JP2004347018A - 油圧ダンパ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シリンダ1内に両ロッド型等のピストン2を組み込んでなる油圧ダンパにおいて、シリンダ1の外部に、両油圧室3、3を連通する一対の流路10、10にそれぞれ油の通過方向が互いに逆の圧力調整弁11、11を設け、圧縮側の油圧室3内の油が膨張側の油圧室3内に直接流入できるようにし、さらに、流路10の油圧力により閉止されるチェック弁12を介してアキュムレータ4を接続し、膨張側の油圧室3にはアキュムレータ4よりの油の注入がなされることで、膨張側の油圧室3の圧力が低下しないようにし、圧縮側と膨張側の油圧室の両方でピストンに抵抗することで、剛性の増大を図る。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、地震や風等の振動外力による構造物の応答について高い減衰性を与え、その振動を低減するための制震構造物用減衰装置に用いられる油圧ダンパに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種の減衰装置は、コンピュータ等による制御システムを必要としない受動型の制震を可能とするものであり、構造物に高い減衰性能を持たせ、地震や風等の外乱による構造物の揺れを低減するものであり、従来においては、図3に示すような減衰装置(例えば、特許文献1参照)、図4に示すような減衰装置(例えば、特許文献2参照)などがある。
【0003】
図3の減衰装置は、所定の減衰係数を与える圧力調整弁をシリンダの外部に設置するタイプの油圧ダンパであり、シリンダ1内に両ロッド型のピストン2が組み込まれ、ピストン2の両側の油圧室3、3に流出用流路50と流入用流路51が並列に接続され、これら流路50と51を連結する流路52に圧力調整弁53が設けられ、流入用流路51にアキュムレータ4が接続されている。ピストン2が左右に移動すると、一方の油圧室3から排出された作動油が流出用流路50のチェック弁54を通って圧力調整弁53に流入し、流入用流路51のチェック弁55を通って他方の油圧室3に流入する。
【0004】
圧力調整弁53は、例えば調圧弁とリリーフ弁から構成され(図では調圧弁)、作動油が調圧弁を通過する時の流体抵抗によって減衰力が発生し、設計以上の圧力が作用するとリリーフ弁が開き、その圧力を逃す。アキュムレータ4は、作動油の圧縮や温度変化による容積変化等を補うために設けられている。
【0005】
図4の減衰装置は、外部への油漏れ防止やシール性の確保を目的に、圧力調整弁をピストン内に組み込んだタイプであり、ピストン2を貫通する一対の流路60、60に作動油の通過方向が互いに逆の圧力調整弁61、61が設置され、圧縮側の油圧室3の作動油が直接的に反対側の油圧室3へと流れる構造とされている。この場合も圧力調整弁61は調圧弁とリリーフ弁から構成され、例えば一対の調圧弁と一対のリリーフ弁がピストン円周方向に複数組配置される。
【0006】
また、両油圧室3、3には、並列配置のチェック弁62とオリフィス63を介してバイパス64が接続され、このバイパス64にアキュムレータ4が設けられる。チェック弁62は、アキュムレータ4から不足油量を油圧室3へ補給する。オリフィス63は、油圧室3の作動油をアキュムレータ4へと流し、油温の上昇による圧ごもりを解消する。
【0007】
また、本発明に関連する先行技術文献として、剛性増大に着目したものが提案されている(例えば、特許文献3、4参照)。特許文献3は、制震用オイルダンパにおいて、アキュムレータによる初期圧を10kg/cm2以上に設定し、剛性を低下させる原因である空気を予め潰しておき、作動油の圧縮率を低く抑え、微小振動レベルから初期の効果が得られるようにしている。特許文献4は、水銀等の高体積弾性係数の作動流体を用いた高剛性ダンパーであり、ダンパー剛性、減衰定数を約2倍としたものである。
【0008】
【特許文献1】
特開平08−135249号公報
【特許文献2】
特開平05−59841号公報
【特許文献3】
特開平10−121775号公報
【特許文献4】
特開平09−317808号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
