JP2006029459A - 緩衝装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 いわゆるダンパにおける能力を保障しながら、たとえば、建築物における壁の中などの平板状になる言わば限られた空間への配置を可能とした緩衝装置を提供する。
【解決手段】 外力の作用時にシリンダ体１１に対してロッド体１２を出没させながら伸縮して作動油を流出入させる伸縮体１と、この伸縮体１におけるシリンダ体１１の外周に連設されるハウジング２１内に収装されて伸縮体１からの作動油の通過時に所定の減衰作用をする減衰部２と、この減衰部２におけるハウジング２１に連設されるケーシング３１内に形成されて減衰部２に連通するリザーバ３とを有してなり、ハウジング２１およびケーシング３１の同一方向となる外径寸法がシリンダ体１１における同一方向の外径寸法Ｗと同一あるいはほぼ同一となるように設定されて、少なくとも伸縮体１の配在を許容する平板状の空間への配置が可能とされてなる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、緩衝装置に関し、特に、免制震用のダンパへの具現化に向く緩衝装置の改良に関する。

近年の建築物にあっては、地震による建築物への被害を最小限度に抑える緩衝装置たる免制震装置を装備してなることがあり、たとえば、特許文献１には、この免制震装置がダンパからなるとする提案が開示されている。

すなわち、この特許文献１に開示のダンパは、両ロッド型に形成されているが、シリンダ体内にロッド体を出没可能に挿通してなると共に、シリンダ体内にはロッド体に連設されたピストンが摺動可能に収装されていて、このピストンによってシリンダ体内にいわゆる左右となる二つの油室を画成するとしている。

そして、このダンパにあって、ピストンは、上記の二つの油室に連通しながら所定の減衰作用をする減衰弁をリリーフ弁の併設下に二組有してなるとし、上記の二つの油室をシリンダ体の外部で連通するバイパス路中には、各油室からの作動油の通過を阻止するチェック弁とこのチェック弁に並列する絞りとを有してなるとしている。

それゆえ、このダンパにあっては、これが、たとえば、ボールアイソレータと共に建築物と地盤との間に配在され、平時は伸縮が阻止されるいわゆるロック状態に維持されるが、地震時には、伸縮が許容されるように設定されることで、地震による建築物への被害の発生を回避し得ると共に、建築物の揺れを速やかに沈静化することが可能になる。
特開２０００−４６０８８号公報（特許請求の範囲 請求項１，段落０００３，同０００４，図３）

しかしながら、上記した特許文献１に開示のダンパ、すなわち、緩衝装置にあっては、これを、たとえば、建築物における壁の中などの平板状となる空間に配置するとの設定には応じられなくなると指摘される可能性がある。

すなわち、地震による建築物への被害を最小限度に抑えるために、建築物における壁の中にダンパを配置することがあるが、この場合のダンパは、壁の中に設けられているブレースの一部を構成して建築物における耐震強度を向上させるとしている。

そこで、この壁の中に配置するダンパとして、上記の提案によるダンパを選択しても、このダンパにあっては、シリンダ体内に収装のピストンに複数個のバルブ類を配在させるとしているから、ピストン自体を小径化させるのが容易でなく、したがって、シリンダ体、すなわち、ダンパ本体を小径化するのが容易でないことになる。

その結果、このダンパを壁の中に配置するとの設定の場合には、上記の提案によるダンパを利用できる可能性が減るばかりでなく、上記の提案によるダンパの用途が限定され易くなり、その汎用性が期待できないことになる。

この発明は、このような現状を鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、いわゆるダンパにおける能力を保障しながら、たとえば、建築物における壁の中などの平板状になる言わば限られた空間への配置を可能にし、その汎用性の向上を期待するのに最適となる緩衝装置を提供することである。

上記した目的を達成するために、この発明による緩衝装置の構成を、外力の作用時にシリンダ体に対してロッド体を出没させながら伸縮して作動油を流出入させる伸縮体と、この伸縮体におけるシリンダ体の外周に連設されるハウジング内に収装されて伸縮体からの作動油の通過時に所定の減衰作用をする減衰部と、この減衰部におけるハウジングに連設されるケーシング内に形成されて減衰部に連通するリザーバとを有してなり、伸縮体におけるシリンダ体が内筒および外筒を有する複筒構造に形成されると共に、内筒内に摺動可能に収装されたピストンが内筒内に伸側室と圧側室とを画成し、かつ、内筒と外筒との間が伸側室および圧側室に独立して連通する流路に設定される一方で、ハウジングおよびケーシングの同一方向の外径寸法が伸縮体におけるシリンダ体における同一方向の外径寸法と同一あるいはほぼ同一となるように設定されて、少なくとも伸縮体の配在を許容する平板状の空間への配置が可能とされてなるとする。

