JP2016118245A - 振動測定器及び流体シリンダー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】演算装置での演算を削減又は省略する。【解決手段】可変減衰装置１０は、振動測定器１００の第一出力ポート１２０Ａ及び第二出力ポート１２０Ｂから出力される圧力値が「オイルダンパー４０の状態量」を表すｆ＝√｛Ｘ２＋（Ｖ／ω）２｝に比例するように構成されている。そして、この圧力で直接、抵抗弁２０の絞り量を制御している。よって、「オイルダンパー４０の状態量」を表す指標（ｆ＝√｛Ｘ２＋（Ｖ／ω）２｝）を得るための演算装置（コンピュータ）による演算が不要となる。したがって、長期間にわたり動作が必要とされる建物への適用、電源喪失への対応、及び耐久性などの観点から信頼度が向上する。【選択図】図１

Description

本発明は、振動測定器及び流体シリンダー装置に関する。

制振装置や免震装置などに用いられる減衰装置（ダンパー）は、振動レベルに応じて特性を切り替えることができないため、特定の振動レベルに対して効果的に減衰効果を発揮するように設計されることになる。よって、その振動レベル以外に対しては十分に減衰効果を発揮しない。

例えば、大地震時に効果的に減衰効果を発揮する設計仕様にすると、小地震や強風時には減衰効果を十分に奏さない。逆に、小地震時や強風時に効果的に減衰効果を発揮する設計仕様にすると、大地震時に減衰効果が十分に奏さない。

そこで、特許文献１には、減衰装置（ダンパー）の減衰特性を構造物の振動状態に応じて多段階に又は連続的に制御する可変減衰装置に関する技術が開示されている。具体的には、速度信号Ｖ、変位信号Ｘ、及び定数値ωを用いた関数ｆ＝√｛Ｘ^２＋（Ｖ／ω）^２｝により計算して求めた指標Ｉ（ダンパー状態量）に基づいて、電磁比例弁の絞り量を規定する減衰指令値を算出し、この算出された減衰指令値を制御信号として電磁比例弁の絞りを制御している。

しかし、演算装置（コンピュータ）での演算を削減又は省略し、より簡単に可変減衰装置等を制御することが求められている。

特許４６２１３６４号

本発明は、上記事実を鑑み、演算装置での演算を削減又は省略することができる振動測定器及びこの振動測定器を用いた流体シリンダー装置を提供することが目的である。

請求項１の振動測定器は、流体が封入された筒部と、前記筒部内を軸方向に第一室と第二室とに分割すると共に、前記軸方向に変位する隔壁と、前記筒部に設けられ、前記第一室と前記第二室とを流通する前記流体の流入側の流路面積が、前記隔壁の変位及び定格変位を用いた関数の値に比例するように変化するオリフィスと、前記第一室及び前記第二室の前記流体の圧力をそれぞれ出力する出力部と、を備えている。

請求項１の振動測定器では、筒部内を軸方向に隔壁が変位すると、第一室と第二室とを流通する流体流入側のオリフィスの流路面積が、隔壁の変位及び定格変位を用いた関数の値に比例するように変化する。圧縮側の室には、隔壁の変位及び速度に応じて圧力が発生し、この圧力を出力部が出力する。

そして、この出力された圧力を、例えば、建物に設けられた減衰装置の減衰力を制御する指標として利用することで、減衰力を制御するための演算装置での演算が削減又は省略される。

請求項２の振動測定器は、前記関数をＫ、前記隔壁の変位をＸ、前記隔壁の定格変位をＸ０、とすると、Ｋ＝√｛Ｘ０^２−Ｘ^２｝である。

請求項２の振動測定器では、隔壁が、振幅Ｘ０、円振動数ωの正弦波で振動していると仮定した場合、出力部の圧力は変位Ｘにかかわらず一定の値になる。

そして、この出力された圧力を指標として、例えば、減衰装置の減衰力の制御を行えば、定常状態で安定した制御が行われる。よって、例えば、減衰力の切り替えが急激に行われることによる衝撃の発生を防ぐことができる。

請求項３の流体シリンダー装置は、流体が封入されたシリンダー内を軸方向にピストンが移動する流体シリンダー本体と、前記流体シリンダー本体の前記ピストンの移動に対して隔壁が比例して変位するように設けられた請求項１又は請求項２に記載の振動測定器と、前記振動測定器の出力部から出力される圧力によって流体シリンダー本体の抵抗特性を変化させる抵抗変化手段と、を備えている。

