JP6599753B2 - Hydraulic damper - Google Patents
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Description
本発明は、外力を減衰させるための油圧式ダンパーに関する。 The present invention relates to a hydraulic damper for attenuating external force.
例えば、特許文献1に記載の油圧式ダンパーでは、第1圧力室と第2圧力室との連通状態を調節する調圧弁がピストン内に埋設されている。当該油圧式ダンパーでは、当該調圧弁で発生する絞り抵抗を利用して減衰力を発生させている。
For example, in the hydraulic damper described in
例えば、建築物の揺れを低減するための油圧式ダンパーにおいては、揺れの初期段階、つまり、ピストンが僅かに変位し始めたときに所望の減衰力が発生することが望ましい。
本発明は、上記点に鑑み、ピストンが僅かに変位し始めたときに所望の減衰力を発生させることが可能な油圧式ダンパーを提供することを目的とする。
For example, in a hydraulic damper for reducing shaking of a building, it is desirable that a desired damping force is generated at the initial stage of shaking, that is, when the piston starts to be slightly displaced.
In view of the above points, an object of the present invention is to provide a hydraulic damper that can generate a desired damping force when a piston starts to be slightly displaced.
本願では、外力を減衰させるための油圧式ダンパーにおいて、作動油が充填された円筒状のシリンダ(2)と、シリンダ(2)内を第1圧力室(2A)と第2圧力室(2B)とに区画するとともに、外力を受けてシリンダ(2)内で変位するピストン(3)と、ピストン(3)の外周面に組み付けられ、シリンダ(2)の内周面に滑り接触可能な環状のシールリング(7)であって、ピストン(3)とシリンダ(2)との隙間を液密に密閉するとともに、少なくとも内周面に接触する摺接部が樹脂にて構成されたシールリング(7)と、ピストン(3)に埋設された調圧弁(10)であって、第1圧力室(2A)と第2圧力室(2B)との連通状態を調節する調圧弁(10)とを具備している。 In the present application, in a hydraulic damper for attenuating external force, a cylindrical cylinder (2) filled with hydraulic oil, and a first pressure chamber (2A) and a second pressure chamber (2B) in the cylinder (2). And a piston (3) that is displaced in the cylinder (2) by receiving an external force, and an annular ring that is assembled to the outer peripheral surface of the piston (3) and that can slide-contact with the inner peripheral surface of the cylinder (2). A seal ring (7), in which a gap between the piston (3) and the cylinder (2) is hermetically sealed, and at least a sliding contact portion in contact with the inner peripheral surface is made of resin. And a pressure regulating valve (10) embedded in the piston (3), the pressure regulating valve (10) for adjusting the communication state between the first pressure chamber (2A) and the second pressure chamber (2B). is doing.
ピストン(3)の外周面には、シールリング(7)が組み付けられた環状の溝部(9)が設けられ、ピストン(3)の外周面のうち溝部(9)の開口端(9A)から離間した部位は、当該開口端(9A)に比べてシリンダ(2)の内周面から離間している。 An annular groove (9) to which a seal ring (7) is assembled is provided on the outer peripheral surface of the piston (3), and is separated from the open end (9A) of the groove (9) in the outer peripheral surface of the piston (3). The part which was done is spaced apart from the internal peripheral surface of a cylinder (2) compared with the said opening end (9A).
調圧弁(10)は、流入口に連通する流入室(11A)、流出口に連通する流出室(11B)、及び流入室(11A)から流出室(11B)に連通する円柱状の空間(以下、収装部(12A)という。)を有する本体部(11)、少なくとも一部が収装部(12A)に挿入された弁体(14)であって、当該挿入された部位(以下、挿入部(14A)という。)が収装部(12A)の内周面と滑り接触しながら当該収装部(12A)の中心軸線と平行な方向(以下、変位方向という。)に変位する弁体(14)、並びに流入室(11A)側から流出室(11B)側に向けて弁体(14)を押圧する力を発揮するバネ(15)を備えている。 The pressure regulating valve (10) includes an inflow chamber (11A) communicating with the inflow port, an outflow chamber (11B) communicating with the outflow port, and a cylindrical space (hereinafter referred to as the outflow chamber (11B) from the inflow chamber (11A)). A body part (11) having an accommodation part (12A)), and at least a part of the valve body (14) inserted into the accommodation part (12A), the inserted part (hereinafter referred to as insertion) The valve body is displaced in a direction parallel to the central axis of the housing portion (12A) (hereinafter referred to as a displacement direction) while slidingly contacting the inner peripheral surface of the housing portion (12A). (14) and a spring (15) that exerts a force to press the valve element (14) from the inflow chamber (11A) side toward the outflow chamber (11B) side.
