(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-06-02
(45)【発行日】2022-06-10
(54)【発明の名称】摩擦ダンパおよび壁面体
(51)【国際特許分類】
F16F 7/08 20060101AFI20220603BHJP
F16F 15/02 20060101ALI20220603BHJP
E04H 9/02 20060101ALI20220603BHJP
E04B 2/56 20060101ALI20220603BHJP
【ＦＩ】
F16F7/08
F16F15/02 E
E04H9/02 321F
E04B2/56 643A
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2018109002
(22)【出願日】2018-06-06
(65)【公開番号】P2019211030
(43)【公開日】2019-12-12
【審査請求日】2021-02-24
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 集会名：第６８回日本木材学会大会、開催日：２０１８年３月１４日～１６日 要旨集の掲載日：２０１８年３月５日 要旨集掲載ウェブサイト： ｈｔｔｐ：／／ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ．ｗｄｃ－ｊｐ．ｃｏｍ／ｊｗｒｓ／
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２７～２９年度、農林水産省、農林水産業・食品産業科学技術研究推進事業、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
(73)【特許権者】
【識別番号】000236920
【氏名又は名称】富山県
(73)【特許権者】
【識別番号】504145320
【氏名又は名称】国立大学法人福井大学
(74)【代理人】
【識別番号】100090206
【弁理士】
【氏名又は名称】宮田 信道
(72)【発明者】
【氏名】若島 嘉朗
(72)【発明者】
【氏名】藤澤 泰士
(72)【発明者】
【氏名】石川 浩一郎
(72)【発明者】
【氏名】北守 顕久
(72)【発明者】
【氏名】松原 独歩
(72)【発明者】
【氏名】清水 秀丸
【審査官】後藤 健志
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－２１５０８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－００２１２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－２１９９７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－２５４４１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－３０６５２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－２０３３５０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｆ ７／０８
Ｆ１６Ｆ １５／０２
Ｅ０４Ｈ ９／０２
Ｅ０４Ｂ ２／５６－ ２／７０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定方向に延びて対向し、振動により所定方向に相対移動する、一方部材と、他方部材の間に介在して、振動を減衰させるものであって、摩擦材と、板材と、締付具を備え、
摩擦材が、木製で、一方部材と一体に、他方部材に対する対向部に沿って設けてあり、所定方向に延びる溝部を形成してあって、溝部の両側が挟持部になっており、両挟持部は木製の直交部を備え、
板材が、金属製で、他方部材と一体に、一方部材に対する対向部に沿って設けてあり、所定方向に延びる長孔を形成してあって、摩擦材の溝部に挿入されて両挟持部に挟まれており、
締付具が、一方部材と他方部材の対向部に沿って設けてあって、摩擦材の両挟持部と板材の長孔を貫通していて、両挟持部を互いに近づける方向に締め付けており、両挟持部が板材を両側から押圧し、
締付具による圧締力の働く方向と直交部の繊維方向が平行であり、
締付具による圧締力に直交して生じる摩擦力の働く方向と摩擦材の直交部以外の部分の繊維方向が平行であることを特徴とする摩擦ダンパ。
【請求項2】
所定方向に延びて対向し、振動により所定方向に相対移動する、木製の一方部材と、他方部材の間に介在して、振動を減衰させるものであって、二つの摩擦材と、締付具と、一方部材に形成した所定方向に延びる長孔を備え、
両摩擦材が、木製で、直交部を備え、他方部材と一体に、一方部材に対する対向部に沿って設けてあって、一方部材を挟んでおり、
締付具が、一方部材と他方部材の対向部に沿って設けてあって、両摩擦材と一方部材の長孔を貫通していて、両摩擦材を互いに近づける方向に締め付けており、両摩擦材が一方部材を両側から押圧し、
締付具による圧締力の働く方向と直交部の繊維方向が平行であり、
締付具による圧締力に直交して生じる摩擦力の働く方向と摩擦材の直交部以外の部分の繊維方向が平行であることを特徴とする摩擦ダンパ。
【請求項3】
所定方向に延びて対向し、振動により所定方向に相対移動する、一方部材及び他方部材の間に介在して、振動を減衰させるものであって、板材と、固定具と、締付具を備え、
一方部材及び他方部材は、木製で、それぞれ所定方向に延びる溝部を形成してあって溝部の両側が挟持部になっており、互いに溝部の開口を対向させて配置され、
一方部材の両挟持部は木製の直交部を備え、
他方部材の両挟持部は固定孔を備え、
板材が、金属製で、所定方向に延びる長孔と、固定孔を形成してあり、長孔を一方部材側、固定孔を他方部材側として、一方部材及び他方部材に跨るように両溝部内に配置されてそれぞれの両挟持部に挟まれ、
固定具が、他方部材に設けてあって、他方部材の固定孔と板材の固定孔を貫通して固定しており、
締付具が、一方部材に設けてあって、一方部材の直交部と板材の長孔を貫通していて、両挟持部を互いに近づける方向に締め付けており、両挟持部が板材を両側から押圧し、
締付具による圧締力の働く方向と直交部の繊維方向は平行であることを特徴とする摩擦ダンパ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、振動により所定方向に相対移動する二部材間に介在して振動を減衰させるための摩擦ダンパおよびこの摩擦ダンパを設けた壁面体に関する。
【背景技術】
【0002】
木造建築物の耐震性能を高めるには、連結される二部材間にダンパを設けて、振動を減衰させることが有効である。従来のダンパは、鋼材やゴムなどの工業材料を用いたものがほとんどであった。
【0003】
その一方で、木造建築物に用いるダンパとして、同じ木材を用いるものも求められており、特許文献１において、出願人は種々の構造に適用可能で建築物に後付けも可能な木材を用いた摩擦ダンパおよびこの摩擦ダンパを設けた壁面体を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１５－２１５０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１の発明において、摩擦材の繊維直交方向へのめり込みを用いた圧締力は木材塑性域の性質を利用したものであり、良好な応力緩和挙動を得ていたが、極端な高温高湿条件下に晒された場合には応力の低下が懸念された。長期的な圧締力維持の信頼性を高めるためには、過酷な条件下においても高い信頼性が必要であり、より信頼性の高い摩擦ダンパが求められていた。
【0006】
本発明は、上記事情を鑑みたものであり、木材を用いるものであって、長期的な圧締力維持の信頼性の高い摩擦ダンパおよびこの摩擦ダンパを設けた壁面体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明のうち請求項１の発明は、所定方向に延びて対向し、振動により所定方向に相対移動する、一方部材と、他方部材の間に介在して、振動を減衰させるものであって、摩擦材と、板材と、締付具を備え、摩擦材が、木製で、一方部材と一体に、他方部材に対する対向部に沿って設けてあり、所定方向に延びる溝部を形成してあって、溝部の両側が挟持部になっており、両挟持部は木製の直交部を備え、板材が、金属製で、他方部材と一体に、一方部材に対する対向部に沿って設けてあり、所定方向に延びる長孔を形成してあって、摩擦材の溝部に挿入されて両挟持部に挟まれており、締付具が、一方部材と他方部材の対向部に沿って設けてあって、摩擦材の両挟持部と板材の長孔を貫通していて、両挟持部を互いに近づける方向に締め付けており、両挟持部が板材を両側から押圧し、締付具による圧締力の働く方向と直交部の繊維方向が平行であり、締付具による圧締力に直交して生じる摩擦力の働く方向と摩擦材の直交部以外の部分の繊維方向が平行であることを特徴とする。