請求項３の流体シリンダー装置では、振動測定器の圧縮側の室に圧力が発生し、この圧力を出力部が出力する。そして、この出力された圧力によって、抵抗変化手段が流体シリンダー装置の抵抗特性を変化させる。よって、減衰力を制御するための演算装置での演算が削減又は省略される。また、例えば、この流体シリンダー装置を、建物の振動減衰装置として利用することで、抵抗特性の切り替えが急激に行われることによる衝撃の発生を防ぐことができる。

本発明によれば、演算装置での演算を削減又は省略することができる。

本発明の第一実施形態に係る可変減衰装置のシステム構成を示す構成図である。 圧力回路の回路図である。 可変減衰装置に用いた振動測定器を模式的に示す構成図である。 本発明の第二実施形態に係る可変減衰装置のシステム構成を示す構成図である。 振動測定器の基本構成を模式的に示す構成図である。 第一実施例の振動測定器を示す（Ａ）は隔壁が軸方向中央にある状態の構成図であり、（Ｂ）は溝を示す平面図であり、（Ｃ）は隔壁が軸方向端部にある状態の構成図であり、（Ｄ）は（Ａ）の６Ｄ−６Ｄ線に沿った断面図であり、（Ｅ）は（Ｃ）の６Ｅ−６Ｅ線に沿った断面図である。 第二実施例の振動測定器を示す（Ａ）は隔壁が軸方向中央にある状態の構成図であり、（Ｂ）は溝を示す平面図であり、（Ｃ）は隔壁が軸方向端部にある状態の構成図であり、（Ｄ）は（Ａ）の７Ｄ−７Ｄ線に沿った断面図であり、（Ｅ）は（Ｃ）の７Ｅ−７Ｅ線に沿った断面図である。 第三実施例の振動測定器を示す（Ａ）は隔壁が軸方向中央にある状態の構成図であり、（Ｂ）はオリフィスを示す平面図であり、（Ｃ）は（Ａ）の８Ｃ−８Ｃ線に沿った断面図である。 第四実施例の振動測定器を示す（Ａ）は隔壁が軸方向中央にある状態の構成図であり、（Ｂ）はオリフィスを示す平面図であり、（Ｃ）は（Ａ）の９Ｃ−９Ｃ線に沿った断面図である。 第一実施例〜第三実施例の振動測定器における圧力値と振幅と変位との関係を示すグラフである。 第四実施例の振動測定器における圧力値と振幅と変位との関係を示すグラフである。 本発明の可変減衰装置を（Ａ）は建物の免震構造の可変減衰装置として適用した例を示す模式図であり、（Ｂ）は建物の各層に設置した制震装置の可変減衰装置として適用した例を示す模式図であり、（Ｃ）は建物の屋上に設置したマスダンパー装置の可変減衰装置として適用した例を示す模式図である。

＜第一実施形態＞
本発明が適用された第一実施形態の流体シリンダー装置の一例としての可変減衰装置１０について説明する。

図１に示す本実施形態の可変減衰装置１０は、後述するピストンシリンダ型のオイルダンパー４０の抵抗値を多段階に又は連続的に変えられる構造となっている。可変減衰装置１０は、免震構造の減衰装置（ダンパー）、建物の各層に設置される減衰装置（ダンパー）、ＴＭＤの減衰装置（ダンパー）、ＡＭＤのアクチュエータ、アクティブ免震装置のアクチュエータなどに用いられる。

図１２（Ａ）は、可変減衰装置１０を、積層ゴム８２で建物８０を免震支持した免震構造８３に適用した例が示されている。
図１２（Ｂ）は、可変減衰装置１０を、建物８０の各層に設置した制震装置８４に適用した例が示されている。
図１２（Ｃ）は、可変減衰装置１０を、建物８０の屋上に付加重錘８６を水平移動可能に設置したマスダンパー装置８７に適用した例が示されている。

なお、本実施形態の可変減衰装置１０は、後述するオイルダンパー４０の抵抗値を多段階に又は連続的に変えられる構造であるが、これに限定されない。抵抗値が二段階であってもよい。また、ロックとロック解除とを制御する流体シリンダー装置であってもよい。

具体的には、風のような小さい外力に対してオイルダンパー４０をロックして変位抑制を行い、地震のような大きい外力に対してはロックを解除してオイルダンパー４０を働かせるものであってもよい。或いは、通常の地震の揺れに対しては免震構造として最適な減衰を与えるオイルダンパー４０として働かせ、想定を超える巨大地震に対しては、ロックまたは高減衰のオイルダンパー４０として免震層の変位抑制を行ってもよい。

