(57)【要約】【課題】電圧や電流の供給がストップしても、必要な減衰力を得ることができる摩擦力可変ダンパーを提供する【解決手段】本発明のダンパー（１）は、第１部材（１０）と第２部材（２０）とを備え、前記第１部材と前記第２部材との間で働く摩擦抵抗力を利用して、両部材の相対的な振動を減衰させるダンパーであって、前記摩擦抵抗力が増大するように、力を付与する手段（３０）と、前記摩擦抵抗力が減少するように、力を発生するアクチュエータ（４０）とを有することを特徴とする。これにより、停電時であっても、必要な減衰力を発揮できる摩擦力可変ダンパーを提供することができる。【選択図】　　　図２
2004052835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材と第２部材とを備え、前記第１部材と前記第２部材との間で働く摩擦抵抗力を利用して、両部材の相対的な振動を減衰させるダンパーであって、
前記摩擦抵抗力が増大するように、力を付与する手段と、
前記摩擦抵抗力が減少するように、力を発生するアクチュエータと
を有することを特徴とするダンパー。
【請求項２】
請求項１に記載のダンパーであって、
前記第１部材は、前記第２部材を挟む二つの板状部材を備え、
前記アクチュエータは、前記二つの板状部材の間に設けられる。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のダンパーであって、
前記アクチュエータは、圧電効果を利用して、力を発生する。
【請求項４】
請求項３に記載のダンパーであって、
前記手段は、前記第１部材を介して、前記アクチュエータを収縮させる。
【請求項５】
請求項４に記載のダンパーであって、
前記アクチュエータを収縮させる方向の力を調整する調整手段を備える。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のダンパーであって、
前記アクチュエータに電圧が印加されないときの摩擦抵抗力は、前記アクチュエータに電圧が印加されているときの摩擦抵抗力よりも大きい。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のダンパーであって、
前記手段は、バネの弾性変形を利用して、前記第１部材に力を付与する。
【請求項８】
請求項７に記載のダンパーであって、
前記手段は、非線形に変形するバネを利用して、前記第１部材に力を付与する。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載のダンパーを備えた構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エネルギーを吸収して振動を軽減させるためのダンパーに関する。特に、摩擦力を利用してエネルギーを吸収するダンパーに関する。また、このようなダンパーを備えた構造物に関する。
【０００２】
【背景技術】
二つの部材が相対的に振動する場合、この振動を減衰させる手段として、ダンパーが広く用いられている。
また、このようなダンパーとして、所望の減衰力を得るように制御可能なアクティブダンパーが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
通常、アクティブダンパーはアクチュエータを制御することによってダンパーの減衰力を制御しているため、停電時などにアクチュエータに電圧や電流の供給がストップすると、減衰力を制御することができなくなる。
しかし、このような停電時であっても、必要な減衰力を維持できるアクティブダンパーが求められている。
