制振装置
【課題】 効果的な振動抑制を実現する制振装置を提供することである。
【解決手段】 シリンダ２と、シリンダ２内の各圧力室６ａ，６ｂを連結するメイン流路１０と、メイン流路１０をバイパスするバイパス流路１１と、前記メイン流路１０の途中に設けられた一対の第１逆止弁８ａ，８ｂと、前記バイパス流路１１の途中に設けられた一対の第２逆止弁９ａ，９ｂと、第１逆止弁８ａ，８ｂ間のメイン流路１０と第２逆止弁９ａ，９ｂ間のバイパス流路１１とを接続する一対の分岐流路２０，２１と、一方の分岐流路２０の途中に設けた減衰力調整可能な除荷制御弁１２と、他方の分岐流路２１の途中に設けたオリフィス２４および開閉弁１４と、前記第１逆止弁８ａ，８ｂ間のメイン流路１０に接続されるアキュムレータ１９とを備え、振動外力の大きさに基づいて開閉弁１４および除荷制御弁１２を制御する。
【解決手段】 シリンダ２と、シリンダ２内の各圧力室６ａ，６ｂを連結するメイン流路１０と、メイン流路１０をバイパスするバイパス流路１１と、前記メイン流路１０の途中に設けられた一対の第１逆止弁８ａ，８ｂと、前記バイパス流路１１の途中に設けられた一対の第２逆止弁９ａ，９ｂと、第１逆止弁８ａ，８ｂ間のメイン流路１０と第２逆止弁９ａ，９ｂ間のバイパス流路１１とを接続する一対の分岐流路２０，２１と、一方の分岐流路２０の途中に設けた減衰力調整可能な除荷制御弁１２と、他方の分岐流路２１の途中に設けたオリフィス２４および開閉弁１４と、前記第１逆止弁８ａ，８ｂ間のメイン流路１０に接続されるアキュムレータ１９とを備え、振動外力の大きさに基づいて開閉弁１４および除荷制御弁１２を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物に作用する地震や風等による振動を減衰する制振装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種制振装置としては、例えば、柱と梁で構成された構造体の柱と梁との間、上梁と下梁との間等にブレス等を介してダンパを介装したものが知られており、地震、風、交通振動等により構造体を複数積層した構造物に作用する振動をダンパで減衰して上記振動を抑制するものが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記のような制振装置のダンパにあっては、構造物に作用する振動を抑制する効果を高めるには、発生減衰力を高くする方が良いが、発生減衰力を高めると、柱やブレスは弾性変形するために、バネとして作用し、構造物の層間変位が大きくなり、その結果ダンパ自体のストローク量が減少し、充分振動を抑制することができないという問題がある。
【０００４】
そこで、近年では、シリンダが伸縮作動している状態では高減衰力を発生させ、シリンダが最大振幅に達したときに、シリンダが発生している荷重を除去、すなわち、減衰係数を急激に減少させて、柱やブレス等に蓄積された弾性エネルギをシリンダ自体で消散するようにし、振動方向が逆となったときの柱やブレス等の復元力による振動の増幅作用をキャンセルして、シリンダに振動エネルギを効率的に吸収させる制振装置の提案がある（たとえば、特許文献２，３参照）。
【０００５】
そして、上記提案を実現する制振装置は、例えば、図５に示すように、両ピストンロッド型のシリンダ５２と、前記シリンダ５２内のピストン５３の両側に形成された圧力室５６，５６を連結するメイン流路６０と、メイン流路６０に並列に接続したバイパス流路６１と、前記メイン流路６０の途中に互いに反対方向を向いて設けられた一対の第１逆止弁５８，５８と、前記バイパス流路６１の途中に互いに反対方向を向いて設けられた一対の第２逆止弁５９，５９と、第１逆止弁５８，５８間のメイン流路６０と第２逆止弁５９，５９間のバイパス流路６１との間に並列に接続させた一対の分岐流路７０，７１と、一方の分岐流路７０の途中に設けた流量調整可能なソレノイド除荷制御弁６２と、他方の分岐流路７１の途中に設けたフェールセーフ弁６４およびオリフィス７４と、前記第１逆止弁５８，５８間のメイン流路６０に接続したアキュムレータ６９と、シリンダ５２のピストン変位を検出するストロークセンサ（図示せず）と、上記除荷制御弁６２を制御するコントローラ６３とからなるもである（たとえば、非特許文献１参照）。
【０００６】
この制振装置にあっては、シリンダ５２のピストンピストンロッド５４の一方が構造物の上梁に、他方がＶブレス等の取付部材を介して構造物の下梁に結合され、地震、風等で上層と下層との間に水平方向の相対的な層間変位が生じた場合、減衰力が発生し構造物の振動を減衰する。
【０００７】
また、フェールセーフ弁６４はソレノイドＳ３が通電された状態では遮断ポジションにあり分岐流路７１を閉じている。そして、フェールセーフ時の断電時には連通ポジションに切り替わり、オリフィス７４を介して分岐流路７１を油が流れて通常のパッシブダンパーと同じ働きをする。
【０００８】
そして、除荷制御弁６２は、断電時においてはノーマルクローズに設定され、制御時には、コントローラ６３によりソレノイドＳ４が印加されて開弁状態とされる。具体的には、コントローラ６３は、振動外力の大きさによりで弁開度を決定し、その弁開度を実現する制御電流をソレノイドＳ４に印加することにより行われる。
【０００９】
上記のように構成された制振装置にあっては、振動外力が構造物に作用し、シリンダ５２のピストン５３が一定方向に移動しているときには、図示のように遮断ポジションにあって高減衰力を発生する。この場合、柱やブレスは、制振装置が高減衰力を発生するので、弾性変形して、振動エネルギが弾性エネルギに変換されこの弾性エネルギを内部蓄積する。つづいて、この制振装置は、構造物の振動方向が逆となったとき、すなわち、ピストン変位が最大振幅となったときに、コントローラ６３を介してソレノイドＳ４に電流を印加して連通ポジションに切換えて制振装置のシリンダ５２の発生荷重を除去、すなわち、除荷するように制御され、柱やブレス等に蓄積された弾性エネルギを消散させることができる。その後、除荷制御弁６２は、遮断ポジションに戻され、再び、柱等は内部に弾性エネルギを蓄積する。この一連の動作により、構造物に作用する振動エネルギは、高減衰力を発生するシリンダに吸収されるとともに、柱等に蓄積される弾性エネルギも消散することができるので、効率的に制振することが可能となる。
【特許文献１】特開２０００−５４６７７号公報（第３頁右欄第２５行目から第３頁右欄第４５行目、図１）
【特許文献２】特許番号第２９５９５５４号の特許公報（発明の実施の形態，図２）
【特許文献３】特開２００２-１３３１０号公報（発明の実施の形態，図６）
