JP6770458B2 - 横置き型ダンパ - Google Patents

Description

本発明は、横置き型ダンパに関する。

従来、免震装置の中には、構造物と地盤との間に、構造物の重量を支えつつ構造物の水平方向への移動を許容するアイソレータと、構造物の水平方向の移動を抑制する横置き型ダンパとを介在させたものがある。このような免震装置では、地震が発生した場合、横置き型ダンパの発生する減衰力が小さいほど地盤の振動が構造物へ伝達し難くなり、高い振動絶縁性を確保できるので免震効果が高くなる。そうかといって、横置き型ダンパの減衰力が小さいと、大地震の発生等により大きな揺れが入力された場合に構造物の移動を抑制できず、構造物の振幅が大きくなり過ぎて隣接する建物又は擁壁等に干渉する虞がある。しかし、大地震に備えて横置き型ダンパの減衰力を大きくしたのでは、中小規模の地震によって建物が揺れる場合に、横置き型ダンパの減衰力が効きすぎて免震装置の効果を減殺してしまう。

このため、前記免震装置では、減衰係数をピストン位置に応じて切換えて、ピストンが中立位置近傍の所定の範囲を移動する場合の減衰係数を小さく、前記範囲を逸脱して移動する場合の減衰係数を大きくできる横置き型ダンパを利用する場合がある。このような横置き型ダンパは、たとえば、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されるピストンと、シリンダに対して両端が固定されてピストンに軸方向に設けた孔を貫通するバイパス用ロッドとを備えている（たとえば、特許文献１参照）。

このように構成された横置き型ダンパにあっては、バイパス用ロッドにピストンに設けた減衰通路を迂回して伸側室と圧側室を連通するピストンの軸方向幅よりも長い溝が設けてある。そして、ピストンが中立位置にあると溝が伸側室と圧側室を連通し、ピストンが中立位置から所定距離変位すると両者の連通を断つようになっている。

このような横置き型ダンパでは、小振幅で振動する際には減衰力を小さくし、大振幅で振動する場合には減衰力を大きくできる。よって、この横置き型ダンパを免震装置に用いれば、中小規模の地震の揺れに対しては小さい減衰力して振動絶縁性を阻害せず、高い免震効果が得られる一方、大地震の際には大きな減衰力で構造物の振動を抑制し、振幅が大きくなり過ぎるのを防止できる。

特許第４０５８２９８号公報

従来の横置き型ダンパは、ピストンの孔に挿通されるバイパス用ロッドの溝をピストンで開閉する機構の採用で、減衰力を振動の振幅で変化させる位置依存型ダンパとして構成されている。

ところが、構造物の免震装置に利用される横置き型ダンパは、一般的にストローク長が長いため、バイパス用ロッドの全長も長くなり、ピストンが中立位置から大きくストロークするとバイパス用ロッドが自重で撓んでしまう。

そして、ピストンがストロークエンド付近から中立位置へ戻ろうとすると、撓んだバイパス用ロッドの外周面をピストンの孔の開口端の縁が齧ってしまい、場合によってはバイパス用ロッドが軸方向の荷重を受けて座屈してしまう恐れがある。

そこで、本発明は、ピストンの変位時にバイパス用ロッドの齧りを防止できる横置き型ダンパの提供を目的とする。

前記課題を解決するため本発明の横置き型ダンパは、シリンダと、シリンダ内に移動可能に挿入されるピストンと、シリンダ内に挿入されるピストンロッドと、伸側室と圧側室との間を移動する液体の流れに抵抗を与える減衰部と、シリンダ内に挿通されるとともにピストンに設けた孔に摺動自在に挿入されて減衰部を迂回して伸側室と圧側室とを連通するとともにピストンによって開閉されるバイパス路を有するバイパス用ロッドと、バイパス用ロッドの両端をバイパス用ロッドのラジアル方向の移動を許容しつつ支持する支持部とを備えている。

この構成による横置き型ダンパでは、バイパス用ロッドの端部がラジアル方向への移動が許容されているので、ピストンの移動中、バイパス用ロッドが孔に倣うようになる。また、支持部がバイパス用ロッドの両端のラジアル方向の移動を許容しつつも支持しているので、バイパス用ロッドの両端の撓みも防止される。

また、横置き型ダンパは、支持部がバイパス用ロッドの両端に設けたガイド部材を有し、ロッドガイド側のガイド部材がピストンロッド或いはロッドガイドの環状凸部とシリンダとの間に配置され、ボトム部材側のガイド部材がボトム部材に設けた凸部とシリンダ１との間に配置される。このように、横置き型ダンパを構成すれば、ガイド部材を設けるだけで、バイパス用ロッドのシリンダやピストンロッドへの干渉を避けつつバイパス用ロッドを支持できる。また、ガイド部材をピストンロッドに直接当接させる場合には、部品増加を伴わずにバイパス用ロッドを支持できる利点もある。

