(57)【要約】  【課題】  高周波から低周波まで広範囲に周波数が変動する振動にも有効に対応できるとともに振動の方向にも左右されない制振装置及び制振性に優れた立設部材を提供する。  【解決手段】    内部に吊り下げ部材が吊り下げられている垂直中空体１０からなる制振装置１であって、吊り下げ部材の軸心と垂直中空体の軸心が一致するとともに、垂直中空体の内径が上部と下部とで異なっていることを特徴とする制振装置と制振性に優れた立設部材。  制振性に優れた立設部材には、制振装置を立設部材の外部又は内部に取り付けることによって制振性を付与する場合と、立設部材たる垂直中空体の内部に直接吊り下げ部材を吊り下げることによって、立設部材そのものに制振性を付与する場合とがある。  【選択図】図１
2006226467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に吊り下げ部材が吊り下げられている垂直中空体からなる制振装置であって、吊り下げ部材の軸心と垂直中空体の軸心が一致するとともに、垂直中空体の下部内径が上部内径よりも大きいことを特徴とする制振装置。
【請求項２】
吊り下げ部材が、金属体を複数個つなぎ合わせたもの、金属製のチェーン及び金属製のワイヤーのうちの少なくとも１種からなることを特徴とする、請求項１に記載の制振装置。
【請求項３】
吊り下げ部材のうち、上部部材が金属体を複数個つなぎ合わせたものからなり、そして、下部部材が金属製のチェーン又はワイヤー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】
垂直中空体が金属製の管であることを特徴とする、請求項１から３までのいずれかに記載の制振装置。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれかに記載の制振装置が外部又は内部に取り付けられていることを特徴とする制振性に優れた垂直立設部材。
【請求項６】
請求項１から４までのいずれかに記載の制振装置が外部に取り付けられていることを特徴とする制振性に優れた傾斜立設部材。
【請求項７】
垂直に立設された管状の垂直立設部材であって、その内部に垂直立設部材の軸心と一致する軸心を有する吊り下げ部材が吊り下げられており、かつ、垂直中空体の下部内径が上部内径よりも大きいことを特徴とする制振性に優れた垂直立設部材。
【請求項８】
吊り下げ部材が、金属体を複数個つなぎ合わせたもの、金属製のチェーン及び金属製のワイヤーのうちの少なくとも１種からなることを特徴とする、請求項７に記載の制振性に優れた垂直立設部材。
【請求項９】
吊り下げ部材のうち、上部部材が金属体を複数個つなぎ合わせたものからなり、そして、下部部材が金属製のチェーン又はワイヤーからなることを特徴とする、請求項８に記載の制振性に優れた垂直立設部材。
【請求項１０】
垂直立設部材が金属製の管であることを特徴とする、請求項７から９までのいずれかに記載の制振性に優れた垂直立設部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制振装置及び制振性に優れた立設部材に関する。詳細には、道路や橋梁などに立設される、照明柱、標識柱、信号柱などの立設部材に用いられる制振装置及び制振性に優れた立設部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路や橋梁などに立設された、照明柱、標識柱、信号柱などの立設部材は、風、地震や車両走行に伴う路面振動などに起因する共振現象によって、揺れが生じることがある。これらの立設部材に揺れが生じると、揺れによって立設部材の損傷が起きやすく、また、その損傷が促進される。また、発生する振動により、立設部材に取り付けられた器具の寿命が短くなる問題があり、さらに、照明柱の場合には、照明光が揺れて人に違和感を与える問題もある。
【０００３】
このような共振現象に起因する立設部材の揺れを防止するために、
(a)立設部材の重量、形状及び剛性を変更して、その固有振動数を変更する方法、
(b)立設部材の内部に物理振り子及び当接具を設けて、振動時に物理振り子を当接具に衝突させることによって制振効果を持たせる方法、
が、それぞれ、すでに提案されている。
【０００４】
