(57)【要約】【課題】２系列の油液通路の一方をピストンの軸心上に移すことによりピストンの小径化を図り、もって全体の小型化に寄与するオイルダンパを提供する。【解決手段】油液が封入されたシリンダ１１と、シリンダ１１内を２室Ａ，Ｂに画成するピストン１４と、ピストン１４を挿通して延ばされたロッド１３と、前記２室ＡとＢを連通させる油液通路とを備えたオイルダンパにおいて、前記油液通路を、ロッド１３の軸心上に設けられた第１通路２３と、ピストン１４の偏心位置に設けられた複数の第２通路２４と、第１および第２通路間を連絡する連絡通路２５とから構成する。そして、ピストン１４の往復運動に応じて、第１通路２３内の一対の減衰弁２６Ａ，２６Ｂを交互に開くと共に、一対のチェック弁２７Ｂ，２７Ａを交互に開いて２室ＡとＢとの間で油液を流通させ、減衰弁２６Ａ，２６Ｂを通過する際の流体抵抗で減衰力を発生させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油液が封入されたシリンダと、該シリンダ内を２室に画成するピストンと、該ピストンに連結されたロッドと、前記２室を連通させる油液通路とを備え、前記油液通路を介して前記２室間で流動する油液の流体抵抗で減衰力を発生するオイルダンパにおいて、前記油液通路は、ピストンの軸心上に設けられた第１通路と、前記ピストンの偏心位置に設けられた第２通路と、前記第１および第２通路間を連絡する連絡通路とからなり、前記第１通路には、前記連絡通路との合流部を間にする配置で一対の減衰弁が設けられ、前記第２通路には、前記連絡通路との合流部を間にする配置で一対のチェック弁が設けられることを特徴とするオイルダンパ。
【請求項２】
ロッドが、ピストンを挿通して延ばされており、第１通路が該ロッド内に設けられることを特徴とする請求項１に記載のオイルダンパ。
【請求項３】
ロッド内に、第１通路内と連通し、油液の温度変化による体積変動を補償する体積補償室を設けたことを特徴とする請求項２に記載のオイルダンパ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建造物等の制震に用いられるオイルダンパに関する。
【背景技術】
【０００２】
建造物等の制震に用いられるオイルダンパは、通常、油液が封入されたシリンダと、該シリンダ内を２室に画成するピストンと、該ピストンに連結されたロッドと、前記２室を連通させる油液通路とを備え、前記油液通路を介して前記２室間で流動する油液の流体抵抗で減衰力を発生する構造となっている。この場合、ピストンの往復運動の両方向で減衰力を発生する必要があることから、前記油液通路を２系列設け、各系列の油液通路に配設した減衰弁（調圧弁）とチェック弁とを作動させて、２系列の油液通路に選択的に油液を流通させる構造としている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開昭５２−１１３４７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載されるオイルダンパによれば、ピストンの偏心位置に、その半径方向に離間して２系列の油液通路が設けられているため、ピストンの直径ひいてはオイルダンパの径方向寸法が大きくなり、例えば、壁面空間の狭い一般住宅への適用が困難になる、という問題があった。
【０００５】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、２系列の油液通路の一方をピストンの軸心上に移すことによりピストンの小径化を図り、もって全体の小型化に寄与するオイルダンパを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、油液が封入されたシリンダと、該シリンダ内を２室に画成するピストンと、該ピストンに連結されたロッドと、前記２室を連通させる油液通路とを備え、前記油液通路を介して前記２室間で流通する油液の流体抵抗で減衰力を発生するオイルダンパにおいて、前記油液通路は、ピストンの軸心上に設けられた第１通路と、前記ピストンの偏心位置に設けられた第２通路と、前記第１および第２通路間を連絡する連絡通路とからなり、前記第１通路には、前記連絡通路との合流部を間にする配置で一対の減衰弁が設けられ、前記第２通路には、前記連絡通路との合流部を間にする配置で一対のチェック弁が設けられることを特徴とする。このように構成したオイルダンパにおいては、一対の減衰弁が設けられる第１通路が、ピストンの軸心上に配設されているので、ピストンの直径を小さくすることができる。
