(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の振動方向に運動可能な付加マスと、
前記付加マスを駆動する油圧アクチュエータと、
前記油圧アクチュエータへ圧油を供給するサーボ弁と、
構造物の変位、付加マスの変位、その他の構造物の振動に関する状態量に応じて付加マスを駆動すべく前記サーボ弁を駆動する駆動手段とを備えた制振装置において、
前記油圧アクチュエータをストロークの中立位置へ向けて付勢する手段と、
前記サーボ弁と油圧アクチュエータとの間に介装されて作動油を選択的に遮断する切換弁と、
前記切換弁と前記油圧アクチュエータとの間に配設されて油圧が所定値を超えると開弁して作動油をタンクへ放出するリリーフ弁と、
前記切換弁と前記油圧アクチュエータとの間に配設されて油圧が低下すると開弁して作動油をタンクから吸引するチェック弁と、
前記油圧アクチュエータのストローク位置を検出する手段と、
前記検出した位置が所定の制動開始位置以上であれば制動状態であることを判定する制動判定手段と、
前記検出した位置が所定の再起動位置以内、かつ、前記切換弁が閉弁状態であれば再起動状態であることを判定する再起動判定手段と、
前記制動判定手段の判定結果が制動状態であれば前記切換弁を閉弁駆動する一方、前記再起動判定手段の判定結果が再起動状態であれば前記切換弁を開弁駆動する切換弁制御手段とを備えたことを特徴とする制振装置。
【請求項２】
構造物の振動方向に運動可能な付加マスと、
前記付加マスを駆動する油圧アクチュエータと、
制御電流の符号に応じて油圧アクチュエータの動作方向を切り換えるとともに、制御電流の大きさに応じた圧油を油圧アクチュエータへ供給するサーボ弁と、
構造物の変位、付加マスの変位、その他の構造物の振動に関する状態量に応じて付加マスを駆動すべく前記サーボ弁へ制御電流を送出する駆動手段とを備えた制振装置において、
前記油圧アクチュエータをストロークの中立位置へ向けて付勢する手段と、
前記サーボ弁と油圧アクチュエータとの間に介装されて作動油を選択的に遮断する切換弁と、
前記切換弁と前記油圧アクチュエータとの間に配設されて油圧が所定値を超えると開弁して作動油をタンクへ放出するリリーフ弁と、
前記切換弁と前記油圧アクチュエータとの間に配設されて油圧が低下すると開弁して作動油をタンクから吸引するチェック弁と、
前記油圧アクチュエータのストローク位置を検出する手段と、
前記検出した位置が所定の制動開始位置以上であれば制動状態であることを判定する制動判定手段と、
前記検出した位置が所定の再起動位置以内、かつ、前記切換弁が閉弁状態であれば再起動状態であることを判定する再起動判定手段と、
前記制動判定手段の判定結果が制動状態であれば前記切換弁を閉弁駆動する一方、前記再起動判定手段の判定結果が再起動状態かつ前記駆動手段からの制御電流の符号が所定の符号であれば前記切換弁を開弁駆動する切換弁制御手段とを備えたことを特徴とする制振装置。
【請求項３】
前記駆動手段が、前記油圧アクチュエータの中立位置から最大ストローク位置へ向けて制振効果が小さくなるようにフィードバックゲインを予め設定したレギュレータマップと、前記検出したストロークの位置に応じてレギュレータマップのフィードバックゲインを読み込む手段と、前記状態量とこのフィードバックゲインに応じて前記サーボ弁への制御電流を演算する手段とからなることを特徴とする請求項２に記載の制振装置。
【請求項４】
前記制動開始位置が油圧アクチュエータの最大ストローク位置よりも中立位置側の所定の位置に設定される一方、前記再起動位置が制動開始位置よりも中立位置側の所定の位置に設定されたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかひとつに記載の制振装置。
【請求項５】
前記付勢手段が、付加マスを油圧アクチュエータの中立位置へ向けて付勢する弾性部材で構成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかひとつに記載の制振装置。
【請求項６】
前記付勢手段が、基端を構造物で揺動自由に垂下される一方、他端で付加マスを揺動自由に垂下するリンクで構成され、付加マスが重力に応じて垂下された位置を油圧アクチュエータの中立位置となるように連結したことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかひとつに記載の制振装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、地震や風等の外力による構造物の振動を低減する制振装置に関し、特に過大な入力に対して付加マスの変位を規制するブレーキ動作に関する。
