JP2004132451A

JP2004132451A - 緩衝装置のロック機構

Info

Publication number: JP2004132451A
Application number: JP2002296983A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Ishii; 石井　政好; Koji Mihashi; 三橋　浩司; Makoto Kondo; 近藤　誠
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2002-10-10
Filing date: 2002-10-10
Publication date: 2004-04-30
Anticipated expiration: 2022-10-10
Also published as: JP4020745B2

Abstract

【課題】必要に応じて緩衝装置の作動をロックすることで、台風などの強風で建物が揺れて居住性が損なわれるという問題を解決することのできる緩衝装置のロック機構を提供することである。
【解決手段】シリンダチューブ１０の外周に形成した凹部２７に、ボール保持部材２３に形成した貫通孔２５に組み込んだボール２６の一部をはめこんだ状態を、規制部材２４によって保持するとともに、第１圧力室ａ及び第２圧力室ｂ内の圧力作用によって、つかみ部材２１に対するボール保持部材２３及び規制部材２４の移動を規制して、シリンダチューブ１０とピストンロッド２０との相対移動を規制する構成にしたことを特徴とする。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、建物の免震機構などに用いる緩衝装置のロック機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地震による衝撃を和らげる装置として、免震機構が従来から知られている。
この免震機構は、例えば図６に示すように、建物１と基礎２との間に積層ゴムアイソレータ３を介在させている。そして、この積層ゴムアイソレータ３によって、建物１と基礎２との水平方向の相対変位を許容することで、地震の揺れを吸収するようにしている。また、緩衝装置４を介して建物１と基礎２側とを連係し、この緩衝装置４のダンパー機能によって建物１の揺れを素早く吸収するようにしている。
このような免震機構を用いれば、地震によって大きな揺れが生じた場合でも、建物１の水平方向の揺れは少しで済み、しかもこの揺れは、緩衝装置４によって素早く減衰されるので、建物１に対する地震の悪影響を防止することができる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−３２５１７８号公報（第２頁〜第５頁、図１〜図５）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記免震機構を用いた建物１は、基礎２に対する水平方向の移動が許容されているため、台風のときのような強風が建物１に作用すると、建物１が揺れてしまう。つまり、風の影響で、その建物１の居住性が損なわれるという問題がある。
そこで、強風などによる建物１の揺れを防止するために、建物１と基礎２とを剛体で連結することが考えられる。ただし、このようにすると、積層ゴムアイソレータ３による免震機能が発揮されなくなるので、建物１と基礎２とを剛体で連結することはできない。
