JP4573198B2 - 流体圧ダンパ - Google Patents

Description

本発明は、２つの流体室を備えた流体圧シリンダとアキュムレータとを閉回路で接続して構成され、制震あるいは免震に用いられる流体圧ダンパに関する。

地震の際の建物の揺れを減衰させる制震用の流体圧ダンパとして、例えば特許文献１、２に記載されたものなど種々のものが提供されている。

図６は、本発明の背景技術となる制震用の流体圧ダンパの一例を示す回路図であり、特許文献１に記載されたものを流体圧回路図として示したものである。なお、この図６では、特許文献１で用いられていた、異常事態に対応すべき高速用のリリーフ弁は省略されている。

この流体圧ダンパ７０は、両ロッドタイプのピストン６１ｂを備えた流体圧シリンダ６１、これと閉回路で接続されたアキュムレータ６２とを備え、この閉回路は、一対の減衰弁６６Ａ、６６Ｂ、一対の一方向絞り弁６７Ａ、６７Ｂを備えている。

流体圧シリンダ６１は、ピストン６１ｂをスライド可能に収容するシリンダ本体６１ａ、ピストン６１ｂの両側に延びたピストンロッド６１ｃ、ピストン６１ｂで仕切られたシリンダ本体６１内の流体室６１ｄ（図の右側）、流体室６１ｅ（図の左側）を備えている。

ピストンロッド６１ｃの一方（図の左側）はシリンダ本体６１ａの外へ突き出し、その端部に制震対象物が接続されるようになっている。ピストンロッド６１ｃの他方（図の右側）は、空気室６１ｆ側に突出し、シリンダ本体６１ａからは突出しないようになっている。

アキュムレータ６２は、シリンダ本体６２ａ、このシリンダ本体６２ａ内で所定ストロークでスライドするフリーピストン６２ｂ、このフリーピストン６２ｂで仕切られた流体側の流体室６２ｃ、その非流体室側に設置され、フリーピストン６２ｂを流体室６２ｃ側へ付勢するスプリング６２ｄを備えている。

一対の減衰弁６６Ａ、６６Ｂは、流体圧シリンダ６１の二つの流体室６１ｄ、６１ｅを連結する回路に直列に、互いにその減衰流れが対向するように配置されている。

一対の一方向絞り弁６７Ａ、６７Ｂは、流体圧シリンダ６１の二つの流体室６１ｄ、６１ｅを連結する回路に直列に、互いにその許容流れ方向が対向するように配置されており、その許容流れと反対方向の流れを一定の絞り流量で絞るようになっている。

減衰弁６６Ａ、６６Ｂの間の回路、一方向絞り弁６７Ａ、６７Ｂの間の回路は接続され、更に、その回路がアキュムレータ６２の流体室６２ｃに接続されている。

このような構成で、この流体圧ダンパ７０によれば、ピストンロッド６１ｃに地震の震動が作用した場合、その右方向、左方向の震動を一対の減衰弁６６Ａ、６６Ｂの減衰作用により抑制している。一対の一方向絞り弁６７Ａ、６７Ｂは、後述のアキュムレータ６２と協同して温度補償の機能を果たすものである。

また、この流体圧ダンパ７０は、スプリング６２ｄで付勢されたフリーピストン６２ｂで圧力変動に対応可能な流体室６２ｃを備えたアキュムレータ６２で、温度補償も可能となっている。

しかしながら、この流体圧ダンパ７０の制震機能を日常の風などで引き起こされる微小振幅の震動に対応可能とするためには、大気圧のままでは、流体の圧縮性により減圧弁が開かず、所望の減衰力が得られないので、流体圧回路系全体に一定の与圧を与えておく必要がある。

そのために、アキュムレータ６２のフリーピストン６２ｂの位置は、スプリング６２ｄの反発力による与圧をも考慮した初期位置にセットされていた。

しかし、このような通常状態の与圧が必要とされるのでは、作動流体漏れが生じ易く、メンテナンス面での問題があった。

このような課題は、特許文献２に記載された流体圧ダンパにも共通するものであったが、この特許文献２でも、その点での解決手段は提案されていなかった。また、微震動に対する震動の緩和の問題は免震の場合にも共通するものであった。
特開２０００−２７４４７３号公報（図１） 特開平１１−２５７４０５号公報（図１）

本発明は、上記問題を改善しようとするもので、常時与圧を与えなくとも、通常時の風などによる微振幅の震動にも対応可能な制震、免震用の流体圧ダンパを提供することを目的としている。

