(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築構造物またはダンピングロッドに保持される第１エンドプレートと、該第１エンドプレートから下方に延び、外力によって前記建築構造物またはダンピングロッドが挙動する左右方向に沿って延びる第１スロットが形成されている第１摺動板を含む第１保持体と、
前記第１保持体の下部に位置するように建築構造物またはダンピングロッドに保持される第２エンドプレートと、該第２エンドプレートから前記第１保持体に向かって延び、上下に延びた第２スロットが形成されている第２摺動板を含む第２保持体と、
上端と下端にそれぞれ前記第１スロットと第２スロットに対応する第１固定ホールと第２固定ホールが形成されており、前記第１保持体と第２保持体の前後面に結合される連結板と、
前記連結板と前記第１摺動板及び第２摺動板との間に挿設され、前記第１摺動板または第２摺動板が外力によって挙動する際摩擦熱が発生する摩擦板と、
前記第１保持体及び第２保持体と前記摩擦板及び前記連結板を相互連結する締結部と
を備えることを特徴とする可変摩擦ダンパ。
【請求項２】
前記連結板は、前記摩擦板との摩擦力を高めるために表面にショットブラスト(shot blast)処理が施されることを特徴とする請求項１に記載の可変摩擦ダンパ。
【請求項３】
前記締結部は、前記連結板の第１固定ホールまたは第２固定ホールと前記摩擦板の貫通ホール、前記第１保持体及び第２保持体の第１スロットまたは第２スロットを貫通する締結ボールトと、前記締結ボールトの端部に設けられるナットを備え、
前記第１保持体と第２保持体が前記連結板と連結される締結力を互いに異なって設定して、第１保持体側と第２保持体側の摩擦耐力が互いに異なって形成される
ことを特徴とする請求項１に記載の可変摩擦ダンパ。
【請求項４】
前記締結部は、前記連結板と前記締結ボールトのヘッド部との間及び前記連結板とナットとの間に設けられるワッシャー部材をさらに備え、
前記ワッシャー部材は、前記摩擦板が摩擦によって厚さが減少するとしても、前記連結板と第１保持体または第２保持体との間で摩擦板の密着状態を維持できるように皿スプリングワッシャーよりなる
ことを特徴とする請求項３に記載の可変摩擦ダンパ。
【請求項５】
前記摩擦板は、前記第１保持体、第２保持体及び前記連結板に比べて相対的に低硬度の金属で形成されることを特徴とする請求項１に記載の可変摩擦ダンパ。
【請求項６】
前記連結板は前記第１保持体と前記第２保持体の前後面に結合されるものであって、前記第１保持体と前記第２保持体が相互摺動される左右方向に対して交差する前後方向に沿って相互進退自在に結合される上部プレートと下部プレートを含み、前記上部プレートには前記第１固定ホールが形成されており、前記下部プレートには前記第２固定ホールが形成されることを特徴とする請求項１に記載の可変摩擦ダンパ。
【請求項７】
前記上部プレートは、下端に一側面から他の側に向かって引き込まれている第１嵌合溝が形成されており、前記下部プレートには上端に前記第１嵌合溝と重畳できるように他側面から一側に引き込まれた第２嵌合溝が形成されており、
前記第１嵌合溝が形成された上部プレートの下部には前後方向に沿って延びるように突出されたガイド突起が形成されており、前記第２嵌合溝が形成された下部プレートの上部には前記ガイド突起が貫通できるようにガイドホールが形成されている
ことを特徴とする請求項６に記載の可変摩擦ダンパ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は可変摩擦ダンパに係り、さらに詳しくは建築構造物に設けられて地震のような外部要因によって建築構造物に印加される振動を減衰させる可変摩擦ダンパに関する。
【背景技術】
【０００２】
建築構造物には、部材が水平方向の外力を受ける場合、捩れまたはこれに類似した水平移動が起こる。特に、建築構造物またはタワーで発生される捩れは、構造物の状態に深刻な影響を与え、ひいては崩壊を招く場合もある。
【０００３】
ダンパは建築構造物、例えば住宅または建物構造物を保護する大事な役割を果たすもので、このダンパは数多くの変形形態で存在する。
