(57)【要約】【課題】機構が簡単で、地震荷重でも風荷重でも有効な振動減衰効果を発揮する。【解決手段】摩擦ダンパー３は、２部材が中立の状態から相対移動し、所定の相対移動量に至るまでの間、滑り材１１と摩擦材１２は所定の摩擦係数及び接触面積で接触され、２部材が所定の相対移動量を超えると、滑り材１１と摩擦材１２は両者間の接触面積が漸次減少されて接触され、また、２部材が中立の状態から所定の相対移動量よりも小さい相対変位量に達するまでが前、後段に分けられ、前段３１では滑り材１１と摩擦材１２が後段３２での滑り材１１、摩擦材１２間の接触面積よりも小さい接触面積で接触される。【選択図】図８
2014222095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動の発生により所定方向に相対移動する２つの部材の一方に設けられる滑り材と、他方に設けられ、前記滑り材に対して前記所定方向に相対移動可能に重合される摩擦材と、前記滑り材と前記摩擦材に圧接力を付与して接触させる圧接力付与部材とを備え、前記２つの部材間に介装されて、前記２つの部材が前記振動により相対移動するときに前記滑り材と前記摩擦材との間に発生する摩擦力により、前記振動を減衰する摩擦ダンパーにおいて、
前記２つの部材が前記振動の発生前の中立の状態から前記振動の発生により相対移動して所定の相対移動量に至るまでの間、前記滑り材と前記摩擦材は所定の摩擦係数及び接触面積で接触され、前記２つの部材が相対移動して所定の相対移動量を超えた後の前記滑り材と前記摩擦材は両者間の接触面積が漸次減少されて接触される、
ことを特徴とする摩擦ダンパー。
【請求項２】
前記滑り材と前記摩擦材は、一方が、前記２つの部材の相対移動方向を長さ方向、前記相対移動方向に対して直角の方向を幅方向として、前記長さ方向に長く、前記長さ方向中央を対称中心として対称的な平面形状を有し、前記滑り材と前記摩擦材との間の接触面積が漸次減少される部分につき前記幅方向が漸次小さく形成され、他方が、一方と幅方向を共通とし一方の平面の一部に接触可能な断片状の平面形状に形成されて、前記２つの部材が中立の状態のときに一方と他方が前記一方の平面の対称中心で接触され、前記２つの部材が前記振動の発生により相対移動するときに一方に対して他方が前記２つの部材の相対移動方向に摺動可能に構成される請求項１に記載の摩擦ダンパー。
【請求項３】
前記２つの部材が相対移動して所定の相対移動量を超えた後の前記滑り材と前記摩擦材は両者間の接触面積が漸次減少されて接触されることに代えて、前記２つの部材が相対移動して所定の相対移動量を超えた後の前記滑り材と前記摩擦材は両者間の摩擦係数が漸次低減されて接触される請求項１に記載の摩擦ダンパー。
【請求項４】
前記滑り材と前記摩擦材は、一方が、前記２つの部材の相対移動方向を長さ方向、前記相対移動方向に対して直角の方向を幅方向として、前記長さ方向に長く、前記長さ方向中央を対称中心として対称的な平面形状を有し、前記滑り材と前記摩擦材との間の摩擦係数が漸次低減される部分につき前記幅方向が漸次小さく形成されて、この幅方向を小さくした分の面積内に前記滑り材と前記摩擦材との間の摩擦係数を低減する部分が組み合わせられ、他方が、一方と幅方向を共通とし一方の平面の一部に接触可能な断片状の平面形状に形成されて、前記２つの部材が中立の状態のときに一方と他方が一方の平面の対称中心で接触され、前記２つの部材が前記振動の発生により相対移動するときに一方に対して他方が前記２つの部材の相対移動方向に摺動可能に構成される請求項３に記載の摩擦ダンパー。
【請求項５】
振動の発生により所定方向に相対移動する２つの部材の一方に設けられる滑り材と、他方に設けられ、前記滑り材に対して前記所定方向に相対移動可能に重合される摩擦材と、前記滑り材と前記摩擦材に圧接力を付与して接触させる圧接力付与部材とを備え、前記２つの部材間に介装されて、前記２つの部材が前記振動により相対移動するときに前記滑り材と前記摩擦材との間に発生する摩擦力により、前記振動を減衰する摩擦ダンパーにおいて、
前記２つの部材が前記振動の発生前の中立の状態から前記振動の発生により相対移動して所定の相対移動量に至るまでの間、前記滑り材と前記摩擦材は所定の摩擦係数及び接触面積で接触され、前記２つの部材が相対移動して所定の相対移動量を超えた後の前記滑り材と前記摩擦材は両者間の接触面積が漸次減少されて接触され、
また、前記２つの部材が前記中立の状態から前記所定の相対移動量に至るまでの間は、前記２つの部材が中立の状態から相対移動を開始して前記所定の相対移動量よりも小さい所定の相対変位量に達するところで前段、後段に分けられ、前段では前記滑り材と前記摩擦材が後段での前記滑り材と前記摩擦材との間の接触面積よりも小さい接触面積で接触される、
ことを特徴とする摩擦ダンパー。
【請求項６】
前記滑り材と前記摩擦材は、一方が、前記２つの部材の相対移動方向を長さ方向、前記相対移動方向に対して直角の方向を幅方向として、前記長さ方向に長く、前記長さ方向中央を対称中心として対称的な平面形状を有し、前記滑り材と前記摩擦材との間の接触面積が漸次減少される部分につき前記幅方向が漸次小さく形成され、また、前記前段の部分につき前記幅方向が小さく形成され、他方が、一方と幅方向を共通とし一方の平面の一部に接触可能な断片状の平面形状に形成されて、前記２つの部材が中立の状態のときに一方と他方が一方の平面の対称中心で接触され、前記２つの部材が前記振動の発生により相対移動するときに一方に対して他方が前記２つの部材の相対移動方向に摺動可能に構成される請求項５に記載の摩擦ダンパー。
【請求項７】
前記２つの部材が相対移動して所定の相対移動量を超えた後の前記滑り材と前記摩擦材は両者間の接触面積が漸次減少されて接触されることに代えて、前記２つの部材が相対移動して所定の相対移動量を超えた後の前記滑り材と前記摩擦材は両者間の摩擦係数が漸次低減されて接触され、また、前段では前記滑り材と前記摩擦材が後段での前記滑り材と前記摩擦材との間の接触面積よりも小さい接触面積で接触されることに代えて、前段では前記滑り材と前記摩擦材が後段での前記滑り材と前記摩擦材との間の摩擦係数よりも低い摩擦係数で接触される請求項５に記載の摩擦ダンパー。
【請求項８】
前記滑り材と前記摩擦材は、一方が、前記２つの部材の相対移動方向を長さ方向、前記相対移動方向に対して直角の方向を幅方向として、前記長さ方向に長く、前記長さ方向中央を対称中心として対称的な平面形状を有し、前記滑り材と前記摩擦材との間の摩擦係数が漸次低減される部分につき前記幅方向が漸次小さく形成されて、この幅方向を小さくした分の面積内に前記滑り材と前記摩擦材との間の摩擦係数を低減する部分が組み合わせられ、前記前段の部分につき前記幅方向が小さく形成されて、この幅方向を小さくした分の面積内に前記滑り材と前記摩擦材との間の摩擦係数を低減する部分が組み合わせられ、他方が、一方と幅方向を共通とし一方の平面の一部に接触可能な断片状の平面形状に形成されて、前記２つの部材が中立の状態のときに一方と他方が前記一方の平面の対称中心で接触され、前記２つの部材が前記振動の発生により相対移動するときに一方に対して他方が前記２つの部材の相対移動方向に摺動可能に構成される請求項７に記載の摩擦ダンパー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既存又は新築の鉄骨造建物の補強に用いる摩擦ダンパーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、鉄骨造建物の地震力負担要素として、摩擦ダンパーが知られている。
この種の摩擦ダンパーは、例えば建物架構の相対移動する一対の鉄骨部材同士の間に介装されて、建物架構の振動時にその振動を減衰するのに用いられる。
【０００３】
従来、この種の摩擦ダンパーは、相対移動する一方の部材に固設された滑動板（滑り材）と、他方の部材に固設された摩擦板（摩擦材）とを備え、これらの滑動板と摩擦板が互いに所定の圧接力で接触されて、２つの部材が相対移動し滑動板と摩擦板が摺動する際にこれら滑動板と摩擦板との間に一定の摩擦力を生じさせ、この摩擦力を減衰力として用いて建物の振動を減衰するようになっている。
【０００４】