本発明の流体圧ダンパは、２つの流体室を備えた流体圧シリンダとアキュムレータとを閉回路で接続して構成され、制震あるいは免震に用いられる流体圧ダンパであって、
前記２つの流体室を接続する増幅回路を設け、前記増幅回路は、前記２つの流体室のそれぞれと断面積の異なるピストンを組み合わせた異径シリンダの大流体室とを該大流体室からそれぞれの流体室への流体の流れを許容する一方向絞り弁を介して接続し、前記異径シリンダの小流体室と前記２つの流体室のいずれかとを該流体室から該小流体室への流れを許容する一方向絞り弁を介して接続したものであって、前記流体シリンダに震動のない状態では、前記２つの流体室は、与圧されていないとを特徴とする。

ここで異径シリンダの代わりに、請求項２で示したように、通常の片ロッドシリンダであって、そのロッド側の流体室を小流体室として用い、ボトム側の流体室を大流体室として使用するシリンダを用いてもよい。

なんとなれば、このようなシリンダも、該小流体室は、そのロッド分だけ、該大流体室に比べ断面積が小さくなるので、断面積の異なる流体室を備えたものとなり、本発明の作用効果を達成し得るからである。

本発明の流体圧ダンパによれば、２つの流体室を備えた流体圧シリンダとアキュムレータとを閉回路で接続して構成され、制震あるいは免震に用いられる流体圧ダンパであって、前記２つの流体室を接続する増幅回路を設け、前記増幅回路は、前記２つの流体室のそれぞれと断面積の異なるピストンを組み合わせた異径シリンダの大流体室とを該大流体室からそれぞれの流体室への流体の流れを許容する一方向絞り弁を介して接続し、前記異径シリンダの小流体室と前記２つの流体室のいずれかとを該流体室から該小流体室への流れを許容する一方向絞り弁を介して接続し、前記流体シリンダに震動のない状態では、前記２つの流体室は、与圧されていないものとしたので、、微震動に対して、それが生じた時だけ与圧を生じさせ、その制震機能を効果的に発生させることができる。

つまり、常時与圧を与えなくとも、通常時の風などによる微振幅の震動にも対応可能となっている。

以下に、本発明の実施の形態（実施例）について、図面を用いて説明する。

図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の流体圧ダンパの一例と、その作動原理を示す回路図
である。

この流体圧ダンパ１０は、２つの流体室１ｄ、１ｅを備えた流体圧シリンダ１とアキュムレータ２とを閉回路で接続して構成され、制震あるいは免震に用いられるもので、特に、予め与圧を与えることなく、風などに起因する微振幅の震動に対してもその制震あるいは免震作用が効果的に発揮するように構成された増幅回路５を備えていることを特徴とする。

流体圧シリンダ１、アキュムレータ２、これらを接続する閉回路の構成、この閉回路で用いられる一対の減衰弁６Ａ、６Ｂ、一対の一方向絞り弁７Ａ、７Ｂについて、その基本機能、基本構成は、図６の流体圧シリンダ６１、アキュムレータ６２、これらを接続する閉回路、一対の減衰弁６６Ａ、６６Ｂ、一対の一方向絞り弁６７Ａ、６７Ｂと同様である。

また、この図１の流体圧シリンダ１のシリンダ本体１ａ、ピストン１ｂ、ピストンロッド１ｃ、流体室１ｄ（図の右側）、流体室１ｅ（図の左側）、空気室１ｆは、図６の流体圧シリンダ６１のシリンダ本体６１ａ、ピストン６１ｂ、ピストンロッド６１ｃ、流体室６１ｄ（図の右側）、流体室６１ｅ（図の左側）、空気室６１ｆと同じ構成であり、同じ作用効果を示すものである。

また、この図１のアキュムレータ２のシリンダ本体２ａ、フリーピストン２ｂ、流体室２ｃ、スプリング２ｄは、図６のアキュムレータ６２のシリンダ本体６２ａ、フリーピストン６２ｂ、流体室６２ｃ、スプリング６２ｄと同様の構成であり、同様の作用効果を示すものである。

ただし、このアキュムレータ２については、後述するように、この流体圧ダンパ１０で特徴とする増幅回路５により、温度補償、与圧付与の役割は課されておらず、その分、その構成（フリーピストン２ｂのスライドストローク、スプリング２ｄの付勢力）や使用目的が異なることがある。

