JP4092117B2 - 建物のための制振用油圧ダンパ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダ本体内を軸方向に摺動するピストンの両側に形成された二つの作動室間を連通する流路を流れる作動油を制御弁装置で制御して、地震や風などの振動外力を減衰させる建物のための制振用油圧ダンパに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の制振用油圧ダンパは、例えば、特開平１０−２７４２７１号公報に示されている。同公報に示されている制振用油圧ダンパにおいては、シリンダ本体の外周面（ピストン軸方向に直交する方向の端面）に、両作動室にそれぞれ連通する二つの流路を開口させるとともに、制御弁装置を着脱自在に取付けて、二つの流路と制御弁装置をシリンダ本体の外周面にて接続している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の制振用油圧ダンパでは、図８にて概略的に例示したように、制振用油圧ダンパ１のシリンダ本体１ａが建物２の柱２ａに連結ジョイントＪを介して連結されるとともに建物２の梁２ｂにブラケットを介して支持され、シリンダ本体１ａ内のピストン（図示省略）と一体的に軸方向に移動するピストンロッド１ｂが建物２のＶ型ブレース２ｃに連結ジョイントＪを介して連結されて使用される。また、シリンダ本体１ａから上方に突出するようにして制御弁装置１ｃが取付けられていて、制御弁装置１ｃがピストン軸方向と直交する方向（ピストン径方向）に突出する構成である。このため、レイアウト上施工が困難になるおそれがあるばかりか、制御弁装置１ｃが外部の他の部材等と衝突する可能性があって、改善の余地がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した問題に対処すべく、シリンダ本体内を軸方向に摺動するピストンの両側に形成された二つの作動室間を流路により連通し、この流路を流れる作動油を制御弁装置により制御することによって、建物の振動を減衰させるように構成した建物のための制振用油圧ダンパにおいて、前記シリンダ本体の一方の軸方向端面に、前記両作動室にそれぞれ連通する二つの流路を開口させるとともに、前記制御弁装置を着脱自在に取付けて、前記流路を前記制御弁装置に接続し、かつ、前記シリンダ本体の一方の軸方向端部に、前記制御弁装置を内部に収装して軸方向に延びる中空状の連結部材を連結し、さらに、前記シリンダ本体の一方の軸方向端部が前記連結部材を介して建物の柱と梁の一方の隅に連結されるとともに、前記ピストンと一体的に軸方向に移動し軸方向に延びるピストンロッドが前記シリンダ本体外に突出する端部にて前記一方の隅と斜めに対向する柱と梁の他方の隅に連結されていて、前記制御弁装置は、前記シリンダ本体の一方の軸方向端面に着脱可能に取付けられたベース部材と、このベース部材に組付けられて前記両作動室間での作動油の流通を制御する弁を備えていることに特徴がある。
【０００５】
【発明の作用・効果】
本発明による制振用油圧ダンパにおいては、シリンダ本体の一方の軸方向端面に、両作動室にそれぞれ連通する二つの流路を開口させるとともに、制御弁装置を着脱自在に取付けて、前記流路を前記制御弁装置に接続し、かつ、前記シリンダ本体の一方の軸方向端部に、前記制御弁装置を内部に収装して軸方向に延びる中空状の連結部材を連結し、さらに、前記シリンダ本体の一方の軸方向端部が前記連結部材を介して建物の柱と梁の一方の隅に連結されるとともに、前記ピストンと一体的に軸方向に移動し軸方向に延びるピストンロッドが前記シリンダ本体外に突出する端部にて前記一方の隅と斜めに対向する柱と梁の他方の隅に連結されていて、前記制御弁装置は、前記シリンダ本体の一方の軸方向端面に着脱可能に取付けられたベース部材と、このベース部材に組付けられて前記両作動室間での作動油の流通を制御する弁を備えているため、全体としてピストン軸方向と直交する方向に突出する形状とならない。したがって、レイアウト上の自由度を向上することができるとともに、制御弁装置が外部の他の部材等と衝突することを防止することができる。
