特開 2023-161343 圧力モータ式マスダンパ

(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】P2023161343

(43)【公開日】2023-11-07

(54)【発明の名称】圧力モータ式マスダンパ

(51)【国際特許分類】

   F16F 9/504 20060101AFI20231030BHJP

   F16F 15/023 20060101ALI20231030BHJP

   F16F 15/02 20060101ALI20231030BHJP

   F16F 9/20 20060101ALI20231030BHJP

   F16F 9/32 20060101ALI20231030BHJP

【ＦＩ】

F16F9/504

F16F15/023 A

F16F15/02 C

F16F9/20

F16F9/32 T

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022071682

(22)【出願日】2022-04-25

(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

(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】中南 滋樹

(72)【発明者】

【氏名】田中 久也

(72)【発明者】

【氏名】尾家 直樹

【テーマコード（参考）】

3J048

3J069

【Ｆターム（参考）】

3J048AA06

3J048AC04

3J048AD06

3J048BF14

3J048EA38

3J069AA55

3J069CC33

3J069EE64

(57)【要約】

【課題】一方向圧力モータを適用し、十分な振動抑制効果を得ることができる圧力モータ式マスダンパを提供する。
【解決手段】本発明による圧力モータ式マスダンパ１は、作動油ＨＦが充填されたシリンダ２内を摺動するピストン３と、ピストン３をバイパスし、第１及び第２流体室２ｅ、２ｆに連通する第１連通路４と、第１連通路４と並列の第２連通路７と、作動油ＨＦがハウジング６内を入口６ａから出口６ｂに向かう一方向に流動するときに、作動油ＨＦの流動を出力軸８の回転運動に変換する歯車モータ５と、出力軸８によって回転駆動され、振動抑制効果を発揮するフライホイール９と、第１連通路４及びハウジング６の入口６ａに接続された高圧側通路２３と、ハウジング６の出口６ｂ及び第２連通路７に接続された低圧側通路２４と、第１連通路４に配置された一対の第１逆止弁２１、２１と、第２連通路７に配置された一対の第２逆止弁２２、２２を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

作動流体が充填されたシリンダと、
当該シリンダ内に摺動自在に設けられ、前記シリンダ内を第１流体室と第２流体室に区画するピストンと、
当該ピストンをバイパスし、前記第１及び第２流体室に連通する第１連通路と、
両端部においてそれぞれ第１接続部を介して前記第１連通路に並列に接続された第２連通路と、
作動流体の入口及び出口を有するハウジング、及び当該ハウジングに収容された回転体を有し、作動流体が前記ハウジング内を前記入口から前記出口に向かう一方向に流動するときに、作動流体の流動を前記回転体の回転運動に変換する圧力モータと、
前記回転体によって回転駆動され、振動抑制効果を発揮するフライホイールと、
一端部が第２接続部を介して前記第１連通路に接続され、他端部が前記ハウジングの前記入口に接続された高圧側通路と、
一端部が前記ハウジングの前記出口に接続され、他端部が第３接続部を介して前記第２連通路に接続された低圧側通路と、
前記第１連通路において前記第１接続部の各々と前記第２接続部との間にそれぞれ配置され、前記第１接続部側の圧力が高圧側の所定の圧力状態になったときに開弁する一対の開閉弁と、
前記第２連通路において前記第３接続部と前記第１接続部の各々との間にそれぞれ配置され、前記第３接続部側から前記第１接続部側への作動流体の流動のみを許容する一対の逆止弁と、
を備えることを特徴とする圧力モータ式マスダンパ。

【請求項2】

前記ハウジングは、作動流体を排出するためのドレン通路を有し、
一端部が前記ドレン通路に連通し、他端部が前記第２連通路に接続されたドレン配管をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の圧力モータ式マスダンパ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、構造物などの制震用や免震用として、構造物の振動に伴って発生する作動流体の圧力を回転マスの回転運動に変換する圧力モータを用いた圧力モータ式マスダンパに関する。

【背景技術】

【0002】

従来の圧力モータ式マスダンパとして、例えば特許文献１に開示された歯車モータ式のものが知られている。このマスダンパは、作動油が充填されたシリンダと、シリンダ内に摺動自在に設けられ、シリンダ内を第１及び第２流体室に区画するピストンと、ピストンをバイパスし、第１及び第２流体室に連通する連通路と、連通路に配置された歯車モータと、歯車モータの出力ギヤに連結されたフライホイールを備える。歯車モータは、一対の出入口を介して連通路に連通するハウジングと、ハウジングに収容され、互いに噛み合う回転自在の入力ギヤ及び出力ギヤを有し、一対の出入口間における作動油の双方向の流動を許容するように構成されている。