ちなみに、ハウジングおよびケーシングの同一方向となる外径寸法についてだが、これがシリンダ体における同一方向の外径寸法よりも小さくなるように設定されてなるとしても良いことはもちろんである。

それゆえ、この発明によれば、いわゆるダンパ本体を構成する伸縮体が同じくダンパ本体を構成するハウジングおよびケーシングと別体とされる一方で、伸縮体を構成するシリンダ体内に収装のピストンがシリンダ体内に油室を画成するのみとされるから、シリンダ体の径を大きいままに維持するのに向くのはもちろんのこと、シリンダ体の径を小さく抑えることが可能になる。

そして、ハウジングおよびケーシングの外径がシリンダ体の外径と同一あるいはほぼ同一とされるとするから、シリンダ体の外径が、たとえば、建築物における壁の中のような平板状になる空間に納まるように設定される場合に、ハウジングおよびケーシングの外径がシリンダ体の外径よりもいたずらに大きく設定されない限りにおいて、この緩衝装置にあってシリンダ体にハウジングおよびケーシングを一体化した状態でこの緩衝装置を上記の空間に配置することが可能になる。

なお、ハウジングおよびケーシングの外径寸法が伸縮体におけるシリンダ体の外径寸法よりも小さくなるように設定される場合には、伸縮体にハウジングおよびケーシングを一体化したこの緩衝装置の壁の中への配置が当然に実現可能になる。

また、ケーシングがその軸芯線をシリンダ体に平行させながらハウジングの軸芯線に一致させあるいはほぼ一致させるとするから、この緩衝装置にあって、シリンダ体にハウジングを連設しさらにこのハウジングにケーシングを連設した状態で、たとえば、上記の空間に配置することが可能になる。

そしてまた、ケーシングの軸芯線をシリンダ体に平行させながらハウジングの軸芯線に一致させあるいはほぼ一致させることからすれば、ハウジングに対してケーシングを連設する方向を逆方向とすることも可能になる。

その結果、この発明によれば、免制震用とされるいわゆるダンパにおける能力を保障しながら、建築物における壁の中のような平板状になる空間に配置することが可能になり、その汎用性の向上を期待するのに最適となるとなる。

以下に、図示した実施形態に基づいて、この発明を説明するが、この発明による緩衝装置は、図１の原理図に示すように、伸縮体１と、減衰部２と、リザーバ３とを有してなり、さらに、図示するところでは、ブロック４を有してなるとしている。

そして、この発明による緩衝装置は、一つの具体的な実施形態では、図２，図３および図４に示すように、減衰部２におけるハウジング２１およびリザーバ３を形成するケーシング３１の外径寸法が伸縮体１におけるシリンダ体１１の外径寸法Ｗ（図３参照）とほぼ同一となるように設定されてなる（図３および図４参照）と共に、ケーシング３１がその軸芯線をシリンダ体１１に平行させながらハウジング２１の軸芯線にほぼ一致させてなる（図２参照）としている。

ちなみに、ハウジング２１およびケーシング３１の外径寸法をシリンダ体１１の外径寸法Ｗと同一にし、あるいは、ケーシング３１の軸芯線をハウジング２１の軸芯線に一致させるとするかについては、ハウジング２１およびケーシング３１がシリンダ体１１に比較して言わばいたずらに大径化されたり、あるいは、ハウジング２１に対してケーシング３１が大きく偏芯されたりしないことを意味するものであって、厳密な意味での同一性を要求しているものではない。

それゆえ、ハウジング２１およびケーシング３１の外径がシリンダ体１１の外径と同一あるいはほぼ同一とされてなることで、シリンダ体１１の外径が、たとえば、建築物における壁の中のような平板状の空間に納まるように設定される場合には、ハウジング２１およびケーシング３１の外径がシリンダ体１１の外径よりもいたずらに大きく設定されない限りにおいて、伸縮体１に減衰部２およびリザーバ３を一体化したこの緩衝装置の壁の中への配置が実現可能になる。

