JPH10220522A - 鉛直方向振動の制振装置 - Google Patents
鉛直方向振動の制振装置Info
- Publication number
- JPH10220522A JPH10220522A JP3710997A JP3710997A JPH10220522A JP H10220522 A JPH10220522 A JP H10220522A JP 3710997 A JP3710997 A JP 3710997A JP 3710997 A JP3710997 A JP 3710997A JP H10220522 A JPH10220522 A JP H10220522A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibration
- shaped tank
- liquid
- vertical
- damping device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 橋梁等の構造物に取り付けられた鉛直振動抑
制用制振装置において、摺動部をなくすことにより、装
置の耐久性の向上をはかる。 【解決手段】 下部に液体２が張られたＵ字型タンク１
の両上部空気室３Ｌ，３Ｒに、吸気弁４ａＬ，４ａＲお
よび排気弁４ｂＬ，４ｂＲを操作して空気源５から空気
を導入し液位差を形成し、空気室３Ｌ，３Ｒに設けた圧
力センサー７と構造物９上の加速度センサー８からの信
号を制御装置６で処理し、吸気弁４ａＬ，４ａＲ，排気
弁４ｂＬ，４ｂＲを交互に開閉して構造物９の振動と９
０°遅れでＵ字型タンク１を振動させ、液位差の液体の
慣性力とＵ字型タンク１の振動とで構造物９の垂直方向
振動を強制的に抑制できるようにした。
制用制振装置において、摺動部をなくすことにより、装
置の耐久性の向上をはかる。 【解決手段】 下部に液体２が張られたＵ字型タンク１
の両上部空気室３Ｌ，３Ｒに、吸気弁４ａＬ，４ａＲお
よび排気弁４ｂＬ，４ｂＲを操作して空気源５から空気
を導入し液位差を形成し、空気室３Ｌ，３Ｒに設けた圧
力センサー７と構造物９上の加速度センサー８からの信
号を制御装置６で処理し、吸気弁４ａＬ，４ａＲ，排気
弁４ｂＬ，４ｂＲを交互に開閉して構造物９の振動と９
０°遅れでＵ字型タンク１を振動させ、液位差の液体の
慣性力とＵ字型タンク１の振動とで構造物９の垂直方向
振動を強制的に抑制できるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、橋梁などの大型構
造物の鉛直振動を抑制するための制振装置に関し、特に
構造物に取り付けられたＵ字型タンク内の液体（水）の
振動を利用して構造物の鉛直振動を抑制するようにし
た、鉛直方向振動の制振装置に関する。
造物の鉛直振動を抑制するための制振装置に関し、特に
構造物に取り付けられたＵ字型タンク内の液体（水）の
振動を利用して構造物の鉛直振動を抑制するようにし
た、鉛直方向振動の制振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液体の振動を利用した鉛直方向振動の制
振装置として、実開平２−３９０７１号公報に記載のよ
うなものがある。これを図９により説明すると、図９に
おいて符号01は密閉容器を示しており、この密閉容器01
の蓋部に上下面を開放された筒状体02が貫通して設けら
れ、筒状体02の内部に上下方向に摺動可能な蓋体03がば
ね体04を介して吊持されている。そして密閉容器01の内
部上方に空気層05ができるように且つ筒状体02内の蓋体
03との間に空気層が存在しないように液体（水）06が密
閉容器01内に満たされており、さらに蓋体03に重量調整
用のウェイト07が付設されて制振装置が構成されてい
る。
振装置として、実開平２−３９０７１号公報に記載のよ
うなものがある。これを図９により説明すると、図９に
おいて符号01は密閉容器を示しており、この密閉容器01
の蓋部に上下面を開放された筒状体02が貫通して設けら
れ、筒状体02の内部に上下方向に摺動可能な蓋体03がば
ね体04を介して吊持されている。そして密閉容器01の内
部上方に空気層05ができるように且つ筒状体02内の蓋体
03との間に空気層が存在しないように液体（水）06が密
閉容器01内に満たされており、さらに蓋体03に重量調整
用のウェイト07が付設されて制振装置が構成されてい
る。
【０００３】そして、密閉容器01に振動力が作用した場
合、蓋体03，ばね体04およびウェイト07とで構成される
機械式吸振系および液体と空気層とで構成される流体式
吸振系により、その振動を効果的に減衰する作用が行な
われる。
合、蓋体03，ばね体04およびウェイト07とで構成される
機械式吸振系および液体と空気層とで構成される流体式
吸振系により、その振動を効果的に減衰する作用が行な
われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図８に示し
た従来の制振装置では、筒状体02と蓋体03との間は密閉
され且つ蓋体03は滑らかに動くことが要求されるが、密
閉度を上げれば滑動性が落ち、滑動性を上げれば密閉性
が低下するため、装置が十分な機能を発揮するための調
整が困難である。また、使用中に蓋体03が摩耗して密閉
度が落ち、装置が機能しなくなるおそれがある。
た従来の制振装置では、筒状体02と蓋体03との間は密閉
され且つ蓋体03は滑らかに動くことが要求されるが、密
閉度を上げれば滑動性が落ち、滑動性を上げれば密閉性
が低下するため、装置が十分な機能を発揮するための調
整が困難である。また、使用中に蓋体03が摩耗して密閉
度が落ち、装置が機能しなくなるおそれがある。
【０００５】本発明は、このような課題を解決しようと
