JP6567267B2

JP6567267B2 - Structure damping device

Info

Publication number: JP6567267B2
Application number: JP2014223389A
Authority: JP
Inventors: 浩志上野
Original assignee: 千博産業株式会社
Priority date: 2014-10-31
Filing date: 2014-10-31
Publication date: 2019-08-28
Anticipated expiration: 2034-10-31
Also published as: JP2016089912A

Description

本発明は、柱及び梁等の構造部材に取付けて、地震に際して構造物の揺れを抑える制振装置に関する。 The present invention is mounted on the structural member such as a pillar and a beam, to vibration suppression apparatus suppresses vibration of the structure during an earthquake.

従来、構造物の制振装置として、油圧ダンパを用いたものはある（特許文献１参照）。上記油圧ダンパは、シリンダに形成された油圧室がピストンにより区画され、かつピストンロッドが油圧室の両端に設けられた壁面に挿通されている。上記油圧ダンパは、ピストンロッド側が一方の構造部材に、シリンダ側が他方の構造部材に対角線状に連結されてブレースダンパを構成し、前記ピストンを貫通して前記両油圧室を連通する流路に調圧弁を介在し、振動特性に応じた所定の減衰係数が実現される。特許文献１のものは、非線形バネを調圧弁と並列に配置し、上記減衰効果に加えて剛性による抵抗力を保持することを提案している。 Conventionally, there is a structure using a hydraulic damper as a structure damping device (see Patent Document 1). In the hydraulic damper, a hydraulic chamber formed in a cylinder is partitioned by a piston, and piston rods are inserted through wall surfaces provided at both ends of the hydraulic chamber. The hydraulic damper is connected to one structural member on the piston rod side and diagonally connected to the other structural member on the cylinder side to form a brace damper, and is adjusted to a flow path that connects the hydraulic chambers through the piston. A predetermined damping coefficient corresponding to the vibration characteristics is realized through the pressure valve. The thing of patent document 1 has arrange | positioned a non-linear spring in parallel with a pressure regulation valve, and proposes holding the resistance force by rigidity in addition to the said damping effect.

また、車両用の緩衝器にあっては、ピストンの圧側、伸側の移動に伴う所定圧で解放されるチェックバルブと、上記区画された両油室を連通するオリフィスとを有する圧側及び伸側減衰力発生装置を備えるものがある（特許文献２）。該特許文献２のものは、シリンダチューブを２個のピストンにより第１室、中間室、第２室に区画し、上記２個のピストンにそれぞれ圧側及び伸側の第１減衰力発生装置及び第２減衰力発生装置を備え、シリンダチューブに対するピストンロッドの移動速度が小さいときには、圧側、伸側第１減衰力発生装置の減衰力が圧側、伸側第２減衰力発生装置のそれよりも大きくなるように、また移動速度が大きいときには、圧側、伸側第１減衰力発生装置の減衰力よりも圧側、伸側第２減衰力発生装置のそれが大きくなるように設定し、かつ上記第１室との間にフリーピストンを介在して、ガスが封入されたガス封入室を接続している。 Further, in the shock absorber for the vehicle, the pressure side and the extension side having a check valve that is released at a predetermined pressure associated with the movement of the piston on the pressure side and the extension side, and an orifice that communicates the divided oil chambers. Some have a damping force generator (Patent Document 2). In Patent Document 2, a cylinder tube is divided into a first chamber, an intermediate chamber, and a second chamber by two pistons, and a first damping force generating device and a first damping force generating device on the compression side and an extension side are divided into the two pistons, respectively. When the moving speed of the piston rod relative to the cylinder tube is small, the damping force of the compression side and extension side first damping force generation device is larger than that of the compression side and extension side second damping force generation device. In addition, when the moving speed is high, the compression side and extension side second damping force generators are set so that they are greater than the damping force of the compression side and extension side first damping force generators, and the first chamber A gas sealing chamber in which gas is sealed is connected via a free piston.

特開平６−３４６６２５号公報JP-A-6-346625 特開２００７−７１３６７号公報JP 2007-71367 A

建物の壁面内及び屋根裏等に設置される上記油圧ダンパは、気温や日射の影響を受けて、周囲温度が氷点下から５０℃を越す状況になり、また春夏秋冬の年変化や昼間、夜間の日変化に曝される。上記周囲の温度変化は、油圧ダンパの油圧室に充填されているオイル（粘性流体）に影響し、該オイルが膨張、収縮を繰返す。 The hydraulic dampers installed in the walls and attics of buildings are affected by the temperature and solar radiation, and the ambient temperature exceeds 50 ° C from below freezing. Exposed to diurnal changes. The ambient temperature change affects oil (viscous fluid) filled in the hydraulic chamber of the hydraulic damper, and the oil repeatedly expands and contracts.

上記油圧ダンパは、ピストンロッドの移動が油圧室の容積変化を生じないように構成され、シリンダ及び両端壁面で形成される油圧室の容積は、一定になっている。そのため、上記温度変化によりオイルが膨張、収縮すると、油圧室のオイルの圧力が大きく変化して、ピストンロッドを摺動自在に嵌挿する壁面に装着されているシールに大きな油圧変化を作用して、オイルが油圧室外部に漏れたり、外部の空気が油圧室内に浸入したりして、油圧ダンパの機能を早期に劣化する虞がある。 The hydraulic damper is configured such that the movement of the piston rod does not cause a change in the volume of the hydraulic chamber, and the volume of the hydraulic chamber formed by the cylinder and both end wall surfaces is constant. Therefore, when the oil expands and contracts due to the above temperature change, the oil pressure in the hydraulic chamber changes greatly, and a large oil pressure change acts on the seal attached to the wall surface on which the piston rod is slidably inserted. If the oil leaks to the outside of the hydraulic chamber or the outside air enters the hydraulic chamber, the function of the hydraulic damper may be deteriorated at an early stage.

小さな地震又はトラックの道路走行による建物の揺れは小さく、従って構造物、特に木造の建物の柱と梁との間に設けられる油圧ダンパは、伸び縮みする量が極めて小さく、該小さい作動量で大きな減衰力を発生する必要がある。また、大地震による建物の大きな揺れに対しては、上記大きな減衰力特性の油圧ダンパでは、該油圧ダンパと柱或いは梁との接合部分に大きな応力が作用して、該接合部分を破損してしまう虞がある。 The vibration of the building due to small earthquakes or trucks traveling on the road is small, so the structure, especially the hydraulic damper provided between the pillars and beams of the wooden building, has a very small amount of expansion and contraction, and a large amount of the small operation amount. It is necessary to generate a damping force. In addition, in response to a large shaking of a building due to a large earthquake, in the hydraulic damper having the above-mentioned large damping force characteristics, a large stress acts on the joint between the hydraulic damper and a column or a beam, and the joint is damaged. There is a risk of it.

上記特許文献１の油圧ダンパは、構造物の柱梁架構内に設置するものであるが、調圧弁が所定減衰係数からなるダッシュポットとしての特性を発揮するものであり、上述した小さな地震、大きな地震等の異なる状況に対応する特性を有するものではなく、かつ両油圧室の容積は一定となっている。 The hydraulic damper disclosed in Patent Document 1 is installed in a column beam frame of a structure, but the pressure regulating valve exhibits a characteristic as a dashpot having a predetermined damping coefficient, and the above-described small earthquake, large It does not have characteristics corresponding to different situations such as earthquakes, and the volume of both hydraulic chambers is constant.

上記特許文献２の油圧ダンパは、ピストンの移動速度が小さい場合、速度が大きい場合に比して減衰力が大きい２段折れ特性を有し、かつ第１室がフリーピストンを介在してガス封入室に接続しているが、車両の緩衝器であって、構造物の制振装置ではない。従って、該油圧ダンパは、車軸と車体との間で車重を懸架する懸架装置を構成するものであって、油圧ダンパの長さは常に変化可能であって、例えガス封入室が接続されるとしても、それは車体を軟かく支持するためのものであり、上述した一定間隔からなる柱と梁との間に取付けられる制振用の油圧ダンパとはその機能が本質的に異なる。また、ピストンの速度に応じて減衰力が異なる特性を有するが、ピストン速度が小さい場合であっても、車体を軟かく支持するために上記地震に対する大きな減衰力特性とは、根本的に異なる。 The hydraulic damper disclosed in Patent Literature 2 has a two-stage folding characteristic in which the damping force is large when the moving speed of the piston is low and the damping force is large as compared with the case where the speed is high, and the first chamber is sealed with a free piston. Although it is connected to the room, it is a shock absorber for a vehicle, not a vibration damping device for a structure. Therefore, the hydraulic damper constitutes a suspension device for suspending the vehicle weight between the axle and the vehicle body, and the length of the hydraulic damper can always be changed, for example, the gas sealing chamber is connected. Even so, it is for softly supporting the vehicle body, and its function is essentially different from the above-described vibration damper for vibration damping attached between the pillars and the beams having a constant interval. Further, although the damping force has different characteristics depending on the piston speed, even when the piston speed is low, the damping force characteristic for the earthquake is fundamentally different in order to support the vehicle body softly.

そこで、本発明は、油圧ダンパの油圧室の容積を変化可能に構成すると共にその減衰力特性を地震の強さに対応して変化し、もって長期に亘ってその機能を維持することができる構造物の制振装置を提供することを目的とするものである。 Therefore, the present invention has a structure in which the volume of the hydraulic chamber of the hydraulic damper can be changed, and the damping force characteristic can be changed corresponding to the strength of the earthquake, so that the function can be maintained over a long period of time. An object of the present invention is to provide a vibration damping device for an object.

本発明は、シリンダ（５）内にオイルを充填した油圧室（２７）を有し、該油圧室をピストン（１０）により２個の油室（２７ａ）（２７ｂ）に区画して、前記２個の油室の間でオイルを所定の減衰力特性で連通する油圧ダンパ（１）を備え、前記油圧ダンパ（１）を、地震により相対移動する構造部材の間に設置してなる構造物の制振装置（Ｕ）において、
前記シリンダ（５）に少なくとも軸方向に一体のエンド部材（１９）と、前記シリンダに軸方向に移動自在なフロート部材（２３）との間で前記油圧室（２７）を形成し、
前記シリンダの端部の閉塞部（９）と前記フロート部材（２３）との間に、前記油圧室（２７）から前記フロート部材（２３）に作用する油圧に対向する付勢力を有する予圧室（２９）を形成し、
前記ピストン（１０）部分に、前記２個の油室の一方（２７ａ）から他方の油室（２７ｂ）へのオイルの流れを規制する第１のピストンバルブ（３７_１）と、前記他方の油室（２７ｂ）から一方の油室（２７ａ）へのオイルの流れを規制する第２のピストンバルブ（３７_２）とを設け、
前記第１及び第２のピストンバルブ（３７_１，３７_２）は、それぞれ前記規制される流れと反対方向のオイルの流れに対して、前記シリンダ（５）に対する前記ピストン（１０）の移動速度が低い状態では前記オイルの流れに対する抵抗力が大きく、移動速度に対する荷重変化が急勾配で立上がる減衰特性の大きい剛性に近い状態にあり、前記ピストン（１０）の移動速度が速い状態では前記オイルの流れに対する抵抗力が小さい減衰力特性を有する、
ことを特徴とする構造物の制振装置にある。 The present invention has a hydraulic chamber (27) filled with oil in a cylinder (5), and the hydraulic chamber is partitioned into two oil chambers (27a) and (27b) by a piston (10). A hydraulic damper (1) that communicates oil between the oil chambers with a predetermined damping force characteristic, and the hydraulic damper (1) is installed between structural members that are relatively moved by an earthquake. In the damping device (U),
The hydraulic chamber (27) is formed between an end member (19) integrated at least in the axial direction with the cylinder (5) and a float member (23) movable in the axial direction with respect to the cylinder,
A preload chamber having a biasing force that opposes the hydraulic pressure acting on the float member (23) from the hydraulic chamber (27) between the closed portion (9) at the end of the cylinder and the float member (23). 29)
The piston (10) includes a first piston valve (37 ₁ ) for restricting the flow of oil from one of the two oil chambers (27a) to the other oil chamber (27b), and the other oil A second piston valve (37 ₂ ) for restricting the flow of oil from the chamber (27b) to the one oil chamber (27a);
Each of the first and second piston valves (37 ₁ , 37 ₂ ) has a moving speed of the piston (10) relative to the cylinder (5) with respect to an oil flow in a direction opposite to the regulated flow. In the low state, the resistance to the oil flow is large, the load change with respect to the moving speed is in a state close to rigidity with a large damping characteristic, and in the state where the moving speed of the piston (10) is high, the oil flows. It has damping force characteristics with low resistance to flow,
It is in the structure damping device characterized by the above.

