(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板を含んでいてそれに振動がともなう振動利用装置であって、
バネ部材に支持された錘と、振動板上の保持部により揺動可能アームを介して支持されたパネルとを備え、保持部とパネルとの間の揺動可能アームに上記の錘またはバネ部材が連結されていることにより錘とバネ部材とが上記振動板の振動とは逆位相でパネルを振動させる振動音低減デバイスを、上記振動板における一方の側に設けたことを特徴とする振動利用装置。
【請求項２】
上記の振動音低減デバイスは、間隔をおいて配置された一対の保持部のうち向かい合う側のそれぞれに、バネ部材を介して錘を取り付けるとともに、揺動変位が可能なようにアームの基端部を連結し、双方のアームに対しそれぞれの中ほどに位置変更可能に上記の錘を取り付けるとともに先端部に上記のパネルを連結したものとしたことを特徴とする請求項１に記載の振動利用装置。
【請求項３】
パネルによる吸収音のエネルギーが振動板の放射音エネルギーと同等になるよう、当該パネルの面積との関係でパネルの振動振幅を決めるべく、保持部とパネルとの間の上記錘の位置を定めたことを特徴とする請求項１または２に記載の振動利用装置。
【請求項４】
一体の振動板に対し、細分化された領域ごとにパネルを配置することにより複数の振動音低減デバイスを設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の振動利用装置。
【請求項５】
材料の分級のためにふるいを振動させる振動ふるい、または材料の搬送のためにトラフを振動させる振動コンベアとしての振動利用装置であって、
ふるい面と平行に設けた板材、またはトラフの底板もしくは当該底板と平行に設けた板材を上記の振動板とし、当該振動板のうちふるいまたはトラフに面しない側に上記の振動音低減デバイスを設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の振動利用装置。
【請求項６】
橋梁または高架の道路としての振動利用装置であって、
桁の部分を上記の振動板とし、その下面の側に振動音低減デバイスを設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の振動利用装置。
【請求項７】
音の発生器としての振動利用装置であって、
前面に向けて音を放射する音放射板を上記の振動板とし、その背面に振動音低減デバイスを設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の振動利用装置。
【請求項８】
アームおよびパネルを薄板成形板にて形成したことを特徴とする請求項５〜７に記載の振動利用装置。
【請求項９】
音放射板は、中心部分に雌ねじフランジを有し、その雌ねじフランジの雌ねじ部に雄ねじ棒をはめ入れ、雄ねじ棒を回転させることで音放射板を振動させるものとしたことを特徴とする請求項７に記載の振動利用装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
請求項に係る発明は、振動板を含んでいてそれに振動がともなう振動利用装置、とくに、その振動板より発生する振動音のうち一方の側のものを低減することのできる同装置に関するものである。振動利用装置としては、振動ふるいや振動コンベア、音の発生器（音響装置類）などがあげられる。橋梁または高架の道路もは、桁の部分（の上面および下面）が振動板となって振動するので、この振動による放射音低減には振動ふるいなどの振動利用装置と同一と考えられる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、たとえば土砂を粒度別にふるい分けするために、ふるいを通過したものと通過しないものとに分級する振動ふるいが用いられている。そのような振動ふるいは、振動させることでふるい分け機能を発揮するものであるため、その運転時に騒音が発生し、周辺住宅内のふすまや窓ガラスをがたつかせるなどの弊害を引き起こしている。とくに、この騒音は周波数が低く、強制振動であるため、制振材による制振対策や防音壁などによる防音対策では、十分な低減効果が得られなかった。
【０００３】
