JPH109337A

JPH109337A - 制振装置

Info

Publication number: JPH109337A
Application number: JP8178677A
Authority: JP
Inventors: Yoshimitsu Murahashi; 喜満村橋; Kazuki Inaba; 一樹稲葉; Yukihisa Kuriyama; 幸久栗山; Kazuo Aoki; 和雄青木; Tamotsu Nishimura; 保西村
Original assignee: YOSHIMOTO PAUL KK; Nippon Steel Corp; Showa Electric Wire and Cable Co
Current assignee: YOSHIMOTO PAUL KK; Nippon Steel Corp; SWCC Corp
Priority date: 1996-06-20
Filing date: 1996-06-20
Publication date: 1998-01-13

Abstract

(57)【要約】【課題】騒音公害を発生させず、振動の振幅の大小，
振動の方向を問わず制振できかつ耐久性に優れた制振装
置を提供する。【解決手段】粘性減衰液３を収納した容器２内に、少
なくとも１対の第１と第２のスプリング４ａ，４ｂを圧
縮状態で対向して設置し、第１，第２の圧縮スプリング
４ａ，４ｂ間に重り６を設置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高速道路，一般国
道，鉄道，橋梁等に設置される照明用ポール，通信用ポ
ール，信号用ポール，送電鉄塔，建築物，電気・電子機
器のケース，シャーシ等が受ける振動を制振する制振装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高速道路，一般国道，橋梁等に設置され
る照明用ポール及び、通信用ポールでは鋼管ポールの先
端部に各々照明器具，通信器具が取り付けられている。
これらのポールは風圧により、また、走行する自動車に
より道路面から絶えず振動を受けるため、器具を振動か
ら保護するために制振装置が設置されている。

【０００３】この制振装置として、従来から、鋼管ポー
ルにチェーンを懸架したり、鋼管ポール中等に縦方向に
小部屋を積層して設け、その内部に鋼球を収納し、これ
らが鋼管ポール等が受ける振動により移動して、鋼管ポ
ールまたは小部屋の内壁等に衝突することにより、振動
エネルギーを吸収し、振動を低減する構成のものが知ら
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の制振装置
は、チェーンまたは鋼球が、鋼管ポールまたは小部屋の
内壁等に衝突した際に騒音を発し、騒音公害を生じてい
た。また、鋼管ポールや小部屋の内壁等が反復して受け
る衝撃により摩耗破損が生じていた。

【０００５】前記の対策として、ウレタンライニング等
の緩衝材を前記内壁に設けることで騒音公害，摩耗破損
を低減することが行なわれているが、緩衝材の摩耗に伴
ない、これの交換を行なわなければならず、メンテナン
スに労力を要していた。更に、所定の振幅の振動に対し
て制振効果を得るため、チェーンまたは鋼球の重量を所
定の重量とすると、振幅が小さい振動に対しては鋼球や
チェーンの移動が生じないため制振効果が得られなかっ
た。すなわち、使用されるチェーン，鋼球等の重量によ
り、制振効果が得られる範囲を限定せざるを得なかっ
た。

【０００６】前記欠点の対策として、粘性減衰液を収納
した箱体の底面上にばねを固定し、ばね上に重りを固着
し、重りが鋼管ポールまたは小部屋の内壁等に衝突する
ことにはよらず、重りの移動によって振動エネルギーを
吸収し、鋼管ポールの受ける振動を制振するものもあっ
た。しかし、この場合、重りを載置するばねを、垂直方
向の振動に対して制振効果を得られるようなばね定数を
有するものとすると、垂直方向の振動に対しては、制振
効果が得られるが、重りが水平方向に移動した場合、ば
ねが重りの荷重に耐えきれずに、座屈を生じてしまうこ
とがあり、水平方向の振動に対しては充分な制振効果が
得られなかった。

【０００７】本発明は、前記の欠点を解消するためにな
されたものであって、騒音公害を発生させず、振動の振
幅の大小を問わず、また、垂直方向，水平方向を問わ
ず、さらに水平方向も一方向に限らず、何れの水平方向
の振動であっても制振することができ、しかも、耐久性
に優れた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】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る制振装置は、粘性減衰液を収容した容
器内に、圧縮状態で対向した少なくとも１対以上のスプ
リングを収納し、この対をなすスプリング間に重りを設
置したことを特徴とする。前記対をなすスプリングは、
第１と第２のコイル状の圧縮スプリングからなり、各圧
縮スプリングの基端部は容器の内底面と蓋板の内面とに
係止されており、容器内中央部において、前記第１と第
２の圧縮スプリングの先端部が、前記重りに嵌合し、か
つ重りに設けられた鍔部に係止するように構成するとよ
い。

