(57)【要約】【課題】鋼板の振動とそれに伴う共鳴音を有効に低減する。【解決手段】たとえばダム工事現場において使用されるホッパー１の構成要素である鋼板２が振動して発する共鳴音を低減するためのシステムであって、除振対象の鋼板２に対してその鋼板を振動させるための加振機４を設置しておき、除振対象の鋼板２が振動した際にはその振動を打ち消すための逆位相の振動を加振機４により加えることによって、鋼板２の振動およびそれに伴う共鳴音を低減させ減衰させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板が振動して発する共鳴音を低減するためのシステムであって、
前記鋼板に対して該鋼板を振動させるための加振機を設置しておき、該鋼板が振動した際に該振動を打ち消すための逆位相の振動を前記加振機によって前記鋼板に対して加えることにより、前記共鳴音を低減可能に構成してなることを特徴とする鋼板振動共鳴音の低減システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板が振動して発する共鳴音を低減するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ダム工事現場などで用いる大規模な砕石用のホッパーは砕石を投入したときに大きな騒音を発生することから、ホッパーの内面に消音用のゴムシートを貼る等して騒音を抑制することもあるが、十分な効果が得られないことが多い。
【０００３】
すなわち、図２に示すように、一般に大規模なホッパー１は各周面および底面を鋼板２により形成した容器であり、上方から砕石等の投入物３を投入した際には大きな落下衝撃音を発生するものである。そのような投入物３の落下衝撃音については、ホッパー１の内面にゴムシート等の緩衝材を貼っておくことで多少は消音効果が得られる。
しかし、投入物３による衝撃を受けた鋼板２は単に衝撃音を発するのみならず、図示しているようにその鋼板２が同時にそれ自体があたかも振動板のように大振幅で振動してしてしまい、そのためホッパー１の全体がいわば巨大なスピーカー（拡声器）となって大きな騒音を発生し、しかもその振動は容易に減衰しないのでかなりの時間にわたって継続して高レベルの騒音を周囲に撒き散らしてしまうものである。
その場合、鋼板２の振動はホッパー１の構造形式、特に鋼板２自体の形状や寸法、板厚によって決定される特定の固有振動数（一般的にはたとえば80Hz程度の低周波数となる）において顕著となって不愉快な共鳴音を長時間にわたって発することになるが、そのような鋼板２の振動とそれに伴う共鳴音は表面に消音用のゴムシートを貼った程度では殆ど軽減されることはない。
【０００４】
そのため、上記のような鋼板２の振動とそれによる共鳴音の発生を有効に防止し抑制するためには、鋼板２の振動を抑制するとともに速やかに減衰させるための何らかの除振機構を設ける必要があると考えられている。
そして、そのためには、ホッパーを対象とするものではないが特許文献１〜３に示されるようなアクティブ除振装置の原理を利用できると考えられる。これは、半導体露光装置等の嫌振精密機器を対象とするもので、精密機器を搭載した架台をアクチュエータにより駆動することによって振動を打ち消すことを基本とするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２４７８２２号公報
【特許文献２】特開２００９−１９７８２６号公報
【特許文献３】特開２００９−１９７８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１〜３に示されるようなアクティブ除振装置の原理自体は、ホッパー１を対象としてその構成要素である鋼板２の除振を行う場合にも適用可能であると考えられるが、嫌振精密機器を対象としてその設置架台に対して高度の制御を行うことにより微小振動を抑制するためのアクティブ除振装置を、それとは目的が異なるばかりか構造や形態が全く異なるホッパー１に対してそのまま適用するようなことは現実的ではないし、そもそも不可能である。
【０００７】
そして、以上のことはダム工事現場において用いる上記のようなホッパー１のみならず、土木建築関係の分野においてはたとえばバッチャプラントにおける材料投入シュートや材料搬送用のベルトコンベア、シールド工事における鋼製セグメントや港湾工事における鋼製ケーソン等の素材としての鋼板を取り扱う場合においても同様に生じる問題でもあるので、それら各種の鋼板の振動とそれに伴う共鳴音を抑制し減衰させるための有効適切な手段の開発が急務とされているのが実状である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記事情に鑑み、本発明の鋼板振動共鳴音の低減システムは、鋼板が振動して発する共鳴音を低減するためのシステムであって、前記鋼板に対して該鋼板を振動させるための加振機を設置しておき、該鋼板が振動した際に該振動を打ち消すための逆位相の振動を前記加振機によって前記鋼板に対して加えることにより、前記共鳴音を低減可能に構成してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の鋼板振動共鳴音の低減システムによれば、除振対象の鋼板に対して加振機を設置してその鋼板に生じる振動を打ち消すための逆位相の振動を加振機により加振することにより、鋼板の振動とそれに伴う共鳴音を有効に抑制し減衰させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の鋼板振動共鳴音の低減システムをホッパーに適用した場合の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】ホッパーの振動による共鳴音の発生メカニズムについての説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の鋼板振動共鳴音の低減システムをダム工事現場におけるホッパーに適用した場合の実施形態を図１に示す。
