(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧シリンダ内に進退動自在に嵌装され、両側にロッドをもつピストンがシリンダとの相対変位によって外部振動を吸収する免震装置において、外部振動によって誘起されるピストンの両側の圧力を利用してバネ力に抗して開くスプールによってトリガー圧力値を調節可能にしたリリーフ弁を有し、該リリーフ弁はパイロット油圧室を備え、パイロット油圧室と油圧シリンダの間にはチェック弁および微小絞り弁を並列に設け、かつ絞り弁を前記リリーフ弁と直列に設けて、リリーフ弁が開から閉状態となるまでの時間を調節可能としてなることを特徴とする建物免震用ダンパー機能を持ったトリガー装置。
【請求項２】
油圧シリンダ内に進退動自在に嵌装され、両側にロッドをもつピストンがシリンダとの相対変位によって外部振動を吸収する免震装置において、外部振動によって誘起されるピストンの両側の圧力を利用してバネ力に抗して開くスプールによってトリガー圧力値を調節可能にしたリリーフ弁を有し、該リリーフ弁のバネ力より弱いバネ力を有するパイロット操作開閉弁の全開時には、ピストンによって仕切られた２つのシリンダ室が連結されるように配管され、パイロット操作開閉弁に備えたパイロット油圧室と油圧シリンダの間にはチェック弁と微小絞り弁を並列に設け、かつ絞り弁を前記パイロット操作開閉弁と直列に設けて、パイロット操作開閉弁が開から閉状態となるまでの時間を調節可能としてなることを特徴とする建物免震用ダンパー機能を持ったトリガー装置。
【請求項３】
油圧シリンダ内に進退動自在に嵌装され、片側にロッドをもつピストンがシリンダとの相対変位によって外部振動を吸収する免振装置において、ピストンの断面積に対してロッドの断面積が１／２であり、外部振動によって誘起されるピストンの両側の圧力を利用してバネ力に抗してトリガー圧力値を調節可能にしたリリーフ弁を有し、該リリーフ弁はパイロット油圧室を備え、パイロット油圧室と油圧シリンダとの間にはチェック弁および微小絞り弁を並列に設け、かつ絞り弁を前記リリーフ弁と直列に設けて、リリーフ弁が開から閉状態となるまでの時間を調節可能としてなることを特徴とする建物免震用ダンパー機構を持ったトリガー装置。
【請求項４】
油圧シリンダ内に進退自在に嵌装され、片側にロッドをもつピストンがシリンダとの相対変位によって外部振動を吸収する免震装置において、ピストンの断面積に対してロッドの断面積が１／２であり、外部振動によって誘起されるピストンの両側の圧力を利用してバネ力に抗してトリガー圧力値を調節可能にしたリリーフ弁を有し、該リリーフ弁のバネ力より弱いバネ力を有するパイロット操作開閉弁の全開時にはピストンによって仕切られた２つのシリンダ室が連結されるように配管され、パイロット操作開閉弁に備えたパイロット油圧室と油圧シリンダの間にはチェック弁と微小絞り弁を並列に設け、かつ絞り弁を前記パイロット操作開閉弁と直列に設けて、リリーフ弁が開から閉状態となるまでの時間を調節可能としてなることを特徴とする建物免震用ダンパー機能を持ったトリガー装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動側（基礎側）と免震側（建築物や構造物）の間に介在し、発生した一定の加速度以下の振動（例えば微小な地震波や外壁に生じる風圧など）では振動側と免震側を固定して保持し、該加速度以上になったとき加速度に応じた減衰力が働く建築物免震用ダンパー機能をもったトリガー装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地震による振動の影響を受けやすい機器や設備を、その振動から防護するために、基礎の振動がそのまま構造物に伝達しないように工夫した免震装置が用いられている。免震装置の典型的な一例は、揺れを吸収する空気ばねか又はコイルばねを備え、過大な変位を防ぎ、振動を減衰させるダンパーを備えたものである。
【０００３】
免震装置として振動側の微小な振動（例えば風力による外壁の振動や歩行の振動等）にまで作用するのはかえって不都合であるため、変動があるレベルに達して始めて免震機構が働くように制御しておく、いわゆるトリガー機構を備えることが好ましく、多くの免震装置にはトリガー機構が取付けられている。
