JP2001323961A - 制振用油圧ダンパ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 単一のパイロット操作開閉弁により、第１作
動室と第２作動室間の作動油の流通を制御可能として、
当該制振用油圧ダンパ全体を小型化すること。 【解決手段】 パイロット操作開閉弁２１の弁本体４７
に小径孔７７と大径孔７９を弁座８１を介して連設し、
弁座８１に着座する着座面８３を有する主弁体５１を大
径孔７９へ摺動自在に嵌挿し、小径孔７７を第１作動室
１５に大径孔７９を第２作動室１７に接続し、主弁体５
１の背部に作用室８５を形成し、作用室８５と低圧側を
パイロット弁５５を介装したパイロット流路７５で接続
し、主弁体５１に小径孔７７と大径孔７９の各作動油の
圧力を離座方向に受ける第１受圧面Ｓ１及び第２受圧面
Ｓ２を形成し、小径孔７７と作用室８５を接続する第１
接続路６２に絞り６１と第１逆止め弁６５を直列に配設
し、大径孔７９と作用室８５を接続する第２接続路６４
に絞り６３と第２逆止め弁６７を直列に配設した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば建物に組付
けられて使用され、地震や風等の振動外力による建物の
振れを低減する制振用油圧ダンパに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の制振用油圧ダンパの一つとし
て、図４及び図５に示したように、シリンダ１１１内を
摺動するピストン１１３の両側に形成される第１作動室
１１５及び第２作動室１１７間での作動油の流通を一対
のパイロット操作開閉弁１２１，１２３によって制御し
て振動を減衰させるものがある。なお、一対のパイロッ
ト操作開閉弁１２１，１２３の上には、図４にて示した
ように、一対のリリーフ弁１２５，１２７と一対のチェ
ック弁１３１，１３３と一対の絞り１３５，１３７とア
キュムレータ１３９が積層配置されていて、これらによ
っても第１作動室１１５及び第２作動室１１７間での作
動油の流通が制御されるようになっている。

【０００３】一方のパイロット操作開閉弁１２１は、主
流路及びパイロット流路等を有する弁本体１４１、主流
路を開閉する主弁体１４３、パイロット流路を開閉する
電磁操作式のパイロット弁１４５、絞り１４７、逆止め
弁１４９等を備えていて、パイロット弁１４５の開閉動
作に応じて主弁体１４３が開閉動作するようになってお
り、第１作動室１１５と第２作動室１１７間を遮断する
ときには、パイロット弁１４５が閉状態とされて主弁体
１４３が閉状態とされ、また第１作動室１１５から第２
作動室１１７へ作動油を流通させるときには、パイロッ
ト弁１４５が開状態とされて主弁体１４３が開状態とさ
れる。なお、パイロット弁１４５の開閉作動は、ピスト
ン１１３と一体的に往復動するピストンロッド１１９の
軸方向移動を検出するストロークセンサと両作動室１１
５，１１７内の油圧をそれぞれ検出する両圧力センサか
らの各検出信号に基づいて弁開閉指令信号を出力する制
御回路Ａによって制御されるようになっている。

