JP6383656B2 - Vibration measuring instrument and fluid cylinder device - Google Patents
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Description
本発明は、振動測定器及び流体シリンダー装置に関する。 The present invention relates to a vibration measuring device and a fluid cylinder device.
制振装置や免震装置などに用いられる減衰装置（ダンパー）は、振動レベルに応じて特性を切り替えることができないため、特定の振動レベルに対して効果的に減衰効果を発揮するように設計されることになる。よって、その振動レベル以外に対しては十分に減衰効果を発揮しない。 Damping devices (dampers) used in vibration control devices and seismic isolation devices cannot be switched according to the vibration level, so they are designed to exhibit a damping effect effectively for a specific vibration level. Will be. Therefore, the damping effect is not sufficiently exhibited except for the vibration level.
例えば、大地震時に効果的に減衰効果を発揮する設計仕様にすると、小地震や強風時には減衰効果を十分に奏さない。逆に、小地震時や強風時に効果的に減衰効果を発揮する設計仕様にすると、大地震時に減衰効果が十分に奏さない。 For example, a design specification that effectively exhibits a damping effect during a large earthquake does not provide a sufficient damping effect during a small earthquake or strong wind. On the other hand, if the design specification is such that it effectively exhibits a damping effect during small earthquakes or strong winds, the damping effect will not be sufficiently achieved during a large earthquake.
そこで、特許文献１には、減衰装置（ダンパー）の減衰特性を構造物の振動状態に応じて多段階に又は連続的に制御する可変減衰装置に関する技術が開示されている。具体的には、速度信号Ｖ、変位信号Ｘ、及び定数値ωを用いた関数ｆ＝√｛Ｘ２＋（Ｖ／ω）２｝により計算して求めた指標Ｉ（ダンパー状態量）に基づいて、電磁比例弁の絞り量を規定する減衰指令値を算出し、この算出された減衰指令値を制御信号として電磁比例弁の絞りを制御している。 Therefore, Patent Document 1 discloses a technique related to a variable damping device that controls damping characteristics of a damping device (damper) in multiple steps or continuously according to the vibration state of the structure. Specifically, based on the index I (damper state quantity) calculated by the function f = √ {X 2 + (V / ω) 2 } using the velocity signal V, the displacement signal X, and the constant value ω. Thus, an attenuation command value that defines the throttle amount of the electromagnetic proportional valve is calculated, and the throttle of the electromagnetic proportional valve is controlled using the calculated attenuation command value as a control signal.
しかし、演算装置（コンピュータ）での演算を削減又は省略し、より簡単に可変減衰装置等を制御することが求められている。 However, it is required to reduce or omit the calculation in the calculation device (computer) and control the variable attenuation device and the like more easily.
本発明は、上記事実を鑑み、演算装置での演算を削減又は省略することができる振動測定器及びこの振動測定器を用いた流体シリンダー装置を提供することが目的である。 In view of the above facts, an object of the present invention is to provide a vibration measuring device and a fluid cylinder device using the vibration measuring device that can reduce or omit the calculation in the calculating device.
請求項１の振動測定器は、流体が封入された筒部と、前記筒部内を軸方向に第一室と第二室とに分割すると共に、前記軸方向に変位する隔壁と、前記筒部に設けられ、前記第一室と前記第二室とを流通する前記流体の流入側の流路面積が、前記隔壁の変位及び定格変位を用いた関数の値に比例するように変化するオリフィスと、前記第一室及び前記第二室の前記流体の圧力をそれぞれ出力する出力部と、を備えている。 The vibration measuring instrument according to claim 1, wherein a cylinder portion in which a fluid is sealed, a partition wall that divides the inside of the cylinder portion into a first chamber and a second chamber in the axial direction and is displaced in the axial direction, and the cylinder portion An orifice that is provided on the first chamber and the second chamber and that changes in proportion to a value of a function using a displacement of the partition wall and a rated displacement. And an output part for outputting the pressure of the fluid in the first chamber and the second chamber, respectively.
請求項１の振動測定器では、筒部内を軸方向に隔壁が変位すると、第一室と第二室とを流通する流体流入側のオリフィスの流路面積が、隔壁の変位及び定格変位を用いた関数の値に比例するように変化する。圧縮側の室には、隔壁の変位及び速度に応じて圧力が発生し、この圧力を出力部が出力する。 In the vibration measuring instrument according to the first aspect, when the partition wall is displaced in the axial direction in the cylindrical portion, the flow passage area of the orifice on the fluid inflow side flowing through the first chamber and the second chamber uses the displacement of the partition wall and the rated displacement. It changes so as to be proportional to the value of the function. A pressure is generated in the compression side chamber according to the displacement and speed of the partition wall, and the output unit outputs this pressure.
そして、この出力された圧力を、例えば、建物に設けられた減衰装置の減衰力を制御する指標として利用することで、減衰力を制御するための演算装置での演算が削減又は省略される。 Then, by using the output pressure as an index for controlling the damping force of the damping device provided in the building, for example, the calculation in the computing device for controlling the damping force is reduced or omitted.
請求項２の振動測定器は、前記関数をＫ、前記隔壁の変位をＸ、前記隔壁の定格変位をＸ０、とすると、Ｋ＝√｛Ｘ０２−Ｘ２｝である。 The vibration measuring instrument according to claim 2 is K = √ {X0 2 −X 2 }, where K is the function, X is the displacement of the partition wall, and X0 is the rated displacement of the partition wall.
請求項２の振動測定器では、隔壁が、振幅Ｘ０、円振動数ωの正弦波で振動していると仮定した場合、出力部の圧力は変位Ｘにかかわらず一定の値になる。 In the vibration measuring instrument according to the second aspect, when it is assumed that the partition wall vibrates with a sine wave having the amplitude X0 and the circular frequency ω, the pressure of the output portion becomes a constant value regardless of the displacement X.
そして、この出力された圧力を指標として、例えば、減衰装置の減衰力の制御を行えば、定常状態で安定した制御が行われる。よって、例えば、減衰力の切り替えが急激に行われることによる衝撃の発生を防ぐことができる。 For example, if the damping force of the damping device is controlled using the output pressure as an index, stable control is performed in a steady state. Therefore, for example, it is possible to prevent the occurrence of an impact due to sudden switching of the damping force.
請求項３の流体シリンダー装置は、流体が封入されたシリンダー内を軸方向にピストンが移動する流体シリンダー本体と、前記流体シリンダー本体の前記ピストンの移動に対して隔壁が比例して変位するように設けられた請求項１又は請求項２に記載の振動測定器と、前記振動測定器の出力部から出力される圧力によって流体シリンダー本体の抵抗特性を変化させる抵抗変化手段と、を備えている。 The fluid cylinder device according to claim 3 is configured such that the piston moves in the axial direction in the cylinder in which the fluid is sealed, and the partition wall is displaced in proportion to the movement of the piston of the fluid cylinder body. The vibration measuring device according to claim 1 or 2 provided, and resistance changing means for changing a resistance characteristic of the fluid cylinder body by a pressure output from an output portion of the vibration measuring device.
請求項３の流体シリンダー装置では、振動測定器の圧縮側の室に圧力が発生し、この圧力を出力部が出力する。そして、この出力された圧力によって、抵抗変化手段が流体シリンダー装置の抵抗特性を変化させる。よって、減衰力を制御するための演算装置での演算が削減又は省略される。また、例えば、この流体シリンダー装置を、建物の振動減衰装置として利用することで、抵抗特性の切り替えが急激に行われることによる衝撃の発生を防ぐことができる。 In the fluid cylinder device according to the third aspect, pressure is generated in the compression side chamber of the vibration measuring device, and the output unit outputs this pressure. Then, the resistance changing means changes the resistance characteristic of the fluid cylinder device by the output pressure. Therefore, the calculation in the calculation device for controlling the damping force is reduced or omitted. In addition, for example, by using this fluid cylinder device as a vibration damping device for a building, it is possible to prevent the occurrence of an impact due to abrupt switching of resistance characteristics.
