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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022045257
(43)【公開日】2022-03-18
(54)【発明の名称】回転慣性質量ダンパ
(51)【国際特許分類】
F16F 15/02 20060101AFI20220311BHJP
F16F 15/023 20060101ALI20220311BHJP
F16F 7/10 20060101ALI20220311BHJP
F16F 9/19 20060101ALI20220311BHJP
F16F 9/34 20060101ALI20220311BHJP
F16F 9/508 20060101ALI20220311BHJP
F16F 9/512 20060101ALI20220311BHJP
E04H 9/02 20060101ALN20220311BHJP
【ＦＩ】
F16F15/02 C
F16F15/023 Z
F16F7/10
F16F9/19
F16F9/34
F16F9/508
F16F9/512
E04H9/02 341D
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020150847
(22)【出願日】2020-09-08
(71)【出願人】
【識別番号】504242342
【氏名又は名称】株式会社免制震ディバイス
(71)【出願人】
【識別番号】390029805
【氏名又は名称】ＴＨＫ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100095566
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 友雄
(74)【代理人】
【識別番号】100114775
【弁理士】
【氏名又は名称】高岡 亮一
(74)【代理人】
【識別番号】100121511
【弁理士】
【氏名又は名称】小田 直
(72)【発明者】
【氏名】木田 英範
(72)【発明者】
【氏名】小竹 祐治
(72)【発明者】
【氏名】木本 政志
【テーマコード（参考）】
2E139
3J048
3J066
3J069
【Ｆターム（参考）】
2E139AA01
2E139AA05
2E139BB02
2E139BB20
2E139BB36
2E139BB42
2E139BB55
2E139BC17
2E139BD41
3J048AA06
3J048AC04
3J048AD07
3J048BE03
3J048BF14
3J048CB21
3J048EA38
3J066AA27
3J066BB01
3J066DB03
3J069AA54
3J069AA55
3J069EE11
3J069EE64
(57)【要約】
【課題】風揺れレベルから地震レベルにわたる広い領域で、回転慣性質量効果を発揮し、構造物の振動を十分に抑制できる回転慣性質量ダンパを提供する。
【解決手段】本発明による回転慣性質量ダンパ１Ａは、作動流体ＨＦが充填されたシリンダ２と、シリンダ２内を摺動し、第１及び第２流体室２ｄ、２ｅに区画するピストン３と、ピストン３をバイパスし、第１及び第２流体室２ｄ、２ｅに連通する、互いに並列の第１及び第２連通路５、６と、第１連通路５に設けられ、作動流体ＨＦの流動を回転運動に変換する歯車モータＧＭ及び第１回転マスＲＭ１と、第２連通路６に設けられ、歯車モータＧＭよりも高い圧力領域で作動し、作動流体ＨＦの流動を回転運動に変換するピストンモータＰＭ及び第２回転マスＲＭ２と、作動流体ＨＦの圧力に応じて、歯車モータＧＭ及びピストンモータＰＭの作動を切り替える切替機構ＣＭと、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】本発明による回転慣性質量ダンパ１Ａは、作動流体ＨＦが充填されたシリンダ２と、シリンダ２内を摺動し、第１及び第２流体室２ｄ、２ｅに区画するピストン３と、ピストン３をバイパスし、第１及び第２流体室２ｄ、２ｅに連通する、互いに並列の第１及び第２連通路５、６と、第１連通路５に設けられ、作動流体ＨＦの流動を回転運動に変換する歯車モータＧＭ及び第１回転マスＲＭ１と、第２連通路６に設けられ、歯車モータＧＭよりも高い圧力領域で作動し、作動流体ＨＦの流動を回転運動に変換するピストンモータＰＭ及び第２回転マスＲＭ２と、作動流体ＨＦの圧力に応じて、歯車モータＧＭ及びピストンモータＰＭの作動を切り替える切替機構ＣＭと、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
構造物の振動を抑制するために、当該構造物を含む系内の相対変位する第１部位と第２部位の間に設けられる回転慣性質量ダンパであって、
作動流体が充填され、前記第１部位に連結されるシリンダと、
当該シリンダ内に摺動自在に設けられ、当該シリンダの内部空間を第１流体室と第２流体室に区画するとともに、前記第２部位に連結されるピストンと、
作動流体が充填され、前記ピストンをバイパスし、前記第１及び第２流体室に連通するとともに、互いに並列に設けられた第１連通路及び第２連通路と、
前記第１連通路に設けられ、前記第１連通路内の作動流体の流動を回転運動に変換する歯車モータと、
当該歯車モータによって回転駆動される第１回転マスと、
前記第２連通路に設けられ、前記歯車モータよりも高い作動流体の圧力領域で作動するように構成され、前記第２連通路内の作動流体の流動を回転運動に変換するピストンモータと、
当該ピストンモータによって回転駆動される第２回転マスと、
前記作動流体の圧力に応じて、前記歯車モータ及び前記ピストンモータの作動を切り替える切替機構と、
を備えることを特徴とする回転慣性質量ダンパ。
作動流体が充填され、前記第１部位に連結されるシリンダと、
当該シリンダ内に摺動自在に設けられ、当該シリンダの内部空間を第１流体室と第２流体室に区画するとともに、前記第２部位に連結されるピストンと、
作動流体が充填され、前記ピストンをバイパスし、前記第１及び第２流体室に連通するとともに、互いに並列に設けられた第１連通路及び第２連通路と、
前記第１連通路に設けられ、前記第１連通路内の作動流体の流動を回転運動に変換する歯車モータと、
当該歯車モータによって回転駆動される第１回転マスと、
前記第２連通路に設けられ、前記歯車モータよりも高い作動流体の圧力領域で作動するように構成され、前記第２連通路内の作動流体の流動を回転運動に変換するピストンモータと、
当該ピストンモータによって回転駆動される第２回転マスと、
前記作動流体の圧力に応じて、前記歯車モータ及び前記ピストンモータの作動を切り替える切替機構と、
を備えることを特徴とする回転慣性質量ダンパ。
【請求項2】
前記ピストンモータは、前記作動流体の圧力が第１所定圧以上の領域で作動可能に構成され、
前記切替機構は、前記作動流体の圧力が前記第１所定圧に達するまで、前記歯車モータを作動させ、前記作動流体の圧力が前記第１所定圧に達したときに、前記歯車モータの作動を停止させるように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の回転慣性質量ダンパ。
前記切替機構は、前記作動流体の圧力が前記第１所定圧に達するまで、前記歯車モータを作動させ、前記作動流体の圧力が前記第１所定圧に達したときに、前記歯車モータの作動を停止させるように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の回転慣性質量ダンパ。
【請求項3】
前記切替機構は、
前記第１連通路から分岐し、前記ピストンの移動に応じて、前記第１流体室又は第２流体室から作動流体の圧力が導入される圧力導入路と、
前記第１連通路の前記歯車モータの両側に配置されるとともに、前記圧力導入路に接続され、当該圧力導入路に導入された作動流体の圧力が前記第１所定圧に達したときに閉弁し、前記第１連通路を閉鎖する常開式の一対の切替弁と、を有することを特徴とする、請求項２に記載の回転慣性質量ダンパ。
前記第１連通路から分岐し、前記ピストンの移動に応じて、前記第１流体室又は第２流体室から作動流体の圧力が導入される圧力導入路と、
前記第１連通路の前記歯車モータの両側に配置されるとともに、前記圧力導入路に接続され、当該圧力導入路に導入された作動流体の圧力が前記第１所定圧に達したときに閉弁し、前記第１連通路を閉鎖する常開式の一対の切替弁と、を有することを特徴とする、請求項２に記載の回転慣性質量ダンパ。
【請求項4】
前記切替機構は、
前記第１及び第２流体室に連通し、前記第１連通路と並列に設けられた第３連通路と、
当該第３連通路に互いに間隔を隔てて配置され、前記第１流体室内又は第２流体室内の作動流体の圧力が前記第１所定圧に達したときに開弁し、前記第２連通路を開放する一対の開閉弁と、
前記第３連通路の前記一対の開閉弁の間から分岐し、当該一対の開閉弁の一方の開弁に伴って前記第１又は第２流体室から作動流体の圧力が導入される圧力導入路と、
前記第１連通路の前記歯車モータの両側に配置されるとともに、前記圧力導入路に接続され、当該圧力導入路に導入された作動流体の圧力によって閉弁し、前記第１連通路を閉鎖する常開式の一対の切替弁と、を有することを特徴とする、請求項２に記載の回転慣性質量ダンパ。
前記第１及び第２流体室に連通し、前記第１連通路と並列に設けられた第３連通路と、
当該第３連通路に互いに間隔を隔てて配置され、前記第１流体室内又は第２流体室内の作動流体の圧力が前記第１所定圧に達したときに開弁し、前記第２連通路を開放する一対の開閉弁と、
前記第３連通路の前記一対の開閉弁の間から分岐し、当該一対の開閉弁の一方の開弁に伴って前記第１又は第２流体室から作動流体の圧力が導入される圧力導入路と、
前記第１連通路の前記歯車モータの両側に配置されるとともに、前記圧力導入路に接続され、当該圧力導入路に導入された作動流体の圧力によって閉弁し、前記第１連通路を閉鎖する常開式の一対の切替弁と、を有することを特徴とする、請求項２に記載の回転慣性質量ダンパ。
【請求項5】
前記切替機構は、
前記第２連通路の前記ピストンモータの両側に配置されるとともに、前記圧力導入路に接続され、当該圧力導入路に導入された作動流体の圧力によって開弁し、前記第２連通路を開放する常閉式の一対の第２切替弁をさらに有することを特徴とする、請求項４に記載の回転慣性質量ダンパ。
前記第２連通路の前記ピストンモータの両側に配置されるとともに、前記圧力導入路に接続され、当該圧力導入路に導入された作動流体の圧力によって開弁し、前記第２連通路を開放する常閉式の一対の第２切替弁をさらに有することを特徴とする、請求項４に記載の回転慣性質量ダンパ。
【請求項6】
前記圧力導入路は、前記一対の切替弁との接続部の両側に、前記第１及び第２流体室にそれぞれ連通する一対の流体室連通部を有し、
当該一対の流体室連通部にそれぞれ設けられ、常時は閉弁状態に保持されるとともに、前記一対の開閉弁が開弁作動した後に開弁されることによって、前記圧力導入路内の作動流体の圧力を前記第１及び第２流体室に逃がし、前記一対の切替弁を初期状態に復帰させるための一対の復帰弁をさらに備えることを特徴とする、請求項４又は５に記載の回転慣性質量ダンパ。