【０００４】また、他方のパイロット操作開閉弁１２３
は、共用する上記した弁本体１４１、主流路を開閉する
主弁体１５３、パイロット流路を開閉する電磁操作式の
パイロット弁１５５、絞り１５７、逆止め弁１５９等を
備えていて、パイロット弁１５５の開閉動作に応じて主
弁体１５３が開閉動作するようになっており、第１作動
室１１５と第２作動室１１７間を遮断するときには、パ
イロット弁１５５が閉状態とされて主弁体１５３が閉状
態とされ、また第２作動室１１７から第１作動室１１５
へ作動油を流通させるときには、パイロット弁１５５が
開状態とされて主弁体１５３が開状態とされる。なお、
パイロット弁１５５の開閉作動は、上記した制御回路Ａ
によって制御されるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図４及び図５に示した
制振用油圧ダンパにおいては、主弁体１４３及びパイロ
ット弁１４５を備えたパイロット操作開閉弁１２１と、
主弁体１５３及びパイロット弁１５５を備えたパイロッ
ト操作開閉弁１２３によって、第１作動室１１５と第２
作動室１１７間の作動油の流通を制御しているため、当
該制振用油圧ダンパ全体が大型化するおそれがある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した問題
に対処すべくなされたものであり、シリンダ内を摺動す
るピストンの両側に形成される第１作動室及び第２作動
室間での作動油の流通をパイロット操作開閉弁によって
制御して振動を減衰させる制振用油圧ダンパであって、
パイロット操作開閉弁の弁本体内に小径孔と大径孔とを
弁座を介して連設し、弁座に着座する円錐形状の着座面
を有する主弁体を大径孔へ摺動自在に嵌挿し、小径孔を
第１作動室に大径孔を第２作動室にそれぞれ接続し、主
弁体の背部に作用室を区画形成し、作用室と低圧側とを
パイロット流路で接続し、パイロット流路を開閉するパ
イロット弁を設け、主弁体には着座面が弁座に着座した
状態で小径孔の作動油の圧力を離座方向に受ける第１受
圧面及び大径孔の作動油の圧力を離座方向に受ける環状
の第２受圧面を形成し、小径孔と作用室とを接続する第
１接続路及び大径孔と作用室とを接続する第２接続路を
設け、第１接続路には絞りと小径孔から作用室への作動
油の流入を許容する第１逆止め弁とを直列に配設し、第
２接続路には絞りと大径孔から作用室への作動油の流入
を許容する第２逆止め弁とを直列に配設したことに特徴
がある。この場合において、パイロット操作開閉弁の主
弁体における第１受圧面と第２受圧面との面積を略同一
に形成することが望ましい。

【０００７】

【発明の作用・効果】本発明による制振用油圧ダンパ
は、例えば建物に組付けられて使用され、その際に地震
や風等の振動外力が作用してシリンダ内にてピストンが
往復動すると、何れか一方の作動室の圧力が上昇して同
作動室から何れか他方の作動室に向けて作動油が流動
し、この作動油の流動に伴って両作動室を連結する油路
にてパイロット操作開閉弁により減衰力が発生する。こ
のため、振動に対する減衰作用が得られて、建物の振れ
が低減される。

【０００８】ところで、本発明による制振用油圧ダンパ
において、パイロット流路をパイロット弁にて閉じた状
態では、第１作動室が高圧の場合、この高圧の作動油が
小径孔より第１接続路の絞り及び第１逆止め弁を介して
作用室に流入し、主弁体は作用室に流入した作動油の圧
力に基づく作用力で弁座に着座して第１作動室と第２作
動室間を遮断し、作用室に流入した作動油は第２逆止め
弁により大径孔への流出を阻止される。一方、第２作動
室が高圧の場合、この高圧の作動油が大径孔より第２接
続路の絞り及び第２逆止め弁を介して作用室に流入し、
主弁体は作用室に流入した作動油の圧力に基づく作用力
で弁座に着座して第２作動室と第１作動室間を遮断し、
作用室に流入した作動油は第１逆止め弁により小径孔へ
の流出を阻止される。

【０００９】また、パイロット流路をパイロット弁にて
開いた状態では、第１作動室が高圧の場合、小径孔より
第１接続路の絞り及び第１逆止め弁を介して作用室に流
入した作動油がパイロット流路を通して低圧側に流出
し、第１接続路の絞りにより差圧が生じ、主弁体は第１
受圧面に作用する作動油の圧力に基づく作用力で弁座か
ら離座し、第１作動室から第２作動室へ作動油が流通す
る。一方、第２作動室が高圧の場合、大径孔より第２接
続路の絞り及び第２逆止め弁を介して作用室に流入した
作動油がパイロット流路を通して低圧側に流出し、第２
接続路の絞りにより差圧が生じ、主弁体は第２受圧面に
作用する作動油の圧力に基づく作用力で弁座から離座
し、第２作動室から第１作動室へ作動油が流通する。