本発明によれば、演算装置での演算を削減又は省略することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce or omit the calculation in the calculation device.
＜第一実施形態＞
本発明が適用された第一実施形態の流体シリンダー装置の一例としての可変減衰装置１０について説明する。
<First embodiment>
A variable damping device 10 as an example of a fluid cylinder device according to a first embodiment to which the present invention is applied will be described.
図１に示す本実施形態の可変減衰装置１０は、後述するピストンシリンダ型のオイルダンパー４０の抵抗値を多段階に又は連続的に変えられる構造となっている。可変減衰装置１０は、免震構造の減衰装置（ダンパー）、建物の各層に設置される減衰装置（ダンパー）、ＴＭＤの減衰装置（ダンパー）、ＡＭＤのアクチュエータ、アクティブ免震装置のアクチュエータなどに用いられる。 The variable damping device 10 of the present embodiment shown in FIG. 1 has a structure in which the resistance value of a piston cylinder type oil damper 40 described later can be changed in multiple stages or continuously. The variable damping device 10 is used for a damping device (damper) having a seismic isolation structure, a damping device (damper) installed in each layer of a building, a TMD damping device (damper), an AMD actuator, an actuator for an active seismic isolation device, and the like. It is done.
図１２（Ａ）は、可変減衰装置１０を、積層ゴム８２で建物８０を免震支持した免震構造８３に適用した例が示されている。
図１２（Ｂ）は、可変減衰装置１０を、建物８０の各層に設置した制震装置８４に適用した例が示されている。
図１２（Ｃ）は、可変減衰装置１０を、建物８０の屋上に付加重錘８６を水平移動可能に設置したマスダンパー装置８７に適用した例が示されている。
FIG. 12A shows an example in which the variable damping device 10 is applied to a seismic isolation structure 83 in which a building 80 is seismically isolated with a laminated rubber 82.
FIG. 12B shows an example in which the variable damping device 10 is applied to a vibration control device 84 installed in each layer of a building 80.
FIG. 12C shows an example in which the variable damping device 10 is applied to a mass damper device 87 in which an additional weight 86 is installed on the roof of a building 80 so as to be horizontally movable.
なお、本実施形態の可変減衰装置１０は、後述するオイルダンパー４０の抵抗値を多段階に又は連続的に変えられる構造であるが、これに限定されない。抵抗値が二段階であってもよい。また、ロックとロック解除とを制御する流体シリンダー装置であってもよい。 In addition, although the variable damping device 10 of this embodiment is a structure which can change the resistance value of the oil damper 40 mentioned later in multiple steps or continuously, it is not limited to this. The resistance value may be two stages. Also, a fluid cylinder device that controls locking and unlocking may be used.
具体的には、風のような小さい外力に対してオイルダンパー４０をロックして変位抑制を行い、地震のような大きい外力に対してはロックを解除してオイルダンパー４０を働かせるものであってもよい。或いは、通常の地震の揺れに対しては免震構造として最適な減衰を与えるオイルダンパー４０として働かせ、想定を超える巨大地震に対しては、ロックまたは高減衰のオイルダンパー４０として免震層の変位抑制を行ってもよい。 Specifically, the oil damper 40 is locked against a small external force such as wind to suppress displacement, and the lock is released and the oil damper 40 is operated against a large external force such as an earthquake. Also good. Alternatively, it can be used as an oil damper 40 that gives optimum damping as a seismic isolation structure for normal earthquake shaking, and the seismic isolation layer displacement as a rock or high damping oil damper 40 for large earthquakes beyond expectations. Suppression may be performed.
図１に示すように、第一実施形態の可変減衰装置１０は、ピストンシリンダ型のオイルダンパー４０と、振動測定器１００と、抵抗弁２０と、圧力回路３０と、を含んで構成されている。 As shown in FIG. 1, the variable damping device 10 according to the first embodiment includes a piston cylinder type oil damper 40, a vibration measuring device 100, a resistance valve 20, and a pressure circuit 30. .
オイルダンパー４０は、オイルＥが封入されたシリンダー４２内を軸方向にピストン４４が移動する構造となっている。また、シリンダー４２のピストン４４の前後の同一内径の第一オイル室４２Ａと第二オイル室４２Ｂとが連通管４８で接続されている。この連通管４８に抵抗弁２０が設けられ、抵抗弁２０の絞り量（開度）によりオイルダンパー４０の抵抗値が適宜多段階又は連続的に変わるようになっている。 The oil damper 40 has a structure in which a piston 44 moves in the axial direction in a cylinder 42 in which oil E is sealed. A first oil chamber 42A and a second oil chamber 42B having the same inner diameter before and after the piston 44 of the cylinder 42 are connected by a communication pipe 48. A resistance valve 20 is provided in the communication pipe 48, and the resistance value of the oil damper 40 is appropriately changed in multiple steps or continuously according to the throttle amount (opening degree) of the resistance valve 20.
具体的には、抵抗弁２０は、ピストン４４の軸方向の移動に伴う第一オイル室４２Ａと第二オイル室４２Ｂとの間でのオイルＥの移動に抵抗を与え、その流体抵抗により減衰力（抵抗値）を発揮させる。なお、抵抗弁２０の絞り量は、後述する振動測定器１００の第一出力ポート１２０Ａ及び第二出力ポート１２０Ｂから出力される圧力によって制御されている。 Specifically, the resistance valve 20 provides resistance to the movement of the oil E between the first oil chamber 42A and the second oil chamber 42B accompanying the movement of the piston 44 in the axial direction, and a damping force is generated by the fluid resistance. (Resistance value) is exhibited. Note that the throttle amount of the resistance valve 20 is controlled by the pressure output from the first output port 120A and the second output port 120B of the vibration measuring instrument 100 described later.
本実施形態の振動測定器１００の出力ポートは、後述するように第一出力ポート１２０Ａ及び第二出力ポート１２０Ｂの二つあり、圧力回路３０によって高い方の圧力だけが抵抗弁２０に伝達されるように構成されている。 As will be described later, there are two output ports of the vibration measuring instrument 100 of the present embodiment, the first output port 120A and the second output port 120B, and only the higher pressure is transmitted to the resistance valve 20 by the pressure circuit 30. It is configured as follows.
圧力回路３０は、どのような回路構成であってもよいが、一例を図２に示す。図２に示すように、圧力回路３０は、第一出力ポート１２０Ａに接続されたバルブ３２Ａと第二出力ポート１２０Ｂに接続されたバルブ３２Ｂとタンク３４とを有する回路構成となっている。これにより、第一出力ポート１２０Ａ及び第二出力ポート１２０Ｂのうち高い方の圧力のバルブ３２Ａ又はバルブ３２Ｂが開き、高い方の圧力のみが抵抗弁２０に伝達される。 The pressure circuit 30 may have any circuit configuration, but an example is shown in FIG. As shown in FIG. 2, the pressure circuit 30 has a circuit configuration having a valve 32A connected to the first output port 120A, a valve 32B connected to the second output port 120B, and a tank 34. Accordingly, the higher pressure valve 32A or the valve 32B of the first output port 120A and the second output port 120B is opened, and only the higher pressure is transmitted to the resistance valve 20.
