JP2016217367A - 流体ダンパー - Google Patents

Abstract

【課題】作動流体の圧縮剛性による変形分のロスを低減して流体ダンパーのエネルギー吸収能力を向上させる。【解決手段】流体で満たされた流体室と、前記流体室から流体が送り込まれ、送り込まれた流体を前記流体室へ戻す循環路と、前記循環路に設けられ、通過する流体に通過抵抗を付与する制限通路と、前記流体室に回転可能に配設され、流体を前記循環路へ送り出すとともに前記流体室へ戻す流れを回転してつくる回転体と、前記回転体に回転力を与える回転部材と、前記回転部材と係合し、往復直動して前記回転部材を回転させる変換部材と、を有する流体ダンパー。【選択図】図１

Description

本発明は、減衰力を発生させてエネルギー吸収を行う流体ダンパーに関する。

特許文献１には、建物の柱梁架構内に取り付けられて建物の揺れを抑制する油圧ダンパーが開示されている。

このような油圧ダンパーは、油を介して力の伝達が行われるので、油圧ダンパーに加わった変形は油の圧縮剛性による油の変形分をロスして、油圧ダンパーに備えられた減衰弁に伝わり、このロスした分だけ油圧ダンパーのエネルギー吸収能力が低減されてしまう。このことは、油以外の流体を作動流体とする流体ダンパーにおいても起こり得る。

特開平１１−３３６３６６号公報

本発明は係る事実を考慮し、作動流体の圧縮剛性による変形分のロスを低減して流体ダンパーのエネルギー吸収能力を向上させることを課題とする。

第１態様の発明は、流体で満たされた流体室と、前記流体室から流体が送り込まれ、送り込まれた流体を前記流体室へ戻す循環路と、前記循環路に設けられ、通過する流体に通過抵抗を付与する制限通路と、前記流体室に回転可能に配設され、流体を前記循環路へ送り出すとともに前記流体室へ戻す流れを回転してつくる回転体と、前記回転体に回転力を与える回転部材と、前記回転部材と係合し、往復直動して前記回転部材を回転させる変換部材と、を有する流体ダンパーである。

第１態様の発明では、変換部材を往復直動させることにより回転部材を回転させ、これに伴い回転体を回転させて、流体を流体室から循環路へ送り出すとともに循環路から流体室へ戻す流れをつくる。これにより、制限通路に流体を通過させて減衰力を発生させ、エネルギー吸収を行うことができる。

また、流体室の容積（流体室に満たされる流体の量）が、流体ダンパーのストロークに依存しない（流体ダンパーのストロークが大きくなっても、流体室の容積を大きくしなくてよい）ので、流体室に満たされる流体の量を少なくすることができ、流体室に満たされる流体の圧縮剛性を高めることができる。これにより、流体室に満たされる流体の圧縮剛性による変形分のロスを低減して流体ダンパーのエネルギー吸収能力を向上させることができる。

第２態様の発明は、第１態様の流体ダンパーにおいて、前記流体は、油であり、前記制限通路は、減衰弁である。

第２態様の発明では、減衰弁に油を通過させることにより減衰力を発生させて、エネルギーを吸収することができる。

第３態様の発明は、第１又は第２態様の流体ダンパーにおいて、前記回転部材は、シリンダー部材であり、前記変換部材は、前記シリンダー部材に挿入されるとともにボールネジ機構を構成し、往復直動して前記シリンダー部材を回転させるシャフト部材であり、前記回転体は、前記シリンダー部材に連結され、回転して流体を移動させるスクリュー部材である。

第３態様の発明では、シャフト部材を往復直動させることにより、ボールネジ機構によってシリンダー部材を回転させることができる。また、シリンダー部材の回転によりスクリュー部材を回転させて流体を移動させ、流体を流体室から循環路へ送り出すとともに循環路から流体室へ戻す流れをつくることができる。

