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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-01-06
(45)【発行日】2025-01-15
(54)【発明の名称】油圧ダンパ、油圧調整装置及び油圧ダンパを制御する方法
(51)【国際特許分類】
F16F 9/34 20060101AFI20250107BHJP
F16F 9/20 20060101ALI20250107BHJP
F16F 9/32 20060101ALI20250107BHJP
E04H 9/02 20060101ALN20250107BHJP
【ＦＩ】
F16F9/34
F16F9/20
F16F9/32 T
E04H9/02 311
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2024163911
(22)【出願日】2024-09-20
【審査請求日】2024-09-24
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000001373
【氏名又は名称】鹿島建設株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100113435
【弁理士】
【氏名又は名称】黒木 義樹
(74)【代理人】
【識別番号】100122781
【弁理士】
【氏名又は名称】近藤 寛
(74)【代理人】
【識別番号】100170818
【弁理士】
【氏名又は名称】小松 秀輝
(72)【発明者】
【氏名】福田 隆介
(72)【発明者】
【氏名】栗野 治彦
【審査官】大谷 謙仁
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１４－１６３５０２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｆ ９／３４
Ｆ１６Ｆ ９／２０
Ｆ１６Ｆ ９／３２
Ｅ０４Ｈ ９／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
作動油が充填された内部空間を有するシリンダと、前記シリンダの内部に配置され、前記内部空間を第１油圧室と第２油圧室とに分割し、前記シリンダの内部を往復移動するピストンと、
前記第１油圧室及び前記第２油圧室のそれぞれに接続された油圧調整部と、を備え、
前記油圧調整部は、
前記第１油圧室に対して第１開放流路を介して接続されると共に前記第２油圧室に対して第２開放流路を介して接続され、前記第１油圧室の圧力及び前記第２油圧室の圧力を開放するための圧力開放部と、
一方の端部が前記第１油圧室に接続され、他方の端部が前記第２油圧室に接続された相互流路に設けられ、前記第１油圧室から前記第２油圧室への前記作動油の移動及び前記第２油圧室から前記第１油圧室への前記作動油の移動を許可する開放と前記作動油の移動を禁止する閉鎖とを相互に切り替える相互開閉制御弁と、
前記第１開放流路に設けられ、前記第１油圧室から前記圧力開放部への前記作動油の移動を許可する開放と前記作動油の移動を禁止する閉鎖とを相互に切り替える第１開閉制御弁と、
前記第２開放流路に設けられ、前記第２油圧室から前記圧力開放部への前記作動油の移動を許可する開放と前記作動油の移動を禁止する閉鎖とを相互に切り替える第２開閉制御弁と、を有し、
前記油圧調整部は、
前記相互開閉制御弁が閉鎖であり、前記第１開閉制御弁が閉鎖であり、前記第２開閉制御弁が閉鎖である第１油圧回路構成と、
前記相互開閉制御弁が開放であり、前記第１開閉制御弁が閉鎖であり、前記第２開閉制御弁が閉鎖である第２油圧回路構成と、
前記相互開閉制御弁が閉鎖であり、前記第１開閉制御弁及び前記第２開閉制御弁の一方が開放であり、他方が閉鎖である第３油圧回路構成と、を切り替えるものであり、
前記油圧調整部は、前記第１油圧回路構成、前記第２油圧回路構成及び前記第３油圧回路構成の順に切り替える、油圧ダンパ。
【請求項2】
作動油が充填された内部空間を有するシリンダと、
前記シリンダの内部に配置され、前記内部空間を第１油圧室と第２油圧室とに分割し、前記シリンダの内部を往復移動するピストンと、
前記第１油圧室及び前記第２油圧室のそれぞれに接続された油圧調整部と、を備え、
前記油圧調整部は、
前記第１油圧室に対して第１開放流路を介して接続されると共に前記第２油圧室に対して第２開放流路を介して接続され、前記第１油圧室の圧力及び前記第２油圧室の圧力を開放するための圧力開放部と、
一方の端部が前記第１油圧室に接続され、他方の端部が前記第２油圧室に接続された相互流路に設けられ、前記第１油圧室から前記第２油圧室への前記作動油の移動及び前記第２油圧室から前記第１油圧室への前記作動油の移動を許可する開放と前記作動油の移動を禁止する閉鎖とを相互に切り替える相互開閉制御弁と、
前記第１開放流路に設けられ、前記第１油圧室から前記圧力開放部への前記作動油の移動を許可する開放と前記作動油の移動を禁止する閉鎖とを相互に切り替える第１開閉制御弁と、
前記第２開放流路に設けられ、前記第２油圧室から前記圧力開放部への前記作動油の移動を許可する開放と前記作動油の移動を禁止する閉鎖とを相互に切り替える第２開閉制御弁と、を有し、
前記油圧調整部は、
前記相互開閉制御弁が閉鎖であり、前記第１開閉制御弁が閉鎖であり、前記第２開閉制御弁が閉鎖である第１油圧回路構成と、
前記相互開閉制御弁が開放であり、前記第１開閉制御弁が閉鎖であり、前記第２開閉制御弁が閉鎖である第２油圧回路構成と、
前記相互開閉制御弁が閉鎖であり、前記第１開閉制御弁及び前記第２開閉制御弁の一方が開放であり、他方が閉鎖である第３油圧回路構成と、を前記第１油圧室の圧力及び前記第２油圧室の圧力に基づいて相互に切り替え、
前記油圧調整部は、
前記ピストンの移動に応じて、前記第１油圧室の圧力が高まっているとき、前記第１油圧回路構成とし、
前記ピストンの移動の向きが逆転したとき、前記第１油圧回路構成から、前記相互開閉制御弁が開放であり前記第１開閉制御弁及び前記第２開閉制御弁が閉鎖である前記第２油圧回路構成に切り替え、
前記第１油圧室の圧力と前記第２油圧室の圧力との差圧が閾値より小さくなったとき、前記第１開閉制御弁が開放であり前記第２開閉制御弁が閉鎖である前記第３油圧回路構成とする、油圧ダンパ。
【請求項3】
作動油が充填された内部空間を有するシリンダと、前記シリンダの内部に配置され、前記内部空間を第１油圧室と第２油圧室とに分割し、前記シリンダの内部を往復移動するピストンと、を備えた油圧ダンパのための油圧調整装置であって、前記第１油圧室に対して第１開放流路を介して接続されると共に前記第２油圧室に対して第２開放流路を介して接続され、前記第１油圧室の圧力及び前記第２油圧室の圧力を開放するための圧力開放部と、
一方の端部が前記第１油圧室に接続され、他方の端部が前記第２油圧室に接続された相互流路に設けられ、前記第１油圧室から前記第２油圧室への前記作動油の移動及び前記第２油圧室から前記第１油圧室への前記作動油の移動を許可する開放と前記作動油の移動を禁止する閉鎖とを相互に切り替える相互開閉制御弁と、
前記第１開放流路に設けられ、前記第１油圧室から前記圧力開放部への前記作動油の移動を許可する開放と前記作動油の移動を禁止する閉鎖とを相互に切り替える第１開閉制御弁と、
前記第２開放流路に設けられ、前記第２油圧室から前記圧力開放部への前記作動油の移動を許可する開放と前記作動油の移動を禁止する閉鎖とを相互に切り替える第２開閉制御弁と、を備え、
前記相互開閉制御弁が閉鎖であり、前記第１開閉制御弁が閉鎖であり、前記第２開閉制御弁が閉鎖である第１油圧回路構成と、
前記相互開閉制御弁が開放であり、前記第１開閉制御弁が閉鎖であり、前記第２開閉制御弁が閉鎖である第２油圧回路構成と、
前記相互開閉制御弁が閉鎖であり、前記第１開閉制御弁及び前記第２開閉制御弁の一方が開放であり、他方が閉鎖である第３油圧回路構成と、を切り替えるものであり、
前記第１油圧回路構成、前記第２油圧回路構成及び前記第３油圧回路構成の順に切り替える、油圧調整装置。
【請求項4】
作動油が充填された内部空間を有するシリンダと、前記シリンダの内部に配置され、前記内部空間を第１油圧室と第２油圧室とに分割し、前記シリンダの内部を往復移動するピストンと、を備えた油圧ダンパのための油圧調整装置であって、
前記第１油圧室に対して第１開放流路を介して接続されると共に前記第２油圧室に対して第２開放流路を介して接続され、前記第１油圧室の圧力及び前記第２油圧室の圧力を開放するための圧力開放部と、
一方の端部が前記第１油圧室に接続され、他方の端部が前記第２油圧室に接続された相互流路に設けられ、前記第１油圧室から前記第２油圧室への前記作動油の移動及び前記第２油圧室から前記第１油圧室への前記作動油の移動を許可する開放と前記作動油の移動を禁止する閉鎖とを相互に切り替える相互開閉制御弁と、
前記第１開放流路に設けられ、前記第１油圧室から前記圧力開放部への前記作動油の移動を許可する開放と前記作動油の移動を禁止する閉鎖とを相互に切り替える第１開閉制御弁と、
前記第２開放流路に設けられ、前記第２油圧室から前記圧力開放部への前記作動油の移動を許可する開放と前記作動油の移動を禁止する閉鎖とを相互に切り替える第２開閉制御弁と、を備え、
前記相互開閉制御弁が閉鎖であり、前記第１開閉制御弁が閉鎖であり、前記第２開閉制御弁が閉鎖である第１油圧回路構成と、
前記相互開閉制御弁が開放であり、前記第１開閉制御弁が閉鎖であり、前記第２開閉制御弁が閉鎖である第２油圧回路構成と、
前記相互開閉制御弁が閉鎖であり、前記第１開閉制御弁及び前記第２開閉制御弁の一方が開放であり、他方が閉鎖である第３油圧回路構成と、を前記第１油圧室の圧力及び前記第２油圧室の圧力に基づいて相互に切り替え、
前記ピストンの移動に応じて、前記第１油圧室の圧力が高まっているとき、前記第１油圧回路構成とし、
前記ピストンの移動の向きが逆転したとき、前記第１油圧回路構成から、前記相互開閉制御弁が開放であり前記第１開閉制御弁及び前記第２開閉制御弁が閉鎖である前記第２油圧回路構成に切り替え、
前記第１油圧室の圧力と前記第２油圧室の圧力との差圧が閾値より小さくなったとき、前記第１開閉制御弁が開放であり前記第２開閉制御弁が閉鎖である前記第３油圧回路構成とする、油圧調整装置。
【請求項5】
作動油が充填された内部空間を有するシリンダと、前記シリンダの内部に配置され、前記内部空間を第１油圧室と第２油圧室とに分割し、前記シリンダの内部を往復移動するピストンと、を備えた油圧ダンパを制御する方法であって、前記ピストンの移動に応じて、前記第１油圧室の圧力が高まっているとき、前記第１油圧室及び前記第２油圧室からの前記作動油の流出を禁止する第１ステップと、
前記ピストンの移動の向きが逆転したとき、前記第１油圧室から前記第２油圧室への前記作動油の移動を許可する第２ステップと、
前記第１油圧室の圧力と前記第２油圧室の圧力との差圧が閾値より小さくなったとき、前記第１油圧室から前記第２油圧室への前記作動油の移動を禁止すると共に前記第１油圧室の圧力を開放する第３ステップと、を有する、油圧ダンパを制御する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、油圧ダンパ、油圧調整装置及び油圧ダンパを制御する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
油圧ダンパは、建物の揺れを低減するための制震装置として使用される。一般的な油圧ダンパは、減衰定数を一定に保つための調整弁を備えている。減衰定数を一定に保つ油圧ダンパの性能をより高めたダンパが特許文献１～３に開示されている。特許文献１～３に開示された油圧ダンパは、シリンダと、シリンダの内部で往復移動するピストンと、ピストンの両側に設けられた油圧室と、両油圧室をつなぐ流路に設けられた開閉制御弁とを備える。特許文献１、２に開示された油圧ダンパは、開閉制御弁を開閉制御することにより、油圧ダンパのエネルギ吸収量の向上を図る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特許第３３９７１９９号公報
【文献】特許第４３５８０９１号公報
【文献】特許第６０００８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献３に開示された油圧ダンパは、回生したエネルギを揺れの低減に転用することによって、特許文献１、２に開示された油圧ダンパよりもエネルギ吸収量をさらに向上させることを目的としている。そのため、特許文献３に開示された油圧ダンパは、シリンダ、ピストン及び開閉制御弁に加えて、補助油圧タンクを更に備える。その結果、特許文献３に開示された油圧ダンパは、例えば特許文献１、２に開示された油圧ダンパのように補助油圧タンクを有していない油圧ダンパに比べて機構が複雑化するので、コストが増加する場合がある。さらに、特許文献３に開示された油圧ダンパは、比較的大きな補助油圧タンクが必要となるため、油圧ダンパの設置個所が制限される場合がある。
【0005】
そこで、本発明は、油圧ダンパの構造を簡素化しつつ、エネルギ吸収量を向上させることが可能な油圧ダンパ、油圧調整装置及び油圧ダンパを制御する方法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】
【0006】