また、大地震時等の建物の最大層間変位時には、建物の制振対象の構造体自体が大きく変形することから、当該構造体に大きな内力が生じ、このような時に、さらに大きな外力が変形方向と逆向きに付与されると、その分だけ、さらに内力が拡大して構造体の破壊限界強度に至り易くなり、この場合に、従来の摩擦ダンパーの減衰力は、変形方向と逆向きの外力として構造体に作用し、また、層間変位の大きさによらず常にほぼ一定の減衰力を発生するために、構造体は、最大層間変位時の厳しい内力下において、大きな減衰力が加えられることになり、構造体の破壊限界強度の大きさによっては、構造体は破損してしまう恐れがあり、かかる問題点を解決するために、減衰力を調整できるようにした摩擦ダンパーが特許文献１により提案されている。
この文献１の摩擦ダンパーは、相対移動可能に重ねられた２つの部材が振動により相対移動するときに圧接力に基づいて発生する摩擦力で振動を減衰する構造を有するもので、このダンパーでは、特に、２つの部材のうちの一方の部材として設けられ、板厚方向に間隔を隔てて互いに対向する一対の第１板部材と、２つの部材のうちの他方の部材として設けられる第２板部材と、一対の第１板部材及び第２板部材に圧接力を付与する圧接力付与部材とを備え、第２板部材（中板）の板厚が変化され、一対の第１板部材のうちの一方の第１板部材と第２板部材との間に転動体が介装されて、一対の第１板部材と第２板部材との所定方向の相対移動量が所定値を超えたときに、圧接力が低下（すなわち、減衰力が低減）するようになっている。
【０００５】
さらに、昨今は、建物の高層化などに伴い風荷重作用下における居住性が重要視され、一般に地震とは外力レベルの異なる風荷重に対しても適切な振動減衰効果を発揮したい場合には、地震時の大きな外力に対応させて大きな摩擦力を発生可能にするだけでなく、風荷重等の小さな外力にも対応させて小さな摩擦力も発生できるようにすることが求められており、これに対して、大きさの異なる摩擦力の発生を可能とした摩擦ダンパーが特許文献２により提案されている。
この文献２の摩擦ダンパーは、所定方向に相対移動する二部材間に介装されて、摩擦力により二部材間の相対移動に係る振動を減衰する構造を有するもので、このダンパーでは、特に、二部材のうちの一方の部材に一体に設けられた第１圧接板と、二部材のうちの他方の部材に一体に設けられた第２圧接板と、これら第１圧接板と第２圧接板との間に挟まれた状態で、第１圧接板及び第２圧接板の両者に所定の圧接力で圧接される摩擦板とを備え、摩擦板に２種類の摩擦係数の異なる材料を使用することにより、摩擦板において第１圧接板に圧接される第１摩擦面の第１摩擦係数を、摩擦板において第２圧接板に圧接される第２摩擦面の第２摩擦係数よりも大きくして、振動の振幅が所定値以内の場合は、摩擦板は第１摩擦面では摺動せずに第２摩擦面で摺動して、風などの小さい外力に抵抗し、振動の振幅が所定値を超える場合に、摩擦板は第１摩擦面で摺動し、地震による大きな外力に抵抗するように構成され、このようにして大きさの異なる摩擦力を発生するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１０２７９３公報
【特許文献２】特開２０１２−１０２８０９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のとおり、従来の摩擦ダンパーにあっては、地震時に建物の最大応答変位付近で減衰力が最大になり、このダンパーの減衰力の反力がダンパー周辺の架構に作用するため、架構に生じる応力は架構分にダンパーの応力が累加されて、建物によっては架構を補強しなければならないという問題があり、また、他面で、一般的なダンパー容量が地震を対象として設定されるために、風による揺れには効果がない、という問題がある。
これに対して、特許文献１の摩擦ダンパーでは、大地震での架構の損傷を防ぐために、板厚を局部的に変化させて、減衰力の調整がなされているものの、ダンパー機構が複雑になるという問題があり、また、大地震での架構の損傷を防ぐことを目的としているが、風のような小さな外力を対象としていないため、風による揺れには対応することができない、という問題がある。また、特許文献２の摩擦ダンパーでは、摩擦板に摩擦係数の異なる２種類の材料を用いて、減衰力の調整がなされ、風などによる小さな外力から地震による大きな外力までを対象とするものの、この機構では、大地震時の架構の損傷を防ぐまでには至っていない、という問題がある。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題を解決するものであり、この種の摩擦ダンパーにおいて、簡単な機構で、大地震時に建物の構造体の損傷を防止でき、また、風荷重に対しても有効な振動減衰効果を発揮できるようにすること、を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明（１）は、振動の発生により所定方向に相対移動する２つの部材の一方に設けられる滑り材と、他方に設けられ、前記滑り材に対して前記所定方向に相対移動可能に重合される摩擦材と、前記滑り材と前記摩擦材に圧接力を付与して接触させる圧接力付与部材とを備え、前記２つの部材間に介装されて、前記２つの部材が前記振動により相対移動するときに前記滑り材と前記摩擦材との間に発生する摩擦力により、前記振動を減衰する摩擦ダンパーにおいて、前記２つの部材が前記振動の発生前の中立の状態から前記振動の発生により相対移動して所定の相対移動量に至るまでの間、前記滑り材と前記摩擦材は所定の摩擦係数及び接触面積で接触され、前記２つの部材が相対移動して所定の相対移動量を超えた後の前記滑り材と前記摩擦材は両者間の接触面積が漸次減少されて接触される、ことを要旨とする。
この場合、前記滑り材と前記摩擦材は、一方が、前記２つの部材の相対移動方向を長さ方向、前記相対移動方向に対して直角の方向を幅方向として、前記長さ方向に長く、前記長さ方向中央を対称中心として対称的な平面形状を有し、前記滑り材と前記摩擦材との間の接触面積が漸次減少される部分につき前記幅方向が漸次小さく形成され、他方が、一方と幅方向を共通とし一方の平面の一部に接触可能な断片状の平面形状に形成されて、前記２つの部材が中立の状態のときに一方と他方が前記一方の平面の対称中心で接触され、前記２つの部材が前記振動の発生により相対移動するときに一方に対して他方が前記２つの部材の相対移動方向に摺動可能に構成されることが好ましい。
また、この摩擦ダンパーは、上記（１）の構成において、前記２つの部材が相対移動して所定の相対移動量を超えた後の前記滑り材と前記摩擦材は両者間の接触面積が漸次減少されて接触されることに代えて、前記２つの部材が相対移動して所定の相対移動量を超えた後の前記滑り材と前記摩擦材は両者間の摩擦係数が漸次低減されて接触されるようにしてもよい。
この場合、前記滑り材と前記摩擦材は、一方が、前記２つの部材の相対移動方向を長さ方向、前記相対移動方向に対して直角の方向を幅方向として、前記長さ方向に長く、前記長さ方向中央を対称中心として対称的な平面形状を有し、前記滑り材と前記摩擦材との間の摩擦係数が漸次低減される部分につき前記幅方向が漸次小さく形成されて、この幅方向を小さくした分の面積内に前記滑り材と前記摩擦材との間の摩擦係数を低減する部分が組み合わせられ、他方が、一方と幅方向を共通とし一方の平面の一部に接触可能な断片状の平面形状に形成されて、前記２つの部材が中立の状態のときに一方と他方が一方の平面の対称中心で接触され、前記２つの部材が前記振動の発生により相対移動するときに一方に対して他方が前記２つの部材の相対移動方向に摺動可能に構成されることが好ましい。
【００１０】
また、上記目的を達成するために、本発明（２）は、振動の発生により所定方向に相対移動する２つの部材の一方に設けられる滑り材と、他方に設けられ、前記滑り材に対して前記所定方向に相対移動可能に重合される摩擦材と、前記滑り材と前記摩擦材に圧接力を付与して接触させる圧接力付与部材とを備え、前記２つの部材間に介装されて、前記２つの部材が前記振動により相対移動するときに前記滑り材と前記摩擦材との間に発生する摩擦力により、前記振動を減衰する摩擦ダンパーにおいて、前記２つの部材が前記振動の発生前の中立の状態から前記振動の発生により相対移動して所定の相対移動量に至るまでの間、前記滑り材と前記摩擦材は所定の摩擦係数及び接触面積で接触され、前記２つの部材が相対移動して所定の相対移動量を超えた後の前記滑り材と前記摩擦材は両者間の接触面積が漸次減少されて接触され、また、前記２つの部材が前記中立の状態から前記所定の相対移動量に至るまでの間は、前記２つの部材が中立の状態から相対移動を開始して前記所定の相対移動量よりも小さい所定の相対変位量に達するところで前段、後段に分けられ、前段では前記滑り材と前記摩擦材が後段での前記滑り材と前記摩擦材との間の接触面積よりも小さい接触面積で接触される、ことを要旨とする。
