(57)【要約】【課題】本発明はピストン速度の小さい振動も効果的に減衰できることを課題とする。【解決手段】油圧緩衝器１０は、シリンダ１２と、ピストン１４と、ピストンロッド１６と、温度補償のためのリザーバタンク１８と、ピストン１４の移動に伴う作動油の移動量によって抵抗力を発生させる減衰力発生部２０と、ピストンロッド１６の一端が連結される可動側連結機構２２と、シリンダ１２の端部が連結される固定側連結機構２４と、シリンダ１２の表面と裏面に配置された第１，第２の摩擦ダンパユニット２６，２８とから構成されている。摩擦ダンパユニット２６，２８は、シリンダ１２の外周の両側に軸を中心として１８０度の位置に対称に設けられている。そのため、摩擦ダンパユニット２６，２８は、摩擦力がシリンダ１２の両側（前後面）で均等に作用してバランスする構成となっている。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動油が充填されたシリンダと、
該シリンダ内に挿入されたピストンと、
該ピストンを貫通する液通路に設けられ前記ピストンの移動に伴って開閉する弁体の弁開動作により前記液通路を通過する作動油の流れに抵抗力を与える弁機構と、
前記ピストンが連結されたピストンロッドと、
一端が前記ピストンロッドに係止され、他端が前記シリンダの一側外周に対向するように延在形成された第１の支持アームと、
一端が前記ピストンロッドに係止され、他端が前記シリンダの他側外周に対向するように延在形成され、且つ前記第１の支持アームとピストンの中心を介して対向する第２の支持アームと、
該第１、第２の支持アームの他端と前記シリンダとの間に設けられ、ピストンロッドの摺動動作に伴って摩擦力を発生させる一対の摩擦力発生手段と、
を備えたことを特徴とする油圧緩衝器。
【請求項２】
前記摩擦力発生手段は、
前記第１、第２の支持アームの他端または前記シリンダの両側の何れか一方に設けられた摩擦部材と、
前記第１、第２の支持アームの他端または前記シリンダの両側の何れか他方に設けられ、前記摩擦部材が摺動する摺動部材と、
前記摺動部材に対する前記摩擦部材の押圧力を調整する調整手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の油圧緩衝器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシリンダ内に充填された作動油がピストンの移動により減衰力を発生させるよう構成された油圧緩衝器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の油圧緩衝器としては、例えば建物等の構造物の振動を減衰させるブレースダンパに適用されるものがある。この種の油圧緩衝器では、大略、作動油が充填されたシリンダと、シリンダ内に挿入されたピストンと、ピストンを貫通する液通路に設けられピストンの移動に伴って液通路を通過する作動油の流量を調整する弁機構とを有する構成である。
【０００３】
そして、油圧緩衝器は、地震等により構造物が振動すると、ピストンがシリンダ内を摺動して減衰力を発生させることにより、構造物と地面との相対変位を緩衝する。その際、ピストンの摺動動作に伴って、シリンダ内に充填された作動油がピストンを貫通する液通路を通過し、液通路を絞る弁機構により作動油の流量が絞られて減衰力が発生する。
【０００４】
従って、この種の油圧緩衝器においては、ピストンがシリンダ内を摺動する際にシリンダ内に充填された作動油がピストン内部に設けられた弁機構によって開閉される通路を通過する過程で抵抗力を発生させる構成であるので、ピストン速度が大きくなるほどより大きな抵抗力が発生して振動を減衰させることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の油圧緩衝器では、ピストン速度の大きさに応じた抵抗力（減衰力）を発生させて振動を減衰させる構成であるので、例えば、地震のような比較的低周波数で振幅の大きい振動の場合にはピストン速度が高いので、振動を効果的に減衰できる反面、例えば、構造物が多くの自動車が通行する道路付近にある場合には、比較的高周波数で振幅の小さい振動が伝播するので、ピストン速度が小さいため、このような交通振動を効果的に減衰させることが難しかった。