【０００２】
【従来の技術】
構造物に振動低減用のコントロールデバイスを備えるとともに、外部からエネルギの供給を受けて積極的に振動の低減を図る制振装置としては、構造物上に載置した付加マスをアクチュエータで変位させることにより風や地震などの外力による構造物の揺れを抑制するものが知られている。
【０００３】
このような制振装置では、過大な入力が加わった場合、付加マスの変位が過大となって制振装置あるいは構造物に損傷が加わらないように、付加マスの過大な変位を規制するものとして、実開平２−１２１３７０号公報、特開平６−３３６３８号公報が知られている。
【０００４】
これについて説明すると、上記前者は付加マスを伸縮駆動する油圧シリンダと、コントローラから出力される指令電流に応じて油圧シリンダへ圧油を供給するサーボバルブと、サーボバルブと油圧シリンダとの間にコントローラからの指令に応じて駆動される遮断弁を介装したもので、過大な入力が加わると、コントローラは遮断弁を閉弁して油圧シリンダの圧油の供給を停止し、付加マスの過大な変位を規制する。
【０００５】
一方、上記後者は、ボールネジを介して付加マスを往復駆動するサーボモータと、サーボモータへ速度指令信号を送出する駆動回路と、付加マスのストロークが所定値を越えるとサーボモータへの速度指令信号をオフまたはゼロにするとともに、付加マスをストロークの中立位置へ移動する信号をサーボモータへ送出する出力切換回路とを備え、過大な入力が加わって付加マスのストロークが所定値を越えると、サーボモータへの速度指令信号をオフまたはゼロにすることで付加マスの変位を保持するとともに付加マスを中立位置へ移動させ、速度指令信号のゼロクロス点から再び付加マスを逆方向へ駆動するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記前者の従来例では、一旦、過大な入力が加わると確実に装置を停止することができるものの、継続して振動が加わる場合には以降の制振動作が行われないという問題があり、一方、上記後者の従来例では、所定のストロークを越えて付加マスを変位させることがなく、付加マスを中立位置から再起動することができるが、地震等では一般的に大きな振幅が長時間継続する傾向があるため、付加マスの停止、再起動が頻繁に行われ、構造物や制振装置に衝撃が発生するという問題点があった。
【０００７】
そこで本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、過大な入力に対しては確実に付加マスを停止させる一方、振動が継続して入力される場合には衝撃の発生を抑制して円滑に再起動可能な制振装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、図１に示すように、構造物の振動方向に運動可能な付加マス５０と、前記付加マス５０を駆動する油圧アクチュエータ５１と、前記油圧アクチュエータ５１へ圧油を供給するサーボ弁５２と、構造物の変位、付加マスの変位、その他の構造物の振動に関する状態量に応じて付加マス５０を駆動すべく前記サーボ弁５２を駆動する駆動手段５３とを備えた制振装置において、前記油圧アクチュエータ５１をストロークの中立位置へ向けて付勢する手段５４と、前記サーボ弁５２と油圧アクチュエータ５１との間に介装されて作動油を選択的に遮断する切換弁５５と、前記切換弁５５と前記油圧アクチュエータ５１との間に配設されて油圧が所定値を超えると開弁して作動油をタンクへ放出するリリーフ弁と、前記切換弁５５と前記油圧アクチュエータ５１との間に配設されて油圧が低下すると開弁して作動油をタンクから吸引するチェック弁と、前記油圧アクチュエータ５１のストローク位置を検出する手段５６と、前記検出した位置が所定の制動開始位置以上であれば制動状態であることを判定する制動判定手段５７と、前記検出した位置が所定の再起動位置以内、かつ、前記切換弁５５が閉弁状態であれば再起動状態であることを判定する再起動判定手段５８と、前記制動判定手段５７の判定結果が制動状態であれば前記切換弁５５を閉弁駆動する一方、前記再起動判定手段５８の判定結果が再起動状態であれば前記切換弁５５を開弁駆動する切換弁制御手段５９とを備える。
【０００９】
