を相対移動可能に連結されており、
前記第１の摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板と、前記第２の摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板は、それぞれの一部が前記相対移動する方向について互いに重なり、
前記第１の摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板と、前記第２の摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板のいずれか一方は、フィラー部材を介して前記第２圧接板を圧接することを特徴とする制振構造である。
このような制振構造によれば、第１の摩擦ダンパーにおける第１圧接板と、第２の摩擦ダンパーにおける第１圧接板との間で配設される高さが異なる場合であっても、フィラー部材を用いて適切に第２圧接板に対して圧接力を与えることができる。
かかる制振構造であって、前記第１の摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板と、前記第２の摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板と、のいずれか一方に設けられた連結用長孔の長さは、前記第２圧接板に設けられた前記長孔の長さよりも短いことが望ましい。
このような制振構造によれば、第１の摩擦ダンパーが圧接する第１圧接板と、第２の摩擦ダンパーが圧接する第１圧接板と、を所定移動量よりも短い移動量で相対移動可能にすることができる。
かかる制振構造であって、前記第１圧接板と前記第２圧接板との間に挟まれる摩擦板と、前記第２圧接板の面に固定的に設けられ、前記摩擦板に接する滑り板と、を備えることが望ましい。
このような制振構造によれば、より安定した摩擦力を得ることができる。
かかる制振構造であって、前記第２圧接板は、少なくとも２枚の第１圧接板に挟まれることが望ましい。
このような制振構造によっても、より安定した摩擦力を得ることができる。
かかる制振構造であって、前記第１の摩擦ダンパー及び前記第２の摩擦ダンパーの少なくともいずれか一方を複数設けたことが望ましい。
このような制振構造によれば、摩擦ダンパーの個数の増減により生ずる摩擦力を調整することができる。
かかる制振構造であって、前記第２圧接板は、Ｈ型鋼のウェブ及びフランジの少なくともいずれか一方であることが望ましい。
このような制振構造によれば、Ｈ型鋼の一部を用いて複数の摩擦ダンパーを構成することができる。
また、建物架構において所定方向に相対移動する一対の部材の間に配置され、前記相対移動に伴って摺動する圧接板同士の摩擦力により、前記相対移動を抑制する摩擦ダンパーを複数設け、該摩擦ダンパーが連動して制振する制振構造であって、
前記摩擦ダンパーは、
前記一対の部材のうちの一方の部材に設けられる第１圧接板と、
前記一対の部材のうちの他方の部材に設けられる第２圧接板と、
を備え、
前記第２圧接板は、所定移動量を摺動可能とする長孔が設けられ、第１の前記摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板と、第２の前記摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板と、は前記所定移動量より短い移動量を相対移動可能に連結されており、
さらに、前記相対移動を行う際に一定の摩擦力を生じさせる定摩擦発生部材を備えることを特徴とする制振構造である。
このような制振構造によれば、摩擦力が段階的に切り替わる制振構造において、定摩擦発生部材を備えるので、圧接板同士の相対移動時に一定の摩擦力を加えることができる。そして、相対移動開始から終了までに生ずる摩擦力を一律に高く設定することができる。
かかる制振構造であって、前記定摩擦発生部材は、前記一方の部材に設けられる第３圧接板と、前記他方の部材に設けられる第４圧接板と、を備え、前記第３圧接板は貫通孔を備え、前記第４圧接板は前記所定方向に長い貫通孔を備え、前記第３圧接板の貫通孔と前記第４圧接板の貫通孔とを挿通して設けられるボルト部材を有することが望ましい。
このような制振構造によれば、一定の摩擦力を生じさせる定摩擦発生部材を提供することができる。
かかる制振構造であって、前記第３圧接板と前記第４圧接板との間に挟まれる摩擦板と、前記第４圧接板の面に固定的に設けられ、前記摩擦板に接する滑り板と、を備えることが望ましい。
このような制振構造によれば、定摩擦発生部材においても、安定した摩擦力を得ることができる。
かかる制振構造であって、前記摩擦ダンパー及び前記定摩擦力発生部材において、圧接力を生じさせる部材は皿ばねであることが望ましい。
このような制振構造によれば、圧接力を生じさせる部材は、圧力方向の変形量に対して、荷重の変動が小さい非線形ばね領域を備えた皿ばねなので、安定した圧接力を発生させることができる。また、重なる皿ばねの数を異ならせることにより、圧接力を容易に調整することができる。
また、建物架構において所定方向に相対移動する一対の部材の間に配置され、前記相対移動に伴って摺動する圧接板同士の摩擦力により、前記相対移動を抑制する摩擦ダンパーを複数設け、該摩擦ダンパーが連動して制振する制振構造であって、
前記摩擦ダンパーは、
前記一対の部材のうちの一方の部材に設けられる第１圧接板と、
前記一対の部材のうちの他方の部材に設けられる第２圧接板と、
を備え、
前記第２圧接板は、所定移動量を摺動可能とする長孔が設けられ、第１の前記摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板と、第２の前記摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板と、は前記所定移動量より短い移動量を相対移動可能に連結されており、
前記第１の摩擦ダンパー及び前記第２の摩擦ダンパーの一方において、
前記第１圧接板の貫通孔は、前記相対移動方向に長い長孔であり、
さらに、前記第１圧接板を前記第２圧接板とで挟む第５圧接板を備え、
前記第５圧接板は、前記ボルト部材が挿通される貫通孔を有する、
ことを特徴とする制振構造である。
このような制振構造によれば、第１圧接板と第２圧接板との間のみならず第１圧接板と第５圧接板との間で摩擦力を生じさせることができる。このとき、第１圧接板の貫通孔は長孔であるので、第１圧接板と第２圧接板との間で摩擦力を生じさせ、第１圧接板の長孔にボルト部材が係合すると、第１圧接板と第５圧接板との間でも摩擦力を生じさせることができる。すなわち、１つの摩擦ダンパーにおいて２段階の摩擦力を生じさせることができる。
かかる制振構造であって、前記第１の摩擦ダンパー及び前記第２の摩擦ダンパーの一方における前記第２圧接板の長孔は、前記第１の摩擦ダンパー及び前記第２の摩擦ダンパーの他方における前記第２圧接板の長孔よりも長いことが望ましい。
このような制振構造によれば、一方の摩擦ダンパーにおいて２段階の摩擦力を生じさせつつ、他方の摩擦ダンパーにおいても一定の摩擦力を生じさせることができる。
かかる制振構造であって、前記第１の摩擦ダンパー及び前記第２の摩擦ダンパーの一方において、前記ボルト部材を内側に挿入しつつ、前記第１圧接板の長孔と、前記第２圧接板の長孔と、挿通して設けられるパイプ部材を備えることが望ましい。
このような制振構造によれば、ボルト部材をパイプ部材により保護し、その健全性を高く維持することができる。
かかる制振構造であって、前記第５圧接板と前記第１圧接板との間に挟まれる摩擦板と、前記第１圧接板の面に固定的に設けられ、前記摩擦板に接する滑り板と、を備えることが望ましい。
