特開 2023-108941 オイルダンパシステム

(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】P2023108941

(43)【公開日】2023-08-07

(54)【発明の名称】オイルダンパシステム

(51)【国際特許分類】

   F16F 9/48 20060101AFI20230731BHJP

   F16F 9/14 20060101ALI20230731BHJP

   F16F 15/023 20060101ALI20230731BHJP

   F16F 15/02 20060101ALI20230731BHJP

   E04H 9/02 20060101ALI20230731BHJP

【ＦＩ】

F16F9/48

F16F9/14 Z

F16F15/023 Z

F16F15/02 A

E04H9/02 351

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022010267

(22)【出願日】2022-01-26

(71)【出願人】

【識別番号】510235198

【氏名又は名称】有限会社シズメテック

(71)【出願人】

【識別番号】504157024

【氏名又は名称】国立大学法人東北大学

(71)【出願人】

【識別番号】000140292

【氏名又は名称】株式会社奥村組

(74)【代理人】

【識別番号】100128509

【弁理士】

【氏名又は名称】絹谷 晴久

(74)【代理人】

【識別番号】100119356

【弁理士】

【氏名又は名称】柱山 啓之

(74)【代理人】

【識別番号】100094042

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 知

(72)【発明者】

【氏名】鎭目 武治

(72)【発明者】

【氏名】鎭目 真喜子

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 金二

(72)【発明者】

【氏名】井上 範夫

(72)【発明者】

【氏名】五十子 幸樹

(72)【発明者】

【氏名】舟木 秀尊

(72)【発明者】

【氏名】小山 慶樹

【テーマコード（参考）】

2E139

3J048

3J069

【Ｆターム（参考）】

2E139AA01

2E139AB13

2E139AC19

2E139BA12

2E139BD35

3J048AA06

3J048AC04

3J048CB21

3J048DA01

3J048EA38

3J069AA54

3J069CC06

3J069DD27

3J069EE65

(57)【要約】

【課題】減衰性能を変化させるようにしたオイルダンパを対象として、メンテナンス性を向上することが可能なオイルダンパシステムを提供する。
【解決手段】ユニフロー型のシリンダユニットに設けられる減衰バルブユニット１０は、調圧バネ１６で付勢される弁体１４を有し、シリンダユニットの作動油流出室から外側シリンダへ流れる作動油Ｆがバネ力に抗して弁体を移動させる作用でエネルギ吸収するように構成され、この減衰バルブユニットの調圧バネは、制御用ピストンロッドそれぞれを初期位置に復帰させるために、制御用油ｆを制御用シリンダユニットそれぞれへ戻す戻し手段として構成される。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

外側シリンダが振動入力側及び振動減衰対象側の一方に連結され、ピストンロッドが振動入力側及び振動減衰対象側の他方に連結され、作動油が貯留された該外側シリンダの内部に、該ピストンロッドが連結されたピストンで作動油流出室と作動油流入室が区画された内側シリンダが設けられ、該ピストンが往復移動すると、該作動油流出室内の作動油が該外側シリンダへ流出し、該外側シリンダから該作動油流入室内へと一方向に流れるユニフロー型のシリンダユニットと、
バネ部材で付勢される弁体を有し、上記作動油流出室から上記外側シリンダへ流れる作動油がバネ力に抗して該弁体を移動させる作用でエネルギ吸収する減衰バルブユニットと、
上記ピストンを移動させる上記ピストンロッドが出没する出没ストローク量を伝達する伝達部材と、
上記ピストンロッドの出没ストローク方向に沿ってそれぞれ設けられ、該ピストンロッドに、所定出没ストローク量を超える超過突出ストローク及び超過没入ストロークが生じたときに、上記伝達部材によって、それら超過突出ストローク量及び超過没入ストローク量で各制御用ピストンロッドがそれぞれ突出作動されて制御用油を吐出する一対の制御用シリンダユニットと、
該一対の制御用シリンダユニットそれぞれから吐出される制御用油を上記減衰バルブユニットへ供給する制御用油供給系とを備え、
上記減衰バルブユニットには、上記バネ部材を挟んで上記弁体の反対側に設けられ、上記制御用油供給系から供給される制御用油で該バネ部材を縮めるように移動され、超過突出ストローク量及び超過没入ストローク量に応じて当該バネ部材のバネ力を大きくするバネ座と、上記制御用ピストンロッドそれぞれを初期位置に復帰させるために、制御用油を上記制御用シリンダユニットそれぞれへ戻す戻し手段とが備えられることを特徴とするオイルダンパシステム。

【請求項2】

前記戻し手段は、前記バネ部材が、制御用油を前記制御用油供給系へ流出させるように、前記バネ座を押圧するバネ力に設定されることを特徴とする請求項１に記載のオイルダンパシステム。

【請求項3】

前記戻し手段は、前記バネ座と前記弁体との間に前記バネ部材と重ねて設けられ、制御用油を前記制御用油供給系へ流出させるように、該バネ部材に該バネ座を押圧させるシムであることを特徴とする請求項１または２に記載のオイルダンパシステム。

【請求項4】

前記戻し手段は、前記バネ部材のバネ定数よりも小さなバネ定数で形成され、前記バネ座と前記弁体との間に上記バネ部材と並列に設けられ、制御用油を前記制御用油供給路へ流出させるように、該弁体側から該バネ座を押圧する戻しバネであることを特徴とする請求項１～３いずれかの項に記載のオイルダンパシステム。

【請求項5】

前記戻し手段は、前記弁体を移動させる作動油の流れがなくなったとき、制御用油を前記制御用シリンダユニットそれぞれへ戻すことを特徴とする請求項１～４いずれかの項に記載のオイルダンパシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、減衰性能を変化させるようにしたオイルダンパを対象として、メンテナンス性を向上することが可能なオイルダンパシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

振動入力側と振動減衰対象側との間、例えば地盤上に免震支承で支持された建物に作用する地震動を減衰するために、地盤と建物との間に設けられ、地震エネルギを吸収するオイルダンパが知られている。