また、第２の発明は、図１において、構造物の振動方向に運動可能な付加マス５０と、前記付加マス５０を駆動する油圧アクチュエータ５１と、制御電流ｉの符号に応じて油圧アクチュエータ５１の動作方向を切り換えるとともに、制御電流ｉの大きさに応じた圧油を油圧アクチュエータ５１へ供給するサーボ弁５２と、構造物の変位、付加マス５０の変位、その他の構造物の振動に関する状態量に応じて付加マス５０を駆動すべく前記サーボ弁５２へ制御電流ｉを送出する駆動手段５３とを備えた制振装置において、前記油圧アクチュエータ５１をストロークの中立位置へ向けて付勢する手段５４と、前記サーボ弁５２と油圧アクチュエータ５１との間に介装されて作動油を選択的に遮断する切換弁５５と、前記切換弁５５と前記油圧アクチュエータ５１との間に配設されて油圧が所定値を超えると開弁して作動油をタンクへ放出するリリーフ弁と、前記切換弁５５と前記油圧アクチュエータ５１との間に配設されて油圧が低下すると開弁して作動油をタンクから吸引するチェック弁と、前記油圧アクチュエータ５１のストローク位置を検出する手段５６と、前記検出した位置が所定の制動開始位置以上であれば制動状態であることを判定する制動判定手段５７と、前記検出した位置が所定の再起動位置以内、かつ、前記切換弁５５が閉弁状態であれば再起動状態であることを判定する再起動判定手段５８と、前記制動判定手段５７の判定結果が制動状態であれば前記切換弁５５を閉弁駆動する一方、前記再起動判定手段５８の判定結果が再起動状態かつ前記駆動手段５３からの制御電流ｉの符号が所定の符号であれば前記切換弁５５を開弁駆動する切換弁制御手段５９とを備える。
【００１０】
また、第３の発明は、前記第２の発明において、前記駆動手段が、前記油圧アクチュエータの中立位置から最大ストローク位置へ向けて制振効果が小さくなるようにフィードバックゲインを予め設定したレギュレータマップと、前記検出したストロークの位置に応じてレギュレータマップのフィードバックゲインを読み込む手段と、前記状態量とこのフィードバックゲインに応じて前記サーボ弁への制御電流を演算する手段とからなる。
【００１１】
また、第４の発明は、前記第１ないし第３の発明のいずれかひとつにおいて、前記制動開始位置が油圧アクチュエータの最大ストローク位置よりも中立位置側の所定の位置に設定される一方、前記再起動位置が制動開始位置よりも中立位置側の所定の位置に設定される。
【００１２】
また、第５の発明は、前記第１ないし第４の発明のいずれかひとつにおいて、前記付勢手段が、付加マスを油圧アクチュエータの中立位置へ向けて付勢する弾性部材で構成される。
【００１３】
また、第６の発明は、前記第１ないし第４の発明のいずれかひとつにおいて、前記付勢手段が、基端を構造物で揺動自由に垂下される一方、他端で付加マスを揺動自由に垂下するリンクで構成され、付加マスが重力に応じて垂下された位置を油圧アクチュエータの中立位置となるように連結する。
【００１４】
【作用】
したがって、第１の発明は、構造物に加わる振動に応じて駆動手段は付加マスを振動方向に駆動するようサーボ弁を駆動し、油圧アクチュエータは付勢手段に抗して構造物の振動方向へ付加マスを変位させる。構造物に過大な振動が加わると、この入力に応じて油圧アクチュエータが過大な変位をしようとするが、位置検出手段の検出値が所定の制動開始位置以上となると制動判定手段に基づいて切換弁制御手段が切換弁を閉弁駆動し、油圧アクチュエータへの作動油を遮断することで油圧アクチュエータ及び付加マスの変位は停止するが、油圧アクチュエータは付勢手段によってストロークの中立位置へ向けて付勢され、この付勢力と油圧アクチュエータ内部の作動油の漏れに応じて緩やかに中立位置へ向けて変位し、位置検出手段の検出値が所定の再起動位置以内かつ切換弁の閉弁状態であれば再起動判定手段に基づいて切換弁制御手段は切換弁を開弁して、再びサーボ弁からの圧油に応じて油圧アクチュエータが駆動され、付加マスの制振動作が円滑に再開される。
【００１５】