【0008】
本発明のうち請求項２の発明は、所定方向に延びて対向し、振動により所定方向に相対移動する、木製の一方部材と、他方部材の間に介在して、振動を減衰させるものであって、二つの摩擦材と、締付具と、一方部材に形成した所定方向に延びる長孔を備え、両摩擦材が、木製で、直交部を備え、他方部材と一体に、一方部材に対する対向部に沿って設けてあって、一方部材を挟んでおり、締付具が、一方部材と他方部材の対向部に沿って設けてあって、両摩擦材と一方部材の長孔を貫通していて、両摩擦材を互いに近づける方向に締め付けており、両摩擦材が一方部材を両側から押圧し、締付具による圧締力の働く方向と直交部の繊維方向が平行であり、締付具による圧締力に直交して生じる摩擦力の働く方向と摩擦材の直交部以外の部分の繊維方向が平行であることを特徴とする。
【0009】
本発明のうち請求項３の発明は、所定方向に延びて対向し、振動により所定方向に相対移動する、一方部材及び他方部材の間に介在して、振動を減衰させるものであって、板材と、固定具と、締付具を備え、一方部材及び他方部材は、木製で、それぞれ所定方向に延びる溝部を形成してあって溝部の両側が挟持部になっており、互いに溝部の開口を対向させて配置され、一方部材の両挟持部は木製の直交部を備え、他方部材の両挟持部は固定孔を備え、板材が、金属製で、所定方向に延びる長孔と、固定孔を形成してあり、長孔を一方部材側、固定孔を他方部材側として、一方部材及び他方部材に跨るように両溝部内に配置されてそれぞれの両挟持部に挟まれ、固定具が、他方部材に設けてあって、他方部材の固定孔と板材の固定孔を貫通して固定しており、締付具が、一方部材に設けてあって、一方部材の直交部と板材の長孔を貫通していて、両挟持部を互いに近づける方向に締め付けており、両挟持部が板材を両側から押圧し、締付具による圧締力の働く方向と直交部の繊維方向は平行であることを特徴とする。
【0010】
本発明のうち請求項４の発明は、請求項１、２または３において、直交部は、締付具による圧締力の働く方向に延びる棒状部材であり、締付具は棒状部材の軸方向に貫通していることを特徴とする。
【0011】
本発明のうち請求項５の発明は、請求項１、２または３において、直交部は、締付具を挟んで両側に位置する板状部材であることを特徴とする。
【0012】
本発明のうち請求項６の発明は、請求項２、４または５において、一方部材は、金属製の補強部材を備え、補強部材に長孔が設けてあることを特徴とする。
【0013】
本発明のうち請求項７の発明は、請求項２、４または５において、一方部材は、木製の補強部材を備え、補強部材は繊維方向を交差させて薄板を積層した合板からなり、補強部材に長孔が設けてあり、合板の面方向は締付具による圧締力の働く方向と平行であることを特徴とする。
【0014】
本発明のうち請求項８の発明は、請求項２、４または５において、一方部材は、木製の補強部材を備え、補強部材は直交部を有し、直交部は長孔に沿って設けてあり、直交部の繊維方向は締付具の締め付け方向と平行であることを特徴とする。
【0015】
本発明のうち請求項９の発明は、請求項１、２、４、５、６、７または８において、摩擦材に促進処理を施してあることを特徴とする。
【0016】
本発明のうち請求項１０の発明は、面材からなる一方部材と、矩形の柱材からなる他方部材と、請求項１、２、４、５、６、７または８に記載の摩擦ダンパを備え、他方部材の内周側の略全面を覆うように一方部材を設けてあって、一方部材と他方部材の間に、周方向に間隔をおいて摩擦ダンパを設けてあることを特徴とする。
【0017】
本発明のうち請求項１１の発明は、枠体と、面材からなる一方部材及び他方部材と、請求項３、４または５に記載の摩擦ダンパを備え、一方部材と他方部材の間に間隔をおいて摩擦ダンパがもうけてあり、一方部材と他方部材が所定方向に交互に連結されて枠体の内周側略全面を覆っていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0018】
本発明のうち請求項１の発明によれば、振動により一方部材と他方部材が相対移動した際に、木製の摩擦材と金属製の板材の間に摩擦力が生じることで、振動を減衰させることができる。摩擦材の両挟持部は直交部を備え、締付具による圧締力の働く方向と直交部の繊維方向は平行するため、過酷な条件下においても高い応力残存率を維持できる。また、木材は繊維直交方向のせん断に非常に弱い。このため、直交部は摩擦力による繊維直交方向の力によってせん断破壊するおそれがあるが、締付具による圧締力に直交して生じる摩擦力の働く方向と摩擦材の繊維方向は平行するため、直交部に生じるせん断応力が低減されて、せん断破壊を防止できる。
【0019】
本発明のうち請求項２の発明によれば、振動により一方部材と他方部材が相対移動した際に、木製の摩擦材と木製の一方部材の間に摩擦力が生じることで、振動を減衰させることができる。両摩擦材は直交部を備え、締付具による圧締力の働く方向と直交部の繊維方向は平行であるため、過酷な条件下においても高い応力残存率を維持できる。また、木材は繊維直交方向のせん断に非常に弱い。このため、直交部は摩擦力による繊維直交方向の力によってせん断破壊するおそれがあるが、締付具による圧締力に直交して生じる摩擦力の働く方向と摩擦材の繊維方向は平行するため、直交部に生じるせん断応力が低減されて、せん断破壊を防止できる。
【0020】
本発明のうち請求項３の発明によれば、振動により一方部材と他方部材が相対移動した際に、木製の一方部材と金属製の板材の間に摩擦力が生じることで、振動を減衰させることができる。金属製の板材が、一方部材及び他方部材に跨るように両溝部内に配置され、締付具による圧締力の働く方向と、直交部の繊維方向は平行であるので、一方部材と板材において高い応力残存率を維持するとともに、良好な摩擦挙動が得られる。
【0021】
本発明のうち請求項４の発明によれば、直交部は、締付具による圧締力の働く方向に延びる棒状部材であり、締付具は棒状部材の軸方向に貫通しているため、木材繊維と平行方向に圧締力が働き、過酷な条件下においても高い応力残存率を維持できるとともに、良好な摩擦挙動が得られる。また、棒状部材とすることで、挿入接着させて任意の場所に直交部を設けることができる。
【0022】
本発明のうち請求項５の発明によれば、直交部は、締付具を挟んで両側に位置する板状部材であるため、木材繊維と平行方向に圧締力が働き、過酷な条件下においても高い応力残存率を維持できるとともに、良好な摩擦挙動が得られる。
【0023】
本発明のうち請求項６の発明によれば、一方部材が備える金属製の補強部材に長孔が設けてあるので、一方部材による応力緩和を低減することができる。
【0024】
本発明のうち請求項７の発明によれば、一方部材が備える補強部材は繊維方向を交差させて薄板を積層した合板からなり、補強部材に長孔が設けてあり、合板の面方向は締付具による圧締力の働く方向と平行であるため、過酷な条件下においても高い応力残存率を維持できる。
【0025】
本発明のうち請求項８の発明によれば、一方部材が備える補強部材は直交部を有し、直交部は長孔に沿って設けてあり、直交部の繊維方向は締付具の締め付け方向と平行であるため、木材繊維と平行方向に圧締力が働き、過酷な条件下においても高い応力残存率を維持できる。
【0026】
本発明のうち請求項９の発明によれば、摩擦材に促進処理を施してあるため、長期的に高い圧締力を維持可能な信頼性の高い摩擦ダンパを提供できる。
【0027】
本発明のうち請求項１０の発明によれば、高剛性で、高い減衰性能を備える壁面体とすることができる。そして特に、面材と柱材の両方が木造である木造建築物において、請求項１の摩擦ダンパと請求項２の摩擦ダンパを適宜選択することで、真壁と大壁の何れにも適用することができる。また、工場において、面材と摩擦材をセットにして制振面材として製造し、これを現場において軸組に挿入施工することもでき、建築物に後付けすることも可能である。
【0028】
本発明のうち請求項１１の発明によれば、高剛性で、高い減衰性能を備える壁面体とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】摩擦ダンパの第一実施形態の要部模式図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【図2】摩擦ダンパの第一実施形態の正面図である。
