JP2963935B2 - 防振用支持装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 A.発明の目的 （１）産業上の利用分野 本発明は、第１構造体をこの第１構造体とは別体の第
２構造体に連結して支持するとともに、前記両構造体の
一方で発生した振動により共振が発生するのを防止する
防振用支持装置に関する。

このような防振用支持装置は、たとえば、第１構造体
としての建築物本体を第２構造体としての基礎に連結し
て支持する際等に使用される。このように使用される前
記防振支持装置は、地震で建築物の基礎等が振動（また
は動揺）した際、前記建築物本体が共振するのを防止す
る。

また、前記防振用支持装置は、第１構造体としての建
築物の振動源載置用床（大形電動機等の振動源を載置す
る床）を第２構造体としての建築物の壁または支柱等で
支持する際に使用される。このように使用される防振用
支持装置は前記振動源に起因する振動源載置用床および
建築物全体の共振を防止する。

（２）従来の技術 従来、建築物の床に設置されたモータ、エンジン等の
振動源に起因する建築物本体の振動を小さくするため
に、振動源と床との間にゴム等の防振材を介在させたも
のが知られている。前記防振材は、振動源の振動特性
（振動数等）が変動しない時には、振動源の振動特性に
合わせて防振材の特性（弾性率等）を選定する事により
建築物本体の振動を軽減することができる。しかしなが
ら、振動源の振動特性に応じて選定された防振材の特性
は一度決定すると取り替えない限り変更しえないため、
振動源の振動特性が変動する時には対応しきれない。

そこで、第３図に示すように防振用支持装置が提案さ
れている。第３図において、振動源１を載置された建築
物の床２に一体的に結合された梁2aは、階下の壁と一体
の構造体３により防振用支持装置（シリンダとピストン
ロッドとを有する油圧往復動装置）４を介して支持され
ている。床２には床２の振動を検出するための加速度セ
ンサー５が設けられ、また、前記油圧往復動装置４の左
右の油室4a,4bを結ぶ油路６には、途中に可変絞り弁７
が設けられている。この可変絞り弁７の絞り量を制御す
る制御装置８は床２に設けられた加速度センサー５で検
出された床２の振動に応じて可変絞り弁７の絞り量を変
更する。この絞り量の変更により油圧往復動装置４の減
衰特性を適切な値に設定する。このようにして、第３図
に示した防振用支持装置は、振動源の振動特性が変動す
る場合に対応することができる。

（３）発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のように可変絞り弁の絞り量で油
圧往復動装置の減衰特性を制御する防振用支持装置で
は、振動源の振動特性が激しく変化したり、振動源の振
動が急速に生じるような場合には、それらの状態変化に
素早く応答することができないという問題点があった。

本発明は、前述の事情に鑑みてなされたもので、振動
源の振動特性の変動に素早く応答できる防振用支持装置
を提供することを課題とする。

B.発明の構成 前記課題を解決するために、本発明の防振用支持装置
は、シリンダと両ロッド式のピストンロッドとを有する
液圧往復動装置の前記シリンダに第１構造体およびこの
第１構造体を支持するための第２構造体のうちの一方の
構造体を結合するとともに前記ピストンロッドに他方の
構造体を結合し、前記液圧往復動装置の左右の液室にそ
れぞれ連通する大流量移送が可能な左右連通路と、両連
通路間に配設されて両連通路間を遮断する遮断位置また
は連通させる連通位置の間で移動制御されるシャットオ
フ弁と、前記第１構造体の振動を検出する振動センサ
と、前記シャットオフ弁が開のときに振動が検出された
場合にはシャットオフ弁を閉として前記第１構造体を前
記第２構造体に対して固定した状態を保持するとともに
シャットオフ弁が閉のときに振動が検出されたときには
シャットオフ弁を開として前記第１構造体を前記第２構
造体に対して移動可能な状態に保持するよう作動するシ
ャットオフ弁駆動装置とを備えた前記第１構造体の防振
用支持装置であって、 前記シャットオフ弁駆動装置は、前記シャットオフ弁
に設けられて高圧の液体が供給されたときにシャットオ
フ弁を前記遮断位置に移動させる遮断用パイロットポー
トおよび前記連通位置に移動させる連通用パイロットポ
ートと、前記遮断用および連通用の各パイロットポート
と前記連通路との間に配設されて前記連通路からパイロ
ットポート側への流動のみを許す逆止弁と、前記遮断用
および連通用の各パイロットポートにそれぞれ接続され
るとともに前記防振センサにより振動が検出されたとき
に開閉制御される開閉弁と、それらの開閉弁と前記連通
路との間に配設されて前記連通路側への流動のみを許す
逆止弁とから構成されたことを特徴とする なお、前記振動センサとしては、加速度センサを使用
することができる。また、前記シャットオフ弁は、たと
えば検出された振動の振幅が所定値以上になったとき
や、前記検出された振動が所定値以上の加速度を有する
ときに等に開閉制御することができる。