本発明は上記構成としたので、作動流体の圧縮剛性による変形分のロスを低減して流体ダンパーのエネルギー吸収能力を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る油圧ダンパーを示す側面図である。 本発明の実施形態に係る油圧ダンパーを示す側面図である。 本発明の実施形態に係る油圧ダンパーを示す側面図である。 従来の油圧ダンパーを示す側面図である。 従来の油圧ダンパーを示す側面図である。 従来の油圧ダンパーを示す側面図である。 油圧ダンパーのモデル図である。 油圧ダンパーのエネルギー吸収能力を示す線図である。 本発明の実施形態に係る油圧ダンパーのバリエーションを示す断面図である。 本発明の実施形態に係る油圧ダンパーのギヤポンプを示す断面図である。 本発明の実施形態に係る油圧ダンパーのバリエーションを示す側面図である。

図を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。まず、本発明の実施形態に係る流体ダンパーについて説明する。

図１の側面図に示すように、本実施形態の流体ダンパーとしての油圧ダンパー１０は、建物１２の基礎１４と、基礎１４上に免震支持された上部構造物１６との間に形成された基礎免震層１８に配置され、一方の端部（シャフト部材３２の端部２０）が基礎１４に接続され、他方の端部（筐体４６の端部２２）が上部構造物１６に接続されている。

油圧ダンパー１０は、地震等により基礎１４に対して上部構造物１６が水平方向２４へ振動したときに、減衰力を発生させて振動エネルギーを吸収し、この振動を抑制する。油圧ダンパー１０は、運動変換部２６と、減衰力生成部２８とを有して構成されている。

運動変換部２６は、回転部材としてのシリンダー部材３０と、変換部材としてのシャフト部材３２とを有して構成されている。シャフト部材３２の端部２０は、基礎１４に設けられた接続部材３４にピン接続されている。

シャフト部材３２は、シリンダー部材３０の内部に挿入されており、シリンダー部材３０の端部に設けられた軸受３６を介して、シリンダー部材３０の軸方向３８に対して往復直動可能にシリンダー部材３０に設けられている。

シャフト部材３２は、シリンダー部材３０の内壁面に形成された雌ネジ部４０にねじ込まれる雄ネジ部４２を先端部に備え、この雄ネジ部４２と、雌ネジ部４０と雄ネジ部４２の間に多数入れられて転動する鋼球（不図示）と、雌ネジ部４０とで、ボールネジ機構４４を構成している。

このボールネジ機構４４により、シャフト部材３２は、シリンダー部材３０と係合し、シリンダー部材３０に対して軸方向３８へ往復直動してシリンダー部材３０を回転させる。このように、運動変換部２６では、シャフト部材３２を往復直動させることにより、ボールネジ機構４４によってシリンダー部材３０を回転させる。

減衰力生成部２８は、筐体４６、流体室４８、タンク室５０、及び回転体としてのスクリュー部材５２を有して構成されている。筐体４６の端部２２は、上部構造物１６に設けられた接続部材５４にピン接続されている。

流体室４８は、筐体４６内に備えられ、この流体室４８に封入された流体としての油Ｆで満たされている。流体室４８には、材軸を一致させてシリンダー部材３０と一体に連結され、シリンダー部材３０と連動して回転する軸部材５６が貫通して配設されている。軸部材５６の左右端部は、筐体４６に設けられた軸受５８、６０を介して筐体４６に回転可能に支持され、シール部材６２、６４によって筐体４６の外部への油Ｆの漏れが防がれている。

流体室４８の略中央部（軸部材５６の軸方向の略中央部）には、回転体としてのスクリュー部材５２が回転可能に配設されている。流体室４８は、スクリュー部材５２によって２つの油室６６、６８に仕切られている。

