JP2017180479A - ダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】 片ロッド型のダンパであっても、伸長作動時と収縮作動時とで減衰性能を容易に近づけられるダンパを提供する。
【解決手段】 シリンダ１内を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２に区画するピストン２と、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２との間を移動する液体の流れに抵抗を与える伸側通路２ａ及び圧側通路２ｂと、タンクＴから圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れのみを許容する吸込通路５ａと、圧側室Ｒ２からタンクＴへ向かう液体の流れに抵抗を与える排出通路５ｂと、ピストン２の位置に依存して伸側通路２ａ及び圧側通路２ｂを迂回し、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する第一バイパス路７ａと、ピストン２の位置に依存して伸側通路２ａ及び圧側通路２ｂを迂回し、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう流体の流れのみを許容する第二バイパス路８ａとを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ダンパに関する。

従来、免震装置の中には、構造物と地盤との間に、構造物の重量を支えつつ構造物の水平方向への移動を許容するアイソレータと、構造物の水平方向の移動を抑制するダンパとを介在させたものがある。このような免震装置では、地震が発生した場合、ダンパの発生する減衰力が小さいほど地盤の振動が構造物へ伝達し難くなり、高い振動絶縁性を確保できるので免震効果が高くなる。そうかといって、ダンパの減衰力が小さいと、大地震の発生等により大きな揺れが入力された場合に構造物の移動を抑制できず、構造物の振幅が大きくなり過ぎて隣接する建物又は擁壁等に干渉する虞がある。しかし、大地震に備えてダンパの減衰力を大きくしたのでは、中小規模の地震又は風によって建物が揺れる場合に、ダンパの減衰力が効きすぎて免震装置の効果を減殺してしまう。

このため、上記免震装置では、減衰係数をピストン位置に応じて切換えて、ピストンが中立位置近傍の所定の範囲を移動する場合の減衰係数を小さく、上記範囲を逸脱して移動する場合の減衰係数を大きくできるダンパ（例えば、特許文献１）を利用することがある。なぜなら、このようなダンパでは、小振幅時には減衰係数を小さく維持できて、中小規模の地震の揺れに対しては小さい減衰力しか発揮しないので、振動絶縁性を阻害せず、高い免震効果を得られる一方、振幅が大きくなると減衰係数が大きくなるので、大地震の際には大きな減衰力で構造物の振動を抑制し、振幅が大きくなり過ぎるのを防止できるためである。

特許第４０５８２９８号公報

ここで、ピストン位置に応じて減衰係数を切換えられる従来のダンパは、例えば、図４に示すダンパＤ２のように、シリンダ１と、シリンダ１内に摺動自在に挿入されるピストン２００と、一端がピストン２００に連結されて他端がシリンダ１外に延びるロッド３と、シリンダ１の反ロッド側端部に固定されるベース部材５００と、シリンダ１の外周に設けた外筒４と、シリンダ１の軸方向に延びてピストン２００を貫通するスプール９とを備える。

そして、シリンダ１内には、ピストン２００で区画される伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２が形成されており、シリンダ１の周囲には、外筒４との間に作動油を貯留するタンクＴが設けられている。また、ピストン２００には、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する伸側通路２０１及び圧側通路２０２が設けられており、ベース部材５００には、圧側室Ｒ２とタンクＴとを連通する吸込通路５０１及び排出通路５０２が設けられている。そして、伸側通路２０１には、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう作動油の流れに抵抗を与える伸側減衰弁２１０が設けられ、圧側通路２０２には、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう作動油の流れに抵抗を与える圧側減衰弁２１１が設けられている。また、吸込通路５０１には、タンクＴから圧側室Ｒ２へ向かう作動油の流れのみを許容する逆止弁５１０が設けられ、排出通路５０２には、圧側室Ｒ２からタンクＴへ向かう作動油の流れに抵抗を与える減衰弁５１１が設けられている。

さらに、スプール９には、軸方向の一定の範囲に連続する縦長の溝９ｂが形成されており、当該溝９ｂによりピストン２００との間に上記伸側減衰弁２１０及び圧側減衰弁２１１を迂回するバイパス路９ａが形成される。より詳しくは、溝９ｂの軸方向長さはピストン２００の軸方向長さよりも長く、ピストン２００が溝９ｂの図４中左右両端の間に位置する場合には、バイパス路９ａが伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する。しかし、ピストン２００が溝９ｂの図４中左端よりも図４中左方へ移動したり、右端よりも右方へ移動したりすると、バイパス路９ａの連通が遮断される。