（２）作 用 前述の構成を備えた本発明の作用を、前記第１構造体
に振動源が支持されている場合について説明する。

第１構造体が第２構造体に対して移動可能な状態（シ
ャットオフ弁が開）のとき、前記振動源の振動または地
震等により第１構造体が第２構造体とは別に振動する
と、第１構造体に設けられた振動センサーがこの振動を
検出する。この振動センサーの振動検出信号によりシャ
ットオフ弁は閉とされ、液圧往復動装置の左右の液室を
結ぶ連通路は遮断される。この遮断により液圧往復動装
置はロックされ、第１構造体と第２構造体とは一体的に
結合されて連動するようになる。すなわち、第２構造体
とは別に単独で振動しようとした第１構造体は前記ロッ
クにより第２構造体と一体的に振動することとなる。こ
のとき体１構造体が振動する共振周波数は、第１構造体
単体の共振周波数から第２構造体と一体の共振周波数に
変化する。

また、前記液圧往復動装置がロックされた状態で、前
記振動源の振動により第１構造体と第２構造体との結合
体が一体的に振動しだすと、その振動を振動センサーが
検知し、今度はシャットオフ弁を開とし、液圧往復動装
置の左右の液室を結ぶ液路を開放する。この開放により
液圧往復動装置はアンロックされ、第１構造体は第２構
造体に対して移動自由となり、第１構造体単体で振動し
ようとする。すなわち、第２構造体と一体的に振動しよ
うとした第１構造体は、前記アンロックにより第１構造
体単体で振動することになる、このとき体１構造体が振
動する共振周波数は、第２構造体と一体の共振周波数か
ら第１構造体単体の共振周波数に変化する。

前述のように、振動センサーの信号に応じて液圧往復
動装置はロック→アンロック→…と変更される。そし
て、第１構造体の有する共振周波数は、第１構造体が振
動しようとする度に異なる共振周波数に変換されるの
で、第１構造体は共振することがない。

したがって、振動源の振動特性が変動しても、第１構
造体が共振する振動数をシャットオフ弁の開閉により変
更することができ、第１構造体の振動を軽減できる。ま
た、このシャットオフ弁の開閉は瞬時に行われるため、
防振用支持装置として十分な応答性が得られる。

また、前記シャットオフ弁駆動装置は、前記シャット
オフ弁に設けられて高圧の液体が供給されたときにシャ
ットオフ弁を前記遮断位置に移動させる遮断用パイロッ
トポートおよび前記連通位置に移動させる連通用パイロ
ットポートと、前記遮断用および連通用の各パイロット
ポートと前記連通路との間に配設されて前記連通路から
パイロットポート側への流動のみを許す逆止弁と、前記
遮断用および連通用の各パイロットポートにそれぞれ接
続されるとともに前記振動センサにより振動が検出され
たときに開閉制御される開閉弁と、それらの開閉弁と前
記連通路との間に配設されて前記連通路側への流動のみ
を許す逆止弁とから構成されているので、前記開閉弁の
開閉の組み合せにより前記液圧往復動装置４の左右の液
室からの前記各パイロットポートへ呑圧力の伝達をコン
トロールできるため、前記左右の液室の圧力によりシャ
ットオフ弁の開閉を行うことができる。さらに、前記遮
断用および連通用の各パイロットポートと前記連通路と
の間に配設された前記逆止弁および前記各開閉弁によ
り、前記各パイロットポートを加圧状態に保持すること
ができ、また、前記各開閉弁およびそれらの開閉弁と前
記各連通路との間に配設された逆止弁により、前記各パ
イロットポートの圧力を解放することができる。そし
て、前記各逆止弁を流れる油量を多くすることによりシ
ャットオフ弁の応答制を速くして、シャットオフ弁のロ
ック・アンロックの切り替えスピードを向上させること
ができる。

（３）実 施 例 以下、図面に基づいて本発明による防振用支持装置の
一実施例を説明する。

振動源１、この振動源１を支持する第１構造体として
の床２、この床２と第２構造体としての壁（ここで
「壁」という用語は、壁および壁と一体の構造体を含ん
だ意味で使用されている）３とを連結する液圧往復動装
置４および加速度センサー５等の構造は先に第３図で従
来例として説明したものと同じである。そして、この実
施例では前記液圧往復動装置４は油圧往復動装置によっ
て構成されている。