ダンパは、一般的に建物の構造物部材の間に取り付けられた２つの移動部分の間の摩擦力によるか、あるいは限られたチューブを介して２つのチャンバーの間に流動して加圧する流体によって動きを減衰させる。
【０００４】
一部のダンパは外部状態に対応する減衰効果を能動的に変わらせるものであり、その他のダンパとしては一定した減衰特性を有するパッシブダンパ(passive damper)がある。しかし、前述した一般のダンパは製造コストも高くつく、ひいては建物の構造物の部材内に組み立てるにも高費用がかかる。さらに、摩擦力の提供のために装着される摩擦板が磨耗すると、振動減衰機能に劣るようになることから、ダンパ構造物の全体を取り替えなければならないので、この取替えにも多額のメンテナンス費用がかかる問題点があった。
【０００５】
摩擦力を用いて振動を減衰させる摩擦ダンパの先行技術としては、下記のようなものが挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】韓国特許公開第１0-2004-0012813号:構造物の動き減衰用摩擦ダンパ
【特許文献２】韓国特許公開第１0-2011-0018284号:耐震補強用回転式摩擦ダンパ及びこれを用いた耐震補強装置
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は前述した問題点を解決するために案出されたもので、その目的は、左右及び上下方向の二軸挙動または左右及び上下、前後方向の３軸挙動に対する振動減衰が可能であり、装着とメンテナンスに有利な可変摩擦ダンパを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した目的を達成するために本発明に係る可変摩擦ダンパは、建築構造物またはダンピングロッドに保持される第１エンドプレートと、該第１エンドプレートから下方に延び、外力によって前記建築構造物またはダンピングロッドが挙動する左右方向に沿って延びる第１スロットが形成されている第１摺動板を含む第１保持体と、該第１保持体の下部に位置するように建築構造物またはダンピングロッドに保持される第２エンドプレートと、該第２エンドプレートから前記第１保持体に向かって延び、上下に延びた第２スロットが形成されている第２摺動板を含む第２保持体と、上端と下端にそれぞれ前記第１スロットと第２スロットに対応する第１固定ホールと第２固定ホールが形成されており、前記第１保持体と第２保持体の前後面に結合される連結板と、該連結板と前記第１摺動板及び第２摺動板との間に挿設され、前記第１摺動板または第２摺動板が外力によって挙動する際摩擦熱が発生する摩擦板と、前記第１保持体及び第２保持体と前記摩擦板及び前記連結板を相互連結する締結部とを備えることを特徴とする。
【０００９】
前記連結板は、前記摩擦板との摩擦力をアップするために表面にショットブラスト(shot blast)処理が施されることを特徴とする。
【００１０】
前記締結部は、前記連結板の第１固定ホールまたは第２固定ホールと前記摩擦板の貫通ホール、前記第１保持鯛及び第２保持体の第１スロットまたは第２スロットを貫通する締結ボールトと、該締結ボールトの端部に設けられるナットを備え、前記第１保持体と第２保持体が前記連結板と連結される締結力を互いに異なって設定して、第１保持体側と第２保持体側の摩擦耐力が互いに異なって形成されることを特徴とする。
【００１１】
前記締結部は、前記連結板と前記締結ボールトのヘッド部との間及び前記連結板とナットとの間に設けられるワッシャー部材をさらに備え、前記ワッシャー部材は前記摩擦板が摩擦によって厚さが減少しても前記連結板と第１保持体または第２保持体との間で摩擦板の密着状態を保てるように皿ばねワッシャーからなることを特徴とする。
【００１２】
前記摩擦板は、前記第１保持体、第２保持体及び前記連結板に比べて相対的に低硬度の金属で形成されることを特徴とする。
【００１３】
前記連結板は、前記第１保持体と前記第２保持体の前後面に結合されるものであって、前記第１保持体と前記第２保持体が相互摺動する左右方向に対して交差する前後方向に沿って相互進退自在に結合される上部プレートと下部プレートを含み、前記上部プレートには前記第１固定ホールが形成されており、前記下部プレートには前記第２固定ホールが形成されることを特徴とする。
【００１４】