当該一対の流体室連通部にそれぞれ設けられ、常時は閉弁状態に保持されるとともに、前記一対の開閉弁が開弁作動した後に開弁されることによって、前記圧力導入路内の作動流体の圧力を前記第１及び第２流体室に逃がし、前記一対の切替弁を初期状態に復帰させるための一対の復帰弁をさらに備えることを特徴とする、請求項４又は５に記載の回転慣性質量ダンパ。
【請求項7】
前記圧力導入路は、前記一対の切替弁との接続部の両側に、前記第１及び第２流体室にそれぞれ連通する一対の流体室連通部を有し、
当該一対の流体室連通部の通路面積を絞るように設けられ、前記一対の開閉弁が開弁作動した後、流動抵抗により前記圧力導入路内の圧力を徐々に前記第１及び第２流体室に逃がし、前記一対の切替弁を初期状態に復帰させるための一対の絞り手段をさらに備えることを特徴とする、請求項４又は５に記載の回転慣性質量ダンパ。
当該一対の流体室連通部の通路面積を絞るように設けられ、前記一対の開閉弁が開弁作動した後、流動抵抗により前記圧力導入路内の圧力を徐々に前記第１及び第２流体室に逃がし、前記一対の切替弁を初期状態に復帰させるための一対の絞り手段をさらに備えることを特徴とする、請求項４又は５に記載の回転慣性質量ダンパ。
【請求項8】
前記第２連通路は、前記第１連通路と並列にかつ分離して設けられており、
前記切替機構は、
前記第１及び第２流体室に連通し、前記第２連通路と並列に設けられた第４連通路と、
当該第４連通路に互いに間隔を隔てて配置され、前記第１流体室内又は第２流体室内の作動流体の圧力が前記第１所定圧に達したときに開弁し、前記第４連通路を開放する一対の第２開閉弁と、
前記第４連通路の前記一対の第２開閉弁の間から分岐し、当該一対の第２開閉弁の一方の開弁に伴って前記第１又は第２流体室から作動流体の圧力が導入される第２圧力導入路と、
前記第２連通路の前記ピストンモータの両側に配置されるとともに、前記第２圧力導入路に接続され、当該第２圧力導入路に導入された作動流体の圧力によって作動し、前記第２連通路を開放する常閉式の一対の第２切替弁と、をさらに有することを特徴とする、請求項４に記載の回転慣性質量ダンパ。
前記切替機構は、
前記第１及び第２流体室に連通し、前記第２連通路と並列に設けられた第４連通路と、
当該第４連通路に互いに間隔を隔てて配置され、前記第１流体室内又は第２流体室内の作動流体の圧力が前記第１所定圧に達したときに開弁し、前記第４連通路を開放する一対の第２開閉弁と、
前記第４連通路の前記一対の第２開閉弁の間から分岐し、当該一対の第２開閉弁の一方の開弁に伴って前記第１又は第２流体室から作動流体の圧力が導入される第２圧力導入路と、
前記第２連通路の前記ピストンモータの両側に配置されるとともに、前記第２圧力導入路に接続され、当該第２圧力導入路に導入された作動流体の圧力によって作動し、前記第２連通路を開放する常閉式の一対の第２切替弁と、をさらに有することを特徴とする、請求項４に記載の回転慣性質量ダンパ。
【請求項9】
前記第２圧力導入路は、前記一対の第２切替弁との接続部の両側に、前記第１及び第２流体室にそれぞれ連通する一対の第２流体室連通部を有し、
当該一対の第２流体室連通部にそれぞれ、前記一対の第２開閉弁が開弁作動した後に前記一対の第２切替弁を初期状態に復帰させるために、前記一対の第２開閉弁の開弁作動後に開弁される一対の第２復帰弁、又は前記一対の第２流体室連通部の通路面積を絞る一対の第２絞り手段が設けられていることを特徴とする、請求項８に記載の回転慣性質量ダンパ。
当該一対の第２流体室連通部にそれぞれ、前記一対の第２開閉弁が開弁作動した後に前記一対の第２切替弁を初期状態に復帰させるために、前記一対の第２開閉弁の開弁作動後に開弁される一対の第２復帰弁、又は前記一対の第２流体室連通部の通路面積を絞る一対の第２絞り手段が設けられていることを特徴とする、請求項８に記載の回転慣性質量ダンパ。
【請求項10】
前記圧力導入路は、前記第１及び第２流体室にそれぞれ連通し、前記一対の切替弁にそれぞれ接続された一対の圧力導入路によって構成され、
前記切替機構は、前記一対の圧力導入路にそれぞれ設けられ、前記第１流体室内又は第２流体室内の作動流体の圧力が前記第１所定圧に達したときに開弁し、前記作動流体の圧力を前記圧力導入路に導入する一対の開閉弁を有し、
前記一対の圧力導入路から分岐し、前記一対の開閉弁をバイパスするとともに、前記第１及び第２流体室にそれぞれ連通する一対の流体室連通部と、
当該一対の流体室連通部にそれぞれ設けられ、前記圧力導入路内の圧力が前記第１又は第２流体室内の圧力よりも大きくなったときに開弁することによって、前記圧力導入路内の圧力を前記第１及び第２流体室に逃がし、前記一対の切替弁を開弁状態に復帰させるための一対の逆止弁と、をさらに備えることを特徴とする、請求項３に記載の回転慣性質量ダンパ。
前記切替機構は、前記一対の圧力導入路にそれぞれ設けられ、前記第１流体室内又は第２流体室内の作動流体の圧力が前記第１所定圧に達したときに開弁し、前記作動流体の圧力を前記圧力導入路に導入する一対の開閉弁を有し、
前記一対の圧力導入路から分岐し、前記一対の開閉弁をバイパスするとともに、前記第１及び第２流体室にそれぞれ連通する一対の流体室連通部と、
当該一対の流体室連通部にそれぞれ設けられ、前記圧力導入路内の圧力が前記第１又は第２流体室内の圧力よりも大きくなったときに開弁することによって、前記圧力導入路内の圧力を前記第１及び第２流体室に逃がし、前記一対の切替弁を開弁状態に復帰させるための一対の逆止弁と、をさらに備えることを特徴とする、請求項３に記載の回転慣性質量ダンパ。
【請求項11】
前記圧力導入路は、前記第２連通路の前記ピストンモータの両側から分岐し、前記一対の切替弁にそれぞれ接続された一対の圧力導入路によって構成され、
前記切替機構は、前記第２連通路の前記一対の圧力導入路の分岐部の外側に配置され、前記第１流体室内又は第２流体室内の作動流体の圧力が前記第１所定圧に達したときに開弁し、前記作動流体の圧力を前記一対の圧力導入路に導入する一対の開閉弁を有し、
前記第２連通路から分岐し、前記一対の開閉弁をバイパスするとともに、前記第１及び第２流体室にそれぞれ連通する一対の流体室連通部と、
当該一対の流体室連通部にそれぞれ設けられ、前記圧力導入路内の圧力が前記第１又は第２流体室内の圧力よりも大きくなったときに開弁することによって、前記圧力導入路内の圧力を前記第１及び第２流体室に逃がし、前記一対の切替弁を開弁状態に復帰させるための一対の逆止弁と、をさらに備えることを特徴とする、請求項３に記載の回転慣性質量ダンパ。
前記切替機構は、前記第２連通路の前記一対の圧力導入路の分岐部の外側に配置され、前記第１流体室内又は第２流体室内の作動流体の圧力が前記第１所定圧に達したときに開弁し、前記作動流体の圧力を前記一対の圧力導入路に導入する一対の開閉弁を有し、
前記第２連通路から分岐し、前記一対の開閉弁をバイパスするとともに、前記第１及び第２流体室にそれぞれ連通する一対の流体室連通部と、
当該一対の流体室連通部にそれぞれ設けられ、前記圧力導入路内の圧力が前記第１又は第２流体室内の圧力よりも大きくなったときに開弁することによって、前記圧力導入路内の圧力を前記第１及び第２流体室に逃がし、前記一対の切替弁を開弁状態に復帰させるための一対の逆止弁と、をさらに備えることを特徴とする、請求項３に記載の回転慣性質量ダンパ。
【請求項12】
前記ピストンに設けられ、前記第１流体室内又は第２流体室内の作動流体の圧力が、前記第１所定圧よりも大きな第２所定圧に達したときに開弁し、前記第１及び第２流体室を互いに連通させる一対のリリーフ弁をさらに備えることを特徴とする、請求項２から１１のいずれかに記載の回転慣性質量ダンパ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、構造物に設けられ、構造物の振動を回転マスの回転慣性質量効果によって抑制する回転慣性質量ダンパに関し、特に回転慣性質量効果を変更することが可能な回転慣性質量ダンパに関する。
【背景技術】
【0002】
出願人は、この種の回転慣性質量ダンパとして、例えば特許文献１に記載されたものを提案している。この回転慣性質量ダンパは、構造物の第１及び第２部位の間に設置されるものであり、作動流体が充填され、第１部位に連結されるシリンダと、シリンダ内に摺動自在に設けられ、シリンダ内を第１流体室と第２流体室に区画するとともに、第２部位に連結されるピストンと、ピストンをバイパスし、第１及び第２流体室に連通するとともに、互いに並列に設けられた第１及び第２連通路を備える。第１連通路には、内接型又は外接型の歯車モータが設けられ、この歯車モータに回転マスが連結されている。また、第２連通路には、流量調整モータを有する歯車ポンプが設けられている。
【0003】
この回転慣性質量ダンパでは、地震時などに構造物が振動し、第１及び第２部位の間に相対変位が発生すると、その相対変位がシリンダ及びピストンに伝達されることによって、ピストンがシリンダに対して往復動する。それに伴い、第１及び第２流体室の一方の作動流体が、ピストンで押し出されることで、第１及び第２連通路に流入し、第１及び第２流体室の他方に向かって流動する。
【0004】
これに伴い、第１連通路では、作動流体の流動が歯車モータにより回転運動に変換され、回転マスに伝達されることによって、回転マスによる回転慣性質量効果が発揮される。また、第２連通路では、歯車ポンプを作動させ、流量調整モータの回転数を制御することによって、第２連通路内の作動流体の流量を調整し、それに応じて第１連通路内の作動流体の流量を変化させる。これにより、歯車モータ及び回転マスの回転量が変化することによって、回転マスによる回転慣性質量効果が変更される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１８－１２７８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上述した従来の回転慣性質量ダンパで用いられる内接型又は外接型の歯車モータは、作動開始圧力（作動圧力の下限値）が小さく、非常に小さい圧力から回転駆動できるという利点を有する一方、許容回転数及び許容圧力が小さいという特性を有し、例えば市販の歯車モータの仕様では、それぞれ３０００ｒｐｍ、２１ＭＰａ程度である。このため、歯車モータを用いた従来の回転慣性質量ダンパでは、風揺れのような微振動レベルから小振幅レベルまでの揺れ（以下、適宜「風揺れレベルの振動」という）を良好に抑制できるものの、流量調整モータによって回転マスの回転慣性質量効果を変更しても、許容圧力（２１ＭＰａ程度）以下までのダンパ力しか発揮できず、地震動のような中振幅レベルから大振幅レベルまでの揺れ（以下、適宜「地震レベルの振動」という）を十分に抑制することができない。
【0007】