そこで、たとえば特開平８−３０９２８５号公報に記載のように、振動ふるいを気密に包囲する囲いを設けてなる振動ふるい装置において、囲いの開口部から漏れる振動ふるいの振動音をマイクロホンで拾い、その振動音とは逆位相の音波をスピーカから上記振動音に対して出力するようにし、振動音を低減することが提案されている。これは、振動ふるいのふるい面が振動することにより生ずる、加圧される正圧空間域と相対的に減圧される負圧空間域とが、囲い内において、ふるい面を隔てた上下に正負が逆になるように発生して打ち消し合うことを利用したものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に記載の振動ふるいは、気密に囲い、囲いからの音の透過がないことが前提であり、低周波騒音では大掛かりな囲いでないと音が透過してしまう。
【０００５】
また、大きさや重量の不均一な材料や粘着性の材料の搬送等に用いられる振動コンベアについても、たとえば特開２０００−１７７８２５号公報の技術は搬送路全体をカバーで覆うものだが、やはり外部に放射される騒音を低減するうえでは効果が少ない。
【０００６】
一般の音響用スピーカなどの音発生器では、コーンを電磁力で加振し、コーンの表裏面から放射される音のうち表面側の放射音を利用し、背面側への放射音は吸音材などを用いて吸音し、表面側への影響を抑制している。しかし、低周波数の音になるとコーンに求められる大きな振動振幅が得られないことと、背面側での吸音力が低下しこの音が表面側に影響することから、低周波数の音の発生については新たな工夫が求められている。とくに、従来の装置では、背面側に放出される音についての対策がほとんどされていなかった。
【０００７】
請求項の発明は、上記のような点を考慮してなしたもので、発生する振動音を効果的に低減することができる振動利用装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載した振動利用装置は、振動板を含んでいてそれに振動がともなう振動利用装置で、つぎのような振動音低減デバイスを、振動板における一方の側（振動音を出したくない側の面）に設けたことを特徴とする。その振動音低減デバイスとは、
バネ部材に支持された錘（おもり）と、振動板上の保持部により揺動可能アームを介して支持されたパネル（振動パネル）とを備え、保持部とパネルとの間の揺動可能アームに上記の錘またはバネ部材が連結されていることにより錘とバネ部材とが上記振動板の振動とは逆位相でパネルを振動させるものである。
【０００９】
このような装置であれば、振動を発生する振動板の一方の側に設けた振動音低減デバイスが、上記振動板に発生する振動音とは逆位相の振動音を発生して、上記振動板より当該一方の側に発せられる振動音を打ち消すことができる。
【００１０】
一般に、振動体が放射する音響強度は、次式で与えられる。
Ｉ  ＝  ∫ρ・ｃ・ｕ・｜ｕ｜・ｄＳ
ただし、Ｉは音響強度、ρは媒質の密度、ｃは音速、ｕは粒子速度（振動体の振動速度）、Ｓは面積である。粒子速度ｕは方向をもつので、音響強度は方向をもつベクトル量である。つまり、振動体に対し、振動体の振動と逆位相の振動を発生する振動パネルを置けば、お互いに逆方向の音響強度を持つので、互いに打ち消し合って、トータルの放射音響強度を小さくすることができる。なお、逆位相の振動をなす上記のパネルは、電力等のエネルギーを人為的に供給されることを要しない。
【００１１】
請求項２に記載した振動利用装置は、上記の振動音低減デバイスとしてつぎのようなものを使用することを特徴とする。すなわち、たとえば図２に示すように、その振動音低減デバイスは、間隔をおいて配置された一対の保持部のうち向かい合う側のそれぞれに、バネ部材を介して錘を取り付けるとともに、揺動変位（連結点を中心とする角度変化）が可能なようにアーム（すなわち揺動可能アーム）の基端部を連結し、双方のアーム（一対の保持部の向かい合う各側に連結されたアーム）に対し、それぞれの中ほどに位置変更可能に上記の錘を取り付けるとともに先端部に上記のパネルを連結したものである。
【００１２】
このような振動音低減デバイスは、振動板にともなって振動する保持部の変位を、錘の慣性を利用してアームの先端部に逆向きの変位として伝え、それにより、アームの先端部に連結したパネルを振動板とは逆位相にて振動させる。このようなパネルの振動は上記振動板の振動を打ち消す作用をなすので、振動板から外部に発せられる振動音が低減される。
【００１３】
振動音低減デバイスは、振動板から保持部を介して励振される基礎励振系を構成する。振動理論によれば、質量ｍの物体、バネ定数ｋのバネ、減衰係数ｃで構成される１自由度の基礎励振系では、物体と振動体との相対振動Ｚの基礎励振振幅Ｘに対する比（Ｚ／Ｘ）は、図１で与えられる。なお、図１において、横軸は基礎励振周波数ｆの固有振動数ｆ０に対する比（ｆ／ｆ０）で、ζは減衰比を示している。また、振動系の固有振動数ｆ０は次式で与えられる。
ｆ０  ＝  （１／２π）√ｋ／ｍ
【００１４】