するもので、橋梁等の構造物のような比較的低振動でも
制振力が十分大きく、また上記従来の装置に見られるよ
うな摺動部をそなえておらず、したがって摩耗などによ
るトラブルのない鉛直方向用流体式制振装置を提供しよ
うとするものである。
するもので、橋梁等の構造物のような比較的低振動でも
制振力が十分大きく、また上記従来の装置に見られるよ
うな摺動部をそなえておらず、したがって摩耗などによ
るトラブルのない鉛直方向用流体式制振装置を提供しよ
うとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、対象とする構
造物に固定可能なＵ字型タンクの左右の上部空気室に、
それぞれ吸気弁および排気弁を介して圧縮空気を交互に
給排気できるようにした流体式制振装置をそなえた鉛直
方向振動の制振装置において、上記各上部空気室にそれ
ぞれ圧力センサーを取り付けるとともに、上記構造物に
鉛直方向の加速度を検出する加速度センサーを設置し、
上記の各圧力センサーおよび加速度センサーの各出力に
基づいて、上記Ｕ字型タンクに張られた液体を所望の振
動数で振動させるべく、上記の各吸気弁および各排気弁
をそれぞれ開閉制御する制御装置および上記圧縮空気の
供給源としての空気源を設け、上記制御装置による上記
の吸気弁および排気弁の開閉制御で上記各上部空気室に
互いに異なる圧力を与えて上記Ｕ字型タンク内の液体に
液位差を与え、この液位差分の液体振動の慣性力と、同
液体振動と上記構造物に生じる振動との位相差により、
上記構造物の鉛直方向の振動を抑制するようにして課題
解決の手段としている。
造物に固定可能なＵ字型タンクの左右の上部空気室に、
それぞれ吸気弁および排気弁を介して圧縮空気を交互に
給排気できるようにした流体式制振装置をそなえた鉛直
方向振動の制振装置において、上記各上部空気室にそれ
ぞれ圧力センサーを取り付けるとともに、上記構造物に
鉛直方向の加速度を検出する加速度センサーを設置し、
上記の各圧力センサーおよび加速度センサーの各出力に
基づいて、上記Ｕ字型タンクに張られた液体を所望の振
動数で振動させるべく、上記の各吸気弁および各排気弁
をそれぞれ開閉制御する制御装置および上記圧縮空気の
供給源としての空気源を設け、上記制御装置による上記
の吸気弁および排気弁の開閉制御で上記各上部空気室に
互いに異なる圧力を与えて上記Ｕ字型タンク内の液体に
液位差を与え、この液位差分の液体振動の慣性力と、同
液体振動と上記構造物に生じる振動との位相差により、
上記構造物の鉛直方向の振動を抑制するようにして課題
解決の手段としている。
【０００７】また、上記Ｕ字型タンクを、断面縦長の矩
形に形成されたＩ字型タンクの内部を、下部の連通部を
除いて１枚の垂直隔壁で仕切って構成して課題解決の手
段としている。
形に形成されたＩ字型タンクの内部を、下部の連通部を
除いて１枚の垂直隔壁で仕切って構成して課題解決の手
段としている。
【０００８】さらに、上記Ｕ字型タンクを、断面縦長の
矩形に形成されたＩ字型タンクの内部を、互いに平行に
立設した２枚の垂直隔壁で下部の連通部を除いて仕切っ
て構成して課題解決の手段としている。
矩形に形成されたＩ字型タンクの内部を、互いに平行に
立設した２枚の垂直隔壁で下部の連通部を除いて仕切っ
て構成して課題解決の手段としている。
【０００９】さらにまた、上記Ｕ字型タンクを、円形ま
たは角形タンクの中心部を下部の連通部を除いて円筒状
または角筒状の仕切筒で仕切って構成して課題解決の手
段としている。
たは角形タンクの中心部を下部の連通部を除いて円筒状
または角筒状の仕切筒で仕切って構成して課題解決の手
段としている。
【００１０】本発明では、構造物上に鉛直方向の加速度
を検出するように設置された加速度センサーの情報と左
右の上部空気室に付設された各圧力センサーの情報とを
処理し、本制振装置の発生する振動が構造物の振動と同
期し、且つ位相が９０°遅れるように、吸気弁および排
気弁を動かす制御装置により、各上部空気室に圧縮空気
をそれぞれ吸気弁および排気弁を介して周期的に且つ交
互に給排させることで、予め各空気室に異なる圧力を与
え、Ｕ字型タンク内の液体に与えておいた液位差分の液
体振動の慣性力と、同液体振動と構造物に生じる振動と
の位相差により、構造物の鉛直方向の振動を抑制もしく
は減衰させる作用が行なわれる。
を検出するように設置された加速度センサーの情報と左
右の上部空気室に付設された各圧力センサーの情報とを
処理し、本制振装置の発生する振動が構造物の振動と同
期し、且つ位相が９０°遅れるように、吸気弁および排
気弁を動かす制御装置により、各上部空気室に圧縮空気
をそれぞれ吸気弁および排気弁を介して周期的に且つ交
互に給排させることで、予め各空気室に異なる圧力を与
え、Ｕ字型タンク内の液体に与えておいた液位差分の液
体振動の慣性力と、同液体振動と構造物に生じる振動と
の位相差により、構造物の鉛直方向の振動を抑制もしく
は減衰させる作用が行なわれる。
【００１１】つまり、本発明では、Ｕ字型タンクに液体
（水）を入れ、左右の上部空気室に互いに異なる圧力を
加えることで水位差を形成し、さらに吸気弁および排気
弁を制御装置のコントロールの下で開閉させて液体を振
動させ、この振動で液位差分の液体によって鉛直方向に
作用する慣性力を発生させることができ、この慣性力
と、上記振動と構造物に生じる振動との位相差とによ
り、構造物の鉛直方向振動を強制的に抑制して制振作用
を行なう。
（水）を入れ、左右の上部空気室に互いに異なる圧力を
加えることで水位差を形成し、さらに吸気弁および排気
弁を制御装置のコントロールの下で開閉させて液体を振
動させ、この振動で液位差分の液体によって鉛直方向に
作用する慣性力を発生させることができ、この慣性力
