(57)【要約】【課題】制振装置全体を短尺化させ、且つ部品点数を減らしてコスト低減を図ることができる内部構造を有する制振装置を提供する。【解決手段】第１キャップ１５１ｂと第２ピストン１４との間に形成した第１油室Ａと、第１ピストン１１と第２ピストン１４との間に形成した第２油室Ｂ，Ｃと、第２ピストン１４内部に設置した第１油室Ａと第２油室Ｂ，Ｃとを連通する油路と、該油路に設置した複数の減衰弁等を有し、前記第１油室Ａの受圧面積と前記第２油室Ｂ，Ｃの受圧面積とを等しくした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空円筒状のシリンダーチューブと、該シリンダーチューブの内壁を摺動する第１ピストンと、該第１ピストンから一端が延出する中空円筒状の第１ピストンロッドと、該第１ピストンロッドの他端を閉塞する第１キャップと、前記第１ピストンロッドの内壁を摺動する第２ピストンと、該第２ピストンに一端が連結する第２ピストンロッドと、該第２ピストンロッドの他端に連結する第２キャップと、前記第１キャップと前記第２ピストンとの間に形成した第１油室と、前記第１ピストンと前記第２ピストンとの間に形成した第２油室と、前記第２ピストン内部に設置した前記第１油室と前記第２油室とを連通する油路と、該油路に設置した複数の減衰弁とを有し、前記第１油室の受圧面積と前記第２油室の受圧面積とを等しくしたことを特徴とする受圧面積均等型制振装置。
【請求項２】
第２ピストンロッド内部にアキュムレータを設置したことを特徴とする請求項１に記載の受圧面積均等型制振装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、地震や風によって高層建築物等構造物が揺れた場合に、その揺れを短時間で減衰させ、収束させるための制振装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の制振装置は、図３に示す構造となっており、シリンダーチューブ１は、左右のシリンダーヘッド２ａ，２ｂによって挟まれた空間に油室を形成し、この油室内にピストン３を設置することによって油室を油室Ａと油室Ｂの２つに分割している。
【０００３】
そして、ピストン３の両側にピストンロッド４ａ，４ｂを固定し、一方のピストンロッド４ｂの端部にブラケット５ｂを連結し、他方のピストンロッド４ａの内部にフリーピストン６ａの一端がスプリング６ｂによって付勢されたアキュムレータ６を内包する構成としている。
【０００４】
また、ピストン３の内部には、図４に示すように圧力減衰機構Ｖ１が設置されている。この圧力減衰機構Ｖ１は、例えば外力が作用して油室Ｂが圧縮されて、所定の圧力を超えると、減衰弁７ａが作動して油室Ｂの作動油は油室Ａに流れることとなる。反対に、油室Ａが圧縮されて、所定の圧力を超えると、減衰弁７ｂが作動して油室Ａの作動油は油室Ｂに流れることとなるのである。
【０００５】
さらに、一方のピストンロッド４ｂ内部のアキュムレータ６には前記圧力減衰機構Ｖ１と連通する油路４ｃが設置されていて、減衰器８の油温が上昇し油室Ａ，Ｂ内の作動油体積が膨張した場合には、余剰の作動油を油室Ａ，Ｂから絞り７ｃ，７ｄを介してアキュムレータの油室Ｃに排出できる。また、油温の降下によって油室Ａ，Ｂ内の作動油体積が収縮した場合には、不足する作動油をアキュムレータの油室Ｃからチェック弁７ｅ，７ｆを介して補給することができるのである。
【０００６】
また、一方のシリンダーヘッド２ａにはブラケット５ａがボルト結合されていて、左右のブラケット５ａ，５ｂが構造物の柱や梁等に結合することによって風や地震で構造物が揺れた場合に制振効果を発揮させる制振装置１０となるのである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、従来の構成では、両方のピストンロッド４ａ，４ｂは最低でもピストン３が移動するストローク分の長さが共に必要とされ、シリンダーヘッドも２ａ，２ｂの２つが必要とされる。また、一方のピストンロッド４ａはフリーピストン６ａの一端がスプリング６ｂによって付勢されたアキュムレータ６を内包させる必要があり、ピストンロッド４ａを長尺化することでアキュムレータの油室Ｃの容積を確保していた。
【０００８】
このことから、制振装置１０全体が長大とならざるを得ず、短尺化を希望するユーザーの要求を満足させるのは困難であった。更に部品点数が多くなることからコスト高になっていた。
【０００９】