スクリュー部材５２は、シリンダー部材３０に連結された軸部材５６と一体に設けられており、シリンダー部材３０の回転に伴ってシリンダー部材３０から回転力を与えられて回転する。そして、このスクリュー部材５２の回転により、油室６８から油室６６へ、又は油室６６から油室６８へ油Ｆを移動させる。本実施形態では、スクリュー部材５２が、シリンダー部材３０側からスクリュー部材５２を見て時計回りに回転する（以下、「時計回りに回転する」とする）ことにより、油室６８から油室６６へ油Ｆが移動し、スクリュー部材５２が、シリンダー部材３０側からスクリュー部材５２を見て反時計回りに回転する（以下、「反時計回りに回転する」とする）ことにより、油室６６から油室６８へ油Ｆが移動する。

タンク室５０は、筐体４６内に備えられている。タンク室５０には、油Ｆが蓄えられている。また、タンク室５０の内部は、タンク室５０の天井部に形成された通気孔７０により、外気と同じ大気圧になっている。なお、通気孔７０は必要に応じて適宜設ければよく、タンク室５０に通気孔７０を設けなくてもよい。

油室６６とタンク室５０は、流路７２、７４によって繋がれており、油室６８とタンク室５０は、流路７６、７８によって繋がれている。

流路７２には、油室６６からタンク室５０へ向う方向の油Ｆの通過を許容し、タンク室５０から油室６６へ向う方向の油Ｆの通過を阻止する制限通路としての減衰弁８０が設けられ、流路７４には、タンク室５０から油室６６へ向う方向の油Ｆの通過を許容し、油室６６からタンク室５０へ向う方向の油Ｆの通過を阻止するチェック弁８２が設けられている。

流路７６には、油室６８からタンク室５０へ向う方向の油Ｆの通過を許容し、タンク室５０から油室６８へ向う方向の油Ｆの通過を阻止する制限通路としての減衰弁８４が設けられ、流路７８には、タンク室５０から油室６８へ向う方向の油Ｆの通過を許容し、油室６８からタンク室５０へ向う方向の油Ｆの通過を阻止するチェック弁８６が設けられている。

減衰弁８０、８４は、この減衰弁８０、８４を通過する油Ｆに通過抵抗を付与して、減衰力を発生させる。

そして、流路７２（減衰弁８０）、タンク室５０、及び流路７８（チェック弁８６）により、この順に油Ｆが流れる第１循環路が構成され、流路７６（減衰弁８４）、タンク室５０、及び流路７４（チェック弁８２）により、この順に油Ｆが流れる第２循環路が構成されている。すなわち、流体室４８（油室６６）から第１循環路へ油Ｆが送り込まれ、この送り込まれた油Ｆが第１循環路から流体室４８（油室６８）へ戻る。また、流体室４８（油室６８）から第２循環路へ油Ｆが送り込まれ、この送り込まれた油Ｆが第２循環路から流体室４８（油室６６）へ戻る。

スクリュー部材５２は、時計回りに回転することにより、油Ｆを油室６８から油室６６へ移動させ、これに伴って油Ｆを流体室４８（油室６６）から第１循環路へ送り出すとともに、第１循環路から流体室４８（油室６８）へ戻す流れをつくる。また、スクリュー部材５２は、反時計回りに回転することにより、油Ｆを油室６６から油室６８へ移動させ、これに伴って油Ｆを流体室４８（油室６８）から第２循環路へ送り出すとともに、第２循環路から流体室４８（油室６６）へ戻す流れをつくる。

次に、本発明の実施形態に係る流体ダンパーの作用と効果について説明する。

本実施形態の油圧ダンパー１０では、図１に示すように、地震等により建物１２の基礎１４に対して上部構造物１６が水平方向２４へ振動したときに、シリンダー部材３０に対してシャフト部材３２が軸方向３８へ往復直動し、これに伴いシリンダー部材３０がボールネジ機構４４により回転するとともにスクリュー部材５２が回転する。