【０００４】
従来の建物免震用トリガー装置の代表例としては、摩擦力を利用し限界の摩擦力以上になったとき自由に相対変位のとれる様にした構造のもつ（特開平１０−７３１４５号公報参照）、加速度センサーと流量調整バルブによりシリンダーの油圧を開閉および調節する構造のもの（特開平２−２８９７６９号公報参照）がある。前者は構造が簡単で低コストなかわりトリガの値は固定されてしまう。後者は構造が複雑でセンサーでコントロールする制御回路とその駆動装置等で高価になるという問題点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、高価なセンサーによる油圧制御系を使用せずにダンパー機能をもち、かつトリガー値を調節可能な建物免震用トリガー装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記構成よりなるものである。
（１）油圧シリンダ内に進退動自在に嵌装され、両側にロッドをもつピストンがシリンダとの相対変位によって外部振動を吸収する免震装置において、外部振動によって誘起されるピストンの両側の圧力を利用してバネ力に抗して開くスプールによってトリガー圧力値を調節可能にしたリリーフ弁を有し、該リリーフ弁はパイロット油圧室を備え、パイロット油圧室と油圧シリンダの間にはチェック弁および微小絞り弁を並列に設け、かつ絞り弁を前記リリーフ弁と直列に設けて、リリーフ弁が開から閉状態となるまでの時間を調節可能としてなることを特徴とする建物免震用ダンパー機能を持ったトリガー装置。
【０００７】
（２）油圧シリンダ内に進退動自在に嵌装され、両側にロッドをもつピストンがシリンダとの相対変位によって外部振動を吸収する免震装置において、外部振動によって誘起されるピストンの両側の圧力を利用してバネ力に抗して開くスプールによってトリガー圧力値を調節可能にしたリリーフ弁を有し、該リリーフ弁のバネ力より弱いバネ力を有するパイロット操作開閉弁の全開時には、ピストンによって仕切られた２つのシリンダ室が連結されるように配管され、パイロット操作開閉弁に備えたパイロット油圧室と油圧シリンダの間にはチェック弁と微小絞り弁を並列に設け、かつ絞り弁を前記パイロット操作開閉弁と直列に設けて、パイロット操作開閉弁が開から閉状態となるまでの時間を調節可能としてなることを特徴とする建物免震用ダンパー機能を持ったトリガー装置。
【０００８】
（３）油圧シリンダ内に進退動自在に嵌装され、片側にロッドをもつピストンがシリンダとの相対変位によって外部振動を吸収する免振装置において、ピストンの断面積に対してロッドの断面積が１／２であり、外部振動によって誘起されるピストンの両側の圧力を利用してバネ力に抗してトリガー圧力値を調節可能にしたリリーフ弁を有し、該リリーフ弁はパイロット油圧室を備え、パイロット油圧室と油圧シリンダとの間にはチェック弁および微小絞り弁を並列に設け、かつ絞り弁を前記リリーフ弁と直列に設けて、リリーフ弁が開から閉状態となるまでの時間を調節可能としてなることを特徴とする建物免震用ダンパー機構を持ったトリガー装置。
【０００９】
（４）油圧シリンダ内に進退自在に嵌装され、片側にロッドをもつピストンがシリンダとの相対変位によって外部振動を吸収する免震装置において、ピストンの断面積に対してロッドの断面積が１／２であり、外部振動によって誘起されるピストンの両側の圧力を利用してバネ力に抗してトリガー圧力値を調節可能にしたリリーフ弁を有し、該リリーフ弁のバネ力より弱いバネ力を有するパイロット操作開閉弁の全開時にはピストンによって仕切られた２つのシリンダ室が連結されるように配管され、パイロット操作開閉弁に備えたパイロット油圧室と油圧シリンダの間にはチェック弁と微小絞り弁を並列に設け、かつ絞り弁を前記パイロット操作開閉弁と直列に設けて、リリーフ弁が開から閉状態となるまでの時間を調節可能としてなることを特徴とする建物免震用ダンパー機能を持ったトリガー装置。
【００１０】