このような制振構造によれば、より安定した摩擦力を得ることができる。
かかる制振構造であって、前記第１の摩擦ダンパー及び前記第２の摩擦ダンパーの他方において、前記第１圧接板の貫通孔は、前記相対移動方向に長い長孔であり、さらに、前記第１圧接板を前記第２圧接板とで挟む第６圧接板を備え、前記第６圧接板は、前記ボルト部材が挿通される貫通孔を有する、ことが望ましい。
このような制振構造によれば、一方の摩擦ダンパーにおいて２段階の摩擦力を生じさせつつ、他方の摩擦ダンパーにおいても２段階の摩擦力を生じさせることができる。
また、建物架構において所定方向に相対移動する一対の部材の間に配置され、前記相対移動に伴って摺動する圧接板同士の摩擦力により、前記相対移動を抑制する摩擦ダンパーを複数設け、該摩擦ダンパーが連動して制振する制振構造であって、
前記摩擦ダンパーは、
前記一対の部材のうちの一方の部材に設けられる第１圧接板と、
前記一対の部材のうちの他方の部材に設けられる第２圧接板と、
を備え、
複数の前記摩擦ダンパーは、前記所定方向において異なる位置に、第１の前記摩擦ダンパーと第２の前記摩擦ダンパーを備え、
前記第２圧接板は、所定移動量を摺動可能とする長孔が設けられ、前記第１の前記摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板と、前記第２の前記摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板と、は前記所定移動量より短い移動量を相対移動可能に連結されていることを特徴とする制振構造である。
本発明によれば、荷重に応じて適切な摩擦力を生じさせることができる。
第１実施形態における摩擦ダンパーユニットの側面図である。 第１実施形態における摩擦ダンパーユニットの上面図である。 図１におけるＡ−Ａ断面図である。 図１におけるＢ−Ｂ断面図である。 Ｃ−Ｃ断面図である。 Ｃ−Ｃ断面図において、第１摩擦ダンパー及び第２摩擦ダンパーを拡大した図である。 摩擦ダンパーユニットの振動エネルギー吸収履歴特性を示すグラフである。 第２実施形態における摩擦ダンパーユニットの側面図である。 第２実施形態における摩擦ダンパーユニットの断面図である。 第２実施形態における摩擦ダンパーユニットの振動エネルギー吸収履歴特性を示すグラフである。 第３実施形態における摩擦ダンパーユニットの側面図である。 第３実施形態における摩擦ダンパーユニットの断面図である。 第３実施形態における摩擦ダンパーユニットのＤ−Ｄ断面図である。 第３実施形態における摩擦ダンパーユニットの振動エネルギー吸収履歴特性を示すグラフである。 第４実施形態における摩擦ダンパーユニットの側面図である。 第４実施形態における摩擦ダンパーユニットの断面図である。 第４実施形態における摩擦ダンパーユニットの振動エネルギー吸収履歴特性を示すグラフである。 第５実施形態における摩擦ダンパーユニットの側面図である。 第５実施形態における摩擦ダンパーユニットの断面図である。 第５実施形態における摩擦ダンパーユニットのＥ−Ｅ断面図である。 第５実施形態における摩擦ダンパーユニットの振動エネルギー吸収履歴特性を示すグラフである。 特許文献１における荷重と変形の説明図である。
図１は、第１実施形態における摩擦ダンパーユニットの側面図である。図２は、第１実施形態における摩擦ダンパーユニットの上面図である。図３は、図１におけるＡ−Ａ断面図である。図４は、図１におけるＢ−Ｂ断面図である。図５は、Ｃ−Ｃ断面図である。図６は、Ｃ−Ｃ断面図において、第１摩擦ダンパー及び第２摩擦ダンパーを拡大した図である。これらの図において、Ｈ型鋼２０が示されているが、Ｈ型鋼２０の軸材方向が相対移動方向に相当する。
摩擦ダンパーユニット１は、Ｈ型鋼２０と、第１摩擦ダンパー１０−１から第５摩擦ダンパー１０−５と、第１スプライスプレート３０−１から第５スプライスプレート３０−５と、第１連結ピン５０−１から第４連結ピン５０−４を備える。
第１摩擦ダンパー１０−１から第５摩擦ダンパー１０−５と、第１スプライスプレート３０−１から第５スプライスプレート３０−５と、第１連結ピン５０−１から第４連結ピン５０−４は、それぞれ、Ｈ型鋼２０の上側フランジ２０ｂの２箇所と、下側フランジ２０ｂの２箇所と、ウェブ２０ａの１箇所に設けられる（図２〜図４）。これは、例えば、第１摩擦ダンパー１０−１は、摩擦ダンパーユニット１において５セット設けられていることを意味する。なお、図において同じ符号が付された摩擦ダンパーは、後述する動作において、相対移動方向について同じ動作をする。
後述するように、第１摩擦ダンパー１０−１から第５摩擦ダンパー１０−５は、Ｈ型鋼２０、４０に荷重が加わることにより、順次、相対移動方向の摩擦力を生じさせ、累積的に摩擦力が増大する摩擦ダンパーユニット１を提供する。
これらの摩擦ダンパーにおいて、構成上は、第１摩擦ダンパー１０−１と第３摩擦ダンパー１０−３と第５摩擦ダンパー１０−５の構成が共通しており、第２摩擦ダンパー１０−２と第４摩擦ダンパー１０−４の構成が共通している。よって、ここでは、これらの代表として、第１摩擦ダンパー１０−１と第２摩擦ダンパー１０−２の構成について説明を行う（図６）。そして、その後に各スプライスプレートの連結について説明する。
なお、前述のように、これらの摩擦ダンパーは、上下のフランジ２０ｂとウェブ２０ａに設けられるが、ここでは、フランジ２０ｂに設けられた摩擦ダンパーを例として説明する。フランジ２０ｂには、上下両面に滑動板３４が移動不能に固着される。
固着方法としては、例えば、（１）接着による方法、（２）固着面を構成する各々の表面について表面粗さの増大処理（ショットブラスト法）を施して、固着面で相対的な滑りが生じないようにする方法、（３）嵌合による方法等が挙げられる。
フランジ２０ｂ及び滑動板３４には、相対移動方向に長い長孔２１ａ（第２圧接板の長孔）及び３４ａが設けられる。これにより、後述するように、第１摩擦ダンパー１０−１及び第１スプライスプレート３０−１は、フランジ２０ｂに対して相対移動することが可能となる。
第１摩擦ダンパー１０−１において、２枚の第１スプライスプレート３０−１のそれぞれには、摩擦板１２が固着されている。固着方法は、前述と同様の手法が用いられる。それぞれの摩擦板１２は、滑動板３４に接し、後述する相対移動において滑動板３４に対して摺動し摩擦力を生じさせる。
摩擦板１２には、有機系摩擦材や無機系摩擦材を使用し得る。有機系摩擦材は、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。一方、滑動板３４はステンレスやチタンなどの耐食性を有する材料によって形成される。
第１スプライスプレート３０−１及び摩擦板１２には、後述する高力ボルト６２が挿通可能な丸孔３３ａ、１２ａが設けられる。上側の第１スプライスプレート３０−１上には、座金６４、皿ばね積層体６１、座金６４、ブッシュ６５、及び、座金６４が設けられる。一方、下側の第１スプライスプレート３０−１下には、２つの大きさの異なる座金６４が配置される。これらの部材には、高力ボルト６２が挿通可能な丸孔が設けられている。そして、２枚の第１スプライスプレート３０−１は、フランジ２０ｂを挟み、高力ボルト６２はこれら丸孔３３ａ、２１ａと長孔１２ａ、３４ａとを挿通し、ナット６３と螺合される。
このように、第１摩擦ダンパー１０−１において、高力ボルト６２とナット６３により第１スプライスプレート３０−１と、フランジ２０ｂとの間には圧接力が加えられる。よって、第１スプライスプレート３０−１とフランジ２０ｂとの間に相対移動方向の移動が生ずると、これにより摩擦板１２と滑動板３４との間には摩擦力Ｆｒ１１が生ずることになる。
次に、第２摩擦ダンパー１０−２の構成について説明を行う。第２摩擦ダンパー１０−２においても、フランジ２０ｂ及び滑動板３４には、相対移動方向に長い長孔２１ａ及び３４ａが設けられる。
