JP6824586B2 - Vibration suppression device for structures - Google Patents
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Description
本発明は、構造物の振動を抑制するための構造物の振動抑制装置に関する。 The present invention relates to a structure vibration suppressing device for suppressing the vibration of a structure.
従来、この種の構造物の振動抑制装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この振動抑制装置は、いわゆる回転慣性質量ダンパであって、ボールねじ機構と、回転自在の回転マスを備えており、２つの建物に連結されている。ボールねじ機構は、ナット部材を有しており、振動による２つの建物の間の相対変位を回転運動に変換してナット部材に出力するように、構成されている。また、回転マスは、このナット部材に一体に設けられている。以上の構成の振動抑制装置では、振動により２つの建物の間で相対変位が発生すると、それに伴って回転マスが回転することにより、回転マスの回転慣性質量による減衰力が２つの建物に作用し、その振動が抑制される。
Conventionally, as a vibration suppression device for this type of structure, for example, one disclosed in
また、従来、この種の振動抑制装置として、例えば特許文献２に開示されたものが知られている。この振動抑制装置は、いわゆるオイルダンパであって、タワークレーンの上部に取り付けられたシリンダと、シリンダ内に摺動自在に設けられ、シリンダ内を第１室と第２室に区画するとともに、タワークレーンの下部にワイヤを介して連結されたピストンと、ピストンに形成されたオリフィスと、第１及び第２室に充填された液体を備えている。以上の構成の振動抑制装置では、タワークレーンが重量物を持ち上げるのに伴って振動すると、それに伴ってピストンがシリンダ内を摺動し、液体がピストンのオリフィスを通過する際の抵抗力が、タワークレーンに減衰力として作用し、その振動が抑制される。
Further, conventionally, as a vibration suppressing device of this type, for example, one disclosed in
さらに、従来、この種の振動抑制装置として、例えば特許文献３に開示されたものが知られている。この振動抑制装置は、いわゆる摩擦ダンパであって、円筒状の第１部材と、第１部材の内周面に貼り付けられた摩擦材と、この摩擦材に圧入された第２部材を備えている。第１及び第２部材は、第１及び第２物体にそれぞれ連結され、第１及び第２物体の間で相対変位が発生すると、摩擦材と第２部材の間で摩擦力が発生し、それにより、第１及び第２物体の運動エネルギが減衰する。
Further, conventionally, as a vibration suppressing device of this type, for example, one disclosed in
上述したような回転慣性質量ダンパ、粘性ダンパ及び摩擦ダンパは、その構成上、互いに異なる振動抑制特性を有しており、詳細は後述するが、それぞれの振動抑制特性が、構造物に入力される振動の特性や、構造物の振動度合、構造物の振動の状態などの様々なパラメータに応じて変化する傾向にある。このため、構造物の振動を適切に抑制する上では、これらの複数のダンパを使い分けるのが望ましい。これに対して、従来の振動抑制装置では、上述したように、単一の振動抑制特性を有するダンパを用いるにすぎないので、構造物の振動を適切に抑制できないおそれがある。 The rotational inertia mass damper, the viscous damper, and the friction damper as described above have different vibration suppression characteristics due to their configurations, and the details will be described later, but the respective vibration suppression characteristics are input to the structure. It tends to change according to various parameters such as the characteristics of vibration, the degree of vibration of the structure, and the state of vibration of the structure. Therefore, in order to appropriately suppress the vibration of the structure, it is desirable to use these plurality of dampers properly. On the other hand, in the conventional vibration suppression device, as described above, since only a damper having a single vibration suppression characteristic is used, there is a possibility that the vibration of the structure cannot be appropriately suppressed.
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、択一的に選択可能な複数の振動抑制特性を有する単一の装置を実現でき、それにより、構造物の振動を適切に抑制することができる振動抑制装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and it is possible to realize a single device having a plurality of vibration suppression characteristics that can be selectively selected, thereby causing vibration of a structure. An object of the present invention is to provide a vibration suppression device that can be appropriately suppressed.
上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、構造物の振動を抑制するための構造物の振動抑制装置であって、構造物を含む系内の第１部位に連結されたシリンダと、シリンダ内に軸線方向に摺動自在に設けられ、シリンダ内を、第１流体室と第２流体室に区画するとともに、系内の第２部位に連結されたピストンと、第１及び第２流体室に充填された作動流体と、ピストンをバイパスし、第１及び第２流体室に連通する第１連通路と、第１連通路を開閉する第１開閉弁と、回転自在の回転マスと、第１連通路における作動流体の流動を回転運動に変換し、回転マスに伝達する動力変換機構と、ピストンをバイパスし、第１及び第２流体室に連通するとともに、第１連通路と並列に設けられた第２連通路と、第２連通路を開閉する第２開閉弁と、構造物に入力された振動加速度を検出する振動加速度検出手段と、第１開閉弁が開弁状態にあり、かつ第２開閉弁が閉弁状態にあると仮定したときの構造物の振動に対する応答を表す第１応答パラメータを、検出された振動加速度に応じて算出する第１応答パラメータ算出手段と、第１開閉弁が閉弁状態にあり、かつ第２開閉弁が開弁状態にあると仮定したときの構造物の振動に対する応答を表す第２応答パラメータを、振動加速度に応じて算出する第２応答パラメータ算出手段と、算出された第１応答パラメータと第２応答パラメータとの比較結果に基づいて、第１及び第２開閉弁の開閉を制御する第１制御モードを実行する制御手段と、を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
この構成によれば、シリンダ内に軸線方向に摺動自在に設けられたピストンが、シリンダ内を、第１流体室と第２流体室に区画しており、これらの第１及び第２流体室に、作動流体が充填されている。また、第１連通路が、ピストンをバイパスし、第１及び第２流体室に連通しており、第１開閉弁によって開閉される。さらに、第１連通路における作動流体の流動が、動力変換機構によって回転運動に変換され、回転マスに伝達される。また、第１連通路と並列に設けられた第２連通路が、ピストンをバイパスし、第１及び第２流体室に連通しており、第２開閉弁によって開閉される。 According to this configuration, a piston slidably provided in the cylinder in the axial direction divides the inside of the cylinder into a first fluid chamber and a second fluid chamber, and these first and second fluid chambers. Is filled with working fluid. Further, the first communication passage bypasses the piston and communicates with the first and second fluid chambers, and is opened and closed by the first on-off valve. Further, the flow of the working fluid in the first continuous passage is converted into a rotary motion by the power conversion mechanism and transmitted to the rotary mass. Further, a second communication passage provided in parallel with the first communication passage bypasses the piston and communicates with the first and second fluid chambers, and is opened and closed by the second on-off valve.
さらに、シリンダ及びピストンが、構造物を含む系内の第１及び第２部位にそれぞれ連結されており、構造物の振動に伴う第１部位と第２部位の間の相対変位は、シリンダ及びピストンに伝達される。この場合、第１開閉弁が開弁し、かつ第２開閉弁が閉弁しているときには、上記のシリンダ及びピストンへの相対変位の伝達によって、ピストンがシリンダ内を軸線方向に摺動し、それに伴い、シリンダの第１及び第２流体室内の作動流体が、ピストンで押圧されることにより、第１連通路を介して、第１及び第２流体室の一方から他方に流動する。その際、第１連通路における作動流体の流動が、動力変換機構によって回転運動に変換された状態で回転マスに伝達される結果、回転マスが回転する。 Further, the cylinder and the piston are connected to the first and second parts in the system including the structure, respectively, and the relative displacement between the first part and the second part due to the vibration of the structure is the cylinder and the piston. Is transmitted to. In this case, when the first on-off valve is open and the second on-off valve is closed, the piston slides in the cylinder in the axial direction by transmitting the relative displacement to the cylinder and the piston. Along with this, the working fluid in the first and second fluid chambers of the cylinder is pressed by the piston and flows from one of the first and second fluid chambers to the other through the first continuous passage. At that time, as a result of the flow of the working fluid in the first continuous passage being transmitted to the rotating mass in a state of being converted into rotational motion by the power conversion mechanism, the rotating mass rotates.
以上により、第１開閉弁が開弁し、かつ第２開閉弁が閉弁しているときには、振動抑制装置は、いわゆる回転慣性質量ダンパとして機能し、回転マスによる回転慣性質量効果が得られることによって、振動抑制装置が設けられた構造物の振動周期を伸長させることができる。また、この場合、例えば、振動抑制装置を、弾性を有する連結部材を介して第１及び第２部位に連結することにより、振動抑制装置及び連結部材から成る付加振動系を構成するとともに、付加振動系の固有振動数を構造物の固有振動数に同調させることによって、付加振動系の共振による制振効果を適切に得ることができる。 As described above, when the first on-off valve is open and the second on-off valve is closed, the vibration suppression device functions as a so-called rotary inertial mass damper, and the rotary inertial mass effect by the rotary mass can be obtained. Therefore, the vibration cycle of the structure provided with the vibration suppression device can be extended. Further, in this case, for example, by connecting the vibration suppression device to the first and second portions via an elastic connecting member, an additional vibration system including the vibration suppression device and the connecting member is formed, and additional vibration is generated. By tuning the natural frequency of the system to the natural frequency of the structure, the vibration damping effect due to the resonance of the additional vibration system can be appropriately obtained.
一方、第１開閉弁が閉弁し、かつ第２開閉弁が開弁しているときには、上記のシリンダ及びピストンへの相対変位の伝達によって、ピストンがシリンダ内を軸線方向に摺動し、それに伴い、第１及び第２流体室内の作動流体が、ピストンで押圧されることにより、第２連通路を介して、第１及び第２流体室の一方から他方に流動する。以上により、第１開閉弁が閉弁し、かつ第２開閉弁が開弁しているときには、振動抑制装置は、いわゆる粘性ダンパとして機能し、作動流体が第２連通路を通過する際の抵抗力による粘性減衰効果が得られる。 On the other hand, when the first on-off valve is closed and the second on-off valve is open, the piston slides in the cylinder in the axial direction by the transmission of the relative displacement to the cylinder and the piston. As a result, the working fluids in the first and second fluid chambers flow from one of the first and second fluid chambers to the other through the second communication passage by being pressed by the piston. As described above, when the first on-off valve is closed and the second on-off valve is open, the vibration suppression device functions as a so-called viscous damper, and the resistance when the working fluid passes through the second passage. A viscous damping effect due to force can be obtained.
以上のように、本発明によれば、択一的に選択可能な回転慣性質量ダンパの振動抑制特性及び粘性ダンパの振動抑制特性を有する単一の装置を実現することができるので、振動抑制特性を適切に選択することによって、構造物の振動を適切に抑制することができる。以下、回転慣性質量ダンパの振動抑制特性及び粘性ダンパの振動抑制特性をそれぞれ、「回転慣性質量ダンパ特性」「粘性ダンパ特性」という。 As described above, according to the present invention, it is possible to realize a single device having the vibration suppression characteristics of the rotational inertia mass damper and the vibration suppression characteristics of the viscous damper, which can be selectively selected. The vibration of the structure can be appropriately suppressed by appropriately selecting. Hereinafter, the vibration suppression characteristics of the rotary inertial mass damper and the vibration suppression characteristics of the viscous damper are referred to as "rotational inertial mass damper characteristics" and "viscous damper characteristics", respectively.
また、上記の構成によれば、構造物に入力された振動加速度が、振動加速度検出手段によって検出される。また、第１開閉弁が開弁状態にあり、かつ第２開閉弁が閉弁状態にあると仮定したときの構造物の振動に対する応答を表す第１応答パラメータが、すなわち、回転慣性質量ダンパ特性が選択されていると仮定したときの構造物の振動に対する応答を表す第１応答パラメータが、検出された振動加速度に応じ、第１応答パラメータ算出手段によって算出される。さらに、第１開閉弁が閉弁状態にあり、かつ第２開閉弁が開弁状態にあると仮定したときの構造物の振動に対する応答を表す第２応答パラメータが、すなわち、粘性ダンパ特性が選択されていると仮定したときの構造物の振動に対する応答を表す第２応答パラメータが、振動加速度に応じ、第２応答パラメータ算出手段によって算出される。 Further , according to the above configuration, the vibration acceleration input to the structure is detected by the vibration acceleration detecting means. Further, the first response parameter representing the response to the vibration of the structure when it is assumed that the first on-off valve is in the valve open state and the second on-off valve is in the closed state is, that is, the rotational inertia mass damper characteristic. The first response parameter representing the response to the vibration of the structure when is assumed to be selected is calculated by the first response parameter calculating means according to the detected vibration acceleration. Further, the second response parameter representing the response to the vibration of the structure when the first on-off valve is in the closed state and the second on-off valve is in the open state is selected, that is, the viscous damper characteristic is selected. The second response parameter representing the response to the vibration of the structure when it is assumed to be the vibration acceleration is calculated by the second response parameter calculating means according to the vibration acceleration.
また、算出された第１応答パラメータと第２応答パラメータとの比較結果に基づいて第１及び第２開閉弁の開閉を制御する第１制御モードが、制御手段によって実行される。これにより、例えば、第１応答パラメータで表される構造物の振動に対する応答が、第２応答パラメータのそれよりも小さいときには、第１及び第２開閉弁をそれぞれ開弁及び閉弁し、回転慣性質量ダンパ特性を選択するとともに、後者が前者よりも小さいときには、第１及び第２開閉弁をそれぞれ閉弁及び開弁し、粘性ダンパ特性を選択することにより、そのときどきの振動加速度に応じて、より高い振動抑制特性を適切に選択できるので、構造物の振動を適切に抑制することができる。 Further, the control means executes the first control mode for controlling the opening and closing of the first and second on-off valves based on the calculated comparison result between the first response parameter and the second response parameter. Thereby, for example, when the response to the vibration of the structure represented by the first response parameter is smaller than that of the second response parameter, the first and second on-off valves are opened and closed, respectively, and the rotational inertia. By selecting the mass damper characteristics and when the latter is smaller than the former, the first and second on-off valves are closed and opened, respectively, and the viscous damper characteristics are selected, depending on the vibration acceleration at that time. Since higher vibration suppression characteristics can be appropriately selected, vibration of the structure can be appropriately suppressed.
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の構造物の振動抑制装置において、ピストンに設けられ、第１流体室内の作動流体の圧力が第１所定値に達したときに第１及び第２流体室を互いに連通させる第１リリーフ機構と、ピストンに設けられ、第２流体室内の作動流体の圧力が第２所定値に達したときに第２及び第１流体室を互いに連通させる第２リリーフ機構と、をさらに備えることを特徴とする。
The invention according to
この構成によれば、第１及び第２リリーフ機構がピストンに設けられており、第１流体室内の作動流体の圧力が第１所定値に達したときに、第１及び第２流体室が第１リリーフ機構で互いに連通させられ、第２流体室内の作動流体の圧力が第２所定値に達したときに、第２及び第１流体室が第２リリーフ機構で互いに連通させられる。このため、請求項１に係る発明で説明した第１及び第２開閉弁がいずれも閉弁しているときには、構造物の振動に伴って第１部位と第２部位の間の相対変位がシリンダ及びピストンに伝達されると、第１流体室内の作動流体の圧力が第１所定値に、又は、第２流体室内の作動流体の圧力が第２所定値に、それぞれ達しない限り、第１及び第２流体室が互いに連通せず、ピストンがシリンダに対して動かなくなり、達したときに、ピストンがシリンダ内を摺動する。
According to this configuration, the first and second relief mechanisms are provided on the piston, and when the pressure of the working fluid in the first fluid chamber reaches the first predetermined value, the first and second fluid chambers become the first. The first relief mechanism communicates with each other, and when the pressure of the working fluid in the second fluid chamber reaches the second predetermined value, the second and first fluid chambers communicate with each other by the second relief mechanism. Therefore, when both the first and second on-off valves described in the invention according to
以上により、第１及び第２開閉弁がいずれも閉弁しているときには、振動抑制装置は、いわゆる摩擦ダンパとして機能し、第１及び第２所定値に応じた比較的大きな摩擦減衰効果が得られる。なお、この場合、構造物の振動度合が比較的大きくないときには、第１及び第２流体室内の作動流体の圧力が第１及び第２所定値にそれぞれ達せず、ピストンがシリンダに対して動かないことによって、上記の摩擦減衰効果が得られなくなる。 As described above, when both the first and second on-off valves are closed, the vibration suppression device functions as a so-called friction damper, and a relatively large friction damping effect corresponding to the first and second predetermined values is obtained. Be done. In this case, when the degree of vibration of the structure is not relatively large, the pressure of the working fluid in the first and second fluid chambers does not reach the first and second predetermined values, respectively, and the piston does not move with respect to the cylinder. As a result, the above-mentioned friction damping effect cannot be obtained.
以上のように、本発明によれば、択一的に選択可能な回転慣性質量ダンパ特性、粘性ダンパ特性及び摩擦ダンパの振動抑制特性を有する単一の装置を実現することができるので、振動抑制特性を適切に選択することによって、構造物の振動をより適切に抑制することができる。以下、摩擦ダンパの振動抑制特性を「摩擦ダンパ特性」という。 As described above, according to the present invention, it is possible to realize a single device having the rotational inertial mass damper characteristic, the viscous damper characteristic and the vibration suppression characteristic of the friction damper which can be selectively selected, and thus vibration suppression. By appropriately selecting the characteristics, the vibration of the structure can be suppressed more appropriately. Hereinafter, the vibration suppression characteristic of the friction damper is referred to as "friction damper characteristic".
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の構造物の振動抑制装置において、構造物の振動度合を表す振動度合パラメータを検出する振動度合パラメータ検出手段をさらに備え、制御手段は、検出された振動度合パラメータで表される構造物の振動度合が所定値以下のときに、第１制御モードを実行し、振動度合パラメータで表される構造物の振動度合が所定値よりも大きいときに、第１及び第２開閉弁を閉弁状態に制御する第２制御モードを実行することを特徴とする。
The invention according to
この構成によれば、構造物の振動度合を表す振動度合パラメータが振動度合パラメータ検出手段によって検出され、検出された振動度合パラメータで表される構造物の振動度合が所定値以下のときに、請求項１に係る発明で説明した第１制御モードが実行される。これにより、構造物の振動度合が比較的大きくないときに、摩擦ダンパ特性ではなく、回転慣性質量ダンパ特性及び粘性ダンパ特性を前述したように適切に選択できるので、構造物の振動を適切に抑制することができる。
According to this configuration, the vibration degree parameter representing the vibration degree of the structure is detected by the vibration degree parameter detecting means, and the claim is made when the vibration degree of the structure represented by the detected vibration degree parameter is equal to or less than a predetermined value. The first control mode described in the invention according to
また、振動度合パラメータで表される構造部の振動度合が所定値よりも大きいときに、第１及び第２開閉弁を閉弁状態に制御する第２制御モードが実行される。これにより、構造物の振動度合が比較的大きいときに、振動抑制装置の振動抑制特性として、請求項２に係る発明で説明した摩擦ダンパ特性を選択できるので、その比較的大きな摩擦減衰効果が得られることで、回転慣性質量ダンパ特性及び粘性ダンパ特性を選択した場合よりも大きな振動エネルギを吸収でき、構造物の振動を適切に抑制することができる。
Further, when the vibration degree of the structural portion represented by the vibration degree parameter is larger than a predetermined value, the second control mode for controlling the first and second on-off valves to the closed state is executed. As a result, when the degree of vibration of the structure is relatively large, the friction damper characteristic described in the invention according to
前記目的を達成するため、請求項４に係る発明は、構造物の振動を抑制するための構造物の振動抑制装置であって、構造物を含む系内の第１部位に連結されたシリンダと、シリンダ内に軸線方向に摺動自在に設けられ、シリンダ内を、第１流体室と第２流体室に区画するとともに、系内の第２部位に連結されたピストンと、第１及び第２流体室に充填された作動流体と、ピストンをバイパスし、第１及び第２流体室に連通する連通路と、連通路を開閉する開閉弁と、回転自在の回転マスと、連通路における作動流体の流動を回転運動に変換し、回転マスに伝達する動力変換機構と、ピストンに設けられ、第１流体室内の作動流体の圧力が第１所定値に達したときに第１及び第２流体室を互いに連通させる第１リリーフ機構と、ピストンに設けられ、第２流体室内の作動流体の圧力が第２所定値に達したときに第２及び第１流体室を互いに連通させる第２リリーフ機構と、構造物の振動度合を表す振動度合パラメータを検出する振動度合パラメータ検出手段と、検出された振動度合パラメータで表される構造物の振動度合が所定値以下のときに、開閉弁を開弁し、所定値よりも大きいときに、開閉弁を閉弁する制御手段と、を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
この構成によれば、シリンダ内に軸線方向に摺動自在に設けられたピストンが、シリンダ内を、第１流体室と第２流体室に区画しており、これらの第１及び第２流体室に、作動流体が充填されている。また、連通路が、ピストンをバイパスし、第１及び第２流体室に連通しており、開閉弁によって開閉される。さらに、連通路における作動流体の流動が、動力変換機構によって回転運動に変換され、回転マスに伝達される。また、第１及び第２リリーフ機構がピストンに設けられており、第１流体室内の作動流体の圧力が第１所定値に達したときに、第１及び第２流体室が第１リリーフ機構で互いに連通させられ、第２流体室内の作動流体の圧力が第２所定値に達したときに、第２及び第１流体室が第２リリーフ機構で互いに連通させられる。 According to this configuration, a piston slidably provided in the cylinder in the axial direction divides the inside of the cylinder into a first fluid chamber and a second fluid chamber, and these first and second fluid chambers. Is filled with working fluid. Further, the communication passage bypasses the piston and communicates with the first and second fluid chambers, and is opened and closed by the on-off valve. Further, the flow of the working fluid in the communication passage is converted into rotary motion by the power conversion mechanism and transmitted to the rotary mass. Further, the first and second relief mechanisms are provided on the piston, and when the pressure of the working fluid in the first fluid chamber reaches the first predetermined value, the first and second fluid chambers are the first relief mechanism. They are communicated with each other, and when the pressure of the working fluid in the second fluid chamber reaches the second predetermined value, the second and first fluid chambers are communicated with each other by the second relief mechanism.
