特許 7504549 回転慣性質量ダンパ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-14

(45)【発行日】2024-06-24

(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 20060101AFI20240617BHJP

   F16F 9/20 20060101ALI20240617BHJP

   F16F 15/023 20060101ALI20240617BHJP

   E04H 9/02 20060101ALI20240617BHJP

   F03C 2/00 20060101ALI20240617BHJP

【ＦＩ】

F16F15/02 C

F16F9/20

F16F15/023 A

E04H9/02 351

F03C2/00 A

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021025477

(22)【出願日】2021-02-19

(65)【公開番号】P2022127370

(43)【公開日】2022-08-31

【審査請求日】2024-01-29

(73)【特許権者】

【識別番号】390029805

【氏名又は名称】ＴＨＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114498

【弁理士】

【氏名又は名称】井出 哲郎

(72)【発明者】

【氏名】小竹 祐治

(72)【発明者】

【氏名】木本 政志

【審査官】鵜飼 博人

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０２９９１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０９４６８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２０５４３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２１１１７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０３６０５０５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｆ １５／０２

Ｆ１６Ｆ ９／２０

Ｆ１６Ｆ １５／０２３

Ｅ０４Ｈ ９／０２

Ｆ０３Ｃ ２／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に粘性流体が充填されたシリンダを備えるダンパ本体と、
前記シリンダ内を一対の圧力室に区画し、前記シリンダ内を移動するピストンと、
前記ピストンに連結され、前記シリンダに対して進退する可動ロッドと、
高圧力側の前記圧力室から低圧力側の前記圧力室に前記粘性流体を移動させる作動流路と、
前記作動流路に設けられると共に、前記粘性流体の流動を回転運動に変換させる油圧モータと、
前記油圧モータの回転運動に応じて回転力が与えられる回転錘と、
前記油圧モータから前記粘性流体を回収するドレン回路と、
前記ドレン回路と連通していると共に、チェック弁を介して高圧側の前記作動流路と低圧側の前記作動流路を接続する一対の戻し通路と、
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】

前記ドレン回路と連通するアキュムレータを有することを特徴とする請求項１記載の回転慣性質量ダンパ。

【請求項3】

前記ドレン回路と連通していると共に、オリフィスを介して高圧側の前記作動流路と低圧側の前記作動流路を接続する一対のバイパス管路を備えることを特徴とする請求項２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、回転錘の回転慣性と粘性流体の抵抗を利用した回転慣性質量ダンパに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、建物等の構造物の地震に対する安全性を向上させるために、免震構造や制振構造に減衰装置を適用することが提案されている。

【0003】

免震構造は、建物と地盤との間に絶縁体としてのアイソレータを設け、地盤の揺れを建物に対して直接伝達させないものとし、地盤の揺れと建物との揺れを分離するものである。そのため、免震構造では、建物の振動と地盤の振動との間における共振を防ぐことができ、建物の揺れが地盤の揺れよりも長周期でゆっくりと発生することになる。また、免震構造では、アイソレータを通じて建物に伝達される振動エネルギを吸収する減衰装置が設けられている。減衰装置としては、ダンパ等が挙げられる。減衰装置が設けられていることによって、アイソレータによって分離された長周期の振動エネルギを吸収し、建物振動を早期に収束させることができる。これにより、地震によって起こる建物の崩壊や建物内の家具等の破損を防ぐことができる。

【0004】

制振構造は、免震構造と異なり、地盤に建物が設けられているため、地盤の振動が直接建物に伝達する。制振構造では、建物の架構の内部に減衰装置としてのダンパを組み込みこんでいる。当該ダンパは、地震によって生じた建物の変形に対する反力を柱や梁に伝達することで、地震による振動エネルギを吸収する。

