JP6720570B2 - ダンパー - Google Patents

Description

本発明は、ダンパーに関する。

ダンパーは、相対変位可能な二部材同士の間の振動を減衰する装置であり、例えば、免震建物において免震装置（例えば積層ゴム）などとともに用いられている。ここで、免震装置は、免震建物の応答変位をより大きくして加速度を小さくするのに対し、ダンパーは、応答変位を一定値以内に抑える一方、加速度を増大させる。免震建物は、この相反する働きを持つ２つの装置をバランスよく設けた設計がなされている。また、このようなダンパーとして、二部材の相対変位量に応じて減衰係数を切り替えるようにしたものも知られている。例えば、特許文献１では、相対変位量が所定値よりも大きくなると低減衰から高減衰に切り替えている。

特開２０１０−２５５６６２号公報

しかしながら、上述したようなダンパーを設けると免震建物の最大加速度が増大してしまい、例えば免震建物が損傷するなどのおそれがあった。なお、アクティブ制御（外部エネルギーの入力により振動を制御する方式、以下、単にアクティブともいう）の場合、免震建物を絶対空間に静止させ加速度の低減を図ることができる（スカイフック・ダンパー）。これに対し、パッシブ制御（外部エネルギーを入力しないで受動的に振動を抑制する方式、以下、単にパッシブともいう）の場合、加速度を抑制することは困難であった。

本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、パッシブな機構で最大加速度の低減を図ることにある。

上記目的を達成するための主たる発明は、
相対変位可能に設けられた二部材同士の間の振動を減衰するダンパーであって、
液体が封入されたシリンダと、
前記シリンダ内に所定方向に摺動自在に配置されて、前記シリンダ内を前記所定方向に関して一方側の第１室と他方側の第２室とに区画するピストンであって、前記シリンダの前記所定方向の中央に位置する中央側摺動範囲と、前記中央側摺動範囲の一方側に位置する一方側の外側摺動範囲と、前記中央側摺動範囲の他方側に位置する他方側の外側摺動範囲と、を移動可能なピストンと、
前記液体が流路を流れることによって所定の減衰係数で前記振動を減衰する低減衰回路と、
前記液体が流路を流れることによって前記所定の減衰係数よりも高い減衰係数で前記振動を減衰する高減衰回路と、
を備え、
前記高減衰回路の前記流路は、前記ピストンが前記中央側摺動範囲に位置する場合、前記一方側の外側摺動範囲に位置する場合、及び前記他方側の外側摺動範囲に位置する場合のいずれの場合も、前記第１室と前記第２室とを連通し、
前記低減衰回路の前記流路は、
前記ピストンが前記中央側摺動範囲の位置から前記第１室の前記一方側の外側摺動範囲に摺動する場合に、前記第１室と前記第２室を連通し、前記ピストンが前記第１室の前記一方側の外側摺動範囲の位置から前記中央側摺動範囲に摺動する場合には、前記第１室と前記第２室とを遮断する第１流路と、
前記ピストンが前記中央側摺動範囲の位置から前記第２室の前記他方側の外側摺動範囲に摺動する場合に、前記第１室と前記第２室を連通し、前記ピストンが前記第２室の前記他方側の外側摺動範囲の位置から前記中央側摺動範囲に摺動する場合には、前記第１室と前記第２室とを遮断する第２流路と、
を有し、
前記ピストンの前記第１室側及び前記第２室側にそれぞれロッドが設けられており、
前記ピストンが前記中央側摺動範囲に位置する場合には、
前記第１流路の一端は前記第１室に位置し、且つ、前記第１流路の他端は前記第２室に位置し、
前記第２流路の一端は前記第１室に位置し、且つ、前記第２流路の他端は前記第２室に位置し、
前記第１流路は、前記一方側の外側摺動範囲の前記一方側の端と、前記他方側の外側摺動範囲の前記一方側の端との間に設けられており、
前記第２流路は、前記一方側の外側摺動範囲の前記他方側の端と、前記他方側の外側摺動範囲の前記他方側の端との間に設けられていることを特徴とするダンパーである。
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。

本発明によれば、パッシブな機構で最大加速度の低減を図ることができる。

第１実施形態のダンパー１０の適用例の概略図である。 ダンパー１０の概略断面図である。 図３Ａは、ダンパー１０のＦ−Ｖ線図であり、図３Ｂは、ダンパー１０のＦ−Ｄ線図である。 図４Ａ〜図４Ｆは、ピストン３０が右側から左側に移動する場合のダンパー１０の状態を示す概略断面図である。 図５Ａ〜図５Ｆは、ピストン３０が左側から右側に移動する場合のダンパー１０の状態を示す概略断面図である。 比較例における免震層の荷重と変形量との関係の説明図であり、図６Ｂは、本実施形態における免震層の荷重と変形量との関係の説明図である。 第２実施形態のダンパー１０´の概略断面図である。 図８Ａは、ダンパー１０´のＦ−Ｖ線図であり、図８Ｂは、ダンパー１０´のＦ−Ｄ線図である。 図９Ａ〜図９Ｆは、ピストン３０が右側から左側に移動する場合のダンパー１０´の状態を示す概略断面図である。 図１０Ａ〜図１０Ｆは、ピストン３０が左側から右側に移動する場合のダンパー１０´の状態を示す概略断面図である。

