(57)【要約】【課題】単純な構造で容易に製作できる、回転継手において二つの部材を有する制振装置に関する。【解決手段】構造物に制振装置を配置することにより、構造物に発生する変位は、お互いに対して回転される部材に伝達される。二つの部材（１，４，１０，１１）間における摩擦抵抗は、回転運動従って建物の変位を減衰する。本発明はさらに、摩擦抵抗が、建物に発生する変位にもとずいて動的に変更されてもよいところの、制振装置である。【選択図】図１
2006125189.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
土木工事構造物における、構造部材及び非構造部材の運動を減衰するための制振装置であって；
少なくとも二つの細長い部材（１，４，１０，１１）であって、該少なくとも二つの細長い部材間における相対的な回転運動を減衰するための回転式摩擦継手において相互接続していて、対向方向に回転的に運動可能な少なくとも二つの細長い部材と、
該回転式摩擦継手における該少なくとも二つの細長い部材間における、締付力及び摩擦を保持するために、該少なくとも二つの細長い部材を一体に締付けるための締付手段（２，５）と、
該少なくとも二つの細長い部材各々を該構造部材のそれぞれ一つに接続するための手段（１３）と、を具備している制振装置において；
該少なくとも二つの細長い部材の少なくとも一つは一方の端部において、該構造部材に接続されていて、該少なくとも二つの細長い部材の少なくとも一つが両端部において、該構造部材に接続されていることを特徴とする；
制振装置。
【請求項２】
摩擦パッド（３，１２）であって、該少なくとも二つの細長い部材（１，４，１０，１１）と該摩擦パッドとの間で接触するように該少なくとも二つの細長い部材間に配置され、該少なくとも二つの部材の該相対的な回転運動が摩擦により減衰されている摩擦パッドをさらに具備している、請求項１に記載の制振装置。
【請求項３】
該締付手段（２，５）が締付力を変化するために使用されているところの、請求項１又は２に記載の制振装置。
【請求項４】
該回転式摩擦継手が該少なくとも二つの細長い部材各々を貫通して延在しているピン（２）を備えているところの、請求項１〜３のいずれか一項に記載の制振装置。
【請求項５】
−ボルトヘッドを有するボルト部材（２）と、
−ナットヘッドを有するナット（５）と、
を有している、少なくとも一部が該ピンを構成しているボルト（２，５）を具備していて、
該締付力が該ボルトのプレテンションにより決定されていることを特徴としている、請求項４に記載の制振装置。
【請求項６】
時間に対して実質的に一定な締付力を維持するための手段をさらに具備している、請求項５に記載の制振装置。
【請求項７】
実質的に一定な締付力を維持するための該手段が、該ボルトヘッドと該少なくとも二つの細長い部材の一方の表面との間及び／又は該ナットヘッドと該少なくとも二つの細長い部材の一方の表面との間に配置された、少なくとも一つのばね（６，９）を具備しているところの、請求項６に記載の制振装置。
【請求項８】
該ばね（６，９）が皿ばねを構成しているところの、請求項７に記載の制振装置。
【請求項９】
少なくとも二つの皿ばね（６，９）を具備している、請求項８に記載の制振装置。
【請求項１０】
少なくとも一つの皿ばね（６，９）が、該ボルトヘッドと、該少なくとも二つの細長い部材の一方の表面との間に配置されているところの、かつ少なくとも一つの皿ばねが、該ナットヘッドと、該少なくとも二つの細長い部材のもう一方の表面との間に配置されているところの、請求項９に記載の制振装置。
【請求項１１】
実質的に一定な締付力を維持するための該手段が、該締付力を維持するための、油圧式手段、空気式手段及び／又は電気的手段を具備しているところの、請求項６〜１０のいずれか一項に記載の制振装置。
【請求項１２】
該少なくとも二つの細長い部材が：実質的に平行平面内に延在している、サイドプレート（４，１１）及び中央プレート（１，１０）を構成しているところの、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の制振装置。
【請求項１３】
該摩擦パッド（３，１２）が該サイドプレート（４，１１）と該中央プレート（１，１０）との間に配置されているところの、請求項１２に記載の制振装置。
【請求項１４】
該中央プレート（１，１０）周囲に対称に配置された二つのサイドプレート（４，１１）を具備している、請求項１２に記載の制振装置。
【請求項１５】
二枚の摩擦パッドであって（３，１２）、二枚の摩擦パッド各々が該二つのサイドプレート（４，１１）の一方それぞれと該中央プレート（１，１０）との間に配置されている、二枚の摩擦パッドを具備している請求項１４に記載の制振装置。
【請求項１６】
該中央プレート（１，１０）が、該構造部材の一つに回動可能に接続されるべく使用されていて、該中央プレートと該構造部材との間における相対的な回転運動を可能にしているところの、請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の制振装置。
【請求項１７】
該中央プレート（１，１０）が、該構造部材の一つに固定的に接続されるべく使用されていて、該中央プレートと該構造部材との間における相対的な運動を防止しているところの、請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の制振装置。
【請求項１８】
該二つのサイドプレート（４，１１）が、該構造部材の一つに回動可能に接続されるべく使用されていて、該二つのサイドプレートと該構造部材との間における相対的な回転運動を可能にしているところの、請求項１２〜１７のいずれか一項に記載の制振装置。
【請求項１９】
該二つのサイドプレート（４，１１）が、該構造部材の一つに固定的に接続されるべく使用されていて、該二つのサイドプレートと該構造部材との間における相対的な運動を防止しているところの、請求項１２〜１７のいずれか一項に記載の制振装置。
【請求項２０】
該摩擦パッド（３，１２）が、Eurodeal A/Sによる摩擦のないＭＫ１０１アスベスト材料を具備している、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の制振装置。
【請求項２１】
該少なくとも二つの細長い部材（１，４，１０，１１）が、鋼、又は耐蝕性鋼、又は銅、又はアルミニウム、又はアルミニウム若しくは他のどんな鋼製材料から構成されているどんな合金も、又は鋼とプラスチックとの複合物、又はプラスチックと、ガラス繊維、炭素繊維、ケブラー繊維若しくは同様な繊維との複合物、又はどんなセラミックと、ガラス繊維、炭素繊維、ケブラー繊維若しくは同様な繊維との複合物から作られているところの、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の制振装置。
【請求項２２】
作用加振荷重±２．５kN及び初期締付力４kN±０．５kNにおける、加振荷重繰返し速度０．５Hz±０．１Hz及び該少なくとも二つの細長い部材（１，４，１０，１１）の一方における変位振幅１０mmまでにおいての４００サイクル試験で、該締付力が５％以下の変動を示めすところの、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の制振装置。
【請求項２３】
該制振装置の該回転式摩擦継手における摩擦モーメントが、公称摩擦モーメント２００Nm±２０Nmにおいての荷重繰返し速度２〜７Hzの範囲における、各々の荷重繰返し速度での３０サイクル試験において、５％以下の変動の荷重繰返し速度依存性を示めすところの、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の制振装置。
【請求項２４】
該少なくとも二つの細長い部材（１，４，１０，１１）の一方の変位振幅と、該回転式摩擦継手におけるエネルギ散逸との間に実質的に線形関係があるところの請求項１〜２３のいずれか一項に記載の制振装置。
【請求項２５】
