JP2015075166A

JP2015075166A - 制振装置及び方法

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Publication number: JP2015075166A
Application number: JP2013211690A
Authority: JP
Inventors: 和渡邉; Kazu Watanabe; 片山　洋; Hiroshi Katayama; 洋片山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2013-10-09
Filing date: 2013-10-09
Publication date: 2015-04-20

Abstract

【課題】制振対象物をその熱変形を許容して支持できると共に、地震等による振動に対して制振して支持でき、更に、制振対象物をその固有振動数を調整して共振を抑制し確実に制振できること。
【解決手段】作動流体１９が充填されるシリンダ２１と、シリンダ内に収容されてシリンダ内をシリンダ室２２、２３に画成するピストン２４と、ピストンに結合されるピストンロッド２５と、シリンダの外部に配置され、両シリンダ室を連通するバイパス管２６Ａ、２６Ｂとを有し、ピストンロッドの端部とシリンダの端部の一方に制振対象物１が、他方に支持構造体２が連結されて、制振対象物を制振する制振サポート１１を備えた制振装置１０であって、制振対象物の振動に関する情報を取得する振動センサ１５、１６、１７と、この振動センサからの情報に基づきバイパス管の形状を変化させて制振対象物の固有振動数を調整するよう制御する制御装置１８と、を有するものである。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、プラントにおける配管や機器などの制振対象物を制振して支持する制振装置及び方法に関する。

一般に、発電用プラントなど温度変化の大きい運転条件や環境で使用されている機器や配管などの制振対象物は、温度変化による熱変形を緩和するように柔に支持されている。一方、このような柔支持構造では耐震性が問題になるため、地震時にはこれらの制振対象物を剛に支持することで、制振対象物に発生する応力を抑制する制振装置が提案されている。このような制振装置には、メカニカルスナッバや流体（液体）の慣性抵抗を利用したものがある。

流体（液体）の慣性抵抗を利用した配管などの制振装置として、多重の筒状構造物の間に流体を閉じ込めることで環状流路を形成し、地震時には、対向する筒状構造物を法線方向に相対変位させ、その相対加速度に対する流体の慣性抵抗に基づく流体付加質量効果を得ることで、その相対変位を抑制して配管などを剛に支持し、また、配管などの熱変形による変位変動に対しては、その変位変動を環状流路の流体を介して伝達させることで、熱伸縮など変形速度の遅い変位変動を許容して柔に支持するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、このような流体（液体）の慣性抵抗を利用した配管などの制振装置として、流体を封入したシリンダ内の両端部を結ぶようにバイパス管を設置してシリンダの外側からピストンの前後の流体を連通し、シリンダ内のピストンの動きにより、バイパス管内の流体が高加速度で移動することを利用して、流体の慣性抵抗に基づく制振効果を得ると共に、バイパス管内での粘性抵抗により振動減衰効果を得るもの提案されている（例えば、特許文献２参照）。

更に、特許文献２と同様にシリンダにバイパス管を設け、作動流体に磁性流体を使用し、バイパス管の周囲に磁場を加えることで粘性抵抗を制御して、振動を減衰させる制振装置も提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特開２０１１−４３２０１号公報特開平１１−１０８０９９号公報特開２０１１−１５８０１５号公報

図１０は、シリンダ１０１にバイパス管１０３を設けた制振装置（制振サポート１００）を示す。シリンダ１０１内に配設されたピストン１０２に作用する流体の慣性抵抗は、加速度に比例する荷重となるため、制振サポート１００が取り付けられた制振対象物に質量が付加されたと同様な効果を生ずる。この付加される質量は流体慣性質量と称される。Ｌをバイパス管１０３の長さ、Ａｐをシリンダ１０１の断面積、Ａｂをバイパス管１０３の断面積とおくと、制振サポート１００が取り付けられた制振対象物に付加される流体慣性質量ｍ_ｓは、式（１）で示される。但し、ρは流体の密度である。

図１１は、図１０の制振サポート１００を制振対象物１０５（１自由度の振動系）に取り付けた状態を模式的に示している。ここで、ｍを制振対象物１０５の質量、ｋを制振対象物１０５の剛性とおくと、制振サポート１００が取り付けられた制振対象物１０５の固有振動数ｆ_ｎは式（２）で示される。