増幅回路５は、流体圧シリンダ１の２つの流体室１ｄ、１ｅのそれぞれと断面積の異なるピストン３ｂ、３ｃを組み合わせた異径シリンダ３の大流体室３ｄとを大流体室３ｄからそれぞれの流体室１ｄ、１ｅへの流体の流れを許容する一方向絞り弁４ａ、４ｂを介して接続したものである。

また、増幅回路５は、異径シリンダ３の小流体室３ｅと流体圧シリンダ１の２つの流体室１ｄ、１ｅのいずれか（この例の場合、流体室１ｅ）とを流体室１ｅから小流体室３ｅへの流れを許容する一方向絞り弁４ｃを介して接続したものである。

つまり、増幅回路５は、上記のような相互関係を有する異径シリンダ３、三種類の一方向絞り弁４ａ、４ｂ、４ｃを備えているものである。

なお、これら増幅回路５を構成する一方向絞り弁４ａ、４ｂ、４ｃについて、それぞれを構成する絞り弁を、接尾符号ｓを用いて示すことがある。つまり、例えば、絞り弁４ａｓは、一方向絞り弁４ａを構成する絞り弁を示すものとする。

ここで、本発明では、これらの絞り弁４ａｓ、４ｂｓ、４ｃｓの絞り流量が増幅回路５、ひいては、流体圧ダンパ１０の作用効果上重要な項目であるが、これについては、後述する。

異径シリンダ３の大ピストン３ｂと小ピストン３ｃとの間の段差壁と、これらをスライド可能に収容するシリンダ本体３ａの大径から小径部分への段差壁との間に生じる空間は、作動流体が導入されず、外気と流通可能な空気室３ｆとなっている。

異径シリンダ３の大流体室３ｄには、大ピストン３ｂを小ピストン３ｃ側、つまり、空気室３ｆ側に付勢するスプリング３ｇが収容されている。

このスプリング３ｇは、大ピストン３ｂと小ピストン３ｃとが一体化されたピストン全体を、初期位置あるいは通常位置に保持する程度の付勢力を与えるものである。したがって、必ずしも必須のものではなく、また、大流体室３ｄ、小流体室３ｅの双方に設けてもよい。

さて、このような構成の流体圧ダンパ１０のピストンロッド１ｃに風などの影響で微小振幅の震動が作用する場合について説明する。

まず、図１（ａ）が震動のない状態であって、この場合、流体圧シリンダ１の流体室１ｄ、１ｅ、アキュムレータ２の流体室２ｃ、増幅回路５の異径シリンダ３の大流体室３ｄ、小流体室３ｅの内部の流体圧はそれぞれ等しく、また、与圧されていない状態（外部の大気圧との差がない状態）である。

したがって、この流体圧ダンパ１０のそれぞれの流体室１ｄ、１ｅ、２ｃ、３ｄ、３ｅから外部への作動流体の漏れが発生しにくく、メンテナンス面での問題が解消される。

一方、図１（ｂ）で黒矢印で示すような微震動が発生する発生する場合について考える。その場合、流体圧シリンダ１のピストン１ｂが図の左方向に僅かに動くと、その動きにより一方向絞り弁４ｃに許容されて流体圧シリンダ１の流体室１ｅから、異径シリンダ３の小流体室３ｅに作動流体が流れ込む。

これに伴い、大ピストン３ｂと小ピストン３ｃとは一体的に右に移動するが、この移動に伴い、異径シリンダ３の大流体室３ｄから流体圧シリンダ１の双方の流体室１ｄ、１ｅへ流入される作動流体量は、異径シリンダ３の大ピストン３ｂと小ピストン３ｃの断面積比に対応して、小流体室３ｅへ流れ込む作動流体量より多くなる。

つまり、流体圧シリンダ１のピストン１ｂの左方向への微移動により、異径シリンダ３から、流体圧シリンダ１の流体室１ｄ、１ｅとアキュムレータ２の流体室２ｃに作動流体が余分に供給されることになる。

一方、流体圧シリンダ１のピストン１ｂが右方向への微移動をする場合には、３つの一方向絞り弁４ａ、４ｂ、４ｃの逆止め機能により流体圧シリンダ１から異径シリンダ３への作動流体の流入は生じない。

このような流体圧シリンダ１のピストン１ｂの微震動が繰り返されると（これを、「ポンピング」と称する。）、その左方向への移動の際徐々に、異径リシンダ３からの余分の作動流体はアキュムレータ２の流体室２ｃに蓄積され、結局、図１（ｂ）に示すように、このフリーピストン２ｂをスプリング２ｄの付勢力に抗して、右方向へ移動させることとなり、それだけの与圧を発生させることとなる。

