(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ体と、シリンダ体に摺動自在に挿入されたピストンと、ピストンの両側に連設されてシリンダ体に出没可能に挿通されたロッド体と、シリンダ体内にピストンを介して区画された第１，第２の二つの油室と、ピストン内に設けられて第１の油室から第２の油室へおよび第２の油室から第１の油室にそれぞれ油の流れを許容する一対の減衰弁および一対のリリーフ弁と、第１，第２の油室を連通する油路中に設けられて一方の油室から他方の油室に油の流れを阻止する一対のチェック弁と、一対のチェック弁間の上記油路に接続されたアキュムレータとを備えているオイルダンパにおいて、シリンダ体に連設されたハウジング内にアキュムレータを設け、上記油路と一対のチェック弁とをピストン内に設け、更に上記油路とアキュムレータを接続する通路がピストンとロッド体内に設けられると共に当該通路が上記各減衰弁の下流側に連通し、かつ上記各減衰弁がピストン速度の低速域から中速域において油の流れを許容するように設定されてなることを特徴とするオイルダンパ。
【請求項２】
アキュムレータが油室と気体室又は油室と気泡をもったスポンジとで構成していることを特徴とする請求項１のオイルダンパ。
【請求項３】
減衰弁がポペット型の弁体を備えていることを特徴とする請求項１又は２のオイルダンパ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、地震等が発生した時に構造物の制振を行なうのに適するオイルダンパの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、およそオイルダンパは、外部入力で伸縮する際に減衰作用をして所定のエネルギー吸収を実現し得るように設定されるが、多くの場合に、常用されるピストン速度の低速域から中速域にかけての伸縮時に所定の減衰作用をしながら、言わば異常となるピストン速度の高速域時にはリリーフ機能を発揮するように設定されている。
【０００３】
すなわち、たとえば、図４に示すオイルダンパにあって、まず、ダンパ本体１は、シリンダ体１１とこのシリンダ体１１内に出没可能に挿通されるロッド体１２を有してなると共に、シリンダ体１１内にはロッド体１２に連設されながら摺動可能に収装されてこのシリンダ体１１内に二つの油室Ｒ１，Ｒ２を区画するピストン１３を有してなるが、このピストン１３に二組の減衰弁２，３およびリリーフ弁４，５を有している。
【０００４】
ちなみに、二つの油室Ｒ１，Ｒ２は、ダンパ本体１がシリンダ体１１の両端からロッド体１２をそれぞれ突出させるいわゆる両ロッド型に設定されていることから、同じ受圧面積を有している。
【０００５】
そして、減衰弁２は、一方の油室Ｒ１が高圧側となるときに他方の油室Ｒ２への油の通過を許容し、また、減衰弁３は、他方の油室Ｒ２が高圧側となるときに一方のＲ１への油の通過を許容し、その際にそれぞれ所定の減衰力を発生するように設定されている。
【０００６】
また、リリーフ弁４は、一方の油室Ｒ１が異常高圧となるときに他方の油室Ｒ２への流出を許容し、また、リリーフ弁５は、他方の油室Ｒ２が異常高圧となるときに一方のＲ１への油の流出を許容するように設定されている。
【０００７】
一方、このオイルダンパにあっては、上記の油室Ｒ１，Ｒ２がダンパ本体１の外部に配在のバイパス路Ｌを介して互いに連通されているが、このバイパス路Ｌ中には油室Ｒ１，Ｒ２間における油の逆流をそれぞれ阻止するチェック弁６，７が配在されると共に、各チェック弁６，７にそれぞれ並列するオリフィス絞り８，９が配在されている。
【０００８】
そして、上記のバイパス路Ｌには、上記の各チェック弁６，７の間となる部位でアキュムレータ１０が接続されている。
【０００９】
上記のオイルダンパにおいて、ピストン１３が移動して一方の油室Ｒ１又はＲ２の内圧がいずれの減衰弁２又は３のクラッキン圧にも達しない時のピストン速度を低速域とし、同じく上記内圧がいずれかの減衰弁２又は３は開くがいずれのリリーフ弁４，５のクラッキング圧にも達しない時のピストン速度を中速域とし、上記内圧がいずれかのリリーフ弁４又は５のクラッキング圧に達してこのリリーフ４又は５を開くときのピストン速度を中高速域とすると、外部入力で、たとえば、ピストン１３がシリンダ体１１内を図４中で左行して一方の油室Ｒ１が高圧側となるときに、ピストン速度が低速域にあるときには、一方の油室Ｒ１からの油がバイパス路Ｌ中のオリフィス絞り８およびチェック弁７を通過して他方の油室Ｒ２に流入する。