【0003】

この種のオイルダンパとして、特許文献１が知られている。特許文献１の「免震装置用のオイルダンパ」は、免震支承との併用により免震装置を構成し、地震時における基礎と上部建物との相対変位を抑制するために、地震の揺れのエネルギーを吸収し、減衰させる免震装置用のオイルダンパであって、前記基礎および前記上部建物の一方に連結された第１シリンダと、当該第１シリンダ内に摺動自在に設けられ、当該第１シリンダ内を左右２つの油室に仕切る第１ピストンと、押圧部を有し、前記第１ピストンと一体に設けられ、前記基礎および前記上部建物の他方に連結されたピストンロッドとを有する第１油圧シリンダと、当該第１油圧シリンダの外部において前記２つの油室を互いに連通する連通路と、当該連通路の途中に設けられ、当該連通路を開閉する弁体と、移動自在のバネ座と、当該弁体とバネ座の間に設けられ、前記弁体を閉弁側に付勢するスプリングとを有し、前記第１油圧シリンダの前記第１ピストンが変位するのに伴い、前記第１シリンダの前記油室から供給された油圧により前記弁体が開弁することによって、減衰力を発生させる減衰バルブと、当該減衰バルブの前記バネ座の背面側に連通する第２シリンダと、当該第２シリンダ内に摺動自在に設けられた第２ピストンと、係合部を有し、前記第２ピストンと一体の第２ピストンロッドとを有し、前記第１ピストンの変位が所定値に達したときに、前記係合部が前記第１ピストンロッドの前記押圧部で押圧されることによって作動し、前記第２シリンダ内から前記バネ座の背面側に油圧を導入することにより、前記バネ座を介して前記スプリングを圧縮させ、当該スプリングのバネ力を増大させることによって、減衰力を増強する第２油圧シリンダと、を備えて構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４４４２７７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

背景技術に開示されているオイルダンパは、第１ピストンの変位が所定値に達したときに、第２油圧シリンダの第２シリンダ内から、減衰バルブのバネ座の背面側に油圧を導入して、第１油圧シリンダと連通する連通路を開閉するための弁体を付勢するスプリングのバネ力を増大し、減衰力を増強するようにしていて、地震動で生じる第１ピストンロッドのストロークに応じて減衰性能を変化させることができる優れた装置である。

【0006】

このオイルダンパでは、バネ座の背面側に油圧を導入する油圧を発生する第２シリンダ内に、減衰バルブから第２油圧シリンダに油を戻すスプリングを設けている。

【0007】

このスプリングが動くときに、第２シリンダ内面やスプリング自体の表面保護膜が剥がれ、それがゴミとなって油に混入してしまって、油が早期に劣化し、頻繁なメンテナンスが必要になるという不具合が考えられる。

【0008】

減衰バルブにスプリングを組み込むことに加えて、それとは別に、油を戻すスプリングを第２油圧シリンダに設けていて、これらスプリングの設置場所が異なるために、オイルダンパの性能を調整するメンテナンス作業が煩雑であるという不具合が考えられる。

【0009】

本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、減衰性能を変化させるようにしたオイルダンパを対象として、メンテナンス性を向上することが可能なオイルダンパシステム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】

【0010】

本発明にかかるオイルダンパシステムは、外側シリンダが振動入力側及び振動減衰対象側の一方に連結され、ピストンロッドが振動入力側及び振動減衰対象側の他方に連結され、作動油が貯留された該外側シリンダの内部に、該ピストンロッドが連結されたピストンで作動油流出室と作動油流入室が区画された内側シリンダが設けられ、該ピストンが往復移動すると、該作動油流出室内の作動油が該外側シリンダへ流出し、該外側シリンダから該作動油流入室内へと一方向に流れるユニフロー型のシリンダユニットと、バネ部材で付勢される弁体を有し、上記作動油流出室から上記外側シリンダへ流れる作動油がバネ力に抗して該弁体を移動させる作用でエネルギ吸収する減衰バルブユニットと、上記ピストンを移動させる上記ピストンロッドが出没する出没ストローク量を伝達する伝達部材と、上記ピストンロッドの出没ストローク方向に沿ってそれぞれ設けられ、該ピストンロッドに、所定出没ストローク量を超える超過突出ストローク及び超過没入ストロークが生じたときに、上記伝達部材によって、それら超過突出ストローク量及び超過没入ストローク量で各制御用ピストンロッドがそれぞれ突出作動されて制御用油を吐出する一対の制御用シリンダユニットと、該一対の制御用シリンダユニットそれぞれから吐出される制御用油を上記減衰バルブユニットへ供給する制御用油供給系とを備え、上記減衰バルブユニットには、上記バネ部材を挟んで上記弁体の反対側に設けられ、上記制御用油供給系から供給される制御用油で該バネ部材を縮めるように移動され、超過突出ストローク量及び超過没入ストローク量に応じて当該バネ部材のバネ力を大きくするバネ座と、上記制御用ピストンロッドそれぞれを初期位置に復帰させるために、制御用油を上記制御用シリンダユニットそれぞれへ戻す戻し手段とが備えられることを特徴とする。

【0011】

前記戻し手段は、前記バネ部材が、制御用油を前記制御用油供給系へ流出させるように、前記バネ座を押圧するバネ力に設定されることを特徴とする。

【0012】

前記戻し手段は、前記バネ座と前記弁体との間に前記バネ部材と重ねて設けられ、制御用油を前記制御用油供給系へ流出させるように、該バネ部材に該バネ座を押圧させるシムであることを特徴とする。

【0013】

前記戻し手段は、前記バネ部材のバネ定数よりも小さなバネ定数で形成され、前記バネ座と前記弁体との間に上記バネ部材と並列に設けられ、制御用油を前記制御用油供給路へ流出させるように、該弁体側から該バネ座を押圧する戻しバネであることを特徴とする。

【0014】

前記戻し手段は、前記弁体を移動させる作動油の流れがなくなったとき、制御用油を前記制御用シリンダユニットそれぞれへ戻すことを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

