JP2004003563A - Sliding friction damper - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、戸建ての個別住宅等の比較的軽量な上部構造物の免震に用いられる滑り摩擦ダンパーに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の滑り摩擦ダンパーとしては、例えば摩擦材として板状のフッ素樹脂、ステンレス、繊維強化樹脂等を重ね合せた積層部材を皿バネ等で構造物の壁面に固定し、層間の摩擦力を振動の減衰力として使用するものが知られている。この滑り摩擦ダンパーは、皿バネ等による締付け力を調節することにより、また支承部品の場合は支持荷重を調節することにより、摩擦力が調整されるものである。しかし、皿バネ等による締付け力の調節等は、滑り摩擦ダンパーを上部構造物と地面間に取付ける際に行われるものであり、滑り摩擦ダンパーの摩擦力の調整を精度良く行うことは容易ではなく、また調整に長時間を要するという問題があった。また、この滑り摩擦ダンパーは、構造的に摩擦力が大きく設定されているため、個別住宅等に求められる比較的小さな振動減衰力を安定して発揮することが困難である。これに対して、減衰力の自由度が高いダンパーとしては、オイルダンパー等の粘性系のダンパーが知られている。しかし、オイルダンパーは、構造が複雑であることにより高価であると共に、液漏れ等のおそれがあるため、長期にわたってメンテナンスが必要になるという煩雑さがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した問題を解決しようとするもので、比較的小さな減衰力を安定して発揮することが可能であり、摩擦力の調整が簡易であると共に、取付後のメンテナンスも不要である安価な滑り摩擦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に、上記請求項1に記載の発明の構成上の特徴は、内筒金具と、内筒金具の径方向外方に同軸状に配設された外筒金具と、内筒金具及び外筒金具間に介装されて両金具間を弾性的に連結する筒状のゴム弾性体部とを備え、地面とその上に建設された上部構造物との間に配置された状態で、内筒金具及び外筒金具の内のいずれか一方が一方に設けた取付部を介して地面に回動可能に取り付けられると共に他方が他方に設けた取付部を介して上部構造物に回動可能に取り付けられて、地面から上部構造物に伝播する振動を減衰させる滑り摩擦ダンパーであって、ゴム弾性体部は、自己潤滑性ゴムからなり、ゴム弾性体部が、内筒金具及び外筒金具の内のいずれか一方に対して非接着であると共に、内筒金具及び外筒金具によって径方向に圧縮状態にされていることにある。ここでいう自己潤滑性ゴムとは、ゴム配合に、脂肪酸系、脂肪酸アミド系、ポリエチレン系、シリコーンオイル系、ワックス等を適宜配合することにより、表面にブリードさせ、JIS K7125に規定されたプラスチック−フィルム及びシート摩擦係数試験方法に基づいて測定された動摩擦係数の値が0.5以下であるもののことをいうものとする。
【0005】
上記のように構成した請求項1の発明においては、ゴム弾性体部が、自己潤滑性ゴムであることから滑り易くされており、さらに内筒金具及び外筒金具によってゴム弾性体部が径方向に圧縮状態にされている。そのため、地震等による地面の振動に応じて、内外筒金具間の相対的な軸方向の移動あるいは軸心を中心とした回動により、金具とゴム弾性体の非接着面で適正な摩擦力が発生する。その結果、滑り摩擦ダンパーは、この摩擦力に基づく減衰力により振動を適正に減衰させることができる。また、摩擦力の調整については、ゴム弾性体部の動摩擦係数、ゴム弾性体の圧縮の程度、ゴム弾性体部と非接着である金具の接触表面の状態等を調節することにより、滑り摩擦ダンパーの製造段階で行うことができるため、調整が簡易にかつ精度良く行われる。また、油漏れ等を考慮する必要がないため、滑り摩擦ダンパーの使用時でのメンテナンスも不要である。さらに、滑り摩擦ダンパーは、内外筒金具及びゴム弾性体部のみにより簡易に構成されるため、安価に提供される。なお、自己潤滑性ゴムにおける動摩擦係数の使用上好ましい範囲としては0.1〜0.5であり、この範囲に動摩擦係数が設定されることにより、滑り摩擦ダンパーの設計範囲を標準的なものにすることができ、滑り摩擦ダンパーの安定した振動減衰効果が期待できる。
【0006】
また、上記請求項2に記載の発明の構成上の特徴は、前記請求項1に記載の滑り摩擦ダンパーにおいて、外筒金具に対してゴム弾性体部が非接着であり、外筒金具の少なくとも内周面が低摩擦材の層になっていることにある。このように、請求項2の発明においては、接触面積の大きな外筒部側を滑り面として有効に活用することができ、外筒金具の内周面に設けた低摩擦材の層と非接着なゴム弾性体部との接触により安定した摩擦力が発生し、摩擦力に基づく安定した振動減衰力が確保される。また、低摩擦部材によりゴム弾性体部の耐久性が高められると共に、内外筒金具相互の移動の安定性が確保される。
【0007】
また、上記請求項3に記載の発明の構成上の特徴は、前記請求項1又は2に記載の滑り摩擦ダンパーにおいて、内筒金具及び外筒金具が、その軸方向が地面に対して垂直であり、かつ軸心を中心として相対的に回動可能となるように上部構造物及び地面に取り付けられていることにある。このように、内筒金具及び外筒金具が軸心を中心として相対的に回動することにより、摩擦力が安定に発生して、これに基づく減衰力が振動を適正に減衰させることができる。
【0008】
