(57)【要約】【課題】大規模な振動外力が発生した場合には除荷時間を短くして減衰性能を十分に発揮させると共に、微小な振動外力が発生した場合には除荷時間を長くして衝撃音を小さくすることができる油圧ダンパを提供する。【解決手段】油圧シリンダ２内のピストン３の両側に設けられた一対の油圧室４Ａ，４Ｂ間を連通する複数の油路５を並列に配置し、複数の油路５の各々に開閉制御弁Ｖ１１，Ｖ１２を設けた油圧ダンパ３１において、油圧室４Ａ，４Ｂの各圧力とピストン３の変位を検出する各検出手段８￣１０と、各検出手段８￣１０が検出した前記圧力と変位に基づいて振動外力Ｆの大きさを演算する演算手段２７と、演算手段２７が演算した振動外力の大きさに基づいて除荷時間ｔの長さを調整制御する制御手段２７を有することを特徴とする。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧シリンダ内のピストンの両側に設けられた一対の油圧室間を連通する複数の油路を並列に配置し、前記複数の油路の各々に開閉制御弁を設けた油圧ダンパにおいて、
前記油圧室の各圧力と前記ピストンの変位を検出する各検出手段と、
前記各検出手段が検出した前記圧力と変位に基づいて振動外力の大きさを演算する演算手段と、
前記演算手段が演算した振動外力の大きさに基づいて前記開閉制御弁の各々の開閉状態を制御することにより除荷時間の長さを調整制御する制御手段を有することを特徴とする油圧ダンパ。
【請求項２】
前記制御手段が、前記複数の油路の各々に設けられた開閉制御弁の開閉を個別に制御する制御手段である請求項１記載の油圧ダンパ。
【請求項３】
前記複数の油路の少なくとも一つに、開閉制御弁と直列に流量調整弁を設けた請求項１又は２に記載の油圧ダンパ。
【請求項４】
前記複数の油路の各々に設けた開閉制御弁の少なくとも一つが、通電の状態により他の開閉制御弁と逆の動作を行うフェールセーフ機能を有する開閉制御弁である請求項１ないし３のいずれかに記載の油圧ダンパ。
【請求項５】
前記フェールセーフ機能を有する開閉制御弁が、設定置以上の振動外力が負荷された際に、前記制御手段により制御されて他の開閉制御弁と同じ動作を行うように切替わる機能を有する請求項４記載の油圧ダンパ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地震や風等の振動外力による建物の揺れを減衰するための油圧ダンパに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の油圧ダンパとしては、例えば図３に示すようなものがある。同図に示す従来の油圧ダンパ１１は、油圧シリンダ２内で往復移動するピストン３の両側に設けられた一対の油圧室４Ａ，４Ｂと、これらの両油圧室４Ａ，４Ｂ間をつなぐ流路５を開閉して油圧ダンパ１１の減衰係数を最大値と最小値の間で切替える開閉制御弁Ｖ１と、高圧による油圧ダンパ１１の破損を防止するためのリリーフ弁Ｖ２、及び断電時作動絞り弁Ｖ３が、油路５に互いに並列に設けられている。
【０００３】
また、両油圧室４Ａ，４Ｂの各々に圧力検出部を取り付けた圧力計８，９と、油圧シリンダ２とピストン３との間の相対変位をピストンロッド６の変位から測定する変位計１０と、圧力計８，９によって検出された両油圧室４Ａ，４Ｂの圧力Ｐ１，Ｐ２、及び変位計１０によって検出された上記のような相対変位△ｄに基づいて、予め設定された制御手順によって開閉制御弁Ｖ１の開閉動作を制御する制御回路１７とを備え、閉じた制御系を構成している。
【０００４】
このような従来の油圧ダンパ１１は、上記のように外部からの制御指令を必要としない閉じた制御系を構成することにより、部品数を少なくしてコストダウンを図ることができると共に、組立施工上の工数を軽減できるという利点を有している。
【０００５】
油圧ダンパ１１の断電時作動絞り弁Ｖ３は、制御回路１７からの通電がＯＮである正常時には閉じ、停電等により制御回路１７からの通電がＯＦＦとなる異常時には開くように、開閉制御弁Ｖ１とは逆の動作を行うフェールセーフ機能を有するものである。
