JPH08260745A - 構造物の制振用減衰装置 - Google Patents
構造物の制振用減衰装置Info
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- JPH08260745A JPH08260745A JP6073695A JP6073695A JPH08260745A JP H08260745 A JPH08260745 A JP H08260745A JP 6073695 A JP6073695 A JP 6073695A JP 6073695 A JP6073695 A JP 6073695A JP H08260745 A JPH08260745 A JP H08260745A
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- Japan
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- damping
- damping force
- control valve
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- piston
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- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 制振特性の改善と保守、点検等整備性の改良
を図る。 【構成】 構造物の架構本体と耐震要素との間にダンパ
ー５に介装し、構造物の振動を減衰するようにした制振
用減衰装置であって、ダンパー５としてのシリンダ１０
の両シリンダ室を連通する連通回路１５と、連通回路１
５に介装した制御弁３０と、この制御弁３０の前後の圧
力をそれぞれ検出するセンサ３２ａ，３２ｂと、制御弁
３０の開度を検出するセンサ３１と、構造物の揺れの周
期に対応した減衰力特性を付与するように、検出した前
後差圧に基づいて制御弁３０の開口面積を演算し、この
開口面積となるように制御弁３０の開度をフィードバッ
ク制御するコントローラ４０を備える。
を図る。 【構成】 構造物の架構本体と耐震要素との間にダンパ
ー５に介装し、構造物の振動を減衰するようにした制振
用減衰装置であって、ダンパー５としてのシリンダ１０
の両シリンダ室を連通する連通回路１５と、連通回路１
５に介装した制御弁３０と、この制御弁３０の前後の圧
力をそれぞれ検出するセンサ３２ａ，３２ｂと、制御弁
３０の開度を検出するセンサ３１と、構造物の揺れの周
期に対応した減衰力特性を付与するように、検出した前
後差圧に基づいて制御弁３０の開口面積を演算し、この
開口面積となるように制御弁３０の開度をフィードバッ
ク制御するコントローラ４０を備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は構造物の制振用の高減衰
装置に関する。
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】高層建築物などが風による揺れや、地震
による揺れを減衰するために、構造物の柱梁架構内にブ
レースや壁などの耐震要素を組み込み、この耐震要素と
架構本体との間をダンパーで連結し、構造物の振動を減
衰する方式が種々提案されている（例えば特開平５−５
９８４１号、特開平６−２４５０号公報等参照）。
による揺れを減衰するために、構造物の柱梁架構内にブ
レースや壁などの耐震要素を組み込み、この耐震要素と
架構本体との間をダンパーで連結し、構造物の振動を減
衰する方式が種々提案されている（例えば特開平５−５
９８４１号、特開平６−２４５０号公報等参照）。
【０００３】ところで、風による構造物の揺れと、地震
による揺れでは、その振動周期が相違し、したがって、
これらの振動を減衰するのに最適なダンパーの減衰特性
も異なる。
による揺れでは、その振動周期が相違し、したがって、
これらの振動を減衰するのに最適なダンパーの減衰特性
も異なる。
【０００４】そこで、特開平６−２４５０号では、ダン
パーのピストン内部に設けた調整弁とリリーフ弁によ
り、図７にも示すように、減衰力特性を、減衰係数Ｃが
大きい傾きが急な部分（減衰係数Ｃａ）、傾きが中程度
の部分（減衰係数Ｃｂ＝中）、傾きの緩やかな部分（減
衰係数Ｃｃ＝小）からなる折れ線特性に設定し、減衰係
数Ｃａの部分では風に対する制振、Ｃｂの部分は地震に
対する制振作用を発揮させ、また、Ｃｃの部分では過大
な外力に対して構造物を保護しつつ制振するようにして
いる。
パーのピストン内部に設けた調整弁とリリーフ弁によ
り、図７にも示すように、減衰力特性を、減衰係数Ｃが
大きい傾きが急な部分（減衰係数Ｃａ）、傾きが中程度
の部分（減衰係数Ｃｂ＝中）、傾きの緩やかな部分（減
衰係数Ｃｃ＝小）からなる折れ線特性に設定し、減衰係
数Ｃａの部分では風に対する制振、Ｃｂの部分は地震に
