(57)【要約】【課題】  簡便な構造で充分な減衰性能を発揮させると共に、周囲の温度変化に対しても減衰性能の変化が少ない制振用ダンパを提供する。【解決手段】  中間部から横方向に向って次第に開口面積が小さくなる凹部を有する第１の摺動部材１１と、第１の摺動部材１１より横幅が小さく、第１の摺動部材の中間部の凹部の上に重ね合わせて配置された第２の摺動部材１２とを備えた。第１の摺動部材１１に設けられる凹部の平面形状は、多角形あるいは円形をなす形状であり、第１の摺動部材１１の中間部から両端部に向って次第に開口面積が小さくなるようになっていればよい。多角形をなす凹部の平面形状としては、例えば４角形の凹部１４と６角形の凹部１３とを組み合わせたもの、あるいは、大きさの異なる複数の円を、摺動部材の中間部から移動方向の両端部に向って次第に開口面積が小さくなるように配置してなる形状である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間部から横方向に向って次第に開口面積が小さくなる凹部を有する第１の摺動部材と、
前記第１の摺動部材より横幅が小さく、前記第１の摺動部材の中間部の凹部上に重ね合わせて配置された第２の摺動部材とを備えたことを特徴とする制振用ダンパ。
【請求項２】
請求項１に記載の制振用ダンパにおいて、
前記凹部の平面形状は、多角形をなす形状であることを特徴とする制振用ダンパ。
【請求項３】
請求項１に記載の制振用ダンパにおいて、
前記凹部の平面形状は、大きさの異なる複数の円を、前記第１の摺動部材の中間部から移動方向の両端部に向って次第に開口面積が小さくなるように配置してなる形状であることを特徴とする制振用ダンパ。
【請求項４】
請求項１に記載の制振用ダンパにおいて、
前記凹部の平面形状は、大きさが同じ複数の円を、前記第１の摺動部材の中間部から移動方向の両端部に向って次第に開口面積が小さくなるように配置数を変えて配置してなる形状であることを特徴とする制振用ダンパ。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の制振用ダンパにおいて、
前記第１の摺動部材の両摺動面に、それぞれ前記第２の摺動部材を配置したことを特徴とする制振用ダンパ。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の制振用ダンパにおいて、
前記第１の摺動部材を合成樹脂により形成し、前記第２の摺動部材を、前記第１の摺動部材より硬質の剛性材料により形成したことを特徴とする制振用ダンパ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物に生じる地震や風、交通車両による振動あるいは機械類から発生する振動など種々の振動を制御するための制振用ダンパに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両や建築物の床、機械等の振動を防止する目的や、音響設備の防音等に対して、従来より多種類の制振装置が開発されている。
建築物においては風に対する揺れの低減や耐震補強を目的として、高減衰ゴム組成物を使用した粘弾性ダンパや制振壁が制振装置として利用されている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、オイル等の流動抵抗を利用した流体ダンパや摩擦力を利用したフリクションダンパも用いられている（特許文献２、特許文献３参照）。例えば、図８に示すように軸受け等に用いられる樹脂製の摺動部材３を、金属製の２つの構造部材１、２の間に挿入するように配置し、複数の締付ボルト５により皿ばね６を介して一体的に係止してなるフリクションダンパがある。このようなフリクションダンパは、締付ボルト５に介在された皿ばね５により構造部材１、２が摺動部材３に鉛直方向（両部材１、２および３の対向面と直交する方向）に荷重を加え、構造部材１、２と摺動部材３の対向面の摩擦力により図９に実線７で示すような移動量に対する減衰性を発現するダンパである。なお、図８中、符号１Ａ、２Ａ、３Ａは、フリクションダンパを建築物等に取付けるときに用いられる連結部材を示している。
【特許文献１】特開平７−１９７９６９号公報
【特許文献２】特開平６−１７４００２号公報
