JP3204238B2 - Restraint / release type vibration damping device - Google Patents
Restraint / release type vibration damping deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は斜張橋の斜材ケー
ブルの他、構造物の振動制御、もしくは構造物の転倒防
止等のために構造物の二点間に亘って張架されるケーブ
ルの振動、あるいは構造物自身の振動を低減する拘束・
解放型制振装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cable which is stretched between two points of a structure in order to control the vibration of the structure or to prevent the structure from overturning, in addition to the cable for a cable stayed bridge. Restraint to reduce the vibration of
The present invention relates to an open type vibration damping device.
【0002】[0002]
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】例えば
斜張橋の斜材ケーブルを始め、構造物の振動制御や構造
物の転倒防止等の目的で、構造物の距離を隔てた二点間
に亘って張架されるケーブルは風や地震等により振動を
起こすため、振動に伴う疲労による損傷を回避する必要
から、ケーブルには振動低減装置が付加される。2. Description of the Related Art For the purpose of, for example, controlling the vibration of a structure and preventing the structure from overturning, such as a cable for a cable-stayed bridge, two points separated by a distance from the structure. Since a cable stretched over a length of time causes vibration due to wind, earthquake, or the like, it is necessary to avoid damage due to fatigue caused by the vibration. Therefore, a vibration reduction device is added to the cable.
【0003】斜張橋の斜材ケーブルの場合には複数本の
斜材ケーブルをロープで互いに連結し、斜材ケーブル同
士の干渉により振動を抑制する方法、斜材ケーブルの主
桁への定着部付近にダンパを接続して振動を抑制する方
法、並列する斜材ケーブル間にスペーサを配置して振動
を拘束する方法等があるが、ロープを用いる方法では振
動の方向とロープの方向が一致しなければ効果がなく、
ダンパを接続する方法でも振幅の小さい定着部付近では
効果が小さくなる。スペーサを配置する方法ではケーブ
ルにスペーサの配置位置を節とする新たな振動が生ずる
問題があり、いずれも有効な振動抑制方法とは言えな
い。[0003] In the case of a cable for a cable stayed bridge, a method of connecting a plurality of cables with a rope and suppressing vibration by interference between the cables, a fixing section of the cable to the main girder. There are methods such as connecting a damper in the vicinity to suppress vibration, and placing a spacer between parallel diagonal cables to restrain vibration.However, in the case of using a rope, the direction of vibration matches the direction of the rope. If not, there is no effect,
Even when the damper is connected, the effect is small near the fixing portion having a small amplitude. In the method of arranging the spacer, there is a problem that a new vibration occurs in the cable at the position where the spacer is arranged, and none of these methods can be said to be an effective vibration suppression method.
【0004】そこで、出願人はケーブルの拘束と解放を
切り替えることによりケーブルの振動モードを変化さ
せ、振動の抑制を能動的に行う装置(特開平8-326013
号)と受動的に行う装置(特開平9-71903号)を提案し
ている。Accordingly, the applicant has changed the vibration mode of the cable by switching between restraining and releasing the cable, and actively controlling the vibration (Japanese Patent Laid-Open No. 8-326013).
(Patent No. 9-71903).
【0005】受動的に振動を抑制する制振装置はケーブ
ルを包囲する磁性体と、その回りを距離をおいて包囲す
る磁石から構成され、ケーブルが一定振幅以上の振動を
生じたときに磁性体と磁石間の吸引力によりケーブルの
振動を拘束し、ケーブルが拘束時と逆位相側へ振動し、
磁性体に加わる力が吸引力を超えたときにケーブルの拘
束を解放することで、1次モードの振動を減衰させるも
のであるが、永久磁石の場合、吸引力の大きさは決まっ
ていることから、クリープによってケーブルのサグ(垂
れ下がり量)が変化し、磁性体と磁石間距離が変化した
ときに、一定振幅の振動時にも磁性体が磁石に吸引され
ず、拘束と解放の切り替えが確実に行えないことが起こ
り得る。[0005] The vibration damping device for passively suppressing vibration is composed of a magnetic material surrounding the cable and a magnet surrounding the cable at a distance from the magnetic material. The cable vibration is restrained by the attractive force between
The primary mode vibration is attenuated by releasing the cable restraint when the force applied to the magnetic material exceeds the attractive force. For permanent magnets, the magnitude of the attractive force is fixed. Therefore, when the cable sag (the amount of sag) changes due to creep and the distance between the magnetic material and the magnet changes, the magnetic material is not attracted to the magnet even during vibration with a constant amplitude, and switching between restraint and release is assured. What can not be done can happen.
【0006】また磁性体が磁石に吸引されるときに両者
が衝突するため、衝突音の発生と、衝突による損傷が問
題になる。この発明はケーブルに使用された場合に、ケ
ーブルのサグの変化に関係なく、また衝突を起こすこと
なく、受動的にケーブルの振動モードを変化させ、振動
を抑制する装置を提案するものである。Further, when the magnetic material is attracted to the magnet, the two collide with each other, so that a collision sound is generated and damage due to the collision becomes a problem. The present invention proposes a device that, when used in a cable, passively changes the vibration mode of the cable and suppresses the vibration regardless of the change in the sag of the cable and without causing a collision.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明ではピストンロッ
ドと、内部がピストンを挟んで二室に区分され、二室
に、二室間を移動自在に流体が充填されたシリンダから
制振装置を構成し、シリンダの二室間に取り付けられる
拘束・解放弁によって流体の移動を拘束状態と自由状態
とに切り替え、その切り替えによってケーブル等の振動
の拘束と解放を切り替えることにより、ケーブルに使用
された場合に、ケーブルのサグの変化に関係なく、ケー
ブルの振動の拘束と解放の切り替えを確実に生じさせる
と共に、衝突の問題を解消する。According to the present invention, a vibration damping device is provided by a piston rod and a cylinder, the interior of which is divided into two chambers with a piston interposed therebetween, and the two chambers are filled with a fluid movably between the two chambers. It is used for cables by switching the movement of fluid between a restrained state and a free state by a restraining / releasing valve attached between the two chambers of the cylinder and switching between restraining and releasing vibrations of cables and the like by the switching. In this case, regardless of the change in the sag of the cable, the switching between the restraint and the release of the vibration of the cable is reliably caused, and the problem of the collision is eliminated.