しかしながら、上記(a)の方法では、特定の振動数に対しては制振効果があるものの、風による揺れのように、励振周期や振動数が様々に変動する揺れには対応できないだけでなく、立設部材の材料設計の自由度を減じることになる。また、上記(b)の方法では、励振周期や振動数が様々に変動する揺れには対応できないことに加えて、制振効果を上げるためには、物理振り子及び当接具を一定以上の大きさにする必要がある。そのために収納スペースが必要となるが、これも、立設部材の装置設計の自由度を減じる結果となる。
【０００５】
特許文献１には、このような従来技術の問題点を踏まえて、振動数の変動に対応した制振装置が記載されている。
【０００６】
すなわち、垂直中空体の内部に、非固定の自由振動部を持たせて鋼製チェーンまたはワイヤーを吊り下げ、かつこの鋼製チェーンまたはワイヤーと垂直中空体の内壁との間隔を等価に維持してなる制振装置であり、この制振装置を垂直立設部材の外部又は内部に取り付けることによって、垂直立設部材に加えられた揺れによる振動を減衰させるものである。
【０００７】
図６に、特許文献１に記載の制振装置の一例を示す。(a)は制振装置の軸心を通る一つの縦断面図であり、(b)は(a)に対して９０°回転した方向の縦断面図である。
【０００８】
制振装置１は、全長にわたって同一径の円形鋼管からなる垂直中空体１０と、その内部に吊り下げられた鋼製チェーン１１の吊り下げ部材からなる。この鋼製チェーン１１の上端は、垂直中空体１０の上部に設置された蓋板１２に固定して取り付けられた固定フック１５によって支持されている。したがって、鋼製チェーンは上端を除いて非固定の自由振動部を形成している。
【０００９】
ここで、鋼製チェーンは円形鋼管の中心部において垂直に吊り下げられているため、振動のない状態では、鋼製チェーン１１の外面と垂直中空体１０の内面との間隔ｄは、円形鋼管の内部において等価に維持されている。
【００１０】
この制振装置１に、風、地震や車両走行に伴う路面振動などに起因する共振現象によって生じた揺れが伝わり、励振が起こる。そのとき、垂直中空体１０と鋼製チェーン１１はともに振動するが、鋼製チェーン１１の自由振動部は垂直中空体１０とは異なった態様で振動するため、鋼製チェーン１１の自由振動部が垂直中空体１０の内壁面に衝突する。その結果、垂直中空体１０の振動エネルギーが散逸するので、垂直中空体１０の振動が急速に減衰し、振動が制止される。
【００１１】
このように、垂直中空体１０の内部に鋼製チェーン１１を吊り下げることで、垂直中空体に加わった振動を減衰し、制止することができる制振装置を形成することができる。
【００１２】
そして、立設部材が中空の垂直部材である場合には、この制振装置１をその垂直立設部材の外部又は内部に取り付けることによって、垂直立設部材に加えられた揺れによる振動を、制振装置を構成する垂直中空体に伝播させ、そして、その垂直中空体においてその振動を減衰させて、制止することができるのである。
【００１３】
他方、立設部材が中空体ではない場合や中空体であっても傾斜している場合には、上記の制振装置を、立設部材の外部に取り付けることによって、立設部材に制振性を付与することができる。
【００１４】
なお、立設部材自体が垂直中空体であるとき、すなわち、図６に示される垂直中空体１０が、それ自体立設部材を構成するときは、立設部材となる垂直中空体の内部に直接鋼製チェーンを吊り下げることによって、立設部材そのものに制振性を付与することもできる。
【００１５】
【特許文献１】特公平０４−２６００４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
照明柱、標識柱、信号柱などの立設部材に、上記の特許文献１に記載の制振装置を組み込んでも、風、地震や車両走行に伴う路面振動などに起因する共振現象によって立設部材に揺れが生じることがあった。そして、これらの立設部材に揺れが生じると、発生する振動により、立設部材に取り付けられた器具の寿命が短くなり、さらに、照明柱の場合には、照明光が揺れて人に違和感を与える。
【００１７】
その原因は、風、地震や車両走行に伴う路面振動などに起因する振動の場合は、振動数範囲が広いために、垂直中空体の内部に単に鋼製チェーンを吊り下げるだけの制振装置では、全振動数範囲の振動に対応できないためであることが分かった。特に、２〜３Ｈｚの低周波の振動に対する制振効果が不充分であることが判明した。