また、上記請求項4に記載の発明の構成上の特徴は、前記請求項1又は2に記載の滑り摩擦ダンパーにおいて、内筒金具及び外筒金具が、その軸方向が地面に対して水平であり、かつ軸方向に相対的に移動自在になるように上部構造物及び地面に取り付けられていることにある。このように、内筒金具及び外筒金具が軸線方向に相対的に移動することにより、摩擦力が安定に発生して、振動を適正に減衰させることができる。さらに、内筒金具及び外筒金具に対して、地震時の種々の変位や速度の振動に応じて直接的に減衰力が働くために、この滑り摩擦ダンパーは、径方向に回動して摩擦力を発生する構造の滑り摩擦ダンパーに比べて、その占有領域が小さくされる。
【0009】
また、上記請求項5に記載の発明の構成上の特徴は、前記請求項1から4のいずれか1項に記載の滑り摩擦ダンパーにおいて、上部構造物が、個別住宅であることにある。請求項5においては、滑り摩擦ダンパーは、従来の減衰装置のような大きな摩擦力ではなく、小さい範囲の摩擦力に対する調整が可能であるため、比較的軽量な上部構造物である個別住宅に伝播しようとする振動を適正に減衰させるのに非常に有効である。また、滑り摩擦ダンパーは、油圧ダンパーのように変位によって減衰力が変化することがないので、大変位の際にも、滑り摩擦ダンパーに極端に大きな減衰力が発生しない。そのため、滑り摩擦ダンパー自体の大きさが、小さくされる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。図1,図2は、第1実施形態である一戸建ての個別住宅用の滑り摩擦ダンパーを正面図及び平面図により示したものであり、図3,図4は、滑り摩擦ダンパーの使用状態を正面図及び平面図により示したものである。滑り摩擦ダンパー10は、内筒金具11と、内筒金具の径方向外方に同軸状に配設された外筒金具21と、内外筒金具間に介装されて両金具間を弾性的に連結する円筒状のゴム弾性体部18とを備えている。
【0011】
内筒金具11は、鉄等の金属製であって、円筒形の内筒部12と、内筒部12の軸方向両端に固着されて径方向に延びた取付部である腕部13とを備えている。腕部13は、互いに平行な平行板14aとその一端間を連結する連結板14bとからなる略コの字形状の挟持部14と、挟持部14の連結板14b中央に一端にて固定されて板面に対して垂直に延びる支持棒15とを一体で備えている。支持棒15の他端には、取付孔16が設けられている。腕部13は、挟持部14にて内筒部12の軸方向両端側外周に挿嵌固着されている。
【0012】
ゴム弾性体部18は、自己潤滑性ゴムが用いられており、図5に示すように、内筒部12の外周面の両端を除く中央部分に加硫成形により固着されている。自己潤滑性ゴムは、ゴム配合に、脂肪酸系、脂肪酸アミド系、ポリエチレン系、シリコーンオイル系、ワックス等が適宜配合されており、表面にブリードさせることで滑り性が高められている。また、ゴム弾性体部18は、外径が後述する外筒部22の内径より大きい所定寸法にされており、外筒部22内周面に圧入したときの圧縮率が所定値となるように、予め規定される。ここで、ゴム弾性体部18の圧縮率とは、外筒部22への圧入前のゴム弾性体部18の外径と外筒部22の内径との差を、圧入前のゴム弾性体部18の外径で割った割合である。
【0013】
外筒金具21は、ステンレス製で八角筒形状の外筒部22と、外筒部22の外周面の八角面の1つに一端にて外周面に対して垂直になるように固定された鉄製の角棒である支持棒23(取付部)とを備えている。外筒部22は、軸直角断面形状が内周面側で円形であり外周面側で正八角形となっており、内周側も含めた全体が低摩擦材であるステンレス製となっている。支持棒23の先端には、取付孔24が設けられている。外筒部22にゴム弾性体部18を圧入によって挿嵌することにより、ゴム弾性体部18が径方向に上記所定の圧縮率で圧縮された状態で外筒部22に固定されて、滑り摩擦ダンパー10が得られる。
【0014】
このように形成された滑り摩擦ダンパー10は、図5に示すように、内筒金具11の支持棒15と外筒金具21の支持棒23が略直角をなした状態で、それぞれの取付孔16及び24を結ぶ線が振動方向(図示矢印方向)を向くようにして水平に配置される。そして、図4に示すように、外筒金具21の支持棒23が、取付孔24にて地面Gに取り付けられた固定台1にボルト2で締め付けられて,固定台1に軸心を中心として回動可能に取り付けられる。さらに、内筒金具11の支持棒15が、取付孔16にて建物の土台Kに取り付けられた固定台3にボルト4で締め付けられて、固定台3に軸心を中心として回動可能に取り付けられる。
【0015】
上記構成の第1実施形態においては、ゴム弾性体部18が、自己潤滑性ゴムであって滑り易くされており、また、外筒金具21に圧入されて両金具11,21に挟まれて圧縮状態にされている。そのため、地震等による地面Gの振動に応じて、内外筒金具11,21の腕部13及び支持棒23が固定台1,3を中心として回動する。これに伴い、外筒部22が内筒部12に対して相対的に回動することにより、外筒部22内周面とゴム弾性体部18の非接着面において適正な摩擦力が発生する。その結果、滑り摩擦ダンパー10は、この摩擦力に基づく減衰力によって振動を適正に減衰させることができる。また、摩擦力の調整については、ゴム弾性体部18のJIS K7125に基づく動摩擦係数、ゴム弾性体の圧縮の程度等調節することにより、滑り摩擦ダンパー10の製造段階で行うことができるため、調整が簡易にかつ安価に、しかも精度良く行われる。
【0016】
また、滑り摩擦ダンパー10は、オイルダンパーのように油漏れ等を考慮する必要がないため、その使用時でのメンテナンスも不要である。さらに、滑り摩擦ダンパー10は、内外筒金具11,21及びゴム弾性体部18のみにより簡易に構成されるため、安価に提供される。また、低摩擦材で形成された外筒部22によりゴム弾性体部18の耐久性が高められると共に、内外筒金具11,21相互の移動の安定性が確保される。