【００１０】
そして、ピストン速度が中速域になると、一方の油室Ｒ１からの油が減衰弁２を通過して他方の油室Ｒ２に流入し、ピストン速度が高速域になると、一方の油室Ｒ１からの油がリリーフ弁４を介して他方の油室Ｒ２に流入する。
【００１１】
また、上記と逆に、ピストン１３がシリンダ体１１内を図４中で右行して他方の油室Ｒ２が高圧側となるときには、他方の油室Ｒ２からの油が、ピストン速度が低速域にあれば、バイパス路Ｌ中のオリフィス絞り９およびチェック弁６を通過して、また、ピストン速度が中速域になれば、減衰弁３を通過して、さらに、ピストン速度が高速域になれば、リリーフ弁５を介して、一方の油室Ｒ１に流入することになる。
【００１２】
その結果、上記のオイルダンパにあっては、図５に示すように、ピストン速度の低速域には、オリフィス特性の減衰力が発生すると共に、ピストン速度の中速域以上では、減衰弁２，３とリリーフ弁４，５がバルブ特性の減衰力を発生するように設定されることで、所期の減衰作用を実現し得ることになる。
【００１３】
ちなみに、油室Ｒ１，Ｒ２における油温上昇で油が膨張したときには、この膨張分の油がオリフィス絞り８，９を介してアキュムレータ１０に流出されると共に、油室Ｒ１，Ｒ２における油温低下で油が収縮したときには、油室Ｒ１，Ｒ２において不足することになる油がオリフィス絞り８，９を介してアキュムレータ１０から補給される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したオイルダンパにあっては、まず、ピストン速度が低速域にあるときの減衰力がいわゆるダレてしまい、必要な大きさの減衰力が得られなくなる不具合がある。
【００１５】
すなわち、上記のオイルダンパにあっては、ピストン速度の低速域における減衰力発生を保障することから当然であるが、バイパス路Ｌ中にアキュムレータ１０を有していて、ダンパ本体１における油量補償はもちろんのこと、ダンパ本体１における温度補償をも可能にしていることから、上記のバイパス路Ｌ中へのオリフィス絞り８，９の配設を省略できないことになる。
【００１６】
その結果、ピストン速度が低速域にあるときの減衰力を全体的に大きくしようとしてもこれを実現できないことになる。
【００１７】
つぎに、上記したオイルダンパにあっては、ダンパ本体１の外部にバイパス路Ｌを設けると共に、このバイパス路Ｌ中にチェック弁６，７およびオリフィス絞り８，９を配在し、さらに、このバイパス路Ｌにアキュムレータ１０を接続する構成とされている。
【００１８】
それゆえ、オイルダンパの具体化にあって、バイパス路Ｌ，チェック弁６，７およびオリフィス絞り８，９は、多くの場合に、ダンパ本体１の外部に設けられるであろうバルブブロック内に配在されることになり、また、アキュムレータ１０は、多くの場合に、このバルブブロックに連設されることになる。
【００１９】
その結果、上記のバルブブロックがダンパ本体１に連設される場合には、オイルダンパにおける全体的な大型化が招来されることになり、たとえば、このオイルダンパが建築物における耐震性を向上させるためのブレースに接続された状態で建築物における壁スペースに配在されて制振装置を構成するとする場合に、その配備性を低下させることになる不具合がある。
【００２０】
この発明は、上記した事情を鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、ピストン速度が中速域以上となるときに所定の減衰作用が実現されるのはもちろんのこと、ピストン速度が低速域にあるときにも必要な大きさの減衰力発生が可能になり、しかも、全体的な大型化を招来させずして、その汎用性の向上を期待するのに最適となるオイルダンパを提供することである。
【００２１】