【００１８】
本発明の目的は、高周波から低周波まで広範囲に周波数が変動する振動にも高い減衰性能を有し、かつ振動の方向にも左右されない制振装置及び制振性に優れた立設部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明者らは、種々検討の結果、高周波振動では吊り下げ部材が頻繁に垂直中空体に衝突することから、振動エネルギーを減衰させることができるが、低周波振動では、垂直中空管の振動周期と、吊り下げ部材における振動がその吊り下げ部材の支持点から先端まで伝播される時間とがともに大きくて、吊り下げ部材の振動モードと垂直中空体の振動モードとの間に有意差が生じないため、吊り下げ部材と垂直中空体の衝突頻度が少なくなり、吊り下げ部材が垂直中空部材の内壁に衝突することによる振動エネルギーの減衰がされにくいためであると考えた。
【００２０】
そして、低周波振動における制振性を高めるためには、吊り下げ部材と垂直中空体の衝突頻度を多くする代わりに、吊り下げ部材の外面と垂直中空体の内面の間隔を変えることによって、吊り下げ部材の外面が垂直中空体の内面に衝突する際の速度を大きくし、もって、低周波振動であっても吊り下げ部材が垂直中空部材の内壁に衝突する際のエネルギーを大きくできることに思い当たった。
【００２１】
その結果、高周波振動だけでなく低周波振動に対しても制振性を高めるためには、垂直中空体の下部内径を上部内径よりも大きくすることによって、吊り下げ部材の外面と垂直中空体の内面の間隔を部分的に大きくしてやれば、低周波振動の際には、その部分で吊り下げ部材の外面が垂直中空体の内面に衝突する際の速度を大きくでき、もって低周波振動であっても衝突時のエネルギーを大きくすることができるから、低周波振動の際にはその間隔を大きくした部分において制振性を発揮でき、高周波振動の際にはその間隔が小さい部分において制振性を発揮できるのではないかとの着想を得た。
【００２２】
そして、下部内径が上部内径よりも大きい垂直中空体としては、たとえば、(a)内径が異なる２種類の管をテーパー状の短管によって接続してなる垂直中空体、(b)全体を一つのテーパー管として形成してなる垂直中空体、が考えられる。
【００２３】
これによって、高周波振動の際には吊り下げ部材の外面と垂直中空体の内面の間隔が小さい部分においては従来と同様に振動エネルギーを減衰させることができるとともに、低周波振動の際には吊り下げ部材の外面と垂直中空体の内面の間隔を大きくした部分において衝突エネルギーを大きくできるから、低周波振動においても振動エネルギーを減衰させることができるので、高周波から低周波まで広範囲に周波数が変動する振動にも高い減衰性能を有する制振装置を提供できる。
【００２４】
また、内部に吊り下げる吊り下げ部材の軸心と垂直中空体の軸心を一致させることによって、振動の方向にも左右されない制振装置を提供できる。
【００２５】
なお、低周波振動における制振性を高めるためには、吊り下げ部材の外面と垂直中空体の内面の間隔を大きくすることに加えて、吊り下げ部材の一部を質量の大きい部材に置き換えることによって、低周波振動の際にも制振性をさらに向上できることの着想を得た。
【００２６】
本発明にかかる制振装置および制振性に優れた立設部材は、これらの知見と着想に基づいて完成されたものである。なお、制振性に優れた立設部材には、制振装置を立設部材の外部又は内部に取り付けることによって制振性を付与する場合と、立設部材それ自体を制振装置の一部に用いる場合の両方がある。
【００２７】
そして、その要旨は、次の(1)〜(4)の制振装置及び(5)〜(10)の制振性に優れた立設部材である。以下、これらを総称して本発明装置又は本発明部材ということもある。
【００２８】
(1)内部に吊り下げ部材が吊り下げられている垂直中空体からなる制振装置であって、吊り下げ部材の軸心と垂直中空体の軸心が一致するとともに、垂直中空体の下部内径が上部内径よりも大きいことを特徴とする制振装置。
【００２９】
(2)吊り下げ部材が、金属体を複数個つなぎ合わせたもの、金属製のチェーン及び金属製のワイヤーのうちの少なくとも１種からなることを特徴とする、上記(1)の制振装置。