【0003】

この構成では、振動に伴う構造物の２つの部位間の相対変位がシリンダとピストンの間に伝達され、ピストンがシリンダに対して一方の方向に移動すると、作動油が例えば第１流体室側から連通路に流入し、歯車モータのハウジング内を一方の出入口から他方の出入口に向かって流動する。これとは逆に、ピストンがシリンダに対して他方の方向に移動すると、作動油の流動方向が逆になり、作動油が第２流体室側から連通路に流入し、歯車モータのハウジング内を他方の出入口から一方の出入口に向かって流動する。そして、作動油がハウジング内の一方又は他方のいずれの方向に流動する場合にも、作動油の圧力が歯車モータの出力ギヤの回転運動に変換され、フライホイールが回転駆動されることによって、振動抑制効果が発揮される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－９４６８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述した従来のマスダンパでは、圧力モータ（歯車モータ）として、一対の出入口の間で作動油の双方向の流動が許容されるタイプのもの（以下「双方向圧力モータ」という）が用いられている。一方、市販の圧力モータには、このような双方向圧力モータの他に、入口から出口に向かう一方向のみの作動油の流動が許容されるタイプの圧力モータ（又は圧力ポンプ）（以下「一方向圧力モータ」という）がある。一方向圧力モータは、双方向圧力モータと比較して、安価かつ一般的であるため、マスダンパに同様に適用できることが好ましい。

【0006】

しかし、上述したマスダンパでは、ピストンがシリンダ内を往復動し、その移動方向が反転するのに伴い、歯車モータに対する高圧側と低圧側が逆転し、連通路における作動油の流動方向が反転する。このため、双方向圧力モータに代えて一方向圧力モータを用いた場合、ハウジングの入口側が高圧になったときには、入口から出口に向かって作動油が流動するのに応じて、出力ギヤ及びフライホイールが回転駆動され、振動抑制効果が得られる。一方、ハウジングの出口側が高圧になったときには、ハウジング内を作動油が流動せず、出力ギヤ及びフライホイールが回転しないことで、振動抑制効果を得ることができず、全体として振動抑制効果が断続的で不十分になってしまう。

【0007】

また、圧力モータ式のマスダンパには、長時間の作動などに伴って上昇したハウジング内の圧力を逃がすために、作動油を排出するためのドレン通路がハウジング内に設けられる場合がある。この場合には、ドレン通路にドレン配管を接続するとともに、ドレン配管の他端部をマスダンパの適当な低圧状態の部分に配置することで、圧力を逃がすことが可能である。しかし、上述した従来のマスダンパでは、例えば連通路における圧力モータの両側の部分は、ピストンの往復動に伴い、高圧状態と低圧状態が交互に繰り返し発生するため、この部分にドレン配管を単純に配置することができず、他の部分に格別に配置することが必要になるという問題もある。

【0008】

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、一方向のみの作動流体の流動が許容される圧力モータを適用し、十分な振動抑制効果を得ることができる圧力モータ式マス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に係る発明による圧力モータ式マスダンパは、作動流体が充填されたシリンダと、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流体室に連通する第１連通路と、両端部においてそれぞれ第１接続部を介して第１連通路に並列に接続された第２連通路と、作動流体の入口及び出口を有するハウジング、及びハウジングに収容された回転体を有し、作動流体がハウジング内を入口から出口に向かう一方向に流動するときに、作動流体の流動を回転体の回転運動に変換する圧力モータと、回転体によって回転駆動され、振動抑制効果を発揮するフライホイールと、一端部が第２接続部を介して第１連通路に接続され、他端部がハウジングの入口に接続された高圧側通路と、一端部がハウジングの出口に接続され、他端部が第３接続部を介して第２連通路に接続された低圧側通路と、第１連通路において第１接続部の各々と第２接続部との間にそれぞれ配置され、第１接続部側の圧力が高圧側の所定の圧力状態になったときに開弁する一対の開閉弁と、第２連通路において第３接続部と第１接続部の各々との間にそれぞれ配置され、第３接続部側から第１接続部側への作動流体の流動のみを許容する一対の逆止弁と、を備えることを特徴とする。

【0010】

本発明の圧力モータ式マスダンパは、ハウジング内の入口から出口に向かう一方向のみの作動流体の流動が許容されるタイプの圧力モータ（以下、適宜「一方向圧力モータ」という）を備える。また、一方向圧力モータを適用するために、上記のように構成された各種の構成要素を備える。具体的には、第１連通路に並列に接続された第２連通路と、第１連通路とハウジングの入口に接続された高圧側通路と、ハウジングの出口と第２連通路に接続された低圧側通路と、第１連通路に配置された一対の開閉弁と、第２連通路に配置された一対の逆止弁などを備える。

【0011】

この構成によれば、例えば振動に伴って発生する相対変位がシリンダ及びピストンに伝達されると、ピストンがシリンダ内を往復動し、それに伴い、作動流体は、シリンダの第１及び第２流体室の一方から流出し、圧力モータ内を流動した後、第１及び第２流体室の他方に流入する（戻る）。

