JPH03257268A - オイルダンパーを有する制振装置 - 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〉 この発明は、地震時の建物の揺れを少なくするためのオ
イルダンパーを有する制振装置に関する。

〈従来の技術〉 従来、制振装置としては、基礎と建物とを常時連結する
螺旋円弧状の鋼棒を備えて、地震時に鋼棒の弾塑性変形
によって建物の揺れのエネルギーを吸収して、建物が大
きく揺れようとするのを防止するようにしたものがある
。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記従来の制振装置では、常時、鋼棒で
建物と基礎とを連結しているため、地震発生時の地上の
揺れは鋼棒を通じて建物に伝わることになり、地震発生
初期において建物の揺れを大きくするという問題がある
。

そこで、この発明の目的は、地震発生時における地上の
揺れを極力建物に伝えないようにでき、しかも建物の揺
れに対しては制動をかけることが可能な制振装置を提供
することにある。

く課題を解決するための手段〉 上記目的を遠戚するため、この発明のオイルダンパーを
有する制振装置は、基礎に建物を支持するアイソレータ
と、上記基礎と建物とに連結され、上記建物に制動力を
与えるオイルダンパーと、上記オイルダンパーの制動力
を調節するバルブと、地震が発生していないときに、上
記オイルダン７く−の制動力を強くする一方、地震が生
じたときに、上記オイルダンパーの制動力を弱くするよ
うに上記バルブを制御する制御装置とを備えたことを特
徴としている。

〈作用〉 上記構成によれば、地震が発生していないときには、バ
ルブは制御装置によって閉鎖されているから、オイルダ
ンパーは建物を基礎に強固に連結している。したがって
、強風が吹いても、建物は揺れない。

一方、地震が生したときには、制御装置はバルブを開い
てオイルダンパーの制動力を弱める。このため、基礎か
ら建物への地震エネルギーの伝達が少なくなり、建物の
揺れが少なくなる。

なお、上記制御装置は、地震の発生中において必要に応
じて、例えば、地震の卓越周波数が建物の固有振動数と
一致するとき、あるいは建物の振動が基礎の振動より大
きいときなどに、バルブの開度を小さくして、適宜な制
動力を建物に与えて、建物の揺れを少なくすることが可
能である。

〈実施例〉 以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図において、１は基礎、２は建物、３は建物２を基
礎ｌに支持するアイソレータとしての積層ゴム、４は建
物２の底部に垂直に設けた支持部、５は基礎ｌに垂直に
設けた支持部、６は水平に配置され、両端を回転軸受８
，９を介して両支持部４．５に連結したオイルダンパー
である。

上記オイルダンパー６は、第２図に示すように、シリン
ダ室２１とその上方に存する油溜まり室２２を形成する
ハウジング２３を備える。上記シリンダ室２１に、ピス
トンロッド２５を有するピストン２６を摺動自在に嵌合
して、シリンダ室２１内を２室２１ａ、２１ｂに区画し
ている。上記ピストン２６には、絞り２７を設け、上記
ピストン２６の両側の室２１ａと２１ｂとを連通してい
る。上記絞り２７の左端面には、矢印Ｘ方向の流体の流
れのみを許容するチエツク弁２８を設けている。

また、上記シリンダ室２１の端壁に絞り２９を設けると
共に、この絞り２９内の矢印Ｘ方向の流体の流れのみを
許容するチエツク弁３０を設けて、上記シリンダ室２１
と油溜まり室２２とを連通可能にしている。さらに、上
記シリンダ室２１の左方上部には、上記室２１ａと油溜
まり室２２とを連通ずる絞り３１を設け、この絞り３１
を開閉するソレノイドバルブ３２を設けている。また、
上記絞り３１に並行して安全弁３３を設けて、室２１ａ
内の圧力が一定値以上に上がらないようにしている。し
たがって、このオイルダンパー６は、ピストン２６が矢
印Ｘ方向に移動する際には、チエツク弁２８が閉鎮され
、絞り３１を通る粘性流体により、制動力が得られる。

上記ピストン２６が矢印Ｘと逆方向に移動する際には、
チエツク弁３０が閉鎖されチエツク弁２８が開いて、絞
り２７゜３１を通る粘性流体で制動力が得られる。この
ように、ピストン２６の両方向の作動に対して、絞り３
１は制動力を付与する。この制動力の大きさは、ソレノ
イドバルブ３２によって調節される。

ソレノイドバルブ３２が絞り３１を第３図（ｃ）に示す
ように閉鎖すると、室２１ａは密封され、矢印Ｘ方向に
ピストン２６は移動できず、また、矢印Ｘと反対方向に
もチエツク弁３０が閉ざされるため移動できず、ピスト
ン２６はハウジング２３に固定された状態になる。もっ
とも、過大な力か作用したときは、安全弁３３が開いて
ピストン２６の矢印Ｘ方向および矢印Ｘと反対方向の移
動を許容する。ソレノイドバルブ３２が第３図（ａ）に
示すように、絞り３１の開度を大にすると、オイルダン
パー６の両方向の制動力は小さく、第３図（ｂ）に示す
ように、絞り３１の開度を小にすると、オイルダンパー
６の両方向の制動力は大きくなる。

このように、絞り３１の開度の「大」、「小」、「閉」
の場合について、ピストン２６とハウジング２３との相
対速度に対する制動力の関係は第４図の曲線Ａ、Ｂ、Ｃ
に示すようになる。なお、「閉」の場合の曲線Ｃにおい
て、相対速度が小さい場合の立ち上がりの急な直線は、
油の圧縮により生じたものであり、緩やかな勾配の直線
は安全弁３３が開いた状態を表わす。

