JP6789148B2 - 減衰弁およびダンパ - Google Patents

Description

この発明は、減衰弁およびダンパに関する。

免震装置は、地盤と構造物との間に介装されるボールアイソレータやゴムといった支持装置を備え、構造物を地盤に対して変位可能に支持しており、地震動の構造物への伝達を絶縁するようになっている。免震装置には、前記のような支持装置の他に、地盤と構造物との間に介装されるダンパを備える場合もあり、構造物の振動をダンパが発生する減衰力で減衰させて構造物の振動を抑制するようになっている。

このように免震装置に併用される免震用のダンパは、構造物の振動を抑制できるが、ピストン速度が高速域に達する大きな揺れに対してダンパの減衰力が過大となると構造物に大きな加速度が作用して柱や梁などが変形してしまう可能性がある。

よって、免震用のダンパにあっては、調圧弁とリリーフ弁を並列して構成された減衰弁を備えており、図６に示すように、ピストン速度が速くなるとリリーフ弁が開弁して減衰係数を小さくして、高速時における減衰力が過多となるのを防止し、構造物の保護を図っている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００５−２４８５２０号公報

しかしながら、前述の減衰弁では、免震装置の免震効果を阻害してしまう場合がある。前述の減衰弁を利用したダンパの減衰力特性（ピストン速度に対してダンパが発生する減衰力の特性）は、減衰係数が小さく切り換わるまでは、つまり、リリーフ弁が開弁するまでは、調圧弁の減衰係数が大きくピストン速度の増加に対して減衰力の増加量も大きい特性となる。

すると、ピストン速度が低速域にあってもダンパが発生する減衰力が過多となって、地震動を構造物に伝達してしまい免震装置の免震効果を阻害してしまう場合がある。

そうかと言って、リリーフ弁が開弁するまでは減衰係数を低くして免震効果を得ようとすると、以下の問題が生じる。具体的には、大振幅の地震動が発生した場合に、今度は減衰力不足に陥りダンパが最伸長或いは最収縮するか、或いは、構造物が地盤に対する構造物の変位を抑制するストッパに衝突して、構造物に衝撃的な加速度を作用させてしまう可能性がある。

そこで、本発明は前記問題を解決するために創案されたものであって、その目的は、免震効果を損なわず、ピストン速度が高速域に達する大振幅の地震動に対して高い減衰力をダンパに発揮させる減衰弁の提供である。また、他の目的は、免震効果を損なわず、ピストン速度が高速域に達する大振幅の地震動に対して高い減衰力を発揮可能なダンパの提供である。

前記した目的を達成するために、本発明の減衰弁は、低圧力損失弁と、低圧力損失弁と並列に設けられて低圧力損失弁より圧力損失が大きいノーマルクローズ型の高圧力損失弁とを備えており、低圧力損失弁が上流の圧力の上昇に伴って閉弁する。このように構成された減衰弁をダンパに適用すると、小規模地震動の発生時にはダンパが発生する減衰力が小さくなり、大規模地震動の発生時にはダンパが大きな減衰力を発揮するようになる。

また、高圧力損失弁が低圧力損失弁の閉弁とともに開弁するように減衰弁を構成してもよい。このように構成された減衰弁をダンパに適用すれば、ダンパの減衰係数を設定圧に対応するピストン速度で切換でき、免震装置の設計が非常に容易となる。

さらに、高圧力損失弁の開弁圧を前記低圧力損失弁の開弁圧よりも高く、前記低圧力損失弁の閉弁圧よりも低い圧力に設定して、低圧力損失弁が閉弁するより前に高圧力損失弁が開弁するように減衰弁を構成してもよい。このように構成された減衰弁をダンパに適用すれば、減衰係数の切換時において減衰力の変化が滑らかとなるので、免震装置に利用しても構造物へ衝撃を与えずに済む。

また、高圧力損失弁が低圧力損失弁の閉弁の際に、低圧力損失弁を通過していた流量を補償するように減衰弁を構成してもよい。このように構成された減衰弁をダンパに適用すれば、減衰係数の切換時において減衰力が急峻に変化しないので、免震装置に利用しても構造物へ衝撃を与えずに済む。