この場合、前記滑り材と前記摩擦材は、一方が、前記２つの部材の相対移動方向を長さ方向、前記相対移動方向に対して直角の方向を幅方向として、前記長さ方向に長く、前記長さ方向中央を対称中心として対称的な平面形状を有し、前記滑り材と前記摩擦材との間の接触面積が漸次減少される部分につき前記幅方向が漸次小さく形成され、また、前記前段の部分につき前記幅方向が小さく形成され、他方が、一方と幅方向を共通とし一方の平面の一部に接触可能な断片状の平面形状に形成されて、前記２つの部材が中立の状態のときに一方と他方が一方の平面の対称中心で接触され、前記２つの部材が前記振動の発生により相対移動するときに一方に対して他方が前記２つの部材の相対移動方向に摺動可能に構成されることが好ましい。
また、この摩擦ダンパーは、上記（２）の構成において、前記２つの部材が相対移動して所定の相対移動量を超えた後の前記滑り材と前記摩擦材は両者間の接触面積が漸次減少されて接触されることに代えて、前記２つの部材が相対移動して所定の相対移動量を超えた後の前記滑り材と前記摩擦材は両者間の摩擦係数が漸次低減されて接触され、また、前段では前記滑り材と前記摩擦材が後段での前記滑り材と前記摩擦材との間の接触面積よりも小さい接触面積で接触されることに代えて、前段では前記滑り材と前記摩擦材が後段での前記滑り材と前記摩擦材との間の摩擦係数よりも低い摩擦係数で接触されるようにしてもよい。
この場合、前記滑り材と前記摩擦材は、一方が、前記２つの部材の相対移動方向を長さ方向、前記相対移動方向に対して直角の方向を幅方向として、前記長さ方向に長く、前記長さ方向中央を対称中心として対称的な平面形状を有し、前記滑り材と前記摩擦材との間の摩擦係数が漸次低減される部分につき前記幅方向が漸次小さく形成されて、この幅方向を小さくした分の面積内に前記滑り材と前記摩擦材との間の摩擦係数を低減する部分が組み合わせられ、前記前段の部分につき前記幅方向が小さく形成されて、この幅方向を小さくした分の面積内に前記滑り材と前記摩擦材との間の摩擦係数を低減する部分が組み合わせられ、他方が、一方と幅方向を共通とし一方の平面の一部に接触可能な断片状の平面形状に形成されて、前記２つの部材が中立の状態のときに一方と他方が前記一方の平面の対称中心で接触され、前記２つの部材が前記振動の発生により相対移動するときに一方に対して他方が前記２つの部材の相対移動方向に摺動可能に構成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の摩擦ダンパー（１）によれば、振動の発生により所定方向に相対移動する２つの部材が振動の発生前の中立の状態から振動の発生により相対移動して所定の相対移動量に至るまでの間、滑り材と摩擦材が所定の摩擦係数及び接触面積で接触され、２つの部材が相対移動して所定の相対移動量を超えた後の滑り材と摩擦材は両者間の接触面積又は摩擦係数が漸次減少又は低減されて接触されるので、２つの部材について所定の相対移動量を適宜定めて、振動により２つの部材が最大変位付近にまで達したとき、又は最大変位に近づくに従って、滑り材と摩擦材との間に発生する摩擦力を漸次低減して、振動の減衰力が漸次低下するように、滑り材と摩擦材との間の接触面積又は摩擦係数が漸次減少又は低減するようにすることで、大地震時など建物の最大層間変位時に、建物架構が大きく変形して、架構に大きな内力が生じ、これにさらに摩擦ダンパーの減衰力が累加されても、この場合の振動の減衰力を適時に漸次小さくして、架構に生じる内力の過度の増大を抑制することができ、簡単な機構でありながら、大地震時に建物の構造体の損傷を確実に防止することができる。
【００１２】
本発明の摩擦ダンパー（２）によれば、振動の発生により所定方向に相対移動する２つの部材が振動の発生前の中立の状態から振動の発生により相対移動して所定の相対移動量に至るまでの間、滑り材と摩擦材が所定の摩擦係数及び接触面積で接触され、２つの部材が相対移動して所定の相対移動量を超えた後の滑り材と摩擦材は両者間の接触面積又は摩擦係数が漸次減少又は低減されて接触されるので、２つの部材について所定の相対移動量を適宜定めて、振動により２つの部材が最大変位付近にまで達したとき、又は最大変位に近づくに従って、滑り材と摩擦材との間に発生する摩擦力を漸次低減して、振動の減衰力が漸次低下するように、滑り材と摩擦材と間の接触面積又は摩擦係数が漸次減少又は低減するようにすることで、大地震時など建物の最大層間変位時に、建物架構が大きく変形して、架構に大きな内力が生じ、これにさらに摩擦ダンパーの減衰力が累加されても、この場合の振動の減衰力を適時に漸次小さくして、架構に生じる内力の過度の増大を抑制することができ、簡単な機構でありながら、大地震時に建物の構造体の損傷を確実に防止することができる。
さらに、この摩擦ダンパーによれば、２つの部材が振動の発生前の中立の状態から振動の発生により相対移動して所定の相対移動量に至るまでの間は、２つの部材が中立の状態から相対移動を開始して所定の相対移動量よりも小さい所定の相対変位量に達したところで前段、後段に分けられ、前段では滑り材と摩擦材が後段での滑り材と摩擦材との間の接触面積又は摩擦係数よりも小さい接触面積又は低い摩擦係数で接触されるので、２つの部材について所定の変位量を適宜定めて、風荷重による外力に対応させることで、風荷重などに対しても有効な振動減衰効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の各実施の形態における摩擦ダンパーが建物架構のブレースに一体的に組み込まれ、ブレースに適用される状態を示す図
【図２】本発明の第１の実施の形態における摩擦ダンパーの構成を示す図（（ａ）は正面図（ｂ）は平面断面図（ｃ）は特に滑り材と摩擦材の構成を示す図（ｄ）は特に滑り材の構成を示す図）
【図３】同摩擦ダンパーの作用を示す図
【図４】２つの部材（ブレースの各分断部）の相対移動量と同摩擦ダンパーによる振動の減衰力との関係を示す図
【図５】本発明の第２の実施の形態における摩擦ダンパーの構成を示す図（（ａ）は正面図（ｂ）は平面断面図（ｃ）は特に滑り材と摩擦材の構成を示す図（ｄ）は特に滑り材の構成を示す図）
【図６】同摩擦ダンパーの作用を示す図
【図７】本発明の第３の実施の形態における摩擦ダンパーの構成を示す図（（ａ）は正面図（ｂ）は平面断面図（ｃ）は特に滑り材と摩擦材の構成を示す図（ｄ）は特に滑り材の構成を示す図）
【図８】同摩擦ダンパーの作用を示す図
【図９】２つの部材（ブレースの各分断部）の相対移動量と同摩擦ダンパーによる振動の減衰力との関係を示す図
【図１０】２つの部材（ブレースの各分断部）の相対移動量と同摩擦ダンパーによる振動の減衰力との関係を示す図
【図１１】本発明の第４の実施の形態における摩擦ダンパーの構成を示す図（（ａ）は正面図（ｂ）は平面断面図（ｃ）は特に滑り材と摩擦材の構成を示す図（ｄ）は特に滑り材の構成を示す図）
【図１２】同摩擦ダンパーの作用を示す図
【図１３】本発明の摩擦ダンパーが建物架構の間柱に一体的に組み込まれ、間柱に適用される状態を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、この発明を実施するための形態について図を用いて説明する。
次の各実施の形態では、建物架構に取り付けられるブレースに一体的に組み込まれる摩擦ダンパーについて例示する。
