JP2011247344A - 流体圧回路 - Google Patents

Abstract

【課題】 制振装置を構成する伸縮体と分離されるロックシリンダが伸縮体における伸縮の可不可の選択を可能にすると共に、切換弁の作動を保障する。
【解決手段】 ユニフロー型に設定されてシリンダ体１１内に摺動可能に収装のピストン体１３で作動流体を充満するピストン側室Ｒ２とロッド側室Ｒ１とを画成すると共に一端側が固定側に連結され他端側が可動側に連結されるロックシリンダ１を有し、ピストン側室Ｒ２がチェック弁２の配設下にロッド側室Ｒ１に連通し、リザーバタンクＴがチェック弁３の配設下にピストン側室Ｒ２に連通し、ロッド側室Ｒ１がロジック弁４の配設下にリザーバタンクＴに連通し、ロジック弁４からのパイロット圧の供給を受けて連通ポジション５ｂに切り換ると共に手動操作で遮断ポジション５ａに切り換る常閉型の切換弁５を有し、この切換弁５が連通ポジション５ｂに切り換ることでロジック弁４が開放作動する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、流体圧回路に関し、特に、減衰作用をする伸縮体を有する制振装置にあって、伸縮体における伸縮の可不可の選択を可能にするロックシリンダの制御に利用される流体圧回路の改良に関する。

地震による場合もあるが風で構築物が横揺れしないようにする制振装置にあっては、たとえば、特許文献１に開示されているように、構築物における耐震性を向上させる斜め材に連結される伸縮体が伸縮可能状態あるいは伸縮不能状態のいずれかに選択的に制御されることで、斜め材の効き不効きを選択し得るように設定されている。

すなわち、この特許文献１に開示の制振装置にあって、伸縮体は、シリンダ体と、このシリンダ体に出没可能に挿通されるロッド体とを有してなるが、ロッド体がシリンダ体の両端部からそれぞれ基端側を突出させる両ロッド型に設定されている。

したがって、この伸縮体にあっては、シリンダ体内に摺動可能に収装されてシリンダ体内に一方室および他方室を画成するピストン体における受圧面積がいわゆる左右で同じになり、シリンダ体内でピストン体が摺動する伸縮体のいわゆる伸縮時には、両室間を同量の作動流体が往復する。

このことから、この制振装置にあっては、伸縮体に連結されて両室間の連通を許容する流体圧回路における常閉型のオンオフ弁からなる切換弁の切換作動で、伸縮体における両方向の伸縮の可不可を選択できる。

そして、この制振装置にあっては、文献としては開示されていないが、多くの場合にそうであるように、伸縮体があるいは流体圧回路が減衰手段を有することで、伸縮体の伸縮を好ましい状態に制御し、斜め材の効き状態を好ましい状態にすることが可能になる。

特開平１１‐２１７９５４号公報（特許請求の範囲 請求項１，図１，図２参照）

しかしながら、上記した特許文献１に開示の制振装置、特に、伸縮体があるいは流体圧回路が減衰手段を有するように設定される制振装置にあっては、斜め材の効き状態を好ましい状態にし得る点で、基本的に問題がある訳ではないが、制振装置の利用の実際を勘案すると、些か不具合があると指摘される可能性がある。

すなわち、制振装置にあって、伸縮体があるいは流体圧回路が減衰手段を有する場合には、伸縮体における伸縮の可不可の選択を可能にするロック部分と、伸縮体における伸縮時に減衰作用をする減衰部分とが両者の兼ね合いを考慮されてその規模などが設定される。

つまり、ロック部分は、伸縮体をロックさせるのに十分な機械力を具有できるように構成されることが肝要であり、減衰部分は、所望の減衰作用を具現化できるように構成されるのが肝要となる。

したがって、上記の伸縮体があるいは流体圧回路が減衰手段を有する制振装置にあっては、その利用状況によっては、ロック部分が最適であるとしても減衰部分に過不足があったり、逆に、減衰部分が最適であるとしてもロック部分に過不足があったりすることが不具合となる。

このことからすると、伸縮体があるいは流体圧回路が減衰手段を有する制振装置にあっては、減衰部分を有する伸縮体がロック部分と分割されてなるのが好ましく、その場合には、減衰部分およびロック部分をそれぞれ最適な状態に、すなわち、ロック部分の能力に対して減衰部分の能力を大小するなどして最適な状態に設定できる。