さらに、ダンパは、シリンダと、シリンダ内に移動自在に挿入されたピストンと、シリンダ内にピストンで区画した伸側室と圧側室と、リザーバと、減衰弁とを備えて構成してもよい。このように構成されたダンパでは、免震効果を損なわず、ピストン速度が高速域に達する大振幅の地震動に対して高い減衰力を発揮できる。

よって、本発明の減衰弁によれば、免震効果を損なわず、ピストン速度が高速域に達する大振幅の地震動に対して高い減衰力をダンパに発揮させえる。また、本発明のダンパによれば、免震効果を損なわず、ピストン速度が高速域に達する大振幅の地震動に対して高い減衰力を発揮できる。

一実施の形態における減衰弁の断面図である。 一実施の形態の一変形例における減衰弁の断面図である。 一実施の形態における減衰弁の圧力流量特性を示した図である。 一実施の形態の減衰弁を適用したダンパの回路図である。 一実施の形態の減衰弁を適用したダンパの減衰力特性を示した図である。 従来の免震用のダンパの減衰力特性を示した図である。

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減衰弁Ｖは、図１に示すように、低圧力損失弁ＶＬと、低圧力損失弁ＶＬと並列に設けた高圧力損失弁ＶＨとを備えて構成されている。

以下、減衰弁Ｖについて説明する。低圧力損失弁ＶＬおよび高圧力損失弁ＶＨは、図１に示したように、ハウジングＨに設けた弁孔ｈ１，ｈ２に収容されている。ハウジングＨは、図１中右方の上流側の部屋Ａと図１中左方の下流側の部屋Ｂの仕切りとして機能しており、弁孔ｈ１，ｈ２は、ハウジングＨを貫通して、部屋Ａと部屋Ｂとを連通している。

弁孔ｈ１は、部屋Ａ側から開口部１と、開口部１の内径よりも内径が小径な小径部２、小径部２の内径より大きな内径を持つ大径部３および大径部３の内径より大きな内径を持つとともに内周に螺子溝が設けられる螺子部４を備えるとともに、小径部２と大径部３との境に段部５を備える。他方の弁孔ｈ２は、部屋Ａ側から小径部６、小径部６の内径より大きな内径を持つ大径部７および大径部７の内径より大きな内径を持つとともに内周に螺子溝が設けられる螺子部８を備えるとともに、小径部６と大径部７との境に段部９を備える。

低圧力損失弁ＶＬは、図１に示すように、弁孔ｈ１の開口部１から大径部３にかけて軸方向移動自在に挿入される弁体１０と、弁体１０を附勢するばね１１と、螺子部４に螺子締結される環状のばね受１２とを備えて構成されている。

弁体１０は、小径部２内に摺動自在に挿入されるガイド軸１０ａと、ガイド軸１０ａより図１中左方に連なる円盤状の弁頭１０ｂと、弁頭１０ｂの図１中左方の背面側に設けた軸上のばねガイド１０ｃと、ガイド軸１０ａの先端に設けたストッパ１０ｄと、ガイド軸１０ａの側部に軸方向に沿って設けたオリフィス溝１０ｅとを備えて構成されている。

弁体１０は、ガイド軸１０ａが小径部２に摺動自在に挿入されているので、軸ぶれせずに弁孔ｈ１内を軸方向へ移動できる。また、弁頭１０ｂが弁孔ｈ１の段部５に当接すると、低圧力損失弁ＶＬは閉弁する。ばね１１は、ばねガイド１０ｃの外周に装着されるとともに、弁頭１０ｂの背面とばね受１２との間で介装されており、弁体１０を図１中右方へ附勢している。よって、部屋Ａと部屋Ｂの圧力に差がない状態では、弁体１０がばね１１によって附勢されて弁頭１０ｂが段部５に当接する閉弁位置に配置されて、低圧力損失弁ＶＬは閉弁状態となる。