対する制振作用を発揮させ、また、Ｃｃの部分では過大
な外力に対して構造物を保護しつつ制振するようにして
いる。
【０００５】そして、このように減衰力を変化させるの
に、前記調整弁にスリットを設けたりしてダンパーの発
生減衰力を制御している。
に、前記調整弁にスリットを設けたりしてダンパーの発
生減衰力を制御している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、調整弁に設け
たスリットにより減衰力特性を付与する場合、その減衰
力特性を変更することができず、構造物のモデルを用い
た振動解析により求められた減衰力特性と実際の構造物
との振動特性に差異がある場合には、最良の制振効果が
得られない。
たスリットにより減衰力特性を付与する場合、その減衰
力特性を変更することができず、構造物のモデルを用い
た振動解析により求められた減衰力特性と実際の構造物
との振動特性に差異がある場合には、最良の制振効果が
得られない。
【０００７】また、減衰力特性を付与する調整弁はピス
トンの内部にあり、もし実際の構造物の振動特性に合わ
せて減衰力を調整する場合、ダンパを分解して調整弁の
スリットを再加工するなどの必要があり、調整に手間が
かかり、また設置後にあっても調整弁等に作動不良があ
ったときは、いちいち分解しなければならず、保守が面
倒であった。
トンの内部にあり、もし実際の構造物の振動特性に合わ
せて減衰力を調整する場合、ダンパを分解して調整弁の
スリットを再加工するなどの必要があり、調整に手間が
かかり、また設置後にあっても調整弁等に作動不良があ
ったときは、いちいち分解しなければならず、保守が面
倒であった。
【０００８】さらには、要求される減衰力特性によって
は、スリットの形状が非常に複雑となり、加工が面倒
で、コストも高くつき、しかも、スリットの形状等を変
更しただけでは対応しきれずに最適な減衰力特性を付与
できないこともある。
は、スリットの形状が非常に複雑となり、加工が面倒
で、コストも高くつき、しかも、スリットの形状等を変
更しただけでは対応しきれずに最適な減衰力特性を付与
できないこともある。
【０００９】本発明はこのような問題を解決することを
目的とする。
目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】そこで第１の発明は、図
６に示すように、構造物の架構本体と耐震要素との間に
ダンパーに介装し、構造物の振動を減衰するようにした
制振用減衰装置において、前記ダンパーとしての作動流
体を封入した両ロッド型のシリンダ（１０）と、シリン
ダのピストンで画成された両シリンダ室を連通する連通
回路（１５）と、連通回路に介装した制御弁（３０）
と、この制御弁の前後の圧力をそれぞれ検出する手段
（３２ａ，３２ｂ）と、制御弁の開度を検出する手段
（３１）と、構造物の揺れの周期に対応した減衰力特性
を設定する手段５１と、検出した前後差圧に基づいて設
定減衰力特性を付与するための制御弁の開口面積を演算
する手段５２と、この開口面積となるように制御弁の開
度をフィードバック制御する手段５３とを備える。（た
だし、括弧内の符号は実施例に対応する） 第２の発明は、第１の発明において、前記減衰力特性の
設定手段は、ピストン速度と減衰力との関係が、所定の
減衰係数をもった複数の直線的減衰特性を合成した減衰
力特性に設定してある。
６に示すように、構造物の架構本体と耐震要素との間に
ダンパーに介装し、構造物の振動を減衰するようにした
制振用減衰装置において、前記ダンパーとしての作動流
体を封入した両ロッド型のシリンダ（１０）と、シリン
ダのピストンで画成された両シリンダ室を連通する連通
回路（１５）と、連通回路に介装した制御弁（３０）
と、この制御弁の前後の圧力をそれぞれ検出する手段
（３２ａ，３２ｂ）と、制御弁の開度を検出する手段
（３１）と、構造物の揺れの周期に対応した減衰力特性
を設定する手段５１と、検出した前後差圧に基づいて設
定減衰力特性を付与するための制御弁の開口面積を演算
する手段５２と、この開口面積となるように制御弁の開
度をフィードバック制御する手段５３とを備える。（た
だし、括弧内の符号は実施例に対応する） 第２の発明は、第１の発明において、前記減衰力特性の
設定手段は、ピストン速度と減衰力との関係が、所定の
減衰係数をもった複数の直線的減衰特性を合成した減衰
力特性に設定してある。
【００１１】第３の発明は、第２の発明において、前記
減衰力特性の設定手段が、複数の直線的減衰特性を合成
するのに、そのときのピストン速度に対していずれか小
さい方の減衰力を選択するようになっている。
減衰力特性の設定手段が、複数の直線的減衰特性を合成
するのに、そのときのピストン速度に対していずれか小
さい方の減衰力を選択するようになっている。
【００１２】第４の発明は、第１〜第３の発明におい
て、前記制御弁開口面積の演算手段が、制御弁の前後差
圧と開口面積とから求められる流量と、流量から求めら
れるピストン速度と、ピストン速度と減衰係数から求め
