(57)【要約】【課題】  省スペースであり、運搬や設置が容易な油圧式ダンパ等を提供する。【解決手段】  油圧式ダンパ１は、主に、シリンダ３、ロッド５、ピストン７、配管２３、ブレース部２５、バルブユニット３７、補助油圧タンク２１等から構成される。シリンダ３の延長方向（動作方向）には、ブレース部２５が設けられる。ブレース部２５とシリンダ３との間には、補助油圧タンク２１が設けられる。すなわち、補助油圧タンク２１は、シリンダ３およびブレース部２５と一体で配置される。シリンダ３上には、バルブユニット３７が設置される。すなわち、バルブユニット３７は、シリンダ３の外面に一体で配置される。バルブユニット３７と補助油圧タンク２１とは配管２３で接続される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、
前記シリンダの延長方向に設けられるブレース部と、
前記シリンダを各油圧室に区分し、前記シリンダ内に移動可能に設けられたピストンと、
それぞれの前記油圧室をつなぐ流路に接続され、開度を変化させる開閉制御弁と、
前記シリンダに接続され、圧油を蓄え可能な補助油圧タンクと、
前記補助油圧タンクと前記各油圧室との間に接続され、開度を変化させる開閉制御弁と、
前記開閉制御弁をそれぞれ制御する制御部と、
を具備する油圧式ダンパであって、
前記制御部は、
前記ピストンがいずれかの向きに移動している最中は、全ての前記開閉制御弁を閉鎖させて一方側の油圧室に圧力を発生させ、前記ピストンの移動する向きが反転したときに高圧側となった前記一方側の油圧室と前記補助油圧タンクを連結する前記開閉制御弁を開放させて前記一方側の油圧室内の圧油を前記補助油圧タンクに移動させ、
その後、開放している前記開閉制御弁を閉鎖させると共に、両油圧室を連結する前記開閉制御弁を開放させて高圧側の油圧室内の圧力を解放させ、前記両油圧室間の圧力差を解消した後、開放している前記開閉制御弁を閉鎖させると共に、前記一方側の反対側である他方の油圧室と前記補助油圧タンクを連結する前記開閉制御弁を開放させて前記補助油圧タンク内の圧油を前記他方の油圧室に移動させ、開放している前記開閉制御弁を閉鎖させる一連の操作をし、
前記補助油圧タンクが、前記ブレース部に内蔵されることを特徴とする油圧式ダンパ。
【請求項２】
請求項１記載の油圧式ダンパが、構造体の梁または柱に対してブレースとして接続されることを特徴とする制震構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物等に用いられる油圧式ダンパ等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、地震や風等による建築物の揺れを低減させるために油圧式ダンパが用いられている。油圧式ダンパは、建築物の揺れに対する抵抗力（減衰力）を発生させ、建築物の揺れを吸収して耐震性、居住性を向上させる。
【０００３】
このような油圧式ダンパとしては、例えば、油圧式ダンパのシリンダに油圧タンクを接続し、油圧タンクに油圧式ダンパの移動に伴うエネルギーの一部を貯めて、変位方向が反転する際にそのエネルギーを解放することで、付加的な制御力を加えることなくエネルギー吸収能力を高めることが可能な油圧式ダンパがある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１６３５０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のような油圧式ダンパでは、ある程度の大きな油圧タンクを接続する必要があるため、構造物に設置した際に、油圧タンクの設置スペースが必要となる。また、油圧タンクの設置に配管接続などの手間がかかる。
【０００６】
本発明は、このような問題を鑑みてなされたもので、省スペースであり、運搬や設置が容易な油圧式ダンパ等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】
前述した目的を達成するための第１の発明は、シリンダと、前記シリンダの延長方向に設けられるブレース部と、前記シリンダを各油圧室に区分し、前記シリンダ内に移動可能に設けられたピストンと、それぞれの前記油圧室をつなぐ流路に接続され、開度を変化させる開閉制御弁と、前記シリンダに接続され、圧油を蓄え可能な補助油圧タンクと、前記補助油圧タンクと前記各油圧室との間に接続され、開度を変化させる開閉制御弁と、前記開閉制御弁をそれぞれ制御する制御部と、を具備する油圧式ダンパであって、前記制御部は、前記ピストンがいずれかの向きに移動している最中は、全ての前記開閉制御弁を閉鎖させて一方側の油圧室に圧力を発生させ、前記ピストンの移動する向きが反転したときに高圧側となった前記一方側の油圧室と前記補助油圧タンクを連結する前記開閉制御弁を開放させて前記一方側の油圧室内の圧油を前記補助油圧タンクに移動させ、その後、開放している前記開閉制御弁を閉鎖させると共に、両油圧室を連結する前記開閉制御弁を開放させて高圧側の油圧室内の圧力を解放させ、前記両油圧室間の圧力差を解消した後、開放している前記開閉制御弁を閉鎖させると共に、前記一方側の反対側である他方の油圧室と前記補助油圧タンクを連結する前記開閉制御弁を開放させて前記補助油圧タンク内の圧油を前記他方の油圧室に移動させ、開放している前記開閉制御弁を閉鎖させる一連の操作をし、前記補助油圧タンクが、前記ブレース部に内蔵されることを特徴とする油圧式ダンパである。