図３に示すように、振動測定器１００は、オイルダンパー４０のロッド４６に設けられたロッド側取付部４７と、シリンダー４２の端部４２Ｔに設けられたシリンダー側取付部４９と、の間に配置されると共に、ロッド側取付部４７及びシリンダー側取付部４９に固定されている。 As shown in FIG. 3, the vibration measuring device 100 is provided between a rod side mounting portion 47 provided on the rod 46 of the oil damper 40 and a cylinder side mounting portion 49 provided on the end 42T of the cylinder 42. It is arranged and fixed to the rod side mounting portion 47 and the cylinder side mounting portion 49.
振動測定器１００は、オイルＲが封入された筒部（シリンダー）１１０と、筒部１１０内を軸方向に第一室１１２Ａと第二室１１２Ｂとに分割すると共に軸方向に移動（変位）する隔壁（ピストン）１１４と、を有している。隔壁１１４には軸方向に延出するロッド１１６が形成され、筒部１１０の軸方向の両端部、つまり第一室１１２Ａ側の端部１１０Ａと第二室１１２Ｂ側の端部１１０Ｂとから、それぞれ突出している。 The vibration measuring device 100 divides the inside of the cylindrical portion 110 into the first chamber 112A and the second chamber 112B in the axial direction and moves (displaces) in the axial direction. And a partition wall (piston) 114. A rod 116 extending in the axial direction is formed on the partition wall 114, and both ends of the cylindrical portion 110 in the axial direction, that is, the end portion 110A on the first chamber 112A side and the end portion 110B on the second chamber 112B side, respectively. It protrudes.
第一室１１２Ａ側の端部１１０Ａから突出するロッド１１６Ａがロッド側取付部４７に取り付けられ、第二室１１２Ｂの端部１１０Ｂがシリンダー側取付部４９に取り付けられている。よって、オイルダンパー４０のピストン４４（図１参照）が移動すると、振動測定器１００の隔壁１１４も同様に移動（変位）する。 A rod 116A protruding from the end portion 110A on the first chamber 112A side is attached to the rod side attachment portion 47, and an end portion 110B of the second chamber 112B is attached to the cylinder side attachment portion 49. Therefore, when the piston 44 (see FIG. 1) of the oil damper 40 moves, the partition wall 114 of the vibration measuring device 100 also moves (displaces) in the same manner.
なお、図３では図示されていないが、振動測定器１００の第一室１１２Ａと第二室１１２Ｂとの間は流路が形成されており、隔壁１１４が軸方向に移動（変位）すると、第一室１１２Ａと第二室１１２Ｂとの間でオイルＲが移動するように構成されている。 Although not shown in FIG. 3, a flow path is formed between the first chamber 112A and the second chamber 112B of the vibration measuring instrument 100, and when the partition wall 114 moves (displaces) in the axial direction, The oil R is configured to move between the first chamber 112A and the second chamber 112B.
振動測定器１００の筒部１１０の第一室１１２Ａ側の端部１１０Ａには第一出力ポート１２０Ａが設けられ、第二室１１２Ｂ側の端部１１０Ｂには第二出力ポート１２０Ｂが設けられている。これら第一出力ポート１２０Ａ及び第二出力ポート１２０Ｂから隔壁１１４の軸方向の変位に伴いオイルＲの圧力が出力される。そして、前述したように、このオイルＲの圧力に応じて抵抗弁２０（図１参照）の絞り量が変更される。 A first output port 120A is provided at the end 110A on the first chamber 112A side of the cylindrical portion 110 of the vibration measuring instrument 100, and a second output port 120B is provided at the end 110B on the second chamber 112B side. . The pressure of the oil R is output from the first output port 120A and the second output port 120B as the partition wall 114 is displaced in the axial direction. As described above, the throttle amount of the resistance valve 20 (see FIG. 1) is changed according to the pressure of the oil R.
第一出力ポート１２０Ａ及び第二出力ポート１２０Ｂから出力されるオイルＲの圧力は、
隔壁１１４の軸方向の変位をＸ、
隔壁１１４の軸方向の移動速度をＶ、
設置される建物８０（図１参照）の一次固有振動数を円振動数ω
とすると、
ｆ＝√｛Ｘ２＋（Ｖ／ω）２｝
に比例するように構成されている。
この関数ｆの値（出力される圧力）を「オイルダンパー４０の状態量」とする。
ここで、変位Ｘ、速度Ｖは、それぞれ振動測定器１００の隔壁１１４についての値であり、オイルダンパー４０についての値ではない。しかし、振動測定器１００の隔壁１１４は、オイルダンパー４０のピストン４４の移動に比例して変位するように設けられているので、隔壁１４の変位Ｘ及び速度Ｖに基づく値を「オイルダンパー４０の状態量」とみなすことができる。
なお、ｆ＝√｛Ｘ２＋（Ｖ／ω）２｝に比例する圧力が出力される構造については、後述する。
The pressure of the oil R output from the first output port 120A and the second output port 120B is:
The axial displacement of the partition wall 114 is X,
The moving speed of the partition wall 114 in the axial direction is V,
The primary natural frequency of the installed building 80 (see FIG. 1) is the circular frequency ω.
Then,
f = √ {X 2 + (V / ω) 2 }
It is comprised so that it may be proportional to.
The value of this function f (output pressure) is defined as “the amount of state of the oil damper 40”.
Here, the displacement X and the velocity V are values for the partition wall 114 of the vibration measuring device 100, and are not values for the oil damper 40. However, since the partition wall 114 of the vibration measuring device 100 is provided so as to be displaced in proportion to the movement of the piston 44 of the oil damper 40, a value based on the displacement X and the velocity V of the partition wall 14 is set to “the value of the oil damper 40. It can be regarded as a “state quantity”.
A structure that outputs a pressure proportional to f = √ {X 2 + (V / ω) 2 } will be described later.
（作用及び効果）
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
(Function and effect)
Next, the operation and effect of this embodiment will be described.
図１に示されているように用いられる可変減衰装置１０は各種状態に応じて適宜特性を変えることが望まれる場合がある。例えば、大地震時に変形が大きくならないようにオイルダンパー４０の減衰力を高める等である。このような場合に、指標として用いられるものは、建物８０の加速度、速度、変位、オイルダンパー４０のストローク変位、ＴＭＤやＡＭＤの付加重錘８６の加速度などである。 The variable attenuator 10 used as shown in FIG. 1 may be desired to change its characteristics appropriately according to various states. For example, the damping force of the oil damper 40 is increased so that deformation does not increase during a large earthquake. In such a case, what is used as an index is the acceleration, speed, displacement of the building 80, stroke displacement of the oil damper 40, acceleration of the additional weight 86 of TMD or AMD, and the like.
そして、このように応答の大きさに応じて可変減衰装置１０のオイルダンパー４０の特性を切り替える場合には、「オイルダンパー４０の状態量」を表すｆ＝√｛Ｘ２＋（Ｖ／ω）２｝を指標として用いることで、安定且つ効果的な制御が可能であることが知られている（特許４６２１３６４号を参照）。 When the characteristics of the oil damper 40 of the variable damping device 10 are switched according to the magnitude of the response in this way, f = √ {X 2 + (V / ω) representing “the amount of state of the oil damper 40”. 2 } is used as an index, and it is known that stable and effective control is possible (see Japanese Patent No. 4621364).
