(57)【要約】      （修正有）【課題】構造物に設置され、地震等の外力に対して減衰を行なう制震用油圧ダンパにおいて、特に大きな速度に対応する必要がある場合でも、その減衰性能の調整及び確認を行なう為、特別に大きな能力の測定装置を必要としない制震用油圧ダンパ及びその使用方法を提供する。【解決手段】油圧シリンダ１２内を２つの油室２１，２３に隔離し、外力によりピストンロッド２９と共に油圧シリンダの長さ方向に往復移動するピストン２０を有する制震用油圧ダンパ１０において、２つの油室間を油が流通するときの流体抵抗により減衰を行ない、減衰性能の調整可能なバルブ構造１４を複数組有し、減衰性能が所定の値に調整済みのバルブ構造１４の油の流れを一旦遮断しても、再び油の流れを作動可能な状態にしたとき、その減衰性能が調整時と同じ性能に容易に復元することができ、複数組のバルブ構造１４の減衰性能を個別に測定することができるバルブ開閉ネジ３０を設けた。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物に設置され、油圧シリンダ内を２つの油室に隔離し、外力によりピストンロッドと共に油圧シリンダの長さ方向に往復移動するピストンを有する制震用油圧ダンパにおいて、
前記２つの油室間を油が流通するときの流体抵抗により外力に対する減衰を行ない、前記油が流通するときの減衰性能を調整可能なバルブ構造を複数組有し、
前記複数組のバルブ構造の減衰性能を個別に測定することができる手段を備えたことを特徴とする制震用油圧ダンパ。
【請求項２】
前記バルブ構造は、
油を一方向にのみ流通可能な第１バルブ構造と、
前記第１バルブ構造の油の流通方向と反対方向にのみ油の流通が可能な第２バルブ構造とで
１組のバルブ構造を構成することを特徴とする請求項１記載の制震用油圧ダンパ。
【請求項３】
前記バルブ構造は、
前記減衰性能を調整したり保持するのに用いる第１手段と、
前記バルブ構造の作動状態と閉状態を切り換えることができる第２手段と
を有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の制震用油圧ダンパ。
【請求項４】
前記バルブ構造は、
前記第１手段を押圧バネ及び調整ネジで構成し、
前記第２手段をバルブ開閉ネジとした
ことを特徴とする請求項３記載の制震用油圧ダンパ。
【請求項５】
油が流通するときの減衰性能を調整可能なバルブ構造を複数組備えた制震用油圧ダンパの使用方法であって、
前記複数組のバルブ構造のそれぞれは、前記減衰性能を一定に保持したまま油流通の作動状態と閉状態を切り換えることができるようにし、
前記複数組のバルブ構造のうちの任意の１組のバルブ構造の前記減衰性能を測定或は調整するときは、この１組のバルブ構造の油流通を作動状態とすると共に、他の組のバルブ構造の全ての油流通を閉状態にしておくようにした
ことを特徴とする制震用油圧ダンパの使用方法。
【請求項６】
前記複数組のバルブ構造の全ての前記減衰性能をそれぞれ個別に測定或は調整してから、
全ての組のバルブ構造の油流通を作動状態にし、かつ全ての組のバルブ構造のそれぞれが前記一定の減衰性能で動作することにより油圧ダンパを動作させるようにした
ことを特徴とする請求項５記載の制震用油圧ダンパの使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物等の構造物に取り付けられ、地震等の外力による構造物の振動を減衰するために用いられる制震用油圧ダンパ及びその使用方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の制震用油圧ダンパにおいては、その性能としてピストンに入力する大きな速度に対応する必要がある場合には、その油圧ダンパに設けられる一組のバルブ構造（バルブユニット等）の組数を増やすことにより、油圧ダンパ全体としての油の流量を大きくすることが対策として採られていた。そして、このようにバルブ構造の組数を増やした油圧ダンパ全体としての減衰性能が、ピストンに入力する所定の速度に対して所定の減衰力を発揮することができるか否かを測定装置により測定し、確認してから油圧ダンパを使用していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような従来の制震用油圧ダンパにおいては、油圧ダンパの性能として対応する速度があまりに大きくなると、測定装置の能力が追い付かず、油圧ダンパ全体としての減衰性能を測定することが困難になるという問題があった。