上記の目的を達成するため、本発明の手段は、シリンダ体と、シリンダ体に摺動自在に挿入されたピストンと、ピストンの両側に連設されてシリンダ体に出没可能に挿通されたロッド体と、シリンダ体内にピストンを介して区画された第１，第２の二つの油室と、ピストン内に設けられて第１の油室から第２の油室へおよび第２の油室から第１の油室にそれぞれ油の流れを許容する一対の減衰弁および一対のリリーフ弁と、第１，第２の油室を連通する油路中に設けられて一方の油室から他方の油室に油の流れを阻止する一対のチェック弁と、一対のチェック弁間の上記油路に接続されたアキュムレータとを備えているオイルダンパにおいて、シリンダ体に連設されたハウジング内にアキュムレータを設け、上記油路と一対のチェック弁とをピストン内に設け、更に上記油路とアキュムレータを接続する通路がピストンとロッド体内に設けられると共に当該通路が上記各減衰弁の下流側に連通し、かつ上記各減衰弁がピストン速度の低速域から中速域において油の流れを許容するように設定されてなることを特徴とするものである。
【００２２】
この場合、アキュムレータが油室と気体室又は油室と気泡をもったスポンジとで構成しているのが好ましい。
【００２３】
同じく、減衰弁がポペット型の弁体を備えているのが好ましい。
【００２４】
それゆえ、ダンパ本体の外部には、各チェック弁および油路が配在されなくなり、全体的な大型化を招来させないのみならず、積極的なコンパクト化を可能にする。
【００２５】
そして、減衰弁がポペット構造に形成することで、オリフィス絞りによらずしてピストン速度の低速域における大きい減衰力の発生を可能にし、しかも、その際の発生減衰力の特性をバルブ特性にし得る。
【００２６】
また、上記の減衰弁では、ピストン速度の低速域に引き続いてピストン速度の中速域における減衰力発生をも可能にするから、段差のないリニアな特性の減衰力発生が可能になる。
【００２７】
そして、上記のポペット構造に形成される減衰弁では、ポペット弁における初期荷重がほぼ零になるように設定されることで、この減衰弁の上流側となる油室における油温上昇で膨張した分の油のこの減衰弁を介してのアキュムレータ側への漏出を可能にする。
【００２８】
また、上記のようにポペット弁における初期荷重がほぼ零になるように設定される場合には、ピストンがシリンダ体内を摺動する初期に高圧側となる油室で油が圧縮し、反対側の低圧側の油室で油量不足となるときに、不足分に相当する量の油がアキュムレータからチェック弁を介して供給されて、低圧側の油室にある油中での気泡発生を回避可能にする。
【００２９】
そして、上記から反転してピストンがシリンダ体内を摺動する初期にそれまで低圧側であった油室において過剰となる油が減衰弁を介してアキュムレータに流入し、それまで高圧側にあった油室が低圧側に転じようとする場合の残圧発生を回避可能にする。
【００３０】
さらに、減衰弁の下流側における最低油圧がアキュムレータにおける背圧で適宜に設定されることで、減衰弁に上記した油温上昇時の膨張した分の油の漏出作動と、ピストン速度の低速域における減衰力発生と、これに引き続くピストン速度の中速域における減衰力発生とを保障させることが可能になり、また、ピストン速度の高速域におけるリリーフ弁の作動をも保障させることが可能になる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下に、図示したところに基づいて、この発明を説明するが、この発明によるオイルダンパにあっても、図１に示すように、基本的には、前記した図４に示す従来例としてのオイルダンパと同様の要素を有して構成されている。
どころで、以下の説明においては、ピストン１３が移動して一方の油室Ｒ１又はＲ２の内圧がいずれの減衰弁２又は３のクラッキンググ圧にも達しない時のピストン速度を低速域とし、同じく上記内圧がいずれかの減衰弁２又は３は開くがいずれのリリーフ弁４，５のクラッキン圧にも達しない時のピストン速度を中速域とし、上記内圧がいずれかのリリーフ弁４又は５のクラッキング圧に達してこのリリーフ４又は５を開くときのピストン速度を高速域とするものとする。
【００３２】