よって、振動体の振動周波数が、この固有振動数より十分に大きければ、相対振動の位相は１８０゜遅れ、振動振幅は振動体の振幅とほぼ等しくなる。したがって、相対振動を利用すれば、振動体の振動と逆位相の振動を得ることができるのである。
請求項３に記載の振動利用装置は、パネルによる吸収音のエネルギーが振動板の放射音エネルギーと同等になるよう、当該パネルの面積との関係でパネルの振動振幅を決めるべく、保持部とパネルとの間の上記錘の位置を定めたことを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の振動利用装置は、一体の振動板に対し、細分化された領域ごとに（したがって振動板よりも小面積の）パネルを配置することによって複数の振動音低減デバイスを設けたことを特徴とする。
【００１６】
振動板の振動は、振動周波数に応じてある振動モードで振動するが、その表面を複数の領域に分割して細分化すれば、細分化された各領域（の面）はほぼ同位相で振動することになる。よって、同位相で振動する任意の面積から放射される振動音を低減する振動音低減デバイスを、上記のように、細分化された各部分に対して設けることにより、トータルとして放射音響強度を小さくすることができる。
【００１７】
請求項５に記載の振動利用装置は、材料の分級のためにふるいを振動させる振動ふるい、または材料の搬送のためにトラフを振動させる振動コンベアにおいて、ふるい面と平行（概ね平行でよい）に設けた板材、またはトラフの底板もしくは当該底板と平行（これも概ね平行で足りる）に設けた板材を上記の振動板として扱い、当該振動板のうちふるいまたはトラフ（の内側）に面しない側（すなわち装置の外側になる面）に上記の振動音低減デバイスを設けたことを特徴とする。
【００１８】
このような振動利用装置（すなわち振動ふるいまたは振動コンベア）においては、ふるい面と平行に設けた板材、またはトラフの底板もしくは当該底板と平行に設けた板材から外部へ放射される振動音が効果的に低減される。
【００１９】
すなわち、まず振動ふるいの場合には、ふるいと平行にその下側に一般的に設けられている下面板材の下側（ふるいに面しない側）の面に振動音低減デバイスを設け、あるいはさらに、ふるいと平行にその上側に新たに上面板材を設けるとともに、その上側（ふるいに面しない側）の面に振動音低減デバイスを設けることによって効果を得ることができる。振動ふるいの下方、またはさらに上方に発せられる振動音を、上記各デバイスが、逆位相の振動を発生することによって打ち消すからである。
【００２０】
また、振動コンベアの場合には、振動するトラフの底板からの放射騒音が大きいので、その底板の下面（トラフの内面に面しない側）に振動音低減デバイスを設けることにより、下方への放射騒音を低減することができる。通常の振動コンベアでは上面が開放されているが、その上面を天板（上面板材）で覆い、その天板の上面（トラフの内面に面しない側）に振動音低減デバイスを取り付けて、上方への放射騒音をさらに低減するのもよい。この場合も、各振動音低減デバイスが、振動板であるトラフまたは天板と逆位相の振動を発生することによって、外部（下方・上方）へ放射される振動を打ち消すからである。
【００２１】
請求項６に記載した橋梁または高架の道路（鉄道路線を含む）においては、桁の部分を上記の振動板とみなし、その下面の側に振動音低減デバイスを設けたことを特徴とする。
【００２２】
橋梁や高架の道路における桁の部分も、自動車等の走行によって振動する振動板の一種であり、その下面から下方へ騒音を放射している。したがって、その下面の側に上記のとおり振動音低減デバイスを設けると、振動部（桁の部分）が発する振動音と逆位相の振動音を当該デバイスが発することにより下方への振動音を低減することができる。
【００２３】
請求項７に記載した振動利用装置は、音の発生器において、前面に向けて音を放射する音放射板を上記の振動板とみなし、その背面に振動音低減デバイスを設けたことを特徴とする。
【００２４】
このようにすると、音放射板の背面側へ放出される振動音を振動音低減デバイスによって打ち消すことができ、表面側へ放出される音への影響を低減することができる。
【００２５】
請求項８に記載の振動利用装置は、アームおよびパネルを、薄板成形板にて形成したことを特徴とする。このようにすれば、軽量であることに基づいて、振動板への取り付けが容易になる。
【００２６】
