(57)【要約】【課題】建築物等のダンパに適したダンパ構造を提供する。【解決手段】ピストン５によって仕切られるロッド側シリンダ室７及びエンド側シリンダ室８と、このエンド側シリンダ室８に連通しピストンロッド２の侵入体積分の作動油を溜めるリザーバ室９とを備える建築物等のダンパ１において、フリーピストン１９を摺動可能に収装するタンクシリンダ６と、このフリーピストン１９によって仕切られるリザーバ室９と、フリーピストン１９をリザーバ室９を圧縮する方向に付勢するスプリング（付勢手段）１５と、タンクシリンダ６とダンパシリンダ４を同軸上で連結するバルブボディ２０とを備え、このバルブボディ２０に圧側減衰弁１２とチェック弁１４を介装する。【選択図】　　図１
2004011835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンロッドに連結されるピストンと、このピストンを摺動可能に収装するダンパシリンダと、ピストンによって仕切られるロッド側シリンダ室及びエンド側シリンダ室と、このエンド側シリンダ室に連通しピストンロッドの侵入体積分の作動液を溜めるリザーバ室とを備える建築物等のダンパにおいて、
フリーピストンを摺動可能に収装して前記リザーバ室を画成するタンクシリンダと、このフリーピストンを前記リザーバ室を圧縮する方向に付勢する付勢手段と、このタンクシリンダと前記ダンパシリンダを連結するバルブボディとを備え、このバルブボディに圧側作動時に開弁して前記エンド側シリンダ室からの作動液を前記リザーバ室に導く圧側減衰弁を介装するとともに、伸側作動時に開弁して前記リザーバ室からの作動液を前記エンド側シリンダ室に導くチェック弁を介装したことを特徴とする建築物等のダンパ。
【請求項２】
前記バルブボディに支持部材に連結される連結部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の建築物等のダンパ。
【請求項３】
前記バルブボディに前記リザーバ室に作動液を注入する注入弁と、前記エンド側シリンダ室からの空気を排出する排気弁を介装したことを特徴とする請求項１または２に記載の建築物等のダンパ。
【請求項４】
前記バルブボディに作動油の流れを遮断可能とする遮断弁を介装したことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の建築物等のダンパ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地震発生時に建築物等の揺れを抑えるダンパの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建築物等のダンパとして、例えば図５に示すものがある。油圧式のダンパ１は、そのピストンロッド２、ダンパシリンダ４、アウターチューブ３等が略水平に延びるように配置され、そのピストンロッド２の先端部が基礎側に連結され、アウターチューブ３の基端部が建築物に連結される。これにより、ダンパ１は地震発生時に基礎側が水平方向に揺れるのに伴って伸縮作動して減衰力を発生する。
【０００３】
ピストンロッド２の基端部にピストン５が連結され、ピストン５はダンパシリンダ４の内側に摺動自在に収装される。ダンパシリンダ４の内部はピストン５によりロッド側シリンダ室７とエンド側シリンダ室８に仕切られる。
【０００４】
ダンパシリンダ４とアウターチューブ３の間には一部にガス室を有するリザーバ室９が画成される。リザーバ室９の内部でガスと作動油は上下に分かれ、作動油の溜まった油溜領域９Ａとガスが溜まった気体溜領域９Ｂができる。
【０００５】
ダンパ１の圧側行程では、作動油がエンド側シリンダ室８から圧側減衰弁１１を通ってロッド側シリンダ室７に流入するとともに、ピストンロッド２の侵入体積分の作動油が油圧側減衰弁１２を通ってリザーバ室９に流入し、所定の減衰力が発生する。
【０００６】
ダンパ１の伸側行程では、チェック弁１４が開弁し、作動油がリザーバ室９からチェック弁１４を通ってエンド側シリンダ室８に流入するとともに、ロッド側シリンダ室７から伸側減衰弁１３を通ってエンド側シリンダ室８に流入し、所定の減衰力が発生する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のダンパ１にあっては、次の問題点があった。
【０００８】
・リザーバ室９のガスがロッド側シリンダ室７やエンド側シリンダ室８に入ると、所定の減衰力が得られなくなる。このため、施工時にダンパ１を略水平に保つように注意しなければならなかった。
【０００９】