【０００４】
このため、油圧ダンパに設けられるバルブ構造の組数を増やした場合は、個々の組のバルブ構造における減衰性能を測定することにより、この測定した個々の減衰性能にバルブ構造の組の数を乗じて乗算した、合計の減衰性能が油圧ダンパ全体としての減衰性能となるので、理論的には計算により油圧ダンパ全体としての減衰性能を求められないことはないが、実際には次のような問題がある。
【０００５】
すなわち、任意の１組のバルブ構造の減衰性能を測定するときは、他の組のバルブ構造全ての油の流れを遮断する必要があるが、このように１度バルブ構造の油の流れを遮断すると、油の流れを遮断する前に所定の性能に調整したバルブ構造の減衰性能が狂ってしまう。このため、油の流れの遮断後に再び減衰性能を調整し直さなければならず、減衰性能を元の所定の性能に復元するのが非常に難しいという問題があった。
【０００６】
また、仮に減衰性能が元の調整時と同じ性能に復元できたとしても、弁体の押圧バネが押圧される力を調整ネジにより大きくしたり小さくしたり、さらにその減衰性能が、元の調整時と同じ性能になったかを測定したりしなければならないので、多くの労力と時間がかかる。そうすると結局は、複数組のバルブ構造を有する油圧ダンパ全体としての減衰性能を求めることは現実には非常に難しいという問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みて、減衰性能が所定の値に既に調整済みのバルブ構造の油の流れを一旦遮断しても、再び油の流れを作動可能な状態にしたときはその減衰性能が元の調整時と同じ性能に容易に復元することができるようにした制震用油圧ダンパ及びその使用方法を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明による制震用油圧ダンパは、
構造物に設置され、油圧シリンダ内を２つの油室に隔離し、外力によりピストンロッドと共に油圧シリンダの長さ方向に往復移動するピストンを有する制震用油圧ダンパにおいて、
前記２つの油室間を油が流通するときの流体抵抗により外力に対する減衰を行ない、前記油が流通するときの減衰性能を調整可能なバルブ構造を複数組有し、
前記複数組のバルブ構造の減衰性能を個別に測定することができる手段を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明による制震用油圧ダンパは、
前記バルブ構造は、
油を一方向にのみ流通可能な第１バルブ構造と、
前記第１バルブ構造の油の流通方向と反対方向にのみ油の流通が可能な第２バルブ構造とで
１組のバルブ構造を構成することを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明による制震用油圧ダンパは、
前記バルブ構造は、
前記減衰性能を調整したり保持するのに用いる第１手段と、
前記バルブ構造の作動状態と閉状態を切り換えることができる第２手段とを有することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明による制震用油圧ダンパは、
前記バルブ構造は、
前記第１手段を押圧バネ及び調整ネジで構成し、
前記第２手段をバルブ開閉ネジとしたことを特徴とするものである。
【００１２】
また、上記課題を解決するために、本発明による制震用油圧ダンパの使用方法は、
油が流通するときの減衰性能を調整可能なバルブ構造を複数組備えた制震用油圧ダンパの使用方法であって、
前記複数組のバルブ構造のそれぞれは、前記減衰性能を一定に保持したまま油流通の作動状態と閉状態を切り換えることができるようにし、
前記複数組のバルブ構造のうちの任意の１組のバルブ構造の前記減衰性能を測定或は調整するときは、この１組のバルブ構造の油流通を作動状態とすると共に、他の組のバルブ構造の全ての油流通を閉状態にしておくようにしたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明による制震用油圧ダンパの使用方法は、
前記複数組のバルブ構造の全ての前記減衰性能をそれぞれ個別に測定或は調整してから、
全ての組のバルブ構造の油流通を作動状態にし、かつ全ての組のバルブ構造のそれぞれが前記一定の減衰性能で動作することにより油圧ダンパを動作させるようにした
ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