なお、ハウジング２１およびケーシング３１の外径寸法が伸縮体１におけるシリンダ体１１の外径寸法Ｗよりも小さくなるように設定される場合には、シリンダ体１１、すなわち、伸縮体１にハウジング２１およびケーシング３１を一体化したこの緩衝装置の上記の空間への配置が当然に実現可能になる。

その意味では、この発明にあっては、ハウジング２１およびケーシング３１の外径寸法が伸縮体１におけるシリンダ体１１の外径寸法Ｗよりも小さくなるように設定される場合を含まないとしている訳ではなく、むしろ、この発明が意図するところに合致するものであるから、当然にこれを含んでいると解している。

一方、ケーシング３１がその軸芯線をシリンダ体１１に平行させながらハウジング２１の軸芯線に一致させあるいはほぼ一致させてなるとするから、シリンダ体１１に連設されたハウジング２１にケーシング３１を連設するについて、シリンダ体１１がいたずらに大径化されず、また、ハウジング２１およびケーシング３１がシリンダ体１１よりもいたずらに大径化されない限りにおいて、この緩衝装置の大きさを、たとえば、建築物における壁の中のような平板状になる空間に納まるように設定することが可能になる。

そしてまた、ケーシング３１の軸芯線をシリンダ体１１に平行させながらハウジング２１の軸芯線に一致させあるいはほぼ一致させることからすれば、たとえば、図２中に仮想線図で示すように、ハウジング２１に対してケーシング３１を連設する方向を逆方向とすることも可能になる。

ちなみに、この発明が意図するところからすれば、図２中に破線図で示すように、シリンダ体１１，ハウジング２１およびケーシング３１が同一平面にありながら、ケーシング３１の軸芯線がシリンダ体１１の軸芯線に直交する態勢にしてハウジング２１に連設されるとしても良く、さらには、図示しないが、ケーシング３１の軸芯線がシリンダ体１１の軸芯線に傾斜する態勢にしてハウジング２１に連設されるとしても良い。

上記した前提の下に、伸縮体１は、図示するところでは、片ロッド型のシリンダの態様に形成されてなるとしていて、基本的には、単筒型に形成されてなるとするが、機能的には、複筒型に形成されてなるとしている。

すなわち、図１に示すように、この伸縮体１は、一方部材とされるシリンダ体１１と、このシリンダ体１１内に出没可能に挿通される他方部材たるロッド体１２と、このロッド体１２の図１中で下端となる先端に連設されながらシリンダ体１１内に摺動可能に収装されてこのシリンダ体１１内に図１中で上方室となる伸側室Ｒ１と図１中で下方室となる圧側室Ｒ２を画成するピストン１３とを有してなるとしている。

それゆえ、この伸縮体１にあっては、外力の作用でシリンダ体１１に対してロッド体１２が出没されると共に、このとき、すなわち、ロッド体１２がシリンダ体１１内から抜け出るようになる伸張作動時には、伸側室Ｒ１から作動油を外部に流出させ、ロッド体１２がシリンダ体１１内に没入するようになる収縮作動時には、圧側室Ｒ２から作動油を外部に流出させることになる。

そして、この伸縮体１にあって、ピストン１３は、前記した特許文献１に開示のダンパのように、バルブ類を有するとはしておらず、シリンダ体１１内に単に油室たる伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２を画成するのみとしている。

それゆえ、この伸縮体１にあっては、ピストン１３の小径化が可能になり、したがって、このピストン１３を収装するシリンダ体１１の小径化も可能になり、たとえば、建築物における壁の中などの平板状になるなどする言わば限られた空間への伸縮体１の配置を可能にすることになる。

ところで、この伸縮体１にあって、シリンダ体１１は、内筒１１ａと外筒１１ｂを有する複筒構造に形成されていて、この内筒１１ａと外筒１１ｂとの間を作動油の流路Ｌに設定してなるとしている。

このとき、この流路Ｌは、いわゆる中間部への隔壁部１１ｃの形成で、伸側室Ｒ１に連通する流路部分Ｌ１と圧側室Ｒ２に連通する流路部分Ｌ２とに画成されるとしている。

なお、以上からすれば、この伸縮体１にあっては、図示しないが、上記の伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２からそれぞれシリンダ体１１の外部に延在されるいわゆるバイパス路たる管路を設け、この管路を後述する減衰部２に連結するとしても、シリンダ体１１の縮径化の上からは否定されないと言い得る。

