JP3922865B2

JP3922865B2 - 制振用油圧ダンパ

Info

Publication number: JP3922865B2
Application number: JP2000094937A
Authority: JP
Inventors: 直樹市川; 賢一天野; 祐治小竹; 志偉銭; 隆之鈴木; 治彦栗野
Original assignee: Kajima Corp; Senqcia Corp; Toyooki Kogyo Co Ltd
Current assignee: Kajima Corp; Senqcia Corp; Toyooki Kogyo Co Ltd
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2000-03-30
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2020-03-30
Also published as: JP2001280393A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、地震や風などの振動外力による建物の揺れを低減するための制振用油圧ダンパに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建物の揺れを低減するための制振用油圧ダンパとして、シリンダ内に往復動可能に設けられたピストンの両側に形成される両油圧室を連通する通路内に開閉制御弁を設け、前記両油圧室に取付けられた圧力センサによって計測された圧力に基づいて前記開閉制御弁を制御するものがある（例えば、特開平１１−３３６３６６号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来の制振用油圧ダンパは、建物の柱梁架構内に設置後、油圧室の圧力を計測する圧力センサが故障した際に、交換のために故障した圧力センサを取外すと、装置内部の油が外部に流出してしまい、油の補給作業や内部の空気抜き作業を行わなければならず、圧力センサの取外し取付けに付随する作業が面倒であった。
本発明の目的は、油圧室の圧力を計測する圧力センサが故障した際に、この圧力センサの取外しを不要にして油の補給作業や内部の空気抜き作業を軽減し得る制振用ダンパを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の構成上の特徴は、シリンダ本体内を摺動するピストンの両側に形成される第１及び第２油圧室の圧力を計測し、この計測した圧力に基づいて両油圧室間を接続する流路を開閉制御して振動を減衰する制振用油圧ダンパにおいて、シリンダ本体の上部には第１及び第２油圧室の圧力をそれぞれ計測する第１及び第２圧力センサを備えたブロックを設け、ブロックはシリンダ本体に当接する底面及び底面と対向する上面及び底面と上面を繋ぐ側面とから外面を構成し、前記ブロックの側面には第１及び第２圧力センサを取付け、ブロックの上面には第１及び第２油圧室に接続する第１及び第２取付孔を開口し、第１及び第２取付孔はそれぞれ着脱可能な栓部材で閉塞すると共に、第１及び第２圧力センサに相当する別の圧力センサを取付可能としたことである。
【０００５】
【発明の作用・効果】
上記のように構成した本発明においては、制振用油圧ダンパを建物の柱梁架構内に設置した後に、ブロックの側面に取付けた第１又は第２圧力センサが故障した場合、第１又は第２取付孔の栓部材を取外し、第１又は第２取付孔に第１又は第２圧力センサに相当する別の圧力センサを取付け、故障した第１又は第２圧力センサは取付けたままにしておく。このため、ブロック側面に取付けた第１又は第２圧力センサを取外しここに別の圧力センサを取付ける場合と比較すると、第１及び第２取付孔はブロック上面に開口しているため、別の圧力センサ取付け時に油の外部流出を抑制できて油の補給作業を軽減できると共に内部の空気抜き作業を不要とすることができる。