【０００８】
第１の発明によれば、補助油圧タンクが、ブレース部とシリンダの間に配置される。すなわち、補助油圧タンクは、ブレース型油圧式ダンパのブレース部の一部を利用して配置される。このため、補助油圧タンクが油圧式ダンパと一体で構成される。このため、運搬および設置が容易であり、省スペースである。
【０００９】
また、制御部が、適切なタイミングで各制御弁の開閉を行うことで、効率よくエネルギーを吸収することができる。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明にかかる油圧式ダンパが、構造体のブレースとして接続されることを特徴とする制震構造である。
【００１１】
第２の発明によれば、省スペースである制震構造を得ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、省スペースであり、運搬や設置が容易な油圧式ダンパ等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】油圧式ダンパ１を示す構成図。
【図２】油圧式ダンパ１の油圧回路図。
【図３】制震構造３０を示す図。
【図４】油圧式ダンパ１の荷重と変位との関係を示す概念図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態にかかる油圧式ダンパについて説明する。図１は、油圧式ダンパ１の構成を示す側面図であり、図２は、本発明の油圧式ダンパ１の回路図を示す。油圧式ダンパ１は、主に、シリンダ３、ロッド５、ピストン７、配管２３、ブレース部２５、バルブユニット３７、補助油圧タンク２１等から構成される。
【００１５】
シリンダ３の一方の延長方向（動作方向）には、ブレース部２５が設けられる。ブレース部２５とシリンダ３との間には、補助油圧タンク２１が設けられる。すなわち、補助油圧タンク２１は、シリンダ３およびブレース部２５と一体で配置される。
【００１６】
シリンダ３上には、バルブユニット３７が設置される。すなわち、バルブユニット３７は、シリンダ３の外面に一体で配置される。バルブユニット３７と補助油圧タンク２１とは配管２３で接続される。
【００１７】
円筒状のシリンダ３内には、ピストン７が移動可能に設けられる。ピストン７の両側には、円柱状のロッド５が設けられる。なお、シリンダ３およびロッド５には、図示を省略したジョイントが連結され、ジョイントは、後述する建築物の柱や梁等に固定される。
【００１８】
シリンダ３内は、第１油圧室９と第２油圧室１１とに区分される。第１油圧室９と、第２油圧室１１には作動油が充填される。なお、シリンダ３、ピストン７、ロッド５等は金属で構成される。
【００１９】
第１油圧室９と第２油圧室１１には、流路１３ａ、１３ｂがそれぞれ接続される。流路１３ａ、１３ｂには、第１の開閉制御弁である制御弁１９ａが接続される。すなわち、第１油圧室９は、流路１３ａ、制御弁１９ａ、流路１３ｂを介して第２油圧室１１と接続される。なお、流路１３ａ、１３ｂは、シリンダ３とバルブユニット３７との間に形成される。
【００２０】
バルブユニット３７には、配管２３（流路）が接続され、第２の開閉制御弁である制御弁１９ｂは、配管２３を介して補助油圧タンク２１と接続される。すなわち、第１油圧室９は、配管２３および制御弁１９ｂを介して補助油圧タンク２１と接続される。
【００２１】
同様に、第３の開閉制御弁である制御弁１９ｃは、配管２３を介して補助油圧タンク２１と接続される。すなわち、第２油圧室１１は、配管２３および制御弁１９ｃを介して補助油圧タンク２１と接続される。
【００２２】
補助油圧タンク２１は、内部に作動油が充填される。なお、補助油圧タンク２１は、アキュムレータのように、内容積が変動する機構を有しない。また、補助油圧タンク２１の容量は、例えば、第１油圧室と第２油圧室の容量と同等以上であり、例えば両油圧室の総容量の２倍程度の容量を有するものである。
【００２３】