少なくとも二つの構造部材と、該構造部材間における相対運動の制振装置とを備えている建物構造体用ブレース装置であって：
該制振装置が、
少なくとも二つの細長い部材（１，４，１０，１１）であって、該少なくとも二つの細長い部材間における相対的な回転運動を減衰するための回転式摩擦継手において相互接続している少なくとも二つの細長い部材と、
該回転式摩擦継手における該少なくとも二つの細長い部材間における、締付力及び摩擦を保持するために、該少なくとも二つの細長い部材を一体に締付けるための締付手段（２，５）と、
該少なくとも二つの細長い部材各々を該構造部材のそれぞれ一つに接続するための手段（１３）と、を具備していて、
該少なくとも二つの細長い部材の少なくとも一つは一方の端部において、該構造部材に接続されていて、該少なくとも二つの細長い部材の少なくとも一つが両端部において、該構造部材に接続されていることを特徴とする；
ブレース装置。
【請求項２６】
該制振装置が、請求項２〜２４の一項以上に記載された制振装置の一つ以上の特徴を具備しているところの、請求項２５に記載のブレース装置。
【請求項２７】
該制振装置が、相互接続要素により二つのサイドプレート（４，１１）の少なくとも一方の端部に相互接続された、少なくとも二つのサイドプレート（４，１１）を具備しているところの、かつブレース（１３）が該相互接続要素に取りつけられているところの、請求項２６に記載のブレース装置。
【請求項２８】
該サイドプレート（４，１１）の少なくとも一つが、ブレース（１３）により該構造部材の一つに接続されているところの、かつ該中央プレート（１，１０）が該構造部材の他の一つに、接続又は取りつけられているところの、請求項２６又は２７に記載のブレース装置。
【請求項２９】
該サイドプレート（４，１１）の少なくとも一つが、二つのブレース（１３）により該構造部材の一つに接続されていて、該二つのブレースが該サイドプレート（一つ以上）の対向端部に接続されているところの、かつ該中央プレート（１，１０）が該構造部材の他の一つに接続又は取りつけられているところの、請求項２６〜２８のいずれか一項に記載のブレース装置。
【請求項３０】
該サイドプレート（４，１１）の少なくとも一つが、二つのブレース（１３）により該構造部材の一つに接続され、さらに該制振装置がＶ字形ブレースに配置されているところの、請求項２６〜２８のいずれか一項に記載のブレース装置。
【請求項３１】
該サイドプレート（４，１１）の少なくとも一つが、二つのブレース（１３）により該構造部材の一つに接続され、さらに該制振装置がＤ字形ブレースに配置されているところの、請求項２６〜２８のいずれか一項に記載のブレース装置。
【請求項３２】
該サイドプレート（４，１１）の少なくとも一つが、二つのブレース（１３）により該構造部材の一つに接続され、さらに該制振装置がＫ字形ブレースに配置されているところの、請求項２６〜２８のいずれか一項に記載のブレース装置。
【請求項３３】
建物構造体における、パネル壁面の運動を制振するための装置において、該制振装置が：
第一回転継手（２２）において、少なくとも一つのパネル（２０）に相互接続された、少なくとも一つの部材（１，４）を具備していて；
該少なくとも一つの部材（１，４）が、第二回転継手（２３）において、別のパネル（２１）又は建物構造の同様な部分にさらに接続されていることと、
該第一又は該第二回転継手（２２，２３）における、一方又は両方が、該少なくとも一つの部材と、該パネル又は建物構造体の同様な部分との間における相対運動への摩擦減衰を提供することと、
該第一又は該第二回転継手（２２，２３）における、一方又は両方が、その少なくとも一つの部材が取りつけられる、該パネル又は建物構造の同様な部分に対する、該少なくとも一つの部材の摺動運動をさらに提供することと、
を特徴としており；
さらに、該回転継手（２２，２３）において、該少なくとも一つの部材と、該パネル又は建物構造体の同様な部分との間で、締付力及び摩擦を維持するように、該少なくとも一つの部材（１，４）を該パネル又は建物構造体（２０，２１）の同様な部分へ一体に締付けるための締付け手段（２，５）を具備している制振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震又は海洋における波の衝撃又は交通機関における振動又は風の衝撃、のような動的荷重に対しての構造体保護装置に関する。特に本発明は構造体における運動又は振動の減衰に関する。
【背景技術】
【０００２】
フレーム構造体が水平外力により加振されると、けたは水平方向に変位し始める。そのような変位が、大きいかあるいは周期的であると、構造体の状態に大きなインパクトを与え、大きな損傷あるいは破壊さえもたらすかも知れない。
【０００３】
ダンパは、建物のような構造体の保護において大きな役割を果していて、様々な種類がある。ダンパは通常、建物のフレーム構造体に取りつけられた二つの運動部品の間における摩擦力によるか、又は抵抗を有するチューブを介して二つのチャンバの間を流れる圧縮流体により、運動を減衰している。他の同様に公知な、運動あるいは振動の減衰方法がある。あるダンパは外力に応じて減衰特性をアクティブに変更し、他のあるダンパは一定の減衰特性を有するパッシブなダンパである。
一般的なダンパは製作するのに費用がかかり、さらに建物の構造体フレームに組み込むのにさらに費用がかかる。現在のダンパは大きいため、又はダンパ構造特性対建物特性の間の関係とのために、通常建物には特殊なダンパをデザインしなければならない。
【０００４】
米国特許第４４０９７６５（Pallによる）は、一対の構造部材を有する建物に関するものであって、その部材は、これらの構造部材に接続していて、摩擦面を有するすべり継手を有している。すべり継手は摩擦面を共に押しつけるための締付け手段をさらに有している。その特許は、回転摩擦を提供する、回転ヒンジのようなダンパアセンブリを開示している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、単純な構造に基づいたものであって、簡単に製作できる部品で構成されているダンパを提供することである。同時にダンパは、組立が簡単であって、種々のブレース装置及び画定したスペースに配置するために、かつ現存の構造体の改装に及び新しい構造体に対して、柔軟性がなければならない。
本発明のさらなる利点は、一定な減衰特性で、安価で、信頼性のある装置であることである。
【０００６】
本発明の目的は、土木構造体における構造部材及び非構造部材の運動を減衰するための制振装置であって、
少なくとも二つの部材であって、該少なくとも二つの部材間における相対的な回転運動を減衰するための回転式摩擦継手において相互接続している少なくとも二つの部材と、
該回転式摩擦継手における該少なくとも二つの部材間における、締付力及び摩擦を保持するために、該少なくとも二つの部材を一体に締付けるための締付手段と、
該少なくとも二つの部材各々を該構造部材のそれぞれ一つに接続するための手段と、
を具備している。
【０００７】
土木工事における構造部材は、ビーム、コラム及びスラブであってもよい。減衰される壁面は構造部材及び非構造部材の組合わせから構成されていてもよくて、従ってダンパは構造部材と非構造部材との両方を減衰している。非構造部材とは、窓、ドア、レンガ壁面のような積層壁面、パネル及び仕切壁である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
従って：
−制振装置は、例えば数階建の建物において、二つ以上の方向に取りつけてもよい。
−制振装置は、レンガ積層壁面を有するコンクリート補強のフレーム構造体に取りつけてもよい。
−制振装置は、すべりによる損傷を低減するために大型パネル壁面に取りつけてもよい。パネルは通常コンクリートで作られているが、木材、又は鋼、又は複合材料で作られていてもよい。
−制振装置は、振動応答を低減するために高位置の水タンクに取りつけてもよい。