また、第２の発明は、構造物に加わる振動に応じて駆動手段は付加マスを振動方向に駆動するようサーボ弁へ制御電流を送り、制御電流の符号に応じた方向へ駆動される油圧アクチュエータは付勢手段に抗して構造物の振動方向へ付加マスを変位させる。構造物に過大な振動が加わると、この入力に応じて油圧アクチュエータが過大な変位をしようとするが、位置検出手段の検出値が所定の制動開始位置以上となると制動判定手段に応じて切換弁制御手段が切換弁を閉弁駆動し、油圧アクチュエータへの作動油を遮断することで油圧アクチュエータ及び付加マスの変位は停止するが、油圧アクチュエータまたは付加マスは付勢手段によってストロークの中立位置へ向けて付勢され、この付勢力と油圧アクチュエータ内部の作動油の漏れに応じて緩やかに中立位置へ向けて変位し、再起動判定手段が位置検出手段の検出値が所定の再起動位置以内かつ切換弁の閉弁状態となる再起動状態かつ、駆動手段からの制御電流が所定の符号であれば切換弁制御手段は切換弁を開弁駆動し、制御電流の符号に応じた方向へ油圧アクチュエータを再起動することができ、この符号を付勢手段の付勢方向、すなわち、油圧アクチュエータへのストロークの中立位置に向かう方向へ一致させれば円滑に再起動させることができる。
【００１６】
また、第３の発明は、前記駆動手段が中立位置から最大ストローク位置へ向けて制振効果が小さくなるフィードバックゲインと、油圧アクチュエータの検出位置に基づいてサーボ弁への制御電流を出力するため、過大な振動が入力された場合に油圧アクチュエータが最大ストローク位置を越えるのをフィードバックゲインの減少によって防ぐと共に、所定の制動開始位置以上になれば圧油の供給が遮断されて確実に油圧アクチュエータを停止させる一方、再起動位置では、制御電流ｉが０または微小であり、さらに、中立位置へ向けて制振効果が増大するように設定されるため、再起動時の衝撃を抑制して円滑に起動することができる。
【００１７】
また、第４の発明は、制動開始位置は油圧アクチュエータの最大ストローク位置よりも中立位置側の所定の位置に設定されて、油圧アクチュエータの過大な変位を防止する一方、再起動位置が制動開始位置よりも中立位置側の所定の位置に設定されたため、制御のハンチングを防いで円滑に駆動することができる。
【００１８】
また、第５の発明は、前記油圧アクチュエータは弾性部材によって付加マスを介して中立位置へ向けて付勢され、圧油の供給が遮断された後には弾性部材の付勢力と内部の作動油の漏れに応じて中立位置へ向けて緩やかに変位することができる。
【００１９】
また、第６の発明は、前記油圧アクチュエータは構造物に垂下されたリンクで揺動自由に支持された付加マスに加わる重力に応じて中立位置へ向けて付勢され、圧油の供給が遮断された後には付加マスの重力と内部の作動油の漏れに応じて中立位置へ向けて緩やかに変位することができる。
【００２０】
【実施例】
図２〜図４に本発明の実施例を示す。
【００２１】
図２に示すように、付加マス３は水平方向への変位を許容する支持バネ４を介して構造物１の上部（例えば、最上階など）に支持され、付加マス３の側面には基端を構造物１に支持された復動型の油圧シリンダ２のロッド２０が連結されて水平方向に伸縮駆動される。
【００２２】
油圧シリンダ２はストロークの中立位置から伸縮駆動を行って、付加マス３を水平方向へ駆動し、この付加マス３の変位は油圧シリンダ２のロッド２０が伸長する方向を正とする一方、収縮方向を負とする。
【００２３】
付勢手段としての支持バネ４は油圧シリンダ２で駆動された付加マス３を、油圧シリンダ２の中立位置へ向けて付勢するもので、油圧シリンダ２の待機中、あるいは停止中では付加マス３は中立位置を保持し、制振動作の起動時にはこの中立位置から正負いずれかの最大ストローク位置へ向けて付加マス３の駆動を行って、油圧シリンダ２のストロークを有効に利用するものである。
【００２４】
そして、油圧シリンダ２は図３に示すように、サーボ弁２１、電磁切換弁２２を介して図示しないポンプ、タンクなどを収装した油圧ユニット６に接続されて、圧油の供給を受ける。
【００２５】
サーボ弁２１は構造物１に加わる振動と付加マス３の状態に応じた制御電流ｉを出力する駆動部３１に接続され、サーボ弁２１はこの制御電流に応じて油圧シリンダ２への圧油の方向及び油圧を制御する。なお、サーボ弁２１への制御電流ｉが正のときには、油圧シリンダ２の油室２Ａに圧油が供給されてロッド２０が伸長し、付加マス３は図１において＋方向へ変位する。一方、制御電流ｉが負のときには油室２Ｂに圧油が供給されてロッド２０は収縮して付加マス３は図中−方向へ駆動される。
【００２６】
ここで、駆動部３１は構造物１に加わる振動を、構造物１の変位、速度、付加マス３の変位、速度等の状態量に基づいて検知し、この振動に対抗して付加マス２を駆動する反力で構造物１の振動を減衰させるよう油圧シリンダ２を駆動するものであり、例えば、特開平６−５８０１４号公報に開示されるように構成される。
【００２７】