【0017】
なお、第1実施形態において、ゴム弾性体部18は、内筒金具11の外周面に加硫接着により固定されており、外筒部22内に圧入されているが、これに代えてゴム弾性体部が外筒部22の内周面に加硫接着により固定され、その内周面に内筒金具が圧入される形態であってもよい。その場合は、内筒金具の内周面が低摩擦材層が設けられることが望ましい。また、第1実施形態において、外筒部22全体が低摩擦材であるステンレス製となっているが、これに代えて外筒部22の内周面のみにフッ素樹脂製の膜を設けるか、金属メッキ層を設けて低摩擦材層としてもよい。また、第1実施形態では、外筒金具21の支持棒25が、地面Gに取り付けられた固定台1に回動可能に固定され、内筒金具11の支持棒15が建物の土台Kに取り付けられた固定台3に回動可能に固定されているが、内外筒部の固定をこの逆にしてもよい。
【0018】
つぎに、第1実施形態の滑り摩擦ダンパーについて、具体的試験例について説明する。試験内容としては、滑り摩擦ダンパー10と同一構造の試験用具を用いて、4種類の試験品(各2ピース)を作成し、振動周波数の異なる振動に対する減衰係数の変化について測定することである。試験品は、下記表1に示すようにNo.1〜No.4の4種類であり、共通項目が、外筒部の材質はステンレスで外径は5.4cm、JIS K7125に基づくゴム弾性体の動摩擦係数0.28、ゴム硬度80、ゴム面積33.72cm2、圧縮ゴム変位0.05cmとなっていることである。また、試験品毎で異なる項目は、内筒金具の内径、ゴム弾性体部の厚さ、外筒金具の絞り後の外径、絞り率である。また、減衰係数の測定に用いる振動の周波数については、0.25、0.333、0.5及び0.667Hzの4種類である。
【0019】
【表1】
【0020】
試験用具は、図6、図7に示すように、外筒金具21の構造を試験用として改造したものである。外筒金具31は、ステンレス製で円筒形薄肉の外筒部32と、外筒部32の外周面に挟み付けられる鉄製の一対の締付部33,34と、一方の締付部33の切断部分と直交する位置の外周面に一端にて外周面に対して垂直になるように固定された鉄製の支持棒35とを備えている。外筒部32は、ゴム弾性体部18の外周側に圧入により挿嵌される。締付部33,34は、互いに対称形状であって、両者が一体となって、軸直角断面形状が内周面側で円形であり外周面側で正八角形となっている。締付部33,34は、正八角形筒の対向する1対の平面の中心位置で軸方向に切断されて分離された形状となっている。締付部33,34は、対称形状のその両端面にて面に平行に径方向外方に突出した各一対の締付片36,37を設けている。締付片36にはねじ孔が形成されており、締付片37の取付孔から螺合されたボルト38を締付片36のねじ孔に螺合させることにより締付片38を締付片37に締付けることができるようになっている。支持棒35の先端には、取付孔39が設けられている。
【0021】
外筒金具31の締付部33,34が、内筒部12に加硫成形されたゴム弾性体部18外周面に圧入された外筒部32の外周面に挟みつけられ、ボルト38を締付けることにより、外筒部32を縮径させてゴム弾性体部18を圧縮した状態で固定されて、試験用具が得られる。外筒金具をこのような構成とすることにより、上記4種類の試験品を容易に作成することができる。この試験品を用いた試験結果については、図8〜図10に示す。
【0022】
図8及び図9に示すように、絞り率が他に比べて2倍以上であるNo.3と、ゴム厚が厚く内筒部外径が大きくゴム弾性体の圧縮の程度の高いNo.4について、No.1,No.2の試験品に比べて減衰係数が非常に大きくなっている。また、振動周波数が低いほど減衰係数は大きくなっている。さらに、試験品No.3に発生する減衰力と振動の伝播速度v=2πxf(x:変位、f:周波数)との関係を求めた結果、図10に示すように、試験品は、オイルダンパーと異なり、減衰力の振動の伝播速度vに対する依存性がないことが明らかにされた。そのため、本滑り摩擦ダンパーにおいては、地震等振動の大小に拘らず、減衰効果が均等に発揮される。
【0023】
つぎに、第2実施形態について説明する。
本実施形態においては、図11及び図12に示すように、滑り摩擦ダンパー40は、内筒金具41と、内筒金具41の径方向外方に同軸状に配設された外筒金具44と、内外筒金具間に介装されて両金具間を弾性的に連結する筒状のゴム弾性体部48とを備えている。
【0024】
内筒金具41は、鉄等の金属製の長いパイプである内筒部42と、その他端(図示右端)に固定された中心に取付孔43aを有する円盤状の取付部43とを設けている。内筒部42の一端側(図示左端側)には、ゴム弾性体部48が加硫成形により接着固定されている。ゴム弾性体部48については、第1実施形態に示したゴム弾性体部18と同様の、自己潤滑性ゴムが用いられている。外筒金具44は、ステンレス製で円筒形薄肉の長尺パイプである外筒部45を有しており、外筒部45の一端が底板45aで封止されている。底板45aの外面の中心位置には、取付棒46が垂直に固定されている。取付棒46の先端には取付孔47aを有する円盤状の取付部47が設けられている。そして、外筒部45内には、他端側から上記ゴム弾性体部48が接着された内筒金具41が一端側から圧入されて、ゴム弾性体部48が圧縮された状態で外筒部45に固定されて、滑り摩擦ダンパー40が得られる。
【0025】
このように形成された滑り摩擦ダンパー40は、図11に示すように、軸方向が水平に配置され、外筒金具44の支持棒46が、取付孔46aにて地面Gに取り付けられた固定台1にボルト2で締め付けられることにより軸心を中心として回動可能に固定される。また、内筒金具41の取付部42が、取付孔42aにて建物の土台Kに取り付けられた固定台3にボルト4で締め付けられることにより軸心を中心として回動可能に固定される。