られる減衰力とに基づき、この減衰力が設定減衰力とな
るように制御弁開口面積を算出する。
て、前記制御弁開口面積の演算手段が、制御弁の前後差
圧と開口面積とから求められる流量と、流量から求めら
れるピストン速度と、ピストン速度と減衰係数から求め
られる減衰力とに基づき、この減衰力が設定減衰力とな
るように制御弁開口面積を算出する。
【００１３】
【作用】第１の発明では、構造物に揺れが起きると、架
構本体と耐震要素との間に相対的な変位差が生じ、これ
に応じてシリンダのピストンが変位する。ピストンの変
位により作動流体が連通回路を経由して左右のシリンダ
室間を移動し、このとき制御弁の開度に応じて流体抵抗
が発生し、これが前記変位差を吸収、減衰する減衰力と
なり、構造物の揺れを減少させる。
構本体と耐震要素との間に相対的な変位差が生じ、これ
に応じてシリンダのピストンが変位する。ピストンの変
位により作動流体が連通回路を経由して左右のシリンダ
室間を移動し、このとき制御弁の開度に応じて流体抵抗
が発生し、これが前記変位差を吸収、減衰する減衰力と
なり、構造物の揺れを減少させる。
【００１４】このときの減衰力が、構造物の揺れの周期
に対応しての所定の減衰力特性となるように、予めピス
トン速度と減衰力との関係が設定されており、この設定
減衰力特性が得られるように、制御弁の開度がフィード
バック制御される。このためピストン速度に対して精度
よく目標とする減衰力が発生する。また、必要に応じて
発生減衰力を異なった特性に設定することもできるの
で、実際の構造物の振動特性に対応して、最適な制振作
用を発揮させられる。なお、減衰力を制御するための制
御弁がシリンダとは別体に構成されているので、保守、
点検にあたり、シリンダを分解する必要などもなく、容
易に行える。
に対応しての所定の減衰力特性となるように、予めピス
トン速度と減衰力との関係が設定されており、この設定
減衰力特性が得られるように、制御弁の開度がフィード
バック制御される。このためピストン速度に対して精度
よく目標とする減衰力が発生する。また、必要に応じて
発生減衰力を異なった特性に設定することもできるの
で、実際の構造物の振動特性に対応して、最適な制振作
用を発揮させられる。なお、減衰力を制御するための制
御弁がシリンダとは別体に構成されているので、保守、
点検にあたり、シリンダを分解する必要などもなく、容
易に行える。
【００１５】第２の発明では、構造物の実際の振動特性
により精度よく対応した減衰力特性を設定することがで
き、最適な制振作用が得られる。
により精度よく対応した減衰力特性を設定することがで
き、最適な制振作用が得られる。
【００１６】第３の発明では、構造物の振動を適切に減
衰すると共に、大きな揺れなどに対しては、構造物に過
大な減衰反力が作用するのを防ぎ、その保護が図れる。
衰すると共に、大きな揺れなどに対しては、構造物に過
大な減衰反力が作用するのを防ぎ、その保護が図れる。
【００１７】第４の発明では、ピストン速度や流量は、
検出した制御弁の前後差圧から算出され、圧力検出手段
のみによって所定の減衰力を発生させるのに必要な制御
弁開口面積が演算でき、それだけ装置の簡略化、コスト
ダウンが図れる。
検出した制御弁の前後差圧から算出され、圧力検出手段
のみによって所定の減衰力を発生させるのに必要な制御
弁開口面積が演算でき、それだけ装置の簡略化、コスト
ダウンが図れる。
【００１８】
【実施例】図１は制振用のダンパー、図２、図３はこの
ダンパーを組み込んだ構造物を現すもので、まず、図
２，図３において、１は構造物、２は構造物１の各階を
構成する柱、３は梁であり、さらに、これら柱２、梁３
からなる架構本体の各階には、局所的に耐震要素として
のブレース４が設けられ、例えば、ブレース４と梁３と
をダンパー５で連結し、水平方向の相対振動を減衰す
る。
ダンパーを組み込んだ構造物を現すもので、まず、図
２，図３において、１は構造物、２は構造物１の各階を
構成する柱、３は梁であり、さらに、これら柱２、梁３
からなる架構本体の各階には、局所的に耐震要素として
のブレース４が設けられ、例えば、ブレース４と梁３と
をダンパー５で連結し、水平方向の相対振動を減衰す
る。
【００１９】構造物１に風などにより揺れ（水平方向の
揺れ）が発生したときに、耐震要素としてのブレース４
に対して梁３の移動量が大きく、相対的な振動差を生じ
るが、この振動差をダンパー５の抵抗力で減衰すること
により、梁３の移動を抑制して構造物１の全体の揺れを
小さくすることができる。このとき、構造物１の揺れの
振動周期は、風などによるものと地震によるものとでは
相違し、これら振動特性に対応してダンパー５に要求さ
れる減衰力特性も異なってくる。
揺れ）が発生したときに、耐震要素としてのブレース４
に対して梁３の移動量が大きく、相対的な振動差を生じ
るが、この振動差をダンパー５の抵抗力で減衰すること
により、梁３の移動を抑制して構造物１の全体の揺れを
小さくすることができる。このとき、構造物１の揺れの