本発明にかかるオイルダンパシステムにあっては、減衰性能を変化させるようにしたオイルダンパを対象として、メンテナンス性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明にかかるオイルダンパシステムの好適な一実施形態の油圧回路を説明する説明図である。

【図2】図１のオイルダンパシステムの装置構成を示す、設置状態における平面図である。

【図3】図１のオイルダンパシステムの装置構成を示す、設置状態における側面図である。

【図4】図１のオイルダンパシステムに備えられる減衰バルブユニットを説明する断面図である。

【図5】図１のオイルダンパシステムに備えられる制御用シリンダユニットを説明する断面図である。

【図6】図４に示した減衰バルブユニットの変形例を示す断面図である。

【図7】図４に示した減衰バルブユニットの他の変形例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下に、本発明にかかるオイルダンパシステムの好適な実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。

【0018】

図１は、本実施形態にかかるオイルダンパシステムの油圧回路を説明する説明図である。図２は、図１のオイルダンパシステムの装置構成を示す、設置状態における平面視を示す図である。図３は、図１のオイルダンパシステムの装置構成を示す、設置状態における側面視を示す図である。図２が設置状態の側面視であり、図３が設置状態の平面視であってもよい。

【0019】

本実施形態にかかるオイルダンパシステム１は、振動入力側と振動減衰対象側との間、例えば地震エネルギを吸収するために地盤２あるいは地盤２と一体に動く建物３の基礎と当該基礎上に免震支承で支持された建物３との間に設けられる。

【0020】

しかしながら、本実施形態にかかるオイルダンパシステム１は、振動減衰を目的として、どのような振動伝達系に設けてもよいことはもちろんである。

【0021】

本実施形態にかかるオイルダンパシステム１は、ユニフロー型のシリンダユニット４を主体として構成される。

【0022】

ユニフロー型のシリンダユニット４自体は知られていて、外側シリンダ５と、外側シリンダ５の内部に設けられ、自由表面を保って作動油Ｆが貯留される作動油貯室６と、外側シリンダ５の内部に設けられる内側シリンダ７と、内側シリンダ７内部に液密状態でスライド自在に設けられると共に、当該内側シリンダ７内部を２つの作動油流出室Ｒ１及び作動油流入室Ｒ２に区画するピストン８と、ピストン８に一体に連結され、内側シリンダ７を貫通して外側シリンダ５の外方へ液密状態で突出され、スライド自在に作動されるピストンロッド９と、作動油貯室６と作動油流入室Ｒ２との間に設けられ、作動油Ｆを作動油貯室６から作動油流入室Ｒ２へのみ流通させ、逆流を遮断するダンパ用第１チェック弁１１と、ピストン８に設けられ、作動油Ｆを作動油流入室Ｒ２から作動油流出室Ｒ１へのみ流通させ、逆流を遮断するダンパ用第２チェック弁１２とを備えて構成されている。

【0023】

ユニフロー型のシリンダユニット４では、ピストン８が往復移動すると、作動油流出室Ｒ１内の作動油が外側シリンダ５へ流出すると同時に、作動油流入室Ｒ２内へ向けて外側シリンダ５から作動油が流入するように、作動油が一方向に流れるようになっている。

【0024】

ピストン８の受圧面積は、ピストンロッド９が連結される作動油流出室Ｒ１側ではピストンロッド９の断面積を差し引いた値であって、作動油流入室Ｒ２側の半分に設定される。

【0025】

そして、オイルダンパシステム１は基本的に、このシリンダユニット４の作動油流出室Ｒ１と外側シリンダ５内の作動油貯室６の間に、エネルギ吸収作用を発生する減衰バルブユニット１０が設けられることで構成される。

【0026】

減衰バルブユニット１０は、図４に示すように、内側シリンダ７の作動油流出室Ｒ１と連通される作動油流入ポートＰ１及び作動油貯室６と連通される作動油流出ポートＰ２を有するバルブボディ１３と、バルブボディ１３内に移動自在に設けられ、移動されて作動油流入ポートＰ１を開閉する弁体１４と、バルブボディ１３内に、弁体１４とは反対側に配置して、当該バルブボディ１３に対し液密状態で移動自在に設けられたバネ座１５と、バルブボディ１３内に、バネ座１５と弁体１４との間に挟んで設けられ、バネ座１５に支持されて弁体１４を付勢する、バネ部材としての調圧バネ１６とから構成される。

【0027】

すなわち、調圧バネ１６の一端に弁体１４が配置され、調圧バネ１６の他端にバネ座１５が配置される。

【0028】

減衰バルブユニット１０では、調圧バネ１６は弁体１４を作動油流入ポートＰ１へ向けて付勢し、当該調圧バネ１６の付勢力で弁体１４が作動油流入ポートＰ１を閉じることにより、作動油流出室Ｒ１と作動油貯室６とが遮断され、他方、調圧バネ１６の付勢力に抗して弁体１４が作動油流入ポートＰ１を開くことにより、当該作動油流入ポートＰ１と作動油流出ポートＰ２とが連通され、これにより、作動油流出室Ｒ１と作動油貯室６とが連通される。

【0029】

減衰バルブユニット１０では、ピストン８に押されて作動油流出室Ｒ１から外側シリンダ５に向かって流れる作動油が、調圧バネ１６のバネ力に抗して弁体１４を移動させる作用により作動油流入ポートＰ１が開かれるときに、当該作動油に圧力損失を生じさせてエネルギを吸収する。

【0030】

減衰バルブユニット１０のバルブボディ１３にはさらに、バネ座１５の背面（調圧バネ１６の設置側とは反対側）に面して、後述する導入ポートＰ３が設けられる。

【0031】

ユニフロー型のシリンダユニット４の作動は、ピストンロッド９が外側シリンダ５から突出方向に引き出されてピストン８が内側シリンダ７の作動油流出室Ｒ１を狭めるように移動すると、作動油流出室Ｒ１から作動油Ｆが減衰バルブユニット１０に向かって流出する。