すなわち、本発明は、ある加速度以上の地震が生じたとき、地震波が油圧シリンダと両側又は片側にロッドを持つピストンの差動により発生した油圧が、常時はバネ力により閉状態に保持されたリリーフ弁を押して、イ．振動の大きさに応じた開状態か、又はロ．完全に開状態とし、その後ハ．一定の時間を置いてリリーフ弁が閉状態になるようにと設定することのできる、高価なセンサーによる油圧制御系を使用せずに、ダンパー機能を持ち、かつトリガー値を調節可能な建物免震用トリガー装置である。
【００１１】
上記イ．とハ．の動作の場合（請求項１、請求項３に関連する手段）はトリガーとして可変バネ機構をもつリリーフ弁と、遅れ時間の調節として、振動が発生した圧力をパイロット圧力に分岐し、当圧力をチェック弁と微小絞り弁との組合せによりリリーフ弁の開状態を持続可能とする。又、減衰力の主調整としてシリンダとリリーフ弁の間に絞り弁を組込むことが効果的である。
【００１２】
又、上記動作ロ．とハ．の場合（請求項２、請求項４に関連する手段）はトリガーとして可変バネ機構をもつリリーフ弁と、回路を全開とするためのパイロット操作開閉弁と、遅れ時間の調節を該切換弁に併設されたチェック弁と、微小絞り弁との組合せにより全開状態を持続する。又、減衰力の調整としてシリンダとパイロット操作開閉弁の間に絞り弁を組込むことが効果的である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
実施例１
図１は請求項１の発明に係る装置である。油圧シリンダ１は、内部にピストン３を有し、そのピストン３の両側に２本のピストンロッド２，２を備え、ピストンロッド２は振動側（又は免震側）に、油圧シリンダ１は免震側（又は振動側）に固定されている。そして、復元力用の巻バネ４が油圧シリンダ１とピストンロッド２とを結合している。ピストン３は常時は油圧シリンダ１中央に進退動自在に嵌装されており、地震の発生により油圧シリンダ１とピストンロッド２との相対運動の結果、左右に振動する。
【００１４】
ピストン３が仮に左側（又は右側）に変位したとすると、地震波の大きさに比例した油圧がＡ室（又はＢ室）に発生する。この油圧はチェック弁７（又はチェック弁８）からダンピング調整絞り弁１２を通りリリーフ弁５に伝達される。リリーフ弁５に組込まれたチェック弁１１を通り、リリーフ弁パイロット油圧室１５に入り、ピストンロッド１６の左のスプール１７を左方向（開状態）に作動させるが、この油圧がトリガー圧力調節バネ１４の圧接力より以下のときには、リリーフ弁５は閉状態のままでいる。
【００１５】
地震波の振幅がある程度大きくなると、油圧は圧力調節バネ１４の圧接力以上となって、スプール１７を左方向（開状態）に移動し、地震波振幅に比例した開度になる。油流はリリーフ弁５を通過した後、チェック弁１０（又はチェック弁９）を通り、Ｂ室（又はＡ室）に還流する。このとき油流はダンピング調整絞り弁１２およびリリーフ弁５のスプール１７の開度により抵抗を生じ、このため地震波の振幅に応じた減衰効果を生じる。
【００１６】
開状態となったリリーフ弁５において、スプール１７はトリガー圧力調節バネ１４によって右方向に作用する力を常時受けているが、パイロット油圧室１５の油流の戻りがチェック弁１１によって阻止され、微小な開度をもつオリフィス１３によって戻りの流量が制御されるので、ある一定時間経過後にリリーフ弁５は閉状態に復帰する。すなわち、オリフィス１３の微小開度を変化させることにより、リリーフ弁５が閉状態となるまでの時間を調節することが可能である。
【００１７】
このように地震が収まり一定時間経過後、リリーフ弁は閉状態となり、油圧シリンダ１のＡ室とＢ室は遮断され、振動側と免震側が固定状態となる。以上の動作の本質とは離れるがトータルの油量に過不足を来さないようにアキュムレーター６を油圧回路に併設する。又、本油圧回路に油を導入する際に必要となる給油弁８０、Ａ室とＢ室からのエアー抜きのためのチェック弁１８をつけておくことが望ましい。
【００１８】
実施例２
図２は請求項２の発明に係る装置である。油圧シリンダ２１は内部にピストン２３を有し、そのピストン２３の両側に２本のピストンロッド２２，２２を備え、ピストンロッド２２が振動側（又は免震側）、油圧シリンダ２１は免震側（又は振動側）に固定されている。左右２本の復元力用の巻バネ２４，２４は油圧シリンダ２１とピストンロッド２２とを結合している。
【００１９】