例えば図４〜図１２を参照して、前記油圧ダンパ（１）は、前記第１及び第２のピストンバルブ（３７_１，３７_２）（３７_３，３７_４）がそれぞれ前記規制される流れと反対方向のオイルの流れに対して、前記シリンダ（５）に対する前記ピストン（１０）の移動速度（Ｖ）が所定値（Ｐ）以下の状態では閉じ位置にあって前記オイルの流れを制限し、移動速度に対する荷重変化が１５０〜８００［ｋＮ／（ｍ／ｓｅｃ）］の急勾配からなり、前記ピストンの移動速度（Ｖ）が前記所定値（Ｐ）より速い状態では開かれて前記オイルの流れを許容し、移動速度に対する荷重変化が小さい緩勾配からなる減衰力特性を有する。 For example, referring to FIG. 4 to FIG. 12, the hydraulic damper (1) has a flow in which the first and second piston valves (37 ₁ , 37 ₂ ) (37 ₃ , 37 ₄ ) are respectively regulated. With respect to the oil flow in the opposite direction, when the moving speed (V) of the piston (10) with respect to the cylinder (5) is equal to or less than a predetermined value (P), the oil flow is limited at the closed position, When the load change with respect to the moving speed has a steep slope of 150 to 800 [kN / (m / sec)], and the moving speed (V) of the piston is faster than the predetermined value (P), the oil flow is opened. And a damping force characteristic consisting of a gentle gradient with a small load change with respect to the moving speed.

例えば図６を参照して、前記ピストン（１０）に、前記２個の油室（２７ａ，２７ｂ）を連通するオリフィス（６１）を設け、
前記オリフィスは、前記シリンダの内径断面積（Ａ）に対する該オリフィスの流通面積（ａ）の比である開口面積比率（ｚ）が０．００４〜０．０４０である。また、前記油圧ダンパ（１）は、前記所定値（Ｐ）以下の状態で前記移動速度に対する荷重変化が１５０〜６００［ｋＮ／（ｍ／ｓｅｃ）］である。 For example, referring to FIG. 6, the piston (10) is provided with an orifice (61) communicating with the two oil chambers (27a, 27b),
The orifice is the ratio opening area ratio of the flow area of the orifice with respect to an inner-diameter cross-sectional area (A) of the cylinder (a) (z) is Ru der 0.004 to 0.040. In the hydraulic damper (1), the load change with respect to the moving speed is 150 to 600 [kN / (m / sec)] in a state equal to or less than the predetermined value (P).

例えば図３を参照して、前記油圧ダンパ（１）は、前記ピストンロッド（６）が前記ピストン（１０）から前記２個の油室の内の一方の油室（２７ａ）のみを貫通して延びてなる。 For example, referring to FIG. 3, in the hydraulic damper (1), the piston rod (6) penetrates only one oil chamber (27a) of the two oil chambers from the piston (10). It extends.

前記油圧ダンパ（１）は、前記エンド部材（１９）と前記ピストン（１０）との間に縮設されて前記一方の油室（２７ａ）にスプリング（４０）が配置されてなる。 The hydraulic damper (1) is contracted between the end member (19) and the piston (10), and a spring (40) is disposed in the one oil chamber (27a).

前記予圧室は、所定圧の不活性ガスが封入されているガス室（２９）からなる。 The preload chamber comprises a gas chamber (29) in which an inert gas having a predetermined pressure is sealed.

前記シリンダ（５）の一端部をキャップ部材（７）で閉塞し、該キャップ部材に前記ピストンロッド（６）の付着物を掻落とすスクレーパ（３０）を設け、
前記キャップ部材（７）と前記エンド部材（１９）との間隔を、前記油圧ダンパ（１）のストローク以上の長さを有する余裕空隙（３１）とした。 One end of the cylinder (5) is closed with a cap member (7), and a scraper (30) for scraping off the adhering matter of the piston rod (6) is provided on the cap member,
The space between the cap member (7) and the end member (19) was a marginal gap (31) having a length equal to or longer than the stroke of the hydraulic damper (1).

例えば図４，図６を参照して、前記第１及び第２のピストンバルブ（３７_１，３７_２）（３７_３，３７_４）は、前記ピストン（１０）の両側面（１０ａ，１０ｂ）に形成され、前記油圧ダンパ（１）の中心軸線を中心とした円周からなる環状の突起（４５）と、該突起に外周部が当接するように付勢された可撓性のバルブ座板（５０）と、前記ピストン（１０）の両側面を前記突起の外径側と内径側とでそれぞれ連通する油路（４７）（４９）と、を有し、
前記ピストン（１０）の移動速度が前記所定値（Ｐ）以下の場合、前記バルブ座板（５０）が前記環状の突起とその全周において実質的に当接し、前記油路のオイルの流れを制限し、
前記ピストンの移動速度が前記所定値（Ｐ）を越えると、前記バルブ座板（５０）が付勢力に抗して撓んで前記環状の突起（４５）からその全周において離れ、前記油路のオイルの流れを一気に許容してなる。 For example, referring to FIGS. 4 and 6, the first and second piston valves (37 ₁ , 37 ₂ ) (37 ₃ , 37 ₄ ) are provided on both side surfaces (10a, 10b) of the piston (10). An annular protrusion (45) formed and having a circumference centering on the central axis of the hydraulic damper (1), and a flexible valve seat plate (biased so that the outer peripheral portion comes into contact with the protrusion) 50) and oil passages (47) and (49) communicating both side surfaces of the piston (10) on the outer diameter side and the inner diameter side of the projection,
When the moving speed of the piston (10) is equal to or less than the predetermined value (P), the valve seat plate (50) substantially contacts the annular protrusion on the entire circumference thereof, and the oil flow in the oil passage is reduced. Limit
When the moving speed of the piston exceeds the predetermined value (P), the valve seat plate (50) bends against the urging force and moves away from the annular protrusion (45) in its entire circumference, and the oil passage The oil flow is allowed at once.

例えば図６を参照して、前記バルブ座板（５０）は、複数板からなり、該複数板のバルブ座板の少なくとも１枚（５０ａ）に、外径側から切込まれた少なくとも１個の溝（６１ａ）が形成され、該溝が前記環状の突起（４５）の内径側と外径側とを連通して前記オリフィス（６１）を形成してなる。 For example, referring to FIG. 6, the valve seat plate (50) is composed of a plurality of plates, and at least one of the plurality of valve seat plates (50a) cut from the outer diameter side. A groove (61a) is formed, and the groove communicates the inner diameter side and the outer diameter side of the annular protrusion (45) to form the orifice (61).

例えば図７を参照して、前記環状の突起（４５）と前記ピストン（１０’）の前記ピストンロッド（６）を嵌挿するボス部（４４）との間における前記ピストン（１０’）の両側面（１０’ａ，１０’ｂ）にそれぞれ油圧空間（４６，４６）を有し、
前記両油圧空間に、それぞれ他端が前記突起（４５）の外径側に連通する前記油路（４７）（４９）の一端を連通し、
前記ピストンの両側面（１０’ａ，１０’ｂ）における前記突起（４５）の突出高さ（Ｈ）を前記ボス部（４４）の突出高さ（ｈ）に比して高く構成して（Ｈ＞ｈ）、前記バルブ座板（５０）が、前記突起（４５）に所定予荷重にて当接してなる。 For example, referring to FIG. 7, both sides of the piston (10 ′) between the annular protrusion (45) and a boss part (44) into which the piston rod (6) of the piston (10 ′) is inserted. Each of the surfaces (10′a, 10′b) has hydraulic spaces (46, 46),
One end of each of the oil passages (47) and (49) communicating with the both hydraulic spaces, the other end communicating with the outer diameter side of the protrusion (45),
The protrusion height (H) of the protrusion (45) on both side surfaces (10′a, 10′b) of the piston is configured to be higher than the protrusion height (h) of the boss portion (44) ( H> h), the valve seat plate (50) comes into contact with the protrusion (45) with a predetermined preload.

前記ボス部（４４）と前記バルブ座板（５０）との間に、所定枚数の間座（５５）を介在して前記バルブ座板（５０）が前記ピストンの両側面（１０’ａ，１０’ｂ）に取付けられてなる。 A predetermined number of spacers (55) are interposed between the boss portion (44) and the valve seat plate (50) so that the valve seat plate (50) is disposed on both side surfaces (10′a, 10) of the piston. It is attached to 'b).

なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これにより特許請求の範囲に記載の構成に何等影響を及ぼすものではない。 In addition, although the code | symbol in the said parenthesis is for contrast with drawing, it does not have any influence on the structure as described in a claim by this.

請求項１に係る本発明によると、油圧ダンパが油圧室に直列して予圧室を備え、油圧室のオイルが温度変化により膨張又は収縮しても、フロート部材が予圧室の付勢力に抗して又は順じて移動するので、オイルの膨張又は収縮に応じて油圧室の容積を変化して、油圧室からのオイルの漏れ又は油圧室への空気の吸込みを防止して、油圧ダンパの性能を長期に亘って維持することができる。 According to the first aspect of the present invention, the hydraulic damper includes the preload chamber in series with the hydraulic chamber, and the float member resists the biasing force of the preload chamber even if the oil in the hydraulic chamber expands or contracts due to a temperature change. Therefore, the volume of the hydraulic chamber is changed according to the expansion or contraction of the oil to prevent leakage of the oil from the hydraulic chamber or the intake of air into the hydraulic chamber. Can be maintained over a long period of time.

また、ピストン部分に第１及び第２のピストンバルブを設け、地震が弱い等で、ピストンの移動速度が低い場合、油圧ダンパは、オイルの流れに対する抵抗力が大きく減衰力特性の大きい剛体に近い状態となり、構造部材に取付けられた上記油圧ダンパが構造物の揺れを有効に抑えることができ、また、地震が強い等で、ピストンの移動速度が速い場合、油圧ダンパは両油室の間のオイルの流れに対する抵抗力が小さく、減衰力特性の小さい制振状態となり、構造物の揺れを制振し、油圧ダンパの取付け部分の破損を防止すると共に構造物の揺れを有効に吸収することができる。 In addition, when the piston part is provided with the first and second piston valves and the movement speed of the piston is low because the earthquake is weak, the hydraulic damper is close to a rigid body having a large resistance force against the oil flow and a large damping force characteristic. a state, the hydraulic damper mounted on the structural member it is possible to effectively suppress the vibration of the structure, also, earthquakes strong like, while when the moving speed of the piston is fast, oil pressure damper of both oil chambers The vibration resistance of the hydraulic damper is small, the damping force characteristics are small, the vibration of the structure is suppressed, the damage to the mounting part of the hydraulic damper is prevented, and the vibration of the structure is effectively absorbed Can do.