図２の側面図に示すように、シリンダー部材３０に対してシャフト部材３２が右方向へ移動したときに、スクリュー部材５２は、時計回りに回転することにより油Ｆを油室６８から油室６６へ移動させる。これに伴い、油室６６の油Ｆの圧力が高められて油室６６からタンク室５０へ流路７２を介して油Ｆが送り出されるとともに、タンク室５０へ送り出された油Ｆの圧力は下がって大気圧となる。また、油室６８の油Ｆの圧力が下げられてタンク室５０から油室６８へ流路７８を介して油Ｆが送り出される。すなわち、スクリュー部材５２が時計回りに回転することにより、油Ｆを流体室４８から第１循環路へ送り出すとともに第１循環路から流体室４８へ戻す流れがつくられる。

また、図３の側面図に示すように、シリンダー部材３０に対してシャフト部材３２が左方向へ移動したときに、スクリュー部材５２は、反時計回りに回転することにより油Ｆを油室６６から油室６８へ移動させる。これに伴い、油室６８の油Ｆの圧力が高められて油室６８からタンク室５０へ流路７６を介して油Ｆが送り出されるとともに、タンク室５０へ送り出された油Ｆの圧力は下がって大気圧となる。また、油室６６の油Ｆの圧力が下げられてタンク室５０から油室６６へ流路７４を介して油Ｆが送り出される。すなわち、スクリュー部材５２が反時計回りに回転することにより、油Ｆを流体室４８から第２循環路へ送り出すとともに第２循環路から流体室４８へ戻す流れがつくられる。

そして、油室６６、６８からタンク室５０へ流路７２、７６を介して油Ｆが送り出されるときに、油Ｆが減衰弁８０、８４を通過して減衰力が発生し、エネルギー吸収を行うことができる。これにより、建物１２の振動を抑制することができる。

また、図１〜３に示すように、流体室４８の容積（流体室４８に満たされる油Ｆの量）が、油圧ダンパー１０のストロークに依存しない（油圧ダンパー１０のストロークが大きくなっても、流体室４８の容積を大きくしなくてよい）ので、流体室４８に満たされる油Ｆの量を少なくすることができ、流体室４８に満たされる油Ｆの圧縮剛性を高めることができる。これにより、流体室４８に満たされる作動流体としての油Ｆの圧縮剛性による変形分のロスを低減して油圧ダンパー１０のエネルギー吸収能力を向上させることができる。

図４の側面図に示すように、従来の油圧ダンパー８８では、シリンダー部材９０に流体室９２が設けられている。流体室９２は、この流体室９２に封入された流体としての油Ｆで満たされている。

シリンダー部材９０の内部には、シャフト部材９４が挿入されており、シリンダー部材９０の端部と中間部に設けられたシール部材９６、９８を介して、シリンダー部材９０の軸方向１００に対して往復直動可能にシリンダー部材９０に設けられている。

シャフト部材９４は、流体室９２を貫通するように設けられており、このシャフト部材９４の中間部に一体に設けられたピストン部材１０２によって、流体室９２が２つの油室１０４、１０６に仕切られている。

ピストン部材１０２には、流路１０８、１１０が設けられている。流路１０８には、油室１０４から油室１０６へ向う方向の油Ｆの通過を許容し、油室１０６から油室１０４へ向う方向の油Ｆの通過を阻止する減衰弁１１２が設けられ、流路１１０には、油室１０６から油室１０４へ向う方向の油Ｆの通過を許容し、油室１０４から油室１０６へ向う方向の油Ｆの通過を阻止する減衰弁１１４が設けられている。

このような従来の油圧ダンパー８８に、地震等により建物１１６の基礎１１８に対して上部構造物１２０が水平方向１２２へ振動したときに、シャフト部材９４がシリンダー部材９０に対してシリンダー部材９０の軸方向１００へ往復直動する。

図５の側面図に示すように、シリンダー部材９０に対してシャフト部材９４が右方向へ移動したときに、これと連動してシリンダー部材９０に対してピストン部材１０２が右方向へ移動し、油室１０４内の高圧になった油Ｆが流路１０８を介して油室１０４から油室１０６へ移動する。このときに、油Ｆが減衰弁１１２を通過して減衰力が発生し、エネルギー吸収を行うことができる。これにより、建物１１６の振動を抑制することができる。

