(57)【要約】【課題】制振装置全体を小径化させ、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】調圧弁１とリリーフ弁１ａとはピストン２に穿設された弁設置孔３にバネ４と、バネ座５と、スプール６と、このスプール６に穿設された作動油の取り込み孔６ａの一端を閉塞するプッシュロッド７と、スプール６の動きを案内するスプールガイド８とからなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空円筒状のアウターチューブと、該アウターチューブとの間にリザーブ室を形成しつつ内側に設置された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ピストンと、該ピストンによって形成される第１油室及び第２油室と、該第２油室側に設置された第３油室と、前記ピストンから一端が第１油室側に延出する中空円筒状のピストンロッドと、該ピストンロッドと前記ピストンとの内部に設置された第１調圧弁及び第１リリーフ弁と、前記第２油室側に設置された第２調圧弁及び第２リリーフ弁とを有し、
所定の圧力で前記第１油室が圧縮された場合には前記第１調圧弁が作動して前記第１油室から前記第２油室に作動油が流れ、さらに高圧の所定の圧力に達すると前記第１リリーフ弁が作動して前記第１油室から前記第２油室に作動油が流れ、
所定の圧力で前記第２油室が圧縮された場合には前記第２調圧弁が作動して前記第２油室から前記第３油室へ作動油が流れ、さらに高圧の所定の圧力に達すると前記第２リリーフ弁が作動して前記第２油室から前記第３油室に作動油が流れることを特徴とする制振装置。
【請求項２】
第１及び第２リリーフ弁は、スプールガイドと、スプールと、バネと、バネ座と、前記スプールの一端に形成された長穴に摺動可能に嵌合するプッシュロッドとを有することを特徴とする請求項１に記載の制振装置。
【請求項３】
制振装置等の圧力制御のために使用される弁であって、該弁は、貫通口部を有するスプールと、スプールガイドと、バネと、バネ座と、プッシュロッドとを有し、
前記バネ座は前記スプールの後端近傍に固定され、前記バネは前記スプールガイドと前記バネ座との間に設置され、前記プッシュロッドは前記スプールの後端に形成され前記貫通口部と連通する長穴に摺動可能に嵌合するものであって、
前記貫通口部を介し作動油は長穴に嵌合したプッシュロッドを押圧し、所定圧力以上になるとバネの付勢に抗する方向にスプールが移動し、該スプールと前記スプールガイドとの間に隙間が形成されることによって、前記貫通口部と連通する該隙間から作動油が流れ出ることを特徴とする弁。
【請求項４】
スプールの先端部に調圧弁を設置して調圧弁とリリーフ弁の両方の機能を有することを特徴とする請求項３に記載の弁。
【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及び制振装置等の圧力制御に利用される弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の制振装置は、一例として、図４に示す内部構造のものがある。この制振装置３０はシリンダーチューブ３１内にピストンロッド３２ａ，３２ｂを連結したピストン３３が設置されて図面上、左右の油室Ｅ，Ｄが形成されている。
【０００３】
また、ピストン３３の内部には調圧弁３５ａ，３５ｂと、リリーフ弁３４ａ，３４ｂとが設置されている。
【０００４】
この、制振装置３０の作動は、例えば外力が作用して油室Ｅが圧縮されて、所定の圧力を超えると、調圧弁３５ａが作動して油室Ｅの作動油は油室Ｄに流れることとなる。反対に、油室Ｄが圧縮されて、所定の圧力を超えると、調圧弁３５ｂが作動して油室Ｄの作動油は油室Ｅに流れることとなるのである。
【０００５】
さらに、どちらか一方の油室Ｄ又はＥが異常な高圧となった場合にはどちらか一方のリリーフ弁３４ａ又は３４ｂが作動して一方の油室から他方の油室へと作動油が流れるのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、従来の構成では図５に示すように弁３６に作用する推力（受圧面積×油室の圧力）に直接ばね３７を対抗させる構造であるから、ピストン３３に内蔵されているバネ３７は大型のものが使用されている。
【０００７】
このことから、ピストン３３が大径化することによって、制振装置３０も大径化せざるを得ず、小径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。
【０００８】