すなわち、本発明の可変減衰装置１０は、抵抗値（減衰力）を適宜多段階にまたは連続的に切り替えることにより、小振幅時には適正な減衰作用により加速度を最大限度に抑える効果を発揮し、大振幅時には加速度が大きくなるが、オイルダンパー４０の変位量を最大限度に抑えることにより、可変減衰装置１０を備えた建物８０（図１２参照）又は各種装置の損傷、更には可変減衰装置１０の破壊を、防ぐことができる。 That is, the variable damping device 10 of the present invention exhibits the effect of suppressing the acceleration to the maximum by an appropriate damping action at a small amplitude by appropriately switching the resistance value (damping force) in multiple stages or continuously. Although the acceleration increases at the amplitude, by suppressing the amount of displacement of the oil damper 40 to the maximum extent, damage to the building 80 (see FIG. 12) provided with the variable damping device 10 or various devices, and further destruction of the variable damping device 10 Can be prevented.
別の観点から説明すると「オイルダンパー４０の状態量」を表すｆ＝√｛Ｘ２＋（Ｖ／ω）２｝は、変位の次元を持つ値であり、建物８０が固有振動数ωで定常振動しているときには、ほぼ一定の値になる。従って、この「オイルダンパー４０の状態量」に基づいてオイルダンパー４０の抵抗値（減衰力）の制御を行えば、定常状態で安定した制御が行われるため、例えば、制御の切り替えが急激に行われることによる衝撃的なダンパー力（抵抗力）の発生が防止される。 From another point of view, f = √ {X 2 + (V / ω) 2 } representing “the amount of state of the oil damper 40” is a value having a dimension of displacement, and the building 80 is stationary at the natural frequency ω. When oscillating, the value is almost constant. Therefore, if the resistance value (damping force) of the oil damper 40 is controlled based on the “state quantity of the oil damper 40”, stable control is performed in a steady state. Generation of shocking damper force (resistance force) due to breaking is prevented.
ここで、本実施形態の可変減衰装置１０は、振動測定器１００の第一出力ポート１２０Ａ及び第二出力ポート１２０Ｂから出力される圧力が「オイルダンパー４０の状態量」を表すｆ＝√｛Ｘ２＋（Ｖ／ω）２｝に比例するように構成されている。そして、この圧力で直接、抵抗弁２０の絞り量を制御している。よって、「オイルダンパー４０の状態量」を表す指標（ｆ＝√｛Ｘ２＋（Ｖ／ω）２｝）を得るための演算装置（コンピュータ）による演算が不要となる。 Here, in the variable damping device 10 of the present embodiment, f = √ {X where the pressure output from the first output port 120A and the second output port 120B of the vibration measuring device 100 represents “the state quantity of the oil damper 40”. 2 + (V / ω) 2 }. The throttle amount of the resistance valve 20 is directly controlled by this pressure. Therefore, the calculation by the calculation device (computer) for obtaining the index (f = √ {X 2 + (V / ω) 2 }) representing “the amount of state of the oil damper 40” becomes unnecessary.
したがって、長期間にわたり動作が必要とされる建物８０への適用、電源喪失への対応、及び耐久性などの観点から信頼度が向上する。 Therefore, the reliability is improved from the viewpoints of application to a building 80 that requires operation for a long period of time, dealing with loss of power, durability, and the like.
＜第二実施形態＞
本発明が適用された第二実施形態の流体シリンダー装置の一例としての可変減衰装置１１について説明する。第一実施形態と同一の部材には同一の符号を付し重複する説明は省略する。
<Second embodiment>
A variable damping device 11 as an example of a fluid cylinder device according to a second embodiment to which the present invention is applied will be described. The same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図４に示すように、第二実施形態の可変減衰装置１１では、電磁弁２１と信号変換部３８と演算装置（コンピュータ）３６とを有している。電磁弁２１は、演算装置３６によって作られた制御信号にしたがって制御される。信号変換部３８は、圧力ゲージやアンプ等で構成され、振動測定器１００（圧力回路３０）から出力された圧力（オイルダンパー４０の状態量）を電気信号に変換し、演算装置３６に入力する。演算装置３６は、信号変換部３８が出力した電気信号（オイルダンパー４０の状態量）に基づいて、電磁弁２１の絞り量を制御する制御信号を出力する。 As shown in FIG. 4, the variable damping device 11 of the second embodiment includes a solenoid valve 21, a signal conversion unit 38, and an arithmetic device (computer) 36. The electromagnetic valve 21 is controlled according to a control signal generated by the arithmetic device 36. The signal conversion unit 38 includes a pressure gauge, an amplifier, and the like, converts the pressure (the amount of state of the oil damper 40) output from the vibration measuring instrument 100 (pressure circuit 30) into an electric signal, and inputs the electric signal to the arithmetic device 36. . The arithmetic device 36 outputs a control signal for controlling the throttle amount of the electromagnetic valve 21 based on the electric signal (the state amount of the oil damper 40) output by the signal conversion unit 38.
（作用及び効果）
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
(Function and effect)
Next, the operation and effect of this embodiment will be described.
本実施形態の可変減衰装置１１では、第一実施形態と異なり演算装置（コンピュータ）３６が設けられている。しかし、演算装置３６では「オイルダンパー４０の状態量」を表すｆ＝√｛Ｘ２＋（Ｖ／ω）２｝を得るための演算が不要である。よって、演算装置３６での演算を削減することができるので、信頼性が向上する。 Unlike the first embodiment, the variable attenuation device 11 of the present embodiment is provided with an arithmetic device (computer) 36. However, the calculation device 36 does not require calculation to obtain f = √ {X 2 + (V / ω) 2 } representing “the amount of state of the oil damper 40”. Therefore, the calculation in the calculation device 36 can be reduced, and the reliability is improved.
＜第一実施形態及び第二実施形態の変形例＞
上記実施形態では、振動測定器１００の第一出力ポート１２０Ａ及び第二出力ポート１２０Ｂから出力された圧力のうち、圧力回路３０によって高い方の圧力だけが抵抗弁２０伝達又は信号変換部３８に入力するように構成されている。
<Modifications of First Embodiment and Second Embodiment>
In the above embodiment, only the higher pressure of the pressure output from the first output port 120A and the second output port 120B of the vibration measuring instrument 100 is input to the resistance valve 20 transmission or signal conversion unit 38 by the pressure circuit 30. Is configured to do.
しかし、第一出力ポート１２０Ａ及び第二出力ポート１２０Ｂをそれぞれに別の制御用の抵抗弁をつないでもよいし、両方とも信号変換部３８に入力し信号変換部３８が高い方の圧力だけを電気信号に変換するようにしてもよい。 However, the first output port 120A and the second output port 120B may be connected to separate resistance valves for control, or both are input to the signal conversion unit 38, and the signal conversion unit 38 only applies the higher pressure. You may make it convert into a signal.
また、オイルダンパー４０の構造形式、及び抵抗値の可変制御の手段は上述の限りではない。例えば、ピストンシリンダ型のオイルダンパーであっても、例えば抵抗値が異なる複数のオイル経路を予め用意しておき、抵抗弁又は電磁弁によりオイルが流れる経路を切り替えて、オイルが流れる抵抗値を変える方式等であってもよい。或いは、磁性流体を用いたダンパーの場合には、磁性流体が流れる通路に与える磁力の強さを制御することによって抵抗値を可変としてもよい。 Further, the structure type of the oil damper 40 and the means for variable control of the resistance value are not limited to the above. For example, even with a piston cylinder type oil damper, for example, a plurality of oil paths having different resistance values are prepared in advance, and the resistance value through which the oil flows is changed by switching the path through which the oil flows by a resistance valve or a solenoid valve. It may be a system or the like. Alternatively, in the case of a damper using a magnetic fluid, the resistance value may be made variable by controlling the strength of the magnetic force applied to the passage through which the magnetic fluid flows.
