(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物を支持する基礎体の上面に載置され、内部に流体が充填されるケーシングと、
前記ケーシングに対して固定されて立設されるシリンダと、
少なくとも一端が前記シリンダの内側に摺動可能に配置され、他端が前記シリンダから突出して前記構造物に接触するピストンと、
前記シリンダに設けられ、前記ピストンの変位に伴って前記シリンダの内側及び外側の双方向に前記流体を流動させるオリフィス通路と、
前記シリンダに設けられ、前記ピストンの変位に伴って前記シリンダの外側から内側の一方向にのみ前記流体を流動させる逆止弁と、を備えることを特徴とする制振装置。
【請求項２】
請求項１に記載の制振装置において、
前記オリフィス通路は、前記シリンダの外周面から延びる流路を有することを特徴とする制振装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の制振装置において、
前記シリンダの内側に長手方向に沿って配置されるとともに、前記ケーシングの底面側に固定端を有し、前記ピストンの前記一端に対向する位置に静止する自由端を有する弾性部材を、さらに備えることを特徴とする制振装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の制振装置において、
前記オリフィス通路は、前記シリンダの内周面に長手方向に沿って複数の開口が間隔をおいて配列し、前記ピストンの変位に伴って塞がれた前記開口における前記流体の流動が停止するように構成されていることを特徴とする制振装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の制振装置において、
前記ケーシングと前記基礎体との間に転がり支承体を、さらに備えることを特徴とする制振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、構造物の振動を低減させる制振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、地震等の入力振動に対する構造物の応答振動を、オリフィス通路等を通過する流体の流動抵抗を利用し、減衰させる制振装置が知られている。
そのような制振装置として、例えば、流体ダンパーに内部配置されるピストンに、流体を双方向に流動させるオリフィス通路と、流体を一方向のみに流動させる逆止弁付き通路とを、形成させたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１４１１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述の制振装置は、上方に変位する構造物に制振力を付与する場合、制振装置を基礎に対して固定し、浮き上がりを防止する必要があった。
【０００５】
本発明の実施形態は、このような事情を考慮してなされたもので、設置が簡単で浮き上がりを防止できる制振装置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】
【０００６】
本発明の実施形態に係る制振装置は、構造物を支持する基礎体の上面に載置され、内部に流体が充填されるケーシングと、前記ケーシングに対して固定されて立設されるシリンダと、少なくとも一端が前記シリンダの内側に摺動可能に配置され他端が前記シリンダから突出して前記構造物に接触するピストンと、前記シリンダに設けられ前記ピストンの変位に伴って前記シリンダの内側及び外側の双方向に前記流体を流動させるオリフィス通路と、前記シリンダに設けられ前記ピストンの変位に伴って前記シリンダの外側から内側の一方向にのみ前記流体を流動させる逆止弁と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の実施形態により、設置が簡単で浮き上がりを防止できる制振装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る制振装置を示す縦断面図。
【図２】本発明の第２実施形態に係る制振装置を示す縦断面図。
【図３】本発明の第３実施形態に係る制振装置を示す縦断面図。
【図４】本発明の第４実施形態に係る制振装置を示す縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に示すように、第１実施形態に係る制振装置１０Ａは、構造物１１を支持する基礎体１２の上面に載置され内部に流体が充填されるケーシング１３と、ケーシング１３に対して固定されて立設されるシリンダ１５と、少なくとも一端がこのシリンダ１５の内側に摺動可能に配置され他端がこのシリンダ１５から突出して構造物１１に接触するピストン１６と、このシリンダ１５に設けられピストン１６の変位に伴ってシリンダ１５の内側及び外側の双方向に流体１４を流動させるオリフィス通路１７と、シリンダ１５に設けられピストン１６の変位に伴ってシリンダ１５の外側から内側の一方向にのみ流体１４を流動させる逆止弁１８と、を備えている。
【００１０】