そこで、本発明は上記課題を解決した油圧緩衝器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような特徴を有する。
【０００７】
上記請求項１記載の発明は、作動油が充填されたシリンダと、シリンダ内に挿入されたピストンと、ピストンを貫通する液通路に設けられピストンの移動に伴って開閉する弁体の弁開動作により液通路を通過する作動油の流れに抵抗力を与える弁機構と、ピストンが連結されたピストンロッドと、一端がピストンロッドに係止され、他端がシリンダの一側外周に対向するように延在形成された第１の支持アームと、一端がピストンロッドに係止され、他端がシリンダの他側外周に対向するように延在形成され、且つ第１の支持アームとピストンの中心を介して対向する第２の支持アームと、第１、第２の支持アームの他端とシリンダとの間に設けられ、ピストンロッドの摺動動作に伴って摩擦力を発生させる一対の摩擦力発生手段と、を備えたものであり、例えば、交通振動のようなピストン速度の小さい振動を一対の摩擦力発生手段により効果的に減衰することができ、しかも一対の摩擦力発生手段の抵抗力がシリンダの両側でバランスすることにより、ピストンロッドにこじるような応力が作用せず、ピストンの摺動動作を妨げないように摩擦力を発生させることが可能である。
【０００８】
また、上記請求項２記載の発明は、第１、第２の支持アームの他端またはシリンダの両側の何れか一方に設けられた摩擦部材と、第１、第２の支持アームの他端またはシリンダの両側の何れか他方に設けられ、摩擦部材が摺動する摺動部材と、摺動部材に対する摩擦部材の押圧力を調整する調整手段と、を備えており、摩擦力発生手段による摩擦力を任意の大きさに調整することが可能であり、例えば、摩擦部材が摩耗した場合でも定期的に調整して常に一定の摩擦力が発生するようにできる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明になる油圧緩衝器の一実施例の構成を示す正面図である。図２は油圧緩衝器の平面図である。図３は油圧緩衝器の縦断面図である。
【００１０】
図１乃至図３に示されるように、油圧緩衝器１０は、大略、シリンダ１２と、ピストン１４と、ピストンロッド１６と、温度補償のためのリザーバタンク１８と、ピストン１４の移動に伴う作動油の移動量によって抵抗力を発生させる減衰力発生部２０と、ピストンロッド１６の一端が連結される可動側連結機構２２と、シリンダ１２の端部が連結される固定側連結機構２４と、シリンダ１２の表面と裏面に配置された第１，第２の摩擦ダンパユニット（摩擦力発生手段）２６，２８とから構成されている。
【００１１】
油圧緩衝器１１は、建物等の構造物（図示せず）の振動を減衰させる減衰手段として用いられる油圧ダンパと、摩擦ダンパユニット２６，２８とを組み合わせた構成であり、固定側連結機構１７が構造物の固定側（図示せず）に連結され、可動側連結機構１６が構造物の可動側に連結される。そして、油圧緩衝器１１は、地震等により構造物が振動すると、ピストン１４がシリンダ１２内をＡ，Ｂ方向に摺動して減衰力を発生させることにより、構造物の固定側と可動側との相対変位を緩衝する。
【００１２】
摩擦ダンパユニット２６，２８は、夫々同一構成であり、上方からみると対称に配置されている。また、摩擦ダンパユニット２６，２８は、ピストンロッド１６のフランジ３０に固着された支持アーム３２，３４と、各支持アーム３２，３４の端部に設けられた複数（本実施例では、３個）の摩擦部材３６〜３８と、摩擦部材３６〜３８の押圧力を調整する調整機構（調整手段）４０〜４２と、支持アーム３２，３４と対向するように配置され、摩擦部材３６〜３８が摺動する摺動部材４４，４５と、摺動部材４４，４５と平行に延在するガイドレール４６，４７とを有する。
【００１３】