【0012】

具体的には、ピストンが例えば第１流体室側に移動するときには、第１流体室側の逆止弁により第２連通路側への作動流体の流れが阻止されるとともに、第１接続部側の圧力が高圧側の所定の圧力状態になったときに第１流体室側の開閉弁が開弁することによって、作動流体は、高圧側の第１流体室から第１接続部及び開閉弁を介して、第１連通路の中央側に流れる。また、第２流体室側の開閉弁が閉弁状態にあるため、作動流体は、第２接続部を介して高圧側通路に導入され、さらに圧力モータのハウジングに入口から流入し、ハウジング内を出口に向かって流動する。

【0013】

このようにハウジング内を流動するときの作動流体の圧力が圧力モータの回転体の回転運動に変換され、フライホイールが回転駆動されることによって、マスダンパによる振動抑制効果が発揮される。その後、作動流体は、ハウジングの出口から低圧側通路に流出し、第３接続部を介して第２連通路に流れた後、低圧側である第２流体室側の逆止弁が開弁することによって、第２流体室に戻る。

【0014】

一方、上記とは逆に、ピストンが第２流体室側に移動するときには、第２流体室側の逆止弁により第２連通路側への作動流体の流れが阻止されるとともに、第１接続部側の圧力が高圧側の所定の圧力状態になったときに第２流体室側の開閉弁が開弁することによって、作動流体は、高圧側の第２流体室から第１接続部及び開閉弁を介して、第１連通路の中央側に流れる。また、第１流体室側の開閉弁が閉弁状態にあるため、ピストンが第１流体室側に移動する場合と同様、作動流体は、第２接続部を介して高圧側通路に導入され、さらに圧力モータのハウジングに入口から流入し、ハウジング内を出口に向かって流動する。

【0015】

これにより、作動流体の圧力が回転体の回転運動に変換され、フライホイールが回転駆動されることで、振動抑制効果が発揮される。その後、作動流体は、ハウジングの出口から低圧側通路に流出し、第３接続部を介して第２連通路に流れた後、低圧側である第１流体室側の逆止弁が開弁することによって、第１流体室に戻る。

【0016】

以上のように、本発明によれば、一方向圧力モータを用いた場合において、ピストンが第１流体室又は第２流体室のいずれの側に移動するときでも、作動流体を、圧力モータのハウジング内の入口から出口に向かう一方向に流動させることができる。これにより、往復動中のピストンの移動方向にかかわらず、常時、作動流体の圧力を回転体の回転運動に変換し、フライホイールを回転駆動することができる。以上により、一方向圧力モータを適用し、十分な振動抑制効果を得ることができる。

【0017】

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の圧力モータ式マスダンパにおいて、ハウジングは、作動流体を排出するためのドレン通路を有し、一端部がドレン通路に連通し、他端部が第２連通路に接続されたドレン配管をさらに備えることを特徴とする。

【0018】

上述したように、本発明のマスダンパでは、第２連通路は、ピストンの移動方向にかかわらず、常時、圧力モータの下流側に相当し、フライホイールの回転運動が圧力モータに駆動力として作用する状態以外のほとんどの状態で、低圧状態に保たれる。したがって、圧力モータのハウジング内の圧力が上昇したときに、ハウジング内の作動流体を、ドレン通路及びドレン配管を介して、ほとんどの状態で低圧状態にある第２連通路に円滑に排出し、圧力を逃がすことによって、ハウジング内の過度の高圧化を防止することができる。また、ドレン配管をその付近に存在する第２連通路に単純に接続するだけでよく、他の部分への格別な配置は不要になる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の第１実施形態によるマスダンパを一部、切り欠いて示す縦断面図である。

【図2】図１のマスダンパにおいて、ピストンが第２流体室側に移動するときの動作を示す縦断面図である。

【図3】図１のマスダンパにおいて、ピストンが第１流体室側に移動するときの動作を示す縦断面図である。

【図4】本発明の第２実施形態によるマスダンパを一部、切り欠いて示す縦断面図である。

【図5】図４のマスダンパにおいて、ピストンが第２流体室側に移動するときの動作を示す縦断面図である。

【図6】図４のマスダンパにおいて、ピストンが第１流体室側に移動するときの動作を示す縦断面図である。

【図7】第２実施形態の変形例によるマスダンパを、その動作とともに示す縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

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詳細に説明する。図１に示すように、本発明の第１実施形態によるマスダンパ１は、シリンダ２と、シリンダ２内に摺動自在に設けられたピストン３と、ピストン３をバイパスし、シリンダ２内に連通する第１連通路４と、両端部において各第１接続部４ａを介して第１連通路４に並列に接続された第２連通路７と、第１連通路４と第２連通路７の間に配置された、圧力モータとしての歯車モータ５と、歯車モータ５の出力軸８に連結されたフライホイール９と、第１連通路４に配置された一対の第１逆止弁２１、２１と、第２連通路７に配置された一対の第２逆止弁２２、２２などを備える。

