JPH01320341A - 油圧緩衝器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は油圧緩衝器に係り、特に比較的大きな変化が１
与されたときのみ緩衝力を発揮するよう構成した油圧！
！函器に関する。

従来の技術 例えば、ビル等の建物においては、建物及びその内部を
地震から守るためビルの底部に免震装置を設けるといっ
た免震構法を用いた建没が行なわれており、このような
ビル全体を免震する免震構法では、地盤と建物との間に
設けた免震５Ａ置により地盤からの震動を緩和するよう
になっている。

この種の免震装置としては、例えば表面にゴムを被覆さ
れた円盤状の金属板と、円盤状に形成されたゴム板とを
交互に複数枚積重し、それらが互いに分離しないように
保持してなる複数個の積層ゴム部材を地盤と建築物との
間に設けるとともに、両名間に油圧￥ＩＬＷｉ器を設け
てなるものがある。

従って、上記免震装置を適用した場合、地震発生時には
地盤からの震動に対して、積層ゴム部材はそのせん断変
形により建物の固有周期を大きくし、地震時の卓越周期
をはずすことによって地震入力の軽減をはかるものであ
り、且つ油圧緩衝器は万一の共振ｙＡｌに対処するもの
である。油圧緩ＶｆＪ器は大略作動油を充填されたシリ
ンダと、外力を受けてシリンダ内を１河動変位するビス
１〜ンと、ピストンの変位に伴って作動油が通過して抵
抗力を発生させる通路とよりなり、地震発生時ピストン
の変位に応じた抵抗力により地震による加速度を緩衝す
るようになっている。

発明が解決しようとする課題 従来の油圧緩＠器ではビストンストロークの全領域即ち
、ピストンが変位しているときは常に緩衝力を発生する
構成となっているので、比較的）υ周期の申越周期を含
むｌ１ｊｌ震の場合でも抵抗力を発生することになって
いる。、ところが、短周期の申越周期を含む地）賀の場
合には、油圧緩衝器からも抵抗力が発生すると、積層ゴ
ム部材によって建物の固有周期を長周期にすることによ
って地震申越周期より充分にはなして地震入力の軽減を
はかる積層ゴム部材の免震特性を充分に発揮させること
ができないといった課題があった。

そこで、本発明は上記課題を解決した油圧緩衝器を提供
すると共に、通常の地震動の特性である短周期成分の地
震動には、変位が小さいので作用せずに、異常の地震動
の特性である長周期成分をもつものに対しては変位が大
きいので作用する構成とした１ｌｌｌ　ＪＩ緩衝器を１
１１発することを目的とする。

課題を解決するための手段及び作用 本発明になる油Ｉ′ｆ！１衝器は、内部に作動油が充填
されたシリンダと、外力の作用によりシリンダ内を摺動
するように設けられシリンダ内を第１の室と第２のく室
とに画成するピストンと、第１の室と第２の室とを連通
しピストンの変位に伴ってシリンダ内の作動油が通過し
、抵抗力を発生させる抵抗力発生部と、シリンダにピス
トンをバイパスするように設けられピストンの変位量が
基準位置から所定長さ以下のとぎ第１の室と第２の室と
を連通し、ピストンが所定良さ以上変位したときピスト
ンにより開口部が遮断される連通路とよりなり、ピスト
ンの変位量が比較的小さい領域では抵抗力を発生させず
に無効ストロークとし、ピストンの変位量が比較的大き
い領域でのみ抵抗力を発生させるようにしたものである
。

実施例 第１図及び第３図に本発明になる油圧緩ＷＪ器の一実施
例を示す。

第１図は免震構法によりｌｌ設された建物の概略図であ
る。第１図に示す如く、建物１は例えば５゜６階建ての
ビルであり、建物１の底面と地ｆｆ１ｉ２との間には免
震装置３が設けられている。地盤２及び免震装置３は地
面４に掘られた地下５に設置されている。

この免震装置３は、建物１を支持づる複数個の積層ゴム
部材６と、水平り向の振動を緩衝する複数の油圧緩ｌｉ
ｉ器７とよりなる。尚、積層ゴム部材６は萌述したよう
に表面にゴムをｌｌｉ覆された金属板と、円盤状のゴム
板とを交Ｈに複数枚′ｈ１重しこれらを一体的に保持す
る構造どなっており、せｌυ断変形により建物の固有周
期を長周期にして地食の卓越周期と充分に離すことによ
り、地震の入力の軽減を図っている。又、第１図中積層
ゴム部祠６は３個しか見えないが、建物１の床面積及び
階数等、建物１の大きさ１重石に応じた数が設置されて
おり、各複数の積層ゴム部材６は大々等しい荷重が作用
するように所定間隔ごとに設置される。