本発明の一形態は、［１］「作動油が充填された内部空間を有するシリンダと、前記シリンダの内部に配置され、前記内部空間を第１油圧室と第２油圧室とに分割し、前記シリンダの内部を往復移動するピストンと、前記第１油圧室及び前記第２油圧室のそれぞれに接続された油圧調整部と、を備え、前記油圧調整部は、前記第１油圧室に対して第１開放流路を介して接続されると共に前記第２油圧室に対して第２開放流路を介して接続され、前記第１油圧室の圧力及び前記第２油圧室の圧力を開放するための圧力開放部と、一方の端部が前記第１油圧室に接続され、他方の端部が前記第２油圧室に接続された相互流路に設けられ、前記第１油圧室から前記第２油圧室への前記作動油の移動及び前記第２油圧室から前記第１油圧室への前記作動油の移動を許可する開放と前記作動油の移動を禁止する閉鎖とを相互に切り替える相互開閉制御弁と、前記第１開放流路に設けられ、前記第１油圧室から前記圧力開放部への前記作動油の移動を許可する開放と前記作動油の移動を禁止する閉鎖とを相互に切り替える第１開閉制御弁と、前記第２開放流路に設けられ、前記第２油圧室から前記圧力開放部への前記作動油の移動を許可する開放と前記作動油の移動を禁止する閉鎖とを相互に切り替える第２開閉制御弁と、を有する、油圧ダンパ」である。
【0007】
一形態である油圧ダンパの油圧調整部は、相互開閉制御弁と、第１開閉制御弁と、第２開閉制御弁とを有している。このような構成では、例えば、高圧側の第１油圧室の油圧が低下し始めたときに、相互開閉制御弁を開放とすることが可能となる。これにより、高圧側の第１油圧室の作動油が低圧側の第２油圧室に移動するので、第１油圧室に蓄えられたエネルギの一部を第２油圧室へ直接に移動させることができる。その結果、第１油圧室に蓄えられたエネルギを回生するための付加的な油圧回路要素を備える必要がないので、油圧回路の構成を簡易にすることができる。さらに、油圧調整部は、相互開閉制御弁を閉じた後に第１開閉制御弁を開放することによって高圧側であった第１油圧室の圧力を第２油圧室の圧力より低下させることができる。これにより生じる第１油圧室及び第２油圧室の差圧は、建物に作用する地震のエネルギの吸収量をさらに増加させることに寄与する。つまり、油圧ダンパの荷重にオフセットを与えてエネルギ吸収量を向上させることを、簡易な構成によって実現することができる。
【0008】
本発明の一形態は、［２］「前記油圧調整部は、前記相互開閉制御弁が閉鎖であり、前記第１開閉制御弁が閉鎖であり、前記第２開閉制御弁が閉鎖である第１油圧回路構成と、前記相互開閉制御弁が開放であり、前記第１開閉制御弁が閉鎖であり、前記第２開閉制御弁が閉鎖である第２油圧回路構成と、前記相互開閉制御弁が閉鎖であり、前記第１開閉制御弁及び前記第２開閉制御弁の一方が開放であり、他方が閉鎖である第３油圧回路構成と、を相互に切り替える、上記［１］に記載の油圧ダンパ」であってもよい。この構成であっても、適切にエネルギ吸収量を向上させることができる。
【0009】
本発明の一形態は、［３］「前記油圧調整部は、前記第１油圧回路構成、前記第２油圧回路構成及び前記第３油圧回路構成の順に切り替える、上記［２］に記載の油圧ダンパ」であってもよい。この構成であっても、適切にエネルギ吸収量を向上させることができる。
【0010】
本発明の一形態は、［４］「前記油圧調整部は、前記第１油圧室の圧力及び前記第２油圧室の圧力に基づいて、前記第１油圧回路構成、前記第２油圧回路構成及び前記第３油圧回路構成を相互に切り替える、上記［２］又は［３］に記載の油圧ダンパ」であってもよい。この場合、例えばピストンの移動方向に基づかなくとも第１油圧回路構成、第２油圧回路構成及び第３油圧回路構成を相互に切り替えることができる。
【0011】
本発明の一形態は、［５］「前記油圧調整部は、前記ピストンの移動に応じて、前記第１油圧室の圧力が高まっているとき、前記第１油圧回路構成とし、前記ピストンの移動の向きが逆転したとき、前記第１油圧回路構成から、前記相互開閉制御弁が開放であり前記第１開閉制御弁及び前記第２開閉制御弁が閉鎖である前記第２油圧回路構成に切り替え、前記第１油圧室の圧力と前記第２油圧室の圧力との差圧が閾値より小さくなったとき、前記第１開閉制御弁が開放であり前記第２開閉制御弁が閉鎖である前記第３油圧回路構成とする、上記［４］に記載の油圧ダンパ」であってもよい。この構成であっても、適切にエネルギ吸収量を向上させることができる。
【0012】
本発明の別の形態は、［６］「作動油が充填された内部空間を有するシリンダと、前記シリンダの内部に配置され、前記内部空間を第１油圧室と第２油圧室とに分割し、前記シリンダの内部を往復移動するピストンと、を備えた油圧ダンパのための油圧調整装置であって、前記第１油圧室に対して第１開放流路を介して接続されると共に前記第２油圧室に対して第２開放流路を介して接続され、前記第１油圧室の圧力及び前記第２油圧室の圧力を開放するための圧力開放部と、一方の端部が前記第１油圧室に接続され、他方の端部が前記第２油圧室に接続された相互流路に設けられ、前記第１油圧室から前記第２油圧室への前記作動油の移動及び前記第２油圧室から前記第１油圧室への前記作動油の移動を許可する開放と前記作動油の移動を禁止する閉鎖とを相互に切り替える相互開閉制御弁と、前記第１開放流路に設けられ、前記第１油圧室から前記圧力開放部への前記作動油の移動を許可する開放と前記作動油の移動を禁止する閉鎖とを相互に切り替える第１開閉制御弁と、前記第２開放流路に設けられ、前記第２油圧室から前記圧力開放部への前記作動油の移動を許可する開放と前記作動油の移動を禁止する閉鎖とを相互に切り替える第２開閉制御弁と、を備える、油圧調整装置」である。この油圧調整装置によっても、油圧ダンパの構造を簡素化しつつ、エネルギ吸収量を向上させることができる。
【0013】
本発明のさらに別の形態は、［７］「作動油が充填された内部空間を有するシリンダと、前記シリンダの内部に配置され、前記内部空間を第１油圧室と第２油圧室とに分割し、前記シリンダの内部を往復移動するピストンと、を備えた油圧ダンパを制御する方法であって、前記ピストンの移動に応じて、前記第１油圧室の圧力が高まっているとき、前記第１油圧室及び前記第２油圧室からの前記作動油の流出を禁止する第１ステップと、前記ピストンの移動の向きが逆転したとき、前記第１油圧室から前記第２油圧室への前記作動油の移動を許可する第２ステップと、前記第１油圧室の圧力と前記第２油圧室の圧力との差圧が閾値より小さくなったとき、前記第１油圧室から前記第２油圧室への前記作動油の移動を禁止すると共に前記第１油圧室の圧力を開放する第３ステップと、を有する、油圧ダンパを制御する方法」である。この油圧ダンパを制御する方法によっても、油圧ダンパの構造を簡素化しつつ、エネルギ吸収量を向上させることができる。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、油圧ダンパの構造を簡素化しつつ、エネルギ吸収量を向上させることが可能な油圧ダンパ、油圧調整装置及び油圧ダンパを制御する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図4】図４（ａ）は、第１状態であるときの建物構造部及び制震構造部を模式的に示す図である。図４（ｂ）は、第１状態であるときの油圧ダンパを模式的に示す図である。図４（ｃ）は、第１状態であるときの油圧ダンパを示す力学モデルである。図４（ｄ）は、第２状態であるときの建物構造部及び制震構造部を模式的に示す図である。図４（ｅ）は、第２状態であるときの油圧ダンパを模式的に示す図である。図４（ｆ）は、第２状態であるときの油圧ダンパを示す力学モデルである。図４（ｇ）は、第３状態であるときの建物構造部及び制震構造部を模式的に示す図である。図４（ｈ）は、第３状態であるときの油圧ダンパを模式的に示す図である。図４（ｉ）は、第３状態であるときの油圧ダンパを示す力学モデルである。
【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の実施形態を詳細に説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【0017】
図１に示すように、実施形態の油圧ダンパ１（オイルダンパ）は、建物１００に適用される。油圧ダンパ１は、例えば建物１００の任意の階（層間）に設置される。図１は、建物１００の一部を簡易的に示す。建物１００は、鉛直方向に設けられる柱１０１ａ、１０１ｂと、柱１０１ａ、１０１ｂの間に掛け渡される梁１０２ａ、１０２ｂとにより構成されている。上側の梁１０２ａと柱１０１ａの連結部には、ブレース１０３ａの上端が連結されている。上側の梁１０２ａ及びブレース１０３ａが互いに連結された部位を、躯体連結部１１０ｃと称する。さらに、下側の梁１０２ｂ及び柱１０１ａが互いに連結された部位を、躯体連結部１１０ｄと称する。梁１０２ａと柱１０１ｂの連結部には、ブレース１０３ｂの上端が連結されている。ブレース１０３ａ、１０３ｂの下端同士は、互いに連結されている。ブレース１０３ａ、１０３ｂの下端同士が互いに連結した部位を、ブレース連結部１０３ｃと称する。このブレース連結部１０３ｃと柱１０１ｂとの間に、油圧ダンパ１が設けられている。より詳細には、油圧ダンパ１は、第１の端部１ａがブレース連結部１０３ｃに連結され、第２の端部１ｂが柱１０１ｂに連結されている。以下の説明において、柱１０１ａ、１０１ｂ及び梁１０２ａ、１０２ｂをまとめて建物構造部１１０と称する。さらに、ブレース１０３ａ、１０３ｂ及び油圧ダンパ１をまとめて制震構造部１２０と称する。
【0018】
例えば、地震や風等の振動外力Ｆ１００によって建物１００に横揺れが作用すると下層の梁１０２ｂに対して上層の梁１０２ａの水平方向の位置がずれる（図４（ｄ）参照）。油圧ダンパ１は、水平方向のずれをもたらすエネルギを吸収する。その結果、建物構造部１１０に生じるこの水平方向のずれを抑制することができる。以下、油圧ダンパ１についてさらに詳細に説明する。
【0019】
図２は、油圧ダンパ１の構成を模式的に示す図である。図３は、図２に示す油圧ダンパ１の具体的な構成の例示である。油圧ダンパ１は、ダンパモジュール２と、油圧調整モジュール３（油圧調整部、油圧調整装置）と、を有する。ダンパモジュール２は、第１油圧室２１および第２油圧室２２を備えている。第１油圧室２１および第２油圧室２２には、作動油２００が充填されている。油圧調整モジュール３は、第１油圧室２１における内部圧力と第２油圧室２２における内部圧力とを制御する。この内部圧力の制御によって、ダンパモジュール２は、地震によるエネルギを吸収することができる。
【0020】
＜ダンパモジュール２＞
ダンパモジュール２は、シリンダ２３と、ピストン２４と、一対のピストンロッド２５ａ、２５ｂと、を有する。シリンダ２３は、例えば円筒状に形成されている。シリンダ２３は、シリンダ２３の内部に、内部空間２０を有する。内部空間２０には、油圧ダンパ１を作動するための作動油２００が充填されている。
ダンパモジュール２は、シリンダ２３と、ピストン２４と、一対のピストンロッド２５ａ、２５ｂと、を有する。シリンダ２３は、例えば円筒状に形成されている。シリンダ２３は、シリンダ２３の内部に、内部空間２０を有する。内部空間２０には、油圧ダンパ１を作動するための作動油２００が充填されている。
【0021】
ピストン２４は、シリンダ２３の内部に配置されている。ピストン２４は、例えばシリンダ２３の中心軸に沿う方向から見た場合に、円板状に形成されている。ピストン２４は、内部空間２０を第１油圧室２１と第２油圧室２２に分割している。ピストン２４は、シリンダ２３の内部を往復移動する。
【0022】
＜油圧調整モジュール３＞
油圧調整モジュール３は、作動油２００を移動させるためのいくつかの管路と、作動油２００の移動の許可と禁止とを相互に切り替えるためのいくつかの油圧回路要素と、を有する。具体的には、油圧調整モジュール３は、第１開放流路Ｐ１と、第２開放流路Ｐ２と、相互流路Ｐ３と、を有する。さらに、油圧調整モジュール３は、第１開閉制御弁３１と、第２開閉制御弁３２と、相互開閉制御弁３３と、を有する。さらに、油圧調整モジュール３は、ダンパモジュール２の内部圧力を調整するためのアキュムレータ３８（圧力開放部）を有する。
油圧調整モジュール３は、作動油２００を移動させるためのいくつかの管路と、作動油２００の移動の許可と禁止とを相互に切り替えるためのいくつかの油圧回路要素と、を有する。具体的には、油圧調整モジュール３は、第１開放流路Ｐ１と、第２開放流路Ｐ２と、相互流路Ｐ３と、を有する。さらに、油圧調整モジュール３は、第１開閉制御弁３１と、第２開閉制御弁３２と、相互開閉制御弁３３と、を有する。さらに、油圧調整モジュール３は、ダンパモジュール２の内部圧力を調整するためのアキュムレータ３８（圧力開放部）を有する。
【0023】
第１開放流路Ｐ１は、第１油圧室２１とアキュムレータ３８とを相互に接続する。つまり、第１開放流路Ｐ１は、第１油圧室２１からアキュムレータ３８に作動油２００を移動させる機能と、アキュムレータ３８から第１油圧室２１に作動油２００を移動させる機能と、を有する。第２開放流路Ｐ２は、第２油圧室２２とアキュムレータ３８とを相互に接続する。つまり、第２開放流路Ｐ２は、第２油圧室２２からアキュムレータ３８に作動油２００を移動させる機能と、アキュムレータ３８から第２油圧室２２に作動油２００を移動させる機能と、を有する。
【0024】