と、上記振動と構造物に生じる振動との位相差とによ
り、構造物の鉛直方向振動を強制的に抑制して制振作用
を行なう。
【００１２】すなわち、振動が発生すると、Ｕ字型タン
ク１では、図８に示すように、液位はから方向へ下
がろうとする。本発明は、この液位の移動を、圧縮空気
を空気室３Ｒへ送り込み空気室３Ｌから空気を排出する
ことで、強制的に加勢して、効果的な制振作用を行な
う。
ク１では、図８に示すように、液位はから方向へ下
がろうとする。本発明は、この液位の移動を、圧縮空気
を空気室３Ｒへ送り込み空気室３Ｌから空気を排出する
ことで、強制的に加勢して、効果的な制振作用を行な
う。
【００１３】液位差分の液体の重量に基づく慣性力が制
振に寄与する力（制振力）となるため、左右の上部空気
室に与える圧力の差を変えることにより液位差を変える
ことができ、ひいては制振力を変えることができる。
振に寄与する力（制振力）となるため、左右の上部空気
室に与える圧力の差を変えることにより液位差を変える
ことができ、ひいては制振力を変えることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の実施形
態について説明すると、図１はその第１実施形態として
の鉛直方向振動の制振装置の模式縦断面図、図２は同第
２実施形態としての鉛直方向振動の制振装置の模式縦断
面図、図３は同第３実施形態としての鉛直方向振動の制
振装置の模式縦断面図、図４は同第４実施形態としての
鉛直方向振動の制振装置の模式斜視図、図５はその制御
装置の模式構造図、図６は同制御装置の作動説明図、図
７は同制御装置の回路図、図８はその鉛直方向振動の制
振装置の作用説明用模式図である。
態について説明すると、図１はその第１実施形態として
の鉛直方向振動の制振装置の模式縦断面図、図２は同第
２実施形態としての鉛直方向振動の制振装置の模式縦断
面図、図３は同第３実施形態としての鉛直方向振動の制
振装置の模式縦断面図、図４は同第４実施形態としての
鉛直方向振動の制振装置の模式斜視図、図５はその制御
装置の模式構造図、図６は同制御装置の作動説明図、図
７は同制御装置の回路図、図８はその鉛直方向振動の制
振装置の作用説明用模式図である。
【００１５】まず、図１および図５〜７により第１実施
形態について説明する。図１において、符号１は構造物
９に取り付けられたＵ字型タンクを示している。そし
て、このＵ字型タンク１内に適量の液体（水）２が注入
されるとともに、Ｕ字型タンク１内上部に空気室３Ｌ，
３Ｒが形成されている。空気室３Ｌ，３Ｒに、圧力セン
サー７がそれぞれ設けられていて、空気室３Ｌ，３Ｒ内
の空気圧力を計測することができるようになっている。
形態について説明する。図１において、符号１は構造物
９に取り付けられたＵ字型タンクを示している。そし
て、このＵ字型タンク１内に適量の液体（水）２が注入
されるとともに、Ｕ字型タンク１内上部に空気室３Ｌ，
３Ｒが形成されている。空気室３Ｌ，３Ｒに、圧力セン
サー７がそれぞれ設けられていて、空気室３Ｌ，３Ｒ内
の空気圧力を計測することができるようになっている。
【００１６】符号５は空気源を示していて、この空気源
５と空気室３Ｌ，３Ｒとを連絡する空気供給路５Ｌ，５
Ｒにそれぞれ給気弁４ａＬ，４ａＲが介設されている。
また、空気室３Ｌ，３Ｒには、それぞれ大気に連通する
排気弁４ｂＬ，４ｂＲが取り付けられている。給気弁４
ａＬ，４ａＲおよび排気弁４ｂＬ，４ｂＲを総称して、
以下「開閉弁４」ということもある。
５と空気室３Ｌ，３Ｒとを連絡する空気供給路５Ｌ，５
Ｒにそれぞれ給気弁４ａＬ，４ａＲが介設されている。
また、空気室３Ｌ，３Ｒには、それぞれ大気に連通する
排気弁４ｂＬ，４ｂＲが取り付けられている。給気弁４
ａＬ，４ａＲおよび排気弁４ｂＬ，４ｂＲを総称して、
以下「開閉弁４」ということもある。
【００１７】したがって、給気弁４ａＬを開いて空気源
５から給気弁４ａＬを通じて一方の空気室３Ｌに給気
し，排気弁４ｂＲを開いて他方の空気室３Ｒから排気す
ることにより、Ｕ字型タンク１内の液体（水）２に水位
差を与えることができる。開閉弁４による空気室３Ｌ，
３Ｒへの給排気は、制御装置６からの指令に基づいて行
なわれる。
５から給気弁４ａＬを通じて一方の空気室３Ｌに給気
し，排気弁４ｂＲを開いて他方の空気室３Ｒから排気す
ることにより、Ｕ字型タンク１内の液体（水）２に水位
差を与えることができる。開閉弁４による空気室３Ｌ，
３Ｒへの給排気は、制御装置６からの指令に基づいて行
なわれる。
【００１８】構造物９の制振に最適な開閉弁４の開閉パ
ターンＡ（後述）を求めるために、制御装置６に空気室
３Ｌ，３Ｒ内の圧力センサー７と構造物９の振動を検知
する加速度センサー８とから信号が送られるようになっ
ている。
ターンＡ（後述）を求めるために、制御装置６に空気室
３Ｌ，３Ｒ内の圧力センサー７と構造物９の振動を検知
する加速度センサー８とから信号が送られるようになっ
ている。
【００１９】次に、作用について説明する。なお説明を
簡単化するために、振動は正弦波であるとする。構造物
９に生じた振動は、加速度センサー８によって検知され
てその信号が制御装置６に送られる。図６の符号「ａ」
は構造物に生じた振動（変位表示）を、また符号「ｂ」
は構造物に生じた振動（加速度表示）をそれぞれ示して
いる。
簡単化するために、振動は正弦波であるとする。構造物
９に生じた振動は、加速度センサー８によって検知され
てその信号が制御装置６に送られる。図６の符号「ａ」
は構造物に生じた振動（変位表示）を、また符号「ｂ」
は構造物に生じた振動（加速度表示）をそれぞれ示して
いる。
【００２０】制御装置６では、この信号に基づいて構造
物９の振動を抑制するために、最も効果的な液体（水）