これらが相俟って、油圧ダンパを用いた制振装置は、地震の規模に対応して構造物の揺れを抑え又は制振し、かつ油圧ダンパは、環境温度の変化に拘りなくその性能を維持して、構造物の地震による被害を長期に亘って低減することができる。 Together, these vibration damping devices that use hydraulic dampers suppress or dampen the structure according to the magnitude of the earthquake, and the hydraulic dampers perform their performance regardless of environmental temperature changes. It is possible to maintain and reduce the damage caused by the earthquake of the structure over a long period of time.

油圧ダンパの減衰力特性は、ピストンの移動速度が所定値以下の場合、移動速度に対する抵抗荷重変化が１５０〜８００［ｋＮ／（ｍ／ｓｅｃ）］からなる急勾配となり、上記移動速度が所定値以上の場合、移動速度に対する抵抗荷重変化の小さい緩勾配となるので、弱い地震、道路等からの小さいエネルギに対して構造物の揺れを抑えて、建物の居住性等の構造物の品質を維持すると共に、強い地震等による大きなエネルギに対して該エネルギを吸収して、建物等の構造物の破壊を有効に防止して耐震性を向上することができる。上記急勾配が１５０［ｋＮ／（ｍ／ｓｅｃ）］以下であると、上記小さい振動エネルギに対して有効に構造物の揺れを抑えることができない。 The damping force characteristic of the hydraulic damper indicates that when the moving speed of the piston is below a predetermined value, the resistance load change with respect to the moving speed becomes a steep slope of 150 to 800 [kN / (m / sec)], and the moving speed is a predetermined value. In the above case, since the resistance load changes slowly with respect to the moving speed, the quality of the structure such as the habitability of the building is maintained by suppressing the shaking of the structure against small energy from weak earthquakes, roads, etc. In addition, it is possible to absorb the large energy caused by a strong earthquake or the like and effectively prevent the destruction of a structure such as a building and improve the earthquake resistance. When the steep slope is 150 [kN / (m / sec)] or less, the shaking of the structure cannot be effectively suppressed with respect to the small vibration energy.

請求項２に係る本発明によると、ピストンに、２個の油室を連通するオリフィスを設け、かつ該オリフィスは、開口面積比率が０．００４〜０．０４０の範囲の極小流通面積からなる。該オリフィスを介してオイルの流れを制限すると、前記油圧ダンパは、前記所定値以下の状態で適正な急勾配からなる減衰力特性を安定して保持して、構造物の地震による被害を低減することができる。
請求項３に係る本発明によると、上記オリフィスを用いて、減衰力特性として最適な、前記所定値以下の状態で１５０〜６００［ｋＮ／（ｍ／ｓｅｃ）］の急勾配からなる減衰力特性を安定して保持することができる。６００［ｋＮ／（ｍ／ｓｅｃ）］以上であると、油室に残圧を発生して振動エネルギを有効に吸収することができない。 According to the present invention according to claim 2, the piston, the orifice communicating two oil chambers provided, and the orifice is that the opening area ratio Do the minimum flow area in the range of 0.004 to 0.040 . When the oil flow is restricted through the orifice, the hydraulic damper stably maintains a damping force characteristic having an appropriate steep slope in a state equal to or less than the predetermined value , thereby reducing damage caused by the earthquake of the structure. be able to.
According to the third aspect of the present invention, a damping force characteristic having a steep slope of 150 to 600 [kN / (m / sec)] in a state equal to or less than the predetermined value, which is the optimum damping force characteristic, using the orifice. Can be held stably. If it is 600 [kN / (m / sec)] or more, residual pressure is generated in the oil chamber and vibration energy cannot be absorbed effectively.

請求項４に係る本発明によると、油圧ダンパは、ピストンロッドが一方の油圧のみに貫通して延びているので、油圧ダンパの構造が簡単となり、信頼性の高い油圧ダンパを用いた構造物の制振装置を提供することができる。また、ピストンロッドが一方の油室のみにあるので、ピストンのストロークにより油圧室の容積が変化するが、該容積変化は、上記予圧室により吸収される。 According to the fourth aspect of the present invention, since the piston rod extends through only one hydraulic pressure, the structure of the hydraulic damper is simplified and the structure using the highly reliable hydraulic damper is used for the hydraulic damper. A vibration damping device can be provided. Further, since the piston rod is only in one oil chamber, the volume of the hydraulic chamber changes depending on the stroke of the piston, but the volume change is absorbed by the preload chamber.

請求項５に係る本発明によると、油圧ダンパは、一方の油室にスプリングを配置したので、両油室からピストンに作用するピストンロッドの断面積に基づく圧力差を上記スプリングでバランスすると共に、予圧室からの付勢力と上記スプリングの付勢力がバランスして、油圧室のストローク中心付近に保持される。これにより、油圧ダンパの自然状態における長さが一定となって、油圧ダンパの構造物への取付けが容易となり、かつ構造物の制振装置としての性能が安定し、さらに例え地震等により構造物が塑性領域まで変形したとしても、上記油圧ダンパの中立位置への復元力により構造物を元の状態に戻すことができる。 According to the fifth aspect of the present invention, since the hydraulic damper has a spring disposed in one oil chamber, the pressure difference based on the cross-sectional area of the piston rod acting on the piston from both oil chambers is balanced by the spring, The urging force from the preload chamber and the urging force of the spring are balanced and held near the stroke center of the hydraulic chamber. As a result, the length of the hydraulic damper in the natural state becomes constant, the mounting of the hydraulic damper to the structure becomes easy, and the performance of the structure as a vibration damping device is stabilized. Even if it is deformed to the plastic region, the structure can be returned to the original state by the restoring force to the neutral position of the hydraulic damper.

請求項６に係る本発明によると、予圧室が不活性ガスを封入したガス室からなるので、油圧室に対向する付勢力を、ガス室のガス圧を調整することにより容易に得ることができる。 According to the sixth aspect of the present invention, since the preload chamber is composed of a gas chamber filled with an inert gas, the urging force facing the hydraulic chamber can be easily obtained by adjusting the gas pressure in the gas chamber. .

請求項７に係る本発明によると、油圧ダンパのストローク以上の長さを有する余裕空隙を設けたので、エンド部材に摺接されるピストンロッド部分は、スクレーパで塵埃、錆、水等の付着物が除去された状態になり、油圧ダンパのストロークによりエンド部材のシールが傷付けられたり、油圧室の内部に付着物が浸入することを防止することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, since the clearance gap having a length longer than the stroke of the hydraulic damper is provided, the piston rod portion slidably contacted with the end member is attached with dust, rust, water, etc. It is possible to prevent the seal of the end member from being damaged by the stroke of the hydraulic damper, and to prevent the deposit from entering the inside of the hydraulic chamber.

請求項８に係る本発明によると、第１及び第２のピストンバルブは、突起、バルブ座板、皿バネ及び油路からなる簡単な構成で足りる。また、周長の長い環状の突起の全周からバルブ座板の外周部が離れることにより、オイルの流路面積を確保して、上記急勾配と緩勾配とに一気に切換えることができ、上記所望の減衰力特性を容易かつ確実に得ることができる。 According to the eighth aspect of the present invention, the first and second piston valves need only have a simple structure including a protrusion, a valve seat plate, a disc spring, and an oil passage. Further, the outer peripheral portion of the valve seat plate is separated from the entire circumference of the annular protrusion having a long circumference, so that the oil passage area can be ensured and can be switched between the steep slope and the gentle slope at once. The damping force characteristic can be obtained easily and reliably.

請求項９に係る本発明によると、複数枚からなるバルブ座板に溝を形成することにより、小流通面積からなるオリフィスを高い自由度で容易に形成することができ、上記開口面積比の範囲内において建物の特性に応じたオリフィスを備えた油圧ダンパを容易に提供することができる。 According to the present invention of claim 9 , by forming a groove in a plurality of valve seat plates, an orifice having a small flow area can be easily formed with a high degree of freedom, and the range of the opening area ratio It is possible to easily provide a hydraulic damper having an orifice corresponding to the characteristics of the building.

請求項１０に係る本発明によると、バルブ座板に予荷重を作用して、第１及び第２のピストンバルブの減衰力特性の切換えを前記所定値にて適正に行う事ができる。 According to the tenth aspect of the present invention, the preload is applied to the valve seat plate, and the switching of the damping force characteristics of the first and second piston valves can be appropriately performed at the predetermined value.

請求項１１に係る本発明によると、間座の枚数又は板厚を調節することにより、上記バルブ座板の予荷重を容易に調整することができ、建物等の構造物の強度、構造、振動特性等に応じて油圧ダンパを適正に調整することができる。 According to the present invention of claim 11 , the preload of the valve seat plate can be easily adjusted by adjusting the number of spacers or the plate thickness, and the strength, structure, vibration of the structure such as a building. The hydraulic damper can be adjusted appropriately according to characteristics and the like.

本発明に係る制振装置を建物に適用した実施の形態を示す正面図。The front view which shows embodiment which applied the damping device which concerns on this invention to the building. その油圧ダンパを示す正面図。The front view which shows the hydraulic damper. その断面図。FIG. ピストンバルブを示すピストン部分の拡大図で、（ａ）は、（ｂ）のａ−ａ断面図、（ｂ）は側面図。It is an enlarged view of the piston part which shows a piston valve, (a) is aa sectional drawing of (b), (b) is a side view. ピストンバルブのバルブ座板が撓んだ状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the state which the valve seat plate of the piston valve bent. 一部変更したピストンバルブからなる実施の形態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は（ｂ）のｃ−ｃ断面図。Embodiment which consists of a piston valve which changed partially is shown, (a) is a front view, (b) is a longitudinal cross-sectional view, (c) is cc sectional drawing of (b). 一部変更したピストンバルブを示す断面図。Sectional drawing which shows the piston valve which changed partially. 油圧ダンパの減衰力特性を示す図。The figure which shows the damping-force characteristic of a hydraulic damper. 油圧ダンパの減衰力特性を示す図。The figure which shows the damping-force characteristic of a hydraulic damper. 油圧ダンパの減衰力特性を示す図。The figure which shows the damping-force characteristic of a hydraulic damper. 油圧ダンパの減衰力特性を示す図。The figure which shows the damping-force characteristic of a hydraulic damper. 油圧ダンパの減衰力特性を示す図。The figure which shows the damping-force characteristic of a hydraulic damper.

以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。油圧ダンパ１を有する制振装置Ｕは、図１に示すように、建築物の柱２と梁３との間に斜めに設置して用いられる。本制振装置Ｕは、軸組工法、２×４工法等の木造住宅に用いて好適であるが、これに限らず、軽量鉄骨構造、重量鉄骨構造等の建築物、その他タワー、橋梁等のあらゆる構造物に適用可能であり、また新築に限らず、既存構造物の耐震補強にも適用可能である。また、制振装置Ｕは、油圧ダンパ１を直接構造部材間に連結したものに限らず、ブレース構造の一部に本油圧ダンパを介在してもよい。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the vibration damping device U having the hydraulic damper 1 is installed obliquely between a pillar 2 and a beam 3 of a building. This vibration damping device U is suitable for use in wooden houses such as the frame construction method, 2 × 4 construction method, etc., but is not limited to this, such as lightweight steel structures, heavy steel structures, and other towers, bridges, etc. It can be applied to any structure, and can be applied not only to new construction but also to seismic reinforcement of existing structures. Further, the vibration damping device U is not limited to the hydraulic damper 1 directly connected between the structural members, and the hydraulic damper may be interposed in a part of the brace structure.