−制振装置は、橋及び高架ハイウェイに取りつけてもよい。それは応答を低減するために二方向に取りつけてもよい。例えば、多数の制振装置が第一方向に配置されてもよくて、かつ多数の制振装置が第二方向に配置されてもよい。第一方向における制振装置は、第二方向における制振装置と異なる減衰構造体を備えていてもよい。
−制振装置は、フレーム構造体に取りつけた高位置の機械により発生される振動を低減するために使用されてもよい。
−制振装置は、例えば水あるいは風による波力にもとづく振動応答を低減するために、海洋構造物に取りつけてもよい。
−制振装置は、既製のガレージに取りつけてもよい。
−制振装置は、テントの支柱やビームの運動を減衰するためにポータブルな金属製テントに取りつけてもよい。
−制振装置は、フレーム構造体における継手の回転を低減するために取りつけてもよい。
−制振装置は、数階建の産業用建物に取りつけてもよい。
−制振装置は、木材のフレーム構造体に取りつけてもよい。
−制振装置は、金属性タワーに取りつけてもよい。
【０００９】
本発明による好適な実施の形態において、制振装置は、木材又は、軽量鋼合金で作られたフレームのような軽量金属製フレームから作られた、プレハブのパネルあるいは壁面の運動を減衰するために使用される。パネルは例えばパネル工場で作られ、ダンパが事前に取りつけられていてもよい。ダンパは、パネルに特定的に使用するために事前調整されてもよくて、又はダンパが、例えば住居用構造物に取りつける場合、後工程で調整されてもよい。
【００１０】
ダンパの特質は構造の単純性により、新しい構造体と同様に現存の構造体の両者にダンパを使用できることである。
【００１１】
制振装置は、二つの部材の間に挟さむ形態で配置された摩擦パッドから構成されていてもよい。摩擦パッドは、乾燥摩擦潤滑を提供していて、ほぼ一定な摩擦係数となるようになっている。同時に摩擦パッドは部材の摩擦運動により発生する研磨ノイズを減衰するようになっている。
【００１２】
制振装置は、締付力を変更するために使用する手段を備えている。締付力を変更することにより、摩擦力と、そのことによる減衰特性とが、変化し従って特定の目的例えば風力、地震等における運動に合わせるために適合することができる。締付力の変更手段は、建物における制振装置を実際的な状態にアクティブに調整出来る、電気−機械式、電気−油圧式、空気式又は同様な機械的若しくは電気的に制御された装置である。
【００１３】
本発明における好適な実施の形態において、継手は少なくとも二つの部材各々を貫通して延在するピンを備えている。ピンは、ダンパを一体に保持する部材としてだけ作用してもよくて、従ってダンパの取りつけ、及び減衰作用の調整を容易にしている。部材間又は代りに摩擦パッド間における摩擦運動は、部材のピン周囲の回転により発生していて、そのピンはヒンジピンのような作用をしている。
【００１４】
本発明における好適な実施の形態において、制振装置はボルトを備えていて、ボルトの少なくとも一部がピンを構成していて、そのボルトは：
−ボルトヘッド付きボルト部材と、
−ナットヘッド付きナットと
を有していて、締付力はボルトのプリテンションにより決定されている。このことが、本発明による単純で信頼のおける実施の形態であり、装置の組立用及び締付力の調整用の簡単な工具が必要なだけである。
【００１５】
制振装置は時間に対して実質的に一定な締付力を維持するための手段をさらに備えている。このことは重要なことである。というのは、摩擦力は締付力の函数であり、かつ摩擦力は減衰条件に合致するべく調整されるからである。
【００１６】
実質的に一定な締付力を維持するための手段が、ボルトヘッドと少なくとも二つの部材の一方の表面との間及び／又はナットヘッドと少なくとも二つの部材の一方の表面との間に配置された、少なくとも一つのばねを具備している。ばねは好ましくは、一つの皿ばね、若しくは直列に配置された複数の皿ばねであってもよくて、又はばねは、ボルトヘッドと部材における一方の表面との間に配置された、一つの皿ばね若しくは複数の皿ばねであってもよくて、さらにナットヘッドと部材におけるもう一方の表面との間に配置された、他の一つの皿ばね若しくは複数の皿ばねであってもよい。
【００１７】
本発明における好適な実施の形態において、少なくとも二つの部材が実質的に平行平面に延在している、サイドプレートと中央プレートとを具えている。サイドプレートは好ましくは、ブレース装置のブレースの一つにおける、固定された又は回動可能な継手に取りつけられていて、ブレースは他の端部において、フレーム構造体に固定的若しくは回動的に接続されている。中央プレートは、フレーム構造体の部材の一つに固定的若しくは回動的に取りつけられていて、中央プレートと構造部材との間における相対的な回転運動を、それぞれに阻止あるいは可能としている。この装置において摩擦パッドは、好ましくはサイドプレートとセントラルプレートとの間に配置されてもよくて、それによりこれらのプレート間において一定の摩擦力を提供している。さらなる好適な実施の形態において、二枚のサイドプレートが中央プレートとなっていて、各々は中央プレートの周囲に対称に配置されている。二枚のサイドプレートの各々は、構造部材の一つ若しくはブレース装置のブレースに回転的あるいは固定的に接続されていて、ブレースは他の端部においてフレーム構造体の部材に固定的あるいは回転可能に接続されている。本装置において二つの摩擦パッドを使用することは好適であって、摩擦パッド各々は対応する一方のサイドプレートと中央プレートとの間に配置されている。
【００１８】
摩擦パッドは、一定の期間にわたって、さらに多くの繰返し運動の後においてさえも、一定の摩擦力を維持するようになっている。Eurodeal A/Sによる摩擦なしのＭＫ１０１アスベスト材料を具えている摩擦パッドが、本目的に適切であることが判明した。さらに以下のことが判明していて、サイドプレート及び／又は中央プレートは、鋼又は耐蝕性材料又は銅で作られている制振装置は適切なものであるけれど、アルミニウム、又はアルミニウム若しくは他の鋼製材料から構成されているどんな合金も、又は鋼とプラスチックとの複合物、又はプラスチックと、ガラス繊維、炭素繊維、ケブラー繊維若しくは同様な繊維との複合物、又はどんなセラミックと、ガラス繊維、炭素繊維、ケブラー繊維若しくは同様な繊維との複合物のような他の材料も適用可能である。
【００１９】
好ましくは、作用する加振荷重＋１０kN〜−１０kN好ましくは＋２．５kN〜−２．５kNかつ、初期締付力１〜８kN好ましくは４kNにおいて、荷重繰返し速度０．２〜１Hz好ましくは０．５Hzで、少なくとも二つの部材の一方における変位振幅１〜２０mm好ましくは１０mmでの、２００〜１０００サイクル好ましくは４００サイクルの長時間試験において、締付力は１０％以下好ましくは８％以下より好ましくは７％以下最も好ましくは５％の変動を示めしている。特別な試験（以下に実験結果を検討する）において、変動は４００サイクル試験において５％であった。
【００２０】
減衰特性が加振力の繰返し速度に対して依存性のないことは好適なことである。このことは、減衰効果が特定の地震、嵐等の荷重繰返し速度に対して依存性のないことを保証している。以下のことは好適なことであって、公称摩擦モーメント１００〜５００Nm好ましくは２００Nmにおける２〜７Hzの範囲において、例えば各々の荷重繰返し速度における３０サイクル試験で、制振装置の摩擦継手における摩擦モーメントは、変動１０％以下好ましくは５％以下での荷重繰返し速度への依存性を示めしている。
【００２１】
摩擦継手における、少なくとも二つの部材の一方の変位振幅と、エネルギ散逸との間の関係が、実質的に線形であることは、好適なことである。このことは、制振装置のモデル化を容易にしていて、そのことにより特定目的に対するデザインを容易なものにしている。
【００２２】
本発明によるさらなる形態は、少なくとも二つの構造部材と、該構造部材間における相対運動の制振装置とを備えている建物構造体用ブレース装置に関するものであって、該制振装置が：
少なくとも二つの部材であって、該少なくとも二つの部材間における相対的な回転運動を減衰するための回転式摩擦継手において相互接続している少なくとも二つの部材と、