＜振動測定器１００の詳細＞
つぎに、第一実施形態の可変減衰装置１０及び第二実施形態の可変減衰装置１１に用いた振動測定器１００の詳細について説明する。
<Details of vibration measuring instrument 100>
Next, details of the vibration measuring instrument 100 used in the variable damping device 10 of the first embodiment and the variable damping device 11 of the second embodiment will be described.
ここで、√｛Ｘ２＋（Ｖ／ω）２｝の値（オイルダンパー４０の状態量）に基づき制御することと｛Ｘ２＋（Ｖ／ω）２｝の値に基づき制御することは本質的に同じなので、ここでは、判り易くするため後者で説明する。 Here, the control based on the value of √ {X 2 + (V / ω) 2 } (the amount of state of the oil damper 40) and the control based on the value of {X 2 + (V / ω) 2 } Since they are essentially the same, the latter will be described here for the sake of clarity.
図５のように、隔壁１１４には、第一室１１２Ａと第二室１１２Ｂとを連通するオリフィス１５０が形成されている。この隔壁１１４が相対速度Ｖで軸方向に移動（変位）すれば、圧縮側となる第一室１１２Ａ又は第二室１１２Ｂに発生する圧力σはＶの２乗に比例する。
つまり、
σ＝αＶ２
で表せられる。
ここで上記のαはオリフィス１５０により決まる定数である。このαを、変位Ｘによってσが｛Ｘ２＋（Ｖ／ω）２｝に比例又は略比例するようにする。
As shown in FIG. 5, the partition wall 114 is formed with an orifice 150 that communicates the first chamber 112A and the second chamber 112B. When the partition wall 114 moves (displaces) in the axial direction at a relative speed V, the pressure σ generated in the first chamber 112A or the second chamber 112B on the compression side is proportional to the square of V.
That means
σ = αV 2
It can be expressed as
Where α is a constant determined by the orifice 150. This α is set such that σ is proportional or substantially proportional to {X 2 + (V / ω) 2 } by the displacement X.
振幅（定格変位）Ｘ０、円振動数ωで振動している場合を考えると、時間ｔを用いて、
Ｘ＝Ｘ０ｓｉｎ(ωｔ)
Ｖ＝ωＸ０ｃｏｓ(ωｔ)
とすることができる。
これらを、前述した｛Ｘ２＋（Ｖ／ω）２｝に代入すると、
｛Ｘ２＋（Ｖ／ω）２｝＝Ｘ０２
となり、時間にかかわらず一定の値になる。
Considering the case of vibration at an amplitude (rated displacement) X0 and a circular frequency ω, using time t,
X = X0sin (ωt)
V = ωX0cos (ωt)
It can be.
Substituting these into {X 2 + (V / ω) 2 } described above,
{X 2 + (V / ω) 2 } = X0 2
It becomes a constant value regardless of time.
一方、
となる。これは、オリフィス１５０により決まる定数であるαを、
に比例するように変位（ストローク）Ｘに応じて変化させれば、振幅Ｘ０の振動に対して、
｛Ｘ２＋（Ｖ／ω）２｝
に比例する圧力が発生することを示している。
on the other hand,
It becomes. This is a constant which is determined by the orifice 150,
If it is changed according to the displacement (stroke) X so as to be proportional to
{X 2 + (V / ω) 2 }
It is shown that a pressure proportional to is generated.
定数αはオリフィス１５０の開口面積Ａに対して、一般に
α＝β／Ａ２
という関係がある（βは定数）。なお、上式は一例を示すに過ぎない。
The constant α is generally α = β / A 2 with respect to the opening area A of the orifice 150.
(Β is a constant). The above formula is only an example.
そして、上式より、
となる。
すなわち、変位（ストローク）Ｘにおけるオリフィス１５０の有効開口面積Ａを
Ｋ＝√｛Ｘ０２−Ｘ２｝
に比例させれば良いことがわかる。
And from the above formula,
It becomes.
That is, the effective opening area A of the orifice 150 at the displacement (stroke) X is expressed by K = √ {X0 2 −X 2 }
It can be seen that it may be proportional to
しかし、実際には、隔壁１１４の軸方向の変位（移動）Ｘに応じて、隔壁１１４のオリフィス１５０の有効開口面積Ａを変化させることはできない、或いは困難である。 However, in practice, it is difficult or difficult to change the effective opening area A of the orifice 150 of the partition wall 114 in accordance with the axial displacement (movement) X of the partition wall 114.
よって、次に、変位Ｘにおけるオリフィス１５０の有効開口面積を√｛Ｘ０２−Ｘ２｝に比例させるための具体的な構造を実施例として説明する。 Therefore, a specific structure for making the effective opening area of the orifice 150 at the displacement X proportional to √ {X0 2 −X 2 } will be described as an example.
［実施例］
以降に説明する第一実施例〜第四実施例の振動測定器１０１，１０２，１０３，１０４は、上述の振動測定器１００と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
[Example]
In the vibration measuring devices 101, 102, 103, and 104 of the first to fourth embodiments described below, the same members as those of the above-described vibration measuring device 100 are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted. To do.
（第一実施例）
まず、第一実施例について説明する。
(First Example)
First, the first embodiment will be described.
図６に示すように、第一実施例の振動測定器１０１は、筒部１１０の周壁１１０Ｃに溝（オリフィス）１６０が形成されている。溝１６０の軸方向の深さは一定であるが（図６（Ａ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ））、軸方向と直交する方向から見た形状は楕円形状となっている（図６（Ｂ））。つまり、隔壁１１４と筒部１１０の周壁１１０Ｃとの隙間Ｓ１は軸方向の中心位置が最も広く、軸方向外側に向かって狭くなる（図６（Ｂ）、図６（Ｄ）、図６（Ｅ））。 As shown in FIG. 6, in the vibration measuring instrument 101 of the first embodiment, a groove (orifice) 160 is formed in the peripheral wall 110 </ b> C of the cylindrical portion 110. Although the axial depth of the groove 160 is constant (FIGS. 6A, 6C, 6D, and 6E), the shape viewed from the direction orthogonal to the axial direction is an elliptical shape. (FIG. 6B). That is, the gap S1 between the partition wall 114 and the peripheral wall 110C of the cylindrical portion 110 has the widest center position in the axial direction and narrows outward in the axial direction (FIGS. 6B, 6D, and 6E). )).
そして、隙間Ｓ１が、図５のオリフィス１５０に相当し、この隙間Ｓ１を通ってオイルＲが第一室１１２Ａと第二室１１２Ｂとの間を移動する。この隙間Ｓ１の流入側（隔壁１１４の進行方向側の端部に対応する部位）の流路面積（図６（Ｄ）及び図６（Ｅ））が、√｛Ｘ０２−Ｘ２｝に比例するように構成されている。なお、本実施例では、溝１６０の深さは軸方向に一定であるので、溝１６０の幅が√｛Ｘ０２−Ｘ２｝に比例するように構成されている。 The gap S1 corresponds to the orifice 150 in FIG. 5, and the oil R moves between the first chamber 112A and the second chamber 112B through the gap S1. The flow path area (FIGS. 6D and 6E) on the inflow side (the portion corresponding to the end of the partition wall 114 in the traveling direction) of the gap S1 is proportional to √ {X0 2 −X 2 }. Is configured to do. In this embodiment, since the depth of the groove 160 is constant in the axial direction, the width of the groove 160 is configured to be proportional to √ {X0 2 −X 2 }.
（第二実施例）
次に、第二実施例について説明する。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment will be described.
