JP2902986B2 - 道路付帯設備鋼管柱の制振装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】道路付帯設備としての照明
柱、標識柱、信号柱などの鋼管柱の制振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明の解決しようとする課題】道路付
帯設備としての照明柱、標識柱、信号柱などの鋼管柱
は、風荷重や車両走行に伴う路面振動により励振され
る。これらの鋼管柱が励振されると、まず鋼管柱自身の
疲労損傷が促される。さらに、照明器具の場合は、鋼管
柱に取りつけられた器具の寿命が短縮する。又照明柱の
場合は振動により照明光が揺れて人に違和感を与えるな
ど、機能上の問題が発生する。

【０００３】これらの問題点を対処する基本方法の一つ
として、一度鋼管柱に発生した振動を減衰装置により速
やかに減衰させる方法が考えられる。

【０００４】例えば特公昭40-25295、特公昭41-12787号
公報には鋼管の湾曲した先端近傍の中空部に、両端にコ
イルバネを設けた重錘を、軸方向のみに可動に取着し、
鋼管振動時、コイルバネを介してストッパに衝突し、衝
突により振動エネルギを吸収して制振しようとするもの
である。しかしストッパが無い場合の振幅Ｄは、外力の
大きさや路面の振動特性に依存し一定ではない。従って
ストッパによって規制される重錘の振動振幅をｄとすれ
ば、ｄ／Ｄも一定とはならず、適切なｄ／Ｄの設定は困
難である。

【０００５】また、ストッパにより規制される振動振幅
ｄ、即ち振幅がストッパ間距離よりも小さい微振動では
ストッパと重錘との衝突は、もはや発生せず制振機能は
なくなる。

【０００６】一方、実開昭59-24412号公報では、鋼管の
軸方向に沿って棒部材を鋼管内部に回動自由に吊下し、
振動によって鋼管内壁に衝突することによって、振動エ
ネルギを吸収し制振しようとするものであるが、本考案
も前述同様に微振動になった場合は、棒部材が鋼管に衝
突することなく、制振機能を発揮しなくなる。更に振動
が大きくなった場合でも、狭い鋼管断面内での変位を以
て衝突を期待するのであるから、十分な位置エネルギと
しての振動エネルギを吸収できない虞れがある。

【０００７】本発明は上述のような問題点を解決して、
微振動でも制振効果を発揮することと、効率のよい制振
機能が発揮できるよう、予め設定することが可能な構造
を提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】道路付帯設備鋼管柱の制
振装置であり、鋼管柱の湾曲した先端近傍に、コイルバ
ネの一端を固定した固定部を前記鋼管柱内部に固定し、
他端を重錘に連結し、該重錘はガイドによって前記鋼管
柱内部を軸方向のみに可動に取着され、前記コイルバネ
は重錘が静止平衡するまでしか伸長しないように、スト
ッパを設けてなる構造とし、また該道路付帯設備鋼管柱
の制振装置に於いて、ストッパが無い場合の重錘の固有
振動数が、鋼管柱の固有振動数の１／２であることを特
徴とした道路付帯設備鋼管柱の制振装置を主旨とする。

【０００９】本発明の作用は次の通りである。

【００１０】鋼管柱が励振されると、それに応じて重錘
も振動する。静止状態の重錘に変位が発生することによ
り、重錘は鋼管柱の振動のエネルギの一部を吸収する。
更に該重錘がストッパと衝突することにより、鋼管柱の
振動のエネルギの一部が散逸する。爾後振動による重錘
の変位により鋼管柱の振動のエネルギを吸収しつつ、衝
突によりエネルギは主として熱エネルギに変換され散逸
し振動は制止するに到る。この場合、制振と共に重錘の
振動振幅が小さくなるが、コイルバネに重錘を吊下した
場合の静止平衡長の位置にストッパが設けてあるので、
重錘は必ずストッパと衝突を繰り返し制振機能が停止す
ることはない。

