(57)【要約】【課題】  チェック弁機構の吸い込み効率を向上させることを目的にする。【解決手段】  シリンダ２１のヘッド側室２４をタンクＴに連通するとともに、そのタンクＴへの連通過程にタンクＴからヘッド側室２４への流通のみを許容するチェック弁機構Ｃを設け、さらに、ヘッド側室２４とロッド側室２５とを連通させるとともに、その連通過程にヘッド側室２４からロッド側室２５への流通のみを許容するチェック弁２６を設ける一方、上記ロッド側室２５をタンクＴに連通し、その連通過程に減衰力発生機構Ｄを備えたダンパー装置において、上記チェック弁機構Ｃは、タンクＴに連通する凹部３４を形成しこの凹部３４の周囲をシート部４３としたシート部材３３と、このシート部材３３のシート部４３に接触する弁部材３６とを備えている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダのヘッド側室をタンクに連通するとともに、そのタンクへの連通過程にタンクからヘッド側室への流通のみを許容するチェック弁機構を設け、さらに、ヘッド側室とロッド側室とを連通させるとともに、その連通過程にヘッド側室からロッド側室への流通のみを許容するチェック弁を設ける一方、上記ロッド側室をタンクに連通し、その連通過程に減衰力発生機構を備えたダンパー装置において、上記チェック弁機構は、タンクに連通する凹部を形成し、この凹部の周囲をシート部としたシート部材と、このシート部材のシート部に接触する弁部材とを備えたダンパー装置。
【請求項２】
上記弁部材は、シート部材の凹部側になる面にガイドロッドを設けるとともに、シート部材にはこのガイドロッドを支持する支持孔を設け、この支持孔内に上記ガイドロッドを摺動可能に組み込んだ請求項１記載のダンパー装置。
【請求項３】
上記支持孔内にスプリング室を設けるとともに、このスプリング室内におけるガイドロッドにはスプリング受けを設け、このスプリング受けにスプリングのばね力を作用させて弁部材を上記シート部に引きつける構成にした請求項２記載のダンパー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば建物などの免震装置に最適なダンパー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３および図４に示した従来のダンパー装置は、シリンダ１にピストン２を摺動自在に組み込むとともに、このピストン２に設けたピストンロッド３をシリンダ１の外方に突出させている。そして、シリンダ１内は、ピストン２を境にヘッド側室４とロッド側室５とに区画し、これら両室４，５のそれぞれをタンクＴに連通させている。ただし、ヘッド側室４とタンクＴとの連通過程には、タンクＴからヘッド側室４への流通のみを許容する第１チェック弁６を設けている。
【０００３】
また、ロッド側室５とタンクＴとの連通過程には、減衰力発生機構Ｄを設けている。さらに、ヘッド側室４とロッド側室５とは第２チェック弁７を介して連通させているが、この第２チェック弁７はヘッド側室４からロッド側室５への流通のみを許容するものである。
なお、上記減衰力発生機構Ｄは、リリーフ弁８、減衰弁９および切換弁１０とからなる。上記リリーフ弁８は、当該ダンパー装置における回路圧が設定圧以上に上昇するのを防止するものである。
【０００４】
また、減衰弁９はロッド側室５から圧力流体がタンクＴに戻される過程で、その流体に抵抗を付加してピストン２の移動を規制するものである。そして、上記切換弁１０は、減衰弁９の下流側または上流側に設け、減衰弁９からタンクＴへの流通を許容する減衰力発揮位置１０ａと、減衰弁９からタンクＴへの流通を阻止する減衰力停止位置１０ｂとに切り換え可能にしている。すなわち、当該切換弁１０の一方にスプリング１１を作用させ、他方にはこのスプリング１１のばね力に打ち勝つだけの推力を発揮するソレノイド１２を設けている。
【０００５】
今、切換弁１０が図示の減衰力発揮位置１０ａにあると、ピストン２がいずれの方向にも移動できるとともに、その移動時に減衰弁９が機能して、所定の減衰力が発揮されることになる。
【０００６】