【0008】制振装置は構造物において、振動時に相対
変位を生ずる二構造体間に設置され、ピストンロッドが
いずれか一方の構造体に接続され、シリンダが他方の構
造体に接続される。In the structure, the vibration damping device is installed between two structures that cause relative displacement when vibrated, the piston rod is connected to one of the structures, and the cylinder is connected to the other structure.
【0009】制振装置がケーブルに使用される場合に
は、請求項2に記載のように構造物の距離を隔てた二点
間に張架されるケーブルが一方の構造体となり、ケーブ
ルのいずれか一方の定着部側の構造体が他方の構造体と
なる。In the case where the vibration damping device is used for a cable, the cable stretched between two points separated from each other by the structure becomes one of the structures. The structure on the one fixing unit side becomes the other structure.
【0010】構造物の内部に設置される場合には、請求
項3に記載のように構造物の柱・梁のフレームの一部に
接続しながら、接続した側に対向する側から絶縁された
耐震要素が一方の構造体となり、前記フレームが他方の
構造体となる。When installed inside the structure, it is insulated from the side opposite to the connected side while being connected to a part of the column / beam frame of the structure as described in claim 3. The seismic element is one structure and the frame is the other structure.
【0011】耐震要素はフレームの一部に接続しなが
ら、その対向する側から絶縁されることで、構造物の振
動時にフレームの絶縁された側に対して振動しようとす
るが、その側において制振装置を介してフレームに接続
することにより振動時のフレームに対する相対変位量が
制限される。While the seismic element is connected to a part of the frame and is insulated from the opposite side thereof, it tries to vibrate against the insulated side of the frame when the structure vibrates. By connecting to the frame via the vibration device, the amount of relative displacement with respect to the frame during vibration is limited.
【0012】耐震要素のフレームに対する相対変位量は
制振装置が耐震要素の振動を拘束するときに制限され、
そのときに耐震要素の剛性がフレームの剛性に付加され
る。制振装置が耐震要素の拘束を解放したときに耐震要
素とフレーム間の相対変位が自由に生じ、このとき耐震
要素の剛性はフレームの剛性に付加されない。The amount of relative displacement of the seismic element with respect to the frame is limited when the vibration damping device restrains the vibration of the seismic element.
The rigidity of the seismic element is then added to the rigidity of the frame. When the vibration damping device releases the restraint of the seismic element, the relative displacement between the seismic element and the frame occurs freely, and the rigidity of the seismic element does not add to the rigidity of the frame.
【0013】制振装置による耐震要素の拘束と解放の切
り替えによってフレームの剛性は可変となり、フレーム
の剛性の調整によって構造物の振動が制御され、特に構
造物の1次振動モードでの共振が防止される。The rigidity of the frame is made variable by switching the restraint and release of the seismic element by the vibration damping device, and the vibration of the structure is controlled by adjusting the rigidity of the frame. In particular, the resonance of the structure in the primary vibration mode is prevented. Is done.
【0014】拘束・解放弁は二構造体間の相対変位に伴
い、ピストンロッドに作用する軸力がある一定値を超え
たときに開いて流体の移動を自由にし、ピストンロッド
の移動の向きが変わったときに閉じて流体の移動を拘束
する。The restricting / releasing valve is opened when the axial force acting on the piston rod exceeds a certain value, in accordance with the relative displacement between the two structures, to allow the fluid to move freely. Closes when changed to constrain fluid movement.
【0015】ケーブルや耐震要素等の一方の構造体が振
動を生じず、流体が静止した状態では拘束・解放弁は閉
じた状態にあり、流体の移動を拘束することで一方の構
造体を拘束した状態を維持する。One of the structures, such as a cable and an earthquake-resistant element, does not generate vibration, and the restraining / releasing valve is in a closed state when the fluid is at rest, and the one structure is restrained by restraining the movement of the fluid. Maintain state.
【0016】一方の構造体が振動を生じ、その振動によ
りピストンロッドがシリンダに対して移動しようとし、
二室の流体間の圧力差が一定値を超えたときに拘束・解
放弁が開き、拘束・解放弁を通じて流体が二室間を移動
することで、一方の構造体は拘束を解放された状態にな
り、他方の構造体に対して自由に振動する。One of the structures generates vibration, and the vibration causes the piston rod to move with respect to the cylinder.
When the pressure difference between the fluids in the two chambers exceeds a certain value, the restraint / release valve opens, and the fluid moves between the two chambers through the restraint / release valve, leaving one of the structures released. And vibrate freely relative to the other structure.