本発明は、電圧や電流の供給がストップしても、必要な減衰力を得ることができるダンパーを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための主たる発明は、第１部材と第２部材とを備え、前記第１部材と前記第２部材との間で働く摩擦抵抗力を利用して、両部材の相対的な振動を減衰させるダンパーであって、前記摩擦抵抗力が増大するように、力を付与する手段と、前記摩擦抵抗力が減少するように、力を発生するアクチュエータとを有することを特徴とする。
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
＝＝＝本実施形態の概要＝＝＝
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。
第１部材と第２部材とを備え、前記第１部材と前記第２部材との間で働く摩擦抵抗力を利用して、両部材の相対的な振動を減衰させるダンパーであって、前記摩擦抵抗力が増大するように、力を付与する手段と、前記摩擦抵抗力が減少するように、力を発生するアクチュエータとを有することを特徴とするダンパー。このようなダンパーによれば、アクチュエータに供給される電圧や電流がストップしても、必要な減衰力を得ることができる。
【０００６】
また、かかるダンパーであって、前記第１部材は、前記第２部材を挟む二つの板状部材を備え、前記アクチュエータは、前記二つの板状部材の間に設けられることが望ましい。このようなダンパーによれば、簡易な構成で、本発明の目的を達成することができる。
【０００７】
また、かかるダンパーであって、前記アクチュエータは、圧電効果を利用して、力を発生することが望ましい。このようなダンパーによれば、アクチュエータへの電圧を制御することによって、第１部材と第２部材との間の摩擦抵抗力を制御することができる。
【０００８】
また、かかるダンパーであって、前記手段は、前記第１部材を介して、前記アクチュエータを収縮させることが望ましい。このようなダンパーによれば、予め圧電素子を収縮させた状態で、圧電素子を利用することができる。
【０００９】
また、かかるダンパーであって、前記アクチュエータを収縮させる方向の力を調整する調整手段を備えることが望ましい。このようなダンパーによれば、アクチュエータの初期状態を所望の状態に調整することができる。
【００１０】
また、かかるダンパーであって、前記アクチュエータに電圧が印加されないときの摩擦抵抗力は、前記アクチュエータに電圧が印加されているときの摩擦抵抗力よりも大きいことが望ましい。このようなダンパーによれば、電圧や電流の供給がストップしても、必要な減衰力を得ることができる。
【００１１】
また、かかるダンパーであって、前記手段は、バネの弾性変形を利用して、前記第１部材に力を付与することが望ましい。このようなダンパーによれば、簡易な構成で、本発明の目的を達成することができる。
【００１２】
また、かかるダンパーであって、前記手段は、非線形に変形するバネを利用して、前記第１部材に力を付与することが望ましい。このようなダンパーによれば、第１部材に付与する力を安定させることができる。
【００１３】
また、このようなダンパーを備えた構造物も本発明の範疇である。このような構造物によれば、地震の大小によらず、構造物の振動エネルギーを効果的に吸収し、振動を減衰させることができる。
【００１４】
＝＝＝ダンパーの構成＝＝＝
＜ダンパーの全体構成＞
図１は、本実施形態のダンパーの説明図である。また、図２は、図１のダンパーを側方から見たときの図である。両図とも、説明のため、一部に断面図があり、一部に透視図がある。
【００１５】
ダンパー１は、主として、第１部材１０と、第２部材２０と、締付け手段３０と、調整手段４０とを有する。そして、ダンパー１は、第１部材１０と第２部材２０の間で働く摩擦抵抗力を利用して、第１部材１０と第２部材２０との相対的な振動を減衰させる。
【００１６】