【０００９】前記の構成において、容器が上下方向や水
平方向に振動するとき、重りは粘性減衰液中で、かつ圧
縮された一対のスプリング間において、上下，水平方向
に振れ、振動エネルギーが低減される。このとき、重り
と容器内壁との衝突が回避され、また、重りと圧縮スプ
リングとは機械的締結がなく、したがって、締結部分の
振動疲労が発生せず、メンテナンスを必要としない。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。まず、粘性減衰液を収納した収納容器の一面に第
１の圧縮スプリングを取付け、この第１圧縮スプリング
の先端に重りを取付ける。

【００１１】さらに、前記に示す第１圧縮スプリングを
取付けた面と対向する面に第２圧縮スプリングを設置し
て、重りに押圧力を加え、重りを対向する第１と第２の
圧縮スプリング内で均衡をとる。これにより、収納容器
が上下，水平方向の振動を受けた場合、重りは第１，第
２の圧縮スプリングにより、上下方向、水平方向に振れ
る。

【００１２】前記重りの振れが粘性減衰液により低減さ
れ、収納容器が受ける上下，水平方向の振動エネルギー
が低減される。

【００１３】対向して設けられる第１と第２の圧縮スプ
リングは、１対に限らず、２対以上にしてもよい。例え
ば、上下方向と左右方向に各々１対ずつ設けてもよく、
その間に重りを入れてもよい。

【００１４】前記の構造により、重りと容器との衝突が
回避できるため、例えば、通信用ポールに設置した場
合、騒音公害を発生させず、摩耗性のある材料を使用し
なくても、ポールの振動を低減させることができる。

【００１５】さらに、重りと第１，第２の圧縮スプリン
グは、機械的締結がなく、重りは対向する第１，第２の
圧縮スプリング内にあるため重りは、この第１，第２の
圧縮スプリングを介して回転，旋回動が発生しない。つ
まり、重りは上下，水平方向に極めて安定した振れを呈
するため、第１，第２の圧縮スプリングとの締結部分と
の振動疲労が発生せず、メンテナンスを必要としない。

【００１６】また、どの方向の振動に対しても座屈，局
部振動疲労等が生じないため、極めて長期信頼性が高
く、優れた制振効果を得ることができる。

【００１７】

【実施例】以下、第１、第２実施例に係る本発明の制振
装置と、これを通信用の鋼管ポールに適用した例を図を
参照して説明する。

【００１８】図１は、本発明の第１実施例に係る制振装
置の断面図、図４は、第２実施例に係る制振装置の断面
図、図５は図１の制振装置を取付けた通信用の鋼管ポー
ルの図である。図１において、制振装置１は、内部が密
閉された収容容器（ケース）２内に、粘性減衰液３と、
第１，第２のコイル状の圧縮スプリング４ａ，４ｂと、
この第１，第２の圧縮スプリング４ａ，４ｂの中間に設
置され前記粘性減衰液３内を移動する重り５とから構成
されている。

【００１９】収容容器２の主要素である胴部６は鋼管パ
イプを利用して構成され、胴部６の下端には底板７が溶
接８で固着されており、胴部６の上端にはフランジ１０
が設けられ、容器２の開口を閉塞する蓋板１１の周縁部
のゴムパッキン１２を介してフランジ１０に当てがい、
蓋板１１とフランジ１０に設けられたボルト孔１３，１
４に固定ボルト１５を挿通し、そのねじ部にナット１６
を螺合することで、前記蓋板１１で容器内を密閉し、水
密性を維持している。

【００２０】底板７の内底面には、第１環状支持体１７
が溶接１８で固着されており、この環状支持体１７の内
側に先端側が小径となるように設けられており、かつ容
器中央部に向けて伸長するコイル状の第１圧縮ばね４ａ
の基端が係止されている。蓋板１１の内面で、前記容器
内底部の第１環状支持体１７と同軸線上の位置に第２環
状支持体２０が溶接２１で固着されており、この第２環
状支持体２０の内側に先端側が小径となるように設けら
れており、かつ容器中央部に向けて伸長するコイル状の
第２圧縮ばね４ｂの基端が係止されている。

