JP2000018304A - オイルダンパ監視システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 いたずらなコスト高などを招来せずして完全
なるメンテナンスを可能にし、構築物に多数配置される
各オイルダンパにおける確実な状況把握を可能にする。 【解決手段】 構築物に配置される多数のオイルダンパ
Ｏと、各オイルダンパＯにそれぞれ接続されてそれぞれ
のオイルダンパＯにおける状況を検知し処理するコント
ローラ１５と、各コントローラ１５からの外部に向けて
の信号を集中させ監視可能にする監視装置２７とを有し
てなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、構築物における
耐震性を向上させるために構築物に多数配置されるオイ
ルダンパの状況を監視するオイルダンパ監視システムに
関する。

【０００２】

【従来技術とその問題点】近年、構築物における耐震性
を向上させるために構築物に多数のオイルダンパが配置
されることがあるが、この場合のオイルダンパは、構築
物が４０年，５０年と長期に亙って存続することから、
その有効性が低下されないように監視されて整備される
ことになる。

【０００３】そこで、一般的に言えば、まず、オイルダ
ンパの状況を知らせる信号を集中監視室などで知り得る
ようにする提案をなし得るが、この場合にはオイルダン
パからの信号が複数になる上に、オイルダンパが多数あ
ることから、言わば簡単な構成の監視システムでは終わ
らなくなり、システム全体が大掛かりになることが容易
に予想されて好ましくないことになる。

【０００４】つぎに、オイルダンパについて看ると、オ
イルダンパがおかれている状況をセンサ利用で検知する
としても、例えば、オイルダンパがシリンダ内の圧力を
検出する圧力センサと、シリンダに対して出没するピス
トンロッドの変位量を検出する変位センサとを有してな
るとする場合には、圧力変化や変位量の変化があったこ
とが分かるだけで、その原因までは知り得ないことにな
る。

【０００５】そして、その原因を知るには、実際にその
オイルダンパを点検しなければならいが、このときに、
オイルダンパが点検し易い場所にある場合はともかく、
点検が容認にできない場合には、予測するとか、様子を
看るかしなければならず、いわゆるメンテナンスの観点
からすれば十分でなくなる。

【０００６】この発明は、このような現状に鑑みて創案
されたもので、その目的とするところは、いたずらなコ
スト高などを招来せずして、しかも、完全なるメンテナ
ンスを可能にするオイルダンパ監視システムを提供する
ことである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、この発明によるオイルダンパ監視システムの構
成を、基本的には、構築物に配置される多数のオイルダ
ンパと、各オイルダンパにそれぞれ接続されてそれぞれ
のオイルダンパにおける状況を検知し処理するコントロ
ーラと、各コントローラからの外部に向けての信号を集
中させ監視可能にする監視装置とを有してなるとする。

【０００８】そして、上記した基本的な構成において、
より具体的には、オイルダンパがシリンダ内の圧力を検
出する圧力センサと、シリンダに対して出没するピスト
ンロッドの変位量を検出する変位センサと、シリンダに
対するピストンロッドの出没部からの油洩れを検出する
油洩れセンサとを有し、圧力センサ，変位センサおよび
油洩れセンサからの各出力信号を取り込み処理して所定
の信号を外部に出力するように設定されたコントローラ
を一体に有してなるとする。

【０００９】このとき、オイルダンパに減衰力特性を調
整する可変バルブを設けると共に、可変バルブに対して
目標とする減衰力特性を得るための制御指令値を出力す
る減衰力制御手段をコントローラに設け、かつ、減衰力
制御手段による制御の異常時に可変バルブを強制的に開
放または閉鎖させるフェイルセーフ手段をコントローラ
に設けてなるとするのが好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、図示した実施の形態に基
づいて、この発明を説明するが、この発明によるオイル
ダンパ監視システムは、例えば、図１および図２に示す
ように、構築物を構成するドーム屋根Ｒが多数本の索体
Ｗを介して支持されてなるとする場合に、このドーム屋
根Ｒが地震や強風で振動する際に、索体Ｗを介してオイ
ルダンパＯを機能させて、上記の振動を吸収するように
設定されてなるとしている。

【００１１】そして、図示する実施の形態では、各オイ
ルダンパＯにそれぞれコントローラ１５が一体に連設さ
れてなるとし、各コントローラ１５からの通信信号たる
外部出力信号を監視装置２７（図１参照）で統括監視し
得るように設定されてなるとしている。