第１部材１０は、二つの板状部材として、第１摩擦板１２と第２摩擦板１４とを備えている。そして、第１摩擦板１２及び第２摩擦板１４は、それぞれ対向して設けられている。そして、第１摩擦板１２は第１摩擦材１２１を有し、第２摩擦板１４は第２摩擦材１４１を有している。この第１摩擦材１２１及び第２摩擦材１４１は、第２部材２０との間で摩擦力を発生させるためのものであり（後述）、ブレーキ材としての機能を発揮する。第１摩擦材１２１及び第２摩擦材１４１は、それぞれ対向して設けられている。なお、第１摩擦材１２１及び第２摩擦材１４１は、必要に応じた摩擦係数μを有する材料を選択して、形成される。
【００１７】
第２部材２０は、第１摩擦板１２及び第２摩擦板１４との間に配置され、第１摩擦板１２及び第２摩擦板１４に挟まれている。第２部材２０は、ステンレス板や第１摩擦材１２１及び第２摩擦材１４１との接触面にステンレス板が設けられたクラッド鋼等で形成される。第２部材２０には、矩形の貫通穴２０Ｈが形成されている。第２部材２０の一方の面は第１摩擦材に接触し、他方の面は第２摩擦材に接触している。そして、第２部材２０は、締付け手段３０によって第１摩擦材１２１及び第２摩擦材１４１に挟みつけられており（後述）、第２部材２０が第１部材１０に対して相対的に振動すると、摩擦抵抗によって、振動エネルギーが熱エネルギーに変換される。そして、この摩擦抵抗によって、ダンパー１は振動を吸収（減衰）させているのである。
【００１８】
締付け手段３０は、第１部材が第２部材を締付ける方向（挟む方向）に力を付与し、摩擦抵抗力を増大するように第１部材に力を付与する。この締付け手段３０は、ボルト３２と、ナット３４と、皿バネ３６と、座金３８Ａと、座金３８Ｂと座金３８Ｃとを備えている。ボルト３２とナット３４は、皿バネ３６を介して、第１部材によって第２部材を締付けている。ボルト３２とナット３４を締めていくと、第１部材は第２部材を締付けていくので、第１部材と第２部材との間（詳しくは、第１摩擦材１２１及び第２摩擦材１４１と第２部材との間）の摩擦抵抗力が高くなる。また、ボルト３２とナット３４を緩めていくと、第１部材は第２部材の締付けを緩めていくので、第１部材と第２部材との間（詳しくは、第１摩擦材１２１及び第２摩擦材１４１と第２部材との間）の摩擦抵抗力が低くなる。このようにボルト３２とナット３４の締付け量を調整することによって、皿バネ３６に適切な予圧力（圧接力）を付加できる。皿バネ３６の構成及び機能については、後述する。座金３８Ａは、ボルト３２と皿バネ３６との間に設けられている。座金３８Ｂは、皿バネ３６と第１摩擦板１２１との間に設けられている。また、座金３８Ｃは、ナット３４と第２摩擦板１４１との間に設けられている。
【００１９】
調整手段４０は、圧電素子４２と、調整ネジ４４と、中継板４６とを備えている。圧電素子４２は、第１部材が第２部材から離間する方向に第１部材に力を付与するアクチュエータとして機能する。圧電素子４２は、電圧を印加すると変位を発生するピエゾ素子を利用したものであって、薄板状の複数のピエゾ素子を電極板でサンドイッチ状に挟んで積層することにより構成される。そして、ピエゾ素子の両端電極板に電圧を印加すると、各ピエゾ素子が逆圧電効果によって電極板方向に変位され、圧電素子４２は各ピエゾ素子の変位を累積した変位量で変位する。また、ピエゾ素子に発生する変位は印加する電圧によって変化するので、圧電素子４２は、電圧を制御することによって、変位が制御される。そして、圧電素子４２は、第１摩擦板１２と第２摩擦板１４との間に設けられている。したがって、圧電素子４２に電圧が印加されると、第１摩擦板１２と第２摩擦板１４とを離間させる方向に力が発生し、摩擦抵抗力が減少する。これにより、第１部材と第２部材との間（詳しくは、第１摩擦材１２１及び第２摩擦材１４１と第２部材との間）の摩擦抵抗力を制御することができる（後述）。そして、摩擦抵抗力を制御することによって、ダンパーの振動の吸収力（減衰力）を制御するのである。なお、本実施形態の構成では、締付け手段３０のボルト３２とナット３４とを締めることによって、又は調整手段４０を調整することによって、予め圧電素子を収縮させ、予め圧電素子に予圧力を付加することができる。そして、調整手段４０によって、圧電素子４２の初期状態を所望の状態に調整することができる。なお、調整ネジ４４と中継板４６については、後述する。