制御弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃは、それぞれ独立して開閉動作を行う弁であり、制御部１７によって開閉動作が制御される。なお、各制御弁の動作（油圧式ダンパ１の動作）については詳細を後述する。また、本発明は、図２に示す回路図に限定されるものではなく、さらに、アキュムレータや解放弁、切替弁、絞り弁などを適宜配置してもよい。
【００２４】
バルブユニット３７には、制御弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃおよび各制御弁を制御する制御部１７が設置される。シリンダ３内の第１油圧室９、第２油圧室１１は、流路１３ａ、１３ｂを介してバルブユニット３７に配置された制御弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃと接続され、制御弁１９ｂ、１９ｃは、配管２３を介して補助油圧タンク２１と接続され、油圧回路が構成される。
【００２５】
このように、バルブユニット３７がシリンダ３の外周面に一体で固定され、補助油圧タンク２１がシリンダ３とブレース部２５の間に一体で配置されるため、運搬や設置が容易であり、別途補助油圧タンクを設置するためのスペースも不要である。また、各油圧室と制御弁と補助油圧タンク２１とを極めて近接して設置できるため、コンパクトでレスポンスにも優れた油圧式ダンパを得ることができる。
【００２６】
図３は、油圧式ダンパ１を構造体に設置した制震構造３０の一例を示す図である。油圧式ダンパ１は、柱３１と梁３３とで囲まれた空間に対して、ブレースとして設置される。油圧式ダンパ１は、ブレース型であり、例えば、一対の油圧式ダンパ１が、柱３１と梁３３とで囲まれた空間において、それぞれ、一方の端部が柱３１と梁３３との交差部に接続され、他方の端部が対向する他の梁３３の略中央にＶ字状に接合される。
【００２７】
地震等の揺れが発生すると、油圧式ダンパ１のピストン７は、構造体の揺れに応じて変位して、変位量に応じた荷重（反力）を発生させる。これにより、構造体を制震することができる。このように、ブレース型の油圧式ダンパ１において、ブレース部２５の内部に補助油圧タンク２１を内蔵することで、省スペースであり、配管接続の手間や運搬等が容易となる。例えば、ブレース部２５の内部に仕切りを設けることで、ブレース部２５の一部を補助油圧タンク２１として使用することができる。
【００２８】
次に、油圧式ダンパ１の動作について詳細に説明する。油圧式ダンパ１は、常時（振動が無い状態）には、制御部１７によって、制御弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃが閉じられている。まず、中立位置からピストン７が第１油圧室９の方向（図２中の矢印Ａ方向）に移動すると、第１油圧室９の圧力が増加する。
【００２９】
図４は、油圧式ダンパ１の荷重と変位との関係を示す概念図である。中立状態を点Ｃとすると、前述した様に、ピストン７が移動すると、ピストン７の変位に応じて荷重が増加する。ピストン７が第１油圧室９の方向の振幅端近傍まで変位すると（図中Ｄ）、制御部１７は、制御弁１９ｂを開く。制御弁１９ｂを開くことで、第１油圧室９と補助油圧タンク２１の油圧が平衡する。すなわち、第１油圧室９の内圧が減少することで、荷重が減少する（図中Ｅ）。
【００３０】
この状態では、まだ、第１油圧室９に対して第２油圧室１１の圧力が低いため、ピストン７の変位方向が反転した際に、第２油圧室１１はピストン７の移動の抵抗とはならない。そこで、次に、制御部１７は、制御弁１９ｂを閉じて、制御弁１９ａを開く。制御弁１９ａを開くことで、第１油圧室９と第２油圧室１１の油圧が平衡する。すなわち、第１油圧室９の内圧が減少することで、荷重が減少する（図中Ｆ）。
【００３１】
次に、制御部１７は、制御弁１９ａを閉じ、制御弁１９ｃを開く。制御弁１９ｃを開くことで、第２油圧室１１と補助油圧タンク２１の油圧が平衡する。ここで、制御弁１９ｃが開く前の補助油圧タンク２１内の油圧は、第１油圧室９と第２油圧室１１の油圧が平衡する前における、第１油圧室９の油圧と同等である。このため、制御弁１９ｃが開く前の補助油圧タンク２１内の油圧は、制御弁１９ｃが開く前の第２油圧室１１の油圧よりも高い。したがって、制御弁１９ｃが開くことで、第２油圧室１１の内圧が増加する。この結果、第２油圧室１１の内圧が第１油圧室９の油圧よりも大きくなるため、荷重がさらに減少（荷重の向きが反転）する（図中Ｇ）。
【００３２】
この状態で、制御部１７は、制御弁１９ｃを閉じる。したがって、全ての制御弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃが閉じた状態となる。なお、制御弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃの開閉動作は、わずかな時間で行われ、ピストン７が、第１油圧室９方向の振幅端近傍に達してから、変位の方向を反転し始めた段階までに終了する。