さらに、シリンダ及びピストンが、構造物を含む系内の第１及び第２部位にそれぞれ連結されており、構造物の振動に伴う第１部位と第２部位の間の相対変位は、シリンダ及びピストンに伝達される。この場合、開閉弁が開弁しているときには、上記のシリンダ及びピストンへの相対変位の伝達によって、ピストンがシリンダ内を軸線方向に摺動し、それに伴い、シリンダの第１及び第２流体室内の作動流体は、ピストンで押圧されることにより、連通路を介して、第１及び第２流体室の一方から他方に流動する。その際、連通路における作動流体の流動が、動力変換機構によって回転運動に変換された状態で回転マスに伝達される結果、回転マスが回転する。 Further, the cylinder and the piston are connected to the first and second parts in the system including the structure, respectively, and the relative displacement between the first part and the second part due to the vibration of the structure is the cylinder and the piston. Is transmitted to. In this case, when the on-off valve is open, the piston slides in the cylinder in the axial direction due to the transmission of the relative displacement to the cylinder and the piston, and accordingly, the first and second fluid chambers of the cylinder. By being pressed by the piston, the working fluid of No. 1 flows from one of the first and second fluid chambers to the other through the communication passage. At that time, the flow of the working fluid in the communication passage is transmitted to the rotating mass in a state of being converted into rotational motion by the power conversion mechanism, and as a result, the rotating mass rotates.
以上により、開閉弁が開弁しているときには、振動抑制装置は、いわゆる回転慣性質量ダンパとして機能し、回転マスによる回転慣性質量効果が得られることによって、振動抑制装置が設けられた構造物の振動周期を伸長させることができる。また、この場合、例えば、振動抑制装置を、弾性を有する連結部材を介して第１及び第２部位に連結することにより、振動抑制装置及び連結部材から成る付加振動系を構成するとともに、その固有振動数を構造物の固有振動数に同調させることによって、付加振動系の共振による制振効果を適切に得ることができる。 As described above, when the on-off valve is open, the vibration suppression device functions as a so-called rotational inertia mass damper, and the rotational inertia mass effect by the rotating mass is obtained, so that the structure provided with the vibration suppression device is provided. The vibration cycle can be extended. Further, in this case, for example, by connecting the vibration suppression device to the first and second portions via an elastic connecting member, an additional vibration system composed of the vibration suppression device and the connecting member is formed and is unique to the vibration suppressing device. By tuning the frequency to the natural frequency of the structure, the vibration damping effect due to the resonance of the additional vibration system can be appropriately obtained.
一方、開閉弁が閉弁しているときには、構造物の振動に伴って第１部位と第２部位の間の相対変位がシリンダ及びピストンに伝達されると、第１流体室内の作動流体の圧力が第１所定値に、又は、第２流体室内の作動流体の圧力が第２所定値に、それぞれ達しない限り、第１及び第２流体室が互いに連通せず、ピストンがシリンダに対して動かなくなり、達したときに、ピストンがシリンダ内を摺動する。以上により、開閉弁が閉弁しているときには、振動抑制装置は、いわゆる摩擦ダンパとして機能し、第１及び第２所定値に応じた比較的大きな摩擦減衰効果が得られる。なお、この場合、構造物の振動度合が比較的大きくないときには、第１及び第２流体室内の作動流体の圧力が第１及び第２所定値にそれぞれ達せず、ピストンがシリンダに対して動かないことによって、上記の摩擦減衰効果が得られなくなる。 On the other hand, when the on-off valve is closed, when the relative displacement between the first part and the second part is transmitted to the cylinder and the piston due to the vibration of the structure, the pressure of the working fluid in the first fluid chamber Unless the pressure of the working fluid in the second fluid chamber reaches the first predetermined value or the pressure of the working fluid in the second fluid chamber reaches the second predetermined value, the first and second fluid chambers do not communicate with each other, and the piston moves with respect to the cylinder. When it disappears and reaches, the piston slides in the cylinder. As described above, when the on-off valve is closed, the vibration suppression device functions as a so-called friction damper, and a relatively large friction damping effect corresponding to the first and second predetermined values can be obtained. In this case, when the degree of vibration of the structure is not relatively large, the pressure of the working fluid in the first and second fluid chambers does not reach the first and second predetermined values, respectively, and the piston does not move with respect to the cylinder. As a result, the above-mentioned friction damping effect cannot be obtained.
以上のように、本発明によれば、択一的に選択可能な回転慣性質量ダンパ特性及び摩擦ダンパ特性を有する単一の装置を実現することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to realize a single device having rotational inertia mass damper characteristics and friction damper characteristics that can be selectively selected.
また、前述した構成によれば、構造物の振動度合を表す振動度合パラメータが振動度合パラメータ検出手段によって検出されるとともに、制御手段によって開閉弁は、検出された振動度合パラメータで表される構造物の振動度合が所定値以下のときに開弁され、所定値よりも大きいときに閉弁される。これにより、振動抑制装置の振動抑制特性として、構造物の振動度合が比較的大きくないときに、摩擦ダンパではなく、回転慣性質量ダンパ特性を選択できるので、その回転慣性質量効果によって構造物の振動を適切に抑制することができる。また、構造物の振動度合が比較的大きいときに、摩擦ダンパ特性を選択できるので、その比較的大きな摩擦減衰効果が得られることで、回転慣性質量ダンパ特性を選択した場合よりも大きな振動エネルギを吸収でき、構造物の振動を適切に抑制することができる。 Further, according to the above-described configuration, the vibration degree parameter representing the vibration degree of the structure is detected by the vibration degree parameter detecting means, and the on-off valve is the structure represented by the detected vibration degree parameter by the control means. The valve is opened when the degree of vibration of is equal to or less than the predetermined value, and closed when the degree of vibration is greater than the predetermined value. As a result, when the degree of vibration of the structure is not relatively large, the rotational inertia mass damper characteristic can be selected instead of the friction damper as the vibration suppression characteristic of the vibration suppression device. Therefore, the vibration of the structure due to the rotational inertia mass effect. Can be appropriately suppressed. Further, since the friction damper characteristic can be selected when the degree of vibration of the structure is relatively large, the relatively large friction damping effect can be obtained, so that the vibration energy is larger than that when the rotational inertia mass damper characteristic is selected. It can be absorbed and the vibration of the structure can be appropriately suppressed.
前記目的を達成するため、請求項５に係る発明は、構造物の振動を抑制するための構造物の振動抑制装置であって、構造物を含む系内の第１部位に連結されたシリンダと、シリンダ内に軸線方向に摺動自在に設けられ、シリンダ内を、第１流体室と第２流体室に区画するとともに、系内の第２部位に連結されたピストンと、弾性を有し、シリンダ及びピストンの少なくとも一方を、少なくとも一方に対応する第１及び第２部位の少なくとも一方に連結するための連結部材と、第１及び第２流体室に充填された作動流体と、ピストンをバイパスし、第１及び第２流体室に連通する連通路と、連通路を開閉する開閉弁と、回転自在の回転マスと、連通路における作動流体の流動を回転運動に変換し、回転マスに伝達する動力変換機構と、ピストンに設けられ、第１流体室内の作動流体の圧力が第１所定値に達したときに第１及び第２流体室を互いに連通させる第１リリーフ機構と、ピストンに設けられ、第２流体室内の作動流体の圧力が第２所定値に達したときに第２及び第１流体室を互いに連通させる第２リリーフ機構と、構造物の振動に伴う第１部位と第２部位の間の水平方向の相対変位が水平方向の一方の側の最大変位に達した時から、シリンダに対するピストンの変位の方向が反転する時までの期間、及び、構造物の振動に伴う第１部位と第２部位の間の水平方向の相対変位が水平方向の他方の側の最大変位に達した時から、シリンダに対するピストンの変位の方向が反転する時までの期間である特性切替期間を検出する特性切替期間検出手段と、構造物の振動中、特性切替期間が検出されていないときには、開閉弁を閉弁し、特性切替期間が検出されているときには、開閉弁を開弁する制御手段と、を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
この構成によれば、シリンダ内に軸線方向に摺動自在に設けられたピストンが、シリンダ内を、第１流体室と第２流体室に区画しており、これらの第１及び第２流体室に、作動流体が充填されている。また、連通路が、ピストンをバイパスし、第１及び第２流体室に連通しており、開閉弁によって開閉される。さらに、連通路における作動流体の流動が、動力変換機構によって回転運動に変換され、回転マスに伝達される。また、第１及び第２リリーフ機構がピストンに設けられており、第１流体室内の作動流体の圧力が第１所定値に達したときに、第１及び第２流体室が第１リリーフ機構で互いに連通させられ、第２流体室内の作動流体の圧力が第２所定値に達したときに、第２及び第１流体室が第２リリーフ機構で互いに連通させられる。 According to this configuration, a piston slidably provided in the cylinder in the axial direction divides the inside of the cylinder into a first fluid chamber and a second fluid chamber, and these first and second fluid chambers. Is filled with working fluid. Further, the communication passage bypasses the piston and communicates with the first and second fluid chambers, and is opened and closed by the on-off valve. Further, the flow of the working fluid in the communication passage is converted into rotary motion by the power conversion mechanism and transmitted to the rotary mass. Further, the first and second relief mechanisms are provided on the piston, and when the pressure of the working fluid in the first fluid chamber reaches the first predetermined value, the first and second fluid chambers are the first relief mechanism. They are communicated with each other, and when the pressure of the working fluid in the second fluid chamber reaches the second predetermined value, the second and first fluid chambers are communicated with each other by the second relief mechanism.
さらに、シリンダ及びピストンが、構造物を含む系内の第１及び第２部位にそれぞれ連結されており、構造物の振動に伴う第１部位と第２部位の間の相対変位は、シリンダ及びピストンに伝達される。この場合、開閉弁が開弁しているときには、上記のシリンダ及びピストンへの相対変位の伝達によって、ピストンがシリンダ内を軸線方向に摺動し、それに伴い、シリンダの第１及び第２流体室内の作動流体は、ピストンで押圧されることにより、連通路を介して、第１及び第２流体室の一方から他方に流動する。その際、連通路における作動流体の流動が、動力変換機構によって回転運動に変換された状態で回転マスに伝達される結果、回転マスが回転する。以上により、開閉弁が開弁しているときには、振動抑制装置は、いわゆる回転慣性質量ダンパとして機能し、回転マスによる回転慣性質量効果が得られることによって、振動抑制装置が設けられた構造物の振動周期を伸長させることができる。 Further, the cylinder and the piston are connected to the first and second parts in the system including the structure, respectively, and the relative displacement between the first part and the second part due to the vibration of the structure is the cylinder and the piston. Is transmitted to. In this case, when the on-off valve is open, the piston slides in the cylinder in the axial direction due to the transmission of the relative displacement to the cylinder and the piston, and accordingly, the first and second fluid chambers of the cylinder. By being pressed by the piston, the working fluid of No. 1 flows from one of the first and second fluid chambers to the other through the communication passage. At that time, the flow of the working fluid in the communication passage is transmitted to the rotating mass in a state of being converted into rotational motion by the power conversion mechanism, and as a result, the rotating mass rotates. As described above, when the on-off valve is open, the vibration suppression device functions as a so-called rotational inertia mass damper, and the rotational inertia mass effect by the rotating mass is obtained, so that the structure provided with the vibration suppression device is provided. The vibration cycle can be extended.
一方、開閉弁が閉弁しているときには、構造物の振動に伴って第１部位と第２部位の間の相対変位がシリンダ及びピストンに伝達されると、第１流体室内の作動流体の圧力が第１所定値に、又は、第２流体室内の作動流体の圧力が第２所定値に、それぞれ達しない限り、第１及び第２流体室が互いに連通せず、ピストンがシリンダに対して動かなくなり、達したときに、ピストンがシリンダ内を摺動する。以上により、開閉弁が閉弁しているときには、振動抑制装置は、いわゆる摩擦ダンパとして機能し、第１及び第２所定値に応じた比較的大きな摩擦減衰効果が得られる。 On the other hand, when the on-off valve is closed, when the relative displacement between the first part and the second part is transmitted to the cylinder and the piston due to the vibration of the structure, the pressure of the working fluid in the first fluid chamber Unless the pressure of the working fluid in the second fluid chamber reaches the first predetermined value or the pressure of the working fluid in the second fluid chamber reaches the second predetermined value, the first and second fluid chambers do not communicate with each other, and the piston moves with respect to the cylinder. When it disappears and reaches, the piston slides in the cylinder. As described above, when the on-off valve is closed, the vibration suppression device functions as a so-called friction damper, and a relatively large friction damping effect corresponding to the first and second predetermined values can be obtained.
以上のように、本発明によれば、択一的に選択可能な回転慣性質量ダンパ特性及び摩擦ダンパ特性を有する単一の装置を実現することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to realize a single device having rotational inertia mass damper characteristics and friction damper characteristics that can be selectively selected.
また、前述した構成によれば、構造物の振動に伴う第１部位と第２部位の間の水平方向の相対変位が水平方向の一方の側の最大変位に達した時から、シリンダに対するピストンの変位の方向が反転する時までの期間、及び、構造物の振動に伴う第１部位と第２部位の間の水平方向の相対変位が水平方向の他方の側の最大変位に達した時から、シリンダに対するピストンの変位の方向が反転する時までの期間である特性切替期間が、特性切替期間検出手段によって検出される。さらに、構造物の振動中、制御手段によって開閉弁が、特性切替期間が検出されていないときには閉弁され、特性切替期間が検出されているときには開弁される。なお、本発明において、最大変位とは、構造物の振動の１周期における相対変位の最大値のことであり、換言すれば、相対変位の方向が反転する直前での相対変位のことである。 Further, according to the above-described configuration, when the relative displacement in the horizontal direction between the first portion and the second portion due to the vibration of the structure reaches the maximum displacement on one side in the horizontal direction, the piston with respect to the cylinder From the period until the direction of displacement is reversed and when the relative displacement in the horizontal direction between the first part and the second part due to the vibration of the structure reaches the maximum displacement on the other side in the horizontal direction. The characteristic switching period, which is the period until the direction of displacement of the piston with respect to the cylinder is reversed, is detected by the characteristic switching period detecting means. Further, during the vibration of the structure, the on-off valve is closed by the control means when the characteristic switching period is not detected, and is opened when the characteristic switching period is detected. In the present invention, the maximum displacement is the maximum value of the relative displacement in one cycle of the vibration of the structure, in other words, the relative displacement immediately before the direction of the relative displacement is reversed.
図１４（ａ）は、例えば、本発明による振動抑制装置ＡＤのシリンダＣ及びピストンが構造物の下梁ｂｄ及び上梁ｂｕにそれぞれ連結された場合において、構造物が振動していないときの振動抑制装置ＡＤなどを概略的に示しており、図１４（ｂ）は、この場合において、構造物の振動に伴う上下の梁ｂｕ、ｂｄの間の水平方向の相対変位（以下、「梁間相対変位」という）が水平方向の一方の側の最大変位に達する直前における振動抑制装置ＡＤなどを概略的に示している。図１４において、Ｅは連結部材であり、中抜きの矢印は、梁間相対変位の方向（下梁ｂｄに対する上梁ｂｕの相対変位の方向）を表している。なお、図１４では便宜上、連通路や、開閉弁、回転マス、動力変換機構の図示を省略している。 FIG. 14A shows vibration when the structure is not vibrating when the cylinder C and the piston of the vibration suppression device AD according to the present invention are connected to the lower beam bd and the upper beam bu of the structure, respectively. The restraining device AD and the like are schematically shown, and in this case, FIG. 14B shows the relative displacement in the horizontal direction between the upper and lower beams bu and bd due to the vibration of the structure (hereinafter, “relative displacement between beams”). ”) schematically shows the vibration suppression device AD and the like immediately before reaching the maximum displacement on one side in the horizontal direction. In FIG. 14, E is a connecting member, and the hollow arrow indicates the direction of the relative displacement between the beams (the direction of the relative displacement of the upper beam bu with respect to the lower beam dd). Note that, for convenience, FIG. 14 omits the illustration of the communication passage, the on-off valve, the rotary mass, and the power conversion mechanism.
図１４（ａ）と図１４（ｂ）の比較から明らかなように、梁間相対変位が水平方向の一方の側の最大変位に達する直前では、上下の梁ｂｕ、ｂｄからの力が連結部材Ｅに作用することによって、連結部材Ｅが弾性変形し、その弾性エネルギが蓄積される。この場合には、特性切替期間が検出されていないため、開閉弁が閉弁されており、摩擦ダンパ特性が振動抑制装置ＡＤの振動抑制特性として選択されている。 As is clear from the comparison between FIGS. 14 (a) and 14 (b), just before the relative displacement between the beams reaches the maximum displacement on one side in the horizontal direction, the forces from the upper and lower beams bu and bd are applied to the connecting member E. By acting on the connecting member E, the connecting member E is elastically deformed and its elastic energy is accumulated. In this case, since the characteristic switching period has not been detected, the on-off valve is closed, and the friction damper characteristic is selected as the vibration suppression characteristic of the vibration suppression device AD.
そして、梁間相対変位が水平方向の一方の側の最大変位に達し、特性切替期間が検出されると、開閉弁が開弁され、回転慣性質量ダンパ特性が選択される。これに伴い、上述した連結部材Ｅの弾性エネルギでピストンがシリンダＣに対して摺動することによって、前述したように作動流体が連通路を流動する結果、回転マスが回転する。このように、梁間相対変位が水平方向の一方の側の最大変位に達したときには、それまでに蓄積された連結部材Ｅの弾性エネルギが、シリンダＣに対するピストンの摺動により消費されることによって、図１４（ｃ）に示すように、連結部材Ｅの弾性変形が０になる。 Then, when the relative displacement between the beams reaches the maximum displacement on one side in the horizontal direction and the characteristic switching period is detected, the on-off valve is opened and the rotational inertia mass damper characteristic is selected. Along with this, the piston slides with respect to the cylinder C by the elastic energy of the connecting member E described above, and as a result of the working fluid flowing through the continuous passage as described above, the rotating mass rotates. In this way, when the relative displacement between the beams reaches the maximum displacement on one side in the horizontal direction, the elastic energy of the connecting member E accumulated up to that point is consumed by the sliding of the piston with respect to the cylinder C. As shown in FIG. 14C, the elastic deformation of the connecting member E becomes zero.
その後、上述したように回転する回転マスの運動エネルギで作動流体が流動し続け、作動流体がピストンを介して連結部材Ｅを押圧し、それにより、図１４（ｄ）に示すように、連結部材Ｅが弾性変形する。図１４（ｄ）から明らかなように、この弾性変形による連結部材Ｅの弾性エネルギは、梁間相対変位を水平方向の一方の側に変化させる方向に作用し、すなわち、水平方向の他方の側への梁間相対変位を減少させ、上下の梁ｂｕ、ｂｄに抵抗力として作用する。そして、シリンダＣに対するピストンの変位の方向が反転した時点で、すなわち、作動流体の流動が反転することで回転マスの運動エネルギが０になる時点で、特性切替期間が検出されなくなり、開閉弁が閉弁され、摩擦ダンパ特性が選択される。 After that, the working fluid continues to flow due to the kinetic energy of the rotating mass rotating as described above, and the working fluid presses the connecting member E via the piston, thereby, as shown in FIG. 14D, the connecting member. E is elastically deformed. As is clear from FIG. 14D, the elastic energy of the connecting member E due to this elastic deformation acts in the direction of changing the relative displacement between the beams to one side in the horizontal direction, that is, to the other side in the horizontal direction. It reduces the relative displacement between the beams and acts as a resistance force on the upper and lower beams bu and bd. Then, when the direction of displacement of the piston with respect to the cylinder C is reversed, that is, when the kinetic energy of the rotating mass becomes 0 due to the reversal of the flow of the working fluid, the characteristic switching period is not detected and the on-off valve is opened. The valve is closed and the friction damper characteristics are selected.
また、梁間相対変位が水平方向の他方の側の最大変位に達する直前と、梁間相対変位が水平方向の他方の側の最大変位に達した時から、シリンダＣに対するピストンの変位の方向が反転するまでの特性切替期間においても、図１５（ａ）〜（ｃ）に示すように、上述した動作と逆の動作が行われる。それにより、摩擦ダンパ特性又は回転慣性質量ダンパ特性が選択されることによって、回転マスの運動エネルギに起因する連結部材Ｅの弾性エネルギが、水平方向の一方の側への梁間相対変位を減少させるように作用し、上下の梁ｂｕ、ｂｄに抵抗力として作用する。 Further, the direction of the displacement of the piston with respect to the cylinder C is reversed between immediately before the relative displacement between the beams reaches the maximum displacement on the other side in the horizontal direction and when the relative displacement between the beams reaches the maximum displacement on the other side in the horizontal direction. Even in the characteristic switching period up to, as shown in FIGS. 15A to 15C, the operation opposite to the above-described operation is performed. Thereby, by selecting the friction damper characteristic or the rotational inertia mass damper characteristic, the elastic energy of the connecting member E due to the kinetic energy of the rotating mass reduces the relative displacement between the beams to one side in the horizontal direction. Acts on the upper and lower beams bu and bd as a resistance force.