【0017】ピストンロッドに作用する軸力が一定値を
超えたときに拘束・解放弁が流体の移動を自由にし、ピ
ストンロッドの移動の向きが変わったときに流体の移動
を拘束することは、例えば請求項4に記載のように二室
を仕切るピストン、もしくはシリンダ内の各室に連通す
る空間を有するケーシングの隔壁と拘束・解放弁のいず
れか一方に磁性体を使用し、他方に永久磁石を使用する
ことにより行える。When the axial force acting on the piston rod exceeds a certain value, the restraining / releasing valve makes the fluid free to move, and when the direction of movement of the piston rod changes, the fluid movement is restrained. For example, a magnetic material is used for one of a piston partitioning the two chambers as described in claim 4, a partition wall of a casing having a space communicating with each chamber in the cylinder, and a restraining / releasing valve, and a permanent magnet is used for the other. Can be used.
【0018】この他、ピストンや隔壁と拘束・解放弁の
いずれか一方に、永久磁石に代えて電磁石を使用し、ピ
ストンロッドに作用する軸力の有無や大きさに基づいて
電流のON,OFFを切り替える、あるいは電流の強さを調整
することによっても一定値を超える軸力の作用時に拘束
・解放弁を開き、ピストンロッドの移動の向きが変わっ
たときに拘束・解放弁を閉じる制御が行える。In addition, an electromagnet is used in place of the permanent magnet for one of the piston and the partition and the restraint / release valve, and the ON / OFF of the current is performed based on the presence or absence of the axial force acting on the piston rod. Or by adjusting the strength of the current, it is possible to control the opening and closing of the restraint / release valve when an axial force exceeding a certain value is applied, and to close the restraint / release valve when the direction of movement of the piston rod changes. .
【0019】これらの場合、ピストンや隔壁と拘束・解
放弁間の吸引力を二室の流体間の圧力差が上回ったとき
に拘束・解放弁が開き、流体間の圧力差がなくなり、吸
引力が流体の抵抗を上回ったときに拘束・解放弁が閉じ
る。In these cases, when the pressure difference between the fluids in the two chambers exceeds the suction force between the piston or partition and the restraining / releasing valve, the restraining / releasing valve opens, and the pressure difference between the fluids disappears. When the pressure exceeds the fluid resistance, the restraint / release valve closes.
【0020】拘束・解放弁は請求項5に記載のように二
室間を流体が移動するよう、中空部を有する筒体を持
ち、筒体の一端には閉じたときにピストンや隔壁に係止
する弁が接合され、他端には開いたときにピストンや隔
壁に係止するストッパが接合される。The restricting / releasing valve has a cylindrical body having a hollow portion so that the fluid moves between the two chambers, and is connected to a piston or a partition when one end of the cylindrical body is closed. A stop valve is joined, and a stopper that is engaged with the piston or the partition when opened is joined to the other end.
【0021】筒体には流路孔が開けられ、中空部を通じ
て流路孔とストッパ側の端部とが連通するが、二室の流
体間の圧力差がなくなったときに拘束・解放弁が閉じる
よう、弁に磁性体、もしくは永久磁石が使用される。ピ
ストンや隔壁と弁のいずれか一方が磁性体で、他方が磁
石であることから、筒体とストッパは非磁性体で形成さ
れる。A flow passage hole is formed in the cylindrical body, and the flow passage hole communicates with the end on the stopper side through the hollow portion. When the pressure difference between the two chamber fluids disappears, the restraining / releasing valve is opened. A magnetic or permanent magnet is used for the valve to close. Since one of the piston, the partition, and the valve is a magnetic material and the other is a magnet, the cylinder and the stopper are formed of a non-magnetic material.
【0022】前記一方の構造体が振動を始め、一旦拘束
・解放弁が開いた状態では二室の流体間の圧力差が小さ
くなっても、ピストンロッドの移動の向きが変化するま
では拘束・解放弁は開いた状態を保つ。ピストンロッド
の移動の向きが変化し、ピストンロッドの移動速度が0
になったとき、すなわち圧力差がなくなったときに拘束
・解放弁が閉じてピストンロッドの移動を拘束し、一方
の構造体の振動を拘束する。一方の構造体の振動が継続
している間、ピストンロッドの移動速度は一方の構造体
の変位が最大のときに0になる。In the state where the one structure starts to vibrate and the restraining / releasing valve is once opened, even if the pressure difference between the fluids in the two chambers is reduced, the restraining / releasing is continued until the direction of movement of the piston rod changes. The release valve remains open. The direction of movement of the piston rod changes, and the movement speed of the piston rod becomes zero.
, That is, when the pressure difference disappears, the restricting / releasing valve closes to restrict the movement of the piston rod and restrict the vibration of one of the structures. While the vibration of one structure continues, the moving speed of the piston rod becomes zero when the displacement of one structure is maximum.
【0023】請求項4、請求項5の場合は、流体間の圧
力差がなくなったとき、ピストンや隔壁と弁との間の吸
引力が流体の抵抗を上回ることによって拘束・解放弁が
閉じ、ピストンロッドの移動を拘束する。In the case of claim 4 or claim 5, when the pressure difference between the fluids disappears, the restraining / releasing valve closes due to the suction force between the piston or the partition and the valve exceeding the resistance of the fluid, Restrict the movement of the piston rod.