【非特許文献１】小倉，「制震ダンパシステム」，カヤバ工業株式会社，カヤバ技報，２００２年１０月，Ｎｏ２５（４２〜４５ページ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来の制振装置にあっては、効果的に構造物の振動を抑制できる点で優れてはいるが、以下の問題がある。
【００１１】
すなわち、従来の制振装置にあっては、フェールセーフ弁６４は、非常のフェールセーフ時にのみ開いて作動するようになっており、構造物に作用する地震等の外力の大小に拘わらず除荷制御弁６２だけで同一の減衰制御がなされていたに過ぎなかった。すなわち、構造物に作用する振動外力が大きいときでも小さいときでも、シリンダ５２が最大振幅に達するまでは、フェールセーフ弁６４と除荷制御弁６２を閉弁状態に保たち、シリンダ５６が最大振幅に達したときに除荷制御弁６２のみを開放動作させ除荷していた。
【００１２】
そのために、振動外力が大きい場合にあっても、除荷制御弁６２で除荷応答性を充分担保するためには、短時間のうちに充分な量の作動油を流す必要があるので、該除荷制御弁６２を大型なものとするか、除荷制御弁６２を複数搭載する対応が必要となり、結果、制震装置全体が必然的に大型になってしまうと不具合がある。
【００１３】
そこで本発明は、上記不具合を解消するために創案されたものであって、その目的とするところは、小形化可能な制振装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
第１の課題解決手段における制振装置は、シリンダと、シリンダ内のピストン両側に形成され受圧面積を同一にした各圧力室を連結するメイン流路と、メイン流路をバイパスするバイパス流路と、前記メイン流路の途中に互いに反対方向を向いて設けられた一対の第１逆止弁と、前記バイパス流路の途中に互いに反対方向を向き、かつ、第１逆止弁の向きに対し反対方向を向くように設けられた一対の第２逆止弁と、第１逆止弁間のメイン流路と第２逆止弁間のバイパス流路とを接続する一対の分岐流路と、一方の分岐流路の途中に設けた減衰力調整可能な除荷制御弁と、他方の分岐流路の途中に設けたオリフィス及び開閉弁と、前記第１逆止弁間のメイン流路に接続されるアキュムレータとを備え、開閉弁および除荷制御弁を開閉制御しシリンダを除荷する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、振動外力が大きい場合には除荷時に開閉弁をも開弁させることができるので、この開閉弁および除荷制御弁を小形化することが可能となり、これにより、制震装置全体も小形化することができる。
【００１６】
さらに、開閉弁および除荷制御弁を小形化することができるので、製造コストを削減することができる。
【００１７】
また、除荷時に開閉弁をも開弁させることができ、従来の制振装置より流量面積を増大させることができるので、作動油の通過量を多くさせ、除荷時間を短縮することが可能となる、すなわち、除荷応答性を向上することができる。
【００１８】
すると、除荷時間が短縮されるので、振動周期が短い振動外力が構造物に作用した場合であっても、充分除荷可能となり、除荷不足による振動抑制不足という弊害を防止することができる。すなわち、除荷が充分でないと、柱等の移動方向が切換わったときに、それまで圧縮されていた圧力室内の圧力が高いままとなり、柱等の移動を却って増長させてしまうので、除荷を充分に行う必要があるが、本発明の制振装置にあっては、除荷が従来に比較して短時間で済むので上記弊害が回避されるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明を図示した実施形態に基づいて詳細に説明する。図１は、一実施の形態における制振装置を概念的に示す図である。
【００２０】
一実施の形態におけるの制振装置１は、図１に示すように、シリンダ２と、前記シリンダ２内でピストン３の両側に形成された圧力室６ａ，６ｂと、各圧力室６ａ，６ｂを連結するメイン流路１０と、メイン流路１０に並列に接続したバイパス流路１１と、前記メイン流路１０の途中に設けられた一対の第１逆止弁８ａ，８ｂと、前記バイパス流路１１の途中に設けられた一対の第２逆止弁９ａ，９ｂと、メイン流路１０とバイパス流路１１とを接続する一対の分岐流路２０，２１と、一方の分岐流路２０の途中に設けた除荷制御弁１２と、他方の分岐流路２１の途中に設けたオリフィス２４及び開閉弁１４と、メイン流路１０に接続されるアキュムレータ１９と、シリンダ２のピストン変位を検知する変位検知手段たる変位センサ１５と、上記除荷制御弁１２および開閉弁１４を制御するコントローラ１３とで構成されている。
【００２１】
以下、詳細に説明すると、シリンダ２は、図１に示すように、筒状のシリンダ本体５と、シリンダ本体５内を上記２つの圧力室６ａ，６ｂを区画するピストン３と、ピストン３の両端から延設されるピストンロッド４とで構成され、シリンダ本体５の側部にはポートａおよびポートｂが設けられ、シリンダ本体５内には作動油が充填されている。
【００２２】
この上記ピストンロッド４には、多数のスケールメモリ（図示せず）が等間隔をもって埋め込まれており、これらスケールメモリと対向して変位センサ１５が設けられている。したがって、ピストンロッド４がシリンダ本体５に対し、図１中左右方向に移動すると、その移動に伴いスケールメモリも移動するので、これを変位センサ１５で検知してピストンロッド４の図１中左右変位を検出する、すなわち、ピストンロッド４に連繋するピストン３の位置を検出することが可能となっている。なお、ピストン３の変位を検出するセンサとしては、ポテンショメータや、他の公知のものが使用可能である。
【００２３】
なお、シリンダ本体５のポートａとポートｂは、ピストン３がシリンダ本体５内を移動しても、ピストン３によって塞がれることがないように、シリンダ本体５の側部の端部側に設けられているが、シリンダ本体５の両端に設けてもよい。
【００２４】
また、ポートａとポートｂは、互いに上述のメイン流路１０により連通されており、メイン流路１０には、バイパス流路１１がメイン流路１０に対し並列に接続されており、また、上記メイン流路１０の途中には、一対の第１逆止弁８ａ，８ｂが互いに反対方向を向いて設けられるとともに、一対の第２逆止弁９ａ，９ｂがバイパス流路１１の途中に互いに反対方向を向き、かつ、第１逆止弁８ａ，８ｂの向きに対し反対方向を向くように設けられている。
【００２５】
さらに、メイン流路１０の第１逆止弁８ａ，８ｂ間とバイパス流路１１の第２逆止弁９ａ，９ｂ間とを接続する一対の分岐流路２０，２１が並列に設けられており、一方の分岐流路２０の途中には減衰力調整可能な除荷制御弁１２が、他方の分岐流路２１の途中にはオリフィス２４及び開閉弁１４が設けられている。
【００２６】
