JPH0745781B2 - Variable damping device for vibration control structures - Google Patents
Variable damping device for vibration control structuresInfo
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- JPH0745781B2 JPH0745781B2 JP4207890A JP4207890A JPH0745781B2 JP H0745781 B2 JPH0745781 B2 JP H0745781B2 JP 4207890 A JP4207890 A JP 4207890A JP 4207890 A JP4207890 A JP 4207890A JP H0745781 B2 JPH0745781 B2 JP H0745781B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は構造物の架構本体と可変剛性要素、または架構
内に設けた可変剛性要素どうしを連結し、その連結状態
および減衰係数を変化させることにより、構造物を振動
外乱から守るための可変減衰装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention connects a frame main body of a structure and a variable stiffness element, or variable stiffness elements provided in a frame, and changes the coupling state and damping coefficient. Thus, the present invention relates to a variable damping device for protecting a structure from vibration disturbance.
出願人は構造物の柱梁架構内に、ブレースや壁などの形
で可変剛性要素を組み込み、可変剛性要素自体の剛性、
あるいは架構本体と可変剛性要素との連結状態を可変と
し、地震や風などの振動外力に対し、振動外力の特性を
コンピューターにより解析して、非共振となるような構
造物の剛性を変化させて構造物の安全を図る能動的制震
システムおよび可変剛性構造を種々提案している（例え
ば特開昭62−268479号、特開昭63−114770号、特開昭63
−14771号など）。The applicant has incorporated the variable rigidity element in the form of brace or wall in the column beam structure of the structure, and the rigidity of the variable rigidity element itself,
Alternatively, the connection state between the frame body and the variable rigidity element is made variable, and the characteristics of the vibration external force are analyzed by a computer against the vibration external force such as earthquake and wind, and the rigidity of the structure that causes non-resonance is changed. Various active vibration control systems and variable rigidity structures for safety of structures have been proposed (for example, JP-A-62-268479, JP-A-63-114770 and JP-A-63).
-14771).
ところで、従来の能動的制震システムは、主として地震
動などの卓越周期と、構造物の固有振動数（通常、１次
の固有振動数が問題となる場合が多い）との関係に着目
し、卓越周期に対し、構造物の固有周期を能動的にずら
すことにより、共振現像を避け、応答量の低減を図って
いる。By the way, the conventional active seismic control system mainly focuses on the relationship between the predominant period such as seismic motion and the natural frequency of the structure (usually the first natural frequency is often a problem). By actively shifting the natural period of the structure with respect to the period, resonance development is avoided and the response amount is reduced.
しかし、特に地震動などの場合、非定常振動であること
から、例えば卓越周期がはっきりしない場合や卓越周期
が複数ある場合など、必ずしも最適な制御とならない場
合も考えられる。However, especially in the case of earthquake motion or the like, since it is unsteady vibration, it may be considered that the optimal control is not necessarily performed, for example, when the prominent period is not clear or when there are plural prominent periods.
本発明は架構本体と可変剛性要素、または可変剛性要素
どうしの間に介在させた場合において、装置の減衰係数
を変化させることにより、構造物の減衰性を評価した制
御および減衰抵抗力を制御力として使用する制御を可能
とする可変減衰装置を提供するものであり、それによ
り、構造物の応答量を低減し、構造物の安全性を確保す
るとともに、快適な居住空間を実現することを目的とし
ている。The present invention, when interposed between the frame body and the variable rigidity element or between the variable rigidity elements, changes the damping coefficient of the device to control the damping property of the structure and the damping resistance force. The purpose of the present invention is to provide a variable damping device that can be used as a control system, thereby reducing the response amount of the structure, ensuring the safety of the structure, and realizing a comfortable living space. I am trying.
以下に、本発明の可変減衰装置を実施例に対応する符号
を用いて説明する。The variable attenuator of the present invention will be described below with reference to the reference numerals corresponding to the embodiments.
本発明の可変減衰装置１の装置本体は第１図の油圧回路
図に示すように、シリンダー２内で往復動する両ロッド
形式のピストン３の左右に油圧室６を設け、この左右の
油圧室６内の圧油を弁により閉止し、または流動させる
ことにより、ピストン３を固定し、または左右移動自在
とする構成になっている。As shown in the hydraulic circuit diagram of FIG. 1, the main body of the variable damping device 1 of the present invention is provided with hydraulic chambers 6 on the left and right of a double rod type piston 3 which reciprocates in a cylinder 2, and the left and right hydraulic chambers are provided. The piston 3 is fixed or left and right movable by closing or flowing the pressure oil in 6 by a valve.
そして、シリンダー２およびロッド４の一方が構造物の
架構本体および可変剛性要素または可変剛性要素どうし
の一方に連結され、他方が架構本体および可変剛性要素
または可変剛性要素どうしの他方に連結される。Then, one of the cylinder 2 and the rod 4 is connected to the frame body of the structure and one of the variable rigidity elements or the variable rigidity elements, and the other is connected to the other of the frame body and the variable rigidity elements or the variable rigidity elements.
左右の油圧室６には、それぞれ油圧室６の圧油の流出を
阻止する流出阻止用チェック弁８および油圧室６への圧
油の流入を阻止する流入阻止用チェック弁９が設けら
れ、左右の流出用阻止用チェック弁８どうしを連結する
流入用流路10と、左右の流入阻止用チェック弁９どうし
を連結する流出用流路11とが、シリンダー２本体に沿っ
て設けられている。The left and right hydraulic chambers 6 are respectively provided with an outflow prevention check valve 8 for preventing the pressure oil from flowing out of the hydraulic chamber 6 and an inflow prevention check valve 9 for preventing the pressure oil from flowing into the hydraulic chamber 6. An inflow passage 10 for connecting the outflow prevention check valves 8 and an outflow passage 11 for connecting the left and right inflow prevention check valves 9 are provided along the cylinder 2 main body.
これら流入用流路10および流出用流路11の連結位置には
流量調整弁12が設けられており、この流量調整弁12の開
度を変化させることにより、可変減衰装置１の減衰係数
ｃを調整することができる。A flow rate adjusting valve 12 is provided at a connection position of the inflow channel 10 and the outflow channel 11, and the damping coefficient c of the variable damping device 1 is changed by changing the opening degree of the flow rate adjusting valve 12. Can be adjusted.
流量調整弁12は、第１図に示すように、弁体の一端側に
入口ポート15と出口ポート16を有し、他端側に背圧ポー
ト17を有する大流量切換弁12aと、背圧ポート17への圧
油の流出を制御し得るシャットオフ弁12bとからなる。
コンピューター14からの指令を受けて、シャットオフ弁
12bが開閉し、これに伴って大流量切換弁12aが作動し、
大流量切換弁12aの開度およびその開度に応じた装置の
減衰係数が調整制御される。As shown in FIG. 1, the flow rate adjusting valve 12 has a large flow rate switching valve 12a having an inlet port 15 and an outlet port 16 at one end of the valve body and a back pressure port 17 at the other end, and a back pressure. It comprises a shut-off valve 12b capable of controlling the outflow of pressure oil to the port 17.
In response to a command from the computer 14, the shutoff valve
12b opens and closes, and the large flow rate switching valve 12a operates accordingly.
The opening degree of the large flow rate switching valve 12a and the damping coefficient of the device according to the opening degree are adjusted and controlled.