２の動き、すなわち構造物９の振動と同じ周期で且つ９
０°遅れの位相の振動（制振振動，図６の符号「ｄ」が
制振振動の加速度を示し、符号「ｅ」が制振振動の変位
を示す）を計算し、このような制振振動が得られるよう
に、開閉弁４に指令（開閉パターンＡ）を送る。
物９の振動を抑制するために、最も効果的な液体（水）
２の動き、すなわち構造物９の振動と同じ周期で且つ９
０°遅れの位相の振動（制振振動，図６の符号「ｄ」が
制振振動の加速度を示し、符号「ｅ」が制振振動の変位
を示す）を計算し、このような制振振動が得られるよう
に、開閉弁４に指令（開閉パターンＡ）を送る。
【００２１】給気弁４ａＬ，４ａＲおよび排気弁４ｂ
Ｌ，４ｂＲはそれぞれこの開閉パターンＡに基づいて開
閉を繰り返し、これによりＵ字型タンク１内の液体
（水）２が振動し、水位差に相当する液体２の振動（こ
の振動が制振振動である）の慣性力と、この制振振動と
構造物に生じる振動との位相差とにより、構造物９の鉛
直方向の振動を抑える作用が奏させる。
Ｌ，４ｂＲはそれぞれこの開閉パターンＡに基づいて開
閉を繰り返し、これによりＵ字型タンク１内の液体
（水）２が振動し、水位差に相当する液体２の振動（こ
の振動が制振振動である）の慣性力と、この制振振動と
構造物に生じる振動との位相差とにより、構造物９の鉛
直方向の振動を抑える作用が奏させる。
【００２２】次に、上記の開閉パターンＡについて説明
する。図７は制御装置６の制御回路のブロック図であっ
て、この制御回路において次の演算が行なわれる。
する。図７は制御装置６の制御回路のブロック図であっ
て、この制御回路において次の演算が行なわれる。
【００２３】なお、この制御装置６の制御回路により行
なう演算に使用するデータは、下記のとおりである。 （１）既定値 ｍｓ ：構造物の質量 ｃｓ ：構造物の構造減衰 ｋｓ ：構造物のバネ剛性 ｍｖ ：制振装置内の水位差分の質量 ｃｖ ：制振装置内の水の減衰 ｋｗ ：制振装置内の空気バネ剛性と重力バネ剛性の合
成値 Ａｗ ：水槽の断面積 （２）入力値 ＰH(t) ：高水位側圧力センサーの出力値 ＰL(t) ：低水位側圧力センサーの出力値 ａ ：加速度センサーの出力値（構造物の加速度） （３）出力値 ｆｓ ：構造物の固有振動数 Ａｓ ：構造物の変位 Ｆ ：制振に必要な制御力 ΔＰ(t) ：制御力Ｆを発生させるために必要な偏差圧力 Ａ ：制御力Ｆを発生させうる水の振動の振幅 ｆ ：制御力Ｆを発生させうる水の振動の振動数
なう演算に使用するデータは、下記のとおりである。 （１）既定値 ｍｓ ：構造物の質量 ｃｓ ：構造物の構造減衰 ｋｓ ：構造物のバネ剛性 ｍｖ ：制振装置内の水位差分の質量 ｃｖ ：制振装置内の水の減衰 ｋｗ ：制振装置内の空気バネ剛性と重力バネ剛性の合
成値 Ａｗ ：水槽の断面積 （２）入力値 ＰH(t) ：高水位側圧力センサーの出力値 ＰL(t) ：低水位側圧力センサーの出力値 ａ ：加速度センサーの出力値（構造物の加速度） （３）出力値 ｆｓ ：構造物の固有振動数 Ａｓ ：構造物の変位 Ｆ ：制振に必要な制御力 ΔＰ(t) ：制御力Ｆを発生させるために必要な偏差圧力 Ａ ：制御力Ｆを発生させうる水の振動の振幅 ｆ ：制御力Ｆを発生させうる水の振動の振動数
【００２４】次に、各ブロックでの計算内容について説
明する。 （１）振動計算ブロックでは、各センサーからの出力に
基づいて、制振に必要な制御力を算出する。すなわち、 加速度センサー８から得られる構造物９の加速度ａ
の時系列データをフーリエ変換することにより、構造物
９の固有振動数ｆｓを求める。 加速度センサー８から得られる構造物９の加速度ａ
を２回積分して構造物の変位Ａｓを求める。 上記の既定値および上記，の計算結果を用い
て、最適制御理論（もしくはＨ∞，ＰＩＤ制御など）に
より振動の予測計算を行ない、Δｔ秒後の制振に必要な
制御力Ｆを決定するとともに、その結果より水の振動数
ｆ，振幅Ａを求める。
明する。 （１）振動計算ブロックでは、各センサーからの出力に
基づいて、制振に必要な制御力を算出する。すなわち、 加速度センサー８から得られる構造物９の加速度ａ
の時系列データをフーリエ変換することにより、構造物
９の固有振動数ｆｓを求める。 加速度センサー８から得られる構造物９の加速度ａ
を２回積分して構造物の変位Ａｓを求める。 上記の既定値および上記，の計算結果を用い
て、最適制御理論（もしくはＨ∞，ＰＩＤ制御など）に
より振動の予測計算を行ない、Δｔ秒後の制振に必要な
制御力Ｆを決定するとともに、その結果より水の振動数
ｆ，振幅Ａを求める。
【００２５】（２）所要圧力計算ブロックでは、上記
（１）で求めた制御力Ｆを生じうる振動、すなわち振動
数ｆ，振幅Ａの振動をタンク１内の水に発生させるため
に必要な偏差圧力ΔＰ(t)を、［数１］式で求める。
（１）で求めた制御力Ｆを生じうる振動、すなわち振動
数ｆ，振幅Ａの振動をタンク１内の水に発生させるため
に必要な偏差圧力ΔＰ(t)を、［数１］式で求める。
【数１】 ΔＰ(t)＝（Ｆ／２Ａｗ）＋Δｐ Δｐ＝ＰH(t)−｛Ｐ−ｐ＋ΔＰ（ｔ−Δｔ）｝ （高水位側） Δｐ＝ＰL(t)−｛Ｐ−ｐ＋ΔＰ（ｔ−Δｔ）｝ （低水位側） ここで、Ｐ，ｐは初期値（詳しくは後述）である。
【００２６】（３）開閉パターン計算ブロックでは、上
記（１）で求めた振動数ｆ，振幅Ａを持った振動を発生
させるために、［数２］式となるように、給排気弁４の
開閉の度合いをコントロールする。
記（１）で求めた振動数ｆ，振幅Ａを持った振動を発生
させるために、［数２］式となるように、給排気弁４の
開閉の度合いをコントロールする。
【数２】 ＰH（ｔ＋Δｔ）＝Ｐ−ｐ＋ΔＰ(t) ＰL（ｔ＋Δｔ）＝Ｐ＋ｐ−ΔＰ(t)