本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
相対変位可能に設けられた二部材同士の間の振動を減衰するダンパーであって、液体が封入されたシリンダと、前記シリンダ内に所定方向に摺動自在に配置されて、前記シリンダ内を前記所定方向に関して第１室と第２室とに区画するピストンであって、前記シリンダの前記所定方向の中央に位置する中央側摺動範囲と、前記中央側摺動範囲の両側に位置する各外側摺動範囲と、を移動可能なピストンと、前記液体が流路を流れることによって所定の減衰係数で前記振動を減衰する低減衰回路と、前記液体が流路を流れることによって前記所定の減衰係数よりも高い減衰係数で前記振動を減衰する高減衰回路と、を備え、前記高減衰回路の前記流路は、前記ピストンが前記中央側摺動範囲に位置する場合及び前記外側摺動範囲に位置する場合のどちらの場合も、前記第１室と前記第２室とを連通し、前記低減衰回路の前記流路は、前記ピストンが前記中央側摺動範囲の位置から前記第１室の前記外側摺動範囲に摺動する場合に、前記第１室と前記第２室を連通し、前記ピストンが前記第１室の前記外側摺動範囲の位置から前記中央側摺動範囲に摺動する場合には、前記第１室と前記第２室とを遮断する第１流路と、前記ピストンが前記中央側摺動範囲の位置から前記第２室の前記外側摺動範囲に摺動する場合に、前記第１室と前記第２室を連通し、前記ピストンが前記第２室の前記外側摺動範囲の位置から前記中央側摺動範囲に摺動する場合には、前記第１室と前記第２室とを遮断する第２流路と、を有することを特徴とするダンパーが明らかとなる。
このようなダンパーによれば、変位の増大に伴いダンパーの荷重（減衰力）が減少するようにできる。免震建物の加速度は免震層の荷重（免震装置とダンパーの荷重の合計値）が増大するほど大きくなり、免震装置の荷重は変位に比例して増大する。よって、このような特性のダンパーを用いることにより、パッシブな機構で免震層の最大荷重を減少させることができ、最大加速度の低減を図ることができる。

かかるダンパーであって、前記高減衰回路が有する前記流路は、前記ピストンに形成されていることが望ましい。
このようなダンパーによれば、高減衰回路をシリンダの外に設けずに済み、全体として装置構成の簡素化を図れる。

かかるダンパーであって、前記高減衰回路が有する前記流路にはリリーフ弁が設けられており、前記所定の減衰係数よりも高い減衰係数は、前記リリーフ弁が開放する前の減衰係数であることが望ましい。
このようなダンパーによれば、液体の圧力が一定値を超えないようにすることができる。

かかるダンパーであって、前記ピストンの前記第１室側及び前記第２室側にそれぞれロッドが設けられていることが望ましい。
このようなダンパーによれば、ピストンの移動に関わらず、シリンダ内の液体の量が変化しないので、液体用タンクを設置しなくてよい。

かかるダンパーであって、前記第１流路は、前記第１室側の前記外側摺動範囲の前記所定方向の一方側端と、前記第２室側の前記外側摺動範囲の前記所定方向の一方側端との間に設けられ、前記第２流路は、前記第１室側の前記外側摺動範囲の前記所定方向の他方側端と、前記第２室側の前記外側摺動範囲の前記所定方向の他方側端との間に設けられていてもよい。

また、かかるダンパーであって、前記第１流路は、前記第１室側の前記外側摺動範囲の前記所定方向の一方側端と他方側端との間に設けられ、前記第２流路は、前記第２室側の前記外側摺動範囲の前記所定方向の一方側端と他方側端との間に設けられていてもよい。

＝＝＝第１実施形態＝＝＝
＜ダンパーの構成について＞
図１は、第１実施形態のダンパー１０の適用例の概略図である。また、図２は、ダンパー１０の概略断面図である。

図１に示すダンパー１０は、例えば構造物の一例としての建物１の水平振動を減衰する。すなわち、建物１（二部材のうちの一方の部材に相当）は、積層ゴム等の免震装置５を介して水平方向に相対変位可能に建物１の基礎３（二部材のうちのもう一方の部材に相当）に支持されていて、当該ダンパー１０は、この建物１と基礎３との間の水平振動を減衰する。

本実施形態のダンパー１０は、図２に示すように、シリンダ２０と、ピストン３０と、低減衰回路５０と、高減衰回路７０と、を有している。
なお、以下の説明では、図２に示すように、水平方向の一方側のことを「左側」とも言い、他方側のことを「右側」とも言う。また、シリンダ２０内の第１室２１Ｌは左側に位置していることから当該第１室のことを「左室２１Ｌ」とも言い、第２室２１Ｒは右側に位置していることから当該第２室２１Ｒのことを「右室２１Ｒ」とも言う。