上記構成によれば、ダンパＤ２が伸長する場合には、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れに伸側減衰弁２１０で抵抗を与えるので、ダンパＤ２が伸側の減衰力を発揮する。反対に、ダンパＤ２が収縮する場合には、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１とタンクＴへ向かう液体の流れに圧側減衰弁２１１と減衰弁５１１で抵抗を与えるのでダンパが圧側の減衰力を発揮する。そして、ピストン２００がバイパス路９ａの連通を許容する位置にある場合には、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２との間を移動する作動油の一部がバイパス路９ａを通り、伸側減衰弁２１０及び圧側減衰弁２１１を迂回するので、これらを通過する作動油の流量が減少し、減衰係数が小さくなる。

しかし、バイパス路９ａが連通されていても、ダンパＤ２の収縮時に減衰弁５１１を通過する液体の流量は、シリンダ１から退出するロッド体積分であって、バイパス路９ａ遮断時と略変わらない。このため、バイパス路９ａ連通時における圧側（収縮時）の減衰係数は、バイパス路９ａ遮断時よりは小さくなるものの減衰弁５１１を迂回できない分大きくなり、伸側（伸長時）の減衰係数ほどの低減効果を得られない。よって、上記ダンパＤ２では、バイパス路９ａ連通時における伸長作動時と収縮作動時とで減衰性能が大きく異なってしまう。そうかといって、上記ダンパＤ２のような片ロッド型のダンパを両ロッド型にすると、大がかりな設計変更が必要になるとともに、シリンダ１の両側にロッド３のストロークスペースを確保しなければならず、ダンパの設置場所の確保が難しいことがある。また、上記ダンパＤ２に、ピストン位置に応じて減衰弁５１１を迂回して圧側室Ｒ２とタンクＴを結ぶバイパス路を設けようとすると、構造が複雑になる。

そこで、本発明は、片ロッド型のダンパであっても、伸長作動時と収縮作動時とで減衰性能を容易に近づけられるダンパの提供を目的とする。

上記課題を解決する請求項１に記載の発明は、シリンダと、前記シリンダ内に移動可能に挿入されて、前記シリンダ内を伸側室と圧側室に区画するピストンと、前記ピストンに連結されて、前記ピストンの前記伸側室側から前記シリンダ外へ延びるロッドと、前記伸側室と前記圧側室との間を移動する液体の流れに抵抗を与える減衰通路と、タンクと、前記タンクから前記圧側室へ向かう液体の流れのみを許容する吸込通路と、前記圧側室から前記タンクへ向かう液体の流れに抵抗を与える排出通路と、前記シリンダと別体であって、前記シリンダと離れて前記シリンダの軸方向に延びるとともに、前記ピストンを軸方向に貫通する挿通孔に挿通されて、前記ピストンに摺接する円柱状の第一バイパス用ロッドと、前記第一バイパス用ロッドの外周に形成されて軸方向に延びる溝と前記ピストンとの間に形成されて、前記ピストンの位置に依存して前記減衰通路を迂回し、前記伸側室と前記圧側室とを連通する第一バイパス路と、前記ピストンの位置に依存して前記減衰通路を迂回し、前記圧側室から前記伸側室へ向かう流体の流れのみを許容する第二バイパス路とを備える。このため、減衰通路を迂回する迂回路が、伸長時には第一バイパス路のみであるのに対して、収縮時には第一バイパス路と第二バイパス路の両方になる。よって、ダンパが片ロッド型であって、収縮時に圧側室からタンクへ向かう液体が排出通路の抵抗を受けても、ピストンが所定の範囲にある場合の圧側の減衰係数を小さくして伸側の減衰係数に近づけられる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成を備えるとともに、前記シリンダ内に設けられ、軸方向に延びる第二バイパス用ロッドを備え、前記第二バイパス路は、前記第二バイパス用ロッドに形成されるとともに、前記第二バイパス路の両端開口が前記ピストンで開閉される。このため、ピストンの位置に依存して、第二バイパス路と伸側室及び圧側室を接続・遮断するのが容易であり、第二バイパス路に逆止弁を設ければ、ピストンの位置に依存して圧側室から伸側室へ向かう液体の流れのみを許容できる。