【0032】

作動油流出室Ｒ１から流出する作動油Ｆの流出圧が作動油流入ポートＰ１に作用し、調圧バネ１６で付勢されている弁体１４を、調圧バネ１６のバネ力に抗して移動して、これにより作動油流入ポートＰ１が開かれる。

【0033】

作動油流入ポートＰ１が開かれると、作動油Ｆは、減衰バルブユニット１０のバルブボディ１３内を、当該バルブボディ１３の内面と弁体１４との隙間を通って、作動油流出ポートＰ２へ向かって流れ、さらに、作動油流出ポートＰ２から作動油貯室６へと向かって流れる。

【0034】

減衰バルブユニット１０では、作動油流出室Ｒ１からの作動油Ｆの流出圧による弁体１４の開放動作を調圧バネ１６によって制限することにより、すなわち、調圧バネ１６の圧縮状態を維持しながら作動油Ｆを流通させ続けることにより、オイルダンパシステム１としてのエネルギ吸収作用が発揮される。

【0035】

作動油流出室Ｒ１が狭められて作動油Ｆが作動油流出室Ｒ１から流出するとき、広げられる作動油流入室Ｒ２には、作動油貯室６からダンパ用第１チェック弁１１を介して作動油Ｆが流入する。

【0036】

他方、ピストンロッド９が外側シリンダ５へ向けて没入方向に押し込まれてピストン８が内側シリンダ７の作動油流出室Ｒ１を広げるように移動し、これに伴って作動油流入室Ｒ２が狭められると、ダンパ用第１チェック弁１１が閉じられていることから、そしてまた上述したように、ピストン８の作動油流入室Ｒ２側の受圧面積が作動油流出室Ｒ１側の受圧面積の２倍であることから、圧力が高まった作動油流入室Ｒ２の作動油Ｆが、ピストンロッド９の突出時の２倍の量で、ピストン８のダンパ用第２チェック弁１２を通じて作動油流出室Ｒ１へ送り込まれ、その量の半分の作動油Ｆはさらに、作動油流出室Ｒ１から押し出されて減衰バルブユニット１０に向かって流出する。

【0037】

作動油流出室Ｒ１では、作動油流入室Ｒ２からの２倍の量の作動油Ｆの流入により、その量の半分の作動油Ｆが補充されて常に充満される。

【0038】

ピストンロッド９の没入動作時も、突出動作時と同様に、作動油流出室Ｒ１から流出する作動油Ｆの流出圧が作動油流入ポートＰ１に作用し、調圧バネ１６で付勢されている弁体１４を、調圧バネ１６のバネ力に抗して移動して、これにより作動油流入ポートＰ１が開かれる。

【0039】

作動油流入ポートＰ１が開かれると、作動油Ｆは、減衰バルブユニット１０のバルブボディ１３内を作動油流出ポートＰ２へ向かって流れ、さらに、作動油流出ポートＰ２から作動油貯室６へと向かって流れる。

【0040】

減衰バルブユニット１０では、ピストンロッド９の没入動作時も、作動油流出室Ｒ１からの作動油Ｆの流出圧による弁体１４の開放動作を調圧バネ１６によって制限することにより、すなわち、調圧バネ１６の圧縮状態を維持しながら作動油Ｆを流通させ続けることにより、オイルダンパシステム１としてのエネルギ吸収作用が発揮される。

【0041】

ピストンロッド９の突出動作時も、没入動作時も、ピストン８のスライド量が同じであれば、減衰バルブユニット１０に流入する作動油Ｆの量は同じなので、エネルギ吸収量は同じになる。

【0042】

そして、本実施形態に係るオイルダンパシステム１を構成するユニフロー型のシリンダユニット４では上述のようにして、作動油Ｆは、作動油流出室Ｒ１からのみ作動油貯室６へ向けて流出し、また、作動油貯室６から作動油流入室Ｒ２へのみ流入するように、一方向に流れる。

【0043】

なお、作動油流出室Ｒ１と作動油貯室６との間には、ピストンロッド９の高速作動時に、作動油流出室Ｒ１の作動油Ｆの油圧を開放制御するリリーフ弁１７が設けられている。

【0044】

シリンダユニット４は、外側シリンダ５が振動入力側及び振動減衰対象側の一方、例えば地盤２に連結される。

【0045】

シリンダユニット４はまた、ピストンロッド９が振動入力側及び振動減衰対象側の他方、例えば建物３に連結される。

【0046】

シリンダユニット４は、例えば地盤２及び建物３に連結して設けられるもので、図２及び図３に示すように、それら対象物への取付部３７が、シリンダユニット４のピストンロッド９及び外側シリンダ５に備えられる。

【0047】

また、伝達部材１８を外部から覆うカバーとして、ピストンロッド９の伸縮ストロークに応じて伸縮自在なベローズ５１が、外側シリンダ５と取付部３７との間に設けられる。

【0048】

シリンダユニット４自体は、地震によって地盤２と建物３との間に相対変位が生じると、その相対変位量に応じたストローク量で、ピストンロッド９が出没ストロークする。

【0049】

本明細書中、「ピストンロッド９の出没ストローク」とは、ピストン８の往復移動を伴って、ピストンロッド９が外側シリンダ５及び内側シリンダ７から外方へ突出する方向に引き出されたり、それらの内方へ没入する方向に押し込まれたりして、シリンダユニット４の長さ寸法がピストンロッド９の長さ方向に長くなったり、短くなったりする長さの変化をいう。

【0050】

同様に、「ピストンロッド９の突出ストローク」とは、シリンダユニット４の長さ寸法がピストンロッド９の長さ方向に長くなる長さの変化を、「ピストンロッド９の没入ストローク」とは、シリンダユニット４の長さ寸法がピストンロッド９の長さ方向に短くなる長さの変化をいう。