このような本発明の制震用油圧ダンパ及びその使用方法によれば、減衰性能が所定の値に既に調整済みのバルブ構造の油の流れを一旦遮断しても、再び油の流れを作動可能な状態にしたときはその減衰性能が元の調整時と同じ性能に容易に復元することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面に基づいて具体的に説明する。図１ないし図５は、本発明の一実施の形態に係る制震用油圧ダンパ１０及びその使用方法について説明するために参照する図である。
【００１６】
図１、図２に示す制震用油圧ダンパ１０は、油圧シリンダ１２の周りの４箇所Ａ〜Ｄに計５組のバルブ構造１４（バルブユニット等）が設けられている。このうちの１箇所Ａには２組のバルブ構造１４が内蔵されており、他の３箇所Ｂ〜Ｄには各１組のバルブ構造１４が内蔵されている。
ちなみに、上記１箇所Ａの２組のバルブ構造１４の上には、アキュムレータ１３（蓄圧器）が設けられている。
【００１７】
図３は、図２における制震用油圧ダンパ１０の１箇所Ａのバルブ構造１４のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。このバルブ構造１４は、一対の、第１バルブボディ１４ａ（第１バルブ構造）と第２バルブボディ１４ｂ（第２バルブ構造）を有している。
【００１８】
第１バルブボディ１４ａの弁体１５側端部の周りに形成された油給排ポート１６は、油路１８を介して、油圧シリンダ１２内のピストン２０によりその一方側に画成された第１油室２１と連通しており、第２バルブボディ１４ｂの弁体１５側端部の周りに形成された油給排ポート１７は、油路１９を介して、油圧シリンダ１２内のピストン２０によりその他方側に画成された第２油室２３と連通している。
【００１９】
図４に示すように、油給排ポート１６は開口２２を通って、弁体１５の先端部が内部に配置されたバルブ室２４と連通している。弁体１５の先端部は、軸線部に弁孔３４が形成された弁孔形成部材２６に離隔可能に接触していて、油圧により弁体１５が弁孔形成部材２６から離隔するよう移動したときは、バルブ室２４は弁孔３４と連通して、弁体１５と弁孔形成部材２６との間の隙間を通って、バルブ室２４から弁孔３４に向かって油が流れるようになっている。
【００２０】
図３に示すように、第１バルブボディ１４ａ側の弁孔３４は、油路３２を通って第２バルブボディ１４ｂ側の油給排ポート１７と連通しており、また、第２バルブボディ１４ｂ側の弁孔３５は、油路３３を通って第１バルブボディ１４ａ側の油給排ポート１６と連通している。
【００２１】
制震用油圧ダンパ１０が設けられた構造物に地震等の外力が加えられて、油圧シリンダ１２内のピストン２０がピストンロッド２９と共に、図３中右側に相対的に移動すると、第１油室２１の油が、油路１８、油給排ポート１６、開口２２、油圧により駆動された弁体１５と弁孔形成部材２６との間の隙間、弁孔３４、油路３２、油給排ポート１７、及び油路１９を通って、第２油室２３に流れ込むようになっている。
【００２２】
上記外力により油圧シリンダ１２内のピストン２０が、図３中左側に相対的に移動すると、第２油室２３の油が、油路１９、油給排ポート１７、開口２２、油圧により駆動された弁体１５と弁孔形成部材２６との間の隙間、弁孔３５、油路３３、油給排ポート１６、及び油路１８を通って、第１油室２１に流れ込むようになっている。
【００２３】
図４に示すように、第１バルブボディ１４ａの弁体１５のフランジ部１５ａの図中右側には、押圧バネ２５の一端部が当接しており、押圧バネ２５の他端部はバネ押圧部材２７の図中左側に当接している。
【００２４】
バネ押圧部材２７の押圧バネ２５と反対側には、バルブ調整ネジ２８（調整ネジ手段、第１手段）の一端部が当接しており、このバルブ調整ネジ２８の雄ネジ２８ａは第１バルブボディ１４ａのケース部材３６内に形成された雌ネジ３６ａにネジ結合している。
【００２５】
このような構造の第１バルブボディ１４ａは、バルブ調整ネジ２８を弁体１５に向かって強く締め付けるようネジ回転させると、押圧バネ２５が押圧される力が増大するので、弁体１５が弁孔形成部材２６と離間して弁が開くためにはより高く設定された油の圧力が必要とされる。
【００２６】
逆に、バルブ調整ネジ２８を弁体１５から離れる方向に移動するように緩めて後退させると、押圧バネ２５が押圧される力が減少することにより、弁体１５が弁孔形成部材２６に押圧される力が低減するので、弁体１５が弁孔形成部材２６と離間して弁が開くためにはより低く設定された油の圧力で足りることになる。
【００２７】