以上より、振動抑制装置ＡＤの抵抗力と、梁間相対変位との関係は、例えば、図１６のように表される。図１６（ａ）は、構造物の振動が比較的大きくない場合における振動抑制装置ＡＤの抵抗力と梁間相対変位との関係を、図１６（ｂ）は、構造物の振動が比較的大きい場合における振動抑制装置ＡＤの抵抗力と梁間相対変位との関係を、それぞれ示している。図１６において、Ｋは、連結部材Ｅの弾性係数を表している。また、点Ｐ１〜点Ｐ２は、構造物の振動後、梁間相対変位が一方の側の最大変位に初めて達した時から、連結部材Ｅの弾性変形が前述したように０になるまでの間における振動抑制装置ＡＤの抵抗力と梁間相対変位との関係を示し、点Ｐ２〜点Ｐ３は、連結部材Ｅの弾性変形が０になった時から梁間相対変位が他方の側の変位に変化するまでの間における振動抑制装置ＡＤの抵抗力と梁間相対変位との関係を示している。 From the above, the relationship between the resistance force of the vibration suppression device AD and the relative displacement between beams is represented, for example, as shown in FIG. FIG. 16 (a) shows the relationship between the resistance force of the vibration suppression device AD and the relative displacement between beams when the vibration of the structure is not relatively large, and FIG. 16 (b) shows the case where the vibration of the structure is relatively large. The relationship between the resistance force of the vibration suppression device AD and the relative displacement between the beams is shown. In FIG. 16, K represents the elastic modulus of the connecting member E. Further, the points P1 to P2 are from the time when the relative displacement between beams reaches the maximum displacement on one side for the first time after the vibration of the structure until the elastic deformation of the connecting member E becomes 0 as described above. The relationship between the resistance force of the vibration suppression device AD and the relative displacement between beams is shown. At points P2 to P3, from the time when the elastic deformation of the connecting member E becomes 0 until the relative displacement between beams changes to the displacement on the other side. The relationship between the resistance of the vibration suppression device AD and the relative displacement between the beams is shown.
さらに、点Ｐ４〜点Ｐ５は、梁間相対変位が他方の側の最大変位に達した時から、連結部材Ｅの弾性変形が０になるまでの間における振動抑制装置ＡＤの抵抗力と梁間相対変位との関係を示し、点Ｐ５〜点Ｐ６は、連結部材Ｅの弾性変形が０になった時から梁間相対変位が一方の側の変位に変化するまでの間における振動抑制装置ＡＤの抵抗力と梁間相対変位との関係を示している。また、＋Ｆｒは、第１リリーフ機構により第１及び第２流体室が互いに連通させられたときに得られる振動抑制装置ＡＤの抵抗力であり、−Ｆｒは、第２リリーフ機構により第２及び第１流体室が互いに連通させられたときに得られる振動抑制装置ＡＤの抵抗力である。 Further, points P4 to P5 are the resistance force of the vibration suppression device AD and the relative displacement between the beams from the time when the relative displacement between the beams reaches the maximum displacement on the other side until the elastic deformation of the connecting member E becomes zero. Points P5 to P6 are the resistance forces of the vibration suppression device AD from the time when the elastic deformation of the connecting member E becomes 0 to the time when the relative displacement between the beams changes to the displacement on one side. The relationship with the relative displacement between beams is shown. Further, + Fr is the resistance force of the vibration suppression device AD obtained when the first and second fluid chambers are communicated with each other by the first relief mechanism, and −Fr is the second and second by the second relief mechanism. 1 It is the resistance force of the vibration suppression device AD obtained when the fluid chambers communicate with each other.
図１６の点Ｐ２〜点Ｐ３及び点Ｐ５〜点Ｐ６に示すように、上述した回転マスの運動エネルギに起因する連結部材Ｅの弾性エネルギによる減衰力が作用する分、振動抑制装置ＡＤの振動エネルギ吸収効果は大きくなっている。 As shown at points P2 to P3 and points P5 to P6 in FIG. 16, the vibration energy of the vibration suppression device AD is due to the damping force due to the elastic energy of the connecting member E caused by the kinetic energy of the rotating mass described above. The absorption effect is increasing.
一方、図１７は、本発明と異なり、開閉弁を常に閉弁した場合、すなわち摩擦ダンパ特性を常に選択した場合における振動抑制装置の抵抗力と、梁間相対変位との関係を、（ａ）構造物の振動が比較的大きくないときについて、（ｂ）構造物の振動が比較的大きいときについて、それぞれ示している。この場合において、構造物の振動が比較的大きくないときには、上述した場合と異なり、開閉弁が常に閉弁されることで回転マスが回転しないため、図１７（ａ）に示すように、抵抗力は、連結部材Ｅの弾性係数Ｋを傾きとして、梁間相対変位の増大に伴ってリニアに増大する。また、上述した図１６（ａ）の場合と異なり、回転マスの運動エネルギに起因する連結部材Ｅの弾性エネルギが上下の梁ｂｕ、ｂｄに作用しないため、その分、振動抑制装置の抵抗力は小さくなり、±Ｆｒに達しなくなり、摩擦減衰効果（振動エネルギ吸収効果）が得られなくなる。 On the other hand, unlike the present invention, FIG. 17 shows the relationship between the resistance force of the vibration suppression device and the relative displacement between the beams when the on-off valve is always closed, that is, when the friction damper characteristic is always selected. The case where the vibration of the object is not relatively large and the case where (b) the vibration of the structure is relatively large are shown. In this case, when the vibration of the structure is not relatively large, unlike the case described above, the on-off valve is always closed and the rotating mass does not rotate. Therefore, as shown in FIG. 17A, the resistance force With the elastic modulus K of the connecting member E as an inclination, increases linearly as the relative displacement between beams increases. Further, unlike the case of FIG. 16A described above, the elastic energy of the connecting member E caused by the kinetic energy of the rotating mass does not act on the upper and lower beams bu and bd, so that the resistance force of the vibration suppression device is increased accordingly. It becomes smaller and does not reach ± Fr, and the friction damping effect (vibration energy absorption effect) cannot be obtained.
また、構造物の振動が比較的大きいときにも、図１７（ｂ）に示すように、回転マスの運動エネルギに起因する連結部材Ｅの弾性エネルギが上下の梁ｂｕ、ｂｄに作用しないため、その分、振動抑制装置の振動エネルギ吸収効果は小さくなる。さらに、図１７（ａ）及び（ｂ）のいずれの場合にも、梁間相対変位が水平方向の一方又は他方の最大変位に達した後、それまでに蓄積された弾性部材Ｅの弾性エネルギは、梁間相対変位を水平方向の他方又は一方の側に復元させるように作用するのに対し、この弾性エネルギが回転マスで消費されず、上下の梁ｂｕ、ｂｄに作用する。以上により、摩擦ダンパ特性を常に選択した場合には、振動抑制装置で吸収される構造物の振動エネルギが、小さくなる。 Further, even when the vibration of the structure is relatively large, as shown in FIG. 17B, the elastic energy of the connecting member E due to the kinetic energy of the rotating mass does not act on the upper and lower beams bu and bd. The vibration energy absorption effect of the vibration suppression device is reduced by that amount. Further, in both cases of FIGS. 17A and 17B, after the relative displacement between the beams reaches the maximum displacement of one or the other in the horizontal direction, the elastic energy of the elastic member E accumulated up to that point is determined. While it acts to restore the relative displacement between the beams to the other or one side in the horizontal direction, this elastic energy is not consumed by the rotating mass and acts on the upper and lower beams bu and bd. As described above, when the friction damper characteristic is always selected, the vibration energy of the structure absorbed by the vibration suppression device becomes small.
以上のように、特性切替期間が検出されていないときに、開閉弁を閉弁し、摩擦ダンパ特性を選択するとともに、特性切替期間が検出されているときに、開閉弁を開弁し、回転慣性質量ダンパ特性を選択することによって、構造物のより大きな振動エネルギを吸収し、構造物の振動を適切に抑制することができる。なお、この効果は、シリンダＣ及びピストンを、上記とは逆に、上梁ｂｕ及び下梁ｂｄにそれぞれ連結した場合にも同様に得られ、また、第１及び第２部位として他の適当な部位を採用した場合にも同様に得られることは、もちろんである。 As described above, when the characteristic switching period is not detected, the on-off valve is closed and the friction damper characteristic is selected, and when the characteristic switching period is detected, the on-off valve is opened and rotated. By selecting the inertial mass damper characteristic, it is possible to absorb the larger vibration energy of the structure and appropriately suppress the vibration of the structure. It should be noted that this effect is also obtained when the cylinder C and the piston are connected to the upper beam bu and the lower beam dd, respectively, contrary to the above, and other suitable parts as the first and second parts. Of course, the same can be obtained when a part is adopted.
前記目的を達成するために、請求項６に係る発明は、構造物の振動を抑制するための構造物の振動抑制装置であって、構造物を含む系内の第１部位に連結されたシリンダと、シリンダ内に軸線方向に摺動自在に設けられ、シリンダ内を、第１流体室と第２流体室に区画するとともに、系内の第２部位に連結されたピストンと、第１及び第２流体室に充填された作動流体と、ピストンをバイパスするとともに、第１及び第２流体室に連通する第１連通路と、第１連通路を開閉可能な開閉弁と、開閉弁の開閉を制御する制御手段と、回転自在の回転マスと、第１連通路における作動流体の流動を回転運動に変換し、回転マスに伝達する動力変換機構と、第１及び第２流体室に連通するとともに、第１連通路と並列に設けられた第２連通路と、構造物に入力された振動加速度を検出する振動加速度検出手段と、開閉弁が第１連通路を開放していると仮定したときの構造物の振動に対する応答を表す第１応答パラメータを、検出された振動加速度に応じて算出する第１応答パラメータ算出手段と、開閉弁が第１連通路を閉鎖していると仮定したときの構造物の振動に対する応答を表す第２応答パラメータを、振動加速度に応じて算出する第２応答パラメータ算出手段と、を備え、制御手段は、算出された第１応答パラメータと第２応答パラメータとの比較結果に基づいて、開閉弁の開閉を制御する第１制御モードを実行することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
この構成によれば、シリンダ内に軸線方向に摺動自在に設けられたピストンが、シリンダ内を、第１流体室と第２流体室に区画しており、これらの第１及び第２流体室に、作動流体が充填されている。また、第１連通路が、ピストンをバイパスするとともに、第１及び第２流体室に連通しており、開閉弁で開閉される。開閉弁の開閉は制御手段で制御される。さらに、第１連通路における作動流体の流動が、動力変換機構によって回転運動に変換され、回転マスに伝達される。また、第１連通路と並列に設けられた第２連通路が、第１及び第２流体室に連通している。 According to this configuration, a piston slidably provided in the cylinder in the axial direction divides the inside of the cylinder into a first fluid chamber and a second fluid chamber, and these first and second fluid chambers. Is filled with working fluid. Further, the first communication passage bypasses the piston and communicates with the first and second fluid chambers, and is opened and closed by an on-off valve. The opening and closing of the on-off valve is controlled by the control means. Further, the flow of the working fluid in the first continuous passage is converted into a rotary motion by the power conversion mechanism and transmitted to the rotary mass. Further, a second communication passage provided in parallel with the first communication passage communicates with the first and second fluid chambers.
さらに、シリンダ及びピストンが、構造物を含む系内の第１及び第２部位にそれぞれ連結されており、構造物の振動に伴う第１部位と第２部位の間の相対変位は、シリンダ及びピストンに伝達される。この場合、開閉弁で第１連通路が開放されているときには、上記のシリンダ及びピストンへの相対変位の伝達によって、ピストンがシリンダ内を軸線方向に摺動し、それに伴い、シリンダの第１及び第２流体室内の作動流体が、ピストンで押圧されることにより、少なくとも第１連通路を介して、第１及び第２流体室の一方から他方に流動する。その際、第１連通路における作動流体の流動が、動力変換機構により回転運動に変換された状態で回転マスに伝達される結果、回転マスが回転する。 Further, the cylinder and the piston are connected to the first and second parts in the system including the structure, respectively, and the relative displacement between the first part and the second part due to the vibration of the structure is the cylinder and the piston. Is transmitted to. In this case, when the first communication passage is opened by the on-off valve, the piston slides in the cylinder in the axial direction by the transmission of the relative displacement to the cylinder and the piston, and accordingly, the first and the first of the cylinder and the piston The working fluid in the second fluid chamber flows from one of the first and second fluid chambers to the other through at least the first communication passage by being pressed by the piston. At that time, as a result of the flow of the working fluid in the first continuous passage being transmitted to the rotating mass in a state of being converted into rotational motion by the power conversion mechanism, the rotating mass rotates.
以上により、第１連通路が開放されているときには、振動抑制装置は、いわゆる回転慣性質量ダンパとして機能し、回転マスによる回転慣性質量効果が得られることによって、振動抑制装置が設けられた構造物の振動周期を伸長させることができる。また、この場合、例えば、振動抑制装置を、弾性を有する連結部材を介して第１及び第２部位に連結することにより、振動抑制装置及び連結部材から成る付加振動系を構成するとともに、付加振動系の固有振動数を構造物の固有振動数に同調させることによって、付加振動系の共振による制振効果を適切に得ることができる。 As described above, when the first continuous passage is open, the vibration suppression device functions as a so-called rotational inertia mass damper, and the rotational inertia mass effect by the rotational mass is obtained, so that the structure provided with the vibration suppression device is provided. The vibration cycle of can be extended. Further, in this case, for example, by connecting the vibration suppression device to the first and second portions via an elastic connecting member, an additional vibration system including the vibration suppression device and the connecting member is formed, and additional vibration is generated. By tuning the natural frequency of the system to the natural frequency of the structure, the vibration damping effect due to the resonance of the additional vibration system can be appropriately obtained.
一方、開閉弁で第１連通路が閉鎖されているときには、上述したようにピストンがシリンダ内を軸線方向に摺動するのに伴い、第１及び第２流体室内の作動流体が、ピストンで押圧されることにより、第２連通路を介して、第１及び第２流体室の一方から他方に流動する。以上により、第１連通路が閉鎖されているときには、振動抑制装置は、いわゆる粘性ダンパとして機能し、作動流体が第２連通路を通過する際の抵抗力による粘性減衰効果が得られる。 On the other hand, when the first passage is closed by the on-off valve, the working fluid in the first and second fluid chambers is pressed by the piston as the piston slides in the cylinder in the axial direction as described above. By doing so, the fluid flows from one of the first and second fluid chambers to the other through the second passage. As described above, when the first passage is closed, the vibration suppression device functions as a so-called viscous damper, and a viscous damping effect due to the resistance force when the working fluid passes through the second passage can be obtained.
以上のように、本発明によれば、択一的に選択可能な回転慣性質量ダンパ特性（回転慣性質量ダンパの振動抑制特性）及び粘性ダンパ特性（粘性ダンパの振動抑制特性）を有する単一の装置を実現することができるので、振動抑制特性を適切に選択することによって、構造物の振動を適切に抑制することができる。
また、上記の構成によれば、構造物に入力された振動加速度が、振動加速度検出手段によって検出される。また、開閉弁が第１連通路を開放していると仮定したときの構造物の振動に対する応答を表す第１応答パラメータが、すなわち、回転慣性質量ダンパ特性が選択されていると仮定したときの構造物の振動に対する応答を表す第１応答パラメータが、検出された振動加速度に応じ、第１応答パラメータ算出手段によって算出される。さらに、開閉弁が第１連通路を閉鎖していると仮定したときの構造物の振動に対する応答を表す第２応答パラメータが、すなわち、粘性ダンパ特性が選択されていると仮定したときの構造物の振動に対する応答を表す第２応答パラメータが、振動加速度に応じ、第２応答パラメータ算出手段によって算出される。
また、算出された第１応答パラメータと第２応答パラメータとの比較結果に基づいて開閉弁の開閉を制御する第１制御モードが、制御手段によって実行される。これにより、例えば、第１応答パラメータで表される構造物の振動に対する応答が、第２応答パラメータのそれよりも小さいときには、第１連通路を開放し、回転慣性質量ダンパ特性を選択するとともに、後者が前者よりも小さいときには、第１連通路を閉鎖し、粘性ダンパ特性を選択することにより、そのときどきの振動加速度に応じて、より高い振動抑制特性を適切に選択できるので、構造物の振動を適切に抑制することができる。
As described above, according to the present invention, a single unit having a rotational inertia mass damper characteristic (vibration suppression characteristic of the rotational inertia mass damper) and a viscous damper characteristic (vibration suppression characteristic of the viscous damper) that can be selectively selected. Since the device can be realized, the vibration of the structure can be appropriately suppressed by appropriately selecting the vibration suppression characteristics.
Further, according to the above configuration, the vibration acceleration input to the structure is detected by the vibration acceleration detecting means. Further, when it is assumed that the first response parameter representing the response to the vibration of the structure when it is assumed that the on-off valve opens the first communication path, that is, the rotational inertia mass damper characteristic is selected. The first response parameter representing the response to the vibration of the structure is calculated by the first response parameter calculating means according to the detected vibration acceleration. Further, the second response parameter representing the response to the vibration of the structure when it is assumed that the on-off valve closes the first passage, that is, the structure when it is assumed that the viscous damper characteristic is selected. The second response parameter representing the response to the vibration of is calculated by the second response parameter calculating means according to the vibration acceleration.
Further, the control means executes the first control mode for controlling the opening and closing of the on-off valve based on the calculated comparison result between the first response parameter and the second response parameter. Thereby, for example, when the response to the vibration of the structure represented by the first response parameter is smaller than that of the second response parameter, the first communication path is opened, the rotational inertia mass damper characteristic is selected, and the rotational inertia mass damper characteristic is selected. When the latter is smaller than the former, by closing the first communication passage and selecting the vibrating damper characteristic, a higher vibration suppression characteristic can be appropriately selected according to the vibration acceleration at that time, so that the vibration of the structure can be appropriately selected. Can be appropriately suppressed.
請求項７に係る発明は、請求項６に記載の構造物の振動抑制装置において、第１及び第２連通路は第１及び第２流体室の一方に、開閉弁、及び、互いに共通の集合通路を介して連通しており、開閉弁は、第１連通路を開放すると同時に第２連通路を閉鎖するとともに、第１連通路を閉鎖すると同時に第２連通路を開放するように構成されていることを特徴とする。
The invention according to
この構成によれば、第１及び第２連通路が第１及び第２流体室の一方に、開閉弁、及び、互いに共通の集合通路を介して連通している。さらに、開閉弁により、第１連通路が開放されると同時に第２連通路が閉鎖されるとともに、第１連通路が閉鎖されると同時に第２連通路が開放されるので、上述した請求項６に係る発明による効果を適切に得ることができる。 According to this configuration, the first and second communication passages communicate with one of the first and second fluid chambers via an on-off valve and a common assembly passage. Further, since the on-off valve closes the second passage at the same time as the first passage is opened and the second passage is opened at the same time as the first passage is closed, the above-mentioned claim. The effect of the invention according to 6 can be appropriately obtained.
請求項８に係る発明は、請求項７に記載の構造物の振動抑制装置において、ピストンに設けられ、第１流体室内の作動流体の圧力が第１所定値に達したときに第１及び第２流体室を互いに連通させる第１リリーフ機構と、ピストンに設けられ、第２流体室内の作動流体の圧力が第２所定値に達したときに第２及び第１流体室を互いに連通させる第２リリーフ機構と、をさらに備え、開閉弁は、第１及び第２連通路を同時に閉鎖可能に構成されていることを特徴とする。
The invention according to
この構成によれば、第１及び第２流体室内の作動流体の圧力が第１及び第２所定値にそれぞれ達したときに、第１及び第２リリーフ機構によって、第１及び第２流体室が互いに連通させられる。また、開閉弁で第１及び第２連通路が同時に閉鎖されているときには、構造物の振動に伴って第１及び第２部位の間の相対変位がシリンダ及びピストンに伝達されても、第１及び第２流体室内の作動流体の圧力の一方が対応する第１及び第２所定値の一方に達しない限り、第１及び第２流体室が互いに連通せず、ピストンがシリンダに対して動かなくなり、達したときに、ピストンがシリンダ内を摺動する。 According to this configuration, when the pressure of the working fluid in the first and second fluid chambers reaches the first and second predetermined values, respectively, the first and second relief mechanisms open the first and second fluid chambers. Communicate with each other. Further, when the first and second continuous passages are closed at the same time by the on-off valve, even if the relative displacement between the first and second parts is transmitted to the cylinder and the piston due to the vibration of the structure, the first And unless one of the pressures of the working fluid in the second fluid chamber reaches one of the corresponding first and second predetermined values, the first and second fluid chambers do not communicate with each other and the piston does not move with respect to the cylinder. When it reaches, the piston slides in the cylinder.