【００２０】
＜皿バネ＞
図３は、皿バネを構成する皿バネ単体の断面図である。また、図４は、皿バネ単体のバネ特性の一例を示すグラフ図である。
【００２１】
図３において、Ｓは皿バネ単体３６Ａの板厚、ｈは皿バネ単体の全たわみ量、Ｄｏは皿バネ単体の外形寸法、Ｄｉは皿バネの内径寸法を表す。本実施形態では、ｈ／Ｓが１．３〜１．４である皿バネ単体３６Ａを使用することが望ましい。ｈ／Ｓが１．３よりも小さい皿バネ単体３６Ａを使用すると、十分な変形量を確保することができないためである。また、ｈ／Ｓが１．４よりも大きい皿バネ単体３６Ａを使用すると、逆方向に反る変形を発生するおそれがあるためである。
【００２２】
図４において、縦軸は荷重Ｐを表し、横軸は皿バネ単体３６Ａのたわみ量σを表している。皿バネ単体３６Ａの荷重特性は、その形状に依存する。本実施形態の皿バネ単体３６は、同図に示された通り、荷重−変位の関係が非線形となる領域Ｒを有している。そして、本実施形態の皿バネ単体３６は、この非線形領域Ｒにおいて、使用されている。したがって、皿バネ単体３６Ａのたわみ量σが変化しても、その荷重Ｐの変動が小さい。すなわち、皿バネ３６は、一定の予圧力（圧接力）を付加することができる。なお、本実施形態では、皿バネ単体３６Ａが非線型領域Ｒにおいて使用されるように、ボルト３２とナット３４とを調整している。
【００２３】
具体的には、本実施形態の皿バネ単体３６Ａは、非線形領域Ｒで使用されるように、予圧力が１５ｔに設定され、このときのたわみ量は約１０ｍｍに設定されている。このような皿バネ単体３６Ａに対して、たわみ量が±１ｍｍの範囲で変動しても、荷重Ｐの変動は、約±１ｔ（設定予圧力１５ｔに対して約±７％の変動）に抑えることができる。仮に、例えば皿バネ単体３６Ａがたわみ量２．５ｍｍに設定されていた場合（皿バネ単体３６Ａが線形領域で使用された場合）、たわみ量±１ｍｍの変動に対する荷重Ｐの変動は、約±２．５ｔ（設定予圧力約５ｔに対して約±５０％の変動）にもなる。
【００２４】
皿バネ単体３６Ａの向きを互い違いに直列に重ね合わせると、重ね枚数に応じて、たわみ量を調整することができる。すなわち、皿バネ単体３６Ａを直列に、２枚重ねると２倍のたわみ量になり、３枚重ねると３倍のたわみ量になる。本実施形態の皿バネ３６は、２枚の皿バネ単体２６Ａを背中合わせに突き合わせた状態で用いられている。
【００２５】
また、皿バネ３６を並列に並べると、並べた皿バネの個数に応じて、反発力を調整することができる。すなわち、皿バネ３６を並列に、２個並べると２倍の反発力になり、３個並べると３倍の反発力になる。本実施形態では、１個の皿バネ３６を使用しているが、これに限られるものではない。
【００２６】
＜印加電圧と摩擦力の関係＞
図５は、圧電素子への印加電圧とダンパーの摩擦抵抗力との関係を示すグラフ図である。本実施形態では、同図に示す通り、右下がりのグラフとなっている。また、図６は、摩擦板１２（又は摩擦板１４）に対する力の説明図である。同図において、Ｐ０は摩擦板１２が第２部材を締付ける力であり、Ｐ１はボルト３２とナット３４が皿バネ３６を介して付与する予圧力（締付け手段３０が第１部材１０に付与する予圧力）であり、Ｐ２は圧電素子４２に働く軸力である。以下の説明において、Ｐ２０は圧電素子４２に電圧を印加していないときの圧電素子４２の軸力であり、Ｐ２１は圧電素子４２に最大電圧を印加したときの圧電素子４２の軸力である。本実施形態では、摩擦材と圧電素子が並列に構成された関係にあるので、締付け手段から付与される力は、摩擦材と圧電素子に分散されている。
【００２７】