【００１１】またストッパが無い場合の重錘の固有振動
数をｆ_d とすれば、ストッパを設けた場合の重錘の振動
数は２ｆ_d が支配的となる。従って２ｆ_d を鋼管柱の１
次固有振動数と同等にしておけば、制振効果は卓越する
ことになる。換言すれば、鋼管柱の１次固有振動数の１
／２に、ストッパが無い場合の重錘の振動数を設定すれ
ばよいことになる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下図面に従って本発明の実施の
形態を説明する。

【００１３】図１は本発明を道路照明用鋼管柱に適用し
た例を示す図である。鋼管柱１の先端近傍の中空部に制
振装置２を内蔵せしめる。鋼管柱１の高さは約１０ｍ、
湾曲した先端の張出部は0.8m地上の固定部の外径はφ18
0 、先端の外径はφ65である。該鋼管柱１の１次固有振
動数は約２Hz程度で先端部は左右に水平方向に振動す
る。また２次固有振動数は約７Hzで鉛直方向に振動す
る。このような照明用の鋼管柱１が一定の外力を受けて
励振される場合、２次以上の高次振動は減衰作用が大き
いため、主として１次の振動のみが問題となる。従って
制振装置２も１次振動に対する制振機能が卓越するよう
に仕様を定める。

【００１４】図２は本発明の制振装置２の図である。コ
イルバネ３のバネ定数は約0.07Kg/cm とし、重錘４の質
量は約2.7Kg とする。コイルバネ３と重錘４は一体とな
って振動し重錘４は鋼管６をガイドとしてローラ９によ
り、ガイド方向に振動できる構造となっている。コイル
バネ３の他端は、固定部８で固定されており、さらに制
振装置２は固定部８で照明用の鋼管柱１に固定され、鋼
管柱１の先端の中空部に内蔵される。照明用の鋼管柱１
に勾配が付いていれば重錘４は自重とコイルバネ３の張
力が釣り合った位置で静止平衡する。この状態でストッ
パ５により重錘４の片方の変位を拘束し片振り振子とす
る。ストローク７は10cmである。この制振装置２で若し
ストッパ５が無ければ、重錘の固有振動数は約１Hzであ
るがストッパを設けたことによって、２倍の約２Hzの振
動数が卓越し、該照明用の鋼管柱の固有振動数と同調し
最も効果的な制振機能を発揮する。またコイルバネ３の
平衡状態でストッパ５を設けて重錘４の変位を拘束して
いるので、如何なる小さな振動に対しても衝突は起こり
振動のエネルギを散逸することができる。

【００１５】上述の具体的な数値は、鋼管柱のディメン
ジョンによって任意であり規制されるものではないこと
は言うまでもない。

【００１６】

【発明の効果】本発明により、簡単で安価な構造で、振
幅が小さい場合から大きい場合にわたり制振を行うこと
ができる。

【００１７】また、予め最も効果的な制振機能を発揮さ
せるよう、装置の設定ができることも大きな特徴であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を道路照明用鋼管柱に適用した例を示す
図である。

【図２】本発明の制振装置の図である。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。

【符号の説明】

１……道路付帯設備鋼管柱例えば照明用の鋼管柱、２…
…制振装置、３……コイルバネ、４……重錘、５……ス
トッパ、６……ガイドとなる鋼管、７……ストローク、
８……固定部、９……ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E01F 9/011

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 道路付帯設備鋼管柱の制振装置であり、
   鋼管柱の湾曲した先端近傍に、コイルバネの一端を固定
   した固定部を前記鋼管柱内部に固定し、他端を重錘に連
   結し、該重錘はガイドによって前記鋼管柱内部を軸方向
   のみに可動に取着され、前記コイルバネは重錘が静止平
   衡するまでしか伸長しないように、ストッパを設けてな
   ることを特徴とした道路付帯設備鋼管柱の制振装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の道路付帯設備鋼管柱の制
   振装置に於いて、ストッパがない場合の重錘の固有振動
   数が、鋼管柱の固有振動数の１／２であることを特徴と
   した道路付帯設備鋼管柱の制振装置。