【0021】

シリンダ２は、円筒状の周壁２ａと、周壁２ａの両端部に設けられた第１及び第２端壁２ｂ、２ｃを一体に有し、これらの３つの壁２ａ～２ｃによって、シリンダ２の内部空間が画成されている。第１端壁２ｂには、ロッド収容室２ｇを有する突出部２ｄが同心状に一体に設けられ、その端部には、自在継手を介して第１取付具ＦＬ１が設けられている。

【0022】

ピストン３は、シリンダ２内に軸線方向に摺動自在に設けられており、シリンダ２の内部空間を第１流体室２ｅと第２流体室２ｆに区画している。第１及び第２流体室２ｅ、２ｆと第１及び第２連通路４、７には、作動油ＨＦが充填されている。作動油ＨＦは、適度な粘性を有する通常のものである。

【0023】

ピストン３には、ピストンロッド１０が同心状に一体に設けられている。ピストンロッド１０は、ピストン３から軸線方向の両側に延びるとともに、第２端壁２ｃの側では、そのロッド案内孔を液密に貫通し、外方に延びており、その外端部には、自在継手を介して第２取付具ＦＬ２が設けられている。また、ピストンロッド１０は、第１端壁２ｂの側では、そのロッド案内孔を液密に貫通し、突出部２ｄのロッド収容室２ｇ内に延びており、その端部にピストン部アキュムレータ３１が設けられている。

【0024】

ピストン部アキュムレータ３１は、作動油ＨＦの温度膨張などによる圧力を蓄えるためのものであり、ピストンロッド１０の端部に形成された中空のケーシング部３２と、ケーシング部３２内に摺動自在に設けられ、ピストン３側に油室３３を画成するピストン３４と、ピストン３４を油室３３側に付勢するセットばね３５を有する。また、ピストンロッド１０には、これに沿ってロッド連通孔１０ａが形成されている。ロッド連通孔１０ａは、一端部において油室３３に連通し、他端部側はピストン３の中央まで延びている。

【0025】

一方、ピストン３には、軸線方向に貫通し、第１及び第２流体室２ｅ、２ｆに連通する第１及び第２連通孔と、第１及び第２連通孔をつなぐように上下方向に延び、ロッド連通孔１０ａに連通する第３連通孔が形成されている。第１連通孔には、第３連通孔の両側に、逆止弁３６、３６が設けられている。各逆止弁３６は、第３連通孔側から第１又は第２流体室２ｅ、２ｆ側への作動油ＨＦの流れのみを許容するように構成されている。また、第２連通孔には、第３連通孔の両側に、オリフィス３７、３７が設けられている。

【0026】

以上の構成では、作動油ＨＦの温度上昇などに伴ってシリンダ２内の作動油ＨＦの圧力が上昇すると、作動油ＨＦが、第１及び第２流体室２ｅ、２ｆから、ピストン３の第２連通孔、オリフィス３７、３７、第３連通孔、及びロッド連通孔１０ａを介して、ピストン部アキュムレータ３１の油室３３に緩やかに流入する。これに伴い、ピストン３４を介してセットばね３５が圧縮されることによって、作動油ＨＦの圧力がピストン部アキュムレータ３１に蓄えられ、それにより、温度上昇などによる作動油ＨＦの圧力上昇に起因する不具合が回避される。

【0027】

また、ピストン３には、軸線方向に貫通するリリーフ用の２つの連通路３ｄ、３ｅが形成されている。これらの連通路３ｄ、３ｅには、第１リリーフ弁１１及び第２リリーフ弁１２が、それぞれ設けられている。第１及び第２リリーフ弁１１、１２は、互いに同じ構成を有し、常閉弁として構成されており、弁体と、弁体を閉弁方向に付勢するばねを有する。

【0028】

第１リリーフ弁１１は、第１流体室２ｅ内の作動油ＨＦの圧力が所定圧に達するまで、連通路３ｄを閉鎖し、所定圧に達したときに、連通路３ｄを開放する。これにより、第１流体室２ｅ内の圧力が、連通路３ｄを介して第２流体室２ｆ側に逃がされ、所定圧以下に制限される。同様に、第２リリーフ弁１２は、第２流体室２ｆ内の圧力が所定圧に達するまで、連通路３ｅを閉鎖し、所定圧に達したときに、連通路３ｅを開放する。これにより、第２流体室２ｆ内の圧力が、連通路３ｅを介して第１流体室２ｅ側に逃がされ、所定圧以下に制限される。

