JPH01269737A - 流体圧アクチュエータを用いた線形バネ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は可撓性塔状構造物の動吸振器や大容量のバネの
代用等に使用するもので、任意長さの伸縮量と任意のバ
ネ定数を有する流体圧アクチュエータを用いた線形バネ
装置に関するものである。

［従来の技術］ 例えば、吊橋架設時の吊橋主塔等の如き可撓性の高い塔
状構造物は、風により振動するため、建設中に制振装置
を設置する必要がある。

従来の技術を適用した制振装置は第５図に示すように主
塔ａの頂上に台車すを該主塔ａの振動方向に搭載し、該
台車すの前後端と耐圧構造のブロックＣ，Ｃとの間をコ
イルバネｄ、ｄにより連結する必要がある。

［発明が解決しようとする課題］ 近年は、可撓性塔状構造部の高層化及び大型化に伴い、
コイルバネｄか長尺化し、大きなバネ定数及び伸縮量が
要求される。

しかしながら、 （１）　　長いコイルバネｄを製造するのは技術的に困
難である。

（ｎ）　　コイルバネｄの自重を支えるのが困難である
。

（ト）バネ定数の大きいコイルバネｄは伸縮量が小さく
、又伸縮量の大きいコイルバネｄはバネ定数が小さい等
、大きいバネ定数と長い伸縮距離はバネ製作上矛盾する
。

■　圧縮域では座屈の恐れがある。

（Ｖ）　　コイルバネｄが振動するおそれがある。

＆Ｄ　　コイルバネｄのバネ定数及び変形能が固有にな
り、調整が出来ない。

等の種々の不具合があった。

本発明はバネ定数及び伸縮量の変更を容易にして、任意
長さの伸縮量と任意のバネ定数を有する線形バネ装置を
提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は台車上に流体圧アクチュエータを搭載し、該台
車の車輪の回転力を流体圧アクチュエータに伝達して駆
動する伝達機構を設け、該流体圧アクチュエータの流体
出入口に密閉型流体貯留器を夫々接続したことを特徴と
するものである。

［作　　　用］ 台車の車輪の回転力が伝達機構を介して流体圧アクチュ
エータに伝達され、該流体圧アクチュエータの流体吐出
側となる密閉型流体貯留器に運動エネルギーが蓄えられ
る。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図及び第２図は本発明の第１実施例であり、可撓性
の大型塔状構造物ｌの頂部にレール２を、該塔状構造物
１が揺動する方向へ敷設し、該レール２上に台車３を車
輪４により走行移動し得るよう配備し、該台車３上に油
圧モータ５を搭載し、該油圧モータ５の回転軸６に固定
したスプロケット７と前記車輪４の車軸８に固定したス
プロケット９とにチェーン１０を無端に掛は回して、車
輪４の回転力を油圧モータ５に伝達し得るようにする。

前記油圧モータ５の油ポート１１．１２に接続した油路
１３，１４の他端を、油圧シリンダ１５．１６の一方の
シリンダ室１７．１８に夫々接続し、該各油圧シリンダ
１５．１８のピストン１９．２０を他方のシリンダ室２
１．２２に収納したコイルバネ２３，２４により夫々前
記シリンダ室１７．１８側に付勢せしめる。

図中、２５はピストン１９．２０に取り付けられ油圧シ
リンダ１５．１８を貫通するガイドロッド、２Ｂは油路
１３．１４を接続するバイパス油路、２７はバイパス油
路に接続された予備油タンクを示す。

以上のように構成したので、風等により塔状構造物ｌが
揺れると、静止状態にある台車３の車輪４が移動するレ
ール２との摩擦力により回転され、該車輪４の車軸８に
設けられたスプロケット９が無端のチェーン１０を介し
て油圧モータ５の回転軸６のスプロケット７を回転し、
該油圧モータ５がいずれか一方向に回転され、−方の油
路１３及び油ボート１１を経て油圧シリンダ１５内の油
が、他方の油ボート１２及び油路１４を経て油圧シリン
ダ１６のシリンダ室１８に移行する。

該シリンダ室１８内に送り込まれた油の量が次第に増加
すると該シリンダ室１８内の圧力が高まり、ピストン２
０を油の圧縮方向に付勢するコイルバネ２４の反発力に
優ってビスストン２０が押し込まれる。このときのコイ
ルバネ２４の反発力が抵抗力となり、油圧モータ５の回
転軸６、車軸８及び車輪４の回転が制動され、制動され
る車輪４とレール２との摩擦抵抗により、塔状構造物ｌ
の上部の揺れが抑制される。

塔状構造物ｌの反対方向の揺り戻しに対しては、レール
２が前記と逆の方向に移動するので、前記と逆の方向に
車輪４、車軸８、回転軸６、油圧モータ５が駆動され、
油が反対方向に移行し、制振される。

前記予備油タンク２７から油圧モータ５により油を吸い
上げ、各油圧シリンダ１５．１６に油を送ることにより
、シリンダ室１７．１８内の圧力を変えてバネ定数を変
換することかできる。

更に、以上において、台車３にはある程度の重量を付与
するため重錘を載置してもよく、又油圧モータ５の吐出
量、油圧シリンダ１５．１８の径、容積或はコイルバネ
２３．２４の強さを変えることにより、線形バネのバネ
定数を変えることができる。