【0026】
上記構成の第2実施形態においても、第1実施形態と同様に、ゴム弾性体部48が、自己潤滑性ゴムであって滑り易くされており、また、縮径された外筒金具44によってゴム弾性体部48が圧縮状態にされている。そのため、地震等による地面Gの振動に応じて、内外筒金具41,44相互間の軸方向への移動により、外筒金具44の外筒部45とゴム弾性体部48の非接着面で適正な摩擦力が発生し、滑り摩擦ダンパー40は、この摩擦力に基づく減衰力より振動を適正に減衰させることができる等、上記第1実施形態と同様の効果が得られる。さらに、第2実施形態においては、内筒金具41及び外筒金具44が、地震時の変位や速度に対して軸方向に直接的に減衰力が働くために、第1実施形態のように径方向に回動して摩擦力を発生する構造の滑り摩擦ダンパー10に比べて、滑り摩擦ダンパー40の占有領域を小さくすることができる。
【0027】
なお、第2実施形態においても、ゴム弾性体部48は内筒金具41の外周面に加硫接着により固定されているが、これに代えて外筒部45の内周面に加硫接着により固定され、その内周面に内筒金具41が圧入される形態であってもよい。その場合は、内筒金具41の外周面が低摩擦材層であることが望ましい。また、第2実施形態において、外筒部45全体がステンレス製となっているが、これに代えて外筒部45の内周面のみにフッ素樹脂製の膜を設けるか、金属メッキ層を設けて低摩擦材層としてもよい。
【0028】
また、第2実施形態では、外筒金具45の取付棒36が、地面Gに取り付けられた固定台1に回動可能に固定され、内筒金具31の取付部33が建物の土台Kに取り付けられた固定台3に回動可能に固定されているが、内外筒部の固定位置を逆にしてもよい。その他、上記各実施形態に示した滑り摩擦ダンパーについては、一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
【0029】
【発明の効果】
上記請求項1の発明によれば、ゴム弾性体が、自己潤滑性ゴムからなり、内筒金具及び外筒金具によってゴム弾性体部が径方向に圧縮状態にされているため、地震等による地面の振動に応じて、金具とゴム弾性体の非接着面で適正な摩擦力が発生し、この摩擦力に基づく減衰力により振動を適正に減衰させることができる。また、摩擦力の調整を滑り摩擦ダンパーの製造段階で行うことができるため、摩擦力の調整が簡易にかつ精度良くかつ安価に行われる。さらに、滑り摩擦ダンパーは内外筒金具及びゴム弾性体部のみにより簡易に構成されるため、安価に提供される。また、滑り摩擦ダンパーの使用時でのメンテナンスも不要であるため、そのためのコストが削減される。
【0030】
また、外筒金具の内周面に設けた低摩擦材の層と非接着なゴム弾性体部との接触を利用すると共に、接触面積の大きな外筒部側を有効に活用することにより、滑り摩擦ダンパーの安定した減衰力が確保される。また、低摩擦材によりゴム弾性体部の耐久性が高められると共に、内外筒金具相互の移動の安定性が確保される(請求項2の発明の効果)。
【0031】
また、内筒金具及び外筒金具が軸心を中心として相互に回動することにより、または内筒金具及び外筒金具が軸線方向に相互に移動することにより、摩擦力が安定に発生して、振動を適正に減衰させることができる。さらに、内筒金具及び外筒金具が軸線方向に相互に移動するタイプの滑り摩擦ダンパーの場合、地震時の変位や速度に対してより直接的に減衰力が働くために、滑り摩擦ダンパーの占有領域が小さくされる(請求項3,4の発明の効果)。
【0032】
また、この滑り摩擦ダンパーが、小さい範囲の摩擦力に対する調整が可能であるため、特に比較的軽い上部構造物である個別住宅の振動減衰用として非常に有効である。また、油圧ダンパーのように、変位によって減衰力が変化することがないので、大変位の際にも、滑り摩擦ダンパーに極端に大きな減衰力が発生しないため、滑り摩擦ダンパー自体が小さくされ、個別住宅用として好ましい(請求項5の発明の効果)。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態である滑り摩擦ダンパーを概略的に示す正面図である。
【図2】滑り摩擦ダンパーを示す平面図である。
【図3】滑り摩擦ダンパーの使用状態を概略的に示す説明図である。
【図4】滑り摩擦ダンパーの使用状態を示す平面図である。
【図5】滑り摩擦ダンパーに用いられるゴム弾性部が加硫接着された内筒部を示す側面図及び正面図である。
【図6】減衰係数を求めるための試験装置である滑り摩擦ダンパーを概略的に示す正面図である。
【図7】試験装置を示す平面図である。
【図8】試験品1,2について、実効変位と減衰係数との関係を示すグラフである。
【図9】試験品3,4について、実効変位と減衰係数との関係を示すグラフである。
【図10】滑り摩擦ダンパーとオイルダンパーについて、振動伝播速度と減衰力との関係を示すグラフである。
【図11】第2実施形態である滑り摩擦ダンパーを概略的に示す断面図である。
【図12】滑り摩擦ダンパーの使用状態を概略的に示す図11のXII−XII線方向の断面図である。
【符号の説明】
