JP2019002434A - 免震用ダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】中小振幅の規模の地震の揺れに対して低い減衰力を発揮し、大振幅の地震の揺れに対して高い減衰力を発揮できるだけでなく、軽量かつ構造が簡単で安価な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Ｄ１１は、シリンダ１と、シリンダ１内に摺動自在に挿入されて伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２を仕切るピストン２と、シリンダ１に挿入されるとともにピストン２に連結されるロッド３と、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２にそれぞれ伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の容積よりも少ない体積の作動液体Ｏを充填して構成される。【選択図】図２

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移動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。免震装置は、上記のような免震支承装置の他に、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、この場合には、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。

免震装置は、地震が発生した場合に免震用ダンパの減衰力が小さければ小さいほど、地盤の振動の建物へ伝達しにくくなり、高い振動絶縁性を確保できる。一方、免震装置は、構造物が地盤に対して大きな振幅で移動するような大規模地震動に対しては、免震用ダンパが発生する減衰力によって構造物の移動を抑制し、免震支承装置からの構造物の脱落や、構造物と構造物の下端を取り囲む擁壁との衝突を回避する必要がある。

よって、免震装置では、小振幅の振動に対しては免震支承装置の振動絶縁性を阻害しないように免震用ダンパに減衰力を可能な限り発揮させず、大振幅の振動に対しては免震用ダンパに積極的に減衰力を発揮させるのが好ましい。

このような要求に応えるべく、一端に地盤とダンパ本体とを連結する連結装置を備えた免震用ダンパが提案されている。この免震用ダンパは、通常時では地盤とダンパ本体とを連結せず、構造物の地盤に対する振幅が大きくなると、ロックピンでダンパ本体と地盤とを連結してダンパ本体の伸縮を可能として減衰力を発揮させるようになっている（たとえば、特許文献１参照）。

また、伸側室と圧側室とに区画するピストンに伸側室と圧側室とを連通する通路を設けて、ピストンがシリンダに対して中立位置から予め設定された移動量以上移動すると通路を閉塞する蓋部材を備えた免震用ダンパの提案もある。この免震用ダンパでは、中小振幅の地震の揺れに対しては蓋部材によって通路が閉塞されず低い減衰力を発揮し、大振幅の地震の揺れに対しては蓋部材が通路を閉塞して高い減衰力を発揮する（たとえば、特許文献２参照）。

特開２０１３−８７８５３号公報 特開２０１７−２６０９５号公報

このような免震用ダンパを利用すれば、免震支承装置の振動絶縁性を損なうことなく大規模地震に対して免震用ダンパの減衰力の発揮で構造物の移動を抑制できる。しかしながら、大規模地震の発生によってダンパ本体を地盤に固定する複雑な構造の機構やダンパ内に減衰力を可変にする複雑な機構を設ける必要があるので、免震用ダンパの構造が複雑となるだけでなく、重量を招き、コストも高くなってしまう。

そこで、本発明は、中小振幅の規模の地震の揺れに対して低い減衰力を発揮し、大振幅の地震の揺れに対して高い減衰力を発揮できるだけでなく、軽量かつ構造が簡単で安価な免震用ダンパの提供を目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明の免震用ダンパは、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されて伸側室と圧側室を仕切るピストンと、シリンダに挿入されるとともにピストンに連結されるロッドと、伸側室と圧側室にそれぞれ伸側室と圧側室の容積よりも少ない体積の作動液体を充填して構成されている。このように構成された免震用ダンパでは、ピストンの中立位置からのストロークが小さいと伸側室と圧側室のうち圧縮される室の圧力上昇が抑えられて低い減衰力を発揮し、ストロークが大きいと伸側室と圧側室のうち圧縮される室の圧力上昇が制限されなくなるので高い減衰力を発揮できる。

また、免震用ダンパは、シリンダ外に設けられて作動液体を貯留して、ロッドのシリンダ内に出入りする体積を補償するタンク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にあっても、ピストンが中立位置のストロークが小さいと伸側室と圧側室のうち圧縮される室の圧力上昇が抑えられて低い減衰力を発揮し、ストロークが大きいと伸側室と圧側室のうち圧縮される室の圧力上昇が制限されなくなるので高い減衰力を発揮できる。

また、免震用ダンパは、シリンダに対してピストンが中立位置からの移動距離が所定ストローク範囲未満では発生減衰力を低くし、所定ストローク範囲以上では発生減衰力を高くするよう構成されてもよい。このように免震用ダンパを構成すると、所定ストローク範囲の設定で減衰力を高くするストローク量を決定できる。

さらに、免震用ダンパは、伸側室と圧側室に充填される作動液体の体積をシリンダに対してピストンが中立位置にある場合における伸側室と圧側室の容積の二分の一以上とするようにしてもよい。このように構成された免震用ダンパでは、ピストンが中立位置から減衰力を高めるまでの移動距離が中立位置からストロークエンドまでの距離の二分の一以下に設定できるので、構造物の擁壁への衝突を効果的に防止できる。

また、免震用ダンパは、シリンダに対してピストンが中立位置に配置されて静止すると伸側室と圧側室の作動液体の液面の高さを等しくする液面調整部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は、地震発生後に再度地震が発生した際に、ピストンの中立位置からの移動距離が設定された距離未満では伸長しても収縮しても必ず低い減衰力を発揮し、設定された距離以上となると伸長しても収縮しても必ず高い減衰力を発揮できる。また、地震が発生後に伸側室と圧側室の作動液体の量を調節するメンテナンス作業が不要となる。

さらに、免震用ダンパは、伸側室に収容されて伸側室内に気体が充填される伸側気室を形成するとともにピストンの伸側室を圧縮する方向の移動に伸側気室の容積が減少する伸側気室形成部材と、圧側室に収容されて圧側室内に気体が充填される圧側気室を形成するとともにピストンの圧側室を圧縮する方向の移動に圧側気室の容積が減少する圧側気室形成部材とを備え、作動液体がシリンダ内であって伸側気室および圧側気室を除く空間に充満されるように構成されてもよい。このように構成された免震用ダンパでは、伸側気室形成部材と圧側気室形成部材を停止させれば減衰力の高低の切換えが可能となるので、減衰力が切換わるピストンの中立位置からのストローク量を容易に設定できる。さらに、伸側気室と圧側気室とが互いに独立している場合には、液面調整部を設けなくともピストンが中立位置に静止すると作動液体は、伸側室と圧側室とに設定体積通りに充填された状態となる。よって、免震用ダンパは、地震発生後に再度地震が発生した際に、ピストンの中立位置からの移動距離が設定された距離未満では伸長しても収縮しても必ず低い減衰力を発揮し、設定された距離以上となると伸長しても収縮しても必ず高い減衰力を発揮できる。また、地震が発生後に伸側室と圧側室の作動液体の量を調節するメンテナンス作業が不要となる。

また、免震用ダンパは、伸側気室形成部材および圧側気室形成部材を内部に気体を収容したダイヤフラム或いはベローズとしてもよい。このように構成された免震用ダンパは、液面調整部を設けなくとも、地震発生後に再度地震が発生した際に、ピストンの中立位置からの移動距離が設定された距離未満では伸長しても収縮しても必ず低い減衰力を発揮し、設定された距離以上となると伸長しても収縮しても必ず高い減衰力を発揮できる。また、地震が発生後に伸側室と圧側室の作動液体の量を調節するメンテナンス作業が不要となる。

さらに、免震用ダンパは、伸側気室形成部材を伸側室内に移動自在に挿入されて伸側室内に伸側気室を区画するフリーピストンとして、圧側気室形成部材を圧側室内に移動自在に挿入されて圧側気室を区画するフリーピストンとしてもよい。このように構成された免震用ダンパでは、伸側気室形成部材と圧側気室形成部材を停止させれば減衰力の高低の切換えが可能となるので、減衰力が切換わるピストンの中立位置からのストローク量を容易に設定できる。さらに、伸側気室と圧側気室とが互いに独立している場合には、液面調整部を設けなくともピストンが中立位置に静止すると作動液体は、伸側室と圧側室とに設定体積通りに充填された状態となる。よって、免震用ダンパは、地震発生後に再度地震が発生した際に、ピストンの中立位置からの移動距離が設定された距離未満では伸長しても収縮しても必ず低い減衰力を発揮し、設定された距離以上となると伸長しても収縮しても必ず高い減衰力を発揮できる。また、地震が発生後に伸側室と圧側室の作動液体の量を調節するメンテナンス作業が不要となる。