一方、上記した特許文献１に開示の提案にあっては、常閉型の切換弁がソレノイドを利用した電磁切換弁からなるが、この種の制振装置が十分に機能する地震の場合を考慮すると、電気が途絶えることが容易に想定され、したがって、切換弁が作動しないだけでなく、切換弁がバネ力で閉鎖状態に戻り、伸縮体の伸縮を阻止し、それゆえ、制振装置を装備しながら構築物が甚大な被害を被ることが想定される不具合がある。

この発明は、上記した事情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、制振装置を構成する伸縮体と分離形成されるロックシリンダが伸縮体における伸縮の可不可の選択を可能にするのはもちろんのこと、地震の際などにも切換弁が不作動状態にならずして、所期の目的を達成でき、その汎用性の向上を期待するのに最適となる流体圧回路を提供することである。

上記した目的を達成するために、この発明による流体圧回路の構成を、基本的には、シリンダ体内に先端側が出没可能に挿通されるロッド体の先端部に保持されてシリンダ体内に摺動可能に収装されるピストンがシリンダ体内に作動流体を充満させるピストン側室とロッド側室とを画成すると共に一端側が固定側に連結され他端側が可動側に連結されるロックシリンダを有し、上記のピストン側室がこのピストン側室からの作動流体の流出を許容するがその逆の流れを阻止するチェック弁の配設下に上記のロッド側室に連通すると共にこのピストン側室からの作動流体の流出を阻止するがその逆の流れを許容するチェック弁の配設下にリザーバタンクに連通し、上記のロッド側室がロジック弁の配設下に上記のリザーバタンクに連通してなる流体圧回路において、上記のロジック弁における受圧面側からのパイロット圧の供給を受けて連通ポジションに切り換ると共に手動操作で遮断ポジションに切り換る常閉型の切換弁を有し、この切換弁が連通ポジションに切り換ることで上記のロジック弁における背圧面側の流体圧が上記のリザーバタンクに開放されてこのロジック弁が開放作動し上記のロッド側室からの作動流体を上記のリザーバタンクに流出させてなるとする。

それゆえ、この発明によれば、制振装置において、ロックシリンダが固定側と可動側との間に配設される伸縮体と分離されて固定側と可動側との間に配設されるから、伸縮体の機能設定に左右されることなく、ロックシリンダにおける構成の設定が可能とされ、また、伸縮体における構成の設定の自由度を犯さないと共に、伸縮体の構成によってロックシリンダにおける構成の設定の自由度が侵されない。

つまり、この発明によれば、伸縮体における伸縮の可不可の選択を可能にするロックシリンダについての設定が自由になり、ロックシリンダを最適な構成に設定にでき、特に、伸縮体が減衰作用を負担する設定の場合に、伸縮体を最適な構成に設定できる。

そして、この発明にあっては、常閉型の切換弁がロックシリンダにおけるロッド側室からの流体圧で連通ポジションに切り換るから、前記した特許文献１に開示の流体圧回路にあって、切換弁がソレノイドへの励磁で実現される電磁切換弁からなる場合に比較して、たとえば、地震の際に、電気が途絶えることになっても、その連通ポジションへの切換が可能になる。

そして、この切換弁にあっては、手動操作で遮断ポジションに切り換る設定とされるから、以降、人為操作がない限りに連通ポジションのままに維持される。

この発明の一実施形態による流体圧回路を示す図である。

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、この発明による流体圧回路は、図１に示すように、一端側が図示しない固定側に連結されると共に他端側が同じく図示しない可動側に連結されるロックシリンダ１を有してなる。

このとき、ロックシリンダ１は、図示しないが、構築物における制振装置を伸縮体と共に構成するもので、したがって、上記の固定側は、たとえば、柱の基端部とされ、上記の可動側は、たとえば、対向配置される柱の上端部、あるいは、その柱の上端部に連結される梁の端部とされる。

そして、上記の伸縮体は、たとえば、減衰手段を有するダンパからなり、ロックシリンダ１に並列配置されて、上記の固定側と可動側とに連結され、減衰手段は、任意に設定されるのが良い。

