JP2018135903A - 免震用ダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】電力供給も人手による作業も必要とせずにロック状態へ復帰できる免震用ダンパの提供である。
【解決手段】本発明の免震用ダンパＤ１は、シリンダ２とピストン３とピストンロッド４とを有するダンパ本体１と、タンクＴと、整流通路８と、吸込通路９と、減衰通路１０と、減衰通路１０の途中に直列に設けたロック弁１１および調圧弁１２と、パイロット通路１３と、シリンダ２に対してピストン３が中立範囲にあると閉弁して中立範囲以外にあると開弁する第一開閉弁１４とを備えている。
【選択図】図１

Description

この発明は、免震用ダンパに関する。

免震装置は、地盤と構造物との間に介装されるボールアイソレータや積層ゴム等といった免震支承装置を備え、構造物を地盤に対して変位可能に支持しており、地震動の構造物への伝達を絶縁するようになっている。免震装置には、上記のような支持装置の他に、地盤と構造物との間に介装される免震用ダンパを備える場合があり、構造物の振動を免震用ダンパが発生する減衰力で減衰させて構造物の振動を抑制するようになっている。

構造物を弾性支持すると、地震時には地盤からの地震動の入力を絶縁できる一方、強風時には風によって構造物が微振動してしまう問題もある。そこで、免震装置に併用される免震用ダンパには、地震の際には免震支承装置の免震効果を得つつ減衰力の発揮で構造物の振動の抑制が要望されるとともに、風による構造物の微振動に対しては構造物の振動の揺れの阻止が要望される。

以上の理由から、免震用ダンパは、伸縮を不能とするロック弁を備えており、ロック弁の背圧室をタンクに連通する通路の途中に電磁開閉弁を設けて、この電磁開閉弁の開閉によってロック弁の開閉を制御するようになっている（たとえば、特許文献１参照）。

より詳細には、通常時には電磁開閉弁へ通電してロック弁を開弁不能として免震用ダンパをロック状態とし、地震発生時には電磁開閉弁へ通電せずロック弁を開弁可能と免震用ダンパを伸縮できる状態とする。

特開２００５−２０７５０８号公報

前述の免震用ダンパでは、地震発生時にはロック弁を開弁して伸縮できるようにするが、地震が収まった後に再度ロック状態とするには電磁開閉弁へ通電する必要があって、地震によって停電するような場合には、ロック状態へ復帰できない。

また、免震用ダンパにロック機能を持たせない場合には、強風による風揺れを防止するために構造物を固定するせん断ピンを設ける対策も取りうるが、地震時にはせん断ピンが破断して構造物の固定を解除するため、再度の固定にせん断ピンの交換作業が必要である。このようなせん断ピンを用いる方法では、ロック状態への復帰に電力供給は不要であるが、新たにせん断ピンの交換という人手による作業が必要となってしまう。

そこで、本発明は前記問題を解決するために創案されたものであって、その目的は、電力供給も人手による作業も必要とせずにロック状態へ復帰できる免震用ダンパの提供である。

上記した目的を達成するために、本発明の免震用ダンパでは、ダンパ本体と、タンクと、整流通路と、吸込通路と、減衰通路と、減衰通路の途中に直列に設けたロック弁および調圧弁と、パイロット通路と、シリンダに対してピストンが中立範囲にあると閉弁して中立範囲以外にあると開弁する第一開閉弁とを備えている。このように構成された免震用ダンパでは、ロックが解除された状態で地震動が収束すると、自動的にピストンがシリンダに対して中立範囲に位置する状態で自動的にロック状態となる。

また、免震用ダンパは、第一開閉弁の閉弁を遅らせる遅延回路を備える場合、地震動によってダンパ本体が伸縮を継続してピストンが中立範囲外から中立範囲を跨いで中立範囲外へ変位する際に、ロック状態とならずに伸縮可能な状態を維持して減衰力を発揮できる。

さらに、免震用ダンパにおける遅延回路が遅延用通路と、遅延用通路の途中に並列に設けた逆止弁と絞り弁とを備える場合、第一開閉弁は、閉弁動作が遅延されるが、開弁動作に当たっては速やかに開弁できる。

さらに、免震用ダンパは、背圧室をタンクへ連通する第一アンロード通路と、第一アンロード通路の途中に設けられて背圧室の圧力で開弁する第二開閉弁とを備えていてもよい。このように構成された免震用ダンパでは、ロック弁が速やかに開弁できるようになり、ロック状態からロック解除状態へ速やかに移行でき、高い免震効果が得られる。

また、免震用ダンパは、背圧室をタンクへ連通する第二アンロード通路と、第二アンロード通路の途中に設けられてロック弁と調圧弁との間の圧力で開弁する第三開閉弁とを備えていてもよい。このように構成された免震用ダンパでは、ロック弁が開弁後に伸縮が継続している場合には、確実にロック弁の閉弁が阻止されて、ロック解除状態を維持でき、高い免震効果が得られる。