また、免震用ダンパは、液面調整部が伸側室と圧側室とを連通するとともに第一通路と第一通路を開閉する調整弁とを有し、調整弁が弁体と弁体を附勢して弁体を開弁位置に位置決めるばねとを有し、伸側室と圧側室の圧力差が所定圧未満となると開弁するように構成されてもよい。

さらに、免震用ダンパは、液面調整部が伸側室とタンクとを連通する第二通路と、圧側室と前記タンクとを連通する第三通路と第二通路および第三通路を開閉する調整弁とを有し、調整弁が弁体と前記弁体を附勢して前記弁体を開弁位置に位置決めるばねとを有し、伸側室と圧側室の圧力差が所定圧未満となると開弁するように構成されてもよい。

そして、免震用ダンパは、液面調整部が伸側室と圧側室とを連通するとともに第一通路と伸側室とタンクとを連通する第二通路或いは圧側室と前記タンクとを連通する第三通路と第一通路および第二通路或いは第三通路を開閉する調整弁とを有し、調整弁が弁体と弁体を附勢して弁体を開弁位置に位置決めるばねとを有し、伸側室と前記圧側室の圧力差が所定圧未満となると開弁するように構成されてもよい。

よって、本発明の免震用ダンパによれば、中小振幅の規模の地震の揺れに対して低い減衰力を発揮し、大振幅の地震の揺れに対して高い減衰力を発揮できるだけでなく、軽量かつ構造が簡単で安価となる。

第一の実施の形態におけるダンパを免震装置とともに構造物と地盤との間に介装した状態における側面図である。 第一の実施の形態におけるダンパの断面図である。 調整弁の拡大断面図である。 第一の実施の形態におけるダンパの第一変形例の断面図である。 第一の実施の形態におけるダンパの第二変形例の断面図である。 第一の実施の形態におけるダンパの第三変形例の断面図である。 第一の実施の形態におけるダンパの第四変形例の断面図である。 第二の実施の形態におけるダンパの断面図である。 第二の実施の形態におけるダンパの第一変形例の断面図である。 第二の実施の形態におけるダンパの第二変形例の断面図である。 第二の実施の形態におけるダンパの第三変形例の断面図である。

以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。なお、以下に説明する各実施の形態の免震用ダンパにおいて共通する構成については同じ符号を付し、説明の重複を避けるために、一の実施の形態の免震用ダンパの説明において説明した構成については他の実施の形態の免震用ダンパにおける説明では詳細な説明を省略する。

＜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Ｄ１１は、図１に示すように、水平横置きにして積層ゴムで構成される免震装置Ｍとともに構造物Ｓと地盤Ｇとの間に介装される。なお、免震装置Ｍは、積層ゴムのほか、ボールアイソレータ等といった構造物Ｓの水平方向の移動を許容できるものを採用できる。

そして、免震用ダンパＤ１１は、図２に示すように、シリンダ１と、シリンダ１内に摺動自在に挿入されて伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２を仕切るピストン２と、シリンダ１に挿入されるとともにピストン２に連結されるロッド３と、シリンダ１内に充填される作動液体としての作動油Ｏとを備えている。

以下、免震用ダンパＤ１１の各部について詳細に説明する。シリンダ１は、一端がキャップＣによって閉塞されて、他端には、環状のロッドガイド４が装着されている。ピストン２は、シリンダ１内に摺動自在に挿入されており、シリンダ１内を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とに仕切っている。また、ロッド３は、一端がロッドガイド４内を通してシリンダ１内に移動自在に挿入されてピストン２に連結されるとともに他端はシリンダ１外に突出している。本例では、免震用ダンパＤ１１は、ロッド３が伸側室Ｒ１内にのみ挿通される所謂片ロッド型のダンパとされているが、圧側室Ｒ２にも挿通されてロッド３の両端がシリンダ１の両端側からそれぞれ外方へ突出する所謂両ロッド型のダンパとされていてもよい。キャップＣには、免震用ダンパＤ１１を構造物Ｓに設けた取付部Ｂｓに連結されるブラケットＢが設けられ、ロッド３の他端には地盤Ｇに設けた取付部Ｂｇに連結されるブラケット３ａが設けられている。

そして、伸側室Ｒ１には、シリンダ１に対してピストン２が中立位置にある状態における伸側室Ｒ１の容積より少ない体積の作動油Ｏが気体とともに充填されている。なお、シリンダ１に対するピストン２の中立位置は、ピストン２のシリンダ１に対するストローク範囲の中央とされており、必ずしもシリンダ１の中央に一致しなくともよい。他方の圧側室Ｒ２には、シリンダ１に対してピストン２が中立位置にある状態における圧側室Ｒ２の容積より少ない体積の作動油Ｏが気体とともに充填されている。具体的には、シリンダ１に対してピストン２が中立位置にある状態における伸側室Ｒ１の容積の十分の七の体積の油量の作動油Ｏが伸側室Ｒ１に充填されており、伸側室Ｒ１の残りの空間に気体が充填されている。さらに、シリンダ１に対してピストン２が中立位置にある状態における圧側室Ｒ２の容積の十分の七の体積の油量の作動油Ｏが圧側室Ｒ２に充填されており、圧側室Ｒ２の残りの空間に気体が充填されている。なお、伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２にされる作動油Ｏの油量は、それぞれ、伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２の容積の二分の一以上充填されていればよい。

なお、作動液体は、本例では、作動油Ｏとされているが、水や水溶液等といった他の液体とされてもよい。また、気体は、本例では、作動油Ｏの劣化を招かない窒素等の不活性ガスとされるとよいが、大気等、他の気体の利用も可能である。

また、ピストン２には、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する減衰通路５と、減衰通路５を通過する作動油Ｏの流れに抵抗を与える減衰弁６とが設けられている。なお、減衰弁６には、調圧弁、リリーフ弁や絞りといった種々の弁を利用できる。また、一方通行の減衰弁６を用いる場合には、減衰通路５を複数設けておき一部に伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう流体の流れのみを許容するものを設け、残りに反対向きの流体の流れのみを許容するものを設ければよい。さらに、ピストン２は、液面調整部として、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する第一通路７と、第一通路７の途中に設置される調整弁８とを備えている。

調整弁８は、図３に示すように、第一通路７の途中に設けられた第一通路７よりも大径な弁孔９に摺動自在に挿入される弁体１０と、弁体１０を附勢して弁体１０を開弁位置に位置決めるばね１１，１２とを備えて構成されている。弁体１０は、弁孔９の内周に摺接する胴部１０ａと、胴部１０ａの軸方向両端から軸方向へ突出し外径が第一通路７よりも大径な弁頭１０ｂ，１０ｃと、弁頭１０ｂの側方から開口して胴部１０ａを貫き弁頭１０ｃの側方へ開口する弁体通路１０ｄとを備えている。弁体１０における胴部１０ａは、軸方向両側から弁孔９内に収容されるばね１１，１２によって挟持されている。ばね１１，１２は、ともに圧縮された状態で弁孔９内に収容されており、弁体１０は、ばね１１，１２によって附勢されて弁孔９に対して中立位置に位置決められている。調整弁８は、弁体１０が中立位置にあると弁頭１０ｂ，１０ｃが第一通路７の弁孔９への図３中左右の開口部から離間しており、第一通路７を開放して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通状態に維持する。これに対して、弁体１０が図３中左方へ移動して弁頭１０ｂが第一通路７の弁孔９への開口部へ当接するか、弁体１０が図３中右方へ移動して弁頭１０ｃが第一通路７の弁孔９への開口部を当接すると、第一通路７が閉塞されて伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の第一通路７を介しての連通が絶たれる。

弁体１０は、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の圧力を受けており、伸側室Ｒ１の圧力によって図３中右方側へ押圧され、圧側室Ｒ２の圧力によって図３中左方側へ押圧されている。そして、伸側室Ｒ１の圧力と圧側室Ｒ２の圧力差が所定圧未満では弁体１０が第一通路７を閉塞するまで移動せず調整弁８は開弁状態となり、伸側室Ｒ１の圧力と圧側室Ｒ２の圧力差が所定圧以上になると弁体１０が第一通路７を閉塞する位置まで移動して調整弁８は閉弁状態となる。このように、調整弁８は、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の圧力差が所定圧未満となると開弁するようになっており、所定圧は、弁体１０が中立位置にある状態におけるばね１１，１２の附勢力である初期荷重とばね１１，１２のばね定数によって設定される。