前記上部プレートは下端に一側面から他の側に向かって引き込まれている第１嵌合溝が形成されており、前記下部プレートには上端に前記第１嵌合溝と重畳するように他側面から一側に引き込まれた第２嵌合溝が形成されており、前記第１嵌合溝が形成された上部プレートの下部には前後方向に沿って延びるように突出されたガイド突起が形成されており、前記第２嵌合溝が形成された下部プレートの上部には前記ガイド突起が貫通できるようにガイドホールが形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように本発明に係る可変摩擦ダンパによれば、ｘ軸に沿って延びる左右方向とｙ軸に沿って延びる上下方向の二軸挙動、またはｚ軸に沿って延びる前後方向を含む３軸挙動が可能になって構造物に印加される外力を効率よく減衰させることができ、また装置のメンテナンスが容易である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態による二軸挙動耐力可変摩擦ダンパを設けた一例を示した正面図である。
【図２】図２は、図１に適用された二軸挙動耐力可変摩擦ダンパを設けた第１の他の例を示した正面図である。
【図３】図３は、図１に適用された二軸挙動耐力可変摩擦ダンパを設けた第２の他の例を示した正面図である。
【図４】図５は、図１に適用された二軸挙動耐力可変摩擦ダンパを設けた第３の他の例を示した正面図である。
【図５】図５は、図１に適用された二軸挙動耐力可変摩擦ダンパを設けた第４の他の例を示した正面図である。
【図６】図６は、図１に適用された二軸挙動耐力可変摩擦ダンパを示した斜視図である。
【図７】図７は、図６の二軸挙動耐力可変摩擦ダンパの分離斜視図である。
【図８】図８は、図６の二軸挙動耐力可変摩擦ダンパに外力が印加されない時の状態を示した正面図である。
【図９】図９は、図６の二軸挙動耐力可変摩擦ダンパに外力が印加された時の状態を示した第１の正面図である。
【図１０】図１０は、図６の二軸挙動耐力可変摩擦ダンパに外力が印加された時の状態を示した第２の正面図である。
【図１１】図１１は、本発明の第２の実施形態による二軸挙動耐力可変摩擦ダンパを示した正面図である。
【図１２】図１２は、本発明の第３の実施形態による二軸挙動耐力可変摩擦ダンパを示した正面図である。
【図１３】図１３は、本発明の第４の実施形態による二軸挙動耐力可変摩擦ダンパを示した正面図である。
【図１４】図１４は、本発明の第５の実施形態による３軸挙動耐力可変摩擦ダンパを設けた一例を示した正面図である。
【図１５】図１５は、図１４に適用された３軸挙動耐力可変摩擦ダンパを設けた第１の他の例を示した正面図である。
【図１６】図１６は、図１４に適用された３軸挙動耐力可変摩擦ダンパを設けた第２の他の例を示した正面図である。
【図１７】図１７は、図１４に適用された３軸挙動耐力可変摩擦ダンパを設けた第３の他の例を示した正面図である。
【図１８】図１８は、図１４に適用された３軸挙動耐力可変摩擦ダンパを設けた第４の他の例を示した正面図である。
【図１９】図１９は、図１４に適用された３軸挙動耐力可変摩擦ダンパを示した斜視図である。
【図２０】図２０は、図１９の３軸挙動耐力可変摩擦ダンパの分離斜視図である。
【図２１】図２１は、図１９の３軸挙動耐力可変摩擦ダンパを示した側面図である。
【図２２】図２２は、図１９の３軸挙動耐力可変摩擦ダンパに適用された連結板を示した分離斜視図である。
【図２３】図２３は、図１９の３軸挙動耐力可変摩擦ダンパに適用された連結板を示した断面図である。
【図２４】図２４は、図１９の３軸挙動耐力可変摩擦ダンパに外力が印加されない時の状態を示した正面図である。
【図２５】図２５は、図１９の３軸挙動耐力可変摩擦ダンパに外力が印加された時の状態を示した第１の正面図である。
【図２６】図２６は、図１９の３軸挙動耐力可変摩擦ダンパに外力が印加された時の状態を示した第２の正面図である。
【図２７】図２７は、本発明の第５の実施形態による３軸挙動耐力可変摩擦ダンパを示した正面図である。
【図２８】図２８は、本発明の第６の実施形態による３軸挙動耐力可変摩擦ダンパを示した正面図である。
【図２９】図２９は、本発明の第７の実施形態による３軸挙動耐力可変摩擦ダンパを示した正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付した図面に基づき、本発明の望ましい実施形態による可変摩擦ダンパについて具体的に説明する。