前記油圧往復動装置４のシリンダー4cは壁３に固定支
持され、液圧往復動装置４のピストン4dの両端は、床２
の梁2aを固定支持している。

前記油圧往復動装置４の左右の油室4a,4bを接続する
連通路６には、途中にシャットオフ弁７が設けられてい
る。前記連通路６は、油圧往復動装置４の左側の油室4a
とシャットオフ弁７とを接続する左側連通路6aと、油圧
往復動装置４の右側の油室4bとシャットオフ弁７とを接
続する右側連通路6bとから構成されている。

前記左右の連通路6a,6b間を接続する油路９には、ク
ラッキング圧を高くした２個の逆止弁9a,9bが設けられ
ている。両逆止弁9a,9bの間にはアキュムレータACCが接
続されている。このアキュムレータは、連通路６および
油室4a,4b等の油圧が負圧になったときに連通路６に油
を供給して油圧を一定圧以上に保って、連通路６および
油室4a,4b内における気泡の発生を抑制している。

第１〜４パイロットライ10〜13が左右の連通路6a,6b
間に配設され、各パイロットライン10〜13にはそれぞれ
２個の逆支弁10a,10b〜13a,13bが設けられている。な
お、第３、４パイロットライン12,13の１部は１本の配
管を共有している。

第１パイロットライン10の中央10cと第２パイロット
ライン11の中央11cとは第１電磁開閉弁（PWM弁等）20を
介して接続され、また中央11cはシャットオフ弁７の遮
断用パイロットポート7aに連通している。第３、４パイ
ロットライン12,13も同様に、中央12c,13c間は第２電磁
開閉弁21を介して接続され、中央12cは連通用パイロッ
トポート7bに連通している。

また、連通路６と各パイロットライン10〜13との接続
部（Ａ）〜（Ｄ）の詳細は第２（Ａ）図〜第２（Ｄ）図
に示され、連通路６の流れによって積極的にパイロット
ラインの油が流入出できるように配置されている。

例えば、第2A図において、左側連通路6aを矢印ｕ方向
に油が流れている時はパイロットライン12の油は矢印ｖ
方向に流れ、左側連通路6aの油の流れがパイロットライ
ン12に油を押し込む形となっている。また左側連通路6a
を油が−ｕ方向に流れている時はパイロットライン12の
油は−ｖ方向に流れ、左側連通路6aの油の流れがパイロ
ットライン12から油を吸い出す形となっている。

また、第2B図に示すようにパイロットライン10は、そ
の流れる方向が常にｗ方向であるので、連通路6aの流れ
によってｗ方向に吸い出されるように配置されている。

したがって、連通路６中の流速により、パイロットラ
イ10〜13内の流れが速くなり、それにともなってシャッ
トオフ弁７の操作速度が速くなる。

上記両電磁開閉弁20,21のソレノイドは、加速度セン
サー５からの信号が入力される制御装置22に電気的に接
続されている。この制御装置22は後述するように、加速
度センサー５によって検出された振動が所定値以上の加
速度を有するときに前記電磁開閉弁20,21を介してシャ
ットオフ弁７を開閉制御するように構成されている。

次に、前述の構成を備えた実施例の作用を説明する。

第１図は電磁開閉弁20,21およびシャットオフ弁７が
オフ（OFF）で、油圧往復動装置４がロックされた状態
を示している。この状態で、床２は壁３と一体的に振動
する。この状態で、振動源１により床２が振動しだす
と、加速度センサー５から制御装置22に加速度検出信号
すなわち振動検出信号が入力される。制御装置22は、油
圧往復動装置４がロック状態のときに所定値以上の加速
度を有する振動検出信号が入力されると、第１電磁開閉
弁20をオン（ON、すなわち開）にする。そうすると、遮
断用パイロットポート7aに閉じ込められていた圧油は第
１電磁開閉弁20を通り中央10cに流れることができるよ
うになる。

そこでピストンロッド4dがＸ方向に動こうとする時に
は、左側の油室4aが圧縮されるため、左側連通路6aの油
圧が高く、右側連通路6bが低くなる。したがって、中央
10cまで来た圧油は逆止弁10bを通って右側連通路6bに流
入する。また、左側連通路6aの高い圧油は第３パイロッ
トライン12、逆止弁12aを通って連通用パイロットポー
ト7bに流入しピストン7cを押し上げ、ピストン7cと弁座
7dとの間に隙間を作りシャットオフ弁７を開とする。

