JPH09264362A - 摩擦ダンパ - Google Patents
摩擦ダンパInfo
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- JPH09264362A JPH09264362A JP7180396A JP7180396A JPH09264362A JP H09264362 A JPH09264362 A JP H09264362A JP 7180396 A JP7180396 A JP 7180396A JP 7180396 A JP7180396 A JP 7180396A JP H09264362 A JPH09264362 A JP H09264362A
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- Japan
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- plate group
- braking
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- plates
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 相対変位速度に対する追従性に優れ、高い制
振力を与える摩擦ダンパを提供する。 【解決手段】 複数枚の平板をその面に垂直な方向に隙
間を空けて平行に配列すると共に端部を一体化した平板
群１０と、複数枚の制動板をその面に垂直な方向に配列
すると共に端部を一体化した制動板群２０とを、各平板
１１を両側から制動板２１で挾むように配置したうえ、
相対する平板１１と制動板２１との間に相対滑りが可能
に締付装置３０，４０により締付けると共に、振動検出
手段５０により、平板群１０と制動板群２０との間の相
対変位速度を検出し、締付け装置３０，４０の締付け力
を制御し、それによって相対変位速度又は相対変位速度
のベキ乗に比例して、平板群１０と制動板群２０との間
の摩擦力を変化させるよう構成してある。
振力を与える摩擦ダンパを提供する。 【解決手段】 複数枚の平板をその面に垂直な方向に隙
間を空けて平行に配列すると共に端部を一体化した平板
群１０と、複数枚の制動板をその面に垂直な方向に配列
すると共に端部を一体化した制動板群２０とを、各平板
１１を両側から制動板２１で挾むように配置したうえ、
相対する平板１１と制動板２１との間に相対滑りが可能
に締付装置３０，４０により締付けると共に、振動検出
手段５０により、平板群１０と制動板群２０との間の相
対変位速度を検出し、締付け装置３０，４０の締付け力
を制御し、それによって相対変位速度又は相対変位速度
のベキ乗に比例して、平板群１０と制動板群２０との間
の摩擦力を変化させるよう構成してある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、摩擦ダンパに関す
る。例えば、地震その他の原因で振動する構造物に取付
け、その振動エネルギを吸収し、振動を減衰緩和させる
摩擦ダンパに関する。
る。例えば、地震その他の原因で振動する構造物に取付
け、その振動エネルギを吸収し、振動を減衰緩和させる
摩擦ダンパに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、構造物が地震その他の原因により
受けた振動エネルギを吸収し、構造物の振動を減衰緩和
させるダンパとして、重ね合わせた板の摩擦力を利用す
る摩擦ダンパ、図４に示す油の残留抵抗を利用するオイ
ルダンパ等が使用されている。
受けた振動エネルギを吸収し、構造物の振動を減衰緩和
させるダンパとして、重ね合わせた板の摩擦力を利用す
る摩擦ダンパ、図４に示す油の残留抵抗を利用するオイ
ルダンパ等が使用されている。
【０００３】前者の摩擦ダンパの原理について簡単に説
明すると、複数枚の金属板を重ね合わせ、予め面圧を加
えておき、振動に伴って相接する金属板間に相対滑りが
生じるようにしておけば、その滑りによって生じる摩擦
力が振動エネルギを消費し、ダンパとして作用する。