該回転式摩擦継手における該少なくとも二つの部材間における、締付力及び摩擦を保持するために、該少なくとも二つの部材を一体に締付けるための締付手段と、
該少なくとも二つの部材各々を該構造部材のそれぞれ一つに接続するための手段と、
を具備している。
【００２３】
好ましくはブレース装置は本発明による制振装置におけるどのような特徴をも有している。制振装置が好ましくは相互接続要素により相互接続された、サイドプレートの端部の少なくとも一方において、前述の少なくとも二つのサイドプレートを備えていてもよくて、ブレースは相互接続部材に取りつけられている。さらなる好適な実施の形態において、サイドプレートの少なくとも一方がブレースにより構造部材の一つに相互接続されていて、中央プレートは構造部材の他の一つに接続又は取りつけられている。さらに、サイドプレートの少なくとも一方が、二つのブレースにより構造部材の一つに接続されていてもよくて、二つのブレースはサイドプレート（一つ以上）の対向端部に接続されており、かつ中央プレートは構造部材の他の一つに接続又は取りつけられている。
【００２４】
ブレース装置には二つのブレースにより構造部材の一つに接続されているサイドプレートが配置されていてもよくて、ダンパはＶ字形ブレースに配置されている。ある技術文献において、この種類のブレースは逆Ｖ形ブレース又はChevrom Bracing として引用されている。同様に、ブレース装置には二つのブレースにより構造部材の一つに接続されているサイドプレートの少なくとも一枚が配置されていてもよくて、ダンパがＤ字形ブレースに配置されており、さらに同様に、ブレース装置には二つのブレースにより構造部材の一つに接続されているサイドプレートの少なくとも一つが配置されていて、ダンパがＫ字形ブレースに配置されている。配置の選択は実際の状態にもとずくものでよくて、専門の設計者により選択されるであろう。
【００２５】
本発明のさらなる形態は、建物構造体における、パネル壁面の運動を制振するための装置に関するものであって、該制振装置が：
第一回転継手において、少なくとも一つのパネルに相互接続された少なくとも一つの部材を具備していて；
該少なくとも一つの部材が、第二回転継手において、別のパネル又は建物構造の同様な部分にさらに接続されていることと、
該第一又は該第二回転継手における、一方又は両方が、該少なくとも一つの部材と、該パネル又は建物構造体の同様な部分との間における相対運動への摩擦減衰を提供することと、
該第一又は該第二回転継手における、一方又は両方が、その少なくとも一つの部材が取りつけられる、該パネル又は建物構造の同様な部分に対する、該少なくとも一つの部材の摺動運動をさらに提供していて、該摺動運動は二つの直交する方向における運動を可能にしているトレランスにより可能となっていることと、
を特徴としており、
さらに、該回転継手において、該少なくとも一つの部材と、該パネル又は建物構造体の同様な部分との間で、締付力及び摩擦を維持するように、該少なくとも一つの部材を該パネル又は建物構造体の同様な部分へ一体に締付けるための締付け手段を具備している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明における好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１において摩擦ダンパは、お互いに対して回転する幾つかの鋼製プレート１〜４から構成されている。ダンパは、さらに鋼製プレート間に配置された複数の摩擦パッド材料の円板シム−図１において符号３で付番されている−から構成され、ユニット内において乾燥摩擦潤滑を有している。摩擦パッドは鋼製プレートに作用する安定した摩擦力を保証していて、同時にプレート間摺動運動により発生する騒音を低減している。
【００２７】
本発明における好適な実施の形態において、ダンパは中央プレートと二枚のサイドプレートから構成されている。図１において、プレート１が中央プレートで、プレート４がサイドプレートである。図２において、垂直プレートがダンパ装置をヒンジを介してフレーム構造体のけたに回動可能に接続している。ヒンジは図１に最もよく図示されていて８で付番されている。ヒンジはけたにモーメントを働かせないために使用されているこのことは、例えばダンパなしの建物にダンパを新しく組み込む場合に重要なことである。さらにヒンジは中央プレートとサイドプレートとの間の相対的回転量を増加していて、さらに装置内におけるエネルギ散逸量も増加している。
【００２８】
二枚のサイドプレート４は、ダンパをChevron ブレース−図２に示めすような−、又は同様のブレース配置例えばＤ字形若しくはＫ字形のようなブレース装置に接続している。図４に種々のブレース装置が示めされている。ブレース装置は、圧縮荷重によるバックリングを回避するためにプレテンションしたバー１３から構成されていてもよいけれど、圧縮を吸収可能な構造部材から構成されていてもよい。図２に示めすようにブレースは好ましくは、両端部１４及び１５において、滑り軸受を有することによりダンパ１６とコラムベース継手１７とに回動可能に接続されている。付番１８は上部フレームコラムである。
【００２９】
二枚のサイドプレートを使用する理由は、摩擦面を広げるためであり、かつ装置を平面的動きとするために必要な対称性を提供するためにである。すべてのプレートと摩擦パッドは、ナット付きボルトによる組立用又は同様の種類の拘束ヒンジピン用の中心穴を有している。ボルト又は同様なヒンジピンは、ダンパにおける三枚のプレート１及び４と摩擦パッド４とをヒンジ状継手状態に締付けている。同時にボルト２が摩擦パッドディスクと鋼製プレートとに作用する垂直荷重を調節するために使用されていて、そのことによりダンパの減衰特性を変更することができる。
【００３０】
図２に示めすように、ダンパをフレーム構造体に取りつける場合、図３に示めすようなフレームの水平運動を伴なう中央プレート及び上部コラム間のヒンジ継手と、サイドプレート及びブレース間のヒンジ継手とが、ベースコラムに回動可能に接続されていて、フレーム構造体の運動にもとづく荷重は、図３に示めすように、減衰用部品に回転的に伝達される。フレーム構造体の変位が始まると、鋼製プレートの摩擦面と摩擦パッドとの間に作用する摩擦力が、ダンパにおけるプレートの回転に抵抗となる。摺動が生じていないこの段階は、固着段階と見なせる。ダンパに作用する荷重が摩擦力を上廻ると、中央プレートと摩擦パッドとの間における摺動が生じる。プレートはヒンジピン又はボルトの周囲を回転運動で摺動する。ブレースにおける引張荷重により、摩擦パッドとサイドプレートとの間における摺動も始まるが、サイドプレートは中央プレートに対して対向方向に回転する。摺動段階において、ダンパは摺動面間における摩擦によりエネルギを散逸する。この段階は継続され、荷重が方向を反転すると、固着段階に変化する。
【００３１】
段階から段階への本運動プロセスは、作用する荷重における方向の反転に従って繰返される。図３は異なる方向における加振力を受けるダンパ装置のメカニズムを説明している。
【００３２】
ダンパが作動する場合に一定な締付力を保持するために、ばね６が好ましくはボルトヘッドとサイドプレートとの間、又はナットとサイドプレートとの間、又は両側に取りつけられている。これらのばねはどのような種類でもよいが、本発明における好適な実施の形態においては、Belleville Washer のような皿ばね６とワッシャ７との組合わせが使用されている。これらのばねは、当初は円錐状環状皿ばねであって圧縮荷重を受けて平になっている。皿ばねが圧縮状態にある場合、皿ばねにより鋼製プレートにどのような傷がつくことも防止するために、ワッシャが取り付けられている。
【００３３】
ダンパは非常に単純な構造にもとづいており、簡単に製作できる部品で構成されている。同時に組立が容易で、取りつけにあたってフレキシブルである。図４及び６に示めすように、種々の構造構成と種々のブレース装置との両方に取りつけてもよい。
【００３４】