【０００６】
また、シリンダ本体の一方の軸方向端面に、二つの流路を開口させるとともに、制御弁装置を着脱自在に取付けて、二つの流路を制御弁装置に接続しているため、シリンダ本体の一方の軸方向端面に制御弁装置を取付けることで、ピストンの両側に形成された二つの作動室と制御弁装置に設けた接続ポートとを連通させることが可能であって、制御弁装置のシリンダ本体への取付けとは別に、二つの作動室と制御弁装置に設けた接続ポートとを連通させるための配管作業が不要であり、制振用油圧ダンパの組立工数の増大を抑制することが可能である。
【０００７】
また、制御弁装置を内部に収装して軸方向に延びる中空状の連結部材を、シリンダ本体の一方の軸方向端部に連結しているため、制御弁装置を連結部材で覆って外部に露出しない構成とすることができて、当該制振用油圧ダンパの外観をシンプルとすることが可能である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明による制振用油圧ダンパ１００を示していて、この制振用油圧ダンパ１００は、図７にて概略的に例示したように、制振用油圧ダンパ１００のシリンダ本体１０が建物２００の柱２０１と梁２０２の上隅に設けたコーナ部材２０３に連結部材２０と斜めブレース３００と連結ジョイントＪを介して連結され、またシリンダ本体１０内のピストン３１と一体的に軸方向に移動し軸方向に延びるピストンロッド３２がシリンダ本体１０外に突出する端部にて建物２００の柱２０１と梁２０２の下隅に設けたコーナ部材２０４に連結ジョイントＪを介して連結されて使用される。
【０００９】
制振用油圧ダンパ１００は、上記したシリンダ本体１０，連結部材２０，ピストン３１，ピストンロッド３２を備えるとともに、制御弁装置Ｖｏを備えている。シリンダ本体１０は、筒部材１１と、この筒部材１１の両端開口を閉塞する蓋部材１２，１３を備えるとともに、連結パイプ１４と、一対の連結ブロック１５，１６と、カバー１７を備えている。
【００１０】
一方の蓋部材１２は、ピストンロッド３２を軸方向に摺動可能に支持していて、ピストン３１の一側に形成された作動室Ｒ１に直接的に連通する流路１２ａを有するとともに、ピストン３１の他側に形成された作動室Ｒ２に間接的に連通する流路１２ｂを有していて、各流路１２ａ，１２ｂはシリンダ本体１０の一方の軸方向端面（蓋部材１２の端面）に開口している。他方の蓋部材１３は、ピストンロッド３２を軸方向に摺動可能に支持していて、ピストン３１の他側に形成された作動室Ｒ２に直接的に連通する流路１３ａを有しており、この流路１３ａは連結ブロック１６に設けた流路１６ａと、連結パイプ１４と、連結ブロック１５に設けた流路１５ａを通して蓋部材１２の流路１２ｂに連通している。
【００１１】
連結パイプ１４は、一対の連結ブロック１５，１６によって保持されていて、連結ブロック１５の流路１５ａと連結ブロック１６の流路１６ａを連通させている。一方の連結ブロック１５は、その流路１５ａが蓋部材１２の流路１２ｂに連通するようにして蓋部材１２に組付けられている。他方の連結ブロック１６は、その流路１６ａが蓋部材１３の流路１３ａに連通するようにして蓋部材１３に組付けられている。カバー１７は、連結パイプ１４を覆うようにコ字状に形成されていて、各連結ブロック１５，１６を各蓋部材１２，１３に組付けるためのボルトを用いて両連結ブロック１５，１６に組付けられている。
【００１２】
連結部材２０は、図１及び図３に示したように、筒部材２１と連結筒２２を備えていて、筒部材２１にてシリンダ本体１０の一方の軸方向端部に連結されるとともに、連結筒２２にて斜めブレース３００の端部に連結されており、制御弁装置Ｖｏを内部に収装して軸方向に延びている。
【００１３】