式（１）より、バイパス管１０３の長さＬが長く、バイパス管１０３の断面積Ａｂが小さいほど、制振対象物１０５に付加される流体慣性質量ｍ_ｓが大きくなる。また、式（２）より、制振対象物１０５の質量ｍに流体慣性質量ｍ_ｓが付加されることで、制振対象物１０５の固有振動数ｆ_ｎが低下する。つまり、バイパス管１０３の形状を変化させることにより、制振対象物１０５に付加される流体慣性質量ｍ_ｓを変化させて、制振対象物１０５の固有振動数ｆ_ｎを調整することが可能になる。しかしながら、特許文献１〜３に記載のいずれの制振装置も、バイパス管の形状を変化させる機能は有していない。

本発明における実施形態の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、制振対象物の振動特性に応じて制振対象物の固有振動数を調整して共振を抑制できる制振装置及び方法を提供することにある。

本発明の実施形態における制振装置は、作動流体が充填されるシリンダと、このシリンダ内に摺動自在に収容されて前記シリンダ内を２つのシリンダ室に画成するピストンと、このピストンに結合されて前記シリンダを貫通するピストンロッドと、前記シリンダの外部に配設されて前記両シリンダ室を連通するバイパス管とを有し、前記ピストンロッドの端部と前記シリンダの端部の一方に制振対象物が、他方に支持構造体がそれぞれ連結されて、前記制振対象物を制振して支持する制振装置であって、前記制振対象物の振動に関する情報を取得する振動センサと、この振動センサからの情報に基づき前記バイパス管の形状を変化させて前記制振対象物の固有振動数を調整するよう制御する制御手段と、を有することを特徴とするものである。

また、本発明の実施形態における制振方法は、シリンダ内にピストンが摺動自在に収容されると共に作動流体が充填され、前記シリンダには、前記ピストンにより画成された両シリンダ室を連通するバイパス管が配設され、前記ピストンに結合されたピストンロッドの端部と前記シリンダの端部の一方が制振対象物に、他方が支持構造体にそれぞれ連結された制振装置を用意し、前記制振対象物の制振に関する情報を取得する振動センサからの情報に基づいて前記制振装置の前記バイパス管の形状を変化させ、前記制振対象物の固有振動数を調整して前記制振対象物を制振することを特徴とするものである。

上述の如く説明した本発明の各実施形態によれば、制振対象物の振動特性に応じて制振対象物の固有振動数を調整して共振を抑制できる。

第１実施形態に係る制振装置を示す構成図。図１の制振サポートの取付状況を示し、（Ａ）が配管に取り付けられた場合を、（Ｂ）が機器に取り付けられた場合をそれぞれ示す側面図。図１の制振サポートを示す構成図。図１のセンサ信号処理部が処理した周波数分析結果と制振対象物の固有振動数との関係を示すグラフ。第２実施形態に係る制振装置の制振サポートにおける一方の作動状況を示す、図３に対応する構成図。図５の制振サポートにおける他方の作動状況を示す構成図。第３実施形態に係る制振装置の制振サポートを示す、図３に対応する構成図。図７のバイパス管における断面形状の変化を示し、（Ａ）が断面積の大きな場合を、（Ｂ）が断面積の小さな場合をそれぞれ示す断面図。図７の他のバイパス管における断面形状の変化を示し、（Ａ）が断面積の大きな場合を、（Ｂ）が断面積の小さな場合をそれぞれ示す断面図。従来の制振サポート示す断面図。図１０の制振サポートを制振対象物（１自由度振動系）に取り付けた状態を示す模式図。

以下、本発明を実施するための形態を、図面に基づき説明する。
［Ａ］第１実施形態（図１〜図４）
図１は、本発明に係る制振装置の第１実施形態を示す構成図である。この図１に示す制振装置１０は、制振対象物１を支持構造体２に連結して支持する制振サポート１１と、制振対象物１の振動に関する情報を取得する振動センサ（第１加速度センサ１５、第２加速度センサ１６及び変位センサ１７）と、この振動センサからの情報に基づき、制振サポート１１が取り付けられた制振対象物１の固有振動数を調整するように制御する制御手段としての制御装置１８（センサ信号処理部１２及び制御部１３）と、を有して構成される。