挿入部(14A)の外周面には、変位方向に沿って延びる連通溝(14B)が設けられ、連通溝(14B)が収装部(12A)に対して出没変位することにより、流入室(11A)側と流出室(11B)側との連通状態が調整され、連通溝(14B)のうち収装部(12A)から突出して流入室(11A)に向けて開口状態となった部分の面積を開口面積(S)とし、連通溝(14B)のうち収装部(12A)内に位置している部分を流体通路(La)としたとき、開口面積(S)が予め設定された所定面積(So)以下の状態においては、開口面積(S)は、流体通路(La)の最小通路断面積(S1)より小さい。 A communication groove (14B) extending along the displacement direction is provided on the outer peripheral surface of the insertion portion (14A), and the communication groove (14B) moves in and out with respect to the housing portion (12A), so that the inflow chamber ( 11A) and the outflow chamber (11B) side are adjusted to communicate with each other, and the area of the communication groove (14B) protruding from the storage portion (12A) and opening toward the inflow chamber (11A) Is an opening area (S), and a portion of the communication groove (14B) located in the receiving portion (12A) is a fluid passage (La), the opening area (S) is a predetermined area set in advance. (So) In the following state, the opening area (S) is smaller than the minimum passage sectional area (S1) of the fluid passage (La).
ところで、調圧弁(10)にて十分に大きい絞り抵抗を発生させるには、外力がピストン(3)に作用したときに、これに即応してピストン(3)が変位する必要がある。つまり、ピストン(3)とシリンダ(2)との接触部で発生する摩擦力が大きいと、外力がピストン(3)に作用したときに、当該外力を摩擦力で受けてしまうので、初期段階でピストン(3)が殆ど変位しない可能性がある。ピストン(3)が殆ど変位しないと、第1圧力室(2A)と第2圧力室(2B)との間で大きな圧力差が生じない。 By the way, in order to generate a sufficiently large throttle resistance in the pressure regulating valve (10), when an external force is applied to the piston (3), it is necessary to displace the piston (3) in response to this. That is, if the frictional force generated at the contact portion between the piston (3) and the cylinder (2) is large, when the external force acts on the piston (3), the external force is received by the frictional force. There is a possibility that the piston (3) is hardly displaced. If the piston (3) is hardly displaced, a large pressure difference does not occur between the first pressure chamber (2A) and the second pressure chamber (2B).
調圧弁(10)は、第1圧力室(2A)と第2圧力室(2B)との圧力差を利用して第1圧力室(2A)と第2圧力室(2B)とを連通させる流路を絞って減衰力を発生させるものである。このため、第1圧力室(2A)と第2圧力室(2B)との間で大きな圧力差が生じないと、調圧弁(10)が閉じた状態が維持されるので、調圧弁(10)より作動油が流れず粘性的な減衰性能が発生しない。 The pressure regulating valve (10) uses a pressure difference between the first pressure chamber (2A) and the second pressure chamber (2B) to flow the first pressure chamber (2A) and the second pressure chamber (2B). The road is squeezed to generate a damping force. For this reason, if a large pressure difference does not occur between the first pressure chamber (2A) and the second pressure chamber (2B), the pressure regulating valve (10) is maintained in a closed state, and therefore the pressure regulating valve (10) Less hydraulic oil flows and viscous damping performance does not occur.
これに対して、本願では、シールリング(7)の摺接部が樹脂にて構成されているので、ピストン(3)とシリンダ(2)との接触部で発生する摩擦力を小さくできる。このため、外力がピストン(3)に作用したときに、ピストン(3)がこれに即応して変位する。したがって、調圧弁(10)にて十分な減衰力を発生させることが可能となる。 In contrast, in the present application, since the sliding contact portion of the seal ring (7) is made of resin, the frictional force generated at the contact portion between the piston (3) and the cylinder (2) can be reduced. For this reason, when an external force acts on the piston (3), the piston (3) is displaced in response thereto. Therefore, a sufficient damping force can be generated by the pressure regulating valve (10).
ピストン(3)の外周面のうち溝部(9)の開口端(9A)から離間した部位は、当該開口端(9A)に比べてシリンダ(2)の内周面から離れている。これにより、ピストン(3)とシリンダ(2)とが接触してしまうことを確実に抑制できる。 The part of the outer peripheral surface of the piston (3) that is separated from the open end (9A) of the groove (9) is farther from the inner peripheral surface of the cylinder (2) than the open end (9A). Thereby, it can suppress reliably that a piston (3) and a cylinder (2) contact.
したがって、ピストン(3)とシリンダ(2)との間で大きな摩擦力が発生することを抑制できる。延いては、ピストン(3)を外力に対して即応変位させることが可能となるので、調圧弁(10)にて十分な減衰力を発生させることが可能となる。 Therefore, generation of a large frictional force between the piston (3) and the cylinder (2) can be suppressed. As a result, the piston (3) can be quickly displaced with respect to the external force, so that a sufficient damping force can be generated by the pressure regulating valve (10).
また、本願では、開口面積(S)が予め設定された所定面積(So)以下の状態、つまり弁開度が小さいときには、連通溝(14B)のうち収装部(12A)から突出して流入室(11A)に向けて開口状態となった部分(以下、絞り部という。)で絞り抵抗(圧力損失)が発生するとともに、当該絞り部にて圧力が低下した流体が流体通路(La)に流れ込む。 Further, in the present application, when the opening area (S) is equal to or smaller than a predetermined area (So) set in advance, that is, when the valve opening is small, the inflow chamber protrudes from the collecting portion (12A) in the communication groove (14B). (11A), a throttle resistance (pressure loss) is generated in a portion (hereinafter referred to as a throttle section) that is open toward (11A), and a fluid whose pressure has decreased in the throttle section flows into the fluid passage (La). .