【0051】

これらストロークは、ピストンロッド９が初期位置で停止しているシリンダユニット４の非作動状態からの移動変位を意味する。

【0052】

また、ピストンロッド９の「突出」とは、ピストン８の往復移動を伴って、ピストンロッド９が外側シリンダ５及び内側シリンダ７から外方へ突出する方向に引き出され、シリンダユニット４の長さ寸法がピストンロッド９の長さ方向に長くなること、ピストンロッド９の「没入」とは、ピストンロッド９が外側シリンダ５及び内側シリンダ７の内方へ没入する方向に押し込まれ、シリンダユニット４の長さ寸法がピストンロッド９の長さ方向に短くなることを言う。

【0053】

シリンダユニット４には、図１～図３に示すように、ピストン８を移動させるピストンロッド９の出没ストローク量を伝達する伝達部材１８が設けられる。

【0054】

伝達部材１８は、ピストンロッド９の出没ストローク方向に長い軸体で形成される。伝達部材１８は、長さ方向の一端である基端１８ａがピストンロッド９に取り付けられ、長さ方向の他端である先端１８ｂが外側シリンダ５の外側に移動自在に支持される。

【0055】

基端１８ａがピストンロッド９に取り付けられる伝達部材１８は、シリンダユニット４の外側でピストンロッド９の出没動作に従ってスライド移動し、ピストンロッド９が突出ストロークすると、当該突出ストローク方向へ同じ移動量で先端１８ｂが移動され、ピストンロッド９が没入ストロークすると、当該没入ストローク方向へ同じ移動量で先端１８ｂが移動される。

【0056】

シリンダユニット４の外側シリンダ５の外側には、伝達部材１８を挟んでその両側それぞれに、ピストンロッド９の出没ストローク方向に沿って、一対の制御用シリンダユニット１９，１９が設けられる。

【0057】

一方の制御用シリンダユニット１９は、ピストンロッド９の突出ストロークに対して、他方の制御用シリンダユニット１９は、没入ストロークに対して作動するように備えられる。

【0058】

これら制御用シリンダユニット１９，１９は共に、図５に示すように、シリンダケース２０と、シリンダケース２０内に気密状態でスライド自在に設けられ、シリンダケース２０内を、制御用油ｆが満たされる油室２０ａ及びシリンダケース２０に設けられた空気孔２０ｂを通じて大気圧に保持される空気室２０ｃに区画する制御用ピストン２１と、油室２０ａ側から制御用ピストン２１に一端が連結され、他端がシリンダケース２０外方へ液密状態で突出され、スライド自在に出没作動される制御用ピストンロッド２２と、シリンダケース２０に設けられ、制御用ピストンロッド２２の突出作動でスライド移動される制御用ピストン２１によって狭められる油室２０ａから制御用油ｆを減衰バルブユニット１０へ向けて吐出し、かつ、後述するように、シリンダユニット４が動作を終えて非作動状態になったときに、減衰バルブユニット１０から戻される制御用油ｆを油室２０ａに流入させ、空気室２０ｃを狭めつつ制御用ピストンロッド２２と共に制御用ピストン２１を押し戻す制御用油の流出入ポートＰ４とから構成される。

【0059】

本明細書中、「制御用ピストンロッド２２が突出するあるいは没入する」とは、制御用ピストン２１の往復移動を伴って、制御用ピストンロッド２２がシリンダケース２０から外方へ突出する方向に引き出されたり、それらの内方へ没入する方向に押し込まれたりして、制御用シリンダユニット１９の長さ寸法が制御用ピストンロッド２２の長さ方向に長くなったり、短くなったりする長さの変化をいう。

【0060】

伝達部材１８の先端１８ｂには、作動部２４が設けられると共に、伝達部材１８両側のこれら一対の制御用シリンダユニット１９の制御用ピストンロッド２２の上記他端の突出先端に、作動部２４が係脱自在に係合される受動部２５が設けられる。

【0061】

一対の制御用シリンダユニット１９，１９は、図１及び図２に示すように、それらの制御用ピストンロッド２２，２２の突出方向が正反対となるように、かつピストンロッド９の出没ストローク方向でそれらの受動部２５、２５の間に伝達部材１８の作動部２４が位置するように設置される。

【0062】

さらに、これら制御用シリンダユニット１９，１９の受動部２５，２５は共に、シリンダユニット４のピストンロッド９が出没ストローク方向に中立位置（言い換えれば、シリンダユニット４が非作動の初期状態）であり、かつ、空気室２０ｃが狭められて制御用ピストンロッド２２，２２の突出ストローク量が「０」の初期位置に位置されているときに、作動部２４に対して、ピストンロッド９に設定される所定出没ストローク量分の距離が隔てられる。

【0063】

所定出没ストローク量とは、図１に示すように、ピストンロッド９の上記中立位置Ｎを基準として、突出ストローク方向と没入ストローク方向とにそれぞれ等しく設定された突出ストローク量Ｓ及び没入ストローク量Ｓを言う。

【0064】

すなわち、作動部２４と各受動部２５，２５それぞれとは、等しく、ピストンロッド９の所定ストローク量Ｓ分の距離だけ離されている。

【0065】

ピストンロッド９が所定ストローク量Ｓ以内で出没ストロークされるときには、伝達部材１８の作動部２４はそれに従って移動されるが、作動部２４はいずれの制御用シリンダユニット１９の受動部２５にも係合されず、制御用シリンダユニット１９は作動されない。

【0066】

ピストンロッド９に、所定出没ストローク量Ｓを超える、例えば超過突出ストロークが生じると、作動部２４は、一方の制御用シリンダユニット１９の制御用ピストンロッド２２の受動部２５に係合する。

【0067】

そして受動部２５は、所定出没ストローク量Ｓを超えた分の超過突出ストローク量で制御用ピストンロッド２２を突出作動させる。

【0068】

突出作動される制御用ピストンロッド２２により、制御用ピストン２１がスライド移動され、シリンダケース２０の流出入ポートＰ４から、超過突出ストローク分の制御用油ｆが吐出される。

【0069】

出没ストロークを繰り返すピストンロッド９が没入ストロークに移行すると、伝達部材１８の作動部２４は、係合により制御用ピストンロッド２２を突出作動させた受動部２５から離脱する。