【図3】摩擦ダンパの第一実施形態の平面図である。
【図4】摩擦ダンパの第一実施形態の室内環境における応力緩和挙動を従来品と比較して示すグラフである。
【図5】摩擦ダンパの第一実施形態の高温高湿環境における応力緩和挙動を従来品と比較して示すグラフである。
【図6】摩擦ダンパの第二実施形態の要部模式図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【図7】摩擦ダンパの第二実施形態の正面図である。
【図8】摩擦ダンパの第二実施形態の平面図である。
【図9】摩擦ダンパの第一実施形態の変位－荷重関係を示すグラフである。
【図10】摩擦ダンパの第二実施形態の変位－荷重関係を示すグラフである。
【図11】摩擦ダンパの第一実施形態と第二実施形態の乾湿繰り返し環境における応力緩和挙動を示すグラフである。
【図12】摩擦ダンパの第一実施形態と第二実施形態の高温高湿環境における応力緩和挙動を示すグラフである。
【図13】（ａ）は摩擦ダンパの第一実施形態を設けた壁面体の正面図、（ｂ）は要部の横断面図である。
【図14】摩擦ダンパの第一実施形態を設けた壁面体の見かけのせん断変形角－荷重関係を示すグラフである。
【図15】摩擦ダンパの第三実施形態の正面図である。
【図16】摩擦ダンパの第三実施形態の平面図である。
【図17】摩擦ダンパの第四実施形態の正面図である。
【図18】摩擦ダンパの第四実施形態の平面図である。
【図19】摩擦ダンパの第四実施形態の変位－荷重関係を示すグラフである。
【図20】（ａ）は摩擦ダンパの第四実施形態を設けた壁面体の正面図、（ｂ）は要部の横断面図である。
【図21】摩擦ダンパの第三及び第四実施形態における一方部材の他の実施形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図22】摩擦ダンパの第三及び第四実施形態における一方部材の他の実施形態を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図23】摩擦ダンパの第三及び第四実施形態における一方部材の他の実施形態を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図24】摩擦ダンパの第三及び第四実施形態における一方部材の他の実施形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図25】摩擦ダンパの第三及び第四実施形態における一方部材の他の実施形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図26】摩擦ダンパの第五実施形態の正面図である。
【図27】摩擦ダンパの第五実施形態の縦断面図である。
【図28】摩擦ダンパの第五実施形態の変位－荷重関係を示すグラフである。
【図29】（ａ）は摩擦ダンパの第五実施形態を設けた壁面体の正面図、（ｂ）は要部の横断面図である。
【図30】摩擦ダンパの第五実施形態を設けた壁面体の見かけのせん断変形角－荷重関係を示すグラフである。
【図31】摩擦ダンパの第一実施形態の促進処理及び再締付の効果を応力緩和挙動で示すグラフである。
【図32】摩擦ダンパの第一実施形態と従来品との比較であって、促進処理及び再締付の効果を応力緩和挙動で示すグラフである。
【図33】摩擦ダンパの第六実施形態の平面図である。
【図34】摩擦ダンパの第六実施形態を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図35】摩擦ダンパの第六実施形態を設けた壁面体の正面図である。
【図36】摩擦ダンパの第七実施形態の平面図である。
【図37】摩擦ダンパの第七実施形態を設けた壁面体の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0030】
本発明の摩擦ダンパおよび壁面体の具体的な構成について、各図面に基づいて説明する。摩擦ダンパは、振動により所定方向に相対移動する、一方部材と、他方部材の間に介在して、振動を減衰させるものであるが、第一実施形態～第四実施形態、第六実施形態及び第七実施形態では、一方部材が木製の面材４、他方部材が木製の柱材５であって、面材４が柱材５の長手方向に平行で、面材４の端面が柱材５の側面に対向しており、面材４と柱材５が、柱材５の長手方向に相対移動する場合を例に挙げる。
【0031】
まず、摩擦ダンパの第一実施形態について説明する。図２及び図３に示すように、摩擦ダンパの第一実施形態は、摩擦材１と、板材２と、締付具３を備える。
摩擦材１は、木製であって、断面矩形で柱材５の長手方向に延びるものであり、図１の模式図に示すように、摩擦力の働く方向と平行な方向、言い換えれば、締付具３による圧締方向と直交する方向に繊維方向を有する。そして、柱材５に対する対向部に沿って、矩形の鋼板からなる受板６を挟んで面材４の一方の面に固定してある（以下、摩擦材１を固定した側を表側とし、その反対側を裏側とする）。より詳しくは、受板６の表側の柱材５寄りの位置に、摩擦材１を裏側からビス打ちして固定してあり、面材４の裏側に受材７を当てて、受板６を面材４に表側からビス打ちして固定してある。また、摩擦材１には、表裏に貫通する挿通孔１４が等間隔に三つ設けてあり、その各挿通孔１４に直交部１３が挿入接着されている。第一実施形態において直交部１３は、締付具３による圧締力の働く方向に延びる棒状部材であり、図１の模式図に示すように、直交部１３は、溝部１１の延びる方向（摩擦力の働く方向）と直交する方向、言い換えれば、締付具３による圧締力の方向と平行方向に繊維方向を有する。そして、直交部１３の中心には表裏方向にボルト孔が設けてある。摩擦材１の柱材５側の面には、柱材５の長手方向に延びる溝部１１を形成してあり、溝部１１の両側（表側と裏側）が、挟持部１２となっている。表側と裏側の両挟持部１２は、溝部１１によって表側と裏側に分断された直交部１３を備える。柱材５の面材４側の面には、鋼製で柱材５の長手方向に延びるＬ字形材２２の一辺がビス打ちして固定してあり、柱材５から面材４と平行に延びる他辺が板材２となっている。
板材２は、摩擦材１の溝部１１に挿入されており、両挟持部１２に挟まれている。さらに、図２に示すように、板材２には、柱材５の長手方向に延びる長孔２１を形成してあるが、長孔２１の長さは、摩擦材１の長さよりも短く、長孔２１は、摩擦材１に隠れた状態となる。そして、三本のボルト３からなる締付具３が、直交部１３のボルト孔と受板６のボルト孔および板材２の長孔２１を貫通して挿入されており、ボルト３の先端に、座金３３を挿入し、さらにナット３４をねじ込んで締め付けてある。座金３３は、直交部１３と略同じ径の円形鋼板である。ボルト３の締め付けにより、表裏方向に圧締力が発生し、両挟持部１２は互いに近づく方向に付勢され、両挟持部１２が板材２を両側から押圧する。なお、圧締力は、すなわち摩擦材１と板材２の当接面に生じる垂直力であり、摩擦力は垂直力に比例する。
摩擦材１は、木製であって、断面矩形で柱材５の長手方向に延びるものであり、図１の模式図に示すように、摩擦力の働く方向と平行な方向、言い換えれば、締付具３による圧締方向と直交する方向に繊維方向を有する。そして、柱材５に対する対向部に沿って、矩形の鋼板からなる受板６を挟んで面材４の一方の面に固定してある（以下、摩擦材１を固定した側を表側とし、その反対側を裏側とする）。より詳しくは、受板６の表側の柱材５寄りの位置に、摩擦材１を裏側からビス打ちして固定してあり、面材４の裏側に受材７を当てて、受板６を面材４に表側からビス打ちして固定してある。また、摩擦材１には、表裏に貫通する挿通孔１４が等間隔に三つ設けてあり、その各挿通孔１４に直交部１３が挿入接着されている。第一実施形態において直交部１３は、締付具３による圧締力の働く方向に延びる棒状部材であり、図１の模式図に示すように、直交部１３は、溝部１１の延びる方向（摩擦力の働く方向）と直交する方向、言い換えれば、締付具３による圧締力の方向と平行方向に繊維方向を有する。そして、直交部１３の中心には表裏方向にボルト孔が設けてある。摩擦材１の柱材５側の面には、柱材５の長手方向に延びる溝部１１を形成してあり、溝部１１の両側（表側と裏側）が、挟持部１２となっている。表側と裏側の両挟持部１２は、溝部１１によって表側と裏側に分断された直交部１３を備える。柱材５の面材４側の面には、鋼製で柱材５の長手方向に延びるＬ字形材２２の一辺がビス打ちして固定してあり、柱材５から面材４と平行に延びる他辺が板材２となっている。