【００１８】
本発明に係る可変摩擦ダンパは、挙動方式によって二軸挙動と３軸挙動の可変摩擦ダンパとに区分される。二軸挙動耐力可変摩擦ダンパは図１ないし図１３の実施形態に示され、３軸挙動耐力可変摩擦ダンパは図１４ないし図２９に示される。
【００１９】
まず、図１に本発明の第１の実施形態による二軸挙動耐力可変摩擦ダンパ６が建築構造物１に設けられた一例を示す。
【００２０】
通常、建築構造物１には鉄骨フレーム２が設けられており、鉄骨フレーム２の下部中央に本発明の二軸挙動耐力可変摩擦ダンパ６が装着される。そして、二軸挙動耐力可変摩擦ダンパ６は鉄骨フレーム２の上部両端にそれぞれ結合されるダンピングロッド３と連結される。
【００２１】
地震または強風のような外力によって建築構造物１に振動が印加されれば、鉄骨フレーム２及びダンピングロッド３に連結される二軸挙動耐力可変摩擦ダンパ６が水平方向に摺動しつつ振動を減衰させる。これは、建築構造物１に印加される振動にエネルギーが二軸挙動耐力可変摩擦ダンパ６から摩擦熱に発散されることによって振動が減衰されることを意味する。
【００２２】
図２には二軸挙動耐力可変摩擦ダンパ６が建築構造物１に設けられた他の例が示されている。示されているように、鉄骨フレーム２の四隅にそれぞれ保持されている４つのダンピングロッド３によって二軸挙動耐力可変摩擦ダンパ６の上部と下部がそれぞれ保持される形態に構成できる。
【００２３】
その他、図３及び図４に示されているように、鉄骨フレームなしで建築構造物１に二軸挙動耐力可変摩擦ダンパ６とダンピングロッド３が直接に設けられることも可能である。また、図５に示されているように、建築構造物１の上下の梁をそれぞれ連結する垂直方向の補助柱５を設け、該補助柱５の中間に二軸挙動耐力可変摩擦ダンパ６を設けることもできる。
【００２４】
このように本発明の二軸挙動耐力可変摩擦ダンパ６は多様な形態で設けられる。二軸挙動耐力可変摩擦ダンパ６は水平方法(ｘ軸方向)や垂直方向(ｙ軸方向)の二軸方向に対して全て挙動しつつ、外力を摩擦熱に変換させることにより、建築構造物１に加わる地震のような外力の被害を最小化する。
【００２５】
図６及び図７には本発明の第１の実施形態による二軸挙動耐力可変摩擦ダンパ６がさらに詳しく示されている。
【００２６】
本発明に係る二軸挙動耐力可変摩擦ダンパ６は、第１保持体１０及び第２保持体２０と、第１保持体１０と第２保持体２０とを連結する連結板３０と、連結板３０と第１保持体１０及び第２保持体２０の間に設けられる摩擦板４０と、これらを相互結合させるための締結部５０とを備える。
【００２７】
第１保持体１０は、図１に示したように、ダンピングロッド３の端部を連結するロッド締結部材４に固定される第１エンドプレート１１と、第１エンドプレート１１から下方に延びる第１摺動板１２を有する。
【００２８】
第１エンドプレート１１には上面と下面を貫通する複数の締結ホール７が形成されており、固定ボルトを介してロッド締結部材４に固定される。
【００２９】
第１摺動板１２は、第１エンドプレート１１の下面から下方に所定の長さに延びているが、側面から見たとき「Ｔ」字形になる。第１摺動板１２には前後面を貫通する第１スロット１３が形成されているが、第１スロット１３は左右方向に沿って所定の長さに延びており、左右方向に沿って相互に所定の間隔で離隔されるように２つが形成されている。
【００３０】
第２保持体２０は図１に示したように鉄骨フレーム２に固定されるもので、鉄骨フレーム２に固定された第２エンドプレート２１と、第２エンドプレート２１から上方に第１保持体１０に向かって延びた第２摺動板２２を含む。第２エンドプレート２１にも上下面を貫通する多数の締結ホール７が形成されていて、固定ボルトを介して鉄骨フレーム２に固定される。第２保持体２０は二軸挙動耐力可変摩擦ダンパ６の設置位置によって鉄骨フレーム２のほか、ダンピングロッド３と連結されるロッド締結部材４、または建築構造物１の梁に直接に設けられることも可能である。
【００３１】
第２摺動板２２には、上下に延びており、左右方向に沿って相互に離隔されている２つの第２スロット２３が形成されている。
【００３２】