上記油圧ダンパ１は、図２及び図３に示すように、シリンダ５及びピストンロッド６を有する。シリンダ５の一端はキャップ部材７により閉塞されており、かつ他端は連結部材９により閉塞されている。ピストンロッド６は、一端が小径部６ａとなっており、該小径部６ａにピストン１０が嵌合している。ピストンロッド６の他端にはボス部１１が一体に固定されている。該ボス部１１にはボルト１２を介して取付け金具１３が回動自在に連結している。前記シリンダ５の他端連結部材９にはボス部１５が一体に固定されており、該ボス部１５にはボルト１６を介して他方の取付け金具１７が回動自在に連結されている。 The hydraulic damper 1 has a cylinder 5 and a piston rod 6 as shown in FIGS. One end of the cylinder 5 is closed by a cap member 7, and the other end is closed by a connecting member 9. One end of the piston rod 6 is a small-diameter portion 6a, and the piston 10 is fitted to the small-diameter portion 6a. A boss portion 11 is integrally fixed to the other end of the piston rod 6. A mounting bracket 13 is rotatably connected to the boss portion 11 via a bolt 12. A boss 15 is integrally fixed to the other end connecting member 9 of the cylinder 5, and the other mounting bracket 17 is rotatably connected to the boss 15 via a bolt 16.

前記シリンダ５内の一方側には環状のエンド部材１９が嵌合されており、該エンド部材１９は、スナップリング２０によりシリンダ５に対して軸方向位置が一体となるように規定されている。該エンド部材１９の外周面にはＯリング２１が装着されており、またピストンロッド６が貫通する内周面にもＯリング２２が装着されており、該エンド部材１９は、その軸方向の前後の空間を油密状に区画している。前記シリンダ５内の他方側にはフロート部材２３が軸方向に移動自在に嵌合しており、該フロート部材２３の外周面にはスライドリング２５及びシールリング２６が軸方向に並んで装着されている。該フロート部材２３は、その軸方向前後の空間を油密状かつ気密状に区画している。 An annular end member 19 is fitted on one side of the cylinder 5, and the end member 19 is defined by the snap ring 20 so that its axial position is integrated with the cylinder 5. An O-ring 21 is attached to the outer peripheral surface of the end member 19, and an O-ring 22 is also attached to the inner peripheral surface through which the piston rod 6 penetrates. The space is oil-tight. A float member 23 is fitted to the other side of the cylinder 5 so as to be movable in the axial direction. A slide ring 25 and a seal ring 26 are mounted on the outer peripheral surface of the float member 23 side by side in the axial direction. Yes. The float member 23 partitions the space before and after the axial direction in an oil-tight and air-tight manner.

前記シリンダ５内におけるエンド部材１９とフロート部材２３との間の空間には所定粘度のオイルが充填されて、油圧室２７を構成している。なお、オイルとは、所定粘度を有する液体を意味し、一般的にはオイルとなるが、狭義のオイルに限定するものではない。前記シリンダ５内におけるフロート部材２３と連結部材９との間の空間には所定圧力の窒素ガス等の不活性ガスが封入されて、ガス室（予圧室）２９を構成している。シリンダ一端の前記キャップ部材７は、ピストンロッド６を摺動自在に挿通して該ピストンロッドを支持するガイド孔７ａを有し、該ガイド孔７ａにはピストンロッド６と摺接して該ピストンロッド６に付着した塵埃等を掻取るスクレーパ３０が装着されている。シリンダ５内におけるエンド部材１９とキャップ部材７との間の空間は空気が出入自在に入る空気室（余裕空隙）３１となっている。該空気室３１の軸方向間隔は、油圧ダンパ１のストロークより長い。 A space between the end member 19 and the float member 23 in the cylinder 5 is filled with oil having a predetermined viscosity to form a hydraulic chamber 27. The oil means a liquid having a predetermined viscosity and is generally oil, but is not limited to oil in a narrow sense. An inert gas such as nitrogen gas having a predetermined pressure is sealed in a space between the float member 23 and the connecting member 9 in the cylinder 5 to constitute a gas chamber (preload chamber) 29. The cap member 7 at one end of the cylinder has a guide hole 7a that slidably passes through the piston rod 6 and supports the piston rod. The piston rod 6 is slidably contacted with the piston rod 6 in the guide hole 7a. A scraper 30 for scraping off dust adhering to the surface is mounted. A space between the end member 19 and the cap member 7 in the cylinder 5 is an air chamber (extra gap) 31 through which air can freely enter and exit. The interval between the air chambers 31 in the axial direction is longer than the stroke of the hydraulic damper 1.

上記エンド部材１９の油圧室２７側に隣接してバネ受け金具３２が配置されており、前記ピストンロッド６の小径部６ａに嵌合してバネ受けリング部材３３が配置されている。ピストンロッド６の小径部６ａの先端にはワッシャ３５を介してナット３６が螺合されており、バネ受けリング部材３３を小径部段差部６ｂに当接し、かつピストン１０の両側に第１及び第２のピストンバルブ３７_１，３７_２を介在して該ピストン１０を挟むようにして、上記ナット３６により、バネ受けリング部材３３、ピストン１０及び両ピストンバルブ３７_１，３７_２がピストンロッド６に対して位置決めされている。該ピストン１０により、前記油圧室２７は、ロッド側油室２７ａと非ロッド側油室２７ｂに区画されている。ロッド側油室２７ａ内において、上記バネ受け金具３２とバネ受けリング部材３３との間にコイルスプリング４０が縮設されている。 A spring bracket 32 is disposed adjacent to the hydraulic chamber 27 side of the end member 19, and a spring bearing ring member 33 is disposed so as to be fitted to the small diameter portion 6 a of the piston rod 6. A nut 36 is screwed onto the tip of the small-diameter portion 6a of the piston rod 6 via a washer 35, the spring receiving ring member 33 is in contact with the small-diameter portion step portion 6b, and the first and the first on both sides of the piston 10. 2 piston valves ₃₇ 1, 37 ₂ as interposed by sandwiching the piston 10 positioned by the nut 36, the spring receiving ring member 33, the piston 10 and both the piston valve ₃₇ 1, 37 ₂ with respect to the piston rod 6 Has been. The piston 10 divides the hydraulic chamber 27 into a rod side oil chamber 27a and a non-rod side oil chamber 27b. In the rod side oil chamber 27a, a coil spring 40 is contracted between the spring receiving metal fitting 32 and the spring receiving ring member 33.

上記ピストン１０は、図４に詳示するように、両側面１０ａ，１０ｂにピストンロッド６を中心とした環状で凸状の突起４５，４５が形成されており、該突起４５と上記ピストンロッド小径部６ａを嵌挿したボス部４４との間に、環状の油圧空間４６，４６が形成されている。なお、上記突起４５とボス部４４とはピストン両側面１０ａ，１０ｂに対して同じ突出高さ、即ち面一となっている。ピストン１０には、一方の側面１０ａの油圧空間４６と他方の側面１０ｂにおける上記突起４５の外径側とを連通する複数（３個）の縮み側油路４７…と、他方の側面１０ｂの油圧空間４６と一方の側面１０ａにおける上記突起４５の外径側とを連通する複数（３個）の伸び側油路４９とが形成されており、これら両油路４７，４９は、同形状及び同数からなり、円周方向に長い矩形状断面からなる。 As shown in detail in FIG. 4, the piston 10 has annular and convex projections 45, 45 centered on the piston rod 6 on both side surfaces 10 a, 10 b, and the projection 45 and the piston rod small diameter are formed. Between the boss portion 44 into which the portion 6a is inserted, annular hydraulic spaces 46, 46 are formed. The protrusion 45 and the boss portion 44 have the same protruding height, that is, flush with the piston side surfaces 10a and 10b. The piston 10 has a plurality of (three) contraction-side oil passages 47 communicating with the hydraulic space 46 on one side surface 10a and the outer diameter side of the projection 45 on the other side surface 10b, and the hydraulic pressure on the other side surface 10b. A plurality of (three) extension-side oil passages 49 are formed to communicate the space 46 with the outer diameter side of the projection 45 on one side surface 10a. These oil passages 47, 49 have the same shape and the same number. It consists of a rectangular section that is long in the circumferential direction.

上記第１及び第２のピストンバルブ３７_１，３７_２は、環状の板バネからなり、その外周部分が上記環状の突起４５に当接するバルブ座板５０と、該バルブ座板５０を上記環状の突起４５に所定付勢力で圧接する皿バネ５１とを有する。上記ピストン１０の左右の第１及び第２のピストンバルブ３７_１，３７_２は、ピストン１０のそれぞれ一方の動きに対して、両油室２７ａ，２７ｂの油路４７又は４９を通るオイルの移動を規制するチェック弁として機能し、またピストンのそれぞれ他方の動きに対して、両油室２７ａ，２７ｂの油路４７又は４９を通るオイルの流れを所定特性に制御する。即ち、前記第１及び第２のピストンバルブ３７_１，３７_２は、図８に示すように、それぞれ前記規制される流れと反対方向のオイルの流れに対して、所定値Ｐ以下の前記ピストン１０の移動速度Ｖの場合、該移動速度変化に対して前記ピストンを移動する荷重Ｆ変化が大きく（Ｓ部分）、前記所定値Ｐより前記ピストン１０の移動速度Ｖが大きい場合、該移動速度変化に対して前記ピストンを移動する荷重Ｆ変化が小さい（Ｔ部分）減衰力特性を有する。なお、上記所定値Ｐは、図８にあっては実質的に点で表示されており、該点のように狭い領域で上記急勾配（Ｓ部分）と緩勾配（Ｔ部分）に切換えられることが好ましいが、図８に鎖線で示すように、ある程度の範囲で滑らかに切換わるものでもよく、上記所定値（変曲点）は、このものも含む概念である。本実施の形態にあっては、第１及び第２のピストンバルブ３７_１，３７_２の各バルブ座板５０が２板、皿バネ５１が３枚からなるが、これは、上記特性に応じて、その数及びその径方向寸法、板厚は適宜設定される。また、ピストン１０の外周面には、所定の油密特性を有すると共にシリンダ５内周面に対して摺接する圧力リング５３が装着されている。 Said first and second piston valves 37 _1, 37 ₂ is made of an annular leaf spring, the outer peripheral portion thereof with the valve seat plate 50 abuts on the annular projection 45, the valve seat plate 50 of the annular And a disc spring 51 that presses against the protrusion 45 with a predetermined biasing force. First and second piston valves ₃₇ 1, 37 ₂ of the left and right of the piston 10, for each one of the movement of the piston 10, Ryoaburashitsu 27a, the movement of the oil through the oil passage 47 or 49 of 27b It functions as a check valve for regulating, and controls the flow of oil through the oil passage 47 or 49 of both oil chambers 27a and 27b to a predetermined characteristic with respect to the other movement of the piston. That is, the first and second piston valves 37 _1, 37 _2, as shown in FIG. 8, with respect to the flow of each of the regulated the flow in the opposite direction of the oil, the piston 10 below the predetermined value P When the moving speed V of the piston 10 is larger than the predetermined value P, the change in the load F that moves the piston is large with respect to the moving speed change (S portion). On the other hand, it has a damping force characteristic in which a change in the load F that moves the piston is small (T portion). The predetermined value P is substantially displayed as a point in FIG. 8, and is switched between the steep slope (S portion) and the gentle slope (T portion) in a narrow region like the point. However, as shown by a chain line in FIG. 8, it may be switched smoothly within a certain range, and the predetermined value (inflection point) is a concept including this. In the present embodiment, the first and second piston valves 37 _1, 37 ₂ of each valve seat plate 50 is 2 plate, but the disc spring 51 is made of three, which, depending on the characteristics The number, the radial dimension, and the plate thickness are appropriately set. Further, a pressure ring 53 having a predetermined oil-tight property and slidingly contacting the inner peripheral surface of the cylinder 5 is mounted on the outer peripheral surface of the piston 10.