シリンダ２０は、中空部を有する筒状（例えば円筒状）の部材であり、シリンダ２０内には液体の一例としてのオイルが封入されている。また、本実施形態では、図２に示すように、シリンダ２０内におけるピストン３０の移動可能範囲として、水平方向の中央側に位置する中央側摺動範囲ＲＣと、中央側摺動範囲ＲＣの両側に位置する各外側摺動範囲ＲＳ（ＲＳＬ），ＲＳ（ＲＳＲ）と、を定めている。

ピストン３０は、シリンダ２０内において水平方向（所定方向に相当）に摺動自在に配置されるとともに、シリンダ２０内を水平方向に関して第１室２１Ｌと第２室２１Ｒとに区画する部材である。ピストン３０は、シリンダ２０内を左室２１Ｌと右室２１Ｒとに仕切りながら、中央側摺動範囲ＲＣと各外側摺動範囲ＲＳ（ＲＳＬ），ＲＳ（ＲＳＲ）とを円滑に水平移動可能である。

また、ピストン３０の左端面及び右端面には、それぞれロッド３２ａ，３２ｂが設けられている。すなわち、本実施形態のダンパー１０は、ピストン３０の両側にそれぞれロッド３２ａ，３２ｂが設けられた両ロッド型のダンパーである。そして、例えば、シリンダ２０が建物１に固定されるとともに、シリンダ２０から外方に突出する一方のロッド（例えば、ロッド３２ａ）が建物１の基礎３に固定されていて、これにより、建物１と基礎３との間の水平振動が、ダンパー１０に入力されるようになっている。このように、ロッド３２ａ，３２ｂがピストン３０の両側に設けられていることから、ピストン３０が左右方向に移動しても、シリンダ２０内に占めるロッド３２，３２ｂの体積は一定で変化しない。換言すると、ピストン３０の移動に関わらず、シリンダ２０内のオイル量は変化しない。そのため、片ロッド型の場合に必要なオイルタンク（液体用タンク：リザーバ）を設置しなくてよい。

低減衰回路５０は、流路５４を有しており、オイルが流路５４を流れることによって所定の減衰係数で振動を減衰する。この例では、低減衰回路５０は、シリンダ２０の外に設けられている。すなわち、シリンダ２０の外には、配管或いはマニホールド等の形態で、オイルを水平方向に流す流路５４が設けられている。

また、図２に示すように、低減衰回路５０はオイルの流路５４として、第１流路５４ａと第２流路５４ｂを有している。第１流路５４ａは、シリンダ２０の外側摺動範囲ＲＳ（ＲＳＬ）の左端と外側摺動範囲ＲＳ（ＲＳＲ）の左端との間に設けられており、第２流路５４ｂは、シリンダ２０の外側摺動範囲ＲＳ（ＲＳＬ）の右端と外側摺動範囲ＲＳ（ＲＳＲ）の右端との間に設けられている。第１流路５４ａには逆止弁５３ａと減衰弁５５ａとが直列に配設されており、第２流路５４ｂには逆止弁５３ｂと減衰弁５５ｂとが直列に配設されている。そして、第１流路５４ａは、逆止弁５３ａによってオイルを左から右へと一方向に流し、第２流路５４ｂは、逆止弁５３ｂによってオイルを右から左へと一方向に流すように構成されている。

高減衰回路７０は、オイルが流路（後述する３４ａ，３４ｂ）を流れることによって低減衰回路５０の減衰係数（所定の減衰係数）よりも高い減衰係数で振動を減衰する。

本実施形態の高減衰回路７０は、ピストン３０にバイフロー方式で設けられている。すなわち、ピストン３０には、逆止弁３３ａによってオイルを左室２１Ｌから右室２１Ｒへと一方向に流す流路３４ａと、逆止弁３３ｂによってオイルを右室２１Ｒから左室２１Ｌへと一方向に流す流路３４ｂとが設けられている。このように、本実施形態では高減衰回路７０の流路をピストン３０に形成しているので、高減衰回路をシリンダ２０の外に設けずに済み、全体として装置構成の簡素化を図ることができる。高減衰回路７０の各流路３４ａ，３４ｂは、それぞれ、ピストン３０が中央側摺動範囲ＲＣに位置する場合（例えば図４Ｃ）及び各外側摺動範囲ＲＳ（ＲＳＬ，ＲＳＲ）に位置する場合（例えば図４Ｅ、図４Ａ）のどちらの場合も、左室２１Ｌと右室２１Ｒとを連通している。

さらに、これら各流路３４ａ，３４ｂには、それぞれ、逆止弁３３ａ，３３ｂと直列に減衰弁３５ａ，３５ｂが配設されている。なお、この減衰弁３５ａ，３５ｂは、オイルの圧力が設定以上の圧力に上昇しないように制御するリリーフ弁であり、圧力が一定値よりも大きくなると弁を開放する。このため、開放前（以下、リリーフ前ともいう）の減衰係数は高く、開放後（以下、リリーフ後ともいう）には減衰係数が低くなる。

