【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダム・堰・水門などで用いられるゲートに関するもので、アクティブ動吸振器を備えた制振ゲートおよびその制振方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、昇降式ゲートでは開閉時の水流による上下振動があること、すなわち、ある特定の開度にて潜り流出状態による扉体の上下振動現象が発生する領域があることが知られており、通常はそのような振動領域を避けて使用している。
【０００３】
また、必要流量を放流する際に、ゲート開度がこの振動発生領域に相当する場合は、他の設備を新たに設けて対応してきた。しかしながら、振動発生領域を理論的に把握することは十分ではないために、ゲート操作中に予想外の振動が発生する可能性や、必要流量を確保するために振動が発生する開度領域での使用が避けられない状況も考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
構造物の振動を抑えるために動吸振器の適用が考えられる。ゲートの自励振動は一定周波数ではなく変動があるので、動吸振器の周波数を可変にする必要がある。すなわちアクティブ動吸振の技術を適用することになる。従来のアクティブ動吸振技術としては、サーボモータによって付加質量を制御する技術▲１▼、あるいは油圧サーボ弁を用いて付加質量を制御するアクティブ動吸振技術▲２▼が提案されている。
【０００５】
このような技術をゲートに適用しようとする場合、
▲１▼においては、サーボモータによる付加質量の制御は、サーボモータの回転運動を付加質量の直線運動（所要吸振方向運動）に変換するために、複雑で精密な機械的な変換構造が必要であり、水滴の飛ぶ悪環境や狭い場所に適用できない問題がある。
【０００６】
また、▲２▼においては、油圧サーボ弁による付加質量の制御は、専用の油圧ユニットが要るのでスペースが多量に必要となり、ゲートわきに設けた油圧ユニットから扉体に設けた油圧サーボバルブおよび油圧操作端までの油圧配管が必要であり、扉体が昇降するので配管等の構造が複雑となる問題がある。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決し、構造が簡素で狭い扉体にも組込めるアクティブ動吸振器を備えた制振ゲートおよびその制振方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一は、扉体にサーボモータで駆動される油圧ポンプと、油圧ポンプに直結する油圧操作端と、該油圧操作端に直結する付加質量とからなるアクティブ動吸振器を備えたものであり、サーボモータの出力で駆動される油圧ポンプが直結されている油圧操作端は、前記油圧操作端に接続された付加質量を、検出した扉体の振動を打ち消すように制御して移動させ振動を低減させる。油圧操作端は、その直線動作を付加質量の所要運動方向に直接変換できるので、方向変換のための付加機構が不要でコンパクトとなる。
また、一体の油圧タンクは小さくて済み、大きなタンクが不要なので、油圧器機がコンパクトとなる。別置きの油圧タンクを機側に設ける必要がないので、油圧配管を油圧タンクから油圧操作端に引き回す必要がなく、動力、操作および制御用電源の電気配線のみをアクティブ動吸振器に供給すればよいので、狭いスペースへの設置が可能となる。
【０００９】
本発明の第二は、油圧操作端が作動量変位検出器内蔵型の油圧シリンダであり、該変位信号によってサーボモータを制御するので、油圧操作端における付加質量の変位を直接検出でき、別置きの変位検出器が不要となり、サーボモータの制御がより簡素となる。
【００１０】
本発明の第三は、扉体を所定開度に設定するとき、該ゲートに発生する振動をアクティブ動吸振器に備える速度検出器で検出し、得られた検出信号に基づきサーボモータにより油圧ポンプを作動させ、油圧ポンプに直結する油圧操作端により付加質量を該ゲートに発生する振動を打ち消す方向に移動させて振動制御するので、的確な制振を実現できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態を示す正面図、図２は同じく（ａ）が縦断面図、（ｂ）が部分拡大図、図３は同じく制御回路を示すブロック図である。図において、１は扉体で、ダム・堰・水門などに用いられ、昇降して流水量を調節するゲートを構成する。２は開閉装置で、前記扉体１を所望量だけ昇降させ、または締め切る。３は前記扉体１に据え付けられて制振ゲートを構成するアクティブ動吸振器で、サーボモータＭによって駆動される油圧ポンプ３２を一体化して直結する油圧操作端を構成する油圧シリンダ３１と、該油圧シリンダ３１に直結する付加質量Ｗとから構成されている。
【００１２】
この実施の形態においてはアクティブ動吸振器３を扉体１の上部両側へ１台づつ計２台備えている。この場合、油圧ポンプ３２とサーボモータＭは直結しているが、油圧ポンプ３２と油圧シリンダ３１は扉体１の別位置においてもよい。４は機側操作盤との間に布設した電気配線である。５は前記電気配線４を巻き取るケーブルリールであり、６は堰柱間に差し渡された機械台である。
【００１３】
前記アクティブ動吸振器３は、油圧シリンダ３１がロッドの作動量が検知できる検知器としてリニアセンサＬＳを取り付けたものであり、ロッドの作動方向が垂直方向に据え付けられ、このロッドの先端に付加質量Ｗが固定されている。
ここでゲートに備える扉体１の振動は、流出状態に応じて水流に対して上下振動、前後水平振動などに分けられるが、上下振動が卓越していることから、油圧シリンダ３１の作動方向を上下方向とするものである。
【００１４】
そして、前記油圧シリンダ３１には、サーボモータＭによって駆動される油圧ポンプ３２、油圧シリンダ３１の変位時における内部油量の変化を吸収させるための油タンク３３、サーボモータＭの作動を計数管理するエンコーダＥ、扉体１に発生した振動を検出する速度検出器Ｘ、サーボモータＭの電流を信号変換するカレントトランスミッタＣＴを備え、アクティブ動吸振器３を自動制御するコントローラ３４が一体化されている。
【００１５】
上記のように構成された制振ゲートにおいては、扉体１内部に設けたアクティブ動吸振器３は常時作動状態で待機する必要はなく、扉体１の上げ下げ等振動が発生するおそれのある時に、機側操作盤にスイッチを入れて作動可能状態を形成すればよいものである。
扉体１を所定開度に設定する場合に、扉体１に振動が発生すると速度検出器Ｘで検出し、サーボモータＭにより油圧ポンプ３２を作動させる。油圧ポンプ３２から送給される圧油は、油圧シリンダ３１に送り、扉体１に発生した振動を打ち消す方向に付加質量Ｗを上下方向に移動させて振動制御を実行する。油圧シリンダ３１の作動量は、リニアセンサＬＳによってコントローラ３４にフィードバックされる。
【００１６】
また、飛沫のかかるなど環境条件の厳しいゲートに本発明を適用する場合、油圧シリンダ３１は、シリンダロッド（金属棒）の表面をセラミックで覆った油圧シリンダを用いることが好ましい。この場合、ロッドの腐食が防止できる上に、金属棒に付けた凹凸状の刻みをセラミック被覆上から磁気検出器などで容易に検出できるので、シリンダ内蔵型の検出器のシリンダストローク位置検出の動作がより確実となる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、扉体のアクティブ動吸振が可能になるので、開度制限を行わずに必要流量を放流でき、ゲートに他の設備を新たに設ける必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す正面図である。
【図２】本発明の実施の形態を示す（ａ）が縦断面図、（ｂ）が部分拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態の油圧および制御回路を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 扉体
２ 開閉装置
３ アクティブ動吸振器
４ 電気配線
５ ケーブルリール
６ 機械台
３１ 油圧シリンダ
３２ 油圧ポンプ
３３ 油タンク
３４ コントローラ
Ｗ 付加質量
