JP2003148545A - 油圧制振装置 - Google Patents

油圧制振装置

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JP2003148545A
JP2003148545A JP2001341575A JP2001341575A JP2003148545A JP 2003148545 A JP2003148545 A JP 2003148545A JP 2001341575 A JP2001341575 A JP 2001341575A JP 2001341575 A JP2001341575 A JP 2001341575A JP 2003148545 A JP2003148545 A JP 2003148545A
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pressure
vibration
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JP2001341575A
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Osamu Takahashi
治 高橋
Yasutaka Kanamaru
康孝 金丸
Noriyuki Tanaka
紀幸 田中
Izumi Tamura
泉 田村
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Kozo Keikaku Engineering Inc
Sanwa Tekki Corp
Original Assignee
Kozo Keikaku Engineering Inc
Sanwa Tekki Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 収縮動作時の屈折を防止すると共に、装置全
体の小型、軽量化を図り、狭小空間に設置できる油圧制
振装置を提供すること。 【解決手段】 構築物の梁材A,Aの一方に作動油を充
填したシリンダ2を連結し、他方にシリンダ2に出入り
自在に挿入したピストンロッド3を連結し、このピスト
ンロッド3にピストン4を固定する。シリンダ2内はピ
ストン4の移動により収縮、拡大する第1、第2の圧力
室5,6に区画される。ピストン4には、振動により収
縮する第1圧力室5から吐出する作動油の流通を調整
し、振動を減衰させる調圧弁13及び定圧弁14を設け
る。またピストン4には、シリンダ2へのピストンロッ
ド3の進入動作に伴う第1圧力室5の拡大時に第2圧力
室6から作動油を流通させて、ピストンロッド3を抵抗
なく移動させる吸油弁15を設ける。従って、油圧制振
装置1の伸長動作でのみ減衰作用を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、地震、風その他の
外力に起因する振動により構築物の揺れを減衰させるた
めに構築物の梁材や支柱材などの構造材の相互間に設け
られる油圧制振装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の制振装置には、構築物の上下階梁
材などの構成要素間に設ける油圧式のものがある(特開
平5−59841)。この油圧制振装置は、振動により
構築物が揺動すると、構成要素相互間の相対変位に対
し、油圧制振装置の伸縮による油圧抵抗を付与して振動
を減衰させている。特に、油圧制振装置をブレース材で
支持する場合には、ブレース材の剛性を高めて油圧制振
装置の収縮時に屈曲して破損するいわゆる座屈を防止し
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の油圧制振装
置においては、構造物の外壁面と内壁面との間の狭小空
間に設けているので、制振装置の厚みが制限され、シリ
ンダの径を小さく構成しなければならず、その分長尺に
構成すると、収縮時にブレース材の剛性を上まわる力が
横方向へ逃げることにより生じる座屈の問題がある。そ
こで、本発明は、抵抗なく収縮して座屈を防止すると共
に、径を比較的小さく長尺に構成できるため、狭小空間
に設置でき、制振装置全体の小型、軽量化を図れる。し
かも、既存のターンバックル付きロッドに代えて適用で
き、簡単に設置でき、障害物を回避するなど設置態様の
自由度を拡大する油圧制振装置を提供することを課題と