例えば、切換弁１０が減衰力発揮位置１０ａにある状態で、ピストン２が図３の右方向に移動すると、ヘッド側室４から押し出された流体は、第１チェック弁６でその流通が阻止されるので、第２チェック弁７を経由してロッド側室５に流入する。しかし、ヘッド側室４とロッド側室５とでは、ロッド体積分だけロッド側室５の体積が小さい。そのために、ヘッド側室４から押し出された流体のうち、上記両室４，５の体積差分だけの流量が減衰弁９および切換弁１０を経由してタンクＴに戻されることになる。このようにして流体が減衰弁９を通過することによって、流動抵抗が発揮されその分減衰力が発揮されることになる。
【０００７】
また、ピストン２が図３の左方向に移動すると、ロッド側室５内の流体は、第２チェック弁７でその流通を阻止されているので、ロッド側室５から排出される流量の全量が減衰弁９および切換弁１０を経由してタンクＴに戻される。したがって、上記と同様に減衰力が発揮されることになる。
なお、上記のようにピストン２が図面左方向に移動するときには、ヘッド側室４内が負圧になるので、このときには、タンクＴ内の流体が、第１チェック弁６を経由して、ヘッド側室４に吸い込まれることになる。
【０００８】
一方、切換弁１０を減衰力発揮位置１０ｂに切り換えると、今度は、ピストン２の動きが完全に停止させられる。例えば、ピストン２が図３の右方向に移動しようとしたときに、そのヘッド側室４の流体は第１チェック弁６によってタンクＴへの環流が阻止される。また、ヘッド側室４の流体が第２チェック弁７からロッド側室５に流れ、そこからタンクＴへ戻ろうとしても、切換弁１０でタンクＴへの流れが止められているので、そこでもタンクＴへの環流が阻止される。
【０００９】
また、ピストン２が図３の左方向に移動しようとしても、ロッド側室５の流体は、第２チェック弁７の作用でヘッド側室４への流れがとめられるとともに、切換弁１０によってタンクＴへの環流も阻止される。
したがって、ピストン２がいずれの方向に移動しようとしても、流体の流れが阻止されるので、ピストン２は移動できないことになる。言い換えると、ピストン２は停止したままとなる。
【００１０】
上記ダンパー装置を免震装置に適用するときには、シリンダ１を移動可能にした建物側に固定し、ピストンロッドの先端を地面等に固定する。また、切換弁１０のソレノイド１２を図示しない風検知手段に接続する。このソレノイド１２は、風検知手段が強風を検知して励磁信号を出力すると、その励磁信号によって励磁され、上記切換弁１０を減衰力発揮位置１０ａから減衰力停止位置１０ｂに切り換える。
【００１１】
このようにすることによって、上記ダンパー装置は、切換弁１０が減衰力発揮位置１０ａに位置することで、地震の発生に備えていつでも減衰力を発揮できるようにするとともに、強風時には、切換弁１０を減衰力停止位置１０ｂに切り換えて、建物が移動しないようにすることになる。
【００１２】
上記のようにしたダンパー装置の第１チェック弁６の具体的な構造は、図４に示す通りである。
すなわち、このダンパー装置の例においては、図４に示すようにシリンダ１の外側にタンクＴを一体的に設けている。そして、タンクＴの開口部にはふた部材１３を固定するとともに、このふた部材１３にはシート部材１４を固定し、このシート部材１４にシリンダ１の一端を固定している。
【００１３】
上記のようにしたシート部材１４は、上記ふた部材１３側の側面に凹部１５および切り欠き１６を形成するとともに、この切り欠き１６を介して凹部１５をタンクＴに連通させている。
【００１４】
また、上記シート部材１４には、その円周方向に複数の連通孔１７を設け、この連通孔１７を介して、ヘッド側室４と、凹部１５すなわちタンクＴとが連通する構成にしている。そして、上記連通孔１７には、弁部材１８を設けているが、この弁部材１８には、ばね受け１９との間に介在させたスプリング２０のばね力を作用させている。なお、これら連通孔１７と弁部材１８とで、上記した第１チェック弁６を構成するものである。
【００１５】
そして、ヘッド側室４の圧力に対して凹部１５側の圧力が相対的に高くなると、その凹部１５側の圧力が弁部材１８に作用して、弁部材１８がスプリング２０のばね力に抗して移動し、連通孔１７を開き、タンクＴとヘッド側室４とを連通させる。
反対に、ヘッド側室４の圧力が凹部１５側の圧力よりも相対的に高くなると、今度は、ヘッド側室４の圧力作用で、弁部材１８が連通孔１７に密着してそれを閉じるので、ヘッド側室４とタンクＴとの連通が遮断されることになる。
【００１６】