Ｘ 速度検出器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a gate used in a dam, a weir, a floodgate, and the like, and more particularly, to a damping gate having an active dynamic vibration absorber and a damping method thereof.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, it is known that vertical gates have vertical vibration due to water flow at the time of opening and closing, that is, there is an area where a vertical vibration phenomenon of the door body due to a dive outflow state occurs at a certain opening degree, Is used to avoid such a vibration region.
[0003]
Further, when the required flow rate is discharged, if the gate opening corresponds to the vibration generation region, other equipment has been newly provided. However, since it is not sufficient to theoretically grasp the vibration generation area, there is a possibility that unexpected vibration may occur during the gate operation, and in the opening degree area where vibration occurs to secure the required flow rate. There may be situations where use is unavoidable.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In order to suppress the vibration of the structure, application of a dynamic vibration absorber is conceivable. Since the self-excited vibration of the gate is not constant but fluctuates, it is necessary to make the frequency of the dynamic vibration absorber variable. That is, the technique of active dynamic vibration absorption is applied. As a conventional active dynamic vibration absorbing technology, a technology (1) for controlling an additional mass by a servomotor or an active dynamic vibration absorbing technology (2) for controlling an additional mass using a hydraulic servo valve has been proposed.
[0005]
If you ’re trying to apply this technology to a gate,
In (1), the control of the additional mass by the servomotor requires a complicated and precise mechanical conversion structure in order to convert the rotational motion of the servomotor into a linear motion of the additional mass (required vibration absorption direction motion). There is a problem that cannot be applied to a bad environment where water drops fly or a narrow place.
[0006]
In (2), control of the additional mass by the hydraulic servo valve requires a large amount of space because a dedicated hydraulic unit is required. There is a problem that a hydraulic pipe to the hydraulic operating end is required and the structure of the pipe and the like becomes complicated because the door body moves up and down.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the problems described above, and to provide a vibration damping gate having an active dynamic vibration absorber having a simple structure and capable of being incorporated into a narrow door body, and a vibration damping method thereof.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A first aspect of the present invention includes a door body provided with a hydraulic pump driven by a servomotor, a hydraulic operating end directly connected to the hydraulic pump, and an additional dynamic vibration absorber directly connected to the hydraulic operating end. The hydraulic operating end to which the hydraulic pump driven by the output of the servomotor is directly connected moves and controls the additional mass connected to the hydraulic operating end so as to cancel the detected vibration of the door body. Reduce vibration. Since the hydraulic operation end can directly convert the linear motion to the required movement direction of the additional mass, an additional mechanism for changing the direction is not required and the hydraulic operation end is compact.