ピストン３１は、シリンダ本体１０内にてピストンロッド３２に一体的に設けられていて、シリンダ本体１０内を軸方向に摺動可能であり、その両側に二つの作動室Ｒ１，Ｒ２を形成している。また、ピストン３１には、一対のリリーフ弁３３，３４が内蔵されていて、各リリーフ弁３３，３４により各作動室Ｒ１，Ｒ２内の最高圧が規定されている。なお、ピストン３１とピストンロッド３２の位置はストロークセンサ３９によって検出可能である。
【００１４】
制御弁装置Ｖｏは、図１〜図６に示したように、ベース部材９１およびこれに５個のねじ９２で組付けたブロック部材９３と、両作動室Ｒ１，Ｒ２間での作動油の流通を制御する一対のパイロット操作式開閉弁５０，６０を備えるとともに、これらの開閉弁５０，６０とは別に両作動室Ｒ１，Ｒ２間での作動油の流通を制御する一対のチェック弁４１，４２、一対の絞り４３，４４、一対のリリーフ弁４５，４６およびアキュムレータ４７と、絞り４８および断電時開放弁４９とを備えていて、ベース部材９１にて４個のねじ９４を用いてシリンダ本体１０の一方の軸方向端面に着脱可能に取付けられている。
【００１５】
各チェック弁４１，４２は、図２および図６にて示したように、各絞り４３，４４と各リリーフ弁４５，４６に対して並列に設けられていて、アキュムレータ４７から各作動室Ｒ１，Ｒ２への作動油の流れを許容し、各作動室Ｒ１，Ｒ２からアキュムレータ４７への作動油の流れを阻止するようになっている。各絞り４３，４４は、作動油の流れ（アキュムレータ４７に向けての流れ）を制限して許容するようになっている。
【００１６】
各リリーフ弁４５，４６は、各絞り４３，４４に対して直列に設けられていて、両作動室Ｒ１，Ｒ２間での作動油の流動を制御して所定速度以上の揺れに対しては速度にほぼ無関係な略一定の減衰力が得られるようにするためのものであり、互いに逆向きに設けられていることを除いて同一構成であって、設定値にてリリーフ作動して作動油をアキュムレータ４７に向けて流す（逃がす）ようになっている。なお、各リリーフ弁４５，４６がリリーフ作動しない領域においては、両作動室Ｒ１，Ｒ２間での作動油の流動が両パイロット操作式開閉弁５０，６０によって制御されて、建物の揺れの速度に応じた減衰力が得られる。
【００１７】
アキュムレータ４７は、図１に示したように連結部材２０の長手方向に延在していて、図３及び図６に示したように、ベース部材９１に４個のねじ９５を用いて着脱可能に取付けられている。また、アキュムレータ４７には、図１及び図３に示したように、そのピストンロッド４７ａと係合するリミットスイッチＳｏが付設されていて、このリミットスイッチＳｏによりアキュムレータ４７内の作動油が洩れ等により減少した際の異常を検出可能となっている。
【００１８】
断電時開放弁４９は、停電等の断電時（通電異常時）に機能する電磁開閉弁であり、図２に示したように、パイロット操作式開閉弁５０，６０に対して並列に設けられていて、通常時には通電によりソレノイド４９ａが励磁されて閉状態にあり、両作動室Ｒ１，Ｒ２間の連通を遮断する。また、停電等の断電時には非通電によりソレノイド４９ａが非励磁となって開作動し、両作動室Ｒ１，Ｒ２間を絞り４８を介して連通する。
【００１９】
パイロット操作式開閉弁５０，６０は、互いに逆向きに設けられていることを除いて同一構成であって、両作動室Ｒ１，Ｒ２間での作動油の流通を制御して減衰力を発生させるものである。一方の開閉弁５０は、図２〜図４に示したように、ブロック部材９３に組付けた主弁体５１、固定絞り５２、可変絞り弁５３および電磁操作式パイロット弁５４と、主弁体５１に組付けた絞り５５と第１，第２逆止め弁５６，５７を備えている。他方の開閉弁６０は、図２および図３に示したように、ブロック部材９３に組付けた主弁体６１、固定絞り６２、可変絞り弁６３および電磁操作式パイロット弁６４と、主弁体６１に組付けた絞り６５と第１，第２逆止め弁６６，６７を備えている。
【００２０】
