JP6499049B2 - Vibration control device - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、構造物の振動を低減させる制振装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a vibration damping device that reduces vibration of a structure.
従来から、地震等の入力振動に対する構造物の応答振動を、オリフィス通路等を通過する流体の流動抵抗を利用し、減衰させる制振装置が知られている。
そのような制振装置として、例えば、流体ダンパーに内部配置されるピストンに、流体を双方向に流動させるオリフィス通路と、流体を一方向のみに流動させる逆止弁付き通路とを、形成させたものがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a vibration damping device that attenuates response vibration of a structure with respect to input vibration such as an earthquake using flow resistance of a fluid passing through an orifice passage or the like.
As such a vibration control device, for example, an orifice passage that allows fluid to flow bidirectionally and a passage with a check valve that allows fluid to flow only in one direction are formed in a piston disposed inside the fluid damper. There is something.
しかし、上述の制振装置は、上方に変位する構造物に制振力を付与する場合、制振装置を基礎に対して固定し、浮き上がりを防止する必要があった。 However, in the above-described vibration damping device, when a vibration damping force is applied to a structure that is displaced upward, it is necessary to fix the vibration damping device with respect to the foundation to prevent lifting.
本発明の実施形態は、このような事情を考慮してなされたもので、設置が簡単で浮き上がりを防止できる制振装置を提供することを目的とする。 The embodiment of the present invention has been made in consideration of such circumstances, and an object thereof is to provide a vibration damping device that is easy to install and can prevent lifting.
本発明の実施形態に係る制振装置は、構造物を支持する基礎体の上面に載置され、内部に流体が充填されるケーシングと、前記ケーシングに対して固定されて立設されるシリンダと、少なくとも一端が前記シリンダの内側に摺動可能に配置され他端が前記シリンダから突出して前記構造物に接触するピストンと、前記シリンダに設けられ前記ピストンの変位に伴って前記シリンダの内側及び外側の双方向に前記流体を流動させるオリフィス通路と、前記シリンダに設けられ前記ピストンの変位に伴って前記シリンダの外側から内側の一方向にのみ前記流体を流動させる逆止弁と、を備えることを特徴とする。 A vibration damping device according to an embodiment of the present invention is mounted on a top surface of a base body that supports a structure, and a casing is filled with a fluid, and a cylinder that is fixed to the casing and is erected. A piston having at least one end slidably disposed on the inner side of the cylinder and having the other end protruding from the cylinder and contacting the structure; and an inner side and an outer side of the cylinder according to the displacement of the piston provided on the cylinder An orifice passage that allows the fluid to flow in both directions, and a check valve that is provided in the cylinder and that allows the fluid to flow only in one direction from the outside to the inside of the cylinder in accordance with the displacement of the piston. Features.
本発明の実施形態により、設置が簡単で浮き上がりを防止できる制振装置が提供される。 The embodiment of the present invention provides a vibration damping device that is easy to install and can prevent lifting.
(第1実施形態)
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図1に示すように、第1実施形態に係る制振装置10Aは、構造物11を支持する基礎体12の上面に載置され内部に流体が充填されるケーシング13と、ケーシング13に対して固定されて立設されるシリンダ15と、少なくとも一端がこのシリンダ15の内側に摺動可能に配置され他端がこのシリンダ15から突出して構造物11に接触するピストン16と、このシリンダ15に設けられピストン16の変位に伴ってシリンダ15の内側及び外側の双方向に流体14を流動させるオリフィス通路17と、シリンダ15に設けられピストン16の変位に伴ってシリンダ15の外側から内側の一方向にのみ流体14を流動させる逆止弁18と、を備えている。
(First embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIG. 1, the
ここで構造物11は、建築物、プラント設備、重量機器等が挙げられるが、特に限定は無く、入力する振動のエネルギーを吸収して制振作用を及ぼしたい対象物であれば、全て含まれる。また基礎体12とは、振動源(例えば、地盤)に対し構造物11を安定して支持するための土台である。
