ダンパ
【課題】製造が容易でダンパ長の長大化を回避可能なダンパを提供することである。
【解決手段】上記した目的を解決するために、本発明における課題解決手段は、シリンダ３と、シリンダ３内に摺動自在に挿入されてシリンダ３内に液体が充填される二つの部屋Ｒ１，Ｒ２を画成するピストン４と、シリンダ３内に移動自在に挿入されてピストン４に連結されるピストンロッド５とを備えた複数のダンパユニット２と、各ダンパユニット２のシリンダ３を内部に収容して当該シリンダ３を保持するアウターシェル１０と、各ダンパユニット２のピストンロッド５に連結されるブラケット１１とを備えたことを特徴とする。
【解決手段】上記した目的を解決するために、本発明における課題解決手段は、シリンダ３と、シリンダ３内に摺動自在に挿入されてシリンダ３内に液体が充填される二つの部屋Ｒ１，Ｒ２を画成するピストン４と、シリンダ３内に移動自在に挿入されてピストン４に連結されるピストンロッド５とを備えた複数のダンパユニット２と、各ダンパユニット２のシリンダ３を内部に収容して当該シリンダ３を保持するアウターシェル１０と、各ダンパユニット２のピストンロッド５に連結されるブラケット１１とを備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダンパの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
地震による建築物の破壊や建築物内の人的および物的被害を軽減することを目的とした免震構造としては、たとえば、地盤と建築物との間に建築物を弾性的に支承する支持部材を介装するものがある。
【０００３】
このような免震構造では、上記の如く支持部材で建築物を弾性支持することで、地震による地盤の揺れの建築物への伝達を抑制し、建築物の揺れを軽減或いは阻止するようにしている。
【０００４】
しかし、支持部材のみでは、支持部材に蓄積される弾性エネルギを効率的に吸収できないので、建築物と地盤との間にダンパを介装し、当該ダンパで弾性エネルギを速やかに解消し、振動を減衰させるようにしている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２９２１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、ダンパは、シリンダと、シリンダの内周に摺動自在に挿入されてシリンダ内に二つの作動油が充填される部屋を画成するピストンと、同じくシリンダ内に移動自在に挿入されてピストンに連結されるピストンロッドとを備えており、シリンダに対してピストンが移動する際に圧縮される部屋から拡大する部屋へ移動する作動油の流れに減衰弁で抵抗を与え、両部屋に圧力差を生じせしめ、ピストンで各部屋の圧力を受け前記圧力差に見合った減衰力を発揮する。
【０００７】
ところで、総重量が大きな建築物の振動を抑制しようとする場合、ダンパで発生する減衰力もそれに応じて大きくしなければならない。減衰力を大きくするということは、上記したところから理解できるように、ピストンにおける受圧面積を大きくするとともに両部屋の圧力差を大きくするといった方法が採用されることになる。そして、両部屋の圧力差を大きくするには、減衰弁で与える抵抗を大きくすればよいのであるが、各部屋で許容できる圧力上限の引き上げも同時に要求される。
【０００８】
それゆえ、ダンパで発生する減衰力も大きくするには、ピストン外径の大径化と部屋内の高圧化に伴って、シリンダの径および肉厚の大型化と高強度材料の使用が必要となり、加工も難しくなる。
【０００９】
さらに、ピストンにも高圧が作用することになり、また、シリンダとの摺動性確保という観点から、軸方向の厚みをピストン外径より厚くする必要がある。また、ピストンがピストンロッドの先端に設けた螺子部に螺着されるナットで固定されるのであるが、ピストンにて大荷重を受けることから、ピストンロッドの螺子部とナットの螺合長さも長くする必要があり、ナットおよびピストンロッドにおける螺子部を含むピストン部における軸方向長さも必然的に長くなる。そして、ピストン部における軸方向長さは、ダンパのストロークに寄与しないので、その分、ダンパ長が長くなる。
【００１０】
つまり、ダンパの減衰力を大きくしようとすると、シリンダ、ピストン等の主要部品の製造が難しくなり、さらに、ダンパの外径のみならず、ダンパ長も長くなるので、建築物と地盤との間の狭いスペースへダンパの設置が難しくなるという問題がある。
【００１１】
そこで、本発明は、上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、製造が容易でダンパ長の長大化を回避可能なダンパを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記した目的を解決するために、本発明における課題解決手段は、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されてシリンダ内に液体が充填される二つの部屋を画成するピストンと、シリンダ内に移動自在に挿入されてピストンに連結されるピストンロッドとを備えた複数のダンパユニットと、各ダンパユニットのシリンダを内部に収容して当該シリンダを保持するアウターシェルと、各ダンパユニットのピストンロッドに連結されるブラケットとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のダンパは、全てのダンパユニットのそれぞれが減衰力を発揮して、ダンパの全体としては各ダンパユニットが発生する減衰力を総和した減衰力を発揮する。換言すれば、ダンパに要求される減衰力を各ダンパユニットに分担させることができる。
【００１４】
すなわち、ダンパユニットの一本あたりに要求される減衰力は、全体としてダンパに要求される減衰力よりも小さくてすむので、ダンパユニットにおけるピストンの軸方向長さを短くするとともに直径を小さくでき、さらに、ピストンロッドの螺子部およびナットの軸方向長さを短くすることができ、シリンダ内の部屋で許容すべき圧力も低減することができる。それゆえ、ピストン部の軸方向長さを短くすることができ、ダンパ長（ダンパの全長）を長大化せずとも要求減衰力の発揮が可能となる。
【００１５】
また、シリンダの肉厚、内外径の大型化も回避でき、アウターシェルにはタンク内の圧力しか作用しないので、アウターシェルの肉厚も厚くする必要ないので、シリンダおよびアウターシェルに高価な高強度材料を用いずに済み、加工も容易となり製造コストも低減される。
【００１６】
また、ダンパの全長の長大化を回避できるので、液柱長さも短くて済み液体の圧縮性に伴う剛性の低下を抑制でき、ダンパの大型化に伴う減衰力発生応答性悪化を抑制でき、制振対象の振動抑制に関し良好な結果を得ることができる。
【００１７】
さらに、既存規格や統一規格のダンパユニットを用いるようにすれば、ダンパで発生すべき減衰力に応じて、これらを収容するアウターシェル、保持キャップ、エンドキャップ等といったダンパユニットを束ねる部材のみを新たに設計して製造するのみで足りるので、ダンパの製造工程が簡略化される。
【００１８】
以上より、ダンパに大きな減衰力の発揮を期待しても、ダンパの全長が不必要に長くなることがなく、外径についても大型化を回避でき、たとえば、建築物と地盤との間の狭いスペース等へのダンパの設置も容易となる。
【００１９】