【０００６】
すなわち、万一通電がＯＦＦとなる異常時に、地震等による振動外力が発生して開閉制御弁Ｖ１を開くことができない場合においても、断電時作動絞り弁Ｖ３を開くことにより一対の油圧室４Ａ、４Ｂ間を連通させ、油圧ダンパとしての機能を維持することが可能となる。
【０００７】
リリーフ弁Ｖ２は、制御回路１７に制御されるものではなく、油路５や油圧室４Ａ又は４Ｂがその耐え得る強度上の限界に近い高圧力となったときに、その高圧力により油圧ダンパ１１の油路５や油圧室４Ａ，４Ｂが破裂するのを防止するために開いて、高圧力の油路５や油圧室４Ａ，４Ｂからの油の一部を他の場所に逃がすように動作するものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の油圧ダンパ１１においては、制御回路１７により開閉制御弁Ｖ１の開閉を予め設定された制御手順によって画一的に制御するだけなので、振動外力の除荷時間の長さを振動外力の大きさに応じて調整することができない。
【０００９】
またこのような従来の油圧ダンパにおいては、一般に振動外力を除荷する際には衝撃音（除荷音）が発生するが、この衝撃音は振動外力の除荷時間が長い場合に小さくなり、除荷時間が短い場合に大きくなる。一方、大規模な振動外力が発生した場合には、充分な減衰性能を発揮させるために除荷時間を短くすることが必要となる。
【００１０】
このため、地震等の大規模な振動外力が発生した場合には減衰性能を優先して徐荷時間を短くし、風等による微小な振動外力が発生した場合には衝撃音を小さくすることを優先して除荷時間を長くすることが望ましい。しかしながら、従来の油圧ダンパにおいては、発生する振動外力に応じた徐荷時間の調整を行うことができなかった。
【００１１】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みて、大規模な振動外力が発生した場合には除荷時間を短くして減衰性能を十分に発揮させると共に、微小な振動外力が発生した場合には徐荷時間を長くして衝撃音を小さくすることができる油圧ダンパを提供することを課題とするものである。
【００１２】
【他の従来の技術との相違点】
なお他の従来の技術として、特開２００２−１３３１０号公報に記載されているような制震構造物用可変減衰装置がある。かかる可変減衰装置は、小さな地震や台風などによる風応答時に、可変減衰装置に発生する加速度の変化により小刻みな揺れが発生することにより居住性が損なわれることを解決しようとするものである。
【００１３】
そして、上記公報に記載されている従来の制震構造物用可変減衰装置は、減衰動作の１サイクル中において、振幅最大点に達する前に減衰係数を切替えた場合に瞬間的に大きな加速度が生ずることを、減衰係数を３段階以上の多段階にきめ細かく切替えることにより、揺れを抑えて居住性を向上するようにしたものである。
【００１４】
これに対して本発明による油圧ダンパは、微小な振動外力が発生した場合には、振動外力が一定の大きさに満たないものであって、減衰性能を優先して除荷時間を短くすることを必要としない場合であると判断したときには、その振動外力に対する減衰係数を調整することにより、減衰性能よりも除荷時間を長くすることを優先して、除荷時間を長くすることにより除荷音を小さくして、騒音を抑えようとするものである点において、上記公報に記載されている従来例とは異なるものである。
【００１５】
そして本発明は、油室の圧力（圧力差）や、ピストン（ピストンロッド）の変位を検知して大きな地震か単なる風による振動かを検知し、この検知結果により各開閉制御弁の開閉状態を決めて、減衰動作の１サイクル中においてそのような開閉状態を維持するように、各開閉制御弁の各々を制御することによって、微小な振動外力が発生した場合には徐荷時間を長くして衝撃音を小さくするようになっているが、このことは上記公報に係る従来例のどこにも記載されていない。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の油圧ダンパは、前記課題を解決するために、