図４は図１中Ａ−Ａ線に沿う縦断面図である。
図４に示されるように、摩擦ダンパユニット２６，２８は、シリンダ１２の外周の両側に軸を中心として１８０度の位置に対称に設けられている。そのため、摩擦ダンパユニット２６，２８は、摩擦力がシリンダ１２の両側（前後面）で均等に作用してバランスする構成となっている。
【００１４】
摺動部材４４，４５は、例えば、ステンレス板などからなり、シリンダ１２の外周に固着されており、軸方向からみると、シリンダ１２の外周に密着するように円弧状に湾曲している。そして、摺動部材４４，４５の表面は、平滑な摺動面４４ａ，４５ａが形成されており、この摺動面４４ａ，４５ａに摩擦部材３６〜３８が押圧される。
【００１５】
一対の支持アーム３２，３４は、一端がピストンロッド１６のフランジ３０にボルト４８により締結されているので、ピストン１４及びピストンロッド１６と一体的に移動するように設けられている。
【００１６】
さらに、摺動部材４４，４５の上下には、シリンダ１２の外周に固着されたガイドレール４６，４７が延在しており、ガイドレール４６，４７の幅広部４６ａ，４７ａが支持アーム３２，３４の溝３２ａ，３２ｂ，３４ａ，３４ｂに嵌合する。そのため、一対の支持アーム３２，３４は、ガイドレール４６，４７にガイドされて軸方向へ移動することができるように設けられている。
【００１７】
そのため、一対の支持アーム３２，３４は、ガイドレール４６，４７にガイドされ、且つ摩擦ダンパユニット２６，２８の摩擦力が両側でバランスすることにより、ピストン１４及びピストンロッド１６の摺動動作を妨げないように軸方向に摺動することが可能である。よって、一対の摩擦ダンパユニット２６，２８の抵抗力がシリンダ１２の両側でバランスすることにより、ピストンロッド１６にこじるような応力が作用せず、ピストン１４の摺動動作を妨げないように摩擦力を発生させることが可能になる。
【００１８】
ここで、上記摩擦ダンパユニット２６，２８の構成について図５及び図６を参照して説明する。尚、一対の摩擦ダンパユニット２６，２８は、同一構成であるので、第１の摩擦ダンパユニット２６の構成について説明し、第２の摩擦ダンパユニット２８の説明は省略する。
【００１９】
図５は第１の摩擦ダンパユニット２６を拡大して示す正面図である。図６は第１の摩擦ダンパユニット２６を拡大して示す縦断面図である。
【００２０】
図５及び図６に示されるように、第１の摩擦ダンパユニット２６は、前述したように３個の摩擦部材３６〜３８と、調整機構４０〜４２とを有する。摩擦部材３６〜３８は、ディスクブレーキに使用されるブレーキパッドと同様なブレーキ材（例えば、フェノール樹脂に摩擦用ライニング材を圧縮したもの等）からなり、押圧力に応じた摩擦を発生させることができるように構成されている。
【００２１】
摩擦部材３６〜３８は、円板状に形成されており、支持アーム３２に設けられた収納孔３２ａ〜３２ｃに収納されている。また、摩擦部材３６〜３８は、調整機構４０〜４２により摺動部材４４に対する押圧力を調整される。尚、本実施例では、３個の摩擦部材３６〜３８を一列に配置した構成を一例として挙げたが、これに限らず、４個以上の摩擦部材を配置しても良いし、あるいは、円形の摩擦部材に限らず、例えば、楕円形や長方形状の摩擦部材を配置させる構成としても良いのは勿論である。
【００２２】
調整機構４０〜４２は、摩擦部材３６〜３８を押圧するコイルバネ７４〜７６と、コイルバネ７４〜７６に当接する蓋部材４８〜５０とから構成されている。蓋部材４８〜５０は、夫々収納孔３２ａ〜３２ｃのめねじ３２ａ１〜３２ｃ１に螺入されるおねじ４８ａ〜５０ａと、締め付け工具（図示せず）が嵌合するための小判形状の締め付け孔４８ｂ〜５０ｂとを有する。
【００２３】
従って、メンテナンス時に蓋部材４８〜５０の締め付け具合を調整することで、コイルバネ７４〜７６の圧縮量が調整されるため、結果的に摺動部材４４，４５に対する摩擦部材３６〜３８の押圧力を任意の値に設定することが可能になる。また、摩擦部材３６〜３８が摩耗した場合でも定期的に押圧力を調整して常に一定の摩擦力が発生するようにできる。