この可変減衰装置１は、概念的には第２図のように、簡
略化して考えることができ、例えば流量調整弁12を完全
に閉じたロック状態と、流量調整弁12を完全に開いたフ
リー状態だけを制御すれば、架構本体の剛性を変化させ
る可変剛性装置となるものであるが、流量調整弁12の開
度を調整し、完全なロック状態と完全なフリー状態の間
で連結状態を微妙に調整することにより、種々の減衰係
数ｃを与え、減衰係数ｃと架構本体の振動状態に応じ、
そのときの架構本体の固有周期および架構本体の減衰定
数ｈが与えられることになる。The variable damping device 1 can be conceptually simplified as shown in FIG. 2. For example, the variable damping device 1 is in a locked state in which the flow rate adjusting valve 12 is completely closed and a free state in which the flow rate adjusting valve 12 is completely opened. By controlling only the state, it becomes a variable rigidity device that changes the rigidity of the frame body, but by adjusting the opening of the flow rate adjustment valve 12, the connection state between the completely locked state and the completely free state can be obtained. By making subtle adjustments, various damping coefficients c are given, and depending on the damping coefficient c and the vibration state of the frame body,
The natural period of the frame body and the damping constant h of the frame body at that time are given.
シャットオフ弁12bとしては例えばパルス幅変調制御さ
れるPWM弁や、電流値に比例した開度が与えられる電磁
比例弁などが用いられる。As the shutoff valve 12b, for example, a pulse width modulation controlled PWM valve, an electromagnetic proportional valve that is provided with an opening proportional to the current value, or the like is used.
PWM弁の場合には第１図に示すように制御信号発生手段
としてのコンピューター14に接続したパルス発生器13か
らのパルス信号により開閉が行われ、流量調整弁12すな
わち大流量切換弁12aの開度はパルス発生器13から送ら
れてくるパルス信号の間隔を調整することにより時間と
の関係で考えることができる。すなわち、第３図（ａ）
〜（ｃ）に示すように、シャットオフ弁12bとしてのPWM
弁が開いている時間を変化させることにより、種々の開
度およびそれに伴う種々の減衰係数ｃを実現することが
できる。第３図（ａ）、第３図（ｂ）、第３図（ｃ）の
順番でシャットオフ弁12bが閉じている時間が長くな
り、その時の背圧に応じて大流量切換弁12aの開度が調
整され、各状態における減衰係数c1，c2，c3の大小関係
は、 c1＜c2＜c3 となる。In the case of a PWM valve, as shown in FIG. 1, opening and closing is performed by a pulse signal from a pulse generator 13 connected to a computer 14 as a control signal generating means, and the flow rate adjusting valve 12, that is, the large flow rate switching valve 12a is opened. The degree can be considered in relation to time by adjusting the interval between the pulse signals sent from the pulse generator 13. That is, FIG. 3 (a)
~ As shown in (c), PWM as the shutoff valve 12b
By varying the opening time of the valve, it is possible to realize various degrees of opening and various damping coefficients c associated therewith. The shut-off valve 12b is closed for a longer time in the order of FIG. 3 (a), FIG. 3 (b), and FIG. 3 (c), and the large flow rate switching valve 12a is opened depending on the back pressure at that time. The degree is adjusted, and the magnitude relationship of the damping coefficients c 1 , c 2 , and c 3 in each state is c 1 <c 2 <c 3 .
シャットオフ弁12bが電磁比例弁の場合には、コンピュ
ーター14の制御信号により、電磁比例弁の開度すなわ
ち、大流量切換弁12aの背圧がアナログ的に制御され、
その時の背圧に応じて大流量切換弁12aの開度が調整さ
れ、その状態における減衰係数ｃが与えられる。When the shut-off valve 12b is a solenoid proportional valve, the control signal of the computer 14 controls the opening of the solenoid proportional valve, that is, the back pressure of the large flow rate switching valve 12a is controlled in an analog manner.
The opening degree of the large flow rate switching valve 12a is adjusted according to the back pressure at that time, and the damping coefficient c in that state is given.
また、シャットオフ弁12bとしてPWM弁や電磁比例弁を用
いた場合、いずれもシャットオフ弁12bをコンピュータ
ー14などからの制御信号で制御することにより、背圧を
調整して流量切換弁12aの開度を調整しているが、より
確実で安定した制御状態を保持するための手段として、
大流量切換弁12aの位置および入口ポート16側の油圧を
検出するセンサーなどの位置検出手段および圧力検出手
段を設け、これらによって得られた大流量切換弁12aの
位置および入口ポート16側の圧油の圧力に基づいて、パ
ルス間隔あるいはシャットオフ弁12bの開度をフィード
バック制御する制御回路を設けることが考えられる。When a PWM valve or a solenoid proportional valve is used as the shutoff valve 12b, the shutoff valve 12b is controlled by a control signal from the computer 14 or the like to adjust the back pressure to open the flow rate switching valve 12a. The degree is adjusted, but as a means to maintain a more reliable and stable control state,
Position detection means and pressure detection means such as a sensor for detecting the position of the large flow rate switching valve 12a and the oil pressure on the inlet port 16 side are provided, and the position of the large flow rate switching valve 12a and the pressure oil on the inlet port 16 side obtained by these are provided. It is conceivable to provide a control circuit that feedback-controls the pulse interval or the opening degree of the shutoff valve 12b based on the pressure.
なお、流入用流路10または流出用流路11には、作動油の
圧縮および温度変化による容積変化を補うなどの目的
で、アキュムレーター19を設けるとよい。The inflow passage 10 or the outflow passage 11 may be provided with an accumulator 19 for the purpose of compensating for volume change due to compression of hydraulic oil and temperature change.
本発明の可変減衰装置は両ロッドシリンダー方式で、シ
リンダーに沿って流入用流路および流出用流路の２つの
流路、チェック弁、流量調整弁を設けることにより、通
路長さを短くでき、また通路面積を大きくとれ、通路抵
抗が減少することにより、大流量の圧油を高速で流し、
大流量の圧油を瞬間的に遮断できる。また、背圧式の流
量調整弁を使用することで、瞬時に開閉でき、前述の構
造とあいまって応答速度を極めて早めることができる。The variable damping device of the present invention is a double rod cylinder type, and by providing two flow passages, an inflow passage and an outflow passage, a check valve, and a flow rate adjusting valve along the cylinder, the passage length can be shortened, In addition, the passage area can be increased and the passage resistance can be reduced, allowing a large amount of pressure oil to flow at high speed.
A large amount of pressure oil can be cut off instantaneously. In addition, by using a back pressure type flow rate adjusting valve, it is possible to open and close instantly, and the response speed can be extremely accelerated in combination with the above-mentioned structure.
そして、流量調整弁を大流量切換弁とその背圧を調整す
るためのシャットオフ弁とで構成し、シャットオフ弁の
開閉をパルス制御したり、あるいはシャットオフ弁の開
度を制御することにより、大流量切換弁の開度を調整
し、装置として要求される減衰係数を比較的コンパクト
な油圧式の装置で実現することができる。Then, the flow rate adjusting valve is composed of a large flow rate switching valve and a shutoff valve for adjusting the back pressure thereof, and the opening / closing of the shutoff valve is pulse-controlled or the opening degree of the shutoff valve is controlled. By adjusting the opening of the large flow rate switching valve, the damping coefficient required for the device can be realized with a relatively compact hydraulic device.
次に、本発明の可変減衰装置１の作動状態について説明
する。Next, the operating state of the variable damping device 1 of the present invention will be described.
（１）流量調整弁開 シャットオフ弁12bが開状態では、第１図中ピストン３
の左方向の移動により、左側の油圧室６内の圧油が流入
阻止用チェック弁９、流出用流路11を通って大流量切換
弁12aを押し上げる。(1) Opening the flow rate adjusting valve When the shutoff valve 12b is open, the piston 3 in FIG.
The leftward movement of the pressure oil causes the pressure oil in the left hydraulic chamber 6 to push up the large flow rate switching valve 12a through the inflow prevention check valve 9 and the outflow passage 11.
左側の流出阻止用チェック弁８および右側の流入阻止用
チェック弁９は圧油により閉止されているため、流入用
流路10、右側の流出阻止用チェック弁８を介して、大流
量切換弁12aからの圧油が流れる。これにより、左側の
油圧室６から右側の油圧室６へ圧油が流れ、外力により
ピストン３が左方向に移動する。Since the left outflow prevention check valve 8 and the right inflow prevention check valve 9 are closed by pressure oil, the large flow rate switching valve 12a is passed through the inflow passage 10 and the right outflow prevention check valve 8. The pressure oil from flows. As a result, pressure oil flows from the left hydraulic chamber 6 to the right hydraulic chamber 6, and the piston 3 moves leftward due to an external force.