前記第１保持体１０及び第２保持体２０は、後述する連結板３０と締結部５０を通じて相互連結される。前述したように、それぞれ鉄骨フレーム２や建築構造物１の上部と下部、または建築構造物１と鉄骨フレーム２の上部と下部からそれぞれ延びるダンピングロッド３と二軸挙動耐力可変摩擦ダンパ６が連結される。従って、地震のような外力によって横方向または上下方向に変形が発生する時、この変形方向によって二軸挙動耐力可変摩擦ダンパ６の挙動が行われるように設けられる。
【００３３】
前記連結板３０は、第１保持体１０と第２保持体２０を相互連結するものであって、上下に延びる板状であり、上部と下部にそれぞれ第１スロット１３と第２スロット２３に対応する第１固定ホール３１と第２固定ホール３２が形成される。
【００３４】
連結板３０は、後述する摩擦板４０を挟んで第１摺動板１２及び第２摺動板２２と連結される。第１保持体１０と第２保持体２０が相互に離隔される方向に挙動すれば連結板３０が回転するようになり、摩擦板４０と摩擦して摩擦熱が発生しつつ外力を減衰させる。摩擦減衰効果をアップできるように連結板３０にショットブラスト(shot blast)処理を施して、摩擦板４０と連結板３０の摩擦力を高めることが望ましい。
【００３５】
摩擦板４０は、外力によって第１保持体１０及び第２保持体２０が相互に離隔される方向に挙動する際、外力を摩擦熱に転換するためのものである。
【００３６】
摩擦板４０は、第１摺動板１２及び第２摺動板２２と連結板３０との間に嵌め込まれる。摩擦板４０の一側面は第１摺動板１２または第２摺動板２２に、他側面は連結板３０に密着される。そして、摩擦板４０には後述する締結部５０の締結ボールト５１が挿入できるように貫通ホール４１が形成されている。
【００３７】
前述したように摩擦板４０は、外力を減衰させることができるように第１摺動部材、第２摺動部材及び連結板３０と摩擦が行われて熱を発散させる。摩擦板４０を第１摺動板１２、第２摺動板２２及び連結板３０に比べて相対的に低硬度の材質で作製すれば、摩擦板４０と摺動板の持続的な摩擦接触がなされる時、摩擦板４０は磨耗が進めて厚さが次第に減少する。従って、第１摺動板１２、第２摺動板２２と連結板３０は長期間原形を維持できるので、摩擦板４０のみ消耗品のように取り替えて使用寿命を延ばすことができる。
【００３８】
前記締結部５０は、第１摺動板１２及び第２摺動板２２と摩擦板４０及び連結板３０を相互締結するように締結ボールト５１とナット５３及びワッシャー部材５２を含む。
【００３９】
締結ボールト５１はテンションボルトが適用されるのが望ましい。締結ボールト５１は連結板３０の第１固定ホール３１及び第２固定ホール３２、摩擦板４０の貫通ホール４１及び第１摺動板１２及び第２摺動板２２の第１スロット１３及び第２スロット２３を貫通させた後端部にナット５３を結合して、第１保持板１０及び第２保持体２０と摩擦板４０及び連結板３０を相互固定させる。
【００４０】
前記ワッシャー部材５２は一側連結板３０と締結ボールト５１のヘッド間及び他側連結板３０とナット５３との間に締結される。ワッシャー部材５２は皿スプリングワッシャーを適用できる。摩擦板４０が摩擦によって厚さがやや減少するとしても、ワッシャー部材５２の弾性力によって摩擦板４０が第１摺動板１２及び第２摺動板２２と連結板３０に密着した状態を維持することができる。
【００４１】
また、本発明に係る二軸挙動耐力可変摩擦ダンパ６は、締結部５０の締結ボールト５１とナット５３の締結力を調節して、摩擦耐力の大きさを調節することができる。
【００４２】
すなわち、建築物のサイズや形態、位置などによって求められる摩擦耐力が違ってくるが、トルクレンチを通じて締結ボールト５１を設定されたトルクで締め付けて、摩擦板４０と第１摺動板１２、第２摺動板２２及び連結板３０との結合力を設定大きさの摩擦耐力が存在するように調節することができる。必要に応じて、第１保持体１０を貫通するテンションボルトと第２保持体２０を貫通するテンションボルトのトルクを異にして、摩擦ダンパの上部と下部側の摩擦耐力を互いに異なって設定することもできる。  第１保持体１０側と第２保持体２０側にかかる摩擦耐力の大きさを互いに異なってすれば、弱い振動または外力に対しては第１保持体１０側に設けられる摩擦板４０で先に摩擦が起こって、外力を減衰させてから外力が大きくなって第２保持体２０側の摩擦耐力より大きくなると、第２保持体２０側の摩擦板４０も回転及び上下運動を通じて挙動しつつ摩擦熱が発生するようになる。