請求項９に記載の振動利用装置は、上記の音放射板として、中心部分に雌ねじフランジを有し、その雌ねじフランジの雌ねじ部に雄ねじ棒をはめ入れ、雄ねじ棒を回転させることで音放射板を振動させるものを使用することを特徴とする。このようにすれば、モータにより雄ねじ棒が回転されることにより、音放射板が雄ねじ棒の軸線方向に動いて表面側に音を放出する。なおこのとき、音放射板の背面側ではパネルが逆位相で振動し、音放射板の放出エネルギーとほぼ同じエネルギーを吸収することにより、背面側への音の放射を抑制する。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を図面に沿って説明する。まず、図２（ａ）は、発明に係る振動利用装置に取り付ける振動音低減デバイス１の側面図、図２（ｂ）はその平面図である。
【００２８】
図２（ａ）・（ｂ）に示すように、振動音低減デバイス１は、振動板Ａの上側に取り付けられるもので、図中の左右にある各３本のアーム２により下部が保持された一対の錘３と、この錘３を弾性によって上下変位可能に支持する支持板４（バネ部材）と、上記アーム２および支持板４の基端部を保持する一対の保持部５と、左右のアーム２の先端部の間に連結されたパネル６とを備えている。
【００２９】
一対の保持部５は、振動板Ａの上側に、適宜な間隔をあけて対向するように取り付けられている。各保持部５の対向面の上側部分には３本のアーム２の一端部をヒンジを介して取り付け、下側部分には錘３の断面半円形状の下端部を下側から支える支持板４の基端部を取り付ける。詳細には、図１４に示すように、保持部５’に保持されるアーム２の基端部２ａを拡径し、その中心部に設けた穴５ａにピン６１を挿入し、アーム２をピン６１を回転中心として、図１４に二点鎖線で示すように、角度θの範囲で上下に回転可能としている。なお、上記支持板４は、中央に位置するアーム２の下側に位置し、先端が自由端である片持ち梁である。図示の支持板４には板バネを用いているが、コイルバネなど他の弾性体を用いることも可能である。
【００３０】
上記の錘３は、３本のアーム２が挿通される貫通穴３ａが下部に３つ設けられると共に、両側の２つの貫通穴３ａに対し、各貫通穴３ａの軸線と直交する方向に固定ピン７の挿入穴３ｂが設けられている。これにより、錘３は、２個の固定ピン７によってアーム２に固定されると共に、支持板４により下端部が支持される。また、パネル６は矩形状で、各アーム２の先端部にヒンジ８を介して連結され、ヒンジ８の水平軸回りに回転が可能である。
【００３１】
なお、図２（ａ）・（ｂ）においては振動音低減デバイス１を振動板Ａの上側に設置した例を示したが、振動板Ａの下面に設置する場合には、錘３の自重による落ちこみを防止するために、支持板４で錘３を吊り下げるようにすればよい。
【００３２】
錘３は、自重により、
ｘ  ＝  ｍｇ／ｋ
で与えられる変位量だけ変位し、静的に釣り合う状態で保持される。上記式のうちｘは自重による変位量、ｍは振動音低減デバイス１の可動部の質量（錘３、アーム２、パネル６の等価質量）、ｇは重力加速度、ｋは支持板４のバネ定数である。そしてこのバネ定数ｋは、目的とする振動音低減の最低周波数ｆにより、
ｋ  ＜  ｍ・（２πｆ）２
によって選定される。
【００３３】
錘３と保持部５（励振位置）とを同位置にせず離間させているのは、相対振動で生ずるモーメントを利用するためであり、相対振動で生ずる相対変位からなる角変位を利用するためである。図２（ａ）・（ｂ）に示すように、錘３の下部をアーム２で保持し、そのアーム２の基端部を保持部５で保持することにより、錘３と保持部５との間に間隔Ｘを設けている。錘３の荷重に間隔Ｘをかけた曲げモーメントがアーム２の基端部に作用する。
【００３４】
振動板Ａが振動するとき、錘３と保持部５との間には相対変位（傾き角）が生じ、振動板Ａが図２（ａ）において上へ変位するとき、錘３は、図中で時計方向に回転変位する。また、錘３とパネル６の取付け位置を変化させることで、逆位相を生ずるパネル６の振動を調整することが可能となる。
【００３５】
振動板Ａが発する振動音を低減するためには、パネル６が、振動板Ａの振動の位相に対して９０゜〜２７０゜のずれがある相対変位をなすことが必要であり、１８０゜の位相のずれがある時が逆位相となり、振動音の低減に最も効果的である。
【００３６】
振動板Ａからの放射振動音は振動板Ａの振動モードに依存しており、振動板Ａが複数の節で同じ大きさの正負の振動に分割されれば、正負の振動がお互いにソースとシンクの働きをし、放射振動音を大幅に低減させることができる。このソースとシンクが等分にない場合や、とくに振動板Ａ全体がほぼ同位相で振動するモードの時には、振動板Ａはソースのみでシンクがないため、大きな放射振動音となる。振動音低減デバイス１は、振動板Ａのソースの振動に対し、シンクにあたる逆位相で振動するパネル６を上記振動板Ａに付与することにより、放射振動音の低減を可能とする手段である。