ピストン３が右方向の移動した場合も、これと対称に作
動し、外力によりピストン３が左方向に移動する。Even when the piston 3 moves to the right, it operates symmetrically, and the piston 3 moves to the left due to an external force.
（２）流量調整弁閉 シャットオフ弁12bが閉状態で、ピストン３に左方向の
外力が加わると、大流量切換弁12aまでの油圧が上が
り、大流量切換弁12aの弁体を押し上げようとするが、
シャットオフ弁12bにより、バイパス流路18が遮断さ
れ、背圧ポート17における油圧を受けるため、大流量切
換弁12aも閉じた状態で固定され、ピストン３の移動が
阻止される。ピストン３に右方向の外力が加わった場合
も同様である。(2) Flow rate adjustment valve closed When the shut-off valve 12b is closed and an external force is applied to the piston 3 in the left direction, the hydraulic pressure up to the large flow rate switching valve 12a rises, and the valve body of the large flow rate switching valve 12a is pushed up. But
The shutoff valve 12b shuts off the bypass passage 18 and receives the hydraulic pressure in the back pressure port 17, so that the large flow rate switching valve 12a is also fixed in the closed state, and the movement of the piston 3 is blocked. The same applies when an external force in the right direction is applied to the piston 3.
（３）流量調整弁半開 １ャットオフ弁12bをパルス制御したり、あるいはシャ
ットオフ弁12bとして電磁比例弁を用いることにより、
上記（１）、（２）の中間の状態が得られ、大流量切換
弁12aが半開の状態となる。(3) Flow control valve half-open 1 By controlling the shutoff valve 12b with a pulse or by using an electromagnetic proportional valve as the shutoff valve 12b,
An intermediate state between the above (1) and (2) is obtained, and the large flow rate switching valve 12a is in a half-open state.
この半開の状態では（１）の流量調整弁が開の状態と同
様圧油の移動があるが、背圧に応じた抵抗力を受けるこ
とになり、シャットオフ弁12bの制御により背圧を調整
し、大流量切換弁12aの開度を所定の開度に維持または
変化させることにより、ピストン３に作用する外力に対
し、減衰性を与えることができる。In this half-opened state, the pressure oil moves as in the state where the flow rate adjustment valve of (1) is opened, but it receives a resistance force according to the back pressure, and the back pressure is adjusted by the control of the shutoff valve 12b. However, by maintaining or changing the opening degree of the large flow rate switching valve 12a to a predetermined opening degree, the damping force can be given to the external force acting on the piston 3.
以上の油圧を利用した可変減衰装置１を架構本体と可変
剛性要素との間に設置し、上記（３）のようにして大流
量切換弁12aの開度を所定の開度に制御した場合、架構
本体に対する減衰力は、シリンダー２とピストン３の相
対速度のベキ乗に比例する抵抗力（Ｐ＝cvr）として与
えられ、架構本体は振動の大きさ（例えば、振幅）によ
り、違った特性を示す。When the variable damping device 1 using the above hydraulic pressure is installed between the frame body and the variable rigidity element and the opening of the large flow rate switching valve 12a is controlled to a predetermined opening as described in (3) above, The damping force for the frame body is given as a resistance force (P = cv r ) proportional to the power of the relative velocity of the cylinder 2 and the piston 3, and the frame body has different characteristics depending on the magnitude of vibration (eg, amplitude). Indicates.
これに関し、振動外乱による架構本体の揺れおよび可変
減衰装置１の減衰係数ｃと、可変減衰装置１より架構本
体に与えられる減衰力との関係などを、個々の構造物に
ついて把握しておき、これらをデータとしてコンピュー
ター14に入れておく。これらをもとに、実際の地震、風
などによる構造物の揺れに応じた減衰力をコンピュータ
ー14で求め、可変減衰装置１の減衰係数を能動的に制御
することにより、架構本体、さらには構造物全体の揺れ
を低減することができる。In this regard, the relationship between the shaking of the frame main body due to vibration disturbance and the damping coefficient c of the variable damping device 1 and the damping force applied to the frame main body from the variable damping device 1 is grasped for each structure, and Is stored in the computer 14 as data. Based on these, the computer 14 calculates the damping force according to the shaking of the structure due to an actual earthquake, wind, etc., and the damping coefficient of the variable damping device 1 is actively controlled, so that the frame body, and further the structure. It is possible to reduce the shaking of the entire object.
以下、この発明を図示した一実施例に基づいて説明す
る。Hereinafter, the present invention will be described based on an illustrated embodiment.
第１図は本発明の可変減衰装置１の油圧回路を示したも
ので、装置１の本体はシリンダー２内に両ロッド形のピ
ストン３を、そのピストンロッド４が両端より突出する
ように、摺動自在に挿入したものである。ピストン３の
左右に形成された油圧室６には、それぞれ油圧室６内の
圧油の流出を阻止する流出阻止用チェック弁８と、油圧
室６内への圧油の流入を阻止する流入阻止用チェック弁
９が設けられている。FIG. 1 shows a hydraulic circuit of a variable damping device 1 according to the present invention. The main body of the device 1 is a two-rod type piston 3 which is slidable in a cylinder 2 such that its piston rod 4 projects from both ends. It is inserted freely. In the hydraulic chambers 6 formed on the left and right of the piston 3, outflow blocking check valves 8 for blocking the outflow of the pressure oil in the hydraulic chamber 6 and inflow blocking for blocking the inflow of the pressure oil into the hydraulic chamber 6, respectively. Check valve 9 is provided.
チェック弁8,9は例えばリング状の弁をばねで付勢し、
圧油を一方向のみ流す構造であり、シリンダー２に沿っ
て、左右の流出阻止用チェック弁８を連結する流入用流
路10および左右の流入阻止用チェック弁９を連結する流
出用流路11を設け、これらを流量調整弁12を介して連結
することにより、左右の油圧室６を連通させることがで
きる。The check valves 8 and 9, for example, urge a ring-shaped valve with a spring,
It has a structure in which the pressure oil flows only in one direction, and along the cylinder 2, an inflow passage 10 connecting the left and right outflow prevention check valves 8 and an outflow passage 11 connecting the left and right inflow prevention check valves 9. The right and left hydraulic chambers 6 can be communicated with each other by connecting them via the flow rate adjusting valve 12.
流量調整弁12は大流量切換弁12aとシャットオフ弁12bと
で構成されている。大流量切換弁12aの一端側には入口
ポート15、出口ポート16、他端側には、背圧ポート17が
設けられており、背圧ポート17より入口ポート15に向か
うバイパス流路18にシャットオフ弁12bが設けられてい
る。The flow rate adjusting valve 12 is composed of a large flow rate switching valve 12a and a shutoff valve 12b. An inlet port 15 and an outlet port 16 are provided on one end side of the large flow rate switching valve 12a, and a back pressure port 17 is provided on the other end side of the large flow rate switching valve 12a. A shutoff is provided in a bypass flow passage 18 from the back pressure port 17 toward the inlet port 15. An off valve 12b is provided.
本実施例におけるシャットオフ弁12bは、ソレノイド20
を使って、開・閉の２位置で切換えられるようになって
おり、第２図および第３図に示すようにコンピューター
14の指令を受けたパルス発生器13からのパルス信号によ
り作動される。The shutoff valve 12b in this embodiment is a solenoid 20
It can be switched between two positions, open and closed, using a computer as shown in FIGS. 2 and 3.
It is operated by the pulse signal from the pulse generator 13 which receives the command of 14.