ここで、制振対象物１は、例えば図２に示す配管１Ａや機器１Ｂなどである。また、支持構造体２は、例えば基礎２Ａや床（不図示）、天井２Ｂ、側壁２Ｃなどである。

制振サポート１１は、図３に示すように、作動流体１９（例えば水やオイル等の液体）が充填されるシリンダ２１と、このシリンダ２１内に摺動自在に収容されてシリンダ２１内を２つのシリンダ室２２、２３に画成するピストン２４と、このピストン２４に結合されてシリンダ２１の一端２１Ａを貫通して外方へ延びるピストンロッド２５と、両端がシリンダ２１に接続されてシリンダ２１の外部に配設され、両シリンダ室２２、２３を連結するバイパス管２６と、を有して構成される。

ピストンロッド２５の端部に回転自在なクレビス２７が設置される。また、シリンダ２１の他端２１Ｂ側には連結部材２８が結合され、この連結部材２８に回転自在なクレビス２９が設置される。クレビス２７と２９の一方に制振対象物１が、他方に支持構造体２がそれぞれ連結されることで、制振対象物１が制振サポート１１を介して支持構造体２に連結されて、制振対象物１は、後述の如く制振サポート１１により制振して支持される。

前記バイパス管２６は、少なくとも２種類の長さの異なるバイパス管が並列に配設されて構成される。本第１実施形態ではバイパス管２６は、長さの短いバイパス管２６Ａと、長さの長いバイパス管２６Ｂにて構成される。これらの各バイパス管２６Ａ、２６Ｂに作動流体１９の流れを許容または遮断する弁３０Ａ、３０Ｂがそれぞれ配設される。一方のシリンダ室２２、２３内の作動流体１９は、弁３０Ａ、３０Ｂが開操作されたバイパス管２６Ａ、２６Ｂを通って他方のシリンダ室２２、２３へ流れる。

図１に示すように、振動センサとしての第１加速度センサ１５は、制振対象物１が据え付けられた基礎２Ａに、または図示しない振動源もしくはその近傍に（本第１実施形態では基礎２Ａに）設置され、制振対象物１に入力される振動の加速度を計測する。また、振動センサとしての第２加速度センサ１６は、制振対象物１に設置され、この制振対象物１の振動に伴う加速度を計測する。更に、振動センサとしての変位センサ１７は、支持構造体２（例えば側壁２Ｃ）に設置され、制振対象物１の振動に伴う制振サポート１１のピストン２４の移動量（変位量）δ_Ｘを計測する。振動センサは、これらの第１加速度センサ１５、第２加速度センサ１６、変位センサ１７の少なくとも一つである。

図１に示す制御装置１８は、第１加速度センサ１５、第２加速度センサ１６、変位センサ１７からの制振対象物１の振動に関する情報に基づき弁３０Ａ、３０Ｂの開閉を制御して、作動流体１９が流れる長さの異なるバイパス管２６（バイパス管２６Ａ、２６Ｂのいずれか一方）を選択することで、バイパス管２６の形状、即ちバイパス管２６の長さを変化させ、前述の式（１）及び式（２）により、制振サポート１１が取り付けられた制振対象物１に付加される流体慣性質量を変化させて、制振サポート１１が取り付けられた制振対象物１の固有振動数を調整するよう制御する。

例えば、制御装置１８のセンサ信号処理部１２は、制振対象物１の振動に関する情報を、つまり制振対象物１に入力される基礎２Ａに生じた振動の加速度を第１加速度センサ１５から取り込み、周波数分析して、この基礎２Ａに据え付けられた構造物（本第１実施形態では制振対象物１）の振動特性としての加速度応答スペクトル特性を算出する。図４には、基礎２Ａに振動Ａが生じた場合の加速度応答スペクトル特性を実線Ｐ_Ａで示し、基礎２Ａに振動Ｂが生じた場合の加速度応答スペクトル特性を破線Ｐ_Ｂで示す。

制御装置１８の制御部１３は、第１加速度センサ１５が計測した基礎２Ａの振動の加速度が周波数分析されることで得られた制振対象物１の加速度応答スペクトル特性に基づき、制振対象物１の固有振動数を、制振対象物１の加速度応答スペクトル特性が卓越する卓越振動数域Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３から外すように、長さの異なるバイパス管２６を選択して、制振対象物１に付加される流体慣性質量を変化させ、制振対象物１の固有振動数を調整して、制振対象物１の共振を抑制する。