【0070】

再度の突出ストロークで、超過突出ストローク量が前回の超過突出ストローク量を超えない場合、その間に突出動作されていた制御用ピストンロッド２２は、同じ位置を保っていて制御用油ｆの吐出が生じない一方、超過突出ストローク量が前回の超過突出ストロークを超えて増した場合には、作動部２４が受動部２５に再度係合して、新たに増した分の超過突出ストローク量で再び制御用ピストンロッド２２を突出動作させ、これにより、制御用シリンダユニット１９から、超過突出ストロークが増した分の制御用油ｆが吐出される。

【0071】

ピストンロッド９に、所定出没ストローク量を超える超過没入ストロークが生じると、伝達部材１８の作動部２４により他方の制御用シリンダユニット１９の制御用ピストンロッド２２が、上述した一方の制御用シリンダユニット１９の制御用ピストンロッド２２と同様にして突出動作され、シリンダケース２０の流出入ポートＰ４から、超過没入ストローク分、そしてまた超過没入ストロークが増した分の制御用油ｆが流出入ポートＰ４から吐出される。

【0072】

このように制御用シリンダユニット１９は、シリンダユニット４のピストンロッド９の出没ストローク量が所定出没ストローク量Ｓを超えたとき、最初は、当該所定出没ストローク量Ｓに対してそれを超えたときの超過出没ストローク量分の制御用油ｆを吐出し、その後は、前回の超過出没ストロークを超えて増した分の超過出没ストローク量分の制御用油ｆを吐出することを繰り返す。

【0073】

すなわち、一対の制御用シリンダユニット１９，１９は共に、所定出没ストローク量Ｓを超えたとき、そしてまたその後、超過出没ストローク量が増していくたびに、制御用油ｆを増した分だけ吐出する。

【0074】

図１～図３に示すように、一対の制御用シリンダユニット１９，１９と減衰バルブユニット１０との間には、制御用油供給系２６が設けられる。

【0075】

制御用油供給系２６は配管システムで構成され、一対の制御用シリンダユニット１９，１９の流出入ポートＰ４，Ｐ４同士を連通する連通部２７を有すると共に、当該連通部２７と減衰バルブユニット１０の導入ポートＰ３とを接続する。

【0076】

制御用油供給系２６には、連通部２７と減衰バルブユニット１０の導入ポートＰ３との間に配置して、チェック弁２８が設けられる。

【0077】

チェック弁２８は、制御用油ｆが連通部２７から導入ポートＰ３へ向かって流入するのを許容し、逆流を阻止する。

【0078】

そして、導入ポートＰ３からバルブボディ１３内に流入される制御用油ｆによってバネ座１５の背面に油圧が生じ、この油圧がチェック弁２８に背面圧として作用される。

【0079】

バネ座１５は、弁体１４とは異なり、バルブボディ１３に対し、液密な状態で移動自在に設けられる。

【0080】

したがって、導入ポートＰ３から流入した制御用油ｆは、バネ座１５を押圧して移動させた状態でバルブボディ１３内に滞留し、このため、制御用油ｆが作動油Ｆと混ざって、作動油流出ポートＰ２から作動油貯室６へ流れていくことはない。

【0081】

すなわち、チェック弁２８を備えた制御用油供給系２６では、各流出入ポートＰ４，Ｐ４から吐出される制御用油ｆは、これら一対の流出入ポートＰ４，Ｐ４同士の間で行き来するように流れたり、チェック弁２８を介し、導入ポートＰ３を通じて、減衰バルブユニット１０内のバネ座１５の背面に流れ込み、当該バネ座１５の背面に、調圧バネ１６のバネ力を変化させる油圧を生じさせる。

【0082】

シリンダユニット４のピストンロッド９は、突出と没入を交互に繰り返し、これにより、一対の制御用シリンダユニット１９，１９の制御用ピストンロッド２２，２２が交互に突出作動されると、各流出入ポートＰ４，Ｐ４から交互に間欠的に制御用油ｆが吐出される。

【0083】

チェック弁２８は、突出作動中のいずれか一方の制御用シリンダユニット１９の流出入ポートＰ４から吐出されて、連通部２７を通じて作用する制御用油ｆの油圧がその開弁圧を超えたときに、制御用油ｆを導入ポートＰ３へ導入し、他方、当該制御用油ｆの油圧がその開弁圧以下のときには、制御用油ｆが導入ポートＰ３へ流入するのを阻止する。

【0084】

チェック弁２８で流通が阻止された制御用油ｆは、連通部２７を通じて、他方の制御用シリンダユニット１９（油室２０ａに油圧が生じていない状態であって、制御用ピストンロッド２２が空気室２０ｃ側へ移動可能である）の流出入ポートＰ４に流入される。

【0085】

この連通部２７は、バネ座１５の背面に発生した油圧（チェック弁２８の背面圧）が設定上限値に達したときなど、制御用油ｆがチェック弁２８を通過できないときのリリーフ回路として機能される。

【0086】

超過突出ストローク量及び超過没入ストローク量が発生し、その後それらストローク量が順次増すたびに交互に突出作動される一対の制御用シリンダユニット１９，１９によって発生する制御用油ｆの油圧が繰り返しチェック弁２８に作用し、チェック弁２８は、開弁圧を超える度に、制御用油ｆを減衰バルブユニット１０の導入ポートＰ３へ流入させる。

【0087】

これにより、減衰バルブユニット１０のバルブボディ１３内では、導入ポートＰ３からバネ座１５の背面に導入され、その量が次第に増えていく制御用油ｆにより、調圧バネ１６が弁体１４との間で順次に収縮されていき、この収縮によって弁体１４を付勢する当該調圧バネ１６のバネ力が大きくなるように変化される。

【0088】

すなわち、バネ座１５は、導入ポートＰ３から導入される制御用油ｆの油圧で調圧バネ１６を縮めるように移動され、これによって、超過突出ストローク量や超過没入ストローク量に応じた調圧バネ１６のバネ力の変化が生じる。