【００３７】
図３〜図５に示す形態は、低騒音型の振動ふるいにおけるもので、ふるい１１にほぼ平行に設けられた上面板材１２および下面板材１３より上方および下方に放射される振動音を低減するものである。
【００３８】
図３に示すように、投入側から排出側に向かって高さが低くなるように傾斜したふるい１１を、粒径の小さい粉粒体を受けるために設けられている下面板材１３のほか、上面板材１２および左右の側面板材１４によって上下左右を囲み、上側端部を投入口１７、下側端部を排出口１８とする。ふるい１１にこれらの板材１２〜１４を取り付けたものは、支持バネ２１Ａ、２１Ｂを介して基礎２２Ａ、２２Ｂ上に置かれている。基礎２２Ｃに設置されたモータ２３が偏芯軸（図示せず）を介してふるい１１に結合され、モータ２３を回転することで、ふるい１１に強制振動を与える。
【００３９】
その場合、上記ふるい１１の上側にそれとほぼ平行に設けられた上面板材１２を、図４に示すように、横方向に３つ、前後方向に４つの合計１２の領域に分割し、各領域に対し、その領域の大きさに対応する大きさの振動音低減デバイス１（図２参照）を板材１２の上面に取り付けて、上面部材１２から上方に放射される振動音を領域毎に低減する。また、下面板材１３の下面については、図５に示すように横方向に３つ、前後方向に５つの合計１５の領域に分割し、その各領域に対し、その領域の大きさに対応する大きさの上記振動音低減デバイス１を取り付けて、下面部材１３から下方に放射される振動音を領域毎に低減する。
【００４０】
このようにすれば、振動ふるいにおいて、ふるい１１の振動を原因として大気中へのソース音源となる振動板（上面板材１２および下面板材１３）に対し、振動音低減デバイス１により複数のシンク音源を作り、上面板材２の上面および下面板材１３の下面において両音源が互いのエネルギー授受を行うことにより、大気中への放射振動音を大幅に低減することができる。
【００４１】
なお、図示の形態においては、上面板材１２および下面板材１３の両方に振動音低減デバイスを設けるようにしているが、いずれか一方の振動板１２、１３にだけ設けるようにしてもよい。また、それらの振動板１２、１３についての領域の分割は、ここで用いた１２（＝３ｘ４）の領域や、１５（＝３ｘ５）の領域に限るものではなく、任意の数の領域に分割することができる。これらの分割された領域の大きさにあわせて、振動音低減デバイスの大きさを決定する。
【００４２】
上面板材１２または下面板材１３と、それに取り付ける振動音低減デバイス１の保持部４との間には、ゴム等の弾性体をはさむのも好ましい。その寸法や弾性率を適切に設定すれば、高周波の振動を吸収させることが可能だからである。
【００４３】
図６〜図９に示す実施の形態は、低騒音型振動コンベアにおけるものである。振動コンベアの振動板であるトラフ３１の底板４２と、それにほぼ平行に設けられた天板３６とより上方または下方に放射される振動音を低減するものである。
【００４４】
図６に示すように、トラフ３１とその下側のトラフ底板４２等とでコンベア本体４３（荷物を搬送する部分）が構成され、トラフ３１が共振ゴム３２Ａを介して支持枠３３に取り付けられている。また、トラフ３１とほぼ等しい重量分布を持つベースフレーム３４が共振ゴム３２Ｂを介して支持枠３３に取り付けられている。トラフ３１の上部には支柱３５を介して天板３６を取り付ける。トラフ３１とベースフレーム３４には、図示しない駆動モータで回転される励振用回転軸３５に回転自在に保持されたトラフ励振棒３７とベースフレーム励振棒３８が取り付けられている。図７に示すように、トラフ励振棒３７とベースフレーム励振棒３８はほぼ１８０゜の位相差で配置され、互いに１８０゜度の位相差の偏芯量を持つ回転軸３５で励振され、全体に作用する力を小さくするためにトラフ３１とベースフレーム３４とを相反する方向に振動させる構成となっている。ベースフレーム３４は、振動音を発生しないように、振動板を用いずに骨組み構造としている。搬送物は投入口４０からトラフ３１内に入れられ、トラフ３１の振動により移動して排出口４１から排出される。なお、支持枠３３は基礎３９に固定されている。
【００４５】
トラフ底板４２の下面を、図８に示すように、１２（＝２ｘ６）の領域に分割し、その各領域に振動音低減デバイス１（図２参照）を取り付ける。天板３６の上面についても、図８に示すように１０（＝２ｘ５）の領域に分割し、その各領域に振動音低減デバイス１を取り付ける。
【００４６】