また、図に示すようにシリンダー２には、流入用流路10
に連通するアキュムレータ19を取付ける。これは、シリ
ンダー２内の圧油を（大気圧＋α）で加圧する油溜であ
り、漏れによる油の供給、気泡の混入防止、ロック時の
油の圧縮および温度変化による容積変化の補充を行う。In addition, as shown in the figure, the cylinder 2 has an inflow passage 10
Install the accumulator 19 that communicates with. This is an oil reservoir that pressurizes the pressure oil in the cylinder 2 with (atmospheric pressure + α), and supplies oil by leakage, prevents inclusion of bubbles, compresses oil when locked, and replenishes volume change due to temperature change. .
第４図は本発明の他の実施例における可変減衰装置１の
油圧回路を示したもので、基本的な構成は第１図の実施
例の場合と同様である。シャットオフ弁12bとしては比
例電磁弁を用いている。FIG. 4 shows a hydraulic circuit of the variable damping device 1 according to another embodiment of the present invention, and the basic configuration is the same as that of the embodiment of FIG. A proportional solenoid valve is used as the shutoff valve 12b.
また、第４図の可変減衰装置１では大流量切換弁12aの
弁体の位置およびその入口ポート16側の油圧（前油圧）
を検出するセンサーを設け、センサーによって得られた
大流量切換弁12aの位置および前油圧をコントローラー1
3aへフィードバック（S1,S2）することで、大流量切換
弁12aの開度または前油圧のより確実な制御が可能とな
る。このように構成することで、シリンダー３に加わる
荷重または振幅の状態によらず、安定した制御状態を保
持することができる。また、大流量切換弁12aの前油圧
を制御できるため、シリンダー３で発生する力が制御で
き、システムとしての多様性が増す。また、大流量切換
弁12aの位置を監視できることで、異常の発見にも役立
つ。Further, in the variable damping device 1 of FIG. 4, the position of the valve body of the large flow rate switching valve 12a and the hydraulic pressure on the inlet port 16 side (pre-hydraulic pressure)
A controller for detecting the position and the pre-hydraulic pressure of the large flow rate switching valve 12a obtained by the sensor is provided.
By performing feedback (S1, S2) to 3a, more reliable control of the opening degree of the large flow rate switching valve 12a or the previous hydraulic pressure becomes possible. With such a configuration, a stable control state can be maintained regardless of the state of the load or amplitude applied to the cylinder 3. Further, since the front hydraulic pressure of the large flow rate switching valve 12a can be controlled, the force generated in the cylinder 3 can be controlled, and the versatility of the system increases. Further, since the position of the large flow rate switching valve 12a can be monitored, it is also useful for finding an abnormality.
本実施例ではシャットオフ弁12bとして比例電磁弁を用
いているため、大流量切換弁12aについて、脈動のない
開度調整が可能となる。この場合の大流量切換弁12aの
位置センサーとしては、例えば変位計としてのインダク
タンス式変位変換器を用いることができ、大流量切換弁
12aの弁体に取り付けた鉄棒が弁体の変位によってコイ
ル中を変位し、これによって生ずるインダクタンスの変
化を電気信号として伝え、コントローラ13a内の回路に
より、所定の開度を指示するコンピューターからの指令
信号に対し、フィードバックを行うことができる。In this embodiment, since the proportional solenoid valve is used as the shutoff valve 12b, it is possible to adjust the opening of the large flow rate switching valve 12a without pulsation. In this case, as the position sensor of the large flow rate switching valve 12a, for example, an inductance type displacement converter as a displacement gauge can be used.
The iron rod attached to the valve body of 12a displaces in the coil by the displacement of the valve body, and the change in the inductance caused by this is transmitted as an electric signal, and the circuit in the controller 13a instructs the computer to instruct a predetermined opening degree. Feedback can be given to the signal.
また、前油圧を測定するためのセンサーとしては、例え
ば圧力計としてのひずみゲージ式変換器などを用いるこ
とができる。Further, as the sensor for measuring the pre-hydraulic pressure, for example, a strain gauge type transducer as a pressure gauge can be used.
なお、第１図の実施例のようにシャットオフ弁12bとし
てPWM弁を用いる場合においても、大流量切換弁12aの弁
体の位置およびその入口ポート16側の油圧（前油圧）を
検出するセンサーを設け、センサーによって得られた大
流量切換弁12aの位置および前油圧をフィードバックし
て大流量切換弁12aの開度や前油圧を制御することがで
きる。その場合におけるコントローラー13aは、第１図
のパルス発生器13に上述のフィードバック機能を持たせ
たものに相当する。Even when the PWM valve is used as the shutoff valve 12b as in the embodiment of FIG. 1, a sensor for detecting the position of the valve body of the large flow rate switching valve 12a and the hydraulic pressure (pre-hydraulic pressure) on the inlet port 16 side thereof. It is possible to control the opening of the large flow rate switching valve 12a and the front hydraulic pressure by feeding back the position of the large flow rate switching valve 12a and the front hydraulic pressure obtained by the sensor. The controller 13a in that case corresponds to the pulse generator 13 of FIG. 1 having the above-mentioned feedback function.
第５図〜第７図は本発明の可変減衰装置１の外観の一例
を示したもので、シリンダー本体２より左右にピストン
ロッド４が突出し、油路の一部をシリンダー本体２の上
部に形成し、この部分に流量調整弁12を設けるととも
に、これに近接させて所要容量のアキュムレーター19を
設置している。図中、22は支軸であり、例えばピストン
ロッド４の両端部を架構本体を構成する梁に設けたブラ
ケットに連結し、支軸22を利用して可変剛性要素として
のブレースや耐震壁にピン接合することができる（例え
ば、第15図参照）。この例では流量調整弁12やアキュム
レーター19を装置の上部に設けているが、設置スペース
に応じて装置の側部に設ける場合もある。可変減衰装置
は対象となる構造物の規模や設置位置、数などに応じ、
種々設計されるが、一例としては、例えば最大荷重100t
f、定格圧力315kgf/cm2、ストローク±50mm（一層の架
構の水平変位を±5cm以下として設計）となる。5 to 7 show an example of the external appearance of the variable damping device 1 of the present invention, in which the piston rod 4 projects left and right from the cylinder body 2 and a part of the oil passage is formed in the upper part of the cylinder body 2. Then, a flow rate adjusting valve 12 is provided in this portion, and an accumulator 19 having a required capacity is installed in close proximity to this. In the figure, reference numeral 22 denotes a support shaft, and for example, both ends of the piston rod 4 are connected to a bracket provided on a beam constituting the frame body, and the support shaft 22 is used to pin a brace or a seismic wall as a variable rigidity element. It can be joined (see, for example, Figure 15). In this example, the flow rate adjusting valve 12 and the accumulator 19 are provided on the upper part of the device, but they may be provided on the side part of the device depending on the installation space. The variable attenuator is designed according to the scale, installation position and number of target structures.
There are various designs, but for example, the maximum load is 100t.
f, rated pressure 315kgf / cm 2 , stroke ± 50mm (designed with horizontal displacement of one frame less than ± 5cm).
次に、適用例として本発明の可変減衰装置を用いた構造
物の制震方法について説明する。Next, a structure damping method using the variable damping device of the present invention will be described as an application example.
適用例１ 第８図は適用例１における本発明の可変減衰装置１を設
置した可変減衰・可変剛性構造物の概要を示したもの
で、柱33と梁34からなる架構本体31と、各層の架構本体
31内に組み込んだ可変剛性要素としての逆Ｖ型ブレース
35との間に、可変減衰装置１を介在させている。地震時
などの構造物の応答（振幅、速度、加速度など）を構造
物に設置した応答センサー36で検出し、応答状態、すな
わち振動レベルに応じた可変減衰装置１の最適な減衰係
数をコンピューター14で求め、制御指令を出す。第10図
はそのときのフローを示したものである。Application Example 1 FIG. 8 shows an outline of a variable damping / variable rigidity structure in which the variable damping device 1 of the present invention in Application Example 1 is installed. The frame main body 31 including columns 33 and beams 34 and each layer are shown. Frame body
Inverted V-shaped brace as variable stiffness element incorporated in 31
The variable damping device 1 is interposed between the variable damping device 1 and 35. The response sensor 36 installed in the structure detects the response (amplitude, velocity, acceleration, etc.) of the structure at the time of an earthquake and the like, and the computer 14 determines the optimum damping coefficient of the variable damping device 1 according to the response state, that is, the vibration level. Then, the control command is issued. Figure 10 shows the flow at that time.