この発明の目的は、必要に応じて緩衝装置の作動をロックすることで、上記の問題を解決することのできる緩衝装置のロック機構を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、シリンダチューブ内をピストンによって２つの室に区画形成するとともに、これら両室を減衰バルブを介して連通させた緩衝装置と、この緩衝装置のピストンロッドに一方を固定するとともに、他方をシリンダチューブの外周に配置したつかみ部材と、このつかみ部材とシリンダチューブとの間であって、つかみ部材及びシリンダチューブに対して移動自在に設けたボール保持部材及び規制部材と、ボール保持部材とつかみ部材とで区画形成された第１圧力室と、規制部材とつかみ部材とで区画形成された第２圧力室と、これら第１、第２圧力室に圧油を供給する圧力供給手段と、ボール保持部材に形成した貫通孔に組み込んだボールと、ボール保持部材と規制部材との間に介在させたスプリングと、シリンダチューブに対するボール保持部材の位置を検出する位置センサと、シリンダチューブの外周に形成した凹部とを備え、上記凹部にボールの一部をはめこんだ状態を規制部材によって保持するとともに、第１、第２圧力室内の圧力作用によってつかみ部材に対するボール保持部材及び規制部材の移動を規制して、シリンダチューブとピストンロッドとの相対移動を規制する構成にしたことを特徴とする。
【０００６】
第２の発明は、シリンダチューブ内をピストンによって２つの室に区画形成するとともに、これら両室を、減衰バルブを介して連通させた緩衝装置と、この緩衝装置のピストンロッドに一方を固定するとともに、他方をシリンダチューブの外周に配置したつかみ部材と、このつかみ部材とシリンダチューブとの間であって、つかみ部材及びシリンダチューブに対して移動自在に設けた規制部材と、規制部材とつかみ部材とで区画形成された圧力室と、この圧力室に圧油を供給する圧力供給手段と、つかみ部材に形成した貫通孔に組み込んだボールと、つかみ部材と規制部材との間に介在させたスプリングと、シリンダチューブの外周に形成した凹部とを備え、上記凹部にボールの一部をはめこんだ状態を規制部材によって保持するとともに、圧力室内の圧力作用によってつかみ部材に対する規制部材の移動を規制して、シリンダチューブとピストンロッドとの相対移動を規制する構成にしたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１〜図３にこの発明の第１実施形態を示す。
図１に示すように、シリンダチューブ１０内にピストン１１を摺動自在に組み込むとともに、このピストン１１によってシリンダチューブ１０内を２つの室１２，１３に区画形成している。
また、上記ピストン１１には、第１減衰バルブ１４と第２減衰バルブ１５とを組み込むとともに、これら第１，２減衰バルブ１４，１５を介して両室１２，１３を連通させている。上記第１減衰バルブ１４は、一方の室１２から他方の室１３への流通のみを流動抵抗を与えながら許容するものであり、上記第２減衰バルブ１５は、他方の室１３から一方の室１２への流通のみを流動抵抗を与えながら許容するものである。
なお、上記ピストン１１には、ピストンロッド２０を固定している。
【０００８】
上記シリンダチューブ１０内には、タンク１６を形成している。このタンク１６は、オリフィス１７を介して一方の室１２に連通している。また、このタンク１６は、第３減衰バルブ１８及びチェック弁１９を介してそれぞれ他方の室１３にも連通している。上記第３減衰バルブ１８は、他方の室１３からタンク１６への流入のみを流動抵抗を与えながら許容するものである。また、上記チェック弁１９は、タンク１６側から他方の室１３側への流通のみを許容するものである。
【０００９】
以上の構成によって緩衝装置Ａを構成しているが、この緩衝装置Ａが伸長して、ピストン１１が図中左方向に移動すると、一方の室１２の圧油が第１減衰バルブ１４を介して他方の室１３側に流入する。そして、このとき第１減衰バルブ１４で生じる流動抵抗によって、ピストン１１の移動速度が減速される。なお、ピストンロッド２０の体積の分だけ、他方の室１３の流量が不足するので、その不足分を、チェック弁１９を介してタンク１６から他方の室１３に供給するようにしている。
【００１０】
上記と反対に緩衝装置Ａが収縮して、ピストン１１が右方向に移動すると、他方の室１３の圧油は、第２減衰バルブ１５を介して一方の室１２に流れ込むとともに、第３減衰バルブ１８を介してタンク１６に排出される。そして、上記第２，３減衰バルブ１５，１８で生じる流動抵抗によって、ピストン１１の移動速度が減速される。