さらに、横置き型ダンパは、ガイド部材がピストンロッド、ロッドガイドおよびボトム部材より低硬度の材料で形成されて構成されてもよい。このように横置き型ダンパが構成されると、ガイド部材が接触するピストンロッド、ロッドガイドおよびボトム部材を傷めずに済む。

また、横置き型ダンパは、ガイド部材が半球状の頭部を備えていてもよい。このように横置き型ダンパが構成されると、ガイド部材が接触するピストンロッド、ロッドガイドおよびボトム部材に対して常に球面が接するため、ピストンロッド、ロッドガイドおよびボトム部材を傷めずに済む。

さらに、横置き型ダンパは、タンクと、圧側室とタンクとを連通する圧側減衰通路と、第一のバイパス用ロッドと第二のバイパス用ロッドを備え、第一のバイパス路がピストンが中立位置から設定距離内に位置する場合に開放され、設定距離外に位置する場合に閉塞され、第二のバイパス路が圧側室から伸側室へ向かう流体の流れのみを許容するとともに、ピストン２中立位置から設定距離内に位置する場合に開放され、設定距離外に位置する場合に閉塞されるよう構成されてもよい。このように横置き型ダンパを構成すると、ピストンの中立位置からの変位が小さく、ピストンが中立位置から設定距離までの範囲を移動する場合には小さな減衰力を発揮し、設定距離を超えてストロークする場合には大きな減衰力を発揮できる。よって、この横置き型ダンパは、免震装置に最適となり、中規模な地震に対しては、免震支承装置による振動絶縁性が阻害せず、免震装置による高い免震効果が得られ、大地震に対しては、大きな減衰力を発揮して構造物の過大振幅を防止できる。また、横置き型ダンパは、シリンダ内の内圧が高くなる収縮作動時の減衰係数を小さくして伸側の減衰係数に近づけられるため、横置き型ダンパの減衰性能が伸側と圧側で差が出ないように設定できる。

本発明のダンパによれば、ピストンの変位時にバイパス用ロッドの齧りを防止できる。

本発明の一実施の形態における横置き型ダンパの断面図である。 本発明の一実施の形態における横置き型ダンパを構造物と地盤との間に介装した状態を示した図である。 本発明の一実施の形態における横置き型ダンパのＸＸ矢視断面図である。 本発明の一実施の形態における横置き型ダンパのＹＹ矢視断面図である。 本発明の一実施の形態の一変形例における横置き型ダンパの断面図である。

以下に、図示した実施の形態に基づいて、この発明を説明する。一実施の形態における横置き型ダンパＤは、図１および図４に示すように、シリンダ１と、シリンダ１内に移動可能に挿入されたピストン２と、ピストン２に連結されるピストンロッド３と、減衰部４と、第一と第二のバイパス用ロッド５，６と、第一と第二のバイパス用ロッド５，６の両端を支持する支持部としてのガイド部材７とを備えて構成されている。

そして、横置き型ダンパＤは、図２に示すように、ボールアイソレータや積層ゴム等といった免震支承装置Ｍとともに地盤Ｇと構造物Ｓとの間に介装され、地震発生時に構造物Ｓと地盤Ｇが相対変位する際に減衰力を発揮して構造物Ｓの振動を抑制する。

以下、横置き型ダンパＤの各部について詳細に説明する。シリンダ１は、筒状で一端に環状のロッドガイド８が嵌合されて、他端にボトム部材９が嵌合されている。また、シリンダ１は、外筒１０内に収容されており、シリンダ１と外筒１０との間の隙間でタンクＴが形成されている。外筒１０は、一端がロッドガイド８に嵌合して閉塞されており、他端がボトム部材９に当接するボトムキャップ１１によって閉塞されている。シリンダ１は、ロッドガイド８とボトムキャップ１１によって挟持されており、外筒１０内で固定されている。なお、シリンダ１には、作動油等の液体が充填されており、タンクＴには、液体の他に気体が充填されている。

ピストン２は、シリンダ１内に摺動自在に挿入されており、シリンダ１内を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とに区画している。ピストン２は、図１に示すように、環状であって、中心を挟んで対称となる位置の二箇所に設けられて、軸方向に貫通する第一と第二のバイパス用ロッド５，６の挿通を許容する孔２ａ，２ｂを備えている。孔２ａ，２ｂは、ともに、横置き型ダンパＤを水平にして構造物Ｓと地盤Ｇとの間に介装されると、鉛直軸線上に上下に配置されるようになっている。