又、油圧趙衝器７は第１図中２個しか見えないが、実際
には２個以上が設置され、どの方向の振動が作用しても
対応できるように夫々の向きに設置されている。

ここで、第２図、第３図を参照して本発明になる浦Ｊｌ
緩衝′５について詳細に説明する。

油圧！！！ｉｆｉ器７はｌｌ！衝器重器本体８緩衝器本
体Ｂ内を摺動変位するピストン部材９とよりなる。又、
＊Ｗ７７Ｊｚ木休８は円木状８シリンダ１０と、シリン
ダ１０の一端に取（Ｊけられた蓋部材１１ど、シリンダ
１０の他端に取イ・１けられたベースシェル１２とより
なる。蓋部材１１とベースシェル１２とは人々シリンダ
１００ノランジ部１０ａ、１０ｂに取付ボルト１３の締
飼けにより一体的に固着され、シリンダ１０の内部にシ
リンダ室１０ｃを形成する。このシリンダ室１０には作
動油が充満しでいる。

又、シリンダ１０の内壁には第３図に示す如く、抵抗力
発生部としてのオリフィス溝１４がピストン部材９の摺
動り向に延在するように設けられている。オリフィス溝
１４はピストン部材９のピストン９ａがシリンダ室１０
ｃの中央（本実施例ではこの位置を基準位置とする）に
位置７るとき、ピストン９ａの左、右の端面９ａ＋　、
９ａ２より夫々長さ［８，１の部分が良く形成されてい
る。このピストン９ａより外れた位置に形成された長さ
「Ｓ」のうら長さｒＳ＋　Ｊ部分はピストン９ａと対向
するＡ部と同じ流路面積を右してＪ３す、オリフィスｌ
？ｉ１４の両端部、即ち長さ「Ｓ２」部分はピストン９
ａの摺動プノ向にしたがって徐々にその流路面積が絞ら
れるように傾斜した８部となっている。

又、シリンダ′１０には、ピストン９ａの端面９ａ＋　
、９ａｚより所定長さｒｓ＋　Ｊの位置でシリンダ室１
０ｃ内に開口するボート１０ｄ＋。

１０ｄ２が穿設され、ピストン９ａのストローク外の位
置でシリンダ室１０ｃ内に開口するボート１０（ｊｇ　
、１０ｄａが穿設されている。

尚、所定長さＩＳｌ」は建物１の大きさによって定めら
れる寸法であり、例えば５ｒ！ｌＪ建ての建物の場合８
１句１８．８１１Ｉｌ稈度となる。

又、ボート１０ｄ１と１０ｄ３とはビスｉ・ン９ａをバ
イパスするようにシリンダ１０の外側に連通路として設
けられた配管１５により連通接続され、ボート１０ｄ２
と１０ｄ４とは同じくピストン９ａをバイパスするよう
に連通路として設ｉｊられた配管１６により連通接続さ
れている。配管１５にはピストン９ａに画成されたｈ室
１０ｃ１から右室１０Ｃ２への流れのみを許容する逆止
弁１７が配設されている。又配管１６には右室１０Ｃ２
から左室１０Ｃ１への流れのみを許容する逆止弁１８が
配設されている。

ピストン部材９は上記シリンダ室１０ｃに摺動自在に嵌
合するピストン９ａと、ビス１−ン９ａの両端面９ａ＋
　、９ａ２から摺動り向に延在するロッド９ｂ、９ｃと
、ロッド９ｂの端部に設置〕られた取付用孔９ｄと、ロ
ッド９ｂの途中に設けらた取付用の鍔部９ｅとよりなる
。ロッド９ｂの取付用孔９ｄは建物１の底部に連結され
る。

又、Ｏラド９ｂ、９Ｇは夫々蓋部材１１のガイド孔１１
ａ１ベースシェル１２のガイド孔１２ａを與通し、これ
により摺動方向を規制される。

１９はＯリングで、ロッド９ｂ、９Ｇとガイド孔１１ａ
、１２ａとの・間を液密にシールする。２０はシリンダ
１０の内壁と蓋部材１１、ベースシェル１２との間をシ
ールするＯリングである。

ベースシェル１２はその内部に油溜め室１２ｂが形成さ
れており、シリンダ’１１０　Ｇと油溜め室１２ｂの間
を連通ずる通路２１．２２には較り２３、浦溜め室１２
ｂからシリンダ室１０Ｇへの流れのみを許容する逆止す
？２４がＩｔノられている。

尚、油溜めｖ１２ｂには作動油が充満されているのでは
なく、空間２５が残るように充填されている。又、ベー
スシェル１２の端部には取付孔１２Ｃを有する取付部１
２ｄが突出しており、取付部１２ｄは地盤２に連結され
ている。

