JPH02289769A - 制震構造物用可変減衰装置 - 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〕 本発明は構造物の架構本体と可変剛性要素、または架構
内に設けた可変剛性要素どうしを連結し、その連結状態
および減衰係数を変化させることにより、構造物を振動
外乱から守るための可変減衰装置に関するものである。

〔従来の技術〕

出願人は構造物の柱梁架構内に、プレースや壁などの形
で可変剛性要素を組み込み、可変剛性要素自体の剛性、
あるいは架構本体と可変剛性要累との連結状態を可変と
し、地震や風などの振動外力に対し、振動外力の特性を
コンピューターにより解析して、非共振となるよう構造
物の剛性を岐化させて構造物の安全を図る能動的制震シ
ステｌ・および可変剛性構造を種々提案している（例え
ば特開昭６２−２６８４７９号、特開昭６３−１１４７
７０号、特開昭６３−１１４７７１号など）。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、従来の能動的制震システムは、主として地＠
勅などの卓越周期と、構造物の固有振動数（通常、１次
の固有振動数が問題となる場合が多い）との関係に着目
し、卓越周期に対し、構造物の固有周期を能動的にずら
すことにより、共振現象を避け、応答量の低減を図って
いる。

しかし、特に地震動などの場合、非定常振動であること
から、例えば卓越周期がはっきりしない場合や卓越周期
が複数ある場合など、必ずしも最適な制御とならない場
合も考えられる。

本発明は架構本体と可変剛性要素、または可変剛性要素
どうしの間に介在させた場合において、装置の減衰係数
を変化させることにより、構造物の減衰性を評価した制
御および減衰抵抗力を制御力として使用する制御を可能
とする可変減衰装置を提供するものであり、それにより
、構造物の応答量を低減し、構造物の安全性を確保する
とともに、快適な居住空間を実現することを目的として
いる。

〔課題を解決するための手段〕

以下に、本発明の可変減衰装置を実施例に対応する符号
を用いて説明する。

本発明の可変減衰装置ｌの装置本体は第１図の油圧回路
図に示すように、シリンダー２内で往復動する両ロッド
形式のピストン３の左右に油圧室６を設け、この左右の
油圧室６内の圧油を弁により閉止し、または流動させる
ことにより、ピストン３を固定し、または左右移動自在
とする構成になっている。

そして、シリンダー２およびロツド４の一方が構造物の
架構本体および可変剛性要素または可変剛性要素どうし
の一方に連結され、他方が架構本体および可変剛性要素
または可変剛性要素どうしの他方に連結される。

左右の油圧室６には、それぞれ油圧室６の圧油の流出を
阻止する流出阻止用チェック弁８および油圧室６への圧
油の流入を阻止する流入阻止用チェック弁９が設けられ
、左右の流出阻止用チェック弁８どうしを連結する流入
用流路１０と、左右の流入阻止用チェック弁９どうしを
連結する流出用流路１１とが、シリンダー２本体に沿っ
て設けられている。

これら流入用流路１０および流出用流路１１の連結位置
には流量調整弁１２が設けられており、この流量調整弁
１２の開度を変化させることにより、町変減衰装置１の
減衰係数Ｃを調整することができる。

流量調整弁１２は、第１図に示すように、弁体の一端側
に入口ポート１５と出口ポート１６を有し、他端側に背
圧ポート１７を有する大流量切換弁１２ａと、背圧ポー
ト１７への圧油の流出を制御し得るシャットオフ弁１２
ｂとからなる。コンピューター１４からの指令を受けて
、シャフトオフ弁１２ｂが開閉し、これに伴って大流量
切換弁１２ａが作動し、大流量切換弁１２ａの開度およ
びその間度に応じた装置の減衰係数が調整制御される。

この可変減衰装置１は、概念的には第２図のように、簡
略化して考えることができ、例えば流量調整弁１２を完
全に閉じたロック状態と、流量調整弁１２を完全に開い
たフリー状態だけを制御すれば、架構本体の剛性を変化
させる可変剛性装置となるものであるが、流量調整弁１
２の開度を調整し、完全なロック状態と完全なフリー状
態の間で連結状態を微妙に調整することにより、種々の
減衰係数Ｃを与え、減衰係数Ｃと架構本体の振動状態に
応じ、そのときの架構本体の固有周期および架構本体の
減衰定数ｈが与えられることになる。