【0089】

制御用油供給系２６には、図１に示すように、制御用油ｆを一対の制御用シリンダユニット１９，１９へ戻すために、チェック弁２８をバイパスするバイパス路２９が設けられ、このバイパス路２９には、チェック弁２８と並列に、開閉自在かつ開度調整自在な絞り機能を有するリターンバルブ（例えば、ニードルバルブ）３０が設けられる。

【0090】

このリターンバルブ３０は、例えば地震が終息してシリンダユニット４が動作を終え非作動状態となる（ピストンロッド９が出没ストローク方向の中立位置Ｎに戻る）ときに開かれて、減衰バルブユニット１０に送り込まれた制御用油ｆを、導入ポートＰ３から連通部２７を介して、一対の制御用シリンダユニット１９，１９の流出入ポートＰ４，Ｐ４へ順次に戻すようになっている。

【0091】

他方、リターンバルブ３０は、シリンダユニット４の作動中は、バネ座１５背面からの制御用油ｆの流出を制限する。

【0092】

本実施形態に係るオイルダンパシステム１では、例えば上述したように地震が終息してシリンダユニット４が動作を終え非作動状態となって弁体１４を移動させる作動油Ｆの流れがなくなったことに応じて、各制御用ピストンロッド２２，２２それぞれを突出ストローク量が「０」の初期位置に復帰させるために、減衰バルブユニット１０から各制御用シリンダユニット１９，１９それぞれの流出入ポートＰ４，Ｐ４へ向けて制御用油ｆを戻す戻し手段が、背景技術とは異なり、減衰バルブユニット１０に備えられる。

【0093】

図４に示した減衰バルブユニット１０の例では、戻し手段は、調圧バネ１６が、制御用油ｆを制御用油供給系２６へ流出させるように、バネ座１５を押圧するバネ力に設定されて構成される。

【0094】

すなわち、シリンダユニット４が作動状態から非作動状態に移行すると、減衰バルブユニット１０の弁体１４には、作動油流出室Ｒ１と連通している作動油流入ポートＰ１に僅かな油圧が作用するだけであり、かつまた、作動部２４が受動部２５に係合して制御用ピストンロッド２２を突出作動させることはない。

【0095】

このときには、調圧バネ１６は、バネ座１５を介して制御用油ｆにより収縮されている状態から伸びて復原していく過程で、導入ポートＰ３を封鎖するようにバネ座１５を押圧し、リターンバルブ３０を通じて、バルブボディ１３からほぼすべての制御用油ｆを制御用油供給系２６、ひいては各制御用シリンダユニット１９，１９それぞれの流出入ポートＰ４へと押し戻すようになっている。

【0096】

調圧バネ１６のバネ力は、作動油Ｆの流れがなくなったシリンダユニット４の非作動状態のときに、制御用油ｆが制御用油供給系２６へ徐々に流出して戻される程度が望ましい。

【0097】

調圧バネ１６の設置の仕方は、弁体１４により作動油流入ポートＰ１を、かつバネ座１５により導入ポートＰ３を閉じることが可能な状態で、調圧バネ１６に変形荷重が加わらないか、もしくは僅かに加わる程度に設けることが望ましい。

【0098】

なお、図１中、３１は、制御用油供給系２６内の油圧を表示する油圧計であり、３２は、制御用油ｆのドレン用開閉弁である。

【0099】

本実施形態に係るオイルダンパシステム１の作動について説明する。シリンダユニット４は、ピストンロッド９が出没ストローク方向で中立位置Ｎにあるようにして、地盤２と建物３の間にセットされる。

【0100】

例えば地震が発生してシリンダユニット４が作動を開始したとき、ピストンロッド９の出没ストロークに超過突出ストロークまたは超過没入ストロークが生じないときは、一対の制御用シリンダユニット１９，１９が作動されることはなく、シリンダユニット４は、減衰バルブユニット１０の弁体１４が、調圧バネ１６にセットされた初期バネ特性で作動油Ｆの流出圧に対し開閉されて、地震エネルギを吸収する。

【0101】

ピストンロッド９に所定の出没ストローク量Ｓを超える超過出没ストローク量が生じると、伝達部材１８の作動部２４により制御用シリンダユニット１９，１９が作動される。

【0102】

最初の超過突出ストロークまたは超過没入ストロークのいずれかにより、いずれか一方の制御用シリンダユニット１９の制御用ピストンロッド２２が突出動作されて制御用油ｆが流出入ポートＰ４からチェック弁２８を介して減衰バルブユニット１０のバネ座１５の背面に導入されると、調圧バネ１６が縮められ、これにより、減衰バルブユニット１０は、初期バネ特性よりも大きなバネ力に変更された調圧バネ１６のバネ特性により、作動油Ｆの流出圧に対して弁体１４を開閉することとなり、地震エネルギの吸収作用が増大する。

【0103】

最初の超過出没ストローク量以内であって、それを超える超過出没ストロークが生じないときには、一対の制御用ピストンロッド１９，１９は、伝達部材１８でさらに突出作動されることはない。

【0104】

他方、前回の超過出没ストローク量を超えて増した分の超過突出ストローク量及び超過没入ストローク量が生じると、その度に一対の各制御用シリンダユニット１９，１９から吐出される制御用油ｆの油圧でチェック弁２８が開かれ、そのたびに制御用油ｆが減衰バルブユニット１０に導入され、調圧バネ１６のバネ力がどんどん大きく変更されていく。

【0105】

従って、地震によって生じるピストンロッド９の出没ストローク量が大きくなればなるほど、減衰バルブユニット１０の調圧バネ１６のバネ力を大きくして、エネルギ吸収性能を大きく変化させていくことができる。

【0106】

その後、例えば地震が終息してシリンダユニット４が動作を終え非作動状態となる（ピストンロッド９が出没ストローク方向の中立位置Ｎに戻る）と、減衰バルブユニット１０では、それまで収縮状態であった調圧バネ１６が弁体１４側を基点として伸長して弾性復原し始め、これによりバネ座１５が導入ポートＰ３側へ押圧され、バルブボディ１３に導入された制御用油ｆを、制御用油供給系２６へと徐々に戻すことができる。

