流体圧緩衝器
【課題】本発明はピストン速度に応じた作動流体の流通量を確保することを課題とする。
【解決手段】流体圧緩衝器１０は、シリンダ２０と、ピストン３０、ピストンロッド４０と、圧縮行程用減衰力発生機構５０Ａと、伸長行程用減衰力発生機構５０Ｂと、ベースバルブ部６０とを有する。圧縮行程用減衰力発生機構５０Ａは、第１調圧弁８０と、第１リリーフ弁９０とを有し、伸長行程用減衰力発生機構５０Ｂは、第２調圧弁１００と、第２リリーフ弁１１０とを有する。ベースバルブ部６０は、連通路１２０と、逆止弁１３０と、第３調圧弁１４０と、第３リリーフ弁１５０と、第４リリーフ弁１６０と、第５リリーフ弁を有する。流体圧緩衝器１０はピストン速度の中速域、高速域では、圧縮行程用減衰力発生機構５０Ａ及びベースバルブ部６０の各弁の開弁タイミングをずらすように設けられている。
【解決手段】流体圧緩衝器１０は、シリンダ２０と、ピストン３０、ピストンロッド４０と、圧縮行程用減衰力発生機構５０Ａと、伸長行程用減衰力発生機構５０Ｂと、ベースバルブ部６０とを有する。圧縮行程用減衰力発生機構５０Ａは、第１調圧弁８０と、第１リリーフ弁９０とを有し、伸長行程用減衰力発生機構５０Ｂは、第２調圧弁１００と、第２リリーフ弁１１０とを有する。ベースバルブ部６０は、連通路１２０と、逆止弁１３０と、第３調圧弁１４０と、第３リリーフ弁１５０と、第４リリーフ弁１６０と、第５リリーフ弁を有する。流体圧緩衝器１０はピストン速度の中速域、高速域では、圧縮行程用減衰力発生機構５０Ａ及びベースバルブ部６０の各弁の開弁タイミングをずらすように設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流体圧緩衝器に係り、特に建物などの構造物の振動を緩衝するように構成された流体圧緩衝器に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、地震による建物の振動を緩衝する流体圧緩衝器としては、ユニフロー形流体圧緩衝器（例えば、特許文献１参照）と、バイフロー構造の流体圧緩衝器（例えば、特許文献２参照）がある。
【０００３】
ユニフロー形流体圧緩衝器は、ピストン部に下室から上室への流通のみを許容するチェック弁が設けられ、ベースバルブ部にリザーバ室（充填室）から下室への流通のみを許容するチェック弁が設けられている。そして、圧縮行程のときは、ピストン部のチェック弁が開弁し、シリンダの下室が正圧（圧力室）となり、ロッド移動体積分の作動流体（作動油）が減衰力発生機構を流れることで減衰力を発生する。また、ピストン移動体積分からロッド移動体積分を除いた作動流体は、リザーバ室に供給される。
【０００４】
また、伸長行程のときはピストンのチェック弁が閉じ、シリンダ内の上室（第１室）が正圧（圧力室）となり、ピストン移動体積分からロッド移動体積分を除いた作動流体が減衰力発生機構を流れることで減衰力を発生する。これと同時に、シリンダの下室（第２室）側では、負圧となり、ベースバルブのチェック弁を通じてリザーバ室からシリンダ内部へ作動流体が供給される。
【０００５】
バイフロー構造の流体圧緩衝器は、ピストン内部に伸長、圧縮用の減衰力発生機構を有し、ベースバルブ部にはリザーバ室から下室への流通のみを許容するチェック弁と、下室からリザーバ室へ圧縮時ロッド移動体積分の作動流体を流通させる減衰力発生機構を有する。また、伸長行程では、上室側のピストン移動体積分からロッド移動体積分を除いた作動流体がピストン部の減衰力発生機構を通り、同時にベースバルブ部のチェック弁を通じてリザーバ室から下室へロッド移動体積分の作動流体が供給される。
【０００６】
同様に、圧縮行程時は、下室のピストン移動体積分からロッド移動体積分を除いた作動流体がピストン内部の減衰力発生機構を通じて上室へ流通し、ロッド移動体積分の作動流体がベースバルブ部の減衰力発生機構を通じて下室からリザーバ室へ流通する。
【０００７】
上記流体圧緩衝器では、免震ビル用としての要求特性として、第１減衰係数が例えば、ピストン速度が０．３ｍ／ｓまで第１線形特性を有し、このピストン速度を過ぎてピストン速度が例えば、１．５ｍ／ｓまで第１減衰係数よりも小さい第２減衰係数の第２線形特性で推移するバイリニアと呼ばれる仕様がある。
【０００８】
このバイリニアの流体圧緩衝器においては、第１線形特性を得るための第１減衰係数用の減衰力発生機構と、第２線形特性を得るための第２減衰係数用の減衰力発生機構とを有する構成となる。そして、バイフロー構造の流体圧緩衝器では、ピストン内部に、伸長行程用の第１減衰係数発生弁及び第２減衰係数発生弁と、同様に圧縮行程用の第１減衰係数発生弁及び第２減衰係数発生弁とが配され、ベースバルブ部には圧縮行程用の第１減衰係数発生弁及び第２減衰係数発生弁が配される。
【０００９】
上記バイフロー構造の流体圧緩衝器は、圧縮行程において、ピストン速度が低速域から高速域までピストンとベースバルブ部の流通量をピストン断面積、ロッド断面積相当に割り振ることは困難であり、双方の流通量がアンバランスとなると減衰力−変位特性を表す波形の乱れや要求される減衰力との差違（ずれ）が発生する。
【００１０】
また、減衰力−変位特性を表す波形の乱れは伸長行程のときに現れる。これは、圧縮行程時、ピストンの減衰力発生弁を通過して下室から上室へ流れる作動流体量Ｑ１と、シリンダのベースバルブ部に設けられた減衰力発生弁を通過してシリンダの下室からリザーバへ流れる作動流体量Ｑ２とが、Ｑ１＜Ｑ２となった場合、この条件では、上室に供給される作動流体量Ｑ１が不足し、シリンダの上室が真空状態になるため、伸長行程に移った時に減衰力の立ち上がりの遅れ（波形くずれ）が起きるという問題がある。
【００１１】
また、上記条件とは逆にＱ１＞Ｑ２の場合は、ピストン速度が高速域のときに伸長行程時の圧縮側の減衰力が上昇する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−２７８８２０号公報
【特許文献２】特開２００９−２８７６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで、本発明は上記事情に鑑み、波形くずれが少ない流体圧緩衝器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
（１）本発明は、作動流体が充填されるシリンダと、
該シリンダ内に挿入されて前記シリンダ内を第１室と第２室とに画成するピストンと、