このため、調圧弁(10)による減圧作用の殆どは絞り部で発生し、当該絞り部より下流側では殆ど減圧作用は発生しない。つまり、絞り部より下流側の圧力は、流出室(11B)内の圧力と略同一となる。 For this reason, most of the pressure reducing action by the pressure regulating valve (10) occurs in the throttle part, and almost no pressure reducing action occurs downstream of the throttle part. That is, the pressure on the downstream side of the throttle portion is substantially the same as the pressure in the outflow chamber (11B).
ところで、仮に、開口面積(S)が所定面積(So)以下の状態において、開口面積(S)が流体通路(La)の最小通路断面積(S1)より大きい場合には、調圧弁による減圧作用の殆どは絞り部より下流側、つまり、流体通路(La)のうち通路断面積が最小となる部位(以下、最小部という。)で発生し、絞り部で減圧作用は調圧弁の減圧作用に大きく貢献しない。 By the way, if the opening area (S) is larger than the minimum passage sectional area (S1) of the fluid passage (La) in a state where the opening area (S) is equal to or smaller than the predetermined area (So), the pressure reducing action by the pressure regulating valve. Most of this occurs at the downstream side of the throttle portion, that is, at the portion of the fluid passage (La) where the passage cross-sectional area is minimum (hereinafter referred to as the minimum portion), and the pressure reducing action at the throttle portion is the pressure reducing action of the pressure regulating valve. Does not contribute greatly.
そして、最小部で大きな減圧作用が発生すると、最小部より上流側の圧力は流入室(11A)内の圧力と略同一となる。このため、連通溝(14B)のうち収装部(12A)から突出して流入室(11A)と直接的に連通した部分に作用する圧力は、バネ(15)が発揮する力、つまり流入室(11A)側から流出室(11B)側に向けて弁体(14)を押圧する力と逆向きの力を弁体(14)に作用させる。 When a large pressure reducing action occurs in the minimum portion, the pressure upstream from the minimum portion becomes substantially the same as the pressure in the inflow chamber (11A). For this reason, the pressure acting on the portion of the communication groove (14B) that protrudes from the storage portion (12A) and directly communicates with the inflow chamber (11A) is the force exerted by the spring (15), that is, the inflow chamber ( 11A) A force opposite to the force pressing the valve body (14) from the side toward the outflow chamber (11B) is applied to the valve body (14).
したがって、仮に、開口面積(S)が所定面積(So)以下の状態において、開口面積(S)が流体通路(La)の最小通路断面積(S1)より大きい場合には、開口面積(S)を増大させる向きの力が弁体(14)に作用するので、弁開度が大きくなってしまう。 Accordingly, if the opening area (S) is larger than the minimum passage sectional area (S1) of the fluid passage (La) in a state where the opening area (S) is equal to or smaller than the predetermined area (So), the opening area (S) Since the force in the direction of increasing the pressure acts on the valve body (14), the valve opening degree becomes large.
つまり、開口面積(S)が所定面積(So)以下の状態において、開口面積(S)が流体通路(La)の最小通路断面積(S1)より大きい場合には、弁開度が小さいときに、十分な絞り抵抗を発生させることができない。 That is, when the opening area (S) is smaller than the predetermined area (So) and the opening area (S) is larger than the minimum passage sectional area (S1) of the fluid passage (La), Can not generate sufficient aperture resistance.
これに対して、本願では、調圧弁による減圧作用の殆どは絞り部で発生し、当該絞り部より下流側では殆ど減圧作用は発生しないので、弁開度が小さいときに、十分な絞り抵抗を発生させることができる。 On the other hand, in the present application, most of the pressure reducing action by the pressure regulating valve occurs in the throttle part, and almost no pressure reducing action occurs downstream from the throttle part. Therefore, when the valve opening is small, sufficient throttle resistance is provided. Can be generated.
以上により、本願では、ピストン(3)の即応性を向上させて調圧弁(10)にて十分な減衰力を発生させることを可能としつつ、調圧弁(10)の開度が小さいときに、十分な絞り抵抗を発生させることを可能としたので、ピストンが僅かに変位し始めたときに大きな減衰力を発生させることが可能な油圧式ダンパーを得ることができ得る。 As described above, in the present application, when the opening degree of the pressure regulating valve (10) is small while improving the responsiveness of the piston (3) and allowing the pressure regulating valve (10) to generate a sufficient damping force, Since sufficient throttle resistance can be generated, a hydraulic damper capable of generating a large damping force when the piston starts to be slightly displaced can be obtained.
因みに、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的構成等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記括弧内の符号に示された具体的構成等に限定されるものではない。 Incidentally, the reference numerals in the above parentheses are examples showing the correspondence with the specific configurations described in the embodiments described later, and the present invention is limited to the specific configurations indicated by the reference numerals in the parentheses. It is not something.
以下に説明する「発明の実施形態」は実施形態の一例を示すものである。つまり、特許請求の範囲に記載された発明特定事項等は、下記の実施形態に示された具体的構成や構造等に限定されるものではない。 The “embodiment of the invention” described below shows an example of the embodiment. In other words, the invention specific items described in the claims are not limited to the specific configurations and structures shown in the following embodiments.