10…滑り摩擦ダンパー、11…内筒金具、12…内筒部、13…腕部、14…挟持部、15…支持棒、18…ゴム弾性体部、21…外筒金具、22…外筒部、23…支持棒、31…外筒金具、32…外筒部、33,34…締付部、35…支持棒、36,37…締付片、38…、40…滑り摩擦ダンパー、41…内筒金具、42…内筒部、43…取付部、44…外筒金具、45…外筒部、46…取付棒、47…取付部、48…ゴム弾性体部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a sliding friction damper used for seismic isolation of a relatively lightweight upper structure such as a detached individual house.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this kind of sliding friction damper, for example, a laminated member in which a plate-like fluororesin, stainless steel, fiber reinforced resin, etc. is laminated as a friction material is fixed to the wall surface of the structure with a disc spring or the like, and the frictional force between the layers Is known as a vibration damping force. In this sliding friction damper, the frictional force is adjusted by adjusting the tightening force of a disc spring or the like, or in the case of a bearing part, by adjusting the supporting load. However, adjustment of the tightening force by a disc spring or the like is performed when the sliding friction damper is mounted between the upper structure and the ground, and it is not easy to accurately adjust the friction force of the sliding friction damper. In addition, there is a problem that the adjustment takes a long time. Further, since the sliding friction damper is structurally set to have a large frictional force, it is difficult to stably exert a relatively small vibration damping force required for an individual house or the like. On the other hand, as a damper having a high degree of freedom of damping force, a viscous damper such as an oil damper is known. However, the oil damper is expensive due to its complicated structure, and has a risk of liquid leakage or the like.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention is intended to solve the above-described problem, and can stably exert a relatively small damping force, and can easily adjust the frictional force, and does not require maintenance after mounting. It is an object of the present invention to provide a smooth sliding friction damper.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the structural features of the invention described in claim 1 are characterized by an inner cylinder, an outer cylinder which is coaxially arranged radially outward of the inner cylinder, and an inner cylinder. A cylindrical rubber elastic body portion interposed between the cylindrical fitting and the outer cylindrical fitting to elastically connect the two fittings, and is disposed between the ground and an upper structure constructed thereon. In this state, one of the inner cylinder and the outer cylinder is rotatably attached to the ground