除荷制御弁１２は、ソレノイドＳ２へ電流供給を行うと一方の分岐流路２０を連通する連通ポジションをとり、ソレノイドＳ２への電流供給を行わないときは附勢バネＳＰ２のバネ力等で閉鎖され、分岐流路２０を遮断する遮断ポジションをとるように設定され、通常時には、後述するコントローラ１３からソレノイドＳ２に電流供給を行われず閉弁状態下に維持される。
【００２７】
また、除荷制御弁１２は、ソレノイドＳ２への印加電流の大小によって、流路面積を変化させることができ、これにより除荷制御弁１２を通過する流量を制御することが可能となっている。
【００２８】
他方、開閉弁１４は、除荷制御弁１２と異なり、ソレノイドＳ１へ電流供給を行うと他方の分岐流路２１を遮断する遮断ポジションをとり、ソレノイドＳ１への電流供給を行わないときは附勢バネＳＰ１のバネ力等で開放され、分岐流路２１を連通する連通ポジションをとるように設定され、通常時には、後述するコントローラ１３からソレノイドＳ１に電流供給がなされ閉弁状態下に維持される。
【００２９】
また、第１逆止弁８ａ，８ｂ間のメイン流路１０には流路２２を介してアキュムレータ１９が接続されており、このアキュムレータ１９は、シリンダ２を含む油圧回路内の作動油の温度変化や圧縮に伴う体積変化を補償して油圧回路の損傷を防止する。
【００３０】
つづいて、コントローラ１３は、変位センサ１５と、除荷制御弁１２および開閉弁１４の各ソレノイドＳ１，Ｓ２に接続されており、ハードウェアとしては、図示しないが、上記変位センサ１５が検出したピストン変位の信号を受け取り、除荷制御弁１２および開閉弁１４のソレノイドＳ１，Ｓ２に制御信号としての電流を出力できるものであれば良く、例えば、前記信号増幅するためのアンプと、アナログ信号をデジタル信号に変換する変換器と低周波及び高周波成分をカットするバンドパスフィルタと、各ソレノイドＳ１，Ｓ２を駆動するソレノイドドライバと、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、水晶発振子及びこれらを連絡するバスラインとからなる公知のコンピュータシステムとにより構成され、制御力の演算に使用される除荷制御弁１２および開閉弁１４の制御に使用される演算処理手順と制御信号出力手順は、プログラムとしてＲＯＭに予め格納させておくとする周知なシステムで良い。
【００３１】
そして、上述のように構成された制振装置１は、構造体Ｌを構成する柱３０と梁３１との間に介装される。具体的には、たとえば、図２に示すように、柱３０，３０と上下の梁３１，３１からなる構造体Ｌ内に配在される。すなわち、この制振装置１は、シリンダ２のピストンロッド４の一端が図２中下方の下側の梁３１にヒンジ結合され、シリンダ本体５の端部は、ピストンロッド４の移動を妨げることのないように筒体３４を介して図２中右柱３０と上側の梁３１との交差部および図２中左柱３０と上側の梁３１との交差部に掛け渡されたＶブレス３３の図２中下端にヒンジ結合されて、構造体Ｌ内に配在されている。なお、上述したところでは、Ｖブレス３３を介して柱３０，３０と上下の梁３１，３１との間に介装されるが、制振装置１は、柱と梁との間に介装されればよいので、構造体Ｌ内への取付方法は、上記したところに限られず、たとえば、シリンダ２を斜材の一部として、構造体Ｌに対して斜めに取付けられたり、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、上側の梁３１と下側の梁３１との間に介装されたりしてもよい。
【００３２】
つづいて、上述のように、構造体Ｌ内に配在された制振装置１の作用について説明する。
【００３３】
振動外力、たとえば、地震や強風等による振動が構造体Ｌに作用した場合、構造体Ｌの柱３０は、振動外力により、左右に振動する。そして、たとえば、柱３０が撓んで右方向に移動しているとき、シリンダ２には、柱３０の右方への移動により、この移動がＶブレス３３を介して伝達されて、ピストン３も右方へ移動する。このとき制振装置１のコントローラ１３は、変位センサ１５で検知するピストン変位から、ピストン３が右方に向けて変位していると判断し、除荷制御弁１２および開閉弁１４を閉弁状態とするべく、除荷制御弁１２には電流供給を行わず、開閉弁１４には電流供給状態を維持する。
【００３４】
すると、ピストン３の右方への移動により、シリンダ２の圧力室６ｂ内の圧力が高まり、圧力室６ｂ内の作動油は、メイン流路１０、バイパス流路１１、第２チェック弁９ｂ、分岐流路２０，２１、メイン流路１０、第１チェック弁８ａのルートを通って圧力室６ａに移動しようとするが、分岐流路２０，２１の途中にそれぞれ設けた除荷制御弁１２および開閉弁１４は閉弁状態に維持されたままとなるので、除荷制御弁１２および開閉弁１４を通過する際に大きな圧力損失が発生し、制振装置１は高減衰力を発生する。したがって、構造体Ｌの柱３０とＶブレス３０は、図３の実線に示すように、制振装置１のシリンダ２が略シリンダロックに近い状態となるので、振動外力によって、弾性変形し、振動エネルギを弾性エネルギに変換し、内部に弾性エネルギを蓄積する。これを、図４（ａ）に示すように、柱３０とＶブレス３３の弾性部材をバネｋに置き換えたものとして、これと制振装置１のシリンダ２とを直列に接続し、上梁３１と下梁３１との間に介装したモデルで説明すると、上梁３１が右方にｘだけ変位すると、シリンダ２は略シリンダロックに近い状態であるので、バネｋが略ｘだけ縮んで、バネｋに弾性エネルギが蓄積されることとなる。なお、ここで、シリンダ２も僅かに変位する。
【００３５】
そして、柱３０が振動外力により最大振幅点に達すると、こんどは、柱３０が左方に移動しようとする。このとき、シリンダ２には、柱３０の左方への移動により、この移動がＶブレス３３を介して伝達されて、ピストン３も左方へ移動する。このとき制振装置１のコントローラ１３は、変位センサ１５で検知するピストン変位から、ピストン３が今までとは逆向きの左方へ向けて変位していることから、ピストン３が最大振幅点に達したと判断し、除荷制御弁１２を開弁状態とし、開閉弁１４については必要に応じて開弁状態とするべく、除荷制御弁１２には電流供給を行ない、開閉弁１４には必要に応じて電流供給を行う。
【００３６】
すると、シリンダ２の圧力室６ｂ内の高まった圧力は、圧力室６ｂ内の作動油が除荷制御弁１２は開弁状態となり除荷制御弁１２を通過する際に圧力損失はさほど発生せず、速やかに圧力室６ａ内に流入することとなり、制振装置１は小さな減衰力しか発生しない。すなわち、制振装置１のシリンダ２は、高減衰力を発生していた略シリンダロック状態から速やかに低減衰力を発生する状態に移行するので、シリンダ２が発生していた減衰力（荷重）は速やかに除去される。
【００３７】