また、オリフィス溝１０ｅの全長は、小径部２の軸方向長さより長く、弁体１０が後退して弁頭１０ｂが段部５から離間するとガイド軸１０ａに設けたオリフィス溝１０ｅを介して大径部３内が部屋Ａに通じる。弁体１０には、部屋Ａの圧力が作用しており、部屋Ａの圧力が部屋Ｂの圧力より高くなると弁体１０が図１中左方へ押圧される。そして、部屋Ａの圧力によって弁体１０が図１中左方へ押圧されて、ばね１１の附勢力に抗して弁頭１０ｂが段部５から離間すると低圧力損失弁ＶＬは開弁し、オリフィス溝１０ｅを通じて部屋Ａと部屋Ｂとを連通する。

さらに、弁体１０が閉弁位置から図１中左方へ後退して、弁頭１０ｂが段部５から所定距離離間すると、ストッパ１０ｄが開口部１の底部に当接して、弁体１０のそれ以上の後退を規制するとともにオリフィス溝１０ｅと部屋Ａとの連通が絶たれる。このように、本例の低圧力損失弁ＶＬは、部屋Ａの圧力が部屋Ｂの圧力より大きくなると開弁し、部屋Ａの圧力の上昇に伴って、部屋Ａの圧力と部屋Ｂの圧力の差圧が設定圧以上となると閉弁する。弁体１０に部屋Ａの圧力と部屋Ｂの圧力が正面と背面とに作用するため、低圧力損失弁ＶＬにおける閉弁圧は、部屋Ａの圧力と部屋Ｂの圧力の差圧に依存して決され、本例では前記設定圧とされている。

なお、図２に示す低圧力損失弁ＶＬのように、ストッパを弁体の背面側に設けて閉弁させるようにしてもよい。図２に示す低圧力損失弁ＶＬでは、図１に示した低圧力損失弁ＶＬにおける弁体１０からストッパ１０ｄを廃止してばね受１２に筒状のストッパ１２ａを設けて、弁体１０の最大リフト量を設定してオリフィス溝１０ｅが小径部２によって閉塞されるようにしてある。具体的には、図２の低圧力損失弁ＶＬでは、ばね受１２に弁体１０側へ突出する筒状のストッパ１２ａを設けてあり、弁体１０が段部５から所定量離間すると弁頭１０ｂがストッパ１２ａに当接して、それ以上の弁体１０の段部５から離間するのを規制している。つまり、弁体１０が段部５から遠ざかる最大リフト量がストッパ１２ａによって設定されている。そして、弁体１０がストッパ１２ａに当接して段部５からの離間が規制されるとオリフィス溝１０ｅの先端である図２中右端が小径部２に対向して、オリフィス溝１０ｅを通じての部屋Ａと部屋Ｂとの連通が絶たれて、低圧力損失弁ＶＬが閉弁する。このように低圧力損失弁ＶＬを構成しても、部屋Ａの圧力の上昇に伴って、部屋Ａの圧力と部屋Ｂの圧力の差圧が設定圧以上となると閉弁するように構成できる。

他方、高圧力損失弁ＶＨは、図１に示すように、弁孔ｈ２の小径部６から大径部７にかけて軸方向移動自在に挿入される弁体１３と、弁体１３を附勢するばね１４と、螺子部８に螺子締結される環状のばね受１５とを備えて構成され、ノーマルクローズ型の弁とされている。

弁体１３は、小径部６内に摺動自在に挿入されるガイド軸１３ａと、ガイド軸１３ａより図１中左方に連なる円盤状の弁頭１３ｂと、弁頭１３ｂの図１中左方の背面側に設けた軸上のばねガイド１３ｃと、ガイド軸１３ａの側部に軸方向に沿って設けたオリフィス溝１３ｄとを備えて構成されている。