なお、図示を省略するが、構造物11と基礎体12の間には、構造物11の重量を弾性的に支持するための支持部材(図示略)が、制振装置10と並列に配置されている。
Here, the
Although not shown, a support member (not shown) for elastically supporting the weight of the
ケーシング13の内部には、シリコンオイル等の流体14が充填されている。なお流体14は、流動時に粘性抵抗を生じるものであれば、適宜採用することができ、液体である場合の他に、気体を用いることもできる。また、ケーシング13の上部が開口している態様を例示しているが、この上部を閉じて密閉状態にしてもよい。
基礎体12とケーシング13は、互いに固定することが不要であるために、上下方向に変位する基礎体12の振動加速度が過度に大きくなると、ケーシング13が基礎体12の上面から浮き上がる場合も想定されるが、そのような事態を回避することが本実施形態の目的である。
The
Since the
ケーシング13と流体14を合わせた総重量による慣性力は、かなり大きいものとなる。このため、基礎体12からケーシング13が浮き上がらないように固定するとなると、その固定部材には、そのような慣性力に耐える高い強度が求められる。
しかし、本実施形態では、そのような固定は不要であるために、制振装置10及び工事の規模を小さくすることができる。
The inertial force due to the total weight of the
However, in this embodiment, since such fixing is unnecessary, the scale of the
シリンダ15は、中空円筒の形状を有し、その中心軸が鉛直方向に一致するようにケーシング13の内面に対し固定される。図示では、シリンダ15の下端が、ケーシング13の底面に固定されている態様が示されているが、シリンダ15のケーシング13に対する固定方法は特に限定されない。
The
このシリンダ15の下端には、オリフィス通路17が設けられている。
このオリフィス通路17は、シリンダ15の内側と外側とが連通するように壁に貫通させた孔と、この孔を始点としてシリンダ15の外周面から延びる流路とから構成されている。ピストン16の長手方向への変位に伴って、シリンダ15の内側及び外側の双方向に、このオリフィス通路17を介して、流体14を流動させることができる。
オリフィス通路17における流体14の流動抵抗は、その流動方向が内側から外側に向いてもその逆であっても同じである。そして、この流動抵抗は、孔の直径や流路の長さを変更することにより適宜調整することができる。
An
The
The flow resistance of the
逆止弁18は、シリンダ15の下端において、オリフィス通路17が設けられた位置とは異なる位置に設けられた開口に設置されている。
この逆止弁18は、一辺に設けた蝶番を中心に回動する板状体が、流体14の流れに応じて動作することにより、シリンダ15の開口を閉じたり開いたりする。
つまり、シリンダ15の内圧が外圧に比べて大きいときは、板状体は起立して逆止弁18は閉じた状態となり、その内圧が外圧に比べて小さいときは、板状体は倒れて逆止弁18は開いた状態となる。
The
The
That is, when the internal pressure of the
このようにして逆止弁18は、ピストン16の変位に伴ってシリンダ15の外側から内側の一方向にのみ流体14を流動させることができる。
なお、逆止弁18の開口は、オリフィス通路17の開口と対比して充分に大きく設定されており、シリンダ15の外側から内側に流動する流体14の流動抵抗を小さくすることができる。
In this way, the
Note that the opening of the
ピストン16は、上下方向に変位する際に、その外周面とシリンダ15の内周面との間で発生する機械的な摩擦力が小さくなるようにかつ、隙間から流体14がすり抜けないように、適切な寸法が設定される。さらにピストン16及びシリンダ15の長さ方向の寸法は、想定される振動の振幅の大きさを考慮して設定される。
ピストン16のシリンダ15から突出する側の先端16aは、構造物11に固定されている。つまり、振動力が入力されていない状態では、構造物11は基礎体12に対し支持部材(図示略)により支持されており、ピストン16は構造物11により支持されている。
When the
A
ここで、地震等の振動が基礎体12に入力した場合の動作を説明する。
基礎体12が上向きに変位した場合、ピストン16は、構造物11から慣性力を受け、シリンダ15に対して相対的に下方向に変位する。これにより、シリンダ15の内部の流体14は加圧され、逆止弁18は閉止するために、オリフィス通路17のみを通過して流体14は内部から外部に抜ける。
このようにピストン16が相対的に下方向に変位する際は、シリンダ15の内部から外部に抜ける流体14の流動抵抗が高くなるために、構造物11に伝播する振動エネルギーは大きく減衰する。
Here, an operation when vibration such as an earthquake is input to the
When the
As described above, when the
次に基礎体12が下向きに変位した場合、シリンダ15及びケーシング13は、自重と流体14とを併せた重力を受け、ピストン16に対して相対的に下方向に変位する。これにより、シリンダ15の内部の流体14は減圧され、逆止弁18は開放するために、この逆止弁18とオリフィス通路17の両方を通過して流体14は外部から内部に抜ける。
Next, when the
このようにシリンダ15が相対的に下方向に変位する際は、シリンダ15の外部から内部に抜ける流体14の流動抵抗は低くなる。このために、ケーシング13は、基礎体12から浮き上がることなく、基礎体12の動きに追従することができる。
このようにして、基礎体12の振動変位と、シリンダ15及びピストン16間の相対的な振動変位とを、一致させる方向に近づけられるため、構造物11の高い制振効果が得られる。
Thus, when the
In this way, the vibration displacement of the
(第2実施形態)
次に図2を参照して本発明における第2実施形態について説明する。なお、図2において図1と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し重複する説明を省略する。
図2に示すように、第2実施形態に係る制振装置10Bは、第1実施形態に係る制振装置10Aの構成に加え、弾性部材21をさらに備えている。
この弾性部材21は、シリンダ15の内側に長手方向に沿って配置されるとともに、ケーシング13の底面側に固定端21bを有し、ピストン16に対向する位置に静止する自由端21aを有している。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2 that have the same configuration or function as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted.