本発明のダンパによれば、片ロッド型のダンパであっても、伸長作動時と収縮作動時とで減衰性能を容易に近づけられる。

本発明の一実施の形態に係るダンパの取付状態を示した正面図である。 本発明の一実施の形態に係るダンパの縦断面を示した概略図である。 （ａ）は、図２に示すダンパの第一バイパス用ロッドの一部を拡大して示した縦断面図である。（ｂ）は、（ａ）のＸＸ線断面の第一の例であり、（ｃ）は、（ａ）のＸＸ線断面の第二の例であり、（ｄ）は、（ａ）のＸＸ線断面の第三の例である。（ｅ）は、第一バイパス用ロッドの第一の変形例であり、当該変形例に係る第一バイパス用ロッドを直径方向に切断したときの断面を示す。（ｆ）は、第一バイパス用ロッドの第二の変形例であり、当該変形例に係る第一バイパス用ロッドを直径方向に切断したときの断面を示す。 従来のダンパの縦断面を示した概略図である。

以下に本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。いくつかの図面を通して付された同じ符号は、同じ部品か対応する部品を示す。

図１に示すように、本発明の一実施の形態に係るダンパＤ１は、免震装置に利用されている。当該免震装置は、構造物Ｓと地盤Ｇとの間に介装されており、構造物Ｓの重量を支えつつ構造物Ｓの水平方向への移動を許容するアイソレータＩと、構造物Ｓの水平方向の移動を抑制する上記ダンパＤ１とを備える。当該構成によれば、地震により地盤Ｇが揺れると、当該揺れをアイソレータＩで吸収し、構造物Ｓに伝わる揺れを軽減できるとともに、ダンパＤ１で構造物Ｓが揺れ続けるのを防止できる。図１に示すアイソレータＩは、鋼板と、弾性を有するゴムとを交互に積層させた積層ゴムであるが、ボールアイソレータであってもよく、適宜変更できる。

つづいて、ダンパＤ１は、図２に示すように、シリンダ１と、このシリンダ１内に摺動自在に挿入されるピストン２と、図２中右端がピストン２に連結されて左端がシリンダ１外へ延びるロッド３と、シリンダ１の外周に設けた有底筒状の外筒４と、シリンダ１の反ロッド側端部に固定されたベース部材５と、ロッド３を摺動自在に軸支するとともにシリンダ１及び外筒４の図２中左側開口を塞ぐ環状のヘッド部材６と、ピストン２を貫通し、シリンダ１の軸方向に延びる第一バイパス用ロッド７及び第二バイパス用ロッド８とを備える。このように、上記ダンパＤ１では、ロッド３がピストン２の片側からシリンダ１外へと延びており、ダンパＤ１は片ロッド型とされている。また、シリンダ１と外筒４が内外二重に配置されて、ダンパＤ１は複筒型とされている。

さらに、ダンパＤ１の軸方向の両端には、それぞれ取付部材３０，４０が設けられており、ロッド３が取付部材３０を介して地盤Ｇ（図１）に連結され、シリンダ１が取付部材４０を介して構造物Ｓ（図１）に連結されている。よって、地震の影響で構造物Ｓに対して地盤Ｇが図１中左右に揺れたり、風等の影響で地盤Ｇに対して構造物Ｓが図１中左右に揺れたりすると、ロッド３がシリンダ１に出入りしてダンパＤ１が伸縮する。なお、ダンパＤ１は、ロッド３が構造物Ｓに連結され、シリンダ１が地盤Ｇに連結されていてもよく、ダンパＤ１の取付方法及び位置は適宜変更できる。また、ダンパＤ１の利用目的も免震装置に限定されない。

図２に示すように、ダンパＤ１の内筒であるシリンダ１内は、ピストン２で仕切られており、シリンダ１内にはピストン２を境にロッド３側の伸側室Ｒ１と、反ロッド側の圧側室Ｒ２が形成されている。また、シリンダ１外には、外筒４との間にタンクＴが形成されており、液体が貯留されるとともに、その液面の上方に気体が封入される気室が形成されている。

なお、気室に圧縮気体を充填してタンクＴ内を加圧状態にしてもよいが、ダンパＤ１ではこのようにする必要はない。さらに、ダンパＤ１では、内外二重に配置されるシリンダ１と外筒４との間の筒状の空間をタンクＴとして利用しているが、外筒４を廃してシリンダ１内にタンクを設けたり、シリンダ１外に別置き型のタンクを設けたりして、ダンパＤ１を単筒型にしてもよい。

つづいて、ピストン２は、図示しないボルト等の利用によりロッド３の軸回りに回転可能に取り付けられており、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを区画する。このピストン２には、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する伸側通路２ａ及び圧側通路２ｂと、ピストン２を軸方向に貫通し、第一バイパス用ロッド７及び第二バイパス用ロッド８の挿通を可能にする挿通孔２ｃ，２ｄが形成される。さらに、ピストン２には、伸側通路２ａを開閉する伸側減衰弁２０と、圧側通路２ｂを開閉する圧側減衰弁２１が装着されている。