本発明の免震用ダンパによれば、電力供給も人手による作業も必要とせずにロック状態へ復帰できる。

第一の実施の形態における免震用ダンパの液圧回路図である。 免震用ダンパを構造物と地盤との間に介装した状態を示した図である。 第一の実施の形態の一変形例における免震用ダンパの液圧回路図である。 第二の実施の形態における免震用ダンパの液圧回路図である。 第三の実施の形態における免震用ダンパの液圧回路図である。

以下に、図示した実施の形態に基づいて、この発明を説明する。各実施の形態の説明において、説明の重複を避けるため同一の部材については同一の符号を付す。

＜第一の実施の形態＞
第一の実施の形態における免震用ダンパＤ１は、図１に示すように、ダンパ本体１と、タンクＴと、液圧回路Ｃ１とで構成されており、図２に示すように、ボールアイソレータや積層ゴム等といった免震支承装置Ｍとともに地盤Ｇと構造物Ｓとの間に介装される。そして、免震用ダンパＤ１は、伸縮時に減衰力を発揮して構造物Ｓの振動を抑制できるとともに、伸縮不能なロック状態では構造物Ｓの風揺れを防止できるようになっている。免震支承装置Ｍは、何ら外力が作用しない状態では、ボールアイソレータであっても、積層ゴムであっても、復原力によって構造物Ｓが変位しても元の位置に戻す機能を備えている。

ダンパ本体１は、シリンダ２と、シリンダ２内に摺動自在に挿入されてシリンダ２内をロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２とに区画するピストン３と、シリンダ２内に移動自在に挿入されてピストン３に連結されるピストンロッド４とを備えて構成されている。シリンダ２は筒状であって、その図１中右端は蓋５によって閉塞され、図１中左端には環状のロッドガイド６が取り付けられている。また、ロッドガイド６の内周には、シリンダ２内に移動自在に挿入されるピストンロッド４が摺動自在に挿入されている。このピストンロッド４の一端は、シリンダ２内に摺動自在に挿入されているピストン３に連結され、その他端はシリンダ２外へ突出して中立範囲検出ロッド７が取付けられている。

なお、ロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２には、作動油等の液体が充填されており、タンクＴには、液体の他に気体が充填されている。

中立範囲検出ロッド７は、中央部に凹部７ａが設けられており、シリンダ２に対してピストンロッド４が軸方向に相対移動する際に、同じくシリンダ２に対して軸方向に相対移動するようになっている。

つづいて、液圧回路Ｃ１について説明する。液圧回路Ｃ１は、整流通路８と、吸込通路９と、減衰通路１０と、減衰通路１０の途中に直列に設けたロック弁１１および調圧弁１２と、パイロット通路１３と、第一開閉弁１４とを備えている。

整流通路８は、ピストン３に設けられてロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２とに接続されており、途中に逆止弁８ａを備えて、ピストン側室Ｒ２からロッド側室Ｒ１へ向かう液体の流れのみを許容し、逆向きの流れを阻止する。整流通路８は、本例では、ピストン３に設けられているが、他所へ設けられてもよい。

吸込通路９は、ピストン側室Ｒ２とタンクＴとを接続しており、途中に逆止弁９ａを備えて、タンクＴからピストン側室Ｒ２へ向かう液体の流れのみを許容し、逆向きの流れを阻止する。

減衰通路１０は、ロッド側室Ｒ１とタンクＴとを接続しており、途中には、ロック弁１１と調圧弁１２とが直列に設けられている。ロック弁１１は、減衰通路１０を開閉して、減衰通路１０の死活を切換える。調圧弁１２は、液体の通過時に圧力損失を生じせしめるようになっており、圧力流量特性は免震装置に適するように設定される。

よって、ロック弁１１が開いている状態では、シリンダ２に対してピストン３を図１中左方向へ移動させると、ロッド側室Ｒ１が圧縮されるので、ロッド側室Ｒ１の液体は調圧弁１２を通過して減衰通路１０を通じてタンクＴへ移動する。容積が拡大するピストン側室Ｒ２には、吸込通路９を介してタンクＴから液体が供給される。また、ロック弁１１が開いている状態では、シリンダ２に対してピストン３を図１中右方向へ移動させると、整流通路８を通じてピストン側室Ｒ２からロッド側室Ｒ１へ液体が移動する。この場合、シリンダ２内にピストンロッド４が侵入するので、ピストンロッド４がシリンダ２内へ侵入する体積分の液体がシリンダ２内で過剰となるので、減衰通路１０を通じてロッド側室Ｒ１からタンクＴへ液体が排出される。以上のように、ロック弁１１が開いている状態では、ダンパ本体１は、伸縮すると必ず調圧弁１２を通じてシリンダ２からタンクＴへ液体が移動し、減衰力を発揮するユニフロー型のダンパとして機能する。なお、本例では、ピストンロッド４の断面積は、ピストン３の断面積の二分の一に設定されている。よって、ダンパ本体１が伸長しても収縮しても、ストローク速度が同じであればシリンダ２から排出される液体流量が等しくなり、伸縮両側でのピストン３の有効受圧面積も等しくなる。これにより、免震用ダンパＤ１は、伸縮両側でストローク速度が等しければ、伸縮両側で等しい減衰力を発生できる。