油圧シリンダ内のピストンの両側に設けられた一対の油圧室間を連通する複数の油路を並列に配置し、前記複数の油路の各々に開閉制御弁を設けた油圧ダンパにおいて、
前記油圧室の各圧力と前記ピストンの変位を検出する各検出手段と、
前記各検出手段が検出した前記圧力と変位に基づいて振動外力の大きさを演算する演算手段と、
前記演算手段が演算した振動外力の大きさに基づいて前記開閉制御弁の各々の開閉状態を制御することにより除荷時間の長さを調整制御する制御手段を有することを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて具体的に説明する。
図１及び図２は、本発明による油圧ダンパの一実施の形態について説明するために参照する図である。
【００１８】
図１に示す油圧ダンパ３１は、前記従来の油圧ダンパ１１の開閉制御弁Ｖ１とほぼ同様の構成を有し、並列の油路５の各々に配置された２つの開閉制御弁Ｖ１１，Ｖ１２を備え、これらの開閉制御弁Ｖ１１，Ｖ１２の各油路５に直列に流量調整弁２０が設けられている。
【００１９】
また断電時作動絞り弁Ｖ１３は、通常はフェールセーフ機能の動作を行なっているが、必要に応じて制御回路２７（演算手段、制御手段に相当）により、開閉制御弁Ｖ１１，Ｖ１２と同じ動作を行わせるよう制御することができる点において、従来の油圧ダンパ１１の断電時作動絞り弁Ｖ３とは異なっている。
【００２０】
リリーフ弁Ｖ２は、制御回路２７に制御されるものではなく、油路５や油圧室４Ａ又は４Ｂがその耐え得る強度上の限界に近い高圧力となったときに、その高圧力により油圧ダンパ１１の油路５や油圧室４Ａ，４Ｂが破裂するのを防止するために開いて、高圧力の油路５や油圧室４Ａ，４Ｂからの油の一部を他の場所に逃がすように動作するものである点において、従来の油圧ダンパ１１のリリーフ弁Ｖ２と異なるものではない。
【００２１】
流量調整弁２０は油路５を流れる油の量を変えるよう調整することができるため、その初期設定流量を変えることにより、同一の油圧ダンパ３１の、同一の油路５においても、その流量調整弁２０を設けた油路５の開閉制御弁Ｖ１１やＶ１２を開いた際の、油圧ダンパ３１による同じ振動外力の除荷時間を変えることができるものである。
【００２２】
【油圧ダンパの動作】
このような本実施の形態に係る油圧ダンパ３１の動作について、以下に説明する。
【００２３】
まず、圧力計８，９（検出手段に相当）により検出された油圧室４Ａ，４Ｂの圧力Ｐ１，Ｐ２と、変位計１０（検出手段に相当）により検出された油圧シリンダ２とピストン３（ピストンロッド６）との間の相対変位△ｄに基づいて、制御回路２７は振動外力の大きさを演算する。
【００２４】
そして制御回路２７が、上記演算した振動外力に基づいて開閉制御弁Ｖ１１，Ｖ１２を各種の組合せで開くよう、各々の開閉状態を制御することにより、油圧室４Ａ，４Ｂ間の圧力差を解消して振動外力を減衰する。このときの各開閉制御弁の開閉状態は、減衰動作の１サイクル中にわたって維持される。
【００２５】
たとえば、図２に示すように、振動外力Ｆが風荷重レベルのような小さい振動外力Ｆ１の場合は、開閉制御弁Ｖ１１のみを開いたときは除荷時間ｔ３、開閉制御弁Ｖ１２のみを開いたときは除荷時間ｔ２、開閉制御弁Ｖ１１，Ｖ１２を共に開いたときは除荷時間ｔ１となる。
【００２６】
また、振動外力Ｆが地震荷重レベルのような大きい振動外力Ｆ２のときは、開閉制御弁Ｖ１１のみを開いたときは除荷時間ｔ６、開閉制御弁Ｖ１２のみを開いたときは除荷時間ｔ５、開閉制御弁Ｖ１１，Ｖ１２を共に開いたときは除荷時間ｔ４となる。
【００２７】
このような制御による開閉制御弁Ｖ１１，Ｖ１２の開閉状態は、振動外力Ｆの大きさが変化しない限り同一の開閉状態を維持され、振動外力Ｆの大きさが変化したときは、その大きさに最適な開閉制御弁Ｖ１１，Ｖ１２の開閉状態に変化するよう、制御回路２７により制御される。
【００２８】