本発明は上記点に鑑み、制振装置全体を短尺化させ、且つ部品点数を減らしてコスト低減を図ることができる内部構造を有する制振装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、中空円筒状のシリンダーチューブと、該シリンダーチューブの内壁を摺動する第１ピストンと、該第１ピストンから一端が延出する中空円筒状の第１ピストンロッドと、該第１ピストンロッドの他端を閉塞する第１キャップと、前記第１ピストンロッドの内壁を摺動する第２ピストンと、該第２ピストンに一端が連結する第２ピストンロッドと、該第２ピストンロッドの他端に連結する第２キャップと、前記第１キャップと前記第２ピストンとの間に形成した第１油室と、前記第１ピストンと前記第２ピストンとの間に形成した第２油室と、前記第２ピストン内部に設置した前記第１油室と前記第２油室とを連通する油路と、該油路に設置した複数の減衰弁とを有し、前記第１油室の受圧面積と前記第２油室の受圧面積とを等しくしたことに特徴を有する。
【００１１】
請求項２の発明は、第２ピストンロッド内部にアキュムレータを設置したことに特徴を有する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る制振装置の全体を示す一部断面図である。制振装置２０は図面上、左右両端に設置している第１ブラケット１５ａ及び第２ブラケット１５ｂを介して、例えば、高層ビルの柱と梁の交叉部に固定された取付プレートに取付けられて地震等で揺れた場合に制振効果を発揮するのである。
【００１３】
次に、減衰器１８の内部構造について説明する。第１ブラケット１５ａの一端はシリンダーチューブ１ａの一端を閉塞するキャップ１５１ａとなっていて、このシリンダーチューブ１ａの内壁を摺動自在な状態で第１ピストン１１が設置されている。この第１ピストン１１の一端からは中空円筒状の第１ピストンロッド１２が延出しており、この第１ピストンロッド１２の他端は第２ブラケット１５ｂのキャップ１５１ｂによって閉塞されている。
【００１４】
そして、シリンダーチューブ１ａの他端と第１ピストンロッド１２との間に形成される隙間は軸受キャップ１３によって閉塞されている。
【００１５】
次に、中空円筒状の第１ピストンロッド１２には、その内壁に対して摺動自在な第２ピストン１４が設置されている。この第２ピストン１４の内部には図２に示す圧力減衰機構Ｖ２が設置されている。
【００１６】
また、第２ピストン１４と前述の第１ピストン１１の中央には貫通孔が設けられていて、この両方の貫通孔には第２ピストンロッド１６が挿通されているのである。
【００１７】
そして、第２ピストン１４と第２ピストンロッド１６の一端とは固定されているが、第１ピストン１１と第２ピストンロッド１６との間は固定されておらず、第１ピストンは、シリンダーチューブ１ａの内壁を摺動自在であると共に、第２ピストンロッド１６の外壁に対して、第１ピストン１１の貫通孔が形成されている内壁面が摺動自在となっているのである。
【００１８】
また、第２ピストンロッド１６の他端は第１ブラケット１５ａのキャップ１５１ａによって閉塞されているのである。
【００１９】
そして、第２ピストンロッド１６の内部にはアキュムレータ１７が設置されている。このアキュムレータ１７はフリーピストン２４と、このフリーピストン２４を背後から付勢するバネ１９と、このバネ１９を固定するバネ座部２１とからなるものである。
【００２０】
また、第２ピストンロッド１６の内部には第１油室Ａとアキュムレータの油室Ｄとを連通する油路２８と第２油室Ｂとアキュムレータの油室Ｄとを連通する油路２７とが設置され、各々の油路２７，２８には絞り２９ａ，２９ｂとチェック弁３０ａ，３０ｂとが設置されているのである。
【００２１】
したがって、減衰器１８の油温が上昇し油室Ａ，Ｂ及びＣ内の作動油体積が膨張した場合には、余剰の作動油を油室Ａ，Ｂ及びＣから絞り３０ａ，３０ｂを介してアキュムレータの油室Ｄに排出できる。また、油温の降下によって油室Ａ，Ｂ及びＣ内の作動油体積が収縮した場合には、不足する作動油をアキュムレータの油室Ｄからチェック弁２９ａ，２９ｂを介して補給することができるのである。
【００２２】
本発明に係る制振装置は上述のように構成されているので、第１ピストンロッド１２の内部は、第２ピストン１４によって、第１油室Ａと第２油室Ｂとが形成されることになる。また、シリンダーチューブ１ａと第１ピストンロッド１２との間には第３油室Ｃが形成されることになるが、第１ピストンロッド１２の一部には貫通孔２２が穿孔されていて、第２油室Ｂと第３油室Ｃとが連通した状態となるので、第２油室Ｂと第３油室Ｃとは同圧力の作動油によって満たされることとなるのである。
【００２３】
そして、第２油室Ｂと第３油室Ｃとを合わせた受圧面積と第１油室Ａの受圧面積とが等しくなるように設計されているのである。これにより、第２ピストン内に設置されている減衰弁において、第１油室Ａ側から第２油室Ｂ及び第３油室Ｃ側へ作動油を供給する減衰弁と、第２油室Ｂ及び第３油室Ｃ側から第１油室Ａ側へ作動油を供給する減衰弁とは同じ減衰弁を使用することができるので、伸縮両方向に対して同じ減衰力を発生させることができるのである。