明すると、複数枚の金属板を重ね合わせ、予め面圧を加
えておき、振動に伴って相接する金属板間に相対滑りが
生じるようにしておけば、その滑りによって生じる摩擦
力が振動エネルギを消費し、ダンパとして作用する。
【０００４】後者のオイルダンパ６０の原理について図
４により説明すると、シリンダ６１に、ピストン６２の
両側を結ぶバイパス管６３を併設し、振動に伴ってその
ピストン６２が往復運動すると、オイルが流れ抵抗の大
きいバイパス管６３を流れるときに生じるようにしてお
き、振動発生時、バイパス管６３を流れるオイルが振動
エネルギを消費吸収し、ダンパとして作用する。なお、
６４はバイパス管６３に設けた流れ抵抗の大きくするた
めの絞りである。
４により説明すると、シリンダ６１に、ピストン６２の
両側を結ぶバイパス管６３を併設し、振動に伴ってその
ピストン６２が往復運動すると、オイルが流れ抵抗の大
きいバイパス管６３を流れるときに生じるようにしてお
き、振動発生時、バイパス管６３を流れるオイルが振動
エネルギを消費吸収し、ダンパとして作用する。なお、
６４はバイパス管６３に設けた流れ抵抗の大きくするた
めの絞りである。
【０００５】両者の基本的性質について図５及び図６に
よりそれぞれ説明すると、両系に正弦波外力Ｐｓｉｎω
ｔが作用して変位振幅Ａの定常振動Ｘ＝Ａｓｉｎ（ωｔ
−θ）が生じたとすると、履歴ループ及び消費エネルギ
はそれぞれ図５、図６、式１及び式２に示す通理であ
る。なお、Ｆ：摩擦力、ω：角速度、Ｘ：相対変位、
θ：位相角、Ｗf ：摩擦ダンパ消費エネルギ、Ｗv ：オ
イルダンパ消費エネルギ、ｃ：定数である。
よりそれぞれ説明すると、両系に正弦波外力Ｐｓｉｎω
ｔが作用して変位振幅Ａの定常振動Ｘ＝Ａｓｉｎ（ωｔ
−θ）が生じたとすると、履歴ループ及び消費エネルギ
はそれぞれ図５、図６、式１及び式２に示す通理であ
る。なお、Ｆ：摩擦力、ω：角速度、Ｘ：相対変位、
θ：位相角、Ｗf ：摩擦ダンパ消費エネルギ、Ｗv ：オ
イルダンパ消費エネルギ、ｃ：定数である。
【０００６】Ｗf ＝４ＡＦ ・・・（１）
【０００７】Ｗv ＝πｃωＡ2 ・・・（２）
【０００８】しかしながら、上記従来の従来のダンパの
うち、前者の摩擦ダンパが、面圧が一定であり、従って
摩擦力も一定であるため、相対変位速度の大きさに無関
係に一定であり、相対変位速度が大きくなっても、制動
力がそれに追従出来ず、追従性に欠けると言う問題点が
あるのに対して、オイルダンパは角速度ωに比例するた
め、追従性に優れているが、上記バイパス管の流れ抵抗
を規制するために設けた絞りの径を細くすることに物理
的限界があり、制振力にも限界があると言う問題点があ
る。
うち、前者の摩擦ダンパが、面圧が一定であり、従って
摩擦力も一定であるため、相対変位速度の大きさに無関
係に一定であり、相対変位速度が大きくなっても、制動
力がそれに追従出来ず、追従性に欠けると言う問題点が
あるのに対して、オイルダンパは角速度ωに比例するた
め、追従性に優れているが、上記バイパス管の流れ抵抗
を規制するために設けた絞りの径を細くすることに物理
的限界があり、制振力にも限界があると言う問題点があ
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする課題
は、上記従来の摩擦ダンパが、相対変位速度の大きさに
無関係に制振力が一定であり、追従性に欠けること、オ
イルダンパは、バイパス菅の流れ抵抗を規制するために
設けた絞りを細くすることに物理的限界があるため、制
振力にも限界があることであって、本発明は上記課題を
解決した、角速度（又は相対変位速度）に対する追従性
に優れ高い制振力を与える摩擦ダンパを提供するもので
ある。
は、上記従来の摩擦ダンパが、相対変位速度の大きさに
無関係に制振力が一定であり、追従性に欠けること、オ
イルダンパは、バイパス菅の流れ抵抗を規制するために
設けた絞りを細くすることに物理的限界があるため、制
振力にも限界があることであって、本発明は上記課題を
解決した、角速度（又は相対変位速度）に対する追従性
に優れ高い制振力を与える摩擦ダンパを提供するもので