このようにすれば、図６の振動コンベアにおいて、コンベア本体４３の大気中への振動音放射面であるトラフ底板４２の下面および天板３６の上面に振動音低減デバイス１によって複数のシンク音源が形成され、コンベアのトラフ底板４２および天板３６のソース音源が上記シンク音源との間でエネルギー授受を行うことにより、大気中への放射振動音が大幅に低減される。
【００４７】
なお、本実施の形態においては、天板３６およびトラフ底板４２の両方に振動音低減デバイス１を設けるようにしているが、いずれか一方の板３６、４２にだけ設けるようにしてもよい。また、上記板４２、３６の領域分割は、ここで用いた１２（＝２ｘ６）の領域や１０（＝２ｘ５）の領域に限るものではない。底板４２または天板３６と振動音低減デバイス１の保持部４との間には、ゴム等の弾性体をはさむのも好ましい。これらの点は、前述した振動ふるいの場合と同様である。
【００４８】
図１０〜図１２に示す形態は、音発生器（音響装置）において音放射板（振動板）から背面側に放出される振動音を低減するものである。図１０は、音発生器５１に関する概略の縦断面図、図１１は音放射板５２の背面側を示す背面図（１／４の範囲を示す）である。図１２はパネル５８の、音放射板５２への取り付けを示す詳細図である。
【００４９】
音を発生する音放射板５２には、振動しやすいように薄板成形板が使用され、一定の剛性を確保するために背面に複数の補強梁５２ａが放射状に設けられている。音放射板５２の背面側であって補強梁５２ａの近傍には、保持金具５３Ａがリベット（またはビス）５４で固着され、保持金具５３Ａにアーム５５の一端部がヒンジ５６Ａで回転可能に取り付けられている。アーム５５のほぼ１／２．４の位置に錘５７が取り付けられ、アーム５５の他端部は別の保持金具５３Ｂの一端部にヒンジ５６Ｂを介し回転可能に結合されている。なお、保持金具５３Ａ、５３Ｂおよびアーム５５は、それらを介して支持する音放射板５２を振動しやすくするために、薄くて軽量な振動板を折り曲げて形成されている。
【００５０】
保持金具５３Ａの半径方向外方において、コイルスプリング６６を介して錘５７が音放射板５２の背面側に弾性的に支持されている。上記した保持金具５３Ｂの他端部にはパネル５８（前記図２の振動音低減デバイス１におけるパネル６に相当）が取り付けられている。このパネル５８も、振動しやすいように軽量な薄板成形板が使用されている。以上のようにして振動音低減デバイスが構成されている。なお、上記のアーム５５、錘５７および保持金具５３Ａは、一定の大きさのものを用い、音放射板５２と平行を保ちながら動くように左右対称構造とされたパネル５８を４個所で保持している。上記錘５７には、ステンレス、鋼あるいは鉛が用いられる。
【００５１】
図示の音発生器においてパネル５８は、音放射板５２と逆位相の振動をする。そしてパネル５８のその振動振幅は、音放射板５２の振動振幅のほぼ１．４倍になる。パネル５８の面積は、音放射板５２の面積の１／２としているので、音放射板５２の背面側に放射される音エネルギーとパネル５８の吸収エネルギーがほぼ同じになり、背面側での放射音は互いに打ち消しあってほぼ消滅する。
【００５２】
音放射板５２の中心部分には雌ねじフランジ５９が取り付けられ、雄ねじ棒６０の一端部がねじ込まれている。雄ねじ棒６０の他端部はモータ６１の駆動軸６１ａと結合されており、雄ねじ棒６０はモータ６１によって回転される。モータ６１は、音放射板５２を覆うカバー６２の背面部６２ａに固定され、カバー６２は、その外側に位置するボックス６３に固定されるが、内側面に、音放射板５２より背面側に放出される振動音を吸収する吸音材６８が貼り付けられている。ただし、カバー６２の固定は、ボックスではなく、単なる支柱のようなものでもよい。
【００５３】
上記モータ６１は左右両方向に回転可能で、図示しないコントロールユニットからの信号にて左右いずれかの方向に回転し、雌ねじフランジ５９に結合された音放射板５２を雄ねじ棒６０の軸方向にたわみ振動させる。この振動により、音放射板２から表面側にはコントロールユニットからの信号に応じた音を放射するが、背面側への放射はなく、表面側放射音は背面側放射音の影響を受けることがない。
【００５４】
音放射板５２の先端周上１個所に、音放射板５２が回転しないように、ころ６４が取り付けられている。このころ６４はカバー６２の周回壁部６２ｂに取り付けられたガイド溝部６５内を軸方向にころがることができる。
【００５５】