一端が前記ピストンに連結され、他端が前記シリンダの前記第１室側から外部に延出されたピストンロッドと、
前記ピストンに設けられ、前記第１室と前記第２室とを連通する複数のピストン部通路と、
前記シリンダに設けられ、前記ピストンの動作方向に応じて前記作動流体が充填される充填室と前記第２室との間を開閉するベースバルブ部と、
前記ベースバルブ部に設けられ、前記作動流体が充填される充填室と前記第２室との間で前記作動流体を流通させる複数のベースバルブ部通路と、を備え、
前記ピストン部通路は、少なくとも前記第２室から前記第１室への作動流体を流通させるように開閉するピストン部調圧弁及びピストン部リリーフ弁を有し、
前記ベースバルブ部通路は、少なくとも前記第２室から前記充填室への作動流体を流通させるように開閉するベースバルブ部調圧弁及びベースバルブ部リリーフ弁を有し、
これらの前記各弁は、前記ピストンの圧縮動作に伴い前記ピストン部調圧弁、前記ベースバルブ部調圧弁、前記ピストン部リリーフ弁、前記ベースバルブ部リリーフ弁の順に開弁することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、波形くずれを減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による流体圧緩衝器の一実施例の構成を模式的に示す縦断面図である。
【図２】流体圧緩衝器の減衰力特性を示すグラフである。
【図３】ベースバルブ部の構成を示す縦断面図である。
【図４】図３中Ｘ−Ｘ線に沿う縦断面図である。
【図５】流体圧緩衝器の伸長行程の動作を説明するための縦断面図である。
【図６】流体圧緩衝器の圧縮行程の動作を説明するための縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
【実施例１】
【００１８】
〔流体圧緩衝器の構成〕
図１は本発明による流体圧緩衝器の一実施例を模式的に示す縦断面図である。図１に示されるように、流体圧緩衝器１０は、例えば、建物等の構造物の振動を緩衝するバイフロー構造の免震用油圧ダンパであり、シリンダ２０と、ピストン３０、ピストンロッド４０と、ピストン部減衰力発生機構５０と、ベースバルブ部６０とを有する。尚、シリンダ２０の内部には作動流体（図１中、梨地模様で示す）が充填されている。
【００１９】
シリンダ２０は、ピストン３０が往復動する内側シリンダ２２と、作動流体が貯留されるリザーバ室（充填室）７０を形成する外側シリンダ２４とを有する。リザーバ室７０は、内側シリンダ２２と外側シリンダ２４との間の筒状空間に形成される。尚、リザーバ室７０は、内側シリンダ２２と外側シリンダ２４との間に形成する構成としても良いし、あるいはシリンダ２０の外側に別室として設ける構成としても良い。
【００２０】
内側シリンダ２２の内部は、ピストン３０により第１室（上室）２２Ａと第２室（下室）２２Ｂとに画成される。ピストンロッド４０は、一端がピストン３０の端面中央に連結され、他端がシリンダ２０の第１室２２Ａを囲む壁部（上側）を貫通して外部に延出している。尚、第１室２２Ａの壁部には、ピストンロッド４０の外周をシールするシール部材４２が設けられている。
【００２１】
ピストン部減衰力発生機構５０は、圧縮行程用減衰力発生機構５０Ａと、伸長行程用減衰力発生機構５０Ｂとを有する。圧縮行程用減衰力発生機構５０Ａは、第１調圧弁（ピストン部調圧弁）８０と、第１リリーフ弁（ピストン部リリーフ弁）９０とを有する。また、伸長行程用減衰力発生機構５０Ｂは、第２調圧弁１００と、第２リリーフ弁１１０とを有する。なお、減衰力発生機構５０は本実施の形態では調圧弁、リリーフ弁が各１個ずつとしたが、それに限らず複数個使用してもよい。
【００２２】
流体圧緩衝器１０は、圧縮側の減衰力が上昇することを抑制するため、第２室２２Ｂからリザーバ室７０に流れる作動流体の流量を減らすことなく、中速域ではピストン３０を通過して第１室２２Ａに移動する作動流体の流量が不足しないようにするため、圧縮行程用減衰力発生機構５０Ａ及びベースバルブ部６０の各弁の開弁タイミングをずらすように設けられている。
【００２３】
尚、各弁の開弁タイミングをずらす方法としては、各弁の通路面積の大きさを変えることで各弁体の受圧面積を変える方法（各弁の他の条件は同じとする）と、上記各弁のコイルバネのばね力を各弁毎に変える方法（各弁の他の条件は同じとする）とがある。
【００２４】
第１調圧弁８０は、ピストン３０を貫通する通路８２と、通路８２を開閉する弁体８４と、弁体８４を閉弁方向に付勢するコイルバネ８６と、通路８２の流出側に配された流出側開口８８とを有する。また、第１調圧弁８０は、ピストン３０が圧縮行程のとき第２室２２Ｂが圧力室となるため、第２室２２Ｂの圧力Ｐｂが第１室２２Ａの圧力Ｐａとコイルバネ８６のばね力Ｆ１と合計した力よりも大きい場合に開弁する（Ｐｂ＞Ｐａ＋Ｆ１）。
【００２５】
第１リリーフ弁９０は、ピストン３０を貫通する通路９２と、通路９２を開閉する弁体９４と、弁体９４を閉弁方向に付勢するコイルバネ９６と、通路９２の流出側に配された流出側開口９８とを有する。また、第１リリーフ弁９０は、ピストン３０が圧縮行程のとき第２室２２Ｂが圧力室となるため、第１調圧弁８０と同様に、第２室２２Ｂの圧力Ｐｂが第１室２２Ａの圧力Ｐａとコイルバネ８６のばね力Ｆ３と合計した力よりも大きい場合に開弁する（Ｐｂ＞Ｐａ＋Ｆ３）。
【００２６】
第２調圧弁１００は、前述した第１調圧弁８０と同様な構成であり、ピストン３０を貫通する通路１０２と、通路１０２を開閉する弁体１０４と、弁体１０４を閉弁方向に付勢するコイルバネ１０６と、通路１０２の流出側に配された流出側開口１０８とを有する。また、第２調圧弁１００は、ピストン３０が伸長行程のとき第１室２２Ａが圧力室となるため、第１室２２Ａの圧力Ｐａが第２室２２Ｂの圧力Ｐｂとコイルバネ１０６のばね力Ｆ１と合計した力よりも大きい場合に開弁する（Ｐａ＞Ｐｂ＋Ｆ１）。
【００２７】
第２リリーフ弁１１０は、前述した第１リリーフ弁９０と同様な構成であり、ピストン３０を貫通する通路１１２と、通路１１２を開閉する弁体１１４と、弁体１１４を閉弁方向に付勢するコイルバネ１１６と、通路１１２の流出側に配された流出側開口１１８とを有する。また、第２リリーフ弁１１０は、ピストン３０が伸長行程のとき第１室２２Ａが圧力室となるため、第２調圧弁１００と同様に、第１室２２Ａの圧力Ｐａが第２室２２Ｂの圧力Ｐｂとコイルバネ８６のばね力Ｆ３と合計した力よりも大きい場合に開弁する（Ｐａ＞Ｐｂ＋Ｆ３）。
【００２８】