【０００７】
本発明において、上記ロッドは、ピストンを挿通して延ばされており、第１通路が該ロッド内に設けられる構成とすることができる。このようにロッドがピストンを挿通して延ばされる、いわゆる両ロッドタイプとした場合は、ロッドの進退出によるシリンダ内室の容積変化がないので、容積変化を補うためのリザーバが不要になる。この場合、前記ロッド内に、第１通路内と連通し、油液の温度変化による体積変動を補償する体積補償室を設けるようにしてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るオイルダンパによれば、ピストンを小径化できる分、小型で適用範囲の広いオイルダンパが実現する。
また、ロッドがピストンを挿通して延ばされる両ロッドタイプとして構成した場合は、特別のリザーバが不要になり、構造はより簡単かつ小型となる。さらに、両ロッドタイプとして構成する場合は、ロッド内に減衰弁を配設する油液通路を設けることができるばかりか、油液の温度変化による体積変動を補償する体積補償室を設けることができ、ロッドを有効に利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１０】
図３は、本発明に係るオイルダンパ１０を適用した建造物の要部構造を示したものである。同図において、１は支柱、２は、支柱１の相互間に橋架された梁であり、本オイルダンパ１０は、支柱１と梁２とで囲まれた四角形状の壁面空間３の対角線上に配置されている。本オイルダンパ１０は、シリンダ１１の一端側に該シリンダ１１と一体をなす有底筒状のベース１２を備えており、このベース１２が前記対角線の一端側に配置されたガセット４にピン５を介して軸着されている。一方、シリンダ１１と相対移動する、後に詳述するロッド１３は、前記対角線の他端側に配置されたガセット６から延ばしたブレース７の先端部にピン８を介して軸着されている。このような設置形態において、建造物に加わる地震時の層間変形はオイルダンパ１０内を流動する油液の流体抵抗で減衰され、大きな制震効果が得られるようになる。
【００１１】
本オイルダンパ１０は、図１および２によく示されるように、前記シリンダ１１内に摺動可能に配設されたピストン１４を挿通して前記ロッド１３を延ばした両ロッドタイプとして構成されている。より詳しくは、前記ロッド１３は、シリンダ１１の一端開口を封止するロッドガイド１５を挿通する主ロッド部材１７と、シリンダ１１の他端開口を封止するロッドガイド１６を挿通する副ロッド部材１８と、主ロッド部材１７と副ロッド部材１８とを連結する中間ロッド部材１９とからなっている。なお、上記ベース１２は、中空構造をなしており、前記シリンダ１１の他端開口を封止するロッドガイド１６に一体化されて、前記副ロッド部材１８を覆っている。また、ベース１２の底部には前記建造物の一方のガセット４（図３）に対する取付板２０が、主ロッド部材１７の先端部には前記ブレース７（図３）に対する取付板２１がそれぞれ固設されている。
【００１２】
ここで、上記ロッド１３を構成する主ロッド部材１７は、その基端側の小径部１７ａをピストン１４の軸孔１４ａにシール部材２２を介して挿入させている。また、中間ロッド部材１９は、その両端部がカップ形状をなしており、その一端側のカップ部が、前記ピストン１４を抜け出た主ロッド部材１７の小径部１７ａの先端部に螺合されている。ピストン１４は、主ロッド部材１７に中間ロッド部材１９を螺合させることにより、該主ロッド部材１７の段差面と中間ロッド部材１９の端面との間に締付け固定され、これによりロッド１３とピストン１４とは一体となっている。一方、中間ロッド部材１９の他端側のカップ部には副ロッド部材１８の先端側の小径部１８ａが螺合されている。前記小径部１７ａを除く主ロッド部材１７と、中間ロッド部材１９と前記小径部１８ａを除く副ロッド部材１８とは同じ外径寸法を有しており、これによりロッド１３は、全体として一様な太さとなっている。