ピストン２３は、常時は油圧シリンダ２１の中央に進退動自在に嵌装されていて、左右にＡ室、Ｂ室を形成し、地震の発生により油圧シリンダ２１とピストンロッド２２の相対運動の結果左右に振動する。ピストン２３が仮に左側（又は右側）に変位したとすると、地震波の大きさに比例した油圧がＡ室（又はＢ室）に発生する。この油圧はチェック弁２７（又はチェック弁２８）からリリーフ弁２５に伝達される。
【００２０】
リリーフ弁２５が閉から開状態になる油圧の設定はトリガー圧力設定用バネ３４の締め付け具合で調節する。地震波の大きさがある一定の大きさ以上になるとリリーフ弁２５は開状態になり、油圧は絞り弁３２を通り油圧シリンダ２１のＢ室に一部還流する。この際、絞り弁３２によって発生したパイロット圧はチェック弁３７を通りパイロット操作開閉弁３１のパイロット油圧室３６に入り、スプール３５を左方向（開状態）に移動させ、パイロット操作開閉弁３１は開状態となる。この際バネ３３は実施例１のバネ１４より弱いバネを付設されているため、低いパイロット圧でもスプール３５は全開に切り替わる。このパイロット操作開閉弁３１の動作により油圧シリンダ２１のＡ室とＢ室とは導通状態となり、油圧シリンダ２１はほとんど減衰を受けずに作動することになる。このとき減衰を調整する必要があれば、絞り弁３２'を付加することもできる。一旦切替ったパイロット操作開閉弁のスプール３５は、バネ３３により右方向（閉状態）に作動する力を常に受けているが、パイロット油圧室３６の油の戻りがチェック弁３７に妨げられ、微小開度を持ったオリフィス３８にて制御されるため、一定時間経過後、パイロット操作開閉弁３１は閉状態に復帰する。この状態で油圧シリンダ２１のＡ室とＢ室は遮断され、振動側と免震側が固定状態になる。
【００２１】
以上の動作の本質とは離れるがトータルの油量に過不足を来さないようにアキュムレータ２６を油圧回路に併設することが望ましい。又、本油圧回路に油を導入する際に必要となる給油弁８０、シリンダーエアー抜きのチェック弁８１を設置することが望ましい。
【００２２】
実施例３
図３は請求項３の発明に係る装置である。油圧シリンダ４０は１本のピストンロッド５０がピストン４９の片側に設けられ、該ピストンロッド５０が振動側（又は免震側）、油圧シリンダ４０は免震側（又は振動側）に固定されている。ピストン４９は常時はシリンダ４０の中央に進退動自在に嵌装され、ピストン４９は地震の発生により油圧シリンダ４０とピストンロッド５０の相対運動の結果左右に振動する。ピストン４９が仮に左側に変化したとすると地震波の大きさに比例した油圧が油圧シリンダのＡ室に発生する。Ａ室の油はチェック弁４３を通りＢ室に入る。Ａ室の油量はＢ室の油量より大きいため余分になった量はダンピング調整絞り弁４２を通りリリーフ弁４４に伝達される。リリーフ弁４４の動作は実施例１で述べたリリーフ弁５の動作を全く同様である。またリリーフ弁を通過した余分な油はアキュムレーター５１に蓄油され、その油量Ｑ1は次の式で表わされる。
【００２３】
【数１】
Ｑ1＝Ａr×Ｓt        （１）
Ａｒ：シリンダーロッドの断面積
Ｓｔ：ピストンの変位量
上述とは逆にＢ室が圧縮される方向にピストンが作動した場合、Ｂ室の油は全てダンピング調整絞り弁４３を通りリリーフ弁４４を作動させ、この時の油量Ｑ2は次の式で表わされる。
【００２４】
【数２】
Ｑ2＝（Ａh−Ａr）×Ｓt        （２）
Ａh：ピストンの断面積
リリーフ弁４４を通過した後の油は、チェック弁４１を通り、油圧シリンダー４０のＡ室に流れ込むが、同時にアキュムレーター５１に蓄油されていた油Ｑ1も油圧シリンダーＡ室に流れ込み、油圧シリンダー４０のＡ，Ｂ室共に常時油が充満した状態になる。
【００２５】
ここでピストンがＡ室、Ｂ室のどちらの変位に対しても、減衰効果を同一にするためには、リリーフ弁４４を通過する油量Ｑ1及びＱ2を同じにする必要があるため（１）と（２）式が等しいことより
【００２６】
【数３】
Ａr×Ｓt＝（Ａh−Ａr）×Ｓt
２Ａr＝Ａh        （３）
従って（３）式からピストンとロッドの断面積の比が２：１にすることにより、左右の揺れに対する減衰効果が同一にすることができる。また本油圧回路に油を導入する際に必要となる供給弁８０、シリンダーエアー抜きのチェック弁４８を設置することが望ましい。