また、図６の側面図に示すように、シリンダー部材９０に対してシャフト部材９４が左方向へ移動したときに、これと連動してシリンダー部材９０に対してピストン部材１０２が左方向へ移動し、油室１０６内の高圧になった油Ｆが流路１１０を介して油室１０６から油室１０４へ移動する。このときに、油Ｆが減衰弁１１４を通過して減衰力が発生し、エネルギー吸収を行うことができる。これにより、建物１１６の振動を抑制することができる。

このような従来の油圧ダンパー８８では、流体室９２の容積（流体室９２に満たされる油Ｆの量）が、油圧ダンパー８８のストロークに依存するので、ストロークの大きい油圧ダンパー８８においては、流体室９２の容積が大きくなり流体室９２に満たされる油Ｆの量が多くなるので、流体室９２に満たされる油Ｆの圧縮剛性が小さくなってしまう。これにより、油圧ダンパー８８に加わった変形は油Ｆの圧縮剛性による油Ｆの変形分をロスして、減衰弁１１２、１１４に伝わり、このロスした分だけ油圧ダンパー８８のエネルギー吸収能力が低減されてしまう。

これに対して、本実施形態の油圧ダンパー１０では、図１に示すように、ストロークが大きくなってもシリンダー部材３０の長さを長くするだけでよく、流体室４８の容積（流体室４８に満たされる油Ｆの量）が、油圧ダンパー１０のストロークに依存しない（油圧ダンパー１０のストロークが大きくなっても、流体室４８の容積を大きくしなくてよい）ので、流体室４８に満たされる油Ｆの量を少なくすることができ、流体室４８に満たされる油Ｆの圧縮剛性を高めることができる。これにより、流体室４８に満たされる作動流体としての油Ｆの圧縮剛性による変形分のロスを低減して油圧ダンパー１０のエネルギー吸収能力を向上させることができる。

ここで、本実施形態の油圧ダンパー１０の流体室４８に満たされた作動流体としての油Ｆの圧縮剛性を高めることにより、油圧ダンパー１０のエネルギー吸収能力が向上できることについて実例を挙げて説明する。

作動流体となる油の圧縮性を考慮した油圧ダンパーは、図７に示すように、バネＫとダッシュポットＣとを直列に繋いだ、所謂、マックスウェルモデルで表すことができる。

図４で示した油圧ダンパー８８のような従来のダンパーのモデル（以下、「ダンパーモデル１」とする）のＫ、Ｃを、Ｋ＝２００ｋＮ／ｍｍ、Ｃ＝３０ｋＮ・ｓ／ｍｍとし、このダンパーモデル１の両端に周期１秒、振幅５ｍｍの正弦変位を与えると、ダンパーモデル１に入力された荷重に対する変位（ストローク量）は、図８のグラフの値１２４になる。図８のグラフは、縦軸に、ダンパーに入力された荷重が示され、横軸に、ダンパーの変位が示されている。

これに対して、図１で示した油圧ダンパー１０のモデル（以下、「ダンパーモデル２」とする）のＫをダンパーモデル１のＫの５倍にして、ダンパーモデル２のＫ、Ｃを、Ｋ＝１０００ｋＮ／ｍｍ、Ｃ＝３０ｋＮ・ｓ／ｍｍとし、このダンパーモデル２の両端に周期１秒、振幅５ｍｍの正弦変位を与えると、ダンパーモデル２に入力された荷重に対する変位（ストローク量）は、図８のグラフの値１２６のようになる。

ダンパーの吸収するエネルギーは、値１２４、１２６で囲まれた面積に相当するので、ダンパーモデル２は、作動流体としての油の圧縮剛性（バネＫ）をダンパーモデル１の５倍にすることで、エネルギー吸収能力が大幅に向上していることがわかる。