このような油圧ダンパ３１によれば、振動外力Ｆが風荷重レベルのような小さい振動外力Ｆ１のときは、制御回路２７は開閉制御弁Ｖ１１のみを開くよう制御することにより、最も長い除荷時間ｔ３で振動外力Ｆ１を減衰するので、除荷時間ｔを延長して除荷音による騒音を低減することができる。
【００２９】
また振動外力Ｆが地震荷重レベルのような大きい振動外力Ｆ２のときは、制御回路２７は開閉制御弁Ｖ１１，Ｖ１２を共に開くよう制御することにより、最も短い除荷時間ｔ４で振動外力Ｆ２を減衰するので、除荷時間ｔを最も短縮して油圧ダンパ３１の減衰性能を著しく向上させることができる。
【００３０】
さらに本実施の形態においては、振動外力Ｆが地震荷重レベルのような大きい振動外力Ｆ２のときは、制御回路２７は断電時作動絞り弁Ｖ１３を開閉制御弁Ｖ１１やＶ１２と同時に開くように、断電時作動絞り弁Ｖ１３への通電をＯＦＦにするよう制御することができる。
【００３１】
このことにより、油路５、開閉制御弁Ｖ１１やＶ１２、流量調整弁２０及び断電時作動絞り弁Ｖ１３を通る、油圧室４Ａ，４Ｂ間の油の移動速度が速くなって、図２に示す最短の除荷時間ｔ４よりも短縮することができるので、油圧ダンパ３１の減衰性能をさらに向上させることができる。
【００３２】
また、開閉制御弁Ｖ１１やＶ１２の油路５に設けられた流量調整弁２０は、前述のように、その初期設定流量を変えることにより、開閉制御弁Ｖ１１やＶ１２を開いた際の振動外力の除荷時間を変えることができるので、同じ振動外力の大きさに対する同じ油圧ダンパ３１の除荷時間の長さをさらにきめ細かく調整することができる。
【００３３】
なお、前記実施の形態においては開閉制御弁Ｖ１１，Ｖ１２の２個の開閉制御弁が油路５に並列に設けられたのものについて説明したが、開閉制御弁は油路５に並列に３個以上設けてもよく、その場合には制御する開閉制御弁の数や組み合せを種々に変化させることにより、さらにきめの細かい除荷時間の長さの調整制御を行うことが可能となる。
【００３４】
以上、本発明の実施の形態について具体的に述べてきたが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて、その他にも各種の変更が可能なものである。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の油圧ダンパによれば、並列の複数の油路に設けられた各開閉制御弁の開閉状態を制御して、発生した振動外力の大きさに応じて除荷時間の長さを調整制御することにより、地震荷重レベルのような大きい振動外力の除荷時間は短縮して減衰性能を向上することができ、また風荷重レベルのような小さい振動外力の除荷時間は延長して除荷音を低減することができる等、油圧ダンパの除荷時間の長さを振動外力の大きさに応じて調整することができる。
【００３６】
また断電時作動絞り弁Ｖ１３を、正常時であっても必要に応じて他の開閉制御弁Ｖ１１，Ｖ１２と共に開いて動作させるよう制御することができるので、油圧ダンパの除荷時間の長さを調整できる範囲をさらに拡大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る油圧ダンパ３１を示すブロック構成図である。
【図２】油圧ダンパ３１の動作を説明するための振動外力Ｆと除荷時間ｔとの関係を示すグラフである。
【図３】従来の油圧ダンパ１１を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
２　油圧シリンダ
３　ピストン
４Ａ，４Ｂ　油圧室
５　油路
６　ピストンロッド
８，９　圧力計
１０　変位計
１１　油圧ダンパ
１７　制御回路
２０　流量調整弁
２７　制御回路
３１　油圧ダンパ
Ｐ１，Ｐ２　圧力
Ｆ，Ｆ１，Ｆ２　振動外力
ｔ１〜ｔ４　除荷時間
Ｖ１，Ｖ１１，Ｖ１２　開閉制御弁
Ｖ２　リリーフ弁
Ｖ３，Ｖ１３　断電時作動絞り弁
【図１】
2004052959.tif 000003
【図２】
2004052959.tif 000004
【図３】
2004052959.tif 000005