JPH0434234A - 油圧緩衝装置 - 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、地震荷重、風荷重等による構造物の振動、揺
れを減衰させることができる油圧緩衝装置に関する。

「従来の技術」 地震荷重、風荷重等による構造物の振動、揺れは、この
振動したり揺れたりする構造物に共振しやすい別の系を
付は加えることによって、振動揺れか発生した構造物と
共振しやすい別の系を共振させて減らすことができる。

例えば、振動するタワー（構造物）の−次固有振動周期
と、油圧緩衝装置（タワーと共振しやすい別の系）の固
有振動周期とを一致させる。すると、油圧緩衝装置は自
体の固有振動周期に近い振動周期で加振されるため、タ
ワーの何倍もの振動を生じる。これによって、タワーの
振動エネルギーは油圧緩衝装置の振動エネルギーとして
吸収され、その結果タワーの振動もしくは揺れか減衰さ
れる。

従来、地震荷重、風荷重等による構造物の横振振動、揺
れを減衰させることができる油圧緩衝装置の一例として
、特開昭６０−６５９３２号公報に記載されたものが知
られている。この装置は、第７図に示すように、塔状の
構造物１の頂部に設けられた支持体２の上に車輪３を介
して載せられた重錘４を、ばね５とオイルダンパ６とに
よって前記支持体２に連結させた油圧緩衝装置であり、
この油圧緩衝装置により励振エネルギーを消費して構造
物１の振動を大幅に減少させようとしたものである。

ここで、地震荷重または風荷重により生じた構造物１と
重錘４との相対変位は、重錘４の拡大された運動をひき
起こし、その慣性力が地震荷重。

風荷重に対し抵抗として作用するため、構造物１の振動
、揺れを低減するようになっている。

そこで、前記励振エネルギーをより効果的に吸収すべく
、オイルダンパを用いた油圧緩衝装置の研究が進められ
ている。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、高層建築物（ビル）に、オイルダンパを使用
する油圧緩衝装置を設けて前記高層建築物の振動、揺れ
の減衰を図る場合には、高層建築物は固有振動数が低い
のに対し、これに設けた油圧緩衝装置の慣性質量の変位
が大きく、オイルダンパのストロークは設計上約１５０
０ｍｍとなってその製作が困難となり品質保証しがたい
ばかりか設置スペースをとるという問題がある。

また、オイルダンパによる減衰力が大きい上に強風発生
時には油圧緩衝装置が連続的に作動するので、オイルダ
ンパの発熱を抑制する必要も生じる。

また、高層建築物に加わる地震荷重あるいは風荷重を効
率よく減衰させるためには、高層建築物の一次固有振動
周期と油圧緩衝装置の固有振動周期とを一致させなけれ
ばならないが、一般に地震荷重、風荷重等による高層建
築物の振動もしくは揺れの周期（以下振動周期という）
はその地震荷重入力方向、風荷重入力方向と高層建築物
の横断面形状との相対関係の違いにより異なり、地震荷
重入力方向、風荷重入力方向の違いに対応して油圧緩衝
装置の固有振動周期を変えなければならない。そこで、
地震荷重、風荷重入力方向に応じて何台かの油圧緩衝装
置を設置しそれらのすイルクンパの抵抗力を変化させる
対応策も必要となる。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、製作が容
易であり、小型化でき、オイルダンパの発熱を抑制する
ことができ、オイルダンパの抵抗力を変化させることが
できる油圧緩衝装置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」 本発明は、前記目的を達成させるために次のような構成
としている。即ち、駆動源に連結される回転軸と、該回
転軸の中心より偏心した部位に一端が回転可能に設けら
れ他端が固定台に回転可能に設けられたオイルダンパと
、該オイルダンパの圧力室とオイルリザーバとの間に選
択手段を介して選択自在に設けられた複数の調圧弁と、
よりなるものとしている。