板材２は、摩擦材１の溝部１１に挿入されており、両挟持部１２に挟まれている。さらに、図２に示すように、板材２には、柱材５の長手方向に延びる長孔２１を形成してあるが、長孔２１の長さは、摩擦材１の長さよりも短く、長孔２１は、摩擦材１に隠れた状態となる。そして、三本のボルト３からなる締付具３が、直交部１３のボルト孔と受板６のボルト孔および板材２の長孔２１を貫通して挿入されており、ボルト３の先端に、座金３３を挿入し、さらにナット３４をねじ込んで締め付けてある。座金３３は、直交部１３と略同じ径の円形鋼板である。ボルト３の締め付けにより、表裏方向に圧締力が発生し、両挟持部１２は互いに近づく方向に付勢され、両挟持部１２が板材２を両側から押圧する。なお、圧締力は、すなわち摩擦材１と板材２の当接面に生じる垂直力であり、摩擦力は垂直力に比例する。
【0032】
このように構成した摩擦ダンパの第一実施形態においては、振動により、面材４と柱材５が相対移動した際に、木製の摩擦材１と鋼製の板材２の間に摩擦力が生じることで、振動を減衰させることができる。摩擦材１の両挟持部１２は直交部１３を備え、締付具３による圧締力の働く方向と直交部１３の繊維方向は平行であるため、過酷な条件下においても高い応力残存率を維持できる。また同時に、締付具３による圧締力と直交して生じる摩擦力の働く方向と摩擦材１の繊維方向は平行するため、直交部１３に生じるせん断応力が低減されて、せん断破壊を防止できる。
【0033】
従来の摩擦ダンパにおいては、圧締力の働く方向と摩擦材１の木材繊維方向が垂直であった。繊維垂直方向の圧縮を行う従来の摩擦ダンパと、繊維平行方向の圧縮を行う本願の摩擦ダンパの第一実施形態と比較し、圧締力維持の信頼性試験を実施した。その結果、室内環境下では図４に示すように、本願発明の摩擦ダンパは試験開始から１５０日を経過してもなお応力残存率約８０％を維持し、従来の摩擦ダンパでは、試験開始から５０日で応力残存率は半減した。そして、摩擦ダンパを室温４０℃湿度８７％という極端な高温高湿状態に４日間置くいわゆる促進処理を行った後、室温２０℃湿度６５％の環境下に置いて圧締力維持の信頼性試験を実施した。その結果は図５に示すように、従来の繊維垂直方向圧縮の摩擦ダンパでは、促進処理後に応力残存率が２０％まで大きく低下した。一方、本願発明の摩擦ダンパでは極端な低下は見られなかった。この結果から、木材繊維と平行な方向に圧縮することが圧締力の維持に非常に有利であることが明らかとなった。
【0034】
また、摩擦ダンパの第一実施形態においては、ボルト３が板材２の長孔２１内を移動できるので、大きな変形にも対応可能であり、その際にはボルト３が長孔２１にガイドされることになるので、面材４と柱材５が所定方向以外の方向に相対移動することが防がれる。さらに、板材２を摩擦材１の両挟持部１２により挟み込んで締め付ける構成なので、ボルト３による圧締力を調整しやすい。また、ここでは一方部材が面材４、他方部材が軸組５（柱材５）の場合を例に挙げたが、一方部材と他方部材の形状、構造はどのようなものであってもよい。さらに、摩擦材１と板材２の間に生じる摩擦力を利用するものであるから、一方部材と他方部材の素材や表面状態によらず、適用することができる。そして、この摩擦ダンパの第一実施形態は、建築物に後付けすることも可能である。
【0035】
次に、摩擦ダンパの第二実施形態について説明する。図７及び図８に示すように、摩擦ダンパの第二実施形態は、摩擦材１と、板材２と、締付具３を備える。第一実施形態と異なるのは摩擦材１の直交部１５の構成であり、第二実施形態において直交部１５は、締付具３を挟んで両側に位置する板状部材である。
摩擦材１は、木製であって、断面矩形で柱材５の長手方向に延びるものであり、図６の模式図に示すように、摩擦力の働く方向と平行な方向、言い換えれば、締付具３による圧締方向と直交方向に繊維方向を有する。摩擦材１は、直交部１５を備える。直交部１５は溝部１１の延びる方向（摩擦力の働く方向）と直交する方向、言い換えれば、締付具３による圧締力の方向と平行方向に繊維方向を有する。板材２の長孔２１の位置に合わせて、締付具３の両側部分の摩擦材１が柱材５の長手方向に切り欠いてあり、直交部１５はその切欠き部に嵌め込まれて接着されている。二つの直交部１５，１５の間には、表裏方向にボルト孔が設けてある。そして、摩擦材１の柱材５側の面には、柱材５の長手方向に延びる溝部１１を形成してある。溝部１１は二つの直交部１５，１５に亘っており、溝部１１の両側（表側と裏側）は、挟持部１２となっている。表側と裏側の両挟持部１２は、溝部１１によって表側と裏側に分断された直交部１５を備える。二本のボルト３からなる締付具３が、両挟持部１２のボルト孔と受板６のボルト孔および板材２の長孔２１を貫通して挿入されており、ボルト３の先端に、座金３３を挿入し、さらにナット３４をねじ込んで締め付けてある。座金３３は、二つの直交部１５，１５間の幅よりも大きい寸法の円形鋼板であり、座金３３の縁は二つの直交部１５，１５の表側面に当接している。ボルト３の締め付けにより、表裏方向に圧締力が発生し、両挟持部１２は互いに近づく方向に付勢され、両挟持部１２が板材２を両側から押圧する。なお、摩擦材１は図７及び図８に示すように、一方部材側の側面に補強部材１０ａを一体として有していてもよく、さらに、表側面には摩擦材１と補強部材１０ａに跨るように他の補強部材を当ててもよい。また、補強部材１０ａ側の直交部１５は摩擦材１をくり抜いて設けることによって補強部材１０ａを有しない構成としてもよい。
摩擦材１は、木製であって、断面矩形で柱材５の長手方向に延びるものであり、図６の模式図に示すように、摩擦力の働く方向と平行な方向、言い換えれば、締付具３による圧締方向と直交方向に繊維方向を有する。摩擦材１は、直交部１５を備える。直交部１５は溝部１１の延びる方向（摩擦力の働く方向）と直交する方向、言い換えれば、締付具３による圧締力の方向と平行方向に繊維方向を有する。板材２の長孔２１の位置に合わせて、締付具３の両側部分の摩擦材１が柱材５の長手方向に切り欠いてあり、直交部１５はその切欠き部に嵌め込まれて接着されている。二つの直交部１５，１５の間には、表裏方向にボルト孔が設けてある。そして、摩擦材１の柱材５側の面には、柱材５の長手方向に延びる溝部１１を形成してある。溝部１１は二つの直交部１５，１５に亘っており、溝部１１の両側（表側と裏側）は、挟持部１２となっている。表側と裏側の両挟持部１２は、溝部１１によって表側と裏側に分断された直交部１５を備える。二本のボルト３からなる締付具３が、両挟持部１２のボルト孔と受板６のボルト孔および板材２の長孔２１を貫通して挿入されており、ボルト３の先端に、座金３３を挿入し、さらにナット３４をねじ込んで締め付けてある。座金３３は、二つの直交部１５，１５間の幅よりも大きい寸法の円形鋼板であり、座金３３の縁は二つの直交部１５，１５の表側面に当接している。ボルト３の締め付けにより、表裏方向に圧締力が発生し、両挟持部１２は互いに近づく方向に付勢され、両挟持部１２が板材２を両側から押圧する。なお、摩擦材１は図７及び図８に示すように、一方部材側の側面に補強部材１０ａを一体として有していてもよく、さらに、表側面には摩擦材１と補強部材１０ａに跨るように他の補強部材を当ててもよい。また、補強部材１０ａ側の直交部１５は摩擦材１をくり抜いて設けることによって補強部材１０ａを有しない構成としてもよい。
【0036】
このように構成した摩擦ダンパの第二実施形態においては、振動により、面材４と柱材５が相対移動した際に、木製の摩擦材１と鋼製の板材２の間に摩擦力が生じることで、振動を減衰させることができる。摩擦材１の両挟持部１２は直交部１５を備え、締付具３による圧締力の働く方向と直交部１５の繊維方向は平行であるため、第一実施例と同様に過酷な条件下においても高い応力残存率を維持できる。また同時に、締付具３による圧締力に直交して生じる摩擦力の働く方向と摩擦材１の繊維方向は平行するため、直交部１５に生じるせん断応力が低減されて、せん断破壊を防止できる。
【0037】
次に、摩擦ダンパの第一実施形態及び第二実施形態について、繰り返し加振によってせん断試験を行った。第一実施形態の結果を図９、第二実施形態の結果を図１０に示す。これによれば、何れの実施形態においても、摩擦ダンパ特有の高い剛性と、二次剛性のほとんどない、長方形の安定したループが得られた。
【0038】
さらに、摩擦ダンパの第一実施形態及び第二実施形態について、圧締力維持の信頼性試験を実施した結果を示す。図１１は、室温２０℃湿度４０％の環境と、室温２０℃湿度８０％の環境を繰り返す乾湿サイクルにおける摩擦ダンパの応力残存率を測定した結果である。図１２は、摩擦ダンパを室温４０℃湿度８７％という極端な高温高湿状態に４日間置くいわゆる促進処理を行った後、室温２０℃湿度６５％の環境下に置いて応力残存率を測定した結果である。これらの結果から、何れの実施形態も応力残存率は比較的安定しており、圧締力は大きく低下しないことが確認された。