なお、ここで言う減衰係数（Ｎ／（ｍ／ｓｅｃ））とは、Ｆ−Ｖ線図（例えば図３Ａ参照）における傾きのことである。すなわち、ダンパー１０が発生する減衰力をＦ（Ｎ）、振動の速度をＶ（ｍ／ｓｅｃ）とした場合に、速度Ｖの変化量ΔＶに対する減衰力Ｆの変化量ΔＦの比率（＝ΔＦ／ΔＶ）のことである。

以下の説明において、高減衰回路７０に係る減衰係数のことを「減衰係数（特性）１」とも言い、リリーフ前の減衰係数を「減衰係数（特性）１−１」リリーフ後の減衰係数を「減衰係数（特性）１−２」ともいう。また、低減衰回路５０に係る減衰係数のことを「減衰係数（特性）２」とも言う。

＜ダンパーの動作について＞
図３Ａは、ダンパー１０のＦ−Ｖ線図であり、図３Ｂは、ダンパー１０のＦ−Ｄ線図である。図３Ａの横軸は速度Ｖ（ｍ／ｓｅｃ）、縦軸は荷重Ｆ（Ｎ）を示しており、図３Ｂの横軸は変位Ｄ（ｍ）、縦軸は荷重Ｆ（Ｎ）を示している。図４Ａ〜図４Ｆは、ピストン３０が右側から左側に移動する場合のダンパー１０の状態を示す概略断面図であり、図５Ａ〜図５Ｆは、ピストン３０が左側から右側に移動する場合のダンパー１０の状態を示す概略断面図である。図において、シリンダ２０内の左室２１Ｌと右室２１Ｒ、及び、各流路内のうち、圧力が高い部分を濃いグレーで示し、圧力が低い部分を淡いグレーで示している。シリンダ２０内のオイルは圧力の高い側から低い側に流れることになる。

なお、図４Ａ〜図４Ｆ及び図５Ａ〜図５Ｆの左側に記載している動作番号（数字）は、それぞれ、図３Ａ及び図３Ｂに記載している番号（数字）に対応している。また、本実施形態では、水平方向の位置について左側をプラス側とし、右側をマイナス側とする。また、図４Ａ〜図４Ｆ及び図５Ａ〜図５Ｆでは、主にオイルを流す弁（減衰弁）を点線で囲んで示している。

本実施形態のダンパー１０は、以下のように動作する。ここでは、都合上、ピストン３０がシリンダ２０の外側摺動範囲ＲＳ（ＲＳＲ）の右端（マイナス側端）に位置している状態（図５Ｆの状態）から、左側（プラス側）に移動することとし、その場合の動作について説明する。

ピストン３０が外側摺動範囲ＲＳ（ＲＳＲ）から中央側摺動範囲ＲＣに向けて（左側に）移動すると、左室２１Ｌの圧力が右室２１Ｒの圧力よりも高くなる。このため、減衰弁３５ａ、逆止弁３３ａを介して、左室２１Ｌから右室２１Ｒへと高減衰回路７０の流路３４ａにオイルが流れる（図４Ａ）。なお、低減衰回路５０の第２流路５４ｂは逆止弁５３ｂによって遮断されるので、当該第２流路５４ｂにはオイルが流れない。また、低減衰回路５０の第１流路５４ａは両端が左室２１Ｌに連通している（同じ圧力である）のでオイルが流れない。このように、この場合、高減衰回路７０の流路３４ｂのみにオイルが流れる。よって、このとき減衰特性は「１−１（高減衰）」となる（図３Ａ、図３Ｂの８→１に相当）。

その後、ピストン３０の速度の増加に伴い、減衰弁３５ａがリリーフ（開放）してオイルが流れやすくなる（図４Ｂ）。このときの減衰特性は「１−２」となる（図３Ａ、図３Ｂの１→２）。

ピストン３０の右端が、逆止弁５３ａよりも左側になると（ピストン３０が中央側摺動範囲ＲＣに位置するようになると）、低減衰回路５０の第１流路５４ａが左室２１Ｌと右室２１Ｒとを連通する（図４Ｃ）。これにより、減衰弁５５ａを介して低減衰回路５０の第１流路５４ａにもオイルが流れるようになり、減衰特性は「１−２」から減衰特性「２」に移行し始める（図３Ａ、図３Ｂの２→３）。

その後（ピストン３０が中央側摺動範囲ＲＣから外側摺動範囲ＲＳ（ＲＳＬ）に摺動する場合）は、主に、低減衰回路５０側の第１流路５４ａにオイルが流れるようになり（図４Ｄ、図４Ｅ）、減衰特性は「２」となる（図３Ａ、図３Ｂの３→４）。