本発明は上記点に鑑み、制振装置を小径化させ、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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、中空円筒状のアウターチューブと、該アウターチューブとの間にリザーブ室を形成しつつ内側に設置された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ピストンと、該ピストンによって形成される第１油室及び第２油室と、該第２油室側に設置された第３油室と、前記ピストンから一端が第１油室側に延出する中空円筒状のピストンロッドと、該ピストンロッドと前記ピストンとの内部に設置された第１調圧弁及び第１リリーフ弁と、前記第２油室側に設置された第２調圧弁及び第２リリーフ弁とを有し、
所定の圧力で前記第１油室が圧縮された場合には前記第１調圧弁が作動して前記第１油室から前記第２油室に作動油が流れ、さらに高圧の所定の圧力に達すると前記第１リリーフ弁が作動して前記第１油室から前記第２油室に作動油が流れ、
所定の圧力で前記第２油室が圧縮された場合には前記第２調圧弁が作動して前記第２油室から前記第３油室へ作動油が流れ、さらに高圧の所定の圧力に達すると前記第２リリーフ弁が作動して前記第２油室から前記第３油室に作動油が流れることに特徴を有する。
【００１０】
請求項２の発明は、第１及び第２リリーフ弁は、スプールガイドと、スプールと、バネと、バネ座と、前記スプールの一端に形成された長穴に摺動可能に嵌合するプッシュロッドとを有することに特徴を有する。
【００１１】
請求項３の発明は、制振装置等の圧力制御のために使用される弁であって、該弁は、貫通口部を有するスプールと、スプールガイドと、バネと、バネ座と、プッシュロッドとを有し、
前記バネ座は前記スプールの後端近傍に固定され、前記バネは前記スプールガイドと前記バネ座との間に設置され、前記プッシュロッドは前記スプールの後端に形成され前記貫通口部と連通する長穴に摺動可能に嵌合するものであって、
前記貫通口部を介し作動油は長穴に嵌合したプッシュロッドを押圧し、所定圧力以上になるとバネの付勢に抗する方向にスプールが移動し、該スプールと前記スプールガイドとの間に隙間が形成されることによって、前記貫通口部と連通する該隙間から作動油が流れ出ることに特徴を有する。
【００１２】
請求項４の発明は、スプールの先端部に調圧弁を設置して調圧弁とリリーフ弁の両方の機能を有することに特徴を有する。
【００１３】
【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は本発明に係る調圧弁とリリーフ弁とを制振装置のピストン内部に組み込んだ状態を示す断面図である。この図に示すように調圧弁１とリリーフ弁１ａとはピストン２に穿設された弁設置孔３にバネ４と、バネ座５と、スプール６と、このスプール６に穿設された作動油の取り込み孔６ａの一端を閉塞するプッシュロッド７と、スプール６の動きを案内するスプールガイド８とからなるものである。
【００１４】
そして、油室Ｂと調圧弁１とリリーフ弁１ａとはピストン２内部に穿設された油路９によって連通されており、スプール６の貫通口部６ｂから油室Ｂの作動油が入り、スプール６の内部を満たしているのである。
【００１５】
尚、図１の１０は調圧弁１又はリリーフ弁１ａの作動時に低圧側となる油室Ａと弁設置孔３とを連通するための通路であり、弁設置孔３内部の作動油はこの通路を経由して油室Ａ内に流れることによって、スプール６の作動を可能としている。
【００１６】
また、弁設置孔３への組み込みは、初めにバネ座５とバネ４とを挿入した後、スプールガイド８をねじ込み、最後に予めプッシュロッド７を嵌合しておいたスプール６をスプールガイド８内に挿入するのである。尚、図示していないが、油室Ａが高圧となった場合に作動油を油室Ａから油室Ｂへと移動させる図１の弁とは逆向きの調圧弁及びリリーフ弁がピストン２の内部に設置されている。
【００１７】
図２は本発明に使用されるスプールを示す説明図である。このスプール６は先端の開閉部６ｃと、中央の貫通口部６ｂと、後端のプッシュロッド嵌合部６ｄとを有するものである。そして、貫通口部６ｂの底壁６１ｂとプッシュロッド嵌合部６ｄとの間は作動油の取り込み孔６ａによって連通されている。また、貫通口部６ｂの上部と開閉部６ｃの底部６１ｃとの間には外周壁の２箇所に溝６２ｃ，６２ｃが設けられており、スプールガイド８内に挿入された時に、この溝６２ｃは作動油が流れる油路となる構造となっている。
【００１８】
ここで、図１及び図２を用いてプッシュロッド７とバネ４とのバランス関係について説明する。スプール６のプッシュロッド嵌合部６ｄに嵌合するプッシュロッドの上面７ａには高圧側となる油室Ｂから油路９及び貫通口部６ｂを経由した作動油が油室Ｂと同圧力で作用している。また、プッシュロッドの底面７ｂがピストン２の内壁面を押す力である推力は、プッシュロッドの上面７ａの面積×油室Ｂの作動油の圧力で計算される。したがって、この推力よりもバネ４がバネ座５を押す力が大きい場合にはバネ座５に連結するスプール６は静止した状態のままである。一方、推力が大きくなって、バネ４がバネ座５を押す力よりも上回った場合にはスプール６は嵌合されているプッシュロッド７から離れる方向、即ち図面上、左方向に移動することとなるのである。