【００１０】以上の作動説明から明らかなように、本発
明による制振用油圧ダンパにおいては、第１受圧面と第
２受圧面を有する主弁体、パイロット流路を開閉するパ
イロット弁、第１接続路に配設した絞りと第１逆止め
弁、第２接続路に配設した絞りと第２逆止め弁等によっ
て構成された単一のパイロット操作開閉弁により、第１
作動室と第２作動室間の作動油の流通を制御しているた
め、当該制振用油圧ダンパ全体を小型化することが可能
である。

【００１１】また、本発明の実施に際して、パイロット
操作開閉弁の主弁体における第１受圧面と第２受圧面と
の面積を略同一に形成した場合には、主弁体が開作動す
る過渡期において、第１作動室から第２作動室へ作動油
が流通する場合と、逆に第２作動室から第１作動室へ作
動油が流通する場合とで、略同一の圧力流量特性を得る
ことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施形態を図
面に基づいて説明する。図１は本発明による制振用油圧
ダンパを油圧回路にて示したものであり、この制振用油
圧ダンパは、例えば建物における制振対象物または基盤
に取付けられるシリンダ１１と、このシリンダ１１を液
密的かつ軸方向へ往復動可能に貫通して基盤または制振
対象物に取付けられるピストンロッド１３と、シリンダ
１１内にてピストンロッド１３に一体的に設けられてシ
リンダ１１内に第１作動室１５と第２作動室１７を形成
しピストンロッド１３とともに往復動するピストン１９
を備えている。

【００１３】また、制振用油圧ダンパは、両作動室１
５，１７間での作動油の流通を制御するパイロット操作
開閉弁２１を備えるとともに、このパイロット操作開閉
弁２１の上に積層配置されてパイロット操作開閉弁２１
とは別に両作動室１５，１７間での作動油の流通を制御
する一対のリリーフ弁２３，２５、一対のチェック弁２
７，２９、一対の絞り３１，３３及びアキュムレータ３
５を備えている。

【００１４】パイロット操作開閉弁２１は、両作動室１
５，１７間での作動油の流通を制御して減衰力を発生さ
せるものであり、図１及び図２に示したように、ブロッ
ク４１、スリーブ４３及びプラグ４５等によって構成し
た弁本体４７と、この弁本体４７に組付けた主弁体５
１、可変絞り弁５３、電磁操作式パイロット弁５５及び
一対の逆止め弁５７，５９と、主弁体５１に組付けた一
対の絞り６１，６３及び第１，第２逆止め弁６５，６７
を備えている。

【００１５】弁本体４７のブロック４１は、第１作動室
１５に接続された主流路７１と、第２作動室１７に接続
された主流路７３を有するとともに、パイロット流路７
５を有している。弁本体４７のスリーブ４３は、主流路
７１に連通する小径孔７７と主流路７３に連通する大径
孔７９とを弁座８１を介して連設してなるもので、プラ
グ４５とともにブロック４１に液密的に組付けられてい
る。

【００１６】主弁体５１は、弁座８１に着座する円錐形
状の着座面８３を有していて、大径孔７９に軸方向へ摺
動自在に嵌挿されており、着座面８３が弁座８１に着座
した状態で小径孔７７の作動油の圧力を離座方向に受け
る第１受圧面Ｓ１の面積（小径孔７７の断面積に相当す
る）と大径孔７９の作動油の圧力を離座方向に受ける第
２受圧面Ｓ２の面積（大径孔７９の断面積から小径孔７
７の断面積を減算した値に相当する）が略同一となるよ
うに形成することが望ましい。

【００１７】また、主弁体５１は、パイロット流路７５
に連通する作用室８５を背部に区画形成していて、スプ
リング８７によって弁座８１に向けて付勢されている。
スプリング８７は、リテーナ８９を介して調整ねじ９１
に係合していて、ロックナット９３を緩めて調整ねじ９
１を進退させることによりばね力を調整可能となってい
る。