第２摩擦ダンパー１０−２における２枚の第２スプライスプレート３０−２のそれぞれには、フランジ２０ｂに向かう側においてフィラー６７と摩擦板１２が設けられている。第２スプライスプレート３０−２には、フィラー６７が固着され、さらにフィラー６７には摩擦板１２が固着される。固着方法は、前述と同様の手法が用いられる。それぞれの摩擦板１２は、滑動板３４に接し、後述する相対移動において滑動板３４に対して摺動し摩擦力を生じさせる。また、フィラー６７には、高力ボルト６２が挿通される丸孔が設けられる。
第２スプライスプレート３０−２及び摩擦板１２には、後述する高力ボルト６２が挿通可能な丸孔３３ａ、１２ａが設けられる。上側の第２スプライスプレート３０−２上には、座金６４、皿ばね積層体６１、座金６４、ブッシュ６５、及び、座金６４が設けられる。一方、下側の第２スプライスプレート３０−２下には、２つの大きさの異なる座金６４が配置される。これらの部材には、高力ボルト６２が挿通可能な丸孔が設けられている。そして、２枚の第２スプライスプレート３０−２及びフィラー６７は、フランジ２０ｂを挟み、高力ボルト６２はこれら丸孔３３ａ、１２ａと長孔２１ａ、３４ａとを挿通し、ナット６３と螺合される。
このように、第２摩擦ダンパー１０−２において、高力ボルト６２とナット６３により第２スプライスプレート３０−２と、フランジ２０ｂとの間には圧接力が加えられる。よって、第２スプライスプレート３０−２とフランジ２０ｂとの間に相対移動方向の移動が生ずると、これにより摩擦板１２と滑動板３４との間には摩擦力Ｆｒ１２が生ずることになる。
次に、各スプライスプレート間における連結について説明する。第１スプライスプレート３０−１の左端には、Ｈ型鋼４０との固定に用いられる丸孔が設けられる一方、その右端には第１連結ピン５０−１が挿通される相対移動方向に長い長孔３１ｂが設けられる。
また、第２スプライスプレート３０−２の左端には、第１連結ピン５０−１が挿通される丸孔３２ａが設けられ、右端には第２連結ピン５０−２が挿通される丸孔３２ｂが設けられる。また、第３スプライスプレート３０−３の左端には、第２連結ピン５０−２が挿通される相対移動方向に長い長孔３１ａが設けられ、右端には第３連結ピン５０−３が挿通される相対移動方向に長い長孔３１ｂが設けられる。
また、第４スプライスプレート３０−４の左端には、第３連結ピン５０−３が挿通される丸孔３２ａが設けられ、右端には第４連結ピン５０−４が挿通される丸孔３２ｂが設けられる。また、第５スプライスプレート３０−５の左端には、第４連結ピン５０−４が挿通される相対移動方向に長い長孔３１ａが設けられる。
第２スプライスプレート３０−２、及び、第４スプライスプレート３０−４の丸孔３２ａ、３２ｂは、第１連結ピン５０−１から第４連結ピン５０−４の直径とほぼ同じサイズの丸孔である。よって、丸孔３２ａ、３２ｂにおいて第１連結ピン５０−１から第４連結ピン５０−４の相対移動は生じない。
一方、第１スプライスプレート３０−１、第３スプライスプレート３０−３、及び、第５スプライスプレート３０−５の長孔３１ａ、３１ｂは、相対移動方向に長い長孔であるので、第１連結ピン５０−１から第４連結ピン５０−４は、対応する長孔において相対移動方向に移動することが可能である。
また、第１スプライスプレート３０−１は、その左端を他方のＨ型鋼４０に固定される。固定に際しては、Ｈ型鋼４０との間にフィラー５４が挟み込まれ、ボルト５１がこれらを挿通し、ナット５３と螺合される。
次に、特に図６を参照しつつ、摩擦ダンパーユニット１において摩擦力が段階的に大きくなる原理について説明する。仮に、Ｈ型鋼２０、４０に両者を引き離すような荷重Ｐが作用したとする。荷重Ｐは、Ｈ型鋼２０を他方のＨ型鋼４０に対して相対的に右側に移動させようとする荷重である。荷重Ｐが作用すると、第１摩擦ダンパー１０−１における第１スプライスプレート３０−１がフランジ２０ｂに対して左側に相対移動することになる。このとき、第１摩擦ダンパー１０−１における摩擦板１２と滑動板３４の間で摩擦力Ｆｒ１１が生ずる。一方、第２摩擦ダンパー１０−２から第５摩擦ダンパー１０−５は、フランジ２０ｂとともに相対的に右方向に移動するため、これらの摩擦ダンパーにおいて摩擦力は生じない。
なお、第１実施形態では、５箇所に第１摩擦ダンパー１０−１が設けられていたので、第１摩擦ダンパー１０−１における第１スプライスプレート３０−１がＨ型鋼２０に対して左側に相対移動すると、これら５箇所で上記の摩擦力Ｆｒ１１が生ずることになる。
さらに相対移動が進行すると、第１連結ピン５０−１が第１スプライスプレート３０−１の右端長孔３１ｂの右壁に係合する。第１連結ピン５０−１が係合すると、第２スプライスプレート３０−２がフランジ２０ｂに対して左側に相対移動することになる。このとき、第１摩擦ダンパー１０−１における摩擦板１２と滑動板３４との間で摩擦力Ｆｒ１１が生ずるだけでなく、第２摩擦ダンパー１０−２における摩擦板１２と滑動板３４との間でも摩擦力Ｆｒ１２が生ずる。
さらに相対移動が進行すると、さらに隣接する連結ピンがスプライスプレートにおける長孔３１ａに係合する。そうすると、同様の原理により、さらに摩擦力を生じさせる摩擦ダンパーの数が増加する。このように、相対移動が進行すると順次その摩擦力を段階的に増加させることができる。そして、摩擦力により吸収できるエネルギーを段階的に増加させることができる。
図７は、摩擦ダンパーユニットの振動エネルギー吸収履歴特性を示すグラフである。以下、Ｈ型鋼２０の相対移動方向の変位に伴って変化する摩擦力について説明する。
荷重ＰがＨ型鋼２０、４０に作用し、その荷重がＳｐ１で示す荷重（図７）を超えると、第１摩擦ダンパー１０−１の摩擦板１２とＨ型鋼２０の滑動板３４との間で摺動が生ずるとともに摩擦力Ｆｒ１１が発生する。このとき、ウェブ２０ａとフランジ２０ｂの全５箇所の第１摩擦ダンパー１０−１において摩擦力Ｆｒ１１が発生する。
Ｓｐ６で示す変位を超えると、第１連結ピン５０−１が第１スプライスプレート３０−１に係合し、さらに、第２摩擦ダンパー１０−２の摩擦板１２とＨ型鋼２０の滑動板３４との間で摺動が生ずるとともに摩擦力Ｆｒ１２が発生する。このとき、摩擦力はＦｒ１１とＦｒ１２が発生することになる。
以降、さらにＳｐ８で示す変位を超えると、第２連結ピン５０−２が第３スプライスプレート３０−３に係合し、さらに、第３摩擦ダンパー１０−３の摩擦板１２とＨ型鋼２０の滑動板３４との間で摺動が生ずるとともに、摩擦力Ｆｒ１３が発生する。このとき、摩擦力はＦｒ１１、Ｆｒ１２、及び、Ｆｒ１３が発生することになる。
また、Ｓｐ１０で示す変位を超えると、第３連結ピン５０−３が第４スプライスプレート３０−４に係合し、さらに、第４摩擦ダンパー１０−４の摩擦板１２とＨ型鋼２０の滑動板３４との間で摺動が生ずるとともに、摩擦力Ｆｒ１４が発生する。このとき、摩擦力はＦｒ１１、Ｆｒ１２、Ｆｒ１３、及び、Ｆｒ１４が発生することになる。
また、Ｓｐ１２で示す変位を超えると、第４連結ピン５０−４が第５スプライスプレート３０−５の長孔３１ａ左壁に係合し、第５摩擦ダンパー１０−５の摩擦板１２とＨ型鋼２０の滑動板３４との間で摺動が生ずるとともに、摩擦力Ｆｒ１５が発生することになる。このとき、摩擦力はＦｒ１１、Ｆｒ１２、Ｆｒ１３、Ｆｒ１４、及び、Ｆｒ１５が発生することになる。なお、変位は最大であってもＳｐ１３の位置までは生じないように設計がされる。
次に、マイナス方向の荷重−ＰがＨ型鋼２０、４０に作用すると、上記の移動方向とは逆方向に上記各部位の移動が行われる。すなわち、マイナス方向の荷重−ＰがＳｐ１４で示す荷重を超えると、第１摩擦ダンパー１０−１の摩擦板１２とＨ型鋼２０の滑動板３４との間で摺動が生ずるとともに、マイナス方向に摩擦力Ｆｒ１１が発生する。