【０００６】
また、制振用油圧ダンパの納入時には、ブロックの側面に圧力センサを取付けているので、納入当初からブロックの上面に圧力センサを取付けているものと比較すると、建物の施工の際に制振用油圧ダンパを建物の柱梁架構内に設置する作業において圧力センサを構造物にぶっつけるなどして破損することを良好に防止することができる。
【０００７】
【実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１，２に示すように、シリンダ１のシリンダ本体２内にはピストン３が摺動可能に挿着され、ピストン３の両側に第１油圧室４及び第２油圧室５が形成されている。ピストン３の両端に突設されたピストンロッド６，７はシリンダ本体２の両端部を油が外部に漏れないようにＯリングでシールされて外部に突出している。８，９は第１及び第２油圧室４，５に連通する第１及び第２給排ポートで、シリンダ本体２の外周上面に平坦に形成された取付面１０に開口している。
【０００８】
ピストンロッド６の端部には球状部１１が形成され、球状部１１には継手部材１２が枢動可能に取付けられている。継手部材１２と反対側のシリンダ本体２の端部には接続部材１３が取付けられ、この接続部材１３の凹所１４内にピストンロッド７が突出している。１５はシリンダ本体２とピストン３との相対変位を計測するためのストロークセンサで、接続部材１３の凹所１４内でシリンダ本体２の端部に固定された取付部材１６に取付けられている。接続部材１３の端部に螺着された連結部材１７の球状部１８には継手部材１９が枢動可能に取付けられている。両継手部材１２，１９の一方は制振対象物に取付けられ、他方は基盤に取付けられる。２０はシリンダ本体２の外周に固定された回り止め部材で、この回り止め部材２０が建物の床面に当接することによりシリンダ本体２は回り止めされる。
【０００９】
図１，６に示すように、シリンダ本体２の取付面１０にはブロック２１を構成する上ブロック２２及び下ブロック２３が積層して固定され、下ブロック２３には第１及び第２給排ポート８，９に連通する貫通孔２４，２５が底面２３Ａから上面に貫通して穿設され、これら貫通孔２４，２５が下ブロック２３内に水平方向にお互い平行に穿設された下連通孔２６，２７と夫々交叉し連通している。上ブロック２２の下面には下ブロック２３の上面に開口する貫通孔２４，２５と連通する接続孔２８，２９が開口され、これら接続孔２８，２９が上ブロック２２内に下連通孔２６，２７と平行に穿設された上連通孔３０，３１と夫々交叉し連通している。貫通孔２４、下連通孔２６、接続孔２８及び上連通孔３０により第１給排ポート８延いては第１油圧室４と連通する第１連通路３２が形成され、貫通孔２５、下連通孔２７、接続孔２９及び上連通孔３１により第２給排ポート９延いては第２油圧室５と連通する第２連通路３３が形成されている。
【００１０】
図４，５において、４０，４１は上ブロック２２の互いに対向する横側面２２Ｃ及び２２Ｄに取付けられた第１及び第２開閉制御弁で、第１開閉制御弁４０は第１連通路３２から第２連通路３３に向かう流れを開閉制御し、第２開閉制御弁４１は第２連通路３３から第１連通路３２に向かう流れを開閉制御する。即ち、図３に示すように、第1開閉制御弁４０は、第１連通路３２の方が第２連通路３３より高圧のときに、ソレノイドが非励磁でパイロット弁４０Ｂが閉止されていると、第１連通路３２の高圧油が主弁体４０Ａの両端面に作用し、ばね力で主弁体４０Ａは閉止位置に保持される。この状態でソレノイドが励磁されてパイロット弁４０Ａが開かれると、主弁体４０Ａのばね力が作用する一方端面がパイロット弁４０Ａを介して低圧の第２連通路３３に連通され、主弁体４０Ａは他方端面に作用する高圧により開口位置にシフトされ、第１及び第２連通路３２，３３延いては第１及び第２油圧室４，５は連通される。
【００１１】