【００１８】可変絞り弁５３は、ロックナット９５を緩
めることにより進退操作可能な弁体９７を備えていて、
作用室８５とパイロット弁５５間のパイロット流路７５
に介装されており、パイロット弁５５の開作動時に作用
室８５から低圧側に流れる作動油の流量を制御すること
により、主弁体５１が開作動する際の速度を調整するよ
うになっている。

【００１９】パイロット弁５５は、パイロット流路７５
に介装されていて、その開閉作動は、ピストン１９と一
体的に往復動するピストンロッド１３の軸方向移動を検
出するストロークセンサとシリンダ１１の両作動室１
５，１７内油圧をそれぞれ検出する両圧力センサからの
各検出信号に基づいて弁開閉指令信号を出力する制御回
路Ｂによって制御されるようになっている。

【００２０】一対の逆止め弁５７，５９は、シリンダ１
１において何れか一方の作動室１５または１７が高圧側
となり他方の作動室１７または１５が低圧側となる場合
において、高圧側の作動室の作動油がパイロット流路７
５を通して作用室８５に流れるのを阻止するとともに、
作用室８５の作動油がパイロット流路７５を通して低圧
側の作動室に流れるように機能するものである。

【００２１】主弁体５１に組付けた絞り６１と第１逆止
め弁６５は、主弁体５１に設けられて小径孔７７と作用
室８５を接続する第１接続路６２に直列に配設されてい
て、小径孔７７内の圧力が大径孔７９の圧力より高圧で
ある場合に小径孔７７から作用室８５に向けて作動油を
流し得るようになっている。

【００２２】一方、主弁体５１に組付けた絞り６３と第
２逆止め弁６７は、主弁体５１に設けられて大径孔７９
と作用室８５を接続する第２接続路６４に直列に配設さ
れていて、大径孔７９内の圧力が小径孔７７の圧力より
高圧である場合に大径孔７９から作用室８５に向けて作
動油を流し得るようになっている。

【００２３】各リリーフ弁２３，２５は、両作動室１
５，１７間での作動油の流動を制御して所定速度以上の
揺れに対しては速度にほぼ無関係な略一定の減衰力が得
られるようにするためのものであり、互いに逆向きに設
けられていることを除いて同一構成であって、設定値
（通常、２８〜３２．５ＭＰａ程度に設定されている）
にてリリーフ作動して作動油を流す（逃がす）ようにな
っている。なお、各リリーフ弁２３，２５がリリーフ作
動しない領域においては、両作動室１５，１７間での作
動油の流動がパイロット操作開閉弁２１によって制御さ
れて、建物の揺れの速度に応じた減衰力が得られる

【００２４】各チェック弁２７，２９は、各絞り３１，
３３に対して並列に設けられていて、アキュムレータ３
５から各作動室１５，１７への作動油の流れを許容し、
各作動室１５，１７からアキュムレータ３５への作動油
の流れを阻止するようになっている。各絞り３１，３３
は、作動油の流れ（アキュムレータ３５に向けての流
れ）を制限して許容するようになっている。

【００２５】上記のように構成した本実施形態の制振用
油圧ダンパにおいては、その使用時に地震や風等の振動
外力が作用してシリンダ１１内にてピストン１９が往復
動すると、何れか一方の作動室１５または１７の圧力が
上昇して同作動室から何れか他方の作動室１７または１
５に向けて作動油が流動し、この作動油の流動に伴って
両作動室１５，１７を連結する油路にてパイロット操作
開閉弁２１により減衰力が発生する。このため、振動に
対する減衰作用が得られて、建物の振れが低減される。

【００２６】また、本実施形態の制振用油圧ダンパにお
いては、周囲温度の上昇等の要因によって両作動室１
５，１７内の作動油の体積が膨張してその圧力が上昇す
ると、各絞り３１，３３を通して作動油がアキュムレー
タ３５に向けて流れる。このため、非作動状態にて両作
動室１５，１７内の作動油の圧力が異常に上昇すること
を防止できて、上記した要因に殆ど影響されることなく
ダンパ性能を安定して得ることができる。

