JPH01269741A - 油圧緩衝器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は油圧！ｌ笥器に係り、特にピストンの変位位置
に応じて抵抗力を可変するよう構成した油圧緩Ｗｉ器に
関する。

従来の技術 例えば建物等を地震発生による振動から保護する免震装
置においては、建物を支持する支柱が地震による加速度
を受けて横方向に摺動変位するとともに、支柱の加速度
を油圧緩衝器の伸縮動作によりＷｉ暫し、これによって
良好な免震効果が得られるようになっている。この種の
油圧！ＩＷｌ器では、外力を受けるピストンの変位位置
に応じて、即ちピストンの変位量が長くなるにつれて発
生抵抗力が増大するようになっているものがある。この
ように、ピストンの変位位置に応じて抵抗力を可変させ
る油圧緩衝器では、例えばシリンダ内壁にピストンの変
位方向へいくにしたがって流路面積が徐々に小さくなる
ような形状の溝を形成し、ピストンの変位に伴ってシリ
ンダ内の油が溝内を流れて移動することにより異なる抵
抗力を発生させるようにしている。

発明が解決しようとする課題 しかるに、上記油圧ｍｉ器の如く、シリンダ内壁にピス
トンの変位位置に対応した形状の溝を加工したものにあ
っては、シリンダ内壁はそもそもピストンの摺動をガイ
ドする機能を有するものであるため、ピストン又はシリ
ンダ内壁にカジリを生じたりして所望の抵抗力が発生で
きなくなるおそれがあり、また、シリンダ内壁に溝を設
けているので、シリンダ自体の強度が低下する等の課題
があった。

そこで、本発明は上記課題を解決した油圧ｌＩｉ衝器を
提供することを目的とする。

課題を解決するための手段及び作用 本発明は、内部に油が充填されたシリンダと、外力の作
用によりシリンダ内を摺動変位するピストンと、シリン
ダの外部に設けられピストンの変位に伴ってシリンダ内
の油が通過する通路と、通路の途中に設けられ油の移動
により発生する抵抗力をピストンの変位に応じて可変す
る可変絞り機構と、ピストンの変位を可変絞り機構に伝
達する変位伝達ｔ１１ｔｓとからなり、抵抗力を可変す
る可変絞り機構がシリンダの外部に設けられているので
シリンダ部分の加工が容易となるとともにシリンダ自体
の強度を保持するようにしたものである。

実施例 第１図に本発明になる油圧緩衝器の一実施例を示す。

第１図中、油圧緩衝器１はピストン２が矢印Ａ。

Ｂ方向のどちらの方向に変位してもその変位量に応じた
大きさの抵抗力を発生する構成となっており、例えば建
物を地震のＦｉｔ　ｆｈから守る免震装置等に適用され
る。即ち、油圧！！ｉＩ器１は、抵抗力を可変する手段
を有しており、大略ピストン２と、シリンダ３を有する
！１１ｍ器体４と、シリンダ３内の油が通過する配管（
通路）５と、配管５の途中に設けられた可変絞り４ｆｉ
＃４６と、ピストン２の変位を縮小して可変絞り機構６
に伝達する変位縮小１ａ構（変位伝達機構）７とよりな
る。

シリンダ３は筒状のシリンダ壁８の一端を１ｍ器本体４
の段部４ａに嵌合させ、他端には閉塞部材９が嵌合して
なる。従って、緩ｍ器本体４の内部はシリンダ壁８によ
ってシリンダ３とシリンダ３の外周に形成される油留め
室１０とに画成された２重構造となっている。又、閉塞
部材９にはシリンダ３内と油留め室１０とを連通ずる通
路１１が設けられ、通路１１の途中には油留め室１０内
の油のみがシリンダ３内に流入することを許容する逆止
弁１２が設けられている。

シリンダ３内はピストン２によって左室３ａと右室３ｂ
とに画成されており、この左室３ａと右室３ｂとはピス
トン２を貫通する通路１３を介して連通されている。尚
、通路１３には右室３ｂ内の油が左室３ａへ流入するこ
とのみを許容する逆止弁１４が設けられている。

又、上記緩衝器本体４の端部に設けられた取付部（取付
孔を有する）４ｂは例えば固定床等（図示せず）の固定
側に連結され、 ピストン２と一体なピストンロッド１５の先端の取付部
（取付孔を有する）１５ａは建物を支持するとともに水
平方向に情動可能に設けられた支柱（図示せず）等に連
結される。従って、ピストンロッド１５に地震発生によ
る加速度等の外力が作用すると、ピストン２は油を充填
されたシリンダ３内を矢印Ａ、Ｂ方向に摺動変位する。