以上のように、この緩衝装置Ａは、伸縮するときに、そのダンパー機能を発揮するようにしている。
【００１１】
上記緩衝装置Ａのシリンダチューブ１０の外周には、筒状のつかみ部材２１を設けている。このつかみ部材２１は、その一方をピストンロッド２０に固定している。したがって、このつかみ部材２１は、ピストンロッド２０と一体になって移動する。
また、上記つかみ部材２１とシリンダチューブ１０との間には、筒状のボール保持部材２３と、筒状の規制部材２４とを組み付けている。これらボール保持部材２３および規制部材２４は、つかみ部材２１およびシリンダチューブ１０に対して摺動自在に移動できるようにしている。
【００１２】
上記ボール保持部材２３には、図２に示すように、環状凸部２３ａを形成している。そして、この環状凸部２３ａの外周を、ガイド部２１に形成した拡径部２１ａの内周に接触させることによって、第１圧力室ａを区画形成している。
また、このボール保持部材２３には、貫通孔２５を複数形成するとともに、これら貫通孔２５にそれぞれボール２６を組み込んでいる。そして、各ボール２６の一部が、シリンダチューブ１０の外周に形成した環状凹部２７にはまるようにしている。
【００１３】
一方、上記規制部材２４にも、環状凸部２４ａを形成している。そして、この環状凸部２４ａの外周を、ガイド部２１の拡径部２１ａの内周に接触させることによって、第２圧力室ｂを区画形成している。
また、この規制部材２４には拡大部２４ｂを形成し、この拡大部２４ｂに上記ボール保持部材２３の左端側、すなわちボール２６を保持した部分が入り込むようにしている。このようにして拡大部２４ｂにボール２６を保持した部分が入り込むと、規制部材２４が貫通孔２５を塞ぐとともに、ボール２６の一端をシリンダチューブ１０側に押し出す。この押し出されたボール２６の一部は、環状凹部２７にはまるようにしている。そして、この押し出されたボール２６の一部を環状凹部２７にはめ込んだ状態を保つことにより、シリンダチューブ１０に対するボール保持部材２３の移動を規制するようにしている。
【００１４】
上記ボール保持部材２３の環状凸部２３ａと規制部材２４の環状凸部２４ａとの間には、スプリング３４を介在させている。そして、このスプリング３４の弾性力によって、ボール保持部材２３及び規制部材２４に互いに離れる方向の力を付与している。
【００１５】
一方、上記第１圧力室ａ及び第２圧力室ｂには、４つのソレノイドバルブ３５〜３８からなる圧力供給手段Ｂを接続している。
この圧力供給手段Ｂのソレノイドバルブ３５を開ポジションに切り換えると、第１圧力室ａに圧油が供給されるようにしている。また、ソレノイドバルブ３６を開ポジションに切り換えると、第２圧力室ｂに圧油が供給されるようにしている。図１及び図２は、このようにして第１，第２圧力室ａ、ｂに圧油を供給した状態を示している。
【００１６】
上記のようにして第１、第２圧力室ａ，ｂに圧油を充填すると、つかみ部材２１に対するボール保持部材２３および規制部材２４の移動が規制される。しかも、このとき、上記したようにシリンダチューブ１０に対するボール保持部材２３の移動がボール２６によって規制されているので、シリンダチューブ１０に対するつかみ部材２１の移動が規制されることになる。上記つかみ部材２１の一方は、ピストンロッド２０に固定されている。
したがって、上記のようにシリンダチューブ１０に対するつかみ部材２１の移動が規制されると、シリンダチューブ１０とピストンロッド２０との相対移動が規制されることになる。このようにシリンダチューブ１０とピストンロッド２０との相対移動が規制されると、緩衝装置Ａは伸縮できなくなるので、この緩衝装置Ａの作動がロックされたことになる。
【００１７】