【００１３】
上記シリンダ１１内はピストン１４により２室Ａ，Ｂに画成されており、この２室Ａ、Ｂには油液（作動油）が封入されている。しかして、ロッド１３を構成する主ロッド部材１７と中間ロッド部材１９との連接部分の軸心上（ピストン１４の軸心上）には前記２室ＡとＢとを連通する第１通路２３が形成され、一方、ピストン１４の偏心位置には、同じく２室ＡとＢとを連通する複数の第２通路２４が形成されている。第一通路２３と第２通路２４とは、主ロッド部材１７およびピストン１４に共通に形成した半径方向孔（連絡通路）２５によりそれぞれの中間部位が連絡されている。
【００１４】
上記第１通路２３の内部には一対の減衰弁２６Ａ，２６Ｂが配設され、また、上記第２通路２４の外側には一対のチェック弁２７Ａ，２７Ｂが配設されている。各減衰弁２６Ａ，２６Ｂは、コーン状の弁体２８と各弁体２８を相互に離反する方向へ付勢する共通の弁ばね２９とからなっており、常時は第１通路２３を２室Ａ，Ｂに対して閉じる状態を維持している。一方、チェック弁２７Ａ，２７Ｂは、ロッド１３に嵌装されたリング状の弁体３０と各弁体３０をピストン１４の端面に着座する方向へ付勢する小型の弁ばね３１とからなっており、常時は前記第２通路２４を閉じる状態を維持している。
【００１５】
また、上記ロッド１３を構成する副ロッド部材１８は中空構造をなしており、この中空内部には、フリーピストン３２が摺動可能に配設されている。このフリーピストン３２により画成された副ロッド部材１８内の２室Ｃ，Ｄのうち、中間ロッド部材１９側の一方の室Ｃは、副ロッド部材１８の小径部１８ａに形成した軸孔３３と中間ロッド部材１９に形成した軸方向孔３４とを介して前記第１通路２３と連通されており、この内部にはシリンダ１１内の油液が導入されている。また、副ロッド部材１８内の他方の室Ｄには、前記フリーピストン３０を常時は中間ロッド部材１９側へ付勢するばね３５が配設されている。この副ロッド部材１８内の一方の室Ｃは、油液の温度変化による体積変動を補償する体積補償室として提供されるもので、前記油液には、フリーピストン３２を介してばね３５のばね力に応じた所定の圧力が加えられている。
【００１６】
以下、上記のように構成したオイルダンパの作用を説明する。
ピストン１４が、図１および２に見て左方向へ移動すると、シリンダ１１内の一方の室Ａ内の油液が、該室Ａ側の減衰弁２６Ａの弁体２８を押し開けて第１通路２３内に流入し、さらに連絡通路２５から第２通路２４を通って他方の室Ｂ側のチェック弁２７Ｂの弁体３０を押し開けて、該他方の室Ｂに流入する。この時、一方の室Ａ内の油液の圧力が上昇してピストン１４に作用し、これと一体のロッド１３に作動方向への反力を発生させる。一方、ピストン１４が、図１および２に見て右方向へ移動すると、シリンダ１１内の他方の室Ｂ内の油液が、該室Ｂ側の減衰弁２６Ｂの弁体２８を押し開けて第１通路２３内に流入し、さらに連絡通路２５から第２通路２４を通って一方の室Ａ側のチェック弁２７Ａの弁体３０を押し開けて、該一方の室Ａに流入する。この時、他方の室Ｂ内の油液の圧力が上昇してピストン１４に作用し、これと一体のロッド１３に作動方向への反力を発生させる。そして、前記したピストン１４の往復運動に伴って、各減衰弁２６Ａ，２６Ｂを通る油液に流体抵抗が付加され、この流体抵抗によって減衰力が発生し、この結果、オイルダンパ１０に加わる振動エネルギーが吸収される。
【００１７】