伸側減衰弁２０は、伸側通路２ａに設けた伸側の減衰力発生要素であり、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れに抵抗を与えるとともに、その逆向きの流れを阻止する。また、圧側減衰弁２１は、圧側通路２ｂに設けた圧側の減衰力発生要素であり、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れに抵抗を与えるとともに、その逆向きの流れを阻止する。このように、伸側通路２ａ及び圧側通路２ｂには、減衰力発生要素が設けられており、伸側通路２ａと圧側通路２ｂは、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２との間を移動する液体の流れに抵抗を与える減衰通路として機能する。

伸側減衰弁２０及び圧側減衰弁２１として、リリーフバルブ、ポペット弁、オリフィス等の公知のバルブを利用できる。また、ダンパＤ１では、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する減衰通路が、一方通行に設定されて逆方向の流れを許容する伸側通路２ａと圧側通路２ｂの二種類の流路を有して構成される。このため、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れに与える抵抗と、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れに与える抵抗を独立して設定できるが、減衰通路は双方向流れを許容する一種類の流路からなるとしてもよい。

また、本実施の形態において、ダンパＤ１は、第一バイパス路７ａが形成される一本の第一バイパス用ロッド７と、第二バイパス路８ａが形成される一本の第二バイパス用ロッド８の計二本のバイパス用ロッドを備えている。このため、バイパス用ロッドの数に合わせてピストン２には、二つの挿通孔２ｃ，２ｄが設けられているが、第一バイパス用ロッド７及び第二バイパス用ロッド８は、それぞれ複数設けられていてもよく、その数に応じて挿通孔の数は変更される。

また、前述のように、ピストン２はロッド３の軸回りに回転可能なので、外力によりロッド３がシリンダ１に対してねじり方向に回転したとしても、ピストン２がロッド３とともに回転しようとして第一バイパス用ロッド７及び第二バイパス用ロッド８に負荷がかかるのを抑制できる。なお、ロッド３の軸回りの回転が阻止されている場合には、ピストン２とロッド３の回転が阻止されていてもよい。

つづいて、ベース部材５は、シリンダ１と外筒４の底部との間に挟持されている。ベース部材５には、圧側室Ｒ２とタンクＴとを連通する吸込通路５ａ及び排出通路５ｂが形成されるとともに、吸込通路５ａを開閉する逆止弁５０と、排出通路５ｂを開閉する減衰弁５１が装着されている。

逆止弁５０は、吸込通路５ａに設けられ、タンクＴから圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れを許容するとともに、逆向きの流れを阻止する。その一方、減衰弁５１は、排出通路５ｂに設けた圧側の減衰力発生要素であり、圧側室Ｒ２からタンクＴへ向かう液体の流れに抵抗を与えるとともに、逆向きの流れを阻止する。このように、排出通路５ｂにも減衰力発生要素が設けられており、当該排出通路５ｂが圧側室Ｒ２からタンクＴへ向かう液体の流れに抵抗を与える減衰通路として機能する。

逆止弁５０として、リリーフバルブ、ポペット弁等の公知のバルブを利用でき、減衰弁５１として、リリーフバルブ、ポペット弁、オリフィス等の公知のバルブを利用できる。また、ダンパＤ１では、圧側室Ｒ２とタンクＴとを連通するベース通路が、一方通行に設定されて逆方向の流れを許容する吸込通路５ａと排出通路５ｂの二種類の流路を有して構成される。このため、タンクＴから圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れを絞らないようにして、シリンダ１内の液体が不足してエアレーションが生じるのを防ぐとともに、圧側室Ｒ２からタンクＴへ向かう液体の流れに対しては抵抗を与えられる。

つづいて、ピストン２を貫通する第一バイパス用ロッド７及び第二バイパス用ロッド８は、それぞれヘッド部材６とベース部材５の間に挟持されてシリンダ１の軸方向に沿って延びており、シリンダ１に対して少なくとも軸方向へ動かないように固定されている。前述のように、第一バイパス用ロッド７に第一バイパス路７ａが形成され、第二バイパス用ロッド８に第二バイパス路８ａが形成されている。そして、第一バイパス路７ａ及び第二バイパス路８ａは、ピストン２の位置に依存して伸側室Ｒ１及び圧側室Ｒ２に接続される。このピストン２の位置とは、シリンダ１内でのピストン２の軸方向（図２中左右）の位置のことである。