こうして与圧が発生すると、流体圧ダンパ１０の流体圧シリンダ１、アキュムレータ２、これらを接続する閉回路で構成される制震機能部分は、図６でも説明したように、減衰弁６Ａ、６Ｂで所望の減衰力が発揮されて、微震動に対しても充分にその制震機能を発揮することができる。

この与圧は、ポンピングつまり微震動が繰り返されている間中、より大きくなる一方であるが、閉回路に設置された減衰弁６Ａ、６Ｂの設定圧を越えると、流体圧シリンダ１の両流体室１ｄ、１ｅ間の作動流体の流通がこの減衰弁６Ａ、６Ｂを介して可能となるので、それ以上に上昇することはない。

一方、風などによる微震動が収まると、異径シリンダ３の大ピストン３ｂと小ピストン３ｃとは、大ピストン３ｂがその右側に受ける作動流体圧の力と、小ピストン３ｃが受ける作動流体圧の力と大ピストン３ｂがその左側に受ける大気圧の力との合力との差から発生する力により、絞り弁４ｃｓで許容された絞り量だけ徐々に左方向に、大ピストン３ｂと小ピストン３ｃへの力が均衡するまで移動する。

この大ピストン３ｂと小ピストン３ｃへの力が均衡する状態とは、つまり、与圧がなくなる状態であり、この流体圧ダンパの通常状態であり、この通常状態では、上記したように、与圧がないので、作動流体漏れの問題も解消される。

こうして、本発明の流体圧ダンパ１０によれば、微震動に対して、それが生じた時だけ与圧を生じさせ、その制震機能を効果的に発生させることができる。つまり、与圧を与えなくとも、通常時の風などによる微振幅の震動にも対応可能となっている。

一方、本発明の流体圧ダンパ１０によれば、微震動がなくなれば与圧も消滅するので、作動流体の漏出の問題も解消される。

ここで、３つの一方向絞り弁４ａ、４ｂ、４ｃを構成する絞り弁４ａｓ、４ｂｓ、４ｃｓの絞り流量の関係について説明する。

これら３つの絞り弁４ａｓ、４ｂｓ、４ｃｓの絞り流量が意味を持つのは、流体圧シリンダ１の流体室１ｄ、１ｅから異径シリンダ３を経て、流体圧シリンダ１の流体室１ｅへと還流する作動流体の流れが意味を持つ場合であるが、それは、上述したように、微震動がない状態で与圧が解消される方向に向かう状態である。

その際は、直接的にその還流量に関与する絞り弁４ｃｓだけの絞り流量を、その目的に適った極微量としておけば、他の二つの絞り弁４ａｓ、４ｂｓの絞り流量は、この絞り弁４ｃｓの絞り流量より大きければよく、特にこの点では、規制されない。

よって、これら二つの絞り弁４ａｓ、４ｂｓの絞り流量は、上記条件を満たす範囲で、それぞれの一方向絞り弁４ａ、４ｂの本来の機能によって、決めればよい。例えば、流体圧ダンパ１０の減衰に影響しないように絞り流量を決めればよい。

一方、絞り弁４ｃｓの絞り流量は、ポンピングによる与圧を発生させるのには支障とならず、一方、微震動がなくなった場合には、与圧を解消させる程度の流量を許可する程度の極微量とされ、これにより本発明の流体圧ダンパ１０の機能がより良く発揮される。

次に、上記図１（ａ）、（ｂ）についての説明を基礎として、この流体圧ダンパ１０が温度補償の機能も有する点について、説明する。

図１（ａ）の通常状態から、温度が上昇して流体圧シリンダ１の流体室１ｄ、１ｅ内の作動流体の体積が増えたとする。

この増加速度は通常小さいので、一方向絞り弁４ａ、４ｂの絞り弁４ａｓ、４ｂｓを介して、その増加分の作動流体が大流体室３ｄに入り、異径シリンダ３の大ピストン３ｂと小ピストン３ｃとを左へ移動させ、その移動分だけ増加体積分の作動流体を貯留する。

この際、一方向絞り弁４ｃの絞り弁４ｃｓを介して、作動流体は、シリンダ１の流体室１ｅに戻るが、その影響も上記、同じ作動流体の流れによって解消され、結局、温度上昇による作動流体の体積膨張が異径シリンダ３における大ピストン３ｂと小ピストン３ｃとの位置で吸収されることになる。