前述のように第１図の可変減衰装置１において、架構本
体に対する減衰力は、シリンダー２とピストン３の相対
速度のベキ乗に比例する抵抗力として与えられ、この場
合の架構特性は第９図に示すようになる。第９図のグラ
フは、層間振幅が数cm程度の大振動から層間振幅が数mm
程度の小振動までの５種類の振動レベルにおける架構特
性を示しており、ｃは可変減衰装置の減衰係数、ｈは架
構の減衰定数を示している。このグラフからも明らかな
ように、振動が大きくなるに従って、最大の減衰効果を
与える可変減衰装置の減衰係数ｃは小さなものとなる。As described above, in the variable damping device 1 of FIG. 1, the damping force to the frame body is given as a resistance force proportional to the power of the relative velocity of the cylinder 2 and the piston 3, and the frame characteristic in this case is shown in FIG. As shown in. The graph in Fig. 9 shows a large vibration with an inter-layer amplitude of several cm, and an inter-layer amplitude of several mm.
The frame characteristics at five different vibration levels up to small vibration are shown, where c is the damping coefficient of the variable damping device, and h is the damping constant of the frame. As is clear from this graph, as the vibration increases, the damping coefficient c of the variable damping device that gives the maximum damping effect becomes smaller.
本適用例ではこの架構特性を利用し、架構の減衰効果が
最大となるように、架構の振動レベルに応じて、可変減
衰装置の減衰係数を調整し、それにより、構造物の応答
を低減させることができる。In this application example, by utilizing this frame characteristic, the damping coefficient of the variable damping device is adjusted according to the vibration level of the frame so as to maximize the damping effect of the frame, thereby reducing the response of the structure. be able to.
制御はより具体的には以下のように行われる。More specifically, the control is performed as follows.
まず、構造物の振動の大きさ（振幅、速度、加速度な
ど）、可変減衰装置の減衰係数ｃ、架構の減衰効果ｈと
の関係を把握する。First, the relationship between the magnitude of vibration of the structure (amplitude, velocity, acceleration, etc.), the damping coefficient c of the variable damping device, and the damping effect h of the frame is grasped.
これは、例えば前述の第９図に示した架構特性を多数の
振動レベルについて把握し、大振動レベルL1から小振動
レベルLnについて、当該構造物または架構に対し最大の
減衰係数ｈを与える減衰係数c1……，cnを求めておくこ
とに相当する。For example, by grasping the frame characteristics shown in FIG. 9 for a large number of vibration levels, the maximum damping coefficient h is given to the structure or frame for a large vibration level L 1 to a small vibration level L n. This is equivalent to obtaining the damping coefficients c 1 ..., c n .
上記特性をもとに、構造物の振動を最小とする減衰係
数ｃを、コンピューターにより時々刻々計算させ、可変
減衰装置を制御する。この制御は構造物の振動状態を見
ながら制御するので、フィードバック制御となる。Based on the above characteristics, the damping coefficient c that minimizes the vibration of the structure is calculated every moment by a computer, and the variable damping device is controlled. This control is feedback control because it is controlled while observing the vibration state of the structure.
このように適用例１における制御はあらかじめ振動レベ
ルと減衰係数との関係を把握しておき、構造物の応答量
に応じて、フィードバック制御するものであり、制御が
比較的簡単に行える。As described above, in the control in the application example 1, the relationship between the vibration level and the damping coefficient is grasped in advance, and the feedback control is performed according to the response amount of the structure, and the control can be performed relatively easily.
適用例２ 第11図は適用例２における本発明の可変減衰装置１を設
置した可変減衰・可変剛性構造物の概要を示したもの
で、入力地震動および構造物の応答（振幅、速度、加速
度）をそれぞれ入力センサー36および応答センサー37で
検出し、地震動特性（卓越周期）と応答状態に応じた可
変減衰装置１の減衰係数をコンピューター14で求め、制
御指令を示す。第14図はそのときのフローを示したもの
である。Application Example 2 FIG. 11 shows an outline of a variable damping / variable rigidity structure in which the variable damping device 1 of the present invention in Application Example 2 is installed. Input seismic motion and response of structure (amplitude, velocity, acceleration) Are detected by the input sensor 36 and the response sensor 37, respectively, and the computer 14 obtains the damping coefficient of the variable damping device 1 according to the seismic motion characteristics (predominant period) and the response state, and the control command is given. FIG. 14 shows the flow at that time.
第12図および第13図は可変減衰装置１を用いた場合の架
構特性を示しており、各振動レベルにおいて、架構の減
衰定数ｈが最大となる減衰係数の値c1，c2，c3，c4，c5
付近で、架構の固有周期（１次の固有周期）も長い固有
周期T1から短い固有周期T2に変化する。12 and 13 show the frame characteristics when the variable damping device 1 is used. At each vibration level, the damping coefficient values c 1 , c 2 , c 3 at which the damping constant h of the frame becomes maximum. , C 4 , c 5
In the vicinity, the natural period (first-order natural period) of the frame also changes from the long natural period T 1 to the short natural period T 2 .
仮にある振動レベルにおいて架構の減衰定数ｈを最大と
する減衰係数がc1であるとすると、第12図から明らかな
ように、減衰係数c1よりある程度小さい減衰係数ci1＝c
i−ａ（ａ＞０）では、架構の固有周期は長い方のT1と
なり、減衰係数ciよりある程度大きい減衰係数ci2＝ci
−ｂ（ｂ＞０）では、架構の固有周期は短い方の周期T2
となる。これを可変減衰装置の減衰係数ｃと架構の減衰
定数ｈとの関係を示す第13図と照らし合わせ、固有周期
T1，T2のいずれか架構に対し、非共振性の面で有利な固
有周期を実現でき、かつ架構の減衰効果ができる限り大
きくなるような減衰係数を選定する（固有周期の条件を
満たす範囲内で、上記ａまたはｂをできるだけ小さくと
る）ことにより、非共振化と減衰効果の両面から構造物
の応答を低減させることができる。ただし、地震動の卓
越周期がはっきりしない場合など、非共振性の効果があ
まり期待できない場合には、可変減衰装置の減衰係数と
して、架構の減衰定数ｈを最大とする減衰係数がciを選
定することにより、大きな減衰効果を期待することがで
きる。Assuming that the damping coefficient that maximizes the damping constant h of the frame is c 1 at a certain vibration level, as is clear from FIG. 12, the damping coefficient c i1 = c which is somewhat smaller than the damping coefficient c 1.
i -a (a> 0) In, the natural period is longer T 1 next to the engine frame, the damping coefficient somewhat larger than the attenuation coefficient c i c i2 = c i
-B (b> 0), the natural period of the frame is the shorter period T 2
Becomes By comparing this with Fig. 13 showing the relationship between the damping coefficient c of the variable damping device and the damping constant h of the frame, the natural period
For either T 1 or T 2 , select a damping coefficient that can realize a natural period that is advantageous in terms of non-resonance and that maximizes the damping effect of the frame. By setting a or b as small as possible within the range), it is possible to reduce the response of the structure in terms of both non-resonance and damping effect. However, if the effect of non-resonance cannot be expected, such as when the predominant period of earthquake motion is not clear, select the damping coefficient c i that maximizes the damping constant h of the frame as the damping coefficient of the variable damping device. As a result, a large damping effect can be expected.
これを前述の第14図のフローチャートとの関係で説明す
ると以下のようになる。This will be described below in relation to the flow chart of FIG.
