(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１リンクと第２リンクとがボルトの締付け力によってそれらの摩擦面同士を押し合わせるように枢結され、これら第１、第２のリンクがこのボルト軸を中心として相対回転変位する際の前記摩擦面同士の摺動摩擦抵抗によって振動を減衰するようになされており、
前記第１リンクの摩擦面が第１摩擦摺動リングで形成されると共に、第２リンクの摩擦面が第２摩擦摺動リングで形成され、
これら第１、第２の摩擦摺動リングは、重ね合わせ状態にされて、第１リンクと第２リンクとの間の前記ボルトの周囲に設置され、
ボルトの締付けで両摩擦摺動リングが両リンク間に挟み込まれ、このボルト締付け状態における各リンクと各摩擦摺動リングとの摩擦力が、摩擦摺動リング同士の摩擦力よりも大となるように設定され、それにより、第１リンクと第１摩擦摺動リング、及び、第２リンクと第２摩擦摺動リングがそれぞれ、第１、第２のリンクの相対回転変位時に一体的な動きをして、摩擦摺動リング同士が摩擦摺動するようになされており、かつ、
第１リンク及び第２リンクに設けられている前記ボルト用の通孔がそれぞれ、リンクの長さ方向に沿って延ばされた長孔からなり、ボルトはこの長孔に沿う任意の位置で締付けを行うことができるようになっていて、それにより、このボルト枢着部ともう一つの枢着部との間隔寸法を大小調節できるようになっていることを特徴とする摩擦ダンパー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、摩擦ダンパーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
建物の免震装置との組合せにおいて用いられる減衰装置として、第１リンクと第２リンクとがそれらの摩擦面同士を押し合わせるように枢結され、これら第１、第２のリンクがこの枢結部を中心として相対回転変位する際の摩擦面同士の摺動摩擦抵抗によって振動を減衰するようになされた、いわゆる回転式の摩擦ダンパーがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この摩擦ダンパーにおいて、減衰力は、摩擦摺動する面の面積や摩擦面の摩擦係数を変えることで大小調節することもできるが、対応が非常に厄介である。
【０００４】
本発明は、そのような問題に鑑み、減衰力を大小容易に調節することができる構造の摩擦ダンパーを提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、第１リンクと第２リンクとがそれらの摩擦面同士を押し合わせるように枢結され、これら第１、第２のリンクがこの枢結部を中心として相対回転変位する際の前記摩擦面同士の摺動摩擦抵抗によって振動を減衰するようになされた摩擦ダンパーであって、
前記第１リンク及び／又は第２リンクが、前記枢着部ともう一つの枢着部との間隔寸法を大小調節できるようになっていることを特徴とする摩擦ダンパーによって解決される。
【０００６】
この摩擦ダンパーでは、摩擦面のある前記枢着部ともう一つの枢着部との間隔寸法を大小調節できるようになっているから、この間隔寸法を大小調節することで、回転モーメントを大小変化させることができ、それによって減衰力を大小調節することができる。
【０００７】
しかも、リンクそのものが、上記の間隔寸法を大小調節できるようになっているから、リンクを長さの異なる別のリンクと入れ換えたりすることなく、備えられているリンクをそのまま使用して上記の間隔寸法を大小調節することができ、減衰力の調節を容易に行うことができる。
【０００８】
また、上記の課題は、第１リンクと第２リンクとがボルトの締付け力によってそれらの摩擦面同士を押し合わせるように枢結され、これら第１、第２のリンクがこのボルト軸を中心として相対回転変位する際の前記摩擦面同士の摺動摩擦抵抗によって振動を減衰するようになされており、
前記第１リンクの摩擦面が第１摩擦摺動リングで形成されると共に、第２リンクの摩擦面が第２摩擦摺動リングで形成され、
これら第１、第２の摩擦摺動リングは、重ね合わせ状態にされて、第１リンクと第２リンクとの間の前記ボルトの周囲に設置され、