一方、ソレノイドバルブ３７を開ポジションに切り換えると、第１圧力室ａがタンク圧となる。また、ソレノイドバルブ３８を開ポジションに切り換えると、第２圧力室ｂがタンク圧となる。このようにして両圧力室ａ，ｂをタンク圧にすると、図３に示すように、スプリング３４の弾性力によって規制部材２４が図中左方向に移動するとともに、ボール保持部材２３が右方向に移動する。また、ボール保持部材２３が移動するときに、環状凹部２７からボール２６の一部が押し出されるので、ボール保持部材２３はシリンダチューブに対して移動可能となる。
このようにすれば、つかみ部材２１とシリンダチューブ１０との相対移動が許容されるので、緩衝装置Ａが伸縮可能となり、作動ロックが解除されることになる。
【００１８】
なお、上記ボール保持部材２３には、位置センサ３９を設けている。この位置センサ３９は、シリンダチューブ１０の外周に形成した凹凸からなる目盛り４０の数を検知して、シリンダチューブ１０に対するボール保持部材２３の位置を特定するものである。このようにシリンダチューブ１０に対するボール保持部材２３の位置を特定するのは、環状凹部２７にボール２６の位置を合わせるためであるが、詳しいことについては後で説明する。
なお、図１〜図３における符号３０〜３３はシール部材であり、これらシール部材３０〜３３によって第１、第２圧力室ａ、ｂ内の圧油が外部に漏れないようにしている。
【００１９】
次に、図３に示す状態から、緩衝装置Ａの作動をロックする場合の手順について説明する。
まず、ソレノイドバルブ３５を開ポジションに切り換える。このようにソレノイドバルブ３５を開ポジションに切り換えると、ポンプＰの吐出油が第１圧力室ａに供給される。このようにして第１圧力室ａに圧油を供給すると、ボール保持部材２３がスプリング３４をたわませながら図面左方向に移動する。このとき、シリンダチューブ１０に対するボール保持部材２３の位置を位置センサ３９によって特定し、ボール保持部材２３の貫通孔２５の位置を、シリンダチューブ１０に形成した環状凹部２７の対向する位置に合わせる。つまり、環状凹部２７に対向する位置にボール２６を移動させる。このようにしてボール２６と環状凹部２７との位置が一致したら、ソレノイドバルブ３５を閉ポジションに切り換えて、その状態を保持する。
【００２０】
なお、上記のように第１圧力室ａに圧油を供給すると、つかみ部材２１に図面右方向の推力が作用するが、スプリング３４のバネ力を小さく設定することにより、この推力によってつかみ部材２１が右方向に移動しないようにしている。すなわち、つかみ部材２１は、ピストンロッド２０に固定されているが、このつかみ部材２１を動かす条件は、ピストンロッド２０に固定したピストン１１を、シリンダチューブ１０に対して右方向に移動させるだけの推力が、このつかみ部材２１に作用した場合である。
【００２１】
上記ピストン１１は、第２減衰バルブ１５の設定圧以上の圧力が室１３に発生しなければ右方向に移動しない。つまり、第１圧力室ａに圧油を供給しても、室１３内の圧力が第２減衰バルブ１５の設定圧以下であれば、つかみ部材２１は移動しない。
この第１実施形態では、第２減衰バルブ１５の設定圧以下の圧力で、ボール保持部材２３が移動するように、スプリング３４のバネ力を設定している。したがって、上記のように第１圧力室ａに圧油を供給しても、つかみ部材２１は移動しないで、ボール保持部材２３だけが移動する。
【００２２】
上記ボール保持部材２３を動かして、環状凹部２７の対向する位置にボール２６を保持したら、ソレノイドバルブ３６を開ポジションに切り換えて、第２圧力室ｂに圧油を供給する。第２圧力室ｂに圧油を供給すると、規制部材２４がスプリング３４をたわませながら図中右方向に移動する。なお、第２圧力室ｂに圧油を供給すると、つかみ部材２１に図面左方向の推力が作用するが、上記と同様の理由により、つかみ部材２１は動かずに、規制部材２４だけが移動するようにしている。
【００２３】
図２に示すように、上記規制部材２４がその右側端をボール保持部材２３の環状凸部２３ａに押し付ける位置まで移動すると、ソレノイドバルブ３６を閉ポジションに戻す。このようにすれば、上記したように、つかみ部材２１に対するボール保持部材２３及び規制部材２４の移動が規制されて、しかも、ボール保持部材２３に対するシリンダチューブ１０の移動が規制されるので、シリンダチューブ１０とピストンロッド２０との相対移動が規制される。