本実施の形態は以上のような構成からなるので、油圧ダンパ１は、住宅の柱２と梁３にそれぞれに取付け金具１３及び１７をビス等により取付けることにより、柱２と梁３との間に斜めに設置される。周囲温度の変化が、油圧室２７内のオイルの温度に影響して、該オイルが膨張又は収縮する。すると、シリンダ５に摺動自在に支持されてフリーピストンを構成するフロート部材２３は、上記オイルの膨張又は収縮による油圧室２７の容積変化に応じて、ガス室２９内の高圧ガスの付勢力に抗して又は順じて移動する。これにより、周囲温度により油圧室のオイルが体積変化しても、高圧ガスの弾性圧縮により上記フロート部材２３が移動して吸収され、エンド部材１９のＯリング２１，２２及びフロート部材２３のスライドリング２５及びシールリング２６に過度の圧力を作用することなく、上記各リングからオイルの漏れ及び空気等の吸込みを生じることを防止できる。 Since the present embodiment is configured as described above, the hydraulic damper 1 is provided between the column 2 and the beam 3 by attaching the mounting brackets 13 and 17 to the column 2 and the beam 3 of the house with screws or the like. Installed diagonally. A change in the ambient temperature affects the temperature of the oil in the hydraulic chamber 27 and the oil expands or contracts. Then, the float member 23 that is slidably supported by the cylinder 5 and constitutes a free piston responds to the urging force of the high-pressure gas in the gas chamber 29 according to the volume change of the hydraulic chamber 27 due to the expansion or contraction of the oil. Move against or in sequence. As a result, even when the volume of the oil in the hydraulic chamber changes due to the ambient temperature, the float member 23 moves and is absorbed by the elastic compression of the high pressure gas, and the O-rings 21 and 22 of the end member 19 and the slide ring of the float member 23 are absorbed. It is possible to prevent oil leakage and suction of air or the like from each of the rings without applying excessive pressure to the 25 and the seal ring 26.

油圧室２７のロッド側油室２７ａにピストンロッド６がシリンダ５の外部に突出するように延び、非ロッド側油室２７ｂには上記ピストンロッド６が延びていないので、ピストン１０の両側には、上記ピストンロッド６の断面積分の油圧差を生じる。従って、ピストン１０に対する両油室２７ａ，２７ｂの面積差によりピストン１０は、ピストンロッド６側に移動する方向に偏倚する力が作用するが、本実施の形態にあっては、ロッド側油室２７ａに配置されたスプリング４０の付勢力がピストン１０に作用し、該ピストン１０は、該スプリング付勢力と上記面積差による偏倚力がバランスした位置である、スプリング４０の全圧縮位置とフロート部材２３との中間位置に保持される。 The piston rod 6 extends to the rod side oil chamber 27a of the hydraulic chamber 27 so as to protrude outside the cylinder 5, and the piston rod 6 does not extend to the non-rod side oil chamber 27b. A hydraulic pressure difference in cross-sectional integral of the piston rod 6 is generated. Accordingly, the piston 10 exerts a biasing force in the direction of movement toward the piston rod 6 due to the area difference between the oil chambers 27a and 27b with respect to the piston 10, but in the present embodiment, the rod-side oil chamber 27a. The urging force of the spring 40 arranged on the piston 10 acts on the piston 10, and the piston 10 is in a position where the spring urging force and the biasing force due to the area difference are balanced. Is held at an intermediate position.

上記スプリング４０の付勢力に基づく油圧室２７内の油圧がフロート部材２３に作用するが、ガス室２９内には高圧ガスが封入されており、上記フロート部材２３は、油圧室２７側の油圧とガス室２９側のガス圧とがバランスして所定位置に保持されている。 The hydraulic pressure in the hydraulic chamber 27 based on the urging force of the spring 40 acts on the float member 23, but high-pressure gas is sealed in the gas chamber 29, and the float member 23 has a hydraulic pressure on the hydraulic chamber 27 side. The gas pressure on the gas chamber 29 side is balanced and held at a predetermined position.

これにより、油圧ダンパ１は、外力を加えていない自然状態にあっては、予め設定された所定長さにあり、該所定長さの油圧ダンパ１が、前述したように柱２と梁３との間に取付けられる。この状態では、ピストン１０が油圧室２７のストローク可能範囲の略々中央に位置している。 Thus, the hydraulic damper 1 is in a predetermined length in a natural state where no external force is applied, and the hydraulic damper 1 having the predetermined length is connected to the column 2 and the beam 3 as described above. Installed between. In this state, the piston 10 is positioned approximately at the center of the possible stroke range of the hydraulic chamber 27.

地震により建物に揺れを生じる場合、油圧ダンパ１は、伸縮してストローク範囲の略々中央に位置するピストン１０が図２の左右方向に移動する力を受ける。ピストン１０が油圧室２７を右方向（縮み方向）に移動しようとする場合、非ロッド側油室２７ｂのオイルが縮み側油路４７を通って左油圧空間４６に流れて、第１のピストンバルブ３７_１のバルブ座板５０を撓ましてロッド側油室２７ａに流れる方向の力が作用し、反対に、ピストン１０が油圧室２７を左方向（伸び方向）に移動しようとする場合、ロッド側油室２７ａのオイルが伸び側油路４９を通って右油圧空間４６に流れて、第２のピストンバルブ３７_２のバルブ座板５０を撓まして非ロッド側油室２７ｂに流れる方向の力が作用する。この際、ピストン１０の縮み側移動では、第２のピストンバルブ３７_２のバルブ座板５０が環状の突起４５に当接して、非ロッド側油室２７ｂから右油圧空間４６及び伸び側油路４９を通ってロッド側油室２７ａに流れるオイルの流れが阻止され、ピストン１０の伸び側移動では、第１のピストンバルブ３７_１のバルブ座板５０が環状の突起４５に当接して、ロッド側油室２７ａから左油圧空間４６及び縮み側油路４７を通って非ロッド側油室２７ｂに流れるオイルの流れが阻止される。 When a building shakes due to an earthquake, the hydraulic damper 1 is expanded and contracted, and receives a force by which the piston 10 located substantially in the center of the stroke range moves in the left-right direction in FIG. When the piston 10 tries to move the hydraulic chamber 27 in the right direction (contraction direction), the oil in the non-rod side oil chamber 27b flows into the left hydraulic space 46 through the contraction side oil passage 47, and the first piston valve. 37 by bending the _first valve seat plate 50 acts force flowing into the rod side oil chamber 27a, on the contrary, when the piston 10 tries to move the oil pressure chamber 27 in the left direction (expanding direction), the rod-side oil flows to the right hydraulic space 46 through the oil extension-side oil passage 49 of the chamber 27a, the direction of force flowing deflect the second piston valve 37 _{and second} valve seat plate 50 in a non-rod side oil chamber 27b acts . At this time, in the contraction side movement of the piston 10, the valve seat plate 50 of the _second piston valve 372 comes into contact with the annular protrusion 45, and the right hydraulic space 46 and the extension side oil passage 49 from the non-rod side oil chamber 27 _b. The flow of the oil flowing through the rod-side oil chamber 27a through the rod-side oil chamber 27a is blocked, and when the piston 10 moves to the extension side, the valve seat plate 50 of the _first piston valve 371 comes into contact with the annular protrusion 45 and the rod-side oil The flow of oil from the chamber 27a through the left hydraulic space 46 and the contraction side oil passage 47 to the non-rod side oil chamber 27b is blocked.

地震が弱く建物の揺れが小さい場合、油圧ダンパ１に作用する伸縮方向の力も小さくかつ弱い。この場合、ピストン１０が油圧室２７内で移動しようとする力も弱く、その速度も遅い。油圧ダンパ１が収縮する方向、即ちピストン１０が非ロッド側油室２７ｂに向って移動する場合、非ロッド側油室２７ｂ内のオイルが縮み側油路４７を通って左油圧空間４６に流れようとするが、ピストン１０を移動する力も弱くかつ遅いので、左油圧空間４６に作用する油圧上昇も小さい。従って、第１のピストンバルブ３７_１は、皿バネ５１の付勢力によりバルブ座板５０が環状の突起４５に略々当接した閉じ位置に保持される。同様に、油圧ダンパ１が伸長する方向、即ちピストン１０がロッド側油室２７ａに向って移動する場合、ロッド側油室２７ａのオイルが伸び側油路４９を通って右油圧空間４６に流れようとするが、該右油圧空間４６の油圧も小さく、第２のピストンバルブ３７_２は、バルブ座板５０が環状の突起４５に略々当接した閉じ位置に保持される。 When the earthquake is weak and the building shake is small, the force in the telescopic direction acting on the hydraulic damper 1 is also small and weak. In this case, the force that the piston 10 tries to move in the hydraulic chamber 27 is weak and its speed is low. When the hydraulic damper 1 contracts, that is, when the piston 10 moves toward the non-rod side oil chamber 27 b, the oil in the non-rod side oil chamber 27 b will flow into the left hydraulic space 46 through the contraction side oil passage 47. However, since the force for moving the piston 10 is weak and slow, the increase in hydraulic pressure acting on the left hydraulic space 46 is small. Accordingly, the first piston valve 37 _1, the valve seat plate 50 by the biasing force of the disc spring 51 is held substantially in contact with the closed position the annular projection 45. Similarly, when the hydraulic damper 1 extends, that is, when the piston 10 moves toward the rod-side oil chamber 27a, the oil in the rod-side oil chamber 27a will flow to the right hydraulic space 46 through the extension-side oil passage 49. Although a smaller hydraulic pressure of said right hydraulic space 46, the second piston valve 37 _2, the valve seat plate 50 is held substantially in contact with the closed position the annular projection 45.

従って、地震の規模が比較的小さく、建物に作用するエネルギが小さい場合、油圧ダンパ１は、その収縮及び伸長の両方向において非ロッド側油室２７ｂ及びロッド側油室２７ａに流れようとするオイルの流れが制限された減衰力特性の大きい状態にあり、油圧ダンパ１の伸縮移動は、大きな抵抗力を受ける。即ち、ピストン１０の移動速度が遅い場合、図８のＳ部分に示すように、両油室２７ａ，２７ｂのオイルの流通量は、バルブ座板５０と環状の突起４５の隙間等から僅かな量であり、大きな荷重（抵抗力）が作用し、油圧ダンパ１は、ピストン速度Ｖに対する荷重Ｆの勾配が大きな剛体に近い状態となる。これにより、地震規模が小さい場合又は道路を車両が通過する振動の場合等、振動エネルギが小さく、建物の揺れが比較的小さい場合、油圧ダンパ１からなる制振装置Ｕは、建物に対して剛体に近い頬杖、ブレースとして機能し、建物の揺れを抑えると共に、建物の強度を向上する。この際、油圧ダンパ１の柱２及び梁３の取付け部分（金具）１３，１７に集中荷重が作用するとしても、振動エネルギは比較的小さいので、該取付け部分が破損することはない。また、両油室２７ａ，２７ｂの間を流れるオイルは、バルブ座板５０と環状の突起４５との隙間等の狭い通路を大きな抵抗を受けながら流れるので、熱に変換され、ヒステリシスとなって建物の揺れエネルギを有効に吸収する。このように、比較的高い頻度で発生する小さな振動エネルギに対しては、建物は、上記減衰力特性の高い油圧ダンパにより建物の揺れは抑えられ、建物の居住性等の構造物の品質を向上することができる。 Therefore, when the magnitude of the earthquake is relatively small and the energy acting on the building is small, the hydraulic damper 1 causes the oil to flow to the non-rod side oil chamber 27b and the rod side oil chamber 27a in both the contraction and extension directions. The flow is limited and the damping force characteristic is large, and the expansion / contraction movement of the hydraulic damper 1 receives a large resistance force. That is, when the moving speed of the piston 10 is slow, the flow rate of the oil in the oil chambers 27a and 27b is a slight amount due to the gap between the valve seat plate 50 and the annular protrusion 45, as shown in S part of FIG. A large load (resistance force) acts, and the hydraulic damper 1 is in a state close to a rigid body in which the gradient of the load F with respect to the piston speed V is large. As a result, when the magnitude of the earthquake is small or the vibration of the vehicle passing through the road is small and the vibration energy is small and the vibration of the building is relatively small, the vibration damping device U including the hydraulic damper 1 is rigid with respect to the building. It functions as a cheek cane and brace close to, which suppresses shaking of the building and improves the strength of the building. At this time, even if a concentrated load is applied to the mounting portions (metal fittings) 13 and 17 of the pillar 2 and the beam 3 of the hydraulic damper 1, the mounting energy will not be damaged because the vibration energy is relatively small. The oil flowing between the oil chambers 27a and 27b flows through a narrow passage such as a gap between the valve seat plate 50 and the annular protrusion 45 while receiving a large resistance, so that it is converted into heat and becomes hysteresis. It effectively absorbs the shaking energy. In this way, for small vibration energy that occurs at a relatively high frequency, the building is suppressed from shaking by the hydraulic damper with the above-mentioned high damping force characteristics, and the quality of the structure such as the habitability of the building is improved. can do.