さらなるマイナス方向の荷重によりＳｐ１５で示す変位をマイナス方向に超え、荷重がＳｐ１６で示す荷重を超えると、第１連結ピン５０−１が第１スプライスプレート３０−１の長孔３１ｂの左壁に係合し、第２摩擦ダンパー１０−２の摩擦板１２とＨ型鋼２０の滑動板３４との間で摺動が生ずるとともに、マイナス方向に摩擦力Ｆｒ１２が発生する。このとき、マイナス方向の摩擦力は、Ｆｒ１１及びＦｒ１２が発生することになる。
このように、連結ピンがスプライスプレートの長孔に係合することにより、順次、摩擦力を生じさせる摩擦ダンパーの数が増加し、最終的に全摩擦ダンパーが摩擦力を生じさせると、マイナス方向の摩擦力は、Ｆｒ１１、Ｆｒ１２、Ｆｒ１３、Ｆｒ１４、及び、Ｆｒ１５が発生するまで増加する。
摩擦ダンパーユニット１において、プラス方向の最大変位からマイナス方向の最大変位までの変位を周期的に繰り返した場合、１サイクルにおいて図７で塗りつぶされる面積のエネルギーを吸収することができる。
以上の説明は、摩擦ダンパーユニット１に加わる振動の振幅が大きい場合であるが、加わる繰り返し荷重が小さい場合には、例えば、以下の様になる。
Ｓｐ０に示される状態においてＳｐ１で示される荷重を超えると、前述のように、第１摩擦ダンパー１０−１において摩擦力Ｆｒ１１が発生させた状態でＳｐ２に示される位置まで変位することができる。ここで、荷重方向が反転し、Ｓｐ３に示される荷重をマイナス方向に超えると、第１摩擦ダンパー１０−１においてマイナスの摩擦力Ｆｒ１１を発生させた状態でＳｐ４に示される位置まで変位することができる。さらに、荷重方向が反転し、Ｓｐ５に示される荷重を超えると、再度、第１摩擦ダンパー１０−１において摩擦力Ｆｒ１１を発生させた状態でＳｐ２に示される位置まで変位することができる。
このような繰り返し荷重が加わった場合、１サイクルにおいて、Ｓｐ２、Ｓｐ３、Ｓｐ４、Ｓｐ５で囲まれた面積のエネルギーを吸収することができる。
また、例えば、Ｓｐ２で示される状態において、さらにＳｐ６に示す荷重を超えると、前述のように第２摩擦ダンパー１０−２における摩擦力Ｆｒ１２が加算された状態でＳｐ７に示される位置まで変位できる。
ここで繰り返し荷重の荷重方向が反転したとする。そして、Ｑｐ１に示される荷重をマイナス方向に超えると、第１摩擦ダンパー１０−１においてマイナスの摩擦力Ｆｒ１１を発生させた状態でＱｐ２に示される位置まで変位することができる。さらに、Ｑｐ３で示される荷重をマイナス方向に超えると、第２摩擦ダンパー１０−２においてもマイナスの摩擦力Ｆｒ１２を発生させた状態で、Ｑｐ４に示される位置まで変位することができる。
さらに、荷重方向が反転し、Ｑｐ５に示される荷重を超えると、再度、第１摩擦ダンパー１０において摩擦力Ｆｒ１１を発生させた状態でＳｐ１に示される位置まで変位することができる。
このような繰り返し荷重が加わった場合、Ｓｐ１、ＳＰ２、Ｓｐ６、Ｓｐ７、Ｑｐ１、Ｑｐ２、Ｑｐ３、Ｑｐ４、Ｑｐ５で囲まれた面積のエネルギーを吸収することができる。
なお、連結ピンによって連結されるスプライスプレート３０の長孔３１ａ、３１ｂの長さが均等であれば、図７に示されるようにエネルギー吸収履歴特性の階段形状において変位幅は均等になる。これに対し、長孔の長さを長くすれば、変位幅を大きくすることもできるし、長孔の長さを短くすれば、変位幅を小さくすることもできる。例えば、第２連結ピン５０−２が挿通される長孔３１ａの長さを長くした場合、Ｓｐ６からＳｐ７までの変位幅を長くすることができる。
また、摩擦ダンパー１０の摩擦力を変化させることによって、摩擦力Ｆｒを変化させることができる。摩擦力を変化させる手法としては、例えば、摩擦板１２の素材を摩擦ダンパー１０毎に異ならせたり、皿ばね積層体６１における皿ばねの枚数を異ならせることが挙げられる。そして、例えば、第２摩擦ダンパー１０−２において生ずる摩擦力Ｆｒ１２を他の摩擦ダンパーにおいて生ずる摩擦力よりも大きくすることで、Ｓｐ２からＳｐ３の荷重幅を大きくすることができる。
すなわち、上述の摩擦ダンパーユニット１によれば、摩擦ダンパーの摩擦力、及び、スプライスプレートの長孔の長さを個別に異ならせることができるので、極めて自由に作用する摩擦力を設計することができる。そして、荷重に応じて適切な摩擦力を生じさせることができる。
なお、ここでは、第１摩擦ダンパー１０−１から第５摩擦ダンパー１０−５を備える摩擦ダンパーユニット１について説明を行ったが、摩擦ダンパーの数はこれよりも少なくてもよいし、多くすることもできる。
また、上述の摩擦力を変化させる手法として、摩擦ダンパーの数を増減させることもできる。次に説明する第２実施形態では、摩擦ダンパーの数を増加させることにより、摩擦力を増加させている。
図８は、第２実施形態における摩擦ダンパーユニットの側面図である。図９は、第２実施形態における摩擦ダンパーユニットの断面図である。図９は、第１実施形態におけるＣ−Ｃ断面に対応する位置での断面図に相当するものである。また、これらの図において、前述の第１実施形態と共通するものについては、第１実施形態で付した符号に２００番台の符号を付して説明を省略している。たとえば、第１スプライスプレートには、符号２３０−１が付される。また、摩擦力Ｆｒに関しては、数字の十の位を「２」に変えて表示している。例えば、第１摩擦ダンパー２１０−１において生ずる摩擦力はＦｒ２１と表示される。
また、第２実施形態では、説明の簡素化のために、設けられるスプライスプレートを第１スプライスプレート２３０−１及び第２スプライスプレート２３０−２の２種類とし、これらを連結する連結ピンも第１連結ピン２５０−１のみとしている。
第２実施形態において、第１摩擦ダンパー２１０−１の構成は第１実施形態と同様である。しかしながら、第２実施形態では、第２スプライスプレートに設けられる第２摩擦ダンパーの数を第１実施形態の２倍（全１０セット）としている。
そして、第２スプライスプレート２３０−２及びフィラー２６７に設けられた２箇所の丸孔により、第２スプライスプレート２３０−２に構成された２セットの第２摩擦ダンパー２１０−２は、同時にＨ型鋼２０に対して相対移動する。そのため、第２摩擦ダンパー２１０−２がＨ型鋼２０に対して相対移動すると、１枚の第２スプライスプレート３０−２につき摩擦力Ｆｒ１２が２箇所で同時に発生することになる。
図１０は、第２実施形態における摩擦ダンパーユニットの振動エネルギー吸収履歴特性を示すグラフである。第１摩擦ダンパー２１０−１の構成は第１実施形態と同様であるので、図１０においてＳｐ１からＳｐ２にかけて生じさせる摩擦力は、５セットの第１摩擦ダンパー２１０−１によるものとなる（５×Ｆｒ２１）。
第１連結ピン２５０−１が第１スプライスプレート２３０−１の長孔２３１ｂに係合すると、以降は１０セットの第２摩擦ダンパー２１０−２も摩擦力Ｆｒ２２を生じさせる。よって、Ｓｐ３からＳｐ４の変位では、１０×Ｆｒ２２の摩擦力が加算されることになる。なお、マイナス方向の変位及び摩擦力については、図１０に示される通りであるので説明を省略する。
ここでは、第２摩擦ダンパー２１０−２の数を１０セットとして説明を行ったが、設けられる数はこれには限られない。また、第１摩擦ダンパー２１０−１の数を増減させることもできるし、前述の第１実施形態における各摩擦ダンパーを増減させることもできる。
このようにすることで、摩擦ダンパーの数を増加させることで、安定的な大きな摩擦力を提供して、大きな荷重に対応できる摩擦ダンパーユニットを提供することができる。
図１１は、第３実施形態における摩擦ダンパーユニットの側面図である。図１２は、第３実施形態における摩擦ダンパーユニットの断面図である。図１２は、第１実施形態のＣ−Ｃ断面に対応する位置での断面図に相当するものである。図１３は、第３実施形態における摩擦ダンパーユニットのＤ−Ｄ断面図である。