つまり、制振対象物１の元の固有振動数がｆ_０で、基礎２Ａに振動Ａが生じて制振対象物１の加速度応答スペクトル特性がＰ_Ａで示される場合には、制御部１３は、弁３０Ａを開操作し、弁３０Ｂを閉操作することで短いバイパス管２６Ａを選択し、この短いバイパス管２６Ａにシリンダ２１内の作動流体１９を流動させる。これにより、制振サポート１９が取り付けられた制振対象物１の固有振動数はｆ_Ａに調整されて、実線Ｐ_Ａで示される制振対象物１の加速度応答スペクトル特性の卓越振動数域Ｗ１及びＷ２から外れた帯域に設定されることになり、この制振対象物１の共振が抑制される。

また、制振対象物１の元の固有振動数がｆ_０で、基礎２Ａに振動Ｂが生じて制振対象物１の加速度応答スペクトル特性が破線Ｐ_Ｂで示される場合には、制御部１３は、弁３０Ｂを開操作し、弁３０Ａを閉操作することで長いバイパス管２６Ｂを選択し、この長いバイパス管２６Ｂにシリンダ２１内の作動流体１９を流動させる。これにより、制振サポート１１が取り付けられた制振対象物１の固有振動数はｆ_Ｂに調整されて、破線Ｐ_Ｂで示される制振対象物１の加速度応答スペクトル特性の卓越振動数域Ｗ３から外れた帯域に設定されることになり、制振対象物１の共振が抑制される。

尚、図１に示す制御装置１８のセンサ信号処理部１２は、制振対象物１の振動に関する情報として、第２加速度センサ１６が計測した制振対象物１の振動に伴う加速度、または変位センサ１７が計測した制振対象物１の振動に伴う制振サポート１１のピストン２４の移動量（変位量）をそれぞれ周波数分析して、制振対象物１の振動特性としての加速度スペクトル特性、変位スペクトル特性をそれぞれ算出してもよい。この場合、制御装置１８の制御部１３は、センサ信号処理部１２が求めた加速度スペクトル特性または変位スペクトル特性に基づき、制振対象物１の固有振動数を、制振対象物１の加速度スペクトル特性または変位スペクトル特性が卓越する卓越周波数域から外すように、長さの異なるバイパス管２６（バイパス管２６Ａまたは２６Ｂ）を選択して、制振サポート１１が取り付けられた制振対象物１に付加される流体慣性質量を変化させ、この制振対象物１の固有振動数を調整して、制振対象物１の共振を抑制するようにしてもよい。

また、図１に示すように、制御装置１８のセンサ信号処理部１２は、制振対象物１の振動に関する情報、つまり第２加速度センサ１６にて計測された制振対象物１の振動に伴う加速度、または変位センサ１７にて計測された制振対象物１の振動に伴う制振サポート１１のピストン２４の移動量（変位量）を、周波数分析することなく、それぞれの所定の閾値と比較してもよい。

この場合、制御装置１８の制御部１３は、上述の制振対象物１の振動に伴う加速度またはピストン２４の移動量（変位量）が所定の閾値を超えたときに制振対象物１が共振し始めたと判断し、制振サポート１１において現在閉操作されている弁３０Ａ、３０Ｂを開操作し、現在開操作されている弁３０Ａ、３０Ｂを閉操作して、作動流体１９が流れるバイパス管２６を短いバイパス管２６Ａから長いバイパス管２６Ｂへと、または長いバイパス管２６Ｂから短いバイパス管２６Ａへと、それぞれ切り換えて選択する。これにより、制振サポート１１が取り付けられた制御対象物１１に付加される流体慣性質量が変化して、制振サポート１１が取り付けられた制振対象物１１の固有振動数が調整されて、この制振対象物１の共振が抑制される。

以上のように構成されたことから、本第１実施形態によれば、次の作用効果（１）〜（３）を奏する。
（１）図３に示すように、制振装置１０は、制振対象物１の熱変形などの長周期の変位変動に対しては、制振サポート１１のピストン２４が軸方向に緩やかに往復移動し、一方のシリンダ室２２または２３の作動流体１９をバイパス管２６（短いバイパス管２６Ａまたは長いバイパス管２６Ｂ）を経て他方のシリンダ室２３または２２へスムーズに流動させるので、制振対象物１の熱変形等による変位変動を吸収し許容してこの制振対象物１を支持できる。

（２）地震や振動源による制振対象物１の短周期の変位変動に対しては、制振装置１０の制振サポート１１におけるピストン２４に作動流体の慣性抵抗に基づく荷重が作用して、制振サポート１１が取り付けられた制振対象物１に流体慣性質量が付加されることになる。このため、制振装置１０の制振サポート１１は、ピストン２４、シリンダ２１間の相対加速度と上記流体慣性質量とに基づく高い支持反力によって、地震等による制振対象物１の変位変動による振動を抑制できる。