このことをもう少し定量的に述べると、円振動数ωの正弦変位で加力した場合、作動流体としての油の圧縮剛性を考慮したダンパー全体としての減衰能力は、作動流体としての油が圧縮されないとした場合の減衰係数をＣとすると、Ｋ^２／（Ｋ^２＋Ｃ・ω^２）倍に低減される。

よって、Ｋ＝２００ｋＮ／ｍｍ、Ｃ＝３０ｋＮ・ｓ／ｍｍとしたダンパーモデル１で吸収できるエネルギーは、作動流体としての油が圧縮されないとした場合の油圧ダンパーの５３％となり、Ｋ＝１０００ｋＮ／ｍｍ、Ｃ＝３０ｋＮ・ｓ／ｍｍとしたダンパーモデル２で吸収できるエネルギーは、作動流体としての油が圧縮されないとした場合の油圧ダンパーの９７％となる。すなわち、ダンパーモデル２は、ダンパーモデル１の１．８倍以上のエネルギー吸収能力を発揮することができる。

以上、本発明の実施形態について説明した。

なお、本実施形態では、図１に示すように、流体ダンパーを、作動流体を油Ｆとした油圧ダンパー１０とした例を示したが、流体ダンパーは、粘性流体、ＭＲ流体（Magneto-Rheological fluid、磁気反応機能性流体）、及び空気などの気体等の他の流体を作動流体としたダンパーとしてもよい。

作動流体を粘性流体とする場合には、流路７２、７６に設ける制限通路を、通過する粘性流体に通過抵抗を付与できる大きさの孔径を有する貫通孔とすればよい。また、作動流体をＭＲ流体とする場合には、流路７２、７６に磁場を発生させる装置を設けて、この磁場が発生する流路７２、７６の部分を制限通路とすればよい。

また、本実施形態では、図１に示すように、ボールネジ機構４４により変換部材としてのシャフト部材３２の往復直動を回転部材としてのシリンダー部材３０の回転運動に変換し、これに伴い回転体としてのスクリュー部材５２を回転させた例を示したが、他の機構によって、変換部材の往復直動を回転部材の回転運動に変換してもよい。例えば、変換部材をラックギヤとし、回転部材をピニオンギヤとして、ラックギヤの往復直動をピニオンギヤの回転運動に変換するようにしてもよい。

さらに、本実施形態では、図１に示すように、回転体をスクリュー部材５２とした例を示したが、回転体は、回転により流体を移動させることができるものであればよい。例えば、スクリューポンプやギヤポンプをダンパーに備えるようにしてもよい。スクリューポンプを備える場合には、作動流体を送り出すスクリュー部材が回転体となり、ギヤポンプを備える場合には、作動流体を送り出すギヤが回転体となる。

図９の断面図には、外接式のギヤポンプＰを備えた油圧ダンパー１２８の例が示され、図１０の断面図には、ギヤポンプＰの内部構造が示されている。

図９及び図１０に示すように、油圧ダンパー１２８の減衰力生成部１３０は、筐体１４４、流体室１３２、タンク室１３４、及び回転体としての２つのギヤ１３６、１３８を有して構成されている。

流体室１３２は、ギヤポンプＰの本体内に備えられ、流体としての油Ｆで満たされている。

流体室１３２の中央部には、回転体としてのギヤ１３６、１３８が噛み合うように回転可能に配設されている。流体室１３２は、ギヤ１３６、１３８によって２つの油室１４０、１４２に仕切られている。油室１４０、１４２は、筐体１４４内に備えられた補助油室１４６、１４８に流路１５０、１５２を介して繋がれている。

タンク室１３４は、筐体１４４内に備えられている。タンク室１３４には、油Ｆが蓄えられている。また、タンク室１３４の内部は、タンク室１３４の天井部に形成された通気孔１５４により、外気と同じ大気圧になっている。