【0005】

前記免震構造又は制振構造に適用することができる減衰装置としては、特許文献１のような油圧モータを利用したダンパが挙げられている。

【0006】

特許文献１のダンパは、シリンダ内をピストンによって２つの圧力室に区画してあり、当該シリンダ内には粘性流体としての作動油が充填されている。また、２つの圧力室は前記シリンダ外に設けられた作動流路によって互いに接続されている。地震が起きた際には、地震によって生じた振動エネルギが建物に連結されたロッドを介して前記ピストンへ軸方向変位として入力され、前記ピストンが前記シリンダ内を往復運動することになる。これにより、いずれか一方の圧力室内の作動油がピストンにより加圧され、加圧された作動油は、作動流路を通して他方の圧力室内に流動する。この際、前記作動流路内における作動油の流動に対しては大きな粘性抵抗が作用することから、地震の振動エネルギの一部は、当該粘性抵抗によって減衰することになる。

【0007】

また、前記作動流路の途中には油圧モータが設けられており、前記ピストンの軸方向変位によって生じた高圧力の作動油は、前記油圧モータを回転させる。当該油圧モータの出力軸には回転錘が設けられており、前記シリンダ内での前記ピストンの往復運動は前記回転錘の回転往復運動に変換される。前記回転錘には、回転数に応じた回転慣性が反力として当該回転錘に作用する。これにより、建物に作用する地震動に伴って前記シリンダ内を前記ピストンが往復運動し、前記回転錘が繰り返し反転する際には、前記回転錘の等価質量に応じた反力が建物に対して作用する。従って、特許文献１に開示されたダンパでは、前記作動油の流動に伴って生じる粘性抵抗、及び前記回転錘の反転の際に生じる回転慣性を前記ピストンの往復運動に対する反力として、建物に作用する振動エネルギの減衰を図っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２０２０－０２９９１０

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

一般的に用いられている油圧モータでは、高圧作動油の機械的な油漏れを防ぐことができないため、漏れ出した作動油をドレン回路によって回収する構造が設けられている。前記ドレン回路によって回収された作動油は前記油圧モータから排出された低圧の作動油と共に外部に配置された貯留タンクに送られ、当該貯留タンク内の作動油は油圧ポンプによって再度加圧された後に前記油圧モータに供給されている。

【0010】

しかし、前述した特許文献１のダンパでは、前記ピストンによって区画された一対の圧力室を前記作動流路で接続して作動油の閉回路を構成しており、この閉回路の途上に前記油圧モータが設けられている。このため、仮に前記油圧モータから機械的な油漏れが発生してしまうと、前記閉回路内における作動油の流量が減少してしまい、前記ダンパの減衰性能が設計通りに発揮されなくなる懸念があった。一方、前記ドレン回路を閉塞してしまうと、漏れ出した作動油によってドレン回路の内圧が上昇し、油圧モータに不具合を生じさせる可能性があった。

【0011】

そのため、特許文献１のダンパに既存の油圧モータをそのまま適用し、前記免震構造又は制振構造におけるダンパとして実際に使用することは困難であった。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、実際に免震構造又は制振構造に油圧モータを用いた減衰装置を適用する場合に、経時的な使用においても作動油の流量を当初設計通りに維持することが可能であり、減衰性能を適切に発揮することが可能な回転慣性質量ダンパを提供することにある。

【0013】

本発明の回転慣性質量装置は、内部に粘性流体が充填されたシリンダを備えるダンパ本体と、前記シリンダ内を一対の圧力室に区画し、前記シリンダ内を移動するピストンと、前記ピストンに連結され、前記シリンダに対して進退する可動ロッドと、高圧力側の前記圧力室から低圧側の前記圧力室に前記粘性流体を移動させる作動流路と、前記作動流路に設けられると共に、前記粘性流体の流動を回転運動に変換させる油圧モータと、前記油圧モータの回転運動に応じて回転力が与えられる回転錘と、前記油圧モータから前記粘性流体を回収するドレン回路と、前記ドレン回路と連通していると共に、チェック弁を介して高圧側の前記作動流路と低圧側の前記作動流路を接続する一対の戻し通路と、を備えている。