構造物に入力される振動外力は構造物内あるいは外部の
センサーなどにより感知され、卓越周期その他の周波数
特性が解析される。一方、構造物あるいは架構本体の実
際の応答量が加速度計、速度計あるいは変位計などのセ
ンサーにより感知され、これら周波数特性と応答量につ
いて、コンピューターにより非共振性と架構本体の減衰
性を評価し、これらを複合的に判断することにより、構
造物の応答を効果的に低減させる減衰係数が選定され
る。例えば、可変減衰装置により架構本体に与えられる
２種類の固有周期T1，T2について、非共振性を評価し、
いずれかの固有周期による非共振性の効果が大きいと判
断された場合には、そのときの応答量すなわち振動レベ
ルにおいて、できるだけ大きな減衰性を与える範囲で、
選ばれた固有周期を実現するための減衰係数が選定され
る。卓越周期がはっきりせず、非共振化できない場合な
どは、減衰性のみ考慮し、構造物に最大の減衰を与える
減衰係数を選択する。選定された減衰係数は制御指令発
生手段より、制御指令を可変減衰装置に与えることによ
り実現される。The external vibration force input to the structure is detected by a sensor inside or outside the structure, and the dominant period and other frequency characteristics are analyzed. On the other hand, the actual response amount of the structure or frame body is sensed by a sensor such as an accelerometer, a speedometer or a displacement meter, and the computer evaluates the non-resonance and the damping property of the frame body for these frequency characteristics and response amount. By making a composite determination of these, the damping coefficient that effectively reduces the response of the structure is selected. For example, non-resonance is evaluated for two types of natural periods T 1 and T 2 given to the frame body by the variable damping device,
If it is judged that the effect of non-resonance due to one of the natural periods is large, in the response amount at that time, that is, the vibration level, within the range that gives as much damping as possible,
A damping coefficient is selected to achieve the selected natural period. When the dominant period is not clear and cannot be made non-resonant, consider only the damping property and select the damping coefficient that gives the maximum damping to the structure. The selected damping coefficient is realized by giving a control command to the variable damping device from the control command generating means.
制御はより具体的には以下のように行われる。More specifically, the control is performed as follows.
まず、構造物の振動の大きさ（振幅、速度、加速度な
ど）、可変減衰装置の減衰係数ｃ、架構の減衰効果ｈ、
周期Ｔとの関係を把握する。First, the magnitude of vibration of the structure (amplitude, velocity, acceleration, etc.), the damping coefficient c of the variable damping device, the damping effect h of the frame,
Understand the relationship with the cycle T.
これは、例えば前述の第12図および第13図に示した架構
特性を多数の振動レベルについて把握し、大振動レベル
L1から小振動レベルLnについて、当該構造物または架構
に対し最大の減衰係数ｈを与える減衰係数c1，……，cn
などを求めておくことに相当する。This is because, for example, by grasping the frame characteristics shown in Fig. 12 and Fig. 13 above for many vibration levels,
From L 1 to small vibration level L n , the damping coefficient c 1 , ..., C n that gives the maximum damping coefficient h to the structure or frame
It is equivalent to asking for.
上記特性をもとに、構造物の振動を最小とするよう可
変減衰装置の減衰係数ｃを、コンピューターにより時々
刻々計算させ、可変減衰装置を制御する。Based on the above characteristics, the damping coefficient c of the variable damping device is calculated every moment by a computer so as to minimize the vibration of the structure, and the variable damping device is controlled.
可変減衰装置の減衰係数ｃの選定は下記の３点に基づ
いて行う。The damping coefficient c of the variable damping device is selected based on the following three points.
i.地震動に対して、構造物の非共振化を実現する（フィ
ードフォワード制御）。地震動の周波数分析のもとに、
構造物の応答がより小さくなる固有周期を実現できる減
衰係数ｃを選定する。i. Realize the non-resonance of the structure against the earthquake motion (feedforward control). Based on the frequency analysis of seismic motion,
A damping coefficient c is selected that can realize a natural period with which the response of the structure becomes smaller.
ii.構造物の振動状態に応じて、架構本体の減衰効果が
できる限り大きな減衰係数ｃを選定する（フィードバッ
ク制御）。ただし、ｉで設定した固有周期を実現する範
囲とする。ii. According to the vibration state of the structure, select a damping coefficient c as large as possible for the damping effect of the frame body (feedback control). However, the range is set so as to realize the natural period set by i.
iii.非共振化による効果が少ないときは、架構本体の減
衰効果が最大となる減衰係数ｃを選定する。iii. When the effect due to non-resonance is small, select the damping coefficient c that maximizes the damping effect of the frame body.
表−１は、前述した第12図および第13図の架構特性に対
応する制御例をまとめたものである。Table 1 is a summary of control examples corresponding to the frame characteristics of FIGS. 12 and 13 described above.
表−１において、振動の大きさの欄の括弧内の数字は第
12図および第13図における振動レベルを小さい順に表し
たものであり、線の種類は図中の線を指す。また、地震
動特性は、可変減衰装置により与えられる２種類の固有
周期のうち、応答スペクトルが小さい方の固有周期を示
す。 In Table-1, the number in parentheses in the vibration magnitude column is the number
The vibration levels in FIGS. 12 and 13 are shown in ascending order, and the type of line indicates the line in the figure. Further, the seismic-motion characteristic indicates the natural period of the smaller response spectrum of the two types of natural periods provided by the variable damping device.
すなわち、表−１において振動レベルが大きく（１）、
地震動特性として0.4秒の周期成分が多い場合には、第1
2図および第13図における減衰係数c1-1を選び、1.0秒の
周期成分が多い場合には減衰係数c1-2を選ぶ。同様に、
振動レベルが小さく（４）、地震動特性として0.4秒の
周期成分が多い場合には減衰係数c4-1を選び、1.0秒の
周期成分が多い場合には減衰係数c4-2を選ぶ。表中の最
下段は地震動特性として、架構の２種類の固有周期0.4
秒と1.0秒について、応答スペクトルにほとんど差がな
い場合であり、この場合には架構に最大の減衰性を与え
る減衰係数c2を選んでいる。That is, in Table-1, the vibration level is large (1),
If there are many 0.4-second periodic components as seismic motion characteristics, the first
Select the damping coefficient c 1-1 in Fig. 2 and Fig. 13, and select the damping coefficient c 1-2 when there are many 1.0-second periodic components. Similarly,
If the vibration level is small (4) and the seismic motion characteristic has many 0.4-second periodic components, select the damping coefficient c 4-1 . If there are many 1.0-second periodic components, select the damping coefficient c 4-2 . The lowermost row in the table shows seismic motion characteristics of two types of natural period 0.4 of the frame.
This is a case where there is almost no difference in the response spectrum between seconds and 1.0 seconds, and in this case, the damping coefficient c 2 that gives the maximum damping property to the frame is selected.
第15図〜第22図は構造物架構に対する可変減衰装置の適
用位置の例を示したものである。15 to 22 show an example of the application position of the variable damping device to the structure frame.
第15図の例では架構本体31としての柱梁架構と、可変剛
性要素としての逆Ｖ型ブレース35の間に可変減衰装置１
を介在させている。In the example of FIG. 15, the variable damping device 1 is provided between the column beam frame as the frame body 31 and the inverted V-shaped brace 35 as the variable rigidity element.
Is intervening.
第16図の例は架構本体31としての柱梁架構と、上下の梁
34より立設したまたは垂下させたフレーム41どうしの間
に可変減衰装置１を介在させて、可変剛性要素としての
モーメント抵抗フレームを構成した場合である。The example in Fig. 16 shows a column-beam frame as the frame body 31 and upper and lower beams.
This is a case in which the variable damping device 1 is interposed between the frames 41 that are erected or hung from 34 to form a moment resistance frame as a variable rigidity element.