【００２７】すなわち、 給排気弁の初期調整 (i) ΔＰ(t)＞０の場合 (a) 高水位側給気弁開放、排気弁閉鎖 (b) 低水位側給気弁閉鎖、排気弁開放 (ii) ΔＰ(t)＜０の場合 (a) 高水位側給気弁閉鎖、排気弁開放 (b) 低水位側給気弁開放、排気弁閉鎖 給排気弁の微調整 (i) ＰH（ｔ＋Δｔ）＞Ｐ−ｐ＋ΔＰ(t)の場合 (a) ΔＰ(t)＞０： 高水位側給気弁閉鎖、排気弁開度
小 (b) ΔＰ(t)＜０： 高水位側給気弁開度小、排気弁閉
鎖 (ii) ＰH（ｔ＋Δｔ）＜Ｐ−ｐ＋ΔＰ(t)の場合 (a) ΔＰ(t)＞０： 高水位側給気弁開度小、排気弁閉
鎖 (b) ΔＰ(t)＜０： 高水位側給気弁閉鎖、排気弁開度
小 (iii) ＰL（ｔ＋Δｔ）＞Ｐ＋ｐ−ΔＰ(t)の場合 (a) ΔＰ(t)＞０： 低水位側給気弁閉鎖、排気弁開度
小 (b) ΔＰ(t)＜０： 低水位側給気弁開度小、排気弁閉
鎖 (iv) ＰL（ｔ＋Δｔ）＜Ｐ＋ｐ−ΔＰ(t)の場合 (a) ΔＰ(t)＞０： 低水位側給気弁開度小、排気弁閉
鎖 (b) ΔＰ(t)＜０： 低水位側給気弁閉鎖、排気弁開度
小 なる制御が行なわれる。
小 (b) ΔＰ(t)＜０： 高水位側給気弁開度小、排気弁閉
鎖 (ii) ＰH（ｔ＋Δｔ）＜Ｐ−ｐ＋ΔＰ(t)の場合 (a) ΔＰ(t)＞０： 高水位側給気弁開度小、排気弁閉
鎖 (b) ΔＰ(t)＜０： 高水位側給気弁閉鎖、排気弁開度
小 (iii) ＰL（ｔ＋Δｔ）＞Ｐ＋ｐ−ΔＰ(t)の場合 (a) ΔＰ(t)＞０： 低水位側給気弁閉鎖、排気弁開度
小 (b) ΔＰ(t)＜０： 低水位側給気弁開度小、排気弁閉
鎖 (iv) ＰL（ｔ＋Δｔ）＜Ｐ＋ｐ−ΔＰ(t)の場合 (a) ΔＰ(t)＞０： 低水位側給気弁開度小、排気弁閉
鎖 (b) ΔＰ(t)＜０： 低水位側給気弁閉鎖、排気弁開度
小 なる制御が行なわれる。
【００２８】ところで、この実施形態では、Ｕ字型タン
ク１内の水２の振動数はＵ字型タンク１中に入っている
水の量と空気室３Ｌ，３Ｒの圧力とに左右される。この
実施形態では、Ｕ字型タンク１を制振装置として利用す
るに際し、制振をより効果的に行なうために、Ｕ字型タ
ンク１内の水の振動数を最も起こりやすい振動数に調整
しておくことが必要となる。そのために、初期値Ｐが必
要となる。
ク１内の水２の振動数はＵ字型タンク１中に入っている
水の量と空気室３Ｌ，３Ｒの圧力とに左右される。この
実施形態では、Ｕ字型タンク１を制振装置として利用す
るに際し、制振をより効果的に行なうために、Ｕ字型タ
ンク１内の水の振動数を最も起こりやすい振動数に調整
しておくことが必要となる。そのために、初期値Ｐが必
要となる。
【００２９】また、本実施形態では、鉛直方向の制振を
行なうため、鉛直方向に水を動かす必要があり、Ｕ字型
タンク１の左右の水位が同じ場合、鉛直方向に発生する
慣性力は互いに打ち消しあってしまう。しかし、Ｕ字型
タンク１の左右に水位差を与えて振動させることによっ
て、水位差分の水による慣性力が鉛直方向に発生する。
そしてこの水位差を与えるために初期値ｐが必要とな
る。
行なうため、鉛直方向に水を動かす必要があり、Ｕ字型
タンク１の左右の水位が同じ場合、鉛直方向に発生する
慣性力は互いに打ち消しあってしまう。しかし、Ｕ字型
タンク１の左右に水位差を与えて振動させることによっ
て、水位差分の水による慣性力が鉛直方向に発生する。
そしてこの水位差を与えるために初期値ｐが必要とな
る。
【００３０】このように、Ｕ字型タンク１の上部に形成
された左右の空気室３Ｌ，３Ｒと、空気源５あるいは大
気とを連通する給気弁４ａＬ，４ａＲおよび排気弁４ｂ
Ｌ，４ｂＲとを制御装置６で算出された開閉パターンＡ
の下で開閉させて左右の空気室３Ｌ，３Ｒにそれぞれ圧
縮空気を給排させることで、構造物９の振動（図６の
「ａ」，「ｂ」で示す振動）と同じ周期で９０°遅れが
振動（図６の「ｄ」，「ｅ」で示す振動）モードでＵ字
型タンク１内の水の振動を予め与えておいた水位差分の
振動を発生させることができ、水のこの振動（制振振
動）の慣性力と、その振動と構造物の振動との位相差に
より、構造物９の鉛直方向の振動を抑制ないし減衰させ
ることができる。
された左右の空気室３Ｌ，３Ｒと、空気源５あるいは大
気とを連通する給気弁４ａＬ，４ａＲおよび排気弁４ｂ
Ｌ，４ｂＲとを制御装置６で算出された開閉パターンＡ
の下で開閉させて左右の空気室３Ｌ，３Ｒにそれぞれ圧
縮空気を給排させることで、構造物９の振動（図６の
「ａ」，「ｂ」で示す振動）と同じ周期で９０°遅れが
振動（図６の「ｄ」，「ｅ」で示す振動）モードでＵ字
型タンク１内の水の振動を予め与えておいた水位差分の
振動を発生させることができ、水のこの振動（制振振
動）の慣性力と、その振動と構造物の振動との位相差に
より、構造物９の鉛直方向の振動を抑制ないし減衰させ
ることができる。
【００３１】この方式は、振動体である液体（水）２に
外部からの力を与えるため、従来技術に比べて少ない水
量で同等もしくはそれ以上の効果をあげることが可能で
あり、また複数基を連動させて効果を上げることも容易
である。図２に示した第２実施形態では、Ｕ字型タンク
が断面縦長（紙面垂直方向寸法が紙面平行寸法よりも十
分に長い）Ｉ字型タンク10の内部を、下部の連通部を除
いて１枚の垂直隔壁11で仕切って構成されている。そし
て、垂直隔壁11の左右に形成される空気室３Ｌ，３Ｒに
は、それぞれ第１実施形態のものと同様に、吸気弁４ａ
Ｌ，４ａＲおよび排気弁４ｂＬ，４ｂＲならびに圧力セ
ンサー７，７が取り付けられている。
外部からの力を与えるため、従来技術に比べて少ない水
量で同等もしくはそれ以上の効果をあげることが可能で
あり、また複数基を連動させて効果を上げることも容易
である。図２に示した第２実施形態では、Ｕ字型タンク
が断面縦長（紙面垂直方向寸法が紙面平行寸法よりも十