【発明の効果】

【0014】

以上のように構成された本発明の慣性質量装置によれば、油圧モータから漏れた粘性流体をドレン回路から低圧側の圧力室に流動させることによって、機械的な油漏れを防止することができ、減衰性能を適切に発揮することが可能な回転慣性質量ダンパを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の回転慣性質量ダンパの第一実施形態を説明する模式図である。

【図2】本発明の回転慣性質量ダンパのドレン回路を詳細に示す模式図である。

【図3】本発明の回転慣性質量ダンパの第二実施形態を示す模式図である。

【図4】本発明の回転慣性質量ダンパの第三実施形態を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、添付図面を参照しながら本発明を適用した回転慣性質量ダンパについて詳細に説明する。

【0017】

図１は、本発明を適用した回転慣性質量ダンパの第一実施形態の概要を説明する模式図である。この回転慣性質量ダンパ１は、内部にシリンダ２０を有するダンパ本体２と、可動ロッド５と、ピストン５１と、を備えている。前記回転慣性質量ダンパ１を免震構造に適用する場合には、前記ダンパ本体２と可動ロッド５のいずれか一方を地盤の揺れが直接伝達される建物基礎に設け、もう一方をアイソレータによって地盤の揺れから絶縁されている建物に設ける。地震が起きた場合は、アイソレータによって分離された建物と建物基礎の位置変位を元に戻そうとする反力が前記回転慣性質量ダンパ１によって働き、建物に生じている長周期振動を早期に収束させることができる。また、制振構造に適用する場合には、建物における各階の架構に組み込んで、地震によって生じた建物の変形に対する反力を柱や梁に伝達することで、地震による振動エネルギを減衰する

【0018】

前記可動ロッド５は、前記シリンダ２０の内部を貫通して設けられている。前記可動ロッド５の端部は、前記シリンダ２０から外部に突出している。当該突出している端部には、ボールジョイント５０が設けられている。前記ボールジョイント５０は、前記可動ロッド５を建物基礎又は建物に結合する時に使用される。前記可動ロッド５は、前記シリンダ２０の軸方向に沿って進退する。前記可動ロッド５は、地震による振動エネルギによって紙面の左右方向に対し往復することになる。

【0019】

前記ピストン５１は、前記可動ロッド５に結合されていると共に、前記シリンダ２０の内部に配置されている。前記ピストン５１は、前記シリンダ２０内を一対の圧力室２２ａ、２２ｂに区画する。前記圧力室２２ａ及び２２ｂには、オイル等の粘性流体２１が充填されている。前記ピストン５１は、前記可動ロッド５の進退に応じて前記シリンダ２０の軸方向に沿って往復する。前記粘性流体２１は、前記可動ロッド５の軸方向変位が入力されると、前記可動ロッド５に結合された前記ピストン５１が進退し、前記ピストン５１によって加圧される。

【0020】

前記ピストン５１には、前記圧力室２２ａと前記圧力室２２ｂを連通させる貫通孔が２つ設けられている。夫々の貫通孔には、前記圧力室２２ａから前記圧力室２２ｂに前記粘性流体２１を流動させるリリーフ弁５２ａ、及び前記圧力室２２ｂから前記圧力室２２ａに前記粘性流体２１を流動させるリリーフ弁５２ｂが設けられている。前記リリーフ弁５２ａは、前記圧力室２２ｂ内の前記粘性流体２１が過度に加圧され、各圧力室の内圧差が一定値以上になった場合にのみ開く。前記リリーフ弁５２ａが開いた場合は、前記リリーフ弁５２ａを介して前記圧力室２２ｂから前記圧力室２２に前記粘性流体２１が流動する。他方、前記圧力室２２ａ内の前記粘性流体２１が過度に加圧された場合には、前記リリーフ弁５２ｂが開き、前記圧力室２２ｂから前記圧力室２２ａに前記粘性流体２１が流動する。