弁体１３は、ガイド軸１３ａが小径部６に摺動自在に挿入されているので、軸ぶれせずに弁孔ｈ２内を軸方向へ移動できる。また、弁頭１３ｂが弁孔ｈ２の段部９に当接すると、高圧力損失弁ＶＨは閉弁する。ばね１４は、ばねガイド１３ｃの外周に装着されるとともに、弁頭１３ｂの背面とばね受１５との間で介装されており、弁体１３を図１中右方へ附勢している。よって、部屋Ａと部屋Ｂの圧力に差がない状態では、弁体１３がばね１４によって附勢されて弁頭１３ｂが段部９に当接する閉弁位置に配置されて、高圧力損失弁ＶＨは閉弁状態となる。

また、オリフィス溝１３ｄは、ガイド軸１３ａの全長に亘って設けられており、弁体１３が後退して弁頭１３ｂが段部９から離間するとガイド軸１３ａに設けたオリフィス溝１３ｄを介して大径部７内が部屋Ａに通じる。弁体１３には、部屋Ａの圧力が作用しており、部屋Ａの圧力が部屋Ｂの圧力より高く両者の差圧が設定圧以上となると弁体１３が図１中左方へ押圧されて、ばね１４の附勢力に抗して弁頭１３ｂが段部９から離間する。つまり、高圧力損失弁ＶＨは、部屋Ａの圧力と部屋Ｂの圧力の差圧が設定圧以上となると開弁して、オリフィス溝１３ｄを通じて部屋Ａと部屋Ｂとを連通する。弁体１３に部屋Ａの圧力と部屋Ｂの圧力が正面と背面とに作用するため、高圧力損失弁ＶＨにおける開弁圧は、部屋Ａの圧力と部屋Ｂの圧力の差圧に依存して決され、本例では前記設定圧とされている。この開弁圧である設定圧は、ばね１４に与える初期荷重によって設定すればよい。また、オリフィス溝１３ｄをガイド軸１３ａの全長に亘って設けるのではなく、オリフィス溝１３ｄをガイド軸１３ａの図１中左端まで設けず、弁頭１３ｂが段部９から少し離間してからオリフィス溝１３ｄが大径部７に連通されるようにしてもよい。

本例では、前述したように、低圧力損失弁ＶＬの閉弁圧と高圧力損失弁ＶＨの開弁圧が前記設定圧となっている。よって、図３に示すように、低圧力損失弁ＶＬと高圧力損失弁ＶＨの合成圧力流量特性は、設定圧Ｐｓ未満の範囲では低圧力損失弁ＶＬの特性が表れ、設定圧Ｐｓ超の範囲では高圧力損失弁ＶＨの特性が表れる。流量の観点からは、減衰弁Ｖを通過する流量が流量Ｑｓに達すると、部屋Ａと部屋Ｂの差圧が設定圧Ｐｓとなり、流量増加に伴って流量Ｑｓを境にして低圧力損失弁ＶＬの特性から高圧力損失弁ＶＨの特性へ遷移する。また、高圧力損失弁ＶＨは、低圧力損失弁ＶＬに比較して同流量の作動油が通過する際の圧力損失が大きい。よって、減衰弁Ｖの圧力流量特性、つまり、低圧力損失弁ＶＬと高圧力損失弁ＶＨの合成圧力流量特性は、図３に示すように、低圧力損失弁ＶＬの特性が表れる範囲から高圧力損失弁ＶＨの特性が現れる範囲に移行すると、圧力流量特性の傾きが大きくなる。

なお、本例では、低圧力損失弁ＶＬの閉弁と高圧力損失弁ＶＨの開弁の前後で両者のトータルの流路面積が変化しないように、高圧力損失弁ＶＨにおけるオリフィス溝１３ｄの弁頭側端における断面積を設定してある。よって、合成圧力流量特性は、図３に示すように、低圧力損失弁ＶＬの特性から高圧力損失弁ＶＨの特性への切換わりにおいて圧力変動がない特性となっている。