スプリング６６で支持された錘５７を持つアーム５５が保持金具５３Ａにヒンジ結合され、アーム５５の他端が音放射板５２に取り付けられた振動音低減デバイスを、音放射板５２に保持金具５３Ａを介して取り付けたことから、音放射板５２よりその背面側への音の放出がほとんどなくなり、表面側への放射音に影響を与えない。そのことに基づき、表面側のみに有効な音が放射されるため、低周波音に対しても背面側において特殊な防音処理を施すことを要しない。また、保持金具５３Ａ、アーム５５、パネル５８を軽量化しているため、この音発生器５１を持ち運ぶことも容易である。
【００５６】
図３〜図１２の実施の形態においては、振動利用装置が、振動ふるい、振動コンベアおよび音発生器（音響装置）である場合を示したが、発明はそれに限定されるものではなく、橋梁や高速道路等においても実施することができる。その場合には、振動板となる桁の部分の底面に、前述したような振動音低減デバイスを設けて振動音（騒音）の低減を図ることができ、また、その場合も、前述したように複数の領域に分割し、それぞれの領域に振動音低減デバイスを設けるのが効果的である。
【００５７】
図３〜図５の実施形態および図６〜図９の実施形態において使用した振動音低減デバイス１は、図２（ａ）・（ｂ）に示す構成のものであるが、下記ａ）〜ｄ）のいずれかのように構成することも可能である
【００５８】
ａ）  たとえば図１３に示すように、錘３の下部に設けた貫通穴３ａに対し、アーム２をスライド移動可能に通すこともできる。アーム２の基端部からヒンジ８までの間において錘３の位置を適宜に移動させ得る構成である。なお、支持板４’は、錘３の移動範囲に応じた長さのものにする。
【００５９】
こうして錘３の位置を調整できるようにすれば、振動板Ａとは逆位相となるパネル６の振動を可変とすることができる。振動板Ａの振動音放射面積と、それとは逆位相となるパネル６の面積との比は適宜変更することができるので、上記にともない、保持部５から錘３までの距離Ｌに対し錘３からヒンジ８までの距離Ｍを変更することで、振動板Ａからの放射騒音と、それとは逆位相の振動音を発生するパネル６からの放射騒音とが互いに打ち消しあって騒音が低減される。
【００６０】
例えば、逆位相の振動を生ずるパネル６の面積を振動板Ａの振動音放射面積の１／２とした場合は、パネル６の逆位相の振動振幅を振動板Ａの振動振幅の１．４倍にすれば、大きな振動音低減効果が得られる。そこで、保持部５から錘３までの距離Ｌに対し錘３からヒンジ８までの距離Ｍを１．４倍とすると、振動板Ａからの放射振動音と、放射用パネル６からの逆位相の放射振動音が打ち消しあって振動音が低減されることになる。
【００６１】
ｂ）  たとえば図１５（ａ）・（ｂ）に示すように、アーム２’の先端に保持された一対の錘３’と、このアーム２’の基端部を保持する各保持部５’と、各保持部５’の間を連結するパネル６’とより、振動音低減デバイスを構成することも可能である。具体的には、振動板Ａの上面には、適宜な間隔を設けて一対の保持部５’を対向するように取り付け、この保持部５’の上部に、先端部より基端部にかけて勾配を形成した４本のアーム２’の基端部を取り付ける。また、各保持部５’に、パネル６’の各端部を結合し、またはヒンジで回動自在に軸支させる。なお、パネル６’の中央面には、このパネル６’の局所変形を防止するために補強梁７１を幅方向全体にわたって取り付けている。錘３’と一体のアーム２’については、保持部５’との間にアーム支持用のバネ部材を設け、または、弾性を有するためにバネ部材を兼ね得るようにしたパネル６’に対して基端部を連結するようにする。
【００６２】
このような構成をとると、振動板Ａが振動するとき、錘３’とアーム２’の長さをかけた大きさの曲げモーメントがパネル６’に作用し、このパネル６’が振動板Ａと逆位相でたわみ振動する。このパネル６’から放射される逆位相の振動音と、振動板Ａから放射される振動音とが互いに打ち消し合うために、振動音が低減される。
【００６３】
ｃ）  たとえば図１６（ａ）・（ｂ）に示すように、アーム２’の先端に保持された錘３’と、アーム２’の基端部を保持する保持部５’と、それと適当な間隔をあけて設けた他の保持部５”（錘３’等のないもの）と、上記保持部５’・５”の間を連結するパネル６’とよって振動音低減デバイスを構成することもできる。具体的には、振動板Ａの上面に、まず適宜な間隔を設けて保持部５’・５”を取り付ける。一方の保持部５’の上部には、先端部より基端部にかけて勾配を形成したアーム２’の基端部を取り付ける。アーム２’には錘３’を取り付けるが、その錘３’は何らかの形でバネ部材にて支えられるようにする。また、その保持部５’にはパネル６’の一端部を固定し、またはヒンジで回動自在に軸支する。一方、他方の保持部５”の上部には、上記パネル６’の他端部を固定する。パネル６’の中央面には、このパネル６’の局所変形を防止するために補強梁７１を取り付けている。