【0024】一方の構造体の振動の拘束と解放が二室の
流体の拘束状態と自由状態の切り替えにより切り替わ
り、振幅の大きさに関係なく行われるため、制振装置が
ケーブルに使用された場合にはケーブルのサグの変化に
関係なく、拘束と解放の切り替えが確実に生じる。また
一方の構造体の拘束が流体の拘束によって行われること
で、磁性体と磁石間の吸引力を直接、拘束と解放に利用
する場合の衝突の問題は発生しない。When the vibration damping device is used for a cable, the vibration of one of the structures is switched by switching between the restricted state and the free state of the fluid in the two chambers, regardless of the magnitude of the amplitude. Ensures that switching between restraint and release occurs regardless of changes in cable sag. In addition, since the constraint of one of the structures is performed by the constraint of the fluid, the problem of collision does not occur when the attraction force between the magnetic material and the magnet is directly used for constraint and release.
【0025】例えば風によって生ずるケーブルの振動は
自励振動の一種であり、主に1次モードで振動する。ケ
ーブルが1次モードで振動を開始したときにはケーブル
の定着部付近の1点が拘束されているため、図4−(a)
に示すように拘束点を節としたモードで振動をする。For example, vibration of a cable caused by wind is a kind of self-excited vibration, and mainly vibrates in a first-order mode. When the cable starts to vibrate in the primary mode, one point near the fixing portion of the cable is restrained.
Vibrates in the mode with the constraint point as a node, as shown in Fig. 4 (a).
【0026】ケーブルの振幅がある程度に達し、ピスト
ンロッドに例えば拘束・解放弁とピストンや隔壁間の吸
引力を超える一定の引張力や圧縮力が働いたとき、(b)
に示すようにケーブルは拘束から解放される。When the amplitude of the cable reaches a certain level and a constant tensile force or a compressive force exceeding the suction force between, for example, the restricting / releasing valve and the piston or partition acts on the piston rod, (b)
The cable is released from the restraint as shown in FIG.
【0027】ケーブルの拘束が振動中に解放されたとき
には1次モードの振動が乱され、高次モードの振動が発
生する。このことは1次モードの振動エネルギが高次モ
ードへ移行した結果、1次モードの振動振幅が小さくな
り、振動が低減されることを示す。高次モードの振動は
発生後、直ちに減衰して消滅する。When the restraint of the cable is released during the vibration, the vibration in the first mode is disturbed, and the vibration in the higher mode is generated. This indicates that the primary mode vibration energy has shifted to the higher order mode, so that the primary mode vibration amplitude is reduced and the vibration is reduced. Immediately after the higher mode vibrations occur, they attenuate and disappear.
【0028】その後、(c) に示すようにピストンロッド
の移動の向きが変化するとき、すなわちケーブルの振幅
が最大になり、ケーブルの速度が0になったとき、二室
の流体間の圧力差がなくなり、例えば拘束・解放弁とピ
ストンや隔壁間の吸引力によって拘束・解放弁が閉じる
ことで再び拘束点が拘束され、(d) に示すようにケーブ
ルは拘束点を節としたモードで振動をする。Thereafter, when the direction of movement of the piston rod changes as shown in (c), that is, when the amplitude of the cable becomes maximum and the speed of the cable becomes zero, the pressure difference between the fluids in the two chambers is reduced. For example, the restraining point is restrained again by closing the restraining / release valve by the suction force between the restraining / release valve and the piston or partition, and the cable vibrates in a mode with the restraining point as a node as shown in (d). do.
【0029】ケーブルが逆位相側へ変位し、ピストンロ
ッドに例えば拘束・解放弁と隔壁間の吸引力を超える一
定の圧縮力や引張力が働いたとき、(e) に示すように再
びケーブルは拘束から解放され、1次モードの振動が乱
され、振動が低減される。When the cable is displaced in the opposite phase and a constant compressive force or tensile force is applied to the piston rod, for example, exceeding the suction force between the restricting / releasing valve and the partition wall, the cable is re-established as shown in (e). The first mode vibration is disturbed and the vibration is reduced.
【0030】ケーブルが逆位相側へ変位した後は、(f)
に示すようにケーブルの振幅が最大になったときに、二
室の流体間の圧力差がなくなることで再び拘束点が拘束
される。その後は(c) 〜(f) の振動を繰り返し、ケーブ
ルは1周期の間に二度、1次モードの振動が乱され、そ
の度に振動が低減されることになる。After the cable is displaced to the opposite phase side, (f)
As shown in (2), when the amplitude of the cable becomes maximum, the pressure difference between the fluids in the two chambers disappears, and the restraining point is restrained again. Thereafter, the vibrations (c) to (f) are repeated, and the vibration of the primary mode is disturbed twice in one cycle of the cable, and the vibration is reduced each time.
【0031】[0031]
【発明の実施の形態】この発明の制振装置3は図5,図
6に示すように構造物において、振動時に相対変位を生
ずる二構造体1,2間に設置され、図1に示すようにい
ずれか一方の構造体1に接続されるピストンロッド4
と、他方の構造体2に接続されるシリンダ5から構成さ
れる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A vibration damping device 3 according to the present invention is installed between two structures 1 and 2 which generate relative displacement when vibrated in a structure as shown in FIGS. Piston rod 4 connected to one of the structures 1
And a cylinder 5 connected to the other structure 2.
【0032】図5では一方の構造体1が構造物の距離を
隔てた二点間に張架されるケーブルで、他方の構造体2
がケーブルのいずれか一方の定着部側の構造体である場
合を示している。ケーブルは図5に示すように斜張橋の
斜材ケーブルの他、構造物の頂部や中間部と地上との間
等に、構造物の振動制御や転倒防止、あるいは構造物の
支持のために構造物の外部や内部に、二点間に亘って張
架されるケーブル全般を含む。In FIG. 5, one structure 1 is a cable that is stretched between two points separated by a distance from the structure, and the other structure 2 is a cable.