第17図の例では架構本体31としての柱梁架構と、可変剛
性要素としてのRC耐震壁42との１に可変減衰装置１を介
在させている。In the example of FIG. 17, the variable damping device 1 is interposed between the column beam frame as the frame body 31 and the RC seismic wall 42 as the variable rigidity element.
第18図の例は、免震構造物の基部に積層ゴムなどの免震
ゴム43と併用して可変減衰装置１を設けた場合の例であ
り、可変減衰装置１が免震構造におけるダンパーの役割
を果たしている。この場合の可変剛性要素は構造物の基
礎と考えることができる。The example of FIG. 18 is an example of a case where the variable damping device 1 is provided in combination with a seismic isolation rubber 43 such as laminated rubber at the base of the seismic isolation structure. Play a role. The variable stiffness element in this case can be considered the basis of the structure.
第19図の例では、架構本体31としての柱梁架構内に設け
たＸ型ブレース44を可変剛性要素としており、Ｘ型の中
央に可変減衰装置１を横向き（横型）に介在させてあ
る。In the example of FIG. 19, the X-type brace 44 provided in the column beam frame as the frame body 31 is used as a variable rigidity element, and the variable damping device 1 is laterally (horizontally) interposed in the center of the X-type.
第20図の例は第19図の例と同様Ｘ型ブレース45に適用し
た例であり、第19図の例が可変減衰装置１を横向きに設
けた横型だったのに対し、本例では減衰装置を縦向きに
設け、縦型としている。The example of FIG. 20 is an example applied to the X-type brace 45 similarly to the example of FIG. 19. The example of FIG. 19 is the horizontal type in which the variable attenuator 1 is provided sideways, whereas the example of FIG. The device is installed vertically and is vertical.
第21図の例は第17図の例と同様、架構本体31としての柱
梁架構と、可変剛性要素としてのRC耐震壁46との間に可
変減衰装置１を介在させたものであるが、可変減衰装置
１を出入口などの開口部47の上方に設けた点に特徴を有
している。The example of FIG. 21 is similar to the example of FIG. 17 in that the variable damping device 1 is interposed between the column beam frame as the frame body 31 and the RC seismic wall 46 as the variable rigidity element. The feature is that the variable damping device 1 is provided above the opening 47 such as the entrance and exit.
第22図の例は、大架構におけるＸ型ブレース48の中央に
可変減衰装置１を介在させたもので、中間の大梁49とブ
レース48は分離されている。In the example shown in FIG. 22, the variable damping device 1 is interposed in the center of the X-shaped brace 48 in the large frame, and the middle girder 49 and the brace 48 are separated.
前述のとおり、本発明に係る可変減衰装置は、両ロッド
シリンダー方式で、シリンダーに２つの油の流路、チェ
ック弁、流量調整弁を設け、また背圧式の大流量切換弁
で流路を開閉するようにしたため、大流量の圧油を高速
で流し、あるいは大流量の圧油を瞬間的に遮断すること
ができるとともに、応答性良く瞬時にオン・オフを行う
ことができる。As described above, the variable damping device according to the present invention is a double rod cylinder type, in which two oil passages, a check valve and a flow rate adjusting valve are provided in the cylinder, and a back pressure type large flow rate switching valve opens and closes the passage. As a result, a large amount of pressure oil can be flowed at a high speed, or a large amount of pressure oil can be instantaneously shut off, and at the same time, it can be turned on and off instantly with good responsiveness.
そして、流量調整弁を大流量切換弁とその背圧を調整す
るためのシャットオフ弁とで構成し、シャットオフ弁の
開閉をパルス制御したり、あるいはシャットオフ弁の開
度を制御することにより、大流量切換弁の開度を調整
し、装置として要求される減衰係数を比較的コンパクト
な油圧式の装置で実現することができる。Then, the flow rate adjusting valve is composed of a large flow rate switching valve and a shutoff valve for adjusting the back pressure thereof, and the opening / closing of the shutoff valve is pulse-controlled or the opening degree of the shutoff valve is controlled. By adjusting the opening of the large flow rate switching valve, the damping coefficient required for the device can be realized with a relatively compact hydraulic device.
従って、この可変減衰装置を可変減衰・可変剛性構造物
に適用することにより、構造物に入力される地震動など
の外乱に対し、可変減衰装置の減衰係数を変化させ、構
造物の特性に応じた最適な減衰性を与え、構造物の応答
量を低減して、安全性を確保するとともに、快適な居住
空間を実現することができる。Therefore, by applying this variable damping device to a variable damping / variable rigid structure, the damping coefficient of the variable damping device can be changed according to the disturbance such as the earthquake motion input to the structure, according to the characteristics of the structure. It is possible to provide optimal damping properties, reduce the amount of response of the structure, ensure safety, and realize a comfortable living space.
第１図は本発明の可変減衰装置の一実施例における基本
構造を示す油圧回路図、第２図は可変減衰装置の概念
図、第３図は（ａ）〜（ｃ）は流量調整弁の開度の調整
をパルス信号により行う場合のパルス信号と可変減衰装
置の減衰係数の関係を示す説明図、第４図は本発明の可
変減衰装置の他の実施例における基本構造を示す油圧回
路図、第５図は本発明の可変減衰装置の外観を示す平面
図、第６図のその正面図、第７図は同じく右側面図、第
８図は本発明の適用例１における可変減衰構造物の概要
図、第９図は架構の特性を適用例１との関係で説明する
ためのグラフ、第10図は適用例１のシステムによる制御
のフローチャート、第11図は本発明の適用例２における
可変減衰・可変剛性構造物の概要図、第12図および第13
図は架構の特性を実施例２との関係で説明するためのグ
ラフ、第14図は適用例２のシステムによる制御のフロー
チャート、第15図〜第22図は本発明の可変減衰装置の可
変剛性構造物の架構に対する適用位置の例を示す概要図
である。 １…可変減衰装置、２…シリンダー本体、３…ピスト
ン、４…ピストンロッド、６…油圧室、８…流出阻止用
チェック弁、９…流入阻止用チェック弁、10…流入用流
路、11…流出用流路、12…流量調整弁、12a…大流量切
換弁、12b…シャットオフ弁、13…パルス発生器、14…
コンピューター、15…入口ポート、16…出口ポート、17
…背圧ポート、18…バイパス流路、19…アキュムレータ
ー、20…ソレノイド、21…絞り、22…支軸FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram showing the basic structure of one embodiment of the variable damping device of the present invention, FIG. 2 is a conceptual diagram of the variable damping device, and FIGS. 3 (a) to 3 (c) are flow control valves. FIG. 4 is an explanatory view showing the relationship between the pulse signal and the damping coefficient of the variable damping device when the opening degree is adjusted by the pulse signal, and FIG. 4 is a hydraulic circuit diagram showing the basic structure of another embodiment of the variable damping device of the present invention. FIG. 5 is a plan view showing the external appearance of the variable damping device of the present invention, its front view of FIG. 6, FIG. 7 is a right side view of the same, and FIG. 8 is a variable damping structure in application example 1 of the present invention. FIG. 9, FIG. 9 is a graph for explaining the characteristics of the frame in relation to Application Example 1, FIG. 10 is a flowchart of control by the system of Application Example 1, and FIG. 11 is in Application Example 2 of the present invention. Schematic diagram of variable damping and variable rigidity structure, Fig. 12 and 13
FIG. 14 is a graph for explaining the characteristics of the frame in relation to Example 2, FIG. 14 is a flow chart of control by the system of Application Example 2, and FIGS. 15 to 22 are variable stiffness of the variable damping device of the present invention. It is a schematic diagram showing an example of an application position to a frame of a structure. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Variable damping device, 2 ... Cylinder main body, 3 ... Piston, 4 ... Piston rod, 6 ... Hydraulic chamber, 8 ... Outflow prevention check valve, 9 ... Inflow prevention check valve, 10 ... Inflow passage, 11 ... Outflow passage, 12 ... Flow control valve, 12a ... Large flow switching valve, 12b ... Shut-off valve, 13 ... Pulse generator, 14 ...