図１（ａ）の通常状態から、温度が下降して流体圧シリンダ１の流体室１ｄ、１ｅ内の作動流体の体積が減ったとする。

この場合は、異径シリンダ３の大流体室３ｄから流体圧シリンダ１のそれぞれの流体室１ｄ、１ｅ向かう作動流体の流れが生じて、この場合も結局、温度下降による作動流体の体積収縮が異径シリンダ３における大ピストン３ｂと小ピストン３ｃとの位置で吸収されることになる。

こうして、本発明の流体圧ダンパ１０は、温度補償の機能も有していることになる。

なお、本発明の流体圧ダンパ１０において、必要に応じた与圧付与と与圧解消、温度補償の機能を与える増幅回路５は、本来の制震の機能を発揮する流体圧シリンダ１、アキュムレータ２、それらの間の閉鎖回路とは、別個独立に、流体圧シリンダ１に付設されているものである。

したがって、増幅回路５を設けても、この流体圧ダンパ１０における本来の制震機能は全く阻害されない。そればかりでなく、この制震機能が発揮されている段階でも、増幅回路５は、随時必要に応じて、その与圧付与と与圧解消、温度補償の機能を発揮するものである。

図２（ａ）は、本発明の流体圧ダンパの他例を示す回路図、（ｂ）は（ａ）の異径シリンダの他例を示す図である。これより、すでに説明した部分と同じ部分については、同じ符号を付して重複説明を省略する。また、各部分の集合体について別個の符号がある場合については、煩雑さを避けるために、集合体の符号だけを示すようにすることがある。

この流体圧ダンパ１０Ａは、図１の流体圧ダンパ１０に比べ、増幅回路５Ａにおいて、一方向絞り弁４ｄが追加され、この一方向絞り弁４ｄを介して、更に、異径シリンダ３の小流体室３ｅと流体圧シリンダ１の他方の流体室１ｄとが、該流体室１ｄから該小流体室３ｅへの流れを許容するように接続されている点が異なっている。

このようにすると、この図において、左方向へ微移動する場合だけでなく、右方向へ微移動する場合にも与圧を増加させることができる。

また、与圧解消の絞り弁作用も、異径シリンダ３の小流体室３ｅから流体圧シリンダ１の流体室１ｄ、１ｅへの絞り量を規制する絞り弁４ｃｓ、４ｄｓの双方が担うこととなる。

図２（ｂ）は、図２（ａ）の異径シリンダ３の代わりに用いることができる片ロッドシリンダ３′を示している。

この片ロッドシリンダ３′は、図２（ａ）の異径シリンダ３とは異なり、通常の片ロッドタイプのシリンダであって、そのシリンダ本体３ａ′に収容されたピストン３ｂ′がピストンロッド３ｃ′を備えたものとして構成され、そのロッド側を小流体室３ｅ′、そのボトム側を大流体室３ｄ′として用いられるものである。

また、大流体室３ｄ′には、異径シリンダ３のスプリング３ｇと同様の作用効果を発揮するスプリング３ｇ′が設けられている。

この片ロッドシリンダ３′において、大流体室３ｄ′は、小流体室３ｅ′に比べ、その断面積がピストンロッド３ｃ′の分だけ大きく、また、相互にピストン３ｂ′を介在させて、等距離だけ左右移動するものであり、結果的に、図２（ａ）の異径シリンダ３と同じ作用効果を発揮するものである。

加えて、この構成の片ロッドシリンダ３′によれば、図２（ａ）の異径シリンダ３にあった空気室３ｆを設ける必要がなくなり、その分だけシリンダのストローク方向の長さを小さくでき、シリンダ全体をコンパクト化できる。

図３は、本発明の流体圧ダンパの他例を示す回路図である。

この流体圧ダンパ１０Ｂは、図１の流体圧ダンパ１０に比べ、増幅回路５Ｂを構成する一方向絞り弁４ａ、４ｂを、流体圧シリンダ１とアキュムレータ２とを結ぶ閉回路で用いられる一方向絞り弁７Ａ、７Ｂと共用したことを特徴とする。

つまり、図３で示すように、流体圧シリンダ１とアキュムレータ２とを結ぶ閉回路で用いられる一方向絞り弁７Ａ、７Ｂは、図１（ａ）と同じ位置にあるので、同じものであることが解る。

一方、この図３では、一方向絞り弁７Ａは、流体圧シリンダ１の流体室１ｅと異径シリンダ３の大流体室３ｄとを結ぶ回路にあり、大流体室３ｄから流体室１ｅへの作動流体の流れを許容するものであり、図１（ａ）の一方向絞り弁４ａと同じ機能を果たしている。