また、一部のダンパユニットに何らかの障害が発生しても、正常なダンパユニットが減衰力を発揮するので、ダンパが全く減衰力を発揮しなくなってしまう機会の発生を低減でき、アウターシェル内で一部のダンパユニットに液体漏れが生じても外部へ液体が漏洩してしまうことを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】一実施の形態におけるダンパの縦断面図である。
【図２】一実施の形態におけるダンパの軸方向視図である。
【図３】一実施の形態の一変形例におけるダンパの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明におけるダンパを各図に基づいて説明する。一実施の形態におけるダンパ１は、図１および図２に示すように、三つのダンパユニット２と、各ダンパユニット２のシリンダ３を内部に収容して当該シリンダ３を保持するアウターシェル１０と、各ダンパユニット２のピストンロッド５に連結されるブラケット１１とを備えて構成されている。
【００２２】
そして、このダンパ１は、ブラケット１１に設けた取付部１２と、アウターシェル１０の反ロッド側端を閉塞するエンドキャップ１３に設けた取付部１４を利用して、たとえば、図示しない建築物と地盤との間に介装することができるようになっていて、ダンパ１が伸縮する際に各ダンパユニット２が伸縮してそれぞれが減衰力を発揮するようになっている。
【００２３】
建築物に取付部１２，１４のいずれか一方に連結可能なジョイントを設けておき、地盤にも取付部１２，１４のいずれか他方に連結可能なジョイントを設けておき、ダンパ１をこれらジョイントに取り付けるようにすればよい。この場合、取付部１２，１４は、環状とされていて、建築物と地盤側に取付部１２，１４内に回転自在に保持される球面を備えた軸を設けてあって、取付部１２，１４と図外の軸とで球面軸受が形成されるようになっていて、ダンパ１が建築物と地盤に首振りおよび回転可能に結合されるようになっている。
【００２４】
なお、本ダンパ１は、建築物と地盤との間に介装されて免震装置の一部として使用されるほか、他の用途、たとえば、建築物の柱梁間や梁間、柱間に介装される制振ダンパとして使用することも可能であるし、建築物と装置との間に介装して装置の制振用途に使用することも可能であり、およそ制振対象に適用して使用することができる。また、ダンパ１と建築物、地盤などの制振対象との連結は、球面軸受以外で連結するようにしてもよい。
【００２５】
また、ブラケット１１に設けた取付部１２における制振対象から入力される引張や圧縮といった荷重の作用軸と、エンドキャップ１３に設けた取付部１４における制振対象から入力される荷重の作用軸とが一致するようになっている。具体的には、取付部１２，１４における制振対象へ取付中心Ｑ１，Ｑ２がダンパ１の軸方向視で一致するようになっている。なお、取付部１２，１４の取付中心Ｑ１，Ｑ２は、制振対象に球面軸受やヒンジ結合した場合、取付部１２，１４におけるダンパ１の回転中心を意味している。
【００２６】
以下、ダンパ１の各部について詳しく説明すると、ダンパユニット２は、図１および図２に示すように、基本的には、シリンダ３と、シリンダ３内に摺動自在に挿入されてシリンダ３内に作動油などの液体が充填される二つの部屋Ｒ１，Ｒ２を画成するピストン４と、シリンダ３内に移動自在に挿入されてピストン４に連結されるピストンロッド５とを備えて構成されている。
【００２７】
シリンダ３は筒状であって、その内部に摺動自在に挿入されるピストン４にて、シリンダ３内に液体が充填される二つの部屋Ｒ１，Ｒ２が画成されている。また、ピストン４は、環状であってピストンロッド５の先端に設けた螺子部５ａに組みつけられたのち、螺子部５ａに螺着されるピストンナット３８によって固定される。ピストン４には、これら二つの部屋Ｒ１，Ｒ２を連通する流路４ａ，４ｂが設けられており、流路４ａには、ロッド側の部屋Ｒ１からピストン側の部屋Ｒ２へ向かう液体の流れのみを許容しつつ、当該液体の流れに抵抗を与える減衰弁３０が設けられ、他方、流路４ｂには、ピストン側の部屋Ｒ２からロッド側の部屋Ｒ１へ向かう液体の流れのみを許容しつつ、当該液体の流れに抵抗を与える減衰弁３１が設けられている。なお、本実施の形態にあっては、流路４ａ，４ｂを二つ設けているが、流路を一つのみとして双方向の液体の流れを許容して当該流れに抵抗を与える減衰弁を採用することも可能である。
【００２８】
シリンダ３のロッド側端には、ピストンロッド５の外周を軸支する環状のロッドガイド６が螺着されており、反ロッド側端には、キャップ７が螺着されている。ロッドガイド６の内周には、ピストンロッド５の外周に摺接してピストンロッド５の外周をシールする環状のシール部材１５が装着されており、また、シール部材１５よりシリンダ内側には、ピストンロッド５の外周に摺接する環状のバッファシール１６が装着されている。さらに、ロッドガイド６の内周であってバッファシール１６よりシリンダ側には、ピストンロッド５の外周に摺接する筒状の軸受１７が装着されている。
【００２９】
さらに、ロッドガイド６の外周のシリンダ側には螺子部１８が設けられ、同じくロッドガイド６の外周であって螺子部１８を避ける反シリンダ側には、環状のシール部材２０が装着されていて、当該シール部材２０は、後述する保持キャップ２１に設けたシリンダ挿通孔２２の内周に密着して、アウターシェル１０内を密封している。加えて、ロッドガイド６の外方側端となるロッド側端には、ボルト２３が螺着される螺子穴２４が設けられている。
【００３０】
シリンダ３の反ロッド側端に螺着されるキャップ７は、反シリンダ側にボルト２５が螺着される螺子穴２６が設けられ、また、部屋Ｒ２に臨むシリンダ３側から開口して側部へ通じる通路２７が設けられ、通路２７の途中に減衰弁２８と逆止弁２９とが並列に設けられている。減衰弁２８は、シリンダ３内の部屋Ｒ２からシリンダ３外へ向かう液体の流れのみを許容しつつ、当該液体の流れに対して抵抗を与え、逆止弁２９は、シリンダ３外からシリンダ３内の部屋Ｒ２へ向かう液体の流れのみを殆ど抵抗無く許容するようになっている。なお、本実施の形態では、逆止弁２９を用いているが、積極的に液体の流れに抵抗を与える減衰弁を採用することも可能である。
【００３１】
このように構成された三つのダンパユニット２は、それぞれ、筒状のアウターシェル１０内に収容されてこれに固定されている。詳しくは、アウターシェル１０のロッド側端には、三つのシリンダ挿通孔２２を備えた保持キャップ２１が嵌合されており、また、アウターシェル１０の反ロッド側端には、エンドキャップ１３が嵌合されている。
【００３２】
保持キャップ２１は、アウターシェル１０のロッド側端の内周に設けた拡径部１０ａに嵌合されており、外周に装着されたシール部材３２で保持キャップ２１とアウターシェル１０との間がシールされている。また、保持キャップ２１のロッド側端には螺子穴３３が設けられている。そして、この保持キャップ２１のロッド側には、三つのピストンロッド挿通孔３４ａを備えたプレート３４が積層され、当該プレート３４は、ボルト挿通孔３４ｂを備え、当該ボルト挿通孔３４ｂに挿通されるともに螺子穴３３に螺合するボルト３５によって、保持キャップ２１に固定されている。なお、ピストンロッド挿通孔３４ａの内径は、シリンダ３の外径より小径に設定されていて、ピストンロッド５の挿通のみを許容している。
【００３３】
さらに、上記プレート３４は、ボルト挿通孔３４ｂとは別にボルト挿通孔３４ｃを備えており、当該ボルト挿通孔３４ｃに挿通されるともにロッドガイド６に設けた螺子穴２４に螺合するボルト２３によって、ロッドガイド６にも固定されている。このように、プレート３４を介して、保持キャップ２１とロッドガイド６とが連結されることで、保持キャップ２１はシリンダ３に位置決められて固定されている。