以上により、開閉弁で第１及び第２連通路が同時に閉鎖されているときには、振動抑制装置は、いわゆる摩擦ダンパとして機能し、第１及び第２所定値に応じた比較的大きな摩擦減衰効果が得られる。なお、この場合、構造物の振動度合が比較的大きくないときには、第１及び第２流体室内の作動流体の圧力が第１及び第２所定値にそれぞれ達せず、ピストンがシリンダに対して動かないことによって、上記の摩擦減衰効果が得られなくなる。 As described above, when the first and second passages are closed at the same time by the on-off valve, the vibration suppression device functions as a so-called friction damper, and a relatively large friction damping effect corresponding to the first and second predetermined values is obtained. can get. In this case, when the degree of vibration of the structure is not relatively large, the pressure of the working fluid in the first and second fluid chambers does not reach the first and second predetermined values, respectively, and the piston does not move with respect to the cylinder. As a result, the above-mentioned friction damping effect cannot be obtained.
以上のように、本発明によれば、択一的に選択可能な回転慣性質量ダンパ特性、粘性ダンパ特性及び摩擦ダンパ特性（摩擦ダンパの振動抑制特性）を有する単一の装置を実現することができるので、振動抑制特性を適切に選択することによって、構造物の振動をより適切に抑制することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to realize a single device having rotational inertial mass damper characteristics, viscous damper characteristics and friction damper characteristics (vibration suppression characteristics of the friction damper) which can be selectively selected. Therefore, the vibration of the structure can be suppressed more appropriately by appropriately selecting the vibration suppression characteristics.
請求項９に係る発明は、請求項８に記載の構造物の振動抑制装置において、構造物の振動度合を表す振動度合パラメータを検出する振動度合パラメータ検出手段をさらに備え、制御手段は、検出された振動度合パラメータで表される構造物の振動度合が所定値以下のときに、第１制御モードを実行し、振動度合パラメータで表される構造物の振動度合が所定値よりも大きいときに、第１及び第２連通路を同時に閉鎖させるように開閉弁を制御する第２制御モードを実行することを特徴とする。
The invention according to
この構成によれば、構造物の振動度合を表す振動度合パラメータが振動度合パラメータ検出手段によって検出され、検出された振動度合パラメータで表される構造物の振動度合が所定値以下のときに、請求項６に係る発明で説明した第１制御モードが実行される。これにより、構造物の振動度合が比較的大きくないときに、摩擦ダンパ特性ではなく、回転慣性質量ダンパ特性及び粘性ダンパ特性を前述したように適切に選択できるので、構造物の振動を適切に抑制することができる。
According to this configuration, the vibration degree parameter representing the vibration degree of the structure is detected by the vibration degree parameter detecting means, and the claim is made when the vibration degree of the structure represented by the detected vibration degree parameter is equal to or less than a predetermined value. The first control mode described in the invention according to
また、振動度合パラメータで表される構造部の振動度合が所定値よりも大きいときに、第１及び第２連通路を同時に閉鎖させるように開閉弁を制御する第２制御モードが実行される。これにより、構造物の振動度合が比較的大きいときに、振動抑制装置の振動抑制特性として、請求項８に係る発明で説明した摩擦ダンパ特性を選択できるので、その比較的大きな摩擦減衰効果が得られることで、回転慣性質量ダンパ特性及び粘性ダンパ特性を選択した場合よりも大きな振動エネルギを吸収でき、構造物の振動を適切に抑制することができる。
Further, when the vibration degree of the structural portion represented by the vibration degree parameter is larger than a predetermined value, the second control mode for controlling the on-off valve so as to close the first and second continuous passages at the same time is executed. As a result, when the degree of vibration of the structure is relatively large, the friction damper characteristic described in the invention according to
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。図１に示す本発明の第１実施形態による振動抑制装置１は、高層の建物Ｂ（図２参照）の振動を抑制するためのものであり、円筒状のシリンダ２と、シリンダ２内に軸線方向に摺動自在に設けられたピストン３と、ピストン３に一体に設けられ、シリンダ２内に軸線方向に移動自在に部分的に収容されたロッド４を備えている。以下、振動抑制装置１について、便宜上、図１の左側及び右側をそれぞれ「左」及び「右」として説明する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The
シリンダ２は、互いに対向する左壁２ａ及び右壁２ｂと、両者２ａ、２ｂの間に一体に設けられた周壁２ｃで構成されている。これらの左右の壁２ａ、２ｂ及び周壁２ｃによって画成された流体室は、ピストン３によって左側の第１流体室２ｄと右側の第２流体室２ｅに区画されており、両流体室２ｄ、２ｅには、シリコンオイルで構成された作動流体ＨＦが充填されている。また、右壁２ｂの径方向の中央には、左右方向（軸線方向）に貫通するロッド案内孔２ｆが形成されており、ロッド案内孔２ｆには、シールが設けられている。さらに、左壁２ａには、左方に突出する凸部２ｇが一体に設けられており、凸部２ｇには、自在継手を介して、第１取付具ＦＬ１が設けられている。
The
前記ロッド４は、上記のロッド案内孔２ｆに、シールを介して挿入され、軸線方向に延びるとともに、シリンダ２に対して軸線方向に移動自在であり、その左端部がピストン３に取り付けられている。また、ロッド４の右端部には、自在継手を介して、第２取付具ＦＬ２が設けられている。
The
前記ピストン３は、円柱状に形成され、その周面には、シールが設けられている。また、ピストン３の径方向の外端部には、軸線方向に貫通する複数の孔が形成されており（２つのみ図示）、これらの孔には、第１リリーフ弁５及び第２リリーフ弁６が設けられている。
The
第１リリーフ弁５は、弁体と、これを閉弁側に付勢するばねで構成されており、後述するようにピストン３がシリンダ２に対して移動することで第１流体室２ｄ内の作動流体ＨＦの圧力が所定の上限値に達したときに、開弁する。これにより、第１及び第２流体室２ｄ、２ｅが互いに連通させられることによって、第１流体室２ｄ内の作動流体ＨＦの圧力の過大化が防止される。第２リリーフ弁６は、第１リリーフ弁５と同様、弁体と、これを閉弁側に付勢するばねで構成されており、ピストン３が移動することで第２流体室２ｅ内の作動流体ＨＦの圧力が上記の上限値に達したときに開弁する。これにより、第２及び第１流体室２ｅ、２ｄが互いに連通させられることによって、第２流体室２ｅ内の作動流体ＨＦの圧力の過大化が防止される。
The
また、振動抑制装置１は、シリンダ２に接続された、断面円形の第１連通管７と、第１連通管７に設けられた第１開閉弁８及び歯車モータ９と、歯車モータ９に連結された回転マス１５をさらに備えている。第１連通管７の断面積（軸線方向に直交する面の面積）は、シリンダ２の断面積（軸線方向に直交する面の面積）よりも小さな値に設定されている。第１連通管７は、その一端部及び他端部が周壁２ｃの左端部及び右端部にそれぞれ接続され、ピストン３をバイパスしており、第１及び第２流体室２ｄ、２ｅに連通している。
Further, the
上記の第１開閉弁８は、全開及び全閉に択一的に制御可能な常閉式の電磁弁で構成され、第１連通管７を開閉可能に設けられており、後述する制御装置２１に接続されている（図３参照）。第１開閉弁８の開閉は、制御装置２１からの第１制御信号によって制御され、この第１制御信号が入力されていないときには、第１開閉弁８は、その復帰ばね（図示せず）の付勢により全閉状態になる。
The first on-off
前記歯車モータ９及び回転マス１５は、本出願人による特許第5191579号の図１３などに記載されたものと同様に構成されている。具体的には、歯車モータ９は、外接歯車型のものであり、ケーシング１０と、ケーシング１０に収容された第１ギヤ１１及び第２ギヤ１２などで構成されている。ケーシング１０は、第１連通管７の中央部に一体に設けられており、その内部が互いに対向する２つの出入口１０ａ、１０ａを介して、第１連通管７に連通している。
The
また、第１ギヤ１１は、スパーギヤで構成され、第１回転軸１３に一体に設けられている。第１回転軸１３は、第１連通管７に直交する方向に水平に延び、ケーシング１０に回転自在に支持されており、ケーシング１０の外部に若干、突出している。第２ギヤ１２は、第１ギヤ１１と同様、スパーギヤで構成され、第２回転軸１４に一体に設けられており、第１ギヤ１１と噛み合っている。第２回転軸１４は、第１回転軸１３と平行に延び、ケーシング１０に回転自在に支持されている。また、第１及び第２ギヤ１１、１２の互いの噛合い部分は、ケーシング１０の出入口１０ａ、１０ａに臨んでいる。
Further, the
回転マス１５は、比重の比較的大きな材料、例えば鉄から成る円板で構成されている。また、回転マス１５は、第１回転軸１３に同軸状に固定されており、第１ギヤ１１及び第１回転軸１３と一体に回転自在である。
The rotating
また、振動抑制装置１は、シリンダ２に第１連通管７と並列に接続された、断面円形の第２連通管１６と、第２連通管１６に設けられた第２開閉弁１７をさらに備えている。第２連通管１６の断面積（軸線方向に直交する面の面積）は、第１連通管７と同様、シリンダ２の断面積（軸線方向に直交する面の面積）よりも小さな値に設定されている。第２連通管１６は、その一端部及び他端部が周壁２ｃの左端部及び右端部にそれぞれ接続され、ピストン３をバイパスしており、第１及び第２流体室２ｄ、２ｅに連通している。
Further, the
上記の第２開閉弁１７は、全開及び全閉に択一的に制御可能な常開式の電磁弁で構成され、第２連通管１６を開閉可能に設けられており、制御装置２１に接続されている（図３参照）。第２開閉弁１６の開閉は、制御装置２１からの第２制御信号によって制御され、この第２制御信号が入力されていないときには、第２開閉弁１７は、その復帰ばね（図示せず）の付勢により全開状態になる。
The second on-off
また、図２に示すように、振動抑制装置１の前述した第１及び第２取付具ＦＬ１、ＦＬ２は、高層の建物Ｂの上梁ＢＵ及び下梁ＢＤにそれぞれ連結されている。具体的には、第１及び第２取付具ＦＬ１、ＦＬ２は、鉛直に延びる第１及び第２連結部材ＥＮ１、ＥＮ２の下端部及び上端部に、それぞれ取り付けられており、第１連結部材ＥＮ１の上端部は上梁ＢＵの底面に、第２連結部材ＥＮ２の下端部は下梁ＢＤの上面に、それぞれ取り付けられている。上下の梁ＢＵ、ＢＤは、互いに平行に水平方向に延びている。第１及び第２連結部材ＥＮ１、ＥＮ２は、比較的高い剛性を有する鋼材、例えばＨ型鋼で構成されている。
Further, as shown in FIG. 2, the above-mentioned first and second attachments FL1 and FL2 of the
以上により、振動抑制装置１は、そのシリンダ２が上梁ＢＵに連結され、ピストン３がロッド４とともに下梁ＢＤに連結されており、水平方向（上下の梁ＢＵ、ＢＤの長さ方向）に延びている。また、建物Ｂが振動していないときには、ピストン３は、図１に示すように、シリンダ２内の軸線方向の中央の中立位置に位置している。なお、図２では便宜上、第１及び第２連通管７、１６、第１及び第２開閉弁８、１７、歯車モータ９、ならびに回転マス１５の図示を省略している。
As described above, in the
さらに、図３に示すように、振動抑制装置１は、制御装置２１及び第１〜第３加速度センサ２２、２３、２４をさらに備えている。制御装置２１は、バッテリや、電気回路、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏインターフェースなどの組み合わせで構成されており、建物Ｂ内に設けられている。第１〜第３加速度センサ２２〜２４は、例えば半導体式のものであり、第１及び第２加速度センサ２２、２３は、地震などに伴って発生した上下の梁ＢＵ、ＢＤの振動による水平方向の加速度（以下、それぞれ「上梁振動加速度」及び「下梁振動加速度」という）を検出し、その検出信号を制御装置２１に入力する。また、第３加速度センサ２４は、建物Ｂが立設された基礎（図示せず）に設けられており、地震などにより建物Ｂに入力される振動加速度ＡＣＶを検出し、その検出信号を制御装置２１に入力する。
Further, as shown in FIG. 3, the
以上の構成の振動抑制装置１では、建物Ｂの振動中、それに伴う上下の梁ＢＵ、ＢＤの間の水平方向（上下の梁ＢＵ、ＢＤの長さ方向）の相対変位（以下「梁間相対変位」という）が、シリンダ２及びピストン３に伝達される。この場合、制御装置２１により第１開閉弁８を開弁するとともに、第２開閉弁１７を閉弁しているときには、上記のシリンダ２及びピストン３への梁間相対変位の伝達によって、ピストン３がシリンダ２内を軸線方向に摺動し、それに伴い、シリンダ２の第１及び第２流体室２ｄ、２ｅ内の作動流体ＨＦが、ピストン３で押圧されることにより、第１連通管７を介して、第１及び第２流体室２ｄ、２ｅの一方から他方に流動する。その際、第１連通管７における作動流体ＨＦの流動が、歯車モータ９によって回転運動に変換された状態で回転マス１５に伝達される結果、回転マス１５が回転する。
In the
以上により、第１開閉弁８が開弁し、かつ第２開閉弁１７が閉弁しているときには、振動抑制装置１は、いわゆる回転慣性質量ダンパとして機能し、回転マス１５による回転慣性質量効果が得られる。
As described above, when the first on-off
また、第１開閉弁８が閉弁し、かつ第２開閉弁１７が開弁しているときには、シリンダ２及びピストン３への梁間相対変位の伝達によって、ピストン３がシリンダ２内を軸線方向に摺動し、それに伴い、第１及び第２流体室２ｄ、２ｅ内の作動流体ＨＦが、ピストン３で押圧されることにより、第２連通管１６を介して、第１及び第２流体室２ｄ、２ｅの一方から他方に流動する。以上により、第１開閉弁８が閉弁し、かつ第２開閉弁１７が開弁しているときには、振動抑制装置１は、いわゆる粘性ダンパとして機能し、作動流体ＨＦが第２連通管１６を通過する際の抵抗力による粘性減衰効果が得られる。
Further, when the first on-off
さらに、第１及び第２開閉弁８、１７がいずれも閉弁しているときには、梁間相対変位がシリンダ２及びピストン３に伝達されると、第１流体室２ｄ内の作動流体ＨＦの圧力が前記上限値に、又は、第２流体室２ｅ内の作動流体ＨＦの圧力が上限値に、それぞれ達しない限り、第１及び第２流体室２ｄ、２ｅが互いに連通せず、ピストン３がシリンダ２に対して動かなくなり、達したときに、ピストン３がシリンダ２内を摺動する。以上により、第１及び第２開閉弁８、１７がいずれも閉弁しているときには、振動抑制装置１は、いわゆる摩擦ダンパとして機能し、上限値に応じた比較的大きな摩擦減衰効果が得られる。
Further, when the first and second on-off
また、前記第１及び第２連結部材ＥＮ１、ＥＮ２の剛性は、シリンダ２に対するピストン３の移動により第１又は第２流体室２ｄ、２ｅ内の作動流体の圧力が上限値に達したときにおける振動抑制装置１の抵抗力で変形しないような大きさに、設定されている。
Further, the rigidity of the first and second connecting members EN1 and EN2 is vibration when the pressure of the working fluid in the first or
以上のように、振動抑制装置１は、回転慣性質量ダンパの振動抑制特性、粘性ダンパの振動抑制特性及び摩擦ダンパの振動抑制特性を有しており、これらの３つの振動抑制特性を択一的に選択可能に構成されている。以下、回転慣性質量ダンパの振動抑制特性、粘性ダンパの振動抑制特性及び摩擦ダンパの振動抑制特性をそれぞれ、「回転慣性質量ダンパ特性」「粘性ダンパ特性」「摩擦ダンパ特性」という。また、図４は、シリンダ２に対するピストン３の変位（以下「ピストン変位」という）と振動抑制装置１の抵抗力との関係を、（ａ）回転慣性質量ダンパ特性が選択されている場合について、（ｂ）粘性ダンパ特性が選択されている場合について、（ｃ）摩擦ダンパ特性が選択されている場合について、それぞれ示している。図４において、＋ＦＲは、第１リリーフ弁５により第１及び第２流体室２ｄ、２ｅが互いに連通させられたときに得られる振動抑制装置１の抵抗力であり、−ＦＲは、第２リリーフ弁６により第２及び第１流体室２ｅ、２ｄが互いに連通されたときに得られる振動抑制装置１の抵抗力である。
As described above, the
また、制御装置２１は、図５に示す処理を所定周期（例えば１０ｍｓｅｃ）で繰り返し実行することによって、第１及び第２開閉弁８、１７を制御する。以下、この処理について説明する。
Further, the
まず、図５のステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）では、建物Ｂの振動度合を表す振動度合パラメータＤＶを算出する。具体的には、検出された上梁加速度を２回積分することなどによって、上梁ＢＵの絶対変位（絶対座標系の変位）を算出し、検出された下梁加速度を２回積分することなどによって、下梁ＢＤの絶対変位（絶対座標系の変位）を算出するとともに、算出された上梁ＢＵの絶対変位と下梁ＢＤの絶対変位との偏差の絶対値を、振動度合パラメータＤＶとして算出する。
First, in
次いで、建物Ｂが振動中であるか否かを判別する（ステップ２）。このステップ２では、上記ステップ１で算出された振動度合パラメータＤＶが所定の下限値ＤＶＭＩＮよりも大きい状態が比較的短い所定時間、継続したときに、建物Ｂが振動中であると判別される。また、建物Ｂが振動中であると一旦、判別されると、建物Ｂが振動中であるとの判別は、その後、ＤＶ≦ＤＶＭＩＮの状態が上記の所定時間、継続しない限り、保持される。
Next, it is determined whether or not the building B is vibrating (step 2). In this
上記ステップ２の答がＮＯで、建物Ｂが振動中でないときには、第１及び第２開閉弁８、１７への第１及び第２制御信号の入力をそれぞれ停止し、それにより第１及び第２開閉弁８、１７をそれぞれ閉弁及び開弁し（ステップ３）、そのまま本処理を終了する。
When the answer in
一方、上記ステップ２の答がＹＥＳで、建物Ｂが振動中であるときには、振動度合パラメータＤＶが、下限値ＤＶＭＩＮよりも大きな所定値ＤＶＲＥＦ以下であるか否かを判別する（ステップ４）。この答がＹＥＳ（ＤＶ≦ＤＶＲＥＦ）で、建物Ｂの振動度合が比較的大きくないときには、次のステップ５以降を実行し、第１及び第２開閉弁８、１７を第１制御モードで制御する。
On the other hand, when the answer in
まず、ステップ５では、検出された振動加速度ＡＣＶに基づき、次式（１）によって、第１応答パラメータＲＥＳ１を算出し、更新する。更新されたＲＥＳ１は、ＲＡＭに記憶される。この第１応答パラメータＲＥＳ１は、第１及び第２開閉弁８、１７がそれぞれ開弁及び閉弁されることで回転慣性質量ダンパ特性が選択されていると仮定した場合における建物Ｂの最大絶対加速度応答である。
式（１）において、ω１は、回転慣性質量ダンパ特性が選択されていると仮定した場合における建物Ｂの固有円振動数であり、ｈ１は、この場合における建物Ｂの減衰定数である。また、ω１ｄは、この場合における建物Ｂの減衰固有円振動数であり、ω１ｄ＝ω１・sqrt（１−ｈ１２）である。さらに、ｍａｘは、ｍａｘよりも左側の式で今回から所定の複数のｎ回前までに算出されたｎ＋１個の算出値（以下「第１暫定値」という）のうちの最大値を、第１応答パラメータＲＥＳ１として算出し、更新することを、表している。 In the equation (1), ω1 is the natural circular frequency of the building B when it is assumed that the rotational inertia mass damper characteristic is selected, and h1 is the damping constant of the building B in this case. Further, ω1d is the damping natural circular frequency of the building B in this case, and ω1d = ω1 · sqrt (1-h12). Further, max is the maximum value among n + 1 calculated values (hereinafter referred to as "first provisional value") calculated from this time to a plurality of predetermined n times before by the formula on the left side of max. It means that it is calculated and updated as the response parameter RES1.
また、第１応答パラメータＲＥＳ１は、一旦、更新されると、その時点から、ステップ４の答がＹＥＳの状態がｎに対応する所定の更新時間にわたって継続するまで、更新されずに保持され、その間、上記のＲＥＳ１の第１暫定値の算出が行われる。これにより、第１応答パラメータＲＥＳ１は、上記の更新時間が経過するごとに、更新される。さらに、建物Ｂの振動が一旦、終了した後に、再度、建物Ｂの振動が開始され、ステップ４の答がＹＥＳ（ＤＶ≦ＤＶＲＥＦ）になったときには、その時点から、ステップ４の答がＹＥＳの状態が更新時間にわたって継続しない限り、ＲＥＳ１は更新されない。
Further, once the first response parameter RES1 is updated, it is retained without being updated until the state in which the answer in
なお、上記の式（１）の導出については、「新・地震動のスペクトル解析入門 著者：大崎順彦 発行所：鹿島出版会」の第７章「応答スペクトル」を参照されたい。
For the derivation of the above equation (1), refer to
上記ステップ５に続くステップ６では、振動加速度ＡＣＶに基づき、次式（２）によって、第２応答パラメータＲＥＳ２を算出し、更新する。更新されたＲＥＳ２は、ＲＡＭに記憶される。この第２応答パラメータＲＥＳ２は、第１及び第２開閉弁８、１７がそれぞれ閉弁及び開弁されることで粘性ダンパ特性が選択されていると仮定した場合における建物Ｂの最大絶対加速度応答である。
式（２）において、ω２は、粘性ダンパ特性が選択されていると仮定した場合における建物Ｂの固有円振動数であり、ｈ２は、この場合における建物Ｂの減衰定数である。また、ω２ｄは、この場合における建物Ｂの減衰固有円振動数であり、ω２ｄ＝ω２・sqrt（１−ｈ２２）である。さらに、ｍａｘは、上記の式（１）と同様、ｍａｘよりも左側の式で今回からｎ回前までに算出されたｎ＋１個の算出値（以下「第２暫定値」という）のうちの最大値を、第２応答パラメータＲＥＳ２として算出し、更新することを、表している。 In the formula (2), ω2 is the natural circular frequency of the building B when it is assumed that the viscous damper characteristic is selected, and h2 is the damping constant of the building B in this case. Further, ω2d is the damping natural circular frequency of the building B in this case, and ω2d = ω2 · sqrt (1-h22). Further, max is the maximum of n + 1 calculated values (hereinafter referred to as “second provisional value”) calculated from this time to n times before in the formula on the left side of max, as in the above formula (1). It indicates that the value is calculated and updated as the second response parameter RES2.