そして、ピストン３０がシリンダ２０の外側摺動範囲ＲＳ（ＲＳＬ）の左端（最大変位）に到達し（図４Ｆ）、オイルの流れが無くなり荷重がゼロになる（図３Ａ、図３Ｂの４）。

次に、ピストン３０がシリンダ２０の外側摺動範囲ＲＳ（ＲＳＬ）の左端（プラス端）に位置している状態（図４Ｆの状態）から、ピストン３０が右側（マイナス側）に移動する場合について説明する。

ピストン３０が外側摺動範囲ＲＳ（ＲＳＬ）から中央側摺動範囲ＲＣに向けて（右に）移動すると、右室２１Ｒの圧力が左室２１Ｌの圧力よりも高くなる。このため、減衰弁３５ｂ、逆止弁３３ｂを介して、右室２１Ｒから左室２１Ｌへと高減衰回路７０の流路３４ｂにオイルが流れる（図５Ａ）。なお、低減衰回路５０の第１流路５４ａは逆止弁５３ａによって遮断されるので、当該第１流路５４ａにはオイルが流れない。また、低減衰回路５０の第２流路５４ｂは両端が右室２１Ｒに連通している（同じ圧力である）のでオイルが流れない。このように、この場合、高減衰回路７０の流路３４ａのみにオイルが流れる。よって、このとき減衰特性は「１−１（高減衰）」となる（図３Ａ、図３Ｂの４→５）。

その後、ピストン３０の速度の増加に伴い、減衰弁３５ｂがリリーフ（開放）してオイルが流れやすくなる（図５Ｂ）。このときの減衰特性は「１−２」となる（図３Ａ、図３Ｂの５→６）。

ピストン３０の左端が、逆止弁５３ｂよりも右側になると（ピストン３０が中央側摺動範囲ＲＣに位置するようになると）、低減衰回路５０の第２流路５４ｂが左室２１Ｌと右室２１Ｒとを連通する（図５Ｃ）。これにより、減衰弁５５ｂを介して低減衰回路５０の第２流路５４ｂにもオイルが流れるようになり、減衰特性は「１−２」から減衰特性「２」に移行し始める（図３Ａ、図３Ｂの６→７）。

その後（ピストン３０が中央側摺動範囲ＲＣから外側摺動範囲ＲＳ（ＲＳＲ）に摺動する場合）は、主に、低減衰回路５０側の第２流路５４ｂにオイルが流れるようになり（図５Ｄ、図５Ｅ）、減衰特性は「２」となる（図３Ａ、図３Ｂの７→８）。

そして、ピストン３０がシリンダ２０の外側摺動範囲ＲＳ（ＲＳＲ）の右端（最大変位）に到達し（図５Ｆ）、オイルの流れが無くなり荷重がゼロになる（図３Ａ、図３Ｂの８）。

以上の動作を繰り返すことにより、ダンパー１０は、図３Ａ、図３Ｂに示す特性で建物１の水平振動を減衰する。

＜本実施形態のダンパー１０による効果について＞
図６Ａは、比較例における免震層の荷重と変形量との関係の説明図であり、図６Ｂは、本実施形態における免震層の荷重と変形量との関係の説明図である。なお、免震層の荷重とは、免震装置５とダンパー１０の荷重の合計値であり、建物１と基礎３との間に働く荷重（せん断力）のことである。

比較例では、免震層に免震装置５（積層ゴム）と通常のオイルダンパーを用いている。

免震装置５は、図に示すように変位に比例して荷重が増大するような特性となっている。一方、通常のオイルダンパーの荷重―変形特性は、図６Ａに示すような円形である。よって、免震装置５の特性にこのオイルダンパーの特性を加えると、免震層の荷重―変形関係は、図のように傾いた楕円形状になる。この比較例における免震層の最大荷重（最大せん断力）をＦＡとする。

これに対し、本実施形態のダンパー１０の荷重―変形特性は、図６Ｂに示すように、長軸が左上−右下の楕円形状に近似できる（図の破線参照）。すなわち、ダンパー１０の荷重―変形特性は、免震装置５（積層ゴム）の荷重―変形関係を打ち消すような特性（負の剛性）となっている。このため、免震層の荷重―変形関係における最大荷重ＦＢは、図６Ａの最大荷重ＦＡよりも小さくなる（ＦＢ＜ＦＡ）。

このように本実施形態のダンパー１０を用いると、比較例よりも最大荷重（最大せん断力）を小さくできる。すなわち、外部エネルギーを入力することなく（パッシブにて）最大加速度の低減を図ることができる。

＝＝＝第２実施形態＝＝＝
第２実施形態では低減衰回路の構成が第１実施形態と異なる。
図７は、第２実施形態のダンパー１０´の概略断面図である。なお、第１実施形態と同一構成の部分には同一符号を付し説明を省略する。