また、本例では、ピストン２には、図３および図４に示すように、周方向で孔２ａ，２ｂを回避する位置に伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する減衰部４が設けられている。減衰部４は、本例では、減衰弁４ｃを有する伸側通路４ａと減衰弁４ｄを有する圧側通路４ｂとを備えている。詳しくは、伸側通路４ａは、途中に伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れのみを許容して、通過する液体の流れに対して抵抗を与える減衰弁４ｃを備えている。圧側通路４ｂは、途中に圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れのみを許容して、通過する液体の流れに対して抵抗を与える減衰弁４ｄを備えている。このように減衰部４は、横置き型ダンパＤが伸長作動時に液体の通過を許容する伸側通路４ａと、収縮作動時に液体の通過を許容する圧側通路４ｂとを備えているが、双方向の液体の流れを許容して通過する液体の流れに抵抗を与える通路として構成されてもよい。

さらに、図３に示すように、ピストン２の伸側室側端には、孔２ａ，２ｂ、伸側通路４ａおよび圧側通路４ｂを回避するとともに周方向で等間隔を以てゴム等の弾性体でなる三つのストッパ１２が設けられている。ストッパ１２は、ロッドガイド８に設けられてもよい。また、ストッパ１２は、ゴム等の弾性体の他、金属材で形成されていてもよい。ロッドガイド８にストッパ１２を設ける場合、伸側通路４ａおよび圧側通路４ｂに正対する位置を外して、周方向に等間隔を以て設ければよい。

ピストンロッド３は、ロッドガイド８の内周に挿通されてシリンダ１内に移動自在に挿入されている。ピストンロッド３の一端は、ピストン２が連結されるとともに、その他端は、シリンダ１外へ突出している。このように本例の横置き型ダンパＤは、伸側室Ｒ１のみにピストンロッド３が挿入される、所謂、片ロッド型のダンパとして構成されているが、伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２にピストンロッドが挿入される、所謂、両ロッド型のダンパとして構成されてもよい。

また、ピストンロッド３の一端には、螺子孔３ａが設けられている。ピストン２は、環状であって、螺子孔３ａに螺着されるピストンボルトＢによって、ピストンロッド３に固定される。

図４に示すように、ボトム部材９は、圧側室Ｒ２とタンクＴとを連通する圧側減衰通路９ａと吸込通路９ｂとが設けられている。圧側減衰通路９ａは、途中に、圧側室Ｒ２からタンクＴへ向かう液体の流れのみを許容するとともに通過する液体の流れに抵抗を与える減衰弁９ｃを備えている。また、吸込通路９ｂは、途中にタンクＴから圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れのみを許容する逆止弁９ｄを備えており、一方通行の通路に設定されている。また、ボトム部材９には、シリンダ１側となる圧側室Ｒ２側へ向けて突出する円柱状の凸部１３が設けられている。

図１に示すように、第一のバイパス用ロッド５は、円柱状であって、中央に軸方向に沿って形成されたピストン２の軸方向長さよりも長い溝５ａを備えており、ピストン２に設けた孔２ａに摺動自在に挿入されている。また、第一のバイパス用ロッド５の両端には、支持部としてのガイド部材７がそれぞれ装着されている。なお、溝５ａの設置数は、実現したい減衰力特性に応じて任意に設定できる。

ガイド部材７は、ピストンロッド３、ロッドガイド８およびボトム部材９より低硬度の材料で形成されており、頭部７ａと、頭部７ａから延びる軸部７ｂとを備えている。頭部７ａは、各バイパス用ロッド５，６よりも外径が大径であって扁平の半球状とされており、側面は湾曲面とされている。ガイド部材７は、軸部７ｂを第一のバイパス用ロッド５の端部に設けた取付孔５ｂに挿入し、第一のバイパス用ロッド５の側方から取付孔５ｂに通じる螺子孔５ｃに螺着されるセットスクリュー１４の先端を軸部７ｂに圧接して、第一のバイパス用ロッド５に固定される。なお、軸部７ｂを雄螺子とし、取付孔５ｂを雌螺子として、ガイド部材７を第一のバイパス用ロッド５に螺子締結してもよい。

そして、第一のバイパス用ロッド５は、図１中、ピストンロッド３よりも上方に配置されている。ロッドガイド８側のガイド部材７は、ピストンロッド３とシリンダ１との間に介装され、ピストンロッド３上に載置されている。ガイド部材７の外径は、ピストンロッド３とシリンダ１との間の環状隙間の幅よりも小さく、ガイド部材７は、ピストンロッド３とシリンダ１との間で径方向となるラジアル方向へ若干の移動が許容されている。つまり、ロッドガイド８側のガイド部材７は、図１中では上下方向および紙面を貫く方向への移動が許容されている。ボトム部材９側のガイド部材７は、ボトム部材９の凸部１３とシリンダ１との間に介装され、凸部１３上に載置されている。ガイド部材７の外径は、凸部１３とシリンダ１との間の環状隙間の幅よりも小さく、ガイド部材７は、凸部１３とシリンダ１との間で径方向となるラジアル方向へ若干の移動が許容されている。よって、このボトム部材９側のガイド部材７もまた、図１中では上下方向および紙面を貫く方向への移動が許容されている。