補助油室１４６とタンク室１３４は、流路１５６、１５８によって繋がれており、補助油室１４８とタンク室１３４は、流路１６０、１６２によって繋がれている。

流路１５６には、補助油室１４６からタンク室１３４へ向う方向の油Ｆの通過を許容し、タンク室１３４から補助油室１４６へ向う方向の油Ｆの通過を阻止する制限通路としての減衰弁１６４が設けられ、流路１５８には、タンク室１３４から補助油室１４６へ向う方向の油Ｆの通過を許容し、補助油室１４６からタンク室１３４へ向う方向の油Ｆの通過を阻止するチェック弁１６６が設けられている。

流路１６０には、補助油室１４８からタンク室１３４へ向う方向の油Ｆの通過を許容し、タンク室１３４から補助油室１４８へ向う方向の油Ｆの通過を阻止する制限通路としての減衰弁１６８が設けられ、流路１６２には、タンク室１３４から補助油室１４８へ向う方向の油Ｆの通過を許容し、補助油室１４８からタンク室１３４へ向う方向の油Ｆの通過を阻止するチェック弁１７０が設けられている。

減衰弁１６４、１６８は、この減衰弁１６４、１６８を通過する油Ｆに通過抵抗を付与して、減衰力を発生させる。

そして、流路１５０、補助油室１４６、流路１５６（減衰弁１６４）、タンク室１３４、及び流路１６２（チェック弁１７０）、補助油室１４８、流路１５２により、この順に油Ｆが流れる第１循環路が構成され、流路１５２、補助油室１４８、流路１６０（減衰弁１６８）、タンク室１３４、及び流路１５８（チェック弁１６６）、補助油室１４６、流路１５０により、この順に油Ｆが流れる第２循環路が構成されている。

図１０に示すように、ギヤポンプＰでは、ギヤ１３６が時計回りに回転し、ギヤ１３８が反時計回りに回転することにより、ギヤ１３６、１３８の外周を回って（矢印１７２）油Ｆを油室１４２から油室１４０へ移動させ、これに伴って油Ｆを流体室１３２（油室１４０）から第１循環路へ送り出すとともに、第１循環路から流体室１３２（油室１４２）へ戻す流れをつくる。

また、ギヤポンプＰでは、ギヤ１３６が反時計回りに回転し、ギヤ１３８が時計回りに回転することにより、ギヤ１３６、１３８の外周を回って（矢印１７４）油Ｆを油室１４０から油室１４２へ移動させ、これに伴って油Ｆを流体室１３２（油室１４２）から第２循環路へ送り出すとともに、第２循環路から流体室１３２（油室１４０）へ戻す流れをつくる。

図９及び図１０に示すように、油圧ダンパー１２８では、図１で示した油圧ダンパー１０の運動変換部２６等により、回転体としてのギヤ１３６、１３８を回転させる。ギヤポンプＰのギヤ１３６が時計回りに回転し、ギヤ１３８が反時計回りに回転したときに、油Ｆは油室１４２から油室１４０へ移動する。これに伴い、油室１４０の油Ｆの圧力が高められて油室１４０からタンク室１３４へ、流路１５０、補助油室１４６、及び流路１５６を介して油Ｆが送り出されるとともに、タンク室１３４へ送り出された油Ｆの圧力は下がって大気圧となる。また、油室１４２の油Ｆの圧力が下げられてタンク室１３４から油室１４２へ、流路１６２、補助油室１４８、及び流路１５２を介して油Ｆが送り出される。すなわち、ギヤ１３６、１３８が回転することにより、油Ｆを流体室１３２から第１循環路へ送り出すとともに第１循環路から流体室１３２へ戻す流れがつくられる。