そして、サーボ弁２１と油圧シリンダ２との間に介装された電磁切換弁２２は後述する制動部３２からの信号に応じてサーボ弁２１から油圧シリンダ２への油圧を遮断し、油圧シリンダ２の伸長、収縮方向のそれぞれの油室２Ａ、２Ｂの圧油を保持して付加マス３に制動を加えるもので、例えば、常閉の４ポート２位置型切換弁で構成される。
【００２８】
この電磁切換弁２２と油圧シリンダ２との間には、油室２Ａ、２Ｂとそれぞれ連通するリリーフ弁２３、２３及びチェック弁２４、２４が配設され、電磁切換弁２２が遮断されて油圧シリンダ２が停止する際の油圧の過大な上昇又は低下を防ぐもので、油圧が所定値を越えるとリリーフ弁２３が開弁して油圧シリンダ２の圧油を油圧ユニット６の図示しないタンクへ放出する一方、電磁切換弁２２の遮断によって油圧が低下するとチェック弁２４が開弁して同じく油圧ユニット６のタンクから作動油を吸引し油室２Ａ、２Ｂ内のてキャビテーションの発生を防ぐ。
【００２９】
ここで、油圧シリンダ２にはロッド２０のストローク位置を検出するストロークセンサ１１が配設され、制動部３２はこのストローク位置に応じて電磁切換弁２２の開閉を行う。なお、ストローク位置はストロークの中立位置を０として上記ロッド２０の伸長方向を正、収縮方向を負とした符号を備える。
【００３０】
制動部３２は例えば、マイクロコンピュータなどで構成されて、油圧シリンダ２のストローク位置に応じて付加マス３の制動及び再起動を電磁切換弁２２を介して制御するもので、この制御の一例を図５のフローチャートに示し、以下、このフローチャートを参照しながら詳述する。
【００３１】
ステップＳ１では、ストロークセンサ１１の出力より油圧シリンダ２のストローク位置Ｘを読み込んでから、ステップＳ２、Ｓ３においてストローク位置Ｘが所定の制動開始位置Ａ２、Ｂ２以上であるかを判定する。
【００３２】
ここで、制動開始位置Ａ２、Ｂ２は図４に示すように、油圧シリンダ２のストローク位置の伸縮方向でそれぞれ設定されたもので、制動開始位置Ａ２は正の符号を持つ伸長方向で、制動開始位置Ｂ２は負の符号を持つ収縮方向で、それぞれ油圧シリンダ２の過大なストロークを規制して制振装置及び構造物１を保護するために設定されたもので、これら制動開始位置Ａ２、Ｂ２は、例えば、中立位置から±２０ｃｍの位置にそれぞれ設定される。
【００３３】
一方、図４において、Ａ１、Ｂ１は制動によって駆動を停止した油圧シリンダ２の再起動を行う再起動位置を示し、これら再起動位置Ａ１、Ｂ１も上記と同様に伸縮方向でそれぞれ設定されて、例えば、中立位置から±１５ｃｍの位置に設定され、再起動位置Ａ１、Ｂ１の絶対値は制動開始位置Ａ２、Ｂ２の絶対値より小さく設定されて、制御のハンチングを防ぐとともに、次のように設定される。
【００３４】
Ａ２＞Ａ１＞０
Ｂ２＜Ｂ１＜０
この制動開始位置Ａ２、Ｂ２は油圧シリンダ２の最大ストローク位置であるストロークエンド未満の所定位置に設定され、
ステップＳ２、Ｓ３でストローク位置Ｘが制動開始位置Ａ２未満、かつ制動開始位置Ｂ２より大きければステップＳ８へ進んで制振動作を継続する一方、ストローク位置Ｘが制動開始位置Ａ２以上あるいはＢ２以下の場合にはロッド２０がストロークエンドに近接したと判断してステップＳ４の処理へ進む。
【００３５】
ステップＳ４では電磁切換弁２２を閉弁し、サーボ弁２１から供給される圧油を遮断して油圧シリンダ２に制動を加える。
【００３６】
この制動に際して、油圧シリンダ２内の油室２Ａ、２Ｂのうち作動油を排出中の油室は付加マス３及びロッド２０が慣性によって変位しようとするため油圧が上昇し、油圧が所定値を越えるとリリーフ弁２３が開弁して油圧の過大な上昇を防止する一方、圧油を供給される側の油室は慣性によって変位しようとする付加マス３及びロッド２０によって油圧が低下するが、チェック弁２４が開弁して作動油が吸引されるためキャビテーションの発生を抑制することができる。
【００３７】
電磁切換弁２２の閉弁によって油圧シリンダ２及び付加マス３の制動が行われた後には、ステップＳ５、Ｓ６でストローク位置Ｘの監視が行われ、ストローク位置Ｘが所定の範囲内に戻ると油圧シリンダ２の再起動が行われる。
【００３８】
油圧シリンダ２は電磁切換弁２２の遮断によって一旦停止して、油圧シリンダ２のストロークエンドを越えることがなく、構造物１への衝突あるいは制振装置の損傷を防ぐ。
【００３９】
この後、付加マス３は支持バネ４によって油圧シリンダ２の中立位置へ付勢され、また、油圧シリンダ２の油室２Ａ、２Ｂ間には作動油の漏れが生じるため、一旦停止した付加マス３はこの漏れに応じて緩やかに中立位置へ変位し、油圧シリンダ２も付加マス３とともに中立位置へ向けて緩やかに変位するのである。