・リザーバ室９が略大気圧となっていたため、伸側行程で作動油がリザーバ室９からエンド側シリンダ室８へと円滑に流入できず、吸込不足が生じ、所定の減衰力が得られなくなる可能性があった。
【００１０】
・リザーバ室９がダンパシリンダ４の外側に設けられているため、ダンパ１の外径が大きくなり、建築物の限られた介装スペースに設置することが難しくなる可能性があった。
【００１１】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、建築物等のダンパに適したダンパ構造を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、ピストンロッドに連結されるピストンと、このピストンを摺動可能に収装するダンパシリンダと、ピストンによって仕切られるロッド側シリンダ室及びエンド側シリンダ室と、このエンド側シリンダ室に連通しピストンロッドの侵入体積分の作動液を溜めるリザーバ室とを備える建築物等のダンパに適用する。
【００１３】
そして、フリーピストンを摺動可能に収装して前記リザーバ室を画成するタンクシリンダと、このフリーピストンをリザーバ室を圧縮する方向に付勢する付勢手段と、タンクシリンダとダンパシリンダを連結するバルブボディとを備え、このバルブボディに圧側作動時に開弁してエンド側シリンダ室からの作動液をリザーバ室に導く圧側減衰弁と、伸側作動時に開弁してリザーバ室からの作動液をエンド側シリンダ室に導くチェック弁を介装したことを特徴とするものとした。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明において、バルブボディに支持部材に連結される連結部を形成したことを特徴とするものとした。
【００１５】
第３の発明は、第１または第２の発明において、バルブボディにリザーバ室に作動液を注入する注入弁と、エンド側シリンダ室からの空気を排出する排気弁を介装したことを特徴とするものとした。
【００１６】
第４の発明は、第１から第３のいずれか一つの発明において、バルブボディに作動油の流れを遮断可能とする遮断弁を介装したことを特徴とするものとした。
【００１７】
【発明の作用および効果】
第１の発明によると、地震発生時にダンパはダンパシリンダに対してピストンロッドが伸縮作動し、減衰弁が付与する抵抗によって所定の減衰力が発生する。
【００１８】
リザーバ室に溜められた作動液がフリーピストンの付勢手段によって加圧されているため、圧側行程から伸側行程に切換わる際にも作動液がリザーバ室からエンド側シリンダ室へと円滑に流入し、吸込不足が生じることを防止し、所定の減衰力が得られる。
【００１９】
リザーバ室を画成するタンクシリンダがダンパシリンダと同軸上に設けられているため、ダンパの外径がタンクシリンダによって大きくならず、ダンパの介装スペースに対する制約を少なくする。
【００２０】
第２の発明によると、バルブボディが例えば基礎または建築物等に連結される構造のため、ピストンロッドとバルブボディにそれぞれ設けられる荷重が働く支点間の距離を短くし、ダンパの曲げ強度を高められる。また、タンクシリンダには荷重が働かないため、タンクシリンダに要求される強度が小さくなり、軽量化がはかれる。
【００２１】
第３の発明によると、バルブボディをリザーバ室とエンド側シリンダ室の間に配置し、このバルブボディに注入弁と排気弁を設ける構造のため、作動液の注入時にダンパ内の空気を確実に排出でき、所定の減衰力が得られる。
【００２２】
第４の発明によると、強風時等に遮断弁を閉弁させることにより、ダンパは、そのダンパ機能がロックされ、建築物等の揺れを抑えられる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１は免震支承された建築物に設けられる免震ダンパ１を示している。このダンパ１は基礎（地面）側と建築物の間に連結され、地震発生時に基礎側が揺れるのに伴って伸縮作動して減衰力を発生する。
【００２５】
油圧式のダンパ１は、ピストンロッド２に連結されるピストン５と、このピストン５を摺動可能に収装するダンパシリンダ４と、ピストン５によって仕切られるロッド側シリンダ室７及びエンド側シリンダ室８と、このエンド側シリンダ室８に連通しピストンロッド２の侵入体積分の作動油を溜めるリザーバ室９とを備える。
【００２６】
図２にも示すように、ピストン５には圧側減衰弁１１と伸側減衰弁１３が介装される。ピストン５には圧側減衰弁１１に開閉される通孔４１と、伸側減衰弁１３に開閉される通孔４２とが形成される。圧側減衰弁１１はダンパ１が収縮作動する圧側行程で開弁し、エンド側シリンダ室８からロッド側シリンダ室７に向かう作動油に抵抗を付与する。伸側減衰弁１３はダンパ１が伸張作動する伸側行程で開弁し、ロッド側シリンダ室７からエンド側シリンダ室８に向かう作動油に抵抗を付与する。