ダンパ構造が単純であることから、計画した摩擦力とスペース制限との要求にもとづいて、複数ユニットの装置を作ることを可能にしている。図５は複数ユニットダンパの例を示めしていて、設計者に数固のユニットから構成されるダンパを作る技量が与えられる。図５におけるダンパは皿ばね９、中央プレート１０、サイドプレート１１及び摩擦パッド１２から構成されている。
【００３５】
実験結果
要求された摩擦ダンパ装置における摩擦要素を実証するために、本ダンパの理論的研究を評価するべく多くの確認試験が実施された。
実験プログラムは次の二段階があって：
１．三つの異なる摩擦材料を用いたダンパ装置の試験
２．摩擦ダンパ装置を取りつけた鋼製フレームの縮尺模型の試験
異なる摩擦材料を用いたダンパの試験は、ダンパの性能に影きょうするパラメータを実証するために、インストロン型試験機を用いて行なった。これらの試験はダンパのくり返し試験も含んでいる。適切だと判明した材料が摩擦制振装置を取りつけたフレームの縮尺モデルの試験に使用され、試験は振動機を用いて行なわれた。これらの実験的研究はＤＴＵのＢＫＭ部門の研究機関で行なわれた。
【００３６】
段階１、インストロン型試験機を用いたダンパの試験
前述のダンパ試験体は、インストロン型油圧式試験機型式８５０２に取りつけられた。本試験機のアクチュエータは２５０kNの動的荷重を作用することができる。変位制御と、荷重繰返し速度又は作用荷重制御との両方は、制御ユニットを介して可能であった。試験の制御はインストロンのソフトウェア：“Max 5.2 ”によるＰＣで行なわれた。すべての試験は変位制御と荷重繰り返し速度制御との下で行なわれ、すべての試験結果は、装置のコントローラと一体化されＰＣに接続しているデータ収集ボードシステム（Data Acquisition Board System)に送られた。
結果をすぐ見るために、荷重−変位曲線はＰＣモニタ上に表示された。
【００３７】
特に本試験用に作られたフレームホルダにより、ダンパがインストロン型試験機に取りつけられ、フレームは試験機に固定的に取りつけられた。ダンパは、ホルダに固定的に取りつけられた二枚の小さなプレートにより、このホルダに取りつけられた。これらのプレート各々はヒンジによりサイドプレートに取りつけられた。これらの二枚のプレートは、後にブレースバーをダンパに取りつけるために使用された。フレームの縮尺モデルを用いたダンパ作用を介しての摩擦を低減するために、これらのプレートの内側に、玉軸受が取りつけられた。
【００３８】
作用荷重はそれに取りつけた二つの歪ゲージを有する動力計を使用して計測された。この動力計は、どのような種類の曲げも防止するために、二つの端部においてベアリングヒンジにより接続された。
ボルトにおける締付力は、ボルト内部に埋め込まれた二つの歪ゲージを使用して計測された。所定の締付力は、スパナでボルトヘッドを締付け、かつ電気抵抗ミリアンペア計を直接読み取ることにより作用することができる。
【００３９】
ダンパ試験の開始にあたり、いくつかの変位計を試用した。リニア・バリアブル・ディスプレスメント・トランスデューサ（ＬＶＤＴ）が使用されたが、中央プレートのボルト周囲における回転のために、ＬＶＤＴはそれに追従することができず、そのニードルが曲って、正しい計測ができなかった。他の装置である、機械式ひずみ計（CAT No. 2620-602、トラベル５mm、型式ダイナミック）が変位計測に試用された。この装置は感度が非常に優れていたが、大きな変位とくに５mm以上の振幅に対して十分なものではなかった。
【００４０】
これらの設定装置は試験前後に較正され、試験中に事故が発生した場合はいつでも、設定は再較正された。
中央プレートが試験中に回転すると、中央プレートの端部に立っているポテンションメータのヘッドが回転における水平突出により、わずかに曲がる。この問題を解決するために、特別なローラがポテンショメータのヘッドに取りつけられた。この解決方法はいくつかの条件で数回試験され、うまくいった。
【００４１】
摩擦ダンパ装置のくり返し試験
ダンパ性能を評価するために、一連の動的くり返し試験が、三つの異なる種類の材料；銅と高摩擦材料と摩擦パッド材料とを用いて行なわれた。
摩擦ダンパの性能は、一般にある種のパラメータにより影きょうがある。これらのパラメータが試験で研究され、そのパラメータは：
１．変位振幅。
２．締付力。
３．長時間運転試験。
【００４２】
銅ディスク
銅は安価で商業的に広く入手出来る材料である。銅はその既知である挙動のために長い間にわたって使用されてきた。１９９３年Popoveは、銅の優れたかつ安定した性能のために、鋼のかわりに銅をダンパに使用することを示唆した。この試験において銅が選択された。というのは鋼及び銅は、摩擦の面で優れた組合わせであることが知られており、かつ経済的な理由からである。
前述のパラメータを研究する前に、もう一つの試験が行われる。それは鋼製プレートの片側あるいは両側においてディスク形ばね座金を配分したものである。
【００４３】
変位の影響
ダンパは、荷重繰返し速度０．３Hz、振幅５，１０，１５及び２０mmで試験された。図７に作用した変位及び得られたヒステリシスループを示めす。以下のことが明瞭に示めされていて、面積の広さが変位の増加とともに増大し、さらに摩擦力は変動又は乱れもなくほぼ一定である。
各々のサイクルの終りに見られる摩擦力の上昇は、プレートの相対速度が最小値に到達するからである。
【００４４】
締付力の影響
ボルトは種々の力で締付けられ、図７に示めすようにダンパへのその影響を調べた。この試験において、締付力は１３．３６kNから２７．３２kNまで増加され、それにより摩擦力が０．６５kNから１．５kNに増加した。試験結果を図８に示めす。
【００４５】
長時間運転試験
締付力の低下を知るために、６０サイクルの試験が、荷重繰返し速度０．３Hz、変位振幅５．０mmで行なわれた。ノイズが大きく熱の発生も顕著であった。試験結果を図９に示めす。
試験結果は以下のことを示めしていて、６０サイクル試験の終了時点における、摩擦抵抗の変化量は大きくなくて、ボルトの初期引張りが効果的であった。最初の１０〜２０の荷重サイクルにおいて、ボルト継手がフェイング表面からうなりノイズを発し、あるいはびびり振動を起こした。荷重レベルは、これらの振動ノイズにより多大な影響を受けることなく、かつ約２０サイクル以降においてフェイング表面におけるノイズは金属のフライス研削加時と同様な安定した研磨音を発した。摩擦力が０．７６kNから０．９８kNに増加した。この増加はおそらく以下の多くの事象の複合によるものであろう：
１．摩擦の発生熱によるプレート厚さの増加。
２．温度上昇による金属の軟化。
３．ボルト締付力の変化。
４．摩耗。
５．表面損傷の進行に伴なう、摺動荷重に対する粗さ及びプラウィングタームの影きょう    増大。
銅ディスクが摩耗がほとんどないことを考りょすると、銅を使用した摩擦ダンパは実際的な条件下で十分な耐久性を有していると判断することができる。
【００４６】
高摩擦材料
高摩擦係数を有する材料が試験された。この材料は研磨材を塗膜されていて、その研磨材はFelxovit（商標名）であって、鋼の研磨に使用される。本材料は０．３mm厚さのファイバーディスクである。その材料は、ダンパにおける所定厚さとするために、ディスクに塗布される。
その材料が大きな摩擦力を提供する。
【００４７】
変位の影響
ダンパは、変位振幅２及び５mmで試験した。図１０に示めすように、摩擦力は摺動時において一定でなく、ヒステリシスは安定していないことを明瞭に示めしている。
接続されたプレートの厚さが荷重繰返し速度により変化している。その厚さは、摩擦で発生した熱による温度上昇のために増加している。一方接触面における摩耗が厚さを減少させている。
熱によりプレート厚さが増加すると、摩耗効果に比較して、その厚さの増加は、ボルト締付力を増大し、そのボルト締付力の増大は摺動力を増加する。６０サイクルの銅の試験結果を図１０に示めす。もし摩耗の影響が熱の影響より大きいと、ボルトはその締付力を失ない、より低い設計レベルにおいて摺動を起こし、装置におけるエネルギ散逸量が減少される。図１０はその例である。
【００４８】
前述した理由により、他の材料を調査する必要となった。
摩擦パッド材料