【００４０】
ステップＳ５、Ｓ６のストローク位置Ｘの監視は、ストローク位置Ｘが再起動位置Ａ１より大きい、またはＢ１未満の場合にはステップＳ４へ戻って電磁切換弁２２の閉弁を継続するが、ストローク位置Ｘが再起動位置Ａ１以下、またはＢ１以上になって、ロッド２０がストロークエンドから中立位置へ近付くとステップＳ７へ進んで電磁切換弁２２を開弁し、油圧シリンダ２へサーボ弁２１からの圧油の供給を再開してステップＳ８の制振動作へ戻る。
【００４１】
ステップＳ８では構造物１に引き続き振動が加わっていれば、再起動位置Ａ１、Ｂ１から油圧シリンダ２を伸縮して付加マス３を駆動し、制振動作を再開する。
【００４２】
上記フローチャートを繰り返して実行することにより、ストローク位置を監視してストロークエンドに達するのを防ぎながら油圧シリンダ２のストロークを有効に利用して制振動作行うことができる。
【００４３】
例えば、図４において、中立位置０から伸長方向へ向けて油圧シリンダ２を駆動するとストローク位置Ｘは再起動位置Ａ１を越えて、構造物１に加わる振動が大きい場合にはさらに制動開始位置Ａ２へ向かう。
【００４４】
ここで、ストローク位置Ｘが制動開始位置Ａ２以上になると電磁切換弁２２の遮断による油圧シリンダ２及び付加マス３の制動が行われ、ロッド２０の伸長方向への変位は一旦停止した後、付加マス３を支持、付勢する支持バネ４によって付加マス３及びロッド２０は収縮方向へ緩やかに変位する。
【００４５】
支持バネ４に付勢されたロッド２０は制動開始位置Ａ２を越えてさらに収縮し、再起動位置Ａ２以下になると、電磁切換弁２２が開弁して制振動作が再開される。
【００４６】
こうして、油圧シリンダ２の伸縮方向のそれぞれのストロークエンド未満の所定の位置に制動開始位置Ａ２、Ｂ２を設定する一方、制動開始位置Ａ２、Ｂ２より中立位置側に再起動位置Ａ１、Ｂ１をそれぞれ設定し、さらに付加マス３を油圧シリンダ２の中立位置へ付勢する支持バネ４を設けたため、ストローク位置Ｘに基づく電磁切換弁２２の開閉によって確実に油圧シリンダ２の過大な変位を抑制しながら緩やかに中立位置へ向かう途中の再起動位置Ａ１、Ｂ１から油圧シリンダ２の再起動を行うようにしたため、地震のように大きな振幅が継続するような場合には前記従来例のように頻繁に制動、再起動を繰り返すことがなくなって、制振装置または構造物１に衝撃が発生するのを防止しながら円滑に制振動作の再開が可能となる。
【００４７】
図６は第２の実施例を示し、制動部３２に駆動部３１からの制御電流ｉを加えるようにしたもので、その他の構成は前記第１実施例と同様である。
【００４８】
制動部３２の制御は、図７に示すように、前記第１実施例の図５に示したフローチャートのステップＳ６とステップＳ７との間にステップＳ１０を加えたもので、その他は前記第１実施例と同様である。
【００４９】
図７のフローチャートにおいては、油圧シリンダ２の停止後、ステップＳ５、Ｓ６でストローク位置Ｘを監視して油圧シリンダ２の再起動を判定するのに加えて、ストローク位置Ｘと制御電流ｉの積が０以下となってから電磁制御弁２２を開弁して油圧シリンダ２の駆動を再開するようにしたものである。
【００５０】
いま、図４において、ロッド２０の伸長によってストローク位置Ｘが再起動位置Ａ１から制動開始位置Ａ２を越えると電磁制御弁２２が閉弁して油圧シリンダ２は停止する。
【００５１】
この後、支持バネ４によって付加マス３及びロッド２０は中立位置へ向けて緩やかに収縮し、再起動位置Ａ１以下になり、かつ、駆動部３１からの制御電流ｉが０以下、すなわち、サーボ弁２１への指令が中立位置へ向かう方向、すなわち、油圧シリンダ２の収縮方向となってから電磁制御弁２２を再び開弁して油圧シリンダ２の再起動を行うもので、このときのストローク位置Ｘと制御電流ｉの積が負となることから、油圧シリンダ２の変位方向とサーボ弁２１の駆動方向を同期させる。
【００５２】
一方、ストローク位置Ｘが負となる再起動位置Ｂ１では、制御電流ｉが正となって油圧シリンダ２が伸長方向に駆動されるときに油圧シリンダ２の再起動が行われ、伸長、収縮方向共に中立位置へ向けて油圧シリンダ２の再起動が行われ、上記した地震のように大きな振幅が継続的に加わる場合に、油圧シリンダ２のロッド２０がストロークエンドに向かうのを効果的に防止すると共に、油圧シリンダ２の再起動を支持バネ４の付勢方向と同期させることによって衝撃の発生を抑制して制振動作の断続を円滑に行うことが可能となる。