他方、ロック弁１１が閉じている状態では、シリンダ２からタンクＴへ液体が移動できなくなるので、ピストンロッド４に軸方向の荷重を作用させても、ダンパ本体１は、ロック状態となって伸縮せず剛体棒として機能する。

以下、ロック弁１１について詳細に説明する。ロック弁１１は、減衰通路１０を開閉する弁体１１ａと、減衰通路１０を閉じる方向へ弁体１１ａを附勢するばね１１ｂと、弁体１１ａの背面側に設けられて弁体１１ａに減衰通路１０を閉じる方向へ附勢する背圧を作用させる背圧室１１ｃとを備えている。そして、背圧室１１ｃは、パイロット通路１３を通じてタンクＴへ通じており、パイロット通路１３の途中にはパイロット通路１３を開閉する第一開閉弁１４が設けられている。

この弁体１１ａは、減衰通路１０の上流の圧力、つまり、ロッド側室Ｒ１の圧力を正面側に受けるようになっていて、背面側には背圧室１１ｃ内の圧力が作用するようになっている。第一開閉弁１４が開弁してパイロット通路１３で背圧室１１ｃがタンクＴに連通される状態では、背圧室１１ｃ内がタンク圧となる。この状態で、ダンパ本体１が伸縮してロッド側室Ｒ１内の圧力が上昇すると、ロッド側室Ｒ１の圧力を受けて弁体１１ａが背圧室１１ｃを圧縮する方向へ移動しロック弁１１は開弁する。

逆に、第一開閉弁１４が閉弁してパイロット通路１３が遮断されて背圧室１１ｃとタンクＴとの連通が阻止される状態では、ロッド側室Ｒ１が圧縮されてロッド側室Ｒ１内の圧力が上昇しても、背圧室１１ｃ内の液体の逃げ場がない。そのため、弁体１１ａが背圧室１１ｃ側へ移動できず、弁体１１ａは減衰通路１０を遮断したままとなり、ロック弁１１は閉弁状態を維持する。なお、弁体１１ａには、弁体１１ａの上流の圧力を背圧室１１ｃへ導く絞り通路１１ｄが設けられている。このように絞り通路１１ｄを設けると、ロック弁１１が開弁状態にあっても、パイロット通路１３を第一開閉弁１４により遮断すれば、背圧室１１ｃとタンクＴとの連通が遮断されて背圧室１１ｃ内の圧力が上昇する。すると、弁体１１ａは背圧を受けて減衰通路１０を遮断する方向へ移動するので、ロック弁１１が閉弁できる。このように、ロック弁１１は、パイロット通路１３が開放されて背圧室１１ｃがタンクＴへ通じる状態では開弁可能な状態とされ、逆にパイロット通路１３が遮断されると閉弁する。なお、絞り通路１１ｄを弁体１１ａに設けているが、たとえば、上記の絞り通路１１ｄの代わりに減衰通路１０の弁体１１ａより上流を背圧室１１ｃに連通する絞り通路を設けてもよい。また、当該絞り通路の途中に弁体１１ａの上流から背圧室１１ｃへ向かう液体の流れのみを許容する逆止弁を設けるようにしてもよい。逆止弁を設ければ、ロック弁１１が閉弁する際の弁体１１ａの閉弁動作が妨げられない。

第一開閉弁１４は、シリンダ２に対してピストン３が中立範囲にあると閉弁し、かつ、中立範囲以外にあると開弁する。具体的には、第一開閉弁１４は、パイロット通路１３を開閉する弁体１４ａと、弁体１４ａを押し下げ可能であって中立範囲検出ロッド７に当接するレバー１４ｂと、弁体１４ａを附勢するばね１４ｃと、レバー１４ｂを中立範囲検出ロッド７へ当接させるよう附勢するばね１４ｄとを備えている。また、第一開閉弁１４の弁体１４ａの背面側に部屋１４ｅが設けられており、部屋１４ｅが遅延用通路１５ａを通じてタンクＴへ連通されている。

弁体１４ａは、部屋１４ｅ内に収容されたばね１４ｃによってパイロット通路１３を閉鎖する方向へ附勢されており、レバー１４ｂから外力が作用しない状態では、パイロット通路１３を閉鎖する。

レバー１４ｂと弁体１４ａとは、連結されてはおらず、レバー１４ｂが弁体１４ａ側へ押圧されると弁体１４ａに当接して弁体１４ａをばね１４ｃ，１４ｄの附勢力に抗して押下げてパイロット通路１３を開放できるようになっている。なお、レバー１４ｂと弁体１４ａとは、連結されていてもよい。

レバー１４ｂの検出ロッド側端には、ローラ１４ｆが設けられていて、ローラ１４ｆは、ばね１４ｄによって中立範囲検出ロッド７へ向けて附勢されて、常に中立範囲検出ロッド７に押し当てられている。