つまり、伸縮体がダンパからなるとき、基本的には、有効ストロークの範囲内での伸縮作動時には、所定の減衰作用をするが、有効ストロークの範囲を超える伸縮作動時には減衰作用をしない構成とされ、ダンパの破壊を回避すると共に、ダンパがいわば突っ張ることによる構築物における破壊を回避するのが良い。

一方、ロックシリンダ１は、図示するところでは、図中で左端となるボトム端が、たとえば、上記の固定側に連結されるシリンダ体１１と、このシリンダ体１１内に図中で左側となる先端側が出没可能に挿通されて図中で右端となる基端が上記の可動側に連結されるロッド体１２と、このロッド体１２の先端部（符示せず）に保持されてシリンダ体１１内に摺動可能に収装されながらシリンダ体１１内に作動流体たる作動油を充満させるピストン側室Ｒ２とロッド側室Ｒ１とを画成するとピストン体１３とを有してなる。

そして、このロックシリンダ１は、図示するところではユニフロー型に設定され、このとき、ロッド体１２の断面積とロッド側室Ｒ１の断面積とが１対１となるように設定されることで、伸縮作動時における後述するロジック弁４に向けての作動油の流量が同じになる。

また、このロックシリンダ１にあって、ピストン体１３は、ピストン側室Ｒ２とロッド側室Ｒ１との連通を許容する通路を有せず、したがって、シリンダ体１１内のピストン側室Ｒ２とロッド側室Ｒ１は、シリンダ体１１の外で連通可能とされる。

つまり、このロックシリンダ１にあっては、ピストン側室Ｒ２が通路Ｌ１を介してロッド側室Ｒ１に連通し、このとき、通路Ｌ１は、ピストン側室Ｒ２からの作動油のロッド側室Ｒ１に向けての流出を許容するが、その逆となる流れを阻止するチェック弁２を有する。

そして、このロックシリンダ１にあっては、リザーバタンクＴが通路Ｌ２を介してピストン側室Ｒ２に連通し、このとき、通路Ｌ２は、リザーバタンクＴからの作動油のピストン側室Ｒ２へ向けての通過を許容するが、その逆となる流れを阻止するチェック弁３を有する。

また、このロックシリンダ１にあっては、ロッド側室Ｒ１が通路Ｌ３を介してリザーバタンクＴに連通し、このとき、通路Ｌ３は、ロジック弁４を有し、リザーバタンクＴは、閉鎖型に設定される。

それゆえ、このロックシリンダ１にあっては、ピストン体１３がシリンダ体１１内を図中で右行する伸長作動時に、ロッド側室Ｒ１の作動油を外部の通路Ｌ３に流出する。

このとき、ピストン側室Ｒ２においては、ピストン体１３が退出することによる作動油不足が発現され、これを補うためにリザーバタンクＴから退出するピストン体１３の断面積に変位量を乗算した量の作動油が通路Ｌ２およびチェック弁３を介してピストン側室Ｒ２に補充される。

それに対して、このロックシリンダ１にあっては、ピストン体１３がシリンダ体１１内を図中で左行する収縮作動時に、ピストン側室Ｒ２の作動油が外部の通路Ｌ１およびチェック弁２を介してロッド側室Ｒ１に流出する。

このとき、ロッド側室Ｒ１には、シリンダ体１１内をピストン体１３が前進することによる余剰となる作動油が流入される状況になるが、ロッド側室Ｒ１には、所定量の作動油が充満されているので、上記の余剰となる作動油が通路Ｌ３に流出する。

つまり、このロックシリンダ１にあっては、通路Ｌ１，Ｌ２およびＬ３を作動油が抵抗なく通過する、すなわち、自由通過するときに伸縮可能とされて、固定側と可動側との間における遠近となる相対移動を許容する。

このことから、このロックシリンダ１にあっては、これが伸縮可能とされることで、上記の固定側と可動側との間に配設される伸縮体における伸縮を許容し、上記の通路Ｌ１およびＬ３を作動油が抵抗なく通過し得ないとき、伸縮不能とされてロック状態に維持され、伸縮体の伸縮を阻止する。

ところで、図示する流体圧回路にあっては、ロジック弁４を有すると共に、常閉型に設定されながら手動切換を可能にする切換弁５を有してなり、さらには、リリーフ弁６，７と、シーケンス弁８とを有してなる。