少なくとも符号を付して説明した部材又は部位は、「複数」や「2つ以上」等の断りをした場合を除き、少なくとも1つ設けられている。以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。 At least one member or part described with at least a reference numeral is provided, except where “plurality”, “two or more”, and the like are omitted. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
1.油圧式ダンパー
本実施形態は、例えば特開2004−36677号公報に記載の油圧式ダンパーと同様に、建築物の揺れを低減するための油圧式ダンパーに本発明を適用したものある。
(First embodiment)
1. Hydraulic damper This embodiment applies this invention to the hydraulic damper for reducing the shaking of a building like the hydraulic damper of Unexamined-Japanese-Patent No. 2004-36677, for example.
具体的には、油圧式ダンパー1は、図1に示すように、シリンダ2、ピストン3及び調圧弁10等を有して構成されている。ピストン3はシリンダ2内に収納されている。調圧弁10は、ピストン3内に設けられた流体通路に配設されている。
Specifically, as shown in FIG. 1, the
シリンダ2は作動油が充填された円筒状の部材である。ピストン3は、シリンダ2内を第1圧力室2Aと第2圧力室2Bとに区画するとともに、建築物の揺れに伴って発生した力を受けてシリンダ2内を変位する。
The
調圧弁10は、本発明に係る調圧弁であって、第1圧力室2Aと第2圧力室2Bとを連通させる流体通路に設けられている。第1リリーフ弁4Aは、第1圧力室2A内の圧力が予め設定された圧力以上となったときに第1圧力室2Aと第2圧力室2Bとを連通させる。
The
第2リリーフ弁4Bは、第2圧力室2B内の圧力が予め設定された圧力以上となったときに第1圧力室2Aと第2圧力室2Bとを連通させる。第1チェック弁5A〜第4チェック弁5Dは作動油が一方向に流通することのみを許容する。アキュムレータ6は作動油の熱膨張を吸収する。
The
そして、調圧弁10は、例えば、ピストン3を紙面左側に変位させる力(以下、加振力という。)が油圧式ダンパー1に作用したときには、第1圧力室2A内の流体圧を調整しながら第1圧力室2Aと第2圧力室2Bとを連通させる。これにより、油圧式ダンパー1にて加振力が減衰されて揺れが吸収される。
The
なお、紙面左向きの加振力が作用したときには、第1圧力室2Aの圧力が第2圧力室2Bの圧力より高くなる。紙面右向きの加振力が作用したときには、第2圧力室2Bの圧力が第1圧力室2Aの圧力より高くなる。
When a leftward excitation force is applied, the pressure in the
第1チェック弁5A〜第4チェック弁5Dは、ピストン3の変位によって第1圧力室2A及び第2圧力室2Bのうち高圧となった圧力室と調圧弁10の流入口側と連通させ、かつ、当該ピストン3の変位によって第1圧力室2A及び第2圧力室2Bのうち低圧となった圧力室と調圧弁10の流出口側と連通させる。
The
つまり、調圧弁10の流入口は、第1圧力室2A及び第2圧力室2Bのうち高圧となった圧力室と連通する。調圧弁10の流出口は、第1圧力室2A及び第2圧力室2Bのうち低圧となった圧力室と連通する。
That is, the inlet of the
2.ピストン
ピストン3の外周面には、図2に示すように、少なくとも1つのシールリング7が組み付けられている。シールリング7は、シリンダ2の内周面に滑り接触可能な環状の部材であって、ピストン3とシリンダ2との隙間を液密に密閉する部材である。
2. Piston At least one
シールリング7は、少なくともシリンダ2の内周面に接触する摺接部が樹脂にて構成されている。本実施形態係る摺接部はフッ素樹脂製である。すなわち、本実施形態に係るシールリング7の表面全体には、フッ素樹脂製の被覆膜が設けられている。
As for the
シールリング7は、図3に示すように、長方形断面形状を有する環状部材である。当該長方形断面の長辺はピストン3の変位方向と平行である。なお、ピストン3の変位方向は、図3では紙面左右方向と一致する。
As shown in FIG. 3, the
ピストン3の外周面には、シールリング7が組み付けられた環状の溝部9が設けられている。ピストン3の外周面のうち溝部9の開口端9Aから離間した部位A1、A2は、当該開口端9Aに比べてシリンダ2の内周面から離間している。つまり、開口端9Aにおけるピストン直径D1は、部位A1、A2におけるピストン直径D2より大きい寸法となっている。
On the outer peripheral surface of the
ピストン3の外周面のうち開口端9Aから部位A1、A2に至る部位にはテーパ部3Bが設けられている。当該テーパ部3Bは、ピストン3の変位方向において溝部9を挟んで両側に設けられている。
A tapered
一対のテーパ部3Bは、開口端9Aから離間するほどピストン3の中心に接近するように傾斜した円錐面状の部位である。つまり、一対のテーパ部3Bにおいては、部位A1、A2に近接するほどピストン直径が小さくなる。
The pair of tapered
本実施形態に係る溝部9は、ピストン3の変位方向中間部に1つ設けられている。ピストン3の変位方向中間部とは、例えば、ピストン3がその変位方向に3等分されたとき、その中央部分の領域をいう。
One