一方、歯車モータ以外の圧力モータとして知られているピストンモータは、その機構上、歯車モータと比較して許容回転数及び許容圧力がはるかに大きく、例えば市販のピストンモータの仕様では、それぞれ７０００ｒｐｍ、４５ＭＰａ程度であるという利点を有する一方、歯車モータの場合よりも作動開始圧力が大きく、より大きな圧力でないと回転駆動できないという特性を有する。このため、歯車モータに代えてピストンモータを用いた場合には、地震レベルの振動を十分に抑制できるものの、風揺れレベルの振動には反応できず、これを抑制することができない。
【0008】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、風揺れレベルの振動及び地震動レベルの振動のいずれに対しても、回転慣性質量効果を発揮することによって、風揺れレベルから地震レベルにわたる広い領域で、構造物の振動を十分に抑制することができる回転慣性質量ダンパ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】
【0009】
この目的を達成するために、請求項１に係る発明は、構造物の振動を抑制するために、構造物を含む系内の相対変位する第１部位と第２部位の間に設けられる回転慣性質量ダンパであって、作動流体が充填され、第１部位に連結されるシリンダと、シリンダ内に摺動自在に設けられ、シリンダの内部空間を第１流体室と第２流体室に区画するとともに、第２部位に連結されるピストンと、作動流体が充填され、ピストンをバイパスし、第１及び第２流体室に連通するとともに、互いに並列に設けられた第１連通路及び第２連通路と、第１連通路に設けられ、第１連通路内の作動流体の流動を回転運動に変換する歯車モータと、歯車モータによって回転駆動される第１回転マスと、第２連通路に設けられ、歯車モータよりも高い作動流体の圧力で作動するように構成され、第２連通路内の作動流体の流動を回転運動に変換するピストンモータと、ピストンモータによって回転駆動される第２回転マスと、作動流体の圧力に応じて、歯車モータ及びピストンモータの作動を切り替える切替機構と、を備えることを特徴とする。
【0010】
この回転慣性質量ダンパでは、地震時などに構造物に振動が入力され、第１及び第２部位の間に相対変位が発生すると、その相対変位がシリンダ及びピストンに伝達されることにより、相対変位に応じた方向及び移動量で、ピストンがシリンダ内を摺動する。このピストンの移動に伴い、第１又は第２流体室内の作動流体がピストンで押し出され、互いに並列の第１及び第２連通路に流入する。第１連通路には、第１回転マスが連結された歯車モータが設けられ、第２連通路には、歯車モータよりも作動開始圧力（作動圧力の下限値）が大きく、第２回転マスが連結されたピストンモータが設けられており、両モータの作動が、切替機構により、作動流体の圧力に応じて切り替えられる。
【0011】
以上により、例えば、構造物の振動の振幅及び作動流体の圧力が比較的小さい風揺れ時には、歯車モータのみを作動させ、第１回転マスを回転させる。これにより、作動開始圧力が小さいという歯車モータの利点を活かしながら、第１回転マスによる回転慣性質量効果を良好に発揮させることができる。一方、構造物の振動の振幅及び作動流体の圧力が比較的大きい地震時には、ピストンモータのみを作動させ、第２回転マスを回転させる。これにより、許容回転数及び許容圧力が大きいというピストンモータの利点を活かしながら、第２回転マスによる回転慣性質量効果を十分に発揮させることができる。以上の結果、風揺れレベルから地震レベルにわたる広い領域で、構造物の振動を十分に抑制することができる。その結果、シリンダ径やピストン径が小さい市販の歯車モータやピストンモータを使用することが可能になり、それにより、回転慣性質量ダンパの製造コストを削減することができる。
【0012】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の回転慣性質量ダンパにおいて、ピストンモータは、作動流体の圧力が第１所定圧以上の領域で作動可能に構成され、切替機構は、作動流体の圧力が第１所定圧に達するまで、歯車モータを作動させ、作動流体の圧力が第１所定圧に達したときに、歯車モータの作動を停止させるように構成されていることを特徴とする。
【0013】
この構成によれば、ピストンモータは、作動流体の圧力が第１所定圧以上の領域で作動可能に構成されており、歯車モータは、切替機構により、作動流体圧力が第１所定圧に達するまで、作動状態に維持される。これにより、作動流体圧力が第１所定圧未満のときには、ピストンモータの作動が停止した状態で、歯車モータのみを作動させることによって、第１回転マスによる回転慣性質量効果を良好に発揮させることができる。一方、作動流体圧力が第１所定圧に達すると、歯車モータは、切替機構により、停止状態に切り替えられる。これにより、作動流体圧力が第１所定圧以上のときには、歯車モータの作動が停止した状態で、ピストンモータのみを作動させることによって、第２回転マスによる回転慣性質量効果を十分に発揮させることができる。
【0014】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の回転慣性質量ダンパにおいて、切替機構は、第１連通路から分岐し、ピストンの移動に応じて、第１流体室又は第２流体室から作動流体の圧力が導入される圧力導入路と、第１連通路の歯車モータの両側に配置されるとともに、圧力導入路に接続され、圧力導入路に導入された作動流体の圧力が第１所定圧に達したときに閉弁し、第１連通路を閉鎖する常開式の一対の切替弁と、を有することを特徴とする。
【0015】
この構成によれば、ピストンの移動に応じて、作動流体の圧力が第１又は第２流体室から圧力導入路に導入され、さらに、第１連通路の歯車モータの両側に配置された一対の切替弁に作用する（以下、このように圧力導入路に導入され、切替弁に作用する作動流体の圧力を、適宜「導入圧力」という）。各切替弁は、常開式のものであり、導入圧力が第１所定圧に達するまで開弁し、第１連通路を開放する。これにより、第１連通路内の作動流体の流動が許容され、歯車モータが作動状態に維持される。一方、導入圧力が第１所定圧に達すると、切替弁は閉弁し、第１連通路を閉鎖する。これにより、第１連通路内の作動流体の流動が阻止され、歯車モータが停止状態に切り替えられる。以上のように、構造物の振動時にピストンの移動に伴って発生する作動流体の圧力に応じ、第１所定圧を境界として、歯車モータの作動／停止を切り替えることができる。
【0016】
請求項４に係る発明は、請求項２に記載の回転慣性質量ダンパにおいて、切替機構は、第１及び第２流体室に連通し、第１連通路と並列に設けられた第３連通路と、第３連通路に互いに間隔を隔てて配置され、第１流体室内又は第２流体室内の作動流体の圧力が第１所定圧に達したときに開弁し、第２連通路を開放する一対の開閉弁と、第３連通路の一対の開閉弁の間から分岐し、一対の開閉弁の一方の開弁に伴って第１又は第２流体室から作動流体の圧力が導入される圧力導入路と、第１連通路の歯車モータの両側に配置されるとともに、圧力導入路に接続され、圧力導入路に導入された作動流体の圧力によって閉弁し、第１連通路を閉鎖する常開式の一対の切替弁と、を有することを特徴とする。
【0017】
この構成によれば、第１連通路と並列の第３連通路に一対の開閉弁が配置され、両開閉弁の間から圧力導入路が分岐するとともに、この圧力導入路は、第１連通路の歯車モータの両側に配置された常開式の一対の切替弁に接続されている。第１又は第２流体室内の作動流体の圧力（以下、適宜「流体室圧力」という）が第１所定圧に達するまで、一対の開閉弁は開弁せず、閉弁状態に維持される。このため、流体室圧力は圧力導入路に導入されず、一対の切替弁に作用しないため、両切替弁は開弁状態に維持される。これにより、第１連通路が開放され、作動流体の流動が許容されることによって、歯車モータは作動状態に維持される。
【0018】
これに対し、流体室圧力が第１所定圧に達すると、一方の開閉弁が開弁することにより、流体室圧力が、開弁した開閉弁を介して圧力導入路に導入され、一対の切替弁に作用する。これにより、両切替弁が閉弁し、第１連通路が閉鎖されることによって、作動流体の流動が阻止され、歯車モータは停止状態に切り替えられる。以上のように、請求項３の場合と同様、構造物の振動時に発生する作動流体の圧力に応じ、第１所定圧を境界として、歯車モータの作動／停止を切り替えることができる。
【0019】
また、歯車モータの作動→停止の切替は、流体室圧力が増大し、第１所定圧に達したタイミングで、すなわち、第１回転マスの回転慣性質量効果が最大で、ピストンの移動量の最大近傍（ピストンの速度が０付近で、第１連通路内の作動流体の流速が０付近）のタイミングで行われる。このため、歯車モータの切替を、作動流体ＨＦの流動がほとんどない状態で、円滑に行うことができる。
【0020】
また、流体室圧力が第１所定圧に達したタイミングで、開閉弁が開弁し、第１所定圧以上の導入圧力が切替弁に急激に作用することで、切替弁が即座に閉弁するので、歯車モータの作動／停止の切替を急激に行うことができる。さらに、一対の開閉弁の間から圧力導入路に導入された導入圧力が、歯車モータの両側に配置された一対の切替弁に均等に作用するので、シリンダに対するピストンの移動方向にかかわらず、両切替弁を互いに同期して開閉でき、それにより、歯車モータの作動／停止の切替を円滑に行うことができる。
【0021】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載の回転慣性質量ダンパにおいて、切替機構は、第２連通路のピストンモータの両側に配置されるとともに、圧力導入路に接続され、圧力導入路に導入された作動流体の圧力によって開弁し、第２連通路を開放する常閉式の一対の第２切替弁をさらに有することを特徴とする。
【0022】
この構成によれば、請求項４の回転慣性質量ダンパにおいて、第２連通路のピストンモータの両側に常閉式の一対の第２切替弁が配置されており、圧力導入路は一対の第２切替弁にも接続されている。このため、流体室圧力が第１所定圧に達したときに、開閉弁が開弁し、流体室圧力が圧力導入路に導入されると、前述したように、一対の切替弁が閉弁し、歯車モータが作動状態から停止状態に切り替えられると同時に、導入圧力が一対の第２切替弁に作用することで、一対の第２切替弁が開弁し、第２連通路を開放することによって、ピストンモータが停止状態から作動状態に切り替えられる。以上のように、第１所定圧を境界とする歯車モータの作動→停止の切替とピストンモータの停止→作動の切替を、互いに同期して良好に行うことができる。
【0023】
請求項６に係る発明は、請求項４又は５に記載の回転慣性質量ダンパにおいて、圧力導入路は、一対の切替弁との接続部の両側に、第１及び第２流体室にそれぞれ連通する一対の流体室連通部を有し、一対の流体室連通部にそれぞれ設けられ、常時は閉弁状態に保持されるとともに、一対の開閉弁が開弁作動した後に開弁されることによって、圧力導入路内の作動流体の圧力を第１及び第２流体室に逃がし、一対の切替弁を初期状態に復帰させるための一対の復帰弁をさらに備えることを特徴とする。
【0024】