【００１２】
本実施形態におけるホッパー１は図２に示した従来一般的なホッパー１と同様のものであって、各周面および底面が鋼板２により形成されており、砕石等の投入物３が投入されるとその落下衝撃により鋼板２が振動して共鳴音を発することから、本実施形態ではその共鳴音を抑制しかつ速やかに減衰させるための加振機４（バイブレーター）を除振対象の鋼板２に予め設置した構成とされている。
【００１３】
本実施形態における加振機４は、除振対象の鋼板２が振動して共鳴音を発した際にその振動を打ち消すように逆位相の振動を直接的に加えるように作動するものであって、それにより鋼板２の振動とそれによる共鳴音の発生を有効に低減可能である。
この場合、鋼板２が発する共鳴音はその鋼板２自体の固有振動数（上述したように一般的には80Hz程度の低周波振動となる）において顕著に生じるので、その固有振動数による共鳴音を最も効果的に低減し得るように加振機４による加振振動数やその振幅その他の仕様を予め最適に設定しておけば良い。勿論、加振機４を作動させるうえで必要となる制御機構その他の補機類も必要に応じて適宜設ければ良い。
【００１４】
なお、基本的には加振機４の仕様は除振対象の鋼板２の振動特性（固有振動数や振動モード）に応じて最適に設定すれば良いが、ダム工事現場などでは共通の設備を多くの現場で転用することが一般的であるから、標準的なホッパー１の振動特性を解析してそれに応じた加振機４の最適仕様を設定し、それを各現場で共通に使用することが好ましい。
そのようにすれば、固有振動数や振動モードが異なる様々なホッパー１に対してそれに対応する加振機４の仕様をその都度決定する必要はないし、設備の共通化による合理化を図ることができるから、本発明のシステムによる共鳴音低減対策を各現場で低コストで実施することが可能である。
【００１５】
以上のように、本発明のシステムによれば、除振対象の鋼板２に対して加振機４を設置してその鋼板２に生じる振動の最大値を低減するような逆位相の振動を加振機４により加振することのみで、鋼板２の振動とそれに伴う共鳴音を有効に抑制して低減させ、速やかに減衰させることが可能である。
そして、本発明のシステムは、特許文献１〜３に示されているアクティブ除振装置のように複雑かつ高度の機構と制御を必要とするものではなく、除振対象の鋼板２に対して単に加振機４を直接設置しておくだけで良いから、鋼板２に対する振動と共鳴音の低減対策を十分に安価にかつ簡易に実施することが可能である。
【００１６】
なお、類似の騒音防止システムとして従来よりいわゆる各種のＡＮＣシステム（Active Noise Cancelling System  あるいは  Active Noise Control System）が実用化されているが、これは振動源から発せられて音場空間を伝播する音を音場空間中において逆位相の音で打ち消すものであるのに対し、本実施形態のシステムは振動源である鋼板２の振動そのものを加振機４による逆位相の振動により直接的に打ち消すものであるから、両者は原理的に異なるものであるし、当然に従来一般的なＡＮＣシステムでは本発明のシステムのように鋼板２が大振幅で振動することで発する共鳴音を打ち消すようなことは不可能である。
【００１７】
以上で本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態はあくまで好適な一例であって、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で適宜の設計的変更や応用が可能である。
たとえば、上記実施形態ではホッパー１の一周面を構成している１枚の鋼板２を対象としてその鋼板２にのみ加振機４を設置したが、必要であれば他の周面や底面を構成している他の鋼板２に対しても同様に加振機４を設置しても良く、それによりホッパー１の各面を構成しているそれぞれの鋼板２の振動と共鳴音をいずれも抑制することができ、より効果的である。
【００１８】
また、上記実施形態では１枚の鋼板２に対して１台の加振機４を設置するのみとしたが、鋼板２が特に大判であるような場合、あるいは振動モードが複雑であるような場合には、各次の振動モードも考慮して１枚の鋼板２に対して複数台の加振機４を所定位置に分散設置することも考えられる。いずれにしても、加振機４の設置位置は各次の振動モードに応じて最も効果的に振動を低減できる位置に設定することが好ましく、通常は各次の振動モードにおける振幅の腹となる位置に設置すると良い。
【００１９】
また、上記実施形態は本発明のシステムをダム工事現場におけるホッパー１に対して適用した場合のものであるが、本発明のシステムはそのようなホッパー１に対してのみならず、土木建築工事の分野において鋼板２の振動とそれに伴う共鳴音の発生が問題となるような各種の設備類や機器類に対しても同様に適用できることはいうまでもなく、それにより各種現場における作業環境および周辺環境の改善に大きく寄与し得る。
【符号の説明】
【００２０】
１  ホッパー
２  鋼板
３  投入物
４  加振機
【図１】
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【図２】
2014043927.tif 000004