即ち、本発明のオイルダンパは図１に示すように、シリンダ体１１と、シリンダ体１１に摺動自在に挿入されたピストン１３と、ピストン１３の両側に連設されてシリンダ体１１に出没可能に挿通されたロッド体１２，１２と、シリンダ体１１内にピストン１３を介して区画された第１，第２の二つの油室Ｒ１，Ｒ２と、第１の油室Ｒ１から第２の油室Ｒ２へおよび第２の油室Ｒ２から第１の油室Ｒ１にそれぞれ油の流れを許容する一対の減衰弁２，３および一対のリリーフ弁４，５と、第１，第２の油室Ｒ１，Ｒ２を連通する油路１４中に設けられて一方の油室から他方の油室に油の流れを阻止する一対のチェック弁６，７と、一対のチェック弁６，７間の油路１４に接続されたアキュムレータＱとを備えている。
【００３３】
更に、シリンダ体１１に連設されたハウジング１５内にアキュムレータＱを設け、上記油路１４と一対のチェック弁６，７とをピストン１３内に設け、更に上記油路１４とアキュムレータＱを接続する通路１６がピストン１３とロッド体１２内に設けられると共に当該通路１６が上記各チェック弁６，７の下流側に連通し、かつ上記各減衰弁２，３がピストン速度の低速域から中速域において油の流れを許容するように設定されている。
【００３４】
アキュムレータＱは、図１に示すように、油室１７と気体室１８とで構成しているが図２に示すように油室１７と気泡をもったスポンジ１９とで構成してもよい。
【００３５】
図２に示すオイルダンパは、スポンジ１９を除いて他の構成，作用，効果は図１のオイルダンパと同じである。
【００３６】
尚、この発明によるオイルダンパにあって、その構成が上記の従来例と同様となるところについては、図１中におよび以下に図示する実施の形態において、同一の符号を付している。以下、この発明において特徴となるところを中心に説明する。
【００３７】
すなわち、まず、この発明によるオイルダンパは、図１に示すように、二組の減衰弁２，３およびリリーフ弁４，５がピストン１３に配在されてなるとするのはもちろんのこと、このピストン１３にはチェック弁６，７が配在されてなるとし、かつ、シリンダ体１１に一体に成形されたハウジング１５内にアキュムレータＱが内蔵されてなるとして、ダンパ本体１のみからなる外観を呈している。
【００３８】
これによって、ダンパ本体１の外部にバイパス路（図４中の符号Ｌ参照）を配在させることを要しなくなり、このバイパス路を設けるための、また、このバイパス路中にチェック弁６，７およびオリフィス絞り８，９を配在させるためのバルブブロックの連設などを省略できることになる。
【００３９】
つぎに、この発明によるオイルダンパでは、ハウジング１５内にアキュムレータＱが配在されてなるとするが、このアキュムレータＱは、ピストン１３に配在の二つの減衰弁２，３の下流側に連通している。
【００４０】
これによって、ダンパ本体１の外部にアキュムレータＱを設けることによる不具合を、また、たとえば、上記したバルブブロックにアキュムレータＱを連設することによるオイルダンパの全体的な大型化を阻止できることになる。
【００４１】
一方、この発明によるオイルダンパでは、減衰弁２，３がピストン速度の低速域における油の通過とこれに引き続くピストン速度の中速域における油の通過を許容し得るように設定されてなるとしている。
【００４２】
これによって、まず、前記した従来例におけるオリフィス絞り８，９を配在することなくして、ピストン速度の低速域における減衰力発生をこの減衰弁２，３に担保させることが可能になる。
【００４３】
したがって、たとえば、減衰弁２，３をポペット型の弁体を備えたポペット構造に設定することで、図３に示すように、前記した従来例（図５参照）に比較すれば、バルブ特性の大きい減衰力の発生を可能にし得ることになる。
【００４４】
つぎに、この減衰弁２，３がピストン速度の低速域における油の通過に引き続いてピストン速度の中速域における油の通過をも許容するように設定されることで、図３に示すように、ピストン速度の低速域から中速域にかけての発生減衰力を段差のないリニアな特性のものとして具現化できることになる。
【００４５】
さらに、この減衰弁２，３における初期荷重がほぼ零になるように設定されることで、すなわち、減衰弁２，３がポペット構造に設定されるときのポペット弁における初期荷重がほぼ零になるように設定されることで、各減衰弁２，３の上流側となる油室Ｒ１，Ｒ２における油温上昇で油が膨張したときに、この膨張分の油が上記のポペットを押し開くようにしてアキュムレータＱ側に漏出することを可能にし得ることになる。