シャットオフ弁１２ｂとしては例えばパルス幅変調制御
されるＰＷＭ弁や、電流値に比例した開度が与えられる
電磁比例弁などが用いられる。

１）ＷＭ弁の場合には第１図に示すように制御信号発生
手段としてのコンピューター１４に接続したパルス発生
器１３からのパルス信号により開閉が行われ、流量調整
弁１２すなわち大流滑切換弁１２ａの開度はパルス発生
器１３から送られてくるパルス信号の間隔を調整するこ
とにより、時間との関係で考えることができる。すなわ
ち、第：３図（ａ）〜（Ｃ）に示すように、シャットオ
フ弁１２ｂとしてのＰＷＭ弁が開いている時間を変化さ
せることにより、種々の開度およびそれに伴う種々の減
衰係数Ｃを実現することができる。第３図（ａ）、第３
図ら）、第３図（Ｃ）の順番でシャットオフ弁１２ｂが
閉じている時間が長くなり、その時の背圧に応じて大流
遣切換弁１２ａの開度が調整され、各状態における減衰
係数ＣＩｌ　　Ｃ２１　　Ｃ３の大小関係は、 ＣＩ＜Ｃ２くＣ３ となる。

シャットオフ弁１２ｂが電磁比例弁の場合には、コンピ
ューター１４の制御信号により、電磁比例弁の開度すな
わち、大流量切換弁１２ａの背圧がアナログ的に制御さ
れ、その時の背圧に応じて大流量切換弁１２ａの開度が
調整され、その状態における減衰係数Ｃが与えられる。

また、シャットオフ弁１２ｂとしてＰＷＭ弁や電磁比例
弁を用いた場合、いずれもシャットオフ弁１２ｂをコン
ピューター１４などからの制御信号で制御することによ
り、背圧を調整して流量切換弁１２ａの開度を調整して
いるが、より確実で安定した制御状態を保持するた狛の
手段として、大流量切換弁１２ａの位置および入口ポー
ト１６側の油圧を検出するセンサーなどの位置検出手段
および圧力検出手段を設け、これらによって得られた大
流量切換弁１２ａの位置および入口ポート１６，側の圧
油の圧力に基づいて、パルス間隔あるいはシャットオフ
弁１２ｂの開度をフィードバック制御する制御回路を設
けることが考えられる。

なお、流入用流路ｌＯまたは流出用流路１１には、作動
油の圧縮および温度変化による容積変化を補うなどの目
的で、アヰユムレータ−１９を設けるとよい。

〔作　用〕

本発明の可変減衰装置は両ロツドシリンダ一方式で、シ
リンダーに沿って流入用流路および流出用流路の２つの
流路、チェック弁、流量調整弁を設けることにより、通
路長さを短くでき、また通路面積を大きくとれ、通路抵
抗が減少することにより、大流量の圧油を高速で流し、
大流量の圧油を瞬間的に遮断できる。また、背圧式の流
量調整弁を使用することで、瞬時に開閉でき、前述の構
造とあいまって応答速度を極めて早めることができる。

そして、流量調整弁を大流量切換弁とその背圧を調整す
るためのシャットオフ弁とで構成し、シャットオフ弁の
開閉をパルス制御したり、あるいはシャフト才フ弁の開
度を制御することにより、大流量切換弁の開度を調整し
、装置として要求される減衰係数を比較的コンパクトな
油圧式の装置で実現することができる。

次に、本発明の可変減衰装置１の作動状態について説明
する。

（１）　　流量調整弁開 シャットオフ弁１２ｂが開状態では、第１図中ピストン
３の左方向の移動により、左側の油圧室６内の圧油が流
入阻止用チェック弁９、流出用流路１１を通って大流量
切換弁１２ａを押し上げる。