「作用」 前記構成によれば、構造物の振動、揺れの減衰に適用し
た場合、地震荷重、風荷重等が加えられた構造物に振動
あるいは揺れが生じると、駆動源が振動あるいは揺れを
生じ、駆動源の振動、揺れがオイルダンパに伝達され、
このオイルダンパか作動して減衰力を発生し、構造物の
励振エネルギーを吸収する。この場合、調圧弁と協働し
て構造物の一次固有振動周期と油圧緩衝装置の固有振動
周期とかほぼ一致し、これにより構造物の横方向の振動
、揺れを効果的に減衰させる。なおこの場合、オイルリ
ザーバかオイルダンパの過度の温度上昇を防止する。

「実施例」 以下、本発明の一実施例を第１図ないし第６図に基づい
て説明する。第３図中１１は構造物（高層建築物）であ
り、構造物１１の頂部には基礎部材１２が固定して設け
られている。この基礎部材１２上には慣性質量（重量体
）１３かリニアベアリング１３ａを介してこのリニアベ
アリング１３ａの第４図に示すレール状のステータ１３
ｂに沿って移動自在に載せられている。慣性質量１３の
一側面にはこの側面から突出してラック１４かステータ
１３ｂの上面と平行に形成されている。慣性質量１３は
その移動方向両側に慣性質量１３から離間して構造物１
１の頂部に設けられた支持体（第４図に示す）１５に引
っ張りばね１６を介して連結されている。

一方、構造物１１の頂部には、慣性質１１３の−刃側に
位置させられて凹部１７が設けられている。この凹部１
７には、減衰機１８が設けられている。この減衰機１８
は、第１図及び第２図に示す凹部１７上に固定された架
台（固定部）１９と、この架台１９上に取り付けられた
減速機２０と、架台１９．減速機２０間に設けられたオ
イルタンパ２１とから概ね構成されている。

架台１９には中段２２が設けられており、この中段２２
の下部には、内部にオイルが充填されたオイルリザーバ
２３が設けられている。中段２２の上部には弁装置２４
が設けられている。弁装置２４はケース２４ａとこのケ
ース２４ａ内に収容された後記する調圧弁３１，３２．
３３と電磁弁３４．３５．３６とからなっている。

減速機２０の入力軸２５にはカップリング２６を介して
ピニオン２７か取り付けられている。このピニオン２７
は前記ラック１４に噛み合わせられている。減速機２０
の出力軸（回転軸）２８にはダンパ取付板２９が取り付
けられており、このダンパ取付板２９にはオイルタンパ
２１の一端カ回転自在に取り付けられている。このオイ
ルダンパ２１の一端は出力軸２８と偏心して取り付けら
れている。オイルタンパ２１の他端は固定部、即ち架台
１９の所定箇所に軸３０を介して回転自在に取り付けら
れている。オイルダンパ２１は、ピストン部とボトム部
とにそれぞれチエツク弁２１Ｃ，２１ｄをもつ構成とさ
れ、伸び行程と縮み行程とで同様の油流が生じるように
なされている。

オイルダンパ２１及びオイルリザーバ２３には、これら
オイルダンパ２１．オイルリザーバ２３間に設けられた
複数の調圧弁３１，３２．３３が配管３７を介して第５
図に示すように接続されている。調圧弁３１，３２．３
３はそれぞれ電磁弁３４．３５．３６と直列に接続され
、互いに接続された調圧弁３１．電磁弁３４と、互いに
接続された調圧弁３２．電磁弁３５と、互いに接続され
た調圧弁３３．電磁弁３６とは並列に接続されており、
オイルリザーバ２３は、複数の調圧弁３１゜３２．３３
のうちの所定の調圧弁が選択されてそれらの調圧弁を介
してオイルダンパ２１の圧力室に連通されるようになっ
ている。なお、オイルダンパ２１のピストン上室２１ａ
　（圧力室）は電磁弁３４に接続され、ピストン下室２
１ｂはチエツク弁２１ｄを介してオイルリザーバ２３に
接続されている。

各電磁弁３４，３５．３６には図示しない制御装置が電
気的に接続されており、外部からの信号入力によりオイ
ルダンパ２１の圧力室とオイルリザーバ２３に連通ずる
調圧弁を選択することができるようになされている。ま
た、オイルダンパ２１のシリンタ′内横断面積とピスト
ンロッドの断面積との比率は２・１とされ、一つの調圧
弁の調圧で伸び行程と縮み行程とで同一の減衰力を生じ
るようになされている。