【００１９】
上述のような構成とした利点は、従来図５と比較すると容易に理解できる。即ち、従来の弁構造では弁３６に作用する推力（受圧面積×油室の圧力）に直接ばね３７の力を対抗させる構造としているため、油室の圧力を等しくした場合でも受圧面積がプッシュロッドの上面７ａの面積よりも大きくなることから推力が大きくなり、これに対抗させるバネも大きな力を必要とするから大型のバネが必要となるのである。一方、本発明ではプッシュロッドの上面７ａの面積×油室Ｂの圧力が推力となるため、これに対抗させるバネ４も小型のもので足りるのである。
【００２０】
次に、図１と図２に基づいて調圧弁及びリリーフ弁の動作を説明する。
先ず、油室Ｂの作動油の圧力が所定の圧力以下では、スプール６はバネ４で図面上、右方向へ押される力がプッシュロッド７に作用する推力（受圧面積×圧力）より大きくなるようにしてあるので、スプール開閉部６ｃとスプールガイド８との接触面は隙間のない閉じた状態となっているのである。
【００２１】
そして、油室Ｂの作動油の圧力が所定の圧力以上に達すると、プッシュロッド７に作用する推力がバネ４の力よりも大きくなってプッシュロッド７に作用する推力に対する反力でスプール６はバネ４に抗して図面上、左方向へ移動してスプール開閉部６ｃとスプールガイド８との間に隙間ができるのである。ここで、上述したスプール６の貫通口部６ｂ及び溝６２ｃを経由して作動油が、この隙間から油室Ａ方向へと流れ出るのである。
【００２２】
図３は本発明に係る制振装置を示す説明図である。この図に示すように、制振装置２０は、アウターチューブ２１の一端がブラケット２２ａによって閉塞されており、他端はキャップ２３によって閉塞され、このキャップ２３をブラケット２２ｂに連結するピストンロッド２４が貫通している。
【００２３】
このアウターチューブ２１の内側にはシリンダーチューブ２５が内挿されており、アウターチューブ２１とシリンダーチューブ２５の間は後述するように作動油が流れ込むことができるリザーブ室Ｆとなっている。
【００２４】
そして、シリンダーチューブ２５の内側にはシリンダーチューブの内壁を摺動するピストン２６が設置されており、このピストン２６の一端は前述のピストンロッド２４と連結している。また、このピストン２６によって、シリンダーチューブ２５の内側は油室Ａと油室Ｂとに分けられるのである。
【００２５】
次に、ピストン２６の内部には調圧弁２７ａが設置されていて、この調圧弁２７ａはピストンロッド２４の内部に設置されたリリーフ弁２８ａと一体化しているのである。
【００２６】
また、ピストン２６には前述の油室Ａと油室Ｂとを連通する貫通孔２６ａが穿設されているが、この貫通孔２６ａの油室Ａ側がチェック弁２９ａによって閉塞されているのである。
【００２７】
そして、油室Ｂ側はチェック弁２９ｂによって油室Ｃが形成されており、この油室Ｃ側に設置された調圧弁２７ｂと油室Ｂ側に設置されたリリーフ弁２８ｂとが一体化されているのである。また、スプールガイド２８４ｂを覆うようにして、隔壁４１が設置されている。そして、油室Ｃとリザーブ室Ｆとは油路４０によって連通しているのである。尚、プッシュロッド７０ａ，７０ｂ及びバネ座５０ａ，５０ｂは図１で説明したものと同様の作用をするものである。即ち、プッシュロッドの底面が接触する壁面を押す力である推力は、プッシュロッドの上面の面積×油室の作動油の圧力で計算される。したがって、この推力よりもバネがバネ座を押す力が大きい場合にはバネ座に連結するスプールは静止した状態のままである。一方、推力が大きくなって、バネがバネ座を押す力よりも上回った場合にはスプールは嵌合されているプッシュロッドから離れる方向に移動することとなるのである。
【００２８】
次に、図３に示した制振装置の動作を説明する。
所定圧力以下の圧縮動作では、ピストンロッド２４のシリンダーチューブ２５内への進入に伴い、ピストンロッド２４の移動体積分の作動油が調圧弁２７ｂで減衰力を発生した後、油室Ｃからリザーブ室Ｆへと流れるのである。
【００２９】
そして、ピストンロッド２４の進入速度が速くなって、油室Ｂが所定圧力以上に昇圧した場合にはスプール２８１ｂがバネ２８２ｂに抗して移動し、開閉部２８３ｂを開き、ここから作動油は油室Ｃ及びリザーブ室Ｆへと流れるのである。
【００３０】
一方、ピストンロッド２４のシリンダーチューブ２５内への進入に伴って拡大する油室Ａでは作動油が不足することとなるが、この不足する分の作動油は油室Ｂ側からピストンの貫通孔２６ａを経由した後、チェック弁２９ａを開弁して油室Ａ側へ補給されるのである。
【００３１】
反対に、所定圧力以下の伸縮動作では、ピストンロッド２４のシリンダーチューブ２５外への撤退に伴い、油室Ａ側のピストンロッド２４の移動体積分の作動油が調圧弁２７ａで減衰力を発生した後、拡大する油室Ｂ側へと流れるのである。
【００３２】