【0029】

歯車モータ５は、内接式のものであり、入口６ａ及び出口６ｂを有するハウジング６と、ハウジング６に収容され、互いに噛み合う回転自在の入力ギヤ及び出力ギヤ（いずれも図示せず）と、出力ギヤに一体に設けられた出力軸８を有する。歯車モータ５は、ハウジング６内の入口６ａから出口６ｂに向かう作動油ＨＦの一方向のみの流動を許容するように構成されている。ハウジング６の入口６ａには高圧側通路２３の一端部が接続され、高圧側通路２３の他端部は、第２接続部４ｂを介して第１連通路４に接続されている。また、ハウジング６の出口６ｂには低圧側通路２４の一端部が接続され、低圧側通路２４の他端部は、第３接続部７ａを介して第２連通路７に接続されている。

【0030】

前記一対の第１逆止弁２１、２１はそれぞれ、第１連通路４の各第１接続部４ａと第２接続部４ｂの間に配置され、第１接続部４ａ側から第２接続部４ｂ側（第１連通路４の端部側から中央側）への作動油ＨＦの流れのみを許容するように構成されている。また、前記一対の第２逆止弁２２、２２はそれぞれ、第２連通路７の各第１接続部４ａと第３接続部７ａの間に配置され、第３接続部７ａ側から第１接続部４ａ側（第２連通路７の中央側から端部側）への作動油ＨＦの流れのみを許容するように構成されている。

【0031】

また、ハウジング６内には、作動油ＨＦを排出するためのドレン通路（図示せず）が設けられている。このドレン通路にドレン配管２５の一端部が連通し、ドレン配管２５の他端部は第２連通路７に接続されている。

【0032】

フライホイール９は、比重が比較的大きな材料、例えば鋼材などで構成され、例えば円板状に形成されており、歯車モータ５の出力軸８に同軸状に一体に設けられている。

【0033】

以上の構成のマスダンパ１は、図示しないが、例えば構造物内の相対変位する２つの部位（例えば上梁と下梁）の間に、第１及び第２取付具ＦＬ１、ＦＬ２を介して取り付けられ、制震装置として用いられる。以下、マスダンパ１の動作について説明する。

【0034】

地震時などに構造物が振動し、２つの部位間に相対変位が発生すると、ピストン３がシリンダ２に対して往復動する。例えば図２に大きな矢印で示すように、ピストン３が第２流体室２ｆ側に移動するときには、第２流体室２ｆ側の第２逆止弁２２により作動油ＨＦの流れが阻止されるとともに、第２流体室２ｆ側の第１逆止弁２１により作動油ＨＦの流れが許容されることによって、作動油ＨＦは、高圧側の第２流体室２ｆから第１接続部４ａ及び開弁状態の第１逆止弁２１を介して、第１連通路４の中央側に流れる。また、第１流体室２ｅ側の第１逆止弁２１により作動油ＨＦの流れが阻止されることによって、作動油ＨＦは、第２接続部４ｂを介して高圧側通路２３に導入され、さらに歯車モータ５のハウジング６に入口６ａから流入し、ハウジング６内を出口６ｂに向かって流動する。

【0035】

このようにハウジング６内を流動するときの作動油ＨＦの圧力が歯車モータ５の入力ギヤ及び出力ギヤの回転運動に変換され、出力軸８と一体のフライホイール９が回転駆動されることによって、振動抑制効果が発揮される。その後、作動油ＨＦは、ハウジング６の出口６ｂから低圧側通路２４に流出し、第３接続部７ａを介して第２連通路７に流れた後、低圧側である第１流体室２ｅ側の第２逆止弁２２が開弁することによって、第１流体室２ｅに戻る。

【0036】

一方、上記とは逆に、図３に大きな矢印で示すように、ピストン３が第１流体室２ｅ側に移動するときには、第１流体室２ｅ側の第２逆止弁２２により作動油ＨＦの流れが阻止され、第１流体室２ｅ側の第１逆止弁２１により作動油ＨＦの流れが許容されることによって、作動油ＨＦは、高圧側の第１流体室２ｅから第１接続部４ａ及び開弁状態の第１逆止弁２１を介して、第１連通路４の中央側に流れる。また、第２流体室２ｆ側の第１逆止弁２１により作動油ＨＦの流れが阻止されることによって、上記の場合と同様、作動油ＨＦは、第２接続部４ｂを介して高圧側通路２３に導入され、さらに歯車モータ５のハウジング６に入口６ａから流入し、ハウジング６内を出口６ｂに向かって流動する。

【0037】

これにより、作動油ＨＦの圧力が入力ギヤ及び出力ギヤの回転運動に変換され、出力軸８と一体のフライホイール９が回転駆動されることによって、振動抑制効果が発揮される。その後、作動油ＨＦは、ハウジング６の出口６ｂから低圧側通路２４に流出し、第３接続部７ａを介して第２連通路７に流れた後、低圧側である第２流体室２ｆ側の第２逆止弁２２が開弁することによって、第２流体室２ｆに戻る。