よって、ピストン３がシリンダ２に対して軸方向の相対移動をすると、つまり、ダンパ本体１が伸縮作動を呈すると、レバー１４ｂにおけるローラ１４ｆが、ピストンロッド４とともにシリンダ２に対して軸方向の相対移動をする中立範囲検出ロッド７上を回転して走行できる。そして、中立範囲検出ロッド７のローラ１４ｆが走行する部位には、前述の凹部７ａが設けられていて、ローラ１４ｆが凹部７ａを走行する状態では、レバー１４ｂが弁体１４ａから離間するか、当接しても押し下げないようになっている。よって、この場合、弁体１４ａがばね１４ｃによって閉鎖位置に位置決めされるため、第一開閉弁１４が閉弁してパイロット通路１３が遮断状態となる。他方、ローラ１４ｆが中立範囲検出ロッド７の凹部７ａ以外の部位を走行する状態では、レバー１４ｂは、中立範囲検出ロッド７によって押されてばね１４ｄに抗して後退して、弁体１４ａに当接する。よって、この場合、弁体１４ａがレバー１４ｂによって押圧されてばね１４ｃに抗して後退し、第一開閉弁１４が開弁してパイロット通路１３が連通状態となる。

したがって、レバー１４ｂが中立範囲検出ロッド７の中央部に設けた凹部７ａに当接する状態では第一開閉弁１４は、パイロット通路１３を遮断して、背圧室１1ｃをタンクＴから遮断し、レバー１４ｂが中立範囲検出ロッド７の凹部７ａの両側の凹部７ａが設けられていない部位に当接する状態では第一開閉弁１４は、パイロット通路１３を開放して背圧室１１ｃをタンクＴに連通させる。

このように、レバー１４ｂが凹部７ａに対向している状況では、第一開閉弁１４が閉弁する状態であり、ピストン３の中立範囲は、凹部７ａの中立範囲検出ロッド７の設置位置によって設定されている。中立範囲は、基本的には、ダンパ本体１のストローク中心を中央として、この中央からシリンダ２の伸長側と収縮側の両側にそれぞれ等距離を採った範囲に設定される。たとえば、中立範囲は、シリンダ２に対してストローク中心を中央として、伸縮両側に３０ｍｍ−５０ｍｍを採った範囲に設定されるが、構造物Ｓの大きさや免震装置の仕様によって任意に決定される。

この場合、中立範囲検出ロッド７に凹部７ａを設けて、この凹部７ａにレバー１４ｂが当接する際に、第一開閉弁１４が閉弁するようになっているが、以下のようにしてもよい。中立範囲検出ロッド７の中央部に凹部７ａの代わりに凸部を設けるとともに図１中の第一開閉弁１４の弁体１４ａを上下逆に配置した構造を採用して、凸部にレバー１４ｂが当接する際に、第一開閉弁１４を閉弁させてもよい。

さらに、本例では、第一開閉弁１４が開弁してから閉弁する際に、閉弁動作を遅延させる遅延回路１５が設けられている。遅延回路１５は、第一開閉弁１４の弁体１４ａの背面側に設けられた部屋１４ｅをタンクＴへ連通する遅延用通路１５ａと、遅延用通路１５ａに設けた逆止弁１５ｂおよび絞り弁１５ｃとを備えている。逆止弁１５ｂは、部屋１４ｅからタンクＴへ向かう液体の流れのみを許容し、その逆向きの流れを阻止する。絞り弁１５ｃは、遅延用通路１５ａに逆止弁１５ｂと並列に設けられており、通過する液体の流れに対して抵抗を与えるようになっている。