より詳しくは、第一バイパス用ロッド７は、円柱状であり、その外周には、軸方向に連続する縦長の溝７ｂが形成されている。当該溝７ｂの軸方向長さは、ピストン２の軸方向長さよりも長い。また、第一バイパス用ロッド７における溝７ｂが無い部分の外周形状は、挿通孔２ｃの壁面形状と符合する。このため、第一バイパス用ロッド７における溝７ｂの無い部分にピストン２が重なる場合には、当該部分で第一バイパス用ロッド７の外周が全周に亘り挿通孔２ｃの壁面に摺動可能に接する。しかし、第一バイパス用ロッド７における溝７ｂがある部分にピストン２が重なると、当該部分では第一バイパス用ロッド７の外周と挿通孔２ｃの壁面との間に溝７ｂによる隙間ができる。この隙間が第一バイパス路７ａとして機能し、ピストン２が溝７ｂの一端７ｃと他端７ｄとの間に位置する場合には、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２との連通を許容する。その一方、ピストン２の図２中左端が溝７ｂの左端となる一端７ｃよりも左方に位置する場合、及び、ピストン２の図２中右端が溝７ｂの右端となる他端７ｄよりも右方に位置する場合には、第一バイパス路７ａの少なくとも片方の開口がピストン２で塞がれるので、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の連通が遮断される。

また、第二バイパス用ロッド８には、一端と他端が第二バイパス用ロッド８の側方に開口する第二バイパス路８ａが形成されている。そして、第二バイパス路８ａの両端開口８ｂ，８ｃは、第二バイパス用ロッド８の軸方向に所定の間隔を開けて配置されている。この第二バイパス路８ａの開口８ｂ，８ｃの間隔は、ピストン２の軸方向長さよりも長い。また、第二バイパス用ロッド８は、円柱状であり、その外周形状は、挿通孔２ｄの壁面形状と符合し、第二バイパス用ロッド８の外周が挿通孔２ｄの壁面に摺動可能に接する。さらに、第二バイパス路８ａの途中には、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れを許容し、その逆向きの流れを阻止する逆止弁８０が設けられている。

このため、第二バイパス路８ａの両端開口８ｂ，８ｃの間にピストン２が位置する場合には、図２中左側に位置する開口８ｂが伸側室Ｒ１に接続され、右側に位置する開口８ｃが圧側室Ｒ２に接続されて、第二バイパス路８ａが圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れのみを許容する。しかし、ピストン２の図２中左端が開口８ｂの左端よりも左方に位置する場合、及びピストン２の図２中右端が開口８ｃの右端よりも右方に位置する場合には、第二バイパス路８ａの少なくとも片方の開口がピストン２で塞がれるので、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の連通が遮断された状態に維持される。

本実施の形態のダンパＤ１では、図２中、溝７ｂの一端７ｃと第二バイパス路８ａの開口８ｂの左端が軸方向の同じ位置Ａにあり、溝７ｂの他端７ｄと第二バイパス路８ａの開口８ｃの右端が軸方向の同じ位置Ｂにある。そして、位置Ａから位置Ｂまでの図２中矢印で示す範囲を範囲ＡＢとすると、中立位置にあるピストン２が、範囲ＡＢの中央に位置するように設定される。このため、ピストン２が中立位置から伸長側及び収縮側の何れに動いた場合にも、同じ距離を進んだときに、第一バイパス路７ａ及び第二バイパス路８ａと、伸側室Ｒ１又は圧側室Ｒ２との接続が遮断される。

なお、ピストン２の中立位置とは、ピストン２の軸方向の可動範囲の中央のことであるが、厳密な中央でなくてもよい。また、ピストン２が中立位置にあるときに、範囲ＡＢの中央から図２中左右にずれていてもよい。さらに、ダンパＤ１では、第一バイパス路７ａの連通を許容するピストン２の移動範囲と、第二バイパス路８ａと伸側室Ｒ１及び圧側室Ｒ２との接続を許容するピストン２の移動範囲が一致するが、これらが一致しなくてもよい。

以下、本実施の形態に係るダンパＤ１の作動について説明する。下記の説明において、図２中、ピストン２の左端が位置Ａに未達で、且つ、ピストン２の右端が位置Ｂに未達である状態を、ピストン２が範囲ＡＢ内にあるとする。また、それ以外の状態、即ち、図２中、ピストン２の左端が位置Ａよりも左側にある、又は、ピストン２の右端が位置Ｂよりも右側にある状態を、ピストン２が範囲ＡＢ外にあるとする。