このように第一のバイパス用ロッド５は、ロッドガイド８側のガイド部材７とボトム部材９側のガイド部材７によって支持されて、シリンダ１内に収容される。そして、ピストン２が中立位置（図１に示す位置）にある場合、溝５ａの長さがピストン２の軸方向長さより長いために、溝５ａを通じて伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とが連通される。このように、溝５ａは、減衰部４を迂回する第一のバイパス路を形成している。そして、ピストン２が中立位置から設定距離Ｌ以上、伸側室Ｒ１側へ変位すると、ピストン２により溝５ａと伸側室Ｒ１との連通が絶たれて溝５ａは圧側室Ｒ２のみに連通するようになる。また、ピストン２が中立位置から設定距離Ｌ以上、圧側室Ｒ２側へ変位すると、ピストン２により溝５ａと圧側室Ｒ２との連通が絶たれて溝５ａは伸側室Ｒ１のみに連通するようになる。よって、第一のバイパス路として機能する溝５ａは、ピストン２の位置に依存して開閉される。なお、溝５ａは、図示したところでは、一つのみが第一のバイパス用ロッド５に設けられているが、複数の溝を設けるようにしてもよい。なお、本例では、ピストン２の中立位置は、ピストン２のストローク中心とされているが、ストローク中心以外の位置に設定されてもよい。

また、本例では、ロッドガイド８側のガイド部材７の頭部７ａの先端は、ロッドガイド８に接触し、ボトム部材９側のガイド部材７の頭部７ａの先端は、ボトム部材９に接触しており、第一のバイパス用ロッド５が軸方向へ変位しないようになっている。なお、一方のガイド部材７の頭部７ａの先端から他方のガイド部材７の頭部７ａの先端までの長さをロッドガイド８のガイド部材７の対向面からボトム部材９のガイド部材７の対向面までの長さより若干短くし、第一のバイパス用ロッド５の軸方向変位を許容してもよい。

第二のバイパス用ロッド６は、筒状であって、側方から内部へ通じる透孔６ａ、６ｂが設けられており、ピストン２に設けた孔２ｂに摺動自在に挿入されている。第二のバイパス用ロッド６内であって、透孔６ａの穿設箇所から透孔６ｂの穿設箇所までの間には、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れのみを許容する逆止弁１５が設けられている。また、本例では、透孔６ａの図１中左端から透孔６ｂの図１中右端までの距離は、溝５ａの全長、本例では２×Ｌと等しくしてある。また、第二のバイパス用ロッド６の両端には、支持部としてのガイド部材７がそれぞれ装着されている。

第二のバイパス用ロッド６の両端に装着されるガイド部材７は、第一のバイパス用ロッド５に装着されるガイド部材７と同じものであり、同様の構造で第二のバイパス用ロッド６に固定される。

そして、第二のバイパス用ロッド６は、図１中、ピストンロッド３よりも下方に配置されている。ロッドガイド８側のガイド部材７は、ピストンロッド３とシリンダ１との間に介装され、シリンダ１上に載置されている。ガイド部材７は、ピストンロッド３とシリンダ１との間で径方向となるラジアル方向へ若干の移動が許容されている。ボトム部材９側のガイド部材７は、ボトム部材９の凸部１３とシリンダ１との間に介装され、シリンダ１上に載置されている。ガイド部材７は、凸部１３とシリンダ１との間で径方向となるラジアル方向へ若干の移動が許容されている。

このように第二のバイパス用ロッド６は、ロッドガイド８側のガイド部材７とボトム部材９側のガイド部材７によって支持されて、シリンダ１内に収容される。そして、ピストン２が中立位置にある場合、透孔６ａの右端から６ｂの左端までの長さがピストン２の軸方向長さより長いために、透孔６ａ、第二のバイパス用ロッド６内および透孔６ｂを通じて伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とが連通される。このように、透孔６ａ、第二のバイパス用ロッド６内および透孔６ｂは、減衰部４を迂回する第二のバイパス路を形成している。そして、ピストン２が中立位置から設定距離Ｌ以上、伸側室Ｒ１側へ移動すると、ピストン２により透孔６ａと伸側室Ｒ１との連通が絶たれて、透孔６ａ、第二のバイパス用ロッド６内および透孔６ｂは、圧側室Ｒ２のみに連通されるようになる。他方、ピストン２が中立位置から設定距離Ｌ以上、圧側室Ｒ２側へ移動すると、ピストン２により透孔６ｂと圧側室Ｒ２との連通が絶たれて、透孔６ａ、第二のバイパス用ロッド６内および透孔６ｂは、伸側室Ｒ１のみに連通されるようになる。よって、第二のバイパス路として機能する透孔６ａ、第二のバイパス用ロッド６内および透孔６ｂは、ピストン２の位置に依存して開閉される。