図１に示すように、第一実施形態の可変減衰装置１０は、ピストンシリンダ型のオイルダンパー４０と、振動測定器１００と、抵抗弁２０と、圧力回路３０と、を含んで構成されている。

オイルダンパー４０は、オイルＥが封入されたシリンダー４２内を軸方向にピストン４４が移動する構造となっている。また、シリンダー４２のピストン４４の前後の同一内径の第一オイル室４２Ａと第二オイル室４２Ｂとが連通管４８で接続されている。この連通管４８に抵抗弁２０が設けられ、抵抗弁２０の絞り量（開度）によりオイルダンパー４０の抵抗値が適宜多段階又は連続的に変わるようになっている。

具体的には、抵抗弁２０は、ピストン４４の軸方向の移動に伴う第一オイル室４２Ａと第二オイル室４２Ｂとの間でのオイルＥの移動に抵抗を与え、その流体抵抗により減衰力（抵抗値）を発揮させる。なお、抵抗弁２０の絞り量は、後述する振動測定器１００の第一出力ポート１２０Ａ及び第二出力ポート１２０Ｂから出力される圧力によって制御されている。

本実施形態の振動測定器１００の出力ポートは、後述するように第一出力ポート１２０Ａ及び第二出力ポート１２０Ｂの二つあり、圧力回路３０によって高い方の圧力だけが抵抗弁２０に伝達されるように構成されている。

圧力回路３０は、どのような回路構成であってもよいが、一例を図２に示す。図２に示すように、圧力回路３０は、第一出力ポート１２０Ａに接続されたバルブ３２Ａと第二出力ポート１２０Ｂに接続されたバルブ３２Ｂとタンク３４とを有する回路構成となっている。これにより、第一出力ポート１２０Ａ及び第二出力ポート１２０Ｂのうち高い方の圧力のバルブ３２Ａ又はバルブ３２Ｂが開き、高い方の圧力のみが抵抗弁２０に伝達される。

図３に示すように、振動測定器１００は、オイルダンパー４０のロッド４６に設けられたロッド側取付部４７と、シリンダー４２の端部４２Ｔに設けられたシリンダー側取付部４９と、の間に配置されると共に、ロッド側取付部４７及びシリンダー側取付部４９に固定されている。

振動測定器１００は、オイルＲが封入された筒部（シリンダー）１１０と、筒部１１０内を軸方向に第一室１１２Ａと第二室１１２Ｂとに分割すると共に軸方向に移動（変位）する隔壁（ピストン）１１４と、を有している。隔壁１１４には軸方向に延出するロッド１１６が形成され、筒部１１０の軸方向の両端部、つまり第一室１１２Ａ側の端部１１０Ａと第二室１１２Ｂ側の端部１１０Ｂとから、それぞれ突出している。

第一室１１２Ａ側の端部１１０Ａから突出するロッド１１６Ａがロッド側取付部４７に取り付けられ、第二室１１２Ｂの端部１１０Ｂがシリンダー側取付部４９に取り付けられている。よって、オイルダンパー４０のピストン４４（図１参照）が移動すると、振動測定器１００の隔壁１１４も同様に移動（変位）する。

なお、図３では図示されていないが、振動測定器１００の第一室１１２Ａと第二室１１２Ｂとの間は流路が形成されており、隔壁１１４が軸方向に移動（変位）すると、第一室１１２Ａと第二室１１２Ｂとの間でオイルＲが移動するように構成されている。

振動測定器１００の筒部１１０の第一室１１２Ａ側の端部１１０Ａには第一出力ポート１２０Ａが設けられ、第二室１１２Ｂ側の端部１１０Ｂには第二出力ポート１２０Ｂが設けられている。これら第一出力ポート１２０Ａ及び第二出力ポート１２０Ｂから隔壁１１４の軸方向の変位に伴いオイルＲの圧力が出力される。そして、前述したように、このオイルＲの圧力に応じて抵抗弁２０（図１参照）の絞り量が変更される。