したがって、構造体Ｌの柱３０とＶブレス３０は、図３の破線に示すように、制振装置１のシリンダ２が低減衰力を発生する状態に速やかに移行するので、復元力で元の状態に戻って、振動外力によって蓄積された弾性エネルギが消散される。これを、図４（ｂ）に示すモデルで説明すると、バネｋが復元力でもとの長さにもどって、バネｋに蓄えられた弾性エネルギが消散される。
【００３８】
除荷終了の判断については、たとえば、コントローラ１３により変位センサ１５の検出するピストン変位から判断される。具体的には、ピストン変位、すなわち、ピストン３の位置が中立位置近傍に戻った状態を除荷終了と判断したり、ピストン変位を微分して得られるピストン速度からシリンダ２の各圧力室6ａ，６ｂ内の圧力を算出して、充分除荷が行われたか否かを判断したりすることにより行われるが、シリンダ２の各圧力室６ａ，６ｂの圧力値を検知する圧力センサを別途設けて上記圧力センサで検出される圧力値から判断するとしてもよく、また、ピストン変位を微分して得られるピストン速度から振動外力の大きさを判断し、その振動外力の大きさと最大振幅とから除荷が終了する時間を想定して、その想定された除荷時間が経過したことにより除荷が終了したと判断するとしてもよい。
【００３９】
そして、制振装置１のシリンダ２の除荷後は、コントローラ１３は、除荷制御弁１２および開閉弁１４を閉弁状態とし、柱３０の左方への移動にたいして、シリンダ２に高減衰力を発生させて、再度、柱３０およびＶブレス３３に弾性エネルギを蓄積させ、ピストン３が最大振幅点に達すると、上記したように、シリンダ２を除荷する。
【００４０】
以上の動作を繰り返し行うことにより、最大振幅点に達するまでは、高減衰力を発生して構造物Ｌに作用する振動を抑制するとともに、柱やＶブレスに蓄積された弾性エネルギはシリンダ除荷により消散させることができるので、シリンダのストローク量確保が可能となり、効果的に振動を抑制することができる。
【００４１】
そして、開閉弁１４は、具体的にたとえば、振動外力が大きい場合には開弁され、これにより除荷制御弁１２と協働して作動油の流量を多くすることができ、速やかに除荷を行うことができると同時に、振動外力が小さい場合には、除荷時の流量が少なくて済むので開閉弁１４を閉じておき、流量調整が可能な除荷制御弁１２のみできめ細かい制御を行いつつ除荷することができる。なお、当然ではあるが、振動外力外が大きい場合にも、除荷制御弁１２の制御により流量調整を行いつつ除荷することが可能である。
【００４２】
したがって、従来の制振装置では、除荷制御弁のみの制御により除荷していたが、つまり開閉弁は除荷時には全く機能しなかったが、本実施の形態における制振装置にあっては、除荷時に開閉弁１４をも開弁させることができ、言い換えれば、従来の除荷制御弁の流量を開閉弁１４と除荷制御弁１２とを協働させて担保することとすればよく、この開閉弁１４および除荷制御弁１２を従来の制震装置におけるフェールセーフ弁および除荷制御弁に比較して小形化することが可能となり、これにより、制震装置全体も小形化することができる。
【００４３】
さらに、開閉弁１４および除荷制御弁１２を小形化することができるので、製造コストを削減することができる。
【００４４】
なお、振動外力の大きさは、最大振幅時のピストン変位から判断するか、変位センサ１５で検出する変位を微分することによりピストン速度を算出し、このピストン速度に基づいて振動外力の大きさを判断するとすればよい。また、変位センサの変わりに、ピストン速度を検知するセンサを設けるとしてもよく、さらに、圧力センサでシリンダ２内圧を検出してこの圧力値に基づいて振動外力の大きさを判断してもよく、また、圧力センサと変位センサの両方をも使用して精緻に制御してもよい。
【００４５】
さらに、除荷時に開閉弁１４をも開弁させることができ、従来の制振装置より速やかに流量面積を増大させることができるので、作動油の通過量を多くさせ、除荷時間を短縮することが可能となる、すなわち、除荷応答性を向上することができる。
【００４６】
すると、除荷時間が短縮されるので、振動周期が短い振動外力が構造物Ｌに作用した場合であっても、充分除荷可能となり、振動抑制不足という弊害を防止することができる。すなわち、除荷が充分でないと、柱等の移動方向が切換わったときに、それまで圧縮されていた圧力室内の圧力が高いままとなり、柱等の移動を却って増長させてしまうので、除荷を充分に行う必要があるが、本実施の形態の制振装置にあっては、除荷が従来に比較して短時間で済むので上記弊害が回避されるのである。
【００４７】
なお、コントローラ１３への電流供給が断たれた状態、すなわち、フェールセーフ時にあっては、コントローラ１３からの各ソレノイドＳ１，Ｓ２への電流供給も断たれる。このときには、除荷制御弁１２は、附勢バネＳＰ２により附勢され、閉弁状態下に保たれる。他方、開閉弁１４は、附勢バネＳＰ１により附勢され開弁状態下に保たれる。この状態で構造体Ｌに振動外力が作用すると、作動油は必ずオリフィス２４を通過することになり、制振装置１は、作動油のオリフィス２４通過時に発生する圧力損失に応じた減衰力を発生することとなり、いわゆるパッシブダンパとして機能する。したがって、フェールセーフ時にも、最低限の振動抑制効果が得られる。
【００４８】
以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】一実施の形態における制振装置を概念的に示す図である。
【図２】一実施の形態における制振装置を構造体に取付けた状態を示す図である。
【図３】一実施の形態における制振装置を取付けた構造体に振動外力が作用した状態を示す図である。
【図４】（ａ）一実施の形態における制振装置および構造体をモデル化した図である。（ｂ）一実施の形態における制振装置および構造体をモデル化した図である。
【図５】従来の制振装置を概念的に示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 制振装置
２ シリンダ
３ ピストン
４ ピストンピストンロッド
５ シリンダ本体
６ａ，６ｂ 圧力室
８ａ，８ｂ 第１逆止弁
９ａ，９ｂ 第２逆止弁
１０ メイン用流路
１１ バイパス流路
１２ 除荷制御弁
１３ コントローラ
１４ 開閉弁
１５ 変位検出手段たる変位センサ
１９ アキュムレータ
２４ オリフィス
Ｓ１，Ｓ２ ソレノイド
ＳＰ１，ＳＰ２ 附勢バネ
３０ 柱
３１ 梁
３３ Ｖブレス