左側の流出阻止用チェック弁８および右側の流入阻止用
チェック弁９は圧油により閉止されているため、流入用
流路１０、右側の流出阻止用チェック弁８を介して、大
流量切換弁１２ａからの圧油が流れる。これにより、左
側の油圧室６から右側の油圧室６へ圧油が流れ、外力に
よりピストン３が左方向に移動する。

ピストン３が右方向の移動した場合も、これと対称に作
動し、外力によりピストン３が左方向に移動する。

（２）流量調整弁閉 シャットオフ弁１２ｂが閉状態で、ピストン３に左方向
の外力が加わると、大流量切換弁１２ａまでの油圧が上
がり、大流量切換弁１２ａの弁体を押し上げようとする
が、シャットオフ弁１　２　ｂにより、バイパス流路１
８が遮断され、背圧ポート１７にあける油圧を受けるた
め、大流量切換弁１２ａも閉じた状態で固定され、ピス
トン３の移動が阻止される。ピストン３に右方向の外力
が加わった場合も同様である。

（３）流量調整弁半開 シャットオフ弁１２ｂをパルス制御したり、あるいはシ
ャフト才フ弁１２ｂとして電磁比例弁を用いることによ
り、上記〔１）、（２）の中間の状態が得られ、大流量
切換弁１２ａが半開の状態となる。

この半開の状態では（１）の流量調整弁が開の状態と同
様圧油の移動があるが、背圧に応じた抵抗力を受けるこ
とになり、シャットオフ弁１２ｂの制御により背圧を調
整し、大流量切換弁１２ａの開度を所定の開度に維持ま
たは変化させることにより、ピストン３に作用する外力
に対し、減衰性を与えることができる。

以上の油圧を利用した可変減衰装置ｌを架構木体と可変
剛性要素との間に設置し、上記（３）のようにして大流
景切換弁１２ａの開度を所定の開度に制御した場合、架
構本体に対する減衰力は、シリンダー２とピストン３の
相対速度のベキ乗に比例する抵抗力（Ｐ＝ｃｖ’）とし
て与えられ、架構本体は振勅の大きさ（例えば、振幅）
により、違った特性を示す。

これに関し、振動外乱による架構本体の揺れおよび可変
減衰装置ｌの減衰係数Ｃと、可変減衰装置ｌより架構本
体に与えられる減衰力との関係などを、個々の構造物に
ついて把握しておき、これらをデーターとしてコンピュ
ーター１４に入れておく。これらをもとに、実際の地震
、風などによる構造物の揺れに応じた減衰力をコンピュ
ーター１４で求め、可変減衰装置１の減衰係数を能動的
に制御することにより、架構本体、さらには構造物全体
の揺れを低減することができる。

〔実施例］ 以下、この発明を図示した一実施例に基づいて説明する
。

第１図は本発明の可変減衰装置１の油圧回路を示したも
ので、装置１の本体はシリンダー２内に両ロツド形のピ
ストン３を、そのピストンロッド４が両端より突出する
ように、摺動自在に挿入したものである。ピストン３の
左右に形成された油圧室６には、それぞれ油圧室Ｇ内の
圧油の流出を阻止する流出阻止用チェック弁８と、油圧
室６内への圧油の流入を阻止する流入阻止用チェック弁
９が設けられている。

チェック弁８．９は例えばリング状の弁をばねで付勢し
、圧油を一方向のみ流す構造であり、シリンダー２に沿
って、左右の流出阻止用チェック弁８を連結する流入用
流路ｌＯおよび左右の流入阻市川チェック弁９を連結す
る流出用流路１１を設け、これらを流里調整弁１２を介
して連結することにより、左右の油圧室６を連通させる
ことができる。

流量調整弁１２は大流量切換弁１２ａとシャットオフ弁
１２ｂで構成されている。大流量切換弁１２ａの一端側
には入口ポート１５、出口ポートｌ｛５、他端側には、
背圧ポート１７が設けられており、背圧ポート１７より
大ロボー｝１５に向かうバイパス流路１８にシャットオ
フ弁１２ｂが設けられている。

本実施例におけるシャットオフ弁１２ｂは、ソレノイド
２０を使って、開・閉の２位置で切換えられるようにな
っており、第２図および第３図に示すようにコンピュー
ターｌ４の指令を受けたパルス発生器１３からのパルス
信号により作動される。