ボルトの締付けで両摩擦摺動リングが両リンク間に挟み込まれ、このボルト締付け状態における各リンクと各摩擦摺動リングとの摩擦力が、摩擦摺動リング同士の摩擦力よりも大となるように設定され、それにより、第１リンクと第１摩擦摺動リング、及び、第２リンクと第２摩擦摺動リングがそれぞれ、第１、第２のリンクの相対回転変位時に一体的な動きをして、摩擦摺動リング同士が摩擦摺動するようになされており、かつ、
第１リンク及び／又は第２リンクに設けられている前記ボルト用の通孔が、リンクの長さ方向に沿って延ばされた長孔からなり、ボルトはこの長孔に沿う任意の位置で締付けを行うことができるようになっているか、又は、リンクの長さ方向に沿って間隔的に明けられた複数の単純ボルト通孔からなりボルトはいずれの単純通孔でも締付けを行うことができるようになっていて、それにより、このボルト枢着部ともう一つの枢着部との間隔寸法を大小調節できるようになっていることを特徴とする摩擦ダンパーによって解決される。
【０００９】
この摩擦ダンパーでは、第１リンクと第２リンクの摩擦面同士を押し合わせ状態にする枢結用のボルトを、リンクの長孔に沿って移動させることで、あるいは、他のいずれかの単純ボルト通孔を選択することで、このボルト枢着部ともう一つの枢着部との間隔寸法を大小調節でき、回転モーメントを大小変化させて、減衰力を大小調節することができる。リンクを長さの異なる別のリンクと入れ換えたりする必要もなく、備えられているリンクをそのまま使用して上記の間隔寸法を大小調節することができる。
【００１０】
しかも、このボルトの締付けによって、上記の間隔寸法を固定することができると共に、第１リンクと第２リンクの摩擦面同士を押し合わせ状態にすることができ、また同時に、各摩擦摺動リングを各リンクと一体化させることができて、ボルトの締付けという一つの行為を行うだけでこれらを一度に達成することができる。
【００１１】
加えて、この摩擦ダンパーでは、スプリングのバネ力によらず、ボルトの締付け力によって第１、第２リンクの摩擦面同士を押し合わせるものであるから、摩擦面同士を強い力で押し合わせることができ、そのため、摩擦面の面積を小さくすることができ、それでいて、振動を高い摩擦力によって効果的に減衰することができる。そして、このようなボルトの締付けによる摩擦面同士の押し合いで摩擦力をかせぐ構成としていることにより、このボルトを上記の間隔寸法の固定手段として併用することができる。
【００１２】
更に、第１リンクの摩擦面が第１摩擦摺動リングで形成されると共に、第２リンクの摩擦面が第２摩擦摺動リングで形成され、これら第１、第２の摩擦摺動リングは、重ね合わせ状態にされて、第１リンクと第２リンクとの間の前記ボルトの周囲に設置され、ボルトの締付けで両摩擦摺動リングが両リンク間に挟み込まれ、このボルト締付け状態における各リンクと各摩擦摺動リングとの摩擦力が、摩擦摺動リング同士の摩擦力よりも大となるように設定されているから、振動の際、摩擦摺動リング同士が先行して摩擦摺動し、そのため、リンクと摩擦摺動リングとが摩擦摺動してしまうのが防がれ、上記の間隔寸法の固定状態を、崩してしまうことなくしっかりと維持することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１（イ）に示す実施形態の回転式摩擦ダンパー５は、第１、第２、第３、第４の４つのリンク１，２，３，４を平面で見て四角に組み、それらの端部を回転変位可能に枢結したパンタグラフ式のものである。
【００１５】
各リンク１，２，３，４は、鋼板などのプレート状のものからなっており、第１リンク１と第２リンク２とは次のようにして相対回転変位可能に枢結されている。
【００１６】
即ち、図１（ロ）に示すように、第１リンク１は２枚、第２リンク２は３枚用意されており、それらの端部が、第２リンク２を最外側とするようにして上下方向に交互に配置にされ、ボルト６とナット７で締め付けられて枢結されている。このボルト６の締付けによって、第１リンク１の摩擦面と第２リンク２の摩擦面とが押し合い、第１、第２のリンク１，２がこのボルト６の軸を中心として相対回転変位する際の摩擦面同士の摺動摩擦抵抗によって振動を減衰するようになされている。最外側に同じリンク２，２がくるように重ねられているから、第１リンク１と第２リンク２とが相対回転変位をしても、ボルト６に緩みを生じることはない。なお、ナット７をダブルナットにするのもよい。
【００１７】