via an attachment portion provided on one side, and the other is attached to the upper structure via an attachment portion provided on the other side. A sliding friction damper rotatably mounted to attenuate vibrations propagating from the ground to the upper structure, wherein the rubber elastic body portion is made of self-lubricating rubber, and the rubber elastic body portion includes an inner cylinder fitting and Non-adhesive to any one of the outer tube fittings. In that it is in compression in the radial direction I. The self-lubricating rubber as used herein refers to a plastic compound specified in JIS K7125 by blending a rubber compound with a fatty acid, a fatty acid amide, a polyethylene, a silicone oil, a wax, or the like as appropriate. The value of the dynamic friction coefficient measured based on the film and sheet friction coefficient test method is 0.5 or less.
[0005]
According to the first aspect of the present invention, the rubber elastic body is made of self-lubricating rubber, so that the rubber elastic body is easily slid. Is compressed. Therefore, in accordance with the vibration of the ground due to an earthquake or the like, the relative frictional movement between the inner and outer cylindrical fittings or the rotation about the axis causes the appropriate frictional force on the non-adhesive surface between the fitting and the rubber elastic body. appear. As a result, the sliding friction damper can appropriately attenuate the vibration by the damping force based on the frictional force. The frictional force is adjusted by adjusting the coefficient of dynamic friction of the rubber elastic body, the degree of compression of the rubber elastic body, the state of the contact surface of the metal fitting that is not bonded to the rubber elastic body, and the like. Therefore, the adjustment can be performed easily and accurately. In addition, since there is no need to consider oil leakage or the like, no maintenance is required when the sliding friction damper is used. Further, since the sliding friction damper is simply constituted only by the inner and outer cylinder fittings and the rubber elastic body, it is provided at a low cost. The preferred range of the dynamic friction coefficient in the self-lubricating rubber is 0.1 to 0.5. By setting the dynamic friction coefficient in this range, the design range of the sliding friction damper is standardized. And a stable vibration damping effect of the sliding friction damper can be expected.