また、本例では、第一通路７の設置位置は、ピストン２がシリンダ１に対して中立位置にあって、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２にそれぞれ充填される作動油Ｏの液面が等しくなった際に、丁度、第一通路７の図２中上下方向の幅に作動油Ｏの液面が位置するように設定してある。そして、免震用ダンパＤ１１が伸縮後にシリンダ１に対してピストン２が中立位置に復帰して静止すると、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の圧力差が少なくなって調整弁８が開弁する。すると、作動油Ｏの液面が伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とで偏りがあっても、調整弁８の開弁により伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とが連通状態となり、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２との間で作動油Ｏと気体とがやり取りされ、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の作動油Ｏの液面を等しくできる。

このように構成された免震用ダンパＤ１１の作動について説明する。ピストン２がシリンダ１に対して図２に示す中立位置から左方へ移動すると、ピストン２の移動に伴って伸側室Ｒ１が圧縮されて容積が減少して、伸側室Ｒ１内の圧力が上昇する。反対の圧側室Ｒ２は、ピストン２の移動に伴って容積が拡大するので減圧される。伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の圧力に差が生じて調整弁８が第一通路７を閉塞するため、第一通路７を介して伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２への作動油Ｏと気体の移動は規制される。ピストン２の移動による伸側室Ｒ１内の容積減少分は伸側室Ｒ１内の気体の体積の減少と減衰通路５を介しての作動油Ｏの排出により補償され、圧側室Ｒ２内の容積増大分は圧側室Ｒ２内の気体の体積の膨張と減衰通路５を介しての作動油Ｏの流入により補償される。ピストン２の中立位置からの移動距離が所定ストローク範囲未満では、伸側室Ｒ１内の気体の圧縮量と圧側室Ｒ２内の気体の膨張量が小さいために伸側室Ｒ１内の圧力上昇が抑制されるとともに圧側室Ｒ２内の圧力減少も抑制され、減衰通路５を通過する作動油量も少ない。よって、ピストン２の中立位置からの移動距離が所定ストローク範囲未満である場合、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の圧力差が小さく、免震用ダンパＤ１１は、低い減衰力を発揮する。

他方、ピストン２の中立位置からの移動距離が所定ストローク範囲以上となると、伸側室Ｒ１内の気体の圧縮量と圧側室Ｒ２内の気体の膨張量が大きく、減衰通路５を通過して伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ移動する作動油量も多くなる。そして、ピストン２の移動距離に応じて伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の圧力差も大きくなっていくので、免震用ダンパＤ１１は、ピストン２の中立位置からの移動距離に応じて高い減衰力を発揮するようになる。

また、ピストン２がシリンダ１に対して図２に示す中立位置から右方へ移動すると、ピストン２の移動に伴って圧側室Ｒ２が圧縮されて容積が減少して、圧側室Ｒ２内の圧力が上昇する。反対の伸側室Ｒ１は、ピストン２の移動に伴って容積が拡大するので減圧される。圧側室Ｒ２と伸側室Ｒ１の圧力に差が生じて調整弁８が第一通路７を閉塞するため、第一通路７を介して圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１への作動油Ｏと気体の移動は規制される。ピストン２の移動による圧側室Ｒ２内の容積減少分は圧側室Ｒ２内の気体の体積の減少と減衰通路５を介しての作動油Ｏの排出により補償され、伸側室Ｒ１内の容積増大分は伸側室Ｒ１内の気体の体積の膨張と減衰通路５を介しての作動油Ｏの流入により補償される。ピストン２の中立位置からの移動距離が所定ストローク範囲未満では、圧側室Ｒ２内の気体の圧縮量と伸側室Ｒ１内の気体の膨張量が小さいために圧側室Ｒ２内の圧力上昇は抑制されるとともに伸側室Ｒ１内の圧力減少も抑制され、減衰通路５を通過する作動油量も少ない。よって、ピストン２の中立位置からの移動距離が所定ストローク範囲未満である場合、圧側室Ｒ２と伸側室Ｒ１の圧力差が小さく、免震用ダンパＤ１１は、低い減衰力を発揮する。

他方、ピストン２の中立位置からの移動距離が所定ストローク範囲以上となると、圧側室Ｒ２内の気体の圧縮量と伸側室Ｒ１内の気体の膨張量が大きく、減衰通路５を通過して圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ移動する作動油量も多くなる。そして、ピストン２の移動距離に応じて圧側室Ｒ２と伸側室Ｒ１の圧力差も大きくなっていくので、免震用ダンパＤ１１は、ピストン２の中立位置からの移動距離に応じて高い減衰力を発揮するようになる。

このように本例の免震用ダンパＤ１１は、ピストン２が中立位置から移動して伸長しても収縮しても所定ストローク範囲未満でのストロークでは伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２のうち圧縮される室の圧力上昇が抑えられて低い減衰力を発揮し、所定ストローク範囲以上のストロークでは伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２のうち圧縮される室の圧力上昇が妨げられなくなるので高い減衰力を発揮できる。なお、所定ストローク範囲は、免震用ダンパＤ１１を設置する構造物Ｓの地盤Ｇに対するストローク限界等によって適するように設定されればよい。所定ストローク範囲は、伸側室Ｒ１の容積に対する伸側室Ｒ１における作動油Ｏの体積の割合と伸側室Ｒ１の気体の圧力の調節と、圧側室Ｒ２の容積に対する圧側室Ｒ２における作動油Ｏの体積の割合と圧側室Ｒ２の気体の圧力の調節によって設定できる。また、本例では、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２に気体を充填しているが、気体を充填せず真空としても免震用ダンパＤ１１は、同様の作動を呈する。真空とする場合には、所定ストローク範囲は、伸側室Ｒ１の容積に対する伸側室Ｒ１における作動油Ｏの体積の割合の調節と、圧側室Ｒ２の容積に対する圧側室Ｒ２における作動油Ｏの体積の割合の調節で設定すればよい。

よって、本例の免震用ダンパＤ１１にあっては、ピストン２の中立位置からの移動距離が小さくなる中小振幅の規模の地震の揺れに対しては、低い減衰力を発揮し、大振幅の地震の揺れに対しては高い減衰力を発揮できる。また、免震用ダンパＤ１１は、ピストン２の中立位置からの移動距離により低い減衰力と高い減衰力を切換えるのに際して、複雑な機構の装置を利用せずに済むので、免震用ダンパＤ１１は、軽量かつ構造が簡単で安価となる。以上より、本発明の免震用ダンパＤ１１によれば、中小振幅の規模の地震の揺れに対して低い減衰力を発揮し、大振幅の地震の揺れに対して高い減衰力を発揮できるとともに、免震用ダンパＤ１１は、軽量かつ構造が簡単で安価となる。

また、本例の免震用ダンパＤ１１にあっては、シリンダ１に対してピストン２の中立位置からの移動距離が所定ストローク範囲未満では発生減衰力を低くし、所定ストローク範囲以上では発生減衰力を高くするようになっている。このように免震用ダンパＤ１１を構成すると、所定ストローク範囲の設定で減衰力を高くするストローク量を決定できる。

さらに、本例の免震用ダンパＤ１１では、シリンダ１に対してピストン２が中立位置に配置されて静止すると伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の作動油Ｏの液面の高さを等しくする液面調整部を備えている。このように構成された免震用ダンパＤ１１では、地震動が収まって免震用ダンパＤ１１が免震装置Ｍによってピストン２が中立位置に復帰して静止すると、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の作動油Ｏの液面の高さに偏りがあってもこれを等しくさせる。よって、次回に地震が発生した際に、免震用ダンパＤ１１は、ピストン２の中立位置からの移動距離が設定された距離（所定ストローク範囲）未満では伸長しても収縮しても必ず低い減衰力を発揮し、設定された距離（所定ストローク範囲）以上となると伸長しても収縮しても必ず高い減衰力を発揮できる。したがって、このように構成された免震用ダンパＤ１１では、地震が発生後に伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の作動油Ｏの量を調節するメンテナンス作業が不要となる。