弁体１４ａがレバー１４ｂに押されて後退して第一開閉弁１４が開弁する際には部屋１４ｅが圧縮されるが、逆止弁１５ｂが開弁して部屋１４ｅから液体が遅延用通路１５ａを介して抵抗なくタンクＴへ排出される。よって、第一開閉弁１４が開弁する際には、部屋１４ｅ内の圧力はタンク圧となって弁体１４ａの後退を妨げないので、第一開閉弁１４は抵抗なく開弁できる。反対に、第一開閉弁１４が開弁している状態から閉弁する場合、弁体１４ａがばね１４ｃで押されて閉鎖位置へ戻ろうとする。その際、拡大される部屋１４ｅには、液体がタンクＴから供給を受けるが、逆止弁１５ｂは閉弁するために絞り弁１５ｃのみを通じてしか液体が供給されない。絞り弁１５ｃは、液体の流れに抵抗を与えるので、部屋１４ｅの拡大に伴って部屋１４ｅ内の圧力が減圧されるために、弁体１４ａが後退位置から閉鎖位置へ戻ろうとするのを妨げる。つまり、弁体１４ａがばね１４ｃの附勢力で閉鎖位置へ戻ろうとするが、遅延回路１５によって弁体１４ａの閉鎖位置への戻り動作が緩慢となって、第一開閉弁１４の閉弁動作が遅延される。以上より、本例の第一開閉弁１４は、開弁動作に対して閉弁動作は緩慢になるので、ダンパ本体１の伸縮作動中に、ピストン３がシリンダ２に対して一方の中立範囲外から中立範囲を通過して他方の中立範囲外へ移動するような場合、第一開閉弁１４が閉弁せずに開弁した状態を維持できる。第一開閉弁１４の閉弁動作の遅延の程度は、絞り弁１５ｃの仕様によって設定できる。なお、逆止弁１５ｂは、第一開閉弁１４の閉弁を遅延させる上で必須ではないが、逆止弁１５ｂを設ければ第一開閉弁１４の速やかに開弁させ得る。また、図３に示すように、遅延回路は、図１に示した構成に代えて、弁体１４ａに設けた部屋１４ｅをパイロット通路１３の上流に連通させる遅延用通路１６と、遅延用通路１６に設けた部屋１４ｅからパイロット通路１３の上流へ向かう液体の流れのみを許容する逆止弁１７と、遅延用通路１６に逆止弁１７と並列に設けた絞り弁１８とで構成してもよい。このようにしても、第一開閉弁１４の閉弁動作の遅延効果が得られ、開弁動作には影響を与えない。なお、この場合も、逆止弁１７の省略が可能であるが、逆止弁１７を設けると第一開閉弁１４は速やかに開弁できる。

さらに、本例の免震用ダンパＤ１では、パイロット通路１３の第一開閉弁１４よりも上流をタンクＴへ連通するトリガ通路１９と、トリガ通路１９に設けたリリーフ弁２０とを備えている。

リリーフ弁２０は、ロック弁１１の背圧室１１ｃの圧力が開弁圧に達すると開弁して、背圧室１１ｃをタンクＴに連通する。地震動の入力によってダンパ本体１のピストンロッド４に作用する荷重が大きくなりロッド側室Ｒ１内の圧力が大きくなると、絞り通路１１ｄを介して背圧室１１ｃに圧力が伝搬する。よって、地震が発生すると、背圧室１１ｃ内の圧力が上昇して、開弁圧に達するとリリーフ弁２０が開弁する。このように、リリーフ弁２０が開弁すると背圧室１１ｃがタンクＴに連通するので、ロック弁１１が開弁して、ダンパ本体１は、ロック状態から伸縮可能な状態へ移行する。よって、免震用ダンパＤ１は、地震発生時には、リリーフ弁２０の開弁によって、ダンパ本体１がロック状態から伸縮できる状態となって、伸縮作動を呈して減衰力を発揮する。

免震用ダンパＤ１は、以上のように構成されており、以下にその作動について説明する。免震用ダンパＤ１は、シリンダ２に対してピストン３が中立範囲にある状態で構造物Ｓと地盤Ｇとの間に介装されている。

まず、ダンパ本体１に対して入力される荷重が小さい場合について説明する。このようにダンパ本体１に入力される荷重が小さい状況は、たとえば、風が構造物Ｓに当たって構造物Ｓが押されるような状況である。前述の通り、免震用ダンパＤ１は、ユニフロー構造を採用しているので、ダンパ本体１に伸縮方向へ荷重を作用させる場合、ロッド側室Ｒ１内が加圧される。よって、このような状況では、ピストンロッド４を通じてピストン３に作用する荷重が小さく、ロッド側室Ｒ１内の圧力も小さい。

ロッド側室Ｒ１内の圧力が小さいと、ロック弁１１の絞り通路１１ｄを通じてリリーフ弁２０の上流に作用する圧力がリリーフ弁２０の開弁圧に達せず、リリーフ弁２０は開弁しない。シリンダ２に対してピストン３が中立範囲にあるため、レバー１４ｂが中立範囲検出ロッド７の凹部７ａに当接しており、第一開閉弁１４は閉弁している。パイロット通路１３もトリガ通路１９も閉鎖されている状態であるので、背圧室１１ｃはタンクＴに連通されず、ロック弁１１は、閉弁状態を維持する。

したがって、ダンパ本体１に対して入力される荷重が小さい場合、ダンパ本体１は、ロック状態におかれて伸縮せず、構造物Ｓに作用する風の力に抗して剛体棒として機能し、構造物Ｓの揺れを阻止する。

つづいて、ダンパ本体１に対して入力される荷重が大きな場合について説明する。このようにダンパ本体１に入力される荷重が大きな状況は、地震が発生して地盤Ｇが地震動によって大きく振動するような状況である。このような状況では、ピストンロッド４を通じてピストン３に作用する荷重が大きく、ロッド側室Ｒ１内の圧力もピストン３からの荷重を受けて大きくなる。