この場合、図１に示すように、建物架構５は鉄骨柱５１と鉄骨梁５２とを結合して構成される。ブレース５３はＨ形鋼などの鋼材からなり、架構５の柱５１と梁５２の構面内に左右に対にして、例えば、一方が下梁の右端部と上梁の中央部とを結ぶ線分を所定方向として架け渡しされ、他方が下梁の左端部と上梁の中央部とを結ぶ線分を所定方向として架け渡しされる。この一対のブレース５３はそれぞれ、所定の方向適宜の位置で間隔Ｓにより上下に分断されて、これら上下の分断部５３１，５３２は相互に間隔Ｓによって所定の方向に相対移動可能になっている。なお、これらの分断部５３１，５３２が振動の発生により所定方向に相対移動する２つの部材となる。摩擦ダンパー１，２，３，４はブレース５３毎に設けられ、それぞれ、ブレース５３の一方の分断部５３１に設けられる一対の滑り材１１と、他方の分断部５３２に一対の圧接板５４がボルト止めにより固定されて、これら圧接板５４の内側面にそれぞれ設けられる一対の摩擦材１２と、これら滑り材１１と摩擦材１２に圧接力を付与して接触させる面圧導入ボルト１３１及びこれに面圧用ばね１３２を介して螺合されるナット１３３からなる圧接力付与部材１３とを備え、各滑り材１１の各面に各摩擦材１２が所定方向に相対移動可能に重合され、これら各滑り面１１、各摩擦材１２が圧接力付与部材１３により圧接されて構成される。このようにして摩擦ダンパー１，２，３，４は２つの部材であるブレース５３の各分断部５３１，５３２間に介装されて、ブレース５３（各分断部５３１，５３２）が振動により相対移動するときに滑り材１１と摩擦材１２との間に発生する摩擦力により、振動を減衰するようになっている。
【００１５】
図２に第１の実施の形態を示している。図２に示すように、摩擦ダンパー１は、既述のとおり、ブレース５３の一方の分断部５３１に設けられる一対の滑り材１１と、他方の分断部５３２に設けられ、各滑り材１１に対して所定方向に相対移動可能に重合される所定の摩擦係数を有する一対の摩擦材１２と、これら滑り材１１と摩擦材１２に圧接力を付与して接触させる圧接力付与部材１３とを備える。
この摩擦ダンパー１では、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が振動の発生前の中立の状態から振動の発生により相対移動して所定の相対移動量に至るまでの間、滑り材１１と摩擦材１２は所定の摩擦係数及び接触面積で接触され、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が相対移動して所定の相対移動量を超えた後の滑り材１１と摩擦材１２は両者間の接触面積が漸次減少されて接触される構造を具備する。
【００１６】
この場合、ブレース５３の一方の分断部５３１は他方の分断部５３２に向けて突出する一端側の（ウエブ）各面が各滑り材１１の固定部になっている。この一端側の幅方向中央に一方の面から他方の面に貫通して長さ方向に延びる、面圧導入ボルト１３１を通すための長穴５３０が所定の長さに形成される。一対の滑り材１１はそれぞれステンレス板などにより形成され、摩擦材１２に接する面が滑り面になっている。これらの滑り材１１はそれぞれ、全体がブレース５３の一方の分断部５３１の一端側の各面の所定の範囲内に重合可能な大きさで、ブレース５３の各分断部５３１，５３２の相対移動方向を長さ方向、この相対移動方向に対して直角方向を幅方向として、長さ方向に長く、幅方向が均一で、長さ方向中央を対称中心として対称的な平面形状に、すなわち、対称中心から両端方向へブレース５３の各分断部５３１，５３２の所定の相対移動量に対応する長さまでが全体として長方形の平面形状に形成され、滑り材１１と摩擦材１２の接触面積が漸次減少される部分につき、すなわち、前記所定の相対移動量に対応する長さの位置から両端までが幅方向を漸次小さくして、この場合、略三角形状に形成される。そして、各滑り材１１の幅方向中央には、ブレース５３の一方の分断部５３１の長穴５３０と同様に、一方の面から他方の面に貫通して長さ方向に延びる長穴１１０が長さ方向中央の対称中心から両端まで同じ所定の長さに形成される。これらの滑り材１１はブレース５３の一方の分断部５３１の一端側の各面にビス止めや接着などにより固定される。
また、ブレース５３の他方の分断部５３２に固定される一対の圧接板５４はそれぞれ、鋼材などからなる平板で、幅方向をブレース５３の幅方向よりも少し短く、長さ方向を滑り材１１よりも長く形成されて、他方の分断部５３２の一方の分断部５３１に向けて突出する一端の（ウエブ）両面にボルト６１及びナット６２を介して固定されて、他方の分断部５３２の延長上に延ばされる。これらの圧接板５４には幅方向中央で長さ方向中間の所定の位置に面圧導入ボルト１３１を通すための円形の穴５４０が形成される。一対の摩擦材１２はそれぞれ鋼材などからなる平板で、両面に所定の摩擦係数を付与するために摩擦材料のコーティングなどが施されて、両面が摩擦面になっている。これらの摩擦材１２はそれぞれ、滑り材１１と幅方向を共通として滑り材１１の平面に部分的に接触可能な断片形状、ここでは円形の平面形状に形成され、また、円形の平面形状の中心には面圧導入ボルト１３１を通すための円形の穴１２０が穿たれる。これらの摩擦材１２は各圧接板５４の内側で面圧導入ボルト１３１を通すための穴５４０の周囲に配置され、各圧接板５４の各穴５４０間に通される面圧導入ボルト１３１により固定される。
滑り材１１、摩擦材１２はそれぞれ、かかる構造を有し、ブレース５３の一方の分断部５３１の一端に固定された一対の滑り材１１の両側（外側）にブレース５３の他方の分断部４３２の圧接板５４が摩擦材１２を介して重合され、面圧導入ボルト１３１が一方の圧接板５４の穴５４０の外側に面圧用ばね１３２を介して一方の圧接板５４及び摩擦材１２の各穴５４０、１２０から挿入され、一方の滑り材１１、分断部５３１及び他方の滑り材１１の各長穴１１０、５３０、１１０の中央を通して他方の摩擦材１２及び圧接板５４の各穴１２０、５４０まで貫通され、他方の圧接板５４の穴５４０の外側でナット１３３に締結されて、各圧接板５４間が締め込まれ、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が振動の発生前の中立の状態のときは滑り材１１と摩擦材１２が滑り材１１の平面の対称中心で接触され、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が振動の発生により相対移動するときに滑り材１１に対して摩擦材１２がブレース５３の各分断部５３１，５３２の相対移動方向に摺動可能に構成される。
【００１７】
このようにして摩擦ダンパー１はブレース５３の各分断部５３１，５３２間に介装されて、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が振動により相対移動するときに滑り材１１と摩擦材１２との間に発生する摩擦力により、振動を減衰するようになっている。
図３にこの摩擦ダンパー１の作用を示している。
図３において、建物架構に大地震などによる大きな外力が作用すると、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が中立の状態から相対移動し、各分断部５３１，５３２が所定の相対移動量に至るまでの間、滑り材１１と摩擦材１２が所定の摩擦係数及び接触面積で接触されて、この滑り材１１と摩擦材１２との間に発生する所定の摩擦力により、振動が有効に減衰される。
そして、ブレース５３の各分断部５３１，５３２がさらに大きく相対移動し、所定の相対移動量を超えると、滑り材１１と摩擦材１２は両者間の接触面積が漸次減少されて接触され、この滑り材１１と摩擦材１２との間に発生する摩擦力が漸次低減して、振動の減衰力が徐々に低下していく。
図４にブレース５３の各分断部５３１，５３２の相対移動量とこの摩擦ダンパー１による振動の減衰力との関係を示している。図４から明らかなように、この摩擦ダンパー１では、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が所定の相対移動量に至るまでの間、大きな振動を減衰するのに必要な大きな減衰力が発生し、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が所定の相対移動量を超えると、大きな減衰力が徐々に低下するようになっている。
したがって、この摩擦ダンパー１の使用に当たり、大地震時などでの建物の最大層間変位を想定して、ブレース５３の各分断部５３１，５３２について所定の相対移動量を定め、大きな振動によりブレース５３の各分断部５３１，５３２の相対移動量が最大変位付近にまで達したとき、又は最大変位に近づくに従って、滑り材１１と摩擦材１２との間に発生する大きな摩擦力を漸次低減して、振動の減衰力が漸次低下するようにすることで、大地震時など建物の最大層間変位時に、建物架構が大きく変形して架構に大きな内力が生じ、これにさらに摩擦ダンパー１の減衰力が累加されても、この場合の振動の減衰力は適時に漸次小さくなって、架構に生じる内力の過度の増大が抑制される。
【００１８】