本実施形態では、第１、第２のリンク１，２の各摩擦面は、図３（イ）〜（ニ）に示すように、第１、第２の摩擦摺動リング８，９を用いて形成されている。
即ち、これら２つの摩擦摺動リング８，９は上下に重ね合わせ状態にされ、第１リンク１と第２リンク２の間に配置され、これら摩擦摺動リング８，９にボルト６が通され、ボルト６が締め付けられて第１リンク１と第２リンク２との間に挟圧状態に挟み込まれている。
【００１８】
そして、この挟込み状態において、第１リンク１と第１摩擦摺動リング８との摩擦力は、摩擦摺動リング８，９同士の摩擦力よりも大となるように設定されており、また、第２リンク２と第２摩擦摺動リング９との摩擦力も、摩擦摺動リング８，９同士の摩擦力よりも大となるように設定されており、それによって、第１リンク１と第１摩擦摺動リング８、及び、第２リンク２と第２摩擦摺動リング９がそれぞれ、第１、第２のリンク１，２の相対回転変位時に一体的な動きをして、摩擦摺動リング８，９同士が摩擦摺動するようになされている。
【００１９】
即ち、リンク１，２とは別体の摩擦摺動リング８，９を、ボルト６の締付けを行うだけで、各リンク１，２と一体化させ、各リンク１，２の摩擦面が形成されるようになっている。なお、第１、第２の摩擦摺動リング８，９は同一部品で構成することもでき、その場合には、部品の種類を少なくすることができる。
【００２０】
なお、これら第１、第２の摩擦摺動リング８，９は、その内径寸法がボルト６の棒部の外径寸法よりも大きく設定されており、ボルト締付け状態において、摩擦摺動リング８，９は、ボルト６から半径線外方に間隔をおいた領域で摩擦摺動するようになされている。
【００２１】
この間隔を保持するために、スペーサーリング１０が用いられている。このスペーサーリング１０は、ボルト６の棒部の外周部にしっくりと嵌まり込む内径寸法を有すると共に、摩擦摺動リング８，９の内周部にしっくりと嵌まり込む外径寸法を備えている。その厚さ寸法は、上下２つの摩擦摺動リング８，９の合計厚さ寸法よりも小さく、いずれの摩擦摺動リング８，９の厚さ寸法よりも大きく設計されている。このスペーサーリング１０が、第１、第２のリンク１，２の間において、ボルト６の棒部と摩擦摺動リング８，９との間に配置され、摩擦摺動リング８，９がこのスペーサーリング１０によってボルト６の棒部から半径線外方に所定の間隔を保持した状態でボルト締めされるようになされている。
【００２２】
組立は、図４に示すように、スペーサーリング１０の外周側に摩擦摺動リング８，９を嵌合し、これらをリンク１，２間に配置し、ボルト６をリンク１，２とスペーサーリング１０とに通して締め付けるだけでよい。
【００２３】
このような枢結部構造が、第３リンク３と第４リンク４との端部枢結部、第２リンク２と第３リンク３の端部枢結部、及び、第１リンク１と第４リンク４の端部枢結部において採用されている。
【００２４】
そして、第２リンク２と第３リンク３の端部枢結部では、図１に示すように、基礎などの建物下部構造部１１から対の軸受けプレート１３，１３が突出し、この軸受けプレート１３，１３で第２リンク２と第３リンク３の端部を挟むようにし、全体がボルト６で締め付けられ、軸受けプレート１３と第２リンク２との間にも対の摩擦摺動リング８，９とスペーサーリング１０が入れられている。また、第１リンク１と第４リンク４の端部枢結部においては、建物の上部構造部１２から対の軸受けプレート１４，１４が突出し、この軸受けプレート１４，１４で第１リンク１と第４リンク４の端部を挟むようにし、全体がボルト６で締め付けられ、軸受けプレート１４と第４リンク４との間にも対の摩擦摺動リング８，９とスペーサーリング１０が入れられている。これにより、建物の下部構造部１１と上部構造部１２とが摩擦ダンパー５で連結されている。
【００２５】
この摩擦ダンパー５では、建物に設けられた図示しない免震装置により、図５（イ）に示すように、水平方向に振動すると、ダンパー５の第１、第２、第３、第４のリンク１，２，３，４が枢結部のボルト６…を軸として相対回転変位を行い、その際の各枢結部における摩擦面の摩擦摺動抵抗によって、振動が減衰していく。なお、図５（ロ）に示すように、この摩擦ダンパー５を水平二方向に効くように設置することで、いずれの水平方向の振動をも効果的に減衰することができる。
【００２６】