従来の図3、図4の減衰装置の両油圧室3、3の圧力P1 、P2 は、図5(a) に示す通りであり、図3、図4において、ピストン2が左側に移動すると、圧縮側油圧室3のP1 は高圧となるが、膨張側油圧室3のP2 は、膨張のためアキュムレータ4のある低圧側と連通するため圧力が上がらず0となり、片側の油圧室3のみでピストン2に抵抗するため、また、ピストン2が右側に移動すると、圧力0の状態から圧力が上昇するため、剛性が低いという問題があった。
【0010】
本発明は、前述のような問題を解決すべくなされたもので、制震用の油圧ダンパにおいて、油圧回路の改良のみで剛性の増大を図ることのできる油圧ダンパを提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1は、シリンダと、このシリンダ内を移動するピストンと、このピストンの両側に形成された油圧室を有する油圧ダンパにおいて、前記両油圧室を連通する一対の流路にそれぞれ油の通過方向が互いに逆の圧力調整弁が設けられ、前記流路に該流路の油圧力により閉塞されるチェック弁を介してアキュムレータが接続されていることを特徴とする油圧ダンパである。
【0012】
即ち、図1、図2に示すように、両油圧室を連通する一対の流路にそれぞれ油の通過方向が互いに逆の圧力調整弁を設けることにより、外力によりピストンが移動した場合、圧縮側の油圧室内の油が膨張側の油圧室内に直接流入し、さらに、流路の油圧力により閉止されるチェック弁を介してアキュムレータを接続することにより、膨張側の油圧室にはアキュムレータよりの油の注入がなされることで、膨張側の油圧室の圧力が低下しないようにしたものである。
【0013】
本発明の請求項2は、請求項1に記載の油圧ダンパにおいて、圧力調整弁は、調圧弁とリリーフ弁からなることを特徴とする油圧ダンパである。即ち、圧力調整弁は、油圧ダンパに所定の減衰係数を与えるものを使用すればよいが、弁を通過する時の流体抵抗によって減衰力を発生させる調圧弁と、設計以上の圧力が作用すると弁が開いて圧力を逃すリリーフ弁を用いるのが好ましい。
【0014】
本発明の請求項3は、請求項1または2に記載の油圧ダンパにおいて、圧力調整弁の流路とアキュムレータとの間に、高温時に油をアキュムレータへ戻すリリーフ弁が設けられていることを特徴とする油圧ダンパである。即ち、油温の上昇による圧ごもりを防止するための高温時圧力調整機能であり、リリーフ弁の他、温度ヒューズ等を用いることもできる。
【0015】
以上のような本発明によれば、両油圧室を連通する一対の流路にそれぞれ油の通過方向が互いに逆の圧力調整弁を設けることにより、外力によりピストンが移動した場合、圧縮側の油圧室内の油が膨張側の油圧室内に直接流入し、さらに、流路の油圧力により閉止されるチェック弁を介してアキュムレータを接続することにより、膨張側の油圧室にはアキュムレータよりの油の注入がなされることで、図5(b) に示すように、膨張側の油圧室の圧力が低下せず、圧縮側と膨張側の油圧室の両方でピストンに抵抗することとなり、またシリンダ内が常に高圧となるため、従来の油圧ダンパと比べて剛性がほぼ2倍になり、油圧回路の改良のみで剛性の増大を図ることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する実施の形態に基づいて説明する。図1は、所定の減衰係数を与える圧力調整弁をシリンダの外部に設置するタイプの油圧ダンパの一実施形態を示したものである。図2は、圧力調整弁をピストン内に組み込んだタイプの油圧ダンパの一実施形態を示したものである。
【0017】
図1の実施形態において、シリンダ1内に両ロッド型のピストン2が組み込まれ、ピストン2の両側に油圧室3、3が形成されており、このシリンダ1の外部に、両油圧室3、3を連通する一対の流路10、10にそれぞれ油の通過方向が互いに逆の圧力調整弁11、11を設け、圧縮側の油圧室3内の油が膨張側の油圧室3内に直接流入できるようにし、さらに、流路10の油圧力により閉止されるチェック弁12を介してアキュムレータ4を接続し、膨張側の油圧室3にはアキュムレータ4よりの油の注入がなされることで、膨張側の油圧室3の圧力が低下しないようにする。
【0018】
流路10の両端に流路13の両端部がチェック弁12を介して接続され、この流路13にアキュムレータ4が接続され、非稼動時にアキュムレータ4からチェック弁12を介して油圧室3内に油を供給し、シリンダ1内を高圧とすることができる。
【0019】