【００３０】
(3)吊り下げ部材のうち、上部部材が金属体を複数個つなぎ合わせたものからなり、そして、下部部材が金属製のチェーン又はワイヤーからなることを特徴とする、上記(2)の制振装置。
【００３１】
(4)垂直中空体が金属製の管であることを特徴とする、上記(1)〜(3)のいずれかの制振装置。
【００３２】
(5)上記(1)〜(4)のいずれかの制振装置が外部又は内部に取り付けられていることを特徴とする制振性に優れた垂直立設部材。
【００３３】
(6)上記(1)〜(4)のいずれかの記載の制振装置が外部に取り付けられていることを特徴とする制振性に優れた傾斜立設部材。
【００３４】
(7)垂直に立設された管状の垂直立設部材であって、その内部に垂直立設部材の軸心と一致する軸心を有する吊り下げ部材が吊り下げられており、かつ、垂直中空体の下部内径が上部内径よりも大きいことを特徴とする制振性に優れた垂直立設部材。
【００３５】
(8)吊り下げ部材が、金属体を複数個つなぎ合わせたもの、金属製のチェーン及び金属製のワイヤーのうちの少なくとも１種からなることを特徴とする、上記(7)の制振性に優れた垂直立設部材。
【００３６】
(9)吊り下げ部材のうち、上部部材が金属体を複数個つなぎ合わせたものからなり、そして、下部部材が金属製のチェーン又はワイヤーからなることを特徴とする、上記(8)の制振性に優れた垂直立設部材。
【００３７】
(10)垂直立設部材が金属製の管であることを特徴とする、上記(7)〜(9)のいずれかの制振性に優れた垂直立設部材。
【発明の効果】
【００３８】
本発明により、高周波から低周波まで広範囲に周波数が変動する振動にも有効に対応する制振装置及び制振性に優れた立設部材を得ることができる。
【００３９】
また、内部に吊り下げ部材が吊り下げられている垂直中空体からなる制振装置及び制振性に優れた立設部材は、吊り上げ部材の軸心と垂直中空体の軸心が一致しているので、振動の方向にも左右されないものが得られる。
【００４０】
さらに、垂直に立設された管状の垂直立設部材は、その内部に垂直立設部材の軸心と一致する軸心を有する吊り下げ部材が吊り下げられているので、振動の方向にも左右されないものが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下に、図面に基づいて、本発明を説明する。
【００４２】
図１及び図２に、吊り下げ部材として鋼製チェーンを用いた本発明に係る制振装置の一例を示す。
【００４３】
図１は、下部内径が上部内径よりも大きい垂直中空体として、内径が異なる２種類の断面円形状の鋼管をテーパー状の短管によって接続して形成した垂直中空体を用いた、本発明装置の一例であり、(a)は制振装置の軸心を通る一つの縦断面図を示し、(b)は(a)に対して９０°回転した方向の縦断面図を示している。
【００４４】
制振装置１は、垂直中空体２０と、その内部に吊り下げられた吊り下げ部材からなる。
【００４５】
垂直中空体２０は、内径が異なる２種類の断面円形状の鋼管をテーパー状の短管によって接続して形成された垂直中空体が用いられている。この例における制振装置を構成する垂直中空体は、全長１．６ｍ、重量１３．０ｋｇの断面円形の鋼管である。上部の鋼管が外径７６．３ｍｍ、肉厚４．２ｍｍ、内径６７．９ｍｍ、長さ０．８ｍ、そして、下部の鋼管が外径８９．１ｍｍ、肉厚４．２ｍｍ、内径８０．７ｍｍ、長さ０．８ｍであり、さらに、上部と下部を接続するテーパー状の短管は上部外径７６．３ｍｍ、下部外径８９．１ｍｍ、肉厚４．２ｍｍ、上部内径６７．９ｍｍ、下部内径８０．７ｍｍ、長さ０．１ｍであった。
【００４６】
そして、吊り下げ部材としては鋼製チェーン１１が用いられており、この鋼製チェーン１１の上端は、垂直中空体２０の上部に設置された蓋板１２に固定して取り付けられた固定フック１５によって支持されている。したがって、鋼製チェーン１１は上端を除いて非固定の自由振動部を形成している。ここで用いた鋼製チェーンは、チェーン径１６ｍｍ、１リンクの寸法として長さ８０ｍｍ×幅５６ｍｍの鋼製リンクの２９個からなる、全長１４２．４ｃｍ、全重量７８４６ｇであった。
【００４７】