もし、可能な限り摩耗に対し耐性があって、同時に多量の熱を発生せずに、安定したヒステリシスである材料があるなら、ダンパの性能は非常に改善することができる。そのような改善はより適切な材料の組合せを提供することによって達成された。
特別な要求を満たす材料を研究した後に、アスベストなしの摩擦材料（摩擦パッド材料）が発見された。この材料は摩擦係数０．３５〜０．４５である。最大圧縮強度は１１００kg／cm2 で使用温度は１６５℃である。それは複合材料である。
この材料が前と同一パラメータで試験された。鋼あるいは本材料に、摩耗又は摩擦損耗は見られなくて、わずかな粉が鋼製プレートをおおっていた。
【００４９】
変位の影響
ダンパは、変位２，４，６，８，１０及び１２mmで試験した。
図１１に示めすように、エネルギ散逸面積は振幅に比例して増加していて、摩擦力は一定である。図１２に以下のことが明瞭に示めされていて、１サイクルの面積であるダンパのエネルギ散逸は、本パラメータに線形依存性があり、もしセミ−アクティブ装置に修正すれば、その線形依存性は、ダンパを種々の変位振幅で作動可能にする。
【００５０】
締付力の影響
図１３に示めすように、ダンパへのボルト締付力の影響を調べるために、ボルトを種々の力（Ft）；３．３，２．７５，２．２，１．６５，１．１及び０．５５kNで締付けた。変位振幅は５mmに制御された。締付力に対して、１サイクル当りのエネルギ散逸をプロットすることにより以下のことが結論された。その関係には線形性があって、その線形性は、クーロンの法則を用いて垂直荷重との関係において完全に作ることのできるものである。
試験は以下のことを示めしている。摩擦パッド材料は、優れたかつ安定した性能を示めしていて、図１５に示めされるように、荷重繰返し速度０．５Hzで、締付力３．３kNの３０サイクル試験における変位の時間履歴において性能劣化、減退は見られない。これらの優れた結果は、性能チェックのための長時間運転試験を勇気づけるものであった。
【００５１】
長時間運転の影響、４００サイクル試験
摩擦パッド材料を有するダンパ性能を調べるために、ダンパは、荷重繰返し速度０．５Hz、締付力４kNで４００サイクルまで試験された。結果は勇気を与えるものであって、劣化は見られず、ほんのわずかな量の熱が発生し、その熱はボルト締付力をわずかに増加させ、ノイズは他の材料に比較して非常に小さいものであった。
ＦＰＭ試験は摩擦面への損傷は無視できるものであることを示めしている。
安定した“長方形”ヒステリシスループを提供するＦＤＤ性能の好結果は、ＦＰＭの使用によるものである。結果を図１６に示めす。
【００５２】
摩擦係数の測定
図１７〜２０において以下のことが明らかであって、鋼製フレームが弾性領域内においてさえも、試験フレームの復元力特性は、双一次線（計算したもの）である。ダンパの摩擦力が摺動開始時期においてわずかに増加することが示めされている。摺動は、摺動開始以降安定した摩擦力において、摺動期間全体にわたって継続している。図は試験結果の例として、ダンパ摩擦力−摺動変位の関係を示めしている。ダンパにおける摩擦力の変動はない。エネルギを吸収したダンパは摩擦力が上昇に陥る傾向がある。埋め込んだ、摩擦パッド材料又は銅を使用することは、非常に安定した摩擦力を示めし、摩擦運動において異常なノイズ発生を防止している。
【００５３】
装置は反力可変に改善することができるので、セミ−アクティブ装置のような運動制御構成の一部として使用することができる。
摩擦ダンパは広い範囲の変位振幅下において一定で安定した摩擦力のもとに作動することができる。
試験を通してダンパを保持するために作られた“フレームホルダ”は、大きな荷重が使用された場合、繰返し運動により引き起こされる、頂部におけるわずかな水平移動を防止するのに十分に剛なものではない。
【００５４】
摩擦ダンパを有するフレームの実験
摩擦ダンパ概念の有効性を実験的に検証するために、一階建で一ベイの鋼製フレームが建てられ、静的及び動的試験が行なわれた。鋼製フレームに取りつけたダンパ装置のこれらの試験は、ダンパを建物に使用するのに先立って、実際的な条件下でダンパ性能を確認すべく計画された。
フレームモデルの全体寸法は、１．１２５ｍの高さで１．１０ｍのスパンである。フレームを図２１に示めす。
フレーム構造体コラムは５０×１５mmの鋼製帯板である。ビームは、９０×５０×５mmの中空の長方形鋼製セクションで、全周突合せ溶接によりコラムに接続されている。構造体は実験工場の重い床に固定的に取りつけられた。非常に剛なビームを保証するために、コラムの慣性モーメント（Ｉcol ）に対するビーム慣性モーメント（Ｉb ）の比は９１．７３である。
【００５５】
このフレームモデルは以下の特性を有している。
【表１】
2006125189.tif 000003
鋼製フレームは加振機により作用される、静的及び動的な水平力により加振された。この加振機は、剛なバーで鋼製フレームに接続されている。フレームの固有振動数はダンパなしで６．８Hzで、自由振動試験により測定されたものである。デジタル・ストレージ・オシロスコープＶＰ５７３０Ａが本試験に使用された。
【００５６】
フレームモデルの動的応答
フレームモデルの動的特性、ばね定数と質量、をチェックするために；高周波荷重（harmonic loading）が加振機により作用された。応答はＳＤＯＦ装置による解析結果と比較された。結果は図２２に示めすように満足のゆくものであった。
【００５７】
実験装置
フレームのけたは、フレームのけたと加振機ヘッドとの間に取りつけた剛性バーにより実験的に作用される荷重で水平方向に加振される。加振機ヘッドの振動は加振機コントローラにより発生され、電力増幅器により増幅される。構造体と取りつけた剛なバーとの間に伝達される荷重は、荷重トランスドューサを圧することにより測定される。この測定した荷重は連続的にＤＡＰプログラムに保存される。フレームの加速度は、フレームの頂部に取りつけた加速度計により測定し、測定値は連続的にＤＡＰに保存される。フレーム位置は、外部フレームホルダに固定的に取りつけた、ローラヘッド付きポテンショメータを用いて測定された。実験装置が図２３に概略的に示めされている。
鋼製プレート間の相対的な回転は、サイドプレートに取りつけたローラベルト付きポテンショメータにより測定された。これらの測定値はポテンショメータヘッドとサイドプレートと中心線との間における距離で割り算された。中央プレートの回転は他のポテンショメータで測定され、測定値はヘッドと、ダンパをフレームに接続しているヒンジの中心との間における距離で割り算された。
【００５８】
フリクションダンパ付きフレームモデルの動的応答−実験の評価
パラメータスタデー
いくつかのパラメータが、ダンパ性能を検証し、かつパラメータへの依存性を調べるために実験的に研究された。これらのパラメータは以下のとうりである：
−荷重繰返し速度。
−変位振幅。
−ダンパにおける締付力。
−荷重振幅。
−ブレースバーにおけるプレストレス荷重。
【００５９】
フレームにおける荷重繰返し速度
摩擦ダンパ装置の検証において最も重要なパラメータの一つは速度依存性である。フレームは、２．０，３．０，４．０，５．０，６．０及び７．０Hzの荷重繰返し速度で試験され、他のすべてのパラメータに対してもこの荷重繰返し速度を用いた。結果はプレート間における、モーメントと相対的回転を示めしている。図２０に示めすようにテータは、ほとんど速度依存性のないことを示めしている。
示めすように、荷重繰返し速度変更の影響はモーメントに対しては大きな影響はなく、テータの関係図は、摩擦荷重モデル化用のクーロンの法則における速度依存性の項を含める必要性をキャンセルしている。他の関係である水平力（Fh）とフレーム変位との関係が研究された。図２５は、応答への大きな影響がないことを示めしている。
【００６０】
変位振幅
ダンパ挙動に対する影響を検証するために、フレームは種々の変位振幅で試験された。本試験において、図２７に示めすようにフレームの変位振幅は、１．７５，２．２５，３，３．５，４及び４．５mmに制御された。荷重−変位曲線の囲む面積である、各々の振幅におけるエネルギ散逸は、図２７においてフレーム変位に対してプロットされている。