また、第２応答パラメータＲＥＳ２は、ＲＥＳ１と同様、一旦、更新されると、その時点から、ステップ４の答がＹＥＳの状態がｎに対応する更新時間にわたって継続するまで、更新されずに保持され、その間、上記のＲＥＳ２の第２暫定値の算出が行われる。これにより、第２応答パラメータＲＥＳ２は、更新時間が経過するごとに、更新される。さらに、建物Ｂの振動が一旦、終了した後に、再度、建物Ｂの振動が開始され、ステップ４の答がＹＥＳ（ＤＶ≦ＤＶＲＥＦ）になったときには、その時点から、ステップ４の答がＹＥＳの状態が更新時間にわたって継続しない限り、ＲＥＳ２は更新されない。
Further, the second response parameter RES2, like RES1, is retained without being updated once it is updated, until the answer in
上記の式（２）の導出についても、「新・地震動のスペクトル解析入門 著者：大崎順彦 発行所：鹿島出版会」の第７章「応答スペクトル」を参照されたい。
For the derivation of the above equation (2), refer to
上記ステップ６に続くステップ７では、建物Ｂの振動が開始（ステップ２：ＹＥＳ）されてから、第１及び第２応答パラメータＲＥＳ１、ＲＥＳ２の算出（更新）が少なくとも１回、完了しているか否かを判別する。なお、このステップ７では、建物Ｂの振動が一旦、終了した後に、再度、建物Ｂの振動が開始されたときには、この新たな建物Ｂの振動が開始されてから、ＲＥＳ１、ＲＥＳ２の更新が少なくとも１回、完了しているか否かについて判別される。
In
上記ステップ７の答がＮＯで、建物Ｂの振動が開始されてから第１及び第２応答パラメータＲＥＳ１、ＲＥＳ２の算出が１回も完了していないときには、前記ステップ３を実行し、第１及び第２開閉弁８、１７をそれぞれ閉弁及び開弁し、本処理を終了する。これにより、この場合には、振動抑制装置１の振動抑制特性として、粘性ダンパ特性が選択され、振動抑制装置１が粘性ダンパとして機能する。
If the answer in
一方、ステップ７の答がＹＥＳで、第１及び第２応答パラメータＲＥＳ１、ＲＥＳ２の算出が少なくとも１回、完了しているときには、前者ＲＥＳ１が後者ＲＥＳ２よりも小さいか否かを判別する（ステップ８）。この答がＹＥＳで、第１応答パラメータＲＥＳ１が第２応答パラメータＲＥＳ２よりも小さいときには、第１開閉弁８に第１制御信号を入力するとともに、第２開閉弁１７への第２制御信号の入力を停止することによって、第１及び第２開閉弁８、１７をそれぞれ開弁及び閉弁し（ステップ９）、本処理を終了する。これにより、この場合には、振動抑制装置１の振動抑制特性として、回転慣性質量ダンパ特性が選択され、振動抑制装置１が回転慣性質量ダンパとして機能する。
On the other hand, when the answer in
一方、上記ステップ８の答がＮＯで、第２応答パラメータＲＥＳ２が第１応答パラメータＲＥＳ１以下のときには、前記ステップ３を実行し、それにより第１及び第２開閉弁８、１７をそれぞれ閉弁及び開弁し、本処理を終了する。これにより、この場合には、振動抑制装置１の振動抑制特性として、粘性ダンパ特性が選択され、振動抑制装置１が粘性ダンパとして機能する。
On the other hand, when the answer in
一方、前記ステップ４の答がＮＯ（ＤＶ＞ＤＶＲＥＦ）で、建物Ｂの振動度合が比較的大きいときには、第１及び第２開閉弁８、１７を第２制御モードにより制御する。具体的には、第１開閉弁８への第１制御信号の入力を停止するとともに、第２開閉弁１７に第２制御信号を入力することによって、第１及び第２開閉弁８、１７をいずれも閉弁し（ステップ１０）、本処理を終了する。これにより、この場合には、振動抑制装置１の振動抑制特性として、摩擦ダンパ特性が選択され、振動抑制装置１が摩擦ダンパとして機能する。
On the other hand, when the answer in
なお、ステップ４では、建物Ｂの振動が開始されてから（ステップ２：ＹＥＳ）、振動度合パラメータＤＶが所定値ＤＶＲＥＦよりも大きい状態が前記所定時間、継続したときに、その答がＮＯ（ＤＶ＞ＤＶＲＥＦ）になり、それにより上記ステップ１０が実行されることによって、摩擦ダンパ特性が選択される。これは、建物Ｂの振動度合が確実に大きいときに、振動抑制装置１の振動抑制特性として摩擦ダンパ特性を選択するためである。
In
また、建物Ｂの振動中（ステップ２：ＹＥＳ）、ステップ４の答がＮＯ（ＤＶ＞ＤＶＲＥＦ）になった後には、建物Ｂの振動が収まってくることで一時的にＤＶ≦ＤＶＲＥＦとなっても、ステップ４の答はＹＥＳにならず、その状態が所定時間、継続しない限り、ステップ４の答がＮＯに保持され、それにより摩擦ダンパ特性が保持される。そして、ＤＶ≦ＤＶＲＥＦの状態が所定時間、継続したときに、ステップ４の答がＹＥＳになり、ステップ５以降の第１制御モードによる第１及び第２開閉弁８、１７の制御が実行される。これは、建物Ｂの振動度合が確実に大きくなくなってから（確実に小さくなってから）、振動抑制装置１の振動抑制特性を、摩擦ダンパ特性から回転慣性質量ダンパ特性又は粘性ダンパ特性に切り替えるためである。
Further, during the vibration of the building B (step 2: YES), after the answer in
さらに、建物Ｂの振動中、一旦、第１及び第２応答パラメータＲＥＳ１、ＲＥＳ２の算出が完了（ステップ７：ＹＥＳ）してから、建物Ｂの振動が大きくなることでステップ４の答がＮＯ（ＤＶ＞ＤＶＲＥＦ）になり、その後、建物Ｂの振動が収まってくることでステップ４の答がＹＥＳ（ＤＶ≦ＤＶＲＥＦ）になったときには、ＲＥＳ１、ＲＥＳ２の算出が少なくとも１回、完了しているので、ステップ７の答がＹＥＳになり、前記ステップ８及び９が実行される。この場合において、ステップ４の答がＮＯからＹＥＳに切り替わってから、ＲＥＳ１、ＲＥＳ２が更新されていないときには、そのときに得られているＲＥＳ１、ＲＥＳ２、すなわち、ステップ４の答がＹＥＳからＮＯに切り替わる前に更新され、記憶されたＲＥＳ１、ＲＥＳ２が、ステップ８の判別に用いられ、それにより、回転慣性質量ダンパ及び粘性ダンパのうち、ステップ４の答がＹＥＳからＮＯに切り替わる直前に選択されていた一方が再度、選択される。
Further, during the vibration of the building B, once the calculations of the first and second response parameters RES1 and RES2 are completed (step 7: YES), the vibration of the building B becomes large, and the answer of
以上のように、図５に示す処理では、建物Ｂの振動度合が比較的大きくないとき（ステップ４：ＹＥＳ）に、第１及び第２開閉弁８、１７が第１制御モードで制御される。この第１制御モード中、回転慣性質量ダンパ特性が選択されていると仮定した場合における建物Ｂの最大絶対加速度応答である第１応答パラメータＲＥＳ１と、粘性ダンパ特性が選択されていると仮定した場合における建物Ｂの最大絶対加速度応答である第２応答パラメータＲＥＳ２が算出される（ステップ５、６）。また、振動抑制装置１の振動抑制特性として、ＲＥＳ１がＲＥＳ２よりも小さいときには、回転慣性質量ダンパ特性が選択され（ステップ９）、ＲＥＳ２がＲＥＳ１以下のときには、粘性ダンパ特性が選択される（ステップ３）。このようにして振動抑制装置１の振動抑制特性を選択するのは、次の理由による。
As described above, in the process shown in FIG. 5, the first and second on-off
すなわち、図６は、所定の構造物の固有周期Ｔと加速度応答スペクトルＳＲＡとの関係を示しており、二点鎖線は、振動抑制装置１が構造物に設けられていない場合のＴとＳＲＡの関係を、実線は、回転慣性質量ダンパとして機能する振動抑制装置１が構造物に設けられた場合のＴとＳＲＡの関係を、破線は、粘性ダンパとして機能する振動抑制装置１が構造物に設けられた場合のＴとＳＲＡの関係を、それぞれ示している。また、図６（ａ）は、エルセントロＮＳ波の地震波が構造物に入力されたときのＴとＳＲＡとの関係を、図６（ｂ）は、八戸ＮＳ波の地震波が構造物に入力されたときのＴとＳＲＡとの関係を、それぞれ示している。
That is, FIG. 6 shows the relationship between the natural period T of a predetermined structure and the acceleration response spectrum SRA, and the alternate long and short dash line is the T and SRA when the
図６（ａ）に示すように、エルセントロＮＳ波の地震波が構造物に入力された場合において、固有周期Ｔが所定固有周期ＴＲＥＦであるときには、粘性ダンパとして機能する振動抑制装置１が構造物に設けられた場合の加速度応答スペクトルＳＲＡ（破線）は、回転慣性質量ダンパとして機能する振動抑制装置１が構造物に設けられた場合の加速度応答スペクトルＳＲＡ（実線）よりも小さくなっている。また、回転慣性質量ダンパとして機能する振動抑制装置１が構造物に設けられた場合の加速度応答スペクトルＳＲＡは、振動抑制装置１が構造物に設けられていない場合の加速度応答スペクトルＳＲＡ（二点鎖線）よりも大きくなっている。以上のように、この場合には、回転慣性質量ダンパ特性よりも粘性ダンパ特性を選択した方が、構造物の振動を適切に抑制できることが分かる。
As shown in FIG. 6A, when the seismic wave of the El Centro NS wave is input to the structure and the natural period T is the predetermined natural period TREF, the
また、図６（ｂ）に示すように、八戸ＮＳ波の地震波が構造物に入力された場合において、固有周期Ｔが所定固有周期ＴＲＥＦであるときには、回転慣性質量ダンパとして機能する振動抑制装置１が構造物に設けられた場合の加速度応答スペクトルＳＲＡ（実線）は、粘性ダンパとして機能する振動抑制装置１が構造物に設けられた場合の加速度応答スペクトルＳＲＡ（破線）よりも小さくなっている。このように、この場合（八戸ＮＳ波）には、上記の場合（エルセントロＮＳ波）とは逆に、粘性ダンパ特性よりも回転慣性質量ダンパ特性を選択した方が、構造物の振動を適切に抑制できることが分かる。
Further, as shown in FIG. 6B, when the seismic wave of the Hachinohe NS wave is input to the structure and the natural period T is the predetermined natural period TREF, the
以上のように、回転慣性質量ダンパ特性及び粘性ダンパ特性は、構造物に入力される振動の特性に応じて変化する傾向にあり、いずれの振動抑制特性を選択することで構造物の振動をより適切に抑制できるのかについては、それぞれの場合における構造物の振動に対する応答を比較しなければ、分からないためである。 As described above, the rotational inertia mass damper characteristics and the viscous damper characteristics tend to change according to the vibration characteristics input to the structure, and by selecting which vibration suppression characteristic, the vibration of the structure can be further enhanced. This is because it is not possible to know whether or not it can be appropriately suppressed without comparing the responses to the vibration of the structure in each case.
また、図５に示す処理では、建物Ｂの振動度合が比較的大きいとき（ステップ４：ＮＯ）に、第１及び第２開閉弁８、１７が、第２制御モードで制御されることによって、いずれも閉弁される（ステップ１０）。これにより、振動抑制装置１の振動抑制特性として、摩擦ダンパ特性が選択される。これは次の理由による。すなわち、摩擦ダンパ特性が選択されているときには、前述したように、第１及び第２流体室２ｄ、２ｅ内の作動流体ＨＦの圧力が上限値に達しない限り、ピストン３がシリンダ２に対して摺動しない。これにより、振動抑制装置１の摩擦減衰効果が、建物Ｂの振動度合が比較的大きくないときには得られず、比較的大きいときに得られるためである。
Further, in the process shown in FIG. 5, when the vibration degree of the building B is relatively large (step 4: NO), the first and second on-off
以上のように、第１実施形態によれば、シリンダ２内に軸線方向に摺動自在に設けられたピストン３が、シリンダ２内を、第１流体室２ｄと第２流体室２ｅに区画しており、これらの第１及び第２流体室２ｄ、２ｅに、作動流体ＨＦが充填されている。また、第１連通管７が、ピストン３をバイパスし、第１及び第２流体室２ｄ、２ｅに連通しており、第１開閉弁８によって開閉される。さらに、第１連通管７における作動流体ＨＦの流動が、歯車モータ９によって回転運動に変換され、回転マス１５に伝達される。また、第１連通管７と並列に設けられた第２連通管１６が、ピストン３をバイパスし、第１及び第２流体室２ｄ、２ｅに連通しており、第２開閉弁１７によって開閉される。また、第１及び第２リリーフ弁５、６がピストン３に設けられており、第１流体室２ｄ内の作動流体ＨＦの圧力が上限値に達したときに、第１及び第２流体室２ｄ、２ｅが第１リリーフ弁５で互いに連通させられ、第２流体室２ｅ内の作動流体ＨＦの圧力が上限値に達したときに、第２及び第１流体室２ｅ、２ｄが第２リリーフ弁６で互いに連通させられる。
As described above, according to the first embodiment, the
以上の構成により、択一的に選択可能な回転慣性質量ダンパ特性、粘性ダンパ特性及び摩擦ダンパ特性から成る３つの振動抑制特性を有する単一の装置を実現することができる。 With the above configuration, it is possible to realize a single device having three vibration suppression characteristics including a rotational inertia mass damper characteristic, a viscous damper characteristic and a friction damper characteristic which can be selectively selected.
さらに、シリンダ２及びピストン３が、建物Ｂの上下の梁ＢＵ、ＢＤにそれぞれ連結されており、梁間相対変位（建物Ｂの振動に伴う上下の梁ＢＵ、ＢＤの間の相対変位）は、シリンダ２及びピストン３に伝達される。また、建物Ｂの振動度合を表す振動度合パラメータＤＶが算出され、算出された振動度合パラメータＤＶが所定値ＤＶＲＥＦ以下で、建物Ｂの振動度合が比較的大きくないときには、第１及び第２開閉弁８、１７が第１制御モードで制御され、それにより、振動抑制装置１の振動抑制特性として、回転慣性質量ダンパ特性又は粘性ダンパ特性が選択される。さらに、振動度合パラメータＤＶが所定値ＤＶＲＥＦよりも大きく、建物Ｂの振動度合が比較的大きいときには、第１及び第２開閉弁８、１７が第２制御モードで制御され、それにより、振動抑制装置１の振動抑制特性として、摩擦ダンパ特性が選択される。
Further, the
また、第１制御モード中、第１及び第２開閉弁８、１７がそれぞれ開弁及び閉弁されることにより回転慣性質量ダンパ特性が選択されていると仮定した場合における建物Ｂの最大絶対加速度応答である第１応答パラメータＲＥＳ１が算出されるとともに、第１及び第２開閉弁８、１７がそれぞれ閉弁及び開弁されることで粘性ダンパ特性が選択されていると仮定した場合における建物Ｂの最大絶対加速度応答である第２応答パラメータＲＥＳ２が算出される。そして、ＲＥＳ１＜ＲＥＳ２のときには、回転慣性質量ダンパ特性が選択され、ＲＥＳ２≦ＲＥＳ１のときには、粘性ダンパ特性が選択される。以上により、振動抑制装置１の振動抑制特性を適切に選択でき、ひいては、建物Ｂの振動を適切に抑制することができる。
Further, in the first control mode, the maximum absolute acceleration of the building B when it is assumed that the rotational inertia mass damper characteristic is selected by opening and closing the first and second on-off
次に、図７〜図１０を参照しながら、本発明の第２実施形態による振動抑制装置３１について説明する。図７〜図９において、第１実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を付している。以下、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
Next, the
図１と図７の比較から明らかなように、振動抑制装置３１は、第１実施形態と比較して、第２連通管１６及び第２開閉弁１７が省略されている点のみが異なっている。また、図８に示すように、振動抑制装置３１は、第１実施形態の振動抑制装置１と同様、その第１及び第２取付具ＦＬ１、ＦＬ２が第１及び第２連結部材ＥＮ１、ＥＮ２にそれぞれ取り付けられており、シリンダ２及びピストン３が、建物Ｂの上下の梁ＢＵ、ＢＤにそれぞれ連結されている。なお、図８では便宜上、第１連通管７、第１開閉弁８、歯車モータ９、及び回転マス１５の図示を省略している。
As is clear from the comparison between FIGS. 1 and 7, the
さらに、第１開閉弁８は、第１実施形態の場合と異なり常開式の電磁弁で構成されており、図９に示すように、制御装置３２に接続されている。制御装置３２は、第１実施形態の制御装置２１と同様に構成されている。第１開閉弁８の開閉は、制御装置３２からの第１制御信号によって制御され、第１制御信号が入力されていないときには、第１開閉弁８は、その復帰ばね（図示せず）の付勢により全開状態になる。また、第２実施形態では、第３加速度センサ２４が省略されている。
Further, unlike the case of the first embodiment, the first on-off
以上の構成から明らかなように、振動抑制装置３１は、択一的に選択可能な回転慣性質量ダンパ特性及び摩擦ダンパ特性から成る２つの振動抑制特性を有している。制御装置３２は、図１０に示す処理を前記所定周期で繰り返し実行することによって、第１開閉弁８を制御する。図１０において、図５と同じ実行内容については、同じステップ番号を付している。以下、図１０に示す処理について、図５と異なる実行内容を中心に説明する。
As is clear from the above configuration, the
図１０のステップ２の答がＮＯで、建物Ｂが振動中でないと判別されているときには、第１開閉弁８への第１制御信号の入力を停止し、第１開閉弁８を開弁し（ステップ２１）、本処理を終了する。
When the answer in
一方、ステップ２の答がＹＥＳで、建物Ｂが振動中であると判別されているときには、図５の場合と同様、ステップ４において、前記ステップ１で算出された振動度合パラメータＤＶが所定値ＤＶＲＥＦ以下であるか否かを判別する。この答がＹＥＳ（ＤＶ≦ＤＶＲＥＦ）で、建物Ｂの振動度合が比較的大きくないときには、上記ステップ２１を実行し、第１開閉弁８を開弁し、本処理を終了する。これにより、この場合には、振動抑制装置１の振動抑制特性として、回転慣性質量ダンパ特性が選択され、振動抑制装置３１が回転慣性質量ダンパとして機能する。
On the other hand, when the answer in
一方、ステップ４の答がＮＯ（ＤＶ＞ＤＶＲＥＦ）で、建物Ｂの振動度合が比較的大きいときには、第１開閉弁８に第１制御信号を入力し、第１開閉弁８を閉弁し（ステップ２２）、本処理を終了する。これにより、この場合には、振動抑制装置３１の振動抑制特性として、摩擦ダンパ特性が選択され、振動抑制装置３１が摩擦ダンパとして機能する。
On the other hand, when the answer in
以上のようにして、振動度合パラメータＤＶに基づいて振動抑制装置３１の振動抑制特性を選択するのは、第１実施形態と同じ理由による。
As described above, the vibration suppression characteristic of the
以上のように、第２実施形態によれば、振動抑制装置３１が、第１実施形態の振動抑制装置１の第２連通管１６及び第２開閉弁１７を省略した構成を備えており、それにより、択一的に選択可能な回転慣性質量ダンパ特性及び摩擦ダンパ特性から成る２つの振動抑制特性を有する単一の装置を実現することができる。
As described above, according to the second embodiment, the
また、シリンダ２及びピストン３が、建物Ｂの上下の梁ＢＵ、ＢＤにそれぞれ連結されており、梁間相対変位は、シリンダ２及びピストン３に伝達される。さらに、建物Ｂの振動度合を表す振動度合パラメータＤＶが算出され（図１０のステップ１）、算出された振動度合パラメータＤＶが所定値ＤＶＲＥＦ以下（ステップ４：ＹＥＳ）で、建物Ｂの振動度合が比較的大きくないときには、第１開閉弁８が開弁され（ステップ２１）、それにより、振動抑制装置３１の振動抑制特性として、回転慣性質量ダンパ特性が選択される。さらに、振動度合パラメータＤＶが所定値ＤＶＲＥＦよりも大きく（ステップ４：ＮＯ）、建物Ｂの振動度合が比較的大きいときには、第１開閉弁８が閉弁され（ステップ２２）、それにより、振動抑制装置３１の振動抑制特性として、摩擦ダンパ特性が選択される。以上により、振動抑制装置３１の振動抑制特性を適切に選択でき、ひいては、建物Ｂの振動を適切に抑制することができる。
Further, the
次に、図１１〜図１３を参照しながら、本発明の第３実施形態による振動抑制装置４１について説明する。第３実施形態は、第２実施形態と比較して、制御装置４２で実行される処理の実行内容と、変位センサ４３をさらに備える点のみが異なっており、シリンダ２や、ピストン３、第１連通管７、第１開閉弁８、歯車モータ９、回転マス１５などのハード構成は、第１及び第２実施形態とまったく同じである。すなわち、第３実施形態による振動抑制装置４１は、第１実施形態の振動抑制装置１の第２連通管１６及び第２開閉弁１７が省略された構成を有している。このため、振動抑制装置４１について、そのハード構成の一部を図示せずに第２実施形態のハード構成に付した符号をそのまま用いて説明する。
Next, the
図１１に示す第１及び第２連結部材ＥＮ１’、ＥＮ２’は、弾性を有する鋼材、例えばＨ型鋼で構成されており、その剛性が、第１及び第２実施形態の第１及び第２連結部材ＥＮ１、ＥＮ２の剛性よりも低く設定されている。より具体的には、第１及び第２連結部材ＥＮ１’、ＥＮ２’の剛性は、シリンダ２に対するピストン３の移動により第１又は第２流体室２ｄ、２ｅ内の作動流体の圧力が上限値に達したときにおける振動抑制装置４１の抵抗力よりも小さい力で変形するような大きさに、設定されている。このため、振動抑制装置４１では、建物Ｂの振動中、梁間相対変位（建物Ｂの振動に伴う上下の梁ＢＵ、ＢＤの間の相対変位）の伝達によりピストン３がシリンダ２に対して移動する前に、第１及び第２連結部材ＥＮ１’、ＥＮ２’が梁間相対変位の伝達によって弾性変形する。
