JP3969226B2 - Uniform pressure control device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、地震や風によって高層建築物等構造物が揺れた場合に、その揺れを短時間で減衰させ、収束させるための制振装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の制振装置は、図3に示す構造となっており、シリンダーチューブ1は、左右のシリンダーヘッド2a,2bによって挟まれた空間に油室を形成し、この油室内にピストン3を設置することによって油室を油室Aと油室Bの2つに分割している。
【0003】
そして、ピストン3の両側にピストンロッド4a,4bを固定し、一方のピストンロッド4bの端部にブラケット5bを連結し、他方のピストンロッド4aの内部にフリーピストン6aの一端がスプリング6bによって付勢されたアキュムレータ6を内包する構成としている。
【0004】
また、ピストン3の内部には、図4に示すように圧力減衰機構V1が設置されている。この圧力減衰機構V1は、例えば外力が作用して油室Bが圧縮されて、所定の圧力を超えると、減衰弁7aが作動して油室Bの作動油は油室Aに流れることとなる。反対に、油室Aが圧縮されて、所定の圧力を超えると、減衰弁7bが作動して油室Aの作動油は油室Bに流れることとなるのである。
【0005】
さらに、一方のピストンロッド4b内部のアキュムレータ6には前記圧力減衰機構V1と連通する油路4cが設置されていて、減衰器8の油温が上昇し油室A,B内の作動油体積が膨張した場合には、余剰の作動油を油室A,Bから絞り7c,7dを介してアキュムレータの油室Cに排出できる。また、油温の降下によって油室A,B内の作動油体積が収縮した場合には、不足する作動油をアキュムレータの油室Cからチェック弁7e,7fを介して補給することができるのである。
【0006】
また、一方のシリンダーヘッド2aにはブラケット5aがボルト結合されていて、左右のブラケット5a,5bが構造物の柱や梁等に結合することによって風や地震で構造物が揺れた場合に制振効果を発揮させる制振装置10となるのである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、従来の構成では、両方のピストンロッド4a,4bは最低でもピストン3が移動するストローク分の長さが共に必要とされ、シリンダーヘッドも2a,2bの2つが必要とされる。また、一方のピストンロッド4aはフリーピストン6aの一端がスプリング6bによって付勢されたアキュムレータ6を内包させる必要があり、ピストンロッド4aを長尺化することでアキュムレータの油室Cの容積を確保していた。
【0008】
このことから、制振装置10全体が長大とならざるを得ず、短尺化を希望するユーザーの要求を満足させるのは困難であった。更に部品点数が多くなることからコスト高になっていた。
【0009】
本発明は上記点に鑑み、制振装置全体を短尺化させ、且つ部品点数を減らしてコスト低減を図ることができる内部構造を有する制振装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、中空円筒状のシリンダーチューブと、該シリンダーチューブの内壁を摺動する第1ピストンと、該第1ピストンから一端が延出する中空円筒状の第1ピストンロッドと、該第1ピストンロッドの他端を閉塞する第1キャップと、前記第1ピストンロッドの内壁を摺動する第2ピストンと、該第2ピストンに一端が連結する第2ピストンロッドと、
該第2ピストンロッドの他端に連結され、前記シリンダーチューブの該第1ピストンに対して前記第1ピストンロッドが延出していない側を閉塞する第2キャップと、
前記第2ピストンによって仕切られて前記第1ピストンロッド内に形成される油室であって前記第1キャップと前記第2ピストンとの間に形成した第1油室及び前記第1ピストンと前記第2ピストンとの間に形成した第2油室と、
前記第2ピストン内部に設置した前記第1油室と前記第2油室とを連通する油路と、該油路に設置した減衰弁と、
前記第1ピストンロッドの外周を油密にかつ摺動可能に軸受けし、前記シリンダーチューブの該第1ピストンに対して前記第1ピストンロッドが延出している側を閉塞する軸受キャップと、
前記軸受キャップと前記第1ピストンとの間に形成される第3油室と
前記第1ピストンロッドの周壁を貫通し前記第2油室と前記第3油室とを連通する油路とを備え、
第1油室の受圧面積と、前記第2油室の受圧面積及び前記第3油室の受圧面積を合計した受圧面積とを等しくしたことに特徴を有する。
【0011】
請求項2の発明は、第2ピストンロッド内部にアキュムレータを設置したことに特徴を有する。