【００２４】
次に、図１及び図２を用いて構造物が揺れた場合の本発明に係る制振装置２０の作動について説明する。
【００２５】
例えば第１ブラケット１５ａと第２ブラケット１５ｂとの距離が縮む場合、即ち構造物に取付けられた両ブラケット１５ａ，１５ｂ間に圧縮力が働く場合について考察する。
【００２６】
この場合には、第２ブラケットと連結する第１ピストン１１が第２油室Ｂ及び第３油室Ｃを拡張する方向に移動することになる。そして、第２ピストン１４とキャップ１５１ｂとの距離は短くなるので、第１油室Ａは圧縮されることになる。この場合、第１油室Ａの圧力が所定の圧力を超えると、第２ピストン１４の内部に設置された圧力減衰機構Ｖ２において、減衰弁２５ｂが作動して減衰力を発生させながら、第１油室Ａの作動油は第２油室Ｂ及び第３油室Ｃに流れることとなる。
【００２７】
尚、第１ピストン１１とキャップ１５１ａとの間にある空気は開放孔２３から制振装置２０の外部に放出されるのである。
【００２８】
反対に、第１ブラケット１５ａと第２ブラケット１５ｂとの距離が伸びる場合、即ち構造物に取付けられた両ブラケット１５ａ，１５ｂ間に引張力が働く場合について考察する。
【００２９】
この場合には、第２ブラケット１５ｂと連結する第２ピストン１４が第１油室Ａを拡張する方向に移動することになる。そして、第１ピストン１１と第２ピストン１４との距離は短くなるので、第２油室Ｂ及び第３油室Ｃは圧縮されることになる。この場合、第２油室Ｂの圧力が所定の圧力を超えると、第２ピストン１４の内部に設置された圧力減衰機構Ｖ２において、減衰弁２５ａが作動して減衰力を発生させながら、第２油室Ｂ及び第３油室Ｃの作動油は第１油室Ａに流れることとなる。
【００３０】
尚、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の実施形態をとることができることは言うまでもない。図面では説明上、一組の減衰弁２５ａ，２５ｂ及び油路２６のみを示しているが、第２ピストン１４の円周方向に沿って同様の油路及び減衰弁が複数設置される場合がある。
【００３１】
また、本実施形態では油室Ｃを形成する構成としているが、これを省いて油室Ａと油室Ｂのみとした場合には、油室Ａの受圧面積と油室Ｂの受圧面積とが等しくなるように設計すればよいものである。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１の発明は、中空円筒状のシリンダーチューブと、該シリンダーチューブの内壁を摺動する第１ピストンと、該第１ピストンから一端が延出する中空円筒状の第１ピストンロッドと、該第１ピストンロッドの他端を閉塞する第１キャップと、前記第１ピストンロッドの内壁を摺動する第２ピストンと、該第２ピストンに一端が連結する第２ピストンロッドと、該第２ピストンロッドの他端に連結する第２キャップと、前記第１キャップと前記第２ピストンとの間に形成した第１油室と、前記第１ピストンと前記第２ピストンとの間に形成した第２油室と、前記第２ピストン内部に設置した前記第２ピストン内部に設置した前記第１油室と前記第２油室とを連通する油路と、該油路に設置した複数の減衰弁とを有し、前記第１油室の受圧面積と前記第２油室の受圧面積とを等しくしたことに特徴を有するので、従来の制振装置のように、減衰器の両側にピストンロッドを突出させなくてもよいので制振装置の短尺化を図ることができる。また、第１油室と第２油室とを等しい受圧面積にしたことから複数の減衰弁は同じものを使用することができる。さらに、部品点数の削減によるコスト低減の効果も奏することができるものである。
【００３３】
請求項２の発明は、第２ピストンロッド内部にアキュムレータを設置したことに特徴を有するので、従来のようにアキュムレータをシリンダーチューブの片側に突出させる必要がなく制振装置の短尺化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る制振装置の全体を示す一部断面図である。
【図２】本発明に係る制振装置に使用する圧力減衰機構を示す説明図である。
【図３】従来の制振装置の全体を示す一部断面図である。
【図４】従来の制振装置に使用する圧力減衰機構を示す説明図である。
【符号の説明】
１，１ａ　シリンダーチューブ
１１　第１ピストン
１２　第１ピストンロッド
１３　軸受キャップ
１４　第２ピストン
１５ａ　第１ブラケット
１５ｂ　第２ブラケット
１６　第２ピストンロッド
１７　アキュムレータ
１８　減衰器
【図１】
2004044742.tif 000003
【図２】
2004044742.tif 000004
【図３】
2004044742.tif 000005
【図４】
2004044742.tif 000006