図２の例示では、第１開放流路Ｐ１は、第２開放流路Ｐ２と共通する部位を含む。この共通する部位は、共用流路部Ｐｃと称する。共用流路部Ｐｃの第１の端部は、アキュムレータ３８に接続されている。共用流路部Ｐｃの第２の端部には、第１分岐流路部Ｐ１ａと、第２分岐流路部Ｐ２ａとが接続されている。第１分岐流路部Ｐ１ａの端部は、第１油圧室２１に接続されている。第２分岐流路部Ｐ２ａの端部は、第２油圧室２２に接続されている。このような共用流路部Ｐｃの第２の端部を共用接続点Ｃ１と称する。つまり、第１開放流路Ｐ１は、共用流路部Ｐｃと第１分岐流路部Ｐ１ａとを含む。第２開放流路Ｐ２は、共用流路部Ｐｃと第２分岐流路部Ｐ２ａとを含む。
【0025】
第１分岐流路部Ｐ１ａは、第１の端部が共用接続点Ｃ１に接続され、第２の端部が第１油圧室２１に接続されている。第１分岐流路部Ｐ１ａの第２の端部を、油圧調整モジュール３の第１入出力部Ｃ３ａと称する。第２分岐流路部Ｐ２ａは、第１の端部が共用接続点Ｃ１に接続され、第２の端部が第２油圧室２２に接続されている。第２分岐流路部Ｐ２ａの第２の端部を、油圧調整モジュール３の第２入出力部Ｃ３ｂと称する。
【0026】
相互流路Ｐ３は、第１の端部が第１分岐流路部Ｐ１ａに接続されており、第２の端部が第２分岐流路部Ｐ２ａに接続されている。第１分岐流路部Ｐ１ａにおいて相互流路Ｐ３の第１の端部が接続された部位を第１分岐接続点Ｃ２ａと称する。同様に、第２分岐流路部Ｐ２ａにおいて相互流路Ｐ３の第２の端部が接続された部位を第２分岐接続点Ｃ２ｂと称する。つまり、相互流路Ｐ３は、第１分岐流路部Ｐ１ａから第２分岐流路部Ｐ２ａに作動油２００を移動させる機能と、第２分岐流路部Ｐ２ａから第１分岐流路部Ｐ１ａに作動油２００を移動させる機能と、を有する。第１分岐流路部Ｐ１ａは第１油圧室２１に接続されており、第２分岐流路部Ｐ２ａは第２油圧室２２に接続されている。従って、相互流路Ｐ３は、第１分岐流路部Ｐ１ａ及び第２分岐流路部Ｐ２ａと協働して、第１油圧室２１から第２油圧室２２に作動油２００を移動させる機能を有する。さらに、相互流路Ｐ３は、第１分岐流路部Ｐ１ａ及び第２分岐流路部Ｐ２ａと協働して、第２油圧室２２から第１油圧室２１に作動油２００を移動させる機能を有する。
【0027】
第１開放流路Ｐ１の第１分岐流路部Ｐ１ａには第１開閉制御弁３１が設けられている。より詳細には、第１開閉制御弁３１は、共用接続点Ｃ１と第１分岐接続点Ｃ２ａとの間に設けられている。第１開閉制御弁３１は、第１油圧室２１からアキュムレータ３８への作動油２００の移動を許可する開放状態と、当該作動油２００の移動を禁止する閉鎖状態とを相互に切り替える。第１開閉制御弁３１は、電気式でもよい。また、第１開閉制御弁３１は、作動油２００の油圧の変動に応じて動作する方式でもよい。
【0028】
第２開放流路Ｐ２の第２分岐流路部Ｐ２ａには第２開閉制御弁３２が設けられている。より詳細には、第２開閉制御弁３２は、共用接続点Ｃ１と第２分岐接続点Ｃ２ｂとの間に設けられている。第２開閉制御弁３２は、第２油圧室２２からアキュムレータ３８への作動油２００の移動を許可する開放状態と、当該作動油２００の移動を禁止する閉鎖状態とを相互に切り替える。第２開閉制御弁３２は、電気式又はパッシブ式のどちらでもよい。
【0029】
相互開閉制御弁３３は、相互流路Ｐ３に設けられている。相互開閉制御弁３３は、第１油圧室２１から第２油圧室２２への作動油２００の移動及び第２油圧室２２から第１油圧室２１への作動油２００の移動を許可する開放と、作動油２００の移動を禁止する閉鎖とを相互に切り替える。相互開閉制御弁３３は、第１開閉制御弁３１と同様に、電気式でもよいし、作動油２００の油圧の変動に応じて動作する方式でもよい。
【0030】
アキュムレータ３８は、第１油圧室２１に対して第１開放流路Ｐ１を介して接続されている。また、アキュムレータ３８は、第２油圧室２２に対して第２開放流路Ｐ２を介して接続されている。
【0031】
【0032】
油圧調整モジュール３は、第１付加流路Ｐ４と第２付加流路Ｐ５と、を有する。第１付加流路Ｐ４は、第１分岐流路部Ｐ１ａと共用流路部Ｐｃとに接続されている。具体的には、第１付加流路Ｐ４の第１の端部は、第１分岐流路部Ｐ１ａにおいて第１開閉制御弁３１と第１入出力部Ｃ３ａとの間に接続されている。第１付加流路Ｐ４の第２の端部は、共用流路部Ｐｃにおいて共用接続点Ｃ１とアキュムレータ３８との間に接続されている。第２付加流路Ｐ５は、第２分岐流路部Ｐ２ａと共用流路部Ｐｃとに接続されている。具体的には、第２付加流路Ｐ５の第１の端部は、第２分岐流路部Ｐ２ａにおいて第２開閉制御弁３２と第２入出力部Ｃ３ｂとの間に接続されている。第２付加流路Ｐ５の第２の端部は、共用流路部Ｐｃにおいて共用接続点Ｃ１とアキュムレータ３８との間に接続されている。
【0033】
さらに、油圧調整モジュール３は、第１逆止弁３４と、第１オリフィス３５と、第２逆止弁３６と、第２オリフィス３７と、を有する。第１逆止弁３４は、第１付加流路Ｐ４に設けられている。具体的には、第１逆止弁３４の入力側は、共用流路部Ｐｃを介してアキュムレータ３８に接続されている。第１逆止弁３４の出力側は、第１分岐流路部Ｐ１ａを介して第１油圧室２１に接続されている。第１逆止弁３４は、アキュムレータ３８から第１油圧室２１への作動油２００の移動を許可するが、第１油圧室２１からアキュムレータ３８への作動油２００の移動を禁止する。第１オリフィス３５は、第１逆止弁３４に対して並列となるように第１付加流路Ｐ４に設けられている。第２逆止弁３６は、第２付加流路Ｐ５に設けられている。具体的には、第２逆止弁３６の入力側は、共用流路部Ｐｃを介してアキュムレータ３８に接続されている。第２逆止弁３６の出力側は、第２分岐流路部Ｐ２ａを介して第２油圧室２２に接続されている。第２逆止弁３６は、アキュムレータ３８から第２油圧室２２への作動油２００の移動を許可するが、第２油圧室２２からアキュムレータ３８への作動油２００の移動を禁止する。第２オリフィス３７は、第２逆止弁３６に対して並列となるように第２付加流路Ｐ５に設けられている。
【0034】
油圧調整モジュール３は、第１油圧回路構成Ｈ１と、第２油圧回路構成Ｈ２と、第３油圧回路構成Ｈ３とを相互に切り替えることができる。第１油圧回路構成Ｈ１（図４（ｂ）等参照）は、相互開閉制御弁３３が閉鎖であり、第１開閉制御弁３１が閉鎖であり、第２開閉制御弁３２が閉鎖である。第２油圧回路構成Ｈ２（図４（ｈ）等参照）は、相互開閉制御弁３３が開放であり、第１開閉制御弁３１が閉鎖であり、第２開閉制御弁３２が閉鎖である。第３油圧回路構成Ｈ３（図５（ｂ）等参照）は、相互開閉制御弁３３が閉鎖であり、第１開閉制御弁３１及び第２開閉制御弁３２の一方が開放であり、他方が閉鎖である。
【0035】
図４、図５及び図６を参照しつつ、油圧ダンパ１の動作プロセスを説明する。以下の説明では、アキュムレータ３８の容量は十分大きく、アキュムレータ３８の初期圧力（プレストレス）は、建物１００の振動によって第１油圧室２１又は第２油圧室２２に発生する圧力と比較して無視できるほど小さいものとする。
【0036】
＜第１状態＞
図４（ａ）は、地震等が発生しておらず、建物１００が変形していない第１状態ＳＴ１であるときの建物構造部１１０を示す。例えば、第１状態ＳＴ１であるときのブレース連結部１０３ｃは、位置Ｌａ１である。この後の説明では、建物１００に地震が作用することによって、建物構造部１１０に変形が生じる。以下の説明において、建物構造部１１０の変形は、相対変位δ（図４（ｄ）参照）として定義する。相対変位δは、躯体連結部１１０ｄを基準とした躯体連結部１１０ｃの変位である。
図４（ａ）は、地震等が発生しておらず、建物１００が変形していない第１状態ＳＴ１であるときの建物構造部１１０を示す。例えば、第１状態ＳＴ１であるときのブレース連結部１０３ｃは、位置Ｌａ１である。この後の説明では、建物１００に地震が作用することによって、建物構造部１１０に変形が生じる。以下の説明において、建物構造部１１０の変形は、相対変位δ（図４（ｄ）参照）として定義する。相対変位δは、躯体連結部１１０ｄを基準とした躯体連結部１１０ｃの変位である。
【0037】
建物１００が変形していない第１状態ＳＴ１であるとき、図４（ｂ）に示すように油圧ダンパ１は、第１油圧回路構成Ｈ１である。第１油圧回路構成Ｈ１であるとき、各制御弁の状態は下記のとおりである。なお、図４（ｂ）において、制御弁が閉じていることは、制御弁を示す記号を黒く塗りつぶすことによって示す。制御弁が開いていることは、制御弁を示す記号を白く塗りつぶすことによって示す。
・第１開閉制御弁３１：閉鎖
・第２開閉制御弁３２：閉鎖
・相互開閉制御弁３３：閉鎖
・第１開閉制御弁３１：閉鎖
・第２開閉制御弁３２：閉鎖
・相互開閉制御弁３３：閉鎖
【0038】
第１状態ＳＴ１であるとき、ピストン２４は、シリンダ２３のほぼ中央に位置していてもよい。そして、第１状態ＳＴ１であるとき、第１油圧室２１の圧力は、第２油圧室２２の圧力とほぼ同じである。図４（ｂ）において、第１油圧室２１及び第２油圧室２２の圧力の程度を、ハッチングの濃淡によって図示する。相対的に高い圧力である状態は、濃いハッチングによって示される。相対的に低い圧力である状態は、薄いハッチングによって示される。第１状態ＳＴ１であるときの第１油圧室２１及び第２油圧室２２の圧力は、優位な差異がないから、第１油圧室２１のハッチングの濃さは、第２油圧室２２のハッチングの濃さと同じである。また、第１状態ＳＴ１であるとき、第１油圧室２１の圧力は、アキュムレータ３８の圧力とも同じであるし、第２油圧室２２の圧力も、アキュムレータ３８の圧力とも同じである。
【0039】
ここで、図４（ｃ）等に示す油圧ダンパ１の力学モデルＫ１２０について説明する。図４（ｃ）は、ブレース１０３ａの剛性を模擬する弾性要素Ｅ１０３ａと、油圧ダンパ１の剛性を模擬する弾性要素Ｅ１と、油圧ダンパ１の減衰係数Ｃを模擬する減衰要素Ｄ１と、をこの順に直列につないだ力学モデルＫ１２０を示す。以下の説明で用いる図４（ｆ）等の力学モデルＫ１２０では、弾性要素Ｅ１０３ａ、Ｅ１を一つの合成弾性要素Ｅ１２０として図示する。合成弾性要素Ｅ１２０は、直列に接続された弾性要素Ｅ１０３ａ及び弾性要素Ｅ１の剛性と等価な剛性を有している。
【0040】
油圧ダンパ１の力学モデルＫ１２０は、合成弾性要素Ｅ１２０及び減衰要素Ｄ１が直列に接続されたＭａｘｗｅｌｌモデルとして表現できる。この力学モデルＫ１２０は、ブレース１０３ａの剛性が考慮されている。減衰要素Ｄ１は、相互開閉制御弁３３、第１開閉制御弁３１又は第２開閉制御弁３２の開閉により、減衰係数（Ｃｍａｘ）又は減衰係数（Ｃｍｉｎ）に切り替わる。すなわち、本実施形態のＭａｘｗｅｌｌモデルとして示される力学モデルＫ１２０は、減衰要素Ｄ１の非線形性を有する。ここで、相互開閉制御弁３３、第１開閉制御弁３１及び第２開閉制御弁３２が全て閉鎖の場合、減衰要素Ｄ１は、減衰係数（Ｃｍａｘ）である。相互開閉制御弁３３が開放である場合、減衰要素Ｄ１は、減衰係数（Ｃｍｉｎ）である。なお、以下の説明では、減衰係数（Ｃｍａｘ）は無限大、減衰係数（Ｃｍｉｎ）はゼロであると仮定する。
【0041】
図４（ｃ）は、第１状態ＳＴ１であるときの建物構造部１１０の力学モデルＫ１２０を示す。第１状態ＳＴ１であるとき、相対変位（δ）はゼロである。第１状態ＳＴ１であるとき、合成弾性要素Ｅ１２０のばね長さＬｄ１は自然長である。つまり、相対変位（δ）がゼロであるから、合成弾性要素Ｅ１２０には、なんらの弾性力も発生していない。また、躯体連結部１１０ｃの水平方向の速度がゼロであるから、減衰要素Ｄ１にもなんらの減衰力も発生していない。
【0042】
ここで、躯体連結部１１０ｃにおける相対変位（δ）と制震構造部１２０に生じる内部荷重との関係に注目する。図６（ａ）、図６（ｂ）及び図６（ｃ）は、躯体連結部１１０ｄに対する躯体連結部１１ｃの水平方向の相対変位（δ）と、制震構造部１２０に発生する内部荷重Ｆ１２０との関係を示す。例えば、図６（ａ）等の横軸は、相対変位（δ）である。図６（ａ）等の縦軸は、図４（ｃ）等に示す力学モデルＫ１２０の合成弾性要素Ｅ１２０に生じる内部荷重Ｆ１２０に相当する。第１状態ＳＴ１では、相互開閉制御弁３３、第１開閉制御弁３１及び第２開閉制御弁３２が全て閉鎖であるから、減衰要素Ｄ１は、減衰係数（Ｃｍａｘ）は無限大である。つまり、減衰要素Ｄ１は、剛体であるとみなせる。この仮定によれば、内部荷重Ｆ１２０は、相対変位（δ）と合成弾性要素Ｅ１２０の剛性（Ｋ）との積であるとみなしてよい。なお、内部荷重Ｆ１２０は、図４（ｂ）等のダンパモジュール２で言えば、第１油圧室２１の圧力及び第２油圧室２２の圧力の差圧とピストンの断面積との積である。上述したように、第１状態ＳＴ１では、相対変位（δ）はゼロである。この状態（第１状態ＳＴ１：δ＝０）は、図６（ａ）に示すポイントＧＰ１によって示される。
【0043】
＜第２状態＞
図４（ｄ）は、地震等により図４（ａ）に示す建物構造部１１０が変形によって躯体連結部１１０ｃに相対変位（δ）が生じた後に、当該変位の方向が反転する直前である第２状態ＳＴ２を示す。第２状態ＳＴ２であるとき、躯体連結部１１０ｄに対する躯体連結部１１０ｃの位置は、相対変位（δ）として示すことができる。一方、油圧ダンパ１は相互開閉制御弁３３が閉じているので、第１油圧室２１と第２油圧室２２との間において作動油の移動は生じない。つまり、ピストン２４は実質的に動かないとみなせる。従って、ブレース連結部１０３ｃも位置Ｌ１ａを維持する。そうすると、相対変位（δ）の影響は、ブレース１０３ａとブレース１０３ｂとに及ぶ。具体的には、ブレース１０３ａには圧縮力、ブレース１０３ｂには引張力が作用する。そして、この圧縮力に応じるために、第１油圧室２１の圧力が高まる。なお、第１状態ＳＴ１から第２状態ＳＴ２に至るまでの間、躯体連結部１１０ｃは一方向に移動し続けており、逆方向には移動しないものとする。