【0012】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明に係る制振装置の全体を示す一部断面図である。制振装置20は図面上、左右両端に設置している第1ブラケット15a及び第2ブラケット15bを介して、例えば、高層ビルの柱と梁の交叉部に固定された取付プレートに取付けられて地震等で揺れた場合に制振効果を発揮するのである。
【0013】
次に、減衰器18の内部構造について説明する。第1ブラケット15aの一端はシリンダーチューブ1aの一端を閉塞するキャップ151aとなっていて、このシリンダーチューブ1aの内壁を摺動自在な状態で第1ピストン11が設置されている。この第1ピストン11の一端からは中空円筒状の第1ピストンロッド12が延出しており、この第1ピストンロッド12の他端は第2ブラケット15bのキャップ151bによって閉塞されている。
【0014】
そして、シリンダーチューブ1aの他端と第1ピストンロッド12との間に形成される隙間は軸受キャップ13によって閉塞されている。
【0015】
次に、中空円筒状の第1ピストンロッド12には、その内壁に対して摺動自在な第2ピストン14が設置されている。この第2ピストン14の内部には図2に示す圧力減衰機構V2が設置されている。
【0016】
また、第2ピストン14と前述の第1ピストン11の中央には貫通孔が設けられていて、この両方の貫通孔には第2ピストンロッド16が挿通されているのである。
【0017】
そして、第2ピストン14と第2ピストンロッド16の一端とは固定されているが、第1ピストン11と第2ピストンロッド16との間は固定されておらず、第1ピストンは、シリンダーチューブ1aの内壁を摺動自在であると共に、第2ピストンロッド16の外壁に対して、第1ピストン11の貫通孔が形成されている内壁面が摺動自在となっているのである。
【0018】
また、第2ピストンロッド16の他端は第1ブラケット15aのキャップ151aによって閉塞されているのである。
【0019】
そして、第2ピストンロッド16の内部にはアキュムレータ17が設置されている。このアキュムレータ17はフリーピストン24と、このフリーピストン24を背後から付勢するバネ19と、このバネ19を固定するバネ座部21とからなるものである。
【0020】
また、第2ピストンロッド16の内部には第1油室Aとアキュムレータの油室Dとを連通する油路28と第2油室Bとアキュムレータの油室Dとを連通する油路27とが設置され、各々の油路27,28には絞り29a,29bとチェック弁30a,30bとが設置されているのである。
【0021】
したがって、減衰器18の油温が上昇し油室A,B及びC内の作動油体積が膨張した場合には、余剰の作動油を油室A,B及びCから絞り30a,30bを介してアキュムレータの油室Dに排出できる。また、油温の降下によって油室A,B及びC内の作動油体積が収縮した場合には、不足する作動油をアキュムレータの油室Dからチェック弁29a,29bを介して補給することができるのである。
【0022】
本発明に係る制振装置は上述のように構成されているので、第1ピストンロッド12の内部は、第2ピストン14によって、第1油室Aと第2油室Bとが形成されることになる。また、シリンダーチューブ1aと第1ピストンロッド12との間には第3油室Cが形成されることになるが、第1ピストンロッド12の一部には貫通孔22が穿孔されていて、第2油室Bと第3油室Cとが連通した状態となるので、第2油室Bと第3油室Cとは同圧力の作動油によって満たされることとなるのである。
【0023】
そして、第2油室Bと第3油室Cとを合わせた受圧面積と第1油室Aの受圧面積とが等しくなるように設計されているのである。これにより、第2ピストン内に設置されている減衰弁において、第1油室A側から第2油室B及び第3油室C側へ作動油を供給する減衰弁と、第2油室B及び第3油室C側から第1油室A側へ作動油を供給する減衰弁とは同じ減衰弁を使用することができるので、伸縮両方向に対して同じ減衰力を発生させることができるのである。
【0024】
次に、図1及び図2を用いて構造物が揺れた場合の本発明に係る制振装置20の作動について説明する。
【0025】
例えば第1ブラケット15aと第2ブラケット15bとの距離が縮む場合、即ち構造物に取付けられた両ブラケット15a,15b間に圧縮力が働く場合について考察する。
【0026】
この場合には、第2ブラケットと連結する第1ピストン11が第2油室B及び第3油室Cを拡張する方向に移動することになる。そして、第2ピストン14とキャップ151bとの距離は短くなるので、第1油室Aは圧縮されることになる。この場合、第1油室Aの圧力が所定の圧力を超えると、第2ピストン14の内部に設置された圧力減衰機構V2において、減衰弁25bが作動して減衰力を発生させながら、第1油室Aの作動油は第2油室B及び第3油室Cに流れることとなる。
