JP2010133498A

JP2010133498A - 液圧緩衝器

Info

Publication number: JP2010133498A
Application number: JP2008310191A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Komatsu; 宏康小松
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2008-12-04
Filing date: 2008-12-04
Publication date: 2010-06-17
Anticipated expiration: 2028-12-04
Also published as: JP5182668B2

Abstract

【課題】コストの削減およびメンテナンスの容易化が可能な液圧緩衝器を提供する。
【解決手段】ピストンロッド３の伸縮に連動してスライド部材１５が移動し、該スライド部材１５の移動距離が規定値以上となった場合に、スライド部材１５の操作により錘１１が落下し、ワイヤ１３を介して外部スイッチ１０が操作される。これにより、シャットオフ弁９が開弁して、油圧緩衝器１の減衰力が低い側の設定から高い側の設定へ切替えられるので、電磁弁ならびに加速度センサ等の電力の供給を必要とする部品を使用することなく、油圧緩衝器１を構成することができる。これにより、免震システムに使用される油圧緩衝器１の製造コストを大幅に削減することができる。また、電力の供給を必要とする部品を使用していないので、従来の油圧緩衝器と比較して定期的なメンテナンスに関わるコストダウンが容易である。
【選択図】図１

Description

本発明は、液圧緩衝器に関する。

建物等の免震システムに使用される油圧緩衝器（液圧緩衝器）は、例えば、特許文献１に開示されている。この種の油圧緩衝器では、振動を検出する複数個の加速度センサと該加速度センサの検出結果に基づき減衰力を段階的に切替える複数個の電磁弁とを要することから、コストの増大を招くと共に定期的なメンテナンスが必要になる。
特開２００６−２８３８３９号公報

そこで本発明は、コストの削減およびメンテナンスの容易化が可能な液圧緩衝器を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る液圧緩衝器は、作動液が充填されるシリンダと、該シリンダ内に挿入されて前記シリンダ内を２つの圧力室に画分するピストンと、該ピストンに連結されるピストンロッドと、前記シリンダの端部に設けられて前記ピストンロッドを軸方向へ案内するロッドガイドと、前記作動液が充填される補助タンクと、該補助タンクと前記圧力室との間で前記作動液を流通させる液通路と、該液通路を流通する前記作動液に減衰力を発生させる減衰力発生手段と、該減衰力発生手段の減衰力を切替える減衰力切替え手段と、を有する液圧緩衝器であって、前記減衰力切替え手段は、弁の開閉により前記減衰力発生手段の減衰力が低い側と高い側とに切替えられる減衰力切替え弁と、外部からの操作により前記減衰力切替え弁を開閉させる外部スイッチと、前記シリンダの外部に設けられる錘と、前記ピストンロッドの伸縮に連動して軸方向へ移動可能なスライド機構と、一端が前記錘に接続されて他端が前記外部スイッチの操作部に接続される連結部材と、を有し、前記スライド機構の移動距離が規定値以上となった場合に、前記スライド機構により前記錘が落下し、これにより、前記連結部材を介して前記外部スイッチの操作部が操作されて、前記減衰力切替え弁の弁が開閉されることにより、前記減衰力発生手段の減衰力が切替えられることを特徴とする。

本発明によれば、コストの削減およびメンテナンスの容易化が可能な液圧緩衝器を提供することができる。

本発明の一実施形態を図１−図７に基づいて説明する。ここでは、建物の免震システムに使用する油圧緩衝器１（液圧緩衝器）を説明する。
図１に示されるように、油圧緩衝器１は、アウタケース２の基端部に設けられる取付けアイ５と、ピストンロッド３の先端部に設けられる取付けアイ６と、を有する。油圧緩衝器１は、取付けアイ５が建物あるいは基礎の一方に固定された継手７に接続され、取付けアイ６が建物あるいは基礎の他方に固定された継手８に接続される。これにより、油圧緩衝器１は、建物と基礎との間に取付けられる。