図７に示すように、第二実施例の振動測定器１０２は、筒部１１０の周壁１１０Ｃに溝（オリフィス）１６２が形成されている。溝１６０は軸方向と直交する方向から見た形状は帯状であり軸方向に一定であるが（図７（Ｂ））、軸方向の深さは軸方向外側ほど浅くなっている（図７（Ａ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）））。つまり、隔壁１１４と筒部１１０の周壁１１０Ｃとの隙間Ｓ２は軸方向の中心位置が最も深く、軸方向外側に向かって浅くなる（図７（Ａ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ））。 As shown in FIG. 7, in the vibration measuring instrument 102 of the second embodiment, a groove (orifice) 162 is formed in the peripheral wall 110 </ b> C of the cylindrical portion 110. The shape of the groove 160 viewed from the direction orthogonal to the axial direction is a band shape and is constant in the axial direction (FIG. 7B), but the axial depth is shallower toward the outer side in the axial direction (FIG. 7 ( A), (C), (D), (E))). That is, the gap S2 between the partition wall 114 and the peripheral wall 110C of the cylindrical portion 110 is deepest in the axial center position and shallows outward in the axial direction (FIGS. 7A, 7C, 7D, 7E). )).
そして、隙間Ｓ２が、図５のオリフィス１５０に相当し、この隙間Ｓ２を通ってオイルＲが第一室１１２Ａと第二室１１２Ｂとの間を移動する。この隙間Ｓ２の流入側（隔壁１１４の進行方向側の端部に対応する部位）の流路面積（図７（Ｄ）及び図７（Ｅ））が、√｛Ｘ０２−Ｘ２｝に比例するように構成されている。なお、本実施例では、溝１６２の幅は軸方向に一定であるので、溝１６２の深さが√｛Ｘ０２−Ｘ２｝に比例するように構成されている。 The gap S2 corresponds to the orifice 150 in FIG. 5, and the oil R moves between the first chamber 112A and the second chamber 112B through the gap S2. The flow path area (FIGS. 7D and 7E) on the inflow side (the portion corresponding to the end of the partition wall 114 in the traveling direction) of the gap S2 is proportional to √ {X0 2 −X 2 }. Is configured to do. In this embodiment, since the width of the groove 162 is constant in the axial direction, the depth of the groove 162 is configured to be proportional to √ {X0 2 −X 2 }.
（第三実施例）
次に、第三実施例について説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described.
図８に示すように、第三実施例の振動測定器１０３において、筒部１１１は、内側周壁部１１３と外側周壁部１１５とで構成された二重構造となっている。内側周壁部１１３内が第一室１１２Ａ及び第二室１１２Ｂとされ、内側周壁部１１３と外側周壁部１１５との間はタンク１１７となっている。 As shown in FIG. 8, in the vibration measuring instrument 103 of the third embodiment, the cylindrical portion 111 has a double structure including an inner peripheral wall portion 113 and an outer peripheral wall portion 115. The inside of the inner peripheral wall 113 is a first chamber 112A and a second chamber 112B, and a tank 117 is provided between the inner peripheral wall 113 and the outer peripheral wall 115.
筒部１１１の内側周壁部１１３（第一室１１２Ａ及び第二室１１２Ｂ）の軸方向外側の両端部には、チェックバルブ１６６Ａ、１６６Ｂが設けられている。チェックバルブ１６６Ａ、１６６Ｂは、タンク１１７側から内側周壁部１１３内（第一室１１２Ａ及び第二室１１２Ｂ）側へはオイルＲは移動可能であるが、その逆は移動しないように構成されている。また、内側周壁部１１３にはスリット状のオリフィス１６４Ａ、１６４Ｂが形成されている。 Check valves 166A and 166B are provided at both axially outer ends of the inner peripheral wall 113 (the first chamber 112A and the second chamber 112B) of the cylindrical portion 111. The check valves 166A and 166B are configured so that the oil R can move from the tank 117 side to the inner peripheral wall 113 (the first chamber 112A and the second chamber 112B) side, but not vice versa. . Further, slit-like orifices 164A and 164B are formed in the inner peripheral wall portion 113.
図８（Ｂ）に示すように、オリフィス１６４Ａ、１６４Ｂは、軸方向外側に向かって広くなっている。そして、オリフィス１６４Ａ、１６４Ｂの開口面積Ｓ３Ａ、Ｓ３Ｂは、√｛Ｘ０２−Ｘ２｝に比例するように形成されている。 As shown in FIG. 8B, the orifices 164A and 164B are widened outward in the axial direction. The opening areas S3A and S3B of the orifices 164A and 164B are formed to be proportional to √ {X0 2 −X 2 }.
（第四実施例）
次に、第四実施例について説明する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described.
図９に示す第四実施例の振動測定器１０４において、筒部１１１は、内側周壁部１１３と外側周壁部１１５とで構成された二重構造となっている。内側周壁部１１３内が第一室１１２Ａ及び第二室１１２Ｂとされ、内側周壁部１１３と外側周壁部１１５との間はタンク１１７となっている。 In the vibration measuring instrument 104 of the fourth embodiment shown in FIG. 9, the cylindrical portion 111 has a double structure composed of an inner peripheral wall portion 113 and an outer peripheral wall portion 115. The inside of the inner peripheral wall 113 is a first chamber 112A and a second chamber 112B, and a tank 117 is provided between the inner peripheral wall 113 and the outer peripheral wall 115.
筒部１１１の内側周壁部１１３（第一室１１２Ａ及び第二室１１２Ｂ）の軸方向外側の両端部には、チェックバルブ１６６Ａ、１６６Ｂが設けられている。チェックバルブ１６６Ａ、１６６Ｂは、タンク１１７側から内側周壁部１１３内（第一室１１２Ａ及び第二室１１２Ｂ）側へはオイルＲは移動可能であるが、その逆は移動しないように構成されている。内側周壁部１１３には軸方向に離散的にオリフィス１６８Ａ、１６８Ｂが形成されている。 Check valves 166A and 166B are provided at both axially outer ends of the inner peripheral wall 113 (the first chamber 112A and the second chamber 112B) of the cylindrical portion 111. The check valves 166A and 166B are configured so that the oil R can move from the tank 117 side to the inner peripheral wall 113 (the first chamber 112A and the second chamber 112B) side, but not vice versa. . Orifices 168A, 168B are discretely formed in the inner peripheral wall portion 113 in the axial direction.
図９（Ｂ）に示すように、オリフィス１６８Ａ、１６８Ｂは、軸方向外側に向かって密度（軸方向の単位長さ当たりの個数）が大きくなる。そして、オリフィス１６８Ａ、１６８Ｂの密度（軸方向の単位長さ当たりの個数）は、√｛Ｘ０２−Ｘ２｝に比例するように形成されている。 As shown in FIG. 9B, the orifices 168A and 168B increase in density (number per unit length in the axial direction) toward the outside in the axial direction. The density (number per unit length in the axial direction) of the orifices 168A and 168B is formed to be proportional to √ {X0 2 −X 2 }.
［第一実施例〜第四実施例の圧力値］
次に、第一実施例〜第四実施例の振動測定器１０１，１０２，１０３，１０４の第一出力ポート１２０Ａ及び第二出力ポート１２０Ｂから出力される圧力値について説明する。
[Pressure values of the first to fourth embodiments]
Next, pressure values output from the first output port 120A and the second output port 120B of the vibration measuring devices 101, 102, 103, and 104 of the first to fourth embodiments will be described.
第一実施例〜第四実施例の振動測定器１０１，１０２，１０３，１０４は、隔壁１１４の軸方向の移動（変位）によって圧縮側となる第一出力ポート１２０Ａ及び第二出力ポート１２０Ｂから、√｛Ｘ０２−Ｘ２｝に比例する圧力が発生する。この圧力は、振幅（定格変位）Ｘ０、円振動数ωの正弦波で振動している場合、変位Ｘにかかわらず一定の値になる。 The vibration measuring instruments 101, 102, 103, and 104 of the first to fourth embodiments have the first output port 120A and the second output port 120B that are on the compression side due to the movement (displacement) of the partition wall 114 in the axial direction. A pressure proportional to {X0 2 −X 2 } is generated. This pressure has a constant value regardless of the displacement X when vibrating with a sinusoidal wave having an amplitude (rated displacement) X0 and a circular frequency ω.