ある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成する本
発明は、同形且つ同じ大きさの複数枚の平板をその面に
垂直な方向に隙間を空けて平行に配列すると共に端部を
一体化した平板群と、同形且つ同じ大きさの複数枚の制
動板をその面に垂直な方向に配列すると共に端部を一体
化した制動板群とを、前記平板を両側から前記制動板で
挟むように配置したうえ、相対する前記平板と前記制動
板との間に相対滑りが可能に締付装置により締付ると共
に、前記平板群と前記制動板群との間の相対変位速度を
振動検出手段により検出する一方、前記締付装置の締付
力を制御し、それによって相対変位速度又は相対変位速
度のベキ乗に比例して、前記平板群と前記制動板群との
間の摩擦力を変化させるよう構成したことを特徴とす
る。
発明は、同形且つ同じ大きさの複数枚の平板をその面に
垂直な方向に隙間を空けて平行に配列すると共に端部を
一体化した平板群と、同形且つ同じ大きさの複数枚の制
動板をその面に垂直な方向に配列すると共に端部を一体
化した制動板群とを、前記平板を両側から前記制動板で
挟むように配置したうえ、相対する前記平板と前記制動
板との間に相対滑りが可能に締付装置により締付ると共
に、前記平板群と前記制動板群との間の相対変位速度を
振動検出手段により検出する一方、前記締付装置の締付
力を制御し、それによって相対変位速度又は相対変位速
度のベキ乗に比例して、前記平板群と前記制動板群との
間の摩擦力を変化させるよう構成したことを特徴とす
る。
【００１１】また、本発明の摩擦ダンパは、締付装置
が、ネジとそのネジを駆動するモータとを備えたもので
ある
が、ネジとそのネジを駆動するモータとを備えたもので
ある
【００１２】更に、本発明の摩擦ダンパは、締付装置
が、油圧シリンダを備えたものである。
が、油圧シリンダを備えたものである。
【００１３】本発明に係る摩擦ダンパを構造物に装着す
ることにより、平板群と制動板群との間の相対変位速度
又は相対変位速度のベキ乗に比例して、平板群と制動板
群との間の摩擦力を変化させ、構造物の振動に対してそ
の相対変位速度に応じた減衰力を与えることが出来るた
め、相対変位速度に対する追従性が著しく向上し、広範
囲の振幅・振動数に対応可能である。
ることにより、平板群と制動板群との間の相対変位速度
又は相対変位速度のベキ乗に比例して、平板群と制動板
群との間の摩擦力を変化させ、構造物の振動に対してそ
の相対変位速度に応じた減衰力を与えることが出来るた
め、相対変位速度に対する追従性が著しく向上し、広範
囲の振幅・振動数に対応可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態例について図
１〜図３により説明する。１０は構造物Ｓの１点に連結
する平板群であって、長方形且つ同じ大きさの複数枚の
平板１１をその面に垂直な方向に隙間を空けて平行に配
列したうえ、端部を平板１１に垂直な端板１５を介して
一体化してある。２０はその平板群１０の変位を摩擦力
により制御する制動板群であって、構造物Ｓの別の１点
に連結し、平板１１と略同じ幅、平板１１よりも短い長
方形且つ同じ大きさの複数枚の制動板２１をその面に垂
直な方向に配列したうえ、各平板１１を両側から２枚の
制動板２１、２１で挟むように配置し、さらに上下両端
を枠体２５に一体に結合してある。
１〜図３により説明する。１０は構造物Ｓの１点に連結
する平板群であって、長方形且つ同じ大きさの複数枚の
平板１１をその面に垂直な方向に隙間を空けて平行に配
列したうえ、端部を平板１１に垂直な端板１５を介して
一体化してある。２０はその平板群１０の変位を摩擦力
により制御する制動板群であって、構造物Ｓの別の１点
に連結し、平板１１と略同じ幅、平板１１よりも短い長
方形且つ同じ大きさの複数枚の制動板２１をその面に垂
直な方向に配列したうえ、各平板１１を両側から２枚の
制動板２１、２１で挟むように配置し、さらに上下両端
を枠体２５に一体に結合してある。
【００１５】３０，４０はそれぞれ形式が異なるが、相
対する平板１１と制動板２１との間に相対滑りが可能に
平板群１０と制動板群２０とを一括して締付る締付装置