（３）図１及び図３に示すように、制振対象物１の短周期の変位変動に対して、制振装置１０の制御装置１８は、振動センサ（第１加速度センサ１５、第２加速度センサ１６、変位センサ１７の少なくとも１つ）からの制振対象物１の振動に関する情報（第１加速度センサ１５が計測し制振対象物１に入力される例えば基礎２Ａの振動の加速度、第２加速度センサ１６が計測した制振対象物１の振動に伴う加速度、変位センサ１７が計測した制振対象物１の振動に伴う制振サポート１１のピストン２４の移動量（変位量））に基づき、作動流体１９が流れる長さの異なるバイパス管２６Ａ、２６Ｂを選択して、制振サポート１１が取り付けられた制振対象物１に付加される流体慣性質量を変化させ、これにより、制振サポート１１が取り付けられた制振対象物１の固有振動数を調整するよう制御している。従って、制振対象物１の固有振動数を、例えば、制振対象物１の振動特性（加速度応答スペクトル特性、加速度スペクトル特性、変位スペクトル特性）が卓越する卓越振動数域から外すように調整して設定することで、制振対象物１の共振を抑制して、この制振対象物１の振動を確実に低減できる。

［Ｂ］第２実施形態（図５、図６）
図５は、本発明に係る制振装置の第２実施形態における制振サポートの一方の作動状況を示す、図３に対応する構成図である。この第２実施形態において、第１実施形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本第２実施形態の制振装置４０が第１実施形態と異なる点は、制振サポート４１のバイパス管４２が、シリンダ２１に並列配設された長さの異なる２種類のバイパス管（即ち長さの短いバイパス管４２Ａと長さの長いバイパス管４２Ｂ）にて構成され、バイパス管４２Ａに弁３０Ａが、バイパス管４２Ｂに弁３０Ｂがそれぞれ配設され、更に、制御手段としての制御装置４３が、制振対象物１の振動に伴う制振サポート４１のピストン２４の移動方向に応じて、弁３０Ａ、３０Ｂの開閉を制御する点である。

つまり、制御装置４３のセンサ信号処理部４４は、変位センサ１７から制振サポート４１におけるピストン２４の移動量（変位量）信号を取り込む。制御装置４３の制御部４５は、センサ信号処理部４４からのピストン２４の移動量（変位量）信号を入力してピストン２４の移動方向を判定し、ピストン２４の移動方向に応じて弁３０Ａ、３０Ｂの開閉を制御し、ピストン２４の移動方向に応じて、作動流体１９が流れる長さの異なるバイパス管４２Ａ、４２Ｂを選択することで、バイパス管４２の形状、即ちバイパス管４２の長さを変化させる。

例えば、図５に示すように、制振サポート４１のピストン２４が右方向Ｍに移動したときには、制御部４５は弁３０Ａを開操作し、弁３０Ｂを閉操作して、シリンダ２１のシリンダ室２２内の作動流体１９をバイパス管４２Ａを経てシリンダ室２３内へ流動させる。また、図６に示すように、制振サポート４１のピストン２４が左方向Ｎに移動したときには、制御部４５は弁３０Ｂを開操作し、弁３０Ａを閉操作して、シリンダ２１のシリンダ室２３内の作動流体１９をバイパス管４２Ｂを経てシリンダ室２２内へ流動させる。

尚、制御部４５によるピストン２４の移動方向の判定は、センサ信号処理部４４が第２加速度センサ１６からの制振対象物１の振動に伴う加速度を取り込み、この加速度が最大になったときに制振サポート４１のピストン２４の移動方向が変化したと判断することで、ピストン２４の移動方向の変化を判定してもよい。

以上のように構成されたことから、本第２実施形態によれば、第１実施形態の効果（１）及び（２）と同様の効果を奏するほか、次の効果（４）を奏する。

（４）制振対象物１の振動に伴う制振サポート４１のピストン２４の移動方向に応じて、作動流体１９が流れる長さの異なるバイパス管４２（長さの短いバイパス管４２Ａまたは長さの長いバイパス管４２Ｂ）が選択されるので、制振対象物１の振動の半周期毎に、制振サポート４１が取り付けられた制振対象物１に付加される流体慣性質量が変化し、この制振サポート４１が取り付けられた制振対象物１の固有振動数が調整される。この結果、振動対象物１に振動エネルギーが蓄積され難くなって、制振対象物１の共振を抑制でき、この制振対象物１の振動を低減できる。