これらの図において、前述の第１実施形態と共通するものについては、他の実施形態で付した符号に３００番台の符号を付して説明を省略している。たとえば、第１スプライスプレートには、符号３３０−１が付される。また、摩擦力Ｆｒに関しては、数字の十の位を「３」に変えて表示している。例えば、第１摩擦ダンパー３１０−１において生ずる摩擦力はＦｒ３１と表示される。
図１１及び図１２において、フランジ３２０ｂにおける構成は第１実施形態と共通である。すなわち、フランジ３２０ｂには、第１摩擦ダンパー３１０−１から第５摩擦ダンパー３１０−５、第１スプライスプレート３３０−１から第５スプライスプレート３３０−５、及び、第１連結ピン３５０−１から第４連結ピン３５０−４が第１実施形態と同様に設けられる。
第３実施形態で特徴的であるのは、ウェブ３２０ａには２セットの定摩擦ダンパー３１０−Ｃが設けられている点である。以下、図１３を参照しつつ定摩擦ダンパーの構成について説明する。
第３実施形態においても、ウェブ３２０ａには、上下両面に滑動板３３４が移動不能に固着される。ウェブ３２０ａ及び滑動板３３４には、相対移動方向に長い長孔３２１ａ及び３３４ａが設けられる。
また、第３実施形態において他方のＨ型鋼３４０のウェブ３２０ａには、定摩擦用スプライスプレート３３０−Ｃの左端が２枚固定される。２枚の定摩擦用スプライスプレート３３０−Ｃのそれぞれには、摩擦板３１２が固着されている。それぞれの摩擦板３１２は、滑動板３３４に接し、相対移動において滑動板３３４に対して摺動し摩擦力を生じさせる。
定摩擦用スプライスプレート３３０−Ｃ及び摩擦板３１２には、高力ボルト３６２が挿通可能な丸孔３３３ａ、３１２ａが設けられる。上側の定摩擦用スプライスプレート３３０−Ｃ上には、座金３６４、皿ばね積層体３６１、座金３６４、ブッシュ３６５、及び、座金３６４が設けられる。一方、下側の定摩擦用スプライスプレート３３０−Ｃ下には、２つの大きさの異なる座金３６４が配置される。これらの部材には、高力ボルト３６２が挿通可能な丸孔が設けられている。そして、２枚の定摩擦用スプライスプレート３３０−Ｃは、ウェブ３２０ａを挟み、高力ボルト３６２はこれら丸孔３３３ａ、３１２ａと長孔３２１ａ、３３４ａとを挿通し、ナット３６３と螺合される。
このように、定摩擦ダンパー３１０−Ｃにおいて、高力ボルト３６２とナット３６３により定摩擦用スプライスプレート３３０−Ｃと、ウェブ３２０ａとの間には圧接力が加えられる。よって、定摩擦用スプライスプレート３３０−Ｃとウェブ３２０ａとの間に相対移動方向の移動が生ずると、これにより摩擦板３１２と滑動板３３４との間には摩擦力Ｆｒ３Ｃが生ずることになる。
このような構成により、フランジ３２０ｂにおける第１摩擦ダンパー３１０−１から第５摩擦ダンパー３１０−５は、第１実施形態と同様の動作によりそれぞれ摩擦力Ｆｒ３１からＦｒ３５を生じさせる。これと同時に、第３実施形態では、ウェブ３２０ａとウェブ３２０ａにおけるスプライスプレート３３０−Ｃとの間に相対移動が生ずると、定摩擦ダンパー３１０−Ｃの摩擦板３１２と、ウェブ３２０ａの滑動板３３４との間で摺動が生ずるとともに、摩擦力Ｆｒ３Ｃが発生する。このとき、ウェブ２０ａにおける２箇所の定摩擦ダンパー３１０−Ｃにおいて計２×Ｆｒ３Ｃの摩擦力が発生する。
図１４は、第３実施形態における摩擦ダンパーユニットの振動エネルギー吸収履歴特性を示すグラフである。図１４において、摩擦力の切り替わる段数は第１実施形態と同じである。しかしながら、初期状態のＳｐ０から第１摩擦ダンパー３１０−１の動き始めであるＳｐ１までの荷重が高い。これは、２セットの定摩擦ダンパー３１０−Ｃによる摩擦力２×Ｆｒ３Ｃが常に作用するためである。
このように定摩擦ダンパー３１０−Ｃを設けることで、Ｈ型鋼２０、４０との間で相対移動が生ずる際には必ず定摩擦力Ｆｒ３Ｃを生じさせることができる。そして、第１摩擦ダンパー３１０−１から第５摩擦ダンパー３１０−５によって段階的に生ずる摩擦力に、一律に摩擦力を加算することができる。
図１５は、第４実施形態における摩擦ダンパーユニットの側面図である。図１６は、第４実施形態における摩擦ダンパーユニットの断面図である。図１６は、第１実施形態におけるＣ−Ｃ断面に対応する位置での断面図に相当するものである。これらの図において、第１実施形態と共通するものについては、他の実施形態で付した符号に４００番台の符号を付して説明を省略している。例えば、第１スプライスプレートには、符号４３０−１が付される。また、摩擦力Ｆｒに関しては、数字の十の位を「４」に変えて表示している。例えば、第１摩擦ダンパー４１０−１において生ずる摩擦力はＦｒ４１と表示される。
第４実施形態において、第１摩擦ダンパー４１０−１及び第１スプライスプレート４３０−１の構成は第１実施形態と同様である。一方、第４実施形態では、１つの摩擦ダンパーで２段階の摩擦力を生じさせることができる４面摩擦ダンパー４１０−Ｗが第２スプライスプレート４３０−２に設けられている。以下、図１６を参照しつつ、４面摩擦ダンパー４１０−Ｗの構成について説明する。なお、４面摩擦ダンパー４１０−Ｗは、ウェブ４２０ａ及びフランジ４２０ｂともに設けられるが、ここでは、フランジ４２０ｂに設けられたものを例に説明を行う。
第４実施形態においても、フランジ４２０ｂには、上下両面に滑動板４３４が移動不能に固着される。フランジ４２０ｂ及び滑動板４３４には、相対移動方向に長い長孔４２１ｃ、４３４ｃが設けられる。
また、２枚の第２スプライスプレート４３０−２には、それぞれフランジ４２０ｂ側にフィラー４６７が固着される。さらに、フィラー４６７には、摩擦板４１２が固着される。第２スプライスプレート４３０−２、フィラー４６７、摩擦板４１２には、それぞれ高力ボルト４６２が挿通する長孔４３１ｃ、４６７ｃ、４１２ｃが設けられる。それぞれの摩擦板は、フランジ４２０ｂの滑動板４３４に接し、相対移動において滑動板４３４に対して摺動し摩擦力ＦｒＷ１（以下、第１の摩擦力ということがある）を生じさせる。
また、２枚の第２スプライスプレート４３０−２において、フィラー４６７が設けられていない側には滑動板４３４が固着される。この滑動板４３４にも、長孔４３４ｃが設けられる。
そして、これら２枚の第２スプライスプレート４３０−２を挟み込むように２つの圧接板４６６（第５圧接板）が設けられる。圧接板４６６にも摩擦板４１２が固着されており、これら摩擦板４１２は、第２スプライスプレート４３０−２の滑動板４３４に接し、相対移動において滑動板４３４に対して摺動し摩擦力ＦｒＷ２（以下、第２の摩擦力ということがある）を生じさせる。
上側の圧接板４６６上には、座金４６４、皿ばね積層体４６１、座金４６４、ブッシュ４６５、及び、座金４６４が設けられる。一方、下側の圧接板４６６下には、２つの大きさの異なる座金４６４が配置される。圧接板４６６を含むこれらの部材には、高力ボルト４６２が挿通可能な丸孔が設けられている。そして、丸パイプ４６９がこれら丸孔と長孔４２１ｃ、４６７ｃ、４３１ｃ、４１２ｃ、４３４ｃとを挿通する。また、高力ボルト３６２は、この丸パイプ４６９内を挿通し、ナット４６３と螺合される。
このようにすることにより、第２スプライスプレート４３０−２とフランジ４２０ｂが相対移動すると、フィラー４６７の摩擦板４１２とフランジ４２０ｂの滑動板４３４との間で第１の摩擦力ＦｒＷ１が生ずる。相対移動が進行すると、丸パイプ４６９がフランジ４２０ｂの長孔４２１ｃに係合する。そうすると、さらに、圧接板４６６の摩擦板４１２と第２スプライスプレート４３０−２の滑動板４３４との間で第２の摩擦力ＦｒＷ２が生ずる。すなわち、フランジ４２０ｂと第２スプライスプレート４３０−２の相対移動における初期段階においては、摩擦力ＦｒＷ１が発生し、後期には第１の摩擦力ＦｒＷ１のみならず第２の摩擦力ＦｒＷ２が加算されることになる。