The first and second connecting members EN1'and EN2'shown in FIG. 11 are made of an elastic steel material such as H-shaped steel, and the rigidity thereof is the first and second connecting members of the first and second embodiments. It is set lower than the rigidity of the members EN1 and EN2. More specifically, the rigidity of the first and second connecting members EN1'and EN2' is set to the upper limit of the pressure of the working fluid in the first or
また、第３実施形態では、第１及び第２連結部材ＥＮ１’、ＥＮ２’が振動抑制装置４１に含まれる。なお、図１１では便宜上、図８と同様、第１連通管７、第１開閉弁８、歯車モータ９、及び回転マス１５の図示を省略している。
Further, in the third embodiment, the first and second connecting members EN1'and EN2' are included in the
図１２に示す変位センサ４３は、ピストン変位（シリンダ２に対するピストン３の変位）ＤＰを検出し、その検出信号を制御装置４２に入力する。この場合、ピストン変位ＤＰは、例えば、ピストン３が、図７に示すシリンダ２の中立位置から左壁２ａ側に変位しているときには正値になり、中立位置から右壁２ｂ側に変位しているときには負値になる。
The
また、制御装置４２は、図１３に示す処理を前記所定周期で繰り返し実行することによって、第１開閉弁８を制御する。図１３において、図１０と同じ実行内容については、同じステップ番号を付している。以下、図１３に示す処理について、図１０と異なる実行内容を中心に説明する。
Further, the
図１３のステップ２の答がＹＥＳで、建物Ｂが振動中であると判別されているときには、梁間相対速度ＶＶを算出する（ステップ３１）。この梁間相対速度ＶＶは、上下の梁ＢＵ、ＢＤの間の相対速度であり、図１３の前記ステップ１で算出された振動度合パラメータＤＶの今回値から前回値を減算した値の絶対値に、算出される。これは、前述したように、振動度合パラメータＤＶが、上梁ＢＵの絶対変位と下梁ＢＤの絶対変位との偏差の絶対値に、すなわち、上下の梁ＢＵ、ＢＤの間の相対変位の絶対値として算出されるためである。
When the answer in
次いで、検出されたピストン変位ＤＰの今回値からその前回値を減算することによって、シリンダ２に対するピストン３の移動速度であるピストン速度ＶＰを算出する（ステップ３２）。次に、特性切替期間ＰＲＳＰが検出されているか否かを判別する（ステップ３３）。
Next, the piston speed VP, which is the moving speed of the
この特性切替期間ＰＲＳＰは、梁間相対変位が水平方向の一方の側の最大変位に達した時から、ピストン変位ＤＰの方向が反転する時までの期間、及び、梁間相対変位が水平方向の他方の側の最大変位に達した時から、ピストン変位ＤＰの方向が反転する時までの期間である。すなわち、特性切替期間ＰＲＳＰは、上梁ＢＵが下梁ＢＤに対して図１１の右側に変位し、その梁間相対変位が最大変位に達した時から、それまで左壁２ａ側に変位していたピストン３が右壁２ｂ側に変位し始める時までの期間、及び、上梁ＢＵが下梁ＢＤに対して図１１の左側に変位し、その梁間相対変位が最大変位に達した時から、それまで右壁２ｂ側に変位していたピストン３が左壁２ａ側に変位し始める時までの期間である。
This characteristic switching period PRSP is the period from the time when the relative displacement between beams reaches the maximum displacement on one side in the horizontal direction to the time when the direction of the piston displacement DP is reversed, and the relative displacement between beams is the other in the horizontal direction. This is the period from the time when the maximum displacement on the side is reached to the time when the direction of the piston displacement DP is reversed. That is, in the characteristic switching period PRSP, from the time when the upper beam BU was displaced to the right side of FIG. 11 with respect to the lower beam BD and the relative displacement between the beams reached the maximum displacement, it was displaced to the
この場合、梁間相対変位の最大変位とは、建物Ｂの振動の１周期における梁間相対変位の最大値のことであり、換言すれば、梁間相対変位の方向が反転する直前での梁間相対変位のことである。また、特性切替期間ＰＲＳＰの検出は、制御装置４２により次のようにして行われる。
In this case, the maximum displacement of the relative displacement between the beams is the maximum value of the relative displacement between the beams in one cycle of the vibration of the building B, in other words, the relative displacement between the beams immediately before the direction of the relative displacement between the beams is reversed. That is. Further, the detection of the characteristic switching period PRSP is performed by the
すなわち、梁間相対変位が最大変位に達したときには、算出された梁間相対速度ＶＶが０になる。また、ピストン変位ＤＰの方向が反転するタイミングは、算出されたピストン速度ＶＰが０になるタイミングと同じである。以上から、梁間相対速度ＶＶが０又は０に近い非常に小さい値になったと判別された時から、ピストン速度ＶＰが０又は０に近い非常に小さい値になったと判別された時までの期間が、特性切替期間ＰＲＳＰとして検出される。 That is, when the inter-beam relative displacement reaches the maximum displacement, the calculated inter-beam relative velocity VV becomes 0. Further, the timing at which the direction of the piston displacement DP is reversed is the same as the timing at which the calculated piston speed VP becomes 0. From the above, the period from the time when the relative velocity VV between beams is determined to be a very small value close to 0 or 0 to the time when the piston speed VP is determined to be a very small value close to 0 or 0 is , Characteristic switching period Detected as PRSP.
上記ステップ３３の答がＮＯで、特性切替期間ＰＲＳＰが検出されていないと判別されているときには、第１開閉弁８に第１制御信号を入力し、第１開閉弁８を閉弁し（ステップ３４）、本処理を終了する。これにより、この場合には、振動抑制装置４１の振動抑制特性として、摩擦ダンパ特性が選択され、振動抑制装置４１が摩擦ダンパとして機能する。
When the answer in step 33 is NO and it is determined that the characteristic switching period PRSP has not been detected, the first control signal is input to the first on-off
一方、ステップ３３の答がＹＥＳで、特性切替期間ＰＲＳＰが検出されていると判別されているときには、前記ステップ２１を実行し、それにより、第１開閉弁８への第１制御信号の入力を停止して、第１開閉弁８を開弁し、本処理を終了する。これにより、この場合には、振動抑制装置４１の振動抑制特性として、回転慣性質量ダンパ特性が選択され、振動抑制装置４１が回転慣性質量ダンパとして機能する。
On the other hand, when the answer in step 33 is YES and it is determined that the characteristic switching period PRSP has been detected, the
また、図１８は、建物Ｂの振動度合が比較的大きくない場合における振動抑制装置４１の動作例を示すタイミングチャートである。図１８に示すように、建物Ｂの振動中、特性切替期間ＰＲＳＰが検出されていないとき（時点ｔ０〜時点ｔ１直前）には、第１開閉弁８が閉弁され（図１３のステップ３４）、摩擦ダンパ特性が選択される。この場合、建物Ｂの振動度合が大きくないため、建物Ｂの振動に伴って梁間相対変位が第１及び第２連結部材ＥＮ１’、ＥＮ２’を介してシリンダ２及びピストン３に伝達されても、第１及び第２流体室２ｄ、２ｅ内の作動流体ＨＦの圧力が上限値に達せず、それにより第１及び第２リリーフ弁５、６で両流体室２ｄ、２ｅが連通させられないことによって、ピストン３がシリンダ２に対して移動せず、その結果、ピストン速度ＶＰが０の状態で推移する。
Further, FIG. 18 is a timing chart showing an operation example of the
また、前述した図１４〜図１６（ａ）を参照して説明したように、上下の梁ＢＵ、ＢＤからの力が第１及び第２連結部材ＥＮ１’、ＥＮ２’に作用することによって、両連結部材ＥＮ１’、ＥＮ２’が弾性変形し、その弾性エネルギが蓄積される。さらに、梁間相対変位がその最大変位に近づくのに伴って、梁間相対速度ＶＶが０に向かって減少する。 Further, as described with reference to FIGS. 14 to 16 (a) described above, the forces from the upper and lower beams BU and BD act on the first and second connecting members EN1'and EN2', thereby both. The connecting members EN1'and EN2' are elastically deformed and their elastic energy is accumulated. Further, as the inter-beam relative displacement approaches its maximum displacement, the inter-beam relative velocity VV decreases toward zero.
そして、梁間相対変位が最大変位に達するのに伴って、梁間相対速度ＶＶが０になると（時点ｔ１）、特性切替期間ＰＲＳＰが検出され（ステップ３３：ＹＥＳ）、それに応じて、第１開閉弁８が開弁され（ステップ２１）、回転慣性質量ダンパ特性が選択される。これに伴い、図１４〜図１６（ａ）を参照して説明したように、上述した第１及び第２連結部材ＥＮ１’ＥＮ２’の弾性エネルギでピストン３がシリンダ２に対して摺動することによって、前述したように作動流体ＨＦが第１連通管７を流動する結果、回転マス１５が回転する。その後、上述したように回転する回転マス１５の運動エネルギで作動流体ＨＦが流動し続け、作動流体ＨＦがシリンダ２及びピストン３を介して第１及び第２連結部材ＥＮ１’、ＥＮ２’を押圧し、両者ＥＮ１’、ＥＮ２’が弾性変形する。
Then, when the inter-beam relative velocity VV becomes 0 (time point t1) as the inter-beam relative displacement reaches the maximum displacement, the characteristic switching period PRSP is detected (step 33: YES), and the first on-off valve corresponds accordingly. No. 8 is opened (step 21) and the rotational inertia mass damper characteristic is selected. Along with this, as described with reference to FIGS. 14 to 16 (a), the
そして、梁間相対変位の方向が反転し、梁間相対速度ＶＶが０から上昇するのに伴い、梁間相対変位の伝達によりシリンダ２に対するピストン３の変位の方向が反転し、ピストン速度ＶＰが０になったとき（時点ｔ２）に、特性切替期間ＰＲＳＰが検出されなくなり（ステップ３３：ＮＯ）、第１開閉弁８が閉弁され（ステップ３４）、摩擦ダンパ特性が再び選択される。
Then, the direction of the relative displacement between the beams is reversed, and as the relative velocity VV between the beams rises from 0, the direction of the displacement of the
なお、図１８に示すように、建物Ｂの振動度合が比較的大きくないときには、梁間相対速度ＶＶが０又は０に近い非常に小さい値になり、特性切替期間ＰＲＳＰの開始時又はその開始直後では、ピストン３の変位の方向がまだ反転していないのにもかかわらず、ピストン速度ＶＰが０又は０に近い非常に小さい値になる。このため、この場合には、梁間相対速度ＶＶが０又は０に近い非常に小さい値になったと判別された時から、ピストン速度ＶＰが一旦、増大し、減少することで０又は０に近い非常に小さい値になったと判別された時までの期間が、特性切替期間ＰＲＳＰとして検出される。
As shown in FIG. 18, when the vibration degree of the building B is not relatively large, the relative velocity VV between beams becomes 0 or a very small value close to 0, and at the start of the characteristic switching period PRSP or immediately after the start thereof. , Even though the direction of displacement of the
また、図１８は、建物Ｂの振動度合が大きくない場合における振動抑制装置４１の動作例を示しているが、建物Ｂの振動度合が大きい場合にも、特性切替期間ＰＲＳＰが検出されているときには、第１開閉弁８の開弁により回転慣性質量ダンパ特性が選択され、検出されていないときには、第１開閉弁８の閉弁により摩擦ダンパ特性が選択され、上述した動作と同様の動作が行われる。
Further, FIG. 18 shows an operation example of the
以上のように、第３実施形態によれば、第２実施形態と同様、振動抑制装置４１が、第１実施形態の振動抑制装置１の第２連通管１６及び第２開閉弁１７を省略した構成を備えており、それにより、択一的に選択可能な回転慣性質量ダンパ特性及び摩擦ダンパ特性から成る２つの振動抑制特性を有する単一の装置を実現することができる。
As described above, according to the third embodiment, the
また、シリンダ２及びピストン３がそれぞれ、弾性を有する第１及び第２連結部材ＥＮ１’、ＥＮ２’を介して、建物Ｂの上下の梁ＢＵ、ＢＤに連結されており、梁間相対変位は、シリンダ２及びピストン３に伝達される。さらに、梁間相対変位が水平方向の一方の側の最大変位に達した時から、ピストン変位ＤＰの方向が反転する時までの期間、及び、梁間相対変位が水平方向の他方の側の最大変位に達した時から、ピストン変位ＤＰの方向が反転する時までの期間である特性切替期間ＰＲＳＰが検出される（図１３のステップ３３）。振動抑制装置４１の振動抑制特性として、ＰＲＳＰが検出されていないとき（ステップ３３：ＮＯ）には、摩擦ダンパ特性が選択され（ステップ３４）、ＰＲＳＰが検出されているとき（ステップ３３：ＹＥＳ）には、回転慣性質量ダンパ特性が選択される（ステップ２１）。以上により、図１４〜図１６を参照して前述した本発明の説明から明らかなように、建物Ｂのより大きな振動エネルギを吸収し、建物Ｂの振動を適切に抑制することができる。
Further, the
次に、図１９〜図２１を参照しながら、本発明の第４実施形態による振動抑制装置５１について説明する。図１９及び図２０において、第１実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を付している。以下、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
Next, the
図１と図１９の比較から明らかなように、振動抑制装置５１は、第１実施形態と比較して、第２開閉弁１７が省略されている点のみが、異なっている。また、図示しないものの、振動抑制装置５１は、第１実施形態の振動抑制装置１と同様（図２参照）、その第１及び第２取付具ＦＬ１、ＦＬ２が第１及び第２連結部材ＥＮ１、ＥＮ２にそれぞれ取り付けられており、シリンダ２及びピストン３が、建物Ｂの上下の梁ＢＵ、ＢＤにそれぞれ連結されている。
As is clear from the comparison between FIGS. 1 and 19, the
上述した振動抑制装置５１の構成から明らかなように、第１開閉弁８が開弁し、それにより第１連通管７が開放されているときには、建物Ｂの振動に伴ってピストン３で押圧された第１及び第２流体室２ｄ、２ｅ内の作動流体ＨＦは、第１及び第２連通管７、１６の両方を介して、第１及び第２流体室２ｄ、２ｅの一方から他方に流動する。その際、第１連通管７における作動流体ＨＦの流動が、歯車モータ９によって回転運動に変換された状態で回転マス１５に伝達される結果、回転マス１５が回転する。以上により、この場合には、振動抑制装置５１の振動抑制特性として、回転慣性質量ダンパ特性（回転慣性質量ダンパの振動抑制特性）が得られる。
As is clear from the configuration of the
一方、第１開閉弁８が閉弁し、それにより第１連通管７が閉鎖されているときには、ピストン３で押圧された第１及び第２流体室２ｄ、２ｅ内の作動流体ＨＦは、第１連通管７を介さずに、第２連通管１６を介して、第１及び第２流体室２ｄ、２ｅの一方から他方に流動する。以上により、この場合には、振動抑制装置５１の振動抑制特性として、粘性ダンパ特性（粘性ダンパの振動抑制特性）が得られる。
On the other hand, when the first on-off
以上のように、振動抑制装置５１は、択一的に選択可能な回転慣性質量ダンパ特性及び粘性ダンパ特性から成る２つの振動抑制特性を有している。図２０に示す制御装置５２は、図２１に示す処理を前記所定周期で繰り返し実行することによって、第１開閉弁８の開閉を制御し、それにより振動抑制装置５１の振動抑制特性として、回転慣性質量ダンパ特性又は粘性ダンパ特性が選択される。
As described above, the
また、図２１では、図５と同じ実行内容については、同じステップ番号を付しており、図２１と図５の比較から明らかなように、図２１に示す処理では、前記ステップ４及び１０が削除されており、前記ステップ３、５、６及び９に代えて、ステップ４１〜４４がそれぞれ実行される。以下、図２１に示す処理について、図５と異なる実行内容を中心に説明する。
Further, in FIG. 21, the same step numbers are assigned to the same execution contents as in FIG. 5, and as is clear from the comparison between FIGS. 21 and 5, in the process shown in FIG. 21,
前記ステップ２、７及び８の答のいずれかがＮＯのときには、第１開閉弁８を閉弁し（ステップ４１）、本処理を終了する。このように、建物が振動していないとき（ステップ２：ＮＯ）、建物Ｂの振動が開始されてから第１及び第２応答パラメータＲＥＳ１、ＲＥＳ２の算出が１回も完了していないとき（ステップ７：ＮＯ）、又は、第２応答パラメータＲＥＳ２が第１応答パラメータＲＥＳ１以下のとき（ステップ８：ＮＯ）には、第１開閉弁８が閉弁されることによって、振動抑制装置５１の振動抑制特性として粘性ダンパ特性が選択される。
When any of the answers in
また、ステップ２の答がＹＥＳで、建物の振動中であるときには、検出された振動加速度ＡＣＶに基づき、第１応答パラメータＲＥＳ１を算出し、更新する（ステップ４２）。更新されたＲＥＳ１は、ＲＡＭに記憶される。この第１応答パラメータＲＥＳ１は、第１開閉弁８が開弁されることで回転慣性質量ダンパ特性が選択されていると仮定した場合における建物Ｂの最大絶対加速度応答であり、その算出手法及び更新手法は、第１実施形態で説明した第１応答パラメータＲＥＳ１のそれらと同様である。
If the answer in
ステップ４２に続くステップ４３では、振動加速度ＡＣＶに基づき、第２応答パラメータＲＥＳ２を算出するとともに、更新した後、前記ステップ７以降を実行する。更新されたＲＥＳ２は、ＲＡＭに記憶される。この第２応答パラメータＲＥＳ２は、第１開閉弁８が閉弁されることで粘性ダンパ特性が選択されていると仮定した場合における建物Ｂの最大絶対加速度応答であり、その算出手法及び更新手法は、第１実施形態で説明した第２応答パラメータＲＥＳ２のそれらと同様である。
In
また、ステップ８の答がＹＥＳで、第１応答パラメータＲＥＳ１が第２応答パラメータＲＥＳ２よりも小さいときには、第１開閉弁８を開弁し（ステップ４４）、本処理を終了する。これにより、この場合（ＲＥＳ１＜ＲＥＳ２）には、振動抑制装置５１の振動抑制特性として回転慣性質量ダンパ特性が選択される。
When the answer in
以上のように、第４実施形態によれば、振動抑制装置５１が、第１実施形態の振動抑制装置１の第２開閉弁１７を省略した構成を備えており、それにより、択一的に選択可能な回転慣性質量ダンパ特性及び粘性ダンパ特性から成る２つの振動抑制特性を有する単一の装置を実現することができる。
As described above, according to the fourth embodiment, the
さらに、シリンダ２及びピストン３が、建物Ｂの上下の梁ＢＵ、ＢＤにそれぞれ連結されており、梁間相対変位は、シリンダ２及びピストン３に伝達される。また、第１開閉弁８が開弁されることにより回転慣性質量ダンパ特性が選択されていると仮定した場合における建物Ｂの最大絶対加速度応答である第１応答パラメータＲＥＳ１が算出されるとともに、第１開閉弁８が閉弁されることで粘性ダンパ特性が選択されていると仮定した場合における建物Ｂの最大絶対加速度応答である第２応答パラメータＲＥＳ２が算出される。そして、ＲＥＳ１＜ＲＥＳ２のときには、回転慣性質量ダンパ特性が選択され、ＲＥＳ２≦ＲＥＳ１のときには、粘性ダンパ特性が選択される。以上により、振動抑制装置５１の振動抑制特性を適切に選択でき、ひいては、建物Ｂの振動を適切に抑制することができる。