なお、鋼製チェーン１１の軸心と垂直中空体２０の軸心を一致させているため、鋼製チェーン１１の外面と垂直中空体２０の内面との間隔は、上部の間隔ｄ1よりも下部の間隔ｄ2の方が大きいが、振動のない状態では、同じ高さにおいては円形鋼管の内部において等価に維持されている。ここでは、吊り下げ部材の外面と垂直中空体の内面との間隔は、上部の間隔ｄ1は５．９５ｍｍ、下部の間隔ｄ2は１２．３５ｍｍであった。
【００４８】
図２は、下部内径が上部内径よりも大きい垂直中空体として、全体を一つのテーパー管として形成してなる断面円形状の垂直中空体を用いた、本発明装置の一例であり、(a)は制振装置の軸心を通る一つの縦断面図を示し、(b)は(a)に対して９０°回転した方向の縦断面図を示している。
【００４９】
制振装置１は、垂直中空体３０と、その内部に吊り下げられた吊り下げ部材からなる。ここでは、吊り下げ部材として図１に示したものと同じ鋼製チェーン１１が用いられており、この鋼製チェーン１１の上端は、垂直中空体の上部に設置された蓋板１２に固定して取り付けられた固定フック１５によって支持されている点も、図１と同じである。
【００５０】
垂直中空体３０は、全体を一つのテーパー管として形成してなる断面円形状の垂直中空体が用いられている点で、図１に示された垂直中空体２０とは異なる。このテーパー状垂直中空体は、全長１．６ｍ、重量１１．６ｋｇの断面円形の鋼管である。この鋼管は、上部外径７６．３ｍｍ、下部外径８９．１ｍｍ、肉厚４．２ｍｍ、上部内径６７．９ｍｍ、下部内径８０．７ｍｍであった。
【００５１】
なお、鋼製チェーン１１の軸心と垂直中空体３０の軸心を一致させているため、鋼製チェーン１１の外面と垂直中空体３０の内面との間隔は、上部の間隔ｄ1よりも下部の間隔ｄ2の方が大きいが、振動のない状態では、同じ高さにおいては円形鋼管の内部において等価に維持されている。ここでは、吊り下げ部材の外面と垂直中空体の内面との間隔は、上部の間隔ｄ1は５．９５ｍｍ、下部の間隔ｄ2は１２．３５ｍｍであった。
【００５２】
このように、垂直中空体の内径が上部と下部とで異なっている場合には、高周波振動の場合の高い制振性能を保持した上で、低周波振動であっても衝突１回当たりの減衰エネルギーが大きくなることから、振動方向に関わりなく、高周波から低周波までの広範囲に振動数が変動する振動にも高い減衰性能を有する制振装置を提供することができる。
【００５３】
垂直中空体の形状は、例示した形状に限定されるものではなく、垂直中空体の内径が上部と下部とで異なっている形状であれば構わない。そして、その寸法も例示した寸法に限定されるものではない。
【００５４】
垂直中空体の材料としては、鋼管のほか、ステンレス鋼管、アルミニウム管などの金属管や樹脂管を用いてもよい。強度及び耐久性の観点からは鋼管が好ましい。防錆性の観点からはステンレス鋼管を用いるか、又は、鋼管に溶融亜鉛めっきや塗装等の防錆処理を施して用いるのが好ましい。
【００５５】
また、垂直中空体の断面形状は、特に限定するものではなく、円形のほか、八角形や六角形などの多角形でもよい。すべての方向の揺れに対しても制振効果が必要な場合には、円形の断面を採用するのが好ましい。
【００５６】
吊り下げ部材の重量は、上記の数値に限定するものではなく、６００〜３１０００ｇ程度であればよい。
【００５７】
吊り下げ部材は、上記の鋼製チェーンの形状に限定するものではなく、チェーン径６〜２５ｍｍ、１リンクの寸法として長さ３０〜１２５ｍｍ×幅２１〜８８ｍｍ、全長８０〜２２０ｃｍ、全重量６００〜３１０００ｇの鋼製チェーンを用いることができる。なお、鋼製チェーンのほか、ステンレス鋼チェーンを用いても良い。強度及び耐久性の観点からは、鋼製チェーンが好ましい。防錆性の観点からはステンレス鋼チェーンを用いるか、又は、鋼製チェーンに溶融亜鉛めっき等の防錆処理を施して用いるのが好ましい。
【００５８】
また、チェーンに限定するものではなく、金属体を複数個つなぎ合わせたものを用いることができる。例えば、直径２１〜９９ｍｍの金属球の２〜６１個を、長さ１５〜７４ｍｍ、外径２．６〜９ｍｍの鋼線材でつなぎ合わせることで形成することができる。金属体の材料としては、鋼のほか、ステンレス鋼やアルミニウムが用いられる。さらに、チェーンの替わりに、ワイヤーロープを用いてもよい。
【００５９】