【００２１】重り５は、図２，図３に示す形状であり、
略円柱体形状であって、軸方向中間部に鍔部２２が設け
られており、この鍔部２２を中心に上下側が対象形状に
設けられるもので、この上下には、同径嵌合軸部２３
ａ，２３ｂと、この同径嵌合部２３ａ，２３ｂに接続す
る先細テーパ部２４ａ，２４ｂを有している。同径嵌合
軸部２４ａ，２４ｂの外径は、第１，第２の圧縮スプリ
ング４ａ，４ｂの先端部内径と略同一寸法に設けられて
いる。

【００２２】前記の構成からなる重り５は、その鍔部２
２の上下側のテーパ部２４ａ，２４ｂをガイドとして、
その同径嵌合軸部２３ａ，２３ｂに第１，第２の圧縮コ
イルスプリング４ａ，４ｂの先端部を嵌合させ、スプリ
ング先端部を前記鍔部２２の上下面に係合させている。
したがって、重り５は、機械的締結手段を用いることな
く、第１，第２の圧縮コイルスプリング４ａ，４ｂによ
って押さえ込まれ、粘性減衰液３中に浸漬された状態で
保持されている。また、第１，第２の圧縮コイルスプリ
ング４ａ，４ｂは、後述の鋼管ポールが受ける上下，水
平方向の振動に応じた所定の圧縮ばね定数を有するもの
が使用される。

【００２３】図４に示される第２実施例の制振装置１で
は、第１，第２の圧縮コイルスプリング４ａ，４ｂが水
平方向に配置され、重り５が、この水平配置の圧縮コイ
ルスプリング４ａ，４ｂで保持された例が示されてい
る。このため、収容容器２の胴部６ａの対向位置の内面
に平面部を形成し、この平面部において第１と第２の環
状支持体１７と２０を対向配置し、この第１と第２の環
状支持体１７と２０に第１と第２の圧縮コイルスプリン
グ４ａ，４ｂの径大側の基端部を係止させている。他の
構成は第１実施例と同じであるので、同一要素には同一
符号を付して重複説明を省略する。

【００２４】前記構成の制振装置１は、例えば図５に示
されるように鋼管ポール２５に設置される。鋼管ポール
２５は、図では、加振台２６に取付けられており、垂直
部２７と垂直部２７の上部に取付けられた傾斜腕部２８
を有し、傾斜腕部２８の先端に通信器２９が設置されて
いる。この鋼管ポール２５において、制振装置１は、垂
直部２７，傾斜腕部２８，通信器２９の頭部のいずれ
か、或いは全ての部位に設置されるが、通信器２９の振
動を制振するには、図示のように、通信器２９の頭部に
制振装置１を設置するのが効果的である。

【００２５】前記において、制振装置１の第１，第２圧
縮コイルスプリング４ａ，４ｂのばね定数を所定のもの
とすることにより、この制振装置１の上下，水平方向の
固有振動数を最適値に設定でき、通信器用の鋼管ポール
２５の振動を低減することができる。

【００２６】前記の制振装置１において、重り５の材質
としては、腐食を受けず、比重の大きいものが好まし
く、鉛又は鋼が好適である。重り５の重量は、制振装置
１の垂直方向，水平方向の固有振動及び、制振装置１の
減衰に係るものであり、重り５の重量を変化させること
により、制振装置１の垂直方向，水平方向の固有振動数
及び、減衰を好適なものに設定することができる。

【００２７】また、粘性減衰液３は、制振装置の減衰を
所定のものとするため、その粘度及び量は所望のものが
採用される。粘性減衰液３の材質としては、重り５の変
化を抑制する高粘度の液体であり、変質することがな
く、重り５を腐食しないものであれば、何れのものをも
使用でき、シリコーンオイル，シリコーンゲル等が好適
に使用可能である。

【００２８】前記の構成からなる制振装置１が、前記鋼
管ポール２５が受ける振動に対して制振作用を果す方法
を説明する。

【００２９】鋼管ポール２５が受ける振動に対して、制
振装置１の垂直方向及び水平方向の固有振動数と減衰係
数比とを鋼管ポール２５に対して制振効果が得られる範
囲に設計することによる制振装置の垂直方向及び水平方
向の固有振動数ｆｎｚ，ｆｎｘは、ｆｎｚ＝１／２π・（Ｋｚ／Ｍ）^1/2 ｆｎｘ＝１／２π・（Ｋｘ／Ｍ）^1/2 ここで、Ｍ＝重りの質量Ｋｚ＝圧縮スプリングの合成圧縮ばね定数Ｋｘ＝圧縮スプリングの合成水平ばね定数で表わされ、重り５の重量、または第１，第２の圧縮コ
イルスプリング４ａ，４ｂの圧縮ばね定数及び、水平ば
ね定数を変化させることにより、制振装置１の垂直方向
及び、水平方向の固有振動数を鋼管ポール２５の垂直方
向及び、水平方向の固有振動数に対応して制振効果が得
られる所望の値に設定する。制振装置１の固有振動数
は、広範囲に亘って設定可能であり、０．５〜５００Ｈ
ｚに設定可能である。