このように構成された減衰弁Ｖは、図４に示すように、ダンパＤに適用されており、ダンパＤに減衰力を発生させる減衰力発生要素として機能している。

以下、ダンパＤの構成について説明する。ダンパＤは、シリンダ２１と、当該シリンダ２１内に摺動自在に挿入されるピストン２２と、シリンダ２１内に移動自在に挿入されてピストン２２に連結されるピストンロッド２３と、シリンダ２１内にピストン２２で区画された伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２と、シリンダ２１の端部に設けたバルブケース２４と、シリンダ２１の外周に設けた外筒２５と、シリンダ２１と外筒２５との間の環状隙間で形成したリザーバＲとを備えている。そして、本例のダンパＤにあっては、ピストン２２とバルブケース２４をそれぞれハウジングとして三つの減衰弁Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃを備えている。

また、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２には、液体として、たとえば、作動油が充填されるとともに、リザーバＲには、作動油のほかに気体が充填されている。液体は、作動油以外にも、水や水溶液なども使用可能である。なお、リザーバＲ内は、特に、気体を圧縮して充填する加圧状態とする必要は無いが、加圧状態としてもよい。

このダンパＤは、図示はしないが、たとえば、地盤と構造物との間にボールアイソレータや積層ゴム等といった弾性体とともに介装されて免震装置に組み込まれるが、ダンパＤの用途はこれに限定されるものではない。

以下、ダンパＤの各部について説明する。シリンダ２１は筒状であって、その図４中右端はバルブケース２４によって閉塞され、図４中左端には環状のロッドガイド２６が取付けられている。また、前記ロッドガイド２６の内周には、シリンダ２１内に移動自在に挿入されるピストンロッド２３が摺動自在に挿入されている。このピストンロッド２３は、本例では、一端をシリンダ２１内に摺動自在に挿入してピストン２２に連結してあり、他端をシリンダ２１外へ突出させていて、シリンダ２１に対して移動自在とされている。本例では、ピストンロッド２３が伸側室Ｒ１のみを貫通していて、ダンパＤは、いわゆる片ロッド型とされている。なお、ダンパＤは、ピストンロッド２３が伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２の双方を貫通してシリンダ２１から両端がシリンダ２１外へ突出する、いわゆる両ロッド型のダンパとされてよい。

そして、シリンダ２１は、外筒２５内に収容されており、シリンダ２１と外筒２５との間には、リザーバＲが形成されている。また、外筒２５は、この場合有底筒状とされていて、開口端は、前述のロッドガイド２６が取付けられて閉塞されている。さらに、外筒２５の底部とシリンダ２１との間に前記したバルブケース２４が挟持されており、外筒２５内にシリンダ２１及びバルブケース２４が固定されている。

なお、ピストンロッド２３の図４中左端である他端と、外筒２５の底部には、このダンパＤを構造物と地盤との間の設置箇所へ取付けできるようにブラケット３０，３１が設けられる。

ピストン２２には、減衰弁Ｖａ，Ｖｂがそれぞれ設けられている。具体的には、減衰弁Ｖａ，Ｖｂは、それぞれ、図１に示すように、低圧力損失弁ＶＬと高圧力損失弁ＶＨとで構成されていて、ピストン２２をハウジングＨとしてピストン２２に設けられている。減衰弁Ｖａは、部屋Ａを伸側室Ｒ１とし、部屋Ｂを圧側室Ｒ２として、前述した通りに動作して伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう作動油の流れに抵抗を与え、図３の圧力流量特性を示すようになっている。減衰弁Ｖｂは、部屋Ａを圧側室Ｒ２とし、部屋Ｂを伸側室Ｒ１として、前述した通りに動作して圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう作動油の流れに抵抗を与え、前述の圧力流量特性を示すようになっている。

さらに、バルブケース２４には、減衰弁Ｖｃが設けられている。具体的には、減衰弁Ｖｃは、図１に示すように、低圧力損失弁ＶＬと高圧力損失弁ＶＨとで構成されていて、バルブケース２４をハウジングＨとしてバルブケース２４に設けられている。減衰弁Ｖｃは、部屋Ａを圧側室Ｒ２とし、部屋ＢをリザーバＲとして、前述した通りに動作して圧側室Ｒ２からリザーバＲへ向かう作動油の流れに抵抗を与え、図３の圧力流量特性を示すようになっている。