以上説明したように、この摩擦ダンパー１によれば、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が振動の発生前の中立の状態から振動の発生により相対移動して所定の相対移動量に至るまでの間、滑り材１１と摩擦材１２は所定の摩擦係数及び接触面積で接触し、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が相対移動して所定の相対移動量を超えた後の滑り材１１と摩擦材１２が両者間の接触面積を漸次減少して接触するようにしたので、建物毎に大地震時の建物架構の振動を考慮して、ブレース５３の各分断部５３１，５３２について所定の相対移動量を適宜定め、大地震によりブレース５３の各分断部５３１，５３２が最大変位付近にまで達したときに、又は最大変位に近づくに従って、滑り材１１と摩擦材１２との間に発生する摩擦力を漸次低減して、振動の減衰力が漸次低下するように、滑り材１１と摩擦材１２の所定の接触面積を漸次減少するようにすることで、大地震時の建物架構に過度の反力が生じることがなく、簡単な機構でありながら、大地震時の建物の構造体の損傷を防止することができる。また、この摩擦ダンパーによる補強構造は既存架構に耐力の余裕がない場合にも適用でき、耐震性能を向上させることが可能となる。
【００１９】
なお、この実施の形態では、滑り材１１が、ブレース５３の各分断部５３１，５３２の相対移動方向を長さ方向、この相対移動方向に対して直角の方向を幅方向として、長さ方向に長く、長さ方向中央を対称中心として対称的な平面形状をなし、両端側の部分につき幅方向が漸次小さく形成され、摩擦材１２が、滑り材１１と幅方向を共通とし滑り材１１の平面の一部に接触可能な断片状の平面形状に形成されて、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が中立の状態のときに滑り材１１と摩擦材１２が滑り材１１の平面の対称中心で接触され、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が振動の発生により相対移動するときに滑り材１１に対して摩擦材１２がブレース５３の各分断部５３１，５３２の相対移動方向に摺動可能に構成されるものとしたが、これとは反対に、摩擦材が、長さ方向に長く、長さ方向中央を対称中心として対称的な平面形状をなし、両端側の部分につき幅方向を漸次小さく形成され、滑り材が、摩擦材と幅方向を共通とし摩擦材の平面の一部に接触可能な断片状の平面形状に形成されて、摩擦材に対して滑り材が摺動可能に構成されるようにしてもよく、このようにしても、第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００２０】
図５に第２の実施の形態を示している。図５に示すように、摩擦ダンパー２は、既述のとおり、ブレース５３の一方の分断部５３１に設けられる一対の滑り材１１と、他方の分断部５３２に設けられ、各滑り材１１に対して所定方向に相対移動可能に重合される所定の摩擦係数を有する一対の摩擦材１２と、これら滑り材１１と摩擦材１２に圧接力を付与して接触させる圧接力付与部材１３とを備える。
この摩擦ダンパー２では、第１の実施の形態の構成において、ブレースの各分断部５３１，５３２が相対移動して所定の相対移動量を超えた後の滑り材１１と摩擦材１２は両者間の接触面積が漸次減少されて接触されるのに代えて、ブレースの各分断部５３１，５３２が相対移動して所定の相対移動量を超えた後の滑り材１１と摩擦材１２は両者間の摩擦係数が漸次低減されて接触される構造になっている。
【００２１】
この場合、摩擦ダンパー２は第１の実施の形態と共通の構成を備え、上述の後者の構造を有する点で異なる。ここでは、摩擦ダンパー２の共通の事項について共通の各部に第１の実施の形態と同じ符号を付してその重複した説明を省略することとし、第１の実施の形態と異なる構造について説明を加える。
この摩擦ダンパー２では、滑り材１１が、既述のとおり、ブレース５３の各分断部５３１，５３２の相対移動方向を長さ方向、この相対移動方向に対して直角の方向を幅方向として、長さ方向に長く、幅方向が均一で、長さ方向中央を対称中心として対称的な平面形状に、すなわち、対称中心から両端方向にブレース５３の各分断部５３１，５３２の所定の相対移動量に対応する長さまでが全体として長方形の平面形状に形成され、滑り材１１と摩擦材１２との間の摩擦係数が漸次低減される部分につき、すなわち、前記所定の相対移動量に対応する長さの位置から両端までが幅方向が漸次小さくなって、この場合、略三角形状に形成される。
そして、この両端側の幅方向を小さくした分の面積内に滑り材１１と摩擦材１２との間の摩擦係数を低減する部分、この場合、滑り材１１と摩擦材１２との間の所定の摩擦係数を低くするための滑り材２１が組み合わせられる。
この場合、滑り材１１と摩擦材１２との間の接触面積が漸次減少される部分、すなわち、滑り材１１の両端側の所定の範囲が幅方向を漸次小さくして略三角形状に形成され、これら幅方向を漸次小さく形成された分の面積内、すなわち、滑り材１１の略三角形の両端の両側の略三角形の範囲に所定の摩擦係数よりも低い摩擦係数の滑り材２１が組み合わせられる。なお、摩擦材１２は第１の実施の形態と同様である。
滑り材１１、摩擦材１２はそれぞれ、かかる構造を有し、第１の実施の形態と同様に、ブレース５３の一方の分断部５３１の一端に固定された一対の滑り材１１の両側（外側）にブレース５３の他方の分断部５３２の圧接板５４が摩擦材１２を介して重合され、面圧導入ボルト１３１が一方の圧接板５４の穴５４０の外側に面圧用ばね１３２を介して一方の圧接板５４及び摩擦材１２の各穴５４０、１２０から挿入され、一方の滑り材１１、一方の分断部５３１及び他方の滑り材１１の各長穴１１０、５３０、１１０の中央を通して他方の摩擦材１２及び圧接板５４の各穴１２０、５４０まで貫通され、他方の圧接板５４の穴５４０の外側でナット１３３に締結されて、各圧接板５４間が締め込まれ、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が中立の状態のときは滑り材１１と摩擦材１２が滑り材１１の平面の対称中心で接触され、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が振動の発生により相対移動するときに滑り材１１に対して摩擦材１２がブレース５３の各分断部５３１，５３２の相対移動方向に摺動可能に構成される。
【００２２】
このようにして摩擦ダンパー２はブレース５３の各分断部５３１，５３２間に介装されて、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が振動により相対移動するときに滑り材１１と摩擦材１２との間に発生する摩擦力により、振動を減衰するようになっている。
図６にこの摩擦ダンパーの作用を示している。
図６において、建物架構に大地震などによる大きな外力が作用すると、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が中立の状態から相対移動し、各分断部５３１，５３２が所定の相対移動量に至るまでの間、滑り材１１と摩擦材１２が所定の摩擦係数及び接触面積で接触されて、この滑り材１１と摩擦材１２との間に発生する所定の摩擦力により、振動が有効に減衰される。
そして、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が大きく相対移動して、所定の相対移動量を超えると、滑り材１１と摩擦材１２は両者間の接触面積が漸次減少されて接触されるとともに、この接触面積が漸次減少されるにつれて、この接触面積が減少する分だけ、摩擦材１２と所定の摩擦係数よりも低い滑り材２１が両者間の接触面積を漸次増大して接触され、全体として滑り材１１と摩擦材１２との間の摩擦係数が漸次低減されて、この滑り材１１と摩擦材１２との間に発生する摩擦力が漸次減少し、大地震荷重による振動が徐々に減衰される。
したがって、この摩擦ダンパー２の使用に当たり、大地震時などの建物の最大層間変位を想定して、ブレース５３の各分断部５３１，５３２について所定の相対移動量を定め、大地震荷重によりブレース５３の各分断部５３１，５３２の相対移動量が最大変位付近にまで達したとき、又は最大変位に近づくに従って、滑り材１１と摩擦材１２との間に発生する大きな摩擦力が漸次低減して、大きな振動の減衰力が漸次低下するようにすることで、大地震時など建物の最大層間変位時に、建物架構が大きく変形して架構に大きな内力が生じ、これにさらに摩擦ダンパー２の減衰力が累加されても、この場合の振動の減衰力が適時に漸次小さくなって、架構に生じる内力の過度の増大が抑制される。