【００３４】
つづいて、エンドキャップ１３は、アウターシェル１０の反ロッド側端の内周に設けた拡径部１０ｂに嵌合されており、外周に装着されたシール部材３６でエンドキャップ１３とアウターシェル１０との間がシールされている。また、エンドキャップ１３には、この肉厚を軸方向に貫通する複数のボルト挿通孔３７が設けられている。
【００３５】
そして、このエンドキャップ１３には、ボルト挿通孔３７に挿通されるとともにダンパユニット２におけるキャップ７に設けた螺子穴２６螺合するボルト２５によって、キャップ７に固定されている。すなわち、エンドキャップ１３は、シリンダ３に位置決められて固定されている。
【００３６】
このように、保持キャップ２１とエンドキャップ１３がともにダンパユニット２のシリンダ３に固定されるので、これら保持キャップ２１とエンドキャップ１３の外周に嵌合されるアウターシェル１０もシリンダ３に固定されることになる。すなわち、三つのダンパユニット２が保持キャップ２１とエンドキャップ１３によって束ねられて、アウターシェル１０に収容される構造を採用しており、アウターシェル１０にはダンパ１の作動による軸力が作用しないようになっている。
【００３７】
なお、アウターシェル１０の拡径部１０ａ，１０ｂに保持キャップ２１とエンドキャップ１３が嵌合するようになっているので、保持キャップ２１とエンドキャップ１３が拡径部１０ａ，１０ｂの段部に当接し、アウターシェル１０がシリンダ３に対して軸方向へ位置ずれが規制されて固定されるようになっている。さらに、アウターシェル１０が保持キャップ２１とエンドキャップ１３に嵌合するようになっているので、ダンパユニット２に対してアウターシェル１０を周方向に厳に位置決めする必要も無く、組付けが容易である。
【００３８】
また、各ダンパユニット２の軸方向視の全軸心Ｏの重心Ｇを、図２に示すように、軸方向視で取付部１２，１４の取付中心Ｑ１，Ｑ２に一致させてある。なお、この場合、ダンパユニット２が三つであって三つの軸心Ｏを頂点として結ぶと三角形が形成されるので当該三角形の重心となる。本発明では、ダンパ１の全体に作用する荷重を各ダンパユニット２で分担することになるので、ダンパ１の全体に作用する荷重の作用軸と、各ダンパユニット２の全軸心Ｏの重心Ｇを一致させることで、ダンパ１に曲げモーメントを作用させないようにすることができる。なお、ダンパユニット２が軸方向視で直線上に配置される場合であっても、重心を取付部１２，１４の取付中心Ｑ１，Ｑ２に一致させることで曲げモーメントを作用させないようにすることができる。なお、ダンパユニット２の設置数は、二つ以上であればよく、内部構造や外径等の異なる仕様の複数のダンパユニット２をアウターシェル１０に収容することも可能である。
【００３９】
また、本実施の形態では、三つダンパユニット２をアウターシェル１０に収容する場合、軸方向視で軸心Ｏを頂点として正三角形を形成するようにダンパユニット２を配置するようにしているが、各ダンパユニット２の全軸心Ｏの重心Ｇを取付部１２，１４の取付中心Ｑ１，Ｑ２に一致させるようにすればダンパユニット２で分担する荷重に偏りが生じないようにできるので、ダンパユニット２の配置は、軸心Ｏを頂点として正三角形を形成する上記配置に限定されるものではない。なお、ダンパユニット２の設置数が複数であればよいのであるが、設置数の個数に限らず、各ダンパユニット２の全軸心Ｏの重心Ｇを取付部１２，１４の取付中心Ｑ１，Ｑ２に一致させることで曲げモーメントを作用させないようにすることができる。
【００４０】
戻って、上述のように三つのダンパユニット２がアウターシェル１０内に収容された際に、ダンパユニット２のシリンダ３の外周とアウターシェル１０の内周との間に形成される隙間は、液体と気体が充填されるタンクＴして利用されている。
【００４１】
タンクＴは、ダンパユニット２が伸長する際にシリンダ３内でピストンロッド５が退出する体積分の液体が不足するので、これをシリンダ３内に供給し、ダンパユニット２が収縮する際にシリンダ３内でピストンロッド５が侵入する体積分の液体が過剰となるので、シリンダ３から排出される液体を吸収するようになっている。
【００４２】
詳しくは、ダンパユニット２が伸長する場合には、ピストン４がロッド側の部屋Ｒ１を圧縮し、ピストン側の部屋Ｒ２を拡大するものの、ピストンロッド５がシリンダ３外へ退出するので、このピストンロッド５がシリンダ３内から退出する体積分の液体がシリンダ３内で不足する。この不足分の液体は、逆止弁２９が開いて通路２７を介してタンクＴ内からシリンダ３内へ供給される。そして、このダンパユニット２が伸長する際には、流路４ａを介して液体が移動するのでこの液体の流れに対して減衰弁３０で抵抗を与え、部屋Ｒ１内の圧力を上昇させて部屋Ｒ２内の圧力に対して差を生じせしめ、当該圧力をピストン４で受けることで、ダンパユニット２は伸長を抑制する減衰力を発揮する。
【００４３】
他方、ダンパユニット２が収縮する場合には、ピストン４がピストン側の部屋Ｒ２を圧縮し、ロッド側の部屋Ｒ１を拡大するものの、ピストンロッド５がシリンダ３内へ侵入するので、このピストンロッド５がシリンダ３内へ進入する体積分の液体がシリンダ３内で過剰となる。この過剰分の液体は、減衰弁２８が開いて通路２７を介してシリンダ３内からタンクＴ内へ排出されるのである。そして、このダンパユニット２が収縮する際には、流路４ｂを介して液体が移動するのでこの液体の流れに対して減衰弁３１で抵抗を与えるとともに、通路２７を部屋Ｒ２からタンクＴへ向けて通過する液体の流れに対して減衰弁２８で抵抗を与えることで、部屋Ｒ２内の圧力を上昇させて部屋Ｒ１内の圧力に対して差を生じせしめ、当該圧力をピストン４で受けることで、ダンパユニット２は収縮を抑制する減衰力を発揮する。
【００４４】
なお、この実施の形態では、ダンパ１を水平横置きにして使用することを念頭に、通路２７におけるキャップ７の側部側の出口端は、キャップ７の側部の図１中下方側に開口するようになっていて、ダンパ１を水平横置きした際に、当該通路２７の出口がタンクＴに貯留される液体中に配置されるようになっている。
【００４５】
また、アウターシェル１０には、ダンパユニット２をアウターシェル１０内に収容して組み付けた後に、タンクＴ内、すなわち、アウターシェル１０内に液体を注入することが可能なように、注入口１０ｃを備えている。注入口１０ｃは、水平横置き使用においてメンテナンス等に便利なように、図１中上方へ設けておくとよく、アウターシェル１０がダンパユニット２に固定される保持キャップ２１とエンドキャップ１３に嵌合される構造を採用しているので、注入口１０ｃを周方向に自由な位置に位置決めすることができ、組付加工が容易である。
【００４６】
上記したように構成されたダンパ１は、伸縮する場合、全てのダンパユニット２がこれに倣って伸縮して、そのそれぞれが、上述の如くに減衰力を発揮するようになっていて、ダンパ１の全体としては各ダンパユニット２が伸縮する際に発生する減衰力を総和した減衰力を発揮することになる。換言すれば、ダンパ１に要求される減衰力を各ダンパユニット２で分担して出力すればよく、つまり、ダンパ１に高減衰力を期待する場合、ダンパユニット２の一つでダンパ１に要求される減衰力を発揮するのではなく、ダンパ１に要求される減衰力より小さい減衰力を発揮するダンパユニット２を複数用いて当該要求を満たすことができる。
【００４７】