振動周期は、風などによるものと地震によるものとでは
相違し、これら振動特性に対応してダンパー５に要求さ
れる減衰力特性も異なってくる。
【００２０】このような減衰力特性の要求に対応するた
め、ダンパー５は、図１のように構成されている。
め、ダンパー５は、図１のように構成されている。
【００２１】図中１０は両ロッド型のシリンダ、１１は
ピストン、１２ａ，１２ｂはシリンダ１０の両端から突
出させた同一径のピストンロッド、１３ａ，１３ｂはピ
ストン１１の両側に形成されたシリンダ室、１４ａ，１
４ｂは一方がピストンロッド１２ａ、他方がシリンダ１
０に取付けた連結ブラケットである。
ピストン、１２ａ，１２ｂはシリンダ１０の両端から突
出させた同一径のピストンロッド、１３ａ，１３ｂはピ
ストン１１の両側に形成されたシリンダ室、１４ａ，１
４ｂは一方がピストンロッド１２ａ、他方がシリンダ１
０に取付けた連結ブラケットである。
【００２２】これら左右のシリンダ室１３ａ，１３ｂ
は、連通回路１５により相互に連通され、ピストン１１
の変位に伴い、内部に封入した作動流体が両方のシリン
ダ室１３ａ，１３ｂ間を移動する。なお、図示しない
が、連通回路１５の一部にアキュムレータを接続し、作
動流体の膨張収縮あるいは漏れ分を補償する。
は、連通回路１５により相互に連通され、ピストン１１
の変位に伴い、内部に封入した作動流体が両方のシリン
ダ室１３ａ，１３ｂ間を移動する。なお、図示しない
が、連通回路１５の一部にアキュムレータを接続し、作
動流体の膨張収縮あるいは漏れ分を補償する。
【００２３】連通回路１５には電磁比例制御弁３０が介
装され、この比例制御弁３０の開度に応じて作動流体の
流れに抵抗を付与し、減衰力を発生させる。
装され、この比例制御弁３０の開度に応じて作動流体の
流れに抵抗を付与し、減衰力を発生させる。
【００２４】電磁比例制御弁３０はコントローラ４０か
らの制御信号により作動し、コントローラ４０は、図５
（Ａ）（Ｂ）に示すような、予め設定した目標の減衰力
特性にしたがって電磁比例制御弁３０の開度（開口面
積）を演算する回路４２と、実際の減衰力が目標値と一
致するようにその開度をフィードパック制御する回路４
１とから構成されるもので、そのため電磁比例制御弁３
０の変位（開度）を検出する変位センサ３１、シリンダ
室１３ａ，１３ｂの圧力を検出する圧力センサ３２ａ，
３２ｂからの信号が入力する。
らの制御信号により作動し、コントローラ４０は、図５
（Ａ）（Ｂ）に示すような、予め設定した目標の減衰力
特性にしたがって電磁比例制御弁３０の開度（開口面
積）を演算する回路４２と、実際の減衰力が目標値と一
致するようにその開度をフィードパック制御する回路４
１とから構成されるもので、そのため電磁比例制御弁３
０の変位（開度）を検出する変位センサ３１、シリンダ
室１３ａ，１３ｂの圧力を検出する圧力センサ３２ａ，
３２ｂからの信号が入力する。
【００２５】ダンパー５の目標とする減衰力特性は、ピ
ストン速度とそのときに発生する減衰力との関係から規
定され、実際のピストン速度はシリンダ排出流量から、
また減衰力はシリンダ室圧力から算出する。
ストン速度とそのときに発生する減衰力との関係から規
定され、実際のピストン速度はシリンダ排出流量から、
また減衰力はシリンダ室圧力から算出する。
【００２６】コントローラ４０において実行される制御
動作について、まずその原理から説明する。
動作について、まずその原理から説明する。
【００２７】いま、例えば、目標とする減衰力特性を図
５（Ａ）として、その減衰力特性を発生させるための電
磁比例制御弁３０の開度特性は図５（Ｂ）のようになる
とする。
５（Ａ）として、その減衰力特性を発生させるための電
磁比例制御弁３０の開度特性は図５（Ｂ）のようになる
とする。
【００２８】実線で示す減衰力特性は２つの直線的な特
性との合成特性となり、それぞれの減衰係数を
Ｃ1，Ｃ2として、この場合、減衰力の制御特性として
は、ピストン速度に対して、直線特性、のいずれか
小さい方を選択すればよいことになる。
性との合成特性となり、それぞれの減衰係数を
Ｃ1，Ｃ2として、この場合、減衰力の制御特性として
は、ピストン速度に対して、直線特性、のいずれか
小さい方を選択すればよいことになる。
【００２９】いま、直線の減衰力特性は、発生減衰力
Ｆ、ピストン速度Ｖとして、 Ｆ＝Ｃ1・Ｖ…(1) で与えられる。ここで、作動流体の圧縮性を無視する
と、減衰力Ｆとピストン速度Ｖは、 Ｆ＝Ａ・Ｐ…(2) Ｖ＝Ｑ／Ａ…(3) ただし、Ｐはシリンダ室１３ａ，１３ｂの差圧（│Ｐａ
−Ｐｂ│）、Ｑはピストン排出量（弁通過流量）、Ａは
ピストン受圧面積となる。
Ｆ、ピストン速度Ｖとして、 Ｆ＝Ｃ1・Ｖ…(1) で与えられる。ここで、作動流体の圧縮性を無視する
と、減衰力Ｆとピストン速度Ｖは、 Ｆ＝Ａ・Ｐ…(2) Ｖ＝Ｑ／Ａ…(3) ただし、Ｐはシリンダ室１３ａ，１３ｂの差圧（│Ｐａ
−Ｐｂ│）、Ｑはピストン排出量（弁通過流量）、Ａは
ピストン受圧面積となる。