また、ギヤポンプＰのギヤ１３８が時計回りに回転し、ギヤ１３６が反時計回りに回転したときに、油Ｆは油室１４０から油室１４２へ移動する。これに伴い、油室１４２の油Ｆの圧力が高められて油室１４２からタンク室１３４へ、流路１５２、補助油室１４８、及び流路１６０を介して油Ｆが送り出されるとともに、タンク室１３４へ送り出された油Ｆの圧力は下がって大気圧となる。また、油室１４０の油Ｆの圧力が下げられてタンク室１３４から油室１４０へ、流路１５８、補助油室１４６、及び流路１５０を介して油Ｆが送り出される。すなわち、ギヤ１３６、１３８が回転することにより、油Ｆを流体室１３２から第２循環路へ送り出すとともに第２循環路から流体室１３２へ戻す流れがつくられる。

そして、油室１４０、１４２からタンク室１３４へ流路１５６、１６０を介して油Ｆが送り出されるときに、油Ｆが減衰弁１６４、１６８を通過して減衰力が発生し、エネルギー吸収を行うことができる。

また、本実施形態では、図１に示すように、油室６６、６８からタンク室５０へ流路７２、７６を介して油Ｆが送り出される例を示したが、流路７２、７６にリリーフ弁を設けて、過大な荷重がシャフト部材３２に作用したときに油圧ダンパー１０が損傷するのを防ぐようにしてもよい。

さらに、本実施形態では、図１に示すように、油室６６、６８からタンク室５０へ流路７２、７６を介して油Ｆが送り出されるときに、油Ｆが減衰弁８０、８４を通過して減衰力を発生させる例を示したが、減衰弁８０、８４を、減衰係数の変更が可能な可変減衰弁として、油圧ダンパー１０を、減衰力をコントロールできるセミアクティブダンパーにしてもよい。

さらに、本実施形態では、図１に示すように、回転部材としてのシリンダー部材３０を回転させることにより、回転体としてのスクリュー部材５２を回転させた例を示したが、図１１の側面図に示すように、シリンダー部材３０の外周面に質量が集中するように、この外周面に質量体１７６を設けて、所謂、ダイナミック・マスを構成してもよい。このようにすれば、シャフト部材３２の往復直動の振動を増幅させて、エネルギー吸収効果を高めることができる。

また、本実施形態では、建物１２の基礎免震層１８に油圧ダンパー１０を配設した例を示したが、油圧ダンパー１０は、建物の中間免震層に配設してもよい。また、油圧ダンパー１０は、建物の免震層に配設して免震層に減衰力を付与する以外の用途に用いてもよい。本実施形態の油圧ダンパー１０は、ストロークが大きい流体ダンパーに適用するのが特に有効である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１０、１２８ 油圧ダンパー（流体ダンパー）
３０ シリンダー部材（回転部材）
３２ シャフト部材（変換部材）
４４ ボールネジ機構
４８ 流体室
５２ スクリュー部材（回転体）
８０、８４、１６４、１６８ 減衰弁（制限通路）
１３６、１３８ ギヤ（回転体）
Ｆ 油（流体）

Claims (3)

1. 流体で満たされた流体室と、
   前記流体室から流体が送り込まれ、送り込まれた流体を前記流体室へ戻す循環路と、
   前記循環路に設けられ、通過する流体に通過抵抗を付与する制限通路と、
   前記流体室に回転可能に配設され、流体を前記循環路へ送り出すとともに前記流体室へ戻す流れを回転してつくる回転体と、
   前記回転体に回転力を与える回転部材と、
   前記回転部材と係合し、往復直動して前記回転部材を回転させる変換部材と、
   を有する流体ダンパー。
2. 前記流体は、油であり、前記制限通路は、減衰弁である請求項１に記載の流体ダンパー。
3. 前記回転部材は、シリンダー部材であり、
   前記変換部材は、前記シリンダー部材に挿入されるとともにボールネジ機構を構成し、往復直動して前記シリンダー部材を回転させるシャフト部材であり、
   前記回転体は、前記シリンダー部材に連結され、回転して流体を移動させるスクリュー部材である請求項１又は２に記載の流体ダンパー。

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