【0027】
尚、第1ピストン11とキャップ151aとの間にある空気は開放孔23から制振装置20の外部に放出されるのである。
【0028】
反対に、第1ブラケット15aと第2ブラケット15bとの距離が伸びる場合、即ち構造物に取付けられた両ブラケット15a,15b間に引張力が働く場合について考察する。
【0029】
この場合には、第2ブラケット15bと連結する第2ピストン14が第1油室Aを拡張する方向に移動することになる。そして、第1ピストン11と第2ピストン14との距離は短くなるので、第2油室B及び第3油室Cは圧縮されることになる。この場合、第2油室Bの圧力が所定の圧力を超えると、第2ピストン14の内部に設置された圧力減衰機構V2において、減衰弁25aが作動して減衰力を発生させながら、第2油室B及び第3油室Cの作動油は第1油室Aに流れることとなる。
【0030】
尚、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の実施形態をとることができることは言うまでもない。図面では説明上、一組の減衰弁25a,25b及び油路26のみを示しているが、第2ピストン14の円周方向に沿って同様の油路及び減衰弁が複数設置される場合がある。
【0031】
【発明の効果】
請求項1の発明は、中空円筒状のシリンダーチューブと、該シリンダーチューブの内壁を摺動する第1ピストンと、該第1ピストンから一端が延出する中空円筒状の第1ピストンロッドと、該第1ピストンロッドの他端を閉塞する第1キャップと、前記第1ピストンロッドの内壁を摺動する第2ピストンと、該第2ピストンに一端が連結する第2ピストンロッドと、
該第2ピストンロッドの他端に連結され、前記シリンダーチューブの該第1ピストンに対して前記第1ピストンロッドが延出していない側を閉塞する第2キャップと、
前記第2ピストンによって仕切られて前記第1ピストンロッド内に形成される油室であって前記第1キャップと前記第2ピストンとの間に形成した第1油室及び前記第1ピストンと前記第2ピストンとの間に形成した第2油室と、
前記第2ピストン内部に設置した前記第1油室と前記第2油室とを連通する油路と、該油路に設置した減衰弁と、
前記第1ピストンロッドの外周を油密にかつ摺動可能に軸受けし、前記シリンダーチューブの該第1ピストンに対して前記第1ピストンロッドが延出している側を閉塞する軸受キャップと、
前記軸受キャップと前記第1ピストンとの間に形成される第3油室と
前記第1ピストンロッドの周壁を貫通し前記第2油室と前記第3油室とを連通する油路とを備え、
第1油室の受圧面積と、前記第2油室の受圧面積及び前記第3油室の受圧面積を合計した受圧面積とを等しくしたことに特徴を有するので、従来の制振装置のように、減衰器の両側にピストンロッドを突出させなくてもよいので制振装置の短尺化を図ることができる。
【0032】
また、第1油室と第2油室(第3油室を含む。)とを等しい受圧面積にしたことから複数の減衰弁は同じものを使用することができる。さらに、部品点数の削減によるコスト低減の効果も奏することができるものである。
【0033】
請求項2の発明は、第2ピストンロッド内部にアキュムレータを設置したことに特徴を有するので、従来のようにアキュムレータをシリンダーチューブの片側に突出させる必要がなく制振装置の短尺化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る制振装置の全体を示す一部断面図である。
【図2】 本発明に係る制振装置に使用する圧力減衰機構を示す説明図である。
【図3】 従来の制振装置の全体を示す一部断面図である。
【図4】 従来の制振装置に使用する圧力減衰機構を示す説明図である。
【符号の説明】
1,1a シリンダーチューブ
11 第1ピストン
12 第1ピストンロッド
13 軸受キャップ
14 第2ピストン
15a 第1ブラケット
15b 第2ブラケット
16 第2ピストンロッド
17 アキュムレータ
18 減衰器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vibration damping device for attenuating and converging a shake in a short time when a structure such as a high-rise building is shaken by an earthquake or wind, for example.