またピストンロッド4dが逆にＹ方向に動こうとする時
は、左側連通路6aの油圧が低いため、中央10cの圧油は
逆止弁10aを通って左側連通路6aに流入する。また、右
側連通路6bの高い圧油は第３パイロットライン12、逆止
弁12bを通って連通用パイロットポート7bに流入し前記
ピストンロッド4dがＸ方向に動こうとした時と同様にシ
ャットオフ弁７を開とする。

連通用パイロットポート7bの圧油は逆止弁12a,12bお
よび、第２電磁開閉弁21により閉じ込められるので、シ
ャットオフ弁７は開の状態を保つ。従って、連通路６の
油はシャットオフ弁７を通って自由に動け、油圧往復動
装置４はXY両方向に動けるアンロック状態（第1B図参
照）となる。

すなわち、前記油圧往復動装置４がロックの状態で壁
３と一体的に振動しようとした床２は、前記アンロック
状態となることによりその共振周波数が変化する。

次に油圧往復動装置４が第1B図に示すアンロックの状
態の時すなわち、床２が壁３に対してフリーの状態の
時、床２が壁３とは別体となって振動すると、加速度セ
ンサ５から床２の振動検出信号が制御装置22に入力され
る。このように、油圧往復動装置22がアンロック状態の
ときに加速度センサから所定値以上の加速度を有する振
動検出信号が入力されると、前記制御装置22は、第１電
磁開閉弁20を閉とし、また第２電磁開閉弁21を瞬時（ピ
ストン7c駆動時）開とした後、閉とする。

第２電磁開閉弁21の開により、連通用パイロットポー
ト7bの閉じ込められていた圧油は、ピストンロッド4dが
Ｘ方向に動こうとして右側連通路6aの油圧が低い時は第
２電磁開閉弁21、逆止弁13bを通って右側連通路6bに流
出する。なお、シリンダー4cがＹ方向に動こうとしてい
る時は第２電磁開閉弁21、逆止弁13aを通って左側連通
路6aに流出する。したがって、ピストン4dがXY方向いず
れに動こうとしても、連通用パイロットポート7bの油圧
は低下する。

また、第１電磁開閉弁20の閉により、遮断用パイロッ
トポート7aの第１電磁開閉弁20を通じての油の流出は止
まる。逆に今度は連通路６から第２パイロットライン11
を通じて圧油が遮断用パイロットポート7aに流入し、遮
断用パイロットポート7aの油圧は上昇する。

そのため、瞬時にピストン7cは下降して弁座7dに当接
し、シャットオフ弁７は閉となる。遮断用パイロットポ
ート7aの圧油は逆止弁11a,11bおよび第１電磁開閉弁20
により閉じ込められるので、シャットオフ弁７は閉の状
態が保持される。シャットオフ弁７が閉となったため、
連通路６の油は流れることができず、油圧往復動装置４
はロックされる。

またシャットオフ弁７が閉じると直ちに、第２電磁開
閉弁21は閉となり、第２電磁開閉弁21を通じての油の流
れは遮断される。

すなわち、前記油圧往復動装置４がアンロックの状態
のとき壁３と離れて所定値以上の加速度で振動しようと
した床２は、前述のロック状態となって壁３と一体的に
振動することになり、その共振周波数が変化する。

前述のように、加速度センサー５の信号に応じて油圧
往復動装置４はロック→アンロック→…と変更される。
そして、床２の有する共振周波数は、床２が所定値以上
の加速度で振動しようとする度に異なる共振周波数に変
換されるので、床２は共振することがない。

前述の本発明の実施例によれば、連通路６中に絞り弁
が設けられていないため、油温の上昇および油路中の気
泡の発生が少ない。

また、シャットオフ弁７の開閉を左右の連通路6A,6B
の油圧差で行っているため、シャットオフ弁７の開閉用
の特別な駆動源が不要である。

さらに、連通路６中には絞り弁等の流体のエネルギー
を吸収する部材が存在せず、連通路６およびシャットオ
フ弁７を流れる流体の速度を低下させないので、防振用
支持装置の応答速度が低下するようなことはない。

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記
実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記
載された本発明を逸脱することなく、種々の小設計変更
を行うことが可能である。