【００３０】さらに、減衰係数比は、粘性減衰液の粘
度，量及び重りの質量により定まるので、これらを変化
させることにより鋼管ポール２５の受ける振動に対して
所望の減衰比が得られるように設定すればよい。減衰係
数比は０．３以下が好適である。このように、重り５の
重量、第１，第２圧縮コイルスプリング４ａ，４ｂの圧
縮ばね定数及び、水平ばね定数、粘性減衰液の粘度及び
量を調整することにより、制振装置１の固有振動数及び
減衰係数比を設定し、制振装置１を極めて簡単に設計す
ることができ、振幅（変化）の大小を問わず、広範囲に
亘って優れた制振効果が得られる。

【００３１】制振装置１の固有振動数、重り５の重量を
表１に示すように設定し、このように設定した制振装置
１を図４のように通信器２９の頭部に設置した場合と、
制振装置なしの場合の通信器２９の鉛直振動（面内２次
振動）及び水平振動（面外２次振動）の波形を図６、
Ａ，Ｂ，図７、Ａ，Ｂに示す。各図はＳｉｎ波形入力時
における制振装置の振動低減効果の確認試験の結果を示
し、この各図から、本発明の制振装置１を用いることに
より、通信器２９の鉛直振動と水平振動が効率的に減衰
されていることが分かる。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の制振装置によれば、重りは粘性減衰液収容の容器内に
おいて、上下又は左右からの第１と第２の圧縮スプリン
グにより押え込みで保持された構造であり、機械的締結
が皆無であり、かつ前記の支持構造により重りの回転運
動及び、旋回運動を抑制しているので、極めて安定した
制振装置を提供でき、制振装置の固有振動数及び減衰係
数比を設定し、振動が垂直方向，水平方向の何れであっ
ても、また振幅の大小を問わず、広範囲に亘って優れた
制振効果が得られる。しかも、本発明によると、前記制
振装置の固有振動数及び減衰係数比の設定は、圧縮スプ
リングの圧縮ばね定数と、水平ばね定数と、重りの重量
と、粘性減衰液の粘度及び量を調整することにより、制
振対象物に合わせて極めて簡単に設計できるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の制振装置の第１実施例の断面図であ
る。

【図２】重りの一部破断拡大正面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】本発明の制振装置の第２実施例の断面図であ
る。

【図５】図１の制振装置に適用される通信用ポールの説
明図である。

【図６】（Ａ）（Ｂ）は、制振装置を有しない場合と、
本発明の制振装置を有する場合との面内振動を示す図で
ある。

【図７】（Ａ）（Ｂ）は、制振装置を有しない場合と、
本発明の制振装置を有する場合との面内振動を示す図で
ある。

【符号の説明】

１制振装置２収容容器３粘性減衰液４ａ，４ｂ第１と第２の圧縮コイルスプリング５重り６、６ａ胴部７底板８溶接１０フランジ１１蓋板１２ゴムパッキン１３ボルト孔１４ボルト孔１５固定ボルト１６ナット１７第１環状支持体１８溶接２０第２の環状支持体２１溶接２２鍔部２３ａ，２３ｂ同径嵌合軸部２４ａ，２４ｂテーパ部２５鋼管ポール２６加振台２７垂直部２８傾斜腕部２９通信器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者稲葉一樹千葉県富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内 (72)発明者栗山幸久千葉県富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内 (72)発明者青木和雄東京都千代田区大手町二丁目６番３号新日本製鐵株式会社内 (72)発明者西村保川崎市川崎区小田栄２丁目１番１号昭和電線電纜株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粘性減衰液を収容した容器内に、圧縮状
態で対向した少なくとも１対以上のスプリングを収納
し、この対をなすスプリング間に重りを設置したことを
特徴とする制振装置。
【請求項２】前記対をなすスプリングは、第１と第２
のコイル状の圧縮スプリングからなり、各圧縮スプリン
グの基端部は容器の内底面と蓋板の内面とに係止されて
おり、容器内中央部において、前記第１と第２の圧縮ス
プリングの先端部が、前記重りに嵌合し、かつ重りに設
けられた鍔部に係止されている構成を特徴とする請求項
１に記載の制振装置。