[0002]
[Prior art]
The conventional vibration damping device has a structure shown in FIG. 3, and the
[0003]
The
[0004]
In addition, a pressure damping mechanism V1 is installed in the
[0005]
Further, the
[0006]
Also, the
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, in the conventional configuration, both the
[0008]
For this reason, the
[0009]
An object of the present invention is to provide a vibration damping device having an internal structure capable of reducing the cost by reducing the overall length of the vibration damping device and reducing the number of components.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The invention of
A second cap connected to the other end of the second piston rod and closing the side of the cylinder tube where the first piston rod does not extend with respect to the first piston ;
Wherein the first oil chamber and the first piston which is formed between the second partitioned by the piston said an oil chamber formed in said first piston rod wherein the first cap second piston second A second oil chamber formed between the two pistons;
An oil passage communicating the first oil chamber and the second oil chamber installed in the second piston, a damping valve installed in the oil passage ,
A bearing cap for oil-tightly and slidably bearing on the outer periphery of the first piston rod, and closing the side of the cylinder tube where the first piston rod extends from the first piston;
A third oil chamber formed between the bearing cap and the first piston;
An oil passage that penetrates the peripheral wall of the first piston rod and communicates the second oil chamber and the third oil chamber;
The pressure receiving area of the first oil chamber is equal to the pressure receiving area obtained by adding the pressure receiving area of the second oil chamber and the pressure receiving area of the third oil chamber .
[0011]
The invention of claim 2 is characterized in that an accumulator is installed inside the second piston rod.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, an embodiment of the present invention will be described based on the drawings. FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing the entire vibration damping device according to the present invention. The
[0013]
Next, the internal structure of the
[0014]
A gap formed between the other end of the
[0015]
Next, the hollow cylindrical
[0016]
In addition, a through hole is provided in the center of the
[0017]
And although the
[0018]
The other end of the
[0019]
An
[0020]
The
[0021]
Therefore, when the oil temperature of the
[0022]
Since the vibration damping device according to the present invention is configured as described above, a first oil chamber A and a second oil chamber B are formed by the
[0023]
The pressure receiving area of the second oil chamber B and the third oil chamber C is designed to be equal to the pressure receiving area of the first oil chamber A. Thereby, in the damping valve installed in the second piston, the damping valve that supplies the working oil from the first oil chamber A side to the second oil chamber B and the third oil chamber C side, and the second oil chamber B Since the same damping valve can be used as the damping valve that supplies hydraulic oil from the third oil chamber C side to the first oil chamber A side, the same damping force can be generated in both expansion and contraction directions. is there.