【００６４】
このような構成の振動音低減デバイスであっても、振動板Ａが振動するとパネル６’は逆位相で振動するため、振動板Ａから放射する振動音を打ち消して騒音低減をなすことができる。
【００６５】
ｄ）  たとえば図１７に示すように、図１５等の振動音低減デバイスにおける各保持部５’の基端部と振動板Ａとの間に弾性体８１を設けることもできる。弾性体８１としては、ゴムのほか合成樹脂、発泡金属、バネ等を用いることができる。弾性体８１を設けることにより、高次周波数の振動がパネル６’に伝達し難くなり、より効果的な逆位相の振動を発生するパネル６’とすることができる。
【００６６】
【発明の効果】
請求項１、２および３に記載した振動利用装置によると、振動を発生する振動板のうち一方の側（つまり振動音を出したくない側）に設けられた振動音低減デバイスが、上記振動板に発生する振動音とは逆位相の振動音を発生して、上記振動板より上記一方の側に発する振動音を打ち消すことができ、振動音の低減を図ることができる。当該デバイスに電力等のエネルギーを人為的に供給する必要はない。なお、請求項２の装置では、振動音低減デバイスにおいてパネルの両側に錘等を配置するので、パネルの振動が安定的に引き起こされ、振動音の低減効果が高い。
【００６７】
請求項４に記載の振動利用装置によれば、広い面積を有する振動板からの放射音響強度を、トータルとして一層効果的に低減することができる。
【００６８】
請求項５および６に記載の各振動利用装置では、強い振動音が発生しがちな振動ふるいや振動コンベア、および橋梁や高架道路において、振動する板材から外部へ放射される振動音が効果的に低減される。
【００６９】
請求項７に記載した振動利用装置なら、音の発生器において音放射板の背面側へ放出される振動音を低減でき、表面側への放出される音への影響を効果的に解消することができる。請求項８の振動利用装置では、振動しやすくなって振動音が発生しやすくなる。また、請求項９の振動利用装置なら、大きな変位振動が得られ、低周波の音を発する上で好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】振動数比に対する基礎励振される物体の無次元応答線図である。
【図２】発明に係る振動利用装置に用いられる振動音低減デバイス１の実施の形態を示したもので、図２（ａ）は正面図であり、同（ｂ）は平面図である。
【図３】発明に係る振動ふるい（振動利用装置）について概略構成を示す側面図である。
【図４】上記振動ふるいの上面板材１２への振動音低減デバイス１の取り付け状態を示す平面図である。
【図５】上記振動ふるいの下面板材１３への振動音低減デバイス１の取り付け状態を示す底面図である。
【図６】発明に係る振動コンベア（振動利用装置）について概略構成を示す側面図である。
【図７】上記振動コンベアにおけるトラフ励振棒と励振用回転軸等との関係を示す詳細図である。
【図８】上記振動コンベアのトラフ底板４２への振動音低減デバイス１の取り付け状態を示す底面図である。
【図９】同振動コンベアの天板３６への振動音低減デバイス１の取り付け状態を示す平面図である。
【図１０】発明に係る音発生器５１の概略を示す縦断面図である。
【図１１】上記の音発生器５１に用いる音放射板の背面図である。
【図１２】上記の音発生器５１におけるパネル５８の、音放射板５２への取り付け状態を示す断面図である。
【図１３】発明に係る振動利用装置において用いられる振動音低減デバイスに関する別の形態を示す要部正面図である。
【図１４】振動音低減デバイスに関するさらに別の形態を示す要部正面図である。
【図１５】振動音低減デバイスに関するさらに別の形態を示す要部正面図であり、図１５（ａ）は正面図、同（ｂ）は平面図である。
【図１６】振動音低減デバイスに関するさらに別の形態を示す要部正面図であり、図１６（ａ）は正面図、同（ｂ）は平面図である。
【図１７】振動音低減デバイスに関するさらに別の形態を示す要部正面図である。
【符号の説明】
Ａ  振動板
１  振動音低減デバイス
２・２’  アーム
３・３’  錘
４・４’  支持板（バネ部材）
５・５’・５”  保持部
６・６’  パネル
１１  ふるい
１２  上面部材
１３  下面部材
３６  天板
４２  トラフ底板
４３  コンベア本体
５１  音発生器
５２  音放射板
５７  錘
５８  パネル
６６  コイルスプリング（バネ部材）
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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