さらに、本例の免震用ダンパＤ１１では、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２にそれぞれ充填される作動油Ｏの体積を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の容積の二分の一以上としているので、減衰力が高くなるピストン２の中立位置からの移動距離は、ピストン２の中立位置からストロークエンドまでの距離の二分の一以下となるので、構造物Ｓの擁壁への衝突を効果的に防止できる。

なお、前述したところでは、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２に作動液体として作動油Ｏを充填するとともに気体を直接充填しているが、図４に示した第一の実施の形態の一変形例における免震用ダンパＤ１２のように、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２にそれぞれ気体が充填される伸側気室Ｇ１と圧側気室Ｇ２を形成する伸側気室形成部材１３と圧側気室形成部材１４を設けて、液面調整部を廃止してもよい。

伸側気室形成部材１３は、シリンダ１内に摺動自在に挿入されるとともに内周にロッド３が摺動自在に挿入される環状のフリーピストンとされており、ロッドガイド４との間に気体が充填される伸側気室Ｇ１を形成している。また、シリンダ１の内周には、伸側気室形成部材１３の図４中左方側への移動を規制するストッパ１５が装着されている。伸側気室形成部材１３は、ピストン２がシリンダ１に対して中立位置に配置される状態では、ストッパ１５から離間しており、ピストン２が図４中左方へ移動すると伸側気室Ｇ１を圧縮しつつ左方へ移動する。

圧側気室形成部材１４は、シリンダ１内に摺動自在に挿入される円盤状のフリーピストンとされており、シリンダ１の一端を閉塞するキャップＣとの間に気体が充填される圧側気室Ｇ２を形成している。また、シリンダ１の内周には、圧側気室形成部材１４の図４中右方側への移動を規制するストッパ１６が装着されている。圧側気室形成部材１４は、ピストン２がシリンダ１に対して中立位置に配置される状態では、ストッパ１６から離間しており、ピストン２が図４中右方へ移動すると圧側気室Ｇ２を圧縮しつつ右方へ移動する。

このように構成される免震用ダンパＤ１２では、伸側気室形成部材１３がストッパ１５に当接するまでは左方へ移動できる。そして、ピストン２が中立位置から図４中左方への移動距離が所定ストローク範囲に達するまでは、伸側気室形成部材１３がストッパ１５に当接せず、所定ストローク範囲に達すると伸側気室形成部材１３がストッパ１５に当接するようになっている。

よって、免震用ダンパＤ１２が伸長する際に、ピストン２が中立位置から所定ストローク範囲未満でストロークする場合には、伸側気室形成部材１３がピストン２の移動に応じて同方向へ移動するから伸側室Ｒ１内の圧力は然程上昇しない。また、圧側気室形成部材１４がピストン２の移動に応じて同方向へ移動するから圧側室Ｒ２内の圧力は然程減少しない。このようにピストン２が中立位置から所定ストローク範囲未満でストロークする場合には、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の圧力差は小さいため、免震用ダンパＤ１２が発揮する減衰力は低くなる。

他方、ピストン２の中立位置からの左方への移動距離が所定ストローク範囲以上となると、伸側気室形成部材１３は、ストッパ１５に当接してそれ以上伸側気室Ｇ１を圧縮する方向へ移動できなくなる。すると、ピストン２の移動によって伸側室Ｒ１内の作動油Ｏが圧縮されて伸側室Ｒ１における作動油Ｏが充填されている空間の圧力が大きく上昇し減衰通路５を通過して伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ移動する作動油量も多くなる。また、圧側気室形成部材１４は、ピストン２の移動に応じて同方向へ移動するが圧側気室Ｇ２の容積拡大により圧側室Ｒ２内の圧力もピストン２が所定ストローク範囲未満で移動する場合よりも減少する。よって、ピストン２の中立位置からの移動距離が所定ストローク範囲以上となると、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の圧力差が大きくなって、免震用ダンパＤ１２は、高い減衰力の発揮で自身の伸長を妨げるようになる。

また、免震用ダンパＤ１２では、圧側気室形成部材１４がストッパ１６に当接するまでは右方へ移動できる。そして、ピストン２が中立位置からの図４中右方への移動距離が所定ストローク範囲に達するまでは、圧側気室形成部材１４がストッパ１６に当接せず、所定ストローク範囲に達すると圧側気室形成部材１４がストッパ１６に当接するようになっている。

よって、免震用ダンパＤ１２が収縮する際に、ピストン２が中立位置から所定ストローク範囲未満でストロークする場合には、圧側気室形成部材１４がピストン２の移動に応じて同方向へ移動するから圧側室Ｒ２内の圧力は然程上昇しない。また、伸側気室形成部材１３がピストン２の移動に応じて同方向へ移動するから伸側室Ｒ１内の圧力は然程減少しない。このようにピストン２が中立位置から所定ストローク範囲未満でストロークする場合には、圧側室Ｒ２と伸側室Ｒ１の圧力差は小さいため、免震用ダンパＤ１２が発揮する減衰力は低くなる。

他方、ピストン２の中立位置から右方への移動距離が所定ストローク範囲以上となると、圧側気室形成部材１４は、ストッパ１６に当接してそれ以上圧側気室Ｇ２を圧縮する方向へ移動できなくなる。すると、ピストン２の移動によって圧側室Ｒ２内の作動油Ｏが圧縮されて圧側室Ｒ２における作動油Ｏが充填されている空間の圧力が大きく上昇し減衰通路５を通過して圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ移動する作動油量も多くなる。また、伸側気室形成部材１３は、ピストン２の移動に応じて同方向へ移動するが伸側気室Ｇ１の容積拡大により伸側室Ｒ１内の圧力もピストン２が所定ストローク範囲未満で移動する場合よりも減少する。よって、ピストン２の中立位置からの移動距離が所定ストローク範囲以上となると、圧側室Ｒ２と伸側室Ｒ１の圧力差が大きくなって、免震用ダンパＤ１２は、高い減衰力の発揮で自身の収縮を妨げるようになる。

また、この免震用ダンパＤ１２では、伸長時には伸側気室形成部材１３がストッパ１５に当接するまでは低い減衰力を発揮し、収縮時には圧側気室形成部材１４がストッパ１６に当接するまでは低い減衰力を発揮するので、ストッパ１５，１６によって減衰力の高低の切換えができる。したがって、ストッパ１５，１６の設置位置によって所定ストローク範囲を容易に設定できる。つまり、伸側気室形成部材１３と圧側気室形成部材１４を停止させるようにすれば、減衰力の高低の切換えが可能となるので、減衰力が切換わるピストン２の中立位置からのストローク量を容易に設定できる。ストッパ１５は、ロッドガイド４或いは伸側気室形成部材１３に設けてもよいし、ストッパ１６は、キャップＣ或いは圧側気室形成部材１４に設けてもよい。なお、ストッパ１５，１６を設けない場合、所定ストローク範囲の設定は免震用ダンパＤ１１と同様に設定できる。つまり、ピストン２が中立位置にある状態での伸側室Ｒ１の容積に対する伸側気室Ｇ１の容積の割合と伸側気室Ｇ１内の気体の圧力の調節と、ピストン２が中立位置にある状態での圧側室Ｒ２の容積に対する圧側気室Ｇ２の容積の割合と圧側気室Ｇ２内の気体の圧力の調節によって所定ストローク範囲を設定できる。

また、図５に示す免震用ダンパＤ１３のように、伸側気室形成部材１３は、ピストン２との間に伸側気室Ｇ１を形成し、圧側気室形成部材１４は、ピストン２との間に圧側気室Ｇ２を形成してもよい。この場合、ピストン２の両側にそれぞれに伸側気室形成部材１３と圧側気室形成部材１４へ向けて突出するストッパ１７，１８を設けておけば、ストッパ１７，１８の軸方向長さによって減衰力の高低を切換える所定ストローク範囲の設定を行える。なお、伸側気室Ｇ１と圧側気室Ｇ２に、伸側気室形成部材１３と圧側気室形成部材１４をそれぞれピストン２が中立位置に復帰した際にもとの位置に戻す弾性体を設けてもよい。また、免震用ダンパＤ１３のようにピストン２と伸側気室形成部材１３との間に伸側気室Ｇ１を設け、ピストン２と圧側気室形成部材１４との間に圧側気室Ｇ２を設ける場合には、図示したように減衰通路５と減衰弁６をシリンダ１外に設けてもよい。