Computer, 15 ... Inlet port, 16 ... Exit port, 17
... Back pressure port, 18 ... Bypass flow path, 19 ... Accumulator, 20 ... Solenoid, 21 ... Throttle, 22 ... Spindle
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平井 淳一 東京都港区元赤坂１丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 安達 義憲 東京都港区元赤坂１丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 水野 孝之 東京都港区元赤坂１丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Junichi Hirai 1-2-7 Moto-Akasaka, Minato-ku, Tokyo Within Kashima Construction Co., Ltd. (72) Yoshinori Adachi 1-2-7 Moto-Akasaka, Minato-ku, Tokyo Kashima Construction Co., Ltd. (72) Inventor Takayuki Mizuno 1-2-7 Moto-Akasaka, Minato-ku, Tokyo Kashima Construction Co., Ltd.
Claims (5)
は可変剛性要素どうしの一方に連結されるシリンダー
と、 前記架構本体および可変剛性要素または可変剛性要素ど
うしの他方に連結され、前記シリンダー内で往復動する
両ロッド形式のピストンと、 前記ピストンの両側に設けられた油圧室と、 前記両油圧室の圧油の流出を阻止する一対の流出阻止用
チェック弁と、 前記両油圧室への圧油の流入を阻止する一対の流入阻止
用チェック弁と、 前記両流出阻止用チェック弁を連結する流入用流路と、 前記両流入阻止用チェック弁を連結する流出用流路と、 前記流入用流路および前記流出用流路の連結位置に設け
られた流量調整弁とからなり、 前記流量調整弁は弁体の一端側に入口ポートと出口ポー
トを有し、他端側に背圧ポートを有する大流量切換弁
と、前記背圧ポートへの圧油の流出を制御し得るシャッ
トオフ弁とからなり、 前記シャットオフ弁の開閉を制御することにより、前記
大流量切換弁の背圧ポート側の圧油の圧力を調整し、大
流量切換弁の開度を必要とする装置の減衰係数に応じて
調整し得るよう構成したことを特徴とする制震構造物用
可変減衰装置。1. A cylinder connected to one of a frame body and a variable stiffness element or a variable stiffness element of a structure, and a cylinder connected to the other of the frame body and the variable stiffness element or a variable stiffness element, and in the cylinder. Reciprocating double rod type pistons, hydraulic chambers provided on both sides of the pistons, a pair of outflow prevention check valves for preventing outflow of pressure oil from the two hydraulic chambers, and pressures to the two hydraulic chambers. A pair of inflow-blocking check valves for blocking the inflow of oil; an inflow channel for connecting the outflow-blocking check valves; an outflow channel for connecting the inflow-blocking check valves; A flow rate control valve provided at a connecting position of the flow channel and the outflow flow channel, wherein the flow rate control valve has an inlet port and an outlet port on one end side of the valve body and a back pressure port on the other end side. Have A large flow rate switching valve and a shut-off valve that can control the outflow of pressure oil to the back pressure port. By controlling the opening and closing of the shut-off valve, the back pressure port side of the large flow rate switching valve is controlled. A variable damping device for a vibration control structure, characterized in that the pressure of pressure oil is adjusted so that the opening of a large flow rate switching valve can be adjusted according to the damping coefficient of the device that requires it.
えられるパルス信号により開閉し、該パルス信号のパル
ス間隔を制御することにより、前記大流量切換弁の背圧
ポート側の圧油の圧力を調整し、大流量切換弁の開度を
調整し得るよう構成したことを特徴とする請求項１記載
の制震構造物用可変減衰装置。2. The shut-off valve is opened / closed by a pulse signal provided by a pulse generator, and the pulse interval of the pulse signal is controlled to control the pressure of the pressure oil on the back pressure port side of the large flow rate switching valve. 2. The variable damping device for a vibration control structure according to claim 1, wherein the variable damping device is configured so that the opening of the large flow rate switching valve can be adjusted.
出手段と、前記大流量切換弁の入口ポート側の油圧を検
出する圧力検出手段と、前記位置検出手段によって得ら
れた前記大流量切換弁の位置および前記入口ポート側の
油圧に基づいて、前記パルス間隔をフィードバック制御
する制御回路を設けたことを特徴とする請求項２記載の
制震構造物用可変減衰装置。3. A position detecting means for detecting the position of the large flow rate switching valve, a pressure detecting means for detecting hydraulic pressure on the inlet port side of the large flow rate switching valve, and the large flow rate obtained by the position detecting means. The variable damping device for a seismic control structure according to claim 2, further comprising a control circuit that feedback-controls the pulse interval based on the position of the switching valve and the hydraulic pressure on the inlet port side.
該比例電磁弁の開度を制御することにより、前記大流量
切換弁の背圧ポート側の圧油の圧力を調整し、大流量切
換弁の開度を調整し得るよう構成したことを特徴とする
請求項１記載の制震構造物用可変減衰装置。4. The shut-off valve is a proportional solenoid valve,
By controlling the opening of the proportional solenoid valve, the pressure of the pressure oil on the back pressure port side of the large flow rate switching valve can be adjusted to adjust the opening of the large flow rate switching valve. The variable damping device for a vibration control structure according to claim 1.
出手段と、前記大流量切換弁の入口ポート側の油圧を検
出する圧力検出手段と、前記位置検出手段によって得ら
れた前記大流量切換弁の位置および前記入口ポート側の
油圧フィードバックして、前記比例電磁弁の開度を制御
する制御回路を設けたことを特徴とする請求項４記載の
制震構造物用可変減衰装置。5. A position detecting means for detecting the position of the large flow rate switching valve, a pressure detecting means for detecting hydraulic pressure on the inlet port side of the large flow rate switching valve, and the large flow rate obtained by the position detecting means. 5. The variable damping device for a vibration control structure according to claim 4, further comprising a control circuit for controlling the opening of the proportional solenoid valve by feeding back the position of the switching valve and the hydraulic pressure on the inlet port side.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4207890A JPH0745781B2 (en) | 1989-02-23 | 1990-02-22 | Variable damping device for vibration control structures |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1-43565 | 1989-02-23 | ||
| JP4356589 | 1989-02-23 | ||
| JP4207890A JPH0745781B2 (en) | 1989-02-23 | 1990-02-22 | Variable damping device for vibration control structures |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02289769A JPH02289769A (en) | 1990-11-29 |
| JPH0745781B2 true JPH0745781B2 (en) | 1995-05-17 |
Family
ID=26381720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4207890A Expired - Lifetime JPH0745781B2 (en) | 1989-02-23 | 1990-02-22 | Variable damping device for vibration control structures |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0745781B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11350422A (en) * | 1998-06-08 | 1999-12-21 | Kajima Corp | Vibration energy conversion-supply type bridge damping structure |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2615397B2 (en) * | 1991-11-07 | 1997-05-28 | 建設省土木研究所長 | Variable damper device for bridges |
| JP2603391B2 (en) * | 1991-12-25 | 1997-04-23 | 鹿島建設株式会社 | Variable damping device for damping structures |
| JP4391335B2 (en) * | 2004-06-28 | 2009-12-24 | 大成建設株式会社 | Intermediate seismic isolation structure of existing buildings |
| JP5303874B2 (en) * | 2007-06-29 | 2013-10-02 | 株式会社大林組 | Damping building, damping system, damping method |
| JP5223264B2 (en) * | 2007-08-10 | 2013-06-26 | 株式会社大林組 | Seismic isolation system, control system for variable damper device |
| JP7145746B2 (en) * | 2018-12-20 | 2022-10-03 | 大成建設株式会社 | steel building |
-
1990
- 1990-02-22 JP JP4207890A patent/JPH0745781B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11350422A (en) * | 1998-06-08 | 1999-12-21 | Kajima Corp | Vibration energy conversion-supply type bridge damping structure |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02289769A (en) | 1990-11-29 |
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