図４に示すように、バルブ調整ネジ２８の軸孔には雌ネジ２８ｂが形成されており、この雌ネジ２８ｂにはバルブ開閉ネジ３０（第２手段）に形成された雄ネジ３０ａがネジ結合している。このバルブ開閉ネジ３０はさらに、バネ押圧部材２７の軸孔を通って図中左方に伸びており、その先端は弁体１５のバネ押圧部材２７側の端面に当接可能となっている。
【００２８】
このようなバルブ開閉ネジ３０は、大きな力で弁体１５を押圧するように図中左方に移動すると、その先端は弁体１５を強く押圧して、弁体１５と弁孔形成部材２６との間の隙間を油が流れないように遮断（閉状態に）することができる。
【００２９】
逆に、バルブ開閉ネジ３０が弁体１５への押圧を解除するように図４中右方に移動すると、その先端は弁体１５の端面から離れるので、バルブ構造１４が開いて作動することが可能な状態（作動状態）となり、押圧バネ２５だけが弁体１５を押圧することにより、予め調整されてあった減衰性能に対応する押圧バネ２５の押圧力により、弁体１５は弁孔３４の周りの弁孔形成部材２６に押付けられるようになっている。
【００３０】
図３に示すように、第２バルブボディ１４ｂは、第１バルブボディ１４ａと軸線がずれてはいるが第１バルブボディ１４ａとほぼ対称的に配置され、この第２バルブボディ１４ｂも、上記のような第１バルブボディ１４ａと同様に構成されている。
【００３１】
図５は、制震用油圧ダンパ１０のピストン２０に地震等の外力により与えられるピストン軸方向の速度Ｖと、制震用油圧ダンパ１０の減衰力Ｆとの関係の特性を示すグラフである。
【００３２】
同図において、例えば１組のバルブ構造１４を有する制震用油圧ダンパに速度３００ｍｍ／ｓｅｃを与えたときに減衰力が１０００ＫＮだとし（特性グラフＡ参照）、油圧ダンパの減衰力を測定する測定装置の測定能力が、速度が５００ｍｍ／ｓｅｃで減衰力が１０００ＫＮだとすると、測定することが可能である。
【００３３】
ところが、制震用油圧ダンパに、例えば速度が１５００ｍｍ／ｓｅｃのような通常の設定よりも非常に大きな速度がピストン２０に加わる場合、前記の実施の形態のように５組のバルブ構造１４を設けたとする。
【００３４】
この場合、図５に示す特性グラフＢのように、３００ｍｍ／ｓｅｃに５を乗じる乗算を行うことにより、１５００ｍｍ／ｓｅｃの速度対応をできることが推測できる。ところが、前述のように測定装置の能力が減衰力が１０００ＫＮで速度が５００ｍｍ／ｓｅｃが限界だとすると、制震用油圧ダンパとして減衰力が１０００ＫＮで速度が１５００ｍｍ／ｓｅｃであることを実際に測定することはできないことになる。
【００３５】
このような場合は、図５の特性グラフＢが示すような傾きの直線となるような特性であることがわかっているので、特性グラフＢ上で速度Ｖが５００ｍｍ／ｓｅｃのときの減衰力の数値（Ｆ１）を測定装置で測定できれば、速度Ｖが１５００ｍｍ／ｓｅｃのときは減衰力Ｆが１０００ＫＮであることを演算により推測できる。
【００３６】
本発明の前記実施の形態は、このような高速度に対応する制震用油圧ダンパ１０の実現と、高速度に対応する制震用油圧ダンパ１０の測定を概そ可能にしたものであり、以下にその制震用油圧ダンパ１０の使用方法について説明する。
【００３７】
まず、任意の１組のバルブ構造１４の各バルブボディ１４ａ、１４ｂの減衰力を測定装置により測定し、例えばピストン２０に前記と同じ３００ｍｍ／ｓｅｃの速度を与えたときに減衰力Ｆが、所定の減衰力１０００ＫＮと一致しなかったら、所定の値となるようにそのバルブ構造を調整ネジ２８により調整する。
【００３８】
このような１組のバルブ構造１４の減衰性能の測定や調整は、他の４組すべてのバルブ構造１４を油の流れが遮断した状態にしておくことによりはじめて可能となるものである。
【００３９】
他の組のバルブ構造１４を油の流れが遮断した状態にするには、各バルブボディ１４ａ、１４ｂのバルブ開閉ネジ３０を弁体１５に向けて移動するように強く締め付けることにより、弁体１５を弁孔３４の周りの弁孔形成部材２６に強く押し付けることによって実現することができる。
【００４０】
次に別の１組のバルブ構造１４の減衰性能について測定或は調整し、そのために他のすべての組のバルブ構造１４は閉じた状態とする。この場合は、前回においてその減衰性能を測定或は調整したバルブ構造１４は、そのバルブ開閉ネジ３０を弁体１５に向けて締め付けて油の流れを遮断した状態とすると共に、これからその減衰性能を測定或は調整するバルブ構造１４は、そのバルブ開閉ネジ３０を弁体１５から離れる方向に移動するように緩めて、バルブ構造１４が開いて作動することが可能な状態とする。