【００２７】
実施例４
図４は請求項４の発明に係る装置である。油圧シリンダ６０は、１本のピストンロッド７３が振動側（又は免震側）、シリンダは免震側（又は振動側）に固定されている。
【００２８】
ピストン７２は常時は油圧シリンダ６０中央に進退動自在に嵌装され、地震の発生により油圧シリンダ６０とピストンロッド７３の相対運動の結果左右に振動する。ピストン７２が仮に左側に変位したとすると地震波の大きさに比例した油圧がＡ室に発生する。Ａ室の油はチェック弁７０を通りこの油圧はＢ室に入り、Ａ室の油量はＢ室の油量より大きいため余分の油はリリーフ弁６１に伝達される。以下リリーフ弁６１の動作は実施例２で述べられたリリーフ弁２５の動作と全く同様である。
【００２９】
リリーフ弁６１が開状態になると、絞り弁６３を通りチェック弁６９を通りアキュムレーター７４に蓄油される。この時の油量は実施例３の（１）式の油量Ｑ1と同様である。
【００３０】
この際、絞り弁６３によって発生したパイロット圧はチェック弁６４を通りパイロット操作開閉弁６６を動作させる。
以下このパイロット操作開閉弁６６の動作は実施例２の同３１の動作と同様である。
【００３１】
上述とは逆にＢ室側が圧縮させる方向にピストン７２が作動した場合、実施例３の（２）式の油量Ｑ2がリリーフ弁６１を流れ、同時にアキュムレーター７４に蓄油されていたＱ1も油圧シリンダーＡ室に流れ込み油圧シリンダー６０のＡ室、Ｂ室共に常時油が充満した状態になる。ここでピストンがＡ室、Ｂ室のどちらの変位に対しても、減衰効果を同一にするためには、リリーフ弁４４を通過する油量Ｑ1及びＱ2を同じにする必要があるため（１）と（２）式が等しいことより実施例３と同様、ピストンとロッドの断面積の比が２：１にすることにより、左右の揺れに対する減衰効果が同一にすることができる。また本油圧回路に油を導入する際に必要となる給油弁８０、シリンダーエアー抜きのチェック弁７１を設置することが望ましい。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は、以上説明した様に構成されているので以下に記載されるような効果を奏する。地震波がピストンとシリンダの相対運動により発生した油圧差をリリーフ弁の開閉状態を地震波のトリガー値の調節として利用でき、開状態になった際にはリリーフ弁の開度でイ．振動の大きさに応じた開状態かまたは、ロ．完全な開状態とすることができ、振動が減衰した後も、ハ．一定時間を置いて閉状態（固定状態）に復帰することのできる効果がある。このような効果を高価なセンサーによる油圧制御系を使用することなく実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による建物免震用ダンパー機能を持った油圧式トリガー装置（２本ロッド油圧回路半開型）
【図２】本発明による建物免震用ダンパー機能を持った油圧式トリガー装置（２本ロッド油圧回路全開型）
【図３】本発明による建物免震用ダンパー機能を持った油圧式トリガー装置（１本ロッド油圧回路半開型）
【図４】本発明による建物免震用ダンパー機能を持った油圧式トリガー装置（１本ロッド油圧回路全開型）
【符号の説明】
１，２１，４０，６０  油圧シリンダー
２，２２，５０，７３  ロッド
３，２３，４９，７２  ピストン
４，２４  巻ばね
５，２５，４４，６１  リリーフ弁
６，２６，５１，７４  アキュレーター
７，８，９，１０，１１，１８，２７，２８，２９，３０，３７，４１，４３，４６，４８，６４，６９，７０，７１  チェック弁
１２，３２，４２，６３  絞り弁
１３，３８，４７，６５  微小絞り弁
１４，３４，４５，６２，６７  トリガー圧力調整ばね
１５，３６，６８  パイロット油圧室
１６  ピストンロッド
１７，３５  スプール
３１，６６  パイロット操作開閉弁
【図１】
0004146008.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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