ところで、上記吸収エネルギーの多くは熱エネルギーに変換され、上記したピストン１４の往復運動の繰返しにより油液（作動油）とオイルダンパ１０の構成要素（鋼材）との温度が上昇する。この場合、作動油の熱膨張率が鋼材のそれよりも高いため、作動油の、温度上昇に伴う体積増加分をシリンダ１１内の２室Ａ，Ｂで吸収することはできない。しかし、本実施形態においては、副ロッド部材１８内に体積補償室Ｃが設けられているので、前記した作動油の体積増加分は、この体積補償室Ｃで吸収される。一方、作動油の温度が下がって作動油の体積が減少した場合は、副ロッド部材１８内のばね３２のばね力でフリーピストン３０が押されることで、作動油がシリンダ１１内の２室Ａ，Ｂに押し戻される。なお、副ロッド部材１８内の他方の室Ｄには、前記ばね３２に代えてガスを封入するようにしてもよく、この場合も同様の体積補償効果が得られる。
【００１８】
なお、本オイルダンパ１０は、両ロッドタイプとして構成されているので、ロッド１３の進退出による容積変化がなく、したがって、容積変化を補うための特別のリザーバは不要である。また、減衰力をより高めるため、例えば、チェック弁１７Ａ，１７Ｂのばね３１のばね力をより強くしてもよい。また、減衰力をチューニングするため、チェック弁１７Ａ，１７Ｂや減衰弁１６Ａ，１６Ｂに固定オリフィスを設けるようにしてもよい。
【００１９】
図４は、本発明に係るオイルダンパの他の実施形態を示したものである。なお、図４には、図１および２に示した部分と同一部分には、同一符号を付している。本実施形態としてのオイルダンパ１０´は、ロッド１３をピストン１４の一端から延ばした単ロッドタイプとして構成されている。また、シリンダ１１内の２室ＡとＢとを連通する第１通路２３に配設した一対の減衰弁２６Ａ，２６Ｂは、各弁体２８に対して独立の弁ばね２９ａ，２９ｂを備えた構造となっており、各弁体２８は、上記実施形態（図１、２）とは異なって、相互に接近する方向へ付勢されて、第１通路２３を２室Ａ，Ｂに対して閉じるようになっている。さらに、第２通路２４に設けられる一対のチェック弁２７Ａ，２７Ｂは、ここでは、第２通路２４の内部から２室Ａ，Ｂへの油液の流出を規制する態様でピストン１４に内蔵されている。
【００２０】
上記図４に示した実施形態においては、ピストン１４が、図に見て左方向へ移動すると、シリンダ１１内の一方の室Ａ内の油液が、該室Ａ側のチェック弁２７Ａを押し開けて第２通路２４内に流入し、さらに連絡通路２５から第１通路２３を通って他方の室Ｂ側の減衰弁２６Ｂの弁体２８を押し開けて、該他方の室Ｂに流入する。一方、ピストン１４が、図に見て右方向へ移動すると、シリンダ１１内の他方の室Ｂ内の油液が、該室Ｂ側のチェック弁２７Ｂを押し開けて第２通路２４内に流入し、さらに連絡通路２５から第１通路２３を通って一方の室Ａ側の減衰弁２６Ａの弁体２８を押し開けて、該一方の室Ａに流入する。そして、前記したピストン１４の往復運動に伴い、各減衰弁２６Ａ，２６Ｂを通る油液に流体抵抗が付加され、この流体抵抗によって減衰力が発生し、上記実施形態と同様にオイルダンパ１０に加わる振動エネルギーが吸収される。なお、本オイルダンパ１０´においては、シリンダ１１内の反ロッド側の底部に、ロッド１３の進退出分の油液を補償しかつ油液の温度変化に伴う体積変動を補償するリザーバ（図示略）が設けられることになる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の１つの実施形態としてのオイルダンパの全体構造を示す断面図である。
【図２】図１に示したオイルダンパの一部を拡大して示す断面図である。
【図３】本オイルダンパを建造物に適用した場合の設置態様を示す側面図である。
【図４】本発明の他の実施形態としてのオイルダンパの要部構造を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１１  シリンダ
１２  ベース
１３  ロッド
１４  ピストン
１７  主ロッド部材
１８  副ロッド部材
１９  中間ロッド部材
２３  第１通路
２４  第２通路
２５  連絡通路
２６Ａ，２６Ｂ  減衰弁
２７Ａ，２７ｂ  チェック弁
Ａ，Ｂ  ２室
Ｃ    体積補償室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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