さらに、図６に示す免震用ダンパＤ１４のように、ロッド３或いはピストン２に伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の一部として機能する空間を形成して、これら空間にそれぞれ伸側気室形成部材１９と圧側気室形成部材２０を挿入して伸側気室Ｇ１と圧側気室Ｇ２を形成してもよい。このようにすると、伸側気室形成部材１９、圧側気室形成部材２０、伸側気室Ｇ１および圧側気室Ｇ２は、免震用ダンパＤ１４のストローク長に与える影響が少なくなるので、免震用ダンパＤ１４の全長を短くしつつも必要なストローク長を確保しやすくなる。

また、図７に示す免震用ダンパＤ１５のように、伸側気室形成部材２１と圧側気室形成部材２２は、内部空間でそれぞれ伸側気室Ｇ１と圧側気室Ｇ２を形成するとともに外部から作用する圧力によって伸側気室Ｇ１と圧側気室Ｇ２を拡縮できる容器であってもよい。容器は、ゴム等の弾性体やベローズ等で形成されればよい。

なお、免震用ダンパＤ１２，Ｄ１３，Ｄ１４，Ｄ１５では、伸側気室Ｇ１と圧側気室Ｇ２とに気体が収容されており、伸側気室Ｇ１と圧側気室Ｇ２とが互いに独立しているので、液面調整部を設けなくともピストン２が中立位置に静止すると作動油Ｏは、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とに設定体積通りに充填された状態となる。よって、次回に地震が発生した際に、免震用ダンパＤ１２，Ｄ１３，Ｄ１４，Ｄ１５は、ピストン２の中立位置からの移動距離が設定された距離（所定ストローク範囲）未満では伸長しても収縮しても必ず低い減衰力を発揮し、設定された距離（所定ストローク範囲）以上となると伸長しても収縮しても必ず高い減衰力を発揮できる。したがって、このように構成された免震用ダンパＤ１２，Ｄ１３，Ｄ１４，Ｄ１５では、地震が発生後に伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の作動油Ｏの量を調節するメンテナンス作業が不要となる。

＜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Ｄ２１は、図８に示すように、シリンダ１と、シリンダ１内に摺動自在に挿入されて伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２を仕切るピストン２と、シリンダ１に挿入されるとともにピストン２に連結されるロッド３と、シリンダ１の外周を覆ってシリンダ１との間の環状隙間でタンクＴを形成する外筒３０と、シリンダ１内およびタンクＴに充填される作動液体としての作動油Ｏとを備えている。

以下、免震用ダンパＤ２１の各部について詳細に説明する。シリンダ１の一端には、バルブケース３１が嵌合されており、他端にはロッドガイド４が嵌合されている。外筒３０の一端は、構造物Ｓに設けた取付部Ｂｓに連結されるブラケット３２ａを備えてキャップ３２によって閉塞され、外筒３０の他端の内周にはロッドガイド４が装着されている。シリンダ１は、外筒３０に装着されるロッドガイド４とキャップ３２に当接するバルブケース３１によって挟持されて外筒３０内に収容されつつ固定されている。

ピストン２は、シリンダ１内に摺動自在に挿入されており、シリンダ１内を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とに仕切っている。また、ロッド３は、ロッドガイド４内を通してシリンダ１内に移動自在に挿入されてピストン２に連結されるとともに、他端がシリンダ１外に突出している。本例では、免震用ダンパＤ２１は、ロッド３が伸側室Ｒ１内にのみ挿通される所謂片ロッド型のダンパとされているが、圧側室Ｒ２にも挿通されてロッド３の両端がシリンダ１の両端側からそれぞれ外方へ突出する所謂両ロッド型のダンパとされもよい。

そして、免震用ダンパＤ１１と同様に、伸側室Ｒ１には、シリンダ１に対してピストン２が中立位置にある状態における伸側室Ｒ１の容積より少ない体積の作動油Ｏが気体とともに充填されている。他方の圧側室Ｒ２には、シリンダ１に対してピストン２が中立位置にある状態における圧側室Ｒ２の容積より少ない体積の作動油Ｏが気体とともに充填されている。シリンダ１に対してピストン２が中立位置にある状態で、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の作動油Ｏの液面とタンクＴにおける作動油Ｏの液面とが一致するように、タンクＴにも作動油Ｏと気体とが充填されている。

なお、本例では、シリンダ１に対してピストン２が中立位置にある状態における伸側室Ｒ１の容積の十分の七の体積の油量の作動油Ｏが伸側室Ｒ１に充填されており、伸側室Ｒ１の残りの空間に気体が充填されている。さらに、シリンダ１に対してピストン２が中立位置にある状態における圧側室Ｒ２の容積の十分の七の体積の油量の作動油Ｏが圧側室Ｒ２に充填されており、圧側室Ｒ２の残りの空間に気体が充填されている。なお、伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２にされる作動油Ｏの油量は、それぞれ、伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２の容積の二分の一以上充填されていればよい。

また、ピストン２には、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する減衰通路５と、減衰通路５を通過する作動油Ｏの流れに抵抗を与える減衰弁６とが設けられている。さらに、バルブケース３１には、圧側室Ｒ２とタンクＴとを連通する減衰通路３３と、減衰通路３３を通過する作動油Ｏの流れに抵抗を与える減衰弁３４と、タンクＴから圧側室Ｒ２へ向かう流体の流れのみを許容する吸込通路３５とが設けられている。なお、減衰弁３４には、減衰弁６と同様に種々の構造の減衰弁を利用でき、減衰弁３４は、圧側室Ｒ２からタンクＴへ向かう流体の流れのみを許容するものでもよい。

また、ピストン２は、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する第一通路７と、第一通路７の途中に設置される調整弁８とを備えている。ロッドガイド４は、伸側室Ｒ１とタンクＴとを連通する第二通路３６と、第二通路３６の途中に設置される調整弁３７とを備えている。調整弁３７は、調整弁８と同様の構成とされている。液面調整部は、本例では、第一通路７、調整弁８、第二通路３６および調整弁３７とで構成されており、伸側室Ｒ１とタンクＴの圧力差が所定圧未満となると開弁するようになっている。

また、第二通路３６の設置位置は、ピストン２がシリンダ１に対して中立位置にあって、伸側室Ｒ１、圧側室Ｒ２およびタンクＴにそれぞれ充填される作動油Ｏの液面が等しい場合に、丁度、第二通路３６の図８中上下方向の幅に作動油Ｏの液面が位置するように設定してある。そして、免震用ダンパＤ２１が静止状態となると伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の圧力差が少なく調整弁８が開弁し、伸側室Ｒ１とタンクＴの圧力差が少なく調整弁３７が開弁する。これにより、免震用ダンパＤ２１が伸縮後にシリンダ１に対してピストン２が中立位置に復帰した際に作動油Ｏの液面が伸側室Ｒ１、圧側室Ｒ２およびタンクＴで差ができても、調整弁８，３７の開弁によって伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とが第一通路７で連通され、伸側室Ｒ１とタンクＴとが第二通路３６によって連通されるので伸側室Ｒ１、圧側室Ｒ２およびタンクＴの作動油Ｏの液面の高さを等しくできる。

このように構成された免震用ダンパＤ２１の作動について説明する。ピストン２がシリンダ１に対して図８に示す中立位置から左方へ移動すると、ピストン２の移動に伴って伸側室Ｒ１が圧縮されて容積が減少して、伸側室Ｒ１内の圧力が上昇する。反対の圧側室Ｒ２は、ピストン２の移動に伴って容積が拡大するので吸込通路３５を通じてタンクＴから作動油Ｏが供給される。伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の圧力に差が生じて調整弁８が第一通路７を閉塞するため、第一通路７を介して伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２への作動油Ｏと気体の移動は規制される。また、伸側室Ｒ１とタンクＴの圧力に差が生じて調整弁３７が第二通路３６を閉塞するため、第二通路３６を介して伸側室Ｒ１からタンクＴへの作動油Ｏと気体の移動は規制される。