そして、上記の摩擦ダンパー５において、図１（イ）及び図２に示すように、第１リンク１と第２リンク２とのボルト６による枢結のためにこれらのリンク１，２に明けられているボルト通孔１５，１６はいずれも、リンク１，２の長さ方向に延びる長孔からなっており、これら長孔１５，１６にボルト６が通されて締め付けられている。また、第３リンク３と第４リンク４とのボルト６による枢結のためにこれらのリンク３，４に明けられている通孔１７，１８についても同様に、リンク３，４の長さ方向に延びる長孔からなっており、この長孔１７，１８にボルト６が通されて締め付けられている。
【００２７】
これにより、各ボルト６を締める前の段階で、長孔１５，１６，１７，１８内の長さ方向におけるボルト６，６の位置を任意に選択することにより、このボルトによる枢着部と、各リンク１，２，３，４のもう一つのボルト枢着部（本実施形態では、このもう一つのボルト枢着部にも摩擦摺動リングによる摩擦面が備えられている。）との間隔寸法を無段階に大小調節することができるようになっている。図２（イ）は、この間隔寸法を大きくした場合のものであり、図２（ロ）は、この間隔寸法を小さくした場合のものであり、図１（イ）はこの間隔寸法をこれらの中間の大きさにした場合のものである。
【００２８】
上記の摩擦ダンパー５では、リンク１，２，３，４に備えさせた長孔１５，１６，１７，１８を利用して、各リンク１，２，３，４におけるボルト枢着部間の間隔寸法を大小調節することができるようになされているから、この間隔寸法を大小調節することで、各リンク１，２，３，４の回転モーメントを大小変化させることができ、それによって減衰力を大小調節することができる。
【００２９】
即ち、各リンク１，２，３，４におけるボルト枢結部間の間隔寸法を大きくした図２（イ）の場合は、回転モーメントが大きくなり、小さな減衰力が得られる。また、この間隔寸法を小さくした図２（ロ）の場合は、回転モーメントが小さくなり、大きな減衰力が得られる。更に、この間隔寸法を中間の大きさにした図１（イ）の場合は、回転モーメントが中間の大きさになり、中間の大きさの減衰力が得られる。
【００３０】
しかも、元々備えられている同じリンク１，２，３，４を使用し、長孔１５，１６，１７，１８を利用して長孔に沿うボルト６の締付け位置を選択することで、上記の間隔寸法を大小異ならせるようにしたものであり、間隔寸法を異ならせるためにリンク１，２，３，４を別のリンクと入れ換えるというものではないので、減衰力の調節を容易に行うことができる。
【００３１】
加えて、長孔１５，１６，１７，１８に通したボルト６，６の締付けによって、上記の間隔寸法を固定することができると共に、第１リンク１と第２リンク２の摩擦面同士、及び、第３リンク３と第４リンク４の摩擦面同士を押し合わせ状態にすることができ、また同時に、これら摩擦面を構成するための各摩擦摺動リング８,９を各リンク１，２，３，４と一体化させることができて、ボルト６，６の締付けという一つの行為を行うだけでこれらを一度に達成することができる。
【００３２】
特に、本実施形態の摩擦ダンパー５では、スプリングのバネ力によらず、ボルト６の締付け力によって第１リンク１と第２リンク２の摩擦面同士、及び、第３リンク３と第４リンク４の摩擦面同士を押し合わせるものであるから、摩擦面同士を強い力で押し合わせることができ、そのため、摩擦面の面積を小さくすることができ、それでいて、振動を高い摩擦力によって効果的に減衰することができる。そして、このようなボルト６の締付けによる摩擦面同士の押し合いで摩擦力をかせぐ構成としていることにより、このボルト６，６を上記の間隔寸法の固定手段として併用することができるものである。
【００３３】
更に、ボルト６，６の締付け状態における各リンク１，２，３，４と各摩擦摺動リング８，９との摩擦力が、摩擦摺動リング８，９同士の摩擦力よりも大となるように設定されているから、振動の際、摩擦摺動リング同士が先行して摩擦摺動し、そのため、リンク１，２，３，４と摩擦摺動リング８，９とが不本意に摩擦摺動してしまうことがなく、上記の間隔寸法の固定状態をしっかり維持することができる。
【００３４】
以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で、各種の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、リンクに備えさせる長孔として、ループ状に閉じた孔を採用した場合を示しているが、非ループ状に開いたもの、例えば、リンクの先端が二股状となって開かれたような長孔からなるものであってもよい。