したがって、緩衝装置Ａの作動がロックされて、そのダンパー機能が発揮されなくなる。
【００２４】
上記の状態からソレノイドバルブ３７，３８を開ポジションに切り換えて、第１、第２圧力室ａ，ｂをタンクＴに連通すると、これら圧力室ａ，ｂ内の圧力が低下する。そのため、規制部材２４がスプリング３４の弾性力によって左方向に移動する。このように規制部材２４が左方向に移動して、貫通孔２５が開口すると、環状凹部２７からボール２６を押し出しながらボール保持部材２３が右方向に移動する。そして、図３に示すようにシリンダチューブ１０とピストンロッド２０との移動規制が許容される。したがって、緩衝装置Ａのダンパー機能が発揮される状態となる。
【００２５】
上記第１実施形態によれば、緩衝機構Ａの作動を必要に応じてロックすることができる。したがって、この第１実施形態の機構を免震機構の緩衝装置に用いれば、地震のときに緩衝機構Ａのダンパー機能を発揮させる一方で、緩衝装置Ａの作動をロックすることにより強風時の建物の揺れを規制することができる。つまり、免震機能を維持しながら、風の影響による居住性の悪化を防止することができる。
また、普段は緩衝装置Ａをロックしておいて、地震センサなどによって地震を検知したときに、緩衝機構Ａの作動ロックを解除するようにしてもよい。つまり、必要に応じて緩衝装置Ａのロックを解除するようにしてもよい。
【００２６】
図４，図５に示す第２実施形態は、つかみ部材２１に直接貫通孔２５を形成し、この貫通孔２５にボール２６を組み込んたものである。つまり、つかみ部材２１にボール２６を保持させている。このようにつかみ部材２１にボール２６を保持させたので、第１実施形態におけるボール保持部材と第１圧力室ａを省略し、第２圧力室ｂのみに図示していない圧力供給手段を接続するようにしている。
また、この第２実施形態では、緩衝装置Ａが中立の状態にあるときに、つかみ部材２１に設けたボール２６が、シリンダチューブ１０に形成した環状凹部２７に対向するように予め設定している。したがって、この第２実施形態では、第１実施形態のような位置センサを省略している。
なお、その他の構成については上記第１実施形態と同じなので、この第１実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付している。
【００２７】
この第２実施形態によれば、図４に示すように、圧力室ｂに圧油を供給すると、上記第１実施形態と同様の原理により、シリンダチューブ１０とつかみ部材２１との相対移動が規制される。つまり、緩衝装置Ａの伸縮動作がロックされて、ダンパー機能が発揮されない状態になる。
一方、図示していない圧力供給手段を介して圧力室ｂをタンクに連通させると、スプリング３４の弾性力によって規制部材２４が図中左方向に移動して、塞がれていた貫通孔２５が開口する。このように貫通孔２５を開口した状態にすれば、シリンダチューブ１０とつかみ部材２１との相対移動が許容される。つまり、緩衝装置Ａの作動ロックが解除された状態になる。
【００２８】
この第２実施形態においても、緩衝機構Ａの作動を必要に応じてロックすることができるので、免震機構の緩衝装置に用いれば、地震のときに緩衝機構Ａのダンパー機能を発揮させる一方で、強風時の建物の揺れを規制することができる。
また、この第２実施形態では、つかみ部材２１にボール２６を保持させたので、上記第１実施形態に比べて部品点数が少なくて済み、また、つかみ部材２１を小型化することもできる。
【００２９】
上記第１，第２実施形態では、免震機構の緩衝装置に適用する例を説明したが、この発明の機構は、免震機構の緩衝装置に限らす、制振ダンパーにも用いることができる。つまり、この発明の機構は、ダンパー機能を必要に応じて規制する必要性のある緩衝装置に対して適用することができる。
【００３０】
【発明の効果】