前述したように一対の開閉弁が開弁作動し、一対の切替弁が閉弁した後には、導入圧力は、開閉弁の設定圧の分だけ流体室圧力よりも高い状態で、圧力導入路内に残留する。この構成によれば、開閉弁の作動後、圧力導入路の両側に設けられた一対の復帰弁を開弁すると、圧力導入路内の高圧の導入圧力が、復帰弁を介して、第１及び第２流体室に逃がされることで、各切替弁が初期状態に復帰する。このように、開閉弁が作動した後、復帰弁を開弁するだけで、切替弁を初期状態に容易に復帰させることができる。なお、復帰弁については、機械式の弁で構成し、地震後の点検時などに手動で開弁してもよく、あるいは開閉式の電磁弁で構成し、地震後に遠隔操作で開弁してもよい。
【0025】
請求項７に係る発明は、請求項４又は５に記載の回転慣性質量ダンパにおいて、圧力導入路は、一対の切替弁との接続部の両側に、第１及び第２流体室にそれぞれ連通する一対の流体室連通部を有し、一対の流体室連通部の通路面積を絞るように設けられ、一対の開閉弁が開弁作動した後、流動抵抗により圧力導入路内の圧力を徐々に第１及び第２流体室に逃がし、一対の切替弁を初期状態に復帰させるための一対の絞り手段をさらに備えることを特徴とする。
【0026】
この構成によれば、一対の開閉弁が開弁作動し、一対の切替弁が閉弁した後に圧力導入路内に残留した導入圧力は、圧力導入路の両側に通路面積を絞るように設けられた一対の絞り手段の流動抵抗によって、第１及び第２流体室に徐々に逃がされ、それに伴い、切替弁は初期状態に徐々に復帰する。このように、請求項６の場合と異なり、復帰弁やその操作を必要とすることなく、切替弁の初期状態への復帰を容易に行うことができる。なお、絞り手段として、例えば、通路面積が一定のオリフィスや通路面積を調整可能な絞り弁が用いられる。
【0027】
請求項８に係る発明は、請求項４に記載の回転慣性質量ダンパにおいて、第２連通路は、第１連通路と並列にかつ分離して設けられており、切替機構は、第１及び第２流体室に連通し、第２連通路と並列に設けられた第４連通路と、第４連通路に互いに間隔を隔てて配置され、第１流体室内又は第２流体室内の作動流体の圧力が第１所定圧に達したときに開弁し、第４連通路を開放する一対の第２開閉弁と、第４連通路の一対の第２開閉弁の間から分岐し、一対の第２開閉弁の一方の開弁に伴って第１又は第２流体室から作動流体の圧力が導入される第２圧力導入路と、第２連通路のピストンモータの両側に配置されるとともに、第２圧力導入路に接続され、第２圧力導入路に導入された作動流体の圧力によって作動し、第２連通路を開放する常閉式の一対の第２切替弁と、をさらに有することを特徴とする。
【0028】
この構成では、請求項５の場合と異なり、ピストンモータが配置される第２連通路は、第１連通路と並列に分離して設けられ、第２連通路と並列に第４連通路が設けられている。第４連通路には、流体室圧力が第１所定圧に達したときに開弁する一対の第２開閉弁が設けられるとともに、第２圧力導入路が接続され、第２圧力導入路は、ピストンモータの両側に配置された常閉式の一対の第２切替弁に接続されている。したがって、請求項５の場合と同様、流体室圧力が第１所定圧に達したときに、開閉弁が開弁し、一対の切替弁が閉弁することで、歯車モータを作動状態から停止状態に切り替えると同時に、第２開閉弁が開弁し、一対の第２切替弁が開弁することによって、ピストンモータを停止状態から作動状態に切り替えることができる。
【0029】
請求項９に係る発明は、請求項８に記載の回転慣性質量ダンパにおいて、第２圧力導入路は、一対の第２切替弁との接続部の両側に、第１及び第２流体室にそれぞれ連通する一対の第２流体室連通部を有し、一対の第２流体室連通部にそれぞれ、一対の第２開閉弁が開弁作動した後に一対の第２切替弁を初期状態に復帰させるために、一対の第２開閉弁の開弁作動後に開弁される一対の第２復帰弁、又は一対の第２流体室連通部の通路面積を絞る一対の第２絞り手段が設けられていることを特徴とする。
【0030】
この構成によれば、一対の第２切替弁に接続された第２圧力導入路の両側に一対の第２復帰弁又は一対の第２絞り手段が設けられている。したがって、請求項６の復帰弁や請求項７の絞り手段と同様、第２開閉弁の開弁作動後、一対の第２復帰弁を開弁することにより又は一対の第２絞り手段の流動抵抗により、第２圧力導入路に残留した圧力を第１及び第２流体室に逃がすことによって、第２切替弁を初期状態に容易に復帰させることができる。
【0031】
請求項１０に係る発明は、請求項３に記載の回転慣性質量ダンパにおいて、圧力導入路は、第１及び第２流体室にそれぞれ連通し、一対の切替弁にそれぞれ接続された一対の圧力導入路によって構成され、切替機構は、一対の圧力導入路にそれぞれ設けられ、第１流体室内又は第２流体室内の作動流体の圧力が第１所定圧に達したときに開弁し、作動流体の圧力を圧力導入路に導入する一対の開閉弁を有し、一対の圧力導入路から分岐し、一対の開閉弁をバイパスするとともに、第１及び第２流体室にそれぞれ連通する一対の流体室連通部と、一対の流体室連通部にそれぞれ設けられ、圧力導入路内の圧力が第１又は第２流体室内の圧力よりも大きくなったときに開弁することによって、圧力導入路内の圧力を第１及び第２流体室に逃がし、一対の切替弁を開弁状態に復帰させるための一対の逆止弁と、をさらに備えることを特徴とする。
【0032】
この構成では、圧力導入路は、第１及び第２流体室にそれぞれ連通し、一対の切替弁にそれぞれ接続された一対の圧力導入路によって構成され、各圧力導入路に開閉弁が設けられている。したがって、流体室圧力が第１所定圧に達したときに、対応する開閉弁が開弁し、切替弁を閉弁させることによって、歯車モータを作動状態から停止状態に切り替えることができる。また、開閉弁の開弁に応じ、第１所定圧以上の導入圧力が切替弁に急激に作用することによって、歯車モータの作動→停止の切替を急激に行うことができる。さらに、一対の圧力導入路から分岐し、一対の開閉弁をバイパスする一対の流体室連通部には、一対の逆止弁が設けられている。したがって、開閉弁の開弁作動後、導入圧力が流体室圧力よりも大きくなったときに逆止弁が開弁することによって、導入圧力を第１及び第２流体室に逃がし、切替弁を開弁状態に復帰させることで、歯車モータを作動状態に復帰させることができる。
【0033】
請求項１１に係る発明は、請求項３に記載の回転慣性質量ダンパにおいて、圧力導入路は、第２連通路のピストンモータの両側から分岐し、一対の切替弁にそれぞれ接続された一対の圧力導入路によって構成され、切替機構は、第２連通路の一対の圧力導入路の分岐部の外側に配置され、第１流体室内又は第２流体室内の作動流体の圧力が第１所定圧に達したときに開弁し、作動流体の圧力を一対の圧力導入路に導入する一対の開閉弁を有し、第２連通路から分岐し、一対の開閉弁をバイパスするとともに、第１及び第２流体室にそれぞれ連通する一対の流体室連通部と、一対の流体室連通部にそれぞれ設けられ、圧力導入路内の圧力が第１又は第２流体室内の圧力よりも大きくなったときに開弁することによって、圧力導入路内の圧力を第１及び第２流体室に逃がし、一対の切替弁を初期状態に復帰させるための一対の逆止弁と、をさらに備えることを特徴とする。
【0034】
この構成では、圧力導入路は、第２連通路のピストンモータの両側から分岐し、一対の切替弁にそれぞれ接続された一対の圧力導入路によって構成され、第２連通路の一対の圧力導入路の分岐部の外側に、一対の開閉弁が配置されている。したがって、流体室圧力が第１所定圧に達するまでは、開閉弁が閉弁しているため、第１切替弁が開弁状態に維持されることで、歯車モータＧＭが作動する一方、第２連通路における作動流体の流動が阻止されることで、ピストンモータは作動せず、その結果、歯車モータのみが作動する。流体室圧力が第１所定圧に達すると、開閉弁が開弁し、第１切替弁が閉弁することによって、歯車モータが作動状態から停止状態に切り替えられる一方、開閉弁が開弁するとともに、流体室圧力がピストンモータの作動開始圧力に達することによって、ピストンモータの作動が開始され、その結果、ピストンモータのみが作動する。
【0035】
以上のように、流体室圧力に応じ、第１所定圧を境界として、歯車モータの作動からピストンモータの作動に切り替えることができる。また、開閉弁の開弁に応じて、歯車モータの作動→停止の切替とピストンモータの停止→作動の切替を、互いに同期して急激に行うことができる。さらに、請求項１０の場合と同様、開閉弁の開弁作動後、導入圧力が流体室圧力よりも大きくなったときに、逆止弁が開弁することによって、導入圧力を第１及び第２流体室に逃がし、切替弁を開弁状態に復帰させることで、歯車モータを作動状態に復帰させることができる。
【0036】
また、第２連通路から分岐し、一対の開閉弁をバイパスする一対の流体室連通部には、一対の逆止弁が設けられている。したがって、請求項１０の場合と同様、開閉弁の開弁作動後、導入圧力が流体室圧力よりも大きくなったときに、逆止弁が開弁することによって、導入圧力を第１及び第２流体室に逃がし、切替弁を開弁状態に復帰させることで、歯車モータを作動状態に復帰させることができる。
【0037】
請求項１２に係る発明は、請求項２から１１のいずれかに記載の回転慣性質量ダンパにおいて、ピストンに設けられ、第１流体室内又は第２流体室内の作動流体の圧力が、第１所定圧よりも大きな第２所定圧に達したときに開弁し、第１及び第２流体室を互いに連通させる一対のリリーフ弁をさらに備えることを特徴とする。
【0038】
この構成によれば、ピストンに一対のリリーフ弁が設けられており、一方のリリーフ弁は、第１流体室内の作動流体の圧力が第２所定圧に達したときに開弁し、他方のリリーフ弁は、第２流体室内の作動流体の圧力が第２所定圧に達したときに開弁する。これにより、第１及び第２流体室が互いに連通し、上昇した一方の流体室の流体室圧力が他方の流体室に逃がされる。その結果、流体室圧力の過大化が防止され、回転慣性質量ダンパの制振力（慣性力＋粘性力の合力）が頭打ちになることにより、シリンダ及びピストンに作用する軸力を適切に制限することができる。
【図面の簡単な説明】
【0039】
【図1】本発明の第１実施形態による回転慣性質量ダンパを示す断面図である。
【図2】歯車モータ用の第１切替弁の構成及び動作を、（ａ）開弁状態、及び（ｂ）閉弁状態において示す断面図である。
【図3】ピストンモータ用の第２切替弁の構成及び動作を、（ａ）閉弁状態、及び（ｂ）開弁状態において示す断面図である。
【図4】構造物への回転慣性質量ダンパの設置例を概略的に示す図である。
【図5】実施形態による回転慣性質量ダンパをモデル化して示す図である。
【図6】第１実施形態の変形例による回転慣性質量ダンパを示す断面図である。
【図7】本発明の第２実施形態による回転慣性質量ダンパを示す断面図である。
【図8】第２実施形態の変形例による回転慣性質量ダンパを示す断面図である。
【図9】本発明の第３実施形態による回転慣性質量ダンパを示す断面図である。
【図10】第３実施形態の変形例による回転慣性質量ダンパを示す断面図である。
【図11】本発明の第４実施形態による回転慣性質量ダンパを示す断面図である。