【００１２】すなわち、まず、この発明によるオイルダ
ンパ監視システムに利用するオイルダンパＯは、図３に
示すように、シリンダ１内には、このシリンダ１内に摺
動に収装されて二つの油室３，４を区画するピストン２
を有してなり、このピストン２には他端がシリンダ１の
外部に突出するピストンロッド５の一端に連設されてな
るとしている。

【００１３】ちなみに、シリンダ１には、ピストンロッ
ド５との間隙から塵埃や湿気が侵入するのを防止すると
ともに内部からの油洩れを防止し、かつ、このピストン
ロッド５を円滑に摺動支持するシール部材６が設けられ
ている。

【００１４】そして、図示するところでは、このオイル
ダンパＯがいわゆるワンウェイ構造に設定されているこ
とから、ピストン２に油室４から油室３への油の通過は
許容するがその逆流を阻止するチェック弁７が設けられ
ている。

【００１５】さらに、油室４とこれの外周側に設けられ
たリザーバ８との間に通じる油路には、リザーバ８から
油室４への油の通過は許容するがその逆流を阻止するチ
ェック弁９が設けられている。

【００１６】また、油室３とリザーバ８との間に通じる
油路には、油室３の内圧に応じて開閉されるリリーフバ
ルブ１０が設けられている。

【００１７】一方、上記のオイルダンパＯには、シリン
ダ１内に区画の各油室３，４における内圧を検出する圧
力センサ１１，１２が設けられるとともに、シリンダ１
に対するピストンロッド５の出没部分、すなわち、ピス
トンロッド５が摺接するシール部材６部分から生ずるで
あろう油洩れを検出する周知の油洩れセンサ１３が設け
られている。

【００１８】そして、ピストンロッド５とシリンダ１と
の間には、ピストンロッド５のシリンダ１に対する変位
量を検出する変位センサ１４が設けられている。

【００１９】そしてまた、このオイルダンパＯにあって
は、上記の変位センサ１４，圧力センサ１１，１２およ
び油洩れセンサ１３からの各出力信号を取り込んで処理
し、オイルダンパＯの状況に関するデータの収集，記録
および管理情報の出力を制御するコントローラ１５がシ
リンダ１に一体に連設されてなるとしている。

【００２０】ところで、上記のコントローラ１５は、図
４に示すように構成されているが、これについて少し説
明すると、まず、１６は、上記圧力センサ１１，１２，
油洩れセンサ１３および変位センサ１４からの検出信号
を受け、この検出信号を増幅して次段のモニタ回路１７
に渡す信号の入／出力手段である。

【００２１】つぎに、上記のモニタ回路１７は、入／出
力手段１６を通じて入力される検出信号を監視し、以降
の処理に適する形式に信号を変換し、必要に応じて表示
手段（図示しない）に表示させるように機能する。

【００２２】また、１８は、上記のモニタ手段１７の出
力信号を受けて、これを時刻歴データやシリンダ１の内
圧や油洩れ量等について予め許容される範囲内の値を基
準値として設定される設定値などとともに記録・保持す
る記憶・保持手段である。

【００２３】ちなみに、この記憶・保持手段１８には自
己診断手段１９が接続されており、これが上記のモニタ
手段１７を介して取り込まれた各種信号や演算データを
予め設定した設定値と比較し、この比較結果に基づい
て、オイルダンパの状態、例えば、シリンダ１における
内圧変化が油洩れによるものか否かを判断するように機
能することになる。

【００２４】また、上記の記憶・保持手段１８には、こ
れに記憶・保持されたデータのほかに、自己診断手段１
９による診断結果などを外部装置へ送信する通信手段２
０が接続されている。

【００２５】以上のように構成されたこの発明によるオ
イルダンパＯの伸縮作動時には、以下のようにして減衰
作用をすることになる。

【００２６】すなわち、まず、シリンダ１に対してピス
トンロッド５が突出される状況になると、ピストン２が
シリンダ１内を伸長作動することになり、このとき、高
圧側となる一方の油室３の油がリリーフバルブ１０を介
してリザーバ室８に流入し、したがって、このとき、リ
リーフ弁１０による減衰機能の発揮を期待できる。

【００２７】ちなみに、このときに、他方の油室４で不
足することになる油は、チェック弁９を介してリザーバ
室８から補給される。

【００２８】上記に対して、ピストンロッド５がシリン
ダ１内に没入される圧縮作動時には、高圧側となる他方
の油室４の油がピストン２に配在のチェック弁７を介し
て一方の油室３に流入する。