【００３０】また、ピストン排出量（弁通過流量）Ｑ
は、弁開口面積ａ1、と、その前後差圧Ｐとから、 Ｑ＝α・ａ1√（Ｐ）…(4) ただし、αは定数として求まる。したがって、これら
(1)〜(4)式により、直線の特性を発生するための電磁
比例制御弁の弁開口面積ａ1（図５（Ｂ）参照）は次の
ようにして求められる。
は、弁開口面積ａ1、と、その前後差圧Ｐとから、 Ｑ＝α・ａ1√（Ｐ）…(4) ただし、αは定数として求まる。したがって、これら
(1)〜(4)式により、直線の特性を発生するための電磁
比例制御弁の弁開口面積ａ1（図５（Ｂ）参照）は次の
ようにして求められる。
【００３１】ａ1＝（Ａ2／Ｃ1・α）・√（Ｐ）…(5) 次に、直線の減衰力特性は、 Ｆ＝Ｃ2・Ｖ＋Ｆ2…(6) ただし、Ｆ2はピストン速度Ｖ＝０のときの減衰力 として与えられる。また、直線と同様にして、 Ｆ＝Ａ・Ｐ…(7) Ｖ＝Ｑ／Ａ…(8) Ｑ＝α・ａ2√（Ｐ）…(9) ただし、ａ2は弁開口面積 が求められる。これら(6)〜(9)式から、弁開口面積ａ2
を求めると、次のようになる。
を求めると、次のようになる。
【００３２】 ａ2＝（Ａ2／Ｃ2・α）［√（Ｐ）−Ｐ2／√（Ｐ）］…(10) ただし、Ｐ2はピストン速度＝０のときの圧力（＝Ｆ2／
Ａ） この式(10)において、Ｐ≦Ｐ2（Ｆ≦Ｆ2）の範囲は制御
しなくてもよいから、 ａ2＝０ （ただし、Ｐ≦Ｐ2） ａ2＝（Ａ2／Ｃ2・α）［√（Ｐ）−Ｐ2／√（Ｐ）］ （ただし、Ｐ＞Ｐ2 ）…(11) となり、したがって、これに基づいて弁開口面積がａ2
となるように制御すれば、直線の特性が得られる。
Ａ） この式(10)において、Ｐ≦Ｐ2（Ｆ≦Ｆ2）の範囲は制御
しなくてもよいから、 ａ2＝０ （ただし、Ｐ≦Ｐ2） ａ2＝（Ａ2／Ｃ2・α）［√（Ｐ）−Ｐ2／√（Ｐ）］ （ただし、Ｐ＞Ｐ2 ）…(11) となり、したがって、これに基づいて弁開口面積がａ2
となるように制御すれば、直線の特性が得られる。
【００３３】全体の減衰力特性は、前にも述べたよう
に、直線とのうち小さい方を選択すればよいから、
弁開口面積ａ1とａ2については、弁開口面積が大きい方
が発生減衰力が小さくなるので、ａ1、ａ2の計算値のう
ち大きい値ａｒを選択すればよいことになる。したがっ
て、 ａｒ＝ｍａｘ（ａ1，ａ2）…(12) ただし、ｍａｘ（ａ1，ａ2）はａ1とａ2のうちいずれか
大きい方を選択するという意味。
に、直線とのうち小さい方を選択すればよいから、
弁開口面積ａ1とａ2については、弁開口面積が大きい方
が発生減衰力が小さくなるので、ａ1、ａ2の計算値のう
ち大きい値ａｒを選択すればよいことになる。したがっ
て、 ａｒ＝ｍａｘ（ａ1，ａ2）…(12) ただし、ｍａｘ（ａ1，ａ2）はａ1とａ2のうちいずれか
大きい方を選択するという意味。
【００３４】なお、以上の説明では、２つの直線、
を合成した減衰力特性の制御について述べたが、Ｎ個の
直線の合成からなる減衰力特性は、前記(11)式に基づい
て、次のようにして算出することができる。
を合成した減衰力特性の制御について述べたが、Ｎ個の
直線の合成からなる減衰力特性は、前記(11)式に基づい
て、次のようにして算出することができる。
【００３５】 ａｉ＝０ （ただし、Ｐ≦Ｐｉ） ａｉ＝（Ａ2／Ｃｉ・α）［√（Ｐ）−Ｐｉ／√（Ｐ）］ （ただし、Ｐ＞ Ｐｉ）…(13) ただし、ｉ＝２，３，…Ｎ これらのことを実現するために、コントローラ４０で実
行される制御内容は次のようになる。
行される制御内容は次のようになる。
【００３６】図４に示すように、まず直線の特性に関
して、ステップ１では、検出した圧力Ｐａ，Ｐｂより、
差圧Ｐを、Ｐ＝│Ｐａ−Ｐｂ│として算出する。ステッ
プ２で、この差圧Ｐと減衰係数Ｃ1とから、弁開口面積
ａ1を、ａ1＝（Ａ2／Ｃ1・α）・√（Ｐ）として算出す
る。
して、ステップ１では、検出した圧力Ｐａ，Ｐｂより、
差圧Ｐを、Ｐ＝│Ｐａ−Ｐｂ│として算出する。ステッ
プ２で、この差圧Ｐと減衰係数Ｃ1とから、弁開口面積
ａ1を、ａ1＝（Ａ2／Ｃ1・α）・√（Ｐ）として算出す
る。
【００３７】次に、直線に関して、ステップ３で差圧
Ｐと、減衰係数Ｃ2、切片圧力Ｐ2とにより、弁開口面積
ａ2を、ａ2＝０（ただし、Ｐ≦Ｐ2）、またａ2＝（Ａ2
／Ｃ2・α）［√（Ｐ）−Ｐ2／√（Ｐ）］（ただし、Ｐ
＞Ｐ2）として算出する。
Ｐと、減衰係数Ｃ2、切片圧力Ｐ2とにより、弁開口面積
ａ2を、ａ2＝０（ただし、Ｐ≦Ｐ2）、またａ2＝（Ａ2
／Ｃ2・α）［√（Ｐ）−Ｐ2／√（Ｐ）］（ただし、Ｐ
＞Ｐ2）として算出する。
【００３８】そして、ステップ４でこれらａ1とａ2のう
ち大きい方の値を、ａｒとして選択し、ステップ５でこ
の弁開口面積ａｒを、弁変位ｘｒに、面積−変位変換テ
ーブルをルックアップして変換する。ステップ６におい
て、このｘｒを電磁比例制御弁への出力信号とする。
ち大きい方の値を、ａｒとして選択し、ステップ５でこ
の弁開口面積ａｒを、弁変位ｘｒに、面積−変位変換テ