尚、第２調圧弁１００及び第２リリーフ弁１１０は、ピストン３０が伸長行程のときに開弁するように設けられている。
【００２９】
また、ベースバルブ部６０は、シリンダ２０の第２室２２Ｂを囲む壁部（下側）に設けられており、連通路１２０と、逆止弁１３０と、第３調圧弁（ベースバルブ部調圧弁）１４０と、第３〜第５リリーフ弁（ベースバルブ部リリーフ弁）１５０、１６０、１７０とを有する。尚、ベースバルブ６０には、少なくとも第３〜第５リリーフ弁１５０、１６０、１７０が設けられている（図４参照）。
【００３０】
連通路１２０は、リザーバ室７０と第２室２２Ｂとの間を連通しており、ピストン３０が伸長行程のときリザーバ室７０の作動流体を第２室２２Ｂに供給するための通路である。また、逆止弁１３０は、連通路１２０の端部に設けられ、ピストン３０が伸長行程のとき連通路１２０を開弁し、ピストン３０が圧縮行程のとき連通路１２０を閉弁する。
【００３１】
第３調圧弁１４０は、連通路１２０と第２室２２Ｂとを連通する通路１４２と、通路１４２を開閉する弁体１４４と、弁体１４４を閉弁方向に付勢するコイルバネ１４６と、通路１４２の流出側に配された流出側開口１４８とを有する。また、第３調圧弁１４０は、ピストン３０が圧縮行程のとき、第２室２２Ｂの圧力Ｐｂとリザーバ室７０の圧力Ｐｃとコイルバネ１４６のばね力Ｆ２と合計した力よりも大きい場合に開弁する（Ｐｂ＞Ｐｃ＋Ｆ２）。
【００３２】
第３リリーフ弁１５０は、連通路１２０と第２室２２Ｂとを連通する通路１５２と、通路１５２を開閉する弁体１５４と、弁体１５４を閉弁方向に付勢するコイルバネ１５６と、通路１５２の流出側に配された流出側開口１５８とを有する。また、第３リリーフ弁１５０は、ピストン３０が圧縮行程のとき、第２室２２Ｂの圧力Ｐｂとリザーバ室７０の圧力Ｐｃとコイルバネ１５６のばね力Ｆ４と合計した力よりも大きい場合に開弁する（Ｐｂ＞Ｐｃ＋Ｆ４）。
【００３３】
第４リリーフ弁１６０は、連通路１２０と第２室２２Ｂとを連通する通路１６２と、通路１６２を開閉する弁体１６４と、弁体１６４を閉弁方向に付勢するコイルバネ１６６と、通路１６２の流出側に配された流出側開口１６８とを有する。また、第４リリーフ弁１６０は、ピストン３０が圧縮行程のとき、第２室２２Ｂの圧力Ｐｂとリザーバ室７０の圧力Ｐｃとコイルバネ１６６のばね力Ｆ５と合計した力よりも大きい場合に開弁する（Ｐｂ＞Ｐｃ＋Ｆ５）。
【００３４】
また、図１には図示されていないが、後述する図４に示されるように、ベースバルブ部６０には、上記第３、第４リリーフ弁１５０、１６０の他に第５リリーフ弁１７０が設けられている。この第５リリーフ弁１７０は、ピストン３０が圧縮行程のとき、第６リリーフ弁１６０の次に開弁するように弁体が動作する。
【００３５】
各弁８０、９０、１４０、１５０、１６０の通路８２、９２、１４２、１５２、１６２における各弁体８４、９４、１４４、１５４、１６４の受圧面積Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５が、Ｓ１＞Ｓ２＞Ｓ３＞Ｓ４＞Ｓ５となるように設定されている。そのため、ピストン３０の圧縮行程において、各弁体８４、９４、１４４、１５４、１６４は受圧面積の差により所定時間間隔で一つずつ順次開弁する。また、第５リリーフ弁１７０の弁体の受圧面積は第４リリーフ弁１６０の受圧面積Ｓ５より小さくなるように設定されている。
【００３６】
このように、各弁８０、９０、１４０、１５０、１６０、１７０の開弁タイミングがずれることで、ピストンの圧縮動作に伴い第１調圧弁８０（ピストン部調圧弁）、第３調圧弁１４０（ベースバルブ部調圧弁）、第１リリーフ弁９０（ピストン部リリーフ弁）、第３リリーフ弁１５０、１６０、１７０（ベースバルブ部リリーフ弁）の順に各弁が開弁するため、各弁の開弁タイミングがずれることで、第２室２２Ｂからベースバルブ６０を介してリザーバ室７０へ流通する流通量が多すぎるために第１室２２Ａが真空状態となり、ピストン３０の伸び動作に切り替わったときの減衰力の立ち上がり遅れが生じるということを抑えることができる。また、ピストン速度の高速域でピストン３０が圧縮側に動作する際の減衰力の上昇を抑えることができる。
【００３７】
また、上記各弁８０、９０、１００、１１０、１４０、１５０、１６０、１７０の配置数は、本実施例の数に限らず、設置スペースとの関係で適宜、増やしても良い。
〔各弁の変形例〕
上記各コイルバネ８６、９６、１０６、１１６、１４６、１５６、１６６のばね力Ｆ１〜Ｆ５は、夫々異なるばね定数を有するようにばね材の径、巻数が設定されている場合やばね定数が同一でも取付時の長さを変化させ、本実施例において、ばね力Ｆ１＜Ｆ２＜Ｆ３＜Ｆ４＜Ｆ５となるように調整されている。そのため、ピストン３０の圧縮行程において、各コイルバネ８６、９６、１４６、１５６、１６６のばね力Ｆ１〜Ｆ５と第２室２２Ｂの圧力Ｐｂの上昇により各弁体８４、９４、１４４、１５４、１６４は一つずつ順次開弁する。また、第５リリーフ弁１７０のコイルバネは、第４リリーフ弁１６０のコイルバネ１６６のばね力Ｆ５の次に大きいばね力になるように設定されている。
〔流体圧緩衝器の減衰力特性〕
図２は流体圧緩衝器の減衰力特性を示すグラフである。圧縮時、図２に示されるように、ピストン速度０からＶａまでの間では、ピストン３０の第１調圧弁８０が開弁し、第１調圧弁８０による減衰力０からＣａが発生し、同時にベースバルブ部６０の第３調圧弁１４０の弁体１４４が開弁する。速度Ｖａのリリーフ点では、ピストン３０の第１のリリーフ弁９０の弁体９４が開弁する。さらにピストン速度が高められて中速Ｖｂに達すると、ベースバルブ部６０の第３リリーフ弁１５０の弁体１５４が開弁する。
【００３８】
さらに、ピストン速度が高められて中速Ｖｃに達すると、ピストン３０の図示せぬリリーフ弁の弁体が開弁する。これにより、ピストン３０の圧縮行程における減衰力はＣｃになる。さらにピストン速度が高められて高速Ｖｄに達すると、ベースバルブ部６０の第３リリーフ弁１６０の弁体１６４が開弁する。さらにピストン速度が高められると、ベースバルブ部６０の第５リリーフ弁１７０が開弁する。
【００３９】
このように、ピストン３の圧縮行程時には、弁８０、９０、１４０、１５０、１６０、１７０が一つずつ段階的に開弁することにより図２に示すような減衰特性が得られる。
〔ベースバルブ部６０の構成〕
図３はベースバルブ部の構成を示す縦断面図である。図４は図３中Ｘ−Ｘ線に沿う縦断面図である。尚、図３及び図４に示す構成は、実際の構成の一例を示す。