【００２９】そして、このとき、一方の油室３において
言わば余剰となるピストンロッド５の侵入量に相当する
油がリリーフ弁１０を介してリザーバ室８に流入するこ
とになり、このときに、同じくリリーフ弁１０による減
衰機能の発揮を期待できることになる。

【００３０】一方、上記のオイルダンパＯは、圧力セン
サ１１，１２，油洩れセンサ１３および変位センサ１４
で、各油室３，４の内圧，ピストンロッド５の出没部分
における油洩れおよびピストンロッド５のシリンダ１に
対する変位量を検出して信号を出力する。

【００３１】そして、このようなセンサ出力は、図４お
よび図５に示すように、コントローラ１５の入／出力手
段１６に取り込まれ、ここで雑音除去処理や波形整形処
理などが行われて、モニタ手段１７に渡される（ステッ
プＳ１）。

【００３２】このモニタ手段１７では、入／出力手段１
６を通じて入力される上記センサ出力を監視し、以下の
処理や演算に適応する信号形態に変換するほか、必要に
応じて、そのセンサ出力のデータを表示器（図示しな
い）等に表示する（ステップＳ２）。

【００３３】さらに、記憶・保持手段１８では、上記の
ように監視された、または必要とする演算が施されたセ
ンサ出力のデータとともに、時刻歴データや演算のため
の基準データなどの記憶および保持を行う（ステップＳ
３）。

【００３４】そして、この記憶・保持手段１８を介して
入力されるセンサ出力のデータあるいは必要とする演算
が施されたこのセンサ出力データを、自己診断手段１９
において、予め設定された上記基準データと比較し、そ
の比較結果に従ってオイルダンパＯの異常判定を行う
（ステップＳ４）。

【００３５】そして、この異常判定結果は、上記の記憶
・保持手段に格納され（ステップＳ５）、さらに上記時
刻歴データおよびセンサ出力データ等とともに通信手段
２０を介して外部装置（図示しない）へ出力される（ス
テップＳ６）。

【００３６】この外部装置では、これらの送信データを
受けて、オイルダンパＯが異常であること、およびその
異常が油もれによるシリンダ１内の内圧低下であること
を、単なる油温の低下によるシリンダ１内の内圧低下と
区別してデータ出力し、その結果を監視する。

【００３７】従って、その結果を外部装置側でモニタし
ている専門監視員は、適時に上記のオイルダンパＯの保
守，点検または交換のための対策を迅速に採ることが可
能になる。

【００３８】図６は、この発明の実施の他の形態による
オイルダンパＯを示すが、これが図１に示すものと異な
るところは、二つの油室３，４を減衰力特性を調整する
電磁比例弁としての可変バルブＶを介して連通させたこ
とである。

【００３９】この可変バルブＶは、コントローラ１５の
制御下で強制的に開放制御または閉鎖制御されるように
機能するとともに、この可変バルブＶのソレノイドを駆
動する電流データをコントローラ１５へ出力するように
機能する。

【００４０】図７は、図６に示す可変バルブＶを持った
オイルダンパＯの監視システムを示すブロック図であ
り、これが図４に示すブロック図と異なるところは、オ
イルダンパＯの減衰力特性を調整する可変バルブＶに対
して、目標とする特性を得るための制御指令値を出力す
る減衰力制御手段２１を設けたことである。

【００４１】また、その減衰力制御手段２１による制御
の異常に基づいて、上記の可変バルブＶを強制的に開放
または閉鎖するフェイルセーフ手段２２が必要に応じて
設けられている。

【００４２】この図６および図７に示す実施の形態で
は、図７および図８に示すように、各センサ出力はコン
トローラ１５の入／出力手段１６に取り込まれ、ここ
で、雑音除去処理や波形整形処理などが行われて、モニ
タ手段１７に渡される（ステップＳ１）。

【００４３】このモニタ手段１７では、入／出力手段１
６を通じて入力される上記センサ出力を監視し、以下の
処理や演算に適応する信号形態に変換するほか、必要に
応じて、そのセンサ出力のデータを表示器（図示しな
い）等に表示する（ステップＳ２）。

【００４４】次に、自己診断手段１９では、モニタ手段
１７を介して取り込まれたセンサ出力のデータと設定値
とを比較して、オイルダンパＯの動作状態を把握し、診
断を行うとともに（ステップＳ４）、この自己診断結果
をモニタ手段１７を介して取り込まれる時刻歴データと
ともに記憶・保持手段１８にて保持，記憶する（ステッ
プＳ７）。