ーブルをルックアップして変換する。ステップ６におい
て、このｘｒを電磁比例制御弁への出力信号とする。
【００３９】ただし、ステップ７で出力信号ｘｒと実際
の弁変位量ｘと比較され、このｘがｘｒと一致するよう
に、電磁比例制御弁３０への制御信号が修正され、これ
が出力される。
の弁変位量ｘと比較され、このｘがｘｒと一致するよう
に、電磁比例制御弁３０への制御信号が修正され、これ
が出力される。
【００４０】以上の制御により、電磁比例制御弁３０の
開度（変位）が、ダンパー５のピストン速度に応じて変
化し、この開度に対応して、ダンパー５は図５に示すよ
うな減衰力を発生する。
開度（変位）が、ダンパー５のピストン速度に応じて変
化し、この開度に対応して、ダンパー５は図５に示すよ
うな減衰力を発生する。
【００４１】構造物１に風などにより揺れが発生したと
きに、耐震要素としてのブレース４と梁３との間に相対
的な変位を生じるが、この相対変位をダンパー５の抵抗
力で減衰する。構造物１の揺れの周期は、風による場合
と地震による場合とで異なり、これに応じてダンパー５
のピストン速度が変化する。したがって、このピストン
速度に対応して、減衰力が可変的に制御されることによ
り、構造物１の振動を効果的に吸収、減衰できる。
きに、耐震要素としてのブレース４と梁３との間に相対
的な変位を生じるが、この相対変位をダンパー５の抵抗
力で減衰する。構造物１の揺れの周期は、風による場合
と地震による場合とで異なり、これに応じてダンパー５
のピストン速度が変化する。したがって、このピストン
速度に対応して、減衰力が可変的に制御されることによ
り、構造物１の振動を効果的に吸収、減衰できる。
【００４２】ところで、電磁比例制御弁３０により発生
するダンパー５の減衰力特性は、コントローラ４０から
の信号により、自由に調整することができ、図５のよう
に、２つの直線、の合成特性に限らず、前記した式
(13)に示すようにして、さらに複数の直線を合成した減
衰力特性に設定することも自由に行えるので、実際の構
造物１の振動特性に対応して、最適な制振効果をもたら
すことが可能となる。
するダンパー５の減衰力特性は、コントローラ４０から
の信号により、自由に調整することができ、図５のよう
に、２つの直線、の合成特性に限らず、前記した式
(13)に示すようにして、さらに複数の直線を合成した減
衰力特性に設定することも自由に行えるので、実際の構
造物１の振動特性に対応して、最適な制振効果をもたら
すことが可能となる。
【００４３】また、減衰力特性の修正は、ダンパー５や
電磁比例制御弁３０等を分解したりすることなく、コン
トローラ４０で設定する減衰係数Ｃを調整することによ
り、簡単に行うことができ、減衰力を調整するための電
磁比例制御弁３０がダンパー５とは別体に構成されてい
るので、保守、点検も容易になる。
電磁比例制御弁３０等を分解したりすることなく、コン
トローラ４０で設定する減衰係数Ｃを調整することによ
り、簡単に行うことができ、減衰力を調整するための電
磁比例制御弁３０がダンパー５とは別体に構成されてい
るので、保守、点検も容易になる。
【００４４】
【発明の効果】第１の発明は、構造物の架構本体と耐震
要素との間にダンパーに介装し、構造物の振動を減衰す
るようにした制振用減衰装置において、前記ダンパーと
しての作動流体を封入した両ロッド型のシリンダと、シ
リンダのピストンで画成された両シリンダ室を連通する
連通回路と、連通回路に介装した制御弁と、この制御弁
の前後の圧力をそれぞれ検出する手段と、制御弁の開度
を検出する手段と、構造物の揺れの周期に対応した減衰
力特性を設定する手段と、検出した前後差圧に基づいて
設定減衰力特性を付与するための制御弁の開口面積を演
算する手段と、この開口面積となるように制御弁の開度
をフィードバック制御する手段とを備えたため、構造物
に揺れが起きると、これに応じてシリンダのピストンが
変位し、これに伴う作動流体の移動に対して制御弁の開
度に応じて流体抵抗が発生し、これが構造物の変位を吸
収、減衰する減衰力となり、構造物の揺れを減少させる
が、このとき発生する減衰力は、構造物の揺れの周期に
対応しての所定の減衰力特性となるように予め設定され
ており、かつこの設定減衰力特性が得られるように、制
御弁の開度がフィードバック制御されるため、ピストン
速度に対して精度よく目標とする減衰力を発生させるこ
とができ、また、必要に応じて発生減衰力を異なった特
性に設定することもできるので、実際の構造物の振動特
性に対応して、最適な制振作用を発揮させられる一方、
減衰力を制御するための制御弁がシリンダとは別体に構
成されているので、保守、点検にあたり、シリンダを分
解する必要などもなく、作業性の向上が図れる。
要素との間にダンパーに介装し、構造物の振動を減衰す
るようにした制振用減衰装置において、前記ダンパーと
しての作動流体を封入した両ロッド型のシリンダと、シ
リンダのピストンで画成された両シリンダ室を連通する
連通回路と、連通回路に介装した制御弁と、この制御弁