【特許文献３】特開平７−３５１８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、これらのダンパはその減衰力発現の機構や構造上の制約により、以下のような解決すべき課題があった。すなわち、
【０００５】
（１）粘弾性ダンパ、制振壁
高減衰ゴム組成物の減衰性能が低いと、数多くの粘弾性ダンパや制振壁を設置する必要性があり、設置スペースの確保が困難な場合がある。
一般に高減衰ゴムにおいては減衰力を高めるほど温度による特性変化が大きくなる傾向があり、使用温度範囲内において安定した性能を得ることが困難になる場合がある。
【０００６】
（２）流体ダンパ
減衰力を調節するためにオリフィスやバルブを用いており、ダンパとしては部品点数が多く構造が複雑になるため製造コストが高くなる。
流体をシリンダ内に密閉するため、厳しい使用条件においてはオイル漏れの問題が生じる。
流体を密閉するためシリンダとピストン部の寸法精度が高く要求され、コスト高となる。
【０００７】
（３）フリクションダンパ
上記（１）、（２）のダンパの欠点を解消し簡便な構造で、温度変化に対しても減衰性能の変化が小さい制振装置として、フリクションダンパが挙げられる。しかし、図８に示されるように、構造部材１、２と摺動部材３の接触面間の摩擦係数とボルト５に介在されたばね６による鉛直荷重により、外力がある一定以上の値にならないと減衰力が生じない。例えば、耐震用に大きな減衰力を発生するように設定した場合、交通振動のような比較的小さな振動に対しては減衰力が生じないので制振効果が得られないという欠点がある。また、耐震用途のみを考慮した場合でも、地震動の大きさは非常に広範囲になることから、比較的小さな地震から大きな地震までを従来のフリクションダンパで対応させるのは困難であった。
【０００８】
本発明は、上記の点に着目してなされたもので、簡易な構造で減衰性能を発揮させると共に、周囲の温度変化に対しても減衰性能の変化が少ない制振用ダンパを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、次の構成により上記の課題を解決する。
〈構成１〉
中間部から横方向に向って次第に開口面積が小さくなる凹部を有する第１の摺動部材と、上記第１の摺動部材より横幅が小さく、上記第１の摺動部材の中間部の凹部上に重ね合わせて配置された第２の摺動部材とを備えたことを特徴とする制振用ダンパ。
【００１０】
第１の摺動部材と第２の摺動部材は、横方向に相対的に往復動可能であり、いずれか一方が固定されて他方のみが移動するものでもよい。両摺動部材の相対移動により接触面積が凹部によりバイリニアに変化する。
第１の摺動部材と第２の摺動部材が摺動しながら相対移動したとき、両摺動部材の接触面に凹部が存在することにより、両摺動部材どうしの接触面積が相対移動量の増大に伴なって増大する。接触面積の増大により摩擦力による減衰力が大きくなり、逆に接触面積の減少により摩擦力による減衰力が小さくなる。
第１の摺動部材に設けられる凹部は、第１の摺動部材を貫通する孔を含むものとする。凹部の平面形状は、第１および第２の摺動部材間の相対移動量と摩擦力から適宜決定される。
構成１を建築物の制振部に適用した場合、交通振動や小地震のような小さな振動による低振幅域と、大地震のような大きな振動による大振幅域では摩擦力すなわち減衰力が異なり、コンパクトながら比較的小さな地震から大きな地震まで適切に対応することが可能である。
【００１１】
〈構成２〉
構成１に記載の制振用ダンパにおいて、上記凹部の平面形状は、多角形をなす形状であることを特徴とする制振用ダンパ。
【００１２】
多角形をなす凹部の平面形状としては、例えば４角形の凹部と６角形の凹部とを組み合わせたものでもよい。複数の凹部を合わせた平面形状としては、摺動部材の中間部から両端部に向って次第に開口面積が小さくなるようになっていればよい。
【００１３】
〈構成３〉
構成１に記載の制振用ダンパにおいて、上記凹部の平面形状は、大きさの異なる複数の円を、上記第１の摺動部材の中間部から移動方向の両端部に向って次第に開口面積が小さくなるように配置してなる形状であることを特徴とする制振用ダンパ。
【００１４】