【0039】
次に、この摩擦ダンパを設けた壁面体について説明する。図１３（ａ）に示すのは、摩擦ダンパの第一実施形態を設けた壁面体であり、面材４と、軸組と、摩擦ダンパ１００を備える。面材４は、木製で矩形の板材であり、軸組は、左右の柱材５，５と、上下の梁材８，８を四周枠組みして形成したものあって、軸組の内周側に面材４を取り付けてある。なお、面材４と左右の柱材５の間の隙間は狭くしてあり（たとえば０．５ｍｍ程度）、面材と上下の梁材８との間の隙間は広くしてある（たとえば。２５ｍｍ程度）。そして、振動としては地震動を想定するものであり、この壁面体が水平方向に加振されると、軸組が平行四辺形になるように変形して、面材４と軸組の各辺（柱材５および梁材８）は、各辺に沿った方向（柱材５および梁材８の長手方向）に相対的に移動する。この際、面材４と左右の柱材５の間の隙間は狭いので、面材４が回転しようとすると柱材５に接触して筋交効果が発揮され、左右方向（摩擦ダンパ１００の長孔２１に直交する方向）への変形は規制される。一方、面材４と上下の梁材８の間の隙間は広いので、上下方向（摩擦ダンパ１００の長孔２１が延びる方向）への変形は許容される。この振動を減衰させるため、面材４の左辺と左側の柱材５の間および面材４の右辺と右側の柱材５の間に、摩擦ダンパ１００をそれぞれ三つずつ、等間隔に取り付けてある。図１３（ｂ）に示すように、摩擦ダンパ１００の取り付け方は、図３に示した場合と同じであり、面材４が一方部材に相当し、柱材５が他方部材に相当する。そして、受材７は、上下に延びる一本（左右二本）の部材となっている。この壁面体においては、図１３（ａ）に示すように、面材４を受材７に固定するための釘本数を最小限にすることで、摩擦ダンパ１００の減衰効果を高めている。
【0040】
このように摩擦ダンパ１００を取り付けた壁面体は、高剛性で高い減衰性能を備える。摩擦ダンパの第一実施形態を適用した場合、柱材５と一体に設けた板材２が、面材４と一体に設けた摩擦材１の両挟持部１２に挟まれる構成となり、振動によりボルト３が緩んでも面材４が面外方向に外れない。また、摩擦材１の両挟持部１２は直交部１３を備え、締付具３による圧締力の働く方向と直交部１３の繊維方向は平行であるため、長期的に高い応力残存率を維持できる。さらに、工場において、面材４と摩擦材１をセットにして制振面材として製造し、これを現場において軸組に挿入施工することもできる。
【0041】
続いて、図１３に示した摩擦ダンパ１００の第一実施形態を設けた壁面体について壁せん断試験を行った。試験方法は、柱脚固定式で、１／３０ｒａｄ．まで繰り返し加力を行ったあと、１／１５ｒａｄ．まで単調加力を行うものであり、見かけのせん断変形角－荷重関係を図１４のグラフに示した。これによれば、摩擦ダンパ１００の性質を反映して高い剛性を示した。よって、本発明の壁面体は、高い剛性と高い減衰性能を備え、また、１／３０ｒａｄ．を超える大変形においても、ハードニングや耐力の低下がないなど、非常に優れた性能を発揮するものである。
【0042】
次に、摩擦ダンパの第三実施形態について説明する。図１５及び図１６に示すように、摩擦ダンパの第三実施形態は、二つの摩擦材１ａ，１ｂと、締付具３ａを備える。
摩擦材１ａ，１ｂは、木製であって、断面矩形で柱材５の長手方向に延びるものであって、他の実施形態と同様に摩擦力の働く方向と平行な方向、言い換えれば、締付具３ａによる圧締方向と直交な方向に繊維方向を有する。そして、摩擦材１ａ，１ｂは、面材４を表裏両側から挟むようにして、柱材５の面材４側の面にビス打ちして固定してある。また、摩擦材１ａ，１ｂはそれぞれ、表裏に貫通する挿通孔１４ａが面材４の長孔４１の位置に合わせて、等間隔に三つ設けてあり、その各挿通孔１４ａには直交部１３ａが挿入接着されている。第三実施形態における直交部１３ａは、第一実施形態における直交部１３と同様に、締付具３ａによる圧締力の働く方向に延びる棒状部材である。直交部１３ａは、締付具３ａによる圧締力の方向と平行方向に繊維方向を有し、中心には表裏方向にボルト孔が設けてある。
面材４には、柱材５の長手方向に延びる長孔４１を形成してあるが、長孔４１は、両摩擦材１ａ，１ｂに隠れた状態となる。そして、三本のボルト３ａからなる締付具に、座金３３を挿入した上で、直交部１３ａのボルト孔および面材４の長孔４１を貫通して、表側からねじ込んである。ボルト３ａの先端は裏側面から座金３３とナット３４によって固定してある。このボルト３ａの締め付けにより、表裏方向に圧締力が発生し、両摩擦材１ａ，１ｂが互いに近づく方向に付勢され、両摩擦材１ａ，１ｂが面材４を両側から押圧する。
摩擦材１ａ，１ｂは、木製であって、断面矩形で柱材５の長手方向に延びるものであって、他の実施形態と同様に摩擦力の働く方向と平行な方向、言い換えれば、締付具３ａによる圧締方向と直交な方向に繊維方向を有する。そして、摩擦材１ａ，１ｂは、面材４を表裏両側から挟むようにして、柱材５の面材４側の面にビス打ちして固定してある。また、摩擦材１ａ，１ｂはそれぞれ、表裏に貫通する挿通孔１４ａが面材４の長孔４１の位置に合わせて、等間隔に三つ設けてあり、その各挿通孔１４ａには直交部１３ａが挿入接着されている。第三実施形態における直交部１３ａは、第一実施形態における直交部１３と同様に、締付具３ａによる圧締力の働く方向に延びる棒状部材である。直交部１３ａは、締付具３ａによる圧締力の方向と平行方向に繊維方向を有し、中心には表裏方向にボルト孔が設けてある。
面材４には、柱材５の長手方向に延びる長孔４１を形成してあるが、長孔４１は、両摩擦材１ａ，１ｂに隠れた状態となる。そして、三本のボルト３ａからなる締付具に、座金３３を挿入した上で、直交部１３ａのボルト孔および面材４の長孔４１を貫通して、表側からねじ込んである。ボルト３ａの先端は裏側面から座金３３とナット３４によって固定してある。このボルト３ａの締め付けにより、表裏方向に圧締力が発生し、両摩擦材１ａ，１ｂが互いに近づく方向に付勢され、両摩擦材１ａ，１ｂが面材４を両側から押圧する。
【0043】
次に、摩擦ダンパの第四実施形態について説明する。図１７及び図１８に示すように、摩擦ダンパの第四実施形態は、二つの摩擦材１ａ，１ｂと、締付具３ｂを備える。第三実施形態と異なるのは直交部１５ａの構成であり、第四実施形態において直交部１５ａは、第二実施形態と同様に、締付具３ｂを挟んで両側に位置する板状部材である。
摩擦材１ａ，１ｂは、木製であって、断面矩形で柱材５の長手方向に延びるものであって、他の実施形態と同様に摩擦力の働く方向と平行な方向、言い換えれば、締付具３ｂによる圧締方向と直交な方向に繊維方向を有する。摩擦材１ａ，１ｂは、直交部１５ａを備える。直交部１５ａは、締付具３ｂによる圧締力の方向と平行方向に繊維方向を有する。面材４の長孔４１の位置に合わせて、締付具３ｂの両側部分の摩擦材１ａ，１ｂが柱材５の長手方向に切り欠いてあり、直交部１５ａはその切欠き部に嵌め込まれて接着されている。
また、面材４には、第三実施形態と同様に、柱材５の長手方向に延びる長孔４１を形成してある。そして、二本のボルト３ｂからなる締付具を、二つの直交部１５ａ，１５ａの間の両摩擦材１ａ，１ｂおよび面材４の長孔４１を貫通して、表側からねじ込んである。ボルト３ａの先端は裏側面から座金３３とナット３４によって固定してある。このボルト３ｂを締め付けると、表裏方向に圧締力が発生し、両摩擦材１ａ，１ｂが互いに近づく方向に付勢され、両摩擦材１ａ，１ｂが面材４を両側から押圧する。
摩擦材１ａ，１ｂは、木製であって、断面矩形で柱材５の長手方向に延びるものであって、他の実施形態と同様に摩擦力の働く方向と平行な方向、言い換えれば、締付具３ｂによる圧締方向と直交な方向に繊維方向を有する。摩擦材１ａ，１ｂは、直交部１５ａを備える。直交部１５ａは、締付具３ｂによる圧締力の方向と平行方向に繊維方向を有する。面材４の長孔４１の位置に合わせて、締付具３ｂの両側部分の摩擦材１ａ，１ｂが柱材５の長手方向に切り欠いてあり、直交部１５ａはその切欠き部に嵌め込まれて接着されている。
また、面材４には、第三実施形態と同様に、柱材５の長手方向に延びる長孔４１を形成してある。そして、二本のボルト３ｂからなる締付具を、二つの直交部１５ａ，１５ａの間の両摩擦材１ａ，１ｂおよび面材４の長孔４１を貫通して、表側からねじ込んである。ボルト３ａの先端は裏側面から座金３３とナット３４によって固定してある。このボルト３ｂを締め付けると、表裏方向に圧締力が発生し、両摩擦材１ａ，１ｂが互いに近づく方向に付勢され、両摩擦材１ａ，１ｂが面材４を両側から押圧する。