また、本例では、ロッドガイド８側のガイド部材７の頭部７ａの先端は、ロッドガイド８に接触し、ボトム部材９側のガイド部材７の頭部７ａの先端は、ボトム部材９に接触しており、第二のバイパス用ロッド６が軸方向へ変位しないようになっている。なお、一方のガイド部材７の頭部７ａの先端から他方のガイド部材７の頭部７ａの先端までの長さをロッドガイド８のガイド部材７の対向面からボトム部材９のガイド部材７の対向面までの長さより若干短くし、第二のバイパス用ロッド６の軸方向変位を許容してもよい。

つづいて、本例の横置き型ダンパＤが伸縮時に発生する減衰力について説明する。まず、横置き型ダンパＤが伸長作動する場合の減衰力ついて説明する。この場合、横置き型ダンパＤが伸長してピストン２が図１中左方向へ移動して、縮小される伸側室Ｒ１から拡大される圧側室Ｒ２へ液体が移動する。ピストン２が中立位置から設定距離Ｌの範囲内にある場合、前述の通り第一のバイパス路としての溝５ａによって伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とが連通状態におかれるので、液体は、減衰部４における伸側通路４ａの減衰弁４ｃと第一のバイパス路とを通過する。他方、ピストン２が中立位置から設定距離Ｌを超えてストロークする場合、第一のバイパス路としての溝５ａによる伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２との連通が絶たれるので、液体は、減衰部４における伸側通路４ａの減衰弁４ｃのみを通過する。

なお、第二のバイパス用ロッド６に形成された第二のバイパス路もピストン２によって閉塞されていないが、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう流れに対しては逆止弁１５が閉じるので、液体は、第二のバイパス用ロッド６のバイパス路を通過しない。また、横置き型ダンパＤが伸長作動すると、ピストンロッド３がシリンダ１内から退出するため、シリンダ１内でピストンロッド３の退出体積分の液体が不足するが、不足分の液体は、吸込通路９ｂを介してタンクＴからシリンダ１内へ供給される。

このように、横置き型ダンパＤが伸長作動して、ピストン２が中立位置から設定距離Ｌを超えてストロークする場合、液体が伸側通路４ａのみ通過して伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ移動する。よって、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の差圧が大きくなり、横置き型ダンパＤは、大きな減衰力を発揮する。他方、横置き型ダンパＤが伸長作動しても、ピストン２が中立位置から設定距離Ｌまでの範囲内でストロークする場合、液体が伸側通路４ａのほか、伸側通路４ａを迂回する溝５ａも通過できる。よって、この場合、ピストン２が中立位置から設定距離Ｌを超えてストロークする場合に比較して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の差圧が小さくなるため、横置き型ダンパＤが発揮する減衰力は小さくなる。

次に、横置き型ダンパＤが収縮作動する際に発生する減衰力について説明する。この場合、横置き型ダンパＤが収縮してピストン２が図１中右方向へ移動して、縮小される圧側室Ｒ２から拡大される伸側室Ｒ１へ液体が移動する。ピストン２が中立位置から設定距離Ｌの範囲内でストロークする場合、前述の通り第一のバイパス路である溝５ａによって圧側室Ｒ２と伸側室Ｒ１とが連通状態におかれる。また、第二のバイパス用ロッド６に形成された第二のバイパス路もピストン２によって閉塞されておらず、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう流れに対しては逆止弁１５が開く。よって、液体は、減衰部４における圧側通路４ｂの減衰弁４ｄ、第一のバイパス路および第二のバイパス路を通過して圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ移動する。他方、ピストン２が中立位置から設定距離Ｌを超えてストロークする場合、第一のバイパス路および第二のバイパス路による伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２との連通が絶たれるので、液体は、減衰部４における伸側通路４ａの減衰弁４ｃのみを通過して圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ移動する。また、横置き型ダンパＤが収縮作動すると、ピストンロッド３がシリンダ１内へ侵入するため、シリンダ１内でピストンロッド３の侵入体積分の液体が過剰となり、過剰分の液体は、圧側減衰通路９ａの減衰弁９ｃを介してタンクＴへ排出される。