各主弁体５１，６１と各固定絞り５２，６２は、ブロック部材９３に組付けられていて、ブロック部材９３に設けた主流路７１と７２間を流れる作動油を制御する。一方の主流路７１は、図４および図５に示したように、ベース部材９１に設けた流路８１に連通していて、同流路８１の端部すなわち接続ポート８１ａは蓋部材１２に設けた流路１２ａを通して作動室Ｒ１に連通している。他方の主流路７２は、図１、図４および図５に示したように、ベース部材９１に設けた流路８２に連通していて、同流路８２の端部すなわち接続ポート８２ａは蓋部材１２に設けた流路１２ｂと、連結ブロック１５に設けた流路１５ａと、連結パイプ１４と、連結ブロック１６に設けた流路１６ａと、蓋部材１３に設けた流路１３ａを通して作動室Ｒ２に連通している。
【００２１】
各可変絞り弁５３，６３と各電磁操作式パイロット弁５４，６４は、ブロック部材９３に組付けられていて、ブロック部材９３に設けたパイロット流路７３，７４を流れる作動油を制御する。また、各電磁操作式パイロット弁５４，６４は、２ポート二位置電磁開閉弁であり、その開閉作動は、図１および図２に示したように、ピストン３１と一体的に往復動するピストンロッド３２の軸方向移動（変位）を検出するストロークセンサ３９とシリンダ本体１０内の両作動室Ｒ１、Ｒ２内油圧をそれぞれ検出する両圧力センサＳ１，Ｓ２からの各検出信号に基づいて弁開閉指令信号を出力する制御回路ＥＣＵによって制御されるようになっている。なお、各圧力センサＳ１，Ｓ２は、ベース部材９１に組付けられていて、ベース部材９１に設けた各流路８１，８２から各分岐流路８３，８４と８５，８６を通して各作動室Ｒ１、Ｒ２内の油圧が付与される（図５および図６参照）。
【００２２】
一方の分岐流路８３は、図２、図４〜図６から明らかなように、チェック弁４１の流出側で絞り４３の流入側に連通している。また、他方の分岐流路８４は、図２、図５および図６から明らかなように、チェック弁４２の流出側で絞り４４の流入側に連通している。なお、両チェック弁４１，４２の流入側とアキュムレータ４７の貯油室４７ｂに連通している流路４７ｃは、図２、図４および図６に示したように、ベース部材９１に設けた流路８７を通してブロック部材９３に設けた流路７５に連通している。
【００２３】
上記のように構成した本実施形態の制振用油圧ダンパ１００においては、その通常使用時に地震や風等の振動外力が作用してシリンダ本体１０内にてピストン３１が往復動すると、何れか一方の作動室Ｒ１またはＲ２の圧力が上昇して同作動室から何れか他方の作動室Ｒ２またはＲ１に向けて作動油が流動し、この作動油の流動に伴って両作動室Ｒ１，Ｒ２を連結する油路にてパイロット操作式開閉弁５０，６０により減衰力が発生する。このため、振動に対する減衰作用が得られて、建物の振れが低減される。
【００２４】
また、本実施形態の制振用油圧ダンパ１００においては、周囲温度の上昇等の要因によって両作動室Ｒ１，Ｒ２内の作動油の体積が膨張してその圧力が設定値以上に上昇すると、各絞り４３，４４と各リリーフ弁４５，４６を通して作動油がアキュムレータ４７に向けて流れる。このため、非作動状態にて両作動室Ｒ１，Ｒ２内の作動油の圧力が異常に上昇することを防止できて、上記した要因に殆ど影響されることなくダンパ性能を安定して得ることができる。
【００２５】
ところで、本実施形態の制振用油圧ダンパ１００においては、シリンダ本体１０の一方の軸方向端面に、両作動室Ｒ１、Ｒ２にそれぞれ連通する二つの流路１２ａ，１２ｂを開口させるとともに、制御弁装置Ｖｏを着脱自在に取付けているため、全体としてピストン軸方向と直交する方向に突出する形状とならない。したがって、レイアウト上の自由度を向上することができるとともに、制御弁装置Ｖｏが外部の他の部材等と衝突することを防止することができる。
【００２６】