また、この図３では、一方向絞り弁７Ｂは、流体圧シリンダ１の流体室１ｄと異径シリンダ３の大流体室３ｄとを結ぶ回路にあり、大流体室３ｄから流体室１ｄへの作動流体の流れを許容するものであり、図１（ａ）の一方向絞り弁４ｂと同じ機能を果たしている。

こうして、この流体圧ダンパ１０Ｂによれば、一方向絞り弁を共用できるので、その分だけ部品点数を減らすことができ、流体圧ダンパ１０Ｂのコストダウンを図ることができる。

図４（ａ）は、流体圧ダンパの他例を示す回路図、（ｂ）は（ａ）のフリーピストンの代わりに用いるブラダを示す図である。

図４（ａ）の流体圧ダンパ１０Ｃは、図１の流体圧ダンパ１０に比べ、増幅回路５Ｃの異径シリンダ３の小流体室３ｅの外気側に更にフリーピストン３ｈが設けられ、さらにその外気側に空気室３ｉが設けられている点が異なっている。

このフリーピストン３ｈは、この流体圧ダンパ１０Ｃにおける温度変化に伴う体積変化を、その存在位置によって吸収するものであり、流体圧ダンパ１０Ｃの温度補償の機能を専門に分担するものである。

このようなフリーピストン３ｈは、上述したように、本発明の流体圧ダンパでは増幅回路自体が温度補償機能も備えているので、必要性の少ないものであるが、このフリーピストン３ｈに温度補償機能を専門に分担させることで、増幅回路において温度補償を全く考慮しないで異径ピストンなどの設計をすることができ、設計の自由度が向上するというメリットがある。

温度補償については、上記のようなフリーピストン３ｈを用いるだけでなく、図４（ｂ）に示すようなブラダ８を用いるようにしてもよい。

この図４（ｂ）に示すブラダ８は、、作動流体室Ｒ内に封じ込められた作動流体の中に収容され、膨張収縮性があり、その外皮の弾性膨張を引き起こすことがない程度に膨張代を持たせた状態で、その内部に空気を封じ込めたものである。

このようなブラダ８を収容した作動流体室Ｒに、開口部Ｒａを通じて作動流体が出入りしても、それに応じてブラダ８が作動流体室Ｒ内で膨張収縮して、作動流体室Ｒに空気部分を生じることがない。

この機能は、作動流体の出入りだけでなく、作動流体自身の温度変化による膨張収縮の際、特に、温度が低下してブラダ８が膨張する場合にも充分に発揮される。つまり、ブラダ８は、温度低下に対しても温度補償機能も有していることになる。

したがって、上記のようにフリーピストンを設ける変わりに、このような機能を有するブラダ８を、小流体室３ｅなどに収容するようにしても、温度補償機能を発揮させることができ、流体圧ダンパの設計の自由度を向上させることができる。

図５（ａ）は、本発明の流体圧ダンパの一方向絞り弁を構成し、極微量の絞り流量を達成する絞り弁を例示する横断面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図、（ｃ）、（ｄ）はこの絞り弁の機能説明図である。

上述したように、本発明の流体圧ダンパ１０〜１０Ｃでは、一方向絞り弁４ｃ，４ｄにおいて極微量の絞り弁４ｃｓ、４ｄｓを用いるが、この図５に示す環状隙間μを備えた動く絞り弁１５は、このような極微量の絞り弁４ｃｓ、４ｄｓとして適している。

図５（ａ）、（ｂ）の移動絞り弁１５は、その設置部分の状況に応じた弁収容部となるハウジングＰ内に収容されている。ハウジングＰは、この移動絞り弁５を用いる流体圧管路Ｑａを備えたハウジングＱにＯリングＰｃによって流体密に当接され、取付孔Ｐａによって固定されるようになっている。

移動絞り弁１５は、作動流体が通過する円形管路となる絞り弁路１１と、この弁路内に収容され、その外径と弁路１１の内径との環状隙間μ（図５（ｃ）、（ｄ）参照。）によって作動流体の流量を制限する絞り弁体１２とを備え、絞り弁体１２が絞り弁路１１内で移動可能となっていることを特徴とする。