地震規模が大きく、建物の揺れが大きい場合、油圧ダンパ１に作用する伸縮方向の力も大きくなると共に、そのストロークも大きくなりかつ速度も速くなる。この状態では、ピストン１０は大きなストロークでかつ速く移動し、ピストン１０が右方向に移動する場合、非ロッド側油室２７ｂから、縮み側油路４７を通って左油圧空間４６に流れ込むオイル油圧が高くなり、第１のピストンバルブ３７_１のバルブ座板５０は、図５に示すように、該座板自体のバネ力及びバックアップとしての皿バネ５１の付勢力に抗してその外周部分が環状の突起４５から離れる方向に撓む。同様に、ピストン１０が左方向に移動する場合、ロッド側油室２７ａから、伸び側油路４９を通って右油圧空間４６に流れ込むオイルの油圧が高くなり、第２のピストンバルブ３７_２のバルブ座板５０は、環状の突起４５から離れる方向に撓む。 When the magnitude of the earthquake is large and the shaking of the building is large, the force in the expansion / contraction direction acting on the hydraulic damper 1 increases, the stroke increases, and the speed increases. In this state, the piston 10 moves quickly with a large stroke, and when the piston 10 moves rightward, the oil hydraulic pressure flowing from the non-rod side oil chamber 27b through the contraction side oil passage 47 into the left hydraulic space 46 is increased. higher becomes the first piston valve 37 ₁ in the valve seat plate 50, as shown in FIG. 5, its peripheral portion against the biasing force of the disc spring 51 as a spring force and backup the seat plate itself cyclic It bends in the direction away from the projection 45. Similarly, when the piston 10 is moved to the left, from the rod-side oil chamber 27a, the oil flowing into the right hydraulic space 46 through the extension-side oil passage 49 hydraulic pressure becomes higher, the second piston valve 37 _second valve The seat plate 50 bends in a direction away from the annular protrusion 45.

これにより、第１及び第２のピストンバルブ３７_１，３７_２は、図５に示すように、バルブ座板５０と環状の突起４５との間に流路Ｃ，Ｄが形成され、該流路Ｃ，Ｄを通って両油室２７ａ，２７ｂにオイルが流れることにより、図８のＴ部分に示すように、速度Ｖに対する荷重Ｆの勾配が低い減衰力特性の低い状態となり、油圧ダンパ１は、低い抵抗力により伸縮する。従って、大きな地震に際しては、油圧ダンパ１が、比較的低い減衰力特性により建物の揺れを制振し、地震エネルギを吸収する。この際、図５に示すように、バルブ座板５０の外径部は、環状の突起４５とその全周において離れ、該周長の長い環状の突起４５との間に比較的広い面積からなる上記流路Ｃ，Ｄが一気に形成される。これにより、図８に示すように、油圧ダンパの減衰力特性は、所定値（変曲点）Ｐにおいて急勾配（Ｓ）から緩勾配（Ｔ）に瞬時に切換えられる。 Thus, the first and second piston valves 37 _1, 37 _2, as shown in FIG. 5, the flow path C, D is formed between the valve seat plate 50 and the annular projection 45, the flow path As the oil flows through the oil chambers 27a and 27b through C and D, the gradient of the load F with respect to the speed V becomes low and the damping force characteristic is low as shown in the T portion of FIG. It expands and contracts with low resistance. Therefore, in the event of a large earthquake, the hydraulic damper 1 controls the shaking of the building with a relatively low damping force characteristic and absorbs the earthquake energy. At this time, as shown in FIG. 5, the outer diameter portion of the valve seat plate 50 is separated from the annular protrusion 45 and the entire circumference thereof, and has a relatively wide area between the annular protrusion 45 having a long circumferential length. The flow paths C and D are formed at a stretch. Thereby, as shown in FIG. 8, the damping force characteristic of the hydraulic damper is instantaneously switched from a steep slope (S) to a gentle slope (T) at a predetermined value (inflection point) P.

この状態では、油圧ダンパ１は、伸縮しつつ制振するので、取付け金具１３，１７付近に過度に大きな集中荷重が作用することがなく、該取付け部分又は該取付け部分の柱２及び梁３が破壊されることを減少する。また、地震エネルギは、上部流路Ｃ，Ｄを絞られつつ流れる比較的大量のオイルの流れにより熱に変換されて吸収される。また、上記地震により建物が塑性変形領域まで変形したとしても、地震が終わった状態で、油圧ダンパ１は、スプリング４０及びガス室２９のガス圧がバランスすると共にピストンロッド６の面積差による両油室２７ａ，２７ｂの初期位置に戻るように付勢されており、上記塑性変形まで変形した建物も、上記油圧ダンパ１のストローク中央位置への付勢により元の状態（初期姿勢）に戻される。これにより、頻度は少ないが、大きな地震が発生した場合、建物は、本制振装置Ｕにより有効に制振され、建物の破壊を防止して耐震性を向上することができる。 In this state, since the hydraulic damper 1 dampens while expanding and contracting, an excessively large concentrated load does not act in the vicinity of the mounting brackets 13 and 17, and the mounting portion or the column 2 and the beam 3 of the mounting portion are not moved. Reduces being destroyed. Further, the seismic energy is converted into heat and absorbed by a relatively large amount of oil flowing while being squeezed through the upper flow paths C and D. Further, even if the building is deformed to the plastic deformation region due to the earthquake, the hydraulic damper 1 balances the gas pressures of the spring 40 and the gas chamber 29 and the two oils due to the area difference of the piston rod 6 after the earthquake is over. The building 27a, 27b is urged to return to the initial position, and the building deformed until the plastic deformation is also returned to its original state (initial posture) by urging the hydraulic damper 1 to the stroke center position. Thereby, although the frequency is small, when a large earthquake occurs, the building is effectively damped by the vibration damping device U, and the building can be prevented from being destroyed and the earthquake resistance can be improved.

上記油圧ダンパ１は、シリンダ５からピストンロッド６が突出する側に空気室（余裕空隙）３１が設けられており、該空気室３１部分のピストンロッド６は、キャップ部材７のスクレーパ３０により塵埃、錆、水等が除去されたクリーンな状態にある。従って、上記地震により油圧ダンパ１が伸縮して、ピストンロッド６がエンド部材１９の貫通孔を摺接しても、該摺接部分は、上記クリーンな状態にある部分であり、上記摺接に際してピストンロッドに付着した塵埃等がエンド部材１９のシール（Ｏリング）２２を傷付けたり、また該塵埃、水等が油圧室２７内に浸入することを防止できる。 The hydraulic damper 1 is provided with an air chamber (extra gap) 31 on the side from which the piston rod 6 projects from the cylinder 5, and the piston rod 6 in the air chamber 31 portion is dusted by the scraper 30 of the cap member 7. It is in a clean state with rust and water removed. Therefore, even if the hydraulic damper 1 expands and contracts due to the earthquake and the piston rod 6 slidably contacts the through hole of the end member 19, the slidable contact portion is a portion in the clean state. It is possible to prevent dust or the like adhering to the rod from damaging the seal (O-ring) 22 of the end member 19, and preventing dust or water from entering the hydraulic chamber 27.

図８に示すように、チェック弁である第１及び第２のピストンバルブ３７_１，３７_２が閉じ位置にある場合、ピストン１０及びピストンバルブ３７_１，３７_２の漏れ（オイルリーク）に起因する急勾配（Ｓ部分）で荷重Ｆが増加し、高い減衰力特性を有する。該急勾配（Ｓ部分）からなる減衰力特性は、５００〜８００［ｋＮ／（ｍ／ｓｅｃ）］である。該減衰力特性は、剛体に近い状態であり、急激な揺れに対する大きな減衰力が作用する初期剛性が得られて好ましい。 As shown in FIG. 8, when in the first and second piston valves ₃₇ 1, 37 ₂ are closed positions a check valve, due to the piston 10 and the piston valve ₃₇ 1, 37 ₂ of the leak (oil leak) The load F increases at a steep slope (S portion) and has high damping force characteristics. The damping force characteristic composed of the steep slope (S portion) is 500 to 800 [kN / (m / sec)]. The damping force characteristic is in a state close to a rigid body, which is preferable because an initial stiffness at which a large damping force acts against a sudden shake is obtained.

上記オイルリークによる減衰力特性は、バルブ座板５０と環状の突起４５との密着精度及びピストン１０とシリンダ５との嵌合精度等との機械的精度に影響され、高い精度で上記減衰力特性を安定することが難しい。また、地震等の建物の揺れによる油圧ダンパ１の伸縮は、圧縮側、伸長側に比較的速い周期で切換わり、前記所定値（変曲点）Ｐまでは、減衰力は作動量に比例して略々直線的に上昇し（急勾配Ｓ部分）、リリーフ圧（Ｐ）に達してからは、略々一定の減衰力（緩勾配Ｔ部分）に保持される。油圧ダンパ１は、前記圧縮側又は伸長側に切換わる時点で瞬間的に作動を停止するが、上記オイルリークを最小限に設定すると、油室２７ａ，２７ｂに残圧が生じる。この結果、上記油圧ダンパ１が逆方向に作動開始しても、上記残圧が解消するまでは、ピストン１０の作動方向に抵抗する力は発生せず、減衰力の発生に遅れを生じる。該減衰力の立ち上り遅れは、ヒステリシス面積にも影響を与え、エネルギ吸収量は小さくなる。 The damping force characteristic due to the oil leak is influenced by the mechanical accuracy such as the contact accuracy between the valve seat plate 50 and the annular protrusion 45 and the fitting accuracy between the piston 10 and the cylinder 5, and the damping force property is highly accurate. It is difficult to stabilize. The expansion / contraction of the hydraulic damper 1 due to the shaking of the building such as an earthquake is switched at a relatively fast cycle from the compression side to the expansion side, and the damping force is proportional to the operating amount up to the predetermined value (inflection point) P. After reaching the relief pressure (P), it is maintained at a substantially constant damping force (slow gradient T portion). The hydraulic damper 1 stops its operation instantaneously at the time of switching to the compression side or the extension side, but if the oil leak is set to a minimum, residual pressure is generated in the oil chambers 27a and 27b. As a result, even if the hydraulic damper 1 starts operating in the reverse direction, no force resisting the operating direction of the piston 10 is generated until the residual pressure is eliminated, and the generation of the damping force is delayed. The delay in rising of the damping force also affects the hysteresis area, and the energy absorption amount becomes small.