【００２７】
ダンパ１は、リザーバ室９を画成するタンクシリンダ６と、タンクシリンダ６とダンパシリンダ４を同軸上で連結するバルブボディ２０とを備える。なお、本実施の形態ではタンクシリンダ６とダンパシリンダ４はそれぞれの中心軸を同軸上に配置されるが、タンクシリンダ６とダンパシリンダ４はバルブボディ２０を介してそれぞれの中心軸をオフセットし、略平行に配置することも可能である。
【００２８】
円筒状のダンパシリンダ４はその一端にシリンダヘッド１７が結合され、その他端にバルブボディ２０が結合される。
【００２９】
円筒状のタンクシリンダ６はその一端にバルブボディ２０が結合され、その他端にボトム１８が結合される。
【００３０】
バルブボディ２０は円筒状のダンパシリンダ４とタンクシリンダ６の間に挟まれ、ダンパシリンダ４及びタンクシリンダ６と同軸上に配置される。
【００３１】
このバルブボディ２０に圧側減衰弁１２とチェック弁１４が介装される。バルブボディ２０には、圧側減衰弁１３によって開閉される通孔４３と、チェック弁１４によって開閉される通孔４４とが形成される。圧側減衰弁１２は圧側行程で開弁し、エンド側シリンダ室８からリザーバ室９に向かう作動油に抵抗を付与する。チェック弁１４は伸側行程で開弁し、リザーバ室９からエンド側シリンダ室８に向かう作動油をほとんど抵抗なく導く。
【００３２】
さらに、バルブボディ２０にリザーバ室９に作動油を注入する注入弁２１と、エンド側シリンダ室８からの空気を排出する排気弁２２が介装される。バルブボディ２０には、注入弁２１によって開閉される通孔４５と、排気弁２２によって開閉される通孔４６とが形成される。注入弁２１と排気弁２２はバルブボディ２０に螺合するプラグ２３と、プラグ２３内に介装されるチェック弁２４とを備える。
【００３３】
タンクシリンダ６内にはフリーピストン１９が摺動可能に収装され、このフリーピストン１９によってリザーバ室９と大気圧室１６に仕切られる。
【００３４】
リザーバ室９を圧縮する付勢手段として、フリーピストン１９とボトム１８の間にはコイル状のスプリング１５が圧縮して介装される。
【００３５】
ダンパ１は、ピストンロッド２の先端とバルブボディ２０のうち一方が基礎側に連結され、他方が建築物側に連結される。
【００３６】
ピストンロッド２の先端には取付ブラケット（連結部）２９が形成される。この取付ブラケット２９が基礎側または建築物側に連結される。
【００３７】
一対のボス部（連結部）２５が円柱状のバルブボディ２０の径方向に突出して形成される。円筒状をした各ボス部２５は、同軸上に配置され、その外周面に取付ブラケット３０が回動可能に結合され、この取付ブラケット３０が基礎側または建築物側に連結される。
【００３８】
各ボス部２５の内側に注入弁２１と排気弁２２がそれぞれ螺合して結合される。
【００３９】
ダンパ１に作動油を注入する場合、以下の手順で行われる。
▲１▼ピストンロッド２を最収縮させてバルブボディ２０に当接させる。フリーピストン４０はスプリング１５の付勢力によってバルブボディ２０に当接している。
▲２▼ダンパ１を図示したように略水平に延び、注入弁２１が下方を向き、排気弁２２が上方に向くように配置する。
▲３▼排気弁２２を開き、注入弁２１を介して加圧作動油を注入する。
▲４▼こうして作動油がリザーバ室９とエンド側シリンダ室８及びロッド側シリンダ室７に作動油を充填し、ピストンロッド２を最伸長させた後、フリーピストン１９をストロークさせてスプリング１５を所定量だけ収縮させる。
▲５▼注入弁２１と排気弁２２を閉塞する。
【００４０】
ダンパ１は、バルブボディ２０をリザーバ室９とエンド側シリンダ室８の間に配置し、このバルブボディ２０に注入弁２１と排気弁２２を設ける構造のため、上記した作動油の注入時にダンパ１内の空気を確実に排出できる。この結果、空気が作動油に混入することを回避して所定の減衰力が得られる。
【００４１】
施工時、ダンパ１内の空気が抜かれているため、前記従来装置のようにダンパ１を略水平に保つ必要がなく、施工作業が容易に行える。
【００４２】
地震発生時に建築物に対して基礎側が揺れるのに伴ってダンパ１はダンパシリンダ４に対してピストンロッド２が伸縮作動する。
【００４３】
ダンパ１の圧側行程では、作動油がエンド側シリンダ室８から圧側減衰弁１１を通ってロッド側シリンダ室７に流入するとともに、ピストンロッド２の侵入体積分の作動油が油圧側減衰弁１２を通ってリザーバ室９に流入し、この圧側減衰弁１１、１２が付与する抵抗によって所定の減衰力が発生する。