【図12】本発明の第５実施形態による回転慣性質量ダンパを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0040】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。図１に示す本発明の第１実施形態による回転慣性質量ダンパ１Ａは、シリンダ２と、シリンダ２内に軸線方向に摺動自在に設けられたピストン３と、ピストン３と一体のピストンロッド４と、シリンダ２に接続された第１連通路５及び第２連通路６を備えている。
【0041】
シリンダ２は、円筒状の周壁２ａと、周壁２ａの軸線方向の両端部に設けられた円板状の第１端壁２ｂ及び第２端壁２ｃを一体に有する。これらの３つの壁２ａ～２ｃで画成されたシリンダ２の内部空間は、ピストン３によって第１流体室２ｄと第２流体室２ｅに区画されている。第１及び第２流体室２ｄ、２ｅには作動流体ＨＦが充填されている。作動流体ＨＦは、適度な粘性を有する流体、例えばシリコンオイルで構成されている。
【0042】
また、シリンダ２の第１端壁２ｂには、外方に突出する中空状のロッド収容部２ｆが同心状に一体に設けられている。ロッド収容部２ｆの端部には、自在継手を介して、第１取付具ＦＬ１が設けられている。さらに、第１及び第２端壁２ｂ、２ｃの中心には、ロッド案内孔２ｇ、２ｈがそれぞれ形成されている。
【0043】
ピストンロッド４は、ピストン３と同軸状に一体に設けられ、その両側において軸線方向に延びており、ロッド案内孔２ｇ、２ｈにシールを介して液密に挿入された状態で、第１及び第２端壁２ｂ、２ｃの外方に延びている。ピストンロッド４の第１端壁２ｂ側の部分は、ロッド収容部２ｆ内に収容され、ピストンロッド４の第２端壁２ｃ側の端部には、自在継手を介して、第２取付具ＦＬ２が設けられている。
【0044】
また、ピストン３の外周面は、シールを介して、シリンダ２の周壁２ａの内周面に液密に接しており、ピストン３には、軸線方向に貫通する複数の第１連通孔３ａ及び第２連通孔３ｂ（それぞれ１つのみ図示）が形成されている。第１連通孔３ａには第１リリーフ弁１１が、第２連通孔３ｂには第２リリーフ弁１２が、それぞれ設けられている。
【0045】
第１リリーフ弁１１は、常閉弁として構成されており、弁体と、これを閉弁方向に付勢するばねを有する。第１リリーフ弁１１は、第１流体室２ｄ内の作動流体ＨＦの圧力が、設定圧である第２所定圧Ｐ２に達するまでは、第１連通孔３ａを閉鎖し、第２所定圧Ｐ２に達したときに、第１連通孔３ａを開放する。これにより、第１流体室２ｄ内の作動流体ＨＦの圧力が、第１連通孔３ａを介して第２流体室２ｅ側に逃がされることで、第２所定圧Ｐ２以下に制限される。
【0046】
同様に、第２リリーフ弁１２は、弁体と、これを閉弁方向に付勢するばねを有しており、第２流体室２ｅ内の作動流体ＨＦの圧力が第２所定圧Ｐ２に達するまでは、第２連通孔３ｂを閉鎖し、第２所定圧Ｐ２に達したときに、第２連通孔３ｂを開放する。これにより、第２流体室２ｅ内の圧力が、第２連通孔３ｂを介して第１流体室２ｄ側に逃がされることで、設定圧以下に制限される。以下、上記のような第１流体室２ｄ内又は第２流体室２ｅ内の作動流体ＨＦの圧力を、適宜「流体室圧力」という。
【0047】
第１及び第２連通路５、６は、両端部において互いに並列に接続されるとともに、シリンダ２の周壁２ａの軸線方向の両端位置にそれぞれ形成された連通口２ｉ、２ｉを介して、第１及び第２流体室２ｄ、２ｅに連通している。第１及び第２連通路５、６には作動流体ＨＦが充填されている。なお、図示の便宜上、図１及び後述する同種の図面では、第１及び第２連通路５、６内の作動流体ＨＦの符号は省略されている。
【0048】
また、回転慣性質量ダンパ１Ａは、第１連通路５に設けられた歯車モータＧＭと、歯車モータＧＭに連結された第１回転マスＲＭ１と、第２連通路６に設けられたピストンモータＰＭと、ピストンモータＰＭに連結された第２回転マスＲＭ２と、歯車モータＧＭ及びピストンモータＰＭの作動を切り替えるための切替機構ＣＭを備えている。
【0049】
歯車モータＧＭは、第１連通路５内の作動流体ＨＦの流動を回転運動に変換し、出力するものであり、第１連通路５の中央に配置されている。歯車モータＧＭは、例えば外接歯車型のものであり、ケーシング２２と、ケーシング２２に収容された第１ギヤ２３及び第２ギヤ２４を有する。なお、歯車モータＧＭとして内接歯車型のものを用いてもよい。
【0050】
ケーシング２２は、第１連通路５に一体に設けられており、互いに対向する出入口２２ａ、２２ｂを介して、第１連通路５に連通している。また、第１及び第２ギヤ２３、２４はそれぞれ、スパーギヤで構成され、第１及び第２回転軸２５、２６に一体に設けられるとともに、互いに噛み合っており、その噛み合い部分は、ケーシング２２の出入口２２ａ、２２ｂに臨んでいる。第１及び第２回転軸２５、２６はそれぞれ、第１連通路５に直交し、水平に延び、ケーシング２２に回転自在に支持されており、第１回転軸２５はケーシング２２の外部に突出している。
【0051】
第１回転マスＲＭ１は、ケーシング２２から突出した第１回転軸２５の部分に、同軸状に一体に連結されている。また、第１回転マスＲＭ１は、比重が比較的大きな材料、例えば鉄で構成され、円板状に形成されている。
【0052】
以上の構成では、作動流体ＨＦが第１連通路５を流動すると、作動流体ＨＦの流動が歯車モータＧＭによって第１回転軸２５の回転運動に変換され、これに連結された第１回転マスＲＭ１が回転駆動されることによって、第１回転マスＲＭ１による回転慣性質量効果が発揮される。また、歯車モータＧＭは、上述した機構上、作動開始圧力（作動圧力の下限値）が小さく、非常に小さい圧力から回転駆動できるという利点を有する一方、許容回転数及び許容圧力が低いという特性を有する。
【0053】
ピストンモータＰＭは、第２連通路６の中央に配置されている。ピストンモータＰＭは、例えばアキシャル型の可変容量式のものであり、回転自在のシリンダバレルと、シリンダバレルの複数のボアにそれぞれ摺動自在に設けられた複数のピストンと、ピストンの先端が当接する斜板（いずれも図示せず）と、シリンダバレルに一体に設けられ、水平に延びる回転軸２８を有する。
【0054】
第２回転マスＲＭ２は、回転軸２８に同軸状に一体に連結されている。また、第２回転マスＲＭ２は、第１回転マスＲＭ１と同様、比重が比較的大きな材料、例えば鉄で構成され、円板状に形成されている。
【0055】
以上の構成では、作動流体ＨＦが第２連通路６を流動すると、作動流体ＨＦの流動がピストンモータＰＭによって回転軸２８の回転運動に変換され、これに連結された第２回転マスＲＭ２が回転駆動されることによって、第２回転マスＲＭ２による回転慣性質量効果が発揮される。また、ピストンモータＰＭは、上述した機構上、歯車モータと比較して許容回転数及び許容圧力が大きいという利点を有する一方、歯車モータＧＭよりも作動開始圧力が大きく、より大きな圧力でないと回転駆動できないという特性を有する。本実施形態では、ピストンモータＰＭの作動開始圧力は第１所定圧Ｐ１に設定されており、前述した第１及び第２リリーフ弁１１、１２の設定圧である第２所定圧Ｐ２は、第１所定圧Ｐ１よりも大きい関係になっている。
【0056】
上記の歯車モータＧＭ及びピストンモータＰＭの作動を切り替えるための切替機構ＣＭは、第１連通路５に設けられた一対の第１切替弁８、８と、第２連通路６に設けられた一対の第２切替弁９、９と、第３連通路７に設けられた一対の開閉弁５１、５１と、第１切替弁８、８及び第２切替弁９、９に作動流体ＨＦの圧力をそれぞれ導入するための第１圧力導入路５２及び第２圧力導入路５３を有する。
【0057】
一対の第１切替弁８、８は、第１連通路５を開閉し、作動流体ＨＦの流動を許容／阻止することによって、歯車モータＧＭの作動／停止を切り替えるものであり、第１連通路５の歯車モータＧＭの両側に配置されている。第１切替弁８は、常開タイプのものであり、図２に示すように、第１連通路５を上下方向に横切るように設けられた筒状の弁体収容室３１と、弁体収容室３１に収容された弁体３２と、弁体収容室３１内の上部に設けられ、弁体３２を下方に付勢するセットばね３３と、弁体３２を係止するための複数のストッパ３４を有する。
【0058】
弁体収容室３１は、第１連通路５に連通するとともに、第１圧力導入路５２の接続部５２ｂに接続され、複数のストッパ３４は、接続部５２ｂの内周面の所定位置に設けられ、内方に突出している。弁体３２は、円柱状のものであり、弁体収容室３１の周壁に沿って上下方向に移動自在に設けられている。後述するように、セットばね３３と反対側である弁体３２の背面側（図２の下側）には、第１圧力導入路５２に導入された作動流体ＨＦの圧力（以下、適宜「導入圧力」という）が作用する。
【0059】
以上の構成により、導入圧力が作用していないときには、弁体３２は、セットばね３３によって下方に付勢され、ストッパ３４に係止されることによって、図２（ａ）に示す開弁位置（初期状態）に位置する。この開弁位置では、弁体３２は、第１連通路５の下側に退避し、第１連通路５を開放しており、それにより、第１連通路５における作動流体ＨＦの流動が許容され、歯車モータＧＭが作動状態に維持される。
【0060】
この状態から、弁体３２に導入圧力が作用すると、弁体３２は、セットばね３３のばね力に抗し、これを圧縮しながら上方に移動し、セットばね３３が圧縮限界に達したときに、図２（ｂ）に示す閉弁位置に達する。この閉弁位置では、弁体３２は第１連通路５を閉鎖しており、それにより、第１連通路５における作動流体ＨＦの流動が阻止され、歯車モータＧＭが作動状態から停止状態に切り替えられる。
【0061】
一対の第２切替弁９、９は、第２連通路６を開閉し、作動流体ＨＦの流動を許容／阻止することによって、ピストンモータＰＭの作動／停止を切り替えるものであり、第２連通路６のピストンモータＰＭの両側に配置されている。第２切替弁９は、常閉タイプのものであり、図３に示すように、第２連通路６を上下方向に横切るように設けられた筒状の弁体収容室４１と、弁体収容室４１に収容された弁体４２と、弁体収容室４１内の下部に設けられ、弁体４２を上方に付勢するセットばね４３と、弁体４２を係止するための複数のストッパ４４を有する。
【0062】
弁体収容室４１は、第２連通路６に連通するとともに、第２圧力導入路５３の接続部５３ｂに接続され、複数のストッパ４４は、接続部５３ｂの内周面の所定位置に設けられ、内方に突出している。弁体４２は、全体として円柱状に形成されており、弁体収容室４１の周壁に沿って上下方向に移動自在に設けられている。また、弁体４２は、セットばね４３側の中実の閉鎖部４２ａと、閉鎖部４２ａに連なり、径方向に貫通する開放部４２ｂを有する。後述するように、セットばね４３と反対側である弁体４２の背面側（図３の上側）には、第２圧力導入路５３に導入された導入圧力が作用する。
【0063】
以上の構成により、導入圧力が作用していないときには、弁体４２は、セットばね４３によって上方に付勢され、ストッパ４４に係止されることによって、図３（ａ）に示す閉弁位置（初期状態）に位置する。この閉弁位置では、弁体４２の閉鎖部４２ａが第２連通路６を閉鎖しており、それにより、第２連通路６における作動流体ＨＦの流動が阻止され、ピストンモータＰＭが停止状態に維持される。