Is a structure on one of the fixing unit sides of the cable. As shown in Fig. 5, the cable is used to control the vibration of the structure, to prevent it from overturning, or to support the structure, in addition to the diagonal cable of the cable-stayed bridge as shown in Fig. 5, and between the top and middle of the structure and the ground. It includes all cables that are stretched between two points inside or outside the structure.
【0033】図6は一方の構造体1が構造物の柱・梁の
フレームの一部に接続しながら、接続した側に対向する
側のフレームから絶縁された耐震要素であり、他方の構
造体2がフレームである場合を示す。FIG. 6 shows a seismic element in which one of the structures 1 is connected to a part of the frame of columns and beams of the structure and is insulated from the frame on the side opposite to the connected side. The case where 2 is a frame is shown.
【0034】耐震要素には図6に示すようなブレースの
他、耐震壁や間柱等が使用され、耐震要素の上端や下
端、もしくは左端や右端のいずれか一方の端部がフレー
ムに接続し、他方の端部がフレームから絶縁される。制
振装置3はこの絶縁された耐震要素の端部とフレームと
の間に設置され、耐震要素の端部とフレームのいずれか
一方にピストンロッド4が接続され、他方にシリンダ5
が接続される。As the seismic element, in addition to the brace as shown in FIG. 6, a seismic wall, a stud, or the like is used, and one of the upper end and the lower end, or the left end or the right end of the seismic element is connected to the frame. The other end is insulated from the frame. The vibration damping device 3 is installed between the end of the insulated seismic element and the frame. The piston rod 4 is connected to one of the end of the seismic element and the frame, and the cylinder 5 is connected to the other.
Is connected.
【0035】耐震要素は構造物の振動時に制振装置3に
よる拘束を受けない状態ではフレームの絶縁された側に
対して自由に振動し、拘束を受けたときにフレームと共
に振動し、耐震要素の剛性がフレームの剛性に付加され
る。The seismic element vibrates freely with respect to the insulated side of the frame in a state where it is not restrained by the vibration damping device 3 when the structure is vibrated, and vibrates together with the frame when restrained. Rigidity is added to the rigidity of the frame.
【0036】ピストンロッド4とシリンダ5は一方の構
造体1と他方の構造体2に対し、両構造体1,2間の相
対変位時にピストンロッド4に軸力が作用し、曲げモー
メントや捩じりモーメントが作用しない状態に接続され
る。The piston rod 4 and the cylinder 5 apply an axial force to the one structural body 1 and the other structural body 2 when the two structural bodies 1 and 2 are displaced relative to each other. Connected in a state where no moment acts.
【0037】シリンダ5の内部はピストン41を挟んで二
室51,52に区分され、二室51,52に、二室51,52間を移
動自在に流体6が充填される。シリンダ5の二室51,52
間には流体6の移動を拘束状態と自由状態とに切り替
え、一方の構造体1と他方の構造体2との間に相対変位
が生じ、ピストンロッド4に作用する軸力がある一定値
を超えたときに流体6の移動を自由にし、ピストンロッ
ド4の移動の向きが変わったときに流体6の移動を拘束
する拘束・解放弁7が取り付けられる。図1−(b) は拘
束・解放弁7の詳細を示す。The interior of the cylinder 5 is divided into two chambers 51 and 52 with a piston 41 interposed therebetween, and the two chambers 51 and 52 are filled with the fluid 6 so as to be movable between the two chambers 51 and 52. Two chambers 51, 52 of cylinder 5
In the meantime, the movement of the fluid 6 is switched between the restrained state and the free state, and a relative displacement occurs between one structure 1 and the other structure 2, and the axial force acting on the piston rod 4 has a certain value. A restricting / releasing valve 7 is provided to restrict the movement of the fluid 6 when the direction of movement of the piston rod 4 is changed when the movement of the fluid 6 is changed. FIG. 1- (b) shows the details of the restricting / releasing valve 7.
【0038】流体6にはオイルのようにピストン41から
加わる圧力の損失のない非圧縮性流体が使用される。ま
た移動が拘束されている状態から移動が自由になるとき
の流体6の流れが即座に行われるよう、拘束・解放弁7
を通過するときに減衰力が発生しない、粘性の小さい流
体が使用される。As the fluid 6, an incompressible fluid without loss of pressure applied from the piston 41, such as oil, is used. In addition, the restraint / release valve 7 is provided so that the fluid 6 flows immediately when the movement becomes free from the restrained state.
A low-viscosity fluid that does not generate a damping force when passing through is used.
【0039】拘束・解放弁7は一方の室51(52)から他
方の室52(51)へ流体6を二方向に移動させるために向
きを変えて二個取り付けられる。図面ではシリンダ5に
隣接し、シリンダ5内の各室51,52に連通する空間を有
するケーシング8を固定し、ケーシング8の内部を区分
する隔壁81に二個の拘束・解放弁7,7を取り付けてい
るが、ピストン41に付ける場合もある。Two restricting / releasing valves 7 are mounted in different directions to move the fluid 6 from one chamber 51 (52) to the other chamber 52 (51) in two directions. In the drawing, a casing 8 having a space adjacent to the cylinder 5 and communicating with each of the chambers 51 and 52 in the cylinder 5 is fixed, and two restricting / releasing valves 7 and 7 are mounted on a partition 81 that partitions the inside of the casing 8. Although attached, it may be attached to the piston 41 in some cases.