【0021】

前記ダンパ本体２は、長手方向の一端にボールジョイント４０を有している。前記ボールジョイント４０は、建物基礎又は建物に結合する時に使用される。前記回転慣性質量ダンパ１を免震装置に使用する際には、前記ボールジョイント４０と前記ボールジョイント５０のいずれか一方を建物基礎に設け、もう一方を建物に設ける。また、前記回転慣性質量ダンパ１を制振装置に使用する際には、前記ボールジョイント４０と前記ボールジョイント５０のいずれか一方を上層階に設置したプレース等に設け、もう一方を下層階の躯体に設ける。これにより、上層階と下層階との層間変形を利用してダンパを作動させる。

【0022】

前記ダンパ本体２には、前記圧力室２２ａと前記圧力室２２ｂを連通させる作動流路３１が設けられている。図２に示すように、前記作動流路３１は、前記圧力室２２ａと前記油圧モータ３０とを接続する作動流路３１ａと、前記圧力室２２ｂと前記油圧モータ３０とを接続する作動流路３１ｂと、から構成されている。前記ピストン５１による加圧がなされ、各圧力室のいずれか一方が加圧された場合には、当該加圧された圧力室内の粘性流体２１が前記作動流路３１に押し出され、加圧されていない圧力室内に移動する。すなわち、前記ピストン５１が移動し粘性流体２１に圧力を加えると、前記ピストン５１の加圧力に対して前記粘性流体２１の粘性抵抗に基づく反力が作用する。これにより、前記可動ロッド５の軸方向変位は前記粘性流体２１の圧力エネルギに変換される。他方、前記ピストン５１に逆側の軸方向変位が入力された場合は、低加圧側の圧力室が加圧され、徐々に圧力が上昇し、低圧側圧力室と高圧側圧力室の圧力が逆転する。そのため、前記回転慣性質量ダンパ１は、地震による振動エネルギが入力される可動ロッド５の進退に応じて、前記ピストン５１の移動方向及び前記粘性流体２１の流動方向が変化する。

【0023】

前記作動流路３１には、油圧モータ３０が設けられている。前記油圧モータ３０は、内部に漏れた前記粘性流体２１を回収することができる。前記油圧モータ３０は、前記粘性流体２１の流動によって回転運動を発生させる。前記油圧モータ３０の出力軸には、回転錘６０が設けられている。そのため、前記油圧モータ３０によって回転運動が生成されると、その回転運動の方向に前記回転錘６０が回転し、当該回転方向の慣性質量を発生させる。他方、前記ピストン５１に対し逆向きの軸方向変位が入力された場合は、作動流路３１を流動する粘性流体２１の向きも逆になるため、前記油圧モータ３０の回転運動も逆になる。その結果、前記回転錘６０の回転に起因して発生する慣性質量は、前記粘性流体２１の逆向きの流動エネルギに対する反力として作用する。すなわち、回転錘の等価質量が実際の質量に対して増幅され、これに伴った減衰効果を発揮する。尚、前記油圧モータ３０としては、歯車モータ、アキシャルピストンモータ等を用いることができる。

【0024】

前記油圧モータ３０には、ドレン回路３３が設けられている。前記ドレン回路３３には、前記ドレン回路３３と連通している戻し通路３４が設けられている。前記戻し通路３４は、高圧側の作動流路３１と低圧側の作動流路３１を連通させている。前記戻し通路３４は、ドレン回路３３と作動流路３１ａを連通させる戻し通路３４ａと、ドレン回路３３と作動流路３１ｂを連通させる戻し通路３４ｂと、から構成されている。前記戻し通路３４ａ及び３４ｂには、夫々チェック弁３２ａ及び３２ｂが設けられている。前記チェック弁３１ａ及び３１ｂは、前記作動流路３１と前記ドレン回路３３の圧力差が一定値以下では開放しない。これにより、前記ドレン回路３３内に流入した粘性流体２１は、前記チェック弁３２ａ及び３２ｂによってせき止められる。前記ピストン５１によって軸方向変位が入力されると、低加圧側の圧力室は負圧になるため、低加圧側の作動流路３１と前記ドレン回路３３との間の内圧差が生まれやすい状態になっている。