【特許文献１】特開平１１−２０１２２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上記のようにしたダンパー装置の第１チェック弁６は、シート部材１４の円周方向に複数の連通孔１７を設けているが、形成できる連通孔１７の数にも限界があるために、その全開口面積を十分に大きく確保できない。このような条件の下で、ピストンロッド３を伸張させる伸張行程での流体の吸い込み効率が悪くなるという問題が発生していた。
【００１８】
つまり、ピストンロッド３を伸張させる伸張行程では、ヘッド側室４を負圧にしてタンクＴから流体を吸い上げるが、このようにタンクＴから流体を吸い込むときには、ヘッド側室４の負圧と凹部１５側のタンク圧との差は非常に小さい。そのために連通孔１７の開口面積が十分に大きくないと、タンクＴから必要流量を吸い込めなくなる。
【００１９】
上記のような特性を持つダンパー装置を、例えば、免震装置に適用すると、周波数の高い地震が発生したとき、十分な減衰力が発揮されないという問題が発生する。すなわち、ヘッド側室４の吸い込み効率が悪い状況で、地震の周波数が高くなると、伸張行程で発生したヘッド側室４内の負圧が解消される以前に、ピストンロッド３が収縮行程に入ってしまう。しかし、負圧が十分に解消されない中で、収縮行程すなわちヘッド側室４が圧縮行程にはいると、ヘッド側室４内が負圧から正の圧力まで上昇するのに多少の時間がかかってしまう。
【００２０】
このように負圧から正の圧力まで上昇する間は、減衰弁９に流体が流れなくなるので、上記のように収縮行程で減衰力が発揮しない領域が発生し、結果として周波数の高い領域でのダンパー装置の応答性が低下するという問題があった。
この発明の目的は、伸張行程におけるヘッド側室の吸い込み効率を十分に確保できるダンパー装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
この発明は、シリンダのヘッド側室をタンクに連通するとともに、そのタンクへの連通過程にタンクからヘッド側室への流通のみを許容するチェック弁機構を設け、さらに、ヘッド側室とロッド側室とを連通させるとともに、その連通過程にヘッド側室からロッド側室への流通のみを許容するチェック弁を設ける一方、上記ロッド側室をタンクに連通し、その連通過程に減衰力発生機構を備えたダンパー装置を前提にする。
【００２２】
上記のダンパー装置を前提にしつつ、この発明は、上記チェック弁機構を、タンクに連通する凹部を形成しこの凹部の周囲をシート部としたシート部材と、このシート部材のシート部に接触する弁部材とを備えた点に特徴を有する。
【発明の効果】
【００２３】
この発明によれば、タンクからヘッド側室への流体の流通のみを許容するチェック弁機構は、シート部材の凹部の開口周囲をシート部とし、このシート部に弁部材を接触させているので、弁部材がシート部から離れたとき、その凹部の全周にわたって開口することになる。したがって、その開口面積は、従来のように円周方向に複数の連通孔を形成した場合よりも、十分な大きさを保つことができる。
【００２４】
このようにチェック弁機構の開口面積を十分に大きく保てるので、ピストンロッドの伸張行程においても、ヘッド側室が負圧になることが無い。したがって、このダンパー装置を建物などの免震装置に用いたとき、周波数の高い地震にも十分な応答性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１および図２は、この発明の実施形態を示すダンパー装置であるが、図１に示した回路構成は、従来の装置の説明で用いた図３とほとんど同じである。ただし、以下には、この図１に示した回路構成も一通り説明し、その後に、チェック弁機構Ｃの詳細を説明する。
【００２６】
シリンダ２１にはピストン２２を摺動自在に組み込むとともに、このピストン２２に設けたピストンロッド２３をシリンダ２１の外方に突出させている。そして、シリンダ２１内は、ピストン２２を境にヘッド側室２４とロッド側室２５とに区画し、これら両室２４，２５のそれぞれをタンクＴに連通させている。ただし、ヘッド側室２４とタンクＴとの連通過程には、タンクＴからヘッド側室２４への流通のみを許容するチェック弁機構Ｃを設けている。
【００２７】