第２開閉制御弁４１は第１及び第２連通路３２，３３に第１開閉制御弁４０と逆向きに接続されているだけで、構造は同一である。従って、第２連通路３３の方が第１連通路３２より高圧のときに、ソレノイドが非励磁でパイロット弁４１Ｂが閉止されていると、主弁体４１Ａは閉止位置に保持され、ソレノイドが励磁されてパイロット弁４１Ｂが開かれると、主弁体４１Ａは開口位置にシフトされ、第２及び第１連通路３３，３２延いては第２及び第１油圧室５，４は連通される。第1開閉制御弁４０は、そのパイロット弁４０Ｂ及び主弁体４０Ａを収納するケーシング４０Ｄが上ブロック２２の右横側面２２Ｃに取付けられ、第２開閉制御弁４１は、そのパイロット弁４１Ｂ及び主弁体４１Ａを収納するケーシング４１Ｄが左横側面２２Ｄに取付けられている。なお、図３において、４２は第１連通路３２と第２連通路３３とを接続する流路内に配設の断電弁で、通常は通電によりソレノイドが励磁されて閉状態にあり、停電等の断電によりソレノイドが非励磁となって開作動し、第１及び第2連通路３２，３３間を断電弁４２と直列に配設の絞り４３を介して連通する。
【００１２】
４５，４６は上下ブロック２２，２３の横側面２２Ｃ，２３Ｃ及び２２Ｄ，２３Ｄに4個づつ取付けられた第１及び第２リリーフ弁で、第１リリーフ弁４５は第１連通路３２と第２連通路３３とを接続する流路内に配設され、第１連通路３２内の圧力が第２連通路３３内の圧力よりリリーフ圧以上高くなると開口し、第1及び第2連通路３２，３３を連通する。第2リリーフ弁４６は第１連通路３２と第２連通路３３とを接続する流路内に第１リリーフ弁４５と逆方向に配設されており、第２連通路３３内の圧力が第１連通路３２内の圧力よりリリーフ圧以上高くなると開口し、第２及び第１連通路３３，３２を連通する。
【００１３】
５０は下ブロック２３の両縦側面にそれぞれ固定されたアキュムレータで、
アキュムレータ５０から第1及び第2連通路３２，３３に向かう流れのみを許容するチェック弁５１，５２を介して第1及び第2の連通路３２，３３に接続されている。５３，５４は各チェック弁５１，５２に並列に挿入された固定絞りである。
【００１４】
図６において、５５，５６は下ブロック２３の左右横側面２３Ｃ，２３Ｄに夫々取付けられた第１及第２圧力センサで、第１圧力センサ５５は側面取付孔５７を介して第１連通路３２延いては第１油圧室４に連通され、第１油圧室４の圧力を計測し、第２圧力センサ５６は側面取付孔５８を介して第２連通路３３延いては第２油圧室５に連通され、第２油圧室５の圧力を計測するようになっている。６０，６１は上ブロック２２の上面２２Ａに開口された第１及び第２取付孔で、第１及び第２連通路３２，３３を介して第１及び第２油圧室４，５に連通されている。第１及び第２取付孔６０，６１は当初は栓部材６２，６３で閉塞されているが、第１及び第２圧力センサのいずれか一方又は両方が故障した場合、図７に示すように、栓部材６２及び６３のいずれか一方又は両方を取外して故障した圧力センサに相当する別の圧力センサ６４，６５を取付けるようになっている。
【００１５】
次に、上記のように構成した本実施形態の制振用油圧ダンパの作動について説明する。制振用油圧ダンパは、シリンダ本体２側の継手部材１９を柱梁架構の梁に固定し、ピストン側の継手部材１２をブレース又は耐震壁などの耐震要素に固定することで、柱梁架構内に組込まれ、地震や風などの振動外力が建物に作用することによる柱梁架構の振動に対し制振用油圧ダンパが能動的に減衰抵抗力を生じる。即ち、制振用油圧ダンパの圧力センサ５５及び５６は第１及び第２油圧室４，５内の圧力Ｐ１，Ｐ２を計測し、ストロークセンサ１５は柱梁架構の振動によるシリンダ本体２とピストン３との相対変位δを計測する。制御回路６６は、これら計測された圧力Ｐ１，Ｐ２及び相対変位δをもとに予め設定した制御則に基づいてパイロット弁４０Ｂ，４１Ｂのソレノイドをオン、オフ制御して第１及び第２油圧室４，５を接続する流路内の開閉制御弁４０，４１を開閉制御する。これにより柱梁架構に外部振動に対し的確な減衰抵抗力が付与され、建物の振動を効果的に減衰することができる。なお、停電等の断電により開閉制御弁４０，４１の開閉制御が不能になる非常時には、断電弁４２が開作動して第１及び第２油圧室４，５間を絞り４３を介して連通し、絞り４３で一定の減衰抵抗力が付与される。