【００４０】
図３及び図４に示されるように、ベースバルブ部６０は、逆止弁１３０と、第３調圧弁１４０と、第３〜第５リリーフ弁１５０、１６０、１７０とが、シリンダ２０の軸線に対して同一半径の各位置に９０度間隔で設けられている。また、各弁の周囲には、複数の連通路１２０が同心円状に配されている。
【００４１】
さらに、各第３〜第５リリーフ弁１５０、１６０、１７０の開弁タイミングがずれるように流路面積又はばね力が異なる値に調整されている。そのため、各第３〜第５リリーフ弁１５０、１６０、１７０は、ピストン速度に応じて順次開弁される。
【００４２】
また、連通孔１２０は、圧縮行程時にはシリンダ２０の第２室２２Ｂの圧力が上昇して環状に形成された逆止弁１３０により閉止され、伸長行程時には、シリンダ２０の第２室２２Ｂの圧力が負圧になるので、コイルバネ１３２のばね力により開弁する。このように、ピストン３０が伸長行程のときは、複数の連通路１２０が同時に開弁するため、ピストン速度が高速の場合でもリザーバ室７０からの作動流体の供給が不足することがない。
〔ピストン移動方向による作動流体の流れ〕
図５は流体圧緩衝器の伸長行程の動作を説明するための縦断面図である。図５に示されるように、ピストン３０が伸長行程のときは、第１室２２Ａが圧力室になり、第２室２２Ｂが負圧室になる。そのため、第１室２２Ａの作動流体は、ピストン３０の第２調圧弁１００、第２リリーフ弁１１０が開弁して第２室２２Ｂに流入する。これにより、作動流体が第２調圧弁１００、第２リリーフ弁１１０を通過する際に減衰力を発生する。
【００４３】
また、第２室２２Ｂが負圧室になるため、逆止弁１３０が開弁し、リザーバ室７０の作動流体が複数の連通路１２０を通過して第２室２２Ｂに供給される。これにより、第２室２２Ｂで作動流体が不足することはない。このように、圧力側の第１室２２Ａでの作動流体の不足が解消されるため、ピストン３０が伸長行程のときの減衰力特性の波形図の波形くずれが抑制される。
【００４４】
図６は流体圧緩衝器の圧縮行程の動作を説明するための縦断面図である。図６に示されるように、ピストン３０が圧縮行程のとき、第１室２２Ａが負圧室で、第２室２２Ｂが圧力室となる。そのため、ピストン速度が低速の場合、第２室２２Ｂの作動流体は、ピストン３０の第１調圧弁８０が開弁して第１室２２Ａに流入する。これにより、作動流体が第１調圧弁８０を通過する際に減衰力を発生する。
【００４５】
また、ピストン速度が中速になると、第２室２２Ｂの圧力Ｐｂが上昇するため、ベースバルブ部６０の第３調圧弁１４０の弁体１４４が開弁して第２室２２Ｂの作動流体が第３調圧弁１４０の通路１４２を通過してリザーバ室７０に流入する。
【００４６】
さらに、ピストン速度が高速になると、第２室２２Ｂの圧力Ｐｂが上昇するため、ピストン３０の第２リリーフ弁９０の弁体９４が開弁して第２室２２Ｂの作動流体が第２リリーフ弁９０の通路９２を通過して第１室２２Ａに流入する。
【００４７】
さらに、ピストン速度が高速になると、第２室２２Ｂの圧力Ｐｂがさらに上昇するため、ベースバルブ部６０の第３リリーフ弁１５０の弁体１５４が開弁して第２室２２Ｂの作動流体が第３リリーフ弁１５０の通路１５２を通過してリザーバ室７０に流入する。
【００４８】
また、第２室２２Ｂが圧力室になるため、逆止弁１３０は閉弁する。これにより、第２室２２Ｂで作動流体が不足することはない。
【００４９】
このようにピストン３０のピストン速度に応じて弁８０、９０、１４０、１５０、１６０が所定時間間隔で順次開弁するため、ピストン速度に応じた減衰力を発生することができると共に、第２室２２Ｂからリザーバ室７０へ流入する作動流体も調整することができるので、第２室２２Ｂから作動流体の流出量が不足すること抑制される。
【００５０】
本発明によれば、ピストン３０の圧縮動作に伴い第１調圧弁８０（ピストン部調圧弁）、第３調圧弁１４０（ベースバルブ部調圧弁）、第１リリーフ弁９０（ピストン部リリーフ弁）、第３〜第５リリーフ弁１５０、１６０、１７０（ベースバルブ部リリーフ弁）の順に各弁が開弁するため、各弁の開弁タイミングがずれることで、第２室２２Ｂからベースバルブ部６０を介してリザーバ室７０へ流通する流通量が多すぎるために第１室２２Ａが真空状態となり、ピストン３０の伸び動作に切り替わったときの減衰力の立ち上がり遅れが生じるということを抑えることができる。また、ピストン速度の高速域でピストン３０が圧縮側に動作する際の減衰力の上昇を抑えることができる。
【符号の説明】
【００５１】
１０ 流体圧緩衝器
２０ シリンダ
２２ 内側シリンダ
２２Ａ 第１室（上室）
２２Ｂ 第２室（下室）
２４ 外側シリンダ
３０ ピストン
４０ ピストンロッド
５０ ピストン部減衰力発生機構
５０Ａ 圧縮行程用減衰力発生機構
５０Ｂ 伸長行程用減衰力発生機構
６０ ベースバルブ部
７０ リザーバ室（充填室）
８０ 第１調圧弁（ピストン部調圧弁）
８２、９２、１０２、１１２、１４２、１５２、１６２ 通路
８４、９４、１０４、１１４、１４４、１５４、１６４ 弁体
８６、９６、１０６、１１６、１４６、１５６、１６６ コイルバネ
８８、９８、１０８、１１８、１４８、１５８、１６８ 流出側開口
９０ 第１リリーフ弁（ピストン部リリーフ弁）
１００ 第２調圧弁
１１０ 第２リリーフ弁
１２０ 連通路
１３０ 逆止弁
１４０ 第３調圧弁（ベースバルブ部調圧弁）
１５０、１６０、１７０ 第３〜第５リリーフ弁（ベースバルブ部リリーフ弁）
【技術分野】
【０００１】
本発明は流体圧緩衝器に係り、特に建物などの構造物の振動を緩衝するように構成された流体圧緩衝器に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、地震による建物の振動を緩衝する流体圧緩衝器としては、ユニフロー形流体圧緩衝器（例えば、特許文献１参照）と、バイフロー構造の流体圧緩衝器（例えば、特許文献２参照）がある。
【０００３】
ユニフロー形流体圧緩衝器は、ピストン部に下室から上室への流通のみを許容するチェック弁が設けられ、ベースバルブ部にリザーバ室（充填室）から下室への流通のみを許容するチェック弁が設けられている。そして、圧縮行程のときは、ピストン部のチェック弁が開弁し、シリンダの下室が正圧（圧力室）となり、ロッド移動体積分の作動流体（作動油）が減衰力発生機構を流れることで減衰力を発生する。また、ピストン移動体積分からロッド移動体積分を除いた作動流体は、リザーバ室に供給される。
【０００４】