第一出力ポート１２０Ａ及び第二出力ポート１２０Ｂから出力されるオイルＲの圧力は、
隔壁１１４の軸方向の変位をＸ、
隔壁１１４の軸方向の移動速度をＶ、
設置される建物８０（図１参照）の一次固有振動数を円振動数ω
とすると、
ｆ＝√｛Ｘ^２＋（Ｖ／ω）^２｝
に比例するように構成されている。
この関数ｆの値（出力される圧力）を「オイルダンパー４０の状態量」とする。
ここで、変位Ｘ、速度Ｖは、それぞれ振動測定器１００の隔壁１１４についての値であり、オイルダンパー４０についての値ではない。しかし、振動測定器１００の隔壁１１４は、オイルダンパー４０のピストン４４の移動に比例して変位するように設けられているので、隔壁１４の変位Ｘ及び速度Ｖに基づく値を「オイルダンパー４０の状態量」とみなすことができる。
なお、ｆ＝√｛Ｘ^２＋（Ｖ／ω）^２｝に比例する圧力が出力される構造については、後述する。

（作用及び効果）
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

図１に示されているように用いられる可変減衰装置１０は各種状態に応じて適宜特性を変えることが望まれる場合がある。例えば、大地震時に変形が大きくならないようにオイルダンパー４０の減衰力を高める等である。このような場合に、指標として用いられるものは、建物８０の加速度、速度、変位、オイルダンパー４０のストローク変位、ＴＭＤやＡＭＤの付加重錘８６の加速度などである。

そして、このように応答の大きさに応じて可変減衰装置１０のオイルダンパー４０の特性を切り替える場合には、「オイルダンパー４０の状態量」を表すｆ＝√｛Ｘ^２＋（Ｖ／ω）^２｝を指標として用いることで、安定且つ効果的な制御が可能であることが知られている（特許４６２１３６４号を参照）。

すなわち、本発明の可変減衰装置１０は、抵抗値（減衰力）を適宜多段階にまたは連続的に切り替えることにより、小振幅時には適正な減衰作用により加速度を最大限度に抑える効果を発揮し、大振幅時には加速度が大きくなるが、オイルダンパー４０の変位量を最大限度に抑えることにより、可変減衰装置１０を備えた建物８０（図１２参照）又は各種装置の損傷、更には可変減衰装置１０の破壊を、防ぐことができる。

別の観点から説明すると「オイルダンパー４０の状態量」を表すｆ＝√｛Ｘ^２＋（Ｖ／ω）^２｝は、変位の次元を持つ値であり、建物８０が固有振動数ωで定常振動しているときには、ほぼ一定の値になる。従って、この「オイルダンパー４０の状態量」に基づいてオイルダンパー４０の抵抗値（減衰力）の制御を行えば、定常状態で安定した制御が行われるため、例えば、制御の切り替えが急激に行われることによる衝撃的なダンパー力（抵抗力）の発生が防止される。

ここで、本実施形態の可変減衰装置１０は、振動測定器１００の第一出力ポート１２０Ａ及び第二出力ポート１２０Ｂから出力される圧力が「オイルダンパー４０の状態量」を表すｆ＝√｛Ｘ^２＋（Ｖ／ω）^２｝に比例するように構成されている。そして、この圧力で直接、抵抗弁２０の絞り量を制御している。よって、「オイルダンパー４０の状態量」を表す指標（ｆ＝√｛Ｘ^２＋（Ｖ／ω）^２｝）を得るための演算装置（コンピュータ）による演算が不要となる。

したがって、長期間にわたり動作が必要とされる建物８０への適用、電源喪失への対応、及び耐久性などの観点から信頼度が向上する。

＜第二実施形態＞
本発明が適用された第二実施形態の流体シリンダー装置の一例としての可変減衰装置１１について説明する。第一実施形態と同一の部材には同一の符号を付し重複する説明は省略する。

図４に示すように、第二実施形態の可変減衰装置１１では、電磁弁２１と信号変換部３８と演算装置（コンピュータ）３６とを有している。電磁弁２１は、演算装置３６によって作られた制御信号にしたがって制御される。信号変換部３８は、圧力ゲージやアンプ等で構成され、振動測定器１００（圧力回路３０）から出力された圧力（オイルダンパー４０の状態量）を電気信号に変換し、演算装置３６に入力する。演算装置３６は、信号変換部３８が出力した電気信号（オイルダンパー４０の状態量）に基づいて、電磁弁２１の絞り量を制御する制御信号を出力する。

（作用及び効果）
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

本実施形態の可変減衰装置１１では、第一実施形態と異なり演算装置（コンピュータ）３６が設けられている。しかし、演算装置３６では「オイルダンパー４０の状態量」を表すｆ＝√｛Ｘ^２＋（Ｖ／ω）^２｝を得るための演算が不要である。よって、演算装置３６での演算を削減することができるので、信頼性が向上する。