【0025】

前記チェック弁３２は、前記作動流路３１の内圧と前記ドレン回路３３の内圧との間に一定値以上の圧力差が生まれると、前記ドレン回路３３から低加圧側圧力室に対してのみ粘性流体２１を流動させる逆流防止弁で構成されている。例えば、前記圧力室２２ａから前記圧力室２２ｂに粘性流体２１が移動する場合は、前記作動流路３１ｂと前記ドレン回路３３の内圧差が一定値以上になると、前記チェック弁３２ｂが前記作動流路３１ｂ側に向けて開放し、前記チェック弁３２ａが前記作動流路３１ａ側に開放することはない。これにより、前記油圧モータ３０から漏れた粘性流体２１を外部に漏らすことなく、低加圧側の圧力室に粘性流体２１を流動させることができる。

【0026】

次に、このように構成された本実施形態の回転慣性質量ダンパ１の動作について説明する。

【0027】

地震により地盤の揺れが発生すると、当該地盤の揺れが前記回転慣性質量ダンパ１における可動ロッド５の軸方向変位に変換される。変換された軸方向変位は、前記可動ロッド５に結合されたピストン５１に伝達される。これにより、前記ピストン５１は、前記シリンダ２０の軸方向に沿って進退し、図１の紙面左右方向に移動する。

【0028】

まず、前記可動ロッド５が紙面左方向に変位したとすると、前記ピストン５１によって前記圧力室２２ａ内の粘性流体２１が加圧される。加圧された前記粘性流体２１は、作動流路３１に押し出され、作動流路３１ａから油圧モータ３０を通って作動流路３１ｂ、圧力室２２ｂに流動する。そのため、前記粘性流体２１が加圧され、作動流路３１に流動することによって、前記ピストン５１の加圧力に対して前記粘性流体２１の粘性抵抗による反力が作用する。前記ピストン５１により加圧されると、前記圧力室２２ａ内は高圧になっているのに対し、前記圧力室２２ｂは低圧になっている。

【0029】

前記油圧モータ３０は、前記粘性流体２１の流動に伴って、粘性流体２１の圧力エネルギを回転運動に変換させる。前記油圧モータ３０によって生成された回転運動は、前記油圧モータの出力軸に設けられている回転錘６０に伝達され、前記回転錘６０が回転する。

【0030】

次に、前記可動ロッド５に対し逆側の軸方向変位が入力されると、前記ピストン５１が紙面右方向に向かって進行する。前記ピストン５１が右方向に進行すると、前記圧力室２２ｂが加圧され、前記圧力室２２ａが加圧されている場合の動きと同様に、前記圧力室２２ｂ内の粘性流体２１が作動流路３１ｂ、３１ａを通って前記圧力室２２ａ内に流動する。すなわち、前記粘性流体２１の流動方向が逆になる。これにより、低加圧であった前記圧力室２２ｂが前記ピストン５１によって加圧され、徐々に圧力が上昇する。他方、前記圧力室２２ａの内圧は、徐々に下がっていく。

【0031】

前記粘性流体２１の流動方向が逆になると、前記油圧モータ３０によって生成される回転運動の方向も逆になり、前記油圧モータ３０の出力軸に設けられている前記回転錘６０に回転力が与えられる方向も逆になる。この際、前記回転錘６０は、圧力室２２ａから圧力室２２ｂに向かって移動する粘性流体２１の流動に伴って回転していたため、これによる回転慣性が発生している。そのため、当該回転方向と逆方向に向かって回転力が与えられると、前記回転錘６０は、回転数に応じて増幅した等価質量による反力が前記粘性流体２１の流動に対して作用する。この結果、前記回転慣性質量ダンパ１は、前記粘性流体２１の粘性抵抗による反力に加え、前記回転錘６０の回転慣性質量効果によっても、地震による振動エネルギの減衰効果を発揮している。