【0044】
このように構成した摩擦ダンパの第三実施形態及び第四実施形態においては、振動により、面材４と柱材５が相対移動した際に、木製の摩擦材１ａ，１ｂと木製の面材４の間に摩擦力が生じることで、振動を減衰させることができる。また、ボルト３ａが面材４の長孔４１内を移動できるので、大きな変形にも対応可能である。そして、両摩擦材１ａ，１ｂは直交部１３ａ，１５ａを備え、締付具３ａ，３ｂによる圧締力の働く方向と直交部１３ａ，１５ａの繊維方向は平行であるため、過酷な条件下においても高い応力残存率を維持できる。また同時に、締付具３ａ，３ｂによる圧締力に直交して生じる摩擦力の働く方向と両摩擦材１ａ，１ｂの繊維方向は平行するので、直交部１３ａ，１５ａに生じるせん断応力が低減され、せん断破壊を防止できる。
【0045】
続いて、このように構成した摩擦ダンパについて、繰り返し加振によりせん断試験を行った結果を示す。ここでは、第四実施形態について試験を行い、変位－荷重関係を図１９のグラフに示した。これによれば、摩擦ダンパ特有の高い剛性と、二次剛性がほとんどない、長方形の安定したループが得られた。
【0046】
図２０に示すのは、摩擦ダンパの第四実施形態を設けた壁面体である。図１３に示した摩擦ダンパの第一実施形態を設けた壁面体と同様の構成であり、面材４と、軸組（柱材５および梁材８）と、摩擦ダンパ１００を備えていて、面材４の左辺と左側の柱材５の間および面材４の右辺と右側の柱材５の間に、摩擦ダンパ１００をそれぞれ三つずつ、等間隔に取り付けてある。摩擦ダンパ１００の取り付け方は、図１３に示した場合と同じであり、面材４が一方部材に相当し、軸組（柱材５）が他方部材に相当する。ただし、摩擦材１ａ，１ｂは、面材４の上端から下端まで延びる部材となっており、さらに、面材４の上辺および下辺にも、同様に摩擦材１ａ，１ｂを設けてある。
【0047】
このように摩擦ダンパ１００を取り付けた壁面体は、高剛性で高い減衰性能を備える。摩擦ダンパの第四実施形態を適用した場合、面材４が柱材５と一体に設けた両摩擦材１ａ，１ｂに挟まれる構成となるので、振動によりボルト３ａが緩んでも面材４が面外方向に外れない。また、摩擦材１ａ，１ｂの両挟持部１２は直交部１５ａを備え、締付具３による圧締力の働く方向と直交部１５ａの繊維方向は平行であるため、長期的に高い応力残存率を維持できる。さらに、工場において、面材４と摩擦材１ａ，１ｂをセットにして制振面材として製造し、これを現場において軸組に挿入施工することもできる。
【0048】
摩擦ダンパの第三実施形態及び第四実施形態では、長孔４１を備える面材４を用いるが、様々な態様の面材４を適用することにより、面材４による応力緩和挙動を抑制することができる。例えば、図２１に示すように、面材４は締付具３ａ，３ｂによって圧締される箇所に、鋼鈑製の補強部材９１を備えるものであってもよい。この場合、面材４の一部をくり抜いて補強部材９１を嵌め込んで接着してあり、補強部材９１に設けた長孔９１ａに締付具３ａ，３ｂが挿通される。また、図２２及び図２３に示すように、面材４は締付具３ａ，３ｂによって圧締される箇所に、直交積層接着された合板製の補強部材９２，９３を備えるものであってもよい。この場合、補強部材９２，９３は、合板の側面が面材４の表面側となるよう、言い換えれば、面方向と締付具３ａ，３ｂによる圧締方向が平行となるよう、面材４に嵌め込まれる。補強部材９２，９３には長孔９２ａ，９３ａが設けてあり、この長孔９２ａ，９３ａに締付具３ａ，３ｂが挿通される。なお、図２２の面材４は締付具３ａ，３ｂによって圧締される箇所をコ字状に切り欠いてあり、その切欠き部に補強部材９２を嵌め込んで接着してある。図２３の面材４は締付具３ａ，３ｂによって圧締される箇所をくり抜いて補強部材９３を嵌め込んで接着してある。さらに、図２４に示す面材４のように、直交部９４ｂを有する補強部材９４を備えてもよい。直交部９４ｂは、圧締力と平行方向に繊維方向を有する棒状部材である。補強部材９４は締付具３ａ，３ｂによって圧締される箇所に、間隔を開けて複数の貫通孔を表裏方向に設け、その貫通穴に直交部９４ｂを嵌め込んであり、さらにその複数の直交部９４ｂに沿って長孔９４ａが設けてある。また、補強部材９４の裏側面にはＬ字の切欠き部が設けてあり、その切欠き部に面材４が接着されて、面材４の裏側面と補強部材９４の裏側面を面一としてある。そして、図２５に示す面材４のように、直交部９５ｂを有する補強部材９５を備えてもよい。直交部９５ｂは圧締力と平行方向に繊維方向を有する板状部材である。補強部材９５は締付具３ａ，３ｂによって圧締される箇所に長孔９５ａを設けてあり、長孔９５ａを挟んで両側に直交部９５ｂ，９５ｂを備える。二つの直交部９５ｂの一方には、柱材５の長手方向に延びる溝が設けてあり、この溝に面材４が挿入接着されている。
このような補強材９１～９５を備える面材４は、長孔９１ａ～９５ａの外周に沿って緩和の起こり難い部材を備えるため、面材４による応力緩和挙動を抑制することができる。
このような補強材９１～９５を備える面材４は、長孔９１ａ～９５ａの外周に沿って緩和の起こり難い部材を備えるため、面材４による応力緩和挙動を抑制することができる。
【0049】
本発明の摩擦ダンパは、さらに異なる構成もとり得るものである。図２６および図２７に示すのは、摩擦ダンパの第五実施形態である。第一実施形態～第四実施形態は、何れも一方部材が木製の面材４、他方部材が木製の柱材５であったが、第五実施形態では、一方部材４ａ及び他方部材５ａは何れも木製の面材であり、詳しくは、複数枚の板材を互いに直交に積層接着した厚型の集成パネルであって、一方部材４ａと他方部材５ａは同じ板厚である。この二つの面材４ａ，５ａは端面を突き合わせて接合してあり、面材４ａ，５ａが接合面の長手方向に相対移動する場合を挙げる。
この第五実施形態は、板材２と、締付具３ｃと、固定具３０を備える。
一方部材（面材）４ａは、他方部材（面材）５ａ寄りの位置、言い換えれば、板材２の長孔２１の位置に合わせて、表裏に貫通する挿通孔４３が等間隔に三つ設けてある。その各挿通孔４３に直交部４４が挿入接着されている。第五実施形態において直交部４４は、締付具３ｃによる圧締力の働く方向に延びる棒状部材であるが、第二実施形態や第四実施形態の直交部１５，１５ａのように締付具３ｃを挟んで両側に位置する板状部材であってもよい。一方部材４ａの他方部材５ａと対向する端面には、その長手方向に溝部４１を形成してあり、溝部４１の両側（表側と裏側）が挟持部４２となっている。そして、表側と裏側の両挟持部４２は、溝部４１によって分断された直交部４４を備える。直交部４４は溝部４１の延びる方向（摩擦力の働く方向）と直交する方向、言い換えれば、締付具３ｃによる圧締力の方向と平行方向に繊維方向を有し、直交部４４の中心には表裏方向にボルト孔が設けてある。
他方部材５ａは、一方部材４ａ寄りの位置、言い換えれば、板材２の固定孔２３の位置に、表裏に貫通する固定孔５３が等間隔に三つ設けてある。他方部材５ａの一方部材４ａと対向する端面には、その長手方向に溝部５１を形成してあり、溝部５１の両側（表側と裏側）が挟持部５２となっている。そして、表側と裏側の両挟持部５２は、溝部５１によって分断された固定孔５３を有する。
一方部材４ａと他方部材５ａは、溝部４１，５１を対向させて端面を突き合わせてあり、その一方部材４ａの溝部４１と他方部材５ａの溝部５１に跨るように、板材２が溝部４１，５１に挿入されている。
板材２は、一方部材４ａ及び他方部材５ａの両挟持部４２，５２に挟まれており、一方部材４ａ及び他方部材５ａに隠れた状態である。板材２は鋼製であって、一方部材４ａ側には一方部材４ａ及び他方部材５ａの接合面の長手方向に延びる長孔２１を形成してあり、他方部材５ａ側には他方部材５ａの固定孔５３に合わせて固定孔２３が形成してある。
三本のボルトからなる締付具３ｃが、一方部材４ａの直交部４４のボルト孔および板材２の長孔２１を貫通して挿入されており、ボルト３の先端に、座金３３を挿入し、さらにナット３４をねじ込んで締め付けてある。また、ドリフトピン等の固定具３０が、他方部材５ａの固定孔５３と板材２の固定孔２３を貫通して固定されている。ボルト３の締め付けにより、表裏方向に圧締力が発生し、一方部材４ａの両挟持部４２は互いに近づく方向に付勢され、両挟持部４２が板材２を両側から押圧する。
このように構成した摩擦ダンパの第五実施形態も、図２８に示すように、高い剛性を示した。
この第五実施形態は、板材２と、締付具３ｃと、固定具３０を備える。