また、図に示すようにシリンダー２には、流入用流路１
０に連通ずるアキュムレータ１９を取付ける。これは、
シリンダー２内の圧油を（大気圧＋α）で加圧する油溜
であり、漏れによる油の供給、気泡の混入防止、ロック
時の油の圧縮および温度変化による容積変化の補充を行
う。

第４図は本発明の他の実施例における可変減衰装置１の
油圧回路を示したもので、基本的な横成は第１図の実施
例の場合と同様である。シャットオフ弁１２ｂとしては
比例電磁弁を用いている。

また、第４図の可変減衰装置ｌでは大流量切換弁１２ａ
の弁体の位置およびその入口ポート１６側の油圧（前油
圧）を検出するセンザーを設け、センサーによって得ら
れた大流量切換弁１２ａの位置および前油圧をコントロ
ーラー１３ａヘフィードバック（Ｓｌ，Ｓ２）すること
で、大流量切換弁１２ａの開度または前油圧のより確実
な制御が可能となる。このように構成することで、シリ
ンダー３に加わる荷重または振幅の状態によらず、安定
した制御状態を保持することができる。また、大流量切
換弁１２ａの前油圧を制御できるため、シリンダー３で
発生する力が制御でき、システｌ・とし゛Ｃの多様性が
増す。また、大流量切換弁１２ａの位置を監視できるこ
とで、異常の発見にも役立つ。

本実施例ではシャットオフ弁１２ｂとして比例電磁弁を
用いているため、大流績切換弁１２ａについて、脈動の
ない開度調整が可能となる。この場合の大流量切換弁１
２ａの位置センザーとしては、例えば変位計としてのイ
ンダクタンス式変位変換器を用いることができ、大流量
切換弁１　２　ａの弁体に取り付けた鉄棒が弁体の変位
によってコイル中を変位し、これによって生ずるインダ
クタンスの変化を電気信号として伝え、コントローラ１
３ａ内の回路により、所定の開度を指示するコンピュー
ターからの指令信号に対し、フィードバックを行うこと
ができる。

また、前油圧を測定するだめのセンサーとしては、例え
ば圧力計としてのひずみゲージ式変換器などを用いるこ
とができる。

なお、第１図の実施例のようにシャットオフ弁１２ｂと
してＰＷＭ弁を用いる場合においても、大流毒切換弁１
２ａの弁体の位置およびその人［］１ポート１６側の油
圧（前油圧）を検出するセンサーを設け、センサーによ
って得られた大流堡切換弁１２ａの位置および前油圧を
フィードバックして大流量切換弁１２ａの開度や前油圧
を制御することができる。その場合におけるコントロー
ラー１３ａは、第１図のパルス発生器１３に」二連のフ
ィードバック機能を持たせたものに相当する。

第５図〜第７図は本発明の可変減衰装置１の夕１観の一
例を示したもので、シリンダー本体２より左右にピスト
ンロッド４が突出し、油路の一部をシリンダー本体２の
上部に形成し、この部分に流量調整弁ｌ２を設けるとと
もに、これに近接させて所要容最のアキュムレータ−１
９を設置している。図中、２２は支軸であり、例えばピ
ストンロッド４の両端部を架構本体を構成する粱に設け
たブラケットに連結し、支軸２２を利用して可変剛性要
素としてのプレースや耐震壁にビン接合することができ
る（例えば、第１５図参照）。この例では流量調整弁１
２やアキュムレータ−１９を装置の上部に設けているが
、設置スペースに応じて装置の側邪に設ける場合もある
。可変減衰装置は対象となる構造物の規模や設置位置、
数などに応じ、種々設計されるが、一例としては、例え
ば最大荷重１００ｔｆ，定格圧力３１５ｋｇｆ／ｃｍ２
、ストローク±５０ｍｍ　（一層の架構の水平変位を±
５ｃｍ以下として設計）となる。