また、ロッド側室２５とタンクＴとの連通過程には、減衰力発生機構Ｄを設けている。さらに、ヘッド側室２４とロッド側室２５とはチェック弁２６を介して連通させているが、このチェック弁２６はヘッド側室２４からロッド側室２５への流通のみを許容するものである。
なお、上記減衰力発生機構Ｄは、リリーフ弁２７、減衰弁２８および切換弁２９とからなる。上記リリーフ弁２７は、当該ダンパー装置における回路圧が設定圧以上に上昇するのを防止するものである。
【００２８】
また、減衰弁２８はロッド側室２５から圧力流体がタンクＴに戻される過程で、その流体に抵抗を付加してピストン２２の移動を規制するものである。そして、上記切換弁２９は、減衰弁２８の下流側または上流側に設け、減衰弁２８からタンクＴへの流通を許容する減衰力発揮位置２９ａと、減衰弁２８からタンクＴへの流通を阻止する減衰力停止位置２９ｂとに切り換え可能にしている。すなわち、当該切換弁２９の一方にスプリング３０を作用させ、他方にはこのスプリング３０のばね力に打ち勝つだけの推力を発揮するソレノイド３１を設けている。
【００２９】
今、切換弁２９が図示の減衰力発揮位置２９ａにあると、ピストン２２がいずれの方向にも移動できるとともに、その移動時に減衰弁２８が機能して、所定の減衰力が発揮されることになる。
【００３０】
例えば、切換弁２９が減衰力発揮位置２９ｂにある状態で、ピストン２２が図１の右方向に移動すると、ヘッド側室２４から押し出された流体は、チェック弁機構Ｃでその流通が阻止されるので、チェック弁２６を経由してロッド側室２５に流入する。しかし、ヘッド側室２４とロッド側室２５とでは、ロッド体積分だけロッド側室２５の体積が小さい。そのために、ヘッド側室２４から押し出された流体のうち、上記両室２４，２５の体積差分だけの流量が減衰弁２８および切換弁２９を経由してタンクＴに戻されることになる。このようにして流体が減衰弁２８を通過することによって、流動抵抗が発揮されその分減衰力が発揮されることになる。
【００３１】
また、ピストン２２が図１の左方向に移動すると、ロッド側室２５内の流体は、チェック弁２６でその流通を阻止されているので、ロッド側室２５から排出される流量の全量が減衰弁２８および切換弁２９を経由してタンクＴに戻される。したがって、上記と同様に減衰力が発揮されることになる。
なお、上記のようにピストン２２が図面左方向に移動するときには、ヘッド側室２４内が負圧になるので、このときには、タンクＴ内の流体が、チェック弁機構Ｃを経由して、ヘッド側室２４に吸い込まれることになる。
【００３２】
一方、切換弁２９を減衰力停止位置２９ｂに切り換えると、今度は、ピストン２２の動きが完全に停止させられる。例えば、ピストン２２が図１の右方向に移動しようとしたときに、そのヘッド側室２４の流体はチェック弁機構ＣによってタンクＴへの環流が阻止される。また、ヘッド側室２４の流体がチェック弁２６からロッド側室２５に流れ、そこからタンクＴへ戻ろうとしても、切換弁２９でタンクＴへの流れが止められているので、そこでもタンクＴへの環流が阻止される。
【００３３】
また、ピストン２２が図１の左方向に移動しようとしても、ロッド側室２５の流体は、チェック弁２６の作用でヘッド側室２４への流れが止められるとともに、切換弁２９によってタンクＴへの環流も阻止される。
したがって、ピストン２２がいずれの方向に移動しようとしても、流体の流れが阻止されるので、ピストン２２は移動できないことになる。言い換えると、ピストン２２は強制的に停止させられる。
【００３４】
以上の回路構成は、前記したように従来装置の回路構成とほとんど同じであるが、この実施形態のダンパー装置を免震装置に適用できることも従来と同様である。
【００３５】
上記回路におけるチェック弁機構Ｃの構成は、図２に具体的に示すとおりである。
すなわち、上記チェック弁機構Ｃは、タンクＴの一端にふた部材３２を固定している。そして、このふた部材３２にシート部材３３を固定するとともに、このシート部材３３をシリンダ２１にはめ合わせている。さらに、シート部材３３にはヘッド側室２４側に開口する凹部３４を形成しているが、この凹部３４は通路３４ａを介してタンクＴに連通させている。このようにした凹部３４の中心部には、支持孔３５を設けているが、この支持孔３５には弁部材３６のガイドロッド３７を摺動自在に組み込んでいる。
【００３６】