【0064】
この状態から、弁体４２に導入圧力が作用すると、弁体４２は、セットばね４３のばね力に抗し、これを圧縮しながら下方に移動し、セットばね４３が圧縮限界に達したときに、図３（ｂ）に示す開弁位置に達する。この開弁位置では、弁体４２の開放部４２ｂが第２連通路６に合致し、これを開放しており、それにより、第２連通路６における作動流体ＨＦの流動が許容され、ピストンモータＰＭが停止状態から作動状態に切り替えられる。
【0065】
一対の開閉弁５１、５１は、流体室圧力に応じて開弁することによって、第１切替弁８、８及び第２切替弁９、９に流体室圧力を導入するためのものであり、第３連通路７の両端部に互いに間隔を隔てて配置されている。第３連通路７は、第１及び第２連通路５、６と並列に設けられ、第１及び第２流体室２ｄ、２ｅに連通している。第１圧力導入路５２は、第３連通路７の開閉弁５１、５１の間から分岐部５２ａを介して分岐するとともに、各第１切替弁８の弁体収容室３１に接続部５２ｂを介して接続されている。同様に、第２圧力導入路５３は、第３連通路７の開閉弁５１、５１の間から分岐部５３ａを介して分岐するとともに、各第２切替弁９の弁体収容室４１に接続部５３ｂを介して接続されている。
【0066】
各開閉弁５１は、常閉弁として構成されており、第３連通路７を開閉する弁体と、弁体を閉弁方向に付勢するばね（いずれも図示せず）を有する。また、開閉弁５１の設定圧は、ピストンモータＰＭの作動開始圧力である第１所定圧Ｐ１に設定されている。
【0067】
以上の構成により、構造物Ｂの振動時、流体室圧力（第１流体室又は第２流体室２ｄ、２ｅ内の作動流体ＨＦの圧力）が第１所定圧Ｐ１に達するまで、両開閉弁５１、５１は閉弁状態に維持され、第１所定圧Ｐ１に達したときに、対応する一方の開閉弁５１が開弁する。これにより、流体室圧力が、開弁した開閉弁５１を介して第３連通路７の中央側（内側）に導入され、さらに第１圧力導入路５２に導入されることで、第１切替弁８、８に作用し、これを作動させるとともに、第２圧力導入路５３に導入されることで、第２切替弁９、９に作用し、これを作動させる。
【0068】
また、第１圧力導入路５２は、接続部５２ｂ、５２ｂの両側に、第１及び第２流体室２ｄ、２ｅにそれぞれ連通する一対の流体室連通部５２ｃ、５２ｃを有しており、各流体室連通部５２ｃに復帰弁５４が設けられている。これら一対の復帰弁５４、５４は、地震時などに作動した第１切替弁８、８及び第２切替弁９、９を初期状態に復帰させるためのものである。復帰弁５４は、例えば手動で操作されるねじ式のものであり、ねじを締め付けた状態では流体室連通部５２ｃを閉鎖した状態に保持し、ねじを緩めると流体室連通部５２ｃを開放するように構成されている。
【0069】
以上の構成の回転慣性質量ダンパ１Ａは、例えば、図４に示す免震構造の構造物Ｂに適用され、構造物Ｂの上下の梁ＢＵ、ＢＬに、免震装置（図示せず）と並列に連結される。下梁ＢＬは、構造物Ｂを支持する基礎に設けられた基礎梁である。また、免震装置は、構造物Ｂの振動を長周期化させるためのものであり、積層ゴムなどで構成されている。
【0070】
この場合、図４に示すように、回転慣性質量ダンパ１Ａの第１及び第２取付具ＦＬ１、ＦＬ２は、第１及び第２連結部材ＥＮ１、ＥＮ２にそれぞれ取り付けられる。第１及び第２連結部材ＥＮ１、ＥＮ２は、鋼材で構成され、上下の梁ＢＵ、ＢＬにそれぞれ取り付けられており、上梁ＢＵから下方に、下梁ＢＬから上方に、それぞれ延びている。以上のように、回転慣性質量ダンパ１Ａのシリンダ２及びピストンロッド４はそれぞれ、第１及び第２連結部材ＥＮ１、ＥＮ２を介して、上梁ＢＵ及び下梁ＢＬに連結されている。なお、構造物Ｂへの回転慣性質量ダンパ１Ａの連結方法は任意であり、他の適当な方法（斜めブレース状や鉛直方向にダンパを設置するなどの様々な設置形態）を採用してもよいことは、もちろんである。
【0071】
次に、上述した構成の回転慣性質量ダンパ１Ａの動作について説明する。構造物Ｂの振動が発生していない常時には、回転慣性質量ダンパ１Ａは、図１に示す初期状態になっている。具体的には、ピストン３は、シリンダ２の内部空間の中心である中立位置に位置し、第１及び第２流体室２ｄ、２ｅの流体室圧力はいずれも０になっている。第１切替弁８は、弁体３２が図２（ａ）の開弁位置に位置する初期状態にあり、第２切替弁９は、弁体４２が図３（ａ）の閉弁位置に位置する初期状態にあり、第１及び第２リリーフ弁１１、１２、各開閉弁５１及び各復帰弁５４は、いずれも閉弁状態になっている。
【0072】
この初期状態から、地震時などに構造物Ｂが振動するのに伴い、上下の梁ＢＵ、ＢＬの間に水平方向の相対変位が発生すると、この相対変位が、第１及び第２連結部材ＥＮ１、ＥＮ２を介して、シリンダ２及びピストンロッド４に伝達されることにより、シリンダ２及びピストンロッド４が軸線方向に相対的に移動し、ピストン３がシリンダ２内を摺動する。
【0073】
例えばピストン３が第１流体室２ｄ側（図１の左方）に移動したときには、第１流体室２ｄ内の作動流体ＨＦが、ピストン３により、第１流体室２ｄ側の連通口２ｉを介して第１及び第２連通路５、６側に押し出される。これとは逆に、ピストン３が第２流体室２ｅ側（右方）に移動したときには、左右逆の動作が行われる。これらの場合、流体室圧力が開閉弁５１の設定圧である第１所定圧Ｐ１に達するまでは、開閉弁５１が閉弁状態に維持されるため、第１及び第２切替弁８、９は作動しない。このため、第１切替弁８が開弁状態に維持され、第２切替弁９が閉弁状態に維持される結果、作動流体ＨＦは第１連通路５のみを流動し、第２連通路６内の作動流体ＨＦの流動が阻止される。
【0074】
これにより、第１連通路５内の作動流体ＨＦの流動が歯車モータＧＭによって第１回転軸２５の回転運動に変換され、第１回転軸２５に連結された第１回転マスＲＭ１が回転駆動されることによって、第１回転マスＲＭ１による回転慣性質量効果が発揮される。また、作動流体ＨＦが第１連通路５を流動する際の粘性抵抗によって、粘性減衰効果が発揮される。
【0075】
その後、流体室圧力が上昇し、第１所定圧Ｐ１に達すると、一方の開閉弁５１が開弁することによって、作動流体ＨＦの圧力が、第１圧力導入路５２を介して第１切替弁８、８に作用するとともに、第２圧力導入路５３を介して第２切替弁９、９に作用する。これにより、第１切替弁８が開弁状態から閉弁状態に切り替えられることで、第１連通路５内の作動流体ＨＦの流動が阻止されると同時に、第２切替弁９が閉弁状態から開放状態に切り替えられることで、作動流体ＨＦは第２連通路６のみを流動する。
【0076】
これにより、第２連通路６内の作動流体ＨＦの流動がピストンモータＰＭによって回転軸２８の回転運動に変換され、回転軸２８に連結された第２回転マスＲＭ２が回転駆動されることによって、第２回転マスＲＭ２による回転慣性質量効果が発揮される。また、作動流体ＨＦが第２連通路６を流動する際の粘性抵抗によって、粘性減衰効果が発揮される。
【0077】
以上のように、本実施形態の回転慣性質量ダンパ１Ａによれば、流体室圧力がピストンモータＰＭの作動開始圧力に相当する第１所定圧Ｐ１に達するまでは、開閉弁５１が閉弁し、第１切替弁８が開弁状態に維持され、第２切替弁９が閉弁状態に維持されることで、第１連通路５のみを作動流体ＨＦが流動し、歯車モータＧＭのみが作動する。これにより、構造物Ｂの振動の振幅が比較的小さい風揺れ時に、作動開始圧力が小さいという歯車モータＧＭの利点を活かしながら、第１回転マスＲＭ１による回転慣性質量効果を良好に発揮させることができる。
【0078】
一方、流体室圧力が第１所定圧Ｐ１に達すると、一方の開閉弁５１が開弁し、流体室圧力が第１及び第２圧力導入路５２、５３をそれぞれ介して、第１及び第２切替弁８、９に作用することにより、第１切替弁８が開弁状態から閉弁状態に切り替えられ、第２切替弁９が閉弁状態から開弁状態に切り替えられることによって、第２連通路６のみを作動流体ＨＦが流動し、ピストンモータＰＭのみが作動する。これにより、構造物Ｂの振動の振幅が比較的大きい地震時に、許容回転数及び許容圧力が大きいというピストンモータＰＭの利点を活かしながら、第２回転マスＲＭ２による回転慣性質量効果を十分に発揮させることができる。
【0079】
以上により、風揺れレベルから地震レベルにわたる広い領域で、構造物の振動を十分に抑制することができる。その結果、シリンダ径やピストン径が小さい市販の歯車モータやピストンモータを使用することが可能になり、それにより、回転慣性質量ダンパの製造コストを削減することができる。また、構造物Ｂの振動時にピストンの移動に伴って発生する作動流体ＨＦの圧力に対するパッシブな応答により、電力の供給を必要とすることなく、上述した作用・効果を得ることができる。
【0080】
また、歯車モータＧＭからピストンモータＰＭへの切替は、流体室圧力が増大し、第１所定圧Ｐ１に達したタイミングで、すなわち、第１回転マスＲＭ１の回転慣性質量効果が最大で、ピストン２の移動量の最大付近（ピストン２の速度が０付近で、第１及び第２連通路５、６内の作動流体ＨＦの流速が０付近）のタイミングで行われる。この関係から、両モータＧＭ、ＰＭの切替のための第１及び第２切替弁８、９の作動を、両モータＧＭ、ＰＭにおける作動流体ＨＦの流動がほぼ０の状態で行えるので、両モータＧＭ、ＰＭの切替を円滑に行うことができる。
【0081】
さらに、本実施形態では特に、流体室圧力が第１所定圧Ｐ１に達したタイミングで、開閉弁５１が開弁することによって、第１所定圧Ｐ１以上の導入圧力が第１切替弁８及び第２切替弁９に同時に作用し、両切替弁８、９を即座に作動させるので、歯車モータＧＭ及びピストンモータＰＭの作動／停止の切替を互いに同期して急激に行うことができる。
【0082】
また、一対の開閉弁５１、５１の間の分岐部５２ａを介して第１圧力導入路５２に導入された導入圧力が、歯車モータＧＭの両側の第１切替弁８、８に均等に作用する。したがって、シリンダ２に対するピストン３の移動方向にかかわらず、第１切替弁８、８を互いに同期して開閉でき、それにより、歯車モータＧＭの作動→停止の切替を円滑に行うことができる。同様に、一対の開閉弁５１、５１の間の分岐部５３ａを介して第２圧力導入路５３に導入された導入圧力が、ピストンモータＰＭの両側の第２切替弁９、９に均等に作用する。したがって、シリンダ２に対するピストン３の移動方向にかかわらず、第２切替弁９、９を互いに同期して開閉でき、それにより、ピストンモータＰＭの停止→作動の切替を円滑に行うことができる。
【0083】
なお、上記の作用を得る上で、一対の開閉弁５１、５１が第３連通路７の中心に対して互いに対称に配置されることや、第１及び第２圧力導入路５２、５３の分岐部５２ａ、５３ｂが第３連通路７の中心に配置されることなどは、必ずしも要求されない。すなわち、第３連通路７に開閉弁５１、５１が互いに間隔を隔てて配置され、それらの間に分岐部５２ａ、５３ａが配置されるという条件が満たされていればよい。これは、この条件が満たされている限り、一方の開閉弁５１の開弁によって第３連通路７の中央側に導入された作動流体ＨＦの圧力が、１箇所の分岐部５２ａ、５３ａに集約された後、第１切替弁８、８と第２切替弁９、９にそれぞれ均等に作用するためである。