溝部9内であって、シールリング7の内周面側には押圧リング7Aが装着されている。押圧リング7Aは、ゴム等の弾性変形可能な材質にて構成された環状の部材であって、溝部9に装着された状態では、その断面が圧縮変形した状態となっている。このため、シールリング7が溝部9の奥側に嵌り込んでしまい、シールリング7の摺接部がピストン3の外周面より陥没した状態となることが抑制される。
A
このため、押圧リング7Aは、シールリング7をシリンダ2の内周面に向けて押圧する力をシールリング7に作用させる。したがって、シールリング7の摺接部とシリンダ2の内周面との接触面圧が過度に低下することが抑制される。
For this reason, the
第1チェック弁5A及び第2チェック弁5Bと第3チェック弁5C及び第4チェック弁5Dとは、図4に示すように、調圧弁10に対して対称の位置に配設されている。具体的には、第1チェック弁5A及び第2チェック弁5Bは、図5Aに示すように、変位方向にピストン3を貫通する流路3Cに設けられている。
The
第3チェック弁5C及び第4チェック弁5Dとは、図5Bに示すように、変位方向にピストン3を貫通する流路3Dに設けられている。そして、流路3Cと流路3Dとは調圧弁10に対して対称の位置に設けられている。
As shown in FIG. 5B, the
3.調圧弁
調圧弁10は、図6に示すように、少なくとも本体部11、弁体14及びバネ15等を有して構成される。本実施形態に係る本体部11は、スリーブ12及びピストン3等を有して構成される。スリーブ12は、ピストン3に設けられた挿入穴3A(図7C参照)に嵌め込まれている。
3. Pressure regulating valve As shown in FIG. 6, the
スリーブ12は、略円筒状の部材であって、弁体14と滑り接触(以下、摺接ともいう。)する摺動面を構成する。なお、本実施形態に係るスリーブ12は、構造用炭素鋼(S45C等)や熱間圧延鋼材(SS400等)の鉄系金属に切削加工を施すことにより製造されたものである。
The
本体部11は、図6に示すように、流入室11A、流出室11B及び収装部12A等の空間を構成する。流入室11Aは流入口(図示せず。)に連通する空間である。流出室11Bは流出口(図示せず。)に連通する。
As shown in FIG. 6, the
収装部12Aは、流入室11Aから流出室11Bに連通する円柱状の空間である。本実施形に係る収装部12Aは、図7Aに示すように、スリーブ12に形成された円柱状の貫通穴により構成されている。
The
なお、上述したように、流入口は、第1圧力室2A及び第2圧力室2Bのうち高圧となった圧力室と連通する。流出口は、第1圧力室2A及び第2圧力室2Bのうち低圧となった圧力室と連通する。
Note that, as described above, the inflow port communicates with the pressure chamber having a high pressure among the
弁体14は、流入室11Aと流出室11Bとの連通状態を調節するための可動部材である。弁体14の先端側には、図8Aに示すように、挿入部14Aが設けられている。挿入部14Aは、その一部が収装部12Aに変位可能に挿入された部位である(図6参照)。
The
具体的には、挿入部14Aは、収装部12Aの内径と略同一の外径寸法を有する円柱状又は円筒状の部位であって、その外周面が収装部12Aの内周面と滑り接触しながら中心軸線L1(図7A参照)と平行な方向(以下、変位方向という。)に変位可能である。
Specifically, the
挿入部14Aの外周面には、図8Bに示すように、変位方向に沿って延びる連通溝14Bが少なくとも1つ設けられている。本実施形態では、2つの連通溝14Bが設けられている。それら一対の連通溝14Bは、挿入部14Aの中心軸線L2(図8B参照)に対して対称の位置に設けられている。
As shown in FIG. 8B, at least one
各連通溝14Bは流出側端面14Cまで延びている。流出側端面14Cとは、挿入部14Aのうち流出室11Bに面する端面(図8Aでは、挿入部14Aの下端面)をいう。そして、一対の連通溝14Bが収装部12Aに対して出没変位することにより、流入室11A側と流出室11B側との連通状態が調整される。
Each
すなわち、一対の連通溝14Bが収装部12Aに没した状態(図9参照)では、流入室11A側と流出室11B側との連通が遮断された状態となる。一対の連通溝14Bの少なくとも一部が収装部12Aから突出して流入室11Aに向けて開口状態となると(図10参照)、流入室11A側と流出室11B側とが連通した状態となる。
That is, in a state where the pair of
以下、各連通溝14Bのうち収装部12Aから突出して流入室11Aに向けて開口状態となった部分の面積を開口面積S(図11参照)という。各連通溝14Bのうち収装部12A内に位置している部分を流体通路La(図11参照)という。
Hereinafter, the area of each
そして、各開口面積Sが予め設定された所定面積So以下の状態においては、各開口面積Sが当該開口面積Sに対応する流体通路Laの最小通路断面積S1より小さくなるように、各連通溝14B等が構成されている。 Then, in a state where each opening area S is equal to or less than a predetermined area So set in advance, each communication groove is set such that each opening area S is smaller than the minimum passage sectional area S1 of the fluid passage La corresponding to the opening area S. 14B etc. are comprised.