すなわち、　　　　　　　　　　　　　（単位）見かけ
のバネ定数　　　　　Ｋ　　　（ｔ／ｍ）（目的とする
バネ定数） 油圧シリンダについた バネのハネ定数　　　　　　ｋ　　　（ｔ／ｍ）車輪の
径　　　　　　　　　Ｄ　　（の）油圧モータと車輪の
ギア比　ｎ （車輪が１回転した時ｎ回転する） 油圧シリンダの断面積　　　Ａｓ（ｍ２）台車の移動距
離　　　　　　Ｌ　　　（ｍ）シリンダの伸縮量　　　
　　ｆｓ（ｍ）油圧モータ１回転当りの 吐出量　　　　　　　　　　Ｕ　　　（ｍ’）とすると
、 台車がＬｍ動いた時の油圧モータ吐出量このときの油圧
シリンダの伸縮量は、次のように計算される。

−Ｌ Ｖ慕□・ｙ春ＡｓΦオＳ πＤ −Ｌ−Ｕ ４°、！ｓ　−（ｍ）　　　　・・・（２）π・Ｄ−Ａ
ｓ 油圧シリンダは両側にあるので、蓄えられるエネルギー
は次のようになる。

みかけのバネ定数Ｋに蓄えられるエネルギーはこれに等
しく、次式で与えられる （３〕式と（４）式は等しいはずであるから、バネ定数
には、次のようになる。

第３図は本発明の第２実施例であり、前記実施例と略同
様の構成において、油圧シリンダ１５゜１６の代わりに
窒素、空気等のガス２８を封入したサージタンク２９を
用いた例である。

本実施例の場合は、封入されたガス２９の圧縮量に応じ
て抵抗力が生じ、制振力が得られる。

第４図は本発明の第３実施例であり、前記第１実施例と
略同様の構成において、油圧モータ５の代わりに油圧シ
リンダ３０を用いた例である。

すなわち、油圧シリンダ３０内に摺動自在に収納したピ
ストン３１の両端部に設けたピストンロッド３２，３３
の各先端部間にブリッジ３４を取り付け、該ブリッジ３
４の上面に設けたラックギア３５にピニオン３６を噛合
せしめ、該ピニオン３Ｂの軸３７に設けたスプロケット
３８と車軸８のスプロケット９とにチェーンＩＯを無端
に掛は回し、又前記油圧シリンダ３０の各油ポー）　３
９，４０に油路１３．１４を夫々接続しである。第４図
中第１図及び第２図と同一の符号は同一のものを示す。

本実施例の場合は、塔状構造物ｌ上部及びレール２の直
線運動が、車輪４、車軸８、スプロケット９，３８及び
ピニオン３６の回転運動に変換され、更にラックギア３
５及びピストン３１の直線運動に変換され、該ピストン
３１の移動により油圧シリンダ３のシリンダ室４１．４
２内の油が夫々油圧シリンダ１５．１６のシリンダ室１
７．１８に出入りして制振作用が得られる。

なお、本発明は上述の実施例のみに限定されるものでは
なく、スプロケット及びチェーンの代りにギアを使用し
て車輪の回転力を伝達するようにしてもよいこと、密閉
型流体貯留器を複数並列に配置してもよく、必要に応じ
これらの密閉型流体貯留器を連通させてもよいこと、動
吸振器の線形バネばかりでなく大容量のバネとしても使
用し得ること、更に運動エネルギーを密閉型流体貯留器
に蓄える蓄力装置として使用してもよいこと、又大きい
バネを必要とする場合は、コイルバネ２３．２４のかわ
りに皿バネあるいは板バネ等のバネ定数の大きいものを
使用してもよいこと等本発明の要旨を逸脱しない範囲内
において種々変更を加え得ることは勿論である。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明の流体圧アクチュエータを用い
た線形バネ装置によれば、台車の車輪の回転を流体圧ア
クチュエータに伝達し、運動エネルギーを密閉型流体貯
留器に蓄えるようにしたので、流体圧アクチュエータの
容量の変更或は密閉型流体貯留器の容量の変更及び該貯
留器のスプリング力又はガス圧の変更等によりハネ定数
の変更か容易になし得る。又、密閉型流体貯留器の容積
又は数の増加或は流体圧アクチュエータの送液容量を減
少し、それに見合ってスプリング力又はガス圧力を高め
て密閉型貯留器の圧力変化を大きくすることにより伸縮
量を任意に変更することができる。従って、従来の大型
コイルバネを使用する場合の前記不具合がすべて解決さ
れ、大容量で高性能の線形バネが得られ、大型の塔状構
造物の動吸振等に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の第１実施例の説明図、第２図は
第１図に示した装置の油圧回路図、第３図は本発明の装
置の第２実施例の説明図、第４図は本発明の装置の第３
実施例の説明図、第５図は従来の塔状構造物の制振装置
の一例を示す図である。 ｌは塔状構造物、２はレール、３は台車、４は車輪、５
は油圧モータ、７．９はスプロケット、ｌＯはチェーン
、１３．１４は油路、１５．１６．３０は油圧シリンダ
、１９，２０．３１はピストン、２３．２４はコイルバ
ネ、３５はラックギア、３６はピニオンを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）台車上に流体圧アクチュエータを搭載し、該台車の
   車輪の回転力を流体圧アクチュエータに伝達して駆動す
   る伝達機構を設け、該流体圧アクチュエータの流体出入
   口に密閉型流体貯留器を夫々接続したことを特徴とする
   流体圧アクチュエータを用いた線形バネ装置。