油圧緩衝器１は、図１および図７に示されるように、作動油２５（作動液）が充填されたシリンダ２６と、シリンダ２６内に摺動可能に嵌合されたピストン２７と、を有し、ピストン２７には、ピストンロッド３の基端部が固定される。また、油圧緩衝器１は、作動油２５が充填された補助タンク８と、ピストン２７により画分されたシリンダ内の２つの圧力室２８ａ、２８ｂの一方と補助タンク８との間で作動油２５を流通させる液通路２９と、ピストン２７に設けられ圧力室２８ｂから圧力室２８ａへの作動油２５の流れのみを許容する逆止弁３０と、アウターケース２の後端側に設けられ液通路２９から圧力室２８ｂへの作動油２５の流れのみを許容する吸込弁３１と、アウタケース２の先端部側に設けられて液通路２９を流通する作動油２５に減衰力を発生させる２個以上の減衰弁３２（減衰力発生手段）と、を有する。なお、液通路２９は、後述するシャットオフ弁９を持たず前記減衰弁３２Ａのみを有するＡ系統と、シャットオフ弁９（減衰力切替え弁）と減衰弁３２Ｂ（減衰力発生手段）を有するＢ系統と、の２系統がある。

油圧緩衝器１は、減衰力が低い側の設定から高い側の設定へ切替える減衰力切替え装置（減衰力切替え手段）を有する。図３（ａ）および図４に示すように、減衰力切替え装置は、アウタケース２の先端部側に設けられて該アウタケース２の高さ方向（図４における上下方向）のセンタよりもやや上側に配置されるシャットオフ弁９と、該シャットオフ弁９と一体に設けられる外部スイッチ１０と、円柱形に形成される錘１１と、一端が錘１１の上端面中央に固定されると共に他端が外部スイッチ１０の操作レバー１２（操作部）に固定されるワイヤ１３（連結部材）と、を有する。なお、ワイヤ１３は、補助タンク８の外側面に設けられたパイプ状のワイヤガイド１４によりＬ字形に案内される。また、図４に示されるように、操作レバー１２は、正面視で反時計回り方向へ傾けられた状態に設けられる。

図３（ｂ）に示すように、外部スイッチ１０が駆動されずシャットオフ弁９が開いた状態では、減衰弁３２ＡのみのＡ系列の液通路２９に加えてシャットオフ弁９が設けられたＢ系列の液通路２９の減衰弁３２Ｂが作用し、油圧緩衝器１の減衰力が低い側に設定されている。一方、外部スイッチ１０が駆動されてシャットオフ弁９が弁が閉じた状態では、Ａ系統の液通路２９の減衰弁３２Ａのみが作用し、油圧緩衝器１の減衰力が高い側に設定される。また、減衰力切替え装置は、アウタケース２の外側に設けられてピストンロッド３の軸方向（図１における左右方向、以下、単に軸方向という）へ移動可能なスライド部材１５と、該スライド部材１５をピストンロッド３の伸縮に連動して移動させるスライド機構と、を有する。

スライド機構は、アウタケース２の外側面に設けられて鉛直に向けて配置されるベースプレート１６と、該ベースプレート１６の外側面に設けられてスライド部材１５を軸方向へ案内するガイドレール１７（スライドガイド）と、一端がピストンロッド３側の取付けアイ６の基部に設けられたブラケット１８に接続され、他端がスライド部材１５の基部に接続されるリンクバー１９（リンク部材）と、を有する。図２に示されるように、スライド部材１５は、基部に設けられて平面視で外方へ向けてＶ字形に開くように構成された一対の操作片２０，２１を有する。また、ベースプレート１６には、錘１１を支持する支持台２２が設けられる。支持台２２の上面には、錘１１の下端部が嵌るだけの幅を有し、軸方向に対して垂直に延びて当該錘１１を外方へ向けて案内する溝２３が設けられる。また、溝２３の底部には、支持台２２から落下する錘１１の側面を案内し、且つ落下後の錘１１を収容（保持）する切欠き２４が形成される。