しかしながら、この場合には、管路がシリンダ体１１の外部に露呈する分、たとえば、この管路を接続した伸縮体１を有する緩衝装置を搬送したりあるいは取り扱ったりする場合のいわゆる操作性を悪くする危惧がある点で好ましい選択とはされないであろう。

つぎに、減衰部２は、上記の伸縮体１におけるシリンダ体１１の外周に連設されるハウジング２１内に収装されて、伸縮体１からの作動油の通過時に所定の減衰作用をする減衰バルブ２２を有してなるとしている。

このとき、図示するところでは、ハウジング２１は、後述するブロック４を介してであるが、ボルト２３（図３参照）の利用下に伸縮体１におけるシリンダ体１１の外周に連設されるとしている。

それゆえ、このボルト２３の利用による場合には、後述する減衰バルブ２２の構成やこの減衰バルブ２２に対する制御が異なるなどで、減衰部２に複数のいわゆるバージョンがある場合に、その選択されたバージョンの減衰部２を伸縮体１に連設することが可能になる。

のみならず、実現性には欠けるかも知れないが、ボルト２３を利用する場合には、仮に減衰部２における減衰バルブ２２の設定が適切でないとされるとき、その減衰バルブ２２を異なる設定のものに交換することを可能にし得る点で有利になると言い得る。

ところで、この減衰部２にあって、減衰バルブ２２が単数とされると共に、二つのチェック弁２４を有してなるとして、伸縮体１の伸縮作動時に伸縮体１から流出される作動油が全て単一の減衰バルブ２２を通過するとしている。

それゆえ、このいわゆるユニフローと称される制御構造による場合には、伸縮体１の伸縮作動時に、すなわち、伸長作動時および収縮作動時にそれぞれ同じ特性の減衰作用を期待できることになる。

これに対して、図５に示す減衰部２にあっては、バイフローと称される減衰構造を構成するとしており、伸縮体１の伸長作動時に伸側室Ｒ１から流出される作動油は、減衰バルブ２５を通過して圧側室Ｒ２に流入すると共に、この圧側室Ｒ２で不足する作動がリザーバ３からチェック弁２６を介して補給されるとしている。

また、伸縮体１の収縮作動時に圧側室Ｒ２から流出される作動油は、一部が減衰バルブ２７を通過して伸側室Ｒ１に流入すると共に、いわゆるロッド体積分に相当する作動油が減衰バルブ２８を介してリザーバ３に流出されることになる。

以上からすれば、この図５に示す減衰部２にあっては、減衰バルブ２５，２７，２８の作動するところを任意に設定することで、伸縮体１の伸縮作動時に好ましい減衰特性を発現させることが可能になる。

そして、リザーバ３は、減衰部２におけるハウジング２１に連設されるケーシング３１内に形成されて減衰部２に連通してなるもので、具体的には、閉鎖された空間を構成するタンクからなるとする。

ところで、このリザーバ３は、図示するところでは、言わば開放されていないタンクからなるとし、また、それで充分であるとしているが、この緩衝装置が利用される場面によっては、リザーバ３がいわゆるアキュムレータ構造に形成されていて、エアバネ力を具有するとしても良い。

そして、リザーバ３がアキュムレータ構造に形成される場合には、そのエアばね力によって伸縮体１を伸長状態に維持することを常態とし得ることになる点で有利となる。

つぎに、このリザーバ３にあって、ケーシング３１は、ボルト３２の利用下に前記した減衰部２におけるハウジング２１に連設されてなる（図４参照）としており、それゆえ、このボルト３２の利用でケーシング３１を減衰部２におけるハウジング２１に連設し得るとする場合には、伸縮体１が配在される空間の状況によってリザーバ３の構成が選択されるとするとき、いわゆるそれ向きのリザーバ３、すなわち、ケーシング３１を選択することが可能になる。

のみならず、ハウジング２１においてボルト３２の螺合方向をいわゆる両方向から選択できるように設定されていることが条件になるが、ボルト３２の螺合方向を選択することで、図２中に仮想線図で示すように、リザーバ３たるケーシング３１をいわゆる逆向きに減衰部２たるハウジング２１に連設することが可能になる。

そして、ケーシング３１を逆向きにハウジング２１に連設することで、たとえば、建築物の壁内に配在される伸縮体１が斜めの他、正立あるいは倒立に配在されるとき、リザーバ３におけるエアが減衰部２に晒されるような事態になることをあらかじめ回避できる設定とし得ることになる点で有利となる。