の前後の圧力をそれぞれ検出する手段と、制御弁の開度
を検出する手段と、構造物の揺れの周期に対応した減衰
力特性を設定する手段と、検出した前後差圧に基づいて
設定減衰力特性を付与するための制御弁の開口面積を演
算する手段と、この開口面積となるように制御弁の開度
をフィードバック制御する手段とを備えたため、構造物
に揺れが起きると、これに応じてシリンダのピストンが
変位し、これに伴う作動流体の移動に対して制御弁の開
度に応じて流体抵抗が発生し、これが構造物の変位を吸
収、減衰する減衰力となり、構造物の揺れを減少させる
が、このとき発生する減衰力は、構造物の揺れの周期に
対応しての所定の減衰力特性となるように予め設定され
ており、かつこの設定減衰力特性が得られるように、制
御弁の開度がフィードバック制御されるため、ピストン
速度に対して精度よく目標とする減衰力を発生させるこ
とができ、また、必要に応じて発生減衰力を異なった特
性に設定することもできるので、実際の構造物の振動特
性に対応して、最適な制振作用を発揮させられる一方、
減衰力を制御するための制御弁がシリンダとは別体に構
成されているので、保守、点検にあたり、シリンダを分
解する必要などもなく、作業性の向上が図れる。
【００４５】第２の発明は、前記減衰力特性の設定手段
が、ピストン速度と減衰力との関係が、所定の減衰係数
をもった複数の直線的減衰特性を合成した減衰力特性に
設定してあるため、構造物の実際の振動特性により精度
よく対応した減衰力特性を設定することができ、最適な
制振作用が得られる。
が、ピストン速度と減衰力との関係が、所定の減衰係数
をもった複数の直線的減衰特性を合成した減衰力特性に
設定してあるため、構造物の実際の振動特性により精度
よく対応した減衰力特性を設定することができ、最適な
制振作用が得られる。
【００４６】第３の発明は、前記減衰力特性の設定手段
が、複数の直線的減衰特性を合成するのに、そのときの
ピストン速度に対していずれか小さい方の減衰力を選択
するので、構造物の振動を適切に減衰すると共に、大き
な揺れなどに対しては、構造物に過大な減衰反力が作用
するのを防ぎ、その保護が図れる。
が、複数の直線的減衰特性を合成するのに、そのときの
ピストン速度に対していずれか小さい方の減衰力を選択
するので、構造物の振動を適切に減衰すると共に、大き
な揺れなどに対しては、構造物に過大な減衰反力が作用
するのを防ぎ、その保護が図れる。
【００４７】第４の発明は、前記制御弁開口面積の演算
手段が、制御弁の前後差圧と開口面積とから求められる
流量と、流量から求められるピストン速度と、ピストン
速度と減衰係数から求められる減衰力とに基づき、この
減衰力が設定減衰力となるように制御弁開口面積を算出
するので、ピストン速度や流量は、検出した制御弁の前
後差圧から算出され、圧力検出手段のみによって所定の
減衰力を発生させるのに必要な制御弁開口面積が演算で
き、それだけ装置の簡略化、コストダウンが図れる。
手段が、制御弁の前後差圧と開口面積とから求められる
流量と、流量から求められるピストン速度と、ピストン
速度と減衰係数から求められる減衰力とに基づき、この
減衰力が設定減衰力となるように制御弁開口面積を算出
するので、ピストン速度や流量は、検出した制御弁の前
後差圧から算出され、圧力検出手段のみによって所定の
減衰力を発生させるのに必要な制御弁開口面積が演算で
き、それだけ装置の簡略化、コストダウンが図れる。
【図１】本発明の実施例を示す油圧回路図である。
【図２】構造物の概略構成図である。
【図３】ダンパーの取付状態を示す概略構成図である。
【図４】コントローラの制御動作を示すフローチャート
である。
である。
【図５】ダンパーの減衰力特性を示すもので、（Ａ）は
ピストン速度と減衰力の関係を示す説明図、（Ｂ）はピ
ストン速度と制御弁の開口面積の関係を示す説明図であ
る。
ピストン速度と減衰力の関係を示す説明図、（Ｂ）はピ
ストン速度と制御弁の開口面積の関係を示す説明図であ
る。
【図６】本発明の構成を示す構成図である。
【図７】従来の減衰力特性を示す説明図である。
１０ シリンダ １２ａ，１２ｂ ピストンロッド １３ａ，１３ｂ シリンダ室 １５ 連通回路 ３０ 電磁比例制御弁 ３１ 変位センサ ３２ａ，３２ｂ 圧力センサ ４０ コントローラ ４１ フィードバック制御回路 ４２ 開口面積演算回路
Claims (4)
- 【請求項１】 構造物の架構本体と耐震要素との間にダ
ンパーに介装し、構造物の振動を減衰するようにした制
振用減衰装置において、前記ダンパーとしての作動流体
を封入した両ロッド型のシリンダと、シリンダのピスト
ンで画成された両シリンダ室を連通する連通回路と、連
通回路に介装した制御弁と、この制御弁の前後の圧力を
それぞれ検出する手段と、制御弁の開度を検出する手段
と、構造物の揺れの周期に対応した減衰力特性を設定す
る手段と、検出した前後差圧に基づいて設定減衰力特性
を付与するための制御弁の開口面積を演算する手段と、