分に長い）Ｉ字型タンク10の内部を、下部の連通部を除
いて１枚の垂直隔壁11で仕切って構成されている。そし
て、垂直隔壁11の左右に形成される空気室３Ｌ，３Ｒに
は、それぞれ第１実施形態のものと同様に、吸気弁４ａ
Ｌ，４ａＲおよび排気弁４ｂＬ，４ｂＲならびに圧力セ
ンサー７，７が取り付けられている。
【００３２】図３に示した第３実施形態では、Ｕ字型タ
ンクが、第２実施形態のものと同様のＩ字型タンク10の
内部を、下部の連通部を除いて２枚の互いに平行に立設
された垂直隔壁11, 11で仕切って形成されている。そし
てこの実施形態の場合、液体注入室として、31Ａ，31
Ｂ，31Ｃの三室が形成され、各液体注入室31Ａ，31Ｂ，
31Ｃの各上部に、それぞれ空気室３Ａ，３Ｂ，３Ｃが形
成され、各空気室３Ａ，３Ｂ，３Ｃにそれぞれ給気弁４
ａ，排気弁４ｂが接続されている。
ンクが、第２実施形態のものと同様のＩ字型タンク10の
内部を、下部の連通部を除いて２枚の互いに平行に立設
された垂直隔壁11, 11で仕切って形成されている。そし
てこの実施形態の場合、液体注入室として、31Ａ，31
Ｂ，31Ｃの三室が形成され、各液体注入室31Ａ，31Ｂ，
31Ｃの各上部に、それぞれ空気室３Ａ，３Ｂ，３Ｃが形
成され、各空気室３Ａ，３Ｂ，３Ｃにそれぞれ給気弁４
ａ，排気弁４ｂが接続されている。
【００３３】この第３実施形態では、第１，第２実施形
態のものと同様の理由で鉛直方向の振動を抑制できるほ
か、第１，第２実施形態のものにおける水平方向の慣性
力を、中央の液体注入室31Ｂ内の水柱の振動が左右の液
体注入室31Ａ，31Ｃ内の水柱で打ち消されることにより
（これと反対のケースもある）、なくすこと、すなわち
水平振動に対する制振も可能となる。
態のものと同様の理由で鉛直方向の振動を抑制できるほ
か、第１，第２実施形態のものにおける水平方向の慣性
力を、中央の液体注入室31Ｂ内の水柱の振動が左右の液
体注入室31Ａ，31Ｃ内の水柱で打ち消されることにより
（これと反対のケースもある）、なくすこと、すなわち
水平振動に対する制振も可能となる。
【００３４】図４に示した第４実施形態では、円形（ま
たは多角柱）タンク13の中心部を、下部の連通部を除い
て円筒状（または多角筒状）の仕切筒21で仕切ってＵ字
型タタンクを形成している。
たは多角柱）タンク13の中心部を、下部の連通部を除い
て円筒状（または多角筒状）の仕切筒21で仕切ってＵ字
型タタンクを形成している。
【００３５】この第４実施形態のものでは、第３実施形
態のものと同様に、水平方向の慣性力をなくすこと（水
平方向振動に対する制振）もできる利点のほか、第３実
施形態のものに比べて、外側タンク用の吸気弁４ａと排
気弁４ｂとを１つにまとめることができ、経済的であ
る。
態のものと同様に、水平方向の慣性力をなくすこと（水
平方向振動に対する制振）もできる利点のほか、第３実
施形態のものに比べて、外側タンク用の吸気弁４ａと排
気弁４ｂとを１つにまとめることができ、経済的であ
る。
【００３６】なお、第２，第３，第４の各実施形態のも
のも、第１実施形態のものと同様の制御系をそなえてお
り、また隔壁板11，仕切隔壁21の各下端部とタンク内底
面との間に液体（水）２のスムーズな流通を阻害しない
程度の間隔が形成されていることはいうまでもない。ま
た図１〜４中の破線は電気信号の流れを示している。図
１０は、制振装置のない場合の構造物の振動（ａ）が、
本実施形態の制振装置の使用により（ｂ）に示すとおり
抑制された例を示している。
のも、第１実施形態のものと同様の制御系をそなえてお
り、また隔壁板11，仕切隔壁21の各下端部とタンク内底
面との間に液体（水）２のスムーズな流通を阻害しない
程度の間隔が形成されていることはいうまでもない。ま
た図１〜４中の破線は電気信号の流れを示している。図
１０は、制振装置のない場合の構造物の振動（ａ）が、
本実施形態の制振装置の使用により（ｂ）に示すとおり
抑制された例を示している。
【００３７】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の鉛直方向
振動の制振装置によれば、次のような効果ないし利点が
得られる。 (1) Ｕ字型タンクに液体を入れ、左右の上部空気室に互
いに異なる圧力を加えることで液位差を形成し、さらに
吸気弁および排気弁を制御装置のコントロールの下で開
閉させて液体を振動させ、この振動で液位差分の液体に
よって鉛直方向に作用する慣性力を発生させることがで
き、この慣性力と、上記振動と構造物に生じる振動との
位相差とにより、構造物の鉛直方向振動を強制的に抑制
することができる。 (2) 液位差分の液体の重量に基づく慣性力が制振に寄与
する力（制振力）となるため、左右の上部空気室に与え
る圧力の差を変えることにより液位差を変えることがで
き、ひいては制振力を変えることができる。 (3) 構造物の制振に必要な制振力は構造物の重量に左右
されるが、本発明では上記(2)項により同一の装置にお
いて制振力を簡単に調節することが可能であるため、異
なる構造物に対しても同一の装置による制振が可能とな
る。 (4) 第３実施形態，第４実施形態の場合、鉛直方向振動
の制振と水平方向振動の制振とを行なうこともできる。
振動の制振装置によれば、次のような効果ないし利点が
得られる。 (1) Ｕ字型タンクに液体を入れ、左右の上部空気室に互
いに異なる圧力を加えることで液位差を形成し、さらに
吸気弁および排気弁を制御装置のコントロールの下で開
閉させて液体を振動させ、この振動で液位差分の液体に
よって鉛直方向に作用する慣性力を発生させることがで
き、この慣性力と、上記振動と構造物に生じる振動との
位相差とにより、構造物の鉛直方向振動を強制的に抑制