少し説明すると、ロジック弁４は、いわゆるロック弁と称されるもので、これが開放作動しないときには前記した通路Ｌ３における作動油の通過、すなわち、ロックシリンダ１におけるロッド側室Ｒ１からの作動油のリザーバタンクＴへの流出を阻止して、ロックシリンダ１を伸縮不能なロック状態に維持する。

そのため、このロジック弁４は、ポペット弁体からなる弁体４１を有すると共に、この弁体４１でこの弁体４１の図中で右側となる背圧面側に油室Ｒを画成し、この油室Ｒを後述する切換弁５にドレン通路Ｄ１を介して連通させる。

ちなみに、図示するところにあって、このドレン通路Ｄ１には、絞りＳ１が配設されて切換弁５に脈動を発現させない設定とするが、この絞りＳ１についてはその配設が省略されても良い。

ところで、このロジック弁４にあっては、上記の油室Ｒに弁体４１を図中で左方向となる前進方向に附勢する附勢バネ４２を有し、それゆえ、弁体４１が附勢バネ４２の附勢力によって前進状態におかれて先端がシート部に着座して閉鎖状態にあるときに、通路Ｌ３を介してのロッド側室Ｒ１からの作動油がリザーバタンクＴに向けて通過することを阻止する。

そして、このロジック弁４にあっては、上記の附勢バネ４２を収装する油室Ｒにおける圧力が低下されるとき、図中で左側となる受圧面側と図中で右側となる背圧面側との間に差圧を生じ、したがって、弁体４１が附勢バネ４２の附勢力に打ち勝って後退し、弁体４１の先端がシート部から離座し、通路Ｌ３を開放状態にして、ロッド側室Ｒ１からの作動油のリザーバタンクＴへの流出を許容する。

ちなみに、ロジック弁４が作動するのは、ロックシリンダ１が大きいストロークで伸縮して、言わば大きい油圧をロジック弁４に供給するときであり、この供給油圧を設定するのが後述するシーケンス弁８であり、ロックシリンダ１の破壊を防ぐためにリリーフ弁６，７が設けられており、リリーフ弁が６，７と二つに設定されるのは、いわゆるフェールセーフを配慮した結果であり、したがって、管理が頻繁に実施されるなどでフェールセーフを配慮しなくても良い場合には、一つの配置とされても良い。

ところで、上記のロジック弁４にあって、附勢バネ４２を収装する油室Ｒにおける圧力が低下されるのは、切換弁５が遮断ポジション５ａから連通ポジション５ｂに切り換るときである。

すなわち、切換弁５は、遮断ポジション５ａと連通ポジション５ｂとを有するオンオフ弁からなり、平時は、遮断ポジション５ａにある常閉型に設定され、外部からの供給圧たるパイロット圧の供給を受けるときに連通ポジション５ｂに切り換り、手動操作で遮断ポジション５ａに切り換る、すなわち、戻されるように構成されている。

それゆえ、この切換弁５にあっては、前記した特許文献１に開示の切換弁のようにソレノイドを有する電磁切換弁とされないから、たとえば、家電製品や工場に設置の装置類のリモートコントローラなどからの電磁波の影響で誤作動する危惧がなく、また、地震で電気が途絶える事態になっても、切換弁５における連通ポジション５ｂへの切換作動が必ず実現される点で有利となる。

そして、この切換弁５にパイロット圧を供給するのが上記したロジック弁４であり、したがって、図示するところにあっては、ロジック弁４と切換弁５とがパイロット通路Ｐ１で連通され、しかも、このパイロット通路Ｐ１にシーケンス弁８を有してなる。

シーケンス弁８は、いわゆる制御バルブであって、切換弁５における連通ポジション５ｂへの切換作動に必要となるパイロット圧を設定するもので、このシーケンス弁８にはチェック弁８ａが並列されて、ロジック弁からのパイロット圧の切換弁５への供給を実現可能にしている。

なお、このシーケンス弁８の上流には、チェック弁９が配設され、ロジック弁４からのパイロット圧のシーケンス弁８側への通過は許容するが、その逆となる流れを阻止する。

以上のように形成された流体圧回路にあっては、制振装置において、ロックシリンダ１が固定側と可動側との間に配設される伸縮体と分離されて固定側と可動側との間に配設されるから、伸縮体の機能設定に左右されることなく、ロックシリンダ１における構成の設定が可能とされ、また、伸縮体における構成の設定の自由度を犯さないと共に、伸縮体の構成によってロックシリンダ１における構成の設定の自由度が侵されない。