次に、適用例として本発明の可変減衰装置を用いた構造
物の制震方法について説明する。

適用例１ 第８図は適用例１における本発明の可変減衰装置１を設
置した可変減衰・可変剛性構造物の概要を示したもので
、柱３３と梁３４からなる架構本体３ｌと、各層の架構
本体３１内に組み込んだ可変剛性要素としての逆Ｖ型プ
レース３５との間に、可変減衰装置１を介在させている
。地震時などの構造物の応答（振幅、速度、加速度など
）を構造物に設置した応答センサー３６で検出し、応答
状態、すなわち振動レベルに応じた可変減衰装置１の最
適な減衰係数をコンピューター１４で求め、制御指令を
出す。第１０図はそのときのフローを示したものである
。

前述のように第１図の可変減衰装置ｌにおいて、架構本
体に対する減衰力は、シリンダー２とピストン３の相対
速度のベキ乗に比例する抵抗力として与えられ、この場
合の架橋特性は第９図に示すようになる。第９図のグラ
フは、層間振幅が数ｃｍ程度の大振動から層間振幅が数
ｍｍ程度の小振動までの５種類の振動レベルにおける架
構特性を示しており、Ｃは可変減衰装置の減衰係数、ｈ
は架構の減衰定数を示している。このグラフからも明ら
かなように、振動が大きくなるに従って、最大の減衰効
果を与える可変減衰装置の減衰係数Ｃは小さなものとな
る。

本適用例ではこの架構特性を利用し、架構の減衰効果が
最大となるように、架構の振動レベルに応じて、可変減
衰装置の減衰係数を調整し、それにより、構造物の応答
を低減させることができる。

制御はより具体的には以下のように行われる。

■　まず、構造物の振動の大きさ（振幅、速度、加速度
など）、可変減衰装置の減衰係数Ｃ、架構の減衰効果ｈ
との関係を把握する。

これは、例えば前述の第９図に示した架構特性を多数の
振動レベルについて把握し、大振動レベルＬ，から小振
動レベルＬｎについて、当該構造物または架構に対し最
大の減衰係数ｈを与える減衰係数Ｃ　Ｉ　＋　・・・・
・・，Ｃ，，を求めておくことに相当する。

■　上記特性をもとに、構造物の振動を最小とする減衰
係数Ｃを、コンピューターにより時々刻々計算させ、可
変減衰装置を制御する。この制御は構造物の振動状態を
見ながら制御するので、フィードバック制御となる。

このように適用例１における制御はあらかじめ振動レベ
ルと減衰係数との関係を把握しておき、構造物の応答量
に応じて、フィードバック制御するものであり、制御が
比較的簡単に行える。

適用例２ 第１１図は適用例２における本発明の可変減衰装置１を
設置した可変減衰・可変剛性構造物の概？を示したもの
で、人力地震動および構造物の応答（振幅、速度、加速
度）をそれぞれ人力センサー３６および応答センサー３
７で検出し、地震動特性（卓越周期）と応答状態に応じ
た可変減衰装置ｌの減衰係数をコンピューター１４で求
め、制御指令を出す。第１４図はそのときのフローを示
したものである。

第１２図および第１３図は可変減衰装置１を用いた場合
の架橋特性を示しており、各振動レベルにおいて、架橋
の減衰定数ｈが最大となる減衰係数の値Ｃ１”２　＋　
　Ｃ３　＋　　Ｃ４　＋　　ｃｓ付近で、架橋の固有周
期（１次の固有周期）も長い固有周期Ｔ１から短い固有
周期Ｔ２に変化する。

仮にある振動レベルにおいて架橋の減衰定数ｈを最大と
する減衰係数がＣｉであるとすると、第１２図から明ら
かなように、減衰係数０１よりある程度小さい減衰係数
Ｃｔ＋＝Ｃｔ　　ａ　（ａ＞０）では、架構の固有周期
は長い方のＴ，となり、減衰係数ｃｔよりある程度大き
い減衰係数ｃｉ■一０１−ｂ　（ｂｏｏ）では、架構の
固有周期は短い方の周期Ｔ２となる。これを可変減衰装
置の減衰係数Ｃと架構の減衰定数ｈとの関係を示す第１
３図と照らし合わせ、固有周期Ｔ　Ｉ，　Ｔ　２のいず
れか架構に対し、非共振性の面で有利な固有周期を実現
でき、かつ架橋の減衰効果ができる限り大きくなるよう
な減衰係数を選定する（固有周期の条件を満たす範囲内
で、上記ａまたはｂをできるだけ小さくとる）ことによ
り、非共振化と減衰効果の両面から構造物の応答を低減
させることができる。