ピストン２の移動による伸側室Ｒ１内の容積減少分は伸側室Ｒ１内の気体の体積の減少により補償され、圧側室Ｒ２内の容積増大分はタンクＴからの作動油Ｏの供給により補償される。ピストン２の中立位置からの移動距離が所定ストローク範囲未満では、伸側室Ｒ１内の気体の圧縮量が小さいために伸側室Ｒ１内の圧力上昇が抑制され、圧側室Ｒ２内はタンクＴと略等圧となり圧力減少が小さいために減衰通路５を通過する作動油量も少ない。よって、ピストン２の中立位置からの移動距離が所定ストローク範囲未満である場合、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の圧力差が小さく免震用ダンパＤ２１は、低い減衰力を発揮する。

他方、ピストン２の中立位置からの移動距離が所定ストローク範囲以上となると、伸側室Ｒ１内の気体の圧縮量が大きく、減衰通路５を通過して伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ移動する作動油量も多くなる。そして、ピストン２の移動距離に応じて伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の圧力差も大きくなっていくので、免震用ダンパＤ２１は、ピストン２の中立位置からの移動距離に応じて高い減衰力を発揮するようになる。

また、ピストン２がシリンダ１に対して図２に示す中立位置から右方へ移動すると、ピストン２の移動に伴って圧側室Ｒ２が圧縮されて容積が減少して、圧側室Ｒ２内の圧力が上昇する。反対の伸側室Ｒ１は、ピストン２の移動に伴って容積が拡大するので減圧される。圧側室Ｒ２と伸側室Ｒ１の圧力に差が生じて調整弁８が第一通路７を閉塞するため、第一通路７を介して圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１への作動油Ｏと気体の移動は規制される。また、伸側室Ｒ１とタンクＴの圧力に差が生じて調整弁３７が第二通路３６を閉塞するため、第二通路３６を介してタンクＴから伸側室Ｒ１への作動油Ｏと気体の移動は規制される。

ピストン２の移動による圧側室Ｒ２内の容積減少分は圧側室Ｒ２内の気体の体積の減少と減衰通路５，３３を介して作動油Ｏの排出により補償され、伸側室Ｒ１内の容積増大分は減衰通路５を介しての作動油Ｏの流入と伸側室Ｒ１内の気体の体積の膨張により補償される。ピストン２の中立位置からの移動距離が所定ストローク範囲未満では、圧側室Ｒ２内の気体の圧縮量と伸側室Ｒ１内の気体の膨張量が小さいために圧側室Ｒ２内の圧力上昇は抑制されるとともに伸側室Ｒ１内の圧力減少も抑制され、減衰通路５，３３を通過する作動油量も少ない。よって、ピストン２の中立位置からの移動距離が所定ストローク範囲未満である場合、圧側室Ｒ２と伸側室Ｒ１の圧力差が小さいから、免震用ダンパＤ２１は低い減衰力を発揮する。

他方、ピストン２の中立位置からの移動距離が所定ストローク範囲以上となると、圧側室Ｒ２内の気体の圧縮量と伸側室Ｒ１内の気体の膨張量が大きく、減衰通路５，３３を通過して圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１およびタンクＴへ移動する作動油量も多くなる。そして、ピストン２の移動距離に応じてシリンダ１内の圧力が大きくなっていくので、免震用ダンパＤ２１は、ピストン２の中立位置からの移動距離に応じて高い減衰力を発揮するようになる。

このように第二の実施の形態における免震用ダンパＤ２１は、ピストン２が中立位置から移動して伸長しても収縮しても所定ストローク範囲未満でのストロークでは低い減衰力を発揮し、所定ストローク範囲以上のストロークでは高い減衰力を発揮できる。なお、所定ストローク範囲は、免震用ダンパＤ２１を設置する構造物Ｓの地盤Ｇに対するストローク限界等によって適するように設定されればよい。所定ストローク範囲は、伸側室Ｒ１の容積に対する伸側室Ｒ１における作動油Ｏの体積の割合と伸側室Ｒ１の気体の圧力の調節と、圧側室Ｒ２の容積に対する圧側室Ｒ２における作動油Ｏの体積の割合と圧側室Ｒ２の気体の圧力の調節によって設定できる。また、本例では、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２に気体を充填しているが、気体を充填せず真空としても免震用ダンパＤ１１は、同様の作動を呈する。真空とする場合には、所定ストローク範囲は、伸側室Ｒ１の容積に対する伸側室Ｒ１における作動油Ｏの体積の割合の調節と、圧側室Ｒ２の容積に対する圧側室Ｒ２における作動油Ｏの体積の割合の調節で設定すればよい。

よって、本例の免震用ダンパＤ２１にあっては、ピストン２の中立位置からの移動距離が小さくなる中小振幅の規模の地震の揺れに対しては、低い減衰力を発揮し、大振幅の地震の揺れに対しては高い減衰力を発揮できる。また、免震用ダンパＤ２１は、ピストン２の中立位置からの移動距離によって低い減衰力と高い減衰力を切換えるのに際して、複雑な機構の装置を利用せずに済むので、免震用ダンパＤ２１は、軽量かつ構造が簡単で安価となる。以上より、本発明の免震用ダンパＤ２１によれば、中小振幅の規模の地震の揺れに対して低い減衰力を発揮し、大振幅の地震の揺れに対して高い減衰力を発揮できるとともに、免震用ダンパＤ２１が軽量かつ構造が簡単で安価となる。

また、本例の免震用ダンパＤ２１にあっては、シリンダ１に対してピストン２が中立位置からの移動距離が所定ストローク範囲未満では発生減衰力を低くし、所定ストローク範囲以上では発生減衰力を高くするようになっている。このように免震用ダンパＤ２１を構成すると、所定ストローク範囲の設定で減衰力を高くするストローク量を決定できる。

また、本例の免震用ダンパＤ２１においても、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２にそれぞれ充填される作動油Ｏの体積を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の容積の二分の一以上とするとよい。このように本例の免震用ダンパＤ２１を構成すれば、ピストン２が中立位置からストロークエンドまでの距離の二分の一以下のストロークで高い減衰力を発揮できるようになり、構造物Ｓの擁壁への衝突を効果的に防止できる。

さらに、本例の免震用ダンパＤ２１では、シリンダ１に対してピストン２が中立位置に配置されて静止すると、調整弁８と調整弁３７が開弁するので、伸側室Ｒ１、圧側室Ｒ２およびタンクＴが第一通路７と第二通路３６によって連通状態とされる。このように構成された免震用ダンパＤ２１では、地震動が収まって免震用ダンパＤ２１が免震装置Ｍによってピストン２が中立位置に復帰して静止すると、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の作動油Ｏの液面の高さに偏りがあってもこれを等しくさせる。よって、次回に地震が発生した際に、免震用ダンパＤ２１は、ピストン２の中立位置からの移動距離が設定された距離（所定ストローク範囲）未満では伸長しても収縮しても必ず低い減衰力を発揮し、設定された距離（所定ストローク範囲）以上となると伸長しても収縮しても必ず高い減衰力を発揮できる。したがって、このように構成された免震用ダンパＤ２１では、地震が発生後に伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の作動油Ｏの量を調節するメンテナンス作業が不要となる。

なお、図９に示す第二の実施の形態の一変形例の免震用ダンパＤ２２のように、第二通路３６の設置に代えて、バルブケース３１に対して圧側室Ｒ２とタンクＴとを連通する第三通路３８と、第三通路３８の途中に設置した調整弁３９を設けてもよい。液面調整部は、シリンダ１に対してピストン２が中立位置に配置されて静止すると、伸側室Ｒ１、圧側室Ｒ２およびタンクＴを連通状態とすればよいので、第一通路７、第二通路３６および第三通路３８の全部或いは任意の二つの通路と、各通路に設けた調整弁とで構成されればよい。

また、図１０に示す第二の実施の形態の一変形例の免震用ダンパＤ２３のように、伸側室Ｒ１とタンクＴとを途中に減衰弁４１を備える減衰通路４０で連通して、ピストン２には圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう流体の流れのみを許容する整流通路４２を設けてもよい。この場合、免震用ダンパＤ２３は、伸縮時にシリンダ１から減衰通路４０を通じてタンクＴへ作動油Ｏが排出されるユニフロー型のダンパに設定される。このように構成しても免震用ダンパＤ２３は、免震用ダンパＤ２１と同様に、ピストン２が中立位置から移動して伸長しても収縮しても所定ストローク範囲未満でのストロークでは低い減衰力を発揮し、所定ストローク範囲以上のストロークでは高い減衰力を発揮できる。