【００３５】
また、リンクの枢着部間の間隔寸法を調節するための手段としてリンク１，２，３，４に長孔１５，１６，１７，１８を設けた場合を示しているが、その他、リンク１，２，３，４のそれぞれに丸孔などの長孔でない複数の単純ボルト通孔をそれらの長さ方向に間隔的に明け、いずれかの通孔を選択し、その選択した通孔にボルトを通すことによって、枢着部間の間隔寸法を大小調節できるようにしたものであってもよいし、或いは、リンク１，２，３，４の長さ寸法が長短調節できるようになっていて、その長さ寸法を調節することで枢着部間の間隔寸法を大小調節できるようになっているものであってもよい。リンク１，２，３，４の長さ寸法が長短調節できるようになっているものである場合などにおいては、枢結部における摩擦面同士の押し合いをボルトの締付け力によってではなく、スプリングのバネ力などで行うようにした構造のものであってもよい。
【００３６】
また、上記の実施形態では、第１リンク１と第２リンク２の両方、及び、第３リンク３と第４リンク４の両方に、長孔１５，１６，１７，１８が備えられている場合を示しているが、その他、第１リンク１と第２リンク２のいずれか一方、及び、第３リンク３と第４リンク４のいずれか一方に長孔が備えられている構造であってもよいし、第１リンク１と第２リンク２のいずれか一方、又は、第３リンク３と第４リンク４のいずれか一方に長孔が備えられている構造であってもよい。
【００３７】
また、上記の実施形態では、４つのリンク１，２，３，４を平面で見て四角に組んだパンタグラフ式の摩擦ダンパーに構成した場合を示しているが、２つのリンクを平面で見てくの字状などに連結して組んだ摩擦ダンパーとして構成されていてもよい。
【００３８】
更に、上記の実施形態では、摩擦面を摩擦摺動リングを用いて形成し、摩擦摺動リングをスペーサーリングでボルト棒部から半径線方向に間隔をおくように構成した場合を示しているが、スペーサーリングを省略し、摩擦摺動リングの内周部をボルト棒部の外周部に嵌合させ、摩擦摺動リングとボルト棒部との間の間隔をおかない構成にしてもよい。
【００３９】
更にまた、上記の実施形態では、建物に用いられる免震装置との組合せにおいて用いられる摩擦ダンパーを対象としているが、本発明の摩擦ダンパーは、建物の振動を減衰する場合に限らず、各種構造物の振動の減衰に用いることができるものであるし、免震装置との組合せが前提とされるものでもない。また、上記の実施形態では、ボルト軸を垂直に向けてリンクを水平面内で回転変位する場合を示しているが、ボルト軸を水平方向に向けリンクを垂直面内で回転変位させる構成としてもよいし、向きに制限はない。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の摩擦ダンパーは、以上のとおりのものであるから、減衰力を大小容易に調節することができる。また、本発明の摩擦ダンパーによれば、減衰しようとする振動の振幅の大きさに応じて、ダンパーの許容最大ストロークを大小調節することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図（イ）は実施形態の摩擦ダンパーを示す平面図、図（ロ）は同断面側面図である。
【図２】リンクにおける枢着部間の間隔寸法の調節例を示すもので、図（イ）は間隔寸法を大きくした場合の平面図、図（ロ）は小さくした場合の平面図である。
【図３】リンクの枢結部を拡大して示すもので、図（イ）は側面図、図（ロ）は断面側面図、図（ハ）は断面平面図、図（ニ）は更に拡大した断面側面図である。
【図４】枢結部の分解断面側面図である。
【図５】図（イ）は振動時の摩擦ダンパーの動きを示す平面図、図（ロ）は設置例を示す平面図である。
【符号の説明】
１…第１リンク
２…第２リンク
５…摩擦ダンパー
６…ボルト
８…第１摩擦摺動リング
９…第２摩擦摺動リング
１５，１６…長孔
【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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