【００２３】
このようにしても、第１の実施の形態と概ね同様の作用効果を得ることができ、特に、この摩擦ダンパー２では、滑り材１１が長さ方向に長く、長さ方向中央を対称中心として対称的な平面形状をなし、両端側の部分につき幅方向が漸次小さく形成されて、この幅方向を小さくした分の面積内に滑り材１１と摩擦材１２との間の摩擦係数を低減する部分、この場合、所定の摩擦係数を低くするための滑り材２１が組み合わせられ、このような滑り材１１、２１に対して摩擦材１２が摺動されるので、摩擦係数の異なる滑り材１１、２１の組み合わせにより、滑り材１１と摩擦材１２との間の摩擦力を適宜変更することができ、振動の減衰力を種々に調整することができる。
【００２４】
なお、この実施の形態では、滑り材１１が、ブレース５３の各分断部５３１，５３２の相対移動方向を長さ方向、この相対移動方向に対して直角の方向を幅方向として、長さ方向に長く、長さ方向中央を対称中心として対称的な平面形状をなし、両端側の部分につき幅方向が漸次小さく形成され、この幅方向を小さくした分の面積内に滑り材１１と摩擦材１２との間の摩擦係数を低減する部分が組み合わせられ、摩擦材１２が、滑り材１１と幅方向を共通とし滑り材１１の平面の一部に接触可能な断片状の平面形状に形成されて、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が中立の状態のときに滑り材１１と摩擦材１２が滑り材１１の平面の対称中心で接触され、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が振動の発生により相対移動するときに滑り材１１に対して摩擦材１２がブレースの各分断部５３１，５３２の相対移動方向に摺動可能に構成されるものとしたが、これとは反対に、摩擦材が、長さ方向に長く、長さ方向中央を対称中心として対称的な平面形状をなし、両端側の部分につき幅方向が漸次小さく形成され、この幅方向を小さくした分の面積内に滑り材と摩擦材との間の摩擦係数を低減する部分が組み合わせられ、滑り材が、摩擦材の平面の一部に接触可能な断片状の平面形状に形成されて、摩擦材に対して滑り材が摺動可能に構成されるようにしてもよく、このようにしても第２の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００２５】
図７に第３の実施の形態を示している。図７に示すように、摩擦ダンパー３は、既述のとおり、ブレース５３の一方の分断部５３１に設けられる一対の滑り材１１と、他方の分断部５３２に設けられ、各滑り材１１に対して所定方向に相対移動可能に重合される所定の摩擦係数を有する一対の摩擦材１２と、これら滑り材１１と摩擦材１２に圧接力を付与して接触させる圧接力付与部材１３とを備える。
この摩擦ダンパー３では、第１の実施の形態と同様に、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が振動の発生前の中立の状態から振動の発生により相対移動して所定の相対移動量に至るまでの間、滑り材１１と摩擦材１２は所定の摩擦係数及び接触面積で接触され、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が相対移動して所定の相対移動量を超えた後の滑り材１１と摩擦材１２は両者間の接触面積が漸次減少されて接触される構造を有し、また、第１の実施の形態とは異なり、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が中立の状態から所定の相対移動量に至るまでの間が、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が中立の状態から相対移動を開始して所定の相対移動量よりも小さい所定の相対変位量に達するところで前段３１、後段３２に分けられ、前段３１では滑り材１１と摩擦材１２が後段３２での滑り材１１と摩擦材１２との間の接触面積よりも小さい接触面積で接触される構造をさらに具備する。
【００２６】
この場合、摩擦ダンパー３は第１の実施の形態と共通の構成を備え、上述の後者の構造を有する点で異なる。ここでは、摩擦ダンパー３の共通の事項については共通の各部に第１の実施の形態と同じ符号を付してその重複した説明を省略することとし、第１の実施の形態と異なる構造について説明を加える。
この摩擦ダンパー３では、各滑り材１１、各圧接板５４の長さが第１の実施の形態のものと比べて若干長くなっていて、滑り材１１は、前段３１の部分につき幅方向が小さく形成され、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が中立の状態のときに滑り材１１と摩擦材１２が滑り材１１の平面の対称中心で接触され、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が振動の発生により相対移動するときに滑り材１１に対して摩擦材１２がブレース５３の各分断部５３１，５３２の相対移動方向に摺動可能に構成される。
この場合、滑り材１１の対称中心から両端方向に向けて所定の長さまでが前段３１で、前段３１は幅方向が後段３１よりも小さく、この場合、全体として長方形に形成されて、滑り材１１と摩擦材１２との間の接触面積が小さく形成され、これに続く後段３２及び両端側の大きさ及び形状は第１の実施の形態の滑り材１１と概ね同じ大きさ、形状になっている。なお、摩擦材１２は第１の実施の形態と同様である。
滑り材１１、摩擦材１２はそれぞれ、かかる構造を有し、第１の実施の形態と同様に、ブレース５３の一方の分断部５３１の一端に固定された一対の滑り材１１の両側（外側）にブレース５３の他方の分断部５３２の圧接板５４が摩擦材１２を介して重合され、面圧導入ボルト１３１が一方の圧接板５４の穴５４０の外側に面圧用ばね１３２を介して一方の圧接板５４及び摩擦材１２の各穴５４０、１２０から挿入され、一方の滑り材１１、一方の分断部５３１及び他方の滑り材１１の各長穴１１０、５３０、１１０の中央を通して他方の摩擦材１２及び圧接板５４の各穴１２０、５４０まで貫通され、他方の圧接板５４の穴５４０の外側でナット１３３に締結されて、各圧接板５４間が締め込まれ、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が中立の状態のときは滑り材１１と摩擦材１２が滑り材１１の平面の対称中心で接触され、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が振動の発生により相対移動するときに滑り材１１に対して摩擦材１２がブレース５３の各分断部５３１，５３２の相対移動方向に摺動可能に構成される。
【００２７】
このようにして摩擦ダンパー３はブレース５３の各分断部５３１，５３２間に介装されて、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が振動により相対移動するときに滑り材１１と摩擦材１２との間に発生する摩擦力により、振動を減衰するようになっている。
図８にこの摩擦ダンパー３の作用を示している。
図８において、建物架構に風荷重などによる小さな外力が作用すると、各ブレース５３の各分断部５３１，５３２が中立の状態から相対移動し、各分断部５３１，５３２が所定の変位量に達するまでの間、滑り材１１と摩擦材１２が前段３１で、後段３２での滑り材１１と摩擦材１２との間の接触面積よりも小さい接触面積で接触されて、後段３２での滑り材１１と摩擦材１２との間に発生する摩擦力よりも小さな摩擦力により、振動が有効に減衰される。
また、建物架構に大地震などによる大きな外力が作用すると、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が中立の状態から相対移動し、各分断部５３１，５３２が所定の相対移動量に至るまでの間、滑り材１１と摩擦材１２が後段３２での所定の摩擦係数及び接触面積で接触されて、この滑り材１１と摩擦材１２との間に発生する所定の大きな摩擦力により、振動が有効に減衰される。