【0038】

以上のように、本実施形態によれば、圧力モータとして、作動油ＨＦの一方向のみの流動を許容するように構成された歯車モータ５を用いた場合において、ピストン３が第１流体室２ｅ又は第２流体室２ｆのいずれの側に移動するときでも、作動油ＨＦを、歯車モータ５のハウジング６内の入口６ａから出口６ｂに向かう一方向に流動させることができる。これにより、往復動中のピストン３の移動方向にかかわらず、常時、作動油ＨＦの圧力を入力ギヤ及び出力ギヤの回転運動に変換し、フライホイール９を回転駆動することができる。以上により、圧力モータとして、一方向のみの作動油ＨＦの流動が許容される歯車モータを適用し、十分な振動抑制効果を得ることができる。

【0039】

また、第２連通路７は、ピストン３の移動方向にかかわらず、常時、歯車モータ５の下流側に相当し、フライホイールの回転運動が圧力モータに駆動力として作用する状態以外のほとんどの状態で、低圧状態に保たれる。したがって、例えば長周期地震動入力による構造物の応答などに伴い、マスダンパ１及び歯車モータ５が長時間、作動することによって、歯車モータ５のハウジング６内の圧力が上昇したときに、ハウジング６内の作動油ＨＦを、ドレン通路及びドレン配管２５を介して、ほとんどの状態で低圧状態にある第２連通路７に円滑に排出し、圧力を逃がすことによって、ハウジング６内の過度の高圧化を防止することができる。また、ドレン配管２５をその付近に存在する第２連通路７に単純に接続するだけでよく、他の部分への格別な配置は不要になる。

【0040】

次に、図４～図６を参照しながら、本発明の第２実施形態によるマスダンパ５１について説明する。同図において、上述した第１実施形態のマスダンパ１と同じ又は同等の構成要素については、同じ符号を付している。このマスダンパ５１は、主として免震装置に適用すべく軸線方向の長さを短縮するために、ピストンの一方の側にのみピストンロッドが配置される点などが、第１実施形態のマスダンパ１と異なる。

【0041】

図４に示すように、マスダンパ５１は、インナーシリンダ５２と、インナーシリンダ５２の外側のアウターシリンダ６１と、インナーシリンダ５２内に摺動自在に設けられ、両側に第１及び第２流体室５２ｅ、５２ｆを区画するピストン５３と、ピストン５３と一体のピストンロッド６０を備える。

【0042】

アウターシリンダ６１は、インナーシリンダ５２の全体を取り囲んでおり、円筒状の周壁６１ａと、その両端部に設けられた板状の第１及び第２端壁６１ｂ、６１ｃを一体に有し、第１端壁６１ｂは、インナーシリンダ５２の第１端壁５２ｂに接した状態で固定されている。一方、インナーシリンダ５２及びアウターシリンダ６１の周壁５２ａ、６１ａの間と第２端壁５２ｃ、６１ｃの間には、空間が画成され、この空間がタンク室６２になっている。タンク室６２には、最上部に空気層Ａを残した状態で、作動油ＨＦが貯留されている。アウターシリンダ６１の第２端壁６１ｃには、自在継手（図示せず）を介して第２取付具ＦＬ２が設けられている。

【0043】

ピストンロッド６０は、ピストン５３から第１流体室５２ｅ側にのみ設けられており、インナーシリンダ５２及びアウターシリンダ６１の第１端壁５２ｂ、６１ｂを液密に貫通して外方に延び、その外端部には、自在継手（図示せず）を介して第１取付具ＦＬ１が設けられている。

【0044】

ピストン５３には、軸線方向に貫通する４つの連通路が形成されている。これらの連通路にはそれぞれ、第１調圧弁６３、第１リリーフ弁６４、第２調圧弁６５及び第２リリーフ弁６６が設けられている。これらの弁６３～６６はいずれも、常閉弁として構成されており、連通路を開閉する弁体と、弁体を閉弁方向に付勢するばねを有する。

【0045】

第１調圧弁６３は、第１流体室５２ｅ内の圧力が第１所定圧に達したときに開弁し、作動油ＨＦを第２流体室５２ｆ側に流出させることで、第１流体室５２ｅ内の圧力を調整する。第１リリーフ弁６４は、第１流体室５２ｅ内の圧力が第１所定圧よりも高い第２所定圧に達したときに開弁し、作動油ＨＦを第２流体室５２ｆ側に逃がすことで、第１流体室５２ｅ内の圧力を第２所定圧以下に制限する。

【0046】

上記とは逆に、第２調圧弁６５は、第２流体室５２ｆ内の圧力が第１所定圧に達したときに開弁することで、第２流体室５２ｆ内の圧力を調整し、第２リリーフ弁６６は、第２流体室５２ｆ内の圧力が第２所定圧に達したときに開弁することで、第２流体室５２ｆ内の圧力を第２所定圧以下に制限する。