【００４５】一方、上記記憶・保持手段１８にはモニタ
手段１７を介して取り込まれる圧力センサ１１，１２，
油洩れセンサ１３および変位センサ１４のセンサ出力が
保持されており（ステップＳ８）、減衰力制御手段２２
は、そのセンサ出力および自己診断結果に従って、オイ
ルダンパの減衰力特性を算出し、さらに指令値の演算を
行って（ステップＳ９）、その指令値信号の波形整形お
よび信号増幅を行った後、可変バルブ１６に対し、目標
とする減衰力特性を得るための制御指令値を供給する
（ステップＳ１０）。

【００４６】また、その制御指令値は通信手段２０を介
して外部装置に送信される（ステップＳ６）。

【００４７】また、上記のようにオイルダンパＯの減衰
力特性を可変とする場合において、上記の自己診断結果
をフェイルセーフ手段２１によりモニタして、コントロ
ーラ１５の制御機能が異常となった場合に、オイルダン
パＯに重大なダメージを及ぼさないように信号を出力す
る。

【００４８】このフェイルセーフ手段２１が出力する信
号は入／出力手段を介して上記可変バルブＶに入力さ
れ、これを強制的に開放または閉鎖するように制御する
こととなる。

【００４９】上記したコントローラ１５の通信手段２０
からは、それぞれ外部装置とのデータのやりとりをする
ための通信線が引き出される。

【００５０】ところで、一般に、上記のような通信線
は、コントローラ１５ごとに設けられているため、これ
を各階ごとに集線し、この集線した通信線を、さらに全
部の階分をまとめて外部装置へ引き込むとなると、膨大
な配線量となる。

【００５１】のみならず、通信線以外に各コントローラ
１５に電力を供給する電力線も加わって、さらに配線量
が膨大化する。

【００５２】このため、この発明では、コントローラ５
とオイルダンパＯとの間では並列関係のローカル通信方
式を採用し、各通信線２４を接続箱（交換器）２５を介
して通信線２６でそれぞれシリアルに接続するとして、
各コントローラ１５の通信手段２０からのデータを１ビ
ットずつ順次シリアルに外部装置である監視装置２７へ
送信するようにしている。

【００５３】この送信方式によれば、パラレル伝送のよ
うに多数のデータ線や通信線が必要でなくなり、配線作
業の容易化や配線の占有空間の狭小化が図れることにな
り、このため、各コントローラ１５および接続箱２５に
データをＲＳ−４８５によるシリアル伝送をするための
パラレル／シリアル変換器（多重化装置）が設けられ
る。

【００５４】また、各階のコントローラ１５および接続
箱２６に対しては、電源バックアップシステムを採用し
た電源装置２８から、通常の電力配線にてパラレル接続
およびシリアル接続により電力が供給される。

【００５５】なお、上記監視装置２７では、多数のコン
トローラ１５がいずれのオイルダンパＯに関連するのか
を識別するＩＤ信号を各コントローラ１５に供給するデ
ータ信号の中に入れて送信し、その識別信号に対応する
コントローラ１５が一定の順序，手順に従って、オイル
ダンパの状態信号等を監視装置に返すようにし、監視動
作を行っている。

【００５６】

【発明の効果】以上のように、この発明にあっては、構
築物に配置される多数のオイルダンパと、各オイルダン
パにそれぞれ接続されてそれぞれのオイルダンパにおけ
る状況を検知し処理するコントローラと、各コントロー
ラからの外部に向けての信号を集中させ監視可能にする
監視装置とを有してなるとするから、各オイルダンパの
状況を随時把握することが可能になり、保守管理担当者
が、例えば、支障が生じたオイルダンパの速やかな特定
並びに保守，点検、さらには必要に応じて交換などの対
策を採ることを可能にすることになる。

【００５７】そして、この発明にあっては、上記のとき
に、オイルダンパがシリンダ内の圧力を検出する圧力セ
ンサと、シリンダに対して出没するピストンロッドの変
位量を検出する変位センサと、シリンダに対するピスト
ンロッドの出没部からの油洩れを検出する油洩れセンサ
とを有し、圧力センサ，変位センサおよび油洩れセンサ
からの各出力信号を取り込み処理して所定の信号を外部
に出力するように設定されたコントローラを一体に有し
てなるとする場合には、例えば、オイルダンパにおいて
内圧変化が生じたことが検知されるときに、その内圧変
化が単なる油温変化によるものか、あるいは油漏れによ
るものかを直接検知し得ることになり適切なメンテナン
スを実行できることになる。