【0084】
流体室圧力がさらに上昇し、第２所定圧Ｐ２に達した場合には、第１又は第２リリーフ弁１１、１２が開弁することによって、上昇した流体室圧力が他方の流体室２ｄ又は２ｅに逃がされる。その結果、流体室圧力の過大化が防止され、回転慣性質量ダンパ１Ａの制振力（慣性力＋粘性力の合力）が頭打ちになることにより、シリンダ２及びピストン３に作用する軸力を適切に制限することができる。
【0085】
また、第１及び第２リリーフ弁１１、１２の設定圧である第２所定圧Ｐ２が、開閉弁５１の設定圧である第１所定圧Ｐ１よりも大きいという関係から、開閉弁５１の開弁による第１及び第２切替弁８、９の作動によって、歯車モータＧＭ及びピストンモータＰＭの作動が切り替えられた後、第１又は第２リリーフ弁１１、１２の開弁による軸力制限が行われる。
【0086】
以上の構成及び動作から、回転慣性質量ダンパ１Ａをモデル化すると、図５のように表される。すなわち、流体室圧力が第１所定圧Ｐ１に達するまでは、切替機構ＣＭにより、作動流体ＨＦが第１連通路５のみを流動し、歯車モータＧＭのみが作動する結果、同図（ａ）に示すように、回転慣性質量ダンパ１Ａは、第１回転マスＲＭ１から成る慣性質量要素と、作動流体ＨＦ及び第１連通路５から成る粘性要素が、互いに並列に接続されるとともに、これらの要素に、第１及び第２リリーフ弁１１、１２から成る制限要素が接続されたモデルになる。この場合、回転慣性質量ダンパ１Ａの制振力は、第１回転マスＲＭ１の慣性力と作動流体ＨＦの粘性力との和になるとともに、第１又は第２リリーフ弁１１、１２の開弁によって制限される。
【0087】
また、流体室圧力が第１所定圧Ｐに達した後には、切替機構ＣＭにより、作動流体ＨＦが第２連通路６のみを流動し、ピストンモータＰＭのみが作動する結果、図５（ｂ）に示すように、回転慣性質量ダンパ１Ａは、第２回転マスＲＭ２から成る慣性質量要素と、作動流体ＨＦ及び第２連通路６から成る粘性要素が、互いに並列に接続されるとともに、これらの要素に、第１及び第２リリーフ弁１１、１２から成る制限要素が接続されたモデルになる。この場合、回転慣性質量ダンパ１Ａの制振力は、第２回転マスＲＭ２の慣性力と作動流体ＨＦの粘性力との和になるとともに、第１又は第２リリーフ弁１１、１２の開弁によって制限される。
【0088】
また、第１切替弁８及び第２切替弁９が作動した後には、開閉弁５１、５１が閉弁状態に復帰するため、導入圧力は、圧縮されたセットばね３３、４３のばね力の分だけ流体室圧力よりも高い状態で、第１及び第２圧力導入路５２、５３に残留している。このため、地震の終了後、復帰弁５４、５４を手動で開弁すると、残留した高圧の導入圧力が、第１及び第２圧力導入路５２、５３から復帰弁５４、５４を介して、第１及び第２流体室２ｄ、２ｅ側に逃がされる。これにより、第１及び第２切替弁８、９の弁体３２、４２はそれぞれ、セットばね３３、４３のばね力によって移動し、ストッパ３４、４４に係止され、図２（ａ）及び図３（ａ）に示す初期位置に位置決めされる。このように、第１及び第２切替弁８、９の作動後、復帰弁５４、５４を開弁するだけで、第１及び第２切替弁８、９を初期状態に容易に復帰させることができる。
【0089】
図６は、上述した第１実施形態に対する変形例による回転慣性質量ダンパ１Ｂを示す。なお、この変形例ならびに後述する他の実施形態及び変形例において、既出の構成要素と同一又は同等の構成要素については、同じ参照符号を付し、その説明を適宜、省略するものとする。この回転慣性質量ダンパ１Ｂは、第１実施形態の回転慣性質量ダンパ１Ａに対し、ピストンモータＰＭ及びそれに関連する構成要素を、シリンダ２を間にして歯車モータＧＭと反対側に配置したものである。
【0090】
具体的には、第２連通路６は、シリンダ２の両端位置の連通口２ｊ、２ｊを介して、第１及び第２流体室２ｄ、２ｅに連通し、第１連通路５と並列にかつ分離して設けられ、反対側に延びている。第２連通路６の中央にピストンモータＰＭが配置され、その両側に第２切替弁９、９が設けられている。また、第２連通路６と並列に設けられた第４連通路７Ａの両端部に、一対の第２開閉弁５１Ａ、５１Ａが配置されている。第４連通路７Ａの第２開閉弁５１Ａ、５１Ａの間と第２切替弁９、９に、それぞれ分岐部５３ａ及び接続部５３ｂ、５３ｂを介して、第２圧力導入路５３が接続されている。また、第２圧力導入路５３の両端部の第２流体室連通部５３ｃ、５３ｃにはそれぞれ、第２復帰弁５４Ａが設けられている。
【0091】
第２開閉弁５１Ａ及び第２復帰弁５４Ａの構成は、歯車モータＧＭ側の開閉弁５１及び復帰弁５４と同じであり、特に第２開閉弁５１Ａの設定圧は、開閉弁５１と同様、ピストンモータＰＭの作動開始圧力である第１所定圧Ｐ１に設定されている。
【0092】
以上の構成の回転慣性質量ダンパ１Ｂの動作は、第１実施形態の回転慣性質量ダンパ１Ａと基本的に同じである。例えば、構造物Ｂの振動時、流体室圧力が第１所定圧Ｐ１に達するまでは、開閉弁５１及び第２開閉弁５１Ａが閉弁しており、第１切替弁８及び第２切替弁９がそれぞれ開弁状態及び閉弁状態に維持される結果、歯車モータＧＭのみが作動する。この状態から、流体室圧力が第１所定圧Ｐ１に達すると、開閉弁５１が開弁するのに応じて第１切替弁８が閉弁するとともに、第２開閉弁５１Ａが開弁するのに応じて第２切替弁９が開弁することによって、ピストンモータＰＭのみが作動する。
【0093】
また、第２切替弁９の作動後、第２復帰弁５４Ａ、５４Ａを手動で開弁することによって、第２圧力導入路５３に残留した導入圧力を逃がし、第２切替弁９を初期状態に容易に復帰させることができる。以上のように、この変形例によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。これに加え、歯車モータＧＭ及びそれに関連する構成要素と、ピストンモータＰＭ及びそれに関連する構成要素が、シリンダ２の径方向の両側にバランス良く配置されるので、レイアウト上、有利に用いることが可能である。
【0094】
図７は、第２実施形態による回転慣性質量ダンパ１Ｃを示す。同図に示すように、この回転慣性質量ダンパ１Ｃは、図１の第１実施形態の回転慣性質量ダンパ１Ａと比較し、ピストンモータＰＭに関する一対の第２切替弁９、９及び第２圧力導入路５３を省略した点が異なる。第２連通路６にはピストンモータＰＭのみが設けられ、第２連通路６内の作動流体ＨＦの流動が常時、許容されるように構成されている。また、開閉弁５１の設定圧は、第１実施形態と同様、ピストンモータＰＭの作動開始圧力である第１所定圧Ｐ１に設定されており、他の構成も第１実施形態と同じである。
【0095】
この構成によれば、構造物Ｂの振動時、流体室圧力が第１所定圧Ｐ１に達するまでは、開閉弁５１が閉弁しており、第１切替弁８が開弁状態に維持される結果、歯車モータＧＭが作動する。一方、作動流体ＨＦは第２連通路６を流動しようとするものの、流体室圧力がピストンモータＰＭの作動開始圧力に達していないため、ピストンモータＰＭは作動しない。その結果、歯車モータＧＭのみが作動する。
【0096】
流体室圧力が第１所定圧Ｐ１に達すると、開閉弁５１が開弁するのに応じて第１切替弁８が閉弁することによって、歯車モータＧＭが作動状態から停止状態に切り替えられる。一方、ピストンモータＰＭについては、流体室圧力がピストンモータＰＭの作動開始圧力に達することによって、ピストンモータＰＭの作動が開始される。その結果、ピストンモータＰＭのみが作動する。
【0097】
以上のように、本実施形態によれば、開閉弁５１の設定圧をピストンモータＰＭの作動開始圧力（第１所定圧Ｐ１）に設定することにより、第１所定圧Ｐ１を境界として、歯車モータＧＭの作動からピストンモータＰＭの作動に切り替えることができ、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第１実施形態で設けられている第２切替弁９や第２圧力導入路５３は不要であり、部品点数及び製造コストを削減することができる。
【0098】
なお、本実施形態では、上記のように、ピストンモータＰＭがその規格の作動開始圧力から作動することが前提になっている。このため、製造誤差などにより、ピストンモータＰＭの実際の作動開始圧力が規格と異なる場合には、ピストンモータＰＭの作動タイミングが歯車モータＧＭの停止タイミングに対してずれてしまい、遅い側にずれた場合にはその間、回転慣性質量効果が得られないおそれがある。この点を考慮し、本実施形態では、開閉弁５１の設定圧を、例えばピストンモータＰＭの作動開始圧力よりも若干大きな値に設定してもよく、それにより、両モータＧＭ、ＰＭの切替時において回転慣性質量効果を確実に得ることができる。
【0099】
図８は、上述した第２実施形態に対する変形例による回転慣性質量ダンパ１Ｄを示す。この回転慣性質量ダンパ１Ｄは、第２実施形態の回転慣性質量ダンパ１Ｃに対し、第２連通路６及びピストンモータＰＭを、シリンダ２を間にして歯車モータＧＭと反対側に配置したものである。第２連通路６は、シリンダ２の両端位置の連通口２ｊ、２ｊを介して、第１及び第２流体室２ｄ、２ｅに連通し、第１連通路５と並列にかつ分離して設けられ、反対側に延びており、ピストンモータＰＭは、第２連通路６に配置されている。
【0100】
したがって、この構成によれば、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。これに加え、第２連通路６及びピストンモータＰＭが、歯車モータＧＭ及びそれに関連する構成要素の反対側にバランス良く配置されるので、レイアウト上、有利に用いることが可能である。
【0101】
図９は、第３実施形態による回転慣性質量ダンパ１Ｅを示す。この回転慣性質量ダンパ１Ｅは、図７の第２実施形態の回転慣性質量ダンパ１Ｃと比較し、開閉弁５１、５１及び第１圧力導入路５２を省略するとともに、第１切替弁８、８に流体室圧力を直接、導入する圧力導入路５５、５５を設けた点が異なる。
【0102】
具体的には、一方の圧力導入路５５は、第１連通路５の第１流体室２ｄ側の途中から分岐するとともに、第２流体室２ｅ側の第１切替弁８に、接続部５５ａを介して接続されている。同様に、他方の圧力導入路５５は、第１連通路５の第２流体室２ｅ側の途中から分岐するとともに、第１流体室２ｄ側の第１切替弁８に、接続部５５ａを介して接続されている。第１切替弁８の設定圧（セットばね３３の与圧）は、ピストンモータＰＭの作動開始圧力である第１所定圧Ｐ１に設定されている。他の構成は第２実施形態と同じである。
【0103】
この構成によれば、構造物Ｂの振動時、流体室圧力が第１所定圧Ｐ１に達するまでは、第１切替弁８、８が開弁状態に維持されるため、歯車モータＧＭが作動する。一方、流体室圧力がピストンモータＰＭの作動開始圧力に達していないため、ピストンモータＰＭは作動しない。その結果、歯車モータＧＭのみが作動する。
【0104】