そして、ダンパユニット２の一本あたりに要求される減衰力は、全体としてダンパ１に要求される減衰力よりも小さくてすむので、ピストン４の軸方向長さを短くするとともに直径を小さくでき、さらに、ピストンロッド５の螺子部５ａおよびナット３８の軸方向長さを短くすることができ、部屋Ｒ１，Ｒ２で許容すべき圧力も低減することができる。それゆえ、ピストン部の軸方向長さを短くすることができ、ダンパ長（ダンパの全長）を長大化せずとも要求減衰力の発揮が可能となる。また、シリンダ３の肉厚、内外径の大型化も回避でき、アウターシェル１０にはタンクＴ内の圧力しか作用しないので、アウターシェル１０の肉厚も厚くする必要ないので、シリンダ３およびアウターシェル１０に高価な高強度材料を用いずに済み、加工も容易となり製造コストも低減される。
【００４８】
また、ダンパ１の全長の長大化を回避できるので、液柱長さも短くて済み液体の圧縮性に伴う剛性の低下を抑制でき、ダンパ１の大型化に伴う減衰力発生応答性悪化を抑制でき、制振対象の振動抑制に関し良好な結果を得ることができる。
【００４９】
さらに、既存規格や統一規格のダンパユニット２を用いるようにすれば、ダンパ１で発生すべき減衰力に応じて、これらを収容するアウターシェル１０、保持キャップ２１、エンドキャップ１３等といったダンパユニット２を束ねる部材のみを新たに設計して製造するのみで足りるので、ダンパ１の製造工程が簡略化される。
【００５０】
したがって、ダンパ１に大きな減衰力の発揮を期待しても、ダンパ１の全長が不必要に長くなることがなく、外径についても大型化を回避でき、たとえば、建築物と地盤との間の狭いスペース等へのダンパ１の設置も容易となる。
【００５１】
さらに、ピストンロッド５が複数設けられるので、単一のピストンロッドしか有しないダンパに比較して曲げに強く、ピストンロッドのロッド径を小径化できるので、その分ダンパ１を軽量化することができる。
【００５２】
また、一部のダンパユニット２に何らかの障害が発生しても、正常なダンパユニット２が減衰力を発揮するので、ダンパ１が全く減衰力を発揮しなくなってしまう機会の発生を低減でき、アウターシェル１０内で一部のダンパユニット２に液体漏れが生じても外部へ液体が漏洩してしまうことを防止できる。
【００５３】
さらに、アウターシェル１０に軸力が作用する構造を採用することも可能ではあるが、本実施の形態の場合、アウターシェル１０にダンパ１が発生する減衰力の反作用としての軸力が作用しない構造を採用しているため、アウターシェル１０を強度部材とする必要が無いので、アウターシェル１０の重量を軽減できるとともに、高強度材料を使用しなくともよく、ダンパ１の製造コストのより一層の低減が可能となり重量もアウターチューブ１０を強度部材として使用するものに比較して軽量となる。
【００５４】
また、アウターシェル１０でタンクＴが形成されており、それぞれのダンパユニット２にタンク用の外筒の設置が必要とされないので、この点でもダンパ１の重量の軽減することができる。さらに、製造やメンテナンス時などで液体の注入が必要な場合に、ダンパユニット毎に液体を注入するのではなく、単一のタンクＴへ注入すれば足りるので、加工工数の低減やメンテナンス時の工数を低減できる。
【００５５】
加えて、本実施の形態では、各ダンパユニット２の軸方向視の全軸心Ｏの重心Ｇを、軸方向視で取付部１２，１４の取付中心Ｑ１，Ｑ２に一致させてあるので、ダンパ１に曲げモーメントが作用することが回避でき、アウターシェル１０をより一層軽量化することができる。
【００５６】
なお、ダンパユニット２は、上記したところでは、液体が部屋Ｒ１と部屋Ｒ２との間を双方向に流れるバイフロー型に設定されているが、ユニフロー型に設定されてもよい。
【００５７】
ダンパユニット２をユニフロー型に設定する場合には、たとえば、図３に示すように、ピストン４に逆止弁３９を備えて部屋Ｒ２から部屋Ｒ１へ向かう液体の流れのみを許容する流路４０のみを設け、キャップ７に逆止弁４１を備えてタンクＴから部屋Ｒ２へ向かう液体の流れのみを許容する通路４２を設け、さらに、ロッドガイド６に減衰弁４３を備えて部屋Ｒ１からタンクＴへ向かう液体の流れのみを許容する通路４４を設けるようにすればよい。なお、このユニフロー型のダンパユニット２にあっては、ピストンロッド５の断面積をピストン４の断面積の１／２に設定すると、ダンパユニット２の伸長時と収縮時とでストローク量が同じであれば減衰弁４３を通過する液体量を等しくすることができ、伸長時と収縮時とで減衰係数を略等しくすることができる。
【００５８】
以上でダンパの実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明はダンパに利用可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１ ダンパ
２ ダンパユニット
３ シリンダ
４ ピストン
４ａ，４ｂ，４０ 流路
５ ピストンロッド
５ａ ピストンロッドの螺子部
６ ロッドガイド
７ キャップ
１０ アウターシェル
１０ａ，１０ｂ 拡径部
１０ｃ 注入口
１１ ブラケット
１２，１４ 取付部
１３ エンドキャップ
１５ シール部材
１６ バッファシール
１７ 軸受
１８ 螺子部
２０，３２，３６ シール部材
２１ 保持キャップ
２２ シリンダ挿通孔
２３，２５，３５ ボルト
２４，２６，３３ 螺子穴
２７，４２，４４ 通路
２８，３０，３１，４３ 減衰弁
２９，３９，４１ 逆止弁
３４ プレート
３４ａ ピストンロッド挿通孔
３４ｂ，３４ｃ，３７ ボルト挿通孔
３８ ナット
Ｇ ダンパユニットの軸方向視の全軸心の重心
Ｏ ダンパユニットの軸方向視の軸心
Ｑ１，Ｑ２ 取付部における取付中心
Ｒ１，Ｒ２ 部屋
Ｔ タンク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダンパの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
地震による建築物の破壊や建築物内の人的および物的被害を軽減することを目的とした免震構造としては、たとえば、地盤と建築物との間に建築物を弾性的に支承する支持部材を介装するものがある。
【０００３】
このような免震構造では、上記の如く支持部材で建築物を弾性支持することで、地震による地盤の揺れの建築物への伝達を抑制し、建築物の揺れを軽減或いは阻止するようにしている。
【０００４】
しかし、支持部材のみでは、支持部材に蓄積される弾性エネルギを効率的に吸収できないので、建築物と地盤との間にダンパを介装し、当該ダンパで弾性エネルギを速やかに解消し、振動を減衰させるようにしている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２９２１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、ダンパは、シリンダと、シリンダの内周に摺動自在に挿入されてシリンダ内に二つの作動油が充填される部屋を画成するピストンと、同じくシリンダ内に移動自在に挿入されてピストンに連結されるピストンロッドとを備えており、シリンダに対してピストンが移動する際に圧縮される部屋から拡大する部屋へ移動する作動油の流れに減衰弁で抵抗を与え、両部屋に圧力差を生じせしめ、ピストンで各部屋の圧力を受け前記圧力差に見合った減衰力を発揮する。
【０００７】
ところで、総重量が大きな建築物の振動を抑制しようとする場合、ダンパで発生する減衰力もそれに応じて大きくしなければならない。減衰力を大きくするということは、上記したところから理解できるように、ピストンにおける受圧面積を大きくするとともに両部屋の圧力差を大きくするといった方法が採用されることになる。そして、両部屋の圧力差を大きくするには、減衰弁で与える抵抗を大きくすればよいのであるが、各部屋で許容できる圧力上限の引き上げも同時に要求される。