【００５８】さらに、この発明にあっては、上記のとき
に、オイルダンパに減衰力特性を調整する可変バルブを
設けると共に、可変バルブに対して目標とする減衰力特
性を得るための制御指令値を出力する減衰力制御手段を
コントローラに設け、かつ、減衰力制御手段による制御
の異常時に可変バルブを強制的に開放または閉鎖させる
フェイルセーフ手段をコントローラに設けてなるとする
場合には、可変バルブを開度制御することで、油洩れや
油温変化に伴うシリンダの内圧変化に応じて最適の減衰
力特性が得られるように設定することが可能になり、ま
た、オイルダンパ自体に重大なダメージを及ぼすのを未
然に回避できることになる。

【００５９】そしてさらに、この発明にあっては、コン
トローラの通信手段からは一本の通信線が引き出される
ことで足りるように設定され、しかも、各通信線を接続
箱を介してそれぞれシリアルに接続するとし、かつ、各
コントローラからのデータを１ビットずつ順次シリアル
に外部装置である監視装置へ送信するように設定するこ
とで、装置全体の大掛り化を阻止でき、いたずらなコス
ト高を招来させないこことが可能になる。

【００６０】のみならず、この発明にあっては、すべて
オイルダンパからの信号を直接一個のコントローラで制
御するようには構成していないから、例えば、コントロ
ーラの異常ですべてのオイルダンパの制御が不能になる
ような不具合を招来しないことになる。

【００６１】その結果、この発明によれば、いたずらな
コスト高などを招来せずして、構築物に多数配置される
各オイルダンパにおける状況を確実に把握する完全なる
メンテナンスを可能にするのに最適となる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるオイルダンパ監視システムが構
築物に利用されている状態の一例を示す概略平面図であ
る。

【図２】図７に対する概略縦断面図である。

【図３】この発明によるオイルダンパ監視システムに利
用するオイルダンパの一実施の形態を概略的に示す断面
図である。

【図４】図１のオイルダンパを利用するオイルダンパ監
視システムを示すブロック図である。

【図５】図２のオイルダンパ監視システムの動作を示す
フローチャートである。

【図６】他の実施の形態によるオイルダンパを図１と同
様に示す図である。

【図７】図４のオイルダンパを利用するオイルダンパ監
視システムを示すブロック図である。

【図８】図５のオイルダンパ監視システムの動作を示す
フローチャートである。

【符号の説明】

１ シリンダ ５ ピストンロッド １１，１２ 圧力センサ １３ 油洩れセンサ １４ 変位センサ １５ コントローラ ２０ 通信手段 ２１ 減衰力制御手段 ２２ フェイルセーフ手段 ２７ 監視装置 Ｏ オイルダンパ Ｖ 可変バルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０５Ｂ 9/02 Ｇ０５Ｂ 9/02 Ｅ Ｆ１６Ｆ 9/32 Ｕ Ｆターム(参考） 2F076 BA14 BA19 BD11 BD17 BE05 3J048 AA06 AB08 AB12 BE01 CB21 CB27 EA38 3J069 AA50 EE63 EE68 5H209 AA20 CC13 DD06 EE20 HH10

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 構築物に配置される多数のオイルダンパ
   と、各オイルダンパにそれぞれ接続されてそれぞれのオ
   イルダンパにおける状況を検知し処理するコントローラ
   と、各コントローラからの外部に向けての信号を集中さ
   せ監視可能にする監視装置とを有してなることを特徴と
   するオイルダンパ監視システム
2. 【請求項２】 オイルダンパがシリンダ内の圧力を検出
   する圧力センサと、シリンダに対して出没するピストン
   ロッドの変位量を検出する変位センサと、シリンダに対
   するピストンロッドの出没部からの油洩れを検出する油
   洩れセンサとを有し、圧力センサ，変位センサおよび油
   洩れセンサからの各出力信号を取り込み処理して所定の
   信号を外部に出力するように設定されたコントローラを
   一体に有してなる請求項１のオイルダンパ監視システム
3. 【請求項３】 オイルダンパに減衰力特性を調整する可
   変バルブを設けると共に、可変バルブに対して目標とす
   る減衰力特性を得るための制御指令値を出力する減衰力
   制御手段をコントローラに設け、かつ、減衰力制御手段
   による制御の異常時に可変バルブを強制的に開放または
   閉鎖させるフェイルセーフ手段をコントローラに設けて
   なる請求項２のオイルダンパ監視システム