尚、ピストン９ａは両端面９ａ＋　、９ａ２より延在す
るロッド９ｂ、９ｃを有するため、ピストン９ａが摺動
変（Ｇしてもシリンダ室１０ｃ内の容積は変化しない。

そのため、オリフィス溝１４を通過する作動油はピスト
ン９ａの変位最に比例して流れるため、オリフィス溝１
４ではピストン９ａの変位Ｒに比例した抵抗力が発生す
る。

又、油溜め室１２ｂ内の作動油は温度変化を補償するた
めに設けられており、即ら、ｆｆ１Ｕ上昇によりシリン
ダ’Ｉ　１０　Ｃ内の作動油が膨張すると余分な作動油
が通路２１、絞り２３を介して浦溜め室１２ｂ内に流入
する。又、作動油が温度低下により収縮した場合には、
その分油溜め室１２ｂの作動油が通路２２、逆止弁２４
を介してシリンダ室１０Ｃ内に補給される。

次に、上記構成になる油圧緩衝器７及び積層ゴム部材６
の動作につき説明する。

ここで、比較的小さい地震が発生したとづる。

地面４及び地盤２には比較的小さい振動の変位が作用す
ることになる。この場合、地１１ｔ２に矢印ｘ１方向の
加速度が伝達されると、建物１は積層ゴム部材６の動作
により相対的に矢印×２方向に変位する１、即ち、積層
ゴム部材６は複数枚の金属板とゴム板とを交互に積重し
てなるため、各金属板、ゴム根が少しずつ弾性的に矢印
×２方向にす゛れることになる。

このように、変位量が比較的小さい場合には積層ゴム部
材６が上記ように弾性変形するととしに、油圧緩衝器７
のピストン部材９が矢印×２方向に摺動変位する。その
際、ビスｊ・ン９ａの変位ｎ１は第３図に示７１基準位
置としての中火位置（実線で丞寸）から所定の長さｒｓ
＋　Ｊ　　（第３図中、２点鎖線で示１）以下となる。

ピストン９８がシリンダ室１０ｃ内を上記のように摺動
すると、右室１０Ｃ２内の圧力が高まり、右室１０Ｃ２
内の作動油はオリフィス満１４を通過して左室１０Ｇ＋
内に流入する。又、右室１０Ｃ２内の作動油の一部はボ
ート１０ｄ２、配管１６、逆止弁１８、ボート１０ｄ４
を介して左室１０Ｃ１内に流入する。

従って、オリフィス満１４においては１氏抗力が発生せ
ず、ピストン９ａの変位は無効ストロークとなる。この
ように、第４図に示す如く、油圧緩衝器７では８１以下
のス１−ロークは外力の作用に対して不感帯として作用
することになるため、建物１の変位は積層ゴム部材６の
弾性方のみにより緩衝される３、よって、免震装置３で
は比較的小さい変位が加えられたどきには、油ｆｆ緩衝
器７による抵抗力はほとんど作用せず、積層ゴム部材６
の弾性方によって柔軟に吸収される。

又、什物１に矢印×１方向の比較的小さな変位が釣用し
た場合にも、積層ゴム部材６及び油圧緩衝器７は上記と
同様な逆方向の動作を行なう。即ち、建物１の震動にり
・１して、ｇＩ層ゴム部材６はそのせん断変形によって
建物の固有周期を長周期にして地震の申越周期と大きく
はなして地震入力の軽減を図る。

次に、比較的短周朋成分の卓越した地震が発生した場合
、共振的な現象により地面４及び地盤２と建物１の間に
比較的大きな変位が作用することになる。

例えば、地盤２に矢印Ｘｌ方１〜の変位が伝達されると
、前述したように建物１は積層ゴム部材６、油圧ｖＩＵ
衝器７の作動共に矢印×２方向に相対変位する。

この場合、積層ゴム部材６が大きく弾性変形すると共に
、油圧緩衝器７の抵抗力によって緩衝される９、油圧緩
衝器７においては、ピストン９ａがシリンダ室１０ｃ内
を矢印×２方向に摺動変位するとき、中央位置（第３図
中、実線で示す）から８１以］・のストロークでは前述
したように抵抗力が発生しない。しかしながら、ピスト
ン９ａがストロークＳ１を過ぎるとシリンダ室１０Ｃ内
に開口するボート１０ｄ２がピストン９ａによって遮断
されることになり、ピストン９ａのストロークがＳ１以
上においては石室１０ｃ２内の作動油はオリフィス満１
４のみを通過して左室１０Ｃ１へ流入する。従って、作
動油がオリフィス満１４を通過するのに伴って抵抗力が
発生しピストン９ａの振動がａｍされる。