している。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、第1の発明においては、構築物の梁材Aのような支
持体又は制振対象の一方に、作動油を充填したシリンダ
2を連結し、他方に、シリンダ2に出入り自在に挿入し
たピストンロッド3を連結し、このピストンロッド3に
シリンダ2内をピストンロッド3の出入りにより二つの
圧力室5,6に区画するピストン4を固定し、このピス
トン4に弁機構12を設け、シリンダ2とピストンロッ
ド3との伸長方向への相対移動に伴い拡大、収縮する二
つの圧力室5,6の相互間を開閉して作動油の流通を制
御し、振動に対する減衰力を発生させる一方、振動に対
する過大な減衰力の発生を抑制し、さらにシリンダ2と
ピストンロッド3との収縮方向への相対移動に伴い拡
大、収縮する二つの圧力室5,6の相互間を開放して作
動油を抵抗無く流通させるように油圧制振装置1を構成
した。第2の発明においては、弁機構12を、低速域の
振動により収縮する一方の圧力室5から拡大する他方の
圧力室6への作動油の流通を調整し、振動を減衰させる
調圧弁13と、一定の速度以上の振動により収縮する一
方の圧力室5の所定の油圧により開いてその油圧を保持
しつつ作動油を流通させ、振動に対する過大な減衰力の
発生を抑制する定圧弁14と、シリンダ2とピストンロ
ッド3との収縮方向への相対移動に伴い拡大、収縮する
二つの圧力室5,6の相互間を開放して作動油を流通さ
せ、ピストンロッド3を円滑に移動させる吸油弁15と
で構成した。第3の発明においては、ピストンロッド3
に、そのシリンダ2に対して収縮方向に付勢するばね
7,8を設けた。第4の発明においては、構築物の梁材
Aのような構造材の相互にブレース材Bを夫々連結し、
これらブレース材B,Bを連結角度を変更可能に突き合
わせて連結し、シリンダ2又はピストンロッド3の一方
を連結部に、他方を他の構造材Aに連結した。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図面を参
照して説明する。図1において、支持体及び制振対象に
相当する構築物の構造材である上下階の梁材A,Aにブ
レース材B,Bが夫々連結され、これらブレース材B,
Bの間に連結板Cが介設され、この連結板Cと下階の梁
材Aとの間に二つの油圧制振装置1が設けられる。油圧
制振装置1が結合するブレース材Bは連結板Cに枢支さ
れ、枢支点を中心に回動可能である。これらのブレース
材B,B、連結板C及び油圧制振装置1は構築物の内外
壁面間に配置される。図2に示すように、油圧制振装置
1は、下階の梁材A又は連結板Cの一方に連結されるシ
リンダ2と、他方に連結されてシリンダ2に軸線方向へ
出入り自在に挿入されたピストンロッド3と、ピストン
ロッド3上に固定され、シリンダ2内を第1及び第2の
圧力室5,6に区画するピストン4とを備えている。シ
リンダ2内の第1及び第2の圧力室5,6には作動油が
充填されている。
【0006】ピストンロッド3の挿入端部にはこれを引
き込む方向に付勢するばね7,8が設けられている。シ
リンダ2内のピストンロッド3の端部には、ばね7,8
を係止するばね受け9,10及びフリーピストン11が
間隔を置いて設けられている。ばね受け9はピストンロ
ッド2の挿入端に固定されており、シリンダ1内をピス
トンロッド2と共に軸線方向に自由に移動できる。ばね
受け10は、ばね受け9とフリーピストン11とのほぼ
中間に配置され、シリンダ2及びピストンロッド3に対
して軸線方向へ相対移動自在に嵌合して、両側にばね
7,8を係止する。フリーピストン11はシリンダ2内
に配置され、シリンダ2及びピストンロッド3に相対移
動自在に嵌合して、これらとの間をシールし、ピストン
4との間で第2圧力室6を区画する。フリーピストン1
1はばね7,8によって常時第2圧力室6の作動油に圧
力を加えている。
【0007】ピストン4には、その移動により第1圧力
室5と第2圧力室6との間の作動油の流れを開閉制御し
て振動に対する減衰及びその抑制を行う弁機構12が設
けられている。この弁機構12は、調圧弁13、定圧弁
14及び吸油弁15を備えている。図3,図4に示すよ
うに、ピストン4の一側には調圧弁13及び定圧弁14
を設けるために軸線方向に間隔を置いて支持板16がピ
ストンロッド3に固定されている。調圧弁13は、定圧
弁14と共にピストン4の軸線周りに同心円上に配置さ