【0107】

制御用油供給系２６では、制御用油ｆは、バイパス路２９からリターンバルブ３０を通って、連通部２７へと流れ込み、さらに、各制御用シリンダユニット１９、１９の流出入ポートＰ４，Ｐ４を通じて、油室２０ａ，２０ａに戻され、これにより、制御用ピストン２１，２１が空気室２０ｃ，２０ｃを狭めるようにスライドされて、制御用シリンダロッド２２，２２がシリンダケース２０，２０内へ引き込まれ、制御用シリンダユニット１９，１９が初期状態に復帰される。

【0108】

本実施形態にかかるオイルダンパシステム１では、弁体１４を移動させる作動油Ｆの流れがなくなったとき、制御用ピストンロッド２２，２２それぞれを初期位置に復帰させるために、制御用油ｆを制御用シリンダユニット１９，１９それぞれへ戻す戻し手段を調圧バネ１６で構成して減衰バルブユニット１０に備えるようにしたので、制御用油ｆが流通する制御用シリンダユニット１９から制御用油供給系２６に亘る間には、制御用油ｆにゴミなどの異物が混入する箇所がなく、制御用油ｆが早期に劣化してしまうことを防ぐことができる。

【0109】

また、戻し手段を調圧バネ１６として減衰バルブユニット１０に備えたことにより、性能を調整するためのバネ特性に関するメンテナンス作業を減衰バルブユニット１０だけで済ませることができる。

【0110】

これらにより、オイルダンパシステム１のメンテナンス性を向上することができる。

【0111】

制御用油供給系２６に、チェック弁２８をバイパスするバイパス路２９を設け、バイパス路２９に、チェック弁２８と並列に、減衰バルブユニット１０の導入ポートＰ３から制御用油ｆを、連通部２７を介して一対の制御用シリンダユニット１９，１９の流出入ポートＰ４，Ｐ４へ順次に戻すためのリターンバルブ３０を設けたので、地震終息後など、シリンダユニット４及び一対の制御用シリンダユニット１９，１９を、円滑に作動前の中立状態に復帰させることができる。

【0112】

図６には、上記実施形態の変形例が示されている。この変形例では、戻し手段は、バネ座１５と弁体１４との間に調圧バネ１６と重ねて設けられ、制御用油ｆを制御用油供給系２６へ流出させるように、調圧バネ１６にバネ座１５を押圧させるシム３３で構成される。

【0113】

シム３３は、隙間調整用の部品として周知であって、このシム３３を調圧バネ１６に重ねて設けて微調整を行うことにより、異なるバネ特性の調圧バネ１６に変更することなく、シム３３の厚みで調圧バネの初期バネ特性を設定・変更することができ、制御用油ｆを適切に制御用油供給系２６へ戻して、制御用シリンダユニット１９を初期状態に復帰させることができる。

【0114】

図示例では、シム３３は、弁体１４と調圧バネ１６との間に３枚重ねて設けられているが、バネ座１５と調圧バネ１６との間に設けてもよく、その枚数も問われない。

【0115】

シム３３は、上記実施形態の戻し手段としての調圧バネと組み合わせて設けるようにしてもよい。このような変形例であっても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することはもちろんである。

【0116】

図７には、上記実施形態の他の変形例が示されている。この変形例では、戻し手段は、調圧バネ１６のバネ定数よりも小さなバネ定数で形成され、バネ座１５と弁体１４との間に調圧バネ１６と並列に設けられ、制御用油ｆを制御用油供給路２６へ流出させるように、弁体１４側からバネ座１５を押圧する戻しバネ３４で構成される。

【0117】

戻しバネ３４は、調圧バネ１６独自によるエネルギ吸収作用を妨げないように、当該調圧バネ１６のバネ定数よりも小さなバネ定数、すなわちバネ力が弱いバネとされる。

【0118】

戻しバネ３４は、シリンダユニット４の作動中は、調圧バネ１６の作用とはほとんど無関係に伸び縮み変形される一方で、地震が終息するなどしてシリンダユニット４が動作を終え非作動状態になった後では、調圧バネ１６の弾性復原で戻されるバネ座１５が導入ポートＰ３を完全に封鎖する位置まで戻っておらず、したがって、制御用ピストンロッド２２も完全に元の位置に戻っていない状態のときに、弱いバネ力で徐々にバネ座１５を導入ポートＰ３へと押圧し、制御用油ｆを適切に制御用油供給系２６へ戻して、制御用シリンダユニット１９を初期状態に復帰させることができる。

【0119】

戻しバネ３４は、上記実施形態の戻し手段としての調圧バネ１６に組み合わせて設けてもよいし、さらには上記シム３３に組み合わせてもよい。このような変形例であっても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することはもちろんである。

【0120】

リターンバルブ３０は、制御用油ｆが常時、微少量流通する設定としておき、制御用油ｆが導入ポートＰ３へ向けて流入している間も、当該微少量が制御用シリンダユニット１９へ戻されるようにしてもよい。

【0121】

この微少量は、例えば地震の終息後、５～１０分程度の短時間ですべて制御用油ｆが制御用シリンダユニット１９へ戻すことができ、かつ、オイルダンパシステム１の作動時は、バルブボディ１３内に適切な油圧を発生させることができるように設定することが望ましい。

【符号の説明】

【0122】

１ オイルダンパシステム
２ 地盤
３ 建物
４ ユニフロー型のシリンダユニット
５ 外側シリンダ
７ 内側シリンダ
８ ピストン
９ ピストンロッド
１０ 減衰バルブユニット
１４ 弁体
１５ バネ座
１６ 調圧バネ
１８ 伝達部材
１９ 制御用シリンダユニット
２２ 制御用ピストンロッド
２６ 制御用油供給系
３３ シム
３４ 戻しバネ
Ｆ 作動油
ｆ 制御用油
Ｓ 所定出没ストローク量
Ｒ１ 作動油流出室
Ｒ２ 作動油流入室

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】