＜第一実施形態及び第二実施形態の変形例＞
上記実施形態では、振動測定器１００の第一出力ポート１２０Ａ及び第二出力ポート１２０Ｂから出力された圧力のうち、圧力回路３０によって高い方の圧力だけが抵抗弁２０伝達又は信号変換部３８に入力するように構成されている。

しかし、第一出力ポート１２０Ａ及び第二出力ポート１２０Ｂをそれぞれに別の制御用の抵抗弁をつないでもよいし、両方とも信号変換部３８に入力し信号変換部３８が高い方の圧力だけを電気信号に変換するようにしてもよい。

また、オイルダンパー４０の構造形式、及び抵抗値の可変制御の手段は上述の限りではない。例えば、ピストンシリンダ型のオイルダンパーであっても、例えば抵抗値が異なる複数のオイル経路を予め用意しておき、抵抗弁又は電磁弁によりオイルが流れる経路を切り替えて、オイルが流れる抵抗値を変える方式等であってもよい。或いは、磁性流体を用いたダンパーの場合には、磁性流体が流れる通路に与える磁力の強さを制御することによって抵抗値を可変としてもよい。

＜振動測定器１００の詳細＞
つぎに、第一実施形態の可変減衰装置１０及び第二実施形態の可変減衰装置１１に用いた振動測定器１００の詳細について説明する。

ここで、√｛Ｘ^２＋（Ｖ／ω）^２｝の値（オイルダンパー４０の状態量）に基づき制御することと｛Ｘ^２＋（Ｖ／ω）^２｝の値に基づき制御することは本質的に同じなので、ここでは、判り易くするため後者で説明する。

図５のように、隔壁１１４には、第一室１１２Ａと第二室１１２Ｂとを連通するオリフィス１５０が形成されている。この隔壁１１４が相対速度Ｖで軸方向に移動（変位）すれば、圧縮側となる第一室１１２Ａ又は第二室１１２Ｂに発生する圧力σはＶの２乗に比例する。
つまり、
σ＝αＶ^２
で表せられる。
ここで上記のαはオリフィス１５０により決まる定数である。このαを、変位Ｘによってσが｛Ｘ^２＋（Ｖ／ω）^２｝に比例又は略比例するようにする。

振幅（定格変位）Ｘ０、円振動数ωで振動している場合を考えると、時間ｔを用いて、
Ｘ＝Ｘ０ｓｉｎ(ωｔ)
Ｖ＝ωＸ０ｃｏｓ(ωｔ)
とすることができる。
これらを、前述した｛Ｘ^２＋（Ｖ／ω）^２｝に代入すると、
｛Ｘ^２＋（Ｖ／ω）^２｝＝Ｘ０^２
となり、時間にかかわらず一定の値になる。

一方、

となる。これは、オリフィス１５０により決まる定数であるαを、

に比例するように変位（ストローク）Ｘに応じて変化させれば、振幅Ｘ０の振動に対して、
｛Ｘ^２＋（Ｖ／ω）^２｝
に比例する圧力が発生することを示している。

定数αはオリフィス１５０の開口面積Ａに対して、一般に
α＝β／Ａ^２
という関係がある（βは定数）。なお、上式は一例を示すに過ぎない。

そして、上式より、

となる。
すなわち、変位（ストローク）Ｘにおけるオリフィス１５０の有効開口面積Ａを
Ｋ＝√｛Ｘ０^２−Ｘ^２｝
に比例させれば良いことがわかる。

しかし、実際には、隔壁１１４の軸方向の変位（移動）Ｘに応じて、隔壁１１４のオリフィス１５０の有効開口面積Ａを変化させることはできない、或いは困難である。

よって、次に、変位Ｘにおけるオリフィス１５０の有効開口面積を√｛Ｘ０^２−Ｘ^２｝に比例させるための具体的な構造を実施例として説明する。

［実施例］
以降に説明する第一実施例〜第四実施例の振動測定器１０１，１０２，１０３，１０４は、上述の振動測定器１００と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

（第一実施例）
まず、第一実施例について説明する。

図６に示すように、第一実施例の振動測定器１０１は、筒部１１０の周壁１１０Ｃに溝（オリフィス）１６０が形成されている。溝１６０の軸方向の深さは一定であるが（図６（Ａ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ））、軸方向と直交する方向から見た形状は楕円形状となっている（図６（Ｂ））。つまり、隔壁１１４と筒部１１０の周壁１１０Ｃとの隙間Ｓ１は軸方向の中心位置が最も広く、軸方向外側に向かって狭くなる（図６（Ｂ）、図６（Ｄ）、図６（Ｅ））。