Further, the
次に、図２２〜図２５を参照しながら、本発明の第５実施形態による振動抑制装置６１について説明する。この振動抑制装置６１は、第１実施形態と比較して、第１及び第２連通管７、１６の構成と、第１及び第２開閉弁８、１７に代えて開閉弁６４が設けられていることが、主に異なっている。図２２及び図２４において、第１実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を付している。以下、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
Next, the
図２２及び図２３に示すように、第１及び第２連通管７、１６の一端部は、互いに集合するとともに、開閉弁６４、及び、互いに共通の第１集合管６２を介して、第１流体室２ｄに連通している。また、第１及び第２連通管７、１６の他端部は、互いに集合するとともに、互いに共通の第２集合管６３を介して、第２流体室２ｅに連通している。
As shown in FIGS. 22 and 23, one ends of the first and
また、図２３に示すように、開閉弁６４は、いわゆる三方型のロータリーバルブであり、弁箱６５と、弁箱６５に収容された弁体６６と、弁体６６に連結された電気モータ（図示せず）を有している。弁箱６５には、その内側に円柱状の収容穴６５ａが設けられるとともに、その壁部に、第１連通口６５ｂ、第２連通口６５ｃ、及び第３連通口６５ｄが形成されており、第１〜第３連通口６５ｂ〜６５ｄは収容穴６５ａに連通している。また、弁箱６５は、第１及び第２連通管７、１６の一端部ならびに第１集合管６２の第１流体室２ｄと反対側の端部に接続されており、第１〜第３連通口６５ｂ〜６５ｄは、第１及び第２連通管７、１６ならびに第１集合管６２にそれぞれ連通している。
Further, as shown in FIG. 23, the on-off
弁体６６は、円柱状に形成されるとともに、径方向に貫通する連通孔６６ａが形成されており、シール（図示せず）を介して収容穴６５ａに嵌合している。また、弁体６６は、図２３（ａ）に示す第１開放位置と、図２３（ｂ）に示す第２開放位置と、図２３（ｃ）に示す閉鎖位置との間で回動自在である。
The
図２３（ａ）に示すように、弁体６６が第１開放位置にあるときには、弁体６６の連通孔６６ａが、弁箱６５の第１及び第３連通口６５ｂ、６５ｄに連通し、それにより第１連通管７が開放されることによって、第１連通管７及び第１流体室２ｄが、連通孔６６ａ、第１及び第３連通口６５ｂ、６５ｄならびに第１集合管６２を介して、互いに連通する。また、この場合には、第２連通口６５ｃが弁体６６で閉鎖されることによって、第２連通管１６が閉鎖される。
As shown in FIG. 23 (a), when the
また、図２３（ｂ）に示すように、弁体６６が第２開放位置にあるときには、弁体６６の連通孔６６ａが、第２及び第３連通口６５ｃ、６５ｄに連通し、それにより第２連通管１６が開放されることによって、第２連通管１６及び第１流体室２ｄが、連通孔６６ａ、第２及び第３連通口６５ｃ、６５ｄならびに第１集合管６２を介して、互いに連通する。また、この場合には、第１連通口６５ｂが弁体６６で閉鎖されることによって、第１連通管７が閉鎖される。さらに、図２３（ｃ）に示すように、弁体６６が閉鎖位置にあるときには、第１〜第３連通口６５ｂ〜６５ｄが弁体６６で閉鎖されることによって、第１及び第２連通管７、１６ならびに第１集合管６２が同時に閉鎖される。
Further, as shown in FIG. 23B, when the
また、電気モータを含む開閉弁６４は、制御装置７１に接続されており（図２４参照）、その動作が制御装置７１からの制御信号によって制御される。
Further, the on-off
以上の構成の振動抑制装置６１は、図示しないものの、第１実施形態の振動抑制装置１と同様（図２参照）、その第１及び第２取付具ＦＬ１、ＦＬ２が第１及び第２連結部材ＥＮ１、ＥＮ２にそれぞれ取り付けられており、シリンダ２及びピストン３が、建物Ｂの上下の梁ＢＵ、ＢＤにそれぞれ連結されている。
Although not shown, the
これまでに述べた振動抑制装置６１の構成から明らかなように、開閉弁６４により第１連通管７が開放されると同時に第２連通管１６が閉鎖されているとき（弁体６６が第１開放位置に位置しているとき）には、建物Ｂの振動に伴ってピストン３で押圧された第１及び第２流体室２ｄ、２ｅ内の作動流体ＨＦは、第１連通管７、第１及び第２集合管６２、６３を介して、第１及び第２流体室２ｄ、２ｅの一方から他方に流動する。その際、第１連通管７における作動流体ＨＦの流動が、歯車モータ９によって回転運動に変換された状態で回転マス１５に伝達される結果、回転マス１５が回転する。以上により、この場合には、振動抑制装置６１の振動抑制特性として、回転慣性質量ダンパ特性（回転慣性質量ダンパの振動抑制特性）が得られる。
As is clear from the configuration of the
また、開閉弁６４により第１連通管７が閉鎖されると同時に第２連通管１６が開放されているとき（弁体６６が第２開放位置に位置しているとき）には、ピストン３で押圧された第１及び第２流体室２ｄ、２ｅ内の作動流体ＨＦは、第１連通管７を介さずに、第２連通管１６、第１及び第２集合管６２、６３を介して、第１及び第２流体室２ｄ、２ｅの一方から他方に流動する。以上により、この場合には、振動抑制装置６１の振動抑制特性として、粘性ダンパ特性（粘性ダンパの振動抑制特性）が得られる。
Further, when the
さらに、開閉弁６４により第１及び第２連通管７、１６が同時に閉鎖されているとき（弁体６６が閉鎖位置に位置しているとき）には、ピストン３で押圧された第１及び第２流体室２ｄ、２ｅ内の作動流体ＨＦが押圧されても、第１又は第２流体室２ｄ、２ｅ内の作動流体ＨＦの圧力が前記上限値に達しない限り、第１及び第２流体室２ｄ、２ｅが互いに連通せず、ピストン３がシリンダ２に対して動かなくなり、達したときに、ピストン３がシリンダ２内を摺動する。以上により、この場合には、振動抑制装置６１の振動抑制特性として、摩擦ダンパ特性（摩擦ダンパの振動抑制特性）が得られる。
Further, when the first and
以上のように、振動抑制装置６１は、択一的に選択可能な回転慣性質量ダンパ特性、粘性ダンパ特性及び摩擦ダンパ特性から成る３つの振動抑制特性を有している。制御装置７１は、図２５に示す処理を前記所定周期で繰り返し実行することによって、開閉弁６４の開閉を制御し、それにより振動抑制装置６１の振動抑制特性として、回転慣性質量ダンパ特性、粘性ダンパ特性又は摩擦ダンパ特性が選択される。
As described above, the
また、図２５では、図５と同じ実行内容については、同じステップ番号を付しており、図２５と図５の比較から明らかなように、図２５に示す処理では、前記ステップ３、９及び１０に代えて、次に説明するステップ５１、５２及び５３が実行される。以下、制御処理について、図５と異なる実行内容を中心に説明するとともに、弁体６６を第１開放位置に位置させるように制御することを「開閉弁６４を第１開放状態に制御する」といい、弁体６６を第２開放位置に位置させるように制御することを「開閉弁６４を第２開放状態に制御する」というとともに、弁体６６を閉鎖位置に位置させるように制御することを「開閉弁６４を閉鎖状態に制御する」という。
Further, in FIG. 25, the same step numbers are assigned to the same execution contents as in FIG. 5, and as is clear from the comparison between FIGS. 25 and 5, in the process shown in FIG. 25,
前記ステップ２、７及び８の答のいずれかがＮＯのとき（建物Ｂが振動中でないとき、建物Ｂの振動が開始されてからＲＥＳ１、ＲＥＳ２の算出が１回も完了していないとき、又は、ＲＥＳ２≦ＲＥＳ１のとき）には、開閉弁６４を第２開放状態に制御し（ステップ５１）、本処理を終了する。これにより、この場合には、開閉弁６４で第１連通管７が閉鎖されるとともに第２連通管１６が開放されることによって、振動抑制装置６１の振動抑制特性として粘性ダンパ特性が選択される。
When any of the answers in
一方、ステップ８の答がＹＥＳのとき（ＲＥＳ１＜ＲＥＳ２）には、開閉弁６４を第１開放状態に制御し（ステップ５２）、本処理を終了する。これにより、この場合には、開閉弁６４で第１連通管７が開放されるとともに第２連通管１６が閉鎖されることによって、振動抑制装置６１の振動抑制特性として回転慣性質量ダンパ特性が選択される。
On the other hand, when the answer in
一方、前記ステップ４の答がＮＯのとき（ＤＶ＞ＤＶＲＥＦ）には、開閉弁６４を閉鎖状態に制御し（ステップ５３）、本処理を終了する。これにより、この場合には、開閉弁６４で第１及び第２連通管７、１６が同時に閉鎖されることによって、振動抑制装置６１の振動抑制特性として摩擦ダンパ特性が選択される。
On the other hand, when the answer in
以上のように、第５実施形態の振動抑制装置６１によれば、第１及び第２連通管７、１６が第１流体室２ｄに、開閉弁６４、及び、共通の第１集合管６２を介して連通しており、その他の歯車モータ９や回転マス１５などの構成は第１実施形態と同様である。また、開閉弁６４によって、第１連通管７が開放されると同時に第２連通管１６が閉鎖され、第１連通管７が閉鎖されると同時に第２連通管１６が開放されるとともに、第１及び第２連通管７、１６が同時に閉鎖される。以上により、第１実施形態と同様、択一的に選択可能な回転慣性質量ダンパ特性、粘性ダンパ特性及び摩擦ダンパ特性から成る３つの振動抑制特性を有する単一の装置を実現することができる。
As described above, according to the
さらに、第１実施形態と同様、シリンダ２及びピストン３が、建物Ｂの上下の梁ＢＵ、ＢＤにそれぞれ連結されており、梁間相対変位は、シリンダ２及びピストン３に伝達される。また、回転慣性質量ダンパ特性が選択されていると仮定した場合における建物Ｂの最大絶対加速度応答である第１応答パラメータＲＥＳ１が算出される（前記ステップ５）とともに、粘性ダンパ特性が選択されていると仮定した場合における建物Ｂの最大絶対加速度応答である第２応答パラメータＲＥＳ２が算出される（前記ステップ６）。
Further, as in the first embodiment, the
そして、第１実施形態で説明した第１及び第２制御モードによる制御が開閉弁６４について行われ、それにより、ＲＥＳ１＜ＲＥＳ２のときには、回転慣性質量ダンパ特性が選択され、ＲＥＳ２≦ＲＥＳ１のときには、粘性ダンパ特性が選択される。さらに、振動度合パラメータＤＶが所定値ＤＶＲＥＦよりも大きく、建物Ｂの振動度合が比較的大きいときには、第２制御モードによる制御が開閉弁６４について行われ、それにより摩擦ダンパ特性が選択される。以上により、振動抑制装置６１の振動抑制特性を適切に選択でき、ひいては、建物Ｂの振動を適切に抑制することができる。
Then, control by the first and second control modes described in the first embodiment is performed on the on-off
なお、本発明は、説明した第１〜第５実施形態（以下、総称する場合「実施形態」という）に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、作動流体ＨＦをシリコンオイルで構成しているが、粘性を有する他の適当な流体で構成してもよい。また、実施形態では、シリンダ２、ピストン３及び第１連通管７の断面形状は、円形であるが、角形でもよい。このことは、第１実施形態の第２連通管１６についても同様に当てはまる。
The present invention is not limited to the first to fifth embodiments described above (hereinafter, collectively referred to as "embodiments"), and can be implemented in various embodiments. For example, in the embodiment, the working fluid HF is composed of silicone oil, but may be composed of another suitable viscous fluid. Further, in the embodiment, the cross-sectional shape of the
さらに、実施形態では、本発明の第１連通路として、シリンダ２に接続された第１連通管７を用いているが、シリンダの周壁に形成された連通路を用いてもよい。この場合、連通路は、周壁の内部において軸線方向に延びるとともに、その両端で径方向に延びて第１及び第２流体室に連通する孔状の通路で構成される。このことは、第２連通管１６についても同様に当てはまる。あるいは、第４実施形態に関しては、本発明の第２連通路として、ピストン３に形成された軸線方向に貫通する連通孔を用いてもよい。
Further, in the embodiment, the
また、第５実施形態では、第１及び第２連通管７、１６の各々の一端部及び他端部をそれぞれ、第１及び第２集合管６２、６３を介して第１及び第２流体室２ｄ、２ｅに連通させているが、第２集合管６３を削除するとともに、第１及び第２連通管７、１６の他端部を別個に第２流体室２ｅに連通させてもよい。あるいは、開閉弁６４を第２集合管６３側に設け、第１集合管６２を削除するとともに、第１及び第２連通管７、１６の各々の一端部を別個に第１流体室２ｄに連通させてもよい。
Further, in the fifth embodiment, one end and the other end of the first and
さらに、第１〜第４実施形態では、電磁弁で構成された第１開閉弁８を用いているが、油圧や空気圧で駆動されるタイプの開閉弁を用いてもよい。また、全開及び全閉に択一的に制御可能な第１開閉弁８を用いているが、開度をリニアに制御可能な開閉弁を用いてもよい。これらのことは、第１実施形態の第２開閉弁１７についても同様に当てはまる。また、第１実施形態では、第１及び第２開閉弁８、１７がそれぞれ、常閉式及び常開式であるが、これとは逆に、常開式及び常閉式でもよい。この第１開閉弁８に関するバリエーションは、第４実施形態についても同様に当てはまる。さらに、第２及び第３実施形態では、第１開閉弁８が常開式であるが、常閉式でもよい。また、第５実施形態では、開閉弁６４を、ロータリーバルブで構成しているが、他の適当なバルブ、例えばスプールバルブで構成してもよい。
Further, in the first to fourth embodiments, the first on-off
さらに、実施形態では、本発明における動力変換機構として、外接歯車型の歯車モータ９を用いているが、作動流体の流動を回転運動に変換した状態で回転マスに伝達する他の適当な機構を用いてもよい。例えば、内接歯車型の歯車モータや、本出願人による特許第5191579号の図５などに記載されたスクリュー機構、ベーンモータなどの圧力モータを用いてもよい。また、実施形態では、第１及び第２リリーフ弁５、６が開弁する作動流体ＨＦの圧力を、互いに同じ上限値に設定しているが、互いに異なる値に設定してもよい。
Further, in the embodiment, the external gear
さらに、実施形態では、ロッド４がピストン３の軸線方向の一方の側（右側）に延びているが、両側に延びるように設けてもよく、その場合には、ロッドをシリンダの両外側に延びるように設けてもよい。また、実施形態では、第１及び第２連結部材ＥＮ１、ＥＮ２、ＥＮ１’、ＥＮ２’を、Ｈ型鋼で構成しているが、他の適当な材料、例えばロ型鋼や、ゴム、ケーブルなどで構成してもよい。第１及び第２連結部材をケーブルで構成する場合、ケーブルは、ピストンの軸線方向の両外側に延びるように設けられ、その一端部及び他端部が下梁に連結される。さらに、実施形態では、鉛直に延びる第１及び第２連結部材ＥＮ１、ＥＮ２、ＥＮ１’、ＥＮ２’を用いているが、Ｖ字又は逆Ｖ字のブレース状に延びる連結部材を用いてもよい。
Further, in the embodiment, the
また、実施形態では、ロッド４をピストン３に直接、連結しているが、本出願人による特許第5191579号の図２などに記載されているように、皿ばねを介して連結してもよい。この場合、シリンダの一端部に設けられた第１取付具及びロッドの一端部に設けられた第２取付具をそれぞれ、第１及び第２伝達部材を介さずに、上梁及び下梁に直接、ブレース状に連結してもよい。あるいは、本出願人による特開2016-070307号公報の図２などに記載されているように、ロッドをピストンに、ケーブル、定滑車及び動滑車を介して連結してもよい。さらに、実施形態では、ピストン３を下梁ＢＤに、ロッド４を介して連結しているが、本出願人による特開2016-056573号公報の図２などに記載されているように、ケーブル、定滑車及び動滑車を介して連結してもよい。
Further, in the embodiment, the
また、実施形態では、シリンダ２を、第１連結部材ＥＮ１、ＥＮ１’を介して上梁ＢＵに連結するとともに、ピストン３を、第２連結部材ＥＮ２、ＥＮ２’を介して下梁ＢＤに連結しているが、シリンダ及びピストンの一方を、当該一方が連結される上梁及び下梁の一方に連結部材を介さずに直接、連結するとともに、シリンダ及びピストンの他方を、当該他方が連結される上梁及び下梁の他方に連結部材を介して連結してもよい。
Further, in the embodiment, the
さらに、第１、第４及び第５実施形態では、第１応答パラメータＲＥＳ１は、回転慣性質量ダンパ特性が選択されていると仮定した場合における建物Ｂの最大絶対加速度応答であるが、回転慣性質量ダンパ特性が選択されていると仮定した場合における建物の振動に対する応答を表す他の適当なパラメータ、例えば、最大相対変位応答や、最大相対速度応答でもよい。これらのパラメータの算出手法については、「新・地震動のスペクトル解析入門 著者：大崎順彦 発行所：鹿島出版会」の第７章「応答スペクトル」を参照されたい。これらのことは、第２応答パラメータＲＥＳ２についても同様に当てはまる。
Further, in the first, fourth and fifth embodiments, the first response parameter RES1 is the maximum absolute acceleration response of the building B under the assumption that the rotational inertia mass damper characteristic is selected, but the rotational inertia mass. Other suitable parameters representing the response to the vibration of the building, assuming that the damper characteristics are selected, may be, for example, the maximum relative displacement response or the maximum relative velocity response. For the calculation method of these parameters, refer to
また、第１、第４及び第５実施形態では、第１応答パラメータＲＥＳ１が第２応答パラメータＲＥＳ２よりも小さいときに、回転慣性質量ダンパ特性を選択し、第２応答パラメータＲＥＳ２が第１応答パラメータＲＥＳ１以下のときに、粘性ダンパ特性を選択しているが、第１応答パラメータＲＥＳ１が第２応答パラメータＲＥＳ２以下のときに、回転慣性質量ダンパ特性を選択し、第２応答パラメータＲＥＳ２が第１応答パラメータＲＥＳ１よりも小さいときに、粘性ダンパ特性を選択してもよい。 Further, in the first, fourth and fifth embodiments, when the first response parameter RES1 is smaller than the second response parameter RES2, the rotational inertia mass damper characteristic is selected, and the second response parameter RES2 is the first response parameter. When the viscous damper characteristic is selected when it is RES1 or less, the rotational inertia mass damper characteristic is selected when the first response parameter RES1 is the second response parameter RES2 or less, and the second response parameter RES2 is the first response. The viscous damper characteristic may be selected when it is less than the parameter RES1.
さらに、第１実施形態では、建物Ｂが振動中でないとき、また、第１及び第２応答パラメータの算出が１回も完了していないときに、第１及び第２開閉弁８、１７をそれぞれ閉弁及び開弁し（図５のステップ３）、粘性ダンパ特性を選択しているが、第１及び第２開閉弁をそれぞれ開弁及び閉弁し、回転慣性質量ダンパ特性を選択してもよく、あるいは、第１及び第２開閉弁８、１７をいずれも閉弁し、摩擦ダンパ特性を選択してもよい。これらのことは適宜、第４及び第５実施形態についても同様に当てはまる。また、第２及び第３実施形態では、建物Ｂが振動中でないときに、第１開閉弁８を開弁し（図１０及び図１３のステップ２１）、回転慣性質量ダンパ特性を選択しているが、第１開閉弁を閉弁し、摩擦ダンパ特性を選択してもよい。
Further, in the first embodiment, when the building B is not vibrating and when the calculation of the first and second response parameters has not been completed even once, the first and second on-off
さらに、第１、第２及び第５実施形態では、振動度合パラメータＤＶは、上梁ＢＵの絶対変位と下梁ＢＤの絶対変位との偏差の絶対値であるが、建物Ｂの振動度合を表す他の適当なパラメータ、例えば、建物に入力される振動加速度や、上梁の振動加速度と下梁の振動加速度との差の絶対値などでもよい。 Further, in the first, second and fifth embodiments, the vibration degree parameter DV is an absolute value of the deviation between the absolute displacement of the upper beam BU and the absolute displacement of the lower beam BD, and represents the vibration degree of the building B. Other suitable parameters may be, for example, the vibration acceleration input to the building, or the absolute value of the difference between the vibration acceleration of the upper beam and the vibration acceleration of the lower beam.