【００５３】
図８は第３の実施例を示し、前記第２実施例における駆動部３１を、ストロークセンサ１１が検出したストローク位置Ｘからフィードバックベクトルを演算するレギュレータマップ３１Ａと、状態量とレギュレータマップ３１Ａのフィードバックベクトルから制御電流ｉを演算する演算部３１Ｂとから構成したもので、、その他の構成は前記第２実施例と同様である。
【００５４】
このレギュレータマップ３１Ａは上記した特開平６−５８０１４号公報に開示されるように、油圧シリンダ２のストローク位置Ｘに応じて付加マス３の制振効果を変化させるようにしたもので、例えば、図９に示すように、ロッド２０の中立位置からストロークエンドに向かうに従って制振効果が減少するようにフィードバックベクトルを設定したもので、再起動位置Ａ１、Ｂ１よりストロークエンド側ではフィードバックベクトルは０となり、演算部３１Ｂはこのフィードバックベクトルを乗算するため制御電流ｉの値は０となる。
【００５５】
制動部３２の制御は前記図７のフローチャートに基づいて行われ、上記と同様にロッド２０が制動開始位置Ａ２、Ｂ２以上となると電磁切換弁２２が閉弁して油圧シリンダ２は一旦停止した後に、支持バネ４に付勢されて中立位置へ向けて緩やかに変位する（ステップＳ１〜Ｓ４）。
【００５６】
ロッド２０のストローク位置Ｘが再起動位置Ａ１、Ｂ１となり、かつ制御電流ｉとストローク位置Ｘとの積が０以下になると電磁切換弁２２が開弁して油圧シリンダ２の再起動が行われ、このとき、レギュレータマップ３１Ａからのフィードバックベクトルは再起動位置Ａ１、Ｂ１では０から中立位置へ向けて増大するため、油圧シリンダ２の再起動は衝撃を伴うことなくさらに円滑に行われるのである。
【００５７】
こうして、レギュレータマップ３１Ａに予め設定されたフィードバックベクトルにより、ストローク位置Ｘが所定の範囲（例えば、再起動位置Ａ１〜Ｂ１）を越えると制御電流ｉを所定の値である０としてロッド２０がストロークエンドに向かうのを抑制することができ、さらに、付加マス３の慣性によって制動開始位置Ａ２、Ｂ２以上になると電磁切換弁２２の閉弁によって油圧シリンダ２の制動が行われ、この後、支持バネ４に付勢されて中立位置へ向かう油圧シリンダ２の再起動は、フィードバックベクトルに応じて制御電流ｉ＝０から再開されるため、衝撃を伴うことなく円滑に制振動作の断続を行うことが可能となり、地震などの大きな振幅が継続する場合にもストロークエンドに到達するのを抑制しながら有効にストロークを利用して制振効果を高めることがきるとともに、過大な振動入力による制振動作の断続を円滑に行うことが可能となる。
【００５８】
なお、再起動位置Ａ１、Ｂ１からストロークエンドにおけるフィードバックベクトルを０に近似した微小な値としても良く、この場合も上記と同様な作用を得ることができる。
【００５９】
図１０第４の実施例を示し、前記第１ないし第３の実施例において油圧シリンダ２を中立位置へ向けて付勢する手段としての支持バネ４をリンク５に置き換えたもので、その他の構成は上記実施例と同様である。
【００６０】
リンク５は上端を構造物１で揺動自由に支持される一方、下端で付加マス３を揺動自由に垂下するもので、付加マス３は複数のリンク５、５を介して構造物１に垂下されるとともに、ほぼ水平方向へ揺動自由に支持される。
【００６１】
そして、付加マス３の側面には基端を構造物１で揺動自由に支持された油圧シリンダ２のロッド２０が連結され、ロッド２０の伸縮に応じて付加マス３は水平方向へ揺動する。
【００６２】
リンク５、５が重力方向と平行する鉛直位置で、油圧シリンダ２のロッド２０のストローク位置が中立位置となるように付加マス３と油圧シリンダ２は配設される。
【００６３】
上記実施例と同様にして、ロッド２０のストローク位置Ｘが制動開始位置Ａ２、Ｂ２以上になると電磁切換弁２２が閉弁して油圧シリンダ２は停止するが、付加マス３は重力によって油圧シリンダ２の中立位置へ付勢され、上記と同様にして電磁切換弁２２の閉弁後、油室２Ａ、２Ｂの作動油の漏れに応じて緩やかに中立位置へ向けて付加マス３及びロッド２０は変位することができるのである。
【００６４】
なお、上記実施例において、油圧シリンダ２のストローク位置Ｘを基準となる中立位置からの相対変位量より求めてもよく、この場合、図示はしないがリミットスイッチなどで中立位置を検出すればよい。
【００６５】
【発明の効果】