そして、隙間Ｓ１が、図５のオリフィス１５０に相当し、この隙間Ｓ１を通ってオイルＲが第一室１１２Ａと第二室１１２Ｂとの間を移動する。この隙間Ｓ１の流入側（隔壁１１４の進行方向側の端部に対応する部位）の流路面積（図６（Ｄ）及び図６（Ｅ））が、√｛Ｘ０^２−Ｘ^２｝に比例するように構成されている。なお、本実施例では、溝１６０の深さは軸方向に一定であるので、溝１６０の幅が√｛Ｘ０^２−Ｘ^２｝に比例するように構成されている。

（第二実施例）
次に、第二実施例について説明する。

図７に示すように、第二実施例の振動測定器１０２は、筒部１１０の周壁１１０Ｃに溝（オリフィス）１６２が形成されている。溝１６０は軸方向と直交する方向から見た形状は帯状であり軸方向に一定であるが（図７（Ｂ））、軸方向の深さは軸方向外側ほど浅くなっている（図７（Ａ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）））。つまり、隔壁１１４と筒部１１０の周壁１１０Ｃとの隙間Ｓ２は軸方向の中心位置が最も深く、軸方向外側に向かって浅くなる（図７（Ａ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ））。

そして、隙間Ｓ２が、図５のオリフィス１５０に相当し、この隙間Ｓ２を通ってオイルＲが第一室１１２Ａと第二室１１２Ｂとの間を移動する。この隙間Ｓ２の流入側（隔壁１１４の進行方向側の端部に対応する部位）の流路面積（図７（Ｄ）及び図７（Ｅ））が、√｛Ｘ０^２−Ｘ^２｝に比例するように構成されている。なお、本実施例では、溝１６２の幅は軸方向に一定であるので、溝１６２の深さが√｛Ｘ０^２−Ｘ^２｝に比例するように構成されている。

（第三実施例）
次に、第三実施例について説明する。

図８に示すように、第三実施例の振動測定器１０３において、筒部１１１は、内側周壁部１１３と外側周壁部１１５とで構成された二重構造となっている。内側周壁部１１３内が第一室１１２Ａ及び第二室１１２Ｂとされ、内側周壁部１１３と外側周壁部１１５との間はタンク１１７となっている。

筒部１１１の内側周壁部１１３（第一室１１２Ａ及び第二室１１２Ｂ）の軸方向外側の両端部には、チェックバルブ１６６Ａ、１６６Ｂが設けられている。チェックバルブ１６６Ａ、１６６Ｂは、タンク１１７側から内側周壁部１１３内（第一室１１２Ａ及び第二室１１２Ｂ）側へはオイルＲは移動可能であるが、その逆は移動しないように構成されている。また、内側周壁部１１３にはスリット状のオリフィス１６４Ａ、１６４Ｂが形成されている。

図８（Ｂ）に示すように、オリフィス１６４Ａ、１６４Ｂは、軸方向外側に向かって広くなっている。そして、オリフィス１６４Ａ、１６４Ｂの開口面積Ｓ３Ａ、Ｓ３Ｂは、√｛Ｘ０^２−Ｘ^２｝に比例するように形成されている。

（第四実施例）
次に、第四実施例について説明する。

図９に示す第四実施例の振動測定器１０４において、筒部１１１は、内側周壁部１１３と外側周壁部１１５とで構成された二重構造となっている。内側周壁部１１３内が第一室１１２Ａ及び第二室１１２Ｂとされ、内側周壁部１１３と外側周壁部１１５との間はタンク１１７となっている。

筒部１１１の内側周壁部１１３（第一室１１２Ａ及び第二室１１２Ｂ）の軸方向外側の両端部には、チェックバルブ１６６Ａ、１６６Ｂが設けられている。チェックバルブ１６６Ａ、１６６Ｂは、タンク１１７側から内側周壁部１１３内（第一室１１２Ａ及び第二室１１２Ｂ）側へはオイルＲは移動可能であるが、その逆は移動しないように構成されている。内側周壁部１１３には軸方向に離散的にオリフィス１６８Ａ、１６８Ｂが形成されている。

図９（Ｂ）に示すように、オリフィス１６８Ａ、１６８Ｂは、軸方向外側に向かって密度（軸方向の単位長さ当たりの個数）が大きくなる。そして、オリフィス１６８Ａ、１６８Ｂの密度（軸方向の単位長さ当たりの個数）は、√｛Ｘ０^２−Ｘ^２｝に比例するように形成されている。