ピストン９ａの端面９ａ２がストロークＳ＋を越えてス
トロークＳに達するまでの領１！ｌ！　Ｓ　２では、ピ
ストン９ａが矢印Ｘ２方向に変位するのにつれて傾斜し
た８部によりオリフィス満１４が絞られることになり、
これにより第４図に示す如く、抵抗ノ］がビス（・ン９
ａの変位と共に増大づる。従って、油圧！！Ｖ７Ｊ器７
は無効ストロークＳ１を過ぎると、ストロークＳ２の領
域で発生する低抗力により建物１の変位を効果的に緩衝
する。１又、地盤２に矢印×２方向の振動が作用した場
合も、１記動作と逆方向の動作が同様に行なわれ、建物
１の変位Ｇ、Ｌ積層ゴム部材６及び油圧緩衝器７０作用
により緩衝される。

従って、免震装置３は比較的短周期の申越周期をもつ地
震では何月せず、長周期の申越周期を右する地震が発生
した場合には、建物１の変位量に応じて積層ゴム部材６
、油圧Ｍ衝″／！ｉ７を同時に作用させて、地震波の長
周期成分による」ξ振現↑を防ぐことができる。

尚、上記説明では、シリンダ１０の外側に左室１０Ｇ＋
　と石室１０Ｃ２とを連通ずる配管１５゜１６を設けた
が、これに限らず、シリンダ室１０ｃの内壁にオリフィ
ス満１４より短いｉＭ、即ち両端がストロークＳ１の位
置となる満を形成するようにしても良い。

又、上記実施例では抵抗力発生部としてのオリフィス溝
１４をシリンダ室１０Ｇの内壁に設けたが、抵抗力発生
部としては例えばピストン９ａに左室１０Ｇ＋　と石室
１０Ｃ２とを連通ツる貫通孔を設け、この貫通孔にテー
パ状のピンを嵌入させて貫通孔の流路面積をピストン９
ａの変位位置に応じて調整するようにしても良い。

文、上記実施例では免震装置に適用された油圧ｔＩＬＩ
ｉｉ器として説明したが、本発明の油圧緩衝器はこれに
限らず免震装置以外の装Ｖにも適用しうる。

発明の効采 上述の如く、本発明になる油圧緩衝器は、ビス１〜ンの
変位量が所定長さ以下と小さい場合、シリンダ内の作動
油が抵抗力発生部だけでなく連通路を通過して移動する
ため、はとんど抵抗力が発生せｆｌこの間のストローク
を無効ストローク即ち、不感帯とすることができ、又、
ピストンが所定長さ以上変位したときには連通路がピス
トンに遮断されシリンダ内の作動油は抵抗力発生部のみ
を通過して低抗力が発生し外力を緩衝することができる
。従って、例えば免震構法によるビル等に適用される免
震装置においては、ピストンの変（つが所定長さ以下の
短周期の卓越周期を有する地震に対して積層ゴム部材の
免Ｍ竹能を阻害することがなく、又ピストンの変位が所
定長さ以上となる長周期の卓越周期を有する地震に対し
ては積層ゴム部材との併用により地震による震動を効采
的にＦＩｉ９ｒすることができる香の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる？１ｌｌｆｆ緩！！ｊ　器が適用
された免震Ｓ１δを説明するための概略構成図、第２図
は本発明になる油圧緩衝器の一実施例の縦断面図、第３
図は本発明の要部を拡大して示す縦断面図、第４図はビ
ストンストロークと低抗力との関係を示す図である。 １・・・硅物、２・・・地盤、３・・・免震装置、６・
・・積層ゴム部材、７・・・油圧緩！Ｉｉｉ器、９・・
・ピストン部材、１０・・・シリンダ、１１・・・蓋部
、１２・・・ペースシェル、１４・・・オリフィス溝、
１５．１６・・・配管、１７．１８・・・逆止弁。 特許出願人　ト　キ　コ　株式会社 代　　理　　人　　弁理士　　伊　　東　　忠　　彦　
　（剋 （・ 同　　　　　弁理士　　松　　浦　　兼　　行　１１、
Ｘ５′　　　−ば １ｓ１＠ 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内部に作動油が充填されたシリンダと、外力の作用によ
   りシリンダ内を摺動するように設けられシリンダ内を第
   １の室と第２の室とに画成するピストンと、該第１の室
   と第２の室とを連通し該ピストンの変位に伴つてシリン
   ダ内の作動油が通過し、抵抗力を発生させる抵抗力発生
   部と、前記シリンダにピストンをバイパスするように設
   けられ該ピストンの変位量が基準位置から所定長さ以下
   のとき前記第１の室と第２の室とを連通し、前記ピスト
   ンが所定長さ以上変位したとき前記ピストンにより開口
   部が遮断される連通路とよりなることを特徴とする油圧
   緩衝器。