そして、各ブレース５３の各分断部５３１，５３２がさらに大きく相対移動し、所定の相対移動量を超えると、滑り材１１と摩擦材１２は両者間の接触面積が漸次減少されて接触され、この滑り材１１と摩擦材１２との間に発生する摩擦力が漸次低減し、振動の減衰力が徐々に低下していく。
図９にブレース５３の各分断部５３１，５３２の相対移動量とこの摩擦ダンパー３による振動の減衰力との関係を示している。図９から明らかなように、この摩擦ダンパー３では、風荷重などの小さな外力によりブレース５３の各分断部５３１，５３２が中立の状態から所定の変位量に達するまでの間、すなわち前段３１では、この小さな振動を減衰するのに必要な小さな減衰力（摩擦力）が発生して当該小さな振動を減衰し、地震荷重などの大きな外力によりブレース５３の各分断部５３１，５３２が中立の状態から所定の変位量を超えて所定の相対移動量に至るまで、すなわち、後段３２ではこの大きな振動を減衰するのに必要な大きな減衰力（摩擦力）が発生して当該大きな振動を減衰し、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が所定の相対移動量を超えると、大きな減衰力（摩擦力）が徐々に低下するようになっている。なお、この場合、風対策の領域は狭く、ダンパー速度が最大になり、通過時間が短いので、減衰力低下の影響は少ない（図１０参照）。
したがって、この摩擦ダンパー３の使用に当たり、建物に対する風対策として風荷重を考慮して、ブレース５３の各分断部５３１，５３２について所定の相対変位量を定め、風荷重によりブレース５３の各分断部５３１，５３２の相対移動量が所定の相対変位量に達するまでは、風荷重に対応する小さな減衰力を発生するようにすることで、風などによる小さな外力に対しても有効となり、また、大地震時などの建物の最大層間変位を想定して、ブレース５３の各分断部５３１，５３２について所定の相対移動量を決定し、大地震荷重によりブレース５３の各分断部５３１，５３２の相対移動量が最大変位付近にまで達したとき、又は最大変位に近づくに従って、滑り材１１と摩擦材１２との間に発生する大きな摩擦力を漸次低減して、振動の減衰力が漸次低下するようにすることで、大地震時など建物の最大層間変位時に、建物架構が大きく変形して架構に大きな内力が生じ、これにさらに摩擦ダンパー３の減衰力が累加されても、この場合の振動の減衰力は適時に漸次小さくなって、架構に生じる内力の過度の増大が抑制される。
【００２８】
以上説明したように、この摩擦ダンパー３によれば、第１の実施の形態と共通の構成により同様の作用効果を得ることができる他、さらに、この摩擦ダンパー３では、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が中立の状態から相対移動して所定の相対移動量に至るまでの間が、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が中立の状態から相対移動を開始して所定の相対移動量よりも小さい所定の相対変位量に達するところで前段３１、後段３２に分けられ、前段３１では滑り材１１と摩擦材１２が後段３２での滑り材１１と摩擦材１２との間の接触面積よりも小さい接触面積で接触されるので、風荷重を考慮して、ブレース５３の各分断部５３１，５３２について所定の相対変位量を適宜定め、風荷重による外力に対応させることで、風荷重などに対しても有効な振動減衰効果を発揮することができる。このように風等から大地震まで対応できるようにしたので、既存架構に耐力の余裕がない場合にも適用でき、耐震性能を向上させることが可能となる。
【００２９】
なお、この実施の形態では、滑り材１１が、ブレース５３の各分断部５３１，５３２の相対移動方向を長さ方向、この相対移動方向に対して直角の方向を幅方向として、長さ方向に長く、長さ方向中央を対称中心として対称的な平面形状をなし、両端側の部分につき幅方向が漸次小さく形成され、また、前段３１の部分につき幅方向が小さく形成され、摩擦材１２が、滑り材１１と幅方向を共通とし滑り材１１の平面の一部に接触可能な断片状の平面形状に形成されて、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が中立の状態のときに滑り材１１と摩擦材１２が滑り材１１の平面の対称中心で接触され、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が振動の発生により相対移動するときに滑り材１１に対して摩擦材１２がブレース５３の各分断部５３１，５３２の相対移動方向に摺動可能に構成されるものとしたが、これとは反対に、摩擦材が長さ方向に長く、長さ方向中央を対称中心として対称的な平面形状をなし、両端側の部分につき幅方向が漸次小さく形成され、また、前段３１の部分につき幅方向が小さく形成され、滑り材が、摩擦材の平面の一部に接触可能な断片状の平面形状に形成されて、摩擦材に対して摺動可能に構成されるようにしてもよく、このようにしても第３の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００３０】
図１１に第４の実施の形態を示している。図１１に示すように、摩擦ダンパー４は、既述のとおり、ブレース５３の一方の分断部５３１に設けられる一対の滑り材１１と、他方の分断部５３２に設けられ、各滑り材１１に対して所定方向に相対移動可能に重合される所定の摩擦係数を有する一対の摩擦材１２と、これら滑り材１１と摩擦材１２に圧接力を付与して接触させる圧接力付与部材１３とを備える。
この摩擦ダンパー４では、第３の実施の形態の構成において、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が相対移動して所定の相対移動量を超えた後の滑り材１１と摩擦材１２は両者間の接触面積が漸次減少されて接触されるのに代えて、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が相対移動して所定の相対移動量を超えた後の滑り材１１と摩擦材１２は両者間の摩擦係数が漸次低減されて接触され、前段３１では滑り材１１と摩擦材１２が後段３２での滑り材１１と摩擦材１２との間の接触面積よりも小さい接触面積で接触されるのに代えて、前段３１では滑り材１１と摩擦材１２が後段３２での滑り材１１と摩擦材１２との間の摩擦係数よりも低い摩擦係数で接触される構造になっている。
【００３１】
この場合、摩擦ダンパー４は第３の実施の形態と共通の構成を備え、上述の各後者の構造を有する点で異なる。ここでは、摩擦ダンパー４の共通の事項について共通の各部に第３の実施の形態と同じ符号を付してその重複した説明を省略することとし、第３の実施の形態と異なる構造について説明を加える。
この摩擦ダンパー４では、滑り材１１は、両端側の滑り材１１と摩擦材１２との間の摩擦係数が漸次低減される部分につき幅方向が漸次小さく形成され、この幅方向を小さくした分の面積内に滑り材１１と摩擦材１２との間の摩擦係数を低減する部分が組み合わせられ、前段３１では滑り材１１と摩擦材１２が後段３２での滑り材１１と摩擦材１２との間の摩擦係数よりも低い摩擦係数で接触される部分につき幅方向が小さく形成され、この幅方向を小さくした分の面積内に滑り材１１と摩擦材１２との間の摩擦係数を低減する部分が組み合わせられる。
この場合、滑り材１１と摩擦材１２との間の摩擦係数が漸次低減される部分、すなわち、滑り材１１の両端側の所定の範囲が幅方向を漸次小さくして略三角形状に形成され、これら幅方向を漸次小さく形成した分の面積内、すなわち、滑り材１１の略三角形の両端の両側の略三角形の範囲に所定の摩擦係数よりも低い摩擦係数となるように滑り材２１が組み合わせられ、また、滑り材１１の対称中心から両端方向に向けて所定の長さまでが前段３１で、前段３１は幅方向が後段３２よりも小さい長方形状に形成され、これら幅方向を漸次小さく形成した分の面積内、すなわち、滑り材１１の長方形状の前段３１の両側の長方形の範囲にそれぞれ、所定の摩擦係数よりも低い摩擦係数となるように滑り材４１が組み合わせられる。なお、摩擦材１２は第３の実施の形態と同様である。