【００２７】ところで、本実施形態の制振用油圧ダンパ
において、パイロット流路７５をパイロット弁５５にて
閉じた状態では、第１作動室１５が高圧の場合、この高
圧の作動油が小径孔７７より第１接続路６２の絞り６１
及び第１逆止め弁６５を介して作用室８５に流入し、主
弁体５１は作用室８５に流入した作動油の圧力に基づく
作用力で弁座８１に着座して主流路７１と７３間の連
通、すなわち第１作動室１５と第２作動室１７間を遮断
し、作用室８５に流入した作動油は第２逆止め弁６７に
より大径孔７９への流出を阻止される。

【００２８】一方、第２作動室１７が高圧の場合、この
高圧の作動油が大径孔７９より第２接続路６４の絞り６
３及び第２逆止め弁６７を介して作用室８５に流入し、
主弁体５１は作用室８５に流入した作動油の圧力に基づ
く作用力で弁座８１に着座して主流路７３と７１間の連
通、すなわち第２作動室１７と第１作動室１５間を遮断
し、作用室８５に流入した作動油は第１逆止め弁６５に
より小径孔７７への流出を阻止される。

【００２９】また、パイロット流路７５をパイロット弁
５５にて開いた状態では、第１作動室１５が高圧の場
合、小径孔７７より第１接続路６２の絞り６１及び第１
逆止め弁６５を介して作用室８５に流入した作動油がパ
イロット流路７５と逆止め弁５９を通して低圧側（主流
路７３）に流出し、第１接続路６２の絞り６１により差
圧が生じ、主弁体５１は第１受圧面Ｓ１に作用する作動
油の圧力に基づく作用力で弁座８１から離座し、第１作
動室１５から第２作動室１７へ作動油が流通する。

【００３０】一方、第２作動室１７が高圧の場合、大径
孔７９より第２接続路６４の絞り６３及び第２逆止め弁
６７を介して作用室８５に流入した作動油がパイロット
流路７５と逆止め弁５７を通して低圧側（主流路７１）
に流出し、第２接続路６４の絞り６３により差圧が生
じ、主弁体５１は第２受圧面Ｓ２に作用する作動油の圧
力に基づく作用力で弁座８１から離座し、第２作動室１
７から第１作動室１５へ作動油が流通する。

【００３１】以上の作動説明から明らかなように、本実
施形態の制振用油圧ダンパにおいては、第１受圧面Ｓ１
と第２受圧面Ｓ２を有する主弁体５１、パイロット流路
７５を開閉するパイロット弁５５、第１接続路６２に配
設した絞り６１と第１逆止め弁６５、第２接続路６４に
配設した絞り６３と第２逆止め弁６７等によって構成さ
れた単一のパイロット操作開閉弁２１により、第１作動
室１５と第２作動室１７間の作動油の流通を制御してい
るため、当該制振用油圧ダンパ全体を小型化することが
可能である。

【００３２】また、本実施形態において、パイロット操
作開閉弁２１の主弁体５１における第１受圧面Ｓ１と第
２受圧面Ｓ２との面積を略同一に形成した場合には、主
弁体５１が開作動する過渡期において、第１作動室１５
から第２作動室１７へ作動油が流通する場合と、逆に第
２作動室１７から第１作動室１５へ作動油が流通する場
合とで、略同一の圧力流量特性を得ることができる。

【００３３】上記実施形態においては、パイロット操作
開閉弁２１においてパイロット弁５５の下流側に一対の
逆止め弁５７，５９を設けて実施したが、図３にて示し
たように、上記逆止め弁５７，５９を無くすとともに、
パイロット操作開閉弁２１とは別個に設けた低圧側とし
てのアキュムレータ３５にパイロット流路７５を接続し
て実施しても、上記実施形態と同様の作用効果を得るこ
とができる。