次に、本実施形態の作用を説明する。図１及び図４は、油圧緩衝器１（液圧緩衝器）が建物と基礎との間に取付けられた直後の状態、すなわち、錘１１が落下する前の状態を示す。この状態では、油圧緩衝器１は、外部スイッチ１０は駆動されずシャットオフ弁９が開いており、Ａ系統の液通路２９の減衰弁３２Ａに加えて、Ｂ系統の減衰弁３２Ｂが作用する減衰力が低い側に設定されており、図２に示されるように、錘１１は、下端部が支持台２２の溝２３に嵌って略鉛直に立ち、さらに、スライド部材１５の一対の操作片２０，２１間に配置される。

地震等による建物の揺れ（外力）が油圧緩衝器１に入力されると、油圧緩衝器１は、ピストンロッド３を伸縮させて当該建物の揺れを減衰させるように作用する。本実施形態では、リンクバー１９（リンク部材）を含むスライド機構により、ピストンロッド３の伸縮に連動（同期）してスライド部材１５が軸方向（ピストンロッド３の伸縮方向と同一）に移動する。そして、ピストンロッド３の伸縮幅、ひいてはスライド部材１５の移動距離が規定値以上になると、スライド部材１５の一対の操作片２０，２１の操作により、錘１１が支持台２２から落下する。

より具体的には、例えば、ピストンロッド３の伸び量が規定値（規定距離）よりも大きかった場合、スライド部材１５が図２における左方向へ移動し、操作片２０の傾斜部２０ａにより錘１１が押圧される。これにより、図５に示されるように、錘１１は、下端部が案内されて外方（図２における下方向）へ押し出され、終に、支持台２２から落下する。ここで、錘１１は、側面が支持台２２の切欠き２４に案内されつつ落下するので、落下時の振れ回りを抑制することができる。さらに、図６に示されるように、錘１１は、支持台２２の切欠き部２４に収容（保持）されるので、落下後の振れ回りも防止することができる。

一方、上述した錘１１の落下に伴い、ワイヤ１３（連結部材）がワイヤガイド１４内を移動して操作レバー１２（操作部）が操作される（操作レバー１２が操作された状態は図３（ａ）の仮想線を参照）。そして、操作レバー１２の操作により外部スイッチ１０が駆動されると、シャットオフ弁９が閉弁される。これにより、Ａ系統の液通路２９に設けられた減衰弁３２Ａのみが作用し、油圧緩衝器１の減衰力が、低い側の設定から高い側の設定へ切替えられる。なお、メンテナンス時に、錘１１が支持台２２の切欠き部２４に収容（保持）されていることを確認することで、当該油圧緩衝器１の減衰力が高い側の設定に切替えられたことを知ることができる。この場合、錘１１を支持台２２上に戻すことで、操作レバー１２および外部スイッチ１０が元の位置に戻り、シャットオフ弁９が開弁されるので、油圧緩衝器１の減衰力を低い側の設定に切替えることができる。
なお、本実施例では、ピストンロッドの一端側にピストンを設け、シリンダの片側からロッドが突出する片ロッドタイプの油圧緩衝器で説明したが、シリンダの両側からピストンロッドが突出する両ロッドタイプの油圧緩衝器にも適用可能である。
なお、本実施例では、減衰弁３２Ａおよび減衰弁３２Ｂは複数個設けることは可能であり、減衰弁３２Ｂの個数に合わせてシャットオフ弁９を複数個設けて、Ｂ系統を複数もつ構成でも構わない。さらに、ストローク量の規定値を複数設定可能として、その数に合わせて錘１１およびシャットオフ弁９を増設し多段式の減衰力切り替えを行ってもよい。

本実施形態によれば、ピストンロッド３の伸縮に連動してスライド部材１５が移動し、該スライド部材１５の移動距離が規定値（規定距離）以上となった場合に、スライド部材１５の操作により錘１１が落下し、ワイヤ１３（連結部材）を介して外部スイッチ１０が操作される。これにより、シャットオフ弁９（減衰力切替え弁）が閉弁して、油圧緩衝器１（液圧緩衝器）の減衰力が低い側の設定から高い側の設定へ切替えられる。したがって、電磁弁ならびに加速度センサ等の電力の供給を必要とする部品を使用することなく、油圧緩衝器１を構成することができる。これにより、免震システムに使用される油圧緩衝器１の製造コストを大幅に削減することができる。また、電力の供給を必要とする部品を使用していないので、従来の油圧緩衝器と比較して設置が容易であると共に、当該メンテナンスの間隔を大幅に延長することができ、ランニングコストを削減することができる。
また、錘１１は、切欠き部２４に案内されつつ支持台２２から落下し、さらに、落下後、切欠き部２４に収容（保持）されるので、落下時および落下後に振れ回って周囲の部品を傷付けてしまったり、打撃音を生じることを防止することができる。そして、メンテナンス時には、錘１１が支持台２２の切欠き部２４に収容（保持）されていることを確認することで、油圧緩衝器１の減衰力が低い側の設定から高い側の設定に切替えられたことを知ることができる。