このように、横置き型ダンパＤが収縮作動して、ピストン２が中立位置から設定距離Ｌを超えてストロークする場合、液体が圧側通路４ｂのみ通過して伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ移動する。ピストンロッド３がシリンダ１内に侵入してシリンダ１内で過剰となった液体は、圧側室Ｒ２から圧側減衰通路９ａを通じてタンクＴへ排出される。よって、この場合、圧側室Ｒ２と伸側室Ｒ１との差圧が大きくなり、横置き型ダンパＤは、大きな減衰力を発揮する。他方、横置き型ダンパＤが収縮作動しても、ピストン２が中立位置から設定距離Ｌまでの範囲内でストロークする場合、液体が圧側通路４ｂのほか、圧側通路４ｂを迂回する第一のバイパス路も第二のバイパス路も通過できる。よって、この場合、ピストン２が中立位置から設定距離Ｌを超えてストロークする場合に比較して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の差圧が小さくなるため、横置き型ダンパＤが発揮する減衰力は小さくなる。

このため、横置き型ダンパＤを備える免震装置では、ピストン２の中立位置からの変位が小さく、ピストン２が中立位置から設定距離Ｌまでの範囲を移動するような中小規模の地震の揺れに対しては、横置き型ダンパＤは、小さな減衰力を発揮する。よって、横置き型ダンパＤが発生する減衰力によって免震支承装置Ｍによる振動絶縁性が阻害されないので、免震装置による高い免震効果を得られる。これに対して、ピストン２の中立位置からの変位が大きく、ピストン２が中立位置から設定距離Ｌを超えてストロークするような大地震等の揺れに対しては、横置き型ダンパＤが大きな減衰力を発揮して構造物Ｓの振動を抑制し、構造物Ｓの過大振幅を防止できる。

また、横置き型ダンパＤでは、ピストン２が中立位置から設定距離Ｌ内の範囲でストロークする場合、伸長作動時には第一のバイパス路のみが有効に機能するのに対して、収縮作動時には第一のバイパス路に加えて第二のバイパス路も有効に機能する。よって、横置き型ダンパＤでは、収縮作動時の方が圧側室Ｒ２の圧力を伸側室Ｒ１へ逃がし易くなり、両者の差圧を小さく、或いは零にできる。したがって、本例の横置き型ダンパＤでは、圧側減衰通路９ａによってシリンダ１内の内圧が高くなる収縮作動時の減衰係数を第二のバイパス路によって小さくして伸側の減衰係数に近づけられるため、横置き型ダンパＤの減衰性能が伸側と圧側で差が出ないように設定できる。

また、横置き型ダンパＤが最伸長する場合、ピストン２に設けたストッパ１２がロッドガイド８に当接して、ピストン２のそれ以上の伸長側へのストロークを規制し、ピストン２がガイド部材７へ接触するのを防止できる。

次に、横置き型ダンパＤの伸縮作動時における第一のバイパス用ロッド５と第二のバイパス用ロッド６の動作について説明する。第一のバイパス用ロッド５および第二のバイパス用ロッド６は、長尺であるために、ピストン２が伸長側或いは収縮側へ最大限にストロークするような場合、ピストン２によって支持される部位から支持部であるガイド部材７までが支持されないために自重で撓む。

この状態からピストン２が中立位置へ向けてストロークすると、撓んだ第一のバイパス用ロッド５および第二のバイパス用ロッド６をピストン２が扱いていくような動作を呈する。しかしながら、第一のバイパス用ロッド５および第二のバイパス用ロッド６の端部がラジアル方向への移動が許容されているので、ピストン２の移動中、第一のバイパス用ロッド５および第二のバイパス用ロッド６が孔２ａ，２ｂに倣うようになる。また、支持部であるガイド部材７は、バイパス用ロッド５，６の両端のラジアル方向の移動を許容しつつも支持しているので、バイパス用ロッド５，６の両端の撓みも防止される。これにより、ピストン２は、孔２ａ，２ｂの開口端の縁で第一のバイパス用ロッド５および第二のバイパス用ロッド６の外周を齧らずに変位できる。

したがって、本発明の横置き型ダンパＤによれば、バイパス用ロッド５，６の外周面の齧りを防止でき、バイパス用ロッド５，６に軸方向の荷重を負荷して座屈させるような事態の発生も防止できる。