また、バルブケース２４には、リザーバＲと圧側室Ｒ２とを連通する吸込通路２７が設けられており、吸込通路２７には、リザーバＲから圧側室Ｒ２へ向かう作動油の流れのみを許容する逆止弁２８が設けられている。

以上のように、ダンパＤは構成され、以下、このダンパＤの作動について説明する。ダンパＤが伸長作動して、ピストン２２が図４中左方へ移動する場合、ピストン２２によって、伸側室Ｒ１が圧縮されて圧側室Ｒ２が拡大される。伸側室Ｒ１の容積減少に見合った量の作動油は、伸側室Ｒ１から押し出されて、減衰弁Ｖａを介して拡大される圧側室Ｒ２へ移動する。ダンパＤの伸長作動の際には、ピストンロッド２３がシリンダ２１内から退出するため、退出するピストンロッド２３の体積分の作動油が吸込通路２７を介してリザーバＲから圧側室Ｒ２へ供給される。

そして、減衰弁Ｖａは、図３に示した圧力流量特性を示す。減衰弁Ｖａは、伸側室Ｒ１の圧力と圧側室Ｒ２の圧力の差圧が設定圧Ｐｓ未満の場合、低圧力損失弁ＶＬが開弁して作動油の流れに抵抗を与え、伸側室Ｒ１の圧力と圧側室Ｒ２の圧力の差圧が設定圧Ｐｓ超の場合、高圧力損失弁ＶＨが開弁して作動油の流れに抵抗を与える。そして、ダンパＤの伸長作動時において、減衰弁Ｖａを通過する作動油の流量は、ピストン２２の移動速度に比例する。また、ダンパＤが伸長作動時に発揮する減衰力は、ピストン２２の伸側室Ｒ１に面する断面積と伸側室Ｒ１内の圧力の積からピストン２２の圧側室Ｒ２に面する断面積と圧側室Ｒ２内の圧力の積を差し引いた値となる。よって、ダンパＤの伸長作動時における減衰力特性は、図５に示すが如く、減衰弁Ｖａを通過する流量が流量Ｑｓとなるピストン速度が速度Ｄｖとすると、ピストン速度が速度Ｄｖとなるのを境にして、減衰係数（傾き）が異なる特性となる。具体的には、ダンパＤは、ピストン速度が速度Ｄｖより低いと減衰係数が小さく、ピストン速度が速度Ｄｖより高いと減衰係数が大きくなる減衰力特性を発揮する。

他方、ダンパＤが収縮作動して、ピストン２２が図４中右方へ移動する場合、ピストン２２によって、圧側室Ｒ２が圧縮されて伸側室Ｒ１が拡大される。圧側室Ｒ２の容積減少によって、伸側室Ｒ１の拡大容積分の作動油は、圧側室Ｒ２から減衰弁Ｖｂを介して拡大される圧側室Ｒ２へ移動する。また、ダンパＤの収縮作動の際には、ピストンロッド２３がシリンダ２１内へ侵入するため、侵入するピストンロッド２３の体積分の作動油は、圧側室Ｒ２から減衰弁Ｖｃを介してリザーバＲへ排出される。

そして、減衰弁Ｖｂ，Ｖｃは、図３に示した圧力流量特性を示す。そして、ダンパＤの収縮作動時において、減衰弁Ｖｂ，Ｖｃを通過する作動油の流量は、ピストン２２の移動速度に比例する。また、ダンパＤが収縮作動時に発揮する減衰力は、ピストン２２の圧側室Ｒ２に面する断面積と圧側室Ｒ２内の圧力の積からピストン２２の伸側室Ｒ１に面する断面積と伸側室Ｒ１内の圧力の積を差し引いた値となる。そして、減衰弁Ｖｂ，Ｖｃの低圧力損失弁ＶＬの閉弁圧と高圧力損失弁ＶＨの開弁圧である設定圧Ｐｓについては、ダンパＤの収縮作動時における減衰力特性が伸長作動時における減衰力特性と等しくなるようにそれぞれ調整してある。よって、ダンパＤの収縮作動時における減衰力特性も図５に示すが如く、ピストン速度が速度Ｄｖとなるのを境にして、減衰係数が異なる特性となる。具体的には、ダンパＤは、ピストン速度が速度Ｄｖより低いと減衰係数が小さく、ピストン速度が速度Ｄｖより高いと減衰係数が大きくなる減衰力特性を発揮する。