移動絞り弁１５はまた、絞り弁体１２が絞り弁路１１内から抜け出るのを防止するストッパ１３を備えている。

この例では、絞り弁路１１は、ハウジングＰを貫通する横穴の中央部分として設けられ、ストッパ３は、その絞り弁路１１の両側のより内径の大きい開口孔、つまり、以下に説明する流体通路部１１ｂをネジ手段を用いて封止する栓としても機能している。

ストッパ１３の首下には、Ｏリング１３ａが填め込まれて、ストッパ１３での封止時に流体密が確保されている。

全体で棒状の絞り弁体１２は、絞り弁路１１に対応し、所定の環状隙間μを形成する部分の両端に、より小径の両端部１２ｂを備え、この両端部１２ｂに対応する絞り弁路１１は、より大径の流体通路部１１ｂとなっており、これに連続して、ストッパ１３が螺合する雌ネジ部１１ｃとなっている。

絞り弁体１２の両端の両端部１２ｂは必須のものではなく、弁体１２の本来の外径のままとしてもよい。

左右の流体通路１１ｂには、ハウジングＱの流体圧管路Ｑａに通ずる開口１１ｄがそれぞれ設けられ、作動流体の流通を許可している。

このような環状隙間μは、素材に穴加工をする場合に比べ、絞り弁路１１の内径、絞り弁体１２の外径を精密加工することで、より極微量の開口面積、つまり絞り流量を確保することができる。

一方、このような環状隙間μを形成した移動絞り弁５の絞り弁体１２が動かないものとすると、図５（ｃ）に示すように、作動流体中の細かい塵が作動流体の微小流れにのって、環状隙間μを通過しようとする際、この環状隙間μより大きい塵が溜まり始めると、その周囲により小さい塵が徐々に集積し、最悪の場合には、この図に示すように、環状隙間μの入り口部分に大小の塵が集積してリング状の塵埃リングＫとなり、環状隙間μを塞いでしまうこととなる。

こうなると、図に黒矢印とこれを阻止する黒線で示すように、作動流体の微小流がこの塵埃リングＫによって阻止され、流れなくなって、絞り弁としての機能を発揮しないようになる。

しかしながら、本発明の移動絞り弁１５では、絞り弁体１２が移動し得るものであり、この場合、この弁体１２を動かす作動流体の動きや圧力変動があれば、絞り弁体１２が図に白矢印で示すように移動する。

すると、図５（ｄ）に示すように、絞り弁体１２のみが移動し、塵埃リングＫは元の位置のままであり、作動流体の微小流（黒矢印で阻止の黒線がない。）はこの塵埃リングＫに邪魔されずに、環状隙間μを通過することができるようになる。

また、このような変動が繰り返し生じる場合、その変動に伴い、絞り弁体１２は、図の白矢印の方向、その逆方向に繰り返し移動し、その結果、塵埃リングＫもフラッシングされて、その塵埃は作動流体中に散在することとなり、更に、塵埃リングＫも生成されることがなくなり、長期間に渡って、移動絞り弁１５の環状隙間μの機能が発揮され続ける。

つまり、この移動絞り弁１５によれば、絞り弁体１２を移動可能としたことで、これを流体圧ダンパに用いた場合は、その微小震動によって、絞り弁体１２が揺動し、これにより作動流体中の塵埃の集積による環状隙間μの閉塞がなくなり、移動絞り弁１５が長期間その機能を発揮して、流体圧ダンパが長時間その機能を確実に維持するようにできる。

また、この移動絞り弁１５には、移動可能な絞り弁体１２が絞り弁路１１内から抜け出るのを防止するストッパ１３を備えているので、絞り弁体１２が抜け出してしまうことがなく、その移動絞り弁１５の環状隙間機能が持続される。

このような温度補償に用いる環状隙間μとしては、半径隙間として、５〜１５μｍ（直径隙間で１０〜３０μｍ）が好適である。

一方、他の用途に用いられる場合で、塵埃の集積の問題を考えた場合、環状隙間の最大値としては、１ｍｍ位のものまでは本発明の移動絞り弁１５の利用価値があると思われる。

なお、上記では、流体圧ダンパ１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃについて説明したが、本発明の流体圧ダンパは、特許請求の範囲に記載された範囲のものであり、これらの実施例に限定されるものではない。

例えば、増幅回路５Ａと増幅回路５Ｂとを組み合わせたもの、つまり、ピストン１ｂのどちらの方向の微小移動に対しても与圧の発生が可能で、かつ、一方向絞り弁を増幅回路と流体圧シリンダとアクチュエータを結ぶ閉回路で用いる一方向絞り弁と共用したものも本発明の範囲に属するものである。