ここで、本実施形態のダンパーの構成では、１つの締付け手段に対して２つの圧電素子４２が設けられているので、次式の関係が成り立つ（図６を参照）。　　Ｐ０　＝　Ｐ１　−　Ｐ２×２
そして、摩擦材と第２部材との間の摩擦係数をμとし、圧電素子に電圧を印加しないときに第１摩擦材１２１（又は第２摩擦材）と第２部材２０との間に発生する摩擦抵抗力Ｆ０は、次式のようになる。
Ｆ０　＝　μＰ０　＝　μ（Ｐ１　−　Ｐ２０×２）
次に、圧電素子に最大電圧を印加して、圧電素子に軸力Ｐ２１が働くと、このときに第１摩擦材１２１（又は第２摩擦材１４１）と第２部材との間に発生する摩擦抵抗力Ｆ１は、次式のようになる。
Ｆ１　＝　μＰ０　＝　μ（Ｐ１　−　Ｐ２１×２）
但し、Ｐ２０＜Ｐ２１である。したがって、圧電素子４２に電圧を印加しないときの摩擦抵抗力Ｆ０の方が、圧電素子４２に電圧を印加したときの摩擦抵抗力Ｆ１よりも、大きい。そして、圧電素子４２に電圧を印加しないときに、摩擦抵抗力Ｆ０は、最大値となっている。これは、本実施形態では、圧電素子４２が第１摩擦板１２と第２摩擦板１４との間に設けられているためである。したがって、圧電素子４２に電圧を印加すると、第１摩擦板１２と第２摩擦板１４とが離間する方向に力が発生するため、摩擦板が第２部材を締付ける力が減少するので、ダンパー１の摩擦抵抗力が減少するのである。つまり、印加電圧と摩擦抵抗力との関係は、右下がりのグラフとなる。
【００２８】
本ダンパーにおける初期摩擦抵抗力Ｆ０（印加電圧ゼロ時の摩擦力）の設定方法を示す。本ダンパーを設置した構造物が受けると想定される最大地震時に、停電や摩擦力調整機構の故障が発生し、パッシブ型ダンパーとして機能した場合（摩擦力がＦ０で固定された場合）でも、構造物に大きな損傷が発生しない程度の摩擦減衰力が得られるよう初期摩擦抵抗力Ｆ０の値を設定する。こうすることによって、大地震時に、停電あるいは摩擦力を調整する機構に障害が発生した場合でも、必要な摩擦抵抗力が得られ、構造物の健全性が守られる。中小地震時には、摩擦力調整機構により、ダンパーの摩擦抵抗力を初期摩擦力Ｆ０よりも小さくして、ダンパー部に相対変形を生じさせ、振動エネルギーを吸収する。中小地震時に、停電や摩擦力調整機構の故障が発生した場合には、ダンパー部に相対変形を生じず、従って、振動エネルギーを吸収できない可能性があるが、地震レベルが小さいため、構造物に損傷が発生することはない。
【００２９】
本実施形態の様に第１摩擦材１２と第２摩擦材１４との間に圧電素子を設けるようなダンパー構成ではなく、図１５に示すように、圧電素子によって摩擦材を滑り板に押し付け摩擦力を発生させるダンパーの場合、印可電圧と摩擦抵抗力の関係は図７のように右上がりのグラフになる（つまり、圧電素子に電圧を印加したときの摩擦抵抗力Ｆ１の方が、圧電素子に電圧を印加しないときの摩擦抵抗力Ｆ０よりも、大きい）。ここで、大地震時に停電や摩擦力を増大させる機構に障害が発生した場合でも、ダンパーを設置する構造物が損傷しないよう摩擦抵抗力Ｆ０を大きく設定すると、中小地震時又は強風時等にダンパー部に相対変形が生じず、振動エネルギーを吸収できない（ダンパーが効かない）。逆に、中小地震時又は強風時等にダンパーが効くよう摩擦抵抗力Ｆ０を小さい値に設定すると、大地震時に停電あるいは摩擦力を増大させる機構に障害が発生した場合、必要な摩擦抵抗力が得られず、構造物に損傷が生じる可能性がある。
【００３０】
本実施形態のダンパーの構成によれば、圧電素子に電圧を印加していないときに摩擦抵抗力が最大となる（図５参照）。したがって、停電などによって圧電素子に電圧を印加できなくなった場合であっても、必要な摩擦抵抗力を得ることができる。
【００３１】
＜調整方法＞
本実施形態のダンパーの調整方法について説明する。
最初に、この調整方法を行う前に、図１及び図２に示されるように、ダンパー１を構成する。これにより、特に、圧電素子４２は、第２部材２０を挟む摩擦板１２と摩擦板１４との間に位置するように構成される。また、皿バネ３６は、ボルト３２と第１摩擦板１２との間に位置するように構成される。