第一出力ポート１２０Ａ及び第二出力ポート１２０Ｂから出力される圧力値は、第一実施例〜第三実施例の振動測定器１０１、１０２、１０３のように連続的にオリフィス（溝を含む）を変化する場合、変位Ｘの振幅Ｘ１が、定格変位Ｘ０と同じで、円振動数ωで振動する時は、一定になる。しかし、振幅Ｘ１が定格変位Ｘ０と異なる場合は一定にはならない。 The pressure values output from the first output port 120A and the second output port 120B are continuous orifices (including grooves) as in the vibration measuring instruments 101, 102, 103 of the first to third embodiments. When changing, the amplitude X1 of the displacement X is the same as the rated displacement X0 and becomes constant when vibrating at the circular frequency ω. However, when the amplitude X1 is different from the rated displacement X0, it is not constant.
図１０は、このことを示したもので、縦軸は圧力値であり、横軸は隔壁１１４の変位Ｘを定格変位Ｘ０で基準化したものである。また、理論値の√｛Ｘ２＋（Ｖ／ω）２｝の値を細い破線とし、第一実施例〜第三実施例の振動測定器１０１、１０２，１０３から出力される圧力値を太線の破線（Ｘ１＝１．２Ｘ０）、実線（Ｘ１＝１．０Ｘ０）、一点鎖線（Ｘ１＝０．８Ｘ０）、及び二点破線（Ｘ1＝０．６Ｘ０）で示している。 FIG. 10 shows this. The vertical axis represents the pressure value, and the horizontal axis represents the displacement X of the partition wall 114 normalized by the rated displacement X0. The theoretical value √ {X 2 + (V / ω) 2 } is a thin broken line, and the pressure values output from the vibration measuring instruments 101, 102, 103 of the first to third embodiments are bold lines. The broken line (X1 = 1.2X0), the solid line (X1 = 1.0X0), the alternate long and short dash line (X1 = 0.8X0), and the two-dot broken line (X1 = 0.6X0).
このグラフから振幅Ｘ１＝定格変位Ｘ０で振動する場合は、振動測定器１０１，１０２，１０３から出力される圧力値は、√｛Ｘ２＋（Ｖ／ω）２｝の値に一致する。しかし、振幅Ｘ１が定格変位Ｘ０よりも小さい場合は圧力値が√｛Ｘ２＋（Ｖ／ω）２｝の値を下回り、振動の振幅Ｘ１が定格変位Ｘ０よりも大きい場合は圧力値が√｛Ｘ２＋（Ｖ／ω）２｝の値を上回る。また、隔壁１１４の変位Ｘが小さいときには両者の差は小さく、変位Ｘが大きくなると両者の差が大きくなる。 From this graph, when the vibration vibrates with the amplitude X1 = the rated displacement X0, the pressure values output from the vibration measuring devices 101, 102, 103 coincide with the value of √ {X 2 + (V / ω) 2 }. However, when the amplitude X1 is smaller than the rated displacement X0, the pressure value is less than the value of √ {X 2 + (V / ω) 2 }, and when the vibration amplitude X1 is larger than the rated displacement X0, the pressure value is √. It exceeds the value of {X 2 + (V / ω) 2 }. Further, when the displacement X of the partition wall 114 is small, the difference between the two is small, and when the displacement X is large, the difference between the two is large.
図１１は、第四実施例の振動測定器１０４の場合を示したものである。なお、この例では１０個のオリフィス１６８Ａ、１６８Ｂを分散配置している。 FIG. 11 shows the case of the vibration measuring instrument 104 of the fourth embodiment. In this example, ten orifices 168A and 168B are dispersedly arranged.
オリフィス１６８Ａ、１６８Ｂが、離散化しているため、ジグザグになっているが、図９と同様に振幅Ｘ１が定格変位Ｘ０よりも小さい場合は圧力値が√｛Ｘ２＋（Ｖ／ω）２｝の値を下回り、振動の振幅Ｘ１が定格変位Ｘ０よりも大きい場合は圧力値が√｛Ｘ２＋（Ｖ／ω）２｝の値を上回る。また、変位Ｘが小さいときに両者の差は小さく、変位Ｘが大きくなると両者の差が大きくなる。なお、振幅Ｘ１＝定格変位Ｘ０で振動する場合もジグザグになっており、変位Ｘが定格変位Ｘ０に近づくにつれてジグザグが大きくなる。 The orifices 168A and 168B are zigzag because they are discretized, but when the amplitude X1 is smaller than the rated displacement X0 as in FIG. 9, the pressure value is √ {X 2 + (V / ω) 2 } When the vibration amplitude X1 is larger than the rated displacement X0, the pressure value exceeds the value of √ {X 2 + (V / ω) 2 }. Further, when the displacement X is small, the difference between the two is small, and when the displacement X is large, the difference between the two is large. In addition, even when vibrating with the amplitude X1 = the rated displacement X0, it is zigzag, and the zigzag increases as the displacement X approaches the rated displacement X0.
このように振幅Ｘ１＝定格変位Ｘ０以外では、第一出力ポート１２０Ａ及び第二出力ポート１２０Ｂから出力される圧力値と理論値の√｛Ｘ２＋（Ｖ／ω）２｝とで差が生じる。しかし、第一出力ポート１２０Ａ及び第二出力ポート１２０Ｂから出力される圧力値を近似的に基準となる指標（オイルダンパー４０の状態量）として利用することができる。 Thus, except for the amplitude X1 = the rated displacement X0, there is a difference between the pressure value output from the first output port 120A and the second output port 120B and the theoretical value √ {X 2 + (V / ω) 2 }. . However, the pressure values output from the first output port 120A and the second output port 120B can be used as an approximate reference (state quantity of the oil damper 40).
また、例えば、振動が振幅Ｘ１＝定格変位Ｘ０よりも大きいか小さいかでオイルダンパー４０等の減衰装置の特性を切り替える場合、その切り替えの基準となる圧力を発生すればよいので、圧力値と理論値とで差が生じても問題は生じない、或いは問題が生じたとしてもその影響は小さい。 Further, for example, when the characteristics of the damping device such as the oil damper 40 are switched depending on whether the vibration is larger or smaller than the amplitude X1 = the rated displacement X0, it is only necessary to generate a pressure as a reference for the switching. Even if there is a difference between the values, no problem occurs, or even if a problem occurs, the effect is small.
なお、図１０及び図１１に示すように、振幅Ｘ１が定格変位Ｘ０よりも大きい振動に対して変位Ｘが定格変位Ｘ０に近づくと圧力が急上昇する。更に、変位Ｘが定格変位Ｘ０を超えるとオリフィスがなくなる。よって、圧力が予め定めた閾値を超えないようにリリーフ回路を設けてもよい。 As shown in FIGS. 10 and 11, when the displacement X approaches the rated displacement X0 with respect to the vibration having the amplitude X1 larger than the rated displacement X0, the pressure rapidly increases. Furthermore, when the displacement X exceeds the rated displacement X0, the orifice disappears. Therefore, a relief circuit may be provided so that the pressure does not exceed a predetermined threshold value.