第１の発明によれば、凹部にボールの一部をはめこんだ状態を規制部材によって保持するとともに、第１、第２圧力室内の圧力作用によってつかみ部材に対するボール保持部材及び規制部材の移動を規制すると、シリンダチューブとピストンロッドとの相対移動を規制することができるので、必要に応じて緩衝装置のダンパー機能を規制することができる。したがって、この第１の発明を免震機構の緩衝装置に用いれば、地震のときに緩衝機構のダンパー機能を発揮させる一方で、緩衝装置の作動をロックすることで強風時の建物の揺れを規制することができる。
【００３１】
第２の発明によれば、凹部にボールの一部をはめこんだ状態を規制部材によって保持するとともに、圧力室内の圧力作用によってつかみ部材に対する規制部材の移動を規制して、シリンダチューブとピストンロッドとの相対移動を規制するので、必要に応じて緩衝装置のダンパー機能を規制することができる。したがって、この第２の発明を免震機構の緩衝装置に用いれば、地震のときに緩衝機構のダンパー機能を発揮させる一方で、緩衝装置の作動をロックすることで強風時の建物の揺れを規制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の断面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】図１の要部拡大図である。
【図４】第２実施形態の要部拡大図である。
【図５】第２実施形態の要部拡大図である。
【図６】免震機構の説明図である。
【符号の説明】
ａ　第１圧力室
ｂ　第２圧力室
Ａ　緩衝装置
Ｂ　圧力供給手段
１０　シリンダチューブ
１１　ピストン
１２，１３　室
１４，１５　減衰バルブ
２０　ピストンロッド
２１　つかみ部材
２３　ボール保持部材
２４　規制部材
２５　貫通孔
２６　ボール
２７　凹部
３４　スプリング
３９　位置センサ

Claims

シリンダチューブ内をピストンによって２つの室に区画形成するとともに、これら両室を減衰バルブを介して連通させた緩衝装置と、この緩衝装置のピストンロッドに一方を固定するとともに、他方をシリンダチューブの外周に配置したつかみ部材と、このつかみ部材とシリンダチューブとの間であって、つかみ部材及びシリンダチューブに対して移動自在に設けたボール保持部材及び規制部材と、ボール保持部材とつかみ部材とで区画形成された第１圧力室と、規制部材とつかみ部材とで区画形成された第２圧力室と、これら第１、第２圧力室に圧油を供給する圧力供給手段と、ボール保持部材に形成した貫通孔に組み込んだボールと、ボール保持部材と規制部材との間に介在させたスプリングと、シリンダチューブに対するボール保持部材の位置を検出する位置センサと、シリンダチューブの外周に形成した凹部とを備え、上記凹部にボールの一部をはめこんだ状態を規制部材によって保持するとともに、第１、第２圧力室内の圧力作用によってつかみ部材に対するボール保持部材及び規制部材の移動を規制して、シリンダチューブとピストンロッドとの相対移動を規制する構成にしたことを特徴とする緩衝装置のロック機構。
シリンダチューブ内をピストンによって２つの室に区画形成するとともに、これら両室を、減衰バルブを介して連通させた緩衝装置と、この緩衝装置のピストンロッドに一方を固定するとともに、他方をシリンダチューブの外周に配置したつかみ部材と、このつかみ部材とシリンダチューブとの間であって、つかみ部材及びシリンダチューブに対して移動自在に設けた規制部材と、規制部材とつかみ部材とで区画形成された圧力室と、この圧力室に圧油を供給する圧力供給手段と、つかみ部材に形成した貫通孔に組み込んだボールと、つかみ部材と規制部材との間に介在させたスプリングと、シリンダチューブの外周に形成した凹部とを備え、上記凹部にボールの一部をはめこんだ状態を規制部材によって保持するとともに、圧力室内の圧力作用によってつかみ部材に対する規制部材の移動を規制して、シリンダチューブとピストンロッドとの相対移動を規制する構成にしたことを特徴とする緩衝装置のロック機構。