【００３２】
次に、締付け手段３０の締付け力を調整する。詳しくいうと、皿バネ３６の皿バネ単体３６Ａが前述の非線型領域Ｒで使用されるように（図４参照）、ボルト３２とナット３４の締付け力を調整する。これにより、皿バネ３６は、一定の予圧力を付与することができる。
【００３３】
次に、調整手段４０の調整を行う。詳しくいうと、圧電素子４２に働く初期の軸力が、０．４×Ｐ２１〜０．６Ｐ２１になるように、調整ネジ４４を調整する（Ｐ２１は、圧電素子に最大電圧を印加したときに圧電素子に働く軸力である）。なお、圧電素子４２に働く初期の軸力は、０．４５×Ｐ２１〜０．５５×Ｐ２１程度が望ましく、最大発生力Ｐ２１の半分程度がより好ましい（つまり、圧電素子に電圧を印加しないときの軸力Ｐ２０は、Ｐ２１の半分程度になる）。これにより、圧電素子４２に対して、予め圧電素子４２を収縮させ、予め圧電素子４２に予圧力を付加することができる。そして、予め圧電素子４２に予圧力を付加させているので、圧電素子４２に電圧を印加すると、圧電素子４２は、第１摩擦板１２と第２摩擦板１４とを離間させる方向に力を発生する。
【００３４】
なお、調整ネジ４４の調整は、圧電素子４２から出力される電圧を検出し、その検出結果に基づいて行う。すなわち、圧電素子４２は、ピエゾ素子の圧電効果によって、負荷される力（この場合、予圧力）に応じた電圧を出力する。そして、圧電素子４２が出力する電圧が所定値になるように調整ネジ４４を調整すれば、圧電素子４２には、所定の予圧力が付与された状態になるのである。本実施形態における調整ネジ４４の調整は、調整ネジ４４及び圧電素子４２と直列に挿入した荷重計の出力結果又は圧電素子の高さ測定結果に基づいて行う。
【００３５】
図８は、本実施形態の調整手段４０の説明図である。圧電素子４２と調整ネジ４４との間に中継板４６が設けられている。中継板４６は、同図に示された通り、直方体で構成されている。そして、第２摩擦板１４には、中継板４６を挿入できる矩形の穴１４Ｈが空いている。中継板４６は穴１４Ｈに嵌めこまれているので、調整ネジが調整のため回転しても、中継板４６の回転を抑えることができる。これにより、圧電素子４２が捩れることを、抑えることができる。さらに、調整ネジ４４の先端は、同図に示された通り、テーパが施され、細くなっている。これにより調整ネジ４４から中継板４６に回転力が伝達されることを、抑えることができる。
【００３６】
本実施形態のダンパー１は、皿バネ３６からの予圧力を、摩擦板１２（又は摩擦板１４）と圧電素子４２に分散していると考えることができる。そして、皿バネ３６の予圧力は、上記の通り、第１摩擦板１２と第２摩擦板１４との間の変位が変動しても、ほぼ一定になる（図４参照）。一方、圧電素子４２の発生力を制御すれば、摩擦抵抗力を制御できるので、ダンパーの振動吸収力を制御することができる。
【００３７】
＝＝＝ダンパーを使用した建築物＝＝＝
＜構成＞
図９は、上記のダンパーを使用した建築物（建築物の架構）１００の説明図である。また、図１０は、図９のダンパーユニット１１０の構成の説明図である。
【００３８】
同図において、建築物１００は、主として、柱１１２と、上梁１１４Ａと、下梁１１４Ｂとを有する（なお、１１４Ｂが床である場合もある）。また、上梁１１４Ａと下梁１１４Ｂとの間に、ブレース１１６Ａとブレース１１６Ｂが設けられている。このブレース１１６は、架構を補強する機能を有し、上梁１１４Ａと下梁１１４Ｂとの間の相対的な振動を抑制するための軸力が働く。
【００３９】
地震時には、上梁１１４Ａと下梁１１４Ｂとの相対的な振動が問題となる。本実施形態では、ダンパーユニット１１０に用いられるダンパー１の圧電素子４２の電圧を制御することによって、ダンパーユニット１１０の振動吸収特性を制御し、大規模な地震から中小規模の地震まで幅広く、制振効果を得ることができる。