摺動部材の中間部に比較的大きな円形の凹部を配置し、摺動部材の両端部に比較的小さな円形の凹部を配置したことにより、全体の凹部形状として摺動部材の中間部から移動方向の両端部に向って次第に開口面積が小さくなるようになっている。
【００１５】
〈構成４〉
構成１に記載の制振用ダンパにおいて、上記凹部の平面形状は、大きさが同じ複数の円を、上記第１の摺動部材の中間部から移動方向の両端部に向って次第に開口面積が小さくなるように配置数を変えて配置してなる形状であることを特徴とする制振用ダンパ。
【００１６】
大きさが同じ円形の凹部を、第１の摺動部材の中間部から両端部に向って配置数を次第に少なくなるように配置したことにより、全体の凹部形状として摺動部材の中間部から移動方向の両端部に向って次第に開口面積が小さくなるようにする。
【００１７】
〈構成５〉
構成１ないし４のいずれかに記載の制振用ダンパにおいて、上記第１の摺動部材の両摺動面に、それぞれ上記第２の摺動部材を配置したことを特徴とする制振用ダンパ。
【００１８】
第１の摺動部材の両側に第２の摺動部材を配置した構成である。このように構成することにより、摩擦力を増大して減衰効果を向上できる。
【００１９】
〈構成６〉
構成１ないし５のいずれかに記載の制振用ダンパにおいて、上記第１の摺動部材を合成樹脂により形成し、上記第２の摺動部材を、上記第１の摺動部材より硬質の剛性材料により形成したことを特徴とする制振用ダンパ。
【００２０】
第１の摺動部材を例えばポリアセタール、フッ素樹脂等で板状に形成し、対向する第２の摺動部材を例えば鋼材等の金属で板状に形成することにより、長期間にわたり良好な形状安定性や減衰特性が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について具体例を用いて説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１は、実施例１の制振用ダンパの構造を示す斜視図である。
図１に示すように、制振用ダンパ１０は、平板状の第１の摺動部材１１と、この第１の摺動部材１１より横幅が小さく、第１の摺動部材１１の中間部の凹部上に重ね合わせて配置された、平板状の第２の摺動部材１２とを備えている。第１の摺動部材１１と第２の摺動部材１２は、一定方向、すなわち、横方向に摺動しながらに相対的に往復動可能である。
【００２３】
第１の摺動部材１１には、平面形状が６角形をなす凹部１３と４角形をなす凹部１４がそれぞれ２つずつ設けられている。これらの凹部１３、１４は、板状の第１の摺動部材１１を打ち抜いた貫通孔でも、摺動面にのみ開口する盲孔でもよい。６角形および４角形をなす凹部１３、１４は、それらの各鋭角部が第１の摺動部材１１の両端部に向くように形成されることにより、中間部から横方向の両端部に向って次第に開口面積が小さくなる平面形状とされている。第２の摺動部材１２は、第１の摺動部材１１より横幅が小さく、常時は図１に示すように、第１の摺動部材１１の中央部の凹部上に重ね合わせて配置されている。
【００２４】
第１の摺動部材１１を、例えばポリアセタール、フッ素樹脂等で板状に形成し、第２の摺動部材１２を、第１の摺動部材１１より硬質の剛性材料、例えば鋼材等の金属で板状に形成することにより構成してもよい。なお、本発明はこれに限定されず、第１および第２の摺動部材１１、１２ともに、樹脂あるいは金属で形成されてもよい。
【００２５】
図２、図３は建築物の上下の梁間に上記制振用ダンパ１０を取付けた状態を示している。図２に示すように、建築物の柱２３、２４と、上下の梁２５、２６との間に、対向する２つの補助部材２１、２２が設けられている。制振用ダンパ１０は、これらの補助部材２１、２２の対向する端部間に取付けられる。すなわち、制振用ダンパ１０は、図３に示すように、一方の補助部材２１の端部に第１の摺動部材１１を装着し、他方の補助部材２２に第２の摺動部材１２を装着することにより取付けられる。このとき、第２の摺動部材１２が第１の摺動部材１１の中央部に位置するようにされる。
【００２６】
制振用ダンパ１０を図２、図３に示すように取付けた後に、第１の摺動部材１１と第２の摺動部材１２との間に振動等による牽引力が加わったとき、第１の摺動部材１１と第２の摺動部材１２とは互いに離間する方向に移動するが、第１の摺動部材１１の接触面に中間部から横方向に向って次第に開口面積が小さくなる凹部１３、１４があることにより、両摺動部材どうしの接触面積が相対移動量の増大に伴なって増大する。両摺動部材どうしの接触面積の増大により摩擦力による減衰力が大きくなり、逆に同接触面積の減少により摩擦力による減衰力が小さくなる。