【0032】

前記ピストン５１が極端に大きな加速度で移動し、前記圧力室２２ａ内が過度に高圧になってしまった場合は、前記リリーフ弁５２ｂが開放し、前記ピストン５１に設けられた貫通孔から前記圧力室２２ｂ内に前記圧力室２２ａ内の粘性流体２１が流動することによって圧力調整を行う。他方、前記圧力室２２ｂ内が過度に高圧になった場合は、前記リリーフ弁５２ａが開放し、前記ピストン５１に設けられた貫通孔から前記圧力室１１ａ内に前記圧力室２２ｂ内の粘性流体２１が移動する。

【0033】

前記油圧モータ３０の作動時には、前記粘性流体２１の機械的な漏れが発生し、前記油圧モータ３０によって回収される。回収された前記粘性流体２１は、ドレン回路３３に流動し、チェック弁３２によってせき止められる。前記ピストン５１による加圧力が過度に大きく、前記油圧モータ３０から漏れた粘性流体２１によって前記ドレン回路３３内が高圧になり、前記ドレン回路３３の内圧と前記作動流路３１の内圧の間に一定値以上の圧力差ができた場合には、前記チェック弁３２ｂが開く。前記チェック弁３２ｂが開くと、前記ドレン回路３３内でせき止められていた粘性流体２１は、低圧側の作動流路３１ｂに向かって流動する。これにより、前記ドレン回路３３内の圧力は低下する。例えば、前記圧力室２２ａが加圧され、前記圧力室２２ａから前記圧力室２２ｂに粘性流体２１が移動している場合は、前記ドレン回路３３と前記作動流路３１ｂの内圧差が一定値以上になった場合に前記チェック弁３２ｂが開放する。

【0034】

他方、前記圧力室２２ｂが加圧され、前記圧力室２２ｂから前記圧力室２２ａに流動する過程においても、前記油圧モータ３０から漏れた粘性流体２１によって、前記ドレン回路３３内が高圧になってしまう可能性がある。この場合も、前記ドレン回路３３と前記作動流路３１ａの内圧差が一定値以上になると、前記チェック弁３２ａが開き、前記ドレン回路３３内の粘性流体２１が作動流路３１ａに流動する。これにより、前記ドレン回路３３内の圧力が低下する。

【0035】

以上のように構成された本発明の回転慣性質量ダンパによれば、地震による振動エネルギが入力され、油圧モータ３０から漏れた粘性流体２１が、前記油圧モータ３０に設けられたドレン回路３３からチェック弁３２を介して低加圧側の圧力室に前記粘性流体２１を戻すことができるため、前記回転慣性質量ダンパ１の外部へ前記粘性流体２１が漏れることを防止できる。

【0036】

そのため、シリンダ２０内における粘性流体２１の容積が決まっている閉回路で構成された前記回転慣性質量ダンパ１において、前記油圧モータ３０からの機械的な油漏れがあったとしても、漏れた粘性流体２１を低圧側の圧力室に戻すことができるため、ダンパ全体における粘性流体２１の減少を防ぐことができる。従って、既存の油圧モータを用いた回転慣性質量ダンパを実際に免震装置または制振装置に適用する場合であっても、粘性流体の流量を当初設計通りに維持することが可能であり、減衰性能を適切に発揮することができる。

【0037】

図３は、本実施形態を適用した回転慣性質量ダンパ１の第二実施形態を示す模式図である。

【0038】

第二実施形態の回転慣性質量ダンパは、第一実施形態の回転慣性質量ダンパにアキュムレータを設けたものである。これら以外の構成は、前述した第一実施形態の構成と同一であるため、図３中に第一実施形態と同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