また、伸長行程のときはピストンのチェック弁が閉じ、シリンダ内の上室（第１室）が正圧（圧力室）となり、ピストン移動体積分からロッド移動体積分を除いた作動流体が減衰力発生機構を流れることで減衰力を発生する。これと同時に、シリンダの下室（第２室）側では、負圧となり、ベースバルブのチェック弁を通じてリザーバ室からシリンダ内部へ作動流体が供給される。
【０００５】
バイフロー構造の流体圧緩衝器は、ピストン内部に伸長、圧縮用の減衰力発生機構を有し、ベースバルブ部にはリザーバ室から下室への流通のみを許容するチェック弁と、下室からリザーバ室へ圧縮時ロッド移動体積分の作動流体を流通させる減衰力発生機構を有する。また、伸長行程では、上室側のピストン移動体積分からロッド移動体積分を除いた作動流体がピストン部の減衰力発生機構を通り、同時にベースバルブ部のチェック弁を通じてリザーバ室から下室へロッド移動体積分の作動流体が供給される。
【０００６】
同様に、圧縮行程時は、下室のピストン移動体積分からロッド移動体積分を除いた作動流体がピストン内部の減衰力発生機構を通じて上室へ流通し、ロッド移動体積分の作動流体がベースバルブ部の減衰力発生機構を通じて下室からリザーバ室へ流通する。
【０００７】
上記流体圧緩衝器では、免震ビル用としての要求特性として、第１減衰係数が例えば、ピストン速度が０．３ｍ／ｓまで第１線形特性を有し、このピストン速度を過ぎてピストン速度が例えば、１．５ｍ／ｓまで第１減衰係数よりも小さい第２減衰係数の第２線形特性で推移するバイリニアと呼ばれる仕様がある。
【０００８】
このバイリニアの流体圧緩衝器においては、第１線形特性を得るための第１減衰係数用の減衰力発生機構と、第２線形特性を得るための第２減衰係数用の減衰力発生機構とを有する構成となる。そして、バイフロー構造の流体圧緩衝器では、ピストン内部に、伸長行程用の第１減衰係数発生弁及び第２減衰係数発生弁と、同様に圧縮行程用の第１減衰係数発生弁及び第２減衰係数発生弁とが配され、ベースバルブ部には圧縮行程用の第１減衰係数発生弁及び第２減衰係数発生弁が配される。
【０００９】
上記バイフロー構造の流体圧緩衝器は、圧縮行程において、ピストン速度が低速域から高速域までピストンとベースバルブ部の流通量をピストン断面積、ロッド断面積相当に割り振ることは困難であり、双方の流通量がアンバランスとなると減衰力−変位特性を表す波形の乱れや要求される減衰力との差違（ずれ）が発生する。
【００１０】
また、減衰力−変位特性を表す波形の乱れは伸長行程のときに現れる。これは、圧縮行程時、ピストンの減衰力発生弁を通過して下室から上室へ流れる作動流体量Ｑ１と、シリンダのベースバルブ部に設けられた減衰力発生弁を通過してシリンダの下室からリザーバへ流れる作動流体量Ｑ２とが、Ｑ１＜Ｑ２となった場合、この条件では、上室に供給される作動流体量Ｑ１が不足し、シリンダの上室が真空状態になるため、伸長行程に移った時に減衰力の立ち上がりの遅れ（波形くずれ）が起きるという問題がある。
【００１１】
また、上記条件とは逆にＱ１＞Ｑ２の場合は、ピストン速度が高速域のときに伸長行程時の圧縮側の減衰力が上昇する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−２７８８２０号公報
【特許文献２】特開２００９−２８７６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで、本発明は上記事情に鑑み、波形くずれが少ない流体圧緩衝器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
（１）本発明は、作動流体が充填されるシリンダと、
該シリンダ内に挿入されて前記シリンダ内を第１室と第２室とに画成するピストンと、
一端が前記ピストンに連結され、他端が前記シリンダの前記第１室側から外部に延出されたピストンロッドと、
前記ピストンに設けられ、前記第１室と前記第２室とを連通する複数のピストン部通路と、
前記シリンダに設けられ、前記ピストンの動作方向に応じて前記作動流体が充填される充填室と前記第２室との間を開閉するベースバルブ部と、
前記ベースバルブ部に設けられ、前記作動流体が充填される充填室と前記第２室との間で前記作動流体を流通させる複数のベースバルブ部通路と、を備え、
前記ピストン部通路は、少なくとも前記第２室から前記第１室への作動流体を流通させるように開閉するピストン部調圧弁及びピストン部リリーフ弁を有し、
前記ベースバルブ部通路は、少なくとも前記第２室から前記充填室への作動流体を流通させるように開閉するベースバルブ部調圧弁及びベースバルブ部リリーフ弁を有し、
これらの前記各弁は、前記ピストンの圧縮動作に伴い前記ピストン部調圧弁、前記ベースバルブ部調圧弁、前記ピストン部リリーフ弁、前記ベースバルブ部リリーフ弁の順に開弁することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、波形くずれを減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による流体圧緩衝器の一実施例の構成を模式的に示す縦断面図である。
【図２】流体圧緩衝器の減衰力特性を示すグラフである。
【図３】ベースバルブ部の構成を示す縦断面図である。
【図４】図３中Ｘ−Ｘ線に沿う縦断面図である。
【図５】流体圧緩衝器の伸長行程の動作を説明するための縦断面図である。
【図６】流体圧緩衝器の圧縮行程の動作を説明するための縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
【実施例１】
【００１８】
〔流体圧緩衝器の構成〕
図１は本発明による流体圧緩衝器の一実施例を模式的に示す縦断面図である。図１に示されるように、流体圧緩衝器１０は、例えば、建物等の構造物の振動を緩衝するバイフロー構造の免震用油圧ダンパであり、シリンダ２０と、ピストン３０、ピストンロッド４０と、ピストン部減衰力発生機構５０と、ベースバルブ部６０とを有する。尚、シリンダ２０の内部には作動流体（図１中、梨地模様で示す）が充填されている。
【００１９】
シリンダ２０は、ピストン３０が往復動する内側シリンダ２２と、作動流体が貯留されるリザーバ室（充填室）７０を形成する外側シリンダ２４とを有する。リザーバ室７０は、内側シリンダ２２と外側シリンダ２４との間の筒状空間に形成される。尚、リザーバ室７０は、内側シリンダ２２と外側シリンダ２４との間に形成する構成としても良いし、あるいはシリンダ２０の外側に別室として設ける構成としても良い。