ここで構造物１１は、建築物、プラント設備、重量機器等が挙げられるが、特に限定は無く、入力する振動のエネルギーを吸収して制振作用を及ぼしたい対象物であれば、全て含まれる。また基礎体１２とは、振動源（例えば、地盤）に対し構造物１１を安定して支持するための土台である。
なお、図示を省略するが、構造物１１と基礎体１２の間には、構造物１１の重量を弾性的に支持するための支持部材（図示略）が、制振装置１０と並列に配置されている。
【００１１】
ケーシング１３の内部には、シリコンオイル等の流体１４が充填されている。なお流体１４は、流動時に粘性抵抗を生じるものであれば、適宜採用することができ、液体である場合の他に、気体を用いることもできる。また、ケーシング１３の上部が開口している態様を例示しているが、この上部を閉じて密閉状態にしてもよい。
基礎体１２とケーシング１３は、互いに固定することが不要であるために、上下方向に変位する基礎体１２の振動加速度が過度に大きくなると、ケーシング１３が基礎体１２の上面から浮き上がる場合も想定されるが、そのような事態を回避することが本実施形態の目的である。
【００１２】
ケーシング１３と流体１４を合わせた総重量による慣性力は、かなり大きいものとなる。このため、基礎体１２からケーシング１３が浮き上がらないように固定するとなると、その固定部材には、そのような慣性力に耐える高い強度が求められる。
しかし、本実施形態では、そのような固定は不要であるために、制振装置１０及び工事の規模を小さくすることができる。
【００１３】
シリンダ１５は、中空円筒の形状を有し、その中心軸が鉛直方向に一致するようにケーシング１３の内面に対し固定される。図示では、シリンダ１５の下端が、ケーシング１３の底面に固定されている態様が示されているが、シリンダ１５のケーシング１３に対する固定方法は特に限定されない。
【００１４】
このシリンダ１５の下端には、オリフィス通路１７が設けられている。
このオリフィス通路１７は、シリンダ１５の内側と外側とが連通するように壁に貫通させた孔と、この孔を始点としてシリンダ１５の外周面から延びる流路とから構成されている。ピストン１６の長手方向への変位に伴って、シリンダ１５の内側及び外側の双方向に、このオリフィス通路１７を介して、流体１４を流動させることができる。
オリフィス通路１７における流体１４の流動抵抗は、その流動方向が内側から外側に向いてもその逆であっても同じである。そして、この流動抵抗は、孔の直径や流路の長さを変更することにより適宜調整することができる。
【００１５】
逆止弁１８は、シリンダ１５の下端において、オリフィス通路１７が設けられた位置とは異なる位置に設けられた開口に設置されている。
この逆止弁１８は、一辺に設けた蝶番を中心に回動する板状体が、流体１４の流れに応じて動作することにより、シリンダ１５の開口を閉じたり開いたりする。
つまり、シリンダ１５の内圧が外圧に比べて大きいときは、板状体は起立して逆止弁１８は閉じた状態となり、その内圧が外圧に比べて小さいときは、板状体は倒れて逆止弁１８は開いた状態となる。
【００１６】
このようにして逆止弁１８は、ピストン１６の変位に伴ってシリンダ１５の外側から内側の一方向にのみ流体１４を流動させることができる。
なお、逆止弁１８の開口は、オリフィス通路１７の開口と対比して充分に大きく設定されており、シリンダ１５の外側から内側に流動する流体１４の流動抵抗を小さくすることができる。
【００１７】
ピストン１６は、上下方向に変位する際に、その外周面とシリンダ１５の内周面との間で発生する機械的な摩擦力が小さくなるようにかつ、隙間から流体１４がすり抜けないように、適切な寸法が設定される。さらにピストン１６及びシリンダ１５の長さ方向の寸法は、想定される振動の振幅の大きさを考慮して設定される。
ピストン１６のシリンダ１５から突出する側の先端１６ａは、構造物１１に固定されている。つまり、振動力が入力されていない状態では、構造物１１は基礎体１２に対し支持部材（図示略）により支持されており、ピストン１６は構造物１１により支持されている。
【００１８】
ここで、地震等の振動が基礎体１２に入力した場合の動作を説明する。
基礎体１２が上向きに変位した場合、ピストン１６は、構造物１１から慣性力を受け、シリンダ１５に対して相対的に下方向に変位する。これにより、シリンダ１５の内部の流体１４は加圧され、逆止弁１８は閉止するために、オリフィス通路１７のみを通過して流体１４は内部から外部に抜ける。
このようにピストン１６が相対的に下方向に変位する際は、シリンダ１５の内部から外部に抜ける流体１４の流動抵抗が高くなるために、構造物１１に伝播する振動エネルギーは大きく減衰する。
【００１９】
次に基礎体１２が下向きに変位した場合、シリンダ１５及びケーシング１３は、自重と流体１４とを併せた重力を受け、ピストン１６に対して相対的に下方向に変位する。これにより、シリンダ１５の内部の流体１４は減圧され、逆止弁１８は開放するために、この逆止弁１８とオリフィス通路１７の両方を通過して流体１４は外部から内部に抜ける。
【００２０】
このようにシリンダ１５が相対的に下方向に変位する際は、シリンダ１５の外部から内部に抜ける流体１４の流動抵抗は低くなる。このために、ケーシング１３は、基礎体１２から浮き上がることなく、基礎体１２の動きに追従することができる。