図１７は、第４実施形態における摩擦ダンパーユニットの振動エネルギー吸収履歴特性を示すグラフである。荷重が加わると、最初に第１摩擦ダンパー４１０−１において摩擦力Ｆｒ４１が発生する。よって、Ｓｐ１からＳｐ２においては、５箇所の第１摩擦ダンパー４１０−１によって、５×Ｆｒ４１の摩擦力を生じさせる。
その後、第１連結ピン４５０−１が第１スプライスプレート４３０−１の長孔４３１ｂに係合する。第１連結ピン４５０−１が係合すると、その後、第２スプライスプレート４３０−２もＨ型鋼４２０に対して相対移動する。前述のように、第２スプライスプレート４３０−２とＨ型鋼４２０が相対移動すると、第１の摩擦力ＦｒＷ１の摩擦力が加算される。ここでは、１０セットの第２摩擦ダンパー４１０−Ｗが設けられているため、Ｓｐ３からＳｐ４においては、１０×ＦｒＷ１の摩擦力が加算される。
さらに、相対移動が進行し、丸パイプ４６９がフランジ４２０ｂの長孔４２１ｃに係合すると、それ以降の相対移動において第２の摩擦力ＦｒＷ２が加算される。ここでは、１０セットの第２摩擦ダンパー４１０−Ｗが設けられているため、Ｓｐ５からＳｐ６
においては、１０×ＦｒＷ２の摩擦力が加算されることになる。
このようにすることで、１つの４面摩擦ダンパー４１０−Ｗで２段階の摩擦力を生じさせることができるので、少ないスペースで複数段階の摩擦力を生じさせる摩擦ダンパーユニットを提供することができる。
なお、第４実施形態において４面摩擦ダンパー４１０Ｗを１０セット設けることとしたが、これよりも多くすることもできるし、少なくすることもできる。
また、４面摩擦ダンパーの種類を１種類として説明を行ったが、第２スプライスプレート４３０−２に並ぶ２つの４面摩擦ダンパーにおいて、それぞれの長孔４３１ｃ、４６７ｃ、４２１ｃ、４１２ｃ、４３４ｃの長さを異ならせることができる。これらの長さを異ならせることで、さらに摩擦力変化の段数を増加させることができる。
図１８は、第５実施形態における摩擦ダンパーユニットの側面図である。図１９は、第５実施形態における摩擦ダンパーユニットの断面図である。図１９は、第１実施形態におけるＣ−Ｃ断面に対応する位置での断面図に相当するものである。図２０は、第５実施形態における摩擦ダンパーユニットのＥ−Ｅ断面図である。これらの図において、前述の第１実施形態と共通するものについては、他の実施形態で付した符号に５００番台の符号を付して説明を省略している。たとえば、第１スプライスプレートには、符号５３０−１が付される。また、摩擦力Ｆｒに関しては、数字の十の位を「５」に変えて表示している。例えば、第１摩擦ダンパー５１０−１において生ずる摩擦力はＦｒ５１と表示される。
第５実施形態において、ウェブ５２０ａに第１摩擦ダンパー５１０−１、第２摩擦ダンパー５１０−２、第１スプライスプレート５３０−１、第２スプライスプレート５３０−２、及び、連結ピン５５０−１が設けられる点で第１実施形態と共通する（図２０）。
一方、第５実施形態では、フランジ５２０ｂにおいて、第１スプライスプレート５３０−１上及び第２スプライスプレート５３０−２上に所謂４面摩擦ダンパーが設けられる。ただし、第４実施形態における４面摩擦ダンパーでは、フランジ４２０ｂとフィラー４６７との間で摩擦力ＦｒＷ１を生じさせ、第２スプライスプレート４３０−２と圧接板４６６との間で摩擦力ＦｒＷ１を生じさせていたが、第５実施形態における４面摩擦ダンパーでは、フィラー５６７と第２スプライスプレート５３０−２との間で摩擦力ＦｒＷ１を生じさせ、第２スプライスプレート５３０−２と圧接板５６６（第６圧接板）との間で摩擦力ＦｒＷ２を生じさせる点で異なる。
図１８及び図１９において、第１スプライスプレート５３０−１側の４面摩擦ダンパーの符号は５１０−Ｗ’で示し、第２スプライスプレート５３０−２側の４面摩擦ダンパーの符号は５１０−Ｗ’’で示す。
第１スプライスプレート５３０−１上に設けられる４面摩擦ダンパー５１０−Ｗ’と、第２スプライスプレート５３０−２上に設けられる４面摩擦ダンパー５１０−Ｗ’’は、若干構成が異なっているが、これは、高さを合わせるために４面摩擦ダンパー５１０−Ｗ’にはフィラー５６７が含まれないためであり、１つの摩擦ダンパーで２段階の摩擦力を生じさせる点では共通する。
図２１は、第５実施形態における摩擦ダンパーユニットの振動エネルギー吸収履歴特性を示すグラフである。
Ｓｐ１からＳｐ２において、第１スプライスプレート５３０−１とＨ型鋼５２０とが相対移動する。そうすると、第１摩擦ダンパー５１０−１において摩擦力Ｆｒ５１が生ずると共に、４面摩擦ダンパー５１０−Ｗ’において第１の摩擦力ＦｒＷ１が生ずる。
次に、ウェブ５２０ａにおける第１連結ピン５５０−１’が第１スプライスプレート５３０−１’の長孔５３１ｂに係合する。第１連結ピン５５０−１’が係合すると、以降の相対移動において、第２スプライスプレート５３０−２’もウェブ５２０ａに対して相対移動する。このため、Ｓｐ３からＳｐ４において、第２摩擦ダンパー５１０−２における摩擦力Ｆｒ５２が加算されることになる。
さらに相対移動が進行すると、フランジ５２０ｂにおいて、第１スプライスプレート５３０−１の長孔５３１ｂに第１連結ピン５５０−１が係合する。第１連結ピン５５０−１が係合すると、以降の相対移動において、４面摩擦ダンパー５１０−Ｗ’’において第１の摩擦力ＦｒＷ１が生ずる。すなわち、Ｓｐ５からＳｐ６において、さらに、４×ＦｒＷ１の摩擦力が加算されることになる。
さらに相対移動が進行すると、フランジ５２０ｂにおいて、４面摩擦ダンパー５１０−Ｗ’の丸パイプ５６９が第２スプライスプレート５３０−２の長孔５２１ｃに係合する。丸パイプ５６９が係合すると、以降の相対移動において、４面摩擦ダンパー５１０−Ｗ’において第２の摩擦力ＦｒＷ２が生ずる。すなわち、Ｓｐ７からＳｐ８において、４×ＦｒＷ２の摩擦力が加算されることになる。
さらに相対移動が進行すると、フランジ５２０ｂにおいて、４面摩擦ダンパー５１０−Ｗ’’の丸パイプ５６９がフランジ５２０ｂの長孔５２１ｃに係合する。４面摩擦ダンパー５１０−Ｗ’’の丸パイプ５６９が係合すると、以降の相対移動において、４面摩擦ダンパー５１０−Ｗ’’において第２の摩擦力ＦｒＷ２が生ずる。すなわち、Ｓｐ９からＳｐ１０において、さらに、４×ＦｒＷ２の摩擦力が加算されることになる。
このように、複数種類の摩擦ダンパーを組み合わせることによっても、摩擦力を多段階にすることができ、荷重に応じて適切な摩擦力を生じさせることができる。
上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。
１ 摩擦ダンパーユニット（制振構造）、
１０−１ 第１摩擦ダンパー（第１の摩擦ダンパー）、
１０−２ 第２摩擦ダンパー（第２の摩擦ダンパー）、
１０−３ 第３摩擦ダンパー、１０−４ 第４摩擦ダンパー、
１０−５ 第５摩擦ダンパー、
１２ 摩擦板、
２０ Ｈ型鋼、２０ａ ウェブ、２０ｂ フランジ（第２圧接板）、
３０−１ 第１スプライスプレート（第１圧接板）、
３０−２ 第２スプライスプレート、
３０−３ 第３スプライスプレート、３０−４ 第４スプライスプレート、
３０−５ 第５スプライスプレート、
３４ 滑動板（滑り板）、
５０−１ 第１連結ピン（連結ピン）、５０−２ 第２連結ピン、
５０−３ 第３連結ピン、５０−４ 第４連結ピン、
６１ 皿ばね積層体、６２ 高力ボルト（ボルト部材）、６３ ナット、６４ 座金、
６５ ブッシュ、６６ 圧接部材、６７ フィラー（フィラー部材）、
４６９ 丸パイプ（パイプ部材）、
３３０−Ｃ 定摩擦用スプライスプレート（第３圧接板）、
３２０ａ 第３実施形態におけるウェブ（第４圧接板）、
４６６ 圧接板（第５圧接板）、
５６６ 圧接板（第６圧接板）