【0039】

図３に示すように、油圧モータ３０から延びているドレン回路３３には、アキュムレータ７０が設けられている。前記アキュムレータ７０は、前記ドレン回路３３に流動してきた粘性流体２１を回収し、当該回収した粘性流体２１の圧力を維持する蓄圧機能を有する。そのため、前記アキュムレータ７０は、前記ドレン回路３３内の圧力を一定値に保持している。

【0040】

次に、第二実施形態の回転慣性質量ダンパの動作について説明する。

【0041】

第二実施形態の回転慣性質量ダンパの基本的な動作は、前述した第一実施形態の回転慣性質量ダンパと同じである。そのため、同じ動作については、簡略化して説明する。前記回転慣性質量ダンパ１は、地震が発生すると可動ロッド５の軸方向変位に変換され、前記可動ロッド５に結合されたピストン５１がシリンダ２０内を進退する。

【0042】

当該ピストン５１の進行により、圧力室２２ａが加圧されると、前記圧力室２２ａに充填されている粘性流体２１が加圧され、前記粘性流体２１が作動流路３１ａに押し出される。これにより、前記粘性流体２１が流動し、油圧モータ３０及び作動流路３１ｂを介して圧力室２２ｂに移動する。

【0043】

前記油圧モータ３０は、前記粘性流体２１の流動に伴って、前記粘性流体２１の圧力エネルギを回転運動に変換する。当該回転運動は、前記油圧モータ３０の出力軸に設けられた回転錘６０に伝達され、前記回転錘６０が回転する。

【0044】

前記圧力室２２ａが過度に高圧になった場合は、リリーフ弁５２ａが開き、前記圧力室２２ａから前記圧力室２２ｂに粘性流体２１が流動する。これにより、前記圧力室２２ａが過度に高圧になった場合にのみ、内部の圧力を減圧することができる。

【0045】

戻し通路３４に設けられたチェック弁３２ａ及び３２ｂは、前記ドレン回路３３の内圧と作動流路３１との間に一定値以上の圧力差がなければ開かないため、前記油圧モータ３０から漏れた前記粘性流体２１は、前記チェック弁３２ａ及び３２ｂでせき止められる。ここまでは、第一実施形態と同様である。

【0046】

前記ドレン回路３３に流動してきた粘性流体２１は、前記アキュムレータ７０に一旦回収されて蓄圧される。すなわち、前記回転慣性質量ダンパ１内の容積が決まっている粘性流体２１を一旦アキュムレータ７０で保持することによって、装置内における粘性流体２１の容積が一時的に少なくなるため、装置全体の圧力が低減される。また、前記粘性流体２１が高熱により体積膨張した場合にも、前記アキュムレータ７０で回収し、保持することができる。前記アキュムレータ７０で保持された粘性流体２１は、前記チェック弁３２ｂを介し、時間差で前記圧力室２２ｂに流動させることができる。そのため、前記ドレン回路３３内が急激に高圧になった場合でも、一旦アキュムレータで回収・保持することで、前記ドレン回路３３内の圧力を低減させることができる。

【0047】

前記可動ロッド５の軸方向変位が逆側に入力された場合も、前記各構成の動作は同じである。前記ピストン５１が圧力室２２ｂを加圧すると、前記圧力室２２ｂに充填されている粘性流体２１が加圧され、前記作動流路３１ｂに押し出される。そして、前記粘性流体２１は、油圧モータ３０及び作動流路３１ａを介して前記圧力室２２ａに流動する。そして、前記油圧モータ３０は、前記粘性流体２１の流動に伴って回転運動を生成し、前記油圧モータ３０の出力軸に設けられた回転錘６０が回転する。この際、前記回転錘６０の等価質量は実際の質量に対して増幅しているため、増幅した質量に応じた反力を発生させる。