さらに、この第二の実施の形態の免震用ダンパＤ２１，Ｄ２２，Ｄ２３に対しても、免震用ダンパＤ１２，Ｄ１３のように伸側気室形成部材と圧側気室形成部材をフリーピストンとして伸側室Ｒ１内に伸側気室Ｇ１を形成し、圧側室Ｒ２内に圧側気室Ｇ２を形成する構造を採用できる。この場合、図１１に示した免震用ダンパＤ２４のように、シリンダ１内に摺動自在に挿入される伸側気室形成部材５０と圧側気室形成部材５１を設けて伸側気室Ｇ３と圧側気室Ｇ４を形成してもよい。

詳細には、伸側気室形成部材５０は、シリンダ１内に摺動自在に挿入されるとともに内周にロッド３が摺動自在に挿入される環状のフリーピストンとされており、ロッドガイド４との間に気体が充填される伸側気室Ｇ３を形成している。伸側気室Ｇ３内には、ロッドガイド４と伸側気室形成部材５０との間に介装されるばね部材５２が収容されている。また、伸側気室Ｇ３は、タンクＴの作動油Ｏの液面より上方の気体が充填される空間に連通されている。

圧側気室形成部材５１は、シリンダ１内に摺動自在に挿入されるとともに内周にバルブケース３１に設けた円柱状のガイド軸３１ａが摺動自在に挿入される環状のフリーピストンとされており、バルブケース３１との間に気体が充填される圧側気室Ｇ４を形成している。圧側気室Ｇ４内には、バルブケース３１と圧側気室形成部材５１との間に介装されるばね部材５３が収容されている。また、圧側気室Ｇ４は、タンクＴの作動油Ｏの液面より上方の気体が充填される空間に連通されている。

この免震用ダンパＤ２４におけるバルブケース３１は、圧側室Ｒ２側へ向けて突出するガイド軸３１ａを備えており、圧側室Ｒ２とタンクＴとを連通する減衰通路３３と吸込通路３５はガイド軸３１ａの先端に開口しており、圧側気室形成部材５１によって閉塞されないよう配慮されている。

このように免震用ダンパＤ２４では、伸側気室Ｇ３と圧側気室Ｒ４は、免震用ダンパＤ２４が伸縮してタンクＴ内の作動油Ｏの液面が上下しても常にタンクＴ内の気体が充填されている空間に連通されるようになっている。このように伸側気室Ｇ３と圧側気室Ｒ４は、タンクＴを通じて常時連通されており、内部の圧力が等しくなるようになっている。また、ばね部材５２とばね部材５３は、供にコイルばねとされており、免震用ダンパＤ２４が伸縮した後にピストン２がシリンダ１に対して中立位置に復帰すると、伸側気室形成部材５０と圧側気室形成部材５１を元の位置を戻すようになっている。

このように構成される免震用ダンパＤ２４では、ばね部材５２が最収縮するまでは伸側気室形成部材５０が左方へ移動できる。そして、ピストン２が中立位置から図１１中左方への移動距離が所定ストローク範囲に達するまでは、伸側気室形成部材５０が左方へ移動してもばね部材５２が最収縮せず、所定ストローク範囲に達するとばね部材５２が最収縮して伸側気室形成部材５０の左方への移動が規制される。つまり、ばね部材５２は、伸側気室形成部材５０を元の位置へ復帰させるだけでなくストッパとしても機能しているが、免震用ダンパＤ１２と同様にストッパを設けてもよい。

よって、免震用ダンパＤ２４が伸長する際に、ピストン２が中立位置から所定ストローク範囲未満でストロークする場合には、伸側気室形成部材５０がピストン２の移動に応じて同方向へ移動する。また、圧側気室形成部材５１がピストン２の移動に応じて同方向へ移動する。伸側気室Ｇ３と圧側気室Ｇ４はタンクＴを介して連通されており、伸側気室Ｇ３が伸側気室形成部材５０の左方への移動によって圧縮されても、圧側気室Ｇ４が圧側気室形成部材５１の左方への移動によって拡大される。このように免震用ダンパＤ２４が伸長する場合、伸側気室Ｇ３と圧側気室Ｇ４とタンクＴ内における気体が充填される空間の全容積、つまり、全気室の容積は、ロッド３がシリンダ１から退出する体積分だけ増大する。よって、減衰通路５を流体が通過する際の圧力損失を無視すれば力の釣り合いから、伸側室Ｒ１における圧力上昇量は、ばね部材５２の圧縮によって受ける力による圧力上昇から全気室の増大に見合う圧力減少を差し引いた量となる。他方、減衰通路５を流体が通過する際の圧力損失を無視すれば力の釣り合いから、圧側室Ｒ２における圧力減少量は、ばね部材５３の伸長によって受ける力による圧力減少と全気室の増大に見合う圧力減少を加算した量となる。以上から、ばね部材５２，５３のばね定数を小さくすれば、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の圧力差が非常に小さくなり、免震用ダンパＤ２４は、ピストン２が中立位置から所定ストローク範囲内でストロークする場合、非常に小さい減衰力しか発揮しない。

他方、ピストン２の中立位置からの移動距離が所定ストローク範囲以上となると、伸側気室形成部材５０は、ばね部材５２の最圧縮によってそれ以上伸側気室Ｇ３を圧縮する方向へ移動できなくなる。すると、ピストン２の移動によって伸側室Ｒ１内の作動油Ｏが圧縮されて伸側室Ｒ１における作動油Ｏが充填されている空間の圧力が大きく上昇し減衰通路５を通過して伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ移動する作動油量が多くなる。また、圧側気室形成部材５１がピストン２の移動に応じて同方向へ移動するが、圧側気室Ｇ４がタンクＴ内に連通されており、圧側室Ｒ２には、吸込通路３５を通じてロッド３がシリンダ１から退出する体積分の作動油が供給される。よって、圧側室Ｒ２内の圧力は、ばね部材５３の伸長によって作用する力の分だけタンクＴ内より低い圧力となる。よって、ピストン２の中立位置からの移動距離が所定ストローク範囲以上となると、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の圧力差が大きくなって、免震用ダンパＤ２４は、高い減衰力の発揮で自身の伸長を妨げるようになる。

また、免震用ダンパＤ２４では、ばね部材５３が最収縮するまでは圧側気室形成部材５１が右方へ移動できる。そして、ピストン２が中立位置から図１１中右方への移動距離が所定ストローク範囲に達するまでは、圧側気室形成部材５１が右方へ移動してもばね部材５３が最収縮せず、所定ストローク範囲に達するとばね部材５３が最収縮して圧側気室形成部材５１の右方への移動が規制される。つまり、ばね部材５３は、圧側気室形成部材５１を元の位置へ復帰させるだけでなくストッパとしても機能しているが、免震用ダンパＤ１２と同様にストッパを設けてもよい。

よって、免震用ダンパＤ２４が収縮する際に、ピストン２が中立位置から所定ストローク範囲未満でストロークする場合には、圧側気室形成部材５１がピストン２の移動に応じて同方向へ移動する。また、伸側気室形成部材５０がピストン２の移動に応じて同方向へ移動する。伸側気室Ｇ３と圧側気室Ｇ４はタンクＴを介して連通されており、圧側気室Ｇ４が圧側気室形成部材５１の右方への移動によって圧縮されても、伸側気室Ｇ３が伸側気室形成部材５０の右方への移動によって拡大される。よって、免震用ダンパＤ２４が収縮する場合、伸側気室Ｇ３と圧側気室Ｇ４とタンクＴ内における気体が充填される空間の全容積、つまり、全気室の容積は、ロッド３がシリンダ１へ侵入する体積分だけ減少する。よって、減衰通路５，３３を流体が通過する際の圧力損失を無視すれば力の釣り合いから、圧側室Ｒ２における圧力上昇量は、ばね部材５３の圧縮によって受ける力による圧力上昇から全気室の減少に見合う圧力増大を加算した量となる。他方、減衰通路５，３３を流体が通過する際の圧力損失を無視すれば力の釣り合いから、伸側室Ｒ１における圧力減少量は、ばね部材５２の伸長によって受ける力による圧力減少から全気室の減少に見合う圧力増大を差し引いた量となる。以上から、ばね部材５２，５３のばね定数を小さくすれば、圧側室Ｒ２と伸側室Ｒ１の圧力差が非常に小さくなり、免震用ダンパＤ２４は、ピストン２が中立位置から所定ストローク範囲内でストロークする場合、非常に小さい減衰力しか発揮しない。