１６はＯリングで、緩衝器本体４の開動孔４Ｃと、摺動
孔４Ｃ内を貫通するピストンロッド１５との間を液密に
シールする。

可変絞りＩａ構６は上記ピストン２の変位位四に応じた
大きさの低抗力を発生する機構であり、シリンダ３の外
部即ち緩衝器本体４の下部に設けられている。この可変
絞り機構６は、緩衝器本体４の下部に固定された絞り本
体１７と、絞り本体１７内を左室１７ａと右室１７ｂと
に仕切るオリフィス１８と、左室１７ａ、右室１７ｂ及
びオリフィス１８を貫通し双方向の抵抗力を可変するニ
ードル１９とよりなる。尚、絞り本体１７は緩衝器本体
４との間に矢印Ａ、Ｂ方向に貫通する貫通孔１７Ｇを有
する。又絞り本体１７の左室１７ａは第１の配管５ａを
介してシリンダ３内の左室３ａと連通しており、右室１
７ｂは第２の配管５ｂを介して油留め至１０と連通接続
されている。

このように、可変絞り機構６がシリンダ３の外部に設け
られているので、ニードル１９及びオリフィス１８等の
加工が容易であり、より高精度に加工することが可能と
なる。特に、シリンダ３内には従来のように）ハ加工し
ないため、シリンダ３の加工が容易であり、しかもピス
トン２が変位する際のカジリを無くすとともにシリンダ
３の強度の低下が防止される。

オリフィス１８は第１図に示すように、その断面形状が
三角形状となっており、ニードル１９に近接する内周側
が鋭角となっている。これは、ニードル１９が矢印六方
向に移動したときと、ニードル１９が逆の矢印Ｂ方向に
移動したときとの低抗力の差、即ち抵抗力のヒステリシ
スを無くすためである。又、ニードル１９はピストン２
が矢印Ａ、Ｂ方向のどちらの方向に変位しても同様な抵
抗力の変化が得られるようにするため、同じテーバ角で
形成された一対のテーパ部１９ａ、１９ｂが最小径とさ
れたくびれ部１９Ｃを境に対称に設けられている。尚、
ピストン２が第１図に示すようにシリンダ３の長手方向
上中央に位置するとき、ニードル１９はくびれ部１９ｃ
がオリフィス１８と一致する。

２０はＯリングで、ニードル１９と絞り本体１７との間
を液密にシールする。

変位縮小機構７は、ピストンロッド１５に固定された保
持部１５ｂより矢印六方向に延在する第１のラック２１
と、緩衝本体４の下部より突出するブラケット２２に支
承され第１のラック２１に噛合する大径ビニオン２３と
、大径ビニオン２３ど一体に設けられた小径ビニオン２
４と、小径ビニオン２４に噛合し上記ニードル１９と一
体に設けられた第２のラック２５とよりなる。

従って、変位縮小ｉ構７は大径ビニオン２３と小径ビニ
オン２４とのギヤ比によりピストン２の変位量を縮小し
、その変位量をニードル１つに伝達する。そのため、ピ
ストン２の変位と共にニードル１９も変位して、可変絞
り機構６で発生する抵抗力が変化する。

上記変位縮小機構７によりピストン２の変位量が縮小さ
れてニードル１９に伝達されるため、ニードル１９の変
位ｍが小さくて済み、よって可変絞り機構６がより小型
化される。従って、可変絞り機構６が緩衝器本体４の外
側に設けられているのにも拘らず、油圧緩衝器１はあま
り大型化せずコンパクトな構成となっている。

次に、上記構成になる油圧緩衝″’、５１の動作につき
第２図、第３図を併ゼ参照して説明する。

第２図において、ピストンロッド１５が圧縮方向（矢印
六方向）の力を受けると、ピストン２はシリンダ３内を
同方向にＷｅ変位する。これに伴って、シリンダ３の右
室３ｂの油はピストン２の通路１３．逆止弁１４を通過
して左室３ａへ流入する。上記ピストン３の変位により
左室３ａの容積は大きくなるが、ピストンロッド１５が
左室３ａ内に進入するため、左室３ａ内の油はピストン
ロッド１５が進入した分配管５ａを通って可変絞り機構
６の左室１７ａに流入する。さらに、左室１７ａの油は
ニードル１９とオリフィス１８との隙間、右室１７ｂ、
配管５ｂを通過して油留め室１０に流入する。

同時に、ピストンロッド１５の変位が変位縮小機構７の
第１のラック２１．大径ビニオン２３゜小径ビニオン２
４．１２のラック２５を介してニードル１９に伝達され
る。即ち、第１のラック２１がピストンロッド１５と共
に矢印六方向に移動し、貫通孔１７Ｃ内へ進入すると、
大径ビニオン２３が時計方向に回動し、小径ビニオン２
４も同方向に回動する。そして、第２のラック２５は小
径ビニオン２４の回動角度分矢印Ｂ方向に変位し、ニー
ドル１９を同方向に摺動変位させる。