図７に示すように第２実施形態のダンパー１０´は、低減衰回路５０´を有している。

低減衰回路５０´は、第１実施形態の低減衰回路５０と同様に、低い減衰係数で振動を減衰する。第２実施形態においても、低減衰回路５０´は、シリンダ２０の外に設けられている。

図７に示すように、低減衰回路５０´はオイルの流路５４´を有しており、さらに、この流路５４´として第１流路５４ａ´と第２流路５４ｂ´を有している。第１流路５４ａ´は、シリンダ２０の外側摺動範囲ＲＳ（ＲＳＬ）の左端と当該外側摺動範囲ＲＳ（ＲＳＬ）の右端との間に設けられており、第２流路５４ｂ´は、シリンダ２０の外側摺動範囲ＲＳ（ＲＳＲ）の右端と当該外側摺動範囲ＲＳ（ＲＳＲ）の左端との間に設けられている。第１流路５４ａ´には逆止弁５３ａ´と減衰弁５５ａ´とが直列に配設されており、第２流路５４ｂ´には逆止弁５３ｂ´と減衰弁５５ｂ´とが直列に配設されている。そして、第１流路５４ａ´は、逆止弁５３ａ´によってオイルを左から右へと一方向に流し、第２流路５４ｂ´は、逆止弁５３ｂ´によってオイルを右から左へと一方向に流す。なお、第１実施形態と同様に、減衰弁５５ａ´、５５ｂ´の減衰係数は、高減衰回路７０の減衰弁３５ａ，３５ｂの減衰係数（リリーフ前の減衰係数）よりも小さい。

次に、第２実施形態のダンパー１０´の動作について説明する。
図８Ａは、ダンパー１０´のＦ−Ｖ線図であり、図８Ｂは、ダンパー１０´のＦ−Ｄ線図である。図８Ａの横軸は速度Ｖ（ｍ／ｓｅｃ）、縦軸は荷重Ｆ（Ｎ）を示しており、図８Ｂの横軸は変位Ｄ（ｍ）、縦軸は荷重Ｆ（Ｎ）を示している。また、図９Ａ〜図９Ｆは、ピストン３０が右側から左側に移動する場合のダンパー１０´の状態を示す概略断面図であり、図１０Ａ〜図１０Ｆは、ピストン３０が左側から右側に移動する場合のダンパー１０´の状態を示す概略断面図である。図９Ａ〜図９Ｆ及び図１０Ａ〜図１０Ｆでは、第１実施形態と同様に、シリンダ２０内の左室２１Ｌと右室２１Ｒ、及び、各流路内のうち、圧力が高い部分を濃いグレーで示し、圧力が低い部分を淡いグレーで示している。

第２実施形態のダンパー１０´は、以下のように動作する。ここでも、便宜上、ピストン３０がシリンダ２０の外側摺動範囲ＲＳ（ＲＳＲ）の右端（マイナス側端）に位置している状態（図５Ｆの状態）から、左側（プラス側）に移動することとし、その場合の動作について説明する。

ピストン３０が外側摺動範囲ＲＳ（ＲＳＲ）から中央側摺動範囲ＲＣに向けて（左側に）移動すると、左室２１Ｌの圧力が右室２１Ｒの圧力よりも高くなる。このため、減衰弁３５ａ、逆止弁３３ａを介して、左室２１Ｌから右室２１Ｒへと高減衰回路７０の流路３４ａにオイルが流れる（図９Ａ）。なお、低減衰回路５０´の第２流路５４ｂ´は逆止弁５３ｂ´によって遮断されるので、当該第２流路５４ｂ´にはオイルが流れない。また、低減衰回路５０´の第１流路５４ａ´は両端が左室２１Ｌに連通している（同じ圧力である）のでオイルが流れない。このように、この場合、高減衰回路７０の流路３４ｂのみにオイルが流れる。よって、このとき減衰特性は「１−１（高減衰）」となる（図８Ａ、図８Ｂの８→１）。

その後、ピストン３０の速度の増加に伴い、減衰弁３５ａがリリーフ（開放）してオイルが流れやすくなる（図９Ｂ、図９Ｃ）。このときの減衰特性は「１−２」となる（図８Ａ、図８Ｂの１→２→２´）。

ピストン３０の右端が、逆止弁５３ａ´よりも左側になると（ピストン３０が外側摺動範囲ＲＳ（ＲＳＬ）に位置するようになると）低減衰回路５０の第１流路５４ａ´が左室２１Ｌと右室２１Ｒとを連通する（図９Ｄ）。これにより、減衰弁５５ａ´を介して低減衰回路５０´の第１流路５４ａ´にもオイルが流れるようになり、減衰特性は「１−２」から減衰特性「２」に移行し始める（図８Ａ、図８Ｂの２´→３）。

その後は、主に、低減衰回路５０´の第１流路５４ａ´にオイルが流れるようになり（図９Ｅ）、減衰特性は「２」となる（図８Ａ、図８Ｂの３→４）。

そして、ピストン３０がシリンダ２０の外側摺動範囲ＲＳ（ＲＳＬ）の左端（最大変位）に到達し（図９Ｆ）、オイルの流れが無くなり荷重がゼロになる（図８Ａ、図８Ｂの４）。