することができる。 (2) 液位差分の液体の重量に基づく慣性力が制振に寄与
する力（制振力）となるため、左右の上部空気室に与え
る圧力の差を変えることにより液位差を変えることがで
き、ひいては制振力を変えることができる。 (3) 構造物の制振に必要な制振力は構造物の重量に左右
されるが、本発明では上記(2)項により同一の装置にお
いて制振力を簡単に調節することが可能であるため、異
なる構造物に対しても同一の装置による制振が可能とな
る。 (4) 第３実施形態，第４実施形態の場合、鉛直方向振動
の制振と水平方向振動の制振とを行なうこともできる。
【図１】本発明の第１実施形態としての鉛直方向振動の
制振装置の模式縦断面図。
制振装置の模式縦断面図。
【図２】同第２実施形態としての鉛直方向振動の制振装
置の模式縦断面図。
置の模式縦断面図。
【図３】同第３実施形態としての鉛直方向振動の制振装
置の模式縦断面図。
置の模式縦断面図。
【図４】同第４実施形態としての鉛直方向振動の制振装
置の模式斜視図。
置の模式斜視図。
【図５】同制御装置の模式構成図。
【図６】同制御装置の作動説明図。
【図７】同制御装置の回路図。
【図８】同鉛直方向振動の制振装置の作用説明用模式
図。
図。
【図９】従来の鉛直方向振動の制振装置の模式縦断面
図。
図。
【図１０】（ａ）制振装置のない場合の構造物の振動を
示すグラフ。 （ｂ）本発明の制振装置を設けられた構造物の振動を示
すグラフ。
示すグラフ。 （ｂ）本発明の制振装置を設けられた構造物の振動を示
すグラフ。
【符号の説明】 １ Ｕ字型タンク ２ 液体（水） ３，３Ｌ，３Ｒ，３Ｉ 空気室 ４ 開閉弁 ４ａＬ，４ａＲ，４ａＩ 吸気弁 ４ｂＬ，４ｂＲ，４ｂＩ 排気弁 ５ 空気源 ６ 制御装置 ７ 圧力センサー ８ 加速度センサー ９ 構造物 10 Ｉ字型タンク 11 隔壁 13 円形タンク 21 仕切筒
Claims (4)
- 【請求項１】 対象とする構造物に固定可能なＵ字型タ
ンクの左右の上部空気室に、それぞれ吸気弁および排気
弁を介して圧縮空気を交互に給排気できるようにした流
体式制振装置をそなえ、上記各上部空気室にそれぞれ圧
力センサーが取り付けられるとともに、上記構造物に鉛
直方向の加速度を検出する加速度センサーが設置され、
上記の各圧力センサーおよび加速度センサーの各出力に
基づいて、上記Ｕ字型タンクに張られた液体を所望の振
動数で振動させるべく、上記の各吸気弁および各排気弁
をそれぞれ開閉制御する制御装置および上記圧縮空気の
供給源としての空気源が設けられ、上記制御装置による
上記の吸気弁および排気弁の開閉制御で上記各上部空気
室に互いに異なる圧力を与えて上記Ｕ字型タンク内の液
体に液位差を与え、この液位差分の液体振動の慣性力
と、同液体振動と上記構造物に生じる振動との位相差と
により、上記構造物の鉛直方向の振動を抑制することを
特徴とする、鉛直方向振動の制振装置。 - 【請求項２】 上記Ｕ字型タンクが、断面縦長の矩形に
形成されたＩ字型タンクの内部を下部の連通部を除いて
１枚の垂直隔壁で仕切って構成されていることを特徴と
する、請求項１に記載の鉛直方向振動の制振装置。 - 【請求項３】 上記Ｕ字型タンクが、断面縦長の矩形に
形成されたＩ字型タンクの内部を、互いに平行に立設し
た２枚の垂直隔壁で下部の連通部を除いて仕切って構成
されていることを特徴とする、請求項１に記載の鉛直方
向振動の制振装置。 - 【請求項４】 上記Ｕ字型タンクが、円形または角形タ
ンクの中心部を、下部の連通部を除いて円筒状または角
筒状の仕切筒で仕切って構成されていることを特徴とす
る、請求項１に記載の鉛直方向振動の制振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3710997A JPH10220522A (ja) | 1997-02-05 | 1997-02-05 | 鉛直方向振動の制振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3710997A JPH10220522A (ja) | 1997-02-05 | 1997-02-05 | 鉛直方向振動の制振装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10220522A true JPH10220522A (ja) | 1998-08-21 |
Family
ID=12488443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3710997A Withdrawn JPH10220522A (ja) | 1997-02-05 | 1997-02-05 | 鉛直方向振動の制振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10220522A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002310214A (ja) * | 2001-04-18 | 2002-10-23 | Shimizu Corp | 産業機械等の浮体式上下防振方法 |
| WO2006099650A1 (de) * | 2005-03-24 | 2006-09-28 | Technische Universität Wien | Flüssigkeitstilger zur tilgung von schwingungen für bauwerke |
| JP2009248874A (ja) * | 2008-04-09 | 2009-10-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 船体構造 |