【００２０】
内側シリンダ２２の内部は、ピストン３０により第１室（上室）２２Ａと第２室（下室）２２Ｂとに画成される。ピストンロッド４０は、一端がピストン３０の端面中央に連結され、他端がシリンダ２０の第１室２２Ａを囲む壁部（上側）を貫通して外部に延出している。尚、第１室２２Ａの壁部には、ピストンロッド４０の外周をシールするシール部材４２が設けられている。
【００２１】
ピストン部減衰力発生機構５０は、圧縮行程用減衰力発生機構５０Ａと、伸長行程用減衰力発生機構５０Ｂとを有する。圧縮行程用減衰力発生機構５０Ａは、第１調圧弁（ピストン部調圧弁）８０と、第１リリーフ弁（ピストン部リリーフ弁）９０とを有する。また、伸長行程用減衰力発生機構５０Ｂは、第２調圧弁１００と、第２リリーフ弁１１０とを有する。なお、減衰力発生機構５０は本実施の形態では調圧弁、リリーフ弁が各１個ずつとしたが、それに限らず複数個使用してもよい。
【００２２】
流体圧緩衝器１０は、圧縮側の減衰力が上昇することを抑制するため、第２室２２Ｂからリザーバ室７０に流れる作動流体の流量を減らすことなく、中速域ではピストン３０を通過して第１室２２Ａに移動する作動流体の流量が不足しないようにするため、圧縮行程用減衰力発生機構５０Ａ及びベースバルブ部６０の各弁の開弁タイミングをずらすように設けられている。
【００２３】
尚、各弁の開弁タイミングをずらす方法としては、各弁の通路面積の大きさを変えることで各弁体の受圧面積を変える方法（各弁の他の条件は同じとする）と、上記各弁のコイルバネのばね力を各弁毎に変える方法（各弁の他の条件は同じとする）とがある。
【００２４】
第１調圧弁８０は、ピストン３０を貫通する通路８２と、通路８２を開閉する弁体８４と、弁体８４を閉弁方向に付勢するコイルバネ８６と、通路８２の流出側に配された流出側開口８８とを有する。また、第１調圧弁８０は、ピストン３０が圧縮行程のとき第２室２２Ｂが圧力室となるため、第２室２２Ｂの圧力Ｐｂが第１室２２Ａの圧力Ｐａとコイルバネ８６のばね力Ｆ１と合計した力よりも大きい場合に開弁する（Ｐｂ＞Ｐａ＋Ｆ１）。
【００２５】
第１リリーフ弁９０は、ピストン３０を貫通する通路９２と、通路９２を開閉する弁体９４と、弁体９４を閉弁方向に付勢するコイルバネ９６と、通路９２の流出側に配された流出側開口９８とを有する。また、第１リリーフ弁９０は、ピストン３０が圧縮行程のとき第２室２２Ｂが圧力室となるため、第１調圧弁８０と同様に、第２室２２Ｂの圧力Ｐｂが第１室２２Ａの圧力Ｐａとコイルバネ８６のばね力Ｆ３と合計した力よりも大きい場合に開弁する（Ｐｂ＞Ｐａ＋Ｆ３）。
【００２６】
第２調圧弁１００は、前述した第１調圧弁８０と同様な構成であり、ピストン３０を貫通する通路１０２と、通路１０２を開閉する弁体１０４と、弁体１０４を閉弁方向に付勢するコイルバネ１０６と、通路１０２の流出側に配された流出側開口１０８とを有する。また、第２調圧弁１００は、ピストン３０が伸長行程のとき第１室２２Ａが圧力室となるため、第１室２２Ａの圧力Ｐａが第２室２２Ｂの圧力Ｐｂとコイルバネ１０６のばね力Ｆ１と合計した力よりも大きい場合に開弁する（Ｐａ＞Ｐｂ＋Ｆ１）。
【００２７】
第２リリーフ弁１１０は、前述した第１リリーフ弁９０と同様な構成であり、ピストン３０を貫通する通路１１２と、通路１１２を開閉する弁体１１４と、弁体１１４を閉弁方向に付勢するコイルバネ１１６と、通路１１２の流出側に配された流出側開口１１８とを有する。また、第２リリーフ弁１１０は、ピストン３０が伸長行程のとき第１室２２Ａが圧力室となるため、第２調圧弁１００と同様に、第１室２２Ａの圧力Ｐａが第２室２２Ｂの圧力Ｐｂとコイルバネ８６のばね力Ｆ３と合計した力よりも大きい場合に開弁する（Ｐａ＞Ｐｂ＋Ｆ３）。
【００２８】
尚、第２調圧弁１００及び第２リリーフ弁１１０は、ピストン３０が伸長行程のときに開弁するように設けられている。
【００２９】
また、ベースバルブ部６０は、シリンダ２０の第２室２２Ｂを囲む壁部（下側）に設けられており、連通路１２０と、逆止弁１３０と、第３調圧弁（ベースバルブ部調圧弁）１４０と、第３〜第５リリーフ弁（ベースバルブ部リリーフ弁）１５０、１６０、１７０とを有する。尚、ベースバルブ６０には、少なくとも第３〜第５リリーフ弁１５０、１６０、１７０が設けられている（図４参照）。
【００３０】
連通路１２０は、リザーバ室７０と第２室２２Ｂとの間を連通しており、ピストン３０が伸長行程のときリザーバ室７０の作動流体を第２室２２Ｂに供給するための通路である。また、逆止弁１３０は、連通路１２０の端部に設けられ、ピストン３０が伸長行程のとき連通路１２０を開弁し、ピストン３０が圧縮行程のとき連通路１２０を閉弁する。
【００３１】
第３調圧弁１４０は、連通路１２０と第２室２２Ｂとを連通する通路１４２と、通路１４２を開閉する弁体１４４と、弁体１４４を閉弁方向に付勢するコイルバネ１４６と、通路１４２の流出側に配された流出側開口１４８とを有する。また、第３調圧弁１４０は、ピストン３０が圧縮行程のとき、第２室２２Ｂの圧力Ｐｂとリザーバ室７０の圧力Ｐｃとコイルバネ１４６のばね力Ｆ２と合計した力よりも大きい場合に開弁する（Ｐｂ＞Ｐｃ＋Ｆ２）。
【００３２】
第３リリーフ弁１５０は、連通路１２０と第２室２２Ｂとを連通する通路１５２と、通路１５２を開閉する弁体１５４と、弁体１５４を閉弁方向に付勢するコイルバネ１５６と、通路１５２の流出側に配された流出側開口１５８とを有する。また、第３リリーフ弁１５０は、ピストン３０が圧縮行程のとき、第２室２２Ｂの圧力Ｐｂとリザーバ室７０の圧力Ｐｃとコイルバネ１５６のばね力Ｆ４と合計した力よりも大きい場合に開弁する（Ｐｂ＞Ｐｃ＋Ｆ４）。
【００３３】
第４リリーフ弁１６０は、連通路１２０と第２室２２Ｂとを連通する通路１６２と、通路１６２を開閉する弁体１６４と、弁体１６４を閉弁方向に付勢するコイルバネ１６６と、通路１６２の流出側に配された流出側開口１６８とを有する。また、第４リリーフ弁１６０は、ピストン３０が圧縮行程のとき、第２室２２Ｂの圧力Ｐｂとリザーバ室７０の圧力Ｐｃとコイルバネ１６６のばね力Ｆ５と合計した力よりも大きい場合に開弁する（Ｐｂ＞Ｐｃ＋Ｆ５）。
【００３４】
また、図１には図示されていないが、後述する図４に示されるように、ベースバルブ部６０には、上記第３、第４リリーフ弁１５０、１６０の他に第５リリーフ弁１７０が設けられている。この第５リリーフ弁１７０は、ピストン３０が圧縮行程のとき、第６リリーフ弁１６０の次に開弁するように弁体が動作する。