【０００８】
それゆえ、ダンパで発生する減衰力も大きくするには、ピストン外径の大径化と部屋内の高圧化に伴って、シリンダの径および肉厚の大型化と高強度材料の使用が必要となり、加工も難しくなる。
【０００９】
さらに、ピストンにも高圧が作用することになり、また、シリンダとの摺動性確保という観点から、軸方向の厚みをピストン外径より厚くする必要がある。また、ピストンがピストンロッドの先端に設けた螺子部に螺着されるナットで固定されるのであるが、ピストンにて大荷重を受けることから、ピストンロッドの螺子部とナットの螺合長さも長くする必要があり、ナットおよびピストンロッドにおける螺子部を含むピストン部における軸方向長さも必然的に長くなる。そして、ピストン部における軸方向長さは、ダンパのストロークに寄与しないので、その分、ダンパ長が長くなる。
【００１０】
つまり、ダンパの減衰力を大きくしようとすると、シリンダ、ピストン等の主要部品の製造が難しくなり、さらに、ダンパの外径のみならず、ダンパ長も長くなるので、建築物と地盤との間の狭いスペースへダンパの設置が難しくなるという問題がある。
【００１１】
そこで、本発明は、上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、製造が容易でダンパ長の長大化を回避可能なダンパを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記した目的を解決するために、本発明における課題解決手段は、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されてシリンダ内に液体が充填される二つの部屋を画成するピストンと、シリンダ内に移動自在に挿入されてピストンに連結されるピストンロッドとを備えた複数のダンパユニットと、各ダンパユニットのシリンダを内部に収容して当該シリンダを保持するアウターシェルと、各ダンパユニットのピストンロッドに連結されるブラケットとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のダンパは、全てのダンパユニットのそれぞれが減衰力を発揮して、ダンパの全体としては各ダンパユニットが発生する減衰力を総和した減衰力を発揮する。換言すれば、ダンパに要求される減衰力を各ダンパユニットに分担させることができる。
【００１４】
すなわち、ダンパユニットの一本あたりに要求される減衰力は、全体としてダンパに要求される減衰力よりも小さくてすむので、ダンパユニットにおけるピストンの軸方向長さを短くするとともに直径を小さくでき、さらに、ピストンロッドの螺子部およびナットの軸方向長さを短くすることができ、シリンダ内の部屋で許容すべき圧力も低減することができる。それゆえ、ピストン部の軸方向長さを短くすることができ、ダンパ長（ダンパの全長）を長大化せずとも要求減衰力の発揮が可能となる。
【００１５】
また、シリンダの肉厚、内外径の大型化も回避でき、アウターシェルにはタンク内の圧力しか作用しないので、アウターシェルの肉厚も厚くする必要ないので、シリンダおよびアウターシェルに高価な高強度材料を用いずに済み、加工も容易となり製造コストも低減される。
【００１６】
また、ダンパの全長の長大化を回避できるので、液柱長さも短くて済み液体の圧縮性に伴う剛性の低下を抑制でき、ダンパの大型化に伴う減衰力発生応答性悪化を抑制でき、制振対象の振動抑制に関し良好な結果を得ることができる。
【００１７】
さらに、既存規格や統一規格のダンパユニットを用いるようにすれば、ダンパで発生すべき減衰力に応じて、これらを収容するアウターシェル、保持キャップ、エンドキャップ等といったダンパユニットを束ねる部材のみを新たに設計して製造するのみで足りるので、ダンパの製造工程が簡略化される。
【００１８】
以上より、ダンパに大きな減衰力の発揮を期待しても、ダンパの全長が不必要に長くなることがなく、外径についても大型化を回避でき、たとえば、建築物と地盤との間の狭いスペース等へのダンパの設置も容易となる。
【００１９】
また、一部のダンパユニットに何らかの障害が発生しても、正常なダンパユニットが減衰力を発揮するので、ダンパが全く減衰力を発揮しなくなってしまう機会の発生を低減でき、アウターシェル内で一部のダンパユニットに液体漏れが生じても外部へ液体が漏洩してしまうことを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】一実施の形態におけるダンパの縦断面図である。
【図２】一実施の形態におけるダンパの軸方向視図である。
【図３】一実施の形態の一変形例におけるダンパの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明におけるダンパを各図に基づいて説明する。一実施の形態におけるダンパ１は、図１および図２に示すように、三つのダンパユニット２と、各ダンパユニット２のシリンダ３を内部に収容して当該シリンダ３を保持するアウターシェル１０と、各ダンパユニット２のピストンロッド５に連結されるブラケット１１とを備えて構成されている。
【００２２】
そして、このダンパ１は、ブラケット１１に設けた取付部１２と、アウターシェル１０の反ロッド側端を閉塞するエンドキャップ１３に設けた取付部１４を利用して、たとえば、図示しない建築物と地盤との間に介装することができるようになっていて、ダンパ１が伸縮する際に各ダンパユニット２が伸縮してそれぞれが減衰力を発揮するようになっている。
【００２３】
建築物に取付部１２，１４のいずれか一方に連結可能なジョイントを設けておき、地盤にも取付部１２，１４のいずれか他方に連結可能なジョイントを設けておき、ダンパ１をこれらジョイントに取り付けるようにすればよい。この場合、取付部１２，１４は、環状とされていて、建築物と地盤側に取付部１２，１４内に回転自在に保持される球面を備えた軸を設けてあって、取付部１２，１４と図外の軸とで球面軸受が形成されるようになっていて、ダンパ１が建築物と地盤に首振りおよび回転可能に結合されるようになっている。
【００２４】
なお、本ダンパ１は、建築物と地盤との間に介装されて免震装置の一部として使用されるほか、他の用途、たとえば、建築物の柱梁間や梁間、柱間に介装される制振ダンパとして使用することも可能であるし、建築物と装置との間に介装して装置の制振用途に使用することも可能であり、およそ制振対象に適用して使用することができる。また、ダンパ１と建築物、地盤などの制振対象との連結は、球面軸受以外で連結するようにしてもよい。
【００２５】
また、ブラケット１１に設けた取付部１２における制振対象から入力される引張や圧縮といった荷重の作用軸と、エンドキャップ１３に設けた取付部１４における制振対象から入力される荷重の作用軸とが一致するようになっている。具体的には、取付部１２，１４における制振対象へ取付中心Ｑ１，Ｑ２がダンパ１の軸方向視で一致するようになっている。なお、取付部１２，１４の取付中心Ｑ１，Ｑ２は、制振対象に球面軸受やヒンジ結合した場合、取付部１２，１４におけるダンパ１の回転中心を意味している。
【００２６】