【００２７】
図４は制振用ダンパ１０を取付けた建築物の一部を示している。すなわち、図４（ａ）は平常時の建築物、図４（ｂ）は地震発生時の建築物の各状態をそれぞれ示している。２つの補助部材２１、２２間に取付けられた制振用ダンパ１０は、図４（ａ）に示される平常時の状態から図４（ｂ）に示される地震発生したときに減衰効果を発揮する。すなわち、地震時には、図４（ｂ）に示されるように補助部材２１、２２の端部が、上下の梁２５、２６の動きに従ってほぼ水平方向に移動し、制振用ダンパ１０の第１の摺動部材１１と第２の摺動部材１２も水平方向に相対移動する。
【００２８】
図５は、補助部材２１、２２の各対向端部が離間している建築物に、制振用ダンパ１０を取付けた例を示す図であり、図６は図５の一部を拡大して示す図である。すなわち、図６に示すように、制振用ダンパ１０の第１の摺動部材１１の側面に連結部材１１Ａを溶接等により連設し、第２の摺動部材１２の側面に連結部材１２Ａを溶接等により連設する。図５に示すように、第１の摺動部材１１を、連結部材１１Ａを介して一方の補助部材２２の端部に取付け、第２の摺動部材１２を、連結部材１２Ａを介して他方の補助部材２１の端部に取付ける。
【００２９】
ところで、第１の摺動部材１１と第２の摺動部材１２は、図２や図５に示すように取付けられた状態では接触面が互いに押圧されていることが必要である。この押圧力を補うためには、適当なばね材を用いればよい。例えば、締付ボルトを、制振用ダンパ１０あるいは補助部材２１、２２を貫通するように配設し、この締付ボルトの一端部又は両端部と、制振用ダンパ１０あるいは補助部材２１、２２との間に、コイルばねあるいは皿ばね等のばね材を介装する。
【００３０】
このとき、締付ボルトにより、第１の摺動部材１１と第２の摺動部材１２との相対移動が妨げられないようにする必要がある。すなわち、第１の摺動部材１１に設けられるボルト挿通孔を、移動方向に延びる長孔としたり、図１に示す６角形の凹部を貫通孔とし、これを利用するようにする。
【実施例２】
【００３１】
図７は、第１の摺動部材に設けられる凹部の変形例を示している。
図７に示すように、凹部の平面形状を、大きさの異なる複数の円１６を、第１の摺動部材１５の中間部から移動方向の両端部に向って次第に開口面積が小さくなるように配置してなる形状とした。すなわち、第１の摺動部材１５の中間部に比較的大きな円形の凹部１６を配置し、摺動部材の両端部に比較的小さな円形の凹部を配置したことにより、全体の凹部形状として摺動部材の中間部から移動方向の両端部に向って次第に開口面積が小さくなるようになっている。
【００３２】
あるいは、凹部の平面形状を、大きさが同じ複数の円を、第１の摺動部材の中間部から両端部に向って次第に開口面積が小さくなるように配置数を変えて配置してなる形状とすることにより、全体の凹部形状として摺動部材の中間部から移動方向の両端部に向って次第に開口面積が小さくなるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施例１の制振用ダンパの構造を示す斜視図。
【図２】同制振用ダンパを使用状態を示す斜視図。
【図３】同制振用ダンパの取付け状況の説明図。
【図４】同制振用ダンパを使用状況の説明図。
【図５】同制振用ダンパを他の使用状態を示す説明図。
【図６】図５の一部を拡大して示す斜視図。
【図７】実施例２の制振用ダンパの一部構造を示す斜視図。
【図８】従来の制振用ダンパの構造を示す正面図。
【図９】従来の制振用ダンパの減衰特性を表した線図。
【符号の説明】
【００３４】
１０  制振用ダンパ
１１  第１の摺動部材
１２  第２の摺動部材
１３  ６角形の凹部
１４  ４角形の凹部
２１、２２  補助部材
２３、２４  柱
２５、２６  梁
【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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