[0006]
Further, the structural feature of the invention according to claim 2 is that, in the sliding friction damper according to claim 1, the rubber elastic body portion is not adhered to the outer cylinder, and at least the outer cylinder has The inner peripheral surface is a layer of a low friction material. As described above, according to the second aspect of the present invention, the outer cylinder portion having a large contact area can be effectively used as a sliding surface, and is not adhered to the low friction material layer provided on the inner peripheral surface of the outer cylinder fitting. A stable frictional force is generated by contact with the rubber elastic body, and a stable vibration damping force based on the frictional force is secured. In addition, the durability of the rubber elastic body portion is enhanced by the low friction member, and the stability of the movement between the inner and outer cylindrical fittings is ensured.
[0007]
According to a third aspect of the present invention, in the sliding friction damper according to the first or second aspect, the inner cylinder and the outer cylinder have an axial direction perpendicular to the ground. And is attached to the upper structure and the ground so as to be relatively rotatable about the axis. In this way, the inner cylinder and the outer cylinder are relatively rotated about the axis, so that a frictional force is stably generated, and a damping force based on the frictional force can appropriately attenuate the vibration. .
[0008]
Further, the structural feature of the invention according to claim 4 is that, in the sliding friction damper according to claim 1 or 2, the inner cylinder and the outer cylinder have an axial direction horizontal to the ground. And is attached to the upper structure and the ground so as to be relatively movable in the axial direction. As described above, since the inner cylinder and the outer cylinder are relatively moved in the axial direction, the frictional force is generated stably, and the vibration can be appropriately attenuated. Furthermore, since the damping force acts directly on the inner and outer metal fittings in response to various displacements and vibrations at the time of the earthquake, the sliding friction damper rotates in the radial direction to generate friction. The occupied area is smaller than that of a sliding friction damper having a force generating structure.
[0009]
A structural feature of the invention according to
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 are a front view and a plan view showing a sliding friction damper for a single-family individual house according to a first embodiment, and FIGS. 3 and 4 are front views showing a usage state of the sliding friction damper. It is shown by a diagram and a plan view. The sliding
[0011]
The inner tube fitting 11 is made of metal such as iron, and has a cylindrical
[0012]
The rubber
[0013]
The outer tube fitting 21 is made of stainless steel and is formed of an octagonal tube-shaped
[0014]
As shown in FIG. 5, the sliding
[0015]
In the first embodiment having the above-described configuration, the rubber
[0016]
In addition, since the sliding
[0017]
In the first embodiment, the rubber
[0018]
Next, a specific test example of the sliding friction damper according to the first embodiment will be described. The content of the test is to prepare four types of test articles (two pieces each) using a test tool having the same structure as the sliding
[0019]
[Table 1]
[0020]
As shown in FIG. 6 and FIG. 7, the test tool is obtained by modifying the structure of the outer tube fitting 21 for testing. The outer tube fitting 31 is made of stainless steel and has a thin cylindrical
[0021]
The
[0022]
As shown in FIGS. 8 and 9, the aperture ratio is twice or more as compared with the others. No. 3 having a large rubber thickness, a large outer diameter of the inner cylindrical portion, and a high degree of compression of the rubber elastic body. About No. 4, 1, No. The damping coefficient is much larger than that of the test sample No. 2. Also, the lower the vibration frequency, the larger the damping coefficient. Further, the test sample No. As a result of obtaining the relationship between the damping force generated in the sample No. 3 and the propagation speed of vibration v = 2πxf (x: displacement, f: frequency), as shown in FIG. It has been found that there is no dependence on the propagation speed v of the vibration. Therefore, in the present sliding friction damper, the damping effect is exerted uniformly regardless of the magnitude of vibration such as an earthquake.
[0023]
Next, a second embodiment will be described.
In the present embodiment, as shown in FIGS. 11 and 12, the sliding
[0024]
The inner cylinder fitting 41 is provided with an
[0025]
As shown in FIG. 11, the sliding
[0026]
In the second embodiment having the above configuration, similarly to the first embodiment, the rubber
[0027]
In the second embodiment as well, the rubber
[0028]
In the second embodiment, the mounting
[0029]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the rubber elastic body is made of self-lubricating rubber, and the rubber elastic body portion is compressed in the radial direction by the inner and outer cylinders. In accordance with the vibration, an appropriate frictional force is generated on the non-adhesive surface between the metal fitting and the rubber elastic body, and the vibration can be appropriately attenuated by the damping force based on the frictional force. Further, since the adjustment of the frictional force can be performed at the manufacturing stage of the sliding friction damper, the adjustment of the frictional force can be performed easily, accurately, and inexpensively. Further, since the sliding friction damper is simply constituted only by the inner and outer cylinder fittings and the rubber elastic body, it is provided at low cost. Further, since maintenance is not required when the sliding friction damper is used, the cost for the maintenance is reduced.