Ｌ 構造体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物に作用する地震や風等による振動を減衰する制振装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種制振装置としては、例えば、柱と梁で構成された構造体の柱と梁との間、上梁と下梁との間等にブレス等を介してダンパを介装したものが知られており、地震、風、交通振動等により構造体を複数積層した構造物に作用する振動をダンパで減衰して上記振動を抑制するものが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記のような制振装置のダンパにあっては、構造物に作用する振動を抑制する効果を高めるには、発生減衰力を高くする方が良いが、発生減衰力を高めると、柱やブレスは弾性変形するために、バネとして作用し、構造物の層間変位が大きくなり、その結果ダンパ自体のストローク量が減少し、充分振動を抑制することができないという問題がある。
【０００４】
そこで、近年では、シリンダが伸縮作動している状態では高減衰力を発生させ、シリンダが最大振幅に達したときに、シリンダが発生している荷重を除去、すなわち、減衰係数を急激に減少させて、柱やブレス等に蓄積された弾性エネルギをシリンダ自体で消散するようにし、振動方向が逆となったときの柱やブレス等の復元力による振動の増幅作用をキャンセルして、シリンダに振動エネルギを効率的に吸収させる制振装置の提案がある（たとえば、特許文献２，３参照）。
【０００５】
そして、上記提案を実現する制振装置は、例えば、図５に示すように、両ピストンロッド型のシリンダ５２と、前記シリンダ５２内のピストン５３の両側に形成された圧力室５６，５６を連結するメイン流路６０と、メイン流路６０に並列に接続したバイパス流路６１と、前記メイン流路６０の途中に互いに反対方向を向いて設けられた一対の第１逆止弁５８，５８と、前記バイパス流路６１の途中に互いに反対方向を向いて設けられた一対の第２逆止弁５９，５９と、第１逆止弁５８，５８間のメイン流路６０と第２逆止弁５９，５９間のバイパス流路６１との間に並列に接続させた一対の分岐流路７０，７１と、一方の分岐流路７０の途中に設けた流量調整可能なソレノイド除荷制御弁６２と、他方の分岐流路７１の途中に設けたフェールセーフ弁６４およびオリフィス７４と、前記第１逆止弁５８，５８間のメイン流路６０に接続したアキュムレータ６９と、シリンダ５２のピストン変位を検出するストロークセンサ（図示せず）と、上記除荷制御弁６２を制御するコントローラ６３とからなるもである（たとえば、非特許文献１参照）。
【０００６】
この制振装置にあっては、シリンダ５２のピストンピストンロッド５４の一方が構造物の上梁に、他方がＶブレス等の取付部材を介して構造物の下梁に結合され、地震、風等で上層と下層との間に水平方向の相対的な層間変位が生じた場合、減衰力が発生し構造物の振動を減衰する。
【０００７】
また、フェールセーフ弁６４はソレノイドＳ３が通電された状態では遮断ポジションにあり分岐流路７１を閉じている。そして、フェールセーフ時の断電時には連通ポジションに切り替わり、オリフィス７４を介して分岐流路７１を油が流れて通常のパッシブダンパーと同じ働きをする。
【０００８】
そして、除荷制御弁６２は、断電時においてはノーマルクローズに設定され、制御時には、コントローラ６３によりソレノイドＳ４が印加されて開弁状態とされる。具体的には、コントローラ６３は、振動外力の大きさによりで弁開度を決定し、その弁開度を実現する制御電流をソレノイドＳ４に印加することにより行われる。
【０００９】
上記のように構成された制振装置にあっては、振動外力が構造物に作用し、シリンダ５２のピストン５３が一定方向に移動しているときには、図示のように遮断ポジションにあって高減衰力を発生する。この場合、柱やブレスは、制振装置が高減衰力を発生するので、弾性変形して、振動エネルギが弾性エネルギに変換されこの弾性エネルギを内部蓄積する。つづいて、この制振装置は、構造物の振動方向が逆となったとき、すなわち、ピストン変位が最大振幅となったときに、コントローラ６３を介してソレノイドＳ４に電流を印加して連通ポジションに切換えて制振装置のシリンダ５２の発生荷重を除去、すなわち、除荷するように制御され、柱やブレス等に蓄積された弾性エネルギを消散させることができる。その後、除荷制御弁６２は、遮断ポジションに戻され、再び、柱等は内部に弾性エネルギを蓄積する。この一連の動作により、構造物に作用する振動エネルギは、高減衰力を発生するシリンダに吸収されるとともに、柱等に蓄積される弾性エネルギも消散することができるので、効率的に制振することが可能となる。
【特許文献１】特開２０００−５４６７７号公報（第３頁右欄第２５行目から第３頁右欄第４５行目、図１）
【特許文献２】特許番号第２９５９５５４号の特許公報（発明の実施の形態，図２）
【特許文献３】特開２００２-１３３１０号公報（発明の実施の形態，図６）
【非特許文献１】小倉，「制震ダンパシステム」，カヤバ工業株式会社，カヤバ技報，２００２年１０月，Ｎｏ２５（４２〜４５ページ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来の制振装置にあっては、効果的に構造物の振動を抑制できる点で優れてはいるが、以下の問題がある。
【００１１】
すなわち、従来の制振装置にあっては、フェールセーフ弁６４は、非常のフェールセーフ時にのみ開いて作動するようになっており、構造物に作用する地震等の外力の大小に拘わらず除荷制御弁６２だけで同一の減衰制御がなされていたに過ぎなかった。すなわち、構造物に作用する振動外力が大きいときでも小さいときでも、シリンダ５２が最大振幅に達するまでは、フェールセーフ弁６４と除荷制御弁６２を閉弁状態に保たち、シリンダ５６が最大振幅に達したときに除荷制御弁６２のみを開放動作させ除荷していた。
【００１２】
そのために、振動外力が大きい場合にあっても、除荷制御弁６２で除荷応答性を充分担保するためには、短時間のうちに充分な量の作動油を流す必要があるので、該除荷制御弁６２を大型なものとするか、除荷制御弁６２を複数搭載する対応が必要となり、結果、制震装置全体が必然的に大型になってしまうと不具合がある。
【００１３】
そこで本発明は、上記不具合を解消するために創案されたものであって、その目的とするところは、小形化可能な制振装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
第１の課題解決手段における制振装置は、シリンダと、シリンダ内のピストン両側に形成され受圧面積を同一にした各圧力室を連結するメイン流路と、メイン流路をバイパスするバイパス流路と、前記メイン流路の途中に互いに反対方向を向いて設けられた一対の第１逆止弁と、前記バイパス流路の途中に互いに反対方向を向き、かつ、第１逆止弁の向きに対し反対方向を向くように設けられた一対の第２逆止弁と、第１逆止弁間のメイン流路と第２逆止弁間のバイパス流路とを接続する一対の分岐流路と、一方の分岐流路の途中に設けた減衰力調整可能な除荷制御弁と、他方の分岐流路の途中に設けたオリフィス及び開閉弁と、前記第１逆止弁間のメイン流路に接続されるアキュムレータとを備え、開閉弁および除荷制御弁を開閉制御しシリンダを除荷する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、振動外力が大きい場合には除荷時に開閉弁をも開弁させることができるので、この開閉弁および除荷制御弁を小形化することが可能となり、これにより、制震装置全体も小形化することができる。