ただし、地震動の卓越周期がはっきりしない場合など、
非共振性の効果があまり期待できない場合には、可変減
衰装置の減衰係数として、架構の減衰定数ｈを最大とす
る減衰係数がＣ，を選定することにより、大きな減衰効
果を期待することができる。

これを前述の第１４図のフローチャートとの関係で説明
すると以下のようになる。

構造物に人力される振動外力は構造物内あるいは外部の
センサーなどにより感知され、卓越周期その他の周波数
特性が解析される。一方、構造物あるいは架構本体の実
際の応答■が加速度計、速度計あるいは変位計などのセ
ンサーにより感知され、これら周波数特性と応答量につ
いて、コンピューターにより非共振性と架構本体の減衰
性を評価し、これらを複合的に判断することにより、構
造物の応答を効果的に低減させる減衰係数が選定される
。例えば、可変減衰装置により架構本体に与えられる２
種類の固有周期Ｔ．，Ｔ．について、非共振性を評価し
、いずれかの固有周期による非共振性の効果が大きいと
判断された場合には、そのときの応答量すなわち振動レ
ベルにおいて、できるだけ大きな減衰性を与える範囲で
、選ばれた固有周期を実現するための減衰係数が選定さ
れる。

卓越周期がはっきりせず、非共振化できない場合などは
、減衰性のみ考慮し、構造物に最大の減衰を与える減衰
係数を選択する。選定された減衰係数は制御指令発生手
役より、制御指令を可変減衰装置に与えることにより実
現される。

制御はより具体的には以下のように行われる。

■　まず、構造物の振動の大きさ（振幅、速度、加速度
など）、可変減衰装置の減衰係数Ｃ、架橋の減衰効果ｈ
１周期Ｔとの関係を把握する。

これは、例えば前述の第１２図および第１３図に示した
架橋特性を多数の振動レベルについて把握し、大振動レ
ベルＬ１から小振動レベルＬｎについて、当該構造物ま
たは架構に対し最大の減衰係数ｈを与える減衰係数ＣＩ
＋　・・・・・・ｃ，，などを求めておくことに相当す
る。

■　上記特性をもとに、構造物の振動を最小とするよう
可変減衰装置の減衰係数Ｃを、コンピューターにより時
々刻々計算させ、可変減衰装置を制御する。

■　可変減衰装置の減衰係数Ｃの選定は下記の３点に基
づいて行う。

ｉ．地震動に対して、構造物の非共振化を実現する（フ
ィードフォワード制御）。地震動の周波数分析をもとに
、構造物の応答がより小さくなる固有周期を実現できる
減衰係数Ｃを選定する。

ｉｉ．構造物の振動状態に応じて、架構本体の減衰効果
ができる限り大きな減衰係数Ｃを選定する（フィードバ
ック制御）。ただし、ｉで設定した固有周期を実現する
範囲とする。

ｉｉｉ　．非共振化による効果が少ないときは、架構本
体の減衰効果が最大となる減衰係数Ｃを選定する。

表−１は、前述した第１２図および第１３図の架構特性
に対応する制御例をまとめたものである。

表−１ 表−１において、振動の大きさの欄の括弧内の数字は第
１２図および第１３図における振動レベルを小さい順に
表したものであり、線の種類は図中の線を指す。また、
地震動特性は、可変減衰装置により与えられる２種類の
固有周期のうち、応答スペクトルが小さい方の固有周期
を示す。

すなわち、表−１において振動レベルが大きく（１）、
地震動特性として０．４秒の周期成分が多い場合には、
第１２図および第１３図における減衰係数Ｃ　Ｉ−１を
選び、１．０秒の周期成分が多い場合には減衰係数Ｃ　
Ｉ−２を選ぶ。同様に、振動レベルが小さ＜（４）、地
震動特性として０．４秒の周期成分が多い場合には減衰
係数０４−１を選び、１．０秒の周期成分が多い場合に
は減衰係数０４−２を選ぶ。表中の最下段は地震動特性
として、架構の２種類の固有周期０．４秒と１．０秒に
ついて、応答スペクトルにほとんど差がない場合であり
、この場合には架構に最大の減衰性を与える減衰係数Ｃ
，を選んでいる。