であって、次のように構成される。すなわち、その１つ
の締付装置３０は、図１及び図２に示すように、最端の
制動板２１に当接させる押え板３１、その押え板３１を
介して平板群１０と制動板群２０とを一括して締付るネ
ジ３２及びそのネジ３２を駆動するステッピングモータ
等のモータ３３を備えている。他の１つの締付装置４０
は、図３に示すように、最端の制動板２１に当接させる
押え板４１、その押え板４１を介して平板群１０と制動
板群２０とを一括して締付る油圧シリンダ４２を備えて
いる。なお、ネジ３２及び油圧シリンダ４２は枠体２５
に固定してあり、他方の側の最端の制動板２１は枠体２
５の内面に当接させてある。
対する平板１１と制動板２１との間に相対滑りが可能に
平板群１０と制動板群２０とを一括して締付る締付装置
であって、次のように構成される。すなわち、その１つ
の締付装置３０は、図１及び図２に示すように、最端の
制動板２１に当接させる押え板３１、その押え板３１を
介して平板群１０と制動板群２０とを一括して締付るネ
ジ３２及びそのネジ３２を駆動するステッピングモータ
等のモータ３３を備えている。他の１つの締付装置４０
は、図３に示すように、最端の制動板２１に当接させる
押え板４１、その押え板４１を介して平板群１０と制動
板群２０とを一括して締付る油圧シリンダ４２を備えて
いる。なお、ネジ３２及び油圧シリンダ４２は枠体２５
に固定してあり、他方の側の最端の制動板２１は枠体２
５の内面に当接させてある。
【００１６】５０は締付装置３０，４０の締付力を制御
するための振動検出手段であって、平板群１０と制動板
群２０との間の相対変位速度を検出する検出端５１を備
えている。５５は制御中心５５であって。前記検出端５
１よりの信号に基づき、相対変位速度に応じて締付装置
３０，４０に信号を送り、制御するものである。その制
御に当っては、式 Ｆ＝ＣＷN （Ｆ：摩擦力、Ｖ：相対
変位速度、Ｃ：定数）で示されるように、検出した相対
変位速度又は相対変位速度のベキ乗に比例して、平板群
１０と制動板群２０との間の摩擦力を変化させるよう締
付装置３０，４０の締付力を調節するよう設定してお
く。
するための振動検出手段であって、平板群１０と制動板
群２０との間の相対変位速度を検出する検出端５１を備
えている。５５は制御中心５５であって。前記検出端５
１よりの信号に基づき、相対変位速度に応じて締付装置
３０，４０に信号を送り、制御するものである。その制
御に当っては、式 Ｆ＝ＣＷN （Ｆ：摩擦力、Ｖ：相対
変位速度、Ｃ：定数）で示されるように、検出した相対
変位速度又は相対変位速度のベキ乗に比例して、平板群
１０と制動板群２０との間の摩擦力を変化させるよう締
付装置３０，４０の締付力を調節するよう設定してお
く。
【００１７】作用について説明すると、構造物Ｓが地震
その他の原因で構造物が振動すると、その振動はその構
造物Ｓの２点にそれぞれ連結された平板群１０及び制動
板群２０に伝えられ、それによって平板群１０及び制動
板群２０との間に相対的変位が生じる。振動検出手段５
０の検出端５１が相対的変位速度Ｖを検出すると、その
信号を受けた制御中心５５が締付装置３０，４０に対し
て信号を発し、相対変位速度又は相対変位速度のベキ乗
に比例して、平板群１０と制動板群２０との間の摩擦力
を変化させるよう締付装置３０，４０の締付力を制御す
る。
その他の原因で構造物が振動すると、その振動はその構
造物Ｓの２点にそれぞれ連結された平板群１０及び制動
板群２０に伝えられ、それによって平板群１０及び制動
板群２０との間に相対的変位が生じる。振動検出手段５
０の検出端５１が相対的変位速度Ｖを検出すると、その
信号を受けた制御中心５５が締付装置３０，４０に対し
て信号を発し、相対変位速度又は相対変位速度のベキ乗
に比例して、平板群１０と制動板群２０との間の摩擦力
を変化させるよう締付装置３０，４０の締付力を制御す
る。
【００１８】しかも、平板群１０及び制動板群２０がそ
れぞれ複数枚の平板１１、制動板２１よりなり、１枚の
平板１１に対して２つの摩擦面が形成されるため、締付
装置３０，４０の僅かな締付力から大きい摩擦力を生
じ、さらにその締付力も締付装置３０に対して挺子の原