れている。この調圧弁13は単一で、支持板16に固定
されたガイド筒13d と、このガイド筒13dに軸線
方向へ移動自在に支持され、第1圧力室5に連通する開
口13aに嵌合する弁体13bと、ガイド筒13dと弁
体13bとの間に介在して弁体13bを延長方向へ付勢
する弁ばね13cとで構成されている。弁体13bは先
細りのテーパ状を成し、その端部が開口13a内に挿入
されてテーパ面が弁座13aの周縁に当接して弁を閉じ
ている。弁ばね13cはガイド筒13dと弁体13bと
の間に圧縮状態で係止されている。調圧弁13は定圧弁
14と比較して、先端部が鋭角で開口13a内に深く入
り込んでおり、弁ばね13cのばね力も小さい。従っ
て、調圧弁13は、定圧弁14に設定された作動圧以下
の圧力範囲内において油圧に応じた広さの開口面積で開
くように開閉動作し、ピストン4の伸長方向の移動時に
作動油の流れに対してピストン4の移動速度にほぼ比例
した抵抗力を与える。
【0008】定圧弁14は調圧弁13と共にシリンダ2
の軸線周りに同心円上に配置され、調圧弁13と並列的
な位置関係を成す。この定圧弁14は二つ設けられ、支
持板16に固定されたガイド筒14d と、このガイド
筒14dに軸線方向へ移動自在に支持され、第1圧力室
5に連通する開口14aに嵌合する弁体14bと、ガイ
ド筒14dと弁体14bとの間に介在して弁体14bを
延長方向へ付勢する弁ばね14cとで構成されている。
弁体14bは先細りのテーパ状を成し、その端部が開口
14a内に若干入り込んでテーパ面が開口14aの周縁
に当接して弁を閉じている。この定圧弁14は、ピスト
ン4の速度の増加と共に調圧弁13の圧力が上昇し、所
定の圧力に達したときに開いて一定圧力以上の圧力上昇
を防止する。
【0009】吸油弁15は、図5、図6に示すように、
ピストン4に同心円上等間隔に三つ設けられ、第2圧力
室6に連通する開口15aを塞ぐように弁体15bが弁
ばね15cで押されて設けられている。弁ばね15cの
一端は弁体15bに、他端はピストン4に間隔を置いて
固定された支持板15dに係止される。弁体15bは後
部のピン部を支持板15dに軸線方向へ移動自在に貫通
させ、軸線方向への移動がガイドされる。吸油弁15
は、第1圧力室5の容積が拡大して負圧の状態で開き、
第2圧力室6から第1圧力室5への作動油の流通を難な
く許容する。
【0010】この油圧制振装置1においては、構築物の
内外壁面間に配置され、上下の梁材A,A間に渡された
ブレース材B,Bの連結板Cに位置を異にして二つ連結
される。振動により構築物が揺動して梁材A,A間に相
対的変位が生じると、制振装置1はピストンロッド3が
シリンダ2に対して出入動する。いま、小さな地震など
により高層建築物に加わる一定の速度以下の遅い振動に
より、図2においてピストン4が右行し、制振装置1が
伸長すると、第1圧力室5の油圧が高まり、弁機構12
の調圧弁13が開き、作動油が第1圧力室5からピスト
ン4を通じて第2圧力室6に流れる。この作動油の流れ
に対して調圧弁13がピストン4の移動速度に比例した
抵抗を与えて、振動を減衰させる。
【0011】一方、大きな地震などにより構築物の梁材
A,A間に加わる一定の速度以上の振動により、ピスト
ン4が急激に右行すると、第1圧力室5の圧力が一気に
高まり定圧弁1の作動開始圧力に達して、調圧弁13
に加えてさらに定圧弁14が開く。このとき、作動油が
第1圧力室5からピストン4を通じて第2圧力室6に流
れる。従って、定圧弁1によって作動油の流れに対す
る調圧弁13での過大な抵抗力が抑制され、装置及び構
築物の破損を防止する。
【0012】速度の如何にかかわらず、振動によりピス
トン4が逆方向に移動(左行)する場合、第1圧力室5
が負圧になるので弁機構12の吸油弁15が開く。この
場合には、作動油の流れに対して調圧弁13のように抵
抗を与えることがなく、ピストン4の移動が難なく許容
される。従って、振動に対する減衰力がほとんど作用せ
ず、制振装置1の収縮動作が円滑に行われる。
【0013】以上の作用は、図1における二つの制振装
置1,1において相対変位の方向に応じて交互に繰り返
される伸縮動作ごとに行われ、振動に伴う往復方向への
減衰力が発生する。
【0014】この油圧制振装置1においては、ばね7,
8によってシリンダ2に対してピストンロッド3を常時
挿入方向へ引き込むように作用するので、長尺で細いブ
レース材Bを介して取り付けてもたるむことがないし、