一方部材（面材）４ａは、他方部材（面材）５ａ寄りの位置、言い換えれば、板材２の長孔２１の位置に合わせて、表裏に貫通する挿通孔４３が等間隔に三つ設けてある。その各挿通孔４３に直交部４４が挿入接着されている。第五実施形態において直交部４４は、締付具３ｃによる圧締力の働く方向に延びる棒状部材であるが、第二実施形態や第四実施形態の直交部１５，１５ａのように締付具３ｃを挟んで両側に位置する板状部材であってもよい。一方部材４ａの他方部材５ａと対向する端面には、その長手方向に溝部４１を形成してあり、溝部４１の両側（表側と裏側）が挟持部４２となっている。そして、表側と裏側の両挟持部４２は、溝部４１によって分断された直交部４４を備える。直交部４４は溝部４１の延びる方向（摩擦力の働く方向）と直交する方向、言い換えれば、締付具３ｃによる圧締力の方向と平行方向に繊維方向を有し、直交部４４の中心には表裏方向にボルト孔が設けてある。
他方部材５ａは、一方部材４ａ寄りの位置、言い換えれば、板材２の固定孔２３の位置に、表裏に貫通する固定孔５３が等間隔に三つ設けてある。他方部材５ａの一方部材４ａと対向する端面には、その長手方向に溝部５１を形成してあり、溝部５１の両側（表側と裏側）が挟持部５２となっている。そして、表側と裏側の両挟持部５２は、溝部５１によって分断された固定孔５３を有する。
一方部材４ａと他方部材５ａは、溝部４１，５１を対向させて端面を突き合わせてあり、その一方部材４ａの溝部４１と他方部材５ａの溝部５１に跨るように、板材２が溝部４１，５１に挿入されている。
板材２は、一方部材４ａ及び他方部材５ａの両挟持部４２，５２に挟まれており、一方部材４ａ及び他方部材５ａに隠れた状態である。板材２は鋼製であって、一方部材４ａ側には一方部材４ａ及び他方部材５ａの接合面の長手方向に延びる長孔２１を形成してあり、他方部材５ａ側には他方部材５ａの固定孔５３に合わせて固定孔２３が形成してある。
三本のボルトからなる締付具３ｃが、一方部材４ａの直交部４４のボルト孔および板材２の長孔２１を貫通して挿入されており、ボルト３の先端に、座金３３を挿入し、さらにナット３４をねじ込んで締め付けてある。また、ドリフトピン等の固定具３０が、他方部材５ａの固定孔５３と板材２の固定孔２３を貫通して固定されている。ボルト３の締め付けにより、表裏方向に圧締力が発生し、一方部材４ａの両挟持部４２は互いに近づく方向に付勢され、両挟持部４２が板材２を両側から押圧する。
このように構成した摩擦ダンパの第五実施形態も、図２８に示すように、高い剛性を示した。
【0050】
図２９に示すのは、摩擦ダンパの第五実施形態を設けた壁面体であり、面材４ａ，５ａと、軸組と、摩擦ダンパ１００を備える。面材４ａ，５ａは、一方部材４ａを挟んで両側に他方部材５ａを接合してある。軸組は、左右の柱材８ａ，８ａと、上下の梁材８ｂ，８ｂを四周枠組みして形成したものあって、軸組の内周側に面材４ａ，５ａを取り付けてある。詳しくは、軸組みに取り付けられた受材７によって、面材４ａ，５ａの端部が挟み込まれている。なお、面材４ａ，５ａと左右の柱材８ａの間には隙間を空けてあり、例えば７．５ｍｍ以上、望ましくは２０ｍｍ程度である。一方部材４ａと他方部材５ａとの接合部には、摩擦ダンパ１００をそれぞれ四つずつ、等間隔に取り付けてある。
次に、摩擦ダンパ１００の第五実施形態を設けた壁面体について壁せん断試験を行ったところ、見かけのせん断変形角－荷重関係を示す図３０のグラフの通り、優れた減衰性能を備えることが確認された。
次に、摩擦ダンパ１００の第五実施形態を設けた壁面体について壁せん断試験を行ったところ、見かけのせん断変形角－荷重関係を示す図３０のグラフの通り、優れた減衰性能を備えることが確認された。
【0051】
なお、本発明の摩擦ダンパの圧締力をさらに安定させるために、促進処理と再締付が有効である。以下、摩擦ダンパの第一実施形態を用いた試験結果に沿って具体的に説明する。促進処理とは、高温高湿環境下に長時間晒す処理である。木材は温度変化や湿度変化を受けると膨張収縮によって応力緩和を起こすものである。摩擦ダンパにおいても、促進処理を施すと圧締力が大きく低下することが確認された。そのため、摩擦ダンパに予め促進処理を長時間施すことによって、圧締力を安定させる方法が有効である。また、摩擦ダンパの締付具を再締付すれば、応力緩和後も高い応力を保つことができる。
図３１は、摩擦ダンパの第一実施形態を用いて圧締力維持の信頼性試験を実施した結果である。なお当該試験において、促進処理は全て室温４０℃湿度８７％の環境下に９６時間置いている。試験開始後に促進処理を施すと、応力は急激に低下した。そして、一度目の促進処理から数日あけて、再締付を行った。再締付を行わなかった場合の摩擦ダンパは、促進処理後緩やかに応力が低下していったが、再締付を行った場合、再締付直後に応力は回復し、その後二回目の促進処理を行った際には大きな低下が見られず、高い応力を維持した。
図３２は、促進処理と再締付を繰り返し行い、摩擦ダンパの第一実施形態と、木材繊維直交方向の圧締を行う摩擦ダンパの従来品とを比較して、圧締力維持の信頼性試験を実施した結果である。なお当該試験において、促進処理は全て室温４０℃湿度８７％の環境下に９６時間置いている。Ａ及びＢのグラフは、摩擦ダンパの第一実施形態の結果を示し、Ｃ及びＤのグラフは、従来品の結果を示すものである。また、Ａ及びＣでは、試験開始直後に一回目の促進処理を行い、その数日後に再締付、その後二度目の促進処理、さらにその後再締付と促進処理を行っている。一方、ＢとＤは試験開始直後（一回目）の促進処理を行っていないこと以外はＡとＣの条件と同じである。第一実施形態（Ａ，Ｂ）と従来品（Ｃ，Ｄ）を比べると、いずれの条件においても第一実施形態の方が圧締力は高く保持されている。また、再締付の前に促進処理を行った場合（Ａ，Ｃ）は、促進処理を行わなかった場合（Ｂ，Ｄ）と比べて応力残存率は約７％高かった。これにより、再締付前に促進処理を行うことが、圧締力維持に有効であることが確認された。
図３１は、摩擦ダンパの第一実施形態を用いて圧締力維持の信頼性試験を実施した結果である。なお当該試験において、促進処理は全て室温４０℃湿度８７％の環境下に９６時間置いている。試験開始後に促進処理を施すと、応力は急激に低下した。そして、一度目の促進処理から数日あけて、再締付を行った。再締付を行わなかった場合の摩擦ダンパは、促進処理後緩やかに応力が低下していったが、再締付を行った場合、再締付直後に応力は回復し、その後二回目の促進処理を行った際には大きな低下が見られず、高い応力を維持した。
図３２は、促進処理と再締付を繰り返し行い、摩擦ダンパの第一実施形態と、木材繊維直交方向の圧締を行う摩擦ダンパの従来品とを比較して、圧締力維持の信頼性試験を実施した結果である。なお当該試験において、促進処理は全て室温４０℃湿度８７％の環境下に９６時間置いている。Ａ及びＢのグラフは、摩擦ダンパの第一実施形態の結果を示し、Ｃ及びＤのグラフは、従来品の結果を示すものである。また、Ａ及びＣでは、試験開始直後に一回目の促進処理を行い、その数日後に再締付、その後二度目の促進処理、さらにその後再締付と促進処理を行っている。一方、ＢとＤは試験開始直後（一回目）の促進処理を行っていないこと以外はＡとＣの条件と同じである。第一実施形態（Ａ，Ｂ）と従来品（Ｃ，Ｄ）を比べると、いずれの条件においても第一実施形態の方が圧締力は高く保持されている。また、再締付の前に促進処理を行った場合（Ａ，Ｃ）は、促進処理を行わなかった場合（Ｂ，Ｄ）と比べて応力残存率は約７％高かった。これにより、再締付前に促進処理を行うことが、圧締力維持に有効であることが確認された。
【0052】
本発明の摩擦ダンパのさらなる実施形態として、図３３及び図３４に示す第六実施形態がある。第六実施形態は第一実施形態と近似するが、第六実施形態では屈折部２４ａを有する変形Ｌ字形材２４を用いてあり、摩擦材１の溝部１１は柱材５に対向する見込面ではなく表側の見付面に設けてある。また、第六実施形態では見付方向へ締付具３が挿入してあるため、圧締力の働く方向が第一実施形態とは９０°異なる。
摩擦材１は、柱材５に対する対向部に沿って、釘やビス、接着剤を用いて面材４に強固に取り付けてある。また、摩擦材１には見付方向に貫通する挿通孔１４が等間隔に三つ設けてあり、その各挿通孔１４に直交部１３が挿入接着されている。直交部１３の中心には見付方向にボルト孔が設けてある。摩擦材１の表側面には、柱材５の見込方向に延びる溝部１１を形成してあり、溝部１１の両側が挟持部１２となっている。両挟持部１２は、溝部１１によって分断された直交部１３を備える。また、溝部１１には板材２ａが挿入してある。