Claims (19)

  1. 建物架構において所定方向に相対移動する一対の部材の間に配置され、前記相対移動に伴って摺動する圧接板同士の摩擦力により、前記相対移動を抑制する摩擦ダンパーを複数設け、該摩擦ダンパーが連動して制振する制振構造であって、
    前記摩擦ダンパーは、
    前記一対の部材のうちの一方の部材に設けられる第１圧接板と、
    前記一対の部材のうちの他方の部材に設けられる第２圧接板と、
    を備え、
    前記第２圧接板は、所定移動量を摺動可能とする長孔が設けられ、第１の前記摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板と、第２の前記摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板と、は前記所定移動量より短い移動量を相対移動可能に連結されており、
    前記第１の摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板と、前記第２の摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板と、のいずれか一方に連結用長孔が設けられ、他方に連結用孔が設けられ、
    前記第１の摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板と、前記第２の摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板は、前記連結用孔と前記連結用長孔とを挿通するピン部材により連結されることを特徴とする制振構造。
  2. 請求項１に記載の制振構造であって、
    前記摩擦ダンパーは、前記第１圧接板に設けられた貫通孔と、前記第２圧接板に設けられた前記長孔と、を挿通するボルト部材を有することを特徴とする制振構造。
  3. 請求項１または請求項２に記載の制振構造であって、
    前記ピン部材は、前記連結用長孔において前記相対移動する方向に移動可能であることを特徴とする制振構造。
  4. 建物架構において所定方向に相対移動する一対の部材の間に配置され、前記相対移動に伴って摺動する圧接板同士の摩擦力により、前記相対移動を抑制する摩擦ダンパーを複数設け、該摩擦ダンパーが連動して制振する制振構造であって、
    前記摩擦ダンパーは、
    前記一対の部材のうちの一方の部材に設けられる第１圧接板と、
    前記一対の部材のうちの他方の部材に設けられる第２圧接板と、
    を備え、
    前記第２圧接板は、所定移動量を摺動可能とする長孔が設けられ、第１の前記摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板と、第２の前記摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板と、は前記所定移動量より短い移動量を相対移動可能に連結されており、
    前記第１の摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板と、前記第２の摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板は、それぞれの一部が前記相対移動する方向について互いに重なり、
    前記第１の摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板と、前記第２の摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板のいずれか一方は、フィラー部材を介して前記第２圧接板を圧接することを特徴とする制振構造。
  5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の制振構造であって、
    前記第１の摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板と、前記第２の摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板と、のいずれか一方に設けられた連結用長孔の長さは、前記第２圧接板に設けられた前記長孔の長さよりも短いことを特徴とする制振構造。
  6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の制振構造であって、
    前記第１圧接板と前記第２圧接板との間に挟まれる摩擦板と、
    前記第２圧接板の面に固定的に設けられ、前記摩擦板に接する滑り板と、
    を備えることを特徴とする制振構造。
  7. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の制振構造であって、
    前記第２圧接板は、少なくとも２枚の第１圧接板に挟まれることを特徴とする制振構造。
  8. 請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の制振構造であって、
    前記第１の摩擦ダンパー及び前記第２の摩擦ダンパーの少なくともいずれか一方を複数設けたことを特徴とする制振構造。
  9. 請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の制振構造であって、
    前記第２圧接板は、Ｈ型鋼のウェブ及びフランジの少なくともいずれか一方であることを特徴とする制振構造。
  10. 建物架構において所定方向に相対移動する一対の部材の間に配置され、前記相対移動に伴って摺動する圧接板同士の摩擦力により、前記相対移動を抑制する摩擦ダンパーを複数設け、該摩擦ダンパーが連動して制振する制振構造であって、
    前記摩擦ダンパーは、
    前記一対の部材のうちの一方の部材に設けられる第１圧接板と、
    前記一対の部材のうちの他方の部材に設けられる第２圧接板と、
    を備え、
    前記第２圧接板は、所定移動量を摺動可能とする長孔が設けられ、第１の前記摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板と、第２の前記摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板と、は前記所定移動量より短い移動量を相対移動可能に連結されており、
    さらに、前記相対移動を行う際に一定の摩擦力を生じさせる定摩擦発生部材を備えることを特徴とする制振構造。
  11. 請求項１０に記載の制振構造であって、
    前記定摩擦発生部材は、
    前記一方の部材に設けられる第３圧接板と、
    前記他方の部材に設けられる第４圧接板と、
    を備え、
    前記第３圧接板は貫通孔を備え、
    前記第４圧接板は前記所定方向に長い貫通孔を備え、
    前記第３圧接板の貫通孔と前記第４圧接板の貫通孔とを挿通して設けられるボルト部材を有することを特徴とする制振構造。
  12. 請求項１０又は請求項１１に記載の制振構造であって、
    前記第３圧接板と前記第４圧接板との間に挟まれる摩擦板と、
    前記第４圧接板の面に固定的に設けられ、前記摩擦板に接する滑り板と、
    を備えることを特徴とする制振構造。
  13. 請求項１０乃至請求項１２のいずれかに記載の制振構造であって、
    前記摩擦ダンパー及び前記定摩擦力発生部材において、圧接力を生じさせる部材は皿ばねであることを特徴とする制振構造。
  14. 建物架構において所定方向に相対移動する一対の部材の間に配置され、前記相対移動に伴って摺動する圧接板同士の摩擦力により、前記相対移動を抑制する摩擦ダンパーを複数設け、該摩擦ダンパーが連動して制振する制振構造であって、
    前記摩擦ダンパーは、
    前記一対の部材のうちの一方の部材に設けられる第１圧接板と、
    前記一対の部材のうちの他方の部材に設けられる第２圧接板と、
    を備え、
    前記第２圧接板は、所定移動量を摺動可能とする長孔が設けられ、第１の前記摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板と、第２の前記摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板と、は前記所定移動量より短い移動量を相対移動可能に連結されており、
    前記第１の摩擦ダンパー及び前記第２の摩擦ダンパーの一方において、
    前記第１圧接板の貫通孔は、前記相対移動方向に長い長孔であり、
    さらに、前記第１圧接板を前記第２圧接板とで挟む第５圧接板を備え、
    前記第５圧接板は、前記ボルト部材が挿通される貫通孔を有する、
    ことを特徴とする制振構造。
  15. 請求項１４に記載の制振構造であって、
    前記第１の摩擦ダンパー及び前記第２の摩擦ダンパーの一方における前記第２圧接板の長孔は、前記第１の摩擦ダンパー及び前記第２の摩擦ダンパーの他方における前記第２圧接板の長孔よりも長いことを特徴とする制振構造。
  16. 請求項１４又は請求項１５に記載の制振構造であって、
    前記第１の摩擦ダンパー及び前記第２の摩擦ダンパーの一方において、
    前記ボルト部材を内側に挿入しつつ、前記第１圧接板の長孔と、前記第２圧接板の長孔と、挿通して設けられるパイプ部材を備えることを特徴とする制振構造。
  17. 請求項１４乃至請求項１６のいずれかに記載の制振構造であって、
    前記第５圧接板と前記第１圧接板との間に挟まれる摩擦板と、
    前記第１圧接板の面に固定的に設けられ、前記摩擦板に接する滑り板と、
    を備えることを特徴とする制振構造。
  18. 請求項１４乃至請求項１７のいずれかに記載の制振構造であって、
    前記第１の摩擦ダンパー及び前記第２の摩擦ダンパーの他方において、
    前記第１圧接板の貫通孔は、前記相対移動方向に長い長孔であり、
    さらに、前記第１圧接板を前記第２圧接板とで挟む第６圧接板を備え、
    前記第６圧接板は、前記ボルト部材が挿通される貫通孔を有する、
    ことを特徴とする制振構造。
  19. 建物架構において所定方向に相対移動する一対の部材の間に配置され、前記相対移動に伴って摺動する圧接板同士の摩擦力により、前記相対移動を抑制する摩擦ダンパーを複数設け、該摩擦ダンパーが連動して制振する制振構造であって、
    前記摩擦ダンパーは、
    前記一対の部材のうちの一方の部材に設けられる第１圧接板と、
    前記一対の部材のうちの他方の部材に設けられる第２圧接板と、
    を備え、
    複数の前記摩擦ダンパーは、前記所定方向において異なる位置に、第１の前記摩擦ダンパーと第２の前記摩擦ダンパーを備え、
    前記第２圧接板は、所定移動量を摺動可能とする長孔が設けられ、前記第１の前記摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板と、前記第２の前記摩擦ダンパーが圧接する前記第１圧接板と、は前記所定移動量より短い移動量を相対移動可能に連結されていることを特徴とする制振構造。
JP2012250543A 2012-11-14 2012-11-14 制振構造 Active JP6031955B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012250543A JP6031955B2 (ja) 2012-11-14 2012-11-14 制振構造