また、シリンダ本体１０の一方の軸方向端面に、二つの流路１２ａ，１２ｂを開口させるとともに、制御弁装置Ｖｏを着脱自在に取付けて、二つの流路１２ａ，１２ｂを制御弁装置Ｖｏに接続しているため、シリンダ本体１０の一方の軸方向端面に制御弁装置Ｖｏを取付けることで、ピストン３１の両側に形成された二つの作動室Ｒ１，Ｒ２と制御弁装置Ｖｏに設けた接続ポート８１ａ，８２ａとを連通させることが可能であって、制御弁装置Ｖｏのシリンダ本体１０への取付けとは別に、二つの作動室Ｒ１，Ｒ２と制御弁装置Ｖｏに設けた接続ポート８１ａ，８２ａとを連通させるための配管作業が不要であり、制振用油圧ダンパ１００の組立工数の増大を抑制することが可能である。
【００２７】
また、制御弁装置Ｖｏを内部に収装するように中空状の連結部材２０を、シリンダ本体１０の一方の軸方向端部に連結しているため、制御弁装置Ｖｏを連結部材２０で覆って外部に露出しない構成とすることができる。したがって、当該制振用油圧ダンパ１００の外観を図７に示したようにシンプルとすることが可能である。
【００２８】
上記実施形態においては、制御弁装置Ｖｏが、ベース部材９１およびブロック部材９３と、これらに組付けたアキュムレータ４７、断電時開放弁４９およびパイロット操作式開閉弁５０，６０等を備える構成として実施したが、制御弁装置Ｖｏが、ブロック部材９３に一対のパイロット操作式開閉弁５０，６０を備える構成（アキュムレータ４７や断電時開放弁４９を無くした構成）で実施することも可能である。また、本発明の実施に際しては、一対のパイロット操作式開閉弁５０，６０に代えて、特開平１０−２７４２７１号公報に記載された一対の調圧弁を採用して実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による制振用油圧ダンパの一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】 図１に示した制振用油圧ダンパの油圧回路図である。
【図３】 図１のＡ−Ａ線に沿った拡大断面図である。
【図４】 図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図５】 図４のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図６】 図４のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。
【図７】 図１に示した制振用油圧ダンパの設置状態を示した概略図である。
【図８】 従来の制振用油圧ダンパの設置状態を示した概略図である。
【符号の説明】
１００…制振用油圧ダンパ、１０…シリンダ本体、１１…筒部材、１２…一方の蓋部材、１２ａ，１２ｂ…流路、１３…他方の蓋部材、１３ａ…流路、１４…パイプ、１５，１６…連結ブロック、１５ａ，１６ａ…流路、２０…連結部材、２１…筒部材、２２…連結筒、３１…ピストン、３２…ピストンロッド、Ｒ１，Ｒ２…作動室、Ｖｏ…制御弁装置、５０，６０…パイロット操作式開閉弁。

Claims (1)

1. シリンダ本体内を軸方向に摺動するピストンの両側に形成された二つの作動室間を流路により連通し、この流路を流れる作動油を制御弁装置により制御することによって、建物の振動を減衰させるように構成した建物のための制振用油圧ダンパにおいて、前記シリンダ本体の一方の軸方向端面に、前記両作動室にそれぞれ連通する二つの流路を開口させるとともに、前記制御弁装置を着脱自在に取付けて、前記流路を前記制御弁装置に接続し、かつ、前記シリンダ本体の一方の軸方向端部に、前記制御弁装置を内部に収装して軸方向に延びる中空状の連結部材を連結し、さらに、前記シリンダ本体の一方の軸方向端部が前記連結部材を介して建物の柱と梁の一方の隅に連結されるとともに、前記ピストンと一体的に軸方向に移動し軸方向に延びるピストンロッドが前記シリンダ本体外に突出する端部にて前記一方の隅と斜めに対向する柱と梁の他方の隅に連結されていて、前記制御弁装置は、前記シリンダ本体の一方の軸方向端面に着脱可能に取付けられたベース部材と、このベース部材に組付けられて前記両作動室間での作動油の流通を制御する弁を備えていることを特徴とする建物のための制振用油圧ダンパ。

Images