以上のように第１の発明によれば、構造物に過大な振動が加わった場合、油圧アクチュエータが過大な変位をしようとするが、位置検出手段の検出値が所定の制動開始位置以上となると制動手段が切換弁を閉弁駆動して油圧シリンダを停止する一方、停止した油圧アクチュエータは付勢手段によってストロークの中立位置へ向けて付勢され、位置検出手段の検出値が所定の再起動位置以内かつ切換弁の閉弁状態であれば再起動手段が切換弁を開弁して、構造物に加わる振動に応じて付加マスの制振動作を再開することができ、過大なストロークから制振装置及び構造物を確実に保護するとともに、衝撃の発生を抑制して円滑に再起動することが可能となる。
【００６６】
また、第２の発明は、再起動時にはストロークの位置と切換弁の閉弁状態に加えて制御電流の符号に応じて油圧アクチュエータを再起動するタイミングが制御されるため、再起動時の衝撃を確実に抑制して円滑に制振動作を再開することが可能となって、地震などで大きな振動が継続する場合にも、衝撃の発生を防ぎながら制動及び再起動を繰り返して円滑な制振動作を行うことが可能となる。
【００６７】
また、第３の発明は、前記駆動手段が中立位置から最大ストローク位置へ向けて制振効果が小さくなるフィードバックゲインと、油圧アクチュエータの検出位置に基づいてサーボ弁への制御電流を出力するため、フィードバックゲインによっても油圧シリンダの過大なストロークが抑制され、再起動時にはフィードバックによって制御電流は０または微小な値より緩やかに増大するため制動と再起動を反復する場合にも衝撃の発生を防いで円滑な制振動作を実現することができる。
【００６８】
また、第４の発明は、制動開始位置は油圧アクチュエータの最大ストローク位置よりも中立位置側の所定の位置に設定される一方、再起動位置が制動開始位置よりも中立位置側の所定の位置に設定されたため、制御のハンチングを防ぐとともに、再起動の際に油圧アクチュエータが最大ストローク位置へ向かうのを抑制して制動停止後の油圧アクチュエータの再起動を円滑に行う事ができる。
【００６９】
また、第５の発明は、前記油圧アクチュエータは付加マスを介して弾性部材で中立位置へ向けて付勢され、制動停止後には中立位置へ向けて緩やかに変位することができ、急激な再起動を抑制して衝撃の発生を抑制するだけでなく、地震などの大きな振動が継続する場合に油圧アクチュエータの制動及び再起動が頻繁に繰り返されるのを抑制し、確実な制振動作を行うことができる。
【００７０】
油圧アクチュエータが最大ストローク位置へ向かうのを抑制して制振装置及び構造物への損傷を与えることがない。
【００７１】
また、第６の発明は、前記油圧アクチュエータは構造物で揺動自由に垂下された付加マスに加わる重力に応じて中立位置へ向けて付勢されるため、急激な再起動を抑制して衝撃の発生を抑制するだけでなく、地震などの大きな振動が継続する場合に油圧アクチュエータの制動及び再起動が頻繁に繰り返されるのを抑制し、確実な制振動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１または第２の発明に対応するクレーム対応図である。
【図２】本発明の第１実施例を示す制振装置の概略側面図である。
【図３】同じく第１実施例のブロック図である
【図４】油圧シリンダの制動及び再起動の位置を示す説明図である。
【図５】第１実施例の制御の一例を示すフローチャートである。
【図６】第２の実施例を示す制振装置のブロック図である。
【図７】第２実施例の制御の一例を示すフローチャートである。
【図８】第３の実施例を示す制振装置のブロック図である。
【図９】レギュレータマップを示すグラフである。
【図１０】第４の実施例を示す制振装置の概略側面図である。
【符号の説明】
１  構造物
２  油圧シリンダ
３  付加マス
４  支持バネ
５  リンク
６  油圧ユニット
１１  ストロークセンサ
２１  サーボ弁
２２  電磁切換弁
３１  駆動部
３２  制動部
３３  演算部
３４  レギュレータマップ
５０  付加マス
５１  油圧アクチュエータ
５２  サーボ弁
５３  駆動手段
５４  付勢手段
５５  切換弁
５６  位置検出手段
５７  制動判定手段
５８  再起動判定手段
５９  切換弁制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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