【００４１】
このようにして１組ずつバルブ構造１４の減衰性能を測定或は調整し、すべての組のバルブ構造１４についての減衰性能の測定或は調整が終わるまで、バルブ構造１４を１組ずつ順次交代してその測定或は調整を繰り返す。
【００４２】
すべての組のバルブ構造１４についての減衰性能の測定或は調整が終わったら、各組のバルブ構造１４は全て、その減衰性能が例えば所定の速度３００ｍｍ／ｓｅｃに対して１０００ＫＮに調整されたことになる。そこで、今度は全ての組のバルブ構造１４が作動することが可能な状態とすることにより、それらの減衰性能を復元して油圧ダンパ全体としての減衰性能を測定装置により測定する。
【００４３】
この場合は全ての組のバルブ構造１４の減衰性能を復元するためには、それらのバルブ開閉ネジ３０を弁体１５から離れる方向に移動するように緩める操作をするだけでよく、バルブ調整ネジ２８は全く調整、操作をしないので、その減衰性能は調整ネジ２８により行った元の調整時の性能と同じ所定値に容易に復元することができる。
【００４４】
すべての組のバルブ構造１４を、それらが作動することを可能な状態にして、測定装置によりダンパ全体としての減衰性能を測定する場合は、例えば測定装置が速度５００ｍｍ／ｓｅｃ迄しか測定できないとしても、その値迄測定したときの減衰力（Ｆ１）が測定できれば、後は図５に示すような特性グラフＢの傾きから、例えば速度Ｖが１５００ｍｍ／ｓｅｃのとき減衰力Ｆが１０００ＫＮであることを演算により推測することができる。
【００４５】
すなわち図５の特性グラフＢを破線で示すように伸ばしていけば、制震用油圧ダンパ１０全体としての減衰性能を推測することができることになる。このことにより、測定装置の能力に限界があっても、その限界以上の速度に対応する油圧ダンパの減衰性能を測定することが可能となる。
【００４６】
以上説明したように、任意の１組のバルブ構造の減衰性能を測定或は調整するときに、他の組のバルブ構造の油の流れを遮断したとしても、既に調整済みのそれらのバルブ構造の減衰性能が元の調整時の性能に容易に復元することができるので、このことによりはじめて、各組のバルブ構造１４の減衰性能を個々に測定或は調整することが可能となる。
【００４７】
そして、このように各組ごとに測定或は調整したバルブ構造１４を全て、開いて作動することが可能な作動状態にしてから測定装置によって測定することにより、油圧ダンパ全体としての減衰性能を測定或は調整することが可能となると共に、そのような減衰性能を有する制震用油圧ダンパ１０を実現することができる。
【００４８】
なお、上記実施の形態においては、制震用油圧ダンパ１０に５組のバルブ構造１４を設けた場合について説明したが、４組以下、又は６組以上のバルブ構造を設けてもよいことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る制震用油圧ダンパ１０を示す側面図である。
【図２】図１における制震用油圧ダンパ１０のＩＩ−ＩＩ線矢視図である。
【図３】図２における制震用油圧ダンパ１０のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。
【図４】図３における第１バルブボディ１４ａの拡大断面図である。
【図５】バルブ構造１４の減衰性能及びその使用方法について説明するためのグラフを示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０    制震用油圧ダンパ
１２    油圧シリンダ
１４    バルブ構造
１４ａ    第１バルブボディ
１４ｂ    第２バルブボディ
１５    弁体
１５ａ    フランジ部
１６，１７    油給排ポート
１８，１９    油路
２０    ピストン
２１    第１油室
２２    開口
２３    第２油室
２４    バルブ室
２５    押圧バネ
２６    弁孔形成部材
２７    バネ押圧部材
２８    バルブ調整ネジ
２８ａ    雄ネジ
２８ｂ    雌ネジ
２９    ピストンロッド
３０    バルブ開閉ネジ
３０ａ    雄ネジ
３２，３３    油路
３４，３５    弁孔
３６    ケース部材
３６ａ    雌ネジ
【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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