そして、鋭意研究した結果、チェック弁であるピストンバルブが閉じ位置にある場合（急勾配部分Ｓ）における移動速度に対する荷重変化（勾配）が、１５０〜６００［ｋＮ／（ｍ／ｓｅｃ）］にある場合、上述した効果が得られる知見を得た。即ち、上記勾配が１５０［ｋＮ／（ｍ／ｓｅｃ）］以下であると、小さな地震等による建物の揺れエネルギを吸収して、建物の揺れを有効に抑えることができず、上記勾配が６００［ｋＮ／（ｍ／ｓｅｃ）］以上であると、上記残圧が生じて、有効に振動エネルギを吸収することができない。 As a result of intensive research, the load change (gradient) with respect to the moving speed when the piston valve, which is a check valve, is in the closed position (steep slope portion S) is 150 to 600 [kN / (m / sec)]. In the case, the knowledge that the above-mentioned effect is obtained was obtained. That is, if the gradient is 150 [kN / (m / sec)] or less, the vibration energy of the building due to a small earthquake or the like cannot be absorbed and the vibration of the building cannot be effectively suppressed, and the gradient is 600 [ kN / (m / sec)] or more, the residual pressure is generated and vibration energy cannot be absorbed effectively.

図６に沿って一部変更した実施の形態について説明する。なお、本実施の形態は、第１及び第２のピストンバルブに、チェック弁機能の外にオリフィスを付加した点で相違しているが、他の部分では先の実施の形態と同様であるので、同一符号を付して説明を省略する。 An embodiment that is partially modified will be described with reference to FIG. This embodiment is different in that an orifice is added to the first and second piston valves in addition to the check valve function, but the other portions are the same as the previous embodiment. The same reference numerals are assigned and the description is omitted.

第１及び第２のピストンバルブ３７_３，３７_４は、複数枚のバルブ座板５０及び皿バネ５１と環状の突起４５とからなるチェック弁６０を有する。第１及び第２のピストンバルブのいずれか一方、例えば第２のピストンバルブ３７_４は、複数のバルブ座板５０の内の上記突起４５に接する１枚（５０ａ）に、その外径側から油圧空間４６に接する位置まで延びる１個の溝６１ａからなるオリフィス（バイパス）６１が形成されている。該オリフィス（バイパス）６１は、バルブ座板５０の板厚ｔ（例えば０．１５ｍｍ）と上記溝６１ａの幅Ｗ（例えば０．５ｍｍ）からなる流通面積ａ（＝ｔ×Ｗ）を有し、一方の油室２７ａと、油圧空間４６及び油路４９を介して他方の油室２７ｂとを連通している。シリンダ５の内径半径をｒとした内径断面積Ａ（＝πｒ^２≒ピストン面積）に対する上記流通面積ａの割合である開口面積比率ｚ（＝ａ／Ａ）が０．００４〜０．０４０の範囲に設定されている。該オリフィス６１の開口面積比率ｚは、上記実施の形態にあっては、第１及び第２のピストンバルブの一方３７ａのみに、かつ複数のバルブ座板５０の１枚（５０ａ）のみに、更に該バルブ座板の全周の１箇所のみに形成された小幅の溝６１ａからなる極小の流通面積からなり、前記特許文献２に示す車両用の緩衝器の油圧ダンパにおけるオリフィスに比して大幅に小さい値であり、このような極小の流通面積からなるオリフィス６１により、油圧ダンパ１は上述した急勾配Ｓからなる減衰力特性１５０〜６００［ｋＮ／（ｍ／ｓｅｃ）］を安定して得ることができる。 The first and second piston valves 37 ₃ and 37 ₄ have a check valve 60 including a plurality of valve seat plates 50, a disc spring 51, and an annular protrusion 45. Either one of the first and second piston valves, for example, the second piston valve 37 ₄ is the one in contact with the projection 45 of the plurality of valve seats plate 50 (50a), oil pressure from the outer diameter side An orifice (bypass) 61 composed of a single groove 61 a extending to a position in contact with the space 46 is formed. The orifice (bypass) 61 has a flow area a (= t × W) composed of a plate thickness t (for example, 0.15 mm) of the valve seat plate 50 and a width W (for example, 0.5 mm) of the groove 61a. One oil chamber 27 a communicates with the other oil chamber 27 b through a hydraulic space 46 and an oil passage 49. The opening area ratio z (= a / A), which is the ratio of the flow area a to the inner diameter sectional area A (= πr ² ≈piston area) where the inner diameter radius of the cylinder 5 is r, is in the range of 0.004 to 0.040. Is set to In the above embodiment, the opening area ratio z of the orifice 61 is limited to only one of the first and second piston valves 37a and only one of the plurality of valve seat plates 50 (50a). Compared with the orifice in the hydraulic damper of the shock absorber for vehicles shown in the above-mentioned patent document 2, it has a very small flow area composed of a narrow groove 61a formed only at one place on the entire circumference of the valve seat plate. The hydraulic damper 1 can stably obtain the damping force characteristic 150 to 600 [kN / (m / sec)] having the steep slope S described above by the orifice 61 having a small value and having such a minimal flow area. Can do.

なお、上記溝６１ａからなるオリフィス６１は、１枚のバルブ座板５０ａに限らず、例えば第１のピストンバルブ３７_３のバルブ座板５０にも設ける等、複数個の溝により形成してもよい。また、オリフィスは、上述したようなバルブ座板に形成すると、高い自由度で極小流通面積が得られて好ましいが、２個の油室を連通するオリフィスであれば、他の構成でもよい。 Incidentally, the orifices 61 made of the groove 61a is not limited to a single valve seat plate 50a, for example, such as the first piston valve 37 ₃ is also provided in the valve seat plate 50 may be formed by a plurality of grooves . Further, it is preferable that the orifice be formed on the valve seat plate as described above, since a minimum flow area can be obtained with a high degree of freedom, but other configurations may be used as long as the orifice communicates two oil chambers.

例えば、バルブ座板５０に溝６１ａを形成せず、オリフィスを備えていない第１及び第２のピストンバルブ３７_１，３７_２において、チェック弁の密着精度及びピストンの嵌合精度が比較的高い場合、前記急勾配Ｓでの減衰力特性（等価剛性）は、６００〜８００［ｋＮ／（ｍ／ｓｅｃ）］になる。該減衰力特性の範囲では、等価剛性が大きく、大変形領域では大きな制振効果を有するが、加速度（衝撃）吸収性が小さく、微小変形領域では、減衰定数が小さくなる傾向になる。なお、上記オリフィスを備えていないものでも、チェック弁の密着精度及びピストンの嵌合精度によっては、６００［ｋＮ／（ｍ／ｓｅｃ）］以下の減衰力特性、即ち１５０〜８００［ｋＮ／（ｍ／ｓｅｃ）］の減衰力特性を得ることができる。 For example, without forming the groove 61a in the valve seat plate 50, the first and second piston valves having no orifices 37 _1, at 37 _2, when a relatively high adhesion accuracy and piston fitting accuracy of the check valve The damping force characteristic (equivalent rigidity) at the steep slope S is 600 to 800 [kN / (m / sec)]. In the range of the damping force characteristic, the equivalent rigidity is large and has a large damping effect in the large deformation region, but the acceleration (impact) absorption is small, and the damping constant tends to be small in the minute deformation region. Even if the orifice is not provided, depending on the close-contact accuracy of the check valve and the fitting accuracy of the piston, a damping force characteristic of 600 [kN / (m / sec)] or less, that is, 150 to 800 [kN / (m / Sec)] can be obtained.

例えば、第１及び第２のピストンバルブ３７_３，３７_４の１枚のバルブ座板５０ａにそれぞれ溝６１ａを形成して、２個の溝からなるオリフィス６１は、流通面積ａが０．１５［ｍｍ^２］となる。この場合の急勾配Ｓでの減衰力特性（等価剛性）は、３５０〜６００［ｋＮ／（ｍ／ｓｅｃ）］となり、該減衰力特性の範囲では、等価剛性も比較的大きく、かつ加速度（衝撃）吸収性もあり、大変形〜微小変形の大きな揺れ領域に対して、バランスよく制振効果を期待できる。 For example, the groove 61a is formed in one valve seat plate 50a of each of the first and second piston valves 37 ₃ and 37 ₄ , and the orifice 61 including two grooves has a flow area a of 0.15 [ mm ² ]. In this case, the damping force characteristic (equivalent rigidity) at the steep slope S is 350 to 600 [kN / (m / sec)]. In the range of the damping force characteristic, the equivalent rigidity is relatively large and the acceleration (impact ) Absorptivity, and a vibration damping effect can be expected in a well-balanced manner in a large to small deformation region.

上記溝６１ａが合計４個からなるオリフィス６１は、流通面積ａが０．３０［ｍｍ^２］となり、この場合の急勾配Ｓでの減衰力特性（等価剛性）は、１５０〜３５０［ｋＮ／（ｍ／ｓｅｃ）］となる。該減衰力特性の範囲では、加速度（衝撃）吸収性が高くなり、微小変形領域において有効に機能し、例えばトラックの道路走行に起因する生活振動等に対して大きな制振効果が期待できる。 The orifice 61 having a total of four grooves 61a has a flow area a of 0.30 [mm ² ], and the damping force characteristic (equivalent rigidity) at the steep slope S in this case is 150 to 350 [kN / ( m / sec)]. In the range of the damping force characteristic, acceleration (impact) absorbability increases, functions effectively in a micro-deformation region, and can be expected to have a great damping effect on, for example, daily vibrations caused by road driving on a truck.

なお、溝６１ａの数は、２個、４個に限らず、１個、３個又はそれ以上でもよく、減衰力特性が１５０〜８００［ｋＮ／（ｍ／ｓｅｃ）］の範囲となる間で、適宜設定することができる。 The number of grooves 61a is not limited to two or four, and may be one, three, or more, while the damping force characteristic is in the range of 150 to 800 [kN / (m / sec)]. Can be set as appropriate.

従って、上記勾配Ｓでの減衰力特性は、１５０〜８００［ｋＮ／（ｍ／ｓｅｃ）］の範囲で上述した構造物の制振装置として有効に機能し、オリフィスを備えた状態にあって、１５０〜６００［ｋＮ／（ｍ／ｓｅｃ）］において、残圧による応答遅れを生じることがなく、構造物の制振装置として好ましく、更に３００〜６００［ｋＮ／（ｍ／ｓｅｃ）］の範囲において、等価剛性と加速度（衝撃）吸収性のバランスのとれた大きな範囲で制振効果が期待できる。 Therefore, the damping force characteristic at the gradient S effectively functions as a vibration damping device for the structure described above in the range of 150 to 800 [kN / (m / sec)], and is provided with an orifice. In 150 to 600 [kN / (m / sec)], there is no response delay due to the residual pressure, which is preferable as a vibration damping device for a structure, and in the range of 300 to 600 [kN / (m / sec)]. The damping effect can be expected in a large range in which the equivalent stiffness and acceleration (impact) absorption are balanced.