【００２４】
また、摩擦部材３６〜３８の押圧力を任意の値に正確に設定する方法としては、例えば、蓋部材４８〜５０の周囲に回動角度の目盛りを設けて蓋部材４８〜５０の回動角度を任意の角度に調整して設定する方法、あるいはトルクレンチを用いて蓋部材４８〜５０に作用するコイルバネ７４〜７６のバネ力に応じたトルクの大きさを測定しながら締め付ける方法がある。
【００２５】
また、本実施例では、摩擦ダンパユニット２６，２８の夫々に３個の摩擦部材３６〜３８を配置してあるので、３個の摩擦部材３６〜３８のうち１個または２個を摺動部材４４，４５に摺動させるようにして摩擦力を任意の大きさに設定することも可能である。
【００２６】
ここで、図３に戻って、シリンダ１２内部の油圧ダンパの構成について説明する。
【００２７】
図３に示されるように、シリンダ１２は、円筒状に形成されたシリンダ本体５２と、シリンダ本体５２の両端開口を閉塞する円盤状の蓋体５４，５６とから構成されている。蓋体５４，５６は、ボルト５８によりシリンダ本体５２の両端に締結される。また、蓋体５４は、ピストンロッド１６が挿通される孔５４ａが中央に貫通しており、孔５４ａの内周にはピストンロッド１６の外周をシールするためのシール部材６０が装着されている。
【００２８】
また、蓋体５４，５６の上部には、吊り下げ用のアイボルト６２，６４が螺着されている。
【００２９】
ピストン１４は、挿通孔１４ａに挿通されたピストンロッド１６に固定された状態でシリンダ１２の内部に形成された筒状のシリンダ壁６６内部に摺動可能に挿入されている。また、シリンダ壁６６とシリンダ本体５２との間には、筒状の液通路６８が形成されており、液通路６８にはリザーバタンク１８が連通されている。
【００３０】
また、シリンダ壁６６内部は、内部に所定の粘性抵抗を有する作動油が充填されており、ピストン１４により左室６６ａと右室６６ｂとに画成される。そして、蓋体５４の内部には、左室６６ａと液通路６８との間を連通する複数（本実施例では、周方向に８個）の減衰力発生部２０の弁機構７０が設けられている。
【００３１】
この弁機構７０は、一方向の流れのみを許容し逆流を防止すると共に、作動油の流れに抵抗力を付与するよう構成されている。すなわち、弁機構７０は、作動油の液圧に応じて弁開度（絞り）を変更して作動油の抵抗を調整する調圧弁である。尚、調圧弁の内部構造は、周知であるので、ここではその説明を省略する。
【００３２】
ここで、上記のように構成された油圧緩衝器１０は、Ａ，Ｂ方向（軸方向）の振動が伝播されると、ピストン１４がシリンダ壁６６内を摺動することにより左室６６ａと右室６６ｂとの圧力差が生じる。その際、複数の弁機構７０においては、左室６６ａと右室６６ｂとの圧力差に応じた弁開度に開弁動作する。これにより、左室６６ａ又は右室６６ｂの作動油が液通路６８を通過して右室６６ｂ又は左室６６ａへ移動する。
【００３３】
このようにして粘性流体である作動油が流路面積を絞った弁機構７０を通過する過程で粘性抵抗が発生し、ピストン１４の相対変位が緩衝される。そのため、油圧緩衝器１０に伝播されたＡ，Ｂ方向の振動エネルギは、作動油の移動に伴って発生する粘性抵抗力に変換されて減衰される。
【００３４】
図７は油圧ダンパと本発明の油圧緩衝器１０の減衰特性を示すグラフである。図７に示されるように、グラフＩは油圧ダンパのみの減衰特性を示し、グラフＩＩは本実施例（油圧ダンパ＋摩擦ダンパ）の減衰特性を示す。
【００３５】
従来の油圧緩衝器は、油圧ダンパのみで減衰力を発生させるため、グラフＩに示されるように、ピストン速度Ｖ０で減衰力Ｆ０を発生させ、ピストン速度Ｖ１で減衰力Ｆ１を発生させ、ピストン速度Ｖ２で減衰力Ｆ２を発生させる。
【００３６】
しかしながら、本実施例の油圧緩衝器１０では、ピストン１４の移動により減衰力を発生させる油圧ダンパと、摩擦ダンパユニット２６，２８とを組み合わせたため、グラフＩＩに示されるように、ピストン速度Ｖ０で減衰力Ｆ０１（＞Ｆ０）を発生させ、ピストン速度Ｖ１で減衰力Ｆ１１（＞Ｆ１）を発生させ、ピストン速度Ｖ２で減衰力Ｆ２１（＞Ｆ２）を発生することができる。