また、ここでは流体圧シリンダとして、両ロッドタイプのシリンダの場合（主に制震用）について説明したが、本発明の増幅回路は、片ロッドタイプのシリンダの場合（主に、免震用）にも、また、ロータリータイプの流体圧アクチュエータを用いる場合にも適用可能である。

また、本発明の作動流体には、通常の油圧回路で用いられる作動油だけでなく、流体圧回路に悪影響を与えず、作動流体としての適性を有しているもの、例えば、防錆剤などの添加剤を含んだ水、高分子流体などが含まれるものである。

本発明の流体圧ダンパは、制震用、免震用であって、与圧を与えなくとも、通常時の風などによる微振幅の震動にも対応可能であることが要請されるあらゆる産業分野に用いることができる。

（ａ）、（ｂ）は、本発明の流体圧ダンパの一例と、その作動原理を示す回路図 （ａ）は、本発明の流体圧ダンパの他例を示す回路図、（ｂ）は（ａ）の異径シリンダの代わりに用いる片ロッドシリンダを示す図 本発明の流体圧ダンパの他例を示す回路図 （ａ）は、流体圧ダンパの他例を示す回路図、（ｂ）は（ａ）のフリーピストンの代わりに用いるブラダを示す図 （ａ）は、本発明の流体圧ダンパの一方向絞り弁を構成し、極微小の絞り流量を達成する絞り弁を例示する横断面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図、（ｃ）、（ｄ）はこの絞り弁の機能説明図 本発明の背景技術となる流体圧ダンパの一例を示す回路図

符号の説明

１ 流体圧シリンダ
１ａ シリンダ本体
１ｂ ピストン
１ｃ ピストンロッド
１ｄ 流体室
１ｅ 流体室
２ アキュムレータ
３、３Ａ 異径シリンダ
３′ 片ロッドシリンダ
３ａ シリンダ本体
３ｂ 大ピストン
３ｃ 小ピストン
３ｄ 大流体室
３ｅ 小流体室
３ｆ 空気室
４ａ 一方向絞り弁
４ｂ 一方向絞り弁
４ｃ 一方向絞り弁
４ｄ 一方向絞り弁
５〜５Ｃ 増幅回路
１０〜１０Ｃ 流体圧ダンパ

Claims (5)

1. ２つの流体室を備えた流体圧シリンダとアキュムレータとを閉回路で接続して構成され、制震あるいは免震に用いられる流体圧ダンパであって、
   前記２つの流体室を接続する増幅回路を設け、
   前記増幅回路は、前記２つの流体室のそれぞれと断面積の異なるピストンを組み合わせた異径シリンダの大流体室とを該大流体室からそれぞれの流体室への流体の流れを許容する一方向絞り弁を介して接続し、前記異径シリンダの小流体室と前記２つの流体室のいずれかとを該流体室から該小流体室への流れを許容する一方向絞り弁を介して接続したものであって、
   前記流体シリンダに震動のない状態では、前記２つの流体室は、与圧されていないことを特徴とする流体圧ダンパ。
2. ２つの流体室を備えた流体圧シリンダとアキュムレータとを閉回路で接続して構成され、制震あるいは免震に用いられる流体圧ダンパであって、
   前記２つの流体室を接続する増幅回路を設け、
   前記増幅回路は、前記２つの流体室のそれぞれと片ロッドシリンダのボトム側である大流体室とを該大流体室からそれぞれの流体室への流体の流れを許容する一方向絞り弁を介して接続し、前記片ロッドシリンダのロッド側である小流体室と前記２つの流体室のいずれかとを該流体室から該小流体室への流れを許容する一方向絞り弁を介して接続したものであって、
   前記流体シリンダに震動のない状態では、前記２つの流体室は、与圧されていないことを特徴とする流体圧ダンパ。
3. 流体室から小流体室への流れを許容する一方向絞り弁の絞り流量を極微量としたことを特徴とする請求項１または２記載の流体圧ダンパ。
4. 異径シリンダまたは片ロッドシリンダの小流体室と前記２つの流体室のそれぞれとを該流体室から該小流体室への流れを許容する一方向絞り弁を介して接続したものであることを特徴とする請求項１から３のいずれか記載の流体圧ダンパ。
5. 増幅回路を構成する一方向絞り弁を、流体圧シリンダとアキュムレータとを結ぶ閉回路で用いられる一方向絞り弁と共用したことを特徴とする請求項１から４のいずれか記載の流体圧ダンパ。

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