他方、ピストン２の中立位置からの移動距離が所定ストローク範囲以上となると、圧側気室形成部材５１は、ばね部材５３の最圧縮によってそれ以上圧側気室Ｇ４を圧縮する方向へ移動できなくなる。すると、ピストン２の移動によって圧側室Ｒ２内の作動油Ｏが圧縮されて圧側室Ｒ２における作動油Ｏが充填されている空間の圧力が大きく上昇し減衰通路５および減衰通路３３を通過する作動油量が多くなる。また、伸側気室形成部材５０がピストン２の移動に応じて同方向へ移動するが、伸側気室Ｇ３がタンクＴ内に連通されている。よって、伸側室Ｒ１内の圧力は、ばね部材５２の伸長によって作用する力の分だけタンクＴ内より低い圧力となる。よって、ピストン２の中立位置からの移動距離が所定ストローク範囲以上となると、圧側室Ｒ２と伸側室Ｒ１の圧力差が大きくなって、免震用ダンパＤ２４は、高い減衰力の発揮で自身の伸長を妨げるようになる。

免震用ダンパＤ２４では、伸側気室Ｇ３と圧側気室Ｇ４とがタンクＴの気体が充填される空間に連通されて全気室の容積が大きくなるため、伸縮時において伸側気室Ｇ３と圧側気室Ｇ４内の圧力変動が少なくなる。よって、本例の免震用ダンパＤ２４は、減衰力を低減したい範囲でピストン２がストロークする際に発揮する減衰力をより一層低くできる。なお、伸側気室Ｇ３と圧側気室Ｇ４をタンクＴに連通しない構造の採用も可能であり、ピストン２との間に伸側気室Ｇ３と圧側気室Ｇ４を形成してもよい。

また、この免震用ダンパＤ２４では、伸長時にはばね部材５２が最圧縮するまでは伸側気室形成部材５０が左方へ移動できるので低い減衰力を発揮し、収縮時にはばね部材５３が最圧縮するまでは圧側気室形成部材５１が右方へ移動できるので低い減衰力を発揮する。よって、ばね部材５２，５３によって減衰力の高低の切換えができる。したがって、ばね部材５２，５３の密着長によって所定ストローク範囲を容易に設定できるが、ストッパを別途設けて所定ストローク範囲を設定してもよい。また、ばね部材５２，５３は、ピッチが途中で変わるコイルばねか或いはピッチの異なるコイルばねを直列配置した二段ばねとしておき、ピッチが狭い部位が最圧縮されるとばね定数が大きくなるようにしておき、ピッチが狭い部位の最圧縮によって伸側気室形成部材５０および圧側気室形成部材５１の移動を大きく妨げるようにしてもよい。このようにすれば、ピッチが狭い部位が最圧縮されると免震用ダンパ２４の減衰力を高くでき、所定ストローク範囲を設定できる。なお、ばね部材５２，５３は、コイルばねのほか、ゴム等の弾性体で構成されてもよい。ばね部材５２，５３を省略する場合には、ピストン２が中立位置にある状態での伸側気室Ｇ３と圧側気室Ｇ４内の圧力によって伸側気室形成部材５０と圧側気室形成部材５１とが元の位置に復帰できるようにしつつ所定ストローク範囲を設定すればよい。

また、第二の実施の形態の免震用ダンパＤ２１，Ｄ２２，Ｄ２３におけるロッド３或いはピストン２に伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の一部として機能する空間を形成して、これら空間にそれぞれ伸側気室形成部材１９と圧側気室形成部材２０を挿入して伸側気室Ｇ１と圧側気室Ｇ２を形成してもよい。

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。

１・・・シリンダ、２・・・ピストン、３・・・ロッド、７・・・第一通路、８，３７，３９・・・調整弁、１０・・・弁体、１１，１２・・・ばね、１３，１９，２１，５０・・・伸側気室形成部材、１４，２０，２２，５１・・・圧側気室形成部材、３６・・・第二通路、３８・・・第三通路、Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ１３，Ｄ１４，Ｄ１５，Ｄ２１，Ｄ２２，Ｄ２３，Ｄ２４・・・免震用ダンパ、Ｇ１，Ｇ３・・・伸側気室、Ｇ２，Ｇ４・・・圧側気室、Ｏ・・・作動油（作動液体）、Ｒ１・・・伸側室、Ｒ２・・・圧側室、Ｔ・・・タンク

Claims (10)

1. シリンダと、
   前記シリンダ内に摺動自在に挿入されて伸側室と圧側室を仕切るピストンと、
   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ロッドとを備え、
   前記伸側室と前記圧側室にそれぞれ前記伸側室と前記圧側室の容積よりも少ない体積の作動液体を充填した
   ことを特徴とする免震用ダンパ。
2. 前記シリンダに対して前記ピストンの中立位置からの移動距離が所定ストローク範囲未満では発生減衰力を低くし、所定ストローク範囲以上では発生減衰力を高くする
   ことを特徴とする請求項１に記載の免震用ダンパ。
3. 前記伸側室と前記圧側室に充填される前記作動液体の体積は、前記シリンダに対して前記ピストンが中立位置にある場合における前記伸側室と前記圧側室の容積の二分の一以上である
   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. 前記シリンダに対して前記ピストンが中立位置に配置されて静止すると前記伸側室と前記圧側室の前記作動液体の液面の高さを等しくする液面調整部を備えた
   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。
5. 前記液面調整部は、前記伸側室と前記圧側室とを連通する第一通路と、前記第一通路を開閉する調整弁とを有し、
   前記調整弁は、弁体と、前記弁体を附勢して前記弁体を開弁位置に位置決めるばねとを有し、前記伸側室と前記圧側室の圧力差が所定圧未満となると開弁する
   ことを特徴とする請求項４に記載の免震用ダンパ。
6. 前記伸側室に収容されて前記伸側室内に気体が充填される伸側気室を形成するとともに前記ピストンの前記伸側室を圧縮する方向の移動に伴い前記伸側気室の容積が減少する伸側気室形成部材と、
   前記圧側室に収容されて前記圧側室内に気体が充填される圧側気室を形成するとともに前記ピストンの前記圧側室を圧縮する方向の移動に伴い前記圧側気室の容積が減少する圧側気室形成部材とを備え、
   前記作動液体は、前記シリンダ内であって前記伸側気室および前記圧側気室を除く空間に充満される
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の免震用ダンパ。
7. 前記伸側気室形成部材および前記圧側気室形成部材は、内部に気体を収容したダイヤフラム或いはベローズである
   ことを特徴とする請求項６に記載の免震用ダンパ。
8. 前記伸側気室形成部材は、前記伸側室内に移動自在に挿入されて前記伸側室内に前記伸側気室を区画するフリーピストンであり、
   前記圧側気室形成部材は、前記圧側室内に移動自在に挿入されて前記圧側気室を区画するフリーピストンである
   ことを特徴とする請求項６に記載の免震用ダンパ。
9. 前記シリンダ外に設けられて作動液体を貯留して、前記ロッドの前記シリンダ内に出入りする体積を補償するタンクを備え、
   前記液面調整部は、前記伸側室と前記タンクとを連通する第二通路と、前記圧側室と前記タンクとを連通する第三通路と、前記第二通路および前記第三通路を開閉する調整弁とを有し、
   前記調整弁は、弁体と、前記弁体を附勢して前記弁体を開弁位置に位置決めるばねとを有し、前記伸側室と前記圧側室の圧力差が所定圧未満となると開弁する
   ことを特徴とする請求項４に記載の免震用ダンパ。
10. 前記シリンダ外に設けられて作動液体を貯留して、前記ロッドの前記シリンダ内に出入りする体積を補償するタンクを備え、
    前記液面調整部は、前記伸側室と前記圧側室とを連通するとともに第一通路と、前記伸側室と前記タンクとを連通する第二通路或いは前記圧側室と前記タンクとを連通する第三通路と、前記第一通路および前記第二通路或いは前記第三通路を開閉する調整弁とを有し、
    前記調整弁は、弁体と、前記弁体を附勢して前記弁体を開弁位置に位置決めるばねとを有し、前記伸側室と前記圧側室の圧力差が所定圧未満となると開弁する
    ことを特徴とする請求項４に記載の免震用ダンパ。

Images