そのため、ニードル１９のテーパ部１９ｂがオリフィス
１８の孔内に変位し、ニードル１９とオリフィス１８と
の隙間、即ち油が通過する流路面積がピストン２の変位
とともに徐々に絞られる。

従って、ピストン２が矢印六方向に変位するにつれて抵
抗力が増大し、ピストンロッド１５に作用する外力が緩
衝される。

又、油圧緩衝器１においては、可変絞り機構６のニード
ル１９．オリフィス１８等を高精度に加工することがで
きるので、ピストン２の変位に対してより精度良く低抗
力を可変できることになり、緩衝性能の安定化が図られ
ている。

又、第３図に示す如く、ピストンロッド１５に引張力（
矢印Ｂ方向）の力が作用すると、ピストン２はシリンダ
３内を同方向に摺動変位する。これに伴って、シリンダ
３の左室３ａ内の油は配管５ａを通過して絞り本体１７
の左室１７ａへ流入し、さらにオリフィス１８とニード
ル１９との隙間を通過して右室１７ｂに流入する。又、
右室１７ｂ内の油は配管５ｂを通って油留め室１０に流
入し、油留め室１０内の油はピストン２が矢印Ｂ方向に
変位するのに伴って通路１１．逆止弁１２を介してシリ
ンダ３の右室３ｂに供給される。

又、ピストンロッド１５が矢印Ｂ方向に変位するととも
に、第１のラック２１も同方向に変位するため、大径ビ
ニオン２３及び小径ビニオン２４が反時計方向に回動す
る。そのため、第２のラック２５は矢印Ａ方向へ駆動さ
れ、ニードル１９も同方向に移動する。

その結果、ニードル１９のテーバ部１９ａがオリフィス
１８の孔内に進入し、ピストン２が矢印Ｂ方向に変位す
ると共にニードル１９とオリフィス１８との間の流路面
積が小さくなるように絞られる。よって、ピストン２が
矢印Ｂ方向へ変位するのにしたがって、可変絞り機構６
で発生する抵抗力が徐々に増大し、ピストンロッド１５
に作用する外力が良好に緩衝される。

尚、上記実施例では変位縮小機構を介してピストン２の
変位を可変絞り機構６に伝達したが、ピストン２の変位
を縮小せずにそのまま伝達しても良い。又、ピストン２
のストロークが短い小形の油圧ｌ！！衝各の場合にはピ
ストン２の変位を拡大する変位拡大機構を介して伝達す
るようにしても良い。

尚、上記説明では油圧緩衝器１が免震装置に適用するも
のとして説明したが、これ以外の装置に適用できるのは
勿論である。又、上記説明では変位縮小機構６としてラ
ック・ビニオン機構を用いたが、これに限らず他の機構
を用いても良い。又、上記説明では可変絞り機構６のニ
ードル１９の形状をテーパ形状としたが、これに限らず
、任意の形状例えばテーバ部１９ａ、１９’ｂの外周を
凹凸部を設けた波形としても良い。

発明の効果 上述の如く、本発明になる油圧緩ｍ器は、シリンダの外
部に可変絞り機構が設けられているので、従来の如くシ
リンダ内に溝を設けずに済み、ピストンが摺動変位する
ときのカジリを防止すると共にシリンダの強度低下を防
止することができる。

又、抵抗力発生部分をシリンダの外部に設けることによ
り可変絞り機構の加工が容易となり、加工精度が向上し
て緩衝性能のバラツキがなくなり外力の作用に対して安
定した緩衝性能を得ることができる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる油圧緩衝器の一実施例を説明する
ための縦断面図、第２図、第３図は夫々ピストンが圧縮
方向、引張方向に変位したときの縦断面図である。 １・・・油圧緩衝機構、２・・・ピストン、３・・・シ
リンダ、４・・・緩衝器本体、５・・・配管、６・・・
可変絞り機構、７・・・変位縮小機構、１ｏ・・・油留
め室、１５・・・ピストンロッド、１７・・・絞り本体
、１８・・・オリフィス、１９・・・ニードル、２１・
・・第１のラック、２３・・・大径ビニオン、２４・・
・小径ビニオン、２５・・・第２のラック。 特許出願人　ト　キ　コ　株式会社 同　　　　　弁理士　　松　　浦　　兼　　行　　　　
′−゛。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内部に油が充填されたシリンダと、外力の作用により該
   シリンダ内を摺動変位するピストンと、前記シリンダの
   外部に設けられ該ピストンの変位に伴って前記シリンダ
   内の油が通過する通路と、該通路の途中に設けられ油の
   移動により発生する抵抗力を前記ピストンの変位に応じ
   て可変する可変絞り機構と、前記ピストンの変位を該可
   変絞り機構に伝達する変位伝達機構とからなることを特
   徴とする油圧緩衝器。