【0040】拘束・解放弁7はピストンロッド4の移動
の向きが変わったときに流体6の移動を拘束することか
ら、ピストン41を挟んだ両側の流体6,6の圧力差がな
くなったときに閉じるために、磁力によって隔壁81に吸
引されるよう、隔壁81やピストン41と、拘束・解放弁7
のいずれか一方に磁性体が使用され、他方に永久磁石や
電磁石が使用される。The restricting / releasing valve 7 restricts the movement of the fluid 6 when the direction of movement of the piston rod 4 changes, so that when the pressure difference between the fluids 6 and 6 on both sides of the piston 41 disappears. In order to close, the partition 81 and the piston 41 and the restraining / release valve 7 are attracted to the partition 81 by magnetic force.
A magnetic material is used for one of them, and a permanent magnet or an electromagnet is used for the other.
【0041】拘束・解放弁7は中空部72を有する非磁性
体の筒体71と、筒体71の一端に接合され、閉じたときに
隔壁81やピストン41に係止する磁性体、もしくは永久磁
石等の弁73と、開いたときに隔壁81やピストン41に係止
する非磁性体のストッパ74からなり、図1−(b) に示す
ように筒体71の中空部72には流路孔75が開けられ、中空
部72を通じて流路孔75とストッパ74側の端部とが連通す
る。The restricting / releasing valve 7 is made of a non-magnetic cylinder 71 having a hollow portion 72 and a magnetic substance which is joined to one end of the cylinder 71 and which is locked to the partition 81 or the piston 41 when closed. It comprises a valve 73 such as a magnet and a stopper 74 made of a non-magnetic material that is locked to the partition wall 81 and the piston 41 when opened. As shown in FIG. A hole 75 is opened, and the channel hole 75 and the end on the stopper 74 side communicate with each other through the hollow portion 72.
【0042】一方の構造体1が振動を生じていないとき
は、シリンダ5内の二室51,52の流体6,6の圧力に差
がないため、図2−(a) ,図3−(a) に示すように拘束
・解放弁7,7は弁73が隔壁81やピストン41に吸引さ
れ、係止することで、閉じた状態を保つ。このとき、ピ
ストン41が拘束され、構造体1の、制振装置3との接続
点が拘束された状態にある。When one of the structures 1 is not vibrating, there is no difference between the pressures of the fluids 6 and 6 in the two chambers 51 and 52 in the cylinder 5, so that FIGS. As shown in a), the restricting / releasing valve 7, 7 is kept closed by the valve 73 being sucked by the partition wall 81 and the piston 41 and locked. At this time, the piston 41 is restrained, and the connection point of the structure 1 with the vibration damping device 3 is restrained.
【0043】構造体1に振動が生じ、図1においてピス
トンロッド4に加わる引きの力が大きくなると、右側の
室51内の流体6の圧力が高くなり、弁73と隔壁81やピス
トン41間の吸引力以上の力が拘束・解放弁7に加わった
ときに、図2−(b) ,図3−(b) に示すように一方の拘
束・解放弁7が開き、右側の流体6が拘束・解放弁7の
中空部72と流路孔75を通じて左側の室52内へ移動する。
一方の拘束・解放弁7が開くと同時に、ケーブルの場合
の振動の様子を示す図4−(b) に示すように構造体1の
拘束が解放される。When vibration occurs in the structure 1 and the pulling force applied to the piston rod 4 in FIG. 1 increases, the pressure of the fluid 6 in the right chamber 51 increases, and the pressure between the valve 73 and the partition 81 or the piston 41 increases. When a force greater than the suction force is applied to the restraining / releasing valve 7, one of the restraining / releasing valves 7 is opened as shown in FIGS. 2 (b) and 3 (b), and the fluid 6 on the right side is restrained. -It moves into the left chamber 52 through the hollow part 72 of the release valve 7 and the flow path hole 75.
Simultaneously with the opening of one restraining / releasing valve 7, the restraining of the structure 1 is released as shown in FIG.
【0044】一方の拘束・解放弁7が一旦開き、流体6
が移動している間は移動する流体6の抵抗によって弁73
と隔壁81やピストン41間の吸引力によっては拘束・解放
弁7が閉じることはなく、開いた状態を保ち、構造体1
は解放されたままの状態にある。One of the restricting / releasing valves 7 is opened once and the fluid 6
During the movement of the valve 73, the resistance of the moving fluid 6 causes the valve 73 to move.
The restraining / releasing valve 7 does not close due to the suction force between the valve and the partition 81 and the piston 41, and remains open, and the structure 1
Remains released.
【0045】構造体1が最大振幅を迎えた後、最初の振
動時と逆位相側へ振動し始め、図1においてピストンロ
ッド4に押しの力が加わり、左側の室52内の流体6の圧
力が高くなり、左側の流体6が右側の室51内へ移動しよ
うとするとき、図3−(a) に示すように開いている拘束
・解放弁7が吸引力によって閉じ、図2−(c) に示すよ
うに一時的に両拘束・解放弁7,7が閉じた状態にな
り、一旦ピストンロッド4が拘束され、構造体1は図4
−(c) ,(d) に示すように拘束される。After the structure 1 reaches the maximum amplitude, the structure 1 starts to vibrate in the opposite phase to that at the time of the first vibration, and a pushing force is applied to the piston rod 4 in FIG. When the fluid 6 on the left side is about to move into the chamber 51 on the right side, the opening and closing valve 7 is closed by suction as shown in FIG. As shown in FIG. 4), both the restricting / releasing valves 7, 7 are temporarily closed, the piston rod 4 is once restricted, and the structure 1 is
-Constrained as shown in (c) and (d).