また、第１図において、１５は地上側の揺れを検出する
地震計、１６は建物２の揺れを検出する地震計、１７は
地震計１５．１６の出力を受けて第５図に示すようにソ
レノイドバルブ３２を制御するマイクロコンピュータを
含む制御装置である。

上記構成の制振装置の動作を第４．５図を参照しながら
説明する。

上記制御装置１７はステップＳ１で地上側の地震計１５
の出力を受けて地震が生じたか否かを判別し、地震が生
じていないときは、ステップＳ７に進んで、ソレノイド
バルブ３２にオイルダンパー６の絞り３１を全開にする
信号を出力する。したがって、地震が生じていないとき
には、建物２は動作しないオイルダンパー６によって基
ｉｌｌに強固に連結される。したがって、建物２は強風
などを受けても、揺れないようにできる。もつとも、安
全弁３３が開く以上の大きな力が作用した場合には、第
４図に示す曲線Ｃの特性でオイルダンパー６は揺れを許
容して制動力を付与する。

一方、ステップＳ１で地震が生じたと判別したときには
、ステップＳ２に進んて、制御装置Ｉ７はソレノイドバ
ルブ３２に絞り３１の開度を大にする信号を出力する。

したがって、地震発生時にはオイルダンパー６の制動力
すなわち減衰力が第４図中の曲線Ａに示すように小さく
、地上すなわち基礎ｌの揺れは変形係数の小さな積層ゴ
ム３と減衰力の小さなオイルダンパー６を通じて建物２
に伝えられる。したがって、地震エネルギーの建物２へ
の伝達は極めて少なく、建物２の揺れを小さくすること
ができる。

次に、ステップＳ３に進み、地震の卓越周波数が建物の
固有振動数と異なるか否かが判別される。

地震の卓越周波数が建物の固有振動数と一致する場合は
、小さな地震エネルギーの人力であっても建物の揺れが
大きくなる恐れがあるため、ステップＳ６に進んで、制
御装置１７は、ソレノイドバルブ３２に絞り３１の開度
を小さくする信号を出力して、オイルダンパー６に第４
図の曲線Ｂの制動力を出力させて、建物２の揺れに制動
をかける。

ステップＳ３で地震の卓越周波数が建物の固有振動数と
一致していないと判別したときには、ステップＳ４に進
んで、地上側の地震計１５からの入力と建物２に設けた
地震計１６からの入力に基づいて、制御装置１７は建物
２の振動が基礎ｌの振動より小さいか否かを判別する。

建物２の振動が基礎ｌの振動より大きい場合には、ステ
ップＳ６に進んで、絞り３１の開度を小にして第４図中
の曲線Ｂに示す減衰力で、建物２の揺れを減小させる。

ステップＳ４で、建物２の振動が基礎ｌの振動よりも小
さいと判別したときには、ステップＳ５に進んで、地上
側の地震計１５からの入力に基づき地震が終わったか否
かを判断して、地震が終わった場合にはステップＳ７に
進んで、ソレノイドバルブ３２で絞り３１を閉鎖し、地
震が終わっていない場合にはステップＳ３に戻る。

このように、地震が発生していないときには、オイルダ
ンパー６の絞り３１をソレノイドバルブ３２で閉じて建
物２を基礎ｌに固定し、また地震発生中において建物２
の振動が基礎ｌの振動より大きいとき、あるいは地震の
卓越周波数が建物２の固有振動数と一致するときには、
絞り３１の開度をソレノイドバルブ３２で小にして、建
物２の揺れのエネルギーを吸収して、建物２の揺れを減
小することができる。一方、地震発生時には、オイルダ
ンパー６の絞り３１の開度をソレノイドバルブ３２で全
開にして、建物２への地震エネルギーの入力を低減して
、建物２の揺れを押さえることができる。

上記実施例では、アイソレータとして積層ゴム３を用い
たが、積層ゴム３に代えてローラー、滑り台を用いても
よい。また、オイルダンパーの形式は上記実施例に限ら
ず粘性流体によって制動力を生じるものならばどのよう
なものでもよい。

〈発明の効果〉 以上より明らかなように、この発明によれば、建物をア
イソレータによって基礎に支持し、制御装置によって制
御されるバルブによってオイルダンパーの絞りの開度を
制御して、地震が発生していないときには、絞りを閉鎖
したオイルダンパーで基礎と建物とを強固に連結する一
方、地震が発生したときには、絞りの開度が適宜に制御
されたオイルダンパーで基礎と建物とを連結するように
しているので、基礎と建物を所望の複数の減衰特性で連
結して、建物の振動を減小させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の模式図、第２図はオイル
ダンパーの断面図、第３図は絞りの開度を説明する図、
第４図はオイルダンパーの制動特性を示す図、第５図は
制御装置の動作を示すフローチャートである。 １・・・基礎、２・・・建物、３・・・積層ゴム、６・
・・オイルダンパー　１５．１６・・・地震計、１７・
・・制御装置、３１・・・絞り、３２・・・ソレノイド
パルプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基礎に建物を支持するアイソレータと、上記基礎
   と建物とに連結され、上記建物に制動力を与えるオイル
   ダンパーと、 上記オイルダンパーの制動力を調節するバルブと、 地震が発生していないときに、上記オイルダンパーの制
   動力を強くする一方、地震が生じたときに、上記オイル
   ダンパーの制動力を弱くするように上記バルブを制御す
   る制御装置とを備えたことを特徴とするオイルダンパー
   を有する制振装置。