| JP2010540854A (ja) * | 2007-09-27 | 2010-12-24 | ベルナルト・インジェニエーレ・ツェットテー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 液体式制振装置 |
| DE102021107849A1 (de) | 2021-03-29 | 2022-09-29 | Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule (RWTH) Aachen, Körperschaft des öffentlichen Rechts | Breitband-Flüssigkeitssäulendämpfungssystem und Verfahren zur Abstimmung |
-
1997
- 1997-02-05 JP JP3710997A patent/JPH10220522A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002310214A (ja) * | 2001-04-18 | 2002-10-23 | Shimizu Corp | 産業機械等の浮体式上下防振方法 |
| WO2006099650A1 (de) * | 2005-03-24 | 2006-09-28 | Technische Universität Wien | Flüssigkeitstilger zur tilgung von schwingungen für bauwerke |
| JP2010540854A (ja) * | 2007-09-27 | 2010-12-24 | ベルナルト・インジェニエーレ・ツェットテー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 液体式制振装置 |
| RU2474738C2 (ru) * | 2007-09-27 | 2013-02-10 | Бернард Инженере Цт Гмбх | Гидравлический демпфер для уменьшения вертикальных и/или горизонтальных колебаний конструкции сооружения или механизма |
| JP2009248874A (ja) * | 2008-04-09 | 2009-10-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 船体構造 |
| DE102021107849A1 (de) | 2021-03-29 | 2022-09-29 | Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule (RWTH) Aachen, Körperschaft des öffentlichen Rechts | Breitband-Flüssigkeitssäulendämpfungssystem und Verfahren zur Abstimmung |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4693455A (en) | Two-chamber motor support with hydraulic damping | |
| KR101933624B1 (ko) | 환형 부유체 | |
| JPH0357343B2 (ja) | ||
| US20100200348A1 (en) | Liquid damper for reducing vertical and/or horizontal vibrations in a building or machine structure | |
| JPH10220522A (ja) | 鉛直方向振動の制振装置 | |
| JPH07293038A (ja) | 制振装置 | |
| JP3207555B2 (ja) | Ｕ字型制振タンク | |
| JP2005061588A (ja) | 除振台のアクティブ振動制御装置及びその制御ゲイン設定方法 | |
| JPH08200436A (ja) | 流体式加振・制振装置 | |
| JP3366089B2 (ja) | 車両の振動低減装置 | |
| JP2000018322A (ja) | 流体式制振装置 | |
| JPH0650838A (ja) | 液体式加振装置 | |
| JPH06316223A (ja) | パワーユニットのマウント装置 | |
| JP2005291314A (ja) | 制振装置 | |
| JPH01263374A (ja) | スロッシングダンパーの制御装置 | |
| JP3316339B2 (ja) | 流体式制振装置 | |
| JPH02209571A (ja) | 可変減衰機構を有する可変剛性構造物用能動型制震システム | |
| JPH02209570A (ja) | 可変剛性・可変減衰機構を有する能動型制震システム | |
| JPH03398A (ja) | 液体貯蔵タンクの制振装置 | |
| JP2007038780A (ja) | 減揺水槽装置の制御方法 | |
| JPH0718274B2 (ja) | 構造物の制振装置 | |
| JPH04254026A (ja) | 動吸振器 | |
| JP3192910B2 (ja) | タンカーのタンク構造 | |
| JP2003291658A (ja) | 防振支持装置 | |
| JPH04209275A (ja) | 制振制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040406 |