【００３４】また、上記実施形態においては、パイロッ
ト流路７５に可変絞り弁５３を設けて実施したが、これ
を無くして実施することも可能である。また、上記実施
形態においては、主弁体５１に第１接続路６２と第２接
続路６４を形成して実施したが、これら両接続路は弁本
体４７に形成して実施することも可能である。また、上
記実施形態においては、パイロット操作開閉弁２１とは
別個に、一対のリリーフ弁２３，２５、逆止め弁２７，
２９及び絞り３１，３３とアキュムレータ３５を設けて
実施したが、これらを無くして実施することも可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による制振用油圧ダンパの一実施形態
を示す油圧回路図である。

【図２】 図１に示したパイロット操作開閉弁の詳細な
構成を示す断面図である。

【図３】 本発明による制振用油圧ダンパの他の実施形
態を示す油圧回路図である。

【図４】 従来の制振用油圧ダンパの一実施形態を示す
油圧回路図である。

【図５】 図４に示したパイロット操作開閉弁の詳細な
構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１１…シリンダ、１３…ピストンロッド、１５…第１作
動室、１７…第２作動室、１９…ピストン、２１…パイ
ロット操作開閉弁、４７…弁本体、５１…主弁体、５５
…パイロット弁、６２…第１接続路、６４…第２接続
路、６１，６５…第１接続路に配設した絞りと第１逆止
め弁、６３，６７…第２接続路に配設した絞りと第２逆
止め弁、７１，７３…主流路、７５…パイロット流路、
７７…小径孔、７９…大径孔、８１…弁座、８３…着座
面、Ｓ１…第１受圧面、Ｓ２…第２受圧面、８５…作用
室。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 市川 直樹 愛知県岡崎市鉢地町字開山45番地 豊興工 業株式会社内 (72)発明者 坂井 光雄 愛知県岡崎市鉢地町字開山45番地 豊興工 業株式会社内 (72)発明者 藤坂 昌廣 愛知県岡崎市鉢地町字開山45番地 豊興工 業株式会社内 (72)発明者 小竹 祐治 東京都江東区東陽二丁目４番２号 日立機 材株式会社内 (72)発明者 栗野 治彦 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 Ｆターム(参考） 3J048 AA06 AB12 AC04 BE03 CB21 DA04 EA38 3J069 AA55 CC40 DD50 EE01 EE63

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ内を摺動するピストンの両側に
   形成される第１作動室及び第２作動室間での作動油の流
   通をパイロット操作開閉弁によって制御して振動を減衰
   させる制振用油圧ダンパであって、パイロット操作開閉
   弁の弁本体内に小径孔と大径孔とを弁座を介して連設
   し、弁座に着座する円錐形状の着座面を有する主弁体を
   大径孔へ摺動自在に嵌挿し、小径孔を第１作動室に大径
   孔を第２作動室にそれぞれ接続し、主弁体の背部に作用
   室を区画形成し、作用室と低圧側とをパイロット流路で
   接続し、パイロット流路を開閉するパイロット弁を設
   け、主弁体には着座面が弁座に着座した状態で小径孔の
   作動油の圧力を離座方向に受ける第１受圧面及び大径孔
   の作動油の圧力を離座方向に受ける環状の第２受圧面を
   形成し、小径孔と作用室とを接続する第１接続路及び大
   径孔と作用室とを接続する第２接続路を設け、第１接続
   路には絞りと小径孔から作用室への作動油の流入を許容
   する第１逆止め弁とを直列に配設し、第２接続路には絞
   りと大径孔から作用室への作動油の流入を許容する第２
   逆止め弁とを直列に配設したことを特徴とする制振用油
   圧ダンパ。
2. 【請求項２】 パイロット操作開閉弁の主弁体における
   第１受圧面と第２受圧面との面積を略同一に形成したこ
   とを特徴とする請求項１記載の制振用油圧ダンパ。