変位振幅を変更すると散逸エネルギは線形的に変化することが明瞭に示めされていて、このことはインストロン型試験機を用いたダンパの試験で以前に判明したことと合致している。
【００６１】
ダンパにおける締付力
締付力への依存性を検証するために、種々の値３．７７，４．５５，５．５５，５．８６，６．６３及び６．８９kNが選択された。図２８に示めすように、本試験において、変位振幅は同一振幅に制御されたけれど、一定の変位を提供するために必要とされる荷重振幅は、ダンパの締付力により異なるものであった。
図２８において以下のことが明瞭に示めされていて、ダンパにおける締付力を増加すると、エネルギ散逸はほぼ線形的に増加している。この結論は第一段階のダンパ試験の結論と合致するものである。この線形関係は摩擦力をモデル化するためにクーロンの法則を使用することに帰着する。
【００６２】
荷重振幅
種々の荷重振幅がフレームの加振に使用された。図２９に示めすように、締付力とブレースにおけるプレストレス荷重と荷重繰返し速度とは制御され、種々荷重振幅０．４０，０．５０，０．６０，０．７０，０．７５，０．８０，０．８５及び０．９０kNが使用された。
本試験の設定において、ダンパは０．４，０．５及び０．６kNで作動せずに、かつ摺動も起きなかったけれど、荷重が０．７kNに増加されると、摺動が始まり、荷重を増加する場合はいつでも変位が増加した。図１１Ｂにおいて、特に０．８kNの荷重を使用しさらに０．８５及び０．９kNへと増加してゆく場合、フレームはわずかに非線形的に応答している。
【００６３】
ブレースバーにおけるプレストレス荷重
このパラメータを評価するために二種類の試験が行なわれた。
１．１．Ａ−大締付力、固着のみ。
１．１．Ｂ−小締付力、固着及び摺動。
両ケースにおいてフレームは、荷重繰返し速度３．０Hz、荷重振幅０．８kN、摺動の発生を阻止する大締付力で加振された。
【００６４】
１．１．Ａ−大締付力、固着のみ
本試験においてブレースバーは、それぞれ１．０２，２．２，４．４，６．９，８．８及び１．０１kNでプレストレスされた。図（１１）は以下のことを示めしていて、プレストレス荷重を増加しても特に荷重１．０２〜６．９kNにおいて、フレーム変位の低下をもたらしていない。しかしながら、荷重が８．８及び１０．１kNに増加されると、摺動が始まる。なぜならブレース装置のばね定数が非常に大きくなり、サイドプレートの水平移動を妨げるけれど、作用する力がプレートの摺動を引き起す摩擦力に打ち勝つからである。
【００６５】
１．１．Ｂ−小締付力、固着及び摺動
本試験には四種類のプレストレス荷重２．０，４．０，６．０及び７．７kNが使用された。図（１１）に以下のことが明瞭に示めされていて、プレストレス荷重を増加してもその最小値を除いてはフレームの水平変位に大きな影響を与えない。
プレストレスパラメータの影響を検証する本試験から、以下のことが結論されていて、そのパラメータはダンパ性能において大きな役割を果すものではなく、荷重の増加は性能の改善をもたらすものではなく、最適なプレストレス荷重を用いることにより同一の所定の応答を得ることができる。
【００６６】
長時間運転試験
ダンパを取りつけた鋼製フレームモデルが、種々の繰返し速度と加振力での長時間運転試験が行なわれた。図１６は、荷重繰返し速度３．０Hz、加振力０．８kNでの試験結果における時間履歴を示めしている。フレーム応答は非常に安定し一定したものであり（図２０Ｂ）、さらにプレートの相対的回転も安定したものであった（図１６Ｄ）。１００サイクル以上の試験後に、ダンパ性能は非常に満足のゆくものであることが結論された。
フレームの数百サイクル試験も計画されたが、実験装置の制限で中止された。結果を図３２に示めす。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】図１は摩擦ダンパ装置の詳細斜視図である。
【図２】図２は、補足的な摩擦ダンパを有する鋼製フレームを示めす。
【図３】図３は、フレームの運動を減衰するダンパの機構を示めしている。
【図４】図４は、摩擦ダンパを種々の形式のブレース装置に柔軟に使用できることを示めしている。
【図５】図５は、複数ユニットのダンパを有することの可能性を示めしている。
【図６】図６は、構造体におけるダンパの異なった取りつけ方法を示めしている。
【図７】図７は、種々の変位振幅を使用した場合のヒステリシスループにおける影響を示めしている。
【図８】図８は、二つの異なる締付力に対する変位（mm）の試験結果を示めしている。
【図９】図９は、銅ディスクを有する考案装置の６０サイクルの試験における、荷重履歴のプロットと、力（変位ヒステリシス）と、力（変位ヒステリシス）の拡大図とを示めしている。
【図１０】図１０は、高摩擦材料に対する変位の影響を示めしている。
【図１１】図１１は、エネルギ散逸量への変位振幅の影響を示めしている。
【図１２】図１２は、変位振幅とエネルギ散逸との間における線形関係を示めしている。
【図１３】図１３は、摩擦力に対する種々の締付力（Ft）を使用した場合の影きょうを示めしている。
【図１４】図１４は、エネルギ散逸量に対する締付力（Ft）の影きょうを示めしている。
【図１５】図１５は、繰返し速度０．５Hzと締付力３．３kNとにおける変位履歴、及びその最後の５サイクルにおける拡大図を示めしている。
【図１６】図１６は、４００サイクル試験における荷重履歴と、ボルト締付力履歴と、荷重−変位ヒステリシスと、最後の１０秒間における変位履歴とを示めしている。
【図１７】図１７は、摩擦係数計測試験における、変位履歴を示めしている。
【図１８】図１８は摩擦係数計測試験の振幅２mmにおける、荷重−速度と、摺動摩擦係数−速度とを示めしている。
【図１９】図１９は摩擦係数計測試験の振幅４mmにおける、荷重−速度と、摺動摩擦係数−速度とを示めしている。
【図２０】図２０は摩擦係数計測試験の振幅８mmにおける、荷重−速度と、摺動摩擦係数−速度とを示めしている。
【図２１】図２１は、フレーム構造体における摩擦ダンパの実験装置を示めしている。
【図２２】図２２は、動的試験結果を示めしている。
【図２３】図２３は、摩擦ダンパ応答計測用実験装置を示めしている。
【図２４】図２４は、モーメント−テータ関係に対する、種々の荷重繰返し速度２，３，４，５，６及び７Hzの影きょうを示めしている。
【図２５】図２５は、水平力（Fh）−フレーム変位関係に対する荷重繰返し速度２，３，４，５，６及び７Hzの影きょうを示めしている。
【図２６】図２６は、試験範囲における加振繰返し速度を示めしている。
【図２７】図２７は、フレーム応答と、エネルギ散逸−変位関係とに対する、種々の変位振幅の影きょうを示めしている。
【図２８】図２８は、荷重振幅に対する、締付力３．７７，４．５５，５．５５，５．８６，６．６３及び６．８９kNを使用した場合の影きょうを示めしている。さらにエネルギ散逸に対する種々の締付力の影響も示めしている。
【図２９】図２９は、フレーム応答に対する荷重振幅の影きょうと、最大フレーム応答に対する荷重振幅の影きょうとを示めしている。
【図３０】図３０は、フレーム変位に対するブレースバーにおけるプレストレスト荷重の影きょうを示めしている。
【図３１】図３１は、左バーと右バーとにおけるフレーム変位を示めしている。
【図３２】図３２は、荷重繰返し速度３．０Hzと加振力０．８kNとにおける試験結果の時間履歴を示めしている。
【図３３】図３３は、二方向で各々の方向において少なくとも一つのベイに取りつけられたダンパ装置を有する複数階建の建物を示めしている。
【図３４】図３４はダンパ付きブレハブ式パネル壁面−１を示めしていて、パネルのフレーム構造体が木材又は軽量鉄骨で作られている。
【図３５】図３５はダンパ付きブレハブ式パネル壁面−２を示めしていて、パネルのフレーム構造体が木材又は軽量鉄骨で作られている。
【符号の説明】
【００６８】
１，１０    中央プレート
３，１２    摩擦パッド
４，１１    サイドプレート
２，５    締付手段
【図１】