【0047】

また、インナーシリンダ５２の第２端壁５２ｃには、軸線方向に貫通し、第２流体室５２ｆ及びタンク室６２に連通する２つの連通路が形成され、これらの連通路にはそれぞれ、上記の弁６３～６６と同様に構成された第３調圧弁６７及び第３リリーフ弁６８が設けられている。第３調圧弁６７は、第２流体室５２ｆ内の圧力が第１所定圧に達したときに開弁し、作動油ＨＦをタンク室６２側に流出させることで、第２流体室５２ｆ内の圧力を調整し、第３リリーフ弁６８は、第２流体室５２ｆ内の圧力が第２所定圧に達したときに開弁し、作動油ＨＦをタンク室６２側に逃がすことで、第２流体室５２ｆ内の圧力を第２所定圧以下に制限する。

【0048】

さらに、インナーシリンダ５２の第２端壁５２ｃには、軸線方向に貫通する２つの連通孔が形成されており、これらの連通孔は逆止弁６９によって開閉される。逆止弁６９は、連通孔を開閉する弁体６９ａ、６９ａと、弁体６９ａを連通孔側に付勢するばね６９ｂで構成されており、それにより、タンク室６２側から第２流体室５２ｆ側への作動油ＨＦの流れのみを許容する。

【0049】

マスダンパ５１の他の構成要素である第１連通路４、歯車モータ５、第２連通路７、フライホイール９、一対の第１逆止弁２１及び第２逆止弁２２、高圧側通路２３、低圧側通路２４及びドレン配管２５は、第１実施形態のマスダンパ１と同様に構成されている。このため、後述するように、ピストン５３がシリンダ５２に対して往復動するときの歯車モータ５の動作は、第１実施形態のマスダンパ１と同じである。

【0050】

以上の構成のマスダンパ５１は、図示しないが、例えば、構造物と地盤の間に第１及び第２取付具ＦＬ１、ＦＬ２を介して取り付けられ、免震装置として用いられる。以下、マスダンパ５１の動作について説明する。

【0051】

地震時などに構造物が振動し、構造物と地盤の間に相対変位が発生すると、ピストン５３がシリンダ５２に対して往復動する。このときの歯車モータ５の動作は、第１実施形態のマスダンパ１と同じである。例えば図５に大きな矢印で示すように、ピストン５３が第２流体室５２ｆ側に移動するとき（ピストンロッド６０の収縮時）には、第２流体室５２ｆ側の第２逆止弁２２と第１流体室５２ｅ側の第１逆止弁２１が閉弁状態にあり、第２流体室５２ｆ側の第１逆止弁２１が開弁状態にあるため、作動油ＨＦは、高圧側の第２流体室５２ｆから第１接続部４ａ及び開弁状態の第１逆止弁２１を介して、第１連通路４の中央側に流れた後、第２接続部４ｂを介して高圧側通路２３に導入され、さらに歯車モータ５のハウジング６に入口６ａから流入し、ハウジング６内を出口６ｂに向かって流動する。

【0052】

この流動による作動油ＨＦの圧力が歯車モータ５の入力ギヤ及び出力ギヤの回転運動に変換され、フライホイール９が回転駆動されることで、振動抑制効果が発揮される。その後、作動油ＨＦは、ハウジング６の出口６ｂから低圧側通路２４に流出し、第３接続部７ａを介して第２連通路７に流れた後、低圧側である第１流体室５２ｅ側の第２逆止弁２２を介して、第１流体室５２ｅに戻る。この場合、第１及び第２流体室５２ｅ、５２ｆの間の断面積の差異による、第２流体室５２ｆの余剰分の作動油ＨＦは、第３調圧弁６７が開弁することによって、第２流体室５２ｆからタンク室６２に排出される。

【0053】

一方、図６に大きな矢印で示すように、ピストン５３が第１流体室５２ｅ側に移動するとき（ピストンロッド６０の伸長時）には、第１流体室５２ｅ側の第２逆止弁２２と第２流体室５２ｆ側の第１逆止弁２１が閉弁状態にあり、第１流体室５２ｅ側の第１逆止弁２１が開弁状態にあるため、作動油ＨＦは、高圧側の第１流体室５２ｅから第１接続部４ａ及び開弁状態の第１逆止弁２１を介して、第１連通路４の中央側に流れた後、上述したピストン５３が第２流体室５２ｆ側に移動する場合と同様、第２接続部４ｂを介して高圧側通路２３に導入され、さらに歯車モータ５のハウジング６に入口６ａから流入し、ハウジング６内を出口６ｂに向かって流動する。