第１５図〜第２２図は構造物架構に対する可変減衰装置
の適用位置の例を示したものである。

第１５図の例では架構本体３１としての柱粱架構と、可
変剛性要素としての逆Ｖ型プレース３５の間に可変減衰
装置１を介在させている。

第１６図の例は架構本体３１としての柱梁架構と、上下
の粱３４より立設したまたは垂下させたフレーム４ｌど
うしの間に可変減衰装置１を介在させて、可変剛性要素
としてのモーメント抵抗フレームを構成した場合である
。

第１７図の例では架構本体３１としての柱粱架構と、可
変剛性要素としてのＲＣ耐震壁４２との１に可変減衰装
置１を介在させている。

第１８図の例は、免震構造物の基部に積層ゴムなどの免
震ゴム４３と併用して可変減衰装置１を設けた場合の例
であり、可変減衰装置１が免震構造におけるダンパーの
役割を果たしている。この場合の可変剛性要素は構造物
の基礎と考えることができる。

第１９図の例では、架構本体３Ｉとしての柱梁架構内に
設けたＸ型プレース４４を可変剛性要素としており、Ｘ
型の中央に可変減衰装置１を横向きく横型》に介在させ
てある。

第２０図の例は第１９図の例と同様Ｘ型プレース４５に
適用した例であり、第１９図の例が可変減衰装置１を横
向きに設けた横型だったのに対し、本例では減衰装置を
縦向きに設け、縦型としている。

第２１図の例は第１７図の例と同様、架構本体３１とし
ての柱梁架構と、可変剛性要素としてのＲＣ耐震壁４６
との間に可変減衰装置１を介在させたものであるが、可
変減衰装置ｌを出入口などの開口部４７の上方に設けた
点に特徴を有している。

第２２図の例は、大架構におけるＸ型プレース４８の中
央に可変減衰装置ｌを介在させたもので、中間の大粱４
９とプレース４８は分離されている。

〔発明の効果〕

前述のとおり、本発明に係る可変減衰装置は、両ロツド
シリンダ一方式で、シリンダーに２つの油の流路、チェ
ック弁、流量調整弁を設け、また背圧式の大流皇切換弁
で流路を開閉するようにしたため、大流量の圧油を高速
で流し、あるいは大流量の圧油を瞬間的に遮断すること
ができるとともに、応答性良く瞬時にオン・オフを行う
ことができる。

そして、流量調整弁を大流量切換弁とその背圧を調整す
るためのシャットオフ弁とで構成し、シャットオフ弁の
開閉をパルス制御したり、あるいはシャットオフ弁の開
度を制御することにより、大流量切換弁の開度を調整し
、装置として要求される減衰係数を比較的コンパクトな
油圧式の装置で実現することができる。