理、又は図３に示すように、締付装置４０に対してパス
カルの原理を適用すれば、小さい力で一層大きい摩擦力
を得ることが出来る。従って、構造物の振動に対して、
その相対変位速度に応じた減衰力を与えることが出来る
ため、相対変位速度に対する追従性が著しく高く、広範
囲の振動幅・振動数に対応可能であり、しかも締付装置
３０，４０は小さい力で作動可能である。
れぞれ複数枚の平板１１、制動板２１よりなり、１枚の
平板１１に対して２つの摩擦面が形成されるため、締付
装置３０，４０の僅かな締付力から大きい摩擦力を生
じ、さらにその締付力も締付装置３０に対して挺子の原
理、又は図３に示すように、締付装置４０に対してパス
カルの原理を適用すれば、小さい力で一層大きい摩擦力
を得ることが出来る。従って、構造物の振動に対して、
その相対変位速度に応じた減衰力を与えることが出来る
ため、相対変位速度に対する追従性が著しく高く、広範
囲の振動幅・振動数に対応可能であり、しかも締付装置
３０，４０は小さい力で作動可能である。
【００１９】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されるため、
構造物の振動に対してその相対変位速度に応じた減衰力
を与えることが出来、相対変位速度に対する追従性が著
しく高くなり、広範囲の振幅・振動数に対応することが
出来、しかも締付装置を小さい力で作動可能である。従
って、従来の摩擦ダンパが、面圧が一定であり、従って
摩擦力も一定であるため、相対変位速度の大きさに無関
係に一定であり、相対変位速度が大きくなっても、制振
力がそれに追従出来ず、追従性に欠けており、また従来
のオイルダンパは追従性に優れているが、バイパス管の
流れ抵抗を規制する絞りの径を細くすることに物理的限
界があり、制振力にも限界があったのに対して、著しく
優れている。
構造物の振動に対してその相対変位速度に応じた減衰力
を与えることが出来、相対変位速度に対する追従性が著
しく高くなり、広範囲の振幅・振動数に対応することが
出来、しかも締付装置を小さい力で作動可能である。従
って、従来の摩擦ダンパが、面圧が一定であり、従って
摩擦力も一定であるため、相対変位速度の大きさに無関
係に一定であり、相対変位速度が大きくなっても、制振
力がそれに追従出来ず、追従性に欠けており、また従来
のオイルダンパは追従性に優れているが、バイパス管の
流れ抵抗を規制する絞りの径を細くすることに物理的限
界があり、制振力にも限界があったのに対して、著しく
優れている。
【図１】本発明の第１の実施例を示す水平断面図であ
る。
る。
【図２】本発明の第２の実施例を示す鉛直断面図であ
る。
る。
【図３】本発明の第３の実施例を示す水平断面図であ
る。
る。
【図４】オイルダンパの従来例を示す断面図である。
【図５】従来の摩擦ダンパの性質を示す直角座標図であ
る。
る。
【図６】従来のオイルダンパの性質を示す直角座標図で
ある。
ある。
１０ 平板群 １１ 平板 １５ 端板 ２０ 制動板群 ２１ 制動板 ２５ 枠体 ３０ 締付装置 ３１ 押え板 ３２ ネジ ３３ モータ ４０ 締付装置 ４１ 押え板 ４２ 油圧シリンダ ５０ 振動検出手段 ５１ 検出端 ５５ 制御中心 ６０ オイルダンパ ６１ シリンダ ６２ ピストン ６３ バイパス管 ６４ 絞り Ａ 変位振幅 ｃ 定数 Ｆ 摩擦力 Ｓ 構造物 ｔ 時間 Ｘ 相対変位 Ｗf 摩擦ダンパ消費エネルギ Ｗv オイルダンパ消費エネルギ θ 位相各 ω 各速度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩田 浩 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 益本 雅典 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 同形且つ同じ大きさの複数枚の平板をそ
の面に垂直な方向に隙間を空けて平行に配列すると共に
端部を一体化した平板群と、同形且つ同じ大きさの複数
枚の制動板をその面に垂直な方向に配列すると共に端部
を一体化した制動板群とを、前記平板を両側から前記制