ところで、上記したようなケーシング３１の向きを選択するとき、このケーシング３１が連設されるハウジング２１、すなわち、前記した減衰部２の向きも併せて選択されることが容易に予想される。

このような要請があるとき、伸縮体１の向きはそのままにしながら、減衰部２およびリザーバ３の向きをいわゆる逆にし得るようにするために、図示するところでは、ブロック４を伸縮体１におけるシリンダ体１１と減衰部２におけるハウジング２１との間に介装するとしている。

すなわち、このブロック４は、図５に示すように、前記した伸側室Ｒ１に連通するポート４ａと、同じく圧側室Ｒ２に連通するポート４ｂとを有してなるとしている。

そして、図示するところでは、両方のポート４ａ，４ｂが平行する正流設定とされているが、両方のポート４ａ，４ｂをクロスさせる逆流設定のもの（図示せず）を有するとしている。

それゆえ、このブロック４の選択で、すなわち、二本のポート４ａ，４ｂが平行するかクロスするかの選択で、前記した減衰部２、すなわち、ハウジング２１の向きの変更を容易に実践し得ることになる。

ちなみに、上記のブロック４がハウジング２１と別体とされて配在されることに代えて、図示しないが、ハウジング２１に一体化されて、すなわち、このブロック４の配置を省略しながらハウジング２１のシリンダ体１１に対する向きを変更するようにしても良いことはもちろんである。

以上のように、この発明による緩衝装置にあっては、伸縮体１におけるシリンダ体１１の径を小さく抑えることが可能になり、このシリンダ体１１に連設される減衰部２におけるハウジング２１およびリザーバ３２おけるケーシング３１の外径寸法がシリンダ体１１の外径寸法Ｗと同一あるいはほぼ同一とされるから、シリンダ体１１が、たとえば、建築物における壁の中のような平板状になる言わば狭い空間に納まるように設定されるとき、このシリンダ体１１にハウジング２１およびケーシング３１を一体化した状態でこの緩衝装置の上記の空間への配置が実現可能になる。

また、この発明による緩衝装置にあっては、ハウジング２１に対してケーシング３１を連設する方向を逆方向にすることが可能になり、したがって、ケーシング３１を逆向きにハウジング２１に連設することで、たとえば、建築物の壁内に配在される伸縮体１が斜めの他、正立あるいは倒立に配在されるとき、リザーバ３におけるエアが減衰部２に晒される事態をあらかじめ回避できることになる。

この発明による緩衝装置を原理的に示す図である。 図１に示すところを具体化した一実施形態を示す正面図である。 図２に示すところに対して伸縮体を最収縮させた状態で示す右側面図である。 図２に対する底面図である。 減衰部の他の実施形態をリザーバと共に示す原理図である。

符号の説明

１ 伸縮体
２ 減衰部
３ リザーバ
４ ブロック
４ａ，４ｂ ポート
１１ シリンダ体
１１ａ 内筒
１１ｂ 外筒
１２ ロッド体
２１ ハウジング
３１ ケーシング
Ｌ 流路
Ｒ１ 伸側室
Ｒ２ 圧側室
Ｗ シリンダ体における外径寸法

Claims (2)

1. 外力の作用時にシリンダ体に対してロッド体を出没させながら伸縮して作動油を流出入させる伸縮体と、この伸縮体におけるシリンダ体の外周に連設されるハウジング内に収装されて伸縮体からの作動油の通過時に所定の減衰作用をする減衰部と、この減衰部におけるハウジングに連設されるケーシング内に形成されて減衰部に連通するリザーバとを有してなり、伸縮体におけるシリンダ体が内筒および外筒を有する複筒構造に形成されると共に、内筒内に摺動可能に収装されたピストンが内筒内に伸側室と圧側室とを画成し、かつ、内筒と外筒との間が伸側室および圧側室に独立して連通する流路に設定される一方で、ハウジングおよびケーシングの同一方向となる外径寸法がシリンダ体における同一方向の外径寸法と同一あるいはほぼ同一となるように設定されて、少なくとも伸縮体の配在を許容する平板状の空間への配置が可能とされてなることを特徴とする緩衝装置
2. ケーシングがその軸芯線をシリンダ体に平行させながらハウジングの軸芯線に一致させあるいはほぼ一致させてなる請求項１に記載の緩衝装置
   

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