図４（ｄ）は、地震等により図４（ａ）に示す建物構造部１１０が変形によって躯体連結部１１０ｃに相対変位（δ）が生じた後に、当該変位の方向が反転する直前である第２状態ＳＴ２を示す。第２状態ＳＴ２であるとき、躯体連結部１１０ｄに対する躯体連結部１１０ｃの位置は、相対変位（δ）として示すことができる。一方、油圧ダンパ１は相互開閉制御弁３３が閉じているので、第１油圧室２１と第２油圧室２２との間において作動油の移動は生じない。つまり、ピストン２４は実質的に動かないとみなせる。従って、ブレース連結部１０３ｃも位置Ｌ１ａを維持する。そうすると、相対変位（δ）の影響は、ブレース１０３ａとブレース１０３ｂとに及ぶ。具体的には、ブレース１０３ａには圧縮力、ブレース１０３ｂには引張力が作用する。そして、この圧縮力に応じるために、第１油圧室２１の圧力が高まる。なお、第１状態ＳＴ１から第２状態ＳＴ２に至るまでの間、躯体連結部１１０ｃは一方向に移動し続けており、逆方向には移動しないものとする。
【0044】
建物構造部１１０が第１状態ＳＴ１から第２状態ＳＴ２に変形するまでの間、図４（ｅ）に示すように油圧ダンパ１は、第１油圧回路構成Ｈ１を維持し続ける。より具体的には、躯体連結部１１０ｃの移動方向が一方向に移動し続けている間は、油圧ダンパ１は第１油圧回路構成Ｈ１を維持し続ける。すなわち、躯体連結部１１０ｃの移動方向が逆転するまでの間は、油圧ダンパ１は第１油圧回路構成Ｈ１を維持する。このとき、第１油圧回路構成Ｈ１では全ての制御弁が閉じられており、ブレース１０３ａを介した力が作用するので、第１油圧室２１の圧力は上昇し続ける。一方、第２油圧室２２の圧力は、維持される。その結果、第１油圧室２１の圧力は、第２油圧室２２の圧力よりも相対的に高くなる。図４（ｅ）では、第１油圧室２１の圧力が第２油圧室２２の圧力よりも高いことを示すために、第１油圧室２１のハッチングの濃さが第２油圧室２２のハッチングの濃さよりも濃く示されている。
【0045】
上述のとおり、油圧ダンパ１は、躯体連結部１１０ｃが一方向に移動し続けている間は、油圧ダンパ１は第１油圧回路構成Ｈ１を維持する。第１油圧回路構成Ｈ１を維持することは、躯体連結部１１０ｃが移動していることを条件としてもよいし、別の条件に従ってもよい。例えば、第１油圧回路構成Ｈ１を維持することは、第１油圧室２１の圧力が上昇していることを条件としてもよい。すなわち、躯体連結部１１０ｃの移動方向が一方向に移動し続けている間は、第１油圧室２１の圧力は高まり続けるため、第１油圧室２１の圧力が高まっているとき、油圧ダンパ１は、第１油圧回路構成Ｈ１を維持してもよい。換言すると、第１油圧室２１の圧力が下がり始めるまでの間は、第１油圧回路構成Ｈ１を維持してもよい。
【0046】
図４（ｆ）は、第２状態ＳＴ２であるときの建物構造部１１０の力学モデルＫ１２０を示す。第２状態ＳＴ２では、躯体連結部１１０ｃ、１１０ｄの間に相対変位（δ）が生じている。第２状態ＳＴ２では、全ての制御弁が閉じられているため、減衰要素Ｄ１の状態は、減衰係数（Ｃmax）である。上述のとおり、減衰係数（Ｃmax）は無限大の大きさであると仮定しているから、減衰要素Ｄ１は剛体としてみなすことができる。その結果、油圧ダンパ１は、合成弾性要素Ｅ１２０だけを含むモデルとして模擬できる。
【0047】
ここで再び躯体連結部１１０ｃにおける相対変位（δ）と制震構造部１２０に生じる内部荷重との関係に注目する。図６（ａ）において、第１状態ＳＴ１から第２状態ＳＴ２への移行は、線分ＧＬ２によって示される。そして、第２状態ＳＴ２は、ポイントＧＰ２によって示される。第２状態ＳＴ２では、躯体連結部１１０ｃにおける相対変位（δ）は、躯体連結部１１０ｃに生じる水平変位と躯体連結部１１０ｃに生じる水平変位の差分である。その結果、制震構造部１２０に生じる内部荷重Ｆ１２０は、相対変位（δ）と合成弾性要素Ｅ１２０の剛性（Ｋ）との積として示される。
【0048】
＜第３状態＞
図４（ｇ）は、第３状態ＳＴ３であるときの建物構造部１１０を示す。より詳細には、図４（ｇ）は、第３状態ＳＴ３である期間において、次の第４状態ＳＴ４に移行する直前の様子を示す。第３状態ＳＴ３であるときの躯体連結部１１０ｃの位置は、図４（ｄ）に示す第２状態ＳＴ２と同じ位置である。図４（ｇ）に示す躯体連結部１１０ｃの位置は、例えば躯体連結部１１０ｃの折り返し位置を示しているとも言える。
図４（ｇ）は、第３状態ＳＴ３であるときの建物構造部１１０を示す。より詳細には、図４（ｇ）は、第３状態ＳＴ３である期間において、次の第４状態ＳＴ４に移行する直前の様子を示す。第３状態ＳＴ３であるときの躯体連結部１１０ｃの位置は、図４（ｄ）に示す第２状態ＳＴ２と同じ位置である。図４（ｇ）に示す躯体連結部１１０ｃの位置は、例えば躯体連結部１１０ｃの折り返し位置を示しているとも言える。
【0049】
躯体連結部１１０ｃの移動の向きが逆転したことをきっかけとして、図４（ｈ）に示すように油圧ダンパ１は、第１油圧回路構成Ｈ１から第２油圧回路構成Ｈ２に切り替わる。第２油圧回路構成Ｈ２であるとき、各制御弁の状態は下記のとおりである。
・相互開閉制御弁３３：開放
・第１開閉制御弁３１：閉鎖
・第２開閉制御弁３２：閉鎖
・相互開閉制御弁３３：開放
・第１開閉制御弁３１：閉鎖
・第２開閉制御弁３２：閉鎖
【0050】
つまり、相互開閉制御弁３３を閉鎖から開放に切り替える。第１開閉制御弁３１及び第２開閉制御弁３２は閉鎖を維持する。これにより、第１油圧室２１から第２油圧室２２に作動油２００が移動する。この結果、第１油圧室２１と第２油圧室２２の差圧が解消される。このとき、第２油圧室２２の圧力が上昇した結果、第２油圧室２２の圧力はアキュムレータ３８の圧力よりも高くなる。第２状態ＳＴ２から第３状態ＳＴ３に変化するとき、躯体連結部１１０ｃの位置が維持された状態であって、ブレース連結部１０３ｃの位置が相対変位（δ）と同じ距離だけ移動するので、位置Ｌ１ａから位置Ｌａ２に移る。その結果、内部荷重Ｆ１２０がゼロになる。第１油圧室２１から第２油圧室２２に作動油２００が移動する間に、合成弾性要素Ｅ１２０に蓄えられていたひずみエネルギは熱となって消費される。
【0051】
なお、第１油圧回路構成Ｈ１から第２油圧回路構成Ｈ２への切り替え動作は、第１油圧室２１の圧力に基づいて行ってもよい。すなわち、第１油圧室２１の圧力が下がり始めたときに第１油圧回路構成Ｈ１から第２油圧回路構成Ｈ２に切り替えてもよい。
【0052】
図４（ｉ）は、第３状態ＳＴ３であるときの建物構造部１１０の力学モデルＫ１２０を示す。第３状態ＳＴ３では、躯体連結部１１０ｃの相対変位（δ）は第２状態ＳＴ２と同じである。一方、第３状態ＳＴ３では、相互開閉制御弁３３が開放されることにより、第１油圧室２１と第２油圧室２２の差圧が解消される。この現象は、合成弾性要素Ｅ１２０の縮みが解消されて、自然長に戻ることによって表現することができる。図４（ｆ）は、縮んでいる合成弾性要素Ｅ１２０をばね長Ｌｄ２として図示する。図４（ｉ）は、自然長に戻った合成弾性要素Ｅ１２０をばね長さＬｄ１として図示する。
【0053】
ここで再び躯体連結部１１０ｃの相対変位（δ）と制震構造部１２０に生じる内部荷重Ｆ１２０との関係に注目する。図６（ｂ）において、第２状態ＳＴ２から第３状態ＳＴ３への移行は、線分ＧＬ３によって示される。そして、第３状態ＳＴ３は、ポイントＧＰ３によって示される。第３状態ＳＴ３では、躯体連結部１１０ｃの相対変位（δ）は、切替が短時間であるために、第２状態ＳＴ２であるときの躯体連結部１１０ｃの相対変位（δ）から変化しない。一方、制震構造部１２０に生じる内部荷重Ｆ１２０は、所定の値からゼロに変化する。従って、第２状態ＳＴ２から第３状態ＳＴ３への移行は、図６（ｃ）において、Ｙ軸に平行な線分ＧＬ３として示される。そして、第３状態ＳＴ３を示すポイントＧＰ３は、Ｘ軸上の点として示される。
【0054】
＜第４状態＞
図５（ａ）は、油圧ダンパ１を第２油圧回路構成Ｈ２から第３油圧回路構成Ｈ３に切り替えたときの建物構造部１１０の第４状態ＳＴ４を示す。第４状態ＳＴ４では、第１油圧室２１からアキュムレータ３８に作動油２００を移動させる。その結果、第１油圧室２１の圧力が下がるので、第２油圧室２２の圧力が第１油圧室２１の圧力より高い状態となる。この状態であるとき、差圧に基づく内部荷重Ｆ１２０が第２油圧室２２から第１油圧室２１に向かってピストン２４に作用する。具体的には、第３状態ＳＴ３から第４状態ＳＴ４に変化し始める状態（図６（ｃ）のＧＰ３の状態）では、内部荷重Ｆ１２０はゼロである。ピストン２４には、第１油圧室２１の作動油２００がアキュムレータ３８に移動するに伴い増大する第２油圧室２２との差圧による内部荷重Ｆ１２０が、躯体連結部１１０ｃの移動の向きと逆方向に作用する。このとき、ピストン２４は、内部荷重Ｆ１２０に応じる距離だけ移動する。つまり、油圧ダンパ１は、内部荷重Ｆ１２０に応じる距離だけ延びる。これにより、ブレース連結部１０３ｃは、位置Ｌａ２から位置Ｌａ３に移動する。その結果、内部荷重Ｆ１２０に応じるひずみエネルギが合成弾性要素Ｅ１２０に蓄えられる。この動作にかかる時間は建物の振動に比べて短時間であり、建物変形によるピストン２４の動きは無視できる。
図５（ａ）は、油圧ダンパ１を第２油圧回路構成Ｈ２から第３油圧回路構成Ｈ３に切り替えたときの建物構造部１１０の第４状態ＳＴ４を示す。第４状態ＳＴ４では、第１油圧室２１からアキュムレータ３８に作動油２００を移動させる。その結果、第１油圧室２１の圧力が下がるので、第２油圧室２２の圧力が第１油圧室２１の圧力より高い状態となる。この状態であるとき、差圧に基づく内部荷重Ｆ１２０が第２油圧室２２から第１油圧室２１に向かってピストン２４に作用する。具体的には、第３状態ＳＴ３から第４状態ＳＴ４に変化し始める状態（図６（ｃ）のＧＰ３の状態）では、内部荷重Ｆ１２０はゼロである。ピストン２４には、第１油圧室２１の作動油２００がアキュムレータ３８に移動するに伴い増大する第２油圧室２２との差圧による内部荷重Ｆ１２０が、躯体連結部１１０ｃの移動の向きと逆方向に作用する。このとき、ピストン２４は、内部荷重Ｆ１２０に応じる距離だけ移動する。つまり、油圧ダンパ１は、内部荷重Ｆ１２０に応じる距離だけ延びる。これにより、ブレース連結部１０３ｃは、位置Ｌａ２から位置Ｌａ３に移動する。その結果、内部荷重Ｆ１２０に応じるひずみエネルギが合成弾性要素Ｅ１２０に蓄えられる。この動作にかかる時間は建物の振動に比べて短時間であり、建物変形によるピストン２４の動きは無視できる。
【0055】
第４状態ＳＴ４であるとき、図５（ｂ）に示すように油圧ダンパ１は、第２油圧回路構成Ｈ２から第３油圧回路構成Ｈ３に切り替わる。第３油圧回路構成Ｈ３であるとき、各制御弁の状態は下記のとおりである。
・第１開閉制御弁３１：開放
・第２開閉制御弁３２：閉鎖
・相互開閉制御弁３３：閉鎖
・第１開閉制御弁３１：開放
・第２開閉制御弁３２：閉鎖
・相互開閉制御弁３３：閉鎖
【0056】
具体的には、まず、相互開閉制御弁３３が開放から閉鎖に切り替わる。この動作によって、第１油圧室２１から第２油圧室２２への作動油２００の移動が禁止される。その後、第１開閉制御弁３１が閉鎖から開放に切り替わり、第２状態ＳＴ２において高圧側であった第１油圧室２１とアキュムレータ３８がつながる。。第１開閉制御弁３１が閉鎖から開放に切り替わる直前であるとき、第１油圧室２１の圧力は、アキュムレータ３８の圧力よりも高い。第１開閉制御弁３１が閉鎖から開放に切り替わると、この動作によって、第１油圧室２１からアキュムレータ３８に作動油２００が移動する。図５（ｂ）は、第１開閉制御弁３１が開放であるときの様子を図示している。その結果、第１油圧室２１の圧力は、アキュムレータ３８の圧力と等しくなる。この動作を、第１油圧室２１の圧力を開放すると称する。そして、第１油圧室２１の圧力がアキュムレータ３８の圧力と等しくなったときに、第１開閉制御弁３１が開放から閉鎖に切り替わる。この切り替えによって、第３油圧回路構成Ｈ３から第１油圧回路構成Ｈ１に切り替わる。
【0057】
一方、第２開閉制御弁３２は、閉鎖を維持する。この動作によれば、第２油圧室２２の作動油２００は、第１油圧室２１およびアキュムレータ３８のいずれにも移動することができない。つまり、第２油圧室２２の圧力は維持される。そうすると、第１開閉制御弁３１が閉鎖から開放に切り替わる直前は、第１油圧室２１の圧力が第２油圧室２２の圧力と等しい状態であった。そして、第１開閉制御弁３１が閉鎖から開放に切り替わることによって第１油圧室２１の圧力だけが低下する。その結果、第１油圧室２１と第２油圧室２２の間に差圧が生じる。具体的には、第２油圧室２２の圧力が第１油圧室２１の圧力より大きい。そして、この差圧に起因する内部荷重Ｆ１２０が、第２油圧室２２から第１油圧室２１に向かってピストン２４に作用する。
【0058】
図５（ｃ）は、第４状態ＳＴ４であるときの建物構造部１１０の力学モデルＫ１２０を示す。上述したように、第３状態ＳＴ３から第４状態ＳＴ４への切り替えによって、第２油圧室２２の圧力が第１油圧室２１の圧力より大きくなる状態の変化が生じ、それに応じてピストン２４は紙面右向きである差圧に基づく内部荷重Ｆ１２０を受ける。力学モデルＫ１２０において、この差圧に基づく内部荷重Ｆ１２０は、合成弾性要素Ｅ１２０の紙面右向きである伸びとして示すことができる。その結果、合成弾性要素Ｅ１２０は、ばね長さＬｄ１からばね長さＬｄ４に延びる。