このように減衰弁Ｖは、低圧力損失弁ＶＬと、低圧力損失弁ＶＬと並列に設けられて低圧力損失弁より圧力損失が大きいノーマルクローズ型の高圧力損失弁ＶＨとを備えており、低圧力損失弁ＶＬが上流の圧力の上昇に伴って閉弁するようになっている。

このように構成された減衰弁ＶをダンパＤに適用すると、小規模地震動の発生時にはダンパＤの伸縮速度が低く、ダンパＤが発生する減衰力も小さくなる。そのため、ダンパＤは、免震装置の免震効果を阻害せず、地震動を構造物に伝達するのを阻止できる。他方、大規模地震動の発生時にはダンパＤの伸縮速度が高くなるので、ダンパＤが大きな減衰力を発揮して構造物の振動を抑制する。よって、ダンパＤに減衰弁Ｖを適用すると、小規模地震に対して減衰力を小さくし、大規模地震に対して減衰力を大きくするダンパＤを実現できる。

よって、本発明の減衰弁Ｖによれば、免震効果を損なわず、ピストン速度が高速域に達する大振幅の地震動に対して高い減衰力をダンパＤに発揮させえる。また、本発明のダンパＤによれば、免震効果を損なわず、ピストン速度が高速域に達する大振幅の地震動に対して高い減衰力を発揮できる。

なお、ダンパＤにあっては、減衰弁Ｖｂを廃止して、代わりに圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう作動油の流れのみを許容する通路を設ける構造を採用しても、図５に示す減衰力特性を実現できるので、そのようにしてもよい。

また、ダンパＤが伸縮作動の際に、シリンダ２１内から作動油がリザーバＲへ必ず排出されるユニフロー型に設定される場合には、伸側室Ｒ１からリザーバＲへ通じる通路の途中に減衰弁Ｖを設ければよい。具体的には、図４に示したダンパＤの構造から、減衰弁Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃを廃止し、その代わりに、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう作動油の流れのみを許容する通路を設ける。さらに、伸側室Ｒ１からリザーバＲへ通じる通路を設けて、この通路に部屋Ａを伸側室Ｒ１に対応させ部屋ＢをリザーバＲに対応させて減衰弁Ｖを設ける。このようにダンパＤを構成すると、伸長時には、圧縮される伸側室Ｒ１からリザーバＲへ減衰弁Ｖを通じて作動油が排出され、拡大する圧側室Ｒ２にはリザーバＲから作動油が供給される。収縮時には、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とがピストン２２に設けた通路で連通され、ピストンロッド２３がシリンダ２１内に侵入する体積分の作動油が減衰弁Ｖを介してリザーバＲへ押し出される。よって、このように構成されたダンパＤでは、伸縮作動の際に、必ずシリンダ２１内から作動油が減衰弁Ｖを通じてリザーバＲへ移動し、図５に示す減衰力特性を実現できる。

また、本例の減衰弁Ｖにあっては、高圧力損失弁ＶＨの開弁圧と低圧力損失弁ＶＬの閉弁圧がともに設定圧とされていて、高圧力損失弁ＶＨが低圧力損失弁ＶＬの閉弁とともに開弁するようになっている。よって、本例の減衰弁Ｖにあっては、低圧力損失弁ＶＬと高圧力損失弁ＶＨの流量圧力特性を設定圧で切換できる。したがって、この減衰弁ＶをダンパＤに適用すれば、ダンパＤの減衰係数を設定圧に対応するピストン速度で切換でき、免震装置の設計が非常に容易となる。