［Ｃ］第３実施形態（図７〜図９）
図７は、本発明に係る制振装置の第３実施形態における制振サポートを示す、図３に対応する構成図である。この第３実施形態において、第１実施形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本第３実施形態の制御装置５０が第１実施形態と異なる点は、制振サポート５１のバイパス管５２（つまり、図８のバイパス管５２Ａ、図９のバイパス管５２Ｂ）が、その略全長に亘って断面積が変更可能に構成され、制御装置１８が、振動センサ（第１加速度センサ１５、第２加速度センサ１６、変位センサ１７の少なくとも１つ）からの制振対象物１の振動に関する情報に基づいて、断面積変更機構５４（図８の圧縮機構５５、図９のスライド機構５６）を制御してバイパス管５２の断面積を変化させ、これによりバイパス管５２の形状を変化させて、制振サポート５１が取り付けられた制振対象物１の固有振動数を調整するよう制御する点である。

例えば、図８に示すように、バイパス管５２は、弾性変形可能な柔軟な素材にて構成され、圧縮機構５５がバイパス管５２Ａの周囲に配置されている。制御装置１８は、第１加速度センサ１５が計測し制振対象物１に入力される基礎２Ａの振動の加速度、第２加速度センサ１６が計測した制振対象物１の振動に伴う加速度、変位センサ１７が計測した制振サポート５１のピストン２４の移動量（変位量）の少なくとも１つに基づいて圧縮機構５５を制御し、バイパス管５２Ａの断面積を大きく（図８（Ａ））、または小さく（図８（Ｂ））変化させる。

また、図９に示すように、バイパス管５２Ｂは、横断面Ｌ字形状の一対のＬ型部材５７が、互いに接離可能に対向配置され、それぞれのＬ型部材５７が、スライド機構５６により接近（図９（Ｂ））、または離反（図９（Ａ））される。ここで、これらのＬ型部材５７が接触する箇所にはシール材５８が配設されている。制御装置１８は、第１加速度センサ１５が計測し制振対象物１に入力される基礎２Ａの振動の加速度、第２加速度センサ１６が計測した制振対象物１の振動に伴う加速度、変位センサ１７が計測した制振サポート５１のピストン２４の移動量（変位量）の少なくとも１つに基づいてスライド機構５６を制御し、バイパス管５２Ｂの断面積を大きく（図９（Ａ））、または小さく（図９（Ｂ））変化させる。

従って、本第３実施形態によれば、第１実施形態の効果（１）及び（２）と同様な効果を奏するほか、次の効果（５）を奏する。

（５）制振装置５０の制御装置１８は、第１加速度センサ１５、第２加速度センサ１６、変位センサ１７の少なくとも一つからの制振対象物１の振動に関する情報に基づき断面積変更機構５４（圧縮機構５５、スライド機構５６）を制御して、制振サポート５１のバイパス管５２（バイパス管５２Ａ、バイパス管５２Ｂ）の断面積を変更し、制振サポート５１が取り付けられた制振対象物１に付加される流体慣性質量を変化させ、これにより制振サポート５１が取り付けられた制振対象物１の固有振動数を調整している。この結果、制振対象物１の共振が抑制されて、制振対象物１の振動を低減できる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができ、また、それらの置き換えや変更は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、第１及び第２実施形態では、制振サポート１１または４１の弁３０Ａ、３０Ｂは、いずれか一方が開操作され、他方が閉操作されるものを述べたが、いずれか一方が開操作され、他方が途中開度（例えば半開開度）であってもよく、または両弁ともに開操作されてもよい。このような弁３０Ａ、３０Ｂの開閉操作によっても、制振サポート１１または４１が取り付けられた制振対象物１の固有振動数を調整することができる。

１制振対象物
２支持構造体
２Ａ基礎
１０制振装置
１１制振サポート
１５第１加速度センサ（振動センサ）
１６第２加速度センサ（振動センサ）
１７変位センサ（振動センサ）
１８制御装置（制御手段）
１９作動流体
２１シリンダ
２２、２３シリンダ室
２４ピストン
２６、２６Ａ、２６Ｂバイパス管
３０Ａ、３０Ｂ弁
４０制振装置
４１制振サポート
４２、４２Ａ、４２Ｂバイパス管
４３制御装置（制御手段）
５０制振装置
５１制振サポート
５２、５２Ａ、５２Ｂバイパス管
５４断面積変更機構
５５圧縮機構
５６スライド機構
５７Ｌ型部材
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３卓越振動数域
ｆ_０、ｆ_Ａ、ｆ_Ｂ固有振動数