また、第１、第２、第４及び第５実施形態では、第１及び第２連結部材ＥＮ１、ＥＮ２を比較的高い剛性を有する材料で構成し、回転慣性質量ダンパ特性を選択しているときに、回転慣性質量効果により建物Ｂの振動周期を伸長させて、建物Ｂの振動を抑制しているが、第１及び第２連結部材ならびに回転慣性質量ダンパとして機能する振動抑制装置で付加振動系を構成するとともに、付加振動系の固有振動数を建物の固有振動数に同調させることによって、建物の振動を抑制してもよい。この場合、第１及び第２連結部材の剛性及び回転マスの回転慣性質量を調整することによって、付加振動系の固有振動数が、建物の固有振動数に同調するように設定される。また、このように第１及び第２連結部材の剛性を調整した場合、粘性ダンパ特性が選択されているときには、第１及び第２連結部材ならびに振動抑制装置によってMaxwell型の付加系が構成され、振動抑制装置に入力される加振振動数が高いほど、また、第１及び第２連結部材の剛性が低いほど、振動抑制装置の粘性減衰効果が小さくなる傾向にある。 Further, in the first, second, fourth and fifth embodiments, when the first and second connecting members EN1 and EN2 are made of a material having relatively high rigidity and the rotational inertia mass damper characteristic is selected. In addition, the vibration cycle of the building B is extended by the rotational inertia mass effect to suppress the vibration of the building B, but the additional vibration system is provided by the first and second connecting members and the vibration suppression device that functions as the rotational inertia mass damper. The vibration of the building may be suppressed by synchronizing the natural frequency of the additional vibration system with the natural frequency of the building. In this case, the natural frequency of the additional vibration system is set to be synchronized with the natural frequency of the building by adjusting the rigidity of the first and second connecting members and the rotational inertia mass of the rotating mass. Further, when the rigidity of the first and second connecting members is adjusted in this way, when the viscous damper characteristic is selected, the Maxwell type additional system is configured by the first and second connecting members and the vibration suppression device. The higher the excitation frequency input to the vibration suppression device and the lower the rigidity of the first and second connecting members, the smaller the viscous damping effect of the vibration suppression device tends to be.
さらに、第１実施形態では、第１及び第２開閉弁８、１７をいずれも閉弁することで摩擦ダンパ特性が選択できるように、振動抑制装置１を構成しているが、図５のステップ４及び１０を削除し、それにより、第１及び第２開閉弁がいずれも閉弁されないように構成することによって、摩擦ダンパ特性を積極的に選択できずに、回転慣性質量ダンパ特性及び粘性ダンパ特性を択一的に選択できるように、振動抑制装置を構成してもよい。あるいは、第１及び第２リリーフ弁５、６を省略することによって、摩擦ダンパ特性を選択できずに、回転慣性質量ダンパ及び粘性ダンパ特性を選択できるように、振動抑制装置を構成してもよい。このことは、第５実施形態についても同様に当てはまる。また、実施形態で説明した振動抑制特性の選択手法は、あくまで例示であり、他の適当な選択手法を採用してもよいことは、もちろんである。
Further, in the first embodiment, the
さらに、実施形態では、シリンダ２を上梁ＢＵに、ピストン３を下梁ＢＤに、それぞれ連結しているが、これとは逆に、シリンダ２を下梁ＢＤに、ピストン３を上梁ＢＵに、それぞれ連結してもよい。また、実施形態では、本発明における第１及び第２部位はそれぞれ、上梁ＢＵ及び下梁ＢＤであるが、建物Ｂが立設された基礎及び建物Ｂを含む系内の他の適当な所定の２つの部位、例えば基礎及び建物の上端部でもよい。特に、上述したように、摩擦ダンパ特性を積極的に選択できないように振動抑制装置を構成した場合には、振動抑制装置を、いわゆる免震装置として機能するように、構造物と基礎の間に設けてもよい。
Further, in the embodiment, the
さらに、実施形態は、本発明による振動抑制装置１、３１、４１、５１、６１を、建物Ｂに適用した例であるが、他の適当な構造物、例えば、橋梁や、クレーン、ラック倉庫などに適用してもよい。以上の実施形態に関するバリエーションを適宜、組み合わせて採用してもよいことは、もちろんである。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
Further, the embodiment is an example in which the
Ｂ 建物（構造物）
ＢＵ 上梁（第１部位）
ＢＤ 下梁（第２部位）
１ 振動抑制装置
２ シリンダ
２ｄ 第１流体室
２ｅ 第２流体室
３ ピストン
５ 第１リリーフ弁（第１リリーフ機構）
６ 第２リリーフ弁（第２リリーフ機構）
７ 第１連通管（第１連通路、連通路）
８ 第１開閉弁（開閉弁）
９ 歯車モータ（動力変換機構）
１５ 回転マス
１６ 第２連通管（第２連通路）
１７ 第２開閉弁
ＨＦ 作動流体
２１ 制御装置（第１応答パラメータ算出手段、第２応答パラメータ算出手段、制御 手段、振動度合パラメータ検出手段）
２４ 第３加速度センサ（振動加速度検出手段）
ＡＣＶ 振動加速度
ＤＶ 振動度合パラメータ
ＲＥＳ１ 第１応答パラメータ
ＲＥＳ２ 第２応答パラメータ
３１ 振動抑制装置
３２ 制御装置（振動度合パラメータ検出手段、制御手段）
４１ 振動抑制装置
４２ 制御装置（特性切替期間検出手段、制御手段）
ＥＮ１’ 第１連結部材（連結部材）
ＥＮ２’ 第２連結部材（連結部材）
ＰＲＳＰ 特性切替期間
５１ 振動抑制装置
５２ 制御装置（第１応答パラメータ算出手段、第２応答パラメータ算出手段、制御 手段）
６１ 振動抑制装置
６２ 第１集合管（集合通路）
６４ 開閉弁
７１ 制御装置（第１応答パラメータ算出手段、第２応答パラメータ算出手段、制御 手段、振動度合パラメータ検出手段）
ＡＤ 振動抑制装置
Ｃ シリンダ
ｂｄ 下梁（第１部位）
ｂｕ 上梁（第２部位）
Ｅ 連結部材
B building (structure)
BU upper beam (1st part)
BD lower beam (second part)
1
6 Second relief valve (second relief mechanism)
7 1st communication pipe (1st communication passage, communication passage)
8 First on-off valve (on-off valve)
9 Gear motor (power conversion mechanism)
15 Rotating
17 Second on-off valve
24 Third acceleration sensor (vibration acceleration detecting means)
ACV vibration acceleration DV vibration degree parameter RES1 first response parameter RES2
41
EN1'First connecting member (connecting member)
EN2'Second connecting member (connecting member)
PRSP
61
64 On-off
AD vibration suppression device C cylinder bd lower beam (first part)
bu Upper beam (second part)
E connecting member
Claims (9)
前記構造物を含む系内の第１部位に連結されたシリンダと、
当該シリンダ内に軸線方向に摺動自在に設けられ、前記シリンダ内を、第１流体室と第２流体室に区画するとともに、前記系内の第２部位に連結されたピストンと、
前記第１及び第２流体室に充填された作動流体と、
前記ピストンをバイパスし、前記第１及び第２流体室に連通する第１連通路と、
当該第１連通路を開閉する第１開閉弁と、
回転自在の回転マスと、
前記第１連通路における作動流体の流動を回転運動に変換し、前記回転マスに伝達する動力変換機構と、
前記ピストンをバイパスし、前記第１及び第２流体室に連通するとともに、前記第１連通路と並列に設けられた第２連通路と、
当該第２連通路を開閉する第２開閉弁と、
前記構造物に入力された振動加速度を検出する振動加速度検出手段と、
前記第１開閉弁が開弁状態にあり、かつ前記第２開閉弁が閉弁状態にあると仮定したときの前記構造物の振動に対する応答を表す第１応答パラメータを、前記検出された振動加速度に応じて算出する第１応答パラメータ算出手段と、
前記第１開閉弁が閉弁状態にあり、かつ前記第２開閉弁が開弁状態にあると仮定したときの前記構造物の振動に対する応答を表す第２応答パラメータを、前記振動加速度に応じて算出する第２応答パラメータ算出手段と、
前記算出された第１応答パラメータと前記第２応答パラメータとの比較結果に基づいて、前記第１及び第２開閉弁の開閉を制御する第１制御モードを実行する制御手段と、
を備えることを特徴とする構造物の振動抑制装置。 It is a vibration suppression device for structures to suppress vibrations in structures.
A cylinder connected to the first part of the system containing the structure,
A piston that is slidably provided in the cylinder in the axial direction, divides the cylinder into a first fluid chamber and a second fluid chamber, and is connected to a second portion in the system.
The working fluid filled in the first and second fluid chambers and
A first passage that bypasses the piston and communicates with the first and second fluid chambers.
The first on-off valve that opens and closes the first passage, and
With a rotatable rotating mass,
A power conversion mechanism that converts the flow of the working fluid in the first passage into rotary motion and transmits it to the rotary mass.
Bypassing the piston, communicating with the first and second fluid chambers, and a second passage provided in parallel with the first passage,
A second on-off valve that opens and closes the second passage, and
Vibration acceleration detecting means for detecting the vibration acceleration input to the structure, and
The detected vibration acceleration is set to the first response parameter representing the response to the vibration of the structure when the first on-off valve is in the valve open state and the second on-off valve is in the closed state. The first response parameter calculation means calculated according to
The second response parameter representing the response to the vibration of the structure when it is assumed that the first on-off valve is in the closed state and the second on-off valve is in the open state is set according to the vibration acceleration. The second response parameter calculation means to be calculated and
A control means for executing the first control mode for controlling the opening and closing of the first and second on-off valves based on the result of comparison between the calculated first response parameter and the second response parameter.
A vibration suppression device for a structure, which comprises.
前記ピストンに設けられ、前記第２流体室内の作動流体の圧力が第２所定値に達したときに前記第２及び第１流体室を互いに連通させる第２リリーフ機構と、をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の構造物の振動抑制装置。 A first relief mechanism provided on the piston and communicating the first and second fluid chambers with each other when the pressure of the working fluid in the first fluid chamber reaches a first predetermined value.
It is further provided with a second relief mechanism provided on the piston and communicating the second and first fluid chambers with each other when the pressure of the working fluid in the second fluid chamber reaches a second predetermined value. The vibration suppression device for the structure according to claim 1 .
前記制御手段は、前記検出された振動度合パラメータで表される前記構造物の振動度合が所定値以下のときに、前記第１制御モードを実行し、前記振動度合パラメータで表される前記構造物の振動度合が前記所定値よりも大きいときに、前記第１及び第２開閉弁を閉弁状態に制御する第２制御モードを実行することを特徴とする、請求項２に記載の構造物の振動抑制装置。 Further, a vibration degree parameter detecting means for detecting a vibration degree parameter representing the vibration degree of the structure is provided.
The control means executes the first control mode when the vibration degree of the structure represented by the detected vibration degree parameter is equal to or less than a predetermined value, and the structure represented by the vibration degree parameter. of when the vibration degree is greater than the predetermined value, and executes a second control mode for controlling said first and second on-off valve in the closed state, the structure according to claim 2 Vibration suppression device.
前記構造物を含む系内の第１部位に連結されたシリンダと、
当該シリンダ内に軸線方向に摺動自在に設けられ、前記シリンダ内を、第１流体室と第２流体室に区画するとともに、前記系内の第２部位に連結されたピストンと、
前記第１及び第２流体室に充填された作動流体と、
前記ピストンをバイパスし、前記第１及び第２流体室に連通する連通路と、
当該連通路を開閉する開閉弁と、
回転自在の回転マスと、
前記連通路における作動流体の流動を回転運動に変換し、前記回転マスに伝達する動力変換機構と、
前記ピストンに設けられ、前記第１流体室内の作動流体の圧力が第１所定値に達したときに前記第１及び第２流体室を互いに連通させる第１リリーフ機構と、
前記ピストンに設けられ、前記第２流体室内の作動流体の圧力が第２所定値に達したときに前記第２及び第１流体室を互いに連通させる第２リリーフ機構と、
前記構造物の振動度合を表す振動度合パラメータを検出する振動度合パラメータ検出手段と、
当該検出された振動度合パラメータで表される前記構造物の振動度合が所定値以下のときに、前記開閉弁を開弁し、前記所定値よりも大きいときに、前記開閉弁を閉弁する制御手段と、
を備えることを特徴とする構造物の振動抑制装置。 It is a vibration suppression device for structures to suppress vibrations in structures.
A cylinder connected to the first part of the system containing the structure,
A piston that is slidably provided in the cylinder in the axial direction, divides the cylinder into a first fluid chamber and a second fluid chamber, and is connected to a second portion in the system.
The working fluid filled in the first and second fluid chambers and
A communication passage that bypasses the piston and communicates with the first and second fluid chambers,
An on-off valve that opens and closes the passageway,
With a rotatable rotating mass,
A power conversion mechanism that converts the flow of the working fluid in the communication passage into rotary motion and transmits it to the rotary mass.
A first relief mechanism provided on the piston and communicating the first and second fluid chambers with each other when the pressure of the working fluid in the first fluid chamber reaches a first predetermined value.
A second relief mechanism provided on the piston and communicating the second and first fluid chambers with each other when the pressure of the working fluid in the second fluid chamber reaches a second predetermined value.
A vibration degree parameter detecting means for detecting a vibration degree parameter representing the vibration degree of the structure, and
Control to open the on-off valve when the vibration degree of the structure represented by the detected vibration degree parameter is equal to or less than a predetermined value, and to close the on-off valve when the vibration degree is greater than the predetermined value. Means and
A vibration suppression device for a structure, which comprises.
前記構造物を含む系内の第１部位に連結されたシリンダと、
当該シリンダ内に軸線方向に摺動自在に設けられ、前記シリンダ内を、第１流体室と第２流体室に区画するとともに、前記系内の第２部位に連結されたピストンと、
弾性を有し、前記シリンダ及び前記ピストンの少なくとも一方を、当該少なくとも一方に対応する前記第１及び第２部位の少なくとも一方に連結するための連結部材と、
前記第１及び第２流体室に充填された作動流体と、
前記ピストンをバイパスし、前記第１及び第２流体室に連通する連通路と、
当該連通路を開閉する開閉弁と、
回転自在の回転マスと、
前記連通路における作動流体の流動を回転運動に変換し、前記回転マスに伝達する動力変換機構と、
前記ピストンに設けられ、前記第１流体室内の作動流体の圧力が第１所定値に達したときに前記第１及び第２流体室を互いに連通させる第１リリーフ機構と、
前記ピストンに設けられ、前記第２流体室内の作動流体の圧力が第２所定値に達したときに前記第２及び第１流体室を互いに連通させる第２リリーフ機構と、
前記構造物の振動に伴う前記第１部位と前記第２部位の間の水平方向の相対変位が水平方向の一方の側の最大変位に達した時から、前記シリンダに対する前記ピストンの変位の方向が反転する時までの期間、及び、前記構造物の振動に伴う前記第１部位と前記第２部位の間の水平方向の相対変位が水平方向の他方の側の最大変位に達した時から、前記シリンダに対する前記ピストンの変位の方向が反転する時までの期間である特性切替期間を検出する特性切替期間検出手段と、
前記構造物の振動中、前記特性切替期間が検出されていないときには、前記開閉弁を閉弁し、前記特性切替期間が検出されているときには、前記開閉弁を開弁する制御手段と、
を備えることを特徴とする構造物の振動抑制装置。 It is a vibration suppression device for structures to suppress vibrations in structures.
A cylinder connected to the first part of the system containing the structure,
A piston that is slidably provided in the cylinder in the axial direction, divides the cylinder into a first fluid chamber and a second fluid chamber, and is connected to a second portion in the system.
An elastic connecting member for connecting at least one of the cylinder and the piston to at least one of the first and second portions corresponding to the at least one.
The working fluid filled in the first and second fluid chambers and
A communication passage that bypasses the piston and communicates with the first and second fluid chambers,
An on-off valve that opens and closes the passageway,
With a rotatable rotating mass,
A power conversion mechanism that converts the flow of the working fluid in the communication passage into rotary motion and transmits it to the rotary mass.
A first relief mechanism provided on the piston and communicating the first and second fluid chambers with each other when the pressure of the working fluid in the first fluid chamber reaches a first predetermined value.
A second relief mechanism provided on the piston and communicating the second and first fluid chambers with each other when the pressure of the working fluid in the second fluid chamber reaches a second predetermined value.
From the time when the relative displacement in the horizontal direction between the first portion and the second portion due to the vibration of the structure reaches the maximum displacement on one side in the horizontal direction, the direction of displacement of the piston with respect to the cylinder is changed. From the period until the inversion and the time when the relative displacement in the horizontal direction between the first portion and the second portion due to the vibration of the structure reaches the maximum displacement on the other side in the horizontal direction. A characteristic switching period detecting means for detecting a characteristic switching period, which is a period until the direction of displacement of the piston with respect to the cylinder is reversed, and
A control means for closing the on-off valve when the characteristic switching period is not detected during vibration of the structure and opening the on-off valve when the characteristic switching period is detected.
A vibration suppression device for a structure, which comprises.
前記構造物を含む系内の第１部位に連結されたシリンダと、
当該シリンダ内に軸線方向に摺動自在に設けられ、前記シリンダ内を、第１流体室と第２流体室に区画するとともに、前記系内の第２部位に連結されたピストンと、
前記第１及び第２流体室に充填された作動流体と、
前記ピストンをバイパスするとともに、前記第１及び第２流体室に連通する第１連通路と、
前記第１連通路を開閉可能な開閉弁と、
当該開閉弁の開閉を制御する制御手段と、
回転自在の回転マスと、
前記第１連通路における作動流体の流動を回転運動に変換し、前記回転マスに伝達する動力変換機構と、
前記第１及び第２流体室に連通するとともに、前記第１連通路と並列に設けられた第２連通路と、
前記構造物に入力された振動加速度を検出する振動加速度検出手段と、
前記開閉弁が前記第１連通路を開放していると仮定したときの前記構造物の振動に対する応答を表す第１応答パラメータを、前記検出された振動加速度に応じて算出する第１応答パラメータ算出手段と、
前記開閉弁が前記第１連通路を閉鎖していると仮定したときの前記構造物の振動に対する応答を表す第２応答パラメータを、前記振動加速度に応じて算出する第２応答パラメータ算出手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記算出された第１応答パラメータと前記第２応答パラメータとの比較結果に基づいて、前記開閉弁の開閉を制御する第１制御モードを実行することを特徴とする構造物の振動抑制装置。 It is a vibration suppression device for structures to suppress vibrations in structures.
A cylinder connected to the first part of the system containing the structure,
A piston that is slidably provided in the cylinder in the axial direction, divides the cylinder into a first fluid chamber and a second fluid chamber, and is connected to a second portion in the system.
The working fluid filled in the first and second fluid chambers and
A first passage that bypasses the piston and communicates with the first and second fluid chambers,
An on-off valve that can open and close the first passageway,
A control means for controlling the opening and closing of the on-off valve and
With a rotatable rotating mass,
A power conversion mechanism that converts the flow of the working fluid in the first passage into rotary motion and transmits it to the rotary mass.
A second passage that communicates with the first and second fluid chambers and is provided in parallel with the first passage,
Vibration acceleration detecting means for detecting the vibration acceleration input to the structure, and
First response parameter calculation for calculating the first response parameter representing the response to the vibration of the structure when it is assumed that the on-off valve opens the first communication passage, according to the detected vibration acceleration. Means and
A second response parameter calculating means for calculating a second response parameter representing a response to vibration of the structure when it is assumed that the on-off valve closes the first communication passage according to the vibration acceleration.
With
The structure is characterized in that the control means executes a first control mode for controlling the opening and closing of the on-off valve based on the result of comparison between the calculated first response parameter and the second response parameter . Vibration suppression device.
前記開閉弁は、前記第１連通路を開放すると同時に前記第２連通路を閉鎖するとともに、前記第１連通路を閉鎖すると同時に前記第２連通路を開放するように構成されていることを特徴とする、請求項６に記載の構造物の振動抑制装置。 The first and second communication passages communicate with one of the first and second fluid chambers via the on-off valve and a common assembly passage.
The on-off valve is characterized in that it is configured to open the first passage and at the same time close the second passage, and at the same time close the first passage and open the second passage. The vibration suppression device for the structure according to claim 6 .
前記ピストンに設けられ、前記第２流体室内の作動流体の圧力が第２所定値に達したときに前記第２及び第１流体室を互いに連通させる第２リリーフ機構と、をさらに備え、
前記開閉弁は、前記第１及び第２連通路を同時に閉鎖可能に構成されていることを特徴とする、請求項７に記載の構造物の振動抑制装置。 A first relief mechanism provided on the piston and communicating the first and second fluid chambers with each other when the pressure of the working fluid in the first fluid chamber reaches a first predetermined value.
A second relief mechanism provided on the piston and communicating the second and first fluid chambers with each other when the pressure of the working fluid in the second fluid chamber reaches a second predetermined value is further provided.
The vibration suppression device for a structure according to claim 7, wherein the on-off valve is configured so that the first and second passages can be closed at the same time.
前記制御手段は、前記検出された振動度合パラメータで表される前記構造物の振動度合が所定値以下のときに、前記第１制御モードを実行し、前記振動度合パラメータで表される前記構造物の振動度合が前記所定値よりも大きいときに、前記第１及び第２連通路を同時に閉鎖させるように前記開閉弁を制御する第２制御モードを実行することを特徴とする、請求項８に記載の構造物の振動抑制装置。 Further, a vibration degree parameter detecting means for detecting a vibration degree parameter representing the vibration degree of the structure is provided.
The control means executes the first control mode when the vibration degree of the structure represented by the detected vibration degree parameter is equal to or less than a predetermined value, and the structure represented by the vibration degree parameter. when vibration degree is larger than the predetermined value, and executes a second control mode for controlling the opening and closing valve so as to close the first and second communication passages simultaneously, to claim 8 The vibration suppression device for the described structure.
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