従って、この可変減衰装置を可変減衰・可変剛性構造物
に適用することにより、構造物に人力される地震動など
の外乱に対し、可変減衰装置の減衰係数を変化させ、構
造物の特性に応じた最適な減衰性を与え、構造物の応答
量を低減して、安全性を確保するとともに、快適な居住
空間を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の可変減衰装置の一実施例における基本
構造を示す油圧回路図、第２図は可変減衰装置の概念図
、第３図は（ａ）〜（Ｃ）は流量調整弁の開度の調整を
パルス信号により行う場合のパルス信号と可変減衰装置
の減衰係数の関係を示す説明図、第４図は本発明の可変
減衰装置の他の実施例における基本構造を示す油圧回路
図、第５図は本発明の可変減衰装置の外観を示す平面図
、第６図のその正面図、第７図は同じく右側面図、第８
図は本発明の適用例１における可変減衰構造物の概要図
、第９図は架構の特性を適用例１との関係で説明するた
めのグラフ、第１０図は適用例１のシステムによる制御
のフローチャート、第１１図は本発明の適用例２におけ
る可変減衰・可変剛性構造物の概要図、第１２図および
第１３図は架構の特性を実施例２との関係で説明するた
めのグラフ、第１４図は適用例２のシステムによる制御
のフローチャート、第１５図〜第２２図は本発明の可変
減衰装置の可変剛性構造物の架構に対する適用位置の例
を示す概要図である。 １・・・可変減衰装置、２・・・シリンダー本体、３・
・・ピストン、４・・・ピストンロッド、６・・・油圧
室、８・・・流出阻止用チェック弁、９・・・流入阻止
用チェック弁、１０・・・流入用流路、１１・・・流出
用流路、１２・・・流量調整弁、１２ａ・・・大流量切
換弁、１２ｂ・・・シャットオフ弁、１３・・・パルス
発生器、１４・・・コンピューター、１５・・・入口ポ
ート、１６・・・出口ポート、１７・・・背圧ポート、
１８・・・バイパス流路、１９・・・アキュムレーター
、２０・・・ソレノイド、２１・・・絞り、２２・・・
支軸 第１図 第２図 第３図 （ａ） 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 １ｏ 図 第 図 第 図 第 図 第 図 ｈ 第 図 第 図 第 ］５ 図 第 ］７ 図 第 図 第 図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）構造物の架構本体および可変剛性要素または可変
   剛性要素どうしの一方に連結されるシリンダーと、 前記架構本体および可変剛性要素または可変剛性要素ど
   うしの他方に連結され、前記シリンダー内で往復動する
   両ロッド形式のピストンと、前記ピストンの両側に設け
   られた油圧室と、前記両油圧室の圧油の流出を阻止する
   一対の流出阻止用チェック弁と、 前記両油圧室への圧油の流入を阻止する一対の流入阻止
   用チェック弁と、 前記両流出阻止用チェック弁を連結する流入用流路と、 前記両流入阻止用チェック弁を連結する流出用流路と、 前記流入用流路および前記流出用流路の連結位置に設け
   られた流量調整弁とからなり、 前記流量調整弁は弁体の一端側に入口ポートと出口ポー
   トを有し、他端側に背圧ポートを有する大流量切換弁と
   、前記背圧ポートへの圧油の流出を制御し得るシャット
   オフ弁とからなり、 前記シャットオフ弁の開閉を制御することにより、前記
   大流量切換弁の背圧ポート側の圧油の圧力を調整し、大
   流量切換弁の開度を必要とする装置の減衰係数に応じて
   調整し得るよう構成したことを特徴とする制震構造物用
   可変減衰装置。
2. （２）前記シャットオフ弁はパルス発生器より与えられ
   るパルス信号により開閉し、該パルス信号のパルス間隔
   を制御することにより、前記大流量切換弁の背圧ポート
   側の圧油の圧力を調整し、大流量切換弁の開度を調整し
   得るよう構成したことを特徴とする請求項１記載の制震
   構造物用可変減衰装置。
3. （３）前記大流量切換弁の位置を検出する位置検出手段
   と、前記大流量切換弁の入口ポート側の油圧を検出する
   圧力検出手段と、前記位置検出手段によって得られた前
   記大流量切換弁の位置および前記入口ポート側の油圧に
   基づいて、前記パルス間隔をフィードバック制御する制
   御回路を設けたことを特徴とする請求項２記載の制震構
   造物用可変減衰装置。
4. （４）前記シャットオフ弁は比例電磁弁であり、該比例
   電磁弁の開度を制御することにより、前記大流量切換弁
   の背圧ポート側の圧油の圧力を調整し、大流量切換弁の
   開度を調整し得るよう構成したことを特徴とする請求項
   １記載の制震構造物用可変減衰装置。
5. （５）前記大流量切換弁の位置を検出する位置検出手段
   と、前記大流量切換弁の入口ポート側の油圧を検出する
   圧力検出手段と、前記位置検出手段によって得られた前
   記大流量切換弁の位置および前記入口ポート側の油圧を
   フィードバックして、前記比例電磁弁の開度を制御する
   制御回路を設けたことを特徴とする請求項４記載の制震
   構造物用可変減衰装置。