As shown in FIG. 2, the vibration damping device 10B according to the second embodiment further includes an
The
第2実施形態において、弾性部材21の上端は、ピストン16に拘束されていないが、基礎体12が上向きに変位すると、ピストン16はシリンダ15に対し下方向に相対変位し、この弾性部材21を圧縮する。
次に基礎体12が下向きに変位すると、シリンダ15及びケーシング13は、自重と流体14とを併せた重力に加え、弾性部材21の反発力も下向きに受ける。
すると、シリンダ15は、ピストン16に対し下方向に相対変位し、この弾性部材21が釣り合い長さに到達したところで、弾性部材の自由端21aとピストン16とが離れる。弾性部材21の上端は、ピストン16に拘束されていないために、下方向に相対変位しようとするシリンダ15に復元力を与えない。
In the second embodiment, the upper end of the
Next, when the
Then, the
これにより、基礎体12の振動加速度が大きい場合であっても、ケーシング13は基礎体12から離れることなくその動きに追従することができる。
このようにして、基礎体12の振動変位と、シリンダ15及びピストン16間の相対的な振動変位とを、一致させる方向に近づけられるため、構造物11の高い制振効果が得られる。
Thereby, even if the vibration acceleration of the
In this way, the vibration displacement of the
(第3実施形態)
次に図3を参照して本発明における第3実施形態について説明する。なお、図3において図1と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し重複する説明を省略する。
図3に示すように、第3実施形態に係る制振装置10Cは、オリフィス通路17の構成に特徴を有している。
このオリフィス通路17は、シリンダ15の内周面に長手方向に沿って複数の開口31が間隔をおいて配列し、ピストン16の変位に伴って塞がれた開口31における流体14の流動が停止するように構成されている。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3 that have the same configuration or function as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted.
As shown in FIG. 3, the
In the
このようにオリフィス通路17が構成されることにより、シリンダ15に対するピストン16の挿入量が大きくなるほど、シリンダ15の内外に流動する流体14の流動抵抗が大きくなる。
ここで、基礎体12に入力する振動の振幅が大きい場合、第1実施形態等では、想定する振動の振幅に対応してシリンダ15及びピストン16のストロークを長く設定する必要がある。
By configuring the
Here, when the amplitude of vibration input to the
振動の振幅量に比してシリンダ15等のストロークが短いと、振動変位がピークを打つ前にピストン16がシリンダ15から抜けたり突き当ったりしてしまう虞があるからである。そこで、振動の振幅が大きくなるにつれて流体14の流動抵抗が大きくなるように設定されることで、小振幅から大振幅にいたるまで振動の制振効果を有効に発揮させることができる。
This is because if the stroke of the
(第4実施形態)
次に図4を参照して本発明における第4実施形態について説明する。なお、図4において図1と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し重複する説明を省略する。
図4に示すように、第4実施形態に係る制振装置10Cは、他の実施形態に係る制振装置の構成に加え、転がり支承体41が、ケーシング13と基礎体12との間に備えられている。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4, parts having the same configuration or function as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted.