例えば、第１図および第２構造体として床および壁を
採用する代わりに、他の構造体を採用することも可能で
ある。たとえば、第１構造体として建築物本体、第２構
造体として前記建築物の基礎を採用することも可能であ
る。この場合には、地震等による建築物本体の共振を防
止することができる。また、第１構造体にピストンロッ
ドを結合して第２構造体にシリンダを結合する代わり
に、第１構造体にシリンダを結合して第２構造体にピス
トンロッドを結合することも可能である。さらに、シャ
ットオフ弁用のパイロットラインは、加速度センサーの
信号によりシャットオフ弁を瞬時に切り換えることがで
きる回路であれば、他の油圧回路とすることも可能であ
る。さらにまた、シャットオフ弁の開閉用制御回路は電
気回路のみによって構成することも可能である。そし
て、油圧往復動装置の左右のそれぞれの油室とシャット
オフ弁とを接続する左右の各連通路にリリーフ弁を設け
て、連通路の油圧が規定圧よりも高くなり過ぎないよう
にすることも可能である。そしてまた、油圧往復動装置
は油以外の液体たとえば水を用いた液圧往復動装置とし
て構成することも可能である。この場合、液圧往復動装
置の左右の液室は、途中にシャットオフ弁を設けた液体
通過用の連通路によって接続することになる。

c.発明の効果 前述の本発明の防振用支持装置によれば、第１構造体
の有する共振周波数は、第１構造体が振動しようとする
度に異なる共振周波数に変換されるので、第１構造体は
共振することがない。

また、シャットオフ弁のオン、オフにより第１構造体
の共振周波数の変換を高速に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第1A,1B図は本発明の防振用支持装置の一実施例の全体
説明図で、第1A図は液圧往復動装置がロックされた状態
を示す図、第1B図は液圧（油圧）往復動装置がアンロッ
クされた状態を示す図、第２図は同実施例の油圧回路の
連通路とパイロットラインとの接続部の詳細説明図で、
第2A図〜第2D図はそれぞれ第1A図の矢視II A〜II D部分
の詳細説明図、第３図は従来技術の説明図、である。 １……振動源、２……第１構造体、３……第２構造体、
４……液圧（油圧）往復動装置、4a,4b……油室、５…
…加速度センサー、６……連通路、７……シャットオフ
弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16F 15/00 - 15/32 E04H 9/02 351

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダ（4c）と両ロッド式のピストンロ
   ッド（4d）とを有する液圧往復動装置（４）の前記シリ
   ンダ（4c）に第１構造体（２）およびこの第１構造体
   （２）を支持するための第２構造体（３）のうちの一方
   の構造体を結合するとともに前記ピストンロッド（4d）
   に他方の構造体を結合し、前記液圧往復動装置（４）の
   左右の液室（4a,4b）にそれぞれ連通する大流量移送が
   可能な左右連通路（6a,6b）と、両連通路（6a,6b）間に
   配設されて両連通路（6a,6b）間を遮断する遮断位置ま
   たは連通させる連通位置の間で移動制御されるシャット
   オフ弁（７）と、前記第１構造体（２）の振動を検出す
   る振動センサ（５）と、前記シャットオフ弁（７）が開
   のときに振動が検出された場合にはシャットオフ弁
   （７）を閉として前記第１構造体（２）を前記第２構造
   体（３）に対して固定した状態に保持するとともにシャ
   ットオフ弁（７）が閉のときに振動が検出されたときに
   はシャットオフ弁（７）を開として前記第１構造体
   （２）を前記第２構造体（３）に対して移動可能な状態
   に保持するよう作動するシャットオフ弁駆動装置とを備
   えた前記第１構造体（２）の防振用支持装置であって、 前記シャットオフ弁駆動装置は、前記シャットオフ弁
   （７）に設けられて高圧の液体が供給されたときにシャ
   ットオフ弁（７）を前記遮断位置に移動させる遮断用パ
   イロットポート（7a）および前記連通位置に移動させる
   連通用パイロットポート（7b）と、前記遮断用および連
   通用の各パイロットポート（7a,7b）と前記連通路（6a,
   6b）との間に配設されて前記連通路（6a,6b）からパイ
   ロットポート（7a,7b）側への流動のみを許す逆止弁（1
   1a,11b,12a,12b）と、前記遮断用および連通用の各パイ
   ロットポート（7a,7b）にそれぞれ接続されるとともに
   前記振動センサ（５）により振動が検出されたときに開
   閉制御される開閉弁（20,21）と、それらの開閉弁（20,
   21）と前記連通路（6a,6b）との間に配設されて前記連
   通路（6a,6b）側への流動のみを許す逆止弁（10a,10b,1
   3a,13b）とから構成されたことを特徴とする防振用支持
   装置。
2. 【請求項２】前記各連通路（6a,6b）は連通路（6a,6b）
   側への流動のみを許す逆止弁（9a,9b）を介してアキュ
   ムレータに接続され、連通路（6a,6b）側が負圧になる
   とアキュムレータ側から直ちに連通路（6a,6b）に圧液
   が供給されるように構成された請求項１記載の防振用支
   持装置。