【００４０】
また、建築物に用いられるダンパーユニットは、停電時であっても、必要な制振効果を得ることが望ましい。本実施形態のダンパーユニット１１０は、圧電素子４２に電圧が印加されないときであっても必要な摩擦抵抗力を得ることができるので、停電時でも必要な制振効果を得ることができる。
【００４１】
＜センサ・制御など＞
図９において、１２０は、本実施形態のダンパーユニットに用いられる制御系である。この制御系１２０は、コントローラ１２２と、振動検出器１２４Ａ及び振動検出器１２４Ｂとを有する。
【００４２】
コントローラ１２０は、振動検出器１２４Ａ及び１２４Ｂの検出値に基づいて、ダンパーユニット１１０を制御する。特に、コントローラ１２０は、振動検出器１２４Ａ及び１２４Ｂの検出値に基づいて、１次の振動モードに関するデータを算出する。そして、この１次の振動モードを抑制するように、ダンパーユニット１１０の摩擦抵抗力を制御する。
【００４３】
振動検出器１２４Ａは、上梁１１４Ａの加速度を検出する。また、振動検出器１２４Ｂは、下梁１１４Ｂの加速度を検出する。なお、振動検出器１１４は、変位又は速度を検出するものであっても良い。
【００４４】
なお、本実施形態では、停電などにより制御系が機能しなくなったとしても、ダンパーユニット１１０は、必要な摩擦抵抗力を発生することができる。
【００４５】
＝＝＝その他の実施形態について＝＝＝
以上、一実施形態に基づき、本発明に係るダンパー等を説明したが、上記の実施形態は、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言うまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に係るダンパー等に含まれるものである。
【００４６】
＜摩擦材について＞
前述の実施形態では、摩擦材は、摩擦板に設けられていたので、第１部材側に設けられていた。しかし、摩擦材を設ける位置は、これに限られるものではない。例えば、第２部材側に摩擦材を設けても良い。
【００４７】
＜ボルトについて１＞
前述の実施形態では、ダンパー１は、締付け手段３０にボルトとナットを使用していた。しかし、これに限られるものではない。要するに、締付け手段は、第２部材を挟むように第１部材に予圧力を付与できるものであれば良い。
【００４８】
＜ボルトについて２＞
前述の実施形態では、ダンパー１は、１つの締付け手段を備えていた。しかし、締付け手段の数は、これに限られるものではない。例えば、一つのダンパーに対して、複数の締付け手段を備えていても良い。
【００４９】
＜皿バネについて＞
前述の実施形態では、ダンパー１は、締付け手段３０に皿バネを使用していた。しかし、これに限られるものではない。例えば、コイルバネなどのように、反発力を発生するものであれば良い。
【００５０】
＜圧電素子について＞
前述の実施形態では、ダンパー１は、調整手段４０圧電素子を使用していた。しかし、これに限られるものではない。例えば、油圧シリンダなどのように、駆動力を発生させるアクチュエータであれば良い。
【００５１】
＜ダンパーユニットについて１＞
前述の実施形態では、一つのダンパーユニット１１０は、複数のダンパー１を備えていた。しかし、これに限られるものではない。例えば、一つのダンパーユニットが、一つのダンパーしか備えてなくても良い。
【００５２】
また、前述の実施形態では、ダンパーユニット１１０のダンパー１は、それぞれ個別に摩擦材や圧電素子などを備えていた。しかし、複数のダンパーを備える場合、ダンパーが個別に構成要素をそれぞれ備えている必要はない。例えば、隣り合うダンパー同士で、摩擦材や圧電素子などを共用しても良い。
【００５３】
＜ダンパーユニットについて２＞
前述の実施形態では、ダンパーユニット１１０は、上梁に接合されたブレースと、下梁に接合されたブレースとの間に設けられていた。しかし、ダンパーユニット１１０が設けられる位置は、これに限られるものではない。