【0059】
ここで再び躯体連結部１１０ｃの相対変位（δ）と制震構造部１２０に生じる内部荷重Ｆ１２０との関係に注目する。図６（ｃ）において、第３状態ＳＴ３から第４状態ＳＴ４への移行は、線分ＧＬ４によって示される。そして、第４状態ＳＴ４は、ポイントＧＰ４によって示される。第４状態ＳＴ４における動作は極めて短時間であるから、躯体連結部１１０ｃの相対変位（δ）は、第３状態ＳＴ３であるときの躯体連結部１１０ｃの相対変位（δ）から変化しない。一方、制震構造部１２０に生じる内部荷重Ｆ１２０は、ゼロから所定の値に変化する。ここでいう所定の値は、差圧に基づく内部荷重Ｆ１２０である。この差圧に基づく内部荷重Ｆ１２０は、合成弾性要素Ｅ１２０を伸長させるものであるから、図６（ｃ）ではマイナスの符号によって示される。
【0060】
＜第５状態＞
図５（ｃ）に示すように、第４状態ＳＴ４から第５状態ＳＴ５に切り替える直前の状態は、合成弾性要素Ｅ１２０がすでに内部荷重Ｆ１２０の方向に所定の長さだけ伸びた状態である。この状態から、ピストン２４には、紙面左向きである躯体連結部１１０ｃの相対変位（δ）が作用する。
図５（ｃ）に示すように、第４状態ＳＴ４から第５状態ＳＴ５に切り替える直前の状態は、合成弾性要素Ｅ１２０がすでに内部荷重Ｆ１２０の方向に所定の長さだけ伸びた状態である。この状態から、ピストン２４には、紙面左向きである躯体連結部１１０ｃの相対変位（δ）が作用する。
【0061】
図５（ｆ）は、内部荷重Ｆ１２０による変位（Ｌｄ４）の状態から躯体連結部１１０ｃの相対変位（δ）によってピストン２４が紙面左側に移動している様子を示す力学モデルＫ１２０である。合成弾性要素Ｅ１２０に作用する荷重が増大することは、内部荷重Ｆ１２０により自然長であるばね長さＬｄ１より長いばね長さＬｄ４の状態から躯体連結部１１０ｃの相対変位（δ）によってさらに合成弾性要素Ｅ１２０が紙面左向きに伸びることによって示される。
【0062】
図５（ｅ）に示すように、第１開閉制御弁３１、第２開閉制御弁３２、相互開閉制御弁３３の全てが閉鎖した状態でピストン２４が移動しているときには、再び油圧ダンパ１は、バネのような挙動を示す。つまり、この移動に応じて、第２油圧室２２の圧力はさらに高まる。
【0063】
図５（ｆ）に示すように、ピストン２４の移動は、躯体連結部１１０ｃの相対変位（δ）の変化によって示される。さらに、合成弾性要素Ｅ１２０に作用する荷重もさらに増大する。このことは、合成弾性要素Ｅ１２０が紙面左向きにさらに伸びることによって示される。その結果、合成弾性要素Ｅ１２０は、ばね長さＬｄ４からばね長さＬｄ５に延びる。
【0064】
ここで再び、躯体連結部１１０ｃの相対変位（δ）と制震構造部１２０に生じる内部荷重Ｆ１２０との関係に注目する。図６（ｃ）において、第４状態ＳＴ４から第５状態ＳＴ５への移行は、線分ＧＬ５によって示される。上述したように、第５状態ＳＴ５では、躯体連結部１１０ｃは、紙面左向きに移動するので、図６（ｃ）においてＸ軸の値が次第に小さくなるように線分ＧＬ５が延びる。さらに、第５状態ＳＴ５では、合成弾性要素Ｅ１２０が紙面左向きにさらに伸びる（図５（ｆ）参照）ので、この伸びによって内部荷重Ｆ１２０の絶対値も次第に大きくなる。
【0065】
注目すべきは、第５状態ＳＴ５の始点は、所定の圧力を有している点である。このような状態からピストン２４の紙面左向きの移動が開始され、移動が終了したときである第５状態ＳＴ５の終点は、第１状態ＳＴ１であるときの圧力よりも高い圧力をとる。これは、第３状態ＳＴ３から第４状態ＳＴ４に移行するときに生じた差圧による内部荷重Ｆ１２０に起因するものと考えられる。
【0066】
［油圧ダンパを制御する方法］
図７を参照しつつ、本実施形態の油圧ダンパ１を制御する方法を説明する。ここで、油圧ダンパ１を制御する方法は、２つの動作態様によって実現できる。
図７を参照しつつ、本実施形態の油圧ダンパ１を制御する方法を説明する。ここで、油圧ダンパ１を制御する方法は、２つの動作態様によって実現できる。
【0067】
第１の態様は、油圧調整モジュール３を構成する油圧回路要素の機能によって、第１開閉制御弁３１、第２開閉制御弁３２および相互開閉制御弁３３の開閉制御が実行されるものである。第１の態様では、第１油圧室２１の圧力及び第２油圧室２２の圧力を計測するセンサや、センサから得たデータを用いて各制御弁のための制御信号を生成するコントローラを必要としない。第２の態様は、油圧ダンパ１がセンサ及びコントローラを備えており、コントローラが出力する制御信号によって、第１開閉制御弁３１、第２開閉制御弁３２および相互開閉制御弁３３の開閉制御が実行されるものである。第１の態様として動作する油圧ダンパ１の具体例は、第１実施例として後述する。また、第２の態様として動作する油圧ダンパ１の具体例は、第２実施例として後述する。
【0068】
以下、第１の態様で動作する油圧ダンパ１を例に、油圧ダンパを制御する方法について説明する。以下の説明では、油圧ダンパ１の動作を「ステップＳ」として示す。「ステップＳ」として説明する油圧ダンパ１の動作とは、あらかじめ設定された油圧ダンパ１の機能によって生じる能動的な動作である。さらに、油圧ダンパ１の動作のきっかけとなる事象を「イベントＮ」として示す。
【0069】
まず、地震が発生していない第１状態ＳＴ１（図４（ａ）、図４（ｂ）及び図４（ｃ）参照）であるとき、油圧ダンパ１は、第１油圧回路構成Ｈ１となる（ステップＳ１）。ステップＳ１は、第１開閉制御弁３１を閉鎖することと（ステップＳ１１）と、第２開閉制御弁３２を閉鎖することと（ステップＳ１２）と、相互開閉制御弁３３を閉鎖すること（ステップＳ１３）と、を含む。これらのステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３は、任意の順番で実行してよい。
【0070】
次に、地震が発生したとする（イベントＮ１）。地震の発生によって、ピストン２４が第１油圧室２１側に移動を開始する第２状態ＳＴ２（イベントＮ２：図４（ｄ）、図４（ｅ）及び図４（ｆ）参照）となる。第２状態ＳＴ２であるとき、油圧ダンパ１は第１油圧回路構成Ｈ１を維持する（ステップＳ２）。
【0071】
次に、外部荷重の方向が逆転する（イベントＮ３）。その結果、ピストン２４の移動方向が逆転する（イベントＮ４）。ピストン２４の移動方向が逆転する状態は、第３状態ＳＴ３（図４（ｇ）、図４（ｈ）及び図４（ｉ）参照）である。第３状態ＳＴ３となったとき、油圧ダンパ１は、第１油圧回路構成Ｈ１から第２油圧回路構成Ｈ２に切り替わる（ステップＳ３）。ステップＳ３は、第１開閉制御弁３１の閉鎖を維持すること（ステップＳ３１）と、第２開閉制御弁３２の閉鎖を維持すること（ステップＳ３２）と、相互開閉制御弁３３を閉鎖から開放に切り替えること（ステップＳ３３）と、を含む。これらのステップＳ３１、Ｓ３２、Ｓ３３は、任意の順番で実行してよい。
【0072】
次に、第１油圧室２１の圧力と第２油圧室２２の圧力とが均衡する（イベントＮ５）。第１油圧室２１の圧力と第２油圧室２２の圧力とが均衡したとき、油圧ダンパ１は、第２油圧回路構成Ｈ２から第３油圧回路構成Ｈ３に切り替わる（ステップＳ４）。ステップＳ４は、相互開閉制御弁３３を開放から閉鎖に切り替えること（ステップＳ４１）、第１開閉制御弁３１を閉鎖から開放に切り替えること（ステップＳ４２）、第２開閉制御弁３２の閉鎖を維持すること（ステップＳ４３）と、を含む。ステップＳ４１は、ステップ４２よりも先に実行される。ステップＳ４３は、閉鎖状態の維持であるからステップＳ４１，Ｓ４２との順は関係ない。
【0073】
第１油圧室２１の圧力を開放する。第１油圧室２１の圧力を開放する状態は、第４状態ＳＴ４である（図５（ａ）、図５（ｂ）及び図５（ｃ）参照）。油圧ダンパ１の第１開閉制御弁３１は、閉鎖から開放に切り替わる（ステップＳ４２）。その結果、第１油圧室２１の圧力が低下し、第２油圧室２２との間に生じた差圧に基づく内部荷重Ｆ１２０によってピストン２４は第２油圧室２２から第１油圧室２１の方向に移動する（ステップＮ６）。
【0074】
第１油圧室２１の圧力がアキュムレータ３８の圧力と均衡した状態となったとき（イベントＮ７）、油圧ダンパ１は、第３油圧回路構成Ｈ３から第１油圧回路構成Ｈ１に切り替わる（ステップＳ５）。ステップＳ５は、第１開閉制御弁３１を開放から閉鎖に切り替えること（ステップＳ５１）、第２開閉制御弁３２の閉鎖を維持すること（ステップＳ５２）、相互開閉制御弁３３の閉鎖を維持すること（ステップＳ５３）と、を含む。これらのステップＳ５１、Ｓ５２、Ｓ５３、は任意の順番で実行してよい。
【0075】
第１開閉制御弁３１、第２開閉制御弁３２、相互開閉制御弁３３の全てが閉鎖した第５状態ＳＴ５（イベントＮ８：図５（ｄ）、図５（ｅ）及び図５（ｆ）参照）では、油圧ダンパ１は第１油圧回路構成Ｈ１となる。その後、ステップＳ２～ステップＳ５が再度実行される。なお、図５（ｄ）において破線にて示す位置Ｌｂ１は、建物１００が変形していない第１状態ＳＴ１であるときの躯体連結部１１０ｃの位置である。
【0076】
［作用及び効果］
これまで詳細に説明した実施形態は、地震や風等の振動外力Ｆ１００による建物の揺れを低減するために使用される制震用の油圧ダンパであって、開閉制御弁を制御する油圧ダンパ開閉制御弁の制御方法、及びその方法に使用される油圧ダンパに関するものである。
これまで詳細に説明した実施形態は、地震や風等の振動外力Ｆ１００による建物の揺れを低減するために使用される制震用の油圧ダンパであって、開閉制御弁を制御する油圧ダンパ開閉制御弁の制御方法、及びその方法に使用される油圧ダンパに関するものである。
【0077】
構造物に適用される制震技術が検討されている。例えば、制震技術には、構造物に取り付けたオイルダンパによって、地震等に起因して構造物に与えられるエネルギを吸収する技術がある。一般に、オイルダンパの減衰係数は一定である。その結果、制震装置自身が有する剛性だけでなく、制震装置を構造物に取り付ける連結部材の剛性や、制震装置が設けられる周囲の架構の変形に起因する剛性による制約の理由から、吸収可能なエネルギの量には限界が存在する。
【0078】
特開２００２－０１３３１０号公報は、制震構造物用可変減衰装置を開示し、特開２００６－１５３０６８号公報は減衰係数切替型油圧ダンパを開示する。これらの装置は、オイルダンパの流路に設けられた開閉制御弁を有する。そして、開閉制御弁の開度を、全開及び全閉のいずれに制御することにより、エネルギの吸収量の向上を図る。この制御によれば、上述した剛性に起因する制約下において、エネルギの吸収量を最大化することができる。
【0079】
特開２０１４－１６３５０２号公報は、油圧ダンパ開閉制御弁の制御方法を開示する。この制御方法が適用される装置は、油圧ダンパ及び開閉制御弁に加えて、さらに油圧タンクを有する。この油圧タンク及び開閉制御弁によれば、構造物に与えられたエネルギを回生するとともに、回生したエネルギを制震に転用することができる。その結果、エネルギの吸収量がさらに向上する。
【0080】
特開２０１４－１６３５０２号公報に開示された装置は、エネルギ回生のための構成要素として、油圧タンクと３個の開閉制御弁とを備えている。従って、油圧ダンパへの付加構成要素の構造が複雑化する。
【0081】
そこで、本実施形態は、油圧タンクを追加することなく、アキュムレータと油圧室を利用することでマックスウェルモデルの理論上最大となるエネルギ吸収量を上回る油圧ダンパ及び油圧ダンパの制御方法を説明したものである。
【0082】
油圧ダンパ１は、作動油が充填された内部空間２０を有するシリンダ２３と、シリンダ２３の内部に配置され、内部空間２０を第１油圧室２１と第２油圧室２２とに分割し、シリンダ２３の内部を往復移動するピストン２４と、第１油圧室２１及び第２油圧室２２のそれぞれに接続された油圧調整モジュール３と、を備え、油圧調整モジュール３は、第１油圧室２１に対して第１開放流路Ｐ１を介して接続されると共に第２油圧室２２に対して第２開放流路Ｐ２を介して接続され、第１油圧室２１の圧力及び第２油圧室２２の圧力を開放するためのアキュムレータ３８と、一方の端部が第１油圧室２１に接続され、他方の端部が第２油圧室２２に接続された相互流路Ｐ３に設けられ、第１油圧室２１から第２油圧室２２への作動油の移動及び第２油圧室２２から第１油圧室２１への作動油の移動を許可する開放と作動油の移動を禁止する閉鎖とを相互に切り替える相互開閉制御弁３３と、第１開放流路Ｐ１に設けられ、第１油圧室２１からアキュムレータ３８への作動油の移動を許可する開放と作動油の移動を禁止する閉鎖とを相互に切り替える第１開閉制御弁３１と、第２開放流路Ｐ２に設けられ、第２油圧室２２からアキュムレータ３８への作動油の移動を許可する開放と作動油の移動を禁止する閉鎖とを相互に切り替える第２開閉制御弁３２と、を有する。
【0083】
油圧ダンパ１の油圧調整モジュール３は、相互開閉制御弁３３と、第１開閉制御弁３１と、第２開閉制御弁３２とを有している。このような構成では、例えば、高圧側の第１油圧室２１の油圧が低下し始めたときに、相互開閉制御弁３３を開放とすることが可能となる。これにより、高圧側の第１油圧室２１の作動油を低圧側の第２油圧室２２に移動させ、第１油圧室及び第２油圧室の一対の油圧室同士の油圧を均衡させることができる。また、油圧調整モジュール３は第１開閉制御弁３１を有しているので、第１油圧室２１及び第２油圧室２２の差圧が解消されたときに、第１開閉制御弁３１を閉鎖から開放に切り変えて、高圧側であった第１油圧室２１の作動油をアキュムレータ３８に移動させることができる。これにより、第１油圧室２１及び第２油圧室２２に差圧を生じさせることができる。この結果、油圧ダンパ１の荷重にオフセットを与えてエネルギ吸収量を大きくすることができる。