ロッド側室Ｒ１内の圧力が大きいと、ロック弁１１の絞り通路１１ｄを通じてリリーフ弁２０の上流に作用する圧力がリリーフ弁２０の開弁圧に達し、リリーフ弁２０が開弁する。シリンダ２に対してピストン３が中立範囲にあるため、レバー１４ｂが中立範囲検出ロッド７の凹部７ａに当接しており、第一開閉弁１４は閉弁しているが、トリガ通路１９が開放されるので背圧室１１ｃはタンクＴに連通される。すると、ロック弁１１は、開弁して減衰通路１０を開放し、シリンダ２から排出される液体は調圧弁１２を通過してタンクＴへ排出される。

したがって、ダンパ本体１に対して入力される荷重が大きい場合、ダンパ本体１は、ロック状態が解かれて伸縮可能な状態となって、免震用ダンパＤ１は減衰力を発揮する。免震用ダンパＤ１が伸縮可能な状態となるので、免震支承装置Ｍは、地盤Ｇからの振動を構造物Ｓに伝達するのを絶縁する効果を発揮し、免震用ダンパＤ１は、構造物Ｓが振動を抑制する減衰力を発揮し、免震装置全体として構造物Ｓの振動を効果的に抑制する。

ダンパ本体１のロックが解除されて、伸縮できる状況となると、地震動による地盤Ｇの揺れによってピストン３がシリンダ２に対して図１中左右方向へ振動する。ピストン３のシリンダ２に対する位置が中立範囲を超えると、レバー１４ｂが中立範囲検出ロッド７の凹部７ａ以外の部位に対向して弁体１４ａを押し下げて第一開閉弁１４が開弁する。

第一開閉弁１４が開弁すると、背圧室１１ｃの圧力が低下してリリーフ弁２０が閉弁しても、背圧室１１ｃとタンクＴとの連通が維持されて、ロック弁１１は開弁状態を維持し続ける。ダンパ本体１が伸縮を繰り返して、ピストン３がシリンダ２の中立範囲の両側の中立範囲外の一方から中立範囲に侵入して中立範囲外の他方へ変位しても、遅延回路１５によって第一開閉弁１４の閉弁が遅延される。よって、ダンパ本体１が伸縮を継続する間は、背圧室１１ｃがタンクＴに連通される状況におかれてロック弁１１は開弁状態を維持し、免震用ダンパＤ１は、伸縮可能な状態を維持し、減衰力を発揮し続ける。

地震動が収まって、ダンパ本体１への振動入力が無くなる場合、レバー１４ｂが中立範囲検出ロッド７の凹部７ａ以外の部位に対向している状態では、第一開閉弁１４が開弁してロック弁１１が開弁可能であるので、免震用ダンパＤ１は伸縮可能な状態におかれる。この場合、構造物Ｓは元の位置とはずれた位置に変位しているので、免震支承装置Ｍが構造物Ｓを元の位置へ戻す復原力を発揮する。免震用ダンパＤ１は、伸縮可能な状態となっているので、減衰力を発揮するが復原力による構造物Ｓの元の位置への変位を許容し、構造物Ｓは元の位置へ戻される。地震動が収まった時に、摩擦力で構造物Ｓが元の位置に戻らなかった場合でも、免震用ダンパＤ１は、ロック状態にならないため、ジャッキ等で構造物Ｓを元の位置に戻す作業を妨げない。構造物Ｓが元の位置へ戻されるとレバー１４ｂが中立範囲検出ロッド７の凹部７ａに対向して第一開閉弁１４が閉弁し、ロック弁１１は、閉弁してダンパ本体１に大きな荷重が作用しないと開弁しないため、免震用ダンパＤ１はロック状態となる。よって、構造物Ｓが元の位置にある状況で免震用ダンパＤ１をロック状態として構造物Ｓを固定できる。

地震動が収まって、ダンパ本体１への振動入力が無くなる場合であって、レバー１４ｂが中立範囲検出ロッド７の凹部７ａに対向している状態では、第一開閉弁１４が閉弁し、ロック弁１１が閉弁してダンパ本体１に大きな荷重が作用しないと開弁しない。よって、この状況では、免震用ダンパＤ１はロック状態となる。レバー１４ｂが中立範囲検出ロッド７の凹部７ａに対向している状況では、ピストン３がシリンダ２に対して中立範囲に位置しており、構造物もほぼ元の位置に位置している状況である。よって、構造物が元の位置にある状況で免震用ダンパＤ１をロック状態として構造物を固定できる。

以上のように、本発明の免震用ダンパＤ１では、ダンパ本体１と、タンクＴと、整流通路８と、吸込通路９と、減衰通路１０と、減衰通路１０の途中に直列に設けたロック弁１１および調圧弁１２と、パイロット通路１３と、シリンダ２に対してピストン３が中立範囲にあると閉弁して中立範囲以外にあると開弁する第一開閉弁１４とを備えている。このように構成された免震用ダンパＤ１では、ロックが解除された状態で地震動が収束すると、自動的にピストン３がシリンダ２に対して中立範囲に位置する状態で自動的にロック状態となる。よって、本発明の免震用ダンパＤ１によれば、電力供給も人手による作業も必要とせずに、ロックが解除された状態からロック状態へ復帰できる。