2006125189.tif 000004
【図２】
2006125189.tif 000005
【図３】
2006125189.tif 000006
【図４】
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【図５】
2006125189.tif 000008
【図６】
2006125189.tif 000009
【図７】
2006125189.tif 000010
【図８】
2006125189.tif 000011
【図９】
2006125189.tif 000012
【図１０】
2006125189.tif 000013
【図１１】
2006125189.tif 000014
【図１２】
2006125189.tif 000015
【図１３】
2006125189.tif 000016
【図１４】
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【図１５】
2006125189.tif 000018
【図１６】
2006125189.tif 000019
【図１７】
2006125189.tif 000020
【図１８】
2006125189.tif 000021
【図１９】
2006125189.tif 000022
【図２０】
2006125189.tif 000023
【図２１】
2006125189.tif 000024
【図２２】
2006125189.tif 000025
【図２３】
2006125189.tif 000026
【図２４】
2006125189.tif 000027
【図２５】
2006125189.tif 000028
【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年1月6日(2006.1.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
土木工事構造物における、構造部材及び非構造部材の運動を減衰するための制振装置であって；
細長い部材である中央プレート（１）及び細長い部材であるサイドプレート（４）であって、中央プレートとサイドプレートとの間における相対的な回転運動を減衰するための回転式摩擦継手を介して相互接続していて、対向方向に回転的に運動可能な中央プレート及びサイドプレートを備え、
前記回転式摩擦継手は、前記中央プレート及び前記サイドプレート各々との間で接触するように中央プレートとサイドプレート各々との間に配置され、中央プレートとサイドプレートとの間の相対的な回転運動が摩擦により減衰されている摩擦パッドを備え、
前記回転式摩擦継手における前記中央プレート及び前記サイドプレート各々と前記摩擦パッドとの間における締付力及び摩擦を保持するために、中央プレート及びサイドプレートと摩擦パッドとを一体に締付けるための締付手段（２，５）と、を具備している制振装置において；
前記中央プレートは一方の端部に設置されたヒンジ（８）を介して、前記構造部材に接続可能であって、前記サイドプレートがその両端部に設置された穴を介して、回転可能にそれぞれ前記構造部材に接続可能であり、前記中央プレートは他方の端部において、前記回転式摩擦継手を介して相互に回転可能に前記サイドプレートの中央に接続されていることを特徴とする；
制振装置。
【請求項２】
前記締付手段（２，５）が締付力を変化するために使用されているところの、請求項１に記載の制振装置。
【請求項３】
一つの中央プレートと、その両側に前記回転摩擦継手を介して接続される二つのサイドプレートを備え、前記回転式摩擦継手が、前記一つの中央プレート及び二つのサイドプレート各々を貫通して延在しているピン（２）を備えているところの、請求項１または２に記載の制振装置。
【請求項４】
ボルトヘッドを有するボルト部材（２）と、
ナットヘッドを有するナット（５）と、
を有している、少なくとも一部が前記ピンを構成しているボルト（２，５）を具備していて、
締付力がボルトのプレテンションにより決定されていることを特徴としている、請求項３に記載の制振装置。
【請求項５】
時間に対して実質的に一定な締付力を維持するための手段をさらに具備している、請求項４に記載の制振装置。
【請求項６】
実質的に一定な締付力を維持するための前記手段が、前記ボルトヘッドと前記二つのサイドプレートの一方の表面との間及び／又は前記ナットヘッドと前記二つのサイドプレート他方の表面との間に配置された、少なくとも一つのばね（６，９）を具備しているところの、請求項５に記載の制振装置。
【請求項７】
前記ばね（６，９）が皿ばねを構成しているところの、請求項６に記載の制振装置。
【請求項８】
実質的に一定な締付力を維持するための前記手段が、締付力を維持するための、油圧式手段、空気式手段及び／又は電気的手段を具備しているところの、請求項５〜７のいずれか一項に記載の制振装置。
【請求項９】
前記サイドプレート（４，１１）及び前記中央プレート（１，１０）が、ほぼ平行な平面内に延在している、請求項１〜８のいずれか一項に記載の制振装置。
【請求項１０】
前記摩擦パッド（３，１２）が前記サイドプレート（４，１１）と前記中央プレート（１，１０）との間に配置されているところの、請求項９に記載の制振装置。
【請求項１１】
前記中央プレート（１，１０）周囲に対称に配置された前記サイドプレート（４，１１）を具備している、請求項９に記載の制振装置。
【請求項１２】
二枚の摩擦パッドであって（３，１２）、二枚の摩擦パッド各々が前記二つのサイドプレート（４，１１）のそれぞれと前記中央プレート（１，１０）との間に配置されている、二枚の摩擦パッドを具備している請求項１１に記載の制振装置。
【請求項１３】
前記中央プレート（１，１０）が、構造部材の一つに回動可能に接続されるべく使用されていて、前記中央プレートと構造部材との間における相対的な回転運動を可能にしているところの、請求項９〜１２のいずれか一項に記載の制振装置。
【請求項１４】
前記中央プレート（１，１０）が、構造部材の一つに固定的に接続されるべく使用されていて、前記中央プレートと構造部材との間における相対的な運動を防止しているところの、請求項９〜１２のいずれか一項に記載の制振装置。
【請求項１５】
前記サイドプレート（４，１１）が、構造部材の一つに固定的に接続されるべく使用されていて、前記サイドプレートと構造部材との間における相対的な運動を防止しているところの、請求項９〜１４のいずれか一項に記載の制振装置。
【請求項１６】
前記摩擦パッド（３，１２）が、Eurodeal A/Sによる摩擦のないＭＫ１０１アスベスト材料を具備している、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の制振装置。
【請求項１７】
前記中央プレート（１、１０）及び前記サイドプレート（４、１１）が、鋼、又は耐蝕性鋼、又は銅、又はアルミニウム、又はアルミニウム若しくは他の鋼製材料から構成されている合金、又は鋼とプラスチックとの複合物、又はプラスチックと、ガラス繊維、炭素繊維、ケブラー繊維若しくは同様な繊維との複合物、又はセラミックと、ガラス繊維、炭素繊維、ケブラー繊維若しくは同様な繊維との複合物から作られているところの、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の制振装置。
【請求項１８】
請求項１−１７のいずれか一項に記載の制振装置を備えた制振装置であって、前記サイドプレート（４，１１）の少なくとも一つが、前記ブレース（１３）により構造部材の一つに接続されているところの、かつ前記中央プレート（１，１０）が構造部材の他の一つに、接続又は取りつけられている、ブレース装置。
【請求項１９】
前記サイドプレート（４，１１）の少なくとも一つが、二つのブレース（１３）により前記構造部材の一つに接続されていて、二つのブレースがサイドプレートの少なくとも一つの対向端部に接続されているところの、かつ前記中央プレート（１，１０）が構造部材の他の一つに接続又は取りつけられているところの、請求項１８に記載のブレース装置。