Claims

作動流体が充填されるシリンダと、
このシリンダ内に摺動自在に収容されて前記シリンダ内を２つのシリンダ室に画成するピストンと、
このピストンに結合されて前記シリンダを貫通するピストンロッドと、
前記シリンダの外部に配設されて前記両シリンダ室を連通するバイパス管とを有し、
前記ピストンロッドの端部と前記シリンダの端部の一方に制振対象物が、他方に支持構造体がそれぞれ連結されて、前記制振対象物を制振して支持する制振装置であって、
前記制振対象物の振動に関する情報を取得する振動センサと、
この振動センサからの情報に基づき前記バイパス管の形状を変化させて前記制振対象物の固有振動数を調整するよう制御する制御手段と、を有することを特徴とする制振装置。
前記バイパス管は、少なくとも２種類の長さの異なるバイパス管が並列に配設されて構成され、これらの各バイパス管には、作動流体の流れを許容または遮断する弁が設置され、
制御手段は、振動センサからの制振対象物の振動に関する情報に基づき前記弁の開閉を制御することで、前記バイパス管の形状を変化させることを特徴とする請求項１に記載の制振装置。
前記バイパス管は、長さの異なる２種類のバイパス管が並列に配設されて構成され、これらの各バイパス管には、作動流体の流れを許容または遮断する弁が設置され、
制御手段は、制振対象物の振動に伴うピストンの移動に応じて前記弁の開閉を制御して、前記ピストンの移動方向に応じて、前記作動流体が流れる長さの異なる前記バイパス管を選択することで、前記バイパス管の形状を変化させることを特徴とする請求項１に記載の制振装置。
前記バイパス管は、柔軟な素材により構成され、周囲に配置された圧縮機構により断面積が変更可能に設けられ、
制御手段は、振動センサからの制振対象物の振動に関する情報に基づき前記圧縮機構を作動させて前記バイパス管の断面積を変更することで、前記バイパス管の形状を変化させることを特徴とする請求項１に記載の制振装置。
前記バイパス管は、横断面Ｌ字形状の一対のＬ型部材が互いに接離可能に対向配置されて構成され、
制御手段は、振動センサからの制振対象物の振動に関する情報に基づき前記Ｌ型部材を接離させて前記バイパス管の断面積を変更することで、前記バイパス管の形状を変化させることを特徴とする請求項１に記載の制振装置。
前記制御手段は、振動センサからの制振対象物の振動に関する情報に基づき、前記制御対象物の固有振動数を、前記制御対象物の振動特性が卓越する卓越振動数域から外すように、長さの異なるバイパス管を選択し、またはバイパス管の断面積を変更することを特徴とする請求項２、４及び５のいずれか１項に記載の制振装置。
前記制御手段は、振動センサからの制振対象物の振動に関する情報に基づき、前記制御対象物が共振を開始したと判断したときに、長さの異なるバイパス管を選択し、またはバイパス管の断面積を変更することを特徴とする請求項２、４及び５のいずれか１項に記載の制振装置。
前記振動センサは、制御対象物が据え付けられた基礎に、または振動源若しくはその近傍に設置され、前記制振対象物に入力される振動の加速度を計測する第１加速度センサと、
前記制御対象物に設置され、この制振対象物の振動に伴う加速度を計測する第２加速度センサと、
支持構造体に設置され、前記制振対象物の振動に伴うピストンの移動量を計測する変位センサとのうち、少なくとも１つであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の制振装置。
シリンダ内にピストンが摺動自在に収容されると共に作動流体が充填され、前記シリンダには、前記ピストンにより画成された両シリンダ室を連通するバイパス管が配設され、前記ピストンに結合されたピストンロッドの端部と前記シリンダの端部の一方が制振対象物に、他方が支持構造体にそれぞれ連結された制振装置を用意し、
前記制振対象物の制振に関する情報を取得する振動センサからの情報に基づいて前記制振装置の前記バイパス管の形状を変化させ、前記制振対象物の固有振動数を調整して前記制振対象物を制振することを特徴とする制振方法。