ピストンロッド３に対して上方に配置される第一のバイパス用ロッド５の両端の撓みを効果的に抑制するには、孔２ａをピストンロッド３およびボトム部材９の中心軸を通る鉛直線上に配置するとよい。このようにすれば、ガイド部材７がピストンロッド３の軸とボトム部材９の凸部１３の軸の真上にそれぞれ配置され、第一のバイパス用ロッド５の荷重をピストンロッド３とボトム部材９で受け止めて、第一のバイパス用ロッド５の両端の撓みを効果的に抑制できる。また、ピストンロッド３に対して下方に配置される第二のバイパス用ロッド６の両端の撓みを効果的に抑制するには、孔２ｂをシリンダ１の中心軸を通る鉛直線上に配置するとよい。このようにすれば、各ガイド部材７がシリンダ１の最下方にそれぞれ配置され、第二のバイパス用ロッド６の荷重をシリンダ１で受け止めて、第二のバイパス用ロッド６の両端の撓みを効果的に抑制できる。なお、ピストン２がピストンボルトＢによってピストンロッド３に固定されているので、横置き型ダンパＤの組立の際にピストンロッド３とピストン２の周方向での相対位置を調整できる。ピストンロッド３には、構造物Ｓ或いは地盤Ｇに取付けたブラケットに連結する取付部が設けられているので、ピストンロッド３は、取付部によって周方向に位置決めされてしまう。ピストン２とピストンロッド３の一方に雄螺子を設け、他方に雌螺子を設けて、両者を螺子締結すると、ピストン２の周方向位置がピストンロッド３によって一義的に決められてしまう。このような構造の場合、第一のバイパス用ロッド５および第二のバイパス用ロッド６を最適な位置に配置できなくなる場合がある。しかしながら、本例では、ピストンロッド３に対するピストン２の周方向位置を調整できるため、第一のバイパス用ロッド５および第二のバイパス用ロッド６を最適な位置に調整できる。なお、ピストンロッド３に螺子部を備えた軸を設けてピストン２を軸の外周に装着し、ピストンナットを螺子部に螺着してピストン２とピストンロッド３を一体化してもピストンロッド３に対するピストン２の周方向位置を調整できるので、このようにしてもよい。

本例の横置き型ダンパＤでは、第一のバイパス用ロッド５と第二のバイパス用ロッド６を備えているが、いずれか一つを廃止してもよく、また、バイパス用ロッドが形成するバイパス路についても前述した構成に限定されない。よって、バイパス用ロッド５，６に形成されるバイパス路は、実現したい減衰力特性に応じて設計変更可能である。

また、本例では、支持部がバイパス用ロッド５，６の両端に設けたガイド部材７を有し、ロッドガイド８側のガイド部材７がピストンロッド３とシリンダ１との間に配置されてバイパス用ロッド５，６を支持し、ボトム部材９側のガイド部材がガイド部材７からシリンダ１側へ突出する円柱状の凸部１３とシリンダ１との間に配置されてバイパス用ロッド５，６を支持している。このように、支持部を構成すれば、ガイド部材７を設けるだけで、バイパス用ロッド５，６のシリンダ１やピストンロッド３への干渉を避けつつバイパス用ロッド５，６を支持できる。ガイド部材７をピストンロッド３に直接当接させる場合には、部品増加を伴わずにバイパス用ロッド５を支持できる利点もある。また、図５に示すように、ピストンロッド３が小径の場合、ロッドガイド８のピストンロッド３の外周を覆う環状凸部８ａを設けておき、環状凸部８ａとシリンダ１との間にガイド部材７を介装するようにしてもよい。
そして、ガイド部材７は、外径がバイパス用ロッド５，６よりも大径の頭部７ａを備えており、バイパス用ロッド５，６の図１中上下方向の移動を制限するので、バイパス用ロッド５，６のシリンダ１内で暴れを防止できる。

なお、支持部は、図示したところでは、ガイド部材７とされているが、これに代えて、第一のバイパス用ロッド５および第二のバイパス用ロッド６の端部に設けたゴム等の弾性体とされてもよい。この場合、ロッドガイド８とバイパス用ロッド５，６との間に弾性体を介装し、ボトム部材９とバイパス用ロッド５，６との間に弾性体を介装すればよい。このように支持部を弾性体とすると、バイパス用ロッド５，６を弾性体で挟持して、弾性体が発する弾発力でバイパス用ロッド５，６のラジアル方向への変位を許容しつつこれら両端を支持できるので、前記効果を奏する。ロッドガイド８に環状凸部８ａを設ける場合、環状凸部８ａとボトム部材９の凸部１３を支持部としてもよく、ガイド部材７を設けずして第一のバイパス用ロッド５の両端を環状凸部８ａと凸部１３に載置するようにすればよい。

さらに、本例のガイド部材７は、ピストンロッド３、ロッドガイド８およびボトム部材９より低硬度の材料で形成されている。このようにすれば、ガイド部材７が接触するピストンロッド３、ロッドガイド８およびボトム部材９を傷めずに済む。

ガイド部材７は、半球状の頭部７ａを備えているので、ガイド部材７が接触するピストンロッド３、ロッドガイド８およびボトム部材９に対して常に球面が接するため、ピストンロッド３、ロッドガイド８およびボトム部材９を傷めずに済む。