【0046】更に左側の流体6の圧力が弁73と隔壁81や
ピストン41間の吸引力を上回ったとき、図3−(c) に示
すようにピストンロッド4に引きの力が作用していると
きに閉じている他方の拘束・解放弁7が開き、左側の流
体6が右側へ移動しようとし、ピストンロッド4の拘束
が解除され、図4−(e) に示すように構造体1の拘束が
解放される。Further, when the pressure of the fluid 6 on the left side exceeds the suction force between the valve 73 and the partition 81 or the piston 41, a pulling force acts on the piston rod 4 as shown in FIG. The other restraining / releasing valve 7 which is sometimes closed opens, the fluid 6 on the left tries to move to the right, the restraining of the piston rod 4 is released, and the restraining of the structure 1 as shown in FIG. Is released.
【0047】構造体1が逆位相側へ変位し、構造体1の
振幅が最大になった後、図1においてピストンロッド4
に引きの力が加わったとき、再び二室51,52の流体6,
6間の圧力差がなくなることでピストンロッド4が拘束
され、図4−(f) に示すように構造体1が拘束される。After the structure 1 is displaced to the opposite phase side and the amplitude of the structure 1 is maximized, the piston rod 4 shown in FIG.
When a pulling force is applied to the fluids 6, the fluids 6 in the two chambers 51 and 52 again
Elimination of the pressure difference between 6 causes the piston rod 4 to be restrained and the structure 1 to be restrained as shown in FIG.
【0048】[0048]
【発明の効果】ピストンロッドと、内部がピストンを挟
んで二室に区分され、二室に、二室間を移動自在に流体
が充填されたシリンダから制振装置を構成し、二室間に
取り付けられる拘束・解放弁によって流体の移動を拘束
状態と自由状態とに切り替え、その切り替えによって構
造体の振動の拘束と解放を切り替えるため、ケーブルに
使用される場合にはケーブルのサグの変化に関係なく、
ケーブルの拘束と解放の切り替えを確実に生じさせるこ
とができる。According to the present invention, a vibration damping device is constituted by a piston rod and a cylinder filled with a fluid movably between the two chambers. The movement of the fluid is switched between the constrained state and the free state by the attached restriction / release valve, and the switching switches the restriction and release of the vibration of the structure, so if it is used for a cable, it is related to the change in the sag of the cable Not
Switching between restraint and release of the cable can be reliably caused.
【0049】また構造体の拘束を流体の拘束によって行
うため、磁性体と磁石間の吸引力を直接、拘束と解放に
利用する場合の衝突に伴う音の発生と損傷の問題は発生
せず、装置の耐久性は低下しない。Further, since the structure is restrained by the restraint of the fluid, the problem of sound generation and damage due to collision when the attraction force between the magnetic material and the magnet is used directly for restraint and release does not occur. The durability of the device does not decrease.
【図1】(a) は制振装置の構成例を示した断面図、(b)
は(a) における拘束・解放弁の拡大図である。FIG. 1A is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a vibration damping device, and FIG.
FIG. 4 is an enlarged view of the restraint / release valve in FIG.
【図2】(a) はピストンが拘束されている状態を示した
断面図、(b) はピストンが移動し始めるときの様子を示
した断面図、(c) はピストンが再度拘束された状態を示
した断面図である。2A is a cross-sectional view showing a state in which the piston is restrained, FIG. 2B is a cross-sectional view showing a state in which the piston starts moving, and FIG. 2C is a state in which the piston is restrained again. It is sectional drawing which showed.
【図3】(a) は両拘束・解放弁が閉じている状態を示し
た断面図、(b) は一方の拘束・解放弁が開いた状態を示
した断面図、(c) は他方の拘束・解放弁が開いた状態を
示した断面図である。FIG. 3 (a) is a cross-sectional view showing a state in which both restricting / releasing valves are closed, (b) is a cross-sectional view showing a state in which one restricting / releasing valve is opened, and (c) is a cross-sectional view showing the other state. It is sectional drawing which showed the state in which the restraint / release valve was open.
【図4】(a) 〜(f) はケーブルが振動を開始したときか
ら逆位相側へ振動したときまでの拘束状態と解放状態の
変化を示した概要図である。FIGS. 4A to 4F are schematic diagrams showing changes in a restrained state and a released state from when the cable starts to vibrate to when it vibrates in the opposite phase.
【図5】制振装置の設置例を示した立面図である。FIG. 5 is an elevation view showing an example of installation of the vibration damping device.
【図6】制振装置の他の設置例を示した立面図である。FIG. 6 is an elevation view showing another installation example of the vibration damping device.
1……一方の構造体、2……他方の構造体、3……制振
装置、4……ピストンロッド、41……ピストン、5……
シリンダ、51,52……室、6……流体、7……拘束・解
放弁、71……筒体、72……中空部、73……弁、74……ス
トッパ、75……流路孔、8……ケーシング、81……隔
壁。1 ... one structure, 2 ... the other structure, 3 ... vibration damping device, 4 ... piston rod, 41 ... piston, 5 ...
Cylinder, 51, 52 chamber, 6 fluid, 7 restraint / release valve, 71 cylinder, 72 hollow part, 73 valve, 74 stopper, 75 passage hole , 8 ... casing, 81 ... partition wall.