ダンパＤ１が伸長する場合、シリンダ１内をピストン２が図２中左方へ移動して、伸側室Ｒ１が縮小するとともに圧側室Ｒ２が拡大する。すると、縮小される伸側室Ｒ１の液体が伸側減衰弁２０を開き、伸側通路２ａを通って圧側室Ｒ２へ移動する。さらに、ダンパＤ１が伸長する場合、逆止弁５０が開き、シリンダ１から退出するロッド体積分の液体が吸込通路５ａを通ってタンクＴから圧側室Ｒ２へ移動する。そして、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れに対して、伸側減衰弁２０で抵抗を与えるので、伸側室Ｒ１の圧力が高くなる。その一方、圧側室Ｒ２はタンクＴに連通されて、圧側室Ｒ２の圧力がタンクＴの圧力と等しくなる。このため、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の圧力に差圧が生じ、ダンパＤ１は、この差圧に応じて伸長作動を抑制する伸側減衰力を発揮する。

さらに、ダンパＤ１が伸長する場合であって、ピストン２が範囲ＡＢ外にある場合には、第一バイパス路７ａと第二バイパス路８ａの両方の連通が遮断される。これに対して、ダンパＤ１が伸長する場合であって、ピストン２が範囲ＡＢ内にある場合には、第一バイパス路７ａの連通が許容されるとともに、第二バイパス路８ａの両端開口８ｂ，８ｃが伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２にそれぞれ接続されるが、逆止弁８０が閉じて第二バイパス路８ａの連通は遮断されたままとなる。このため、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう液体の一部が、伸側減衰弁２０を迂回して第一バイパス路７ａを通る。よって、ダンパＤ１の伸長作動時において、ピストン２が範囲ＡＢ内にある場合には、範囲ＡＢ外にある場合と比較して、ダンパＤ１の伸側の減衰係数が小さくなる。

反対に、ダンパＤ１が収縮する場合、シリンダ１内をピストン２が図２中右方へ移動して、圧側室Ｒ２が縮小するとともに伸側室Ｒ１が拡大する。すると、縮小される圧側室Ｒ２の液体が圧側減衰弁２１を開き、圧側通路２ｂを通って伸側室Ｒ１へ移動するとともに、減衰弁５１を開き、シリンダ１内へ進入するロッド体積分の液体が排出通路５ｂを通ってタンクＴへ移動する。そして、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１とタンクＴへ向かう液体の流れに対して、圧側減衰弁２１と減衰弁５１で抵抗を与えるので、圧側室Ｒ２の圧力が高くなる。その一方、拡大される伸側室Ｒ１の圧力は低くなる。このため、圧側室Ｒ２と伸側室Ｒ１の圧力に差圧が生じ、ダンパＤ１は、この差圧に応じて収縮作動を抑制する圧側減衰力を発揮する。

さらに、ダンパＤ１が収縮する場合であって、ピストン２が範囲ＡＢ外にある場合には、第一バイパス路７ａと第二バイパス路８ａの両方の連通が遮断される。これに対して、ダンパＤ１が収縮する場合であって、ピストン２が範囲ＡＢ内にある場合には、第一バイパス路７ａの連通が許容されるとともに、第二バイパス路８ａの両端開口８ｂ，８ｃが伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２にそれぞれ接続される。このため、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう液体の一部が、圧側減衰弁２１を迂回して第一バイパス路７ａと第二バイパス路８ａの両方を通る。よって、ダンパＤ１の収縮作動時において、ピストン２が範囲ＡＢ内にある場合には、範囲ＡＢ外にある場合と比較して、ダンパＤ１の圧側の減衰係数が小さくなる。

このため、ダンパＤ１を備える免震装置では、ピストン２の中立位置からの変位が小さく、ピストン２が範囲ＡＢ内を移動するような中小規模の地震の揺れに対しては、ダンパＤ１の減衰係数が小さいままに維持されて、ダンパＤ１が小さい減衰力を発揮する。よって、ダンパＤ１の減衰力により、アイソレータＩによる振動絶縁性を阻害せず、加速度を大きく増加させることなく免震装置による高い免震効果を得られる。その一方、ピストン２の中立位置からの変位が大きく、ピストン２が範囲ＡＢを逸脱するような大地震等の揺れに対しては、ダンパＤ１の減衰係数が大きくなって、ダンパＤ１の大きい減衰力で構造物Ｓの揺れを抑制し、構造物Ｓの振幅が大きくなり過ぎるのを防止できる。