【００３５】
各弁８０、９０、１４０、１５０、１６０の通路８２、９２、１４２、１５２、１６２における各弁体８４、９４、１４４、１５４、１６４の受圧面積Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５が、Ｓ１＞Ｓ２＞Ｓ３＞Ｓ４＞Ｓ５となるように設定されている。そのため、ピストン３０の圧縮行程において、各弁体８４、９４、１４４、１５４、１６４は受圧面積の差により所定時間間隔で一つずつ順次開弁する。また、第５リリーフ弁１７０の弁体の受圧面積は第４リリーフ弁１６０の受圧面積Ｓ５より小さくなるように設定されている。
【００３６】
このように、各弁８０、９０、１４０、１５０、１６０、１７０の開弁タイミングがずれることで、ピストンの圧縮動作に伴い第１調圧弁８０（ピストン部調圧弁）、第３調圧弁１４０（ベースバルブ部調圧弁）、第１リリーフ弁９０（ピストン部リリーフ弁）、第３リリーフ弁１５０、１６０、１７０（ベースバルブ部リリーフ弁）の順に各弁が開弁するため、各弁の開弁タイミングがずれることで、第２室２２Ｂからベースバルブ６０を介してリザーバ室７０へ流通する流通量が多すぎるために第１室２２Ａが真空状態となり、ピストン３０の伸び動作に切り替わったときの減衰力の立ち上がり遅れが生じるということを抑えることができる。また、ピストン速度の高速域でピストン３０が圧縮側に動作する際の減衰力の上昇を抑えることができる。
【００３７】
また、上記各弁８０、９０、１００、１１０、１４０、１５０、１６０、１７０の配置数は、本実施例の数に限らず、設置スペースとの関係で適宜、増やしても良い。
〔各弁の変形例〕
上記各コイルバネ８６、９６、１０６、１１６、１４６、１５６、１６６のばね力Ｆ１〜Ｆ５は、夫々異なるばね定数を有するようにばね材の径、巻数が設定されている場合やばね定数が同一でも取付時の長さを変化させ、本実施例において、ばね力Ｆ１＜Ｆ２＜Ｆ３＜Ｆ４＜Ｆ５となるように調整されている。そのため、ピストン３０の圧縮行程において、各コイルバネ８６、９６、１４６、１５６、１６６のばね力Ｆ１〜Ｆ５と第２室２２Ｂの圧力Ｐｂの上昇により各弁体８４、９４、１４４、１５４、１６４は一つずつ順次開弁する。また、第５リリーフ弁１７０のコイルバネは、第４リリーフ弁１６０のコイルバネ１６６のばね力Ｆ５の次に大きいばね力になるように設定されている。
〔流体圧緩衝器の減衰力特性〕
図２は流体圧緩衝器の減衰力特性を示すグラフである。圧縮時、図２に示されるように、ピストン速度０からＶａまでの間では、ピストン３０の第１調圧弁８０が開弁し、第１調圧弁８０による減衰力０からＣａが発生し、同時にベースバルブ部６０の第３調圧弁１４０の弁体１４４が開弁する。速度Ｖａのリリーフ点では、ピストン３０の第１のリリーフ弁９０の弁体９４が開弁する。さらにピストン速度が高められて中速Ｖｂに達すると、ベースバルブ部６０の第３リリーフ弁１５０の弁体１５４が開弁する。
【００３８】
さらに、ピストン速度が高められて中速Ｖｃに達すると、ピストン３０の図示せぬリリーフ弁の弁体が開弁する。これにより、ピストン３０の圧縮行程における減衰力はＣｃになる。さらにピストン速度が高められて高速Ｖｄに達すると、ベースバルブ部６０の第３リリーフ弁１６０の弁体１６４が開弁する。さらにピストン速度が高められると、ベースバルブ部６０の第５リリーフ弁１７０が開弁する。
【００３９】
このように、ピストン３の圧縮行程時には、弁８０、９０、１４０、１５０、１６０、１７０が一つずつ段階的に開弁することにより図２に示すような減衰特性が得られる。
〔ベースバルブ部６０の構成〕
図３はベースバルブ部の構成を示す縦断面図である。図４は図３中Ｘ−Ｘ線に沿う縦断面図である。尚、図３及び図４に示す構成は、実際の構成の一例を示す。
【００４０】
図３及び図４に示されるように、ベースバルブ部６０は、逆止弁１３０と、第３調圧弁１４０と、第３〜第５リリーフ弁１５０、１６０、１７０とが、シリンダ２０の軸線に対して同一半径の各位置に９０度間隔で設けられている。また、各弁の周囲には、複数の連通路１２０が同心円状に配されている。
【００４１】
さらに、各第３〜第５リリーフ弁１５０、１６０、１７０の開弁タイミングがずれるように流路面積又はばね力が異なる値に調整されている。そのため、各第３〜第５リリーフ弁１５０、１６０、１７０は、ピストン速度に応じて順次開弁される。
【００４２】
また、連通孔１２０は、圧縮行程時にはシリンダ２０の第２室２２Ｂの圧力が上昇して環状に形成された逆止弁１３０により閉止され、伸長行程時には、シリンダ２０の第２室２２Ｂの圧力が負圧になるので、コイルバネ１３２のばね力により開弁する。このように、ピストン３０が伸長行程のときは、複数の連通路１２０が同時に開弁するため、ピストン速度が高速の場合でもリザーバ室７０からの作動流体の供給が不足することがない。
〔ピストン移動方向による作動流体の流れ〕
図５は流体圧緩衝器の伸長行程の動作を説明するための縦断面図である。図５に示されるように、ピストン３０が伸長行程のときは、第１室２２Ａが圧力室になり、第２室２２Ｂが負圧室になる。そのため、第１室２２Ａの作動流体は、ピストン３０の第２調圧弁１００、第２リリーフ弁１１０が開弁して第２室２２Ｂに流入する。これにより、作動流体が第２調圧弁１００、第２リリーフ弁１１０を通過する際に減衰力を発生する。
【００４３】
また、第２室２２Ｂが負圧室になるため、逆止弁１３０が開弁し、リザーバ室７０の作動流体が複数の連通路１２０を通過して第２室２２Ｂに供給される。これにより、第２室２２Ｂで作動流体が不足することはない。このように、圧力側の第１室２２Ａでの作動流体の不足が解消されるため、ピストン３０が伸長行程のときの減衰力特性の波形図の波形くずれが抑制される。
【００４４】
図６は流体圧緩衝器の圧縮行程の動作を説明するための縦断面図である。図６に示されるように、ピストン３０が圧縮行程のとき、第１室２２Ａが負圧室で、第２室２２Ｂが圧力室となる。そのため、ピストン速度が低速の場合、第２室２２Ｂの作動流体は、ピストン３０の第１調圧弁８０が開弁して第１室２２Ａに流入する。これにより、作動流体が第１調圧弁８０を通過する際に減衰力を発生する。
【００４５】
また、ピストン速度が中速になると、第２室２２Ｂの圧力Ｐｂが上昇するため、ベースバルブ部６０の第３調圧弁１４０の弁体１４４が開弁して第２室２２Ｂの作動流体が第３調圧弁１４０の通路１４２を通過してリザーバ室７０に流入する。
【００４６】