さらに、免震用ダンパＤ１によれば、地震によって停電が発生しても構造物Ｓを地盤Ｇに固定でき、また、人手による復旧作業も必要ないので、地震後には速やかに構造物Ｓの風揺れを阻止できる。

また、本例の免震用ダンパＤ１では、第一開閉弁１４の閉弁を遅らせる遅延回路１５を備えている。このように免震用ダンパＤ１を構成すれば、地震動によってダンパ本体１が伸縮を継続してピストン３が中立範囲外から中立範囲を跨いで中立範囲外へ変位する際に、免震用ダンパＤ１は、ロック状態とならずに伸縮可能な状態を維持して減衰力を発揮できる。

さらに、本例の免震用ダンパＤ１では、遅延回路１５が遅延用通路１５ａ，１６と、遅延用通路１５ａ，１６の途中に並列に設けた逆止弁１５ｂ，１７と絞り弁１５ｃ，１８とを備えているので、第一開閉弁１４の閉弁動作は遅延されるが、開弁動作に当たっては速やかに開弁できる。また、本例の免震用ダンパＤ１では、第一開閉弁１４の開弁動作がスムーズになり、レバー１４ｂを押す中立範囲検出ロッド７に無理な負荷もかからない。

また、本例の免震用ダンパＤ１では、ピストンロッド４に連結される中立範囲検出ロッド７と、第一開閉弁１４における弁体１４ａに連結されるとともに中立範囲検出ロッド７に当接するレバー１４ｂとを備え、第一開閉弁１４がレバー１４ｂによって開閉する。このように免震用ダンパＤ１を構成すると、安価で且つ簡単な構造で免震用ダンパＤ１のロック状態の復帰と解除とをピストン３の位置に依存させられる。

＜第二の実施の形態＞
第二の実施の形態における免震用ダンパＤ２では、図４に示すように、第一の実施の形態の免震用ダンパＤ１の構造に、第一アンロード通路２１と、第一アンロード通路２１の途中に設けた第二開閉弁２２とを加えて備えて構成されている。

以下、免震用ダンパＤ２の第一の実施の形態の免震用ダンパＤ１と異なる部分について詳細説明する。

第一アンロード通路２１は、背圧室１１ｃをタンクＴへ連通しており、第二開閉弁２２は、背圧室１１ｃの圧力をパイロット圧として開弁するようになっている。

具体的には、第二開閉弁２２は、第一アンロード通路２１を開閉するスプール２２ａと、第一アンロード通路２１を閉鎖する位置へ向けてスプール２２ａを附勢するばね２２ｂと、内部の圧力でスプール２２ａを開弁方向へ附勢する圧力室２２ｃとを備えている。

本例の免震用ダンパＤ２にあっては、トリガ通路１９のリリーフ弁２０より下流に絞り弁２３が設けてあって、リリーフ弁２０と絞り弁２３との間の区間をスプール２２ａの図３中左端に設けた圧力室２２ｃに連通している。

つまり、リリーフ弁２０が開弁すると、トリガ通路１９を介して背圧室１１ｃの圧力が第二開閉弁２２における圧力室２２ｃへ伝搬して、スプール２２ａを後退させて第二開閉弁２２が開弁するようになっている。絞り弁２３は、圧力室２２ｃへ背圧室１１ｃの圧力をパイロット圧として導入するために設けてある。リリーフ弁２０が閉弁する状態では、背圧室１１ｃの圧力が圧力室２２ｃへ導入されず、第二開閉弁２２は閉弁状態を維持するようになっている。

このように構成された免震用ダンパＤ２では、リリーフ弁２０が開弁すると、第二開閉弁２２も開弁するので、背圧室１１ｃ内の圧力がタンク圧まで速やかに低下するため、ロック弁１１が速やかに開弁できるようになる。よって、第一の実施の形態の免震用ダンパＤ１に比較して第二の実施の形態の免震用ダンパＤ２では、ロック弁１１が速やかに開弁でき、ロック状態からロック解除状態へ速やかに移行できる。したがって、第二の実施の形態の免震用ダンパＤ２では、第一の実施の形態の免震用ダンパＤ１の効果に加えて、地震発生に伴って速やかなロック解除が可能となって免震支承装置Ｍによる免震効果を阻害しないので、高い免震効果が得られる。

＜第三の実施の形態＞
第三の実施の形態における免震用ダンパＤ３では、図５に示すように、第一の実施の形態の免震用ダンパＤ１の構造に、第二アンロード通路２４と、第二アンロード通路２４の途中に設けた第三開閉弁２５とを加えて備えて構成されている。

以下、免震用ダンパＤ３の第一の実施の形態の免震用ダンパＤ１と異なる部分について詳細説明する。

第二アンロード通路２４は、背圧室１１ｃをタンクＴへ連通しており、第三開閉弁２５は、減衰通路１０におけるロック弁１１と調圧弁１２との間の圧力をパイロット圧として開弁するようになっている。