【0048】

以上のように構成された第二実施形態の回転慣性質量ダンパによれば、ドレン回路３３内が高圧になった場合には、前記粘性流体２１をアキュムレータ７０で一旦保持することができる。そして、保持した前記粘性流体２１は、前記チェック弁３２を介して低加圧側の圧力室に流動させることができる。そのため、前記ドレン回路３３内が急激に高圧になった場合であっても、アキュムレータ、及びチェック弁の各作用によって前記ドレン回路３３内の圧力をコントロールすることができ、また、前記粘性流体２１の熱膨張分を一旦アキュムレータ７０で回収・保持することで、より安全性が担保できる。従って、既存の油圧モータを用いた回転慣性質量ダンパを実際に免震装置または制振装置に適用する場合であっても、当初設計通りの減衰性能を適切に発揮し、かつ安全に建物等に作用する振動の減衰効果を発揮することが可能となる。

【0049】

図４は、本実施形態を適用した回転慣性質量ダンパ１の第三実施形態を示す模式図である。

【0050】

第三実施形態の回転慣性質量ダンパは、第二実施形態の回転慣性質量ダンパにオリフィスを設けたものである。これら以外の構成は、前述した第二実施形態の構成と同一であるため、図４中に第二実施形態と同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

【0051】

前記バイパス管路３４は、前記ドレン回路３３と作動流路３１ａを連通させるバイパス管路３４ａと、前記ドレン回路３３と作動流路３１ｂを連通させるバイパス管路３４ｂと、から構成されている。前記バイパス管路３４は、前記作動流路３１ａ及び３１ｂを連通させている。また、前記ドレン回路３３には、アキュムレータ７０が設けられている。

【0052】

前記バイパス管路３４ａ及び３４ｂには、夫々に対しオリフィス９０ａ及び９０ｂが設けられている。前記オリフィス９０の内径は、前記作動流路３１の内径よりも小さく構成されている。オリフィスには、流体の流量を調節することで圧力を減少させる機能があるため、前記作動流路３１内が高圧になった場合は、前記オリフィス９０によって減圧させることができる。そして、減圧した粘性流体２１を前記ドレン回路３３に流動させ、前記アキュムレータ７０で一旦保持させることができる。前記オリフィス９０ａ及び９０ｂが設けられていることによって、前記作動流路３１の内圧が上昇した場合であっても、オリフィスで減圧してドレン回路３３に流動させることができる。これにより、減圧した粘性流体２１をアキュムレータ７０で回収させることができる。そのため、前記アキュムレータ７０に高圧の粘性流体２１が流動することを防ぐことができる。前記アキュムレータ７０で保持された粘性流体２１は、前記チェック弁３２ｂを介し、前記圧力室２２ｂに流動させる。そのため、前記作動流路内が急激に高圧になった場合でも、粘性流体２１の圧力をオリフィスで減圧し、アキュムレータで保持することで、作動流路全体の圧力をコントロールすることができる。

【0053】

以上のように構成された第三実施形態の回転慣性質量ダンパによれば、ダンパ全体が過度に高圧になった場合に、前記オリフィス９０で粘性流体２１を減圧し、減圧した前記粘性流体２１をアキュムレータ７０で蓄圧・保持することができる。そして、保持した前記粘性流体２１は、前記チェック弁３２を介して低加圧側の圧力室に流動させることができる。そのため、前記作動流路３１が急激に高圧になった場合であっても、高圧の粘性流体２１をそのまま前記アキュムレータ７０に流動させることがない。従って、前記アキュムレータ７０には、作動流路３１内の高圧な粘性流体２１が流動しない構成になっているため、前記アキュムレータ７０の故障等を防止することが可能となる。また、アキュムレータ７０、オリフィス９０、及びチェック弁３２によって、ダンパ全体の圧力をコントロールすることができるため、当初設計通りの減衰性能を適切に発揮し、かつ安全に建物等に作用する振動の減衰効果を発揮することが可能となる。

【符号の説明】

【0054】

１…回転慣性質量ダンパ、２…ダンパ本体、５…可動ロッド、２０…シリンダ、２１…粘性流体、２２…圧力室、３０…油圧モータ、３１…作動流路、３３…ドレン回路、５１…ピストン、５２…リリーフ弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】