つまり、この流体圧回路によれば、伸縮体における伸縮の可不可の選択を可能にするロックシリンダ１についての設定が自由になり、ロックシリンダ１を最適な構成に設定にでき、特に、伸縮体が減衰作用を負担する設定の場合に、伸縮体を最適な構成に設定できる。

そして、この流体圧回路にあっては、常閉型の切換弁５がロックシリンダ１におけるロッド側室Ｒ１からの流体圧で連通ポジション５ｂに切り換るから、前記した特許文献１に開示の流体圧回路にあって、切換弁がソレノイドへの励磁で実現される電磁切換弁からなる場合に比較して、たとえば、地震の際に、電気が途絶えることになっても、その連通ポジション５ｂへの切換が可能になる。

そして、この切換弁５にあっては、手動操作で遮断ポジション５ａに切り換る設定とされるから、以降、人為操作がない限りに連通ポジション５ｂのままに維持される。

その結果、この発明の流体圧回路にあっては、制振装置における伸縮体やこれに並列されるロックシリンダ１における所定の機能を保障し得るのはもちろんのこと、制振装置のいたずらな大型化や重量の増大化を回避し得て、その制振装置の汎用性の向上を期待するのに最適となる。

前記したところは、この発明の流体圧回路が固定側と可動側との間に配設される制振装置における伸縮体に並列されるロックシリンダ１における伸縮の可不可を可能にするものとして説明したが、この発明の流体圧回路が機能するところからすれば、ロックシリンダ１に並列配置される伸縮体は、たとえば、免震装置における免震支承に並列されるダンパであっても良いことはもちろんであり、その場合にロックシリンダ１に連結されるこの発明の流体圧回路が機能するところも異ならない。

減衰作用をする伸縮体を有して構築物における耐震性を向上させる制振装置にあって、伸縮体おける伸縮の可不可の選択を可能にするロックシリンダの制御のためへの利用に向く。

１ ロックシリンダ
２，３，８ａ，９ チェック弁
４ ロジック弁
５ 切換弁
５ａ 遮断ポジション
５ｂ 連通ポジション
６，７ リリーフ弁
８ シーケンス弁
１１ シリンダ体
１２ ロッド体
１３ ピストン体
４１ 弁体
４２ 附勢バネ
Ｄ１，Ｄ２ ドレン通路
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ 通路
Ｐ１ パイロット通路
Ｒ 油室
Ｒ１ ロッド側室
Ｒ２ ピストン側室
Ｓ１，Ｓ２ 絞り
Ｔ リザーバタンク

Claims (2)

1. シリンダ体内に先端側が出没可能に挿通されるロッド体の先端部に保持されてシリンダ体内に摺動可能に収装されるピストンがシリンダ体内に作動流体を充満させるピストン側室とロッド側室とを画成すると共に一端側が固定側に連結され他端側が可動側に連結されるロックシリンダを有し、上記のピストン側室がこのピストン側室からの作動流体の流出を許容するがその逆の流れを阻止するチェック弁の配設下に上記のロッド側室に連通すると共に、このピストン側室からの作動流体の流出を阻止するがその逆の流れを許容するチェック弁の配設下にリザーバタンクに連通し、上記のロッド側室がロジック弁の配設下に上記のリザーバタンクに連通してなる流体圧回路において、上記のロジック弁における受圧面側からのパイロット圧の供給を受けて連通ポジションに切り換ると共に手動操作で遮断ポジションに切り換る常閉型の切換弁を有し、この切換弁が連通ポジションに切り換ることで上記のロジック弁における背圧面側の流体圧が上記のリザーバタンクに開放されてこのロジック弁が開放作動し上記のロッド側室からの作動流体を上記のリザーバタンクに流出させてなることを特徴とする流体圧回路。
2. 上記のロジック弁と上記の切換弁とを連通するパイロット通路にこの切換弁への供給圧を設定するシーケンス弁が配設されてなる請求項１に記載の流体圧回路。

Images