【００４６】
また、上記のようにポペット弁における初期荷重がほぼ零になるように設定されることで、ピストン１３がシリンダ体１１内を摺動することによって生じ得る油室Ｒ１，Ｒ２内におけるいわゆる残圧発生を回避し得ることにもなる。
【００４７】
すなわち、たとえば、ピストン１３がシリンダ体１１内を図１中で左行するように摺動する初期には、油室Ｒ１が高圧側となると共に、このときに、油室Ｒ１の油が圧縮する。
【００４８】
それに対して、反対側の低圧側の油室Ｒ２では油量不足を生じ、したがって、このときには、油室Ｒ２で不足することになる量に相当する分の油がアキュムレータＱからチェック弁７を介して補給されることになり、その結果、低圧側の油室Ｒ２にある油中での気泡発生が回避されることになる。
【００４９】
そしてまた、上記から反転してピストン１３がシリンダ体１１内を図１中で右行するように摺動する初期には、それまで低圧側であった油室Ｒ２においては、すなわち、高圧側に転じようとしている油室Ｒ２においては、アキュムレータＱから補給された分の油が過剰となる。
【００５０】
しかし、この過剰となる油は、減衰弁３を介してアキュムレータＱに直接流入することになり、それまで高圧側にあった油室Ｒ１が低圧側に転じようとする場合の油室Ｒ１における残圧発生が回避されることになる。
【００５１】
ところで、この発明によるオイルダンパでは、減衰弁２，３の下流側における最低油圧がアキュムレータＱにおける背圧で設定されている。
【００５２】
これによって、減衰弁２，３に上記の残圧発生に関与する油の排出作動と、前記の油温上昇時の膨張した分の油の漏出作動と、ピストン速度の低速域における減衰力発生と、これに引き続くピストン速度の中速域における減衰力発生とを保障することが可能になると共に、さらには、ピストン速度の高速域におけるリリーフ弁４，５の作動をも保障することが可能になる。
【００５３】
ちなみに、アキュムレータＱにおける背圧に起因する減衰弁２，３の下流側における最低油圧は、多くの場合に、３キロ程度に設定される。
【００５４】
また、減衰弁２，３の下流側は、前記したチェック弁６，７のいわゆる上流側に連通している。
【００５５】
以上のように構成されたこの発明によるオイルダンパの作動は、以下のようになる。
【００５６】
すなわち、ダンパ本体１が外部入力で、たとえば、ピストン１３がシリンダ体１１内を図１中で左行して一方の油室Ｒ１が高圧側となるときに、ピストン速度が低速域にあるときおよび中速域にあるときには、一方の油室Ｒ１からの油が減衰弁２およびチェック弁７を介して他方の油室Ｒ２に流入する。
【００５７】
そして、ピストン速度が高速域になると、一方の油室Ｒ１からの油がリリーフ弁４を介して他方の油室Ｒ２に流入する。
【００５８】
また、上記と逆に、ピストン１３がシリンダ体１１内を図1中で右行して他方の油室Ｒ２が高圧側となるときには、他方の油室Ｒ２からの油が、ピストン速度が低速域および中速域にあれば、減衰弁３およびチェック弁６を介して一方の油室Ｒ１に流入し、ピストン速度が高速域になれば、リリーフ弁５を介して一方の油室Ｒ１に流入することになる。
【００５９】
さらに、ダンパ本体１が伸縮しているか否かにかかわりなく、油室Ｒ１，Ｒ２における油温上昇で油が膨張したときには、この膨張分の油が減衰弁２，３を介してアキュムレータＱに流出されると共に、油室Ｒ１，Ｒ２における油温低下で油が収縮したときには、油室Ｒ１，Ｒ２において不足することになる油がチェック弁６，７を介してアキュムレータＱから補給される。
【００６０】
それゆえ、このダンパ本体１における作動は、基本的には、前記した従来例における場合と同様であるが、ピストン速度の低速域の油が、また、油室Ｒ１，Ｒ２における油温上昇で膨張した分の油が減衰弁２，３を通過するとした点に前記した従来例との差異がある。
【００６１】
そして、特に、ピストン速度の低速域の油が減衰弁２，３を通過することで発生される減衰力が少なくともオリフィス特性にならず、したがって、減衰弁２，３を、たとえば、ポペット構造に設定することを条件に、バルブ特性の減衰力発生を実現できることになる点で有利となる。