「開口面積Sに対応する流体通路La」とは、同一の連通溝14Bにおいて開口面積Sとして定義される部分と直接的に連通する流体通路Laをいう。つまり、所定面積Soとは、各連通溝14Bにより構成された一対の開口面積Sの和ではなく、連通溝14B毎に設定される値である。
The “fluid passage La corresponding to the opening area S” refers to a fluid passage La that directly communicates with a portion defined as the opening area S in the
本実施形態に係る連通溝14Bは、図11に示すように、流出側端面14Cから離間するほど、溝深さDが小さくなる溝形状である。このため、流体通路Laのうち最小通路断面積S1となる部位は、流体通路Laのうち流入室11A側での通路断面となる。つまり、最小通路断面積S1となる部位は、連通溝14Bのうち流体通路Laと開口面積Sとの境界部である。
As shown in FIG. 11, the
本実施形態に係る連通溝14Bは、流出側端面14Cからフライス加工等の切削加工により形成されている。各連通溝14Bの溝幅W(図8A参照)は、連通溝14Bの延び方向略全域に亘って一定である。
The
このため、本実施形態に係る開口面積Sの変化量は、弁体14(挿入部14A)の変位量(以下、ストロークともいう。)に比例して変化する。なお、ストロークとは、開口面積Sが0の状態を越える時を基準とした弁体14(挿入部14A)の変位量をいう。
For this reason, the amount of change of the opening area S according to the present embodiment changes in proportion to the amount of displacement (hereinafter also referred to as a stroke) of the valve body 14 (
各連通溝14Bの溝断面は、開口面積Sが所定面積Soより大きい状態においては、開口面積Sが流体通路Laの最小通路断面積S1以上となるように構成されている。所定面積Soは調圧弁10に求められる仕様毎に異なる値である。本実施形態では、仕様を満たす「所定面積So」を実験的に決定している。
The groove cross section of each
バネ15は、図6に示すように、流入室11A側から流出室11B側に向けて弁体14(挿入部14A)を押圧する力(以下、閉力という。)の一部を発揮する。弁体14には、挿入穴3Aを流入室11Aと背圧室11Cとに区画するピストン部14Dが設けられている。
As shown in FIG. 6, the
本実施形態に係る調圧弁10では、挿入穴3Aにスリーブ12が挿入されている。このため、ピストン部14Dの外周面は挿入穴3Aの内周面に直接的に摺接せず、当該外周面はスリーブ12の内周面に摺接する。
In the
弁体14には、流出室11B内の圧力を背圧室11Cに導く導入口14Eが設けられている。このため、本実施形態に係る閉力は、流入室11Aと背圧室11C(流出室11B)との差圧による力にバネ15の弾性力が加算された大きさである。
The
そして、流入室11Aの圧力が上昇し、当該圧力による力(以下、開力という。)が閉力を越えたときに、弁体14が開力の向きに変位して調圧弁10が開く。したがって、バネ15の弾性力(以下、初期荷重という。)を調節することにより、弁体14が変位し始める圧力を調整できる。
Then, when the pressure in the
調整部15Aは初期荷重(プリロード)を調節する部材である。調整部15Aは、蓋部13に設けられた雌ネジにねじ結合されている。蓋部13は挿入穴3Aを閉塞するとともに、スリーブ12にねじ結合されている。
The
ロックナット15Bは調整部15Aが回転変位することを規制する。なお、調整部15Aの先端には、六角穴又は二面幅が設けられている。作業者は、六角穴又は二面幅を利用して初期荷重を調整した後、ロックナット15Bを締め込むことにより調整した状態を保持する。
The
4.本実施形態に係る油圧式ダンパーの特徴
調圧弁10にて十分に大きい絞り抵抗を発生させるには、外力がピストン3に作用したときに、これに即応してピストン3が変位する必要がある。つまり、ピストン3とシリンダ2との接触部で発生する摩擦力が大きいと、外力がピストン3に作用したときに、当該外力を摩擦力で受けてしまうので、初期段階でピストン3が殆ど変位しない可能性がある。ピストン3が殆ど変位しないと、第1圧力室2Aと第2圧力室2Bとの間で大きな圧力差が生じない。
4). Features of the Hydraulic Damper According to the Present Embodiment In order to generate a sufficiently large throttle resistance in the
調圧弁10は、第1圧力室2Aと第2圧力室2Bとの圧力差を利用して第1圧力室2Aと第2圧力室2Bとを連通させる流路を絞って減衰力を発生させるものである。このため、第1圧力室2Aと第2圧力室2Bとの間で大きな圧力差が生じないと、調圧弁10が閉じた状態が維持されるので、調圧弁10にて減衰力が発生しない。
The
これに対して、本実施形態では、シールリング7の摺接部がフッ素樹脂にて構成されているので、ピストン3とシリンダ2との接触部で発生する摩擦力を小さくできる。このため、外力がピストン3に作用したときに、ピストン3がこれに即応して変位する。したがって、調圧弁10にて十分な減衰力を発生させることが可能となる。
On the other hand, in this embodiment, since the sliding contact portion of the
ピストン3の外周面のうち溝部9の開口端9Aから離間した部位は、当該開口端9Aに比べてシリンダ2の内周面から離れている。これにより、ピストン3とシリンダ2とが接触してしまうことを確実に抑制できる。
A portion of the outer peripheral surface of the
したがって、ピストン3とシリンダ2との間で大きな摩擦力が発生することを抑制できる。延いては、ピストン3を外力に対して即応変位させることが可能となるので、調圧弁10にて十分な減衰力を発生させることが可能となる。
Therefore, generation of a large frictional force between the
シールリング7は、ピストン3の中心軸線方向端部側からピストン3に装着される。このとき、仮にテーパ部3Bが設けられていないと、シールリング7を溝部9に組み込む際に、シールリング7が損傷してしまうおそれがある。
The
これに対して、本実施形態に係るテーパ部3Bは、溝部9の開口端9Aから離間するほどピストン3の中心に接近するように傾斜した円錐面であるので、シールリング7の内径を徐々に拡大することができ得る。
On the other hand, the tapered
したがって、シールリング7が損傷してしまうことを抑制できる。つまり、本実施形態では、テーパ部3Bを設けたので、シールリング7を採用することが可能となり、ピストン3を即応変位可能を実現した。
Therefore, it can suppress that the
本実施形態に係る調圧弁10は、開口面積Sが所定面積So以下の状態においては、開口面積Sは、流体通路Laの最小通路断面積S1より小さい。
これにより、本実施形態では、開口面積Sが予め設定された所定面積So以下の状態、つまり弁開度が小さいときには、連通溝14Bのうち収装部12Aから突出して流入室11Aに向けて開口状態となった部分(以下、絞り部という。)で絞り抵抗(圧力損失)が発生するとともに、当該絞り部にて圧力が低下した流体が流体通路Laに流れ込む。