【００１６】
さらに、開閉弁および除荷制御弁を小形化することができるので、製造コストを削減することができる。
【００１７】
また、除荷時に開閉弁をも開弁させることができ、従来の制振装置より流量面積を増大させることができるので、作動油の通過量を多くさせ、除荷時間を短縮することが可能となる、すなわち、除荷応答性を向上することができる。
【００１８】
すると、除荷時間が短縮されるので、振動周期が短い振動外力が構造物に作用した場合であっても、充分除荷可能となり、除荷不足による振動抑制不足という弊害を防止することができる。すなわち、除荷が充分でないと、柱等の移動方向が切換わったときに、それまで圧縮されていた圧力室内の圧力が高いままとなり、柱等の移動を却って増長させてしまうので、除荷を充分に行う必要があるが、本発明の制振装置にあっては、除荷が従来に比較して短時間で済むので上記弊害が回避されるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明を図示した実施形態に基づいて詳細に説明する。図１は、一実施の形態における制振装置を概念的に示す図である。
【００２０】
一実施の形態におけるの制振装置１は、図１に示すように、シリンダ２と、前記シリンダ２内でピストン３の両側に形成された圧力室６ａ，６ｂと、各圧力室６ａ，６ｂを連結するメイン流路１０と、メイン流路１０に並列に接続したバイパス流路１１と、前記メイン流路１０の途中に設けられた一対の第１逆止弁８ａ，８ｂと、前記バイパス流路１１の途中に設けられた一対の第２逆止弁９ａ，９ｂと、メイン流路１０とバイパス流路１１とを接続する一対の分岐流路２０，２１と、一方の分岐流路２０の途中に設けた除荷制御弁１２と、他方の分岐流路２１の途中に設けたオリフィス２４及び開閉弁１４と、メイン流路１０に接続されるアキュムレータ１９と、シリンダ２のピストン変位を検知する変位検知手段たる変位センサ１５と、上記除荷制御弁１２および開閉弁１４を制御するコントローラ１３とで構成されている。
【００２１】
以下、詳細に説明すると、シリンダ２は、図１に示すように、筒状のシリンダ本体５と、シリンダ本体５内を上記２つの圧力室６ａ，６ｂを区画するピストン３と、ピストン３の両端から延設されるピストンロッド４とで構成され、シリンダ本体５の側部にはポートａおよびポートｂが設けられ、シリンダ本体５内には作動油が充填されている。
【００２２】
この上記ピストンロッド４には、多数のスケールメモリ（図示せず）が等間隔をもって埋め込まれており、これらスケールメモリと対向して変位センサ１５が設けられている。したがって、ピストンロッド４がシリンダ本体５に対し、図１中左右方向に移動すると、その移動に伴いスケールメモリも移動するので、これを変位センサ１５で検知してピストンロッド４の図１中左右変位を検出する、すなわち、ピストンロッド４に連繋するピストン３の位置を検出することが可能となっている。なお、ピストン３の変位を検出するセンサとしては、ポテンショメータや、他の公知のものが使用可能である。
【００２３】
なお、シリンダ本体５のポートａとポートｂは、ピストン３がシリンダ本体５内を移動しても、ピストン３によって塞がれることがないように、シリンダ本体５の側部の端部側に設けられているが、シリンダ本体５の両端に設けてもよい。
【００２４】
また、ポートａとポートｂは、互いに上述のメイン流路１０により連通されており、メイン流路１０には、バイパス流路１１がメイン流路１０に対し並列に接続されており、また、上記メイン流路１０の途中には、一対の第１逆止弁８ａ，８ｂが互いに反対方向を向いて設けられるとともに、一対の第２逆止弁９ａ，９ｂがバイパス流路１１の途中に互いに反対方向を向き、かつ、第１逆止弁８ａ，８ｂの向きに対し反対方向を向くように設けられている。
【００２５】
さらに、メイン流路１０の第１逆止弁８ａ，８ｂ間とバイパス流路１１の第２逆止弁９ａ，９ｂ間とを接続する一対の分岐流路２０，２１が並列に設けられており、一方の分岐流路２０の途中には減衰力調整可能な除荷制御弁１２が、他方の分岐流路２１の途中にはオリフィス２４及び開閉弁１４が設けられている。
【００２６】
除荷制御弁１２は、ソレノイドＳ２へ電流供給を行うと一方の分岐流路２０を連通する連通ポジションをとり、ソレノイドＳ２への電流供給を行わないときは附勢バネＳＰ２のバネ力等で閉鎖され、分岐流路２０を遮断する遮断ポジションをとるように設定され、通常時には、後述するコントローラ１３からソレノイドＳ２に電流供給を行われず閉弁状態下に維持される。
【００２７】
また、除荷制御弁１２は、ソレノイドＳ２への印加電流の大小によって、流路面積を変化させることができ、これにより除荷制御弁１２を通過する流量を制御することが可能となっている。
【００２８】
他方、開閉弁１４は、除荷制御弁１２と異なり、ソレノイドＳ１へ電流供給を行うと他方の分岐流路２１を遮断する遮断ポジションをとり、ソレノイドＳ１への電流供給を行わないときは附勢バネＳＰ１のバネ力等で開放され、分岐流路２１を連通する連通ポジションをとるように設定され、通常時には、後述するコントローラ１３からソレノイドＳ１に電流供給がなされ閉弁状態下に維持される。
【００２９】
また、第１逆止弁８ａ，８ｂ間のメイン流路１０には流路２２を介してアキュムレータ１９が接続されており、このアキュムレータ１９は、シリンダ２を含む油圧回路内の作動油の温度変化や圧縮に伴う体積変化を補償して油圧回路の損傷を防止する。
【００３０】
つづいて、コントローラ１３は、変位センサ１５と、除荷制御弁１２および開閉弁１４の各ソレノイドＳ１，Ｓ２に接続されており、ハードウェアとしては、図示しないが、上記変位センサ１５が検出したピストン変位の信号を受け取り、除荷制御弁１２および開閉弁１４のソレノイドＳ１，Ｓ２に制御信号としての電流を出力できるものであれば良く、例えば、前記信号増幅するためのアンプと、アナログ信号をデジタル信号に変換する変換器と低周波及び高周波成分をカットするバンドパスフィルタと、各ソレノイドＳ１，Ｓ２を駆動するソレノイドドライバと、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、水晶発振子及びこれらを連絡するバスラインとからなる公知のコンピュータシステムとにより構成され、制御力の演算に使用される除荷制御弁１２および開閉弁１４の制御に使用される演算処理手順と制御信号出力手順は、プログラムとしてＲＯＭに予め格納させておくとする周知なシステムで良い。