この開口面積となるように制御弁の開度をフィードバッ
ク制御する手段とを備えることを特徴とする構造物の制
振用減衰装置。 - 【請求項２】 前記減衰力特性の設定手段は、ピストン
速度と減衰力との関係が、所定の減衰係数をもった複数
の直線的減衰特性を合成した減衰力特性に設定してある
請求項１に記載の構造物の制振用減衰装置。 - 【請求項３】 前記減衰力特性の設定手段が、複数の直
線的減衰特性を合成するのに、そのときのピストン速度
に対していずれか小さい方の減衰力を選択する請求項２
に記載の構造物の制振用減衰装置。 - 【請求項４】 前記制御弁開口面積の演算手段が、制御
弁の前後差圧と開口面積とから求められる流量と、流量
から求められるピストン速度と、ピストン速度と減衰係
数から求められる減衰力とに基づき、この減衰力が設定
減衰力となるように制御弁開口面積を算出する請求項１
〜３のいずれか一つに記載の構造物の制振用減衰装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6073695A JP3672604B2 (ja) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | 構造物の制振用減衰装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6073695A JP3672604B2 (ja) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | 構造物の制振用減衰装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08260745A true JPH08260745A (ja) | 1996-10-08 |
| JP3672604B2 JP3672604B2 (ja) | 2005-07-20 |
Family
ID=13150853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6073695A Expired - Fee Related JP3672604B2 (ja) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | 構造物の制振用減衰装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3672604B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102537181A (zh) * | 2012-01-20 | 2012-07-04 | 河海大学常州校区 | 一种主控液压阻尼器 |
| CN102537179A (zh) * | 2012-01-20 | 2012-07-04 | 河海大学常州校区 | 主控液压阻尼器 |
| CN102562917A (zh) * | 2012-01-20 | 2012-07-11 | 河海大学常州校区 | 一种主控液压阻尼器 |
| CN103631191A (zh) * | 2013-11-07 | 2014-03-12 | 太仓莫迪思能源工程有限公司 | 一种防爆微正压仓 |
| KR20180109218A (ko) * | 2017-03-27 | 2018-10-08 | 한국해양과학기술원 | 감쇠계수의 조절이 가능한 감쇠장치 |
-
1995
- 1995-03-20 JP JP6073695A patent/JP3672604B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102537181A (zh) * | 2012-01-20 | 2012-07-04 | 河海大学常州校区 | 一种主控液压阻尼器 |
| CN102537179A (zh) * | 2012-01-20 | 2012-07-04 | 河海大学常州校区 | 主控液压阻尼器 |
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| CN103631191A (zh) * | 2013-11-07 | 2014-03-12 | 太仓莫迪思能源工程有限公司 | 一种防爆微正压仓 |
| KR20180109218A (ko) * | 2017-03-27 | 2018-10-08 | 한국해양과학기술원 | 감쇠계수의 조절이 가능한 감쇠장치 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3672604B2 (ja) | 2005-07-20 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041130 |
|
| A521 | Written amendment |
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