図７に沿って、ピストンバルブ３７_５，３７_６を一部変更した実施の形態について説明する。なお、先の実施の形態と同様な部分は、同一符号を付して説明を省略する。ピストン１０’は、ピストンロッド小径部６ａを嵌挿するボス部４４と環状の突起４５を有する。ピストンの両側面１０’ａ，１０’ｂにおける上記突起４５の突出高さＨが、ボス部４４の突出高さｈに比して高く構成される。第１及び第２のピストンバルブ３７_５，３７_６は、ピストン１０’の両側面において、ワッシャ３５、バネ受けリング部材３３等を介して、ピストンロッド段差部６ｂとの間でナット３６を締付けることにより取付けられる。なお、上記ピストンバルブ３７_５，３７_６は、オリフィスを有さないものでも、図６に示すようにオリフィスを有するものでもよい。 An embodiment in which the piston valves 37 ₅ and 37 ₆ are partially changed will be described with reference to FIG. Note that parts similar to those of the previous embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. Piston 10 'has the boss | hub part 44 and the cyclic | annular protrusion 45 which insert the piston rod small diameter part 6a. The protrusion height H of the protrusion 45 on both side surfaces 10 ′ a and 10 ′ b of the piston is configured to be higher than the protrusion height h of the boss portion 44. The first and second piston valves 37 ₅ , 37 ₆ are tightened with nuts 36 between the piston rod step portions 6b on both side surfaces of the piston 10 ′ via washers 35, spring receiving ring members 33 and the like. It is installed by. The piston valves 37 ₅ and 37 ₆ may have no orifice or may have an orifice as shown in FIG.

バルブ座板５０及び皿バネ５１は、上記ナット３６の締付けにより、その中心部分がボス部４４に接触するように、かつバルブ座板５０の外周部が上記突起４５に当接するように押さえられる。上記突起４５とボス部４４の突出高さ（Ｈ＞ｈ）の差により、板バネからなるバルブ座板５０は、撓んでその外周部が突起４５に接触する方向の所定予荷重が付与される。 By tightening the nut 36, the valve seat plate 50 and the disc spring 51 are pressed so that the central portion thereof is in contact with the boss portion 44 and the outer peripheral portion of the valve seat plate 50 is in contact with the protrusion 45. Due to the difference in protrusion height (H> h) between the protrusion 45 and the boss portion 44, the valve seat plate 50 made of a leaf spring is bent and given a predetermined preload in a direction in which the outer peripheral portion contacts the protrusion 45. .

これにより、ピストン１０’の移動速度が所定値以下で、油圧空間４６に所定油圧が作用しないと、上記バルブ座板５０は、上記所定予荷重により閉塞位置に保持される。従って、油圧ダンパ１の減衰力特性は、急勾配部分（Ｓ）の勾配が急になり、所定値Ｐが高くなる。これにより、弱い地震等に対しては、油圧ダンパ１は剛体に近くなり、建物の揺れを抑えることができ、かつピストン移動速度Ｖが所定値Ｐ以上となる所定規模以上の強い地震に対しては、一気に緩勾配Ｔに切換わって、建物を制振してその破壊を抑えることができる。 Accordingly, when the moving speed of the piston 10 ′ is equal to or lower than a predetermined value and the predetermined hydraulic pressure does not act on the hydraulic space 46, the valve seat plate 50 is held at the closed position by the predetermined preload. Accordingly, in the damping force characteristic of the hydraulic damper 1, the steep slope portion (S) has a steep slope and the predetermined value P increases. As a result, the hydraulic damper 1 is close to a rigid body for weak earthquakes and the like, can suppress the shaking of the building, and against strong earthquakes of a predetermined magnitude or more in which the piston moving speed V is a predetermined value P or more. Can be switched to a gentle gradient T at once, and the building can be damped to suppress its destruction.

図７に示すように、ボス部４４とバルブ座板５０との間に、所定枚数（本実施の形態では１枚）の間座５５を介在して、第１及び第２のピストンバルブ３７_５，３７_６が取付けられる。該間座５５の枚数又は板厚を調節することにより、上記バルブ座板５０に作用する所定予荷重を調整することができる。これにより、構造部材の材質（木造か軽量鉄骨か）、建物の強度、規模、振動特性等に対応して上記予荷重が調整され、適正な油圧ダンパ１を選択することにより、容易に建物に対応した油圧ダンパを適用することが可能となる。 As shown in FIG. 7, between the boss portion 44 and the valve seat plate 50, (in this embodiment one) predetermined number interposed between seat 55 of the first and second piston valves 37 ₅ , 37 ₆ is mounted. By adjusting the number or thickness of the spacers 55, the predetermined preload acting on the valve seat plate 50 can be adjusted. As a result, the preload is adjusted in accordance with the material of the structural member (whether wooden or lightweight steel), the strength, scale, vibration characteristics, etc. of the building. It is possible to apply a corresponding hydraulic damper.

図９〜図１２は、オリフィス（バイパス）を有するピストンバルブを備えた油圧ダンパの減衰力特性を示す。なお、シリンダの内径断面積Ａは、１６６１．９０［ｍｍ^２］であり、横軸はピストンの移動速度［ｍ／ｓｅｃ］、縦軸は荷重［ｋＮ］である。図９，図１０は、オリフィス（バイパス）の流通面積ａが０．３０［ｍｍ^２］であり、図９は油圧ダンパの縮み側の移動、図１０は、伸び側の移動を示す。図１１，図１２は、オリフィス（バイパス）の流通面積ａが０．１５［ｍｍ^２］であり、図１１が、油圧ダンパの縮み側の移動、図１２は伸び側の移動を示す。 9 to 12 show damping force characteristics of a hydraulic damper having a piston valve having an orifice (bypass). The inner diameter cross-sectional area A of the cylinder is 1661.90 [mm ² ], the horizontal axis is the moving speed of the piston [m / sec], and the vertical axis is the load [kN]. 9 and 10, the flow area a of the orifice (bypass) is 0.30 [mm ² ], FIG. 9 shows the movement on the contraction side of the hydraulic damper, and FIG. 10 shows the movement on the expansion side. 11 and 12, the flow area a of the orifice (bypass) is 0.15 [mm ² ], FIG. 11 shows the movement of the hydraulic damper on the contraction side, and FIG. 12 shows the movement of the expansion side.

なお、前記ピストンバルブの構造は、環状の突起４５及びバルブ座板５０からなるものに限らず、付勢された弁構造からなるもの等、上述した減衰力特性を備えるものであれば、他の構造でもよい。また、ガス室（予圧室）２９は、窒素ガス等を封入したものに限らず、バネ定数の高いバネを収納したものでもよく、油圧室２７の油圧に対向してフロート部材２３の動きを吸収し得る付勢力を有するものであればよい。また、上記実施の形態は、ピストンロッド６は、ロッド側油室２７ａのみに貫通しているが、非ロッド側油室２７ｂにも貫通してフロート部材２３に支持されるものでもよい。この場合、スプリング４０は、必ずしも必要としない。 The structure of the piston valve is not limited to the structure including the annular protrusion 45 and the valve seat plate 50, but may be any other structure having the above-described damping force characteristics, such as a structure including an urged valve structure. It may be a structure. Further, the gas chamber (preload chamber) 29 is not limited to the one in which nitrogen gas or the like is enclosed, but may contain a spring having a high spring constant, and absorbs the movement of the float member 23 in opposition to the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 27. What is necessary is just to have the biasing force which can do. In the above-described embodiment, the piston rod 6 penetrates only the rod-side oil chamber 27a. However, the piston rod 6 may penetrate the non-rod-side oil chamber 27b and be supported by the float member 23. In this case, the spring 40 is not necessarily required.

１油圧ダンパ
２構造部材（柱）
３構造部材（梁）
５シリンダ
６ピストンロッド
７キャップ部材
９シリンダの端部（連結部材）
１０，１０’ ピストン
１０ａ，１０’ａ側面
１０ｂ，１０’ｂ側面
１９エンド部材
２３フロート部材
２７油圧室
２７ａ一方の油室（ロッド側油室）
２７ｂ他方の油室（非ロッド側油室）
２９予圧室（ガス室）
３０スクレーパ
３１余裕空隙（空気室）
３７_１，３７_３，３７_５第１のピストンバルブ
３７_２，３７_４，３７_６第２のピストンバルブ
４０スプリング
４４ボス部
４５突起
４６油圧空間
４７，４９（縮み側）油路、（伸び側）油路
５０バルブ座板
５１皿バネ
５５間座
６０チェック弁
６１オリフィス（バイパス）
６１ａ溝
ｚ開口面積比率

1 Hydraulic damper 2 Structural member (pillar)
3 Structural members (beams)
5 Cylinder 6 Piston rod 7 Cap member 9 End of cylinder (connecting member)
10, 10 'Piston 10a, 10'a Side surface 10b, 10'b Side surface 19 End member 23 Float member 27 Hydraulic chamber 27a One oil chamber (rod side oil chamber)
27b The other oil chamber (non-rod side oil chamber)
29 Preload chamber (gas chamber)
30 Scraper 31 Clearance (air chamber)
37 _1, ₃₇ 3, 37 ₅ first piston valve ₃₇ _2, 37 4, 37 ₆ second piston valve 40 spring 44 boss 45 projection 46 hydraulic space 47, 49 (compression-side) oil passage (extension side) Oil passage 50 Valve seat plate 51 Disc spring 55 Spacer 60 Check valve 61 Orifice (bypass)
61a Groove z Opening area ratio

Claims

The cylinder has a hydraulic chamber filled with oil, the hydraulic chamber is divided into two oil chambers by one piston, and the oil is communicated between the two oil chambers with a predetermined damping force characteristic. In a structure damping device, wherein the hydraulic damper is installed between structural members that are relatively moved by an earthquake,
Forming the hydraulic chamber between an end member integral with the cylinder at least in the axial direction and a float member movable in the axial direction on the cylinder;
A preload chamber having an urging force that opposes the hydraulic pressure acting on the float member from the hydraulic chamber is formed between the closed portion at the end of the cylinder and the float member,
A first piston valve that restricts the flow of oil from one of the two oil chambers to the other oil chamber, and a flow of oil from the other oil chamber to the one oil chamber are regulated in the piston portion. And a second piston valve that
Before Symbol first and second piston valves, the flow of each of the regulated the flow in the opposite direction of the oil, moving speed of the piston relative to the cylinder is in the closed position by a predetermined value or less in the state the The oil flow is limited, and the hydraulic damper is in a state close to a rigid body with a large damping characteristic that rises with a steep slope of 150 to 800 [kN / (m / sec)] with respect to the moving speed, In a state where the moving speed is faster than the predetermined value, it opens to allow the oil flow, and the hydraulic damper is in a damping state with a small damping force characteristic consisting of a gentle gradient with a small load change with respect to the moving speed .
A structure damping device characterized by that.

The cylinder has a hydraulic chamber filled with oil, the hydraulic chamber is divided into two oil chambers by one piston, and the oil is communicated between the two oil chambers with a predetermined damping force characteristic. In a structure damping device, wherein the hydraulic damper is installed between structural members that are relatively moved by an earthquake,
Forming the hydraulic chamber between an end member integral with the cylinder at least in the axial direction and a float member movable in the axial direction on the cylinder;
A preload chamber having an urging force that opposes the hydraulic pressure acting on the float member from the hydraulic chamber is formed between the closed portion at the end of the cylinder and the float member,
A first piston valve that restricts the flow of oil from one of the two oil chambers to the other oil chamber, and a flow of oil from the other oil chamber to the one oil chamber are regulated in the piston portion. And a second piston valve that
An orifice that communicates the two oil chambers is provided in the piston, and the orifice has an opening area ratio that is a ratio of a flow area of the orifice to an inner diameter cross-sectional area of the cylinder of 0.004 to 0.040. ,
Before Symbol first and second piston valves, the flow of each of the regulated the flow in the opposite direction of the oil, moving speed of the piston relative to the cylinder is in the closed position by a predetermined value or less in the state the Oil flow is limited, and the hydraulic damper is in a state close to a rigid body having a large damping characteristic in which a load change with respect to the moving speed rises with a steep slope by the orifice, and in a state where the moving speed of the piston is faster than the predetermined value. Open to allow the oil flow, the hydraulic damper is in a damping state with a small damping force characteristic consisting of a gentle gradient with a small load change with respect to the moving speed,
A structure damping device characterized by that.