【００６２】
また、残圧発生を減衰弁２，３によって回避し得ること、特に、減衰弁２，３を通過した油がオリフィス絞り（図４中の符号８，９）などを介さずして直接アキュムレータＱに流入し得ることから、速やかな残圧解消が可能になり、以降にこの減衰弁２，３の作動で発生される減衰力を安定させる点で有利となる。
【００６３】
【発明の効果】
以上のように、この発明にあっては、減衰弁，リリーフ弁，チェック弁がピストン内に設けられ、アキュムレータにシリンダ体に連設したハウジング内に設けられているから、全体的な大型化を招来させないのみならず、積極的なコンパクト化を可能にする。
【００６４】
そして、減衰弁がポペット構造に形成したことにより、オリフィス絞りによらずしてピストン速度の低速域における大きい減衰力の発生を可能にし、しかも、その際の発生減衰力の特性をバルブ特性にし得ることになる。
【００６５】
また、減衰弁がピストン速度の低速域に引き続いてピストン速度の中速域における減衰力発生をも可能にするから、段差のないリニアな特性の減衰力発生が可能になる。
【００６６】
そして、減衰弁がポペット構造に形成され、ポペット弁における初期荷重がほぼ零になるように設定した場合には、この減衰弁の上流側となる油室において油温上昇で膨張した分の油をこの減衰弁を介してのアキュムレータ側に流出させる得ることになる。
【００６７】
また、ポペット弁における初期荷重がほぼ零になるように設定される場合には、ピストンがシリンダ体内を摺動する初期に高圧側となる油室で油が圧縮し、反対側の低圧側の油室で油量不足するときに、この不足分に相当する量の油がアキュムレータから供給されることになり、低圧側の油室にある油中での気泡発生を回避可能にする。
【００６８】
そして、上記から反転してピストンがシリンダ体内を摺動する初期にそれまで低圧側であった油室において過剰となる油が減衰弁を介して直接アキュムレータに流入し、それまで高圧側にあった油室が低圧側に転じようとする場合の残圧発生を回避可能にする。
【００６９】
さらに、減衰弁の下流側における最低油圧がアキュムレータにおける背圧で適宜に設定されることで、減衰弁に上記した残圧発生阻止作動と、油温上昇時の膨張した分の油の漏出作動と、ピストン速度の低速域から中速域における減衰力発生とを保障させ得ることになり、また、ピストン速度の高速域におけるリリーフ弁の作動をも保障させる得ることになる。
【００７０】
その結果、この発明によれば、ピストン速度が中速域以上となるときに所定の減衰作用が実現されるのはもちろんのこと、ピストン速度が低速域にあるときにも必要な大きさの減衰力発生が可能になり、しかも、全体的な大型化を招来させずして、たとえば、オイルダンパが建築物における耐震性を向上させるためのブレースに接続された状態で建築物における壁スペースに配在されて制振装置を構成するとする場合に、その配備性が向上されることになり、その汎用性の向上を期待するのに最適となる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態に係るオイルダンパを原理的に示す概略縦断面図である。
【図２】この発明の他の実施の形態に係るオイルダンパを原理的に示す概略断面図である。
【図３】図１に示すオイルダンパによる減衰特性を示すグラフである。
【図４】従来例としてのオイルダンパを図１と同様に示す図である。
【図５】図４に示すオイルダンパによる減衰特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１  ダンパ本体
２，３  減衰弁
４，５  リリーフ弁
６，７  チェック弁
１１  シリンダ体
１２  ロッド体
１３  ピストン
Ｑ  アキュムレータ
Ｒ１  第１の油室
Ｒ２  第２の油室
【図１】
0003960503.tif 000002
【図２】
0003960503.tif 000003
【図３】
0003960503.tif 000004
【図４】
0003960503.tif 000005
【図５】
0003960503.tif 000006