【００４３】
このように構成された本発明に係る二軸挙動耐力可変摩擦ダンパ１０は、図８に示されているように、外力が働かない時には上部側の締結ボールト５１が第１スロット１２の中間に位置し、下部側の締結ボールト５１も第２スロット２３の中間に位置した状態であるが、ここで外力が働くと、図９に示したように、先に第１保持体１０が摺動し、第１保持体１０に設けられた摩擦板４０の摩擦耐力が相対的に小さいことから、第１摩擦板４０でのみ先に摺動が行われながら摩擦熱が発生するようになる。
【００４４】
もし、外力が大きくなって、第２保持体２０に結合された摩擦板４０に対する摩擦耐力より大きくなると、図１０に示したように、第１保持体１０は一側にさらに移動が行われ、第２保持体１０に設けられた締結ボールト５１は第２スロット２３に沿って上方に進みながら下部側の摩擦板４０においても摩擦熱が発生しつつ外力を減衰させるようになる。
【００４５】
本発明の第１の実施形態の二軸挙動耐力可変摩擦ダンパ１０は、第１保持体１０及び第２保持体２０に２対の連結板３０が摩擦板４０と共に結合される形態であるが、図１１に示されているように、本発明の第２の実施形態による二軸挙動耐力可変摩擦ダンパは１対の連結板３０が結合される形態に形成でき、図１２に示されているように、本発明の第３の実施形態による二軸挙動耐力可変摩擦ダンパは３対の連結板３０が結合される形態に形成されることもできる。また、第１保持体１０及び第２保持体２０の左右長さを十分に伸ばして４対以上の連結板３０が連結される形態に形成されることもできる。このように連結板３０及び摩擦板の設置個数を通じて摩擦耐力の大きさを異にすることができる。
【００４６】
第１保持体１０及び第２保持体２０に第１スロット１２と第２スロット２３をそれぞれ三つずつ形成しておき、設けられる建築構造物１の条件によって連結板３０を１対から３対まで選択的に設けることもできる。図１３に示された本発明の第４の実施形態による二軸挙動耐力可変摩擦ダンパは第１スロット１２と第２スロット２３をそれぞれ３つずつ形成しておいたが、両側に２対の連結板３０のみ設けておいてから、追って必要によって１対の連結板３０を摩擦板と共にさらに設けて摩擦耐力を増加させることもでき、逆に１対を除去して摩擦耐力を減少させるように調節することもできる。
【００４７】
以下、図１４ないし図２９に示された３軸挙動耐力可変摩擦ダンパについて説明する。
【００４８】
図１４に本発明の第５の実施形態による３軸挙動耐力可変摩擦ダンパ９０が建築構造１に設けられた一例を示している。
【００４９】
図１５には３軸挙動耐力可変摩擦ダンパ９０の他の設置例が示されているが、示されているように、フレームの四隅にそれぞれ保持されている４つのダンピングロッド３によって３軸挙動耐力可変摩擦ダンパ９０の上部と下部がそれぞれ保持される形態に形成できる。
【００５０】
その他、図１６及び図１７に示されているように、鉄骨フレームなしで建築構造物１に３軸挙動耐力可変摩擦ダンパ９０とダンピングロッド３が直接に設けることもでき、図１８に示されているように、建築構造物１の上下部梁をそれぞれ連結する垂直方向の補助柱５を設け、該補助柱５の中間に３軸挙動耐力可変摩擦ダンパ９０を設けることもできる。
【００５１】
このように本発明の３軸挙動耐力可変摩擦ダンパ９０は多様な形態に設けられ、左右方向や垂直方向に対して、すなわちｘ軸とｙ軸に沿って延びる二軸方向に対して挙動しつつ外力を摩擦熱に変換させて建築構造物１に加わる地震のような外力の被害を最小化する。また、後述する連結板の構造によって前後方向、すなわちｚ軸に沿って延びる方向に対しても挙動が行われて３軸方向に対する外力を減衰させることができる。
【００５２】
図１９ないし図２６には本発明の第５の実施形態による３軸挙動耐力可変摩擦ダンパ９０がさらに詳しく示されている。
【００５３】
本発明に係る３軸挙動耐力可変摩擦ダンパ９０は、第１保持体１００及び第２保持体２００と、第１保持体１００と第２保持体２００を連結する連結板３００と、第１保持体１００及び第２保持体２００の間に設けられる摩擦板４００と、これらを相互結合させるための締結部５００を備える。