なお、高圧力損失弁ＶＨが低圧力損失弁ＶＬの開弁後に開弁し低圧力損失弁ＶＬが閉弁するより前に開弁するように、高圧力損失弁ＶＨの開弁圧を低圧力損失弁ＶＬの開弁圧よりも高く低圧力損失弁ＶＬの閉弁圧よりも低い圧力に設定してもよい。この場合、低圧力損失弁ＶＬと高圧力損失弁ＶＨの特性の切換の際に、低圧力損失弁ＶＬと高圧力損失弁ＶＨの両者が開弁する状況ができるので、図６に示すように、低圧力損失弁ＶＬの特性から高圧力損失弁ＶＨの特性に遷移する際に圧力変動が滑らかとなる。このように構成される減衰弁ＶをダンパＤに適用すれば、減衰係数の切換時において減衰力の変化が滑らかとなるので、免震装置に利用しても構造物へ衝撃を与えずに済む。

また、本例では、高圧力損失弁ＶＨが低圧力損失弁ＶＬの閉弁の際に、低圧力損失弁ＶＬを通過していた流量を補償するようになっている。つまり、低圧力損失弁ＶＬの閉弁の前後で減衰弁Ｖを通過する流量に変動が生じず、減衰弁Ｖにおける圧力流量特性は、低圧力損失弁ＶＬの閉弁の前後で圧力が急変せず、連続する特性となる。このように構成される減衰弁ＶをダンパＤに適用すれば、減衰係数の切換時において減衰力が急峻に変化しないので、免震装置に利用しても構造物へ衝撃を与えずに済む。

さらに、本例のダンパＤでは、シリンダ２１と、シリンダ２１内に移動自在に挿入されたピストン２２と、シリンダ２１内にピストン２２で区画した伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２と、リザーバＲと、減衰弁Ｖとを備えている。減衰弁Ｖは、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２との間、伸側室Ｒ１とリザーバＲとの間、および、圧側室Ｒ２とリザーバＲとの間のうち、任意の箇所に設ければよく、このように構成されたダンパＤでは、免震効果を損なわず、ピストン速度が高速域に達する大振幅の地震動に対して高い減衰力を発揮できる。

なお、本例の低圧力損失弁ＶＬと高圧力損失弁ＶＨは、部屋Ａと部屋Ｂの差圧力によって開閉するようになっているが、上流の部屋Ａの圧力のみに依存して開閉するようになっていてもよい。

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。

２１・・・シリンダ、２２・・・ピストン、Ｄ・・・ダンパ、Ｒ・・・リザーバ、
Ｒ１・・・伸側室、Ｒ２・・・圧側室、Ｖ・・・減衰弁、ＶＨ・・・高圧力損失弁、ＶＬ・・・低圧力損失弁

Claims (5)

1. 上流の圧力により開閉し、開弁時に上流から下流への液体の流れを許容する低圧力損失弁と、
   前記低圧力損失弁と並列に設けられて、前記低圧力損失弁に比較して同流量の液体の通過時における圧力損失が大きいノーマルクローズ型の高圧力損失弁とを備え、
   前記低圧力損失弁は、上流の圧力の上昇に伴って閉弁する
   ことを特徴とする減衰弁。
2. 前記高圧力損失弁は、前記低圧力損失弁の閉弁とともに開弁する
   ことを特徴とする請求項１に記載の減衰弁。
3. 前記高圧力損失弁は、開弁圧が前記低圧力損失弁の開弁圧よりも高く、前記低圧力損失弁の閉弁圧よりも低い圧力に設定され、前記低圧力損失弁が閉弁するより前に開弁する
   ことを特徴とする請求項１に記載の減衰弁。
4. 前記高圧力損失弁は、前記低圧力損失弁の閉弁の際に、前記低圧力損失弁を通過していた流量を補償する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の減衰弁。
5. シリンダと、
   シリンダ内に移動自在に挿入されたピストンと、
   前記シリンダ内に前記ピストンで区画した伸側室と圧側室と、
   リザーバと、
   前記伸側室と前記圧側室との間、前記伸側室と前記リザーバとの間、および、前記圧側室と前記リザーバとの間のうち、任意の箇所に設けた請求項１から４のいずれか一項に記載の減衰弁とを備えた
   ことを特徴とするダンパ。

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