また、ダンパＤ１では、ピストン２が範囲ＡＢ内にある場合、伸長作動時には迂回路が第一バイパス路７ａのみであるのに対し、収縮作動時には迂回路が第一バイパス路７ａと第二バイパス路８ａの両方になる。よって、ダンパＤ１では、迂回路が双方向流れを許容するバイパス路９ａしかないダンパＤ２（図４）と比較して、ピストン２が所定の範囲ＡＢにある場合に圧側室Ｒ２の圧力を伸側室Ｒ１へ逃がし易く、これらの差圧を小さく、或いは零にできる。よって、ダンパＤ１の圧側の減衰係数をより小さくして、伸側の減衰係数に近づけられるので、ダンパＤ１の減衰性能が伸側と圧側で大きく異なることがなく、伸側と圧側の減衰性能を近づけられる。

以下、本実施の形態に係るダンパＤ１の作用効果について説明する。

本実施の形態において、ダンパＤ１は、シリンダ１内に設けられ、シリンダ１の軸方向に延びるとともに、ピストン２を軸方向に貫通する挿通孔２ｃに挿通されて、ピストン２に摺接する第一バイパス用ロッド７を備える。そして、この第一バイパス用ロッド７の外周には、軸方向に延びる溝７ｂが形成されており、この溝７ｂにより第一バイパス用ロッド７とピストン２との間にできる隙間により第一バイパス路７ａが形成される。当該構成によれば、ピストン２の位置に依存して第一バイパス路７ａの連通を許容するのが容易である。また、シリンダ１と別体（別の部品）である第一バイパス用ロッド７等の円柱状のロッドの外周に溝を形成する加工は容易であり、第一バイパス路７ａを容易に形成できて加工精度を高められる。このため、減衰力の変位依存特性に生じるバラツキを抑えられる。また、溝７ｂを機械加工により形成する場合、シリンダ１の内径よりも大きな工具を使用できる。さらに、溝７ｂの位置、深さ等を自由に設定できるので、第一バイパス路７ａの設計自由度が高く、多様な減衰特性を設定できる。

例えば、要求される減衰性能に応じて第一バイパス路７ａの開口面積を設定するため、第一バイパス用ロッド７における溝７ｂがある部分を直径方向に切断したときの断面形状を図３（ｂ）〜（ｄ）の何れに示すようにしてもよい。さらに、図３（ｅ）（ｆ）に示すように、複数の溝７ｂを第一バイパス用ロッド７の周方向に並べて設けたり、図示しないが、複数の溝７ｂを第一バイパス用ロッド７の軸方向にずらして設け、ピストン位置に依存して、第一バイパス路７ａを通過する液体の流量を増やすようにしたりしてもよい。

また、本実施の形態において、ダンパＤ１は、シリンダ１内に設けられ、軸方向に延びる第二バイパス用ロッド８を備える。そして、第二バイパス路８ａは、第二バイパス用ロッド８に形成されるとともに、第二バイパス路８ａの両端開口８ｂ，８ｃがピストン２で開閉される。当該構成によれば、ピストン２の位置に依存して、第二バイパス路８ａと伸側室Ｒ１及び圧側室Ｒ２を接続・遮断するのが容易であり、第二バイパス路８ａに逆止弁８０を設ければ、ピストン２の位置に依存して圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れのみを許容できる。さらに、シリンダ１と別体である第二バイパス用ロッド８等の円柱状のロッドに通路を形成したり、バルブを取り付けたりするのは容易である。よって、上記構成によれば、第二バイパス路８ａを容易に形成できて加工精度を高められるので、減衰力の変位依存特性に生じるバラツキを抑えられる。また、第二バイパス路８ａ及びバルブの設計自由度が高い。

なお、第二バイパス用ロッド８は、円柱状であり、挿通孔２ｄに挿通されてピストン２に摺接するが、ピストン２の外周に切欠きを設け、この切欠きによりピストン２とシリンダ１との間にできる空間に第二バイパス用ロッド８を挿通してもよい。また、第二バイパス用ロッド８をロッド３に挿通し、第二バイパス路８ａの片側の開口をロッド３で開口するようにしてもよく、シリンダ１に第二バイパス路８ａの両端開口８ｂ，８ｃを設け、シリンダ１の外周を第二バイパス路８ａが通るようにしてもよい。そして、これらの変更は、第一バイパス路７ａの構成によらず可能である。