【００５４】
第１保持体１００は、第１エンドプレート１１０と、第１エンドプレート１１０から下方に延びる第１摺動板１２０とを有する。
【００５５】
前記第１エンドプレート１１０には上面と下面を貫通する複数の締結ホール１１１が形成される。
【００５６】
第１摺動板１２０は、第１エンドプレート１１０の下面から下方に所定の長さに延びているが、側面から眺めた時、'Ｔ'字形になる。第１摺動板１２０には前後面を貫通する第１スロット１２１が形成されているが、第１スロット１２１は左右方向に沿って所定の長さに延びており、左右方向に沿って相互に所定の間隔で離隔するように２つが形成されている。
【００５７】
前記第２保持体２００は鉄骨フレームに固定されるもので、鉄骨フレーム２に固定された第２エンドプレート２１０と、第２エンドプレート２１０から上方に第１保持体１００に向かって延びた第２摺動板２２０を含む。第２エンドプレート２１０にも上下面を貫通する多数の締結ホール１１１が形成されていて、固定ボルトを介して鉄骨フレーム２に固定される。第２保持体２００は、３軸挙動耐力可変摩擦ダンパ９０の設置位置によって鉄骨フレームのほか、ダンピングロッドと連結されるロッド締結部材、または建築構造物の梁に直接に設けることもできる。
【００５８】
第２摺動板２２０には、上下に延びており、左右方向に沿って相互に離隔されている２つの第２スロット２２２が形成されている。
【００５９】
前記第１支持体１００及び第２保持体２００は、後述する連結板３００と締結部５００を介して相互連結され、前述したようにそれぞれ鉄骨フレームや建築構造物の上部と下部、または建築構造物と鉄骨フレームの上部と下部からそれぞれ延びるダンピングロッドと連結されることによって、地震のような外力によって横方向または上下方向に変形が発生する際、このような変形によって挙動が行われるように設けられる。
【００６０】
前記連結板３００は、前述したように第１保持体１００と第２保持体２００を相互連結するものであって、上部と下部にそれぞれ第１スロット１２１と第２スロット２２２に対応する第１固定ホール３１１と第２固定ホール３２１が形成されている。
【００６１】
さらに詳しく説明すれば、連結板３００は第１固定ホール３１１が形成されている上部プレート３１０と、上部プレート３１０の下部に結合される下部プレート３２０を含む。
【００６２】
上部プレート３１０は、前後面を貫通するように前記第１固定ホール３１１が形成されており、下部に一側面から他の側に引き込まれた第１嵌合溝３１２が形成されている。そして、第１嵌合溝３１２には一側に突出された２つのガイド突起３１３が形成されているが、前記ガイド突起３１３は前後方向、すなわちｚ軸方向に沿って突出される。
【００６３】
下部プレート３２０は、前後面を貫通するように前記第２固定ホール３２１が形成されており、上部の他側面に一側に引き込まれた第２嵌合溝３２２が形成されている。そして、第２嵌合溝３２２が形成されている地点に前後面を貫通し、前記ガイド突起３１３に対応するガイドホール３２３が形成されている。
【００６４】
上部プレート３１０と下部プレート３２０は前記第１嵌合溝３１２と第２嵌合溝３２２が相互重畳して結合され、この際、前記ガイド突起３１３がガイドホール３２３に挿入される。このように連結板が分割された２つのプレートが相互結合されてなされるが、それぞれのプレートに形成されたガイド突起３１３とガイドホール３２３によって相互ｚ軸方向に対して所定の長さに個別的に挙動が可能になって、ｚ軸方向に働く外力に対する減衰効果を期することができる。
【００６５】
上部プレート３１０と下部プレート３２０が結合されて形成される連結板３００は後述する摩擦板４００を挟んで前記第１摺動板１２０及び第２摺動板２２０と連結され、第１保持体１００と第２保持体２００が相互離隔される方向に挙動すれば、前記連結板３００が回転するようになり、前記摩擦板４００と摩擦され摩擦熱が発生しつつ外力を減衰させるようになるが、このような摩擦減衰効果をアップできるように連結板３００にショットブラスト(shot blast)処理を施して摩擦板４００と連結板３００との間の摩擦力を高めるのが望ましい。
【００６６】
摩擦板４００は、外力によって第１保持体１００及び第２保持体２００が相互離隔される方向に挙動する際、外力を摩擦熱に転換するためのものである。