【００３３】
この状態から、次に、ピストン７は、第２油圧室１１の方向に変位する（図２のＢ方向）。ピストン７が移動すると、ピストン７の変位に応じて荷重が減少（負の方向に増加）する。ピストン７が第２油圧室１１の方向に振幅端近傍まで変位すると（図中Ｈ）、制御部１７は、制御弁１９ｃを開く。制御弁１９ｃを開くことで、第２油圧室１１と補助油圧タンク２１の油圧が平衡する。すなわち、第２油圧室１１の内圧が減少することで、荷重が増加（負の方向に減少）する（図中Ｉ）。
【００３４】
次に、制御部１７は、制御弁１９ｃを閉じて、制御弁１９ａを開く。制御弁１９ａを開くことで、第１油圧室９と第２油圧室１１の油圧が平衡する。すなわち、第２油圧室１１の内圧が減少することで、荷重が増加（負の方向に減少）する（図中Ｊ）。
【００３５】
次に、制御部１７は、制御弁１９ａを閉じ、制御弁１９ｂを開く。制御弁１９ｂを開くことで、第１油圧室９と補助油圧タンク２１の油圧が平衡する。前述した様に、制御弁１９ｂが開く前の補助油圧タンク２１内の油圧は、制御弁１９ｂが開く前の第１油圧室９の油圧よりも高い。したがって、制御弁１９ｂが開くことで、第１油圧室９の内圧が増加する。この結果、第１油圧室９の内圧が第２油圧室１１の油圧よりも大きくなるため、荷重がさらに増加（負の方向に減少）し荷重の向きが反転する（図中Ｋ）。
【００３６】
この状態で、制御部１７は、制御弁１９ｃを閉じる。したがって、全ての制御弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃが閉じた状態となる。このように、振幅端の度に、制御部１７は、繰り返し制御弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃを動作させて、ピストン７の移動に伴う荷重を増加させ、振動のエネルギーを吸収することができる。
【００３７】
このように、制御部１７は、ピストン７がいずれかの向きに移動している最中は、全ての制御弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃを閉鎖させて一方側の油圧室に圧力を発生させる。次に、制御部１７は、ピストン７の移動する向きが反転したときに高圧側となった一方側の第１油圧室９と補助油圧タンク２１を連結する制御弁１９ｂを開放させて第１油圧室９内の圧油を補助油圧タンク２１に移動させる。その後、開放している制御弁１９ｂを閉鎖させると共に、両油圧室を連結する制御弁１９ａを開放させて高圧側の第１油圧室９の圧力を解放させ、両油圧室間の圧力差を解消する。その後、制御部１７は、開放している制御弁１９ａを閉鎖させると共に、一方側の反対側である他方の第２油圧室１１と補助油圧タンク２１を連結する制御弁１９ｃを開放させて補助油圧タンク２１内の圧油を第２油圧室１１に移動させる。最後に、開放している前記開閉制御弁を閉鎖させる。制御部１７は、上述の一連の操作を正逆繰り返して行うことができる。
【００３８】
以上、本実施形態によれば、補助油圧タンク２１を用いることで、ピストン７の反転時に、外部からの付加的な制御力を加えることなく、高いエネルギー吸収能力を得ることができる。
【００３９】
この際、補助油圧タンク２１がシリンダ３とブレース部２５との間に配置され、油圧式ダンパ１と一体で構成されるため、油圧式ダンパと補助油圧タンクとを別々で運搬して、現地で接続する作業が不要である。また、補助油圧タンク２１を設置するスペースを別途確保する必要がなく、省スペースを達成することができる。
【００４０】
また、補助油圧タンク２１と各油圧室とを近接して配置させることができるため、流路長を短くすることができる。このため、制御弁を開いてから、油圧が平衡に達するまでの時間が早く、レスポンスが良い。
【００４１】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００４２】
１……油圧式ダンパ
３………シリンダ
５………ロッド
７………ピストン
９………第１油圧室
１１………第２油圧室
１３ａ、１３ｂ………流路
１７………制御部
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ………制御弁
２１………補助油圧タンク
２３………配管
２５………ブレース部
３０………制震構造
３１………柱
３３………梁
３７………バルブユニット
【図１】
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【図２】
2018155317.tif 000004
【図３】
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【図４】
2018155317.tif 000006