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012250543A JP6031955B2 (ja) 2012-11-14 2012-11-14 制振構造

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014098440A JP2014098440A (ja) 2014-05-29
JP6031955B2 true JP6031955B2 (ja) 2016-11-24

Family

ID=50940616

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012250543A Active JP6031955B2 (ja) 2012-11-14 2012-11-14 制振構造

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6031955B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6432318B2 (ja) * 2014-12-05 2018-12-05 株式会社大林組 摩擦ダンパー
EP3298219B1 (en) * 2015-05-20 2023-12-20 Auckland Uniservices Limited A resilient slip friction joint
CN113175417B (zh) * 2021-04-15 2023-03-21 重庆大学 一种可恢复耗能能力增强的风电机组格构式塔架

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000352113A (ja) * 1999-04-06 2000-12-19 Ohbayashi Corp ボルト接合部の制振構造
JP2005121041A (ja) * 2003-10-14 2005-05-12 Kawaguchi Metal Industries Co Ltd 摩擦ダンパー装置
JP2009068668A (ja) * 2007-09-18 2009-04-02 Kawaguchi Metal Industries Co Ltd 摩擦ダンパー
JP5076873B2 (ja) * 2007-12-21 2012-11-21 株式会社大林組 摩擦ダンパー
US8807307B2 (en) * 2010-02-12 2014-08-19 Industry-Academic Cooperation Foundation, Chosun University High-performance shear friction damper
JP5668389B2 (ja) * 2010-09-21 2015-02-12 株式会社大林組 接合部の制振構造
JP5668388B2 (ja) * 2010-09-21 2015-02-12 株式会社大林組 接合部の制振構造
JP5588835B2 (ja) * 2010-11-10 2014-09-10 株式会社大林組 摩擦ダンパー

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014098440A (ja) 2014-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6031955B2 (ja) 制振構造
Kalali et al. Hysteretic performance of SPSWs with trapezoidally horizontal corrugated web-plates
JP6660482B2 (ja) 自動車用フロアパネルおよび自動車用フロアパネルの製造方法
CN101974951B (zh) 墙型软钢弯曲耗能阻尼器
CN212613073U (zh) 一种具有预压碟簧组的装配式自复位梁柱节点
JP5668389B2 (ja) 接合部の制振構造
US20170276204A1 (en) Vibration damping device for structure
CN108978919B (zh) 一种设有摩擦耗能器的框架结构及其安装方法
CN108978918B (zh) 一种装配式摩擦耗能器
Lu et al. Experimental and numerical studies on hysteretic behavior of friction-strip coupled damper
JP2016142111A (ja) 制振構造
JP6044268B2 (ja) 制振構造
Khalili et al. Effect of smart stiffening procedure on low-velocity impact response of smart structures
JP6135053B2 (ja) 制振構造
US11162253B2 (en) Laminate cell construction system
JP5668388B2 (ja) 接合部の制振構造
WO2013024608A1 (ja) 自動倉庫のラックとその制振方法
JP4964545B2 (ja) 連結建物の制震構造
CN103410242B (zh) 竖向变刚度弹性支座
JP5277079B2 (ja) 免震システム及び免震方法
JP5987505B2 (ja) 制振構造
CN111021767B (zh) 一种摩擦耗能套管加固装置及其使用方法
WO2000071840A1 (fr) Element antivibrations integralement constitue d'amortisseur elastoplastique et viscoplastique
JP2020180547A (ja) 制震装置
JP6036171B2 (ja) 制振構造

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20151020

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160719

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160802

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160901

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160927

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20161010

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6031955

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150