また、本実施の形態において、ダンパＤ１は、シリンダ１と、このシリンダ１内に移動可能に挿入されて、シリンダ１内を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２に区画するピストン２と、このピストン２に連結されて、ピストン２の図２中左側（伸側室Ｒ１側）からシリンダ１外へ延びるロッド３と、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２との間を移動する液体の流れに抵抗を与える伸側通路（減衰通路）２ａ及び圧側通路（減衰通路）２ｂと、タンクＴと、このタンクＴから圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れのみを許容する吸込通路５ａと、圧側室Ｒ２からタンクＴへ向かう液体の流れに抵抗を与える排出通路５ｂと、ピストン２の位置に依存して伸側通路２ａ及び圧側通路２ｂを迂回し、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する第一バイパス路７ａと、ピストン２の位置に依存して伸側通路２ａ及び圧側通路２ｂを迂回し、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう流体の流れのみを許容する第二バイパス路８ａとを備える。

上記構成によれば、伸側通路２ａ及び圧側通路２ｂに設けた減衰通路（伸側減衰弁２０及び圧側減衰弁２１）を迂回する迂回路が、伸長時には第一バイパス路７ａのみであるのに対し、収縮時には第一バイパス路７ａと第二バイパス路８ａの二経路になる。よって、ダンパＤ１が片ロッド型であって、収縮時にシリンダ１に進入するロッド体積分の液体がシリンダ１内からタンクＴへ向かう際、排出通路５ｂに設けた減衰弁５１の抵抗を受けたとしても、圧側の減衰係数が小さくなる。したがって、ピストン２が所定の範囲ＡＢ内にある場合の圧側の減衰係数が、伸側の減衰係数に近くなり、伸長作動時と収縮作動時とで減衰性能を近づけられる。

さらに、ダンパＤ１では、ピストン２が所定の範囲ＡＢにある場合に、伸側室Ｒ１及び圧側室Ｒ２に接続されて、双方向流れを許容する第一バイパス路７ａと、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう一方向流れを許容する第二バイパス路８ａを備えているので、ピストン２が所定の範囲ＡＢにある場合に、排出通路５ｂを迂回して圧側室Ｒ２とタンクＴとを連通するバイパス路を設けずに、圧側の減衰係数を小さくできる。そして、第二バイパス路８ａは、第一バイパス路７ａと同様に、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する迂回路であって、ピストン２又はロッド３で開閉し易いので、ピストン２の位置に依存して開閉するのが容易であり、伸長作動時と収縮作動時とで減衰性能を近づけるのが容易である。

以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱しない限り、改造、変形、及び変更が可能である。

Ｄ１・・・ダンパ、Ｒ１・・・伸側室、Ｒ２・・・圧側室、Ｔ・・・タンク、１・・・シリンダ、２・・・ピストン、２ａ・・・伸側通路（減衰通路）、２ｂ・・・圧側通路（減衰通路）、２ｃ・・・挿通孔、３・・・ロッド、５ａ・・・吸込通路、５ｂ・・・排出通路、７・・・第一バイパス用ロッド、７ａ・・・第一バイパス路、７ｂ・・・溝、８・・・第二バイパス用ロッド、８ａ・・・第二バイパス路、８ｂ，８ｃ・・・開口

Claims (2)

1. シリンダと、
   前記シリンダ内に移動可能に挿入されて、前記シリンダ内を伸側室と圧側室に区画するピストンと、
   前記ピストンに連結されて、前記ピストンの前記伸側室側から前記シリンダ外へ延びるロッドと、
   前記伸側室と前記圧側室との間を移動する液体の流れに抵抗を与える減衰通路と、
   タンクと、
   前記タンクから前記圧側室へ向かう液体の流れのみを許容する吸込通路と、
   前記圧側室から前記タンクへ向かう液体の流れに抵抗を与える排出通路と、
   前記シリンダと別体であって、前記シリンダと離れて前記シリンダの軸方向に延びるとともに、前記ピストンを軸方向に貫通する挿通孔に挿通されて、前記ピストンに摺接する円柱状の第一バイパス用ロッドと、
   前記第一バイパス用ロッドの外周に形成されて軸方向に延びる溝と前記ピストンとの間に形成されて、前記ピストンの位置に依存して前記減衰通路を迂回し、前記伸側室と前記圧側室とを連通する第一バイパス路と、
   前記ピストンの位置に依存して前記減衰通路を迂回し、前記圧側室から前記伸側室へ向かう流体の流れのみを許容する第二バイパス路とを備える
   ことを特徴とするダンパ。
2. 前記シリンダ内に設けられ、軸方向に延びる第二バイパス用ロッドを備え、
   前記第二バイパス路は、前記第二バイパス用ロッドに形成されるとともに、前記第二バイパス路の両端開口が前記ピストンで開閉される
   ことを特徴とする請求項１に記載のダンパ。
   

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