【００４４】
ダンパ１の伸側行程では、チェック弁１４が開弁し、作動油がリザーバ室９からチェック弁１４を通ってエンド側シリンダ室８に流入するとともに、ロッド側シリンダ室７から伸側減衰弁１３を通ってエンド側シリンダ室８に流入し、この伸側減衰弁１３が付与する抵抗によって所定の減衰力が発生する。
【００４５】
リザーバ室９がスプリング１５の付勢力によって加圧されているため、圧側行程から伸側行程に切換わる際にも作動油がリザーバ室９からエンド側シリンダ室８へと円滑に流入し、吸込不足が生じることを防止し、所定の減衰力が得られる。
【００４６】
リザーバ室９を画成するタンクシリンダ６がダンパシリンダ４と同軸上に設けられているため、ダンパ１の外径がタンクシリンダ６によって大きくならなくて済み、ダンパ１の介装スペースに対する制約を少なくする。
【００４７】
ダンパ１は、ピストンロッド２の先端とバルブボディ２０が取付ブラケット２９、３０を介して基礎側と建築物側にそれぞれ支持される構造のため、荷重が働く支点間の距離を短くし、曲げ強度を高められる。また、タンクシリンダ６には荷重が働かないため、タンクシリンダ６に要求される強度が小さくなり、軽量化がはかれる。
【００４８】
他の実施の形態として、図３に示すダンパ１は、ピストンロッド２の先端とタンクシリンダ６の先端のうち一方が基礎側に連結され、他方が建築物側に連結される。タンクシリンダ６の先端には取付ブラケット３１が形成される。この取付ブラケット２９が基礎側または建築物側に連結される。この場合、建築物と基礎側に対する支点間の距離を延ばすことができる。
【００４９】
次に図４に示す他の実施の形態を説明する。なお、前記実施の形態と同一構成部には同一符号を付す。
【００５０】
ダンパ１はバルブボディ２０に作動油の流れを遮断可能とする遮断弁５０が介装される。強風時等に遮断弁５０を閉弁させることにより、ダンパ１は、そのダンパ機能がロックされ、建築物の揺れを抑える。
【００５１】
遮断弁５０はバルブボディ２０に介装されるプラグ５１と、このプラグ５１内に形成されるポート５２と、このポート５２を開閉する弁体５３と、弁体５３を開弁方向に付勢するスプリング５４と、このスプリング５４に抗して弁体５３を閉弁方向に付勢するソレノイド５５とを備える。ポート５２は圧側減衰弁１２を介して作動油が流れる通孔４３の途中に介装される。
【００５２】
バルブボディ２０には安全弁５７が介装され、この安全弁５７はエンド側シリンダ室８の圧力が所定値を超えて上昇するのに伴って開弁する。
【００５３】
通常、図示しないコントローラを介してソレノイド５５が通電されず、遮断弁５０は開弁している。これにより、地震発生時に建築物に対して基礎側が揺れるのに伴ってダンパ１はダンパシリンダ４に対してピストンロッド２が伸縮作動し、ダンパ機能を発揮する。
【００５４】
例えば台風等の強風時、コントローラを介してソレノイド５５が通電され、遮断弁５０を閉弁させる。これにより、ダンパ１の圧側行程では、ピストンロッド２の侵入体積分の作動油が図中矢印で示すようにエンド側シリンダ室８から油圧側減衰弁１２を通ってリザーバ室９に流入しようとするが、遮断弁５０がこの流れを遮断し、そのダンパ機能がロックされ、建築物の揺れを抑える。
【００５５】
なお、本発明のダンパは、建築物の免震ダンパに限らず、陳列台の免震ダンパ、あるいは建築物の制振ダンパとして用いることも可能である。
【００５６】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すダンパの断面図。
【図２】同じく図１の一部を拡大した断面図。
【図３】他の実施の形態を示すダンパの断面図。
【図４】他の実施の形態を示すダンパの一部断面図。
【図５】従来例を示すダンパの断面図。
【符号の説明】
１　ダンパ
２　ピストンロッド
４　ダンパシリンダ
５　ピストン
６　タンクシリンダ
７　ロッド側シリンダ室
８　エンド側シリンダ室
９　リザーバ室
１２　圧側減衰弁
１４　チェック弁
１５　スプリング（付勢手段）
２０　バルブボディ
２１　注入弁
２２　排気弁
２５　ボス部（連結部）
２９　取付ブラケット（連結部）
３０　取付ブラケット
５０　遮断弁
【図１】
2004011835.tif 000003
【図２】
2004011835.tif 000004
【図３】
2004011835.tif 000005
【図４】
2004011835.tif 000006
【図５】
2004011835.tif 000007