また、本例では、横置き型ダンパＤは、第一のバイパス用ロッド５と第二のバイパス用ロッド６を備え、第一のバイパス路がピストン２が中立位置から設定距離Ｌ内に位置する場合に開放され、設定距離Ｌ外に位置する場合に閉塞され、第二のバイパス路が圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう流体の流れのみを許容するとともに、ピストン２が中立位置から設定距離Ｌ内に位置する場合に開放され、設定距離Ｌ外に位置する場合に閉塞されるよう構成されている。このように横置き型ダンパＤを構成すると、ピストン２の中立位置からの変位が小さく、ピストン２が中立位置から設定距離Ｌまでの範囲を移動する場合には小さな減衰力を発揮し、設定距離Ｌを超えてストロークする場合には大きな減衰力を発揮できる。よって、この横置き型ダンパＤは、免震装置に最適となり、中規模な地震に対しては、免震支承装置Ｍによる振動絶縁性が阻害せず、免震装置による高い免震効果が得られ、大地震に対しては、大きな減衰力を発揮して構造物Ｓの過大振幅を防止できる。また、横置き型ダンパＤは、圧側減衰通路９ａによってシリンダ１内の内圧が高くなる収縮作動時の減衰係数を第二のバイパス路によって小さくして伸側の減衰係数に近づけられるため、横置き型ダンパＤの減衰性能が伸側と圧側で差が出ないように設定できる。

以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱しない限り、改造、変形、及び変更が可能である。

１・・・シリンダ、２・・・ピストン、２ａ，２ｂ・・・孔、４・・・減衰部、３・・・ピストンロッド、５・・・第一のバイパス用ロッド、５ａ・・・溝（第一のバイパス路），６・・・第一のバイパス用ロッド、６ａ，６ｂ・・・透孔（第二のバイパス路の一部）、７・・・ガイド部材（支持部）、７ａ・・・頭部、８・・・ロッドガイド、８ａ・・・環状凸部（支持部）、９・・・ボトム部材、９ａ・・・圧側減衰通路、１３・・・凸部（支持部）、Ｄ・・・横置き型ダンパ、Ｒ１・・・伸側室、Ｒ２・・・圧側室、Ｔ・・・タンク

Claims (5)

1. シリンダと、
   前記シリンダ内に移動可能に挿入されて、前記シリンダ内を伸側室と圧側室に区画するピストンと、
   前記シリンダ内に挿入されるとともに前記ピストンに連結されるピストンロッドと、
   前記伸側室と前記圧側室との間を移動する液体の流れに抵抗を与える減衰部と、
   前記シリンダ内に挿通されるとともに前記ピストンを軸方向に貫通する孔に摺動自在に挿入されて、前記減衰部を迂回して前記伸側室と前記圧側室とを連通するとともに前記ピストンによって開閉されるバイパス路を有するバイパス用ロッドと、
   前記バイパス用ロッドのラジアル方向の移動を許容しつつ前記バイパス用ロッドの両端を支持する支持部とを備えた
   ことを特徴とする横置き型ダンパ。
2. 環状であって前記シリンダの一端を閉塞するとともに前記ピストンロッドの挿通を許容するロッドガイドと、
   前記シリンダの他端を閉塞するボトム部材とを備え、
   前記支持部は、前記バイパス用ロッドの両端に設けたガイド部材を有し、
   前記ロッドガイド側のガイド部材は、前記ピストンロッド或いは前記ロッドガイドから前記シリンダ側へ突出する環状凸部と前記シリンダとの間に配置されて前記バイパス用ロッドを支持し、
   前記ボトム部材側のガイド部材は、前記ボトム部材から前記シリンダ側へ突出する円柱状の凸部と前記シリンダとの間に配置されて前記バイパス用ロッドを支持している
   ことを特徴とする請求項１に記載の横置き型ダンパ。
3. 前記ガイド部材は、前記ピストンロッド、前記ロッドガイドおよび前記ボトム部材より低硬度の材料で形成されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の横置き型ダンパ。
4. 前記ガイド部材は、半球状の頭部を有する
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の横置き型ダンパ。
5. タンクと、
   前記圧側室と前記タンクとを連通する圧側減衰通路と、
   前記バイパス用ロッドを二つ備え、
   第一のバイパス用ロッドに設けられる前記バイパス路を第一のバイパス路とし、前記第一のバイパス路は、前記ピストンが中立位置から設定距離内に位置する場合に開放され、前記設定距離外に位置する場合に閉塞され、
   第二のバイパス用ロッドに設けられる前記バイパス路を第二のバイパス路とし、前記第二のバイパス路は、前記圧側室から前記伸側室へ向かう流体の流れのみを許容するとともに、前記ピストンが中立位置から設定距離内に位置する場合に開放され、前記設定距離外に位置する場合に閉塞される
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の横置き型ダンパ。

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