さらに、ピストン速度が高速になると、第２室２２Ｂの圧力Ｐｂが上昇するため、ピストン３０の第２リリーフ弁９０の弁体９４が開弁して第２室２２Ｂの作動流体が第２リリーフ弁９０の通路９２を通過して第１室２２Ａに流入する。
【００４７】
さらに、ピストン速度が高速になると、第２室２２Ｂの圧力Ｐｂがさらに上昇するため、ベースバルブ部６０の第３リリーフ弁１５０の弁体１５４が開弁して第２室２２Ｂの作動流体が第３リリーフ弁１５０の通路１５２を通過してリザーバ室７０に流入する。
【００４８】
また、第２室２２Ｂが圧力室になるため、逆止弁１３０は閉弁する。これにより、第２室２２Ｂで作動流体が不足することはない。
【００４９】
このようにピストン３０のピストン速度に応じて弁８０、９０、１４０、１５０、１６０が所定時間間隔で順次開弁するため、ピストン速度に応じた減衰力を発生することができると共に、第２室２２Ｂからリザーバ室７０へ流入する作動流体も調整することができるので、第２室２２Ｂから作動流体の流出量が不足すること抑制される。
【００５０】
本発明によれば、ピストン３０の圧縮動作に伴い第１調圧弁８０（ピストン部調圧弁）、第３調圧弁１４０（ベースバルブ部調圧弁）、第１リリーフ弁９０（ピストン部リリーフ弁）、第３〜第５リリーフ弁１５０、１６０、１７０（ベースバルブ部リリーフ弁）の順に各弁が開弁するため、各弁の開弁タイミングがずれることで、第２室２２Ｂからベースバルブ部６０を介してリザーバ室７０へ流通する流通量が多すぎるために第１室２２Ａが真空状態となり、ピストン３０の伸び動作に切り替わったときの減衰力の立ち上がり遅れが生じるということを抑えることができる。また、ピストン速度の高速域でピストン３０が圧縮側に動作する際の減衰力の上昇を抑えることができる。
【符号の説明】
【００５１】
１０ 流体圧緩衝器
２０ シリンダ
２２ 内側シリンダ
２２Ａ 第１室（上室）
２２Ｂ 第２室（下室）
２４ 外側シリンダ
３０ ピストン
４０ ピストンロッド
５０ ピストン部減衰力発生機構
５０Ａ 圧縮行程用減衰力発生機構
５０Ｂ 伸長行程用減衰力発生機構
６０ ベースバルブ部
７０ リザーバ室（充填室）
８０ 第１調圧弁（ピストン部調圧弁）
８２、９２、１０２、１１２、１４２、１５２、１６２ 通路
８４、９４、１０４、１１４、１４４、１５４、１６４ 弁体
８６、９６、１０６、１１６、１４６、１５６、１６６ コイルバネ
８８、９８、１０８、１１８、１４８、１５８、１６８ 流出側開口
９０ 第１リリーフ弁（ピストン部リリーフ弁）
１００ 第２調圧弁
１１０ 第２リリーフ弁
１２０ 連通路
１３０ 逆止弁
１４０ 第３調圧弁（ベースバルブ部調圧弁）
１５０、１６０、１７０ 第３〜第５リリーフ弁（ベースバルブ部リリーフ弁）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動流体が充填されるシリンダと、
該シリンダ内に挿入されて前記シリンダ内を第１室と第２室とに画成するピストンと、
一端が前記ピストンに連結され、他端が前記シリンダの前記第１室側から外部に延出されたピストンロッドと、
前記ピストンに設けられ、前記第１室と前記第２室とを連通する複数のピストン部通路と、
前記シリンダに設けられ、前記ピストンの動作方向に応じて前記作動流体が充填される充填室と前記第２室との間を開閉するベースバルブ部と、
前記ベースバルブ部に設けられ、前記作動流体が充填される充填室と前記第２室との間で前記作動流体を流通させる複数のベースバルブ部通路と、を備え、
前記ピストン部通路は、少なくとも前記第２室から前記第１室への作動流体を流通させるように開閉するピストン部調圧弁及びピストン部リリーフ弁を有し、
前記ベースバルブ部通路は、少なくとも前記第２室から前記充填室への作動流体を流通させるように開閉するベースバルブ部調圧弁及びベースバルブ部リリーフ弁を有し、
これらの前記各弁は、前記ピストンの圧縮動作に伴い前記ピストン部調圧弁、前記ベースバルブ部調圧弁、前記ピストン部リリーフ弁、前記ベースバルブ部リリーフ弁の順に開弁することを特徴とする流体圧緩衝器。
【請求項２】
前記ベースバルブ部の通路に、第２のベースバルブ部リリーフ弁を設け、
前記第２のベースバルブ部リリーフ弁は、前記ピストンの圧縮行程のピストン速度の上昇に伴い前記ベースバルブ部リリーフ弁の次に開弁することを特徴とする請求項１に記載の流体圧緩衝器。
【請求項１】
作動流体が充填されるシリンダと、
該シリンダ内に挿入されて前記シリンダ内を第１室と第２室とに画成するピストンと、
一端が前記ピストンに連結され、他端が前記シリンダの前記第１室側から外部に延出されたピストンロッドと、
前記ピストンに設けられ、前記第１室と前記第２室とを連通する複数のピストン部通路と、
前記シリンダに設けられ、前記ピストンの動作方向に応じて前記作動流体が充填される充填室と前記第２室との間を開閉するベースバルブ部と、
前記ベースバルブ部に設けられ、前記作動流体が充填される充填室と前記第２室との間で前記作動流体を流通させる複数のベースバルブ部通路と、を備え、
前記ピストン部通路は、少なくとも前記第２室から前記第１室への作動流体を流通させるように開閉するピストン部調圧弁及びピストン部リリーフ弁を有し、
前記ベースバルブ部通路は、少なくとも前記第２室から前記充填室への作動流体を流通させるように開閉するベースバルブ部調圧弁及びベースバルブ部リリーフ弁を有し、
これらの前記各弁は、前記ピストンの圧縮動作に伴い前記ピストン部調圧弁、前記ベースバルブ部調圧弁、前記ピストン部リリーフ弁、前記ベースバルブ部リリーフ弁の順に開弁することを特徴とする流体圧緩衝器。
【請求項２】
前記ベースバルブ部の通路に、第２のベースバルブ部リリーフ弁を設け、
前記第２のベースバルブ部リリーフ弁は、前記ピストンの圧縮行程のピストン速度の上昇に伴い前記ベースバルブ部リリーフ弁の次に開弁することを特徴とする請求項１に記載の流体圧緩衝器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１８０８６１（Ｐ２０１２−１８０８６１Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４２８０４（Ｐ２０１１−４２８０４）
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
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