動板で挟むように配置したうえ、相対する前記平板と前
記制動板との間に相対滑りが可能に締付装置により締付
ると共に、前記平板群と前記制動板群との間の相対変位
速度を振動検出手段により検出する一方、前記締付装置
の締付力を制御し、それによって相対変位速度又は相対
変位速度のベキ乗に比例して、前記平板群と前記制動板
群との間の摩擦力を変化させるよう構成したことを特徴
とする摩擦ダンパ。 - 【請求項２】 前記締付装置が、前記平板群と前記制動
板群との間に締結されたネジと、該ネジを駆動するモー
タとを備えたことを特徴とする請求項１記載の摩擦ダン
パ。 - 【請求項３】 前記締付装置が、前記平板群と前記制動
板群とを相互に押圧する油圧シリンダを備えた請求項１
記載の摩擦ダンパ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7180396A JPH09264362A (ja) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | 摩擦ダンパ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7180396A JPH09264362A (ja) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | 摩擦ダンパ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09264362A true JPH09264362A (ja) | 1997-10-07 |
Family
ID=13471098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7180396A Withdrawn JPH09264362A (ja) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | 摩擦ダンパ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09264362A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6840016B1 (en) | 1999-08-03 | 2005-01-11 | Imad H. Mualla | Device for damping movements of structural elements and a bracing system |
| JP2011158407A (ja) * | 2010-02-03 | 2011-08-18 | Takata Corp | 衝突試験装置及び衝突試験方法 |
| JP2015098241A (ja) * | 2013-11-19 | 2015-05-28 | 富士機工株式会社 | ステアリングコラム装置 |
-
1996
- 1996-03-27 JP JP7180396A patent/JPH09264362A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6840016B1 (en) | 1999-08-03 | 2005-01-11 | Imad H. Mualla | Device for damping movements of structural elements and a bracing system |
| JP2011158407A (ja) * | 2010-02-03 | 2011-08-18 | Takata Corp | 衝突試験装置及び衝突試験方法 |
| CN102192827A (zh) * | 2010-02-03 | 2011-09-21 | 高田株式会社 | 碰撞试验装置及碰撞试验方法 |
| JP2015098241A (ja) * | 2013-11-19 | 2015-05-28 | 富士機工株式会社 | ステアリングコラム装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030603 |