【００３１】
そして、上述のように構成された制振装置１は、構造体Ｌを構成する柱３０と梁３１との間に介装される。具体的には、たとえば、図２に示すように、柱３０，３０と上下の梁３１，３１からなる構造体Ｌ内に配在される。すなわち、この制振装置１は、シリンダ２のピストンロッド４の一端が図２中下方の下側の梁３１にヒンジ結合され、シリンダ本体５の端部は、ピストンロッド４の移動を妨げることのないように筒体３４を介して図２中右柱３０と上側の梁３１との交差部および図２中左柱３０と上側の梁３１との交差部に掛け渡されたＶブレス３３の図２中下端にヒンジ結合されて、構造体Ｌ内に配在されている。なお、上述したところでは、Ｖブレス３３を介して柱３０，３０と上下の梁３１，３１との間に介装されるが、制振装置１は、柱と梁との間に介装されればよいので、構造体Ｌ内への取付方法は、上記したところに限られず、たとえば、シリンダ２を斜材の一部として、構造体Ｌに対して斜めに取付けられたり、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、上側の梁３１と下側の梁３１との間に介装されたりしてもよい。
【００３２】
つづいて、上述のように、構造体Ｌ内に配在された制振装置１の作用について説明する。
【００３３】
振動外力、たとえば、地震や強風等による振動が構造体Ｌに作用した場合、構造体Ｌの柱３０は、振動外力により、左右に振動する。そして、たとえば、柱３０が撓んで右方向に移動しているとき、シリンダ２には、柱３０の右方への移動により、この移動がＶブレス３３を介して伝達されて、ピストン３も右方へ移動する。このとき制振装置１のコントローラ１３は、変位センサ１５で検知するピストン変位から、ピストン３が右方に向けて変位していると判断し、除荷制御弁１２および開閉弁１４を閉弁状態とするべく、除荷制御弁１２には電流供給を行わず、開閉弁１４には電流供給状態を維持する。
【００３４】
すると、ピストン３の右方への移動により、シリンダ２の圧力室６ｂ内の圧力が高まり、圧力室６ｂ内の作動油は、メイン流路１０、バイパス流路１１、第２チェック弁９ｂ、分岐流路２０，２１、メイン流路１０、第１チェック弁８ａのルートを通って圧力室６ａに移動しようとするが、分岐流路２０，２１の途中にそれぞれ設けた除荷制御弁１２および開閉弁１４は閉弁状態に維持されたままとなるので、除荷制御弁１２および開閉弁１４を通過する際に大きな圧力損失が発生し、制振装置１は高減衰力を発生する。したがって、構造体Ｌの柱３０とＶブレス３０は、図３の実線に示すように、制振装置１のシリンダ２が略シリンダロックに近い状態となるので、振動外力によって、弾性変形し、振動エネルギを弾性エネルギに変換し、内部に弾性エネルギを蓄積する。これを、図４（ａ）に示すように、柱３０とＶブレス３３の弾性部材をバネｋに置き換えたものとして、これと制振装置１のシリンダ２とを直列に接続し、上梁３１と下梁３１との間に介装したモデルで説明すると、上梁３１が右方にｘだけ変位すると、シリンダ２は略シリンダロックに近い状態であるので、バネｋが略ｘだけ縮んで、バネｋに弾性エネルギが蓄積されることとなる。なお、ここで、シリンダ２も僅かに変位する。
【００３５】
そして、柱３０が振動外力により最大振幅点に達すると、こんどは、柱３０が左方に移動しようとする。このとき、シリンダ２には、柱３０の左方への移動により、この移動がＶブレス３３を介して伝達されて、ピストン３も左方へ移動する。このとき制振装置１のコントローラ１３は、変位センサ１５で検知するピストン変位から、ピストン３が今までとは逆向きの左方へ向けて変位していることから、ピストン３が最大振幅点に達したと判断し、除荷制御弁１２を開弁状態とし、開閉弁１４については必要に応じて開弁状態とするべく、除荷制御弁１２には電流供給を行ない、開閉弁１４には必要に応じて電流供給を行う。
【００３６】
すると、シリンダ２の圧力室６ｂ内の高まった圧力は、圧力室６ｂ内の作動油が除荷制御弁１２は開弁状態となり除荷制御弁１２を通過する際に圧力損失はさほど発生せず、速やかに圧力室６ａ内に流入することとなり、制振装置１は小さな減衰力しか発生しない。すなわち、制振装置１のシリンダ２は、高減衰力を発生していた略シリンダロック状態から速やかに低減衰力を発生する状態に移行するので、シリンダ２が発生していた減衰力（荷重）は速やかに除去される。
【００３７】
したがって、構造体Ｌの柱３０とＶブレス３０は、図３の破線に示すように、制振装置１のシリンダ２が低減衰力を発生する状態に速やかに移行するので、復元力で元の状態に戻って、振動外力によって蓄積された弾性エネルギが消散される。これを、図４（ｂ）に示すモデルで説明すると、バネｋが復元力でもとの長さにもどって、バネｋに蓄えられた弾性エネルギが消散される。
【００３８】
除荷終了の判断については、たとえば、コントローラ１３により変位センサ１５の検出するピストン変位から判断される。具体的には、ピストン変位、すなわち、ピストン３の位置が中立位置近傍に戻った状態を除荷終了と判断したり、ピストン変位を微分して得られるピストン速度からシリンダ２の各圧力室6ａ，６ｂ内の圧力を算出して、充分除荷が行われたか否かを判断したりすることにより行われるが、シリンダ２の各圧力室６ａ，６ｂの圧力値を検知する圧力センサを別途設けて上記圧力センサで検出される圧力値から判断するとしてもよく、また、ピストン変位を微分して得られるピストン速度から振動外力の大きさを判断し、その振動外力の大きさと最大振幅とから除荷が終了する時間を想定して、その想定された除荷時間が経過したことにより除荷が終了したと判断するとしてもよい。
【００３９】
そして、制振装置１のシリンダ２の除荷後は、コントローラ１３は、除荷制御弁１２および開閉弁１４を閉弁状態とし、柱３０の左方への移動にたいして、シリンダ２に高減衰力を発生させて、再度、柱３０およびＶブレス３３に弾性エネルギを蓄積させ、ピストン３が最大振幅点に達すると、上記したように、シリンダ２を除荷する。
【００４０】
以上の動作を繰り返し行うことにより、最大振幅点に達するまでは、高減衰力を発生して構造物Ｌに作用する振動を抑制するとともに、柱やＶブレスに蓄積された弾性エネルギはシリンダ除荷により消散させることができるので、シリンダのストローク量確保が可能となり、効果的に振動を抑制することができる。
【００４１】