【0084】
また、油圧ダンパ１は、補助油圧タンクを有していないため、油圧回路の構成を簡素化することができる。以上より、油圧ダンパの構造を簡素化しつつ、エネルギ吸収量を向上させることができる。また、圧力開放部として、一般的な油圧ダンパに備えられているアキュムレータ３８を適用することができるため、一般的な油圧ダンパに対して大きくなることを抑制すると共に、コストの増加を抑制することもできる。
【0085】
油圧調整モジュール３は、相互開閉制御弁３３が閉鎖であり、第１開閉制御弁３１が閉鎖であり、第２開閉制御弁３２が閉鎖である第１油圧回路構成と、相互開閉制御弁３３が開放であり、第１開閉制御弁３１が閉鎖であり、第２開閉制御弁３２が閉鎖である第２油圧回路構成と、相互開閉制御弁３３が閉鎖であり、第１開閉制御弁３１及び第２開閉制御弁３２の一方が開放であり他方が閉鎖である第３油圧回路構成と、を相互に切り替える。この構成によれば、適切にエネルギ吸収量を向上させることができる。
【0086】
油圧調整モジュール３は、第１油圧回路構成、第２油圧回路構成及び第３油圧回路構成の順に切り替える。この構成によれば、適切にエネルギ吸収量を向上させることができる。
【0087】
油圧調整モジュール３は、第１油圧室２１の圧力及び第２油圧室２２の圧力に基づいて、第１油圧回路構成、第２油圧回路構成及び第３油圧回路構成を相互に切り替える。これにより、例えばピストンの移動方向に基づかなくとも、第１油圧室２１の圧力及び第２油圧室２２の圧力に基づいて第１油圧回路構成、第２油圧回路構成及び第３油圧回路構成を切り替えることができる。
【0088】
油圧調整モジュール３は、ピストン２４の移動に応じて、第１油圧室２１の圧力が高まっているとき、第１油圧回路構成とし、ピストン２４の移動の向きが逆転したとき、第１油圧回路構成から、相互開閉制御弁３３が開放であり第１開閉制御弁３１及び第２開閉制御弁３２が閉鎖である第２油圧回路構成に切り替え、第１油圧室２１の圧力と第２油圧室２２の圧力との差圧が閾値より小さくなったとき、第１開閉制御弁３１が開放であり第２開閉制御弁３２が閉鎖である第３油圧回路構成とする。この構成によれば、適切にエネルギ吸収量を向上させることができる。すなわち、第１油圧室２１の圧力と第２油圧室２２の圧力との差圧が閾値より小さくなったとき、第１開閉制御弁３１が開放であり第２開閉制御弁３２が閉鎖である第３油圧回路構成とすることで、第１油圧室２１及び第２油圧室２２に差圧を生じさせることができる。この差圧は、ピストン２４の移動方向とは逆向きに働く。この結果、荷重にオフセットを与えてエネルギ吸収量を大きくすることができる。
【0089】
すなわち、建物が変形し、第１油圧室２１の圧力が高まっているときは、油圧ダンパ１及びブレース１０３ａ、１０３ｂのバネに建物の振動エネルギを蓄えさせ、建物１００の振動が逆転するタイミング（すなわち第１油圧室２１の圧力が低下し始めたとき）で一気に第２油圧室２２へ作動油を移動させ、第１油圧室２１及び第２油圧室２２の圧力を均衡させる。その後、第１開閉制御弁３１を開いてアキュムレータ３８に第１油圧室２１の作動油を移動させ、第１油圧室２１と第２油圧室２２との間に急激に差圧を生じさせる。これにより、油圧ダンパ１の荷重にオフセットを与え、エネルギ吸収量を大きくする。
【0090】
油圧ダンパを制御する方法は、ピストン２４の移動に応じて、第１油圧室２１の圧力が高まっているとき、第１油圧室２１及び第２油圧室２２からの作動油の流出を禁止する第１ステップと、ピストン２４の移動の向きが逆転したとき、第１油圧室２１から第２油圧室２２への作動油の移動を許可する第２ステップと、第１油圧室２１の圧力と第２油圧室２２の圧力との差圧が閾値より小さくなったとき、第１油圧室２１から第２油圧室２２への作動油の移動を禁止すると共に第１油圧室２１の圧力を開放する第３ステップと、を有する。この油圧ダンパを制御する方法によっても、油圧ダンパ１と同様に、油圧ダンパの構造を簡素化しつつ、エネルギ吸収量を向上させることができる。
【0091】
＜第１実施例＞
図８は第１実施例に係る油圧ダンパ１Ａが備える油圧調整モジュール３Ａの油圧回路図である。油圧調整モジュール３Ａは、主要な要素として、第１開閉弁５１と、第２開閉弁５２と、を有する。第１開閉弁５１は、相互開閉制御弁３３として機能する。第１開閉弁５１の動作を切り替えるための要素として、油圧調整モジュール３Ａは、パイロット操作弁５４を有する。また、これらの要素を接続する流路には、バッファ６２と、オリフィス６０、６３、６４と、可変オリフィス６５と、逆止弁６６、６７と、リリーフ弁６８とが設けられている。第２開閉弁５２は、方向切換弁５５の位置に応じて第１開閉制御弁３１又は第２開閉制御弁３２として機能する。方向切換弁５５の位置は、第１油圧室２１の圧力及び第２油圧室２２の圧力の関係に従う。さらに、油圧調整モジュール３Ａは、第１切換弁５３を有する。第１切換弁５３は、バッファ６２に蓄積された圧力を開放する要素として機能する。また、油圧調整モジュール３Ａは、第１油圧室２１の過大な圧力を逃がすためのリリーフ弁３９と、第２油圧室２２の過大な圧力を逃がすためのリリーフ弁４０と、を有する。
図８は第１実施例に係る油圧ダンパ１Ａが備える油圧調整モジュール３Ａの油圧回路図である。油圧調整モジュール３Ａは、主要な要素として、第１開閉弁５１と、第２開閉弁５２と、を有する。第１開閉弁５１は、相互開閉制御弁３３として機能する。第１開閉弁５１の動作を切り替えるための要素として、油圧調整モジュール３Ａは、パイロット操作弁５４を有する。また、これらの要素を接続する流路には、バッファ６２と、オリフィス６０、６３、６４と、可変オリフィス６５と、逆止弁６６、６７と、リリーフ弁６８とが設けられている。第２開閉弁５２は、方向切換弁５５の位置に応じて第１開閉制御弁３１又は第２開閉制御弁３２として機能する。方向切換弁５５の位置は、第１油圧室２１の圧力及び第２油圧室２２の圧力の関係に従う。さらに、油圧調整モジュール３Ａは、第１切換弁５３を有する。第１切換弁５３は、バッファ６２に蓄積された圧力を開放する要素として機能する。また、油圧調整モジュール３Ａは、第１油圧室２１の過大な圧力を逃がすためのリリーフ弁３９と、第２油圧室２２の過大な圧力を逃がすためのリリーフ弁４０と、を有する。
【0092】
油圧調整モジュール３Ａは、さらに、方向切換弁５５を有する。方向切換弁５５は、第１油圧室２１の圧力及び第２油圧室２２の圧力の関係に応じて、第１開閉弁５１に第１油圧室２１及び第２油圧室２２の一方を接続し、第２開閉弁５２に第１油圧室２１及び第２油圧室２２の他方を接続する。
【0093】
＜第１油圧回路構成＞
第１油圧回路構成Ｈ１は、第１開閉弁５１が閉じており、かつ、第２開閉弁５２も閉じている状態である。第１油圧室２１の圧力が第２油圧室２２の圧力より高い状態であるとする。この状態では、方向切換弁５５の左面５５ａに作用する圧力よりも右面５５ｂに作用する圧力が大きいことによって、第１油圧室２１が第１開閉弁５１の前面５１ａに接続されるとともに第２油圧室２２が第２開閉弁５２の前面５２ａに接続される。第１油圧室２１の圧力が高い状態であり、かつ、第１油圧室２１の圧力が上昇している状態では、パイロット操作弁５４の左面５４ａに作用する圧力が、パイロット操作弁５４の右面５４ｂに作用する圧力とバネの圧力の合計よりも小さいので、パイロット操作弁５４は、閉じている。このとき、第１開閉弁５１は、閉じた状態である。また、第１開閉弁５１は、第１油圧室２１から第２油圧室２２への作動油２００の移動を禁止しているから、相互開閉制御弁３３として機能する。また、第２開閉弁５２は、第１油圧室２１からアキュムレータ３８へ作動油２００の移動を禁止しているから、第１開閉制御弁３１として機能する。
第１油圧回路構成Ｈ１は、第１開閉弁５１が閉じており、かつ、第２開閉弁５２も閉じている状態である。第１油圧室２１の圧力が第２油圧室２２の圧力より高い状態であるとする。この状態では、方向切換弁５５の左面５５ａに作用する圧力よりも右面５５ｂに作用する圧力が大きいことによって、第１油圧室２１が第１開閉弁５１の前面５１ａに接続されるとともに第２油圧室２２が第２開閉弁５２の前面５２ａに接続される。第１油圧室２１の圧力が高い状態であり、かつ、第１油圧室２１の圧力が上昇している状態では、パイロット操作弁５４の左面５４ａに作用する圧力が、パイロット操作弁５４の右面５４ｂに作用する圧力とバネの圧力の合計よりも小さいので、パイロット操作弁５４は、閉じている。このとき、第１開閉弁５１は、閉じた状態である。また、第１開閉弁５１は、第１油圧室２１から第２油圧室２２への作動油２００の移動を禁止しているから、相互開閉制御弁３３として機能する。また、第２開閉弁５２は、第１油圧室２１からアキュムレータ３８へ作動油２００の移動を禁止しているから、第１開閉制御弁３１として機能する。
【0094】
第２開閉弁５２の背面５２ｂには、バッファ６２に蓄積された第１油圧室２１の圧力が作用する。第２開閉弁５２の背面５２ｂに作用する第１油圧室２１の圧力は、第２開閉弁５２の前面５２ａに作用する第２油圧室２２の圧力よりも高いので、第２開閉弁５２は閉じる。このとき、第２開閉弁５２は、第２油圧室２２からの作動油２００の移動を禁止しているから、第２開閉制御弁３２として機能する。
【0095】
＜第２油圧回路構成＞
第２油圧回路構成Ｈ２は、第１開閉弁５１が開いており、かつ、第２開閉弁５２も閉じている状態によって実現される。第１油圧室２１の圧力が第２油圧室２２の圧力より高い状態であるが、第１油圧室２１の圧力が下がり始めた状態であるとする。バッファ６２と第１油圧室２１との間の流路には、逆止弁６６が設けられている。この逆止弁６６によれば、バッファ６２は、高圧の状態を維持する。この状態では、パイロット操作弁５４の左面５４ａに作用するバッファ６２からの圧力（第１油圧室２１の最大圧力）が、パイロット操作弁５４の右面５４ｂに作用する第１油圧室２１の圧力よりも高くなる。その結果、パイロット操作弁５４が開く。パイロット操作弁５４が開くと、第１開閉弁５１の背面５１ｂに作用する圧力が第１開閉弁５１の前面５１ａに作用する圧力よりも低くなるので、第１開閉弁５１は、開く。その結果、第１油圧室２１から方向切換弁５５及び第１開閉弁５１を経由する流路が形成される。この流路は、図２に示す相互流路Ｐ３に対応する。このとき、第１開閉弁５１は、第１油圧室２１から第２油圧室２２への作動油２００の移動を許可しているから、相互開閉制御弁３３として機能する。
第２油圧回路構成Ｈ２は、第１開閉弁５１が開いており、かつ、第２開閉弁５２も閉じている状態によって実現される。第１油圧室２１の圧力が第２油圧室２２の圧力より高い状態であるが、第１油圧室２１の圧力が下がり始めた状態であるとする。バッファ６２と第１油圧室２１との間の流路には、逆止弁６６が設けられている。この逆止弁６６によれば、バッファ６２は、高圧の状態を維持する。この状態では、パイロット操作弁５４の左面５４ａに作用するバッファ６２からの圧力（第１油圧室２１の最大圧力）が、パイロット操作弁５４の右面５４ｂに作用する第１油圧室２１の圧力よりも高くなる。その結果、パイロット操作弁５４が開く。パイロット操作弁５４が開くと、第１開閉弁５１の背面５１ｂに作用する圧力が第１開閉弁５１の前面５１ａに作用する圧力よりも低くなるので、第１開閉弁５１は、開く。その結果、第１油圧室２１から方向切換弁５５及び第１開閉弁５１を経由する流路が形成される。この流路は、図２に示す相互流路Ｐ３に対応する。このとき、第１開閉弁５１は、第１油圧室２１から第２油圧室２２への作動油２００の移動を許可しているから、相互開閉制御弁３３として機能する。
【0096】
なお、第２開閉弁５２の背面５２ｂに作用するバッファ６２からの圧力（第１油圧室２１の圧力最大値）は、第２開閉弁５２の前面５２ａに作用する下がりつつある第１油圧室２１の圧力より高い。したがって、第２開閉弁５２は閉じている。このとき、第２開閉弁５２は、第２油圧室２２からの作動油２００の移動を禁止しているから、第２開閉制御弁３２として機能する。つまり、方向切換弁５５の状態に応じて、第２開閉弁５２が第１開閉制御弁３１として機能するか、第２開閉制御弁３２として機能するかが決まる。従って、第１実施例では、図２等に示す第１開閉制御弁３１及び第２開閉制御弁３２を一つの第２開閉弁５２によって実現している。
【0097】
＜第３油圧回路構成＞
第３油圧回路構成Ｈ３は、第１開閉弁５１が閉じており、かつ、第２開閉弁５２が開いている状態によって実現される。第１油圧室２１の圧力が第２油圧室２２の圧力と均衡し、さらにわずかに第２油圧室２２の圧力が第１油圧室２１の圧力よりも大きい状態に至ったとする。この状態では、まず、方向切換弁５５の左面５５ａに作用する圧力が右面５５ｂに作用する圧力が大きいことによって、第１油圧室２１が第２開閉弁５２の前面５２ａに接続されるとともに第２油圧室２２が第１開閉弁５１の前面５１ａに接続される。この間に、第１油圧室２１の圧力が第２油圧室２２の圧力と均衡した状態に至ると、第１切換弁５３の左面５３ａと右面５３ｂとに作用する圧力も均衡する。その結果、第１切換弁５３は、バッファ６２をアキュムレータ３８に接続される。そうすると、パイロット操作弁５４の左面５４ａに作用する圧力は、パイロット操作弁５４の右面５４ｂに作用する圧力と均衡し、右面５４ｂのバネにより、パイロット操作弁５４は閉じる。その結果、第１開閉弁５１は閉じる。このとき、第１開閉弁５１は、第２油圧室２２から第１油圧室２１への作動油２００の移動を禁止しているから、相互開閉制御弁３３として機能する。また、バッファ６２に蓄積されていた圧力が開放されると、第２開閉弁５２の背面５２ｂに作用する圧力が、第２開閉弁５２の前面５２ａに作用する均衡状態に至った第１油圧室２１の圧力よりも低くなる。したがって、第２開閉弁５２は開くので、第１油圧室２１からアキュムレータ３８に至る流路が形成される。この流路は、図２に示す第１開放流路Ｐ１に対応する。このとき、第２開閉弁５２は、第１油圧室２１からアキュムレータ３８への作動油２００の移動を許可しているから、第１開閉制御弁３１として機能する。