細かな長さ調整が不要である。また、シリンダ2とピス
トンロッド3との接触抵抗や吸油弁15における作動油
の流通抵抗があっても、制振装置1の収縮動作を円滑迅
速にする。
【0015】なお、本実施形態では、制振装置1を下階
の梁材Aに連結したが、階の梁材Aや支柱材に連結す
ることにより、位置的に干渉する設置上の障害物を回避
したり、人目から隠すように配置できる。
【0016】
【発明の効果】以上のように、本発明においては、抵抗
なく収縮して座屈を防止すると共に、油圧制振装置の径
を比較的小さく構成できるため、狭小空間に設置でき、
装置全体の小型、軽量化を図ることができ、また既存の
ターンバックル付きロッドなどのように細かな長さ調整
作業を省き、簡単に設置できる。また、障害物を回避す
るなどの設置の態様の自由度を拡大させることができる
という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る油圧制振装置の設置状態の説明図
である。
【図2】油圧制振装置の縦断面図である。
【図3】ピストンの縦断面図である。
【図4】図2のIV−IV線断面図である。
【図5】吸油弁の縦断面図である。
【図6】図2のVI−VI線断面図である。
【符号の説明】
1 油圧制振装置 2 シリンダ 3 ピストンロッド 5 第1圧力室 6 第2圧力室 4 ピストン 7 ばね 8 ばね 12 弁機構 13 調圧弁 14 定圧弁 15 吸油弁 A 梁材 B ブレース材 C 連結板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金丸 康孝 山梨県中巨摩郡玉穂町中楯810番地 三和 テッキ株式会社甲府工場内 (72)発明者 田中 紀幸 山梨県中巨摩郡玉穂町中楯810番地 三和 テッキ株式会社甲府工場内 (72)発明者 田村 泉 栃木県河内郡河内町中岡本2703 三和テッ キ株式会社宇都宮工場内 Fターム(参考) 2E001 DG01 FA01 FA02 GA02 3J069 AA56 DD09 EE05 EE14 EE22 EE64

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 支持体又は制振対象の一方に連結され、
    内部に作動油を充填したシリンダと、 他方に連結され、前記シリンダに出入り自在に挿入され
    たピストンロッドと、 このピストンロッドに固定され、前記シリンダ内をピス
    トンロッドの出入りにより収縮、拡大する二つの圧力室
    に区画するピストンと、 前記シリンダとピストンロッドとの伸長方向への相対移
    動に伴い拡大、収縮する二つの圧力室の相互間を開閉し
    て作動油の流通を制御し、振動に対する減衰力を発生さ
    せる一方、振動に対する過大な減衰力の発生を抑制し、
    さらにシリンダとピストンロッドとの収縮方向への相対
    移動に伴い拡大、収縮する二つの圧力室の相互間を開放
    し、作動油を抵抗なく流通させるために、ピストンに設
    けられた弁機構とを具備することを特徴とする油圧制振
    装置。
  2. 【請求項2】 前記弁機構には、低速域の振動により収
    縮する一方の圧力室から拡大する他方の圧力室へ吐出す
    る作動油の流通を調整し、振動を減衰させる調圧弁と、 一定の速度以上の振動により収縮する一方の圧力室の所
    定の油圧により開いてその油圧を保持しつつ作動油を流
    通させ、振動に対する過大な減衰力の発生を抑制する定
    圧弁と、 前記シリンダとピストンロッドとの収縮方向への相対移
    動に伴い拡大、収縮する二つの圧力室の相互間を開放
    し、作動油を流通させてピストンロッドを円滑に移動さ
    せる吸油弁とを具備することを特徴とする請求項1に記
    載の油圧制振装置。
  3. 【請求項3】 前記ピストンロッドをシリンダに対して
    収縮方向に付勢するばねを具備することを特徴とする請
    求項1に記載の油圧制振装置。
  4. 【請求項4】 構築物の構造材の相互間に、連結角度を
    変更可能に互いに突き合わせたブレース材を連結して渡
    し、 前記シリンダ又はピストンロッドの一方を前記連結部
    に、他方を他の構造材に連結することを特徴とする請求
    項1に記載の油圧制振装置。
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