具体的には、第三開閉弁２５は、第二アンロード通路２４を開閉する弁体２５ａと、第二アンロード通路２４を閉鎖する位置へ向けて弁体２５ａを附勢するばね２５ｂとを備えている。

第三開閉弁２５にあっては、減衰通路１０のロック弁１１の下流であって調圧弁１２の上流の圧力をパイロット圧として弁体２５ａへ開弁する方向へ作用させている。

つまり、ロック弁１１が開弁すると、減衰通路１０の調圧弁１２よりも上流の圧力が弁体２５ａに開弁させるように作用して、弁体２５ａが開弁位置へ移動して第三開閉弁２５が開弁するようになっている。ロック弁１１が閉弁する状態では、ロック弁１１の下流は圧力が低圧となっているので、弁体２５ａが閉弁位置を採るため、第三開閉弁２５は閉弁状態を維持するようになっている。

このように構成された免震用ダンパＤ３では、ロック弁１１が開弁すると、第三開閉弁２５も開弁するので、ロック弁１１が開弁する状態では常に背圧室１１ｃ内の圧力がタンク圧となる。よって、免震用ダンパＤ３のロックが解除されて伸縮を継続して減衰力を発揮している最中は、必ず第三開閉弁２５が開弁してロック弁１１の閉弁を阻止する。

よって、第三の実施の形態の免震用ダンパＤ３では、ロック弁１１が開弁後に伸縮が継続している場合には、確実にロック弁１１の閉弁が阻止されて、ロック解除状態を維持できる。したがって、第三の実施の形態の免震用ダンパＤ３では、第一の実施の形態の免震用ダンパＤ１の効果に加えて、地震発生に伴ってロックが解除されたのち、地震動が収束するまでは確実にロック解除状態を維持でき、免震支承装置Ｍによる免震効果を阻害しないので、高い免震効果が得られる。

なお、第二の実施の形態の免震用ダンパＤ２に第二アンロード通路２４と第三開閉弁２５の構成を加えた態様の採用も可能である。

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、および変更が可能である。

１・・・ダンパ本体、２・・・シリンダ、３・・・ピストン、４・・・ピストンロッド、７・・・中立範囲検出ロッド、８・・・整流通路、９・・・吸込通路、１０・・・減衰通路、１１・・・ロック弁、１１ａ・・・ロック弁における弁体、ｃ・・・背圧室、１２・・・調圧弁、１３・・・パイロット通路、１４・・・第一開閉弁、１４ｂ・・・レバー、１４ｅ・・・部屋、１５・・・遅延回路、１５ａ，１６・・・遅延用通路、１５ｂ，１７・・・逆止弁、１５ｃ，１８・・・絞り弁、２１・・・第一アンロード通路、２２・・・第二開閉弁、２４・・・第二アンロード通路、２５・・・第三開閉弁、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３・・・免震用ダンパ、Ｒ１・・・ロッド側室、Ｒ２・・・ピストン側室、Ｔ・・・タンク

Claims (4)

1. シリンダと、前記シリンダ内に摺動自在に挿入されて前記シリンダ内をロッド側室とピストン側室とに区画するピストンと、前記シリンダに挿入されるとともに前記ピストンに連結されるピストンロッドとを有するダンパ本体と、
   タンクと、
   前記ピストン側室から前記ロッド側室へ向かう液体の流れのみを許容する整流通路と、
   前記タンクから前記ピストン側室へ向かう液体の流れのみを許容する吸込通路と、
   前記ロッド側室を前記タンクに連通する減衰通路と、
   前記減衰通路の途中に直列に設けたロック弁および調圧弁と、
   前記ロック弁における弁体に背圧を作用させる背圧室を前記タンクに連通するパイロット通路と、
   前記パイロット通路の途中に、前記シリンダに対して前記ピストンが中立範囲にあると閉弁し、かつ、前記中立範囲以外にあると開弁する第一開閉弁とを備えた
   ことを特徴とする免震用ダンパ。
2. 前記第一開閉弁の閉弁を遅らせる遅延回路を備え、
   前記遅延回路は、
   前記第一開閉弁における弁体の背面側に設けた部屋を前記タンク或いは前記弁体の上流に連通する遅延用通路と、
   前記遅延用通路の途中に設けられて、前記部屋から前記タンク或いは前記第一開閉弁における弁体の上流へ向かう液体の流れのみを許容する逆止弁と、
   前記遅延用通路の途中に前記逆止弁と並列に設けられた絞り弁とを有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の免震用ダンパ。
3. 前記背圧室を前記タンクへ連通する第一アンロード通路と、
   前記第一アンロード通路の途中に設けられて前記背圧室の圧力で開弁する第二開閉弁とを備えた
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の免震用ダンパ。
4. 前記背圧室を前記タンクへ連通する第二アンロード通路と、
   前記第二アンロード通路の途中に設けられて前記ロック弁と前記調圧弁との間の圧力で開弁する第三開閉弁とを備えた
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の免震用ダンパ。

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