[0024]
Next, the operation of the
[0025]
For example, a case where the distance between the
[0026]
In this case, the
[0027]
Note that the air between the
[0028]
On the contrary, a case where the distance between the
[0029]
In this case, the
[0030]
In addition, it cannot be overemphasized that various embodiment can be taken in the range which does not deviate from the meaning of this invention. In the drawings, only one set of the damping
[0031]
【The invention's effect】
The invention of
A second cap connected to the other end of the second piston rod and closing the side of the cylinder tube where the first piston rod does not extend with respect to the first piston ;
Wherein the first oil chamber and the first piston which is formed between the second partitioned by the piston said an oil chamber formed in said first piston rod wherein the first cap second piston second A second oil chamber formed between the two pistons;
An oil passage communicating the first oil chamber and the second oil chamber installed in the second piston, a damping valve installed in the oil passage ,
A bearing cap for oil-tightly and slidably bearing the outer periphery of the first piston rod, and closing the side of the cylinder tube where the first piston rod extends with respect to the first piston;
A third oil chamber formed between the bearing cap and the first piston;
An oil passage that penetrates the peripheral wall of the first piston rod and communicates the second oil chamber and the third oil chamber;
Since the pressure receiving area of the first oil chamber is equal to the pressure receiving area obtained by summing the pressure receiving area of the second oil chamber and the pressure receiving area of the third oil chamber , as in the conventional vibration damping device Since it is not necessary to project the piston rods on both sides of the attenuator, the vibration damping device can be shortened.
[0032]
Further, since the first oil chamber and the second oil chamber ( including the third oil chamber) have the same pressure receiving area, the same damping valve can be used. Furthermore, the effect of cost reduction by reducing the number of parts can also be achieved.
[0033]
Since the invention of claim 2 is characterized in that the accumulator is installed inside the second piston rod, it is not necessary to project the accumulator to one side of the cylinder tube as in the prior art, and the vibration damping device can be shortened. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing an entire vibration damping device according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view showing a pressure damping mechanism used in the vibration damping device according to the present invention.
FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing an entire conventional vibration damping device.
FIG. 4 is an explanatory view showing a pressure damping mechanism used in a conventional vibration damping device.
[Explanation of symbols]
1,
Claims (2)
該第2ピストンロッドの他端に連結され、前記シリンダーチューブの該第1ピストンに対して前記第1ピストンロッドが延出していない側を閉塞する第2キャップと、
前記第2ピストンによって仕切られて前記第1ピストンロッド内に形成される油室であって前記第1キャップと前記第2ピストンとの間に形成した第1油室及び前記第1ピストンと前記第2ピストンとの間に形成した第2油室と、
前記第2ピストン内部に設置した前記第1油室と前記第2油室とを連通する油路と、該油路に設置した減衰弁と、
前記第1ピストンロッドの外周を油密にかつ摺動可能に軸受けし、前記シリンダーチューブの該第1ピストンに対して前記第1ピストンロッドが延出している側を閉塞する軸受キャップと、
前記軸受キャップと前記第1ピストンとの間に形成される第3油室と
前記第1ピストンロッドの周壁を貫通し前記第2油室と前記第3油室とを連通する油路とを備え、
第1油室の受圧面積と、前記第2油室の受圧面積及び前記第3油室の受圧面積を合計した受圧面積とを等しくしたことを特徴とする受圧面積均等型制振装置。A hollow cylindrical cylinder tube, a first piston sliding on the inner wall of the cylinder tube, a hollow cylindrical first piston rod having one end extending from the first piston, and the other end of the first piston rod A first cap for closing the first piston rod, a second piston sliding on the inner wall of the first piston rod, a second piston rod having one end connected to the second piston,
A second cap connected to the other end of the second piston rod and closing the side of the cylinder tube where the first piston rod does not extend with respect to the first piston ;
Wherein the first oil chamber and the first piston which is formed between the second partitioned by the piston said an oil chamber formed in said first piston rod wherein the first cap second piston second A second oil chamber formed between the two pistons;
An oil passage communicating the first oil chamber and the second oil chamber installed in the second piston, a damping valve installed in the oil passage ,
A bearing cap for oil-tightly and slidably bearing on the outer periphery of the first piston rod, and closing the side of the cylinder tube where the first piston rod extends from the first piston;
A third oil chamber formed between the bearing cap and the first piston;
An oil passage that penetrates the peripheral wall of the first piston rod and communicates the second oil chamber and the third oil chamber;
A pressure-receiving area-equal damping device , wherein the pressure-receiving area of the first oil chamber is equal to the pressure- receiving area obtained by summing the pressure-receiving area of the second oil chamber and the pressure-receiving area of the third oil chamber .
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