【0054】

この流動による作動油ＨＦの圧力が歯車モータ５の入力ギヤ及び出力ギヤの回転運動に変換され、フライホイール９が回転駆動されることで、振動抑制効果が発揮される。その後、作動油ＨＦは、ハウジング６の出口６ｂから低圧側通路２４に流出し、第３接続部７ａを介して第２連通路７に流れた後、低圧側である第２流体室５２ｆ側の第２逆止弁２２を介して、第２流体室５２ｆに戻る。この場合、ピストンロッド６０の有無に応じた第１及び第２流体室５２ｅ、５２ｆの間の断面積の差異による、第２流体室５２ｆの不足分の作動油ＨＦは、逆止弁６９が開弁することによって、タンク室６２から第２流体室５２ｆに補充される。

【0055】

以上のように、第２実施形態によれば、第１実施形態と同様、圧力モータとして、作動油ＨＦの一方向のみの流動を許容するように構成された歯車モータ５を用いた場合において、ピストン５３が第１流体室５２ｅ又は第２流体室５２ｆのいずれの側に移動するときでも、作動油ＨＦを、歯車モータ５のハウジング６内の入口６ａから出口６ｂに向かう一方向に流動させることができる。これにより、往復動中のピストン５３の移動方向にかかわらず、常時、作動油ＨＦの圧力を入力ギヤ及び出力ギヤの回転運動に変換し、フライホイール９を回転駆動することによって、十分な振動抑制効果を得ることができる。

【0056】

また、歯車モータ５のハウジング６内の圧力が上昇したときに、ハウジング６内の作動油ＨＦを、ドレン通路及びドレン配管２５を介して、ほとんどの状態で低圧状態にある第２連通路７に円滑に排出し、圧力を逃がすことによって、ハウジング６内の過度の高圧化を防止することができる。また、このような効果を、ドレン配管２５をその付近に存在する第２連通路７に単純に接続するだけで容易に得ることができる。

【0057】

図７は、上述した第２実施形態の変形例によるマスダンパ５１Ａを示す。同図において、第２実施形態のマスダンパ５１と同じ構成要素については、同じ符号を付している。このマスダンパ５１Ａは、マスダンパ５１に対し、ドレン配管７５の一端部を歯車モータ５のハウジング６のドレン通路に接続し、他端部をタンク室６２に挿入したものである。他の構成は、第２実施形態と同じである。

【0058】

この変形例では、ピストン５３の移動に伴い、同図に矢印で示すような第２実施形態と同様の作動油ＨＦの流れと歯車モータ５の動作が得られる。また、ハウジング６内の作動油ＨＦの圧力が上昇したときに、作動油ＨＦがドレン配管７５を介して、大気状態にあるタンク室６２に逃がされることによって、ハウジング６内の高圧化が防止される。

【0059】

なお、本発明は、説明した実施形態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、実施形態では、第１連通路４の各第１接続部４ａと第２接続部４ｂの間にそれぞれ、一対の開閉弁として、第１接続部側４ａから第２接続部４ｂ側への作動油ＨＦの流れのみを許容する逆止弁（第１逆止弁２１）が設けられている。これに限らず、開閉弁として、逆止弁に代えて、例えば第１連通路４の第１接続部４ａ側の圧力が所定圧以上になったときに開弁するリリーフ弁を設けてもよい。これにより、第１又は第２流体室内の作動油ＨＦの圧力が所定圧に達したときに初めて、歯車モータ５が作動し、振動抑制効果を発揮するようなダンパ特性とすることが可能である。

【0060】

また、実施形態では、圧力モータとして、内接式の歯車モータを用いているが、外接式の歯車モータを用いてもよいことは、もちろんである。また、ハウジング内の入口から出口に向かう一方向のみの作動流体の流動が許容されるタイプの圧力モータである限り、歯車モータに代えて、他の形式の圧力モータ、例えばピストンモータやベーンモータ、ねじモータでもよい。さらに、ドレン配管２５に第２連通路７側への作動油ＨＦの流れのみを許容する逆止弁を設けてもよいことは、もちろんである。また、実施形態では、ダンパの作動流体として、通常の作動油ＨＦを用いると説明したが、他の適当な作動流体を用いてもよい。その他、細部の構成を、本発明の趣旨の範囲内で適宜、変更することが可能である。

【符号の説明】

【0061】

１ 第１実施形態によるマスダンパ
２ シリンダ
２ｅ 第１流体室
２ｆ 第２流体室
３ ピストン
４ 第１連通路
４ａ 第１接続部
４ｂ 第２接続部
５ 歯車モータ（圧力モータ）
６ ハウジング
６ａ ハウジングの入口
６ｂ ハウジングの出口
７ 第２連通路
７ａ 第３接続部
８ 出力軸（回転体）
９ フライホイール
２１ 第１逆止弁（開閉弁）
２２ 第２逆止弁（逆止弁）
２３ 高圧側通路
２４ 低圧側通路
２５ ドレン配管
５１ 第２実施形態によるマスダンパ
５１Ａ 第２実施形態の変形例によるマスダンパ
５２ シリンダ
５２ｅ 第１流体室
５２ｆ 第２流体室
５３ ピストン
ＨＦ 作動油（作動流体）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】