流体室圧力が第１所定圧Ｐ１に達すると、第１切替弁８が閉弁することによって、歯車モータＧＭが作動状態から停止状態に切り替えられる。一方、流体室圧力がピストンモータＰＭの作動開始圧力に達することによって、ピストンモータＰＭの作動が開始される。その結果、ピストンモータＰＭのみが作動する。
【0105】
以上のように、本実施形態によれば、流体室圧力に応じ、第１所定圧Ｐ１を境界として、歯車モータＧＭの作動からピストンモータＰＭの作動に切り替えることができ、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0106】
また、第１及び第２実施形態では、歯車モータＧＭからピストンモータＰＭへの切替が一度でも行われると、復帰弁５４を操作しない限り、第１切替弁８が開弁状態に復帰できず、風揺れレベルの振動に対して回転慣性質量効果を発揮することができない。これに対し、本実施形態では、歯車モータＧＭからピストンモータＰＭへの切替が行われた後においても、流体室圧力が第１所定圧Ｐ１未満に低下するのに応じて第１切替弁８が自動的に開弁状態に復帰するので、風揺れレベルの振動に対して回転慣性質量効果を有効に発揮することができる。
【0107】
さらに、第２実施形態で設けられている開閉弁５１や復帰弁５４は不要であるので、その分、部品点数及び製造コストを削減することができる。
【0108】
図１０は、上述した第３実施形態に対する変形例による回転慣性質量ダンパ１Ｆを示す。この回転慣性質量ダンパ１Ｆは、第３実施形態の回転慣性質量ダンパ１Ｅに対し、第２連通路６及びピストンモータＰＭを、シリンダ２を間にして歯車モータＧＭと反対側に配置したものである。
【0109】
したがって、この構成によれば、第３実施形態と同様の効果を得ることができる。これに加え、第２連通路６及びピストンモータＰＭが、歯車モータＧＭ及びそれに関連する構成要素の反対側にバランス良く配置されるので、レイアウト上、有利に用いることが可能である。
【0110】
【0111】
開閉弁５１は、各圧力導入路５５の第１連通路５からの分岐部付近に配置されている。開閉弁５１の設定圧は、ピストンモータＰＭの作動開始圧力である第１所定圧Ｐ１に設定されている。各圧力導入路５５は、開閉弁５１をバイパスし、第１連通路５に接続された流体室連通部５５ｃを有しており、各流体室連通部５５ｃに逆止弁５６が設けられている。逆止弁５６は、圧力導入路５５内の圧力が第１連通路５内の圧力よりも大きくなったときに開弁するように構成されている。他の構成は第３実施形態と同じである。
【0112】
この構成によれば、構造物Ｂの振動時、流体室圧力が第１所定圧Ｐ１に達するまでは、開閉弁５１が閉弁しており、第１切替弁８が開弁状態に維持されるため、歯車モータＧＭが作動する。一方、流体室圧力がピストンモータＰＭの作動開始圧力に達していないため、ピストンモータＰＭは作動せず、その結果、歯車モータＧＭのみが作動する。
【0113】
流体室圧力が第１所定圧Ｐ１に達すると、開閉弁５１が開弁し、第１切替弁８が閉弁することによって、歯車モータＧＭが作動状態から停止状態に切り替えられる。一方、流体室圧力がピストンモータＰＭの作動開始圧力に達することによって、ピストンモータＰＭの作動が開始され、その結果、ピストンモータＰＭのみが作動する。
【0114】
以上のように、本実施形態によれば、流体室圧力に応じ、第１所定圧Ｐ１を境界として、歯車モータＧＭの作動からピストンモータＰＭの作動に切り替えることができ、したがって、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0115】
また、第３実施形態では、流体室圧力が圧力導入路５５を介して第１切替弁８に直接、作用するため、流体室圧力が第１所定圧Ｐ１に向かって上昇する際、流体室圧力に応じて第１切替弁８が徐々に閉弁し、歯車モータＧＭにおける作動流体ＨＦの流動が抑制されることにより、第１回転マスＲＭ１による回転慣性質量効果を効率良く発揮できないおそれがある。これに対し、本実施形態では、流体室圧力が第１所定圧Ｐ１に達したときに、開閉弁５１が開弁するのに応じて第１切替弁８が急激に開弁し、ピストンモータＰＭへの切替が急激に行われるので、切替時までの第１回転マスＲＭ１による回転慣性質量効果を効率良く発揮することができる。
【0116】
さらに、第１切替弁８の作動後、圧力導入路５５内の圧力が第１連通路５内の圧力よりも大きくなったときに、逆止弁５６が開弁する。これにより、圧力導入路５５内の圧力が第１連通路５に逃がされ、第１切替弁８が自動的に開弁状態に復帰することによって、歯車モータＧＭを作動状態に復帰させることができる。
【0117】
図１２は、第５実施形態による回転慣性質量ダンパ１Ｈを示す。この回転慣性質量ダンパ１Ｈは、図１１の第４実施形態の回転慣性質量ダンパ１Ｇに対し、圧力導入路５５の構成と開閉弁５１及び逆止弁５６の配置を変更したものである。
【0118】
具体的には、圧力導入路５５、５５は、第２連通路６のピストンモータＰＭの両側から分岐し、第１切替弁８、８に接続されている。開閉弁５１、５１は、第２連通路６の両端部に配置されている。また、各圧力導入路５５は、開閉弁５１をバイパスし、第１連通路５に接続された流体室連通部５５ｃを有しており、各流体室連通部５５ｃに逆止弁５６が設けられている。他の構成は、第４実施形態と同じである。
【0119】
この構成によれば、構造物Ｂの振動時、流体室圧力が第１所定圧Ｐ１に達するまでは、開閉弁５１が閉弁しているため、第１切替弁８が開弁状態に維持されることで、歯車モータＧＭが作動する。また、第２連通路６における作動流体ＨＦの流動が阻止されることで、ピストンモータＰＭは作動せず、その結果、歯車モータＧＭのみが作動する。
【0120】
流体室圧力が第１所定圧Ｐ１に達すると、開閉弁５１が開弁し、第１切替弁８が閉弁することによって、歯車モータＧＭが作動状態から停止状態に切り替えられる。一方、開閉弁５１が開弁するとともに、流体室圧力がピストンモータＰＭの作動開始圧力に達することによって、ピストンモータＰＭの作動が開始され、その結果、ピストンモータＰＭのみが作動する。
【0121】
以上のように、本実施形態によれば、流体室圧力に応じ、第１所定圧Ｐ１を境界として、歯車モータＧＭの作動からピストンモータＰＭの作動に切り替えることができ、したがって、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、開閉弁５１の開弁に応じて、歯車モータＧＭの作動→停止の切替とピストンモータＰＭの停止→作動の切替を、互いに同期して急激に行うことができる。さらに、第４実施形態と同様、第１切替弁８の作動後、圧力導入路５５内の圧力が第１連通路５内の圧力よりも大きくなったときに、逆止弁５６が開弁することによって、第１切替弁８を自動的に開弁状態に復帰させ、歯車モータＧＭを作動状態に復帰させることができる。
【0122】
なお、本発明は、説明した第１～第５実施形態（以下、総称する場合には「実施形態」という）に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、第１及び第２実施形態では、開閉弁５１や第２開閉弁５１Ａの開弁作動後、第１切替弁８や第２切替弁９を初期状態に復帰させるための復帰弁として、機械式の弁を用い、地震後の点検時などに手動で開弁するようにしているが、これに限らず、例えば開閉式の電磁弁を用い、地震後に遠隔操作で開弁してもよい。
【0123】
また、これらの復帰弁に代えて、圧力導入路の通路面積を絞るような絞り手段、例えば、通路面積が一定のオリフィスや通路面積を調整可能な絞り弁を用いてもよい。それにより、復帰弁やその操作を必要とすることなく、長い時間をかけて切替弁を初期状態に容易に復帰させることができる。
【0124】
また、実施形態では、第１及び第２切替弁８、９や開閉弁５１などを機械弁で構成し、作動流体ＨＦの圧力に対するこれらの機械弁のパッシブな応答（開閉）によって、歯車モータＧＭ及びピストンモータＰＭの切替を行っている。本発明は、これに限らず、上記の弁を例えば開閉式の電磁弁で構成するとともに、作動流体ＨＦの圧力を適当なセンサで検出し、その検出結果に応じて、これらの弁をアクティブに制御するようにしてもよい。
【0125】
また、実施形態で示した各種の構成部品の構成、例えば歯車モータＧＭ、ピストンモータＰＭ、第１及び第２切替弁８、９や、開閉弁５１及び復帰弁５４などの構成は、あくまで例示であり、要求されるそれぞれの機能を果たす限り、任意の構成を採用することが可能である。
【0126】
さらに、図４には、本発明の回転慣性質量ダンパを構造物の免震構造に適用した事例を示したが、これに限らず、例えば、構造物の任意の層に設置される制震構造に適用してもよいことはもちろんである。また、構造物の構造種別も、鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造、鉄骨造、ＰＣやＣＦＴ造などに適用してもよく、第１及び第２連結部材ＥＮ１、ＥＮ２についても、鋼材以外のコンクリートなどの材料でもよいことはもちろんである。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成（形状、個数及び配置など）を適宜、変更することが可能である。
【符号の説明】
【0127】
１Ａ～１Ｈ 回転慣性質量ダンパ
２ シリンダ
２ｄ 第１流体室
２ｅ 第２流体室
３ ピストン
５ 第１連通路
６ 第２連通路
７ 第３連通路
７Ａ 第４連通路
８ 第１切替弁（切替弁）
９ 第２切替弁
１１ 第１リリーフ弁（リリーフ弁）
１２ 第２リリーフ弁（リリーフ弁）
５１ 開閉弁
５１Ａ 第２開閉弁
５２ 第１圧力導入路（圧力導入路）
５２ｃ 流体室連通部
５３ 第２圧力導入路（圧力導入路）
５３ｃ 第２流体室連通部
５４ 復帰弁
５４Ａ 第２復帰弁
５５ 圧力導入路
５５ｃ 流体室連通部
５６ 逆止弁
Ｂ 構造物
ＥＮ１ 第１連結部材（第１部位）
ＥＮ２ 第２連結部材（第２部位）
ＨＦ 作動流体
ＧＭ 歯車モータ
ＰＭ ピストンモータ
ＲＭ１ 第１回転マス
ＲＭ２ 第２回転マス
ＣＭ 切替機構
Ｐ１ 第１所定圧
Ｐ２ 第２所定圧
２ シリンダ
２ｄ 第１流体室
２ｅ 第２流体室
３ ピストン
５ 第１連通路
６ 第２連通路
７ 第３連通路
７Ａ 第４連通路
８ 第１切替弁（切替弁）
９ 第２切替弁
１１ 第１リリーフ弁（リリーフ弁）
１２ 第２リリーフ弁（リリーフ弁）
５１ 開閉弁
５１Ａ 第２開閉弁
５２ 第１圧力導入路（圧力導入路）
５２ｃ 流体室連通部
５３ 第２圧力導入路（圧力導入路）
５３ｃ 第２流体室連通部
５４ 復帰弁
５４Ａ 第２復帰弁
５５ 圧力導入路
５５ｃ 流体室連通部
５６ 逆止弁
Ｂ 構造物
ＥＮ１ 第１連結部材（第１部位）
ＥＮ２ 第２連結部材（第２部位）
ＨＦ 作動流体
ＧＭ 歯車モータ
ＰＭ ピストンモータ
ＲＭ１ 第１回転マス
ＲＭ２ 第２回転マス
ＣＭ 切替機構
Ｐ１ 第１所定圧
Ｐ２ 第２所定圧
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】