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−3723(JP,A) 特開 平9−71903(JP,A) 特開 平10−195816(JP,A) 特開 昭63−70734(JP,A) 特開 平1−284639(JP,A) 特開 平2−66238(JP,A) 特開 平3−186602(JP,A) 特開 平4−194179(JP,A) 特開 平8−326013(JP,A) 特開 平11−172618(JP,A) 実開 平3−105673(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16F 15/02 - 15/08 E01D 1/00 E04H 9/02 311 Continuation of front page (56) References JP-A-7-3723 (JP, A) JP-A-9-71903 (JP, A) JP-A-10-195816 (JP, A) JP-A-63-70734 (JP, A) JP-A-1-84639 (JP, A) JP-A-2-66238 (JP, A) JP-A-3-186602 (JP, A) JP-A-4-194179 (JP, A) 8-3226013 (JP, A) JP-A-11-172618 (JP, A) JP-A-3-105567 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F16F 15/02 -15/08 E01D 1/00 E04H 9/02 311
Claims (5)
ずる二構造体間に設置され、一方の構造体の拘束状態と
解放状態を切り替えて振動を抑制する制振装置であり、
いずれか一方の構造体に接続されるピストンロッドと、
他方の構造体に接続され、内部がピストンを挟んで二室
に区分され、二室に、二室間を移動自在に流体が充填さ
れたシリンダと、シリンダの二室間に取り付けられ、流
体の移動を拘束状態と自由状態とに切り替え、二構造体
間の相対変位に伴い、ピストンロッドに作用する軸力が
ある一定値を超えたときに流体の移動を自由にし、ピス
トンロッドの移動の向きが変わったときに流体の移動を
拘束する拘束・解放弁から構成され、前記流体の粘性は
小さく、流体は拘束・解放弁を通過するときに減衰力を
発生せず、一方の構造体に振動が生じていないときは拘
束・解放弁が閉じてその一方の構造体を拘束した状態に
保ち、一方の構造体に振動が生じ、前記二室の流体間の
圧力差が一定値を超えたときに拘束・解放弁が開いて一
方の構造体の拘束を解放し、そのままピストンロッドの
移動の向きが変化するまで開いた状態を保って一方の構
造体を自由に振動させ、ピストンロッドの移動の向きが
変化したときに拘束・解放弁が閉じて一方の構造体の振
動を拘束する拘束・解放型制振装置。1. A vibration damping device that is installed between two structures that cause relative displacement when vibrated in a structure, and suppresses vibration by switching between a restrained state and a released state of one of the structures.
A piston rod connected to one of the structures,
Connected to the other structure, the interior is divided into two chambers with a piston interposed, a cylinder filled with fluid movably between the two chambers, and mounted between the two chambers of the cylinder, The movement is switched between the constrained state and the free state, and when the axial force acting on the piston rod exceeds a certain value due to the relative displacement between the two structures, the movement of the fluid is free, and the direction of movement of the piston rod Is composed of a restraint / release valve that restrains the movement of the fluid when the pressure changes, the fluid has a small viscosity, the fluid does not generate a damping force when passing through the restraint / release valve, and vibrates on one of the structures. When no pressure is generated, when the restraining / releasing valve is closed and one of the structures is held in a restrained state, vibration occurs in one of the structures and the pressure difference between the fluids in the two chambers exceeds a certain value. The release / release valve is opened and one of the structures is restrained Release and maintain the open state until the direction of movement of the piston rod changes, and freely vibrate one structure.When the direction of movement of the piston rod changes, the restraint / release valve closes and the other A restraint / release type vibration damper that restrains vibration of structures.
点間に張架されるケーブルであり、他方の構造体はケー
ブルのいずれか一方の定着部側の構造体である請求項1
記載の拘束・解放型制振装置。2. A structure according to claim 1, wherein one of the structures is a cable stretched between two points separated by a distance from the structure, and the other structure is a structure on one of the fixing portions of the cable. 1
The restraint / release type vibration damping device as described.
ムの一部に接続しながら、接続した側に対向する側から
絶縁された耐震要素であり、他方の構造体は前記フレー
ムである請求項1記載の拘束・解放型制振装置。3. One of the structures is a seismic element connected to a part of the frame of columns and beams of the structure and insulated from a side opposite to the connected side, and the other structure is formed by the frame. The restraint / release type vibration damping device according to claim 1.
ダ内の各室に連通する空間を有するケーシングの隔壁と
拘束・解放弁のいずれか一方に磁性体が使用され、他方
に永久磁石が使用されている請求項1乃至請求項3のい
ずれかに記載の拘束・解放型制振装置。4. A magnetic body is used for one of a partition and a restraining / releasing valve of a piston having a space communicating with each chamber in a cylinder or a cylinder in a cylinder, and a permanent magnet is used for the other. The restraint / release type vibration damping device according to claim 1.
の一端に接合され、閉じたときにピストン、もしくは隔
壁に係止する磁性体、もしくは永久磁石の弁と、筒体の
他端に接合され、開いたときにピストン、もしくは隔壁
に係止する非磁性体のストッパから構成され、筒体には
その中空部に連通する流路孔が開けられ、中空部を通じ
て流路孔とストッパ側の端部とが連通している請求項4
記載の拘束・解放型制振装置。5. A restricting / releasing valve comprising: a non-magnetic cylinder; a magnetic or permanent magnet valve joined to one end of the cylinder and engaged with a piston or a partition when closed; Is formed of a non-magnetic stopper which is engaged with a piston or a partition when opened, and a flow passage hole communicating with the hollow portion is opened in the cylindrical body. The hole and the end on the stopper side communicate with each other.
The restraint / release type vibration damping device as described.
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