第３油圧回路構成Ｈ３は、第１開閉弁５１が閉じており、かつ、第２開閉弁５２が開いている状態によって実現される。第１油圧室２１の圧力が第２油圧室２２の圧力と均衡し、さらにわずかに第２油圧室２２の圧力が第１油圧室２１の圧力よりも大きい状態に至ったとする。この状態では、まず、方向切換弁５５の左面５５ａに作用する圧力が右面５５ｂに作用する圧力が大きいことによって、第１油圧室２１が第２開閉弁５２の前面５２ａに接続されるとともに第２油圧室２２が第１開閉弁５１の前面５１ａに接続される。この間に、第１油圧室２１の圧力が第２油圧室２２の圧力と均衡した状態に至ると、第１切換弁５３の左面５３ａと右面５３ｂとに作用する圧力も均衡する。その結果、第１切換弁５３は、バッファ６２をアキュムレータ３８に接続される。そうすると、パイロット操作弁５４の左面５４ａに作用する圧力は、パイロット操作弁５４の右面５４ｂに作用する圧力と均衡し、右面５４ｂのバネにより、パイロット操作弁５４は閉じる。その結果、第１開閉弁５１は閉じる。このとき、第１開閉弁５１は、第２油圧室２２から第１油圧室２１への作動油２００の移動を禁止しているから、相互開閉制御弁３３として機能する。また、バッファ６２に蓄積されていた圧力が開放されると、第２開閉弁５２の背面５２ｂに作用する圧力が、第２開閉弁５２の前面５２ａに作用する均衡状態に至った第１油圧室２１の圧力よりも低くなる。したがって、第２開閉弁５２は開くので、第１油圧室２１からアキュムレータ３８に至る流路が形成される。この流路は、図２に示す第１開放流路Ｐ１に対応する。このとき、第２開閉弁５２は、第１油圧室２１からアキュムレータ３８への作動油２００の移動を許可しているから、第１開閉制御弁３１として機能する。
【0098】
第１実施例に係る油圧ダンパ１Ａであっても、実施形態に係る油圧ダンパ１と同様の動作を行うことができる。したがって、第１実施例に係る油圧ダンパ１Ａは、実施形態に係る油圧ダンパ１と同様に、油圧ダンパ１の構成を簡素化しつつ、エネルギ吸収量を向上させることができる。
【0099】
＜第２実施例＞
図９は第２実施例に係る油圧ダンパ１Ｂの油圧回路図である。油圧ダンパ１Ｂは、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２の開放及び閉鎖の制御が、コントローラ７１によって実行される。第２実施例に係る油圧ダンパ１Ｂは、セミアクティブ型である。
図９は第２実施例に係る油圧ダンパ１Ｂの油圧回路図である。油圧ダンパ１Ｂは、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２の開放及び閉鎖の制御が、コントローラ７１によって実行される。第２実施例に係る油圧ダンパ１Ｂは、セミアクティブ型である。
【0100】
第２実施例の油圧調整モジュール３Ｂは、油圧回路を構成する要素として、第１開閉弁５１と、第２開閉弁５２と、方向切換弁５５と、第１電磁弁６９と、第２電磁弁７０と、を有する。さらに、第２実施例の油圧調整モジュール３Ｂは、第２開閉弁５２に付随するオリフィス７４及び可変オリフィス７５をさらに有する。第１開閉弁５１、第２開閉弁５２および方向切換弁５５の配置や機能は、第１実施例とおおむね同じであるから詳細な説明は省略する。第１電磁弁６９は、第１開閉弁５１の背面５１ｂとアキュムレータ３８との間に接続されており、第１開閉弁５１の開放と閉鎖とを相互に切り替える。第２電磁弁７０は、第２開閉弁５２の背面５２ｂとアキュムレータ３８との間に接続されており、第２開閉弁５２の開放と閉鎖とを相互に切り替える。なお、第２実施例の油圧調整モジュール３Ｂは、ピストンロッド２５の変位を測定するための変位計７９を有してもよい。
【0101】
第１電磁弁６９及び第２電磁弁７０は、コントローラ７１から与えられた第１制御信号Ｃ６９及び第２制御信号Ｃ７０に応じて、開放と閉鎖とを相互に切り替える。例えば、第１電磁弁６９が閉鎖であるとき、第１開閉弁５１も閉鎖である。第１電磁弁６９が開放であるとき、第１開閉弁５１も開放である。
【0102】
第２実施例の油圧調整モジュール３Ｂは、油圧回路を制御する要素として、コントローラ７１と、第１圧力センサ７２と、第２圧力センサ７３と、を有する。第１圧力センサ７２は、第１油圧室２１の第１圧力値Ｄ２１を得るとともに、第１圧力値Ｄ２１をコントローラ７１に渡す。第２圧力センサ７３は、第２油圧室２２の第２圧力値Ｄ２２を得るとともに、第２圧力値Ｄ２２をコントローラ７１に渡す。
【0103】
コントローラ７１は、第１圧力値Ｄ２１及び第２圧力値Ｄ２２を用いて、第１制御信号Ｃ６９及び第２制御信号Ｃ７０を生成する。そして、コントローラ７１は、第１制御信号Ｃ６９を第１電磁弁６９に与えるとともに第２制御信号Ｃ７０を第２電磁弁７０に与える。
【0104】
＜第１油圧回路構成＞
コントローラ７１は、以下の条件を満たすときに、第１油圧回路構成Ｈ１を実現するように第１制御信号Ｃ６９及び第２制御信号Ｃ７０を制御する。
・条件：第１圧力値Ｄ２１及び第２圧力値Ｄ２２が互いに等しく、かつ、第１圧力値Ｄ２１及び第２圧力値Ｄ２２がアキュムレータ３８の圧力とも等しいとき。または、第１圧力値Ｄ２１及び第２圧力値Ｄ２２が共に所定の閾値以下のとき。
・条件：第１圧力値Ｄ２１及び第２圧力値Ｄ２２の一方が時間の経過とともに高まっているとき。
コントローラ７１は、以下の条件を満たすときに、第１油圧回路構成Ｈ１を実現するように第１制御信号Ｃ６９及び第２制御信号Ｃ７０を制御する。
・条件：第１圧力値Ｄ２１及び第２圧力値Ｄ２２が互いに等しく、かつ、第１圧力値Ｄ２１及び第２圧力値Ｄ２２がアキュムレータ３８の圧力とも等しいとき。または、第１圧力値Ｄ２１及び第２圧力値Ｄ２２が共に所定の閾値以下のとき。
・条件：第１圧力値Ｄ２１及び第２圧力値Ｄ２２の一方が時間の経過とともに高まっているとき。
【0105】
＜第２油圧回路構成＞
コントローラ７１は、第１制御信号Ｃ６９を第１電磁弁６９に出力する。コントローラ７１は、第２制御信号Ｃ７０を第２電磁弁７０に出力しない。その結果、第１開閉弁５１が開くとともに第２開閉弁５２は閉じるので、第２油圧回路構成Ｈ２が実現される。コントローラ７１は、以下の条件を満たすときに、第２油圧回路構成Ｈ２を実現するために、第１制御信号Ｃ６９を出力し、第２制御信号Ｃ７０を出力しない。
・条件：第１圧力値Ｄ２１及び第２圧力値Ｄ２２のうち値が大きいほうの圧力値がその最大値から時間の経過とともに下がり始めたとき。
コントローラ７１は、第１制御信号Ｃ６９を第１電磁弁６９に出力する。コントローラ７１は、第２制御信号Ｃ７０を第２電磁弁７０に出力しない。その結果、第１開閉弁５１が開くとともに第２開閉弁５２は閉じるので、第２油圧回路構成Ｈ２が実現される。コントローラ７１は、以下の条件を満たすときに、第２油圧回路構成Ｈ２を実現するために、第１制御信号Ｃ６９を出力し、第２制御信号Ｃ７０を出力しない。
・条件：第１圧力値Ｄ２１及び第２圧力値Ｄ２２のうち値が大きいほうの圧力値がその最大値から時間の経過とともに下がり始めたとき。
【0106】
＜第３油圧回路構成＞
コントローラ７１は、第１制御信号Ｃ６９を第１電磁弁６９に出力しない。コントローラ７１は、第２電磁弁７０を開く第２制御信号Ｃ７０を第２電磁弁７０に出力する。その結果、第１開閉弁５１が閉じるとともに第２開閉弁５２は開くので、第３油圧回路構成Ｈ３が実現される。コントローラ７１は、以下の条件を満たすときに、第３油圧回路構成Ｈ３を実現するために第１制御信号Ｃ６９を出力せず、第２制御信号Ｃ７０を出力する。
・条件：第１圧力値Ｄ２１及び第２圧力値Ｄ２２が互いに等しく、かつ、第１圧力値Ｄ２１及び第２圧力値Ｄ２２がアキュムレータ３８の圧力より高いとき。または、第１圧力値Ｄ２１及び第２圧力値Ｄ２２が共に所定の閾値よりも高いとき。
コントローラ７１は、第１制御信号Ｃ６９を第１電磁弁６９に出力しない。コントローラ７１は、第２電磁弁７０を開く第２制御信号Ｃ７０を第２電磁弁７０に出力する。その結果、第１開閉弁５１が閉じるとともに第２開閉弁５２は開くので、第３油圧回路構成Ｈ３が実現される。コントローラ７１は、以下の条件を満たすときに、第３油圧回路構成Ｈ３を実現するために第１制御信号Ｃ６９を出力せず、第２制御信号Ｃ７０を出力する。
・条件：第１圧力値Ｄ２１及び第２圧力値Ｄ２２が互いに等しく、かつ、第１圧力値Ｄ２１及び第２圧力値Ｄ２２がアキュムレータ３８の圧力より高いとき。または、第１圧力値Ｄ２１及び第２圧力値Ｄ２２が共に所定の閾値よりも高いとき。
【0107】
第２実施例に係る油圧ダンパ１Ｂであっても、コントローラ７１の指示によって、実施形態に係る油圧ダンパ１と同様の動作を行うことができる。第２実施例に係る油圧ダンパ１は、電磁弁、圧力センサ及びコントローラ等によって構成されることにより、全体として油圧ダンパの構造を簡素化しつつ、エネルギ吸収量を向上させることができる。また、第１変形例に係る油圧ダンパ１Ａに比べて、相互開閉制御弁３３を制御するためのパイロット操作弁５４及びバッファ６２等を含む制御回路等が不要となるため、油圧ダンパの機構をさらに簡素化することができる。
【0108】
＜第３実施例＞
図１０は第３実施例に係る油圧ダンパ１Ｃである。油圧ダンパ１Ｃは、第１開閉弁５１の開放及び閉鎖の制御がパイロット操作弁５４によって実行され、第２開閉弁５２の開放及び閉鎖の制御がコントローラ７１によって実行される。第３実施例に係る油圧ダンパ１Ｃは、ハイブリッド型である。
図１０は第３実施例に係る油圧ダンパ１Ｃである。油圧ダンパ１Ｃは、第１開閉弁５１の開放及び閉鎖の制御がパイロット操作弁５４によって実行され、第２開閉弁５２の開放及び閉鎖の制御がコントローラ７１によって実行される。第３実施例に係る油圧ダンパ１Ｃは、ハイブリッド型である。
【0109】
第３実施例の油圧調整モジュール３Ｃは、油圧回路を構成する要素として、第１開閉弁５１と、第２開閉弁５２と、方向切換弁５５と、パイロット操作弁５４と、第２電磁弁７０と、を有する。さらに、第３実施例の油圧調整モジュール３Ｃは、第２電磁弁７０に付随する可変オリフィス７５をさらに有する。これらの要素の配置や機能は、第１実施例及び第２実施例とおおむね同じであるから詳細な説明は省略する。
【0110】
第２電磁弁７０は、コントローラ７１から与えられた第２制御信号Ｃ７０をうけたとき、閉鎖から開放に切り替わる。第２電磁弁７０が閉鎖であるとき、第２開閉弁５２も閉鎖である。第２電磁弁７０が開放であるとき、第２開閉弁５２も開放である。
【0111】
＜第１油圧回路構成＞
第１油圧回路構成Ｈ１は、第１開閉弁５１が閉じており、かつ、第２開閉弁５２も閉じている状態である。第１開閉弁５１を閉じる仕組みは、第１実施例で説明したものと同じである。第２開閉弁５２を閉じる仕組みは、第２実施例で説明したものと同じである。
第１油圧回路構成Ｈ１は、第１開閉弁５１が閉じており、かつ、第２開閉弁５２も閉じている状態である。第１開閉弁５１を閉じる仕組みは、第１実施例で説明したものと同じである。第２開閉弁５２を閉じる仕組みは、第２実施例で説明したものと同じである。
【0112】
＜第２油圧回路構成＞
第２油圧回路構成Ｈ２は、第１開閉弁５１が開いており、かつ、第２開閉弁５２は閉じている状態である。第１開閉弁５１を開く仕組みは、第１実施例で説明したものと同じである。第２開閉弁５２を閉じる仕組みは、第２実施例で説明したものと同じである。
第２油圧回路構成Ｈ２は、第１開閉弁５１が開いており、かつ、第２開閉弁５２は閉じている状態である。第１開閉弁５１を開く仕組みは、第１実施例で説明したものと同じである。第２開閉弁５２を閉じる仕組みは、第２実施例で説明したものと同じである。
【0113】
＜第３油圧回路構成＞
第３油圧回路構成Ｈ３は、第１開閉弁５１が閉じており、かつ、第２開閉弁５２は開いている状態である。第１開閉弁５１を閉じる仕組みは、第１実施例で説明したものと同じである。第２開閉弁５２を開く仕組みは、第２実施例で説明したものと同じである。
第３油圧回路構成Ｈ３は、第１開閉弁５１が閉じており、かつ、第２開閉弁５２は開いている状態である。第１開閉弁５１を閉じる仕組みは、第１実施例で説明したものと同じである。第２開閉弁５２を開く仕組みは、第２実施例で説明したものと同じである。
【0114】
第３実施例に係る油圧ダンパ１Ｃであっても、実施形態に係る油圧ダンパ１と同様の動作を行うことができる。したがって、実施形態に係る油圧ダンパ１と同様に、油圧ダンパの構造を簡素化しつつ、エネルギ吸収量を向上させることができる。
【0115】
＜第４実施例＞
図１１は第４実施例に係る油圧ダンパ１Ｄである。第４実施例の油圧ダンパ１Ｄは、第１実施例の油圧ダンパ１Ａの油圧調整モジュール３Ａにおいて、第２開閉弁５２を第２切換弁７８に置き換えたものである。第２切換弁７８は、例えばスプール弁である。