上記のようにした支持孔３５内には、ガイドロッド３７を囲むようにしてにスプリング室３８を形成するとともに、このスプリング室３８内におけるガイドロッド３７には一対のスプリング受け３９，４０をはめている。そして、一方のスプリング受け３９はガイドロッド３７の先端側に固定し、他方のスプリング受け４０はガイドロッド３７に対して摺動自在であり、かつ、スプリング室３８内に形成した段部４１に接触させている。このようにした一対のスプリング受け３９，４０間には、スプリング４２を介在させているが、このスプリング４２は、弁部材３６を凹部３４側に引き込む方向の力を作用させている。
【００３７】
また、上記弁部材３６は、凹部３４の開口周囲に形成したシート部４３の直径よりも多少大きくするとともに、この弁部材３６は、シート部材３３の凹部３４とは反対側となる面を凹ませて断面弓形にしたものである。そして、凹部３４側における弁部材３６の中心部分に前記ガイドロッド３７を固定している。このようにした弁部材３６は、スプリング４２のばね力の作用で、ノーマル状態において上記シート部４３に接触するようにしている。
【００３８】
したがって、凹部３４内の圧力がヘッド側室２４内の圧力よりも高ければ、弁部材３６がスプリング４２のばね力に抗して移動し、シート部４３を開く。反対に、ヘッド側室２４内の圧力が凹部３４内の圧力よりも高圧又は同圧であれば、弁部材３６はシート部４３に押し付けられるので、シート部４３は閉じることになる。すなわち、このチェック弁機構Ｃは、タンクＴからヘッド側室２４への流体の流通のみを許容し、ヘッド側室２４からタンクＴへの流体の流通を阻止するものである。
【００３９】
そして、凹部３４の開口周囲をシート部４３とし、このシート部４３を弁部材３６で開閉するようにしたので、従来のように連通孔１７を複数設けた場合よりも、その開口面積を大きく保つことができる。開口面積を大きくできる分、ピストンロッド２３が伸張する際のヘッド側室２４の負圧を早期に解消することができる。
したがって、例えば、このダンパー装置を免震装置に用いたときにも、周波数の高い地震に対して適切に対応することができる。
【００４０】
なお、図中符号４４はシート部材３３に形成した通路穴で、この通路穴４４を介して凹部３４とスプリング室３８とを連通させるようにしている。
【００４１】
また、上記弁部材３６は、シート部材３３の凹部３４側になる面にガイドロッド３７を設けるとともに、シート部材３３にはこのガイドロッド３７を支持する支持孔３５を設け、この支持孔３５内に上記ガイドロッド３７を摺動可能に組み込んだので、ガイドロッド３７を安定的に支持でき、その分、弁部材３６の中心がずれることもなく、そのシート性を向上させることができる。
【００４２】
さらに、上記支持孔３５内にスプリング室３８を設けるとともに、このスプリング室３８内におけるガイドロッド３７にはスプリング受け３９を設け、このスプリング受け３９にスプリング４２のばね力を作用させて弁部材３６を上記シート部４３に引きつける構成にしたので、弁部材３６を押し付ける場合よりも、凹部３２に設けたシート部４１に対する弁部材３６のシート性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】この発明の実施形態の回路図である。
【図２】チェック弁機構の断面図である。
【図３】従来のダンパー装置の回路図である。
【図４】第１チェック弁の断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
２１        シリンダ
２４        ヘッド側室
２６        チェック弁
Ｔ          タンク
Ｃ          チェック弁機構
Ｄ          減衰力発生機構
３３        シート部材
３４        凹部
３５        支持孔
３６        弁部材
３７        ガイドロッド
３８        スプリング室
３９        スプリング受け
４２        スプリング
４３        シート部
【図１】
2005207488.tif 000003
【図２】
2005207488.tif 000004
【図３】
2005207488.tif 000005
【図４】
2005207488.tif 000006