【００３７】
このように、本実施例の油圧緩衝器１０では、ピストン速度が低い領域でも摩擦ダンパユニット２６，２８の摩擦力による減衰力が発生するため、従来の油圧ダンパのみのものよりもより大きな減衰力を得ることが可能になる。そのため、比較的ピストン速度の小さい交通振動でもピストン速度の大きい地震による振動でも良好に減衰して構造物の振動を制振することが可能になる。
【００３８】
上記実施の形態では、油圧緩衝器１１が構造物の振動を緩衝する場合を一例として挙げたが、これに限らず、他の用途に使用される油圧緩衝器にも適用できるのは勿論である。
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、作動油が充填されたシリンダと、シリンダ内に挿入されたピストンと、ピストンを貫通する液通路に設けられピストンの移動に伴って開閉する弁体の弁開動作により液通路を通過する作動油の流れに抵抗力を与える弁機構と、ピストンが連結されたピストンロッドと、一端がピストンロッドに係止され、他端がシリンダの一側外周に対向するように延在形成された第１の支持アームと、一端がピストンロッドに係止され、他端がシリンダの他側外周に対向するように延在形成され、且つ第１の支持アームとピストンの中心を介して対向する第２の支持アームと、第１、第２の支持アームの他端とシリンダとの間に設けられ、ピストンロッドの摺動動作に伴って摩擦力を発生させる一対の摩擦力発生手段と、を備えたため、例えば、交通振動のようなピストン速度の小さい振動を一対の摩擦力発生手段により効果的に減衰することができ、しかも一対の摩擦力発生手段の抵抗力がシリンダの両側でバランスすることにより、ピストンロッドにこじるような応力が作用せず、ピストンの摺動動作を妨げないように摩擦力を発生させることが可能である。
【００３９】
また、上記請求項２記載の発明によれば、第１、第２の支持アームの他端またはシリンダの両側の何れか一方に設けられた摩擦部材と、第１、第２の支持アームの他端またはシリンダの両側の何れか他方に設けられ、摩擦部材が摺動する摺動部材と、摺動部材に対する摩擦部材の押圧力を調整する調整手段と、を備えたため、摩擦力発生手段による摩擦力を任意の大きさに調整することが可能であり、例えば、摩擦部材が摩耗した場合でも定期的に調整して常に一定の摩擦力が発生するようにできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる油圧緩衝器の一実施例の構成を示す正面図である。
【図２】油圧緩衝器の平面図である。
【図３】油圧緩衝器の縦断面図である。
【図４】図１中Ａ−Ａ線に沿う縦断面図である。
【図５】第１の摩擦ダンパユニット２６を拡大して示す正面図である。
【図６】第１の摩擦ダンパユニット２６を拡大して示す縦断面図である。
【図７】油圧ダンパと本発明の油圧緩衝器１０の減衰特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１０　油圧緩衝器
１２　シリンダ
１４　ピストン
１６　ピストンロッド
１８　リザーバタンク
２０　減衰力発生部
２２　可動側連結機構
２４　固定側連結機構
２６，２８　摩擦ダンパユニット
３０　フランジ
３２，３４　支持アーム
３６〜３８　摩擦部材
４０〜４２　調整機構
４４，４５　摺動部材
４６，４７　ガイドレール
４８〜５０　蓋部材
５４，５６　蓋体
６６　シリンダ壁
６８　液通路
７０　弁機構
７４〜７６　コイルバネ
【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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【図６】
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【図７】
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