なお、上記実施例では、溝１６０、１６２の面積、オリフィス１６４Ａ、１６４Ｂの面積、及びオリフィス１６８Ａ，１６８Ｂの密度（軸方向の単位長さ当たりの個数）が、√｛Ｘ０２−Ｘ２｝に比例するとしたが、実際は溝やオリフィスなどの第一室１１２Ａと第二室１１２Ｂとを連通する流路の形状や長さによって異なるので、面積や密度を適宜調整する必要がある。 In the above embodiment, the areas of the grooves 160 and 162, the areas of the orifices 164A and 164B, and the density (number per unit length in the axial direction) of the orifices 168A and 168B are √ {X0 2 −X 2 }. Although it is proportional, in actuality, it varies depending on the shape and length of the flow path that communicates between the first chamber 112A and the second chamber 112B, such as a groove and an orifice. Therefore, it is necessary to appropriately adjust the area and density.
要は溝やオリフィスなどの第一室１１２Ａと第二室１１２Ｂとを連通する流路により決まる定数であるαを
に比例するよう変位Ｘに応じて変化する構造であればよい
In short, α, which is a constant determined by the flow path connecting the first chamber 112A and the second chamber 112B, such as a groove or an orifice, is set.
Any structure that changes in accordance with the displacement X to be proportional to
また、上記実施例の振動測定器１０１，１０２，１０３，１０４では、いずれも隔壁（ピストン）１１４の両側にロッド１１６Ａ、１１６Ｂを有する両ロッドタイプであるが、これに限定されない。隔壁（ピストン）１１４の一方側にのみロッドを有す片ロッドタイプであってもよい。但し、片ロッドタイプの場合は、第一室１１２Ａと第二室１１２Ｂでロッドの有無で隔壁１１４の受圧面積が異なるので、押しと引きで流れる流量が異なる。このため、流量を調整（差分を保持）するサブタンクを設けることが望ましい。 In the vibration measuring devices 101, 102, 103, and 104 of the above-described embodiments, all are rod-types having rods 116A and 116B on both sides of the partition wall (piston) 114, but the present invention is not limited to this. A single rod type having a rod only on one side of the partition wall (piston) 114 may be used. However, in the case of the single rod type, the pressure receiving area of the partition wall 114 is different depending on the presence or absence of the rod in the first chamber 112A and the second chamber 112B, so the flow rates flowing by pushing and pulling are different. For this reason, it is desirable to provide a sub-tank for adjusting the flow rate (holding the difference).
＜その他＞
尚、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されない。
<Others>
In addition, this invention is not limited to the said embodiment and Example.
上記実施形態及び実施例では、第一出力ポート１２０Ａ及び第二出力ポート１２０Ｂから出力される圧力値は、√｛Ｘ２＋（Ｖ／ω）２｝（オイルダンパー４０の状態量）の理論値に比例するように構成されている。しかし、第一実施例〜第四実施例のように圧力値と理論値とが一致していなくでもよい。√｛Ｘ２＋（Ｖ／ω）２｝（オイルダンパー４０の状態量）に近似されていればよい。或いは、√｛Ｘ２＋（Ｖ／ω）２｝（オイルダンパー４０の状態量）以外の関数に比例するように構成されていてもよい。例えば、上式の２乗部分が、１．８乗や２．２乗であってもよい。 In the above embodiment and examples, the pressure value output from the first output port 120A and the second output port 120B is a theoretical value of √ {X 2 + (V / ω) 2 } (state quantity of the oil damper 40). It is comprised so that it may be proportional to. However, as in the first to fourth embodiments, the pressure value and the theoretical value may not match. It is only necessary to approximate {X 2 + (V / ω) 2 } (state quantity of the oil damper 40). Alternatively, it may be configured to be proportional to a function other than √ {X 2 + (V / ω) 2 } (the amount of state of the oil damper 40). For example, the square part of the above equation may be 1.8 or 2.2.
また、上記実施形態及び実施例では、振動測定器にはオイルが充填されていたが、これに限定されない。オイル以外の液体であってもよいし、気体であってもよい。 Moreover, in the said embodiment and Example, although the vibration measuring device was filled with oil, it is not limited to this. It may be a liquid other than oil or a gas.
本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。 Needless to say, various embodiments can be implemented without departing from the scope of the present invention.
１０ 可変減衰装置（流体シリンダー装置の一例）
１１ 可変減衰装置（流体シリンダー装置の一例）
２０ 抵抗弁（抵抗変化手段）
２１ 電磁弁（抵抗変化手段）
４０ オイルダンパー（流体シリンダー本体の一例）
１００ 振動測定器
１０１ 振動測定器
１０２ 振動測定器
１０３ 振動測定器
１０４ 振動測定器
１１０ 筒部
１１２Ａ 第一室
１１２Ｂ 第二室
１１４ 隔壁
１２０Ａ 第一出力ポート（出力部）
１２０Ｂ 第二出力ポート（出力部）
１６０ 溝（オリフィス）
１６２ 溝（オリフィス）
１６４Ａ オリフィス
１６４Ｂ オリフィス
１６８Ａ オリフィス
１６８Ｂ オリフィス
10 Variable damping device (example of fluid cylinder device)
11 Variable damping device (example of fluid cylinder device)
20 Resistance valve (resistance change means)
21 Solenoid valve (resistance change means)
40 Oil damper (example of fluid cylinder body)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Vibration measuring device 101 Vibration measuring device 102 Vibration measuring device 103 Vibration measuring device 104 Vibration measuring device 110 Cylinder part 112A 1st chamber 112B 2nd chamber 114 Bulkhead 120A 1st output port (output part)
120B Second output port (output unit)
160 groove (orifice)
162 Groove (orifice)
164A orifice 164B orifice 168A orifice 168B orifice
Claims (3)
前記筒部内を軸方向に第一室と第二室とに分割すると共に、前記軸方向に変位する隔壁と、
前記筒部に設けられ、前記第一室と前記第二室とを流通する前記流体の流入側の流路面積が、前記隔壁の変位及び定格変位を用いた関数の値に比例するように変化するオリフィスと、
前記第一室及び前記第二室の前記流体の圧力をそれぞれ出力する出力部と、
を備える振動測定器。 A cylinder part filled with fluid;
A partition wall that axially divides the inside of the cylindrical portion into a first chamber and a second chamber, and that is displaced in the axial direction;
The flow path area on the inflow side of the fluid that is provided in the cylindrical portion and flows through the first chamber and the second chamber changes so as to be proportional to the function value using the displacement of the partition wall and the rated displacement. An orifice to be
An output unit for outputting the pressure of the fluid in the first chamber and the second chamber,
A vibration measuring instrument comprising:
前記隔壁の変位をＸ、
前記隔壁の定格変位をＸ０、
とすると、
Ｋ＝√｛Ｘ０２−Ｘ２｝
である、
請求項１に記載の振動測定器。 The function is K,
The displacement of the partition wall is X,
The rated displacement of the partition wall is X0,
Then,
K = √ {X0 2 −X 2 }
Is,
The vibration measuring instrument according to claim 1.
前記流体シリンダー本体の前記ピストンの移動に対して隔壁が比例して変位するように設けられた請求項１又は請求項２に記載の振動測定器と、
前記振動測定器の出力部から出力される圧力によって流体シリンダー本体の抵抗特定を変化させる抵抗変化手段と、
を備える流体シリンダー装置。 A fluid cylinder body in which a piston moves in an axial direction in a cylinder filled with fluid;
The vibration measuring instrument according to claim 1 or 2, wherein the partition wall is provided so as to be displaced in proportion to the movement of the piston of the fluid cylinder body.
Resistance changing means for changing the resistance specification of the fluid cylinder body by the pressure output from the output unit of the vibration measuring device;
A fluid cylinder device comprising:
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