そして、開閉弁１４は、具体的にたとえば、振動外力が大きい場合には開弁され、これにより除荷制御弁１２と協働して作動油の流量を多くすることができ、速やかに除荷を行うことができると同時に、振動外力が小さい場合には、除荷時の流量が少なくて済むので開閉弁１４を閉じておき、流量調整が可能な除荷制御弁１２のみできめ細かい制御を行いつつ除荷することができる。なお、当然ではあるが、振動外力外が大きい場合にも、除荷制御弁１２の制御により流量調整を行いつつ除荷することが可能である。
【００４２】
したがって、従来の制振装置では、除荷制御弁のみの制御により除荷していたが、つまり開閉弁は除荷時には全く機能しなかったが、本実施の形態における制振装置にあっては、除荷時に開閉弁１４をも開弁させることができ、言い換えれば、従来の除荷制御弁の流量を開閉弁１４と除荷制御弁１２とを協働させて担保することとすればよく、この開閉弁１４および除荷制御弁１２を従来の制震装置におけるフェールセーフ弁および除荷制御弁に比較して小形化することが可能となり、これにより、制震装置全体も小形化することができる。
【００４３】
さらに、開閉弁１４および除荷制御弁１２を小形化することができるので、製造コストを削減することができる。
【００４４】
なお、振動外力の大きさは、最大振幅時のピストン変位から判断するか、変位センサ１５で検出する変位を微分することによりピストン速度を算出し、このピストン速度に基づいて振動外力の大きさを判断するとすればよい。また、変位センサの変わりに、ピストン速度を検知するセンサを設けるとしてもよく、さらに、圧力センサでシリンダ２内圧を検出してこの圧力値に基づいて振動外力の大きさを判断してもよく、また、圧力センサと変位センサの両方をも使用して精緻に制御してもよい。
【００４５】
さらに、除荷時に開閉弁１４をも開弁させることができ、従来の制振装置より速やかに流量面積を増大させることができるので、作動油の通過量を多くさせ、除荷時間を短縮することが可能となる、すなわち、除荷応答性を向上することができる。
【００４６】
すると、除荷時間が短縮されるので、振動周期が短い振動外力が構造物Ｌに作用した場合であっても、充分除荷可能となり、振動抑制不足という弊害を防止することができる。すなわち、除荷が充分でないと、柱等の移動方向が切換わったときに、それまで圧縮されていた圧力室内の圧力が高いままとなり、柱等の移動を却って増長させてしまうので、除荷を充分に行う必要があるが、本実施の形態の制振装置にあっては、除荷が従来に比較して短時間で済むので上記弊害が回避されるのである。
【００４７】
なお、コントローラ１３への電流供給が断たれた状態、すなわち、フェールセーフ時にあっては、コントローラ１３からの各ソレノイドＳ１，Ｓ２への電流供給も断たれる。このときには、除荷制御弁１２は、附勢バネＳＰ２により附勢され、閉弁状態下に保たれる。他方、開閉弁１４は、附勢バネＳＰ１により附勢され開弁状態下に保たれる。この状態で構造体Ｌに振動外力が作用すると、作動油は必ずオリフィス２４を通過することになり、制振装置１は、作動油のオリフィス２４通過時に発生する圧力損失に応じた減衰力を発生することとなり、いわゆるパッシブダンパとして機能する。したがって、フェールセーフ時にも、最低限の振動抑制効果が得られる。
【００４８】
以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】一実施の形態における制振装置を概念的に示す図である。
【図２】一実施の形態における制振装置を構造体に取付けた状態を示す図である。
【図３】一実施の形態における制振装置を取付けた構造体に振動外力が作用した状態を示す図である。
【図４】（ａ）一実施の形態における制振装置および構造体をモデル化した図である。（ｂ）一実施の形態における制振装置および構造体をモデル化した図である。
【図５】従来の制振装置を概念的に示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 制振装置
２ シリンダ
３ ピストン
４ ピストンピストンロッド
５ シリンダ本体
６ａ，６ｂ 圧力室
８ａ，８ｂ 第１逆止弁
９ａ，９ｂ 第２逆止弁
１０ メイン用流路
１１ バイパス流路
１２ 除荷制御弁
１３ コントローラ
１４ 開閉弁
１５ 変位検出手段たる変位センサ
１９ アキュムレータ
２４ オリフィス
Ｓ１，Ｓ２ ソレノイド
ＳＰ１，ＳＰ２ 附勢バネ
３０ 柱
３１ 梁
３３ Ｖブレス
Ｌ 構造体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、シリンダ内のピストン両側に形成され受圧面積を同一にした各圧力室を連結するメイン流路と、メイン流路をバイパスするバイパス流路と、前記メイン流路の途中に互いに反対方向を向いて設けられた一対の第１逆止弁と、前記バイパス流路の途中に互いに反対方向を向き、かつ、第１逆止弁の向きに対し反対方向を向くように設けられた一対の第２逆止弁と、第１逆止弁間のメイン流路と第２逆止弁間のバイパス流路とを接続する一対の分岐流路と、一方の分岐流路の途中に設けた減衰力調整可能な除荷制御弁と、他方の分岐流路の途中に設けたオリフィス及び開閉弁と、前記第１逆止弁間のメイン流路に接続されるアキュムレータとを備え、開閉弁および除荷制御弁を開閉制御しシリンダを除荷する制振装置。
【請求項１】
シリンダと、シリンダ内のピストン両側に形成され受圧面積を同一にした各圧力室を連結するメイン流路と、メイン流路をバイパスするバイパス流路と、前記メイン流路の途中に互いに反対方向を向いて設けられた一対の第１逆止弁と、前記バイパス流路の途中に互いに反対方向を向き、かつ、第１逆止弁の向きに対し反対方向を向くように設けられた一対の第２逆止弁と、第１逆止弁間のメイン流路と第２逆止弁間のバイパス流路とを接続する一対の分岐流路と、一方の分岐流路の途中に設けた減衰力調整可能な除荷制御弁と、他方の分岐流路の途中に設けたオリフィス及び開閉弁と、前記第１逆止弁間のメイン流路に接続されるアキュムレータとを備え、開閉弁および除荷制御弁を開閉制御しシリンダを除荷する制振装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−２２８７１（Ｐ２００６−２２８７１Ａ）
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２００２２３（Ｐ２００４−２００２２３）
【出願日】平成１６年７月７日（２００４．７．７）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月７日（２００４．７．７）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
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