【００１６】
振動外力が大きくなり、第１及び第２油圧室４，５間の圧力差がリリーフ圧より大きくなると、リリーフ弁４５又は４６が開口して第１及び第２油圧室４，５を接続する流路の抵抗を低減し、第１及び第２油圧室４，５内の圧力が過大になることを防止する。この場合は、第１及び第２油圧室４，５を接続する流路内の抵抗は一定となり、柱梁架構に外部振動に対し一定の減衰抵抗力が付与される。
【００１７】
振動により第１又は第２油圧室４，５の圧力が低下したとき、アキュムレータ５０からチェック弁５１又は５２を介して第１又は第２連通路３２，３３延いては第１又は第２油圧室４，５に作動油が供給され、第１又は第２油圧室４，５が負圧になって減衰作用が低下することが防止される。また、気温上昇などにより作動油の温度が上昇した場合、第１及び第２油圧室、第１及び第２連通路３２，３３内の膨張した作動油は固定絞り５３，５４を通ってアキュムレータ５０に蓄積される。
【００１８】
第１及び第２圧力センサ５５，５６は、第１及び第２油圧室４，５の圧力を計測し、制御回路６６に入力する。ところで、例えば、第１圧力センサ５５が故障した場合、故障した第１圧力センサ５５を下ブロック２３の横側面２３Ｃから取外すことなく、第１圧力センサ５５が取付けられている連通路３２に接続された取付孔６０を閉塞している栓部材６２を取外し、この取付孔６０に故障した第１圧力センサ５５に相当する別の圧力センサ６４を取付ける。この際、第２圧力センサ５６の寿命を考慮し、栓部材６３を取外して取付孔６１に第２圧力センサ５６に相当する別の圧力センサ６５を同時に取付けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る制振用油圧ダンパのシリンダ部を断面で表わした正面図である。
【図２】本発明に係る制振用油圧ダンパの平面図である。
【図３】本発明に係る制振用油圧ダンパの油圧回路図である。
【図４】図１のＡ矢視拡大図である。
【図５】図１のＢ矢視拡大図である。。
【図６】図４のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図７】第１及び第２圧力センサが故障した際に別の圧力センサを取付けた状態を示す図６に相当する断面図である。
【符号の説明】
１・・・シリンダ、２・・・シリンダ本体、３・・・ピストン、４・・・第１油圧室、５・・・第２油圧室、２１・・・ブロック、２２・・・上ブロック（ブロックを構成）、２３・・・下ブロック（ブロックを構成）、２２Ａ・・・上面、２３Ａ・・・底面、２２Ｂ，２２Ｃ，２３Ｂ，２３Ｃ・・・横側面、５５・・・第１圧力センサ、５６・・・第２圧力センサ、６２，６３・・・栓部材、６４，６５・・・別の圧力センサ、４０，４１・・・開閉制御弁、４０Ｂ，４１Ｂ・・・パイロット弁、４５，４６・・・リリーフ弁、６０・・・第１取付孔、６１・・・第２取付孔。

Claims

シリンダ本体内を摺動するピストンの両側に形成される第１及び第２油圧室の圧力を計測し、この計測した圧力に基づいて両油圧室間を接続する流路を開閉制御して振動を減衰する制振用油圧ダンパにおいて、前記シリンダ本体の上部には前記第１及び第２油圧室の圧力をそれぞれ計測する第１及び第２圧力センサを備えたブロックを設け、このブロックは前記シリンダ本体に当接する底面及び底面と対向する上面及び底面と上面を繋ぐ側面とから外面を構成し、前記ブロックの側面には前記第１及び第２圧力センサを取付け、前記ブロックの上面には前記第１及び第２油圧室に接続する第１及び第２取付孔を開口し、これら第１及び第２取付孔はそれぞれ着脱可能な栓部材で閉塞すると共に、前記第１及び第２圧力センサに相当する別の圧力センサを取付け可能としたことを特徴とする制振用油圧ダンパ。