図１１は第４実施例に係る油圧ダンパ１Ｄである。第４実施例の油圧ダンパ１Ｄは、第１実施例の油圧ダンパ１Ａの油圧調整モジュール３Ａにおいて、第２開閉弁５２を第２切換弁７８に置き換えたものである。第２切換弁７８は、例えばスプール弁である。
【0116】
第４実施例の油圧調整モジュール３Ｄは、油圧回路を構成する要素として、第１開閉弁５１と、方向切換弁５５と、パイロット操作弁５４と、第１切換弁５３と、第２切換弁７８と、を有する。第１開閉弁５１、パイロット操作弁５４、方向切換弁５５および第１切換弁５３の配置や機能は、第１実施例とおおむね同じであるから詳細な説明は省略する。
【0117】
第２切換弁７８は、図３に示す第１開閉制御弁３１又は第２開閉制御弁３２に対応する。第２切換弁７８は、方向切換弁５５とアキュムレータ３８との間に配置されている。第２切換弁７８は、第１油圧室２１の圧力と第２油圧室２２の圧力との関係に応じて、第１油圧室２１又は第２油圧室２２をアキュムレータ３８に接続する。具体的には、第２切換弁７８は、第１油圧室２１又は第２油圧室２２をアキュムレータ３８に接続する構成と、第１油圧室２１又は第２油圧室２２をアキュムレータ３８から切断する構成と、を切り替える。第２切換弁７８は、第１油圧室２１の圧力が第２油圧室２２の圧力より高いとき、第２油圧室２２をアキュムレータ３８から切断する。また、第２切換弁７８は、第２油圧室２２の圧力が第１油圧室２１の圧力より高いとき、第１油圧室２１をアキュムレータ３８から切断する。さらに、第２切換弁７８は、第１油圧室２１の圧力が第２油圧室２２の圧力と等しいとき、第１油圧室２１又は第２油圧室２２をアキュムレータ３８に接続する。
【0118】
＜第１油圧回路構成＞
第１油圧回路構成Ｈ１は、第１開閉弁５１が閉じており、かつ、第２切換弁７８も閉じている状態である。換言すると、第１油圧回路構成Ｈ１は、第１油圧室２１及び第２油圧室２２のうち低圧側の油圧室とアキュムレータ３８との間の流路を閉じている状態である。第１開閉弁５１を閉じる仕組みは、第１実施例で説明した第１開閉弁５１と同じである。例えば、第１油圧室２１の圧力が高まっている第２状態ＳＴ２であるとき、第１油圧室２１の圧力が第２油圧室２２の圧力より高い状態であるから、第２切換弁７８は閉じている。
第１油圧回路構成Ｈ１は、第１開閉弁５１が閉じており、かつ、第２切換弁７８も閉じている状態である。換言すると、第１油圧回路構成Ｈ１は、第１油圧室２１及び第２油圧室２２のうち低圧側の油圧室とアキュムレータ３８との間の流路を閉じている状態である。第１開閉弁５１を閉じる仕組みは、第１実施例で説明した第１開閉弁５１と同じである。例えば、第１油圧室２１の圧力が高まっている第２状態ＳＴ２であるとき、第１油圧室２１の圧力が第２油圧室２２の圧力より高い状態であるから、第２切換弁７８は閉じている。
【0119】
＜第２油圧回路構成＞
第２油圧回路構成Ｈ２は、第１開閉弁５１が開いており、かつ、第２切換弁７８は閉じている状態である。第１開閉弁５１を開く仕組みは、第１実施例で説明したものと同じである。第１開閉弁５１が開いたのちに、例えば、相対的に圧力が高い第１油圧室２１から相対的に圧力が低い第２油圧室２２へ作動油２００が移動しているとき、第１油圧室２１の圧力と第２油圧室２２の圧力の差圧は時間の経過とともに小さくなるものの、第１油圧室２１の圧力は第２油圧室２２の圧力よりも高い状態である。したがって、第２切換弁７８は閉じている。
第２油圧回路構成Ｈ２は、第１開閉弁５１が開いており、かつ、第２切換弁７８は閉じている状態である。第１開閉弁５１を開く仕組みは、第１実施例で説明したものと同じである。第１開閉弁５１が開いたのちに、例えば、相対的に圧力が高い第１油圧室２１から相対的に圧力が低い第２油圧室２２へ作動油２００が移動しているとき、第１油圧室２１の圧力と第２油圧室２２の圧力の差圧は時間の経過とともに小さくなるものの、第１油圧室２１の圧力は第２油圧室２２の圧力よりも高い状態である。したがって、第２切換弁７８は閉じている。
【0120】
＜第３油圧回路構成＞
第３油圧回路構成Ｈ３は、第１開閉弁５１が閉じており、かつ、第２切換弁７８は開いている状態である。第１開閉弁５１を閉じる仕組みは、第１実施例で説明したものと同じである。例えば、第１油圧室２１の圧力と第２油圧室２２の圧力の差圧が時間の経過とともに小さくなった結果、第１油圧室２１の圧力が第２油圧室２２の圧力と等しくなったとき、第２切換弁７８の左面７８ａに作用する圧力と第２切換弁７８の右面７８ｂに作用する圧力とが等しくなる。その結果、第２切換弁７８は開く。
第３油圧回路構成Ｈ３は、第１開閉弁５１が閉じており、かつ、第２切換弁７８は開いている状態である。第１開閉弁５１を閉じる仕組みは、第１実施例で説明したものと同じである。例えば、第１油圧室２１の圧力と第２油圧室２２の圧力の差圧が時間の経過とともに小さくなった結果、第１油圧室２１の圧力が第２油圧室２２の圧力と等しくなったとき、第２切換弁７８の左面７８ａに作用する圧力と第２切換弁７８の右面７８ｂに作用する圧力とが等しくなる。その結果、第２切換弁７８は開く。
【0121】
第４実施例に係る油圧ダンパ１Ｄであっても、実施形態に係る油圧ダンパ１と同様の動作を行うことができる。したがって、実施形態に係る油圧ダンパ１と同様に、油圧ダンパの構造を簡素化しつつ、エネルギ吸収量を向上させることができる。
【0122】
＜第５実施例＞
図１２は第５実施例に係る油圧ダンパ１Ｅである。第５実施例の油圧調整モジュール３Ｅは、第１開閉弁５１Ｅがポペット弁５１ｐに加えて、さらにスプール弁５１ｓを有する。また、第５実施例の油圧調整モジュール３Ｅは、第１開閉弁５１Ｅに付随するオリフィス７９、８０を有する。さらに、第５実施例の油圧調整モジュール３Ｅは、第２開閉弁５２に付随する逆止弁８１を有する。
図１２は第５実施例に係る油圧ダンパ１Ｅである。第５実施例の油圧調整モジュール３Ｅは、第１開閉弁５１Ｅがポペット弁５１ｐに加えて、さらにスプール弁５１ｓを有する。また、第５実施例の油圧調整モジュール３Ｅは、第１開閉弁５１Ｅに付随するオリフィス７９、８０を有する。さらに、第５実施例の油圧調整モジュール３Ｅは、第２開閉弁５２に付随する逆止弁８１を有する。
【0123】
スプール弁５１ｓは、第１油圧室２１と第２油圧室２２を繋ぐ流路Ｐ９に配置されている。スプール弁５１ｓは、風に起因する振動などの微小振動時において第１油圧室２１と第２油圧室２２との間の作動油の移動を許可する。すなわち、風に起因する振動などの微小振動時においては、パイロット操作弁５４が開いたとしてもポペット弁５１ｐが開かず、第１油圧室２１と第２油圧室２２との間の作動油の移動が許可されない場合がある。このようにパイロット操作弁５４が開いておりポペット弁５１ｐが閉じている場合に、スプール弁５１ｓは流路Ｐ９における第１油圧室２１と第２油圧室２２との間の作動油の移動を許可する。スプール弁５１ｓは、ポペット弁５１ｐが開いた場合には、流路Ｐ９における第１油圧室２１と第２油圧室２２との間の作動油の移動を禁止する閉鎖に切り替える。
【0124】
第５実施例に係る油圧ダンパ１Ｅであっても、実施形態に係る油圧ダンパ１と同様の動作を行うことができる。したがって、実施形態に係る油圧ダンパ１と同様に、油圧ダンパの構造を簡素化しつつ、エネルギ吸収量を向上させることができる。
【0125】
第１開閉弁５１は、ポペット弁５１ｐとスプール弁５１ｓとを有している。これにより、ポペット弁５１ｐが動作しない微小な振動が作用したとき、スプール弁５１ｓによって第１油圧室２１と第２油圧室２２との間の作動油の移動を許可する開放と、当該作動油の移動を禁止する閉鎖とを切り替えることができる。よって、微小な振動が作用したときの油圧ダンパのエネルギ吸収量を向上させることができる。
【0126】
＜変形例＞
本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、アキュムレータ３８は、アキュムレータの代わりに油圧タンクであってもよい。また、高圧側の第１油圧室２１から低圧側の第２油圧室２２に作動油を移動させる代わりに、第１油圧室２１から油圧タンクに作動油を移動させてもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、アキュムレータ３８は、アキュムレータの代わりに油圧タンクであってもよい。また、高圧側の第１油圧室２１から低圧側の第２油圧室２２に作動油を移動させる代わりに、第１油圧室２１から油圧タンクに作動油を移動させてもよい。
【0127】
＜付記＞
本開示は、以下の構成も含む。
本開示は、以下の構成も含む。
【0128】
本開示は、［１］「シリンダと、このシリンダ内を往復動するピストンと、このピストンの両側に設けられた油圧室と、この両油圧室をつなぐ流路に接続され、開放と閉鎖が切り替えられる第１開閉制御弁を備えた油圧ダンパにおいて、
前記油圧ダンパは、前記油圧シリンダに接続され、圧油を蓄え可能なアキュムレータと、
前記油圧ダンパの両油圧室とアキュムレータをつなぐ流路に接続され、開放と閉鎖が切り替えられる第２開閉制御弁と、を備え、
片側の油圧室の圧力が上昇中は、全制御弁が閉鎖を維持すると共に、バッファに圧力を蓄圧し、当該油圧室の圧力が低下し始めると、前記第１開閉制御弁を開放とすることで左右の油圧室の差圧が解消すると再び前記第１開閉制御弁が閉鎖となるように動作する油圧ダンパにおいて、
左右シリンダ室とアキュムレータをつなぐ流路に備えた前記第２開閉制御弁を開放とすることで一方のシリンダ室の圧力を急速に低下させることで再び差圧を生じさせ、その後第２開閉制御弁を閉鎖とする機構が組み込まれていることを特徴とする減衰係数切替型油圧ダンパ。」である。
前記油圧ダンパは、前記油圧シリンダに接続され、圧油を蓄え可能なアキュムレータと、
前記油圧ダンパの両油圧室とアキュムレータをつなぐ流路に接続され、開放と閉鎖が切り替えられる第２開閉制御弁と、を備え、
片側の油圧室の圧力が上昇中は、全制御弁が閉鎖を維持すると共に、バッファに圧力を蓄圧し、当該油圧室の圧力が低下し始めると、前記第１開閉制御弁を開放とすることで左右の油圧室の差圧が解消すると再び前記第１開閉制御弁が閉鎖となるように動作する油圧ダンパにおいて、
左右シリンダ室とアキュムレータをつなぐ流路に備えた前記第２開閉制御弁を開放とすることで一方のシリンダ室の圧力を急速に低下させることで再び差圧を生じさせ、その後第２開閉制御弁を閉鎖とする機構が組み込まれていることを特徴とする減衰係数切替型油圧ダンパ。」である。
【0129】
本開示は、［２］「上記［１］に記載の油圧ダンパにおいて、油圧ダンパに設けた圧力計の信号を受信し、開閉制御弁をパイロット操作する電磁弁を制御するコントローラを備え、上記［１］に記載のタイミングで前記第２開閉制御弁の開閉制御を可能としたことを特徴とする減衰係数切替型油圧ダンパ。」である。
【0130】
本開示は、［３］「上記［１］に記載の油圧ダンパにおいて、左右シリンダ室の圧力差によって移動するスプール弁もしくはこのスプール弁によるパイロット操作により開放となる調圧弁を前記第２開閉制御弁として開閉制御を可能としたことを特徴とする減衰係数切替型油圧ダンパ。」である。
【符号の説明】
【0131】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ…油圧ダンパ、２０…内部空間、２１…第１油圧室、２２…第２油圧室、２３…シリンダ、２４…ピストン、２５ａ，２５ｂ…ピストンロッド、３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ…油圧調整モジュール（油圧調整部、油圧調整装置）、３１…第１開閉制御弁、３２…第２開閉制御弁、３３…相互開閉制御弁、３８…アキュムレータ（圧力開放部）、２００…作動油、Ｈ１…第１油圧回路構成、Ｈ２…第２油圧回路構成、Ｈ３…第３油圧回路構成、Ｐ１…第１開放流路、Ｐ２…第２開放流路、Ｐ３…相互流路。
【要約】
【課題】油圧ダンパの構造を簡素化しつつ、エネルギ吸収量を向上させる。
【解決手段】油圧ダンパ１の油圧調整モジュール３は、第１油圧室２１の圧力及び第２油圧室２２の圧力を開放するためのアキュムレータ３８と、第１油圧室２１から第２油圧室２２への作動油の移動及び第２油圧室２２から第１油圧室２１への作動油の移動を許可する開放と当該作動油の移動を禁止する閉鎖とを相互に切り替える相互開閉制御弁と、第１油圧室２１からアキュムレータ３８への作動油の移動を許可する開放と作動油の移動を禁止する閉鎖とを相互に切り替える第１開閉制御弁と、第２油圧室２２からアキュムレータ３８への作動油の移動を許可する開放と作動油の移動を禁止する閉鎖とを相互に切り替える第２開閉制御弁３２と、を有する。
【選択図】図２
【解決手段】油圧ダンパ１の油圧調整モジュール３は、第１油圧室２１の圧力及び第２油圧室２２の圧力を開放するためのアキュムレータ３８と、第１油圧室２１から第２油圧室２２への作動油の移動及び第２油圧室２２から第１油圧室２１への作動油の移動を許可する開放と当該作動油の移動を禁止する閉鎖とを相互に切り替える相互開閉制御弁と、第１油圧室２１からアキュムレータ３８への作動油の移動を許可する開放と作動油の移動を禁止する閉鎖とを相互に切り替える第１開閉制御弁と、第２油圧室２２からアキュムレータ３８への作動油の移動を許可する開放と作動油の移動を禁止する閉鎖とを相互に切り替える第２開閉制御弁３２と、を有する。
【選択図】図２
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】