［第一実施例〜第四実施例の圧力値］
次に、第一実施例〜第四実施例の振動測定器１０１，１０２，１０３，１０４の第一出力ポート１２０Ａ及び第二出力ポート１２０Ｂから出力される圧力値について説明する。

第一実施例〜第四実施例の振動測定器１０１，１０２，１０３，１０４は、隔壁１１４の軸方向の移動（変位）によって圧縮側となる第一出力ポート１２０Ａ及び第二出力ポート１２０Ｂから、√｛Ｘ０^２−Ｘ^２｝に比例する圧力が発生する。この圧力は、振幅（定格変位）Ｘ０、円振動数ωの正弦波で振動している場合、変位Ｘにかかわらず一定の値になる。

第一出力ポート１２０Ａ及び第二出力ポート１２０Ｂから出力される圧力値は、第一実施例〜第三実施例の振動測定器１０１、１０２、１０３のように連続的にオリフィス（溝を含む）を変化する場合、変位Ｘの振幅Ｘ１が、定格変位Ｘ０と同じで、円振動数ωで振動する時は、一定になる。しかし、振幅Ｘ１が定格変位Ｘ０と異なる場合は一定にはならない。

図１０は、このことを示したもので、縦軸は圧力値であり、横軸は隔壁１１４の変位Ｘを定格変位Ｘ０で基準化したものである。また、理論値の√｛Ｘ^２＋（Ｖ／ω）^２｝の値を細い破線とし、第一実施例〜第三実施例の振動測定器１０１、１０２，１０３から出力される圧力値を太線の破線（Ｘ１＝１．２Ｘ０）、実線（Ｘ１＝１．０Ｘ０）、一点鎖線（Ｘ１＝０．８Ｘ０）、及び二点破線（Ｘ1＝０．６Ｘ０）で示している。

このグラフから振幅Ｘ１＝定格変位Ｘ０で振動する場合は、振動測定器１０１，１０２，１０３から出力される圧力値は、√｛Ｘ^２＋（Ｖ／ω）^２｝の値に一致する。しかし、振幅Ｘ１が定格変位Ｘ０よりも小さい場合は圧力値が√｛Ｘ^２＋（Ｖ／ω）^２｝の値を下回り、振動の振幅Ｘ１が定格変位Ｘ０よりも大きい場合は圧力値が√｛Ｘ^２＋（Ｖ／ω）^２｝の値を上回る。また、隔壁１１４の変位Ｘが小さいときには両者の差は小さく、変位Ｘが大きくなると両者の差が大きくなる。

図１１は、第四実施例の振動測定器１０４の場合を示したものである。なお、この例では１０個のオリフィス１６８Ａ、１６８Ｂを分散配置している。

オリフィス１６８Ａ、１６８Ｂが、離散化しているため、ジグザグになっているが、図９と同様に振幅Ｘ１が定格変位Ｘ０よりも小さい場合は圧力値が√｛Ｘ^２＋（Ｖ／ω）^２｝の値を下回り、振動の振幅Ｘ１が定格変位Ｘ０よりも大きい場合は圧力値が√｛Ｘ^２＋（Ｖ／ω）^２｝の値を上回る。また、変位Ｘが小さいときに両者の差は小さく、変位Ｘが大きくなると両者の差が大きくなる。なお、振幅Ｘ１＝定格変位Ｘ０で振動する場合もジグザグになっており、変位Ｘが定格変位Ｘ０に近づくにつれてジグザグが大きくなる。

このように振幅Ｘ１＝定格変位Ｘ０以外では、第一出力ポート１２０Ａ及び第二出力ポート１２０Ｂから出力される圧力値と理論値の√｛Ｘ^２＋（Ｖ／ω）^２｝とで差が生じる。しかし、第一出力ポート１２０Ａ及び第二出力ポート１２０Ｂから出力される圧力値を近似的に基準となる指標（オイルダンパー４０の状態量）として利用することができる。

また、例えば、振動が振幅Ｘ１＝定格変位Ｘ０よりも大きいか小さいかでオイルダンパー４０等の減衰装置の特性を切り替える場合、その切り替えの基準となる圧力を発生すればよいので、圧力値と理論値とで差が生じても問題は生じない、或いは問題が生じたとしてもその影響は小さい。