以下、ダンパ１の各部について詳しく説明すると、ダンパユニット２は、図１および図２に示すように、基本的には、シリンダ３と、シリンダ３内に摺動自在に挿入されてシリンダ３内に作動油などの液体が充填される二つの部屋Ｒ１，Ｒ２を画成するピストン４と、シリンダ３内に移動自在に挿入されてピストン４に連結されるピストンロッド５とを備えて構成されている。
【００２７】
シリンダ３は筒状であって、その内部に摺動自在に挿入されるピストン４にて、シリンダ３内に液体が充填される二つの部屋Ｒ１，Ｒ２が画成されている。また、ピストン４は、環状であってピストンロッド５の先端に設けた螺子部５ａに組みつけられたのち、螺子部５ａに螺着されるピストンナット３８によって固定される。ピストン４には、これら二つの部屋Ｒ１，Ｒ２を連通する流路４ａ，４ｂが設けられており、流路４ａには、ロッド側の部屋Ｒ１からピストン側の部屋Ｒ２へ向かう液体の流れのみを許容しつつ、当該液体の流れに抵抗を与える減衰弁３０が設けられ、他方、流路４ｂには、ピストン側の部屋Ｒ２からロッド側の部屋Ｒ１へ向かう液体の流れのみを許容しつつ、当該液体の流れに抵抗を与える減衰弁３１が設けられている。なお、本実施の形態にあっては、流路４ａ，４ｂを二つ設けているが、流路を一つのみとして双方向の液体の流れを許容して当該流れに抵抗を与える減衰弁を採用することも可能である。
【００２８】
シリンダ３のロッド側端には、ピストンロッド５の外周を軸支する環状のロッドガイド６が螺着されており、反ロッド側端には、キャップ７が螺着されている。ロッドガイド６の内周には、ピストンロッド５の外周に摺接してピストンロッド５の外周をシールする環状のシール部材１５が装着されており、また、シール部材１５よりシリンダ内側には、ピストンロッド５の外周に摺接する環状のバッファシール１６が装着されている。さらに、ロッドガイド６の内周であってバッファシール１６よりシリンダ側には、ピストンロッド５の外周に摺接する筒状の軸受１７が装着されている。
【００２９】
さらに、ロッドガイド６の外周のシリンダ側には螺子部１８が設けられ、同じくロッドガイド６の外周であって螺子部１８を避ける反シリンダ側には、環状のシール部材２０が装着されていて、当該シール部材２０は、後述する保持キャップ２１に設けたシリンダ挿通孔２２の内周に密着して、アウターシェル１０内を密封している。加えて、ロッドガイド６の外方側端となるロッド側端には、ボルト２３が螺着される螺子穴２４が設けられている。
【００３０】
シリンダ３の反ロッド側端に螺着されるキャップ７は、反シリンダ側にボルト２５が螺着される螺子穴２６が設けられ、また、部屋Ｒ２に臨むシリンダ３側から開口して側部へ通じる通路２７が設けられ、通路２７の途中に減衰弁２８と逆止弁２９とが並列に設けられている。減衰弁２８は、シリンダ３内の部屋Ｒ２からシリンダ３外へ向かう液体の流れのみを許容しつつ、当該液体の流れに対して抵抗を与え、逆止弁２９は、シリンダ３外からシリンダ３内の部屋Ｒ２へ向かう液体の流れのみを殆ど抵抗無く許容するようになっている。なお、本実施の形態では、逆止弁２９を用いているが、積極的に液体の流れに抵抗を与える減衰弁を採用することも可能である。
【００３１】
このように構成された三つのダンパユニット２は、それぞれ、筒状のアウターシェル１０内に収容されてこれに固定されている。詳しくは、アウターシェル１０のロッド側端には、三つのシリンダ挿通孔２２を備えた保持キャップ２１が嵌合されており、また、アウターシェル１０の反ロッド側端には、エンドキャップ１３が嵌合されている。
【００３２】
保持キャップ２１は、アウターシェル１０のロッド側端の内周に設けた拡径部１０ａに嵌合されており、外周に装着されたシール部材３２で保持キャップ２１とアウターシェル１０との間がシールされている。また、保持キャップ２１のロッド側端には螺子穴３３が設けられている。そして、この保持キャップ２１のロッド側には、三つのピストンロッド挿通孔３４ａを備えたプレート３４が積層され、当該プレート３４は、ボルト挿通孔３４ｂを備え、当該ボルト挿通孔３４ｂに挿通されるともに螺子穴３３に螺合するボルト３５によって、保持キャップ２１に固定されている。なお、ピストンロッド挿通孔３４ａの内径は、シリンダ３の外径より小径に設定されていて、ピストンロッド５の挿通のみを許容している。
【００３３】
さらに、上記プレート３４は、ボルト挿通孔３４ｂとは別にボルト挿通孔３４ｃを備えており、当該ボルト挿通孔３４ｃに挿通されるともにロッドガイド６に設けた螺子穴２４に螺合するボルト２３によって、ロッドガイド６にも固定されている。このように、プレート３４を介して、保持キャップ２１とロッドガイド６とが連結されることで、保持キャップ２１はシリンダ３に位置決められて固定されている。
【００３４】
つづいて、エンドキャップ１３は、アウターシェル１０の反ロッド側端の内周に設けた拡径部１０ｂに嵌合されており、外周に装着されたシール部材３６でエンドキャップ１３とアウターシェル１０との間がシールされている。また、エンドキャップ１３には、この肉厚を軸方向に貫通する複数のボルト挿通孔３７が設けられている。
【００３５】
そして、このエンドキャップ１３には、ボルト挿通孔３７に挿通されるとともにダンパユニット２におけるキャップ７に設けた螺子穴２６螺合するボルト２５によって、キャップ７に固定されている。すなわち、エンドキャップ１３は、シリンダ３に位置決められて固定されている。
【００３６】
このように、保持キャップ２１とエンドキャップ１３がともにダンパユニット２のシリンダ３に固定されるので、これら保持キャップ２１とエンドキャップ１３の外周に嵌合されるアウターシェル１０もシリンダ３に固定されることになる。すなわち、三つのダンパユニット２が保持キャップ２１とエンドキャップ１３によって束ねられて、アウターシェル１０に収容される構造を採用しており、アウターシェル１０にはダンパ１の作動による軸力が作用しないようになっている。
【００３７】
なお、アウターシェル１０の拡径部１０ａ，１０ｂに保持キャップ２１とエンドキャップ１３が嵌合するようになっているので、保持キャップ２１とエンドキャップ１３が拡径部１０ａ，１０ｂの段部に当接し、アウターシェル１０がシリンダ３に対して軸方向へ位置ずれが規制されて固定されるようになっている。さらに、アウターシェル１０が保持キャップ２１とエンドキャップ１３に嵌合するようになっているので、ダンパユニット２に対してアウターシェル１０を周方向に厳に位置決めする必要も無く、組付けが容易である。
【００３８】
また、各ダンパユニット２の軸方向視の全軸心Ｏの重心Ｇを、図２に示すように、軸方向視で取付部１２，１４の取付中心Ｑ１，Ｑ２に一致させてある。なお、この場合、ダンパユニット２が三つであって三つの軸心Ｏを頂点として結ぶと三角形が形成されるので当該三角形の重心となる。本発明では、ダンパ１の全体に作用する荷重を各ダンパユニット２で分担することになるので、ダンパ１の全体に作用する荷重の作用軸と、各ダンパユニット２の全軸心Ｏの重心Ｇを一致させることで、ダンパ１に曲げモーメントを作用させないようにすることができる。なお、ダンパユニット２が軸方向視で直線上に配置される場合であっても、重心を取付部１２，１４の取付中心Ｑ１，Ｑ２に一致させることで曲げモーメントを作用させないようにすることができる。なお、ダンパユニット２の設置数は、二つ以上であればよく、内部構造や外径等の異なる仕様の複数のダンパユニット２をアウターシェル１０に収容することも可能である。
【００３９】