さらに、油温の上昇による圧ごもりを防止するため、高温時に油をアキュムレータ4へ戻す高温時圧力調整機能としてのリリーフ弁14を流路10と流路13の間に設置する。なお、リリーフ弁のトリガーとしては、スプリングの初期たわみによるものや、温度ヒューズによるものが利用できる。
【0020】
圧力調整弁11は、油圧ダンパに所定の減衰係数を与えるものであり、弁を通過する時の流体抵抗によって減衰力を発生させる調圧弁と、設計以上の圧力が作用すると弁が開いて圧力を逃すリリーフ弁を用いるのが好ましい。また、リリーフ機能を備えた調圧弁を用いることもできる。
【0021】
図2の実施形態においては、一対の流路10、10をピストン2を貫通させて設け、この流路10、10にそれぞれ油の通過方向が互いに逆の圧力調整弁11、11を設ける。アキュムレータ4とチェック弁12、リリーフ弁14もピストン2またはピストンロッド2a内に設ける。油圧回路の動作は、一方の油圧室3の油が他方の油圧室3へ直接流入する点が異なるだけで、図1の実施形態と同様である。なお、この場合も圧力調整弁11は調圧弁とリリーフ弁から構成され、例えば一対の調圧弁と一対のリリーフ弁がピストン円周方向に複数組配置される。
【0022】
以上のような構成の図1、図2の油圧ダンパの両油圧室3、3の圧力P1 、P2 は、図5(b) に示す通りであり、図面上、ピストン2が左側に移動すると、P1 の圧縮側油圧室3の油がP2 の膨張側油圧室3へ流入し、さらにアキュムレータからも油が注入されるため、圧縮側と膨張側の油圧室3の両方でピストン2に抵抗することとなり、またピストン2が右側に移動するときも圧力が高いため、図5(a) の場合と比べて剛性が2倍となる。なお、初期に設定圧の半分程度の内圧を加えておくのが好ましい。
【0023】
また、以上は、両ロッド型ピストンの油圧ダンパについて示したが、これに限らずその他の型式のものでもよい。また、本発明は図示例に限定されるものでないことは言うまでもない。
【0024】
【発明の効果】
本発明は、シリンダの両油圧室を連通する一対の流路にそれぞれ油の通過方向が互いに逆の圧力調整弁を設けることにより、外力によりピストンが移動した場合、圧縮側の油圧室内の油が膨張側の油圧室内に直接流入し、さらに、流路の油圧力により閉止されるチェック弁を介してアキュムレータを接続することにより、膨張側の油圧室にはアキュムレータよりの油の注入がなされることで、膨張側の油圧室の圧力が低下せず、圧縮側と膨張側の油圧室の両方でピストンに抵抗することとなり、またシリンダ内が常に高圧となるため、従来の油圧ダンパと比べて剛性がほぼ2倍になり、油圧回路の改良のみで剛性の増大を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の圧力調整弁をシリンダの外部に設置するタイプの油圧ダンパの一実施形態を示す油圧回路図である。
【図2】本発明の圧力調整弁をピストン内に組み込んだタイプの油圧ダンパの一実施形態を示す油圧回路図である。
【図3】従来の圧力調整弁をシリンダの外部に設置するタイプの油圧ダンパを示す油圧回路図である。
【図4】従来の圧力調整弁をピストン内に組み込んだタイプの油圧ダンパを示す油圧回路図である。
【図5】油圧ダンパの油圧室内の圧力状態を示すグラフであり、(a) は従来、(b) は本発明の場合である。
【符号の説明】
1……シリンダ
2……ピストン
2a…ピストンロッド
3……油圧室
4……アキュムレータ
10……流路
11……圧力調整弁
12……チェック弁
13……流路
14……リリーフ弁
Claims (3)
- シリンダと、このシリンダ内を移動するピストンと、このピストンの両側に形成された油圧室を有する油圧ダンパにおいて、
前記両油圧室を連通する一対の流路にそれぞれ油の通過方向が互いに逆の圧力調整弁が設けられ、前記流路に該流路の油圧力により閉塞されるチェック弁を介してアキュムレータが接続されていることを特徴とする油圧ダンパ。 - 請求項1に記載の油圧ダンパにおいて、圧力調整弁は、調圧弁とリリーフ弁からなることを特徴とする油圧ダンパ。
- 請求項1または2に記載の油圧ダンパにおいて、圧力調整弁の流路とアキュムレータとの間に、高温時に油をアキュムレータへ戻すリリーフ弁が設けられていることを特徴とする油圧ダンパ。
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