このようにして、基礎体１２の振動変位と、シリンダ１５及びピストン１６間の相対的な振動変位とを、一致させる方向に近づけられるため、構造物１１の高い制振効果が得られる。
【００２１】
（第２実施形態）
次に図２を参照して本発明における第２実施形態について説明する。なお、図２において図１と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し重複する説明を省略する。
図２に示すように、第２実施形態に係る制振装置１０Ｂは、第１実施形態に係る制振装置１０Ａの構成に加え、弾性部材２１をさらに備えている。
この弾性部材２１は、シリンダ１５の内側に長手方向に沿って配置されるとともに、ケーシング１３の底面側に固定端２１ｂを有し、ピストン１６に対向する位置に静止する自由端２１aを有している。
【００２２】
第２実施形態において、弾性部材２１の上端は、ピストン１６に拘束されていないが、基礎体１２が上向きに変位すると、ピストン１６はシリンダ１５に対し下方向に相対変位し、この弾性部材２１を圧縮する。
次に基礎体１２が下向きに変位すると、シリンダ１５及びケーシング１３は、自重と流体１４とを併せた重力に加え、弾性部材２１の反発力も下向きに受ける。
すると、シリンダ１５は、ピストン１６に対し下方向に相対変位し、この弾性部材２１が釣り合い長さに到達したところで、弾性部材の自由端２１aとピストン１６とが離れる。弾性部材２１の上端は、ピストン１６に拘束されていないために、下方向に相対変位しようとするシリンダ１５に復元力を与えない。
【００２３】
これにより、基礎体１２の振動加速度が大きい場合であっても、ケーシング１３は基礎体１２から離れることなくその動きに追従することができる。
このようにして、基礎体１２の振動変位と、シリンダ１５及びピストン１６間の相対的な振動変位とを、一致させる方向に近づけられるため、構造物１１の高い制振効果が得られる。
【００２４】
（第３実施形態）
次に図３を参照して本発明における第３実施形態について説明する。なお、図３において図１と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し重複する説明を省略する。
図３に示すように、第３実施形態に係る制振装置１０Ｃは、オリフィス通路１７の構成に特徴を有している。
このオリフィス通路１７は、シリンダ１５の内周面に長手方向に沿って複数の開口３１が間隔をおいて配列し、ピストン１６の変位に伴って塞がれた開口３１における流体１４の流動が停止するように構成されている。
【００２５】
このようにオリフィス通路１７が構成されることにより、シリンダ１５に対するピストン１６の挿入量が大きくなるほど、シリンダ１５の内外に流動する流体１４の流動抵抗が大きくなる。
ここで、基礎体１２に入力する振動の振幅が大きい場合、第１実施形態等では、想定する振動の振幅に対応してシリンダ１５及びピストン１６のストロークを長く設定する必要がある。
【００２６】
振動の振幅量に比してシリンダ１５等のストロークが短いと、振動変位がピークを打つ前にピストン１６がシリンダ１５から抜けたり突き当ったりしてしまう虞があるからである。そこで、振動の振幅が大きくなるにつれて流体１４の流動抵抗が大きくなるように設定されることで、小振幅から大振幅にいたるまで振動の制振効果を有効に発揮させることができる。
【００２７】
（第４実施形態）
次に図４を参照して本発明における第４実施形態について説明する。なお、図４において図１と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し重複する説明を省略する。
図４に示すように、第４実施形態に係る制振装置１０Ｃは、他の実施形態に係る制振装置の構成に加え、転がり支承体４１が、ケーシング１３と基礎体１２との間に備えられている。
【００２８】
なお、図示を省略するが、ピストンの先端１６ａと構造物１１との接触部分を、水平方向に相対変位するように構成してもよい。
このように制振装置１０Ｃが構成されることにより、基礎体１２に対し水平方向の振動が作用した場合であっても、制振装置１０Ｃの転倒及び破損を防ぐことができる。
【００２９】
以上述べた少なくともひとつの実施形態の制振装置によれば、シリンダに逆止弁を設け振動の変位方向に依存して流体の流動抵抗を可変することにより、設置が簡単で浮き上がりを防止できる制振装置を提供することが可能となる。
【００３０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３１】
１０（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ）…制振装置、１１…構造物、１２…基礎体、１３…ケーシング、１４…流体、１５…シリンダ、１６…ピストン、１６ａ…ピストンの先端、１７…オリフィス通路、１８…逆止弁、２１…弾性部材、２１a…弾性部材の自由端、２１ｂ…弾性部材の固定端、３１…開口、４１…転がり支承体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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