次に、前記のように構成された油圧緩衝装置の作動につ
いて説明する。

まず、構造物１１の頂部に本油圧緩衝装置を設置する。

地震荷重あるいは風荷重か構造物１１に作用すると、慣
性質量１３か第４図における左右方向に振動して構造物
１１と共振する。即ち、慣性質量１３がステータ１’３
ｂの長さ方向に振動すると、ラック１４を介してピニオ
ン２７か正逆往復回転し、減速機２０の出力軸２８か約
４５°〜１２００の範囲内の正逆往復回転に変換される
。これにより、オイルタンパ２１か軸３０を中心に揺動
運動すると共に伸縮作動して減衰力を発生し、慣性質１
１３に対し抵抗力を与え、構造物１１の一次振動周期と
油圧緩衝装置の振動周期とをほぼ一致させる。これによ
り構造物１１の横方向の振動。

揺れを効果的に減衰させる。なお、この場合、オイルダ
ンパ２１か最適の減衰力を発生するように調圧弁３１．
３２，３３；電磁弁３４，３５．３６か自動的に選択さ
れている。第６図は、オイルダンパ２１の減衰力特性を
示す図であり、縦軸はオイルダンパ２１の発生する減衰
力を示し、横軸はオイルタンパ２１のピストン速度を示
し、Ｃ０Ｃ２，Ｃ３はそれぞれピストン上室２１ａとオ
イルリザーバ２３とかそれぞれ電磁弁３４．調圧弁３１
のみにより、電磁弁３５．調圧弁３２のみによリ、電磁
弁３６．調圧弁３３のみにより連通された時のオイルダ
ンパ２１の減衰力特性を示す。

本実施例によれば、 ■ストロークが著しく短いオイルダンパを使用すること
ができるようになり、従って大きな減衰力が得られかつ
小型化でき、設置スペースを大幅に減少させることがで
き、装置の製造を容易とすることができる。

■振動条件に応じて調圧弁を選択でき、最適な減衰力を
得ることができる。

■オイルリザーバ内のオイルがオイルダンパ内に流通す
るので、オイルリザーバがオイルダンパの過度の温度上
昇を防止し、性能の低下を防止する。

「発明の効果」 本発明によれば、 ストロークが著しく短いオイルダンパを使用することが
できるようになり、従って大きな減衰力が得られかつ小
型化でき設置スペースを大幅に減少させることができ、
装置の製造を容易とすることができる。

また、オイルリザーバに、複数の調圧弁のうちの所定の
調圧弁を選択手段により選択してそれらの調圧弁を介し
てオイルタンパの圧力室を連通させるようにしたので、
異なる振動条件、例えば地震荷重入力方向、風荷重入力
方向の違いに対応してオイルダンパの減衰力を変化させ
ることかでき、構造物の振動、揺れの減衰に適用した場
合、構造物の励振エネルギーを十分に吸収し、構造物の
横方向の振動、揺れを効果的に減衰させることかできる
。

また、オイルリザーバに調圧弁を介してオイルダンパの
圧力室を連通させたので、オイルリザーバ内のオイルを
オイルダンパ内に流通させることができ、オイルリザー
バによりオイルタンパの過度の温度上昇を防止し、性能
の低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は要部の概略側面図、第２図は要部の正面図、第
３図は概略側面図、第４図は正面図、第５図は配管図、
第６図はオイルダンパの特性図、第７図は従来の油圧緩
衝装置を示す要部の概略正面図である。 第４図　　　　第３図 １３・・・・・慣性質量、１９・・・・・・架台（固定
部）、２０・・・・・減速機、２１・・・・・・オイル
タンパ　２３・・・・・・オイルリザーバ　２８・・　
・出力軸（回転軸）、３１．３２．３３・・・・・・調
圧弁。 第６図 出願人　石川島播磨重工業株式会社 トキコ株式会社 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 駆動源に連結される回転軸と、 該回転軸の中心より偏心した部位に一端が回転可能に設
   けられ他端が固定台に回転可能に設けられたオイルダン
   パと、 該オイルダンパの圧力室とオイルリザーバとの間に選択
   手段を介して選択自在に設けられた複数の調圧弁と、 よりなる油圧緩衝装置。