例えば、図１１に示す通り、ダンパーユニット１１０は、ブレース１１６と上梁１１４Ａ（又は下梁１１４Ｂ）との間に設けられても良い。
【００５４】
＜ダンパーユニットについて３＞
前述の実施形態では、一組のブレースと上梁（又は下梁）の間にダンパーユニットが設けられていた。しかし、ダンパーユニットは、ブレースに介して設けられるものに限られない。
例えば、図１２に示す通り、壁１１７と上梁１１４Ａ（又は下梁１１４Ｂ）との間に設けられても良い。
【００５５】
＜ダンパーユニットについて４＞
図１１及び図１２に示す実施形態では、一組のブレース又は一つの壁に対して、一つのダンパーユニットが設けられていた。しかし、ダンパーユニットの数は、これに限られるものではない。
例えば、図１３に示す通り、一組のブレースに対して、複数のダンパーユニットを設けても良い。または、例えば、図１４に示す通り、一つの壁に対して、複数のダンパーユニットを設けても良い。
【００５６】
【発明の効果】
本発明のダンパーによれば、ダンパーの摩擦力を制御することによって、地震の大小によらず構造物の振動エネルギーを効果的に吸収し、振動を減衰させることができる。さらには、たとえ大地震時にアクチュエータに供給される電圧や電流がストップしても、初期設定摩擦力により必要な減衰力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本実施形態のダンパーの説明図である。
【図２】図２は、図１のダンパーを側方から見たときの図である。
【図３】皿バネ単体の断面図である。
【図４】皿バネ単体のバネ特性の一例を示すグラフ図である。
【図５】圧電素子への印加電圧とダンパーの摩擦抵抗力との関係を示すグラフ図である（本実施形態）。
【図６】摩擦板に働く力の説明図である。
【図７】参考例における、圧電素子への印加電圧とダンパーの摩擦抵抗力との関係を示すグラフ図である。
【図８】本実施形態の調整手段４０の説明図である。
【図９】本実施形態の建築物（建築物の架構）の説明図である。
【図１０】本実施形態のダンパーユニットの構成の説明図である。
【図１１】他の実施形態のダンパーユニットの説明図である。
【図１２】他の実施形態のダンパーユニットの説明図である。
【図１３】他の実施形態のダンパーユニットの説明図である。
【図１４】他の実施形態のダンパーユニットの説明図である。
【図１５】参考例のダンパーの説明図である。
【符号の説明】
１　ダンパー
１０　第１部材
１２　第１摩擦板
１２１　第１摩擦材
１４　第２摩擦板
１４１　第２摩擦材
２０　第２部材
３０　締付け手段
３２　ボルト
３４　ナット
３６　皿バネ
３６Ａ　皿バネ単体
３８　座金
４０　調整手段
４２　圧電素子
４４　調整ネジ
４６　中継板
１００　建築物（建築物の架構）
１１０　ダンパーユニット
１１２　柱
１１４Ａ　上梁
１１４Ｂ　下梁（床）
１１６　ブレース
【図１】
2004052835.tif 000003
【図２】
2004052835.tif 000004
【図３】
2004052835.tif 000005
【図４】
2004052835.tif 000006
【図５】
2004052835.tif 000007
【図６】
2004052835.tif 000008
【図７】
2004052835.tif 000009
【図８】
2004052835.tif 000010
【図９】
2004052835.tif 000011
【図１０】
2004052835.tif 000012
【図１１】
2004052835.tif 000013
【図１２】
2004052835.tif 000014
【図１３】
2004052835.tif 000015
【図１４】
2004052835.tif 000016
【図１５】
2004052835.tif 000017