【００６７】
摩擦板４００は、第１摺動板１２０、第２摺動板２２０と連結板３００との間に嵌め込まれ、一側面は第１摺動板１２０または第２摺動板２２０に、他側面は連結板３００に密着される。そして、摩擦板４００には後述する締結部５００の締結ボールト５１０が挿入できるように貫通ホール４１０が形成されている。
【００６８】
前述したように、摩擦板４００は外力を減衰できるように第１摺動板１２０、第２摺動板２２０及び連結板３００と摩擦が行われて熱を発散するものであることから、第１摺動板１２０、第２摺動板２２０及び連結板３００に比べて相対的に低硬度の材質で作製すれば、摩擦板４００と第１摺動板１２０及び第２摺動板２２０の持続的な摩擦接触が行われる時、摩擦板４００は磨耗が進んで厚さが次第に減少するようになり、相対的に第１摺動板１２０、第２摺動板２２０と連結板３００は長期間原形を維持できるので、摩擦板４００のみ消耗品のように取り替えて使用寿命を延ばすことができる。
【００６９】
前記締結部５００は第１摺動板１２０及び第２摺動板２２０と摩擦板４００及び連結板３００を相互締結するように締結ボールト５１０とナット５３０及びワッシャー部材５２０を含む。
【００７０】
締結部５００は、前述した本発明の第１の実施形態と同一なので、具体的な説明を省く。
【００７１】
本発明の第５の実施形態による３軸挙動耐力可変摩擦ダンパ９０は、図２４に示したように、外力が働かない時には上部側の締結ボールト５１０が第１スロット１２１の中間に位置し、下部側の締結ボールト５１０も第２スロット２２２の中間に位置した状態であるが、ここで外力が働くと、図２５に示したように、まず第１保持体１００が摺動され、第１保持体１００に設けられた摩擦板４００の摩擦耐力が相対的に小さいことから、第１摩擦板４００でのみ先に摺動が行われながら摩擦熱が発生するようになる。
【００７２】
もし、外力が大きくて第２保持体２００に結合された摩擦板４００に対する摩擦耐力より大きければ、図２６に示したように、第１保持体１００は一側にさらに移動が行われ、第２摺動板２２０に設けられた締結ボールト５１０は第２スロット２２１に沿って上方に進みながら下部側の摩擦板４００においても摩擦熱が発生しつつ外力を減衰させるようになる。
【００７３】
本実施形態の３軸挙動耐力可変摩擦ダンパ９０は、第１保持体１００及び第２保持体２００に２対の連結板３００が摩擦板４００と共に結合される形態であるが、図２７に示したように、１対の連結板３００が結合される形態に形成でき、図２８に示したように３対の連結板３００が結合される形態に形成でき、第１保持体１００及び第２保持体２００の左右長さを十分に伸ばして４対以上の連結板３００が連結される形態に形成することもできる。このように連結板３００及び摩擦板４００の設置個数を通じて摩擦耐力の大きさを調節することができる。
【００７４】
また、図２９に示されているように、第１保持体１００及び第２保持体２００に第１スロット１２１と第２スロット２２２をそれぞれ３つずつ形成しておき、設けられる建築構造物１の条件によって連結板３００を１対から３対まで選択的に設けることもできる。図１５に示された実施例の場合、第１スロット１２１と第２スロット２２２はそれぞれ三つずつ形成しておいたが、両側に２対の連結板３００のみ設けておいてから、追って必要に応じて１対の連結板３００を摩擦板４００と共にさらに設けて摩擦耐力を増加させることができ、逆に１対を除去して摩擦耐力を減少させるように調節することもできる。
【００７５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は建築構造物に加わる外力を効率よく減衰させることができる可変摩擦ダンパに適用可能である。
【図１】
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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９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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