なお、図１０及び図１１に示すように、振幅Ｘ１が定格変位Ｘ０よりも大きい振動に対して変位Ｘが定格変位Ｘ０に近づくと圧力が急上昇する。更に、変位Ｘが定格変位Ｘ０を超えるとオリフィスがなくなる。よって、圧力が予め定めた閾値を超えないようにリリーフ回路を設けてもよい。

なお、上記実施例では、溝１６０、１６２の面積、オリフィス１６４Ａ、１６４Ｂの面積、及びオリフィス１６８Ａ，１６８Ｂの密度（軸方向の単位長さ当たりの個数）が、√｛Ｘ０^２−Ｘ^２｝に比例するとしたが、実際は溝やオリフィスなどの第一室１１２Ａと第二室１１２Ｂとを連通する流路の形状や長さによって異なるので、面積や密度を適宜調整する必要がある。

要は溝やオリフィスなどの第一室１１２Ａと第二室１１２Ｂとを連通する流路により決まる定数であるαを

に比例するよう変位Ｘに応じて変化する構造であればよい

また、上記実施例の振動測定器１０１，１０２，１０３，１０４では、いずれも隔壁（ピストン）１１４の両側にロッド１１６Ａ、１１６Ｂを有する両ロッドタイプであるが、これに限定されない。隔壁（ピストン）１１４の一方側にのみロッドを有す片ロッドタイプであってもよい。但し、片ロッドタイプの場合は、第一室１１２Ａと第二室１１２Ｂでロッドの有無で隔壁１１４の受圧面積が異なるので、押しと引きで流れる流量が異なる。このため、流量を調整（差分を保持）するサブタンクを設けることが望ましい。

＜その他＞
尚、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されない。

上記実施形態及び実施例では、第一出力ポート１２０Ａ及び第二出力ポート１２０Ｂから出力される圧力値は、√｛Ｘ^２＋（Ｖ／ω）^２｝（オイルダンパー４０の状態量）の理論値に比例するように構成されている。しかし、第一実施例〜第四実施例のように圧力値と理論値とが一致していなくでもよい。√｛Ｘ^２＋（Ｖ／ω）^２｝（オイルダンパー４０の状態量）に近似されていればよい。或いは、√｛Ｘ^２＋（Ｖ／ω）^２｝（オイルダンパー４０の状態量）以外の関数に比例するように構成されていてもよい。例えば、上式の２乗部分が、１．８乗や２．２乗であってもよい。

また、上記実施形態及び実施例では、振動測定器にはオイルが充填されていたが、これに限定されない。オイル以外の液体であってもよいし、気体であってもよい。

本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。

１０ 可変減衰装置（流体シリンダー装置の一例）
１１ 可変減衰装置（流体シリンダー装置の一例）
２０ 抵抗弁（抵抗変化手段）
２１ 電磁弁（抵抗変化手段）
４０ オイルダンパー（流体シリンダー本体の一例）
１００ 振動測定器
１０１ 振動測定器
１０２ 振動測定器
１０３ 振動測定器
１０４ 振動測定器
１１０ 筒部
１１２Ａ 第一室
１１２Ｂ 第二室
１１４ 隔壁
１２０Ａ 第一出力ポート（出力部）
１２０Ｂ 第二出力ポート（出力部）
１６０ 溝（オリフィス）
１６２ 溝（オリフィス）
１６４Ａ オリフィス
１６４Ｂ オリフィス
１６８Ａ オリフィス
１６８Ｂ オリフィス

Claims (3)

1. 流体が封入された筒部と、
   前記筒部内を軸方向に第一室と第二室とに分割すると共に、前記軸方向に変位する隔壁と、
   前記筒部に設けられ、前記第一室と前記第二室とを流通する前記流体の流入側の流路面積が、前記隔壁の変位及び定格変位を用いた関数の値に比例するように変化するオリフィスと、
   前記第一室及び前記第二室の前記流体の圧力をそれぞれ出力する出力部と、
   を備える振動測定器。
2. 前記関数をＫ、
   前記隔壁の変位をＸ、
   前記隔壁の定格変位をＸ０、
   とすると、
   Ｋ＝√｛Ｘ０^２−Ｘ^２｝
   である、
   請求項１に記載の振動測定器。
3. 流体が封入されたシリンダー内を軸方向にピストンが移動する流体シリンダー本体と、
   前記流体シリンダー本体の前記ピストンの移動に対して隔壁が比例して変位するように設けられた請求項１又は請求項２に記載の振動測定器と、
   前記振動測定器の出力部から出力される圧力によって流体シリンダー本体の抵抗特定を変化させる抵抗変化手段と、
   を備える流体シリンダー装置。