本実施形態の油圧緩衝器の右側面図である。機構を説明するための図であり、本実施形態の油圧緩衝器の平面図のうち、ピストンロッド側を示す図である。（ａ）本実施形態の油圧緩衝器における外部スイッチが一体化されたシャットオフ弁を示す図である。（ｂ）シャットオフ弁の動作と液通路の切替状態を模式的に示す図である。本実施形態の油圧緩衝器の正面図である。図２において、錘が溝に案内されて外方へ移動する状態を示す図である。本実施形態の油圧緩衝器の正面図で、特に、錘が落下した状態を示す図である。図１に示す油圧緩衝器の断面概略図である。

符号の説明

１油圧緩衝器（液圧緩衝器）、３ピストンロッド、８補助タンク、９シャットオフ弁（減衰力切替え弁）、１０外部スイッチ、１１錘、１２操作レバー（操作部）、１３ワイヤ（連結部材）、１５スライド部材

Claims

作動液が充填されるシリンダと、該シリンダ内に挿入されて前記シリンダ内を２つの圧力室に画分するピストンと、該ピストンに連結されるピストンロッドと、前記シリンダの端部に設けられて前記ピストンロッドを軸方向へ案内するロッドガイドと、前記作動液が充填される補助タンクと、該補助タンクと前記圧力室との間で前記作動液を流通させる液通路と、該液通路を流通する前記作動液に減衰力を発生させる減衰力発生手段と、該減衰力発生手段の減衰力を切替える減衰力切替え手段と、を有する液圧緩衝器であって、
前記減衰力切替え手段は、弁の開閉により前記減衰力発生手段の減衰力が低い側と高い側とに切替えられる減衰力切替え弁と、外部からの操作により前記減衰力切替え弁を開閉させる外部スイッチと、前記シリンダの外部に設けられる錘と、前記ピストンロッドの伸縮に連動して軸方向へ移動可能なスライド機構と、一端が前記錘に接続されて他端が前記外部スイッチの操作部に接続される連結部材と、を有し、
前記スライド機構の移動距離が規定値以上となった場合に、前記スライド機構により前記錘が落下し、これにより、前記連結部材を介して前記外部スイッチの操作部が操作されて、前記減衰力切替え弁が開閉されることにより、前記減衰力発生手段の減衰力が切替えられることを特徴とする液圧緩衝器。
前記スライド機構は、前記ピストンロッドの軸方向へ移動可能なスライド部材と、前記シリンダの外部に設けられて前記スライド部材を軸方向へ案内するスライドガイドと、一端がピストンロッド側に接続されて他端が前記スライド部材に接続されるリンク部材と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の液圧緩衝器。
前記スライド部材は、平面視で外方へ向けてＶ字形に開くように設けられた一対の操作片を有し、前記錘は、前記シリンダの外部に設けられた支持台により支持されると共に、前記スライド部材の前記一対の操作片間に配置され、前記支持台には、前記スライド部材の移動方向に対して垂直に、且つ水平に延びて、端部に切欠き部が形成された溝が形成され、該溝には、前記錘の下端部が前記溝に沿って移動可能に収容されており、
前記スライド部材が移動することにより、前記錘は、前記スライド部材の少なくとも一方の操作片と当接して前記溝に案内されて外方へ移動し、前記スライド部材の移動距離が規定値以上となった時、前記錘が前記支持台から落下した後、前記切欠き部に保持されることを特徴とする請求項１または２に記載の液圧緩衝器。