[0030]
In addition, by utilizing the contact between the low friction material layer provided on the inner peripheral surface of the outer cylinder and the non-adhesive rubber elastic part, the outer cylinder part having a large contact area is effectively utilized, so that slippage is achieved. A stable damping force of the friction damper is secured. In addition, the durability of the rubber elastic body portion is enhanced by the low friction material, and the stability of movement between the inner and outer cylindrical fittings is secured (the effect of the invention of claim 2).
[0031]
In addition, the inner cylinder fitting and the outer cylinder fitting are rotated about each other about the axis, or the inner cylinder fitting and the outer cylinder fitting are moved in the axial direction, whereby the frictional force is generated stably. , Vibration can be properly attenuated. Furthermore, in the case of a sliding friction damper in which the inner and outer metal fittings move in the axial direction, the damping force acts more directly on the displacement and speed during an earthquake, so that the sliding friction damper is occupied. The area is reduced (effects of the inventions of
[0032]
Further, since the sliding friction damper can be adjusted for a small range of frictional force, it is very effective particularly for damping vibration of an individual house which is a relatively light upper structure. Also, unlike a hydraulic damper, since the damping force does not change due to displacement, the sliding friction damper does not generate an extremely large damping force even at a large displacement, so the sliding friction damper itself is made smaller and individual Preferred for residential use (effect of the invention of claim 5).
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view schematically showing a sliding friction damper according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing a sliding friction damper.
FIG. 3 is an explanatory view schematically showing a use state of a sliding friction damper.
FIG. 4 is a plan view showing a use state of the sliding friction damper.
FIGS. 5A and 5B are a side view and a front view showing an inner cylindrical portion to which a rubber elastic portion used for a sliding friction damper is vulcanized and bonded.
FIG. 6 is a front view schematically showing a sliding friction damper as a test device for obtaining a damping coefficient.
FIG. 7 is a plan view showing a test apparatus.
FIG. 8 is a graph showing a relationship between an effective displacement and a damping coefficient for test samples 1 and 2;
FIG. 9 is a graph showing a relationship between an effective displacement and a damping coefficient for
FIG. 10 is a graph showing a relationship between a vibration propagation speed and a damping force for a sliding friction damper and an oil damper.
FIG. 11 is a sectional view schematically showing a sliding friction damper according to a second embodiment.
FIG. 12 is a cross-sectional view taken along the line XII-XII of FIG. 11, schematically illustrating a use state of the sliding friction damper.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ゴム弾性体部は、自己潤滑性ゴムからなり、
前記ゴム弾性体部が、前記内筒金具及び外筒金具の内のいずれか一方に対して非接着であると共に、該内筒金具及び外筒金具によって径方向に圧縮状態にされている
ことを特徴とする滑り摩擦ダンパー。An inner cylinder, an outer cylinder coaxially disposed radially outward of the inner cylinder, and an elastic member interposed between the inner cylinder and the outer cylinder to elastically connect the two cylinders. A cylindrical rubber elastic body portion, wherein one of the inner cylindrical fitting and the outer cylindrical fitting is provided on the one side while being disposed between the ground and an upper structure constructed thereon. Vibration propagating from the ground to the upper structure is rotatably mounted on the ground via the mounting portion provided and the other is rotatably mounted on the upper structure via the mounting portion provided on the other side. A damping sliding friction damper,
The rubber elastic body portion is made of self-lubricating rubber,
The rubber elastic body is non-adhered to any one of the inner cylinder and the outer cylinder, and is compressed in a radial direction by the inner cylinder and the outer cylinder. Features a sliding friction damper.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008001804A1 (en) | 2006-06-30 | 2008-01-03 | Oiles Corporation | Friction damper |
JP2011516797A (en) * | 2008-03-14 | 2011-05-26 | ダンプテック アー/エス | Support for structure |
CN110242695A (en) * | 2019-06-19 | 2019-09-17 | 西安斯科特环控科技有限责任公司 | A kind of rubber friction damper system of air pressure adjustment control |
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2002
- 2002-05-31 JP JP2002160786A patent/JP2004003563A/en not_active Withdrawn
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