As shown in FIG. 4, in the
なお、図示を省略するが、ピストンの先端16aと構造物11との接触部分を、水平方向に相対変位するように構成してもよい。
このように制振装置10Cが構成されることにより、基礎体12に対し水平方向の振動が作用した場合であっても、制振装置10Cの転倒及び破損を防ぐことができる。
In addition, although illustration is abbreviate | omitted, you may comprise so that the contact part of the front-end |
By configuring the vibration damping device 10C in this manner, even if horizontal vibration is applied to the
以上述べた少なくともひとつの実施形態の制振装置によれば、シリンダに逆止弁を設け振動の変位方向に依存して流体の流動抵抗を可変することにより、設置が簡単で浮き上がりを防止できる制振装置を提供することが可能となる。 According to the vibration damping device of at least one embodiment described above, a check valve can be provided in the cylinder, and the flow resistance of the fluid can be varied depending on the direction of vibration displacement. A vibration device can be provided.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, changes, and combinations can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10(10A,10B,10C,10D)…制振装置、11…構造物、12…基礎体、13…ケーシング、14…流体、15…シリンダ、16…ピストン、16a…ピストンの先端、17…オリフィス通路、18…逆止弁、21…弾性部材、21a…弾性部材の自由端、21b…弾性部材の固定端、31…開口、41…転がり支承体。
10 (10A, 10B, 10C, 10D) ... damping device, 11 ... structure, 12 ... base body, 13 ... casing, 14 ... fluid, 15 ... cylinder, 16 ... piston, 16a ... tip of piston, 17 ...
Claims (5)
前記ケーシングに対して固定されて立設されるシリンダと、
少なくとも一端が前記シリンダの内側に摺動可能に配置され、他端が前記シリンダから突出して前記構造物に接触するピストンと、
前記シリンダに設けられ、前記ピストンの変位に伴って前記シリンダの内側及び外側の双方向に前記流体を流動させるオリフィス通路と、
前記シリンダに設けられ、前記ピストンの変位に伴って前記シリンダの外側から内側の一方向にのみ前記流体を流動させる逆止弁と、を備えることを特徴とする制振装置。 A casing that is placed on the upper surface of the base body that supports the structure and is filled with fluid;
A cylinder that is fixed and standing with respect to the casing;
A piston having at least one end slidably disposed inside the cylinder and the other end protruding from the cylinder and contacting the structure;
An orifice passage provided in the cylinder for flowing the fluid in both directions inside and outside the cylinder in accordance with the displacement of the piston;
And a check valve that is provided in the cylinder and causes the fluid to flow only in one direction from the outside to the inside of the cylinder in accordance with the displacement of the piston.
前記オリフィス通路は、前記シリンダの外周面から延びる流路を有することを特徴とする制振装置。 The vibration damping device according to claim 1,
The vibration control device, wherein the orifice passage has a flow path extending from an outer peripheral surface of the cylinder.
前記シリンダの内側に長手方向に沿って配置されるとともに、前記ケーシングの底面側に固定端を有し、前記ピストンの前記一端に対向する位置に静止する自由端を有する弾性部材を、さらに備えることを特徴とする制振装置。 The vibration damping device according to claim 1 or 2,
An elastic member that is disposed along the longitudinal direction inside the cylinder, has a fixed end on the bottom surface side of the casing, and has a free end that rests at a position facing the one end of the piston; Damping device characterized by
前記オリフィス通路は、前記シリンダの内周面に長手方向に沿って複数の開口が間隔をおいて配列し、前記ピストンの変位に伴って塞がれた前記開口における前記流体の流動が停止するように構成されていることを特徴とする制振装置。 The vibration damping device according to any one of claims 1 to 3,
In the orifice passage, a plurality of openings are arranged at intervals along the longitudinal direction on the inner peripheral surface of the cylinder, and the fluid flow in the openings blocked by the displacement of the piston is stopped. The vibration damping device is characterized by being configured.
前記ケーシングと前記基礎体との間に転がり支承体を、さらに備えることを特徴とする制振装置。 The vibration damping device according to any one of claims 1 to 4,
A vibration damping device, further comprising a rolling support between the casing and the base body.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015186436A JP6499049B2 (en) | 2015-09-24 | 2015-09-24 | Vibration control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015186436A JP6499049B2 (en) | 2015-09-24 | 2015-09-24 | Vibration control device |
Publications (2)
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| JP2017061951A JP2017061951A (en) | 2017-03-30 |
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Family Applications (1)
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| Country | Link |
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Family Cites Families (2)
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| JP2006299563A (en) * | 2005-04-18 | 2006-11-02 | Shinku Kensetsu Kk | Base-isolating equipment |
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2015
- 2015-09-24 JP JP2015186436A patent/JP6499049B2/en active Active
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