次に、ピストン３０がシリンダ２０の外側摺動範囲ＲＳ（ＲＳＬ）の左端（プラス端）に位置している状態（図９Ｆの状態）から、ピストン３０が右側（マイナス側）に移動する場合について説明する。

ピストン３０が外側摺動範囲ＲＳ（ＲＳＬ）から中央側摺動範囲ＲＣに向けて（右に）移動すると、右室２１Ｒの圧力が左室２１Ｌの圧力よりも高くなる。このため、減衰弁３５ｂ、逆止弁３３ｂを介して、右室２１Ｒから左室２１Ｌへと高減衰回路７０の流路３４ｂにオイルが流れる（図１０Ａ）。なお、低減衰回路５０´の第１流路５４ａ´は逆止弁５３ａ´によって遮断されるので、当該第１流路５４ａ´にはオイルが流れない。また、低減衰回路５０´の第２流路５４ｂ´は両端が右室２１Ｒに連通している（同じ圧力である）のでオイルが流れない。このように、この場合、高減衰回路７０の流路３４ａのみにオイルが流れる。よって、このとき減衰特性は「１−１（高減衰）」となる（図８Ａ、図８Ｂの４→５）。

その後、ピストン３０の速度の増加に伴い、減衰弁３５ｂがリリーフ（開放）してオイルが流れやすくなる（図１０Ｂ、図１０Ｃ）。このときの減衰特性は「１−２」となる（図８Ａ、図８Ｂの５→６→６´）。

ピストン３０の左端が、逆止弁５３ｂよりも右側になると（ピストン３０が外側摺動範囲ＲＳ（ＲＳＲ）に位置するようになると）、低減衰回路５０´の第２流路５４ｂ´が左室２１Ｌと右室２１Ｒとを連通する（図１０Ｄ）。これにより、減衰弁５５ｂ´を介して低減衰回路５０´の第２流路５４ｂ´にもオイルが流れるようになり、減衰特性は「１−２」から減衰特性「２」に移行し始める（図８Ａ、図８Ｂの６´→７）。

その後は、主に、低減衰回路５０´側の第２流路５４ｂ´にオイルが流れるようになり（図１０Ｅ）、減衰特性は「２」となる（図８Ａ、図８Ｂの７→８）。

そして、ピストン３０がシリンダ２０の外側摺動範囲ＲＳ（ＲＳＲ）の右端（最大変位）に到達し（図１０Ｆ）、オイルの流れが無くなり荷重がゼロになる（図８Ａ、図８Ｂの８）。

以上の動作を繰り返すことにより、ダンパー１０´は、建物１の水平振動を減衰する。この第２実施形態の場合においても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。また、本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更や改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれるのはいうまでもない。例えば、以下に示すような変形が可能である。

前述の実施形態等では、ダンパー１０を建物１などの構造物に適用したが、これには限られない。例えば、鉄道車両や自動車などの移動物に適用しても良い。また、ダンパー１０を他のダンパー（通常のダンパー）と共に用いてもよい。

前述の実施形態等では、シリンダ２０内に封入される液体の一例としてオイルを例示したが、これには限られない。例えば、水でも良い。

前述の実施形態等では、ピストンが摺動する所定方向の一例として水平方向を例示したが、これには限られない。例えば、所定方向が、鉛直方向であっても良い。

前述の実施形態等では、中央側摺動範囲ＲＣと各外側摺動範囲ＲＳ，ＲＳとが左右方向に隣接している場合を例示したが、これには限られない。例えば、中央側摺動範囲ＲＣと各外側摺動範囲ＲＳ，ＲＳとが、不図示の移行範囲を介して左右方向に並んでいても良い。

前述の実施形態等では、ダンパー１０はピストン３０の両側にロッド（ロッド３２ａ，３２ｂ）が設けられた両ロッド型のダンパーであったが、片側のみにロッドが設けられた片ロッド型のダンパーであってもよい。

１ 建物（二部材のうちの一方の部材）
３ 基礎（二部材のうちのもう一方の部材）
５ 免震装置
１０ ダンパー
２０ シリンダ
２１Ｌ 左室（第１室）
２１Ｒ 右室（第２室）
３０ ピストン
３２ａ ロッド
３２ｂ ロッド
３３ａ 逆止弁
３３ｂ 逆止弁
３４ａ 流路
３４ｂ 流路
５０ 低減衰回路
５３ａ 逆止弁
５３ｂ 逆止弁
５４ 流路
５４ａ 第１流路
５４ｂ 第２流路
７０ 高減衰回路
ＲＣ 中央側摺動範囲
ＲＳ 外側摺動範囲

Claims (4)