板材２ａは変形Ｌ字形材２４と一体となっている。変形Ｌ字形材２４は鋼製であって、Ｌ字形材にさらに屈折部２４ａを形成してあり、屈折部２４ａから延出する板材２ａを備えたものである。変形Ｌ字形材２４は、Ｌ字状の一辺２４ｂが柱材５の面材４側の面にビス打ちして固定してある。柱材５から面材４と平行に延びる他辺２４ｃの端部に屈折部２４ａが形成してあり、屈折部２４ａから面材４へ向かって見込方向に延出する板材２ａが摩擦材１の溝部１１へ挿入してある。板材２ａには、柱材５の長手方向に延びる長孔２１を形成してある。そして、三本のボルト３からなる締付具３が、直交部１３のボルト孔および板材２ａの長孔２１を貫通して見付方向に挿入されており、ボルト３の締め付けにより見付方向に圧締力が発生し、両挟持部１２は互いに近づく方向に付勢され、両挟持部１２が板材２ａを両側から押圧する。
摩擦材１は、柱材５に対する対向部に沿って、釘やビス、接着剤を用いて面材４に強固に取り付けてある。また、摩擦材１には見付方向に貫通する挿通孔１４が等間隔に三つ設けてあり、その各挿通孔１４に直交部１３が挿入接着されている。直交部１３の中心には見付方向にボルト孔が設けてある。摩擦材１の表側面には、柱材５の見込方向に延びる溝部１１を形成してあり、溝部１１の両側が挟持部１２となっている。両挟持部１２は、溝部１１によって分断された直交部１３を備える。また、溝部１１には板材２ａが挿入してある。
板材２ａは変形Ｌ字形材２４と一体となっている。変形Ｌ字形材２４は鋼製であって、Ｌ字形材にさらに屈折部２４ａを形成してあり、屈折部２４ａから延出する板材２ａを備えたものである。変形Ｌ字形材２４は、Ｌ字状の一辺２４ｂが柱材５の面材４側の面にビス打ちして固定してある。柱材５から面材４と平行に延びる他辺２４ｃの端部に屈折部２４ａが形成してあり、屈折部２４ａから面材４へ向かって見込方向に延出する板材２ａが摩擦材１の溝部１１へ挿入してある。板材２ａには、柱材５の長手方向に延びる長孔２１を形成してある。そして、三本のボルト３からなる締付具３が、直交部１３のボルト孔および板材２ａの長孔２１を貫通して見付方向に挿入されており、ボルト３の締め付けにより見付方向に圧締力が発生し、両挟持部１２は互いに近づく方向に付勢され、両挟持部１２が板材２ａを両側から押圧する。
【0053】
図３５に示すのは、摩擦ダンパの第六実施形態を設けた壁面体であり、面材４と、軸組と、摩擦ダンパ１００を備える。面材４は、木製で矩形の板材であり、軸組は、左右の柱材５，５と、上下の梁材８，８を四周枠組みして形成したものあって、軸組の内周側に面材４を取り付けてある。振動を減衰させるため、面材４の左辺と左側の柱材５の間および面材４の右辺と右側の柱材５の間には、摩擦ダンパ１００をそれぞれ三つずつ、等間隔に取り付けてある。摩擦ダンパ１００の取り付け方は、第一実施形態と同じであるが、第六実施形態では見付方向へ締付具３が挿入してあるため、圧締力の働く方向が第一実施形態とは９０°異なる。
【0054】
このように構成した摩擦ダンパの第六実施形態においては、振動により、面材４と柱材５が相対移動した際に、木製の摩擦材１と鋼製の板材２ａの間に摩擦力が生じることで、振動を減衰させることが可能であり、第一実施形態と同様の効果が得られるほか、断熱材の施工が容易となる。また、第六実施形態の摩擦ダンパを適用させた壁面体は、高剛性で高い減衰性能を備える。
【0055】
第一実施形態～第五実施形態は、何れも柱が露出する真壁仕様の摩擦ダンパであったが、本発明の摩擦ダンパは柱が壁に隠される大壁仕様にも適用できる。変形Ｌ字形材２４を用い大壁仕様とした摩擦ダンパの第七実施形態およびこの摩擦ダンパを設けた壁面体を、図３６及び図３７に示す。
この第七実施形態は、摩擦材１と、板材２ａと、締付具３を備え、第六実施形態と同様に変形Ｌ字形材２４を用いている。摩擦材１は、木製であって、断面矩形で柱材５の長手方向に延びるものであり、面材４の表側の面に裏側からビス打ちして固定してある。そして、摩擦材１の表側面には、柱材５の長手方向に延びる溝部１１を形成してあり、溝部１１の両側が挟持部１２となっている。鋼製で柱材５の長手方向に延びる変形Ｌ字形材２４は、一辺２４ｂを柱材５にビス打ちして固定してある。また変形Ｌ字形材２４は、柱材５から面材４と平行に延びる他辺２４ｃの端部に屈折部２４ａを形成してあり、屈折部２４ａから面材４へ向かって見込方向に延びる板材２ａが形成してある。板材２ａは摩擦材１の溝部１１へ挿入してあり、両挟持部１２に挟まれている。さらに、板材２ａには柱材５の長手方向に延びる長孔２１を形成してある。そして、摩擦材１の両挟持部１２には、板材２ａの長孔２１の位置に合わせて、見付方向に貫通する挿通孔１４を形成してあり、その各挿通孔１４に直交部１３が挿入接着されている。直交部１３の中心には見付方向にボルト孔が設けてある。ボルト３からなる締付具は、両挟持部１２のボルト孔および板材２ａの長孔２１を貫通して、見付方向に挿入されており、ボルト３の締め付けにより見付方向に圧締力が発生し、両挟持部１２が互いに近づく方向に付勢され、両挟持部１２が板材２ａを両側から押圧する。そして面材４は表側の面を柱材５の裏側の面に当接させ、外周部を裏側から釘打ちして固定してある。このように構成した摩擦ダンパの第七実施形態も高い剛性を有し、この摩擦ダンパ１００を設けた壁面体は、高剛性で高い減衰性能を備える。このように、本発明の摩擦ダンパは、真壁形式の壁面体と大壁形式の壁面体の何れにも適用することができる。
この第七実施形態は、摩擦材１と、板材２ａと、締付具３を備え、第六実施形態と同様に変形Ｌ字形材２４を用いている。摩擦材１は、木製であって、断面矩形で柱材５の長手方向に延びるものであり、面材４の表側の面に裏側からビス打ちして固定してある。そして、摩擦材１の表側面には、柱材５の長手方向に延びる溝部１１を形成してあり、溝部１１の両側が挟持部１２となっている。鋼製で柱材５の長手方向に延びる変形Ｌ字形材２４は、一辺２４ｂを柱材５にビス打ちして固定してある。また変形Ｌ字形材２４は、柱材５から面材４と平行に延びる他辺２４ｃの端部に屈折部２４ａを形成してあり、屈折部２４ａから面材４へ向かって見込方向に延びる板材２ａが形成してある。板材２ａは摩擦材１の溝部１１へ挿入してあり、両挟持部１２に挟まれている。さらに、板材２ａには柱材５の長手方向に延びる長孔２１を形成してある。そして、摩擦材１の両挟持部１２には、板材２ａの長孔２１の位置に合わせて、見付方向に貫通する挿通孔１４を形成してあり、その各挿通孔１４に直交部１３が挿入接着されている。直交部１３の中心には見付方向にボルト孔が設けてある。ボルト３からなる締付具は、両挟持部１２のボルト孔および板材２ａの長孔２１を貫通して、見付方向に挿入されており、ボルト３の締め付けにより見付方向に圧締力が発生し、両挟持部１２が互いに近づく方向に付勢され、両挟持部１２が板材２ａを両側から押圧する。そして面材４は表側の面を柱材５の裏側の面に当接させ、外周部を裏側から釘打ちして固定してある。このように構成した摩擦ダンパの第七実施形態も高い剛性を有し、この摩擦ダンパ１００を設けた壁面体は、高剛性で高い減衰性能を備える。このように、本発明の摩擦ダンパは、真壁形式の壁面体と大壁形式の壁面体の何れにも適用することができる。
【0056】
本発明は、上記の実施形態に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。たとえば、直交材の形状は矩形や円形など、どのようなものであってもよい。さらに、第一実施形態及び第二実施形態において、Ｌ字形材の代わりにＴ字形材を用いてもよく、第六実施形態及び第七実施形態においても、変形Ｌ字形材の代わりに他の形状のものを用いて板材を構成してもよい。そして、その他各部材の形状は、上記の要件を満たすものである限り、どのようなものであってもよいし、各部材同士の接合には、ビスや釘のほか、接着剤などを用いてもよい。また、摩擦材に設ける挿通孔や締付具（ボルト）、壁面体に取り付ける摩擦ダンパの数は必要に応じて変更可能であって、特に限定されるものではない。
【符号の説明】
【0057】
１，１ａ，１ｂ 摩擦材
２ 板材
３，３ａ，３ｂ，３ｃ 締付具（ボルト）
４，４ａ 一方部材（面材）
５ 他方部材（柱材）
５ａ 他方部材（面材）
１１，４１，５１ 溝部
１２，４２，５２ 挟持部
１３，１３ａ，１５，１５ａ，９４ｂ，９５ｂ，４４ 直交部
２１，４１，９１ａ～９５ａ 長孔
１００ 摩擦ダンパ
２ 板材
３，３ａ，３ｂ，３ｃ 締付具（ボルト）
４，４ａ 一方部材（面材）
５ 他方部材（柱材）
５ａ 他方部材（面材）
１１，４１，５１ 溝部
１２，４２，５２ 挟持部
１３，１３ａ，１５，１５ａ，９４ｂ，９５ｂ，４４ 直交部
２１，４１，９１ａ～９５ａ 長孔
１００ 摩擦ダンパ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】