また、本実施の形態では、三つダンパユニット２をアウターシェル１０に収容する場合、軸方向視で軸心Ｏを頂点として正三角形を形成するようにダンパユニット２を配置するようにしているが、各ダンパユニット２の全軸心Ｏの重心Ｇを取付部１２，１４の取付中心Ｑ１，Ｑ２に一致させるようにすればダンパユニット２で分担する荷重に偏りが生じないようにできるので、ダンパユニット２の配置は、軸心Ｏを頂点として正三角形を形成する上記配置に限定されるものではない。なお、ダンパユニット２の設置数が複数であればよいのであるが、設置数の個数に限らず、各ダンパユニット２の全軸心Ｏの重心Ｇを取付部１２，１４の取付中心Ｑ１，Ｑ２に一致させることで曲げモーメントを作用させないようにすることができる。
【００４０】
戻って、上述のように三つのダンパユニット２がアウターシェル１０内に収容された際に、ダンパユニット２のシリンダ３の外周とアウターシェル１０の内周との間に形成される隙間は、液体と気体が充填されるタンクＴして利用されている。
【００４１】
タンクＴは、ダンパユニット２が伸長する際にシリンダ３内でピストンロッド５が退出する体積分の液体が不足するので、これをシリンダ３内に供給し、ダンパユニット２が収縮する際にシリンダ３内でピストンロッド５が侵入する体積分の液体が過剰となるので、シリンダ３から排出される液体を吸収するようになっている。
【００４２】
詳しくは、ダンパユニット２が伸長する場合には、ピストン４がロッド側の部屋Ｒ１を圧縮し、ピストン側の部屋Ｒ２を拡大するものの、ピストンロッド５がシリンダ３外へ退出するので、このピストンロッド５がシリンダ３内から退出する体積分の液体がシリンダ３内で不足する。この不足分の液体は、逆止弁２９が開いて通路２７を介してタンクＴ内からシリンダ３内へ供給される。そして、このダンパユニット２が伸長する際には、流路４ａを介して液体が移動するのでこの液体の流れに対して減衰弁３０で抵抗を与え、部屋Ｒ１内の圧力を上昇させて部屋Ｒ２内の圧力に対して差を生じせしめ、当該圧力をピストン４で受けることで、ダンパユニット２は伸長を抑制する減衰力を発揮する。
【００４３】
他方、ダンパユニット２が収縮する場合には、ピストン４がピストン側の部屋Ｒ２を圧縮し、ロッド側の部屋Ｒ１を拡大するものの、ピストンロッド５がシリンダ３内へ侵入するので、このピストンロッド５がシリンダ３内へ進入する体積分の液体がシリンダ３内で過剰となる。この過剰分の液体は、減衰弁２８が開いて通路２７を介してシリンダ３内からタンクＴ内へ排出されるのである。そして、このダンパユニット２が収縮する際には、流路４ｂを介して液体が移動するのでこの液体の流れに対して減衰弁３１で抵抗を与えるとともに、通路２７を部屋Ｒ２からタンクＴへ向けて通過する液体の流れに対して減衰弁２８で抵抗を与えることで、部屋Ｒ２内の圧力を上昇させて部屋Ｒ１内の圧力に対して差を生じせしめ、当該圧力をピストン４で受けることで、ダンパユニット２は収縮を抑制する減衰力を発揮する。
【００４４】
なお、この実施の形態では、ダンパ１を水平横置きにして使用することを念頭に、通路２７におけるキャップ７の側部側の出口端は、キャップ７の側部の図１中下方側に開口するようになっていて、ダンパ１を水平横置きした際に、当該通路２７の出口がタンクＴに貯留される液体中に配置されるようになっている。
【００４５】
また、アウターシェル１０には、ダンパユニット２をアウターシェル１０内に収容して組み付けた後に、タンクＴ内、すなわち、アウターシェル１０内に液体を注入することが可能なように、注入口１０ｃを備えている。注入口１０ｃは、水平横置き使用においてメンテナンス等に便利なように、図１中上方へ設けておくとよく、アウターシェル１０がダンパユニット２に固定される保持キャップ２１とエンドキャップ１３に嵌合される構造を採用しているので、注入口１０ｃを周方向に自由な位置に位置決めすることができ、組付加工が容易である。
【００４６】
上記したように構成されたダンパ１は、伸縮する場合、全てのダンパユニット２がこれに倣って伸縮して、そのそれぞれが、上述の如くに減衰力を発揮するようになっていて、ダンパ１の全体としては各ダンパユニット２が伸縮する際に発生する減衰力を総和した減衰力を発揮することになる。換言すれば、ダンパ１に要求される減衰力を各ダンパユニット２で分担して出力すればよく、つまり、ダンパ１に高減衰力を期待する場合、ダンパユニット２の一つでダンパ１に要求される減衰力を発揮するのではなく、ダンパ１に要求される減衰力より小さい減衰力を発揮するダンパユニット２を複数用いて当該要求を満たすことができる。
【００４７】
そして、ダンパユニット２の一本あたりに要求される減衰力は、全体としてダンパ１に要求される減衰力よりも小さくてすむので、ピストン４の軸方向長さを短くするとともに直径を小さくでき、さらに、ピストンロッド５の螺子部５ａおよびナット３８の軸方向長さを短くすることができ、部屋Ｒ１，Ｒ２で許容すべき圧力も低減することができる。それゆえ、ピストン部の軸方向長さを短くすることができ、ダンパ長（ダンパの全長）を長大化せずとも要求減衰力の発揮が可能となる。また、シリンダ３の肉厚、内外径の大型化も回避でき、アウターシェル１０にはタンクＴ内の圧力しか作用しないので、アウターシェル１０の肉厚も厚くする必要ないので、シリンダ３およびアウターシェル１０に高価な高強度材料を用いずに済み、加工も容易となり製造コストも低減される。
【００４８】
また、ダンパ１の全長の長大化を回避できるので、液柱長さも短くて済み液体の圧縮性に伴う剛性の低下を抑制でき、ダンパ１の大型化に伴う減衰力発生応答性悪化を抑制でき、制振対象の振動抑制に関し良好な結果を得ることができる。
【００４９】
さらに、既存規格や統一規格のダンパユニット２を用いるようにすれば、ダンパ１で発生すべき減衰力に応じて、これらを収容するアウターシェル１０、保持キャップ２１、エンドキャップ１３等といったダンパユニット２を束ねる部材のみを新たに設計して製造するのみで足りるので、ダンパ１の製造工程が簡略化される。
【００５０】
したがって、ダンパ１に大きな減衰力の発揮を期待しても、ダンパ１の全長が不必要に長くなることがなく、外径についても大型化を回避でき、たとえば、建築物と地盤との間の狭いスペース等へのダンパ１の設置も容易となる。
【００５１】
さらに、ピストンロッド５が複数設けられるので、単一のピストンロッドしか有しないダンパに比較して曲げに強く、ピストンロッドのロッド径を小径化できるので、その分ダンパ１を軽量化することができる。
【００５２】
また、一部のダンパユニット２に何らかの障害が発生しても、正常なダンパユニット２が減衰力を発揮するので、ダンパ１が全く減衰力を発揮しなくなってしまう機会の発生を低減でき、アウターシェル１０内で一部のダンパユニット２に液体漏れが生じても外部へ液体が漏洩してしまうことを防止できる。
【００５３】
さらに、アウターシェル１０に軸力が作用する構造を採用することも可能ではあるが、本実施の形態の場合、アウターシェル１０にダンパ１が発生する減衰力の反作用としての軸力が作用しない構造を採用しているため、アウターシェル１０を強度部材とする必要が無いので、アウターシェル１０の重量を軽減できるとともに、高強度材料を使用しなくともよく、ダンパ１の製造コストのより一層の低減が可能となり重量もアウターチューブ１０を強度部材として使用するものに比較して軽量となる。
【００５４】
また、アウターシェル１０でタンクＴが形成されており、それぞれのダンパユニット２にタンク用の外筒の設置が必要とされないので、この点でもダンパ１の重量の軽減することができる。さらに、製造やメンテナンス時などで液体の注入が必要な場合に、ダンパユニット毎に液体を注入するのではなく、単一のタンクＴへ注入すれば足りるので、加工工数の低減やメンテナンス時の工数を低減できる。