Further, since the integral hydraulic tank is small and a large tank is not required, the hydraulic device is compact. There is no need to provide a separate hydraulic tank on the machine side, so there is no need to route hydraulic piping from the hydraulic tank to the hydraulic operating end, and if only the electric wiring for power, operation and control power is supplied to the active dynamic vibration absorber Because it is good, it can be installed in a small space.
[0009]
The second aspect of the present invention is a hydraulic cylinder in which the hydraulic operating end is a hydraulic cylinder with a built-in working amount displacement detector, and the servo signal is controlled by the displacement signal. And the control of the servomotor becomes simpler.
[0010]
A third aspect of the present invention is that when the door is set at a predetermined opening, vibration generated in the gate is detected by a speed detector provided in the active dynamic vibration absorber, and a hydraulic pump is driven by a servomotor based on the obtained detection signal. Is operated, and the additional mass is moved by the hydraulic operating end directly connected to the hydraulic pump in a direction to cancel the vibration generated in the gate, so that the vibration can be accurately controlled.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1 is a front view showing an embodiment of the present invention, FIGS. 2A and 2B are longitudinal sectional views, FIG. 2B is a partially enlarged view, and FIG. 3 is a block diagram showing a control circuit. In the figure, reference numeral 1 denotes a door, which is used for dams, weirs, sluice gates, etc., and constitutes a gate that moves up and down to adjust the amount of flowing water. Reference numeral 2 denotes an opening / closing device which raises / lowers or closes the door 1 by a desired amount. Reference numeral 3 denotes an active dynamic vibration absorber mounted on the door body 1 to form a vibration damping gate, and a hydraulic cylinder 31 which forms a hydraulic operating end directly connected to a hydraulic pump 32 driven by a servomotor M, and And an additional mass W directly connected to the hydraulic cylinder 31.
[0012]
In this embodiment, a total of two active dynamic vibration absorbers 3 are provided on both sides of the upper portion of the door 1. In this case, the hydraulic pump 32 and the servomotor M are directly connected, but the hydraulic pump 32 and the hydraulic cylinder 31 may be at different positions on the door 1. Reference numeral 4 denotes electric wiring laid between the control panel and the machine side. Reference numeral 5 denotes a cable reel that winds up the electric wiring 4, and reference numeral 6 denotes a machine table inserted between the weirs.
[0013]
The active dynamic vibration absorber 3 is provided with a linear sensor LS as a detector capable of detecting the operation amount of the rod by the hydraulic cylinder 31. The operation direction of the rod is installed in a vertical direction. W is fixed.
Here, the vibration of the door 1 provided in the gate is divided into vertical vibration, horizontal horizontal vibration, and the like with respect to the water flow according to the outflow state. Since the vertical vibration is dominant, the operating direction of the hydraulic cylinder 31 is changed. The vertical direction is used.
[0014]
The hydraulic cylinder 31 counts and manages the operation of the hydraulic pump 32 driven by the servomotor M, the oil tank 33 for absorbing a change in the internal oil amount when the hydraulic cylinder 31 is displaced, and the servomotor M. An encoder E, a speed detector X for detecting vibration generated in the door 1, a current transmitter CT for converting a current of the servomotor M into a signal, and a controller 34 for automatically controlling the active dynamic vibration absorber 3 are integrated. .
[0015]
In the vibration damping gate configured as described above, the active dynamic vibration absorber 3 provided inside the door 1 does not need to be always in a standby state in an operating state, and when there is a possibility that vibration such as raising and lowering of the door 1 may occur. It is only necessary to switch on the machine side operation panel to form an operable state.
When the door 1 is set to the predetermined opening degree, when the door 1 is vibrated, the vibration is detected by the speed detector X, and the hydraulic pump 32 is operated by the servomotor M. The pressure oil supplied from the hydraulic pump 32 is sent to the hydraulic cylinder 31, and the additional mass W is moved up and down in a direction to cancel the vibration generated in the door 1, thereby performing the vibration control. The operation amount of the hydraulic cylinder 31 is fed back to the controller 34 by the linear sensor LS.
[0016]
When the present invention is applied to a gate under severe environmental conditions such as splashing, it is preferable to use a hydraulic cylinder 31 in which the surface of a cylinder rod (metal rod) is covered with ceramic. In this case, corrosion of the rod can be prevented, and the unevenness of the metal rod can be easily detected from the ceramic coating with a magnetic detector. Is more certain.
[0017]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, since active dynamic vibration absorption of a door body is attained, a required flow can be discharged | emitted without restricting an opening degree, and it is not necessary to newly provide another equipment in a gate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of the present invention.
2 (a) is a longitudinal sectional view and FIG. 2 (b) is a partially enlarged view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a hydraulic pressure and control circuit according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Door 2 Switching device 3 Active dynamic vibration absorber 4 Electric wiring 5 Cable reel 6 Machine base 31 Hydraulic cylinder 32 Hydraulic pump 33 Oil tank 34 Controller W Additional mass X Speed detector