そして、ピストンロッド２４の撤退速度が速くなって、油室Ａが所定圧力以上に昇圧した場合にはスプール２８１ａがバネ２８２ａに抗して移動し、開閉部２８３ａを開き、ここから作動油は油室Ｂへと流れるのである。
【００３３】
一方、ピストンロッド２４のシリンダーチューブ外への撤退に伴って拡大する油室Ｂでは作動油が不足することとなるが、この不足する分の作動油はリザーブ室Ｆからチェック弁２９ｂを介して油室Ｂ側へ補給されるのである。
【００３４】
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１に示した実施形態では本発明に係る調圧弁及びリリーフ弁を制振装置のピストン内部に設置しているがこれに限定されるものではなく、制振装置、アクチュエータ等の圧力制御のために従来から使用しているリリーフ弁に換えて利用することができるものであり、その利用範囲は広範囲に及ぶものである。また、図１に示した実施形態では調圧弁及びリリーフ弁の両方を本発明に係る構成としているが、どちらか一方を通常の調圧弁又はリリーフ弁として利用することもできるものである。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１の発明は、中空円筒状のアウターチューブと、該アウターチューブとの間にリザーブ室を形成しつつ内側に設置された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ピストンと、該ピストンによって形成される第１油室及び第２油室と、該第２油室側に設置された第３油室と、前記ピストンから一端が第１油室側に延出する中空円筒状のピストンロッドと、該ピストンロッドと前記ピストンとの内部に設置された第１調圧弁及び第１リリーフ弁と、前記第２油室側に設置された第２調圧弁及び第２リリーフ弁とを有し、
所定の圧力で前記第１油室が圧縮された場合には前記第１調圧弁が作動して前記第１油室から前記第２油室に作動油が流れ、さらに高圧の所定の圧力に達すると前記第１リリーフ弁が作動して前記第１油室から前記第２油室に作動油が流れ、
所定の圧力で前記第２油室が圧縮された場合には前記第２調圧弁が作動して前記第２油室から前記第３油室へ作動油が流れ、さらに高圧の所定の圧力に達すると前記第２リリーフ弁が作動して前記第２油室から前記第３油室に作動油が流れることに特徴を有するので、ピストンを小径化することができ、これによって制振装置も小径化することができる。また、部品点数を減らすこともできるので、コスト低減を図ることができる。
【００３６】
請求項２の発明は、第１及び第２リリーフ弁は、スプールガイドと、スプールと、バネと、バネ座と、前記スプールの一端に形成された長穴に摺動可能に嵌合するプッシュロッドとを有することに特徴を有するので、従来のリリーフ弁と比較して単位時間当りに移動させることができる作動油の流量を増加させることができ、設置するリリーフ弁の数を減らすことにもなることからコスト低減を図ることができる。
【００３７】
請求項３の発明は、制振装置等の圧力制御のために使用される弁であって、該弁は、貫通口部を有するスプールと、スプールガイドと、バネと、バネ座と、プッシュロッドとを有し、
前記バネ座は前記スプールの後端近傍に固定され、前記バネは前記スプールガイドと前記バネ座との間に設置され、前記プッシュロッドは前記スプールの後端に形成され前記貫通口部と連通する長穴に摺動可能に嵌合するものであって、
前記貫通口部を介し作動油は長穴に嵌合したプッシュロッドを押圧し、所定圧力以上になるとバネの付勢に抗する方向にスプールが移動し、該スプールと前記スプールガイドとの間に隙間が形成されることによって、前記貫通口部と連通する該隙間から作動油が流れ出ることに特徴を有するので、従来の同等の圧力で作動する調圧弁及びリリーフ弁に使用されるバネと比較して、弱い力のバネで足りることからバネの小型化、小径化を図ることができる。
【００３８】
請求項４の発明は、スプールの先端部に調圧弁を設置して調圧弁とリリーフ弁の両方の機能を有することに特徴を有するので、弁の小型化に加えて製造コストの低減にも大きく寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る調圧弁及びリリーフ弁を制振装置のピストンに設置した状態を示す説明図である。
【図２】本発明に係るリリーフ弁のスプールを示す説明図である。
【図３】本発明に係る制振装置を示す説明図である。
【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。
【図５】従来の弁構造を示す説明図である。
【符号の説明】
１　調圧弁
１ａ　リリーフ弁
２　ピストン
３　弁設置孔
４　バネ
５　バネ座
６　スプール
７　プッシュロッド
８　スプールガイド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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