1. 相対変位可能に設けられた二部材同士の間の振動を減衰するダンパーであって、
   液体が封入されたシリンダと、
   前記シリンダ内に所定方向に摺動自在に配置されて、前記シリンダ内を前記所定方向に関して一方側の第１室と他方側の第２室とに区画するピストンであって、前記シリンダの前記所定方向の中央に位置する中央側摺動範囲と、前記中央側摺動範囲の一方側に位置する一方側の外側摺動範囲と、前記中央側摺動範囲の他方側に位置する他方側の外側摺動範囲と、を移動可能なピストンと、
   前記液体が流路を流れることによって所定の減衰係数で前記振動を減衰する低減衰回路と、
   前記液体が流路を流れることによって前記所定の減衰係数よりも高い減衰係数で前記振動を減衰する高減衰回路と、
   を備え、
   前記高減衰回路の前記流路は、前記ピストンが前記中央側摺動範囲に位置する場合、前記一方側の外側摺動範囲に位置する場合、及び前記他方側の外側摺動範囲に位置する場合のいずれの場合も、前記第１室と前記第２室とを連通し、
   前記低減衰回路の前記流路は、
   前記ピストンが前記中央側摺動範囲の位置から前記第１室の前記一方側の外側摺動範囲に摺動する場合に、前記第１室と前記第２室を連通し、前記ピストンが前記第１室の前記一方側の外側摺動範囲の位置から前記中央側摺動範囲に摺動する場合には、前記第１室と前記第２室とを遮断する第１流路と、
   前記ピストンが前記中央側摺動範囲の位置から前記第２室の前記他方側の外側摺動範囲に摺動する場合に、前記第１室と前記第２室を連通し、前記ピストンが前記第２室の前記他方側の外側摺動範囲の位置から前記中央側摺動範囲に摺動する場合には、前記第１室と前記第２室とを遮断する第２流路と、
   を有し、
   前記ピストンの前記第１室側及び前記第２室側にそれぞれロッドが設けられており、
   前記ピストンが前記中央側摺動範囲に位置する場合には、
   前記第１流路の一端は前記第１室に位置し、且つ、前記第１流路の他端は前記第２室に位置し、
   前記第２流路の一端は前記第１室に位置し、且つ、前記第２流路の他端は前記第２室に位置し、
   前記第１流路は、前記一方側の外側摺動範囲の前記一方側の端と、前記他方側の外側摺動範囲の前記一方側の端との間に設けられており、
   前記第２流路は、前記一方側の外側摺動範囲の前記他方側の端と、前記他方側の外側摺動範囲の前記他方側の端との間に設けられていることを特徴とするダンパー。
2. 相対変位可能に設けられた二部材同士の間の振動を減衰するダンパーであって、
   液体が封入されたシリンダと、
   前記シリンダ内に所定方向に摺動自在に配置されて、前記シリンダ内を前記所定方向に関して第１室と第２室とに区画するピストンであって、前記シリンダの前記所定方向の中央に位置する中央側摺動範囲と、前記中央側摺動範囲の両側に位置する各外側摺動範囲と、を移動可能なピストンと、
   前記液体が流路を流れることによって所定の減衰係数で前記振動を減衰する低減衰回路と、
   前記液体が流路を流れることによって前記所定の減衰係数よりも高い減衰係数で前記振動を減衰する高減衰回路と、
   を備え、
   前記高減衰回路の前記流路は、前記ピストンが前記中央側摺動範囲に位置する場合及び前記外側摺動範囲に位置する場合のどちらの場合も、前記第１室と前記第２室とを連通し、
   前記低減衰回路の前記流路は、
   前記ピストンが前記中央側摺動範囲の位置から前記第１室の前記外側摺動範囲に摺動する場合に、前記第１室と前記第２室を連通し、前記ピストンが前記第１室の前記外側摺動範囲の位置から前記中央側摺動範囲に摺動する場合には、前記第１室と前記第２室とを遮断する第１流路と、
   前記ピストンが前記中央側摺動範囲の位置から前記第２室の前記外側摺動範囲に摺動する場合に、前記第１室と前記第２室を連通し、前記ピストンが前記第２室の前記外側摺動範囲の位置から前記中央側摺動範囲に摺動する場合には、前記第１室と前記第２室とを遮断する第２流路と、
   を有し、
   前記ピストンの前記第１室側及び前記第２室側にそれぞれロッドが設けられており、
   前記第１流路は、前記第１室側の前記外側摺動範囲の前記所定方向の一方側端と他方側端との間に設けられ、
   前記第２流路は、前記第２室側の前記外側摺動範囲の前記所定方向の一方側端と他方側端との間に設けられている、
   ことを特徴とするダンパー。
3. 請求項１又は２に記載のダンパーであって、
   前記高減衰回路が有する前記流路は、前記ピストンに形成されていることを特徴とするダンパー。
4. 請求項１乃至３の何れかに記載のダンパーであって、
   前記高減衰回路が有する前記流路にはリリーフ弁が設けられており、
   前記所定の減衰係数よりも高い減衰係数は、前記リリーフ弁が開放する前の減衰係数である
   ことを特徴とするダンパー。