In the
Thereby, in this embodiment, when the opening area S is equal to or smaller than the predetermined area So, that is, when the valve opening is small, the
このため、調圧弁による減圧作用の殆どは絞り部で発生し、当該絞り部より下流側では殆ど減圧作用は発生しない。つまり、絞り部より下流側の圧力は、流出室11B内の圧力と略同一となる。
For this reason, most of the pressure reducing action by the pressure regulating valve occurs in the throttle part, and almost no pressure reducing action occurs downstream of the throttle part. That is, the pressure on the downstream side of the throttle portion is substantially the same as the pressure in the
ところで、仮に、開口面積Sが所定面積So以下の状態において、開口面積Sが流体通路Laの最小通路断面積S1より大きい場合には、調圧弁による減圧作用の殆どは絞り部より下流側、つまり、流体通路Laのうち通路断面積が最小となる部位(以下、最小部という。)で発生し、絞り部で減圧作用は調圧弁の減圧作用に大きく貢献しない。 By the way, if the opening area S is larger than the minimum passage sectional area S1 of the fluid passage La in a state where the opening area S is equal to or smaller than the predetermined area So, most of the pressure reducing action by the pressure regulating valve is downstream, that is, downstream. In the fluid passage La, it occurs at a portion where the passage cross-sectional area is the minimum (hereinafter referred to as the minimum portion), and the pressure reducing action does not greatly contribute to the pressure reducing action of the pressure regulating valve.
そして、最小部で大きな減圧作用が発生すると、最小部より上流側の圧力は流入室11A内の圧力と略同一となる。このため、連通溝14Bのうち収装部12Aから突出して流入室11Aと直接的に連通した部分に作用する圧力は、開力を弁体14に作用させる。
When a large pressure reducing action occurs in the minimum portion, the pressure upstream from the minimum portion becomes substantially the same as the pressure in the
したがって、仮に、開口面積Sが所定面積So以下の状態において、開口面積Sが流体通路Laの最小通路断面積S1より大きい場合には、開口面積Sを増大させる向きの力が弁体14に作用するので、弁開度が大きくなってしまう。
Therefore, if the opening area S is larger than the minimum passage cross-sectional area S1 of the fluid passage La in a state where the opening area S is equal to or less than the predetermined area So, a force in a direction to increase the opening area S acts on the
つまり、開口面積Sが所定面積So以下の状態において、開口面積Sが流体通路Laの最小通路断面積S1より大きい場合には、弁開度が小さいときに、十分な絞り抵抗を発生させることができない。 That is, when the opening area S is larger than the minimum passage sectional area S1 of the fluid passage La in a state where the opening area S is equal to or smaller than the predetermined area So, sufficient throttle resistance can be generated when the valve opening is small. Can not.
これに対して、本実施形態では、調圧弁10による減圧作用の殆どは絞り部で発生し、当該絞り部より下流側では殆ど減圧作用は発生しないので、弁開度が小さいときに、十分な絞り抵抗を発生させることができる。
On the other hand, in the present embodiment, most of the pressure reducing action by the
以上のように、本実施形態に係る油圧式ダンパー1によれば、ピストン3が僅かに変位し始めたときに大きな減衰力を発生させることが可能であるので、建築物の揺れを効果的に低減することが可能となる。
As described above, according to the
(その他の実施形態)
上述の実施形態では、テーパ部3Bが設けられていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、テーパ部3Bを廃止して段付き形状としてもよい。
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, the tapered
上述の実施形態では、溝部9及びシールリング7がピストン3の変位方向中間部に1つ設けられていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、変位方向両端それぞれに溝部9及びシールリング7が設けられた構成であってもよい。
In the above-described embodiment, one
上述の実施形態に係る摺接部は、フッ素樹脂製であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他の樹脂であってもよい。
また、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。
Although the sliding contact part which concerns on the above-mentioned embodiment was a product made from a fluororesin, this invention is not limited to this, Other resin may be sufficient.
Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment as long as it matches the gist of the invention described in the claims.
1… 油圧式ダンパー 2… シリンダ 2A… 第1圧力室 2B… 第2圧力室
3… ピストン 3B… テーパ部 3C… 流路 3D… 流路
3A… 挿入穴 4A… 第1リリーフ弁 4B… 第2リリーフ弁
5A… 第1チェック弁 5B… 第2チェック弁 5C… 第3チェック弁
5D… 第4チェック弁 6… アキュムレータ 7… シールリング
7A… 押圧リング 9… 溝部 9A… 開口端 10… 調圧弁
11… 本体部 11A… 流入室 11B… 流出室 11C… 背圧室
12… スリーブ 12A… 収装部 13… 蓋部 14… 弁体
14A… 挿入部 14B… 連通溝 14C… 流出側端面
14D… ピストン部 14E… 導入口 15… バネ 15A… 調整部
15B… ロックナット
DESCRIPTION OF
Claims (5)
作動油が充填された円筒状のシリンダと、
前記シリンダ内を第1圧力室と第2圧力室とに区画するとともに、外力を受けて前記シリンダ内で変位するピストンと、
前記ピストンの外周面に組み付けられ、前記シリンダの内周面に滑り接触可能な環状のシールリングであって、前記ピストンと前記シリンダとの隙間を液密に密閉するとともに、少なくとも前記内周面に接触する摺接部が樹脂にて構成されたシールリングと、
前記ピストンに埋設された調圧弁であって、前記第1圧力室と前記第2圧力室との連通状態を調節する調圧弁とを具備し、
前記ピストンの外周面には、前記シールリングが組み付けられた環状の溝部が設けられ、
前記ピストンの外周面のうち前記溝部の開口端から離間した部位は、当該開口端に比べて前記シリンダの内周面から離間しており、
さらに、前記調圧弁は、
流入口に連通する流入室、流出口に連通する流出室、及び前記流入室から前記流出室に連通する円柱状の空間(以下、収装部という。)を有する本体部、
少なくとも一部が前記収装部に挿入された弁体であって、当該挿入された部位(以下、挿入部という。)が前記収装部の内周面と滑り接触しながら当該収装部の中心軸線と平行な方向(以下、変位方向という。)に変位する弁体、並びに
前記流入室側から前記流出室側に向けて前記弁体を押圧する力を発揮するバネを備え、
前記挿入部の外周面には、前記変位方向に沿って延びる連通溝が設けられ、
前記連通溝が前記収装部に対して出没変位することにより、前記流入室側と前記流出室側との連通状態が調整され、
前記連通溝のうち前記収装部から突出して前記流入室に向けて開口状態となった部分の面積を開口面積とし、前記連通溝のうち前記収装部内に位置している部分を流体通路としたとき、前記開口面積が予め設定された所定面積以下の状態においては、前記開口面積は、前記流体通路の最小通路断面積より小さい
ことを特徴とする油圧式ダンパー。 In the hydraulic damper for damping external force,
A cylindrical cylinder filled with hydraulic oil;
A piston that divides the inside of the cylinder into a first pressure chamber and a second pressure chamber, and that is displaced in the cylinder by receiving an external force;
An annular seal ring assembled to the outer peripheral surface of the piston and capable of sliding contact with the inner peripheral surface of the cylinder, sealing a gap between the piston and the cylinder in a liquid-tight manner, and at least on the inner peripheral surface A seal ring in which the sliding contact portion is made of resin;
A pressure regulating valve embedded in the piston, the pressure regulating valve for adjusting a communication state between the first pressure chamber and the second pressure chamber;
On the outer peripheral surface of the piston is provided an annular groove portion assembled with the seal ring,
A portion of the outer peripheral surface of the piston that is separated from the opening end of the groove is separated from the inner peripheral surface of the cylinder as compared to the opening end.
Further, the pressure regulating valve is
A main body having an inflow chamber that communicates with the inflow port, an outflow chamber that communicates with the outflow port, and a cylindrical space (hereinafter referred to as an accommodation portion) that communicates from the inflow chamber to the outflow chamber;
At least a part of the valve body is inserted into the housing portion, and the inserted portion (hereinafter referred to as an insertion portion) is in sliding contact with the inner peripheral surface of the housing portion. A valve body that is displaced in a direction parallel to the central axis (hereinafter referred to as a displacement direction), and a spring that exerts a force to press the valve body from the inflow chamber side toward the outflow chamber side,
A communication groove extending along the displacement direction is provided on the outer peripheral surface of the insertion portion,
The communication state of the inflow chamber side and the outflow chamber side is adjusted by the displacement of the communication groove relative to the housing portion,
An area of a portion of the communication groove that protrudes from the housing portion and opens toward the inflow chamber is defined as an opening area, and a portion of the communication groove that is located in the housing portion is defined as a fluid passage. Then, in a state where the opening area is equal to or smaller than a predetermined area set in advance, the opening area is smaller than the minimum passage cross-sectional area of the fluid passage.
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