滑り材１１、摩擦材１２はそれぞれ、かかる構造を有し、第３の実施の形態と同様に、ブレース５３の一方の分断部５３１の一端に固定された一対の滑り材１１の両側（外側）にブレース５３の他方の分断部５３２の圧接板５４が摩擦材１２を介して重合され、面圧導入ボルト１３１が一方の圧接板５４の穴５４０の外側に面圧用ばね１３２を介して一方の圧接板５４及び摩擦材１２の各穴５４０、１２０から挿入され、一方の滑り材１１、一方の分断部５３１及び他方の滑り材１１の各長穴１１０、５３０、１１０の中央を通して他方の摩擦材１２及び圧接板５４の各穴１２０、５４０まで貫通され、他方の圧接板５４の穴５４０の外側でナット１３３に締結されて、各圧接板５４間が締め込まれ、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が中立の状態のときは滑り材１１と摩擦材１２が滑り材１１の平面の対称中心で接触され、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が振動の発生により相対移動するときに滑り材１１に対して摩擦材１２がブレース５３の各分断部５３１，５３２の相対移動方向に摺動可能に構成される。
【００３２】
このようにして摩擦ダンパー４はブレース５３の各分断部５３１，５３２間に介装されて、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が振動により相対移動するときに滑り材１１と摩擦材１２との間に発生する摩擦力により、振動を減衰するようになっている。
図１２にこの摩擦ダンパー４の作用を示している。
図１２において、建物架構に風荷重などによる小さな外力が作用すると、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が中立の状態から相対移動し各分断部５３１，５３２が所定の変位量に達するまでの間、滑り材１１と摩擦材１２が後段３２での滑り材１１と摩擦材１２との間の摩擦係数よりも小さい摩擦係数で接触されて、後段３２での滑り材１１と摩擦材１２との間に発生する摩擦力よりも小さな摩擦力により、風荷重による振動が有効に減衰される。
また、建物架構に大地震などによる大きな外力が作用すると、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が中立の状態から相対移動し、各分断部５３１，５３２が所定の相対移動量に至るまでの間、滑り材１１と摩擦材１２が所定の摩擦係数及び接触面積で接触されて、この滑り材１１と摩擦材１２との間に発生する所定の大きな摩擦力により、振動が有効に減衰される。
そして、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が大きく相対移動して、所定の相対移動量を超えると、滑り材１１と摩擦材１２は両者間の摩擦係数が漸次減少されて接触され、この滑り材１１と摩擦材１２との間に発生する摩擦力が漸次減少し、振動の減衰力が徐々に低下していく。
したがって、この摩擦ダンパー４の使用に当たり、建物に対する風対策として風荷重を考慮して、ブレース５３の各分断部５３１，５３２について所定の相対変位量を定め、風荷重によりブレース５３の各分断部５３１，５３２の相対移動量が所定の相対変位量に達するまでは、風荷重に対応する小さな減衰力を発生するようにすることで、風などによる小さな外力に対しても有効となり、また、大地震時などでの建物の最大層間変位を想定して、ブレース５３の各分断部５３１，５３２について所定の相対移動量を定め、大地震荷重によりブレース５３の各分断部５３１，５３２の相対移動量が最大変位付近にまで達したとき、又は最大変位に近づくに従って、滑り材１１と摩擦材１２との間に発生する大きな摩擦力を漸次低減して、振動の減衰力が漸次低下するようにすることで、大地震時など建物の最大層間変位時に、建物架構が大きく変形して架構に大きな内力が生じ、これにさらに摩擦ダンパー４の減衰力が累加されても、この場合の振動の減衰力は適時に漸次小さくなって、架構に生じる内力の過度の増大が抑制される。
【００３３】
このようにしても、第３の実施の形態と概ね同様の作用効果を得ることができ、特に、この摩擦ダンパー４では、滑り材１１が長さ方向に長く、長さ方向中央を対称中心として対称的な平面形状をなし、両端側の部分につき幅方向が漸次小さく形成されて、この幅方向を小さくした分の面積内に滑り材１１と摩擦材１２との間の摩擦係数を低減する部分、この場合、所定の摩擦係数を低くするための滑り材２１が組み合わせられ、また、前段３１の部分につき幅方向が小さく形成されて、この幅方向を小さくした分の面積内に滑り材１１と摩擦材１２との間の摩擦係数を低減する部分、この場合、所定の摩擦係数を低くするための滑り材４１が組み合わせられ、このような滑り材１１、４１、２１に対して摩擦材１２が摺動されるので、摩擦係数の異なる滑り材１１、４１、２１の組み合わせにより、滑り材１１と摩擦材１２との間の摩擦力を適宜変更することができ、振動の減衰力を種々に調整することができる。
【００３４】
なお、この実施の形態では、滑り材１１が、ブレース５３の各分断部５３１，５３２の相対移動方向を長さ方向、この相対移動方向に対して直角の方向を幅方向として、長さ方向に長く、長さ方向中央を対称中心として対称的な平面形状をなし、両端側の部分につき幅方向が漸次小さく形成されて、この幅方向を小さくした分の面積内に滑り材１１と摩擦材１２との間の摩擦係数を低減する部分が組み合わせられ、また、前段３１の部分につき幅方向が小さく形成されて、この幅方向を小さくした分の面積内に滑り材１１と摩擦材１２との間の摩擦係数を低減する部分が組み合わせられ、摩擦材１２が、滑り材１１と幅方向を共通とし滑り材１１の平面の一部に接触可能な断片状の平面形状に形成されて、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が中立の状態のときに滑り材１１と摩擦材１２が滑り材１１の平面の対称中心で接触され、ブレース５３の各分断部５３１，５３２が振動の発生により相対移動するときに滑り材１１に対して摩擦材１２がブレース５３の各分断部５３１，５３２の相対移動方向に摺動可能に構成されるものとしたが、これとは反対に、摩擦材が長さ方向に長く、長さ方向中央を対称中心として対称的な平面形状をなし、両端側の部分につき幅方向が漸次小さく形成されて、この幅方向を小さくした分の面積内に摩擦材と滑り材との間の摩擦係数を低減する部分が組み合わせられ、また、前段の部分につき幅方向が小さく形成されて、この幅方向を小さくした分の面積内に摩擦材と滑り材との間の摩擦係数を低減する部分が組み合わせられ、滑り材が、摩擦材と幅方向を共通とし摩擦材の平面の一部に接触可能な断片状の平面形状に形成されて、摩擦材に対して滑り材が摺動可能に構成されるようにしてもよく、このようにしても第４の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００３５】
また、各実施の形態においては、建物架構のブレースに組み込まれる摩擦ダンパーついて例示したが、これらの摩擦ダンパー１、２、３、４の構造は図１３に示すような間柱など、建物架構の相対移動する一対の鉄骨部材間に組み込まれる摩擦ダンパーについても同様に適用することができ、同様の作用効果を奏することができることは勿論である。
【符号の説明】
【００３６】
１  摩擦ダンパー
１１  滑り材
１１０  長穴
１２  摩擦材
１２０  穴
１３  圧接力付与部材
１３１  面圧導入ボルト
１３２  面圧用ばね
１３３  ナット
２  摩擦ダンパー
２１  滑り材
３  摩擦ダンパー
３１  前段
３２  後段
４  摩擦ダンパー
４１  滑り材
５  建物架構
５１  鉄骨柱
５２  鉄骨梁
５３  ブレース
５３０  長穴
５３１、５３２  分断部
Ｓ  間隔
５４  圧接板
５４０  穴
６１  ボルト
６２  ナット
【図１】
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【図９】
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【図１０】
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【図１３】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１１】
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【図１２】
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