【００５５】
加えて、本実施の形態では、各ダンパユニット２の軸方向視の全軸心Ｏの重心Ｇを、軸方向視で取付部１２，１４の取付中心Ｑ１，Ｑ２に一致させてあるので、ダンパ１に曲げモーメントが作用することが回避でき、アウターシェル１０をより一層軽量化することができる。
【００５６】
なお、ダンパユニット２は、上記したところでは、液体が部屋Ｒ１と部屋Ｒ２との間を双方向に流れるバイフロー型に設定されているが、ユニフロー型に設定されてもよい。
【００５７】
ダンパユニット２をユニフロー型に設定する場合には、たとえば、図３に示すように、ピストン４に逆止弁３９を備えて部屋Ｒ２から部屋Ｒ１へ向かう液体の流れのみを許容する流路４０のみを設け、キャップ７に逆止弁４１を備えてタンクＴから部屋Ｒ２へ向かう液体の流れのみを許容する通路４２を設け、さらに、ロッドガイド６に減衰弁４３を備えて部屋Ｒ１からタンクＴへ向かう液体の流れのみを許容する通路４４を設けるようにすればよい。なお、このユニフロー型のダンパユニット２にあっては、ピストンロッド５の断面積をピストン４の断面積の１／２に設定すると、ダンパユニット２の伸長時と収縮時とでストローク量が同じであれば減衰弁４３を通過する液体量を等しくすることができ、伸長時と収縮時とで減衰係数を略等しくすることができる。
【００５８】
以上でダンパの実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明はダンパに利用可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１ ダンパ
２ ダンパユニット
３ シリンダ
４ ピストン
４ａ，４ｂ，４０ 流路
５ ピストンロッド
５ａ ピストンロッドの螺子部
６ ロッドガイド
７ キャップ
１０ アウターシェル
１０ａ，１０ｂ 拡径部
１０ｃ 注入口
１１ ブラケット
１２，１４ 取付部
１３ エンドキャップ
１５ シール部材
１６ バッファシール
１７ 軸受
１８ 螺子部
２０，３２，３６ シール部材
２１ 保持キャップ
２２ シリンダ挿通孔
２３，２５，３５ ボルト
２４，２６，３３ 螺子穴
２７，４２，４４ 通路
２８，３０，３１，４３ 減衰弁
２９，３９，４１ 逆止弁
３４ プレート
３４ａ ピストンロッド挿通孔
３４ｂ，３４ｃ，３７ ボルト挿通孔
３８ ナット
Ｇ ダンパユニットの軸方向視の全軸心の重心
Ｏ ダンパユニットの軸方向視の軸心
Ｑ１，Ｑ２ 取付部における取付中心
Ｒ１，Ｒ２ 部屋
Ｔ タンク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、前記シリンダ内に摺動自在に挿入されて当該シリンダ内に液体が充填される二つの部屋を画成するピストンと、前記シリンダ内に移動自在に挿入されて前記ピストンに連結されるピストンロッドとを備えた複数のダンパユニットと、前記各ダンパユニットのシリンダを内部に収容して当該シリンダを保持するアウターシェルと、前記各ダンパユニットのピストンロッドに連結されるブラケットとを備えたことを特徴とするダンパ。
【請求項２】
上記アウターシェル内に上記ダンパユニットの伸縮時に当該ダンパユニット内へ供給および当該ダンパユニットから排出される液体を貯留したことを特徴とする請求項１に記載のダンパ。
【請求項３】
上記アウターシェルに軸力を作用させないようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載のダンパ。
【請求項４】
上記ダンパユニットは、上記シリンダのロッド側端を閉塞するとともに上記ピストンロッドを摺動自在に軸支するロッドガイドと、前記シリンダの反ロッド側端を閉塞するキャップとを備え、上記アウターシェルのロッド側端に嵌合されてこれを閉塞するとともに前記シリンダの外周を保持する保持キャップを前記ロッドガイドにボルト結合し、前記アウターシェルの反ロッド側端に嵌合されて反ロッド側端を閉塞するエンドキャップを前記キャップにボルト結合したことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のダンパ。
【請求項５】
上記エンドキャップと上記ブラケットのそれぞれが取付部を備え、軸方向視で前記エンドキャップおよび前記ブラケットの取付部における取付中心と、各ダンパユニットの全軸心の重心とを一致させたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のダンパ。
【請求項１】
シリンダと、前記シリンダ内に摺動自在に挿入されて当該シリンダ内に液体が充填される二つの部屋を画成するピストンと、前記シリンダ内に移動自在に挿入されて前記ピストンに連結されるピストンロッドとを備えた複数のダンパユニットと、前記各ダンパユニットのシリンダを内部に収容して当該シリンダを保持するアウターシェルと、前記各ダンパユニットのピストンロッドに連結されるブラケットとを備えたことを特徴とするダンパ。
【請求項２】
上記アウターシェル内に上記ダンパユニットの伸縮時に当該ダンパユニット内へ供給および当該ダンパユニットから排出される液体を貯留したことを特徴とする請求項１に記載のダンパ。
【請求項３】
上記アウターシェルに軸力を作用させないようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載のダンパ。
【請求項４】
上記ダンパユニットは、上記シリンダのロッド側端を閉塞するとともに上記ピストンロッドを摺動自在に軸支するロッドガイドと、前記シリンダの反ロッド側端を閉塞するキャップとを備え、上記アウターシェルのロッド側端に嵌合されてこれを閉塞するとともに前記シリンダの外周を保持する保持キャップを前記ロッドガイドにボルト結合し、前記アウターシェルの反ロッド側端に嵌合されて反ロッド側端を閉塞するエンドキャップを前記キャップにボルト結合したことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のダンパ。
【請求項５】
上記エンドキャップと上記ブラケットのそれぞれが取付部を備え、軸方向視で前記エンドキャップおよび前記ブラケットの取付部における取付中心と、各ダンパユニットの全軸心の重心とを一致させたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のダンパ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−９４７２２（Ｐ２０１１−９４７２２Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４９８３０（Ｐ２００９−２４９８３０）
【出願日】平成２１年１０月３０日（２００９．１０．３０）
【出願人】（３０４０３９０６５）カヤバ システム マシナリー株式会社 (185)
【出願人】（３０７０４１５７３）三菱ＦＢＲシステムズ株式会社 (13)
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月３０日（２００９．１０．３０）
【出願人】（３０４０３９０６５）カヤバ システム マシナリー株式会社 (185)
【出願人】（３０７０４１５７３）三菱ＦＢＲシステムズ株式会社 (13)
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
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