金属製の垂直中空体と金属製の吊り下げ部材を用いると、相互の衝撃音が大きくなるが、この衝撃音を抑制したいときは垂直中空体及び／又は吊り下げ部材の表面をゴム等の弾性体でライニング又は被覆するのが好ましい。
【００６０】
吊り下げ部材の外面と垂直中空体の内面との上部間隔ｄ1と下部間隔ｄ2は、上記の数値に限定するものではなく、それぞれ、３〜１５ｍｍ程度及び６〜２２ｍｍ程度であればよい。また、上部間隔ｄ1と下部間隔ｄ2の差は、３〜１３ｍｍ程度あればよい。
【００６１】
次に、図３及び図４に、吊り下げ部材として、上部部材が鋼球を複数個つなぎ合わせたものからなり、そして、下部部材が鋼製チェーンからなるものを用いた本発明に係る制振装置の一例を示す。
【００６２】
図３は、下部内径が上部内径よりも大きい垂直中空体として、内径が異なる２種類の断面円形状の鋼管をテーパー状の短管によって接続して形成した垂直中空体を用いた、本発明装置の一例であり、(a)は制振装置の軸心を通る一つの縦断面図を示し、(b)は(a)に対して９０°回転した方向の縦断面図を示している。
【００６３】
制振装置１は、垂直中空体２０と、その内部に吊り下げられたの吊り下げ部材からなる。
【００６４】
垂直中空体２０は、内径が異なる２種類の断面円形状の鋼管をテーパー状の短管によって接続して形成された垂直中空体が用いられている。この例における制振装置を構成する垂直中空体は、全長１．６ｍ、重量１１．６ｋｇの断面円形の鋼管である。上部の鋼管が外径７６．３ｍｍ、肉厚４．２ｍｍ、内径６７．９ｍｍ、長さ０．８ｍ、そして、下部の鋼管が外径８９．１ｍｍ、肉厚４．２ｍｍ、内径８０．７ｍｍ、長さ０．８ｍであり、さらに、上部と下部を接続するテーパー状の短管は上部外径７６．３ｍｍ、下部外径８９．１ｍｍ、肉厚４．２ｍｍ、上部内径６７．９ｍｍ、下部内径８０．７ｍｍ、長さ０．１ｍであった。
【００６５】
吊り下げ部材は、上部吊り下げ部材と下部吊り下げ部材が別種の部材からなる点で、図１に示された吊り下げ部材とは異なる。この吊り下げ部材は、上部部材が金属球８を５個つなぎ合わせたものからなり、そして、下部吊り下げ部材が鋼製チェーン１１からなる。この上部吊り下げ部材の上端は、垂直中空体１０の上部に設置された蓋板１２に取り付けられた固定フック１５によって、支持されている。
【００６６】
上部吊り下げ部材は、直径５６ｍｍの７２１ｇからなる鋼球の７個を、長さ４２ｍｍ、外径４ｍｍの鋼線材でつなぎ合わせて用いた。そして、下部吊り下げ部材は、チェーン径１６ｍｍ、１リンクの寸法として長さ８０ｍｍ×幅５６ｍｍの鋼製リンクの１８個からなる、全長７０．４ｃｍ、全重量３８７９ｇの鋼製チェーンを用いた。吊り下げ部材の単位長さ当たりの質量は、それぞれ、上部部材が７．５１ｇ／ｍｍ、そして、下部吊り下げ部材が５．５６ｇ／ｍｍであった。
【００６７】
なお、吊り下げ部材の軸心と垂直中空体２０の軸心を一致させているため、吊り下げ部材の外面と垂直中空体２０の内面との間隔は、最上部の間隔ｄ1よりも最下部の間隔ｄ2の方が大きいが、振動のない状態では、同じ高さにおいては円形鋼管の内部において等価に維持されている。ここでは、吊り下げ部材の外面と垂直中空体の内面との間隔は、最上部の間隔ｄ1は５．９５ｍｍ、最下部の間隔ｄ2は１２．３５ｍｍであった。
【００６８】
図４は、下部内径が上部内径よりも大きい垂直中空体として、全体を一つのテーパー管として形成してなる断面円形状の垂直中空体を用いた、本発明装置の一例であり、(a)は制振装置の軸心を通る一つの縦断面図を示し、(b)は(a)に対して９０°回転した方向の縦断面図を示している。
【００６９】
制振装置１は、垂直中空体３０と、その内部に吊り下げられた吊り下げ部材からなる。ここでは、吊り下げ部材として図３に示したものと同じもの、すなわち、上部部材が金属球８を５個つなぎ合わせたものからなり、そして、下部吊り下げ部材が鋼製チェーン１１からなる吊り下げ部材が用いられている。この吊り下げ部材の上端は、垂直中空体の上部に設置された蓋板１２に固定して取り付けられた固定フック１５によって支持されている点も、図３と同じである。
【００７０】
垂直中空体３０は、全体を一つのテーパー管として形成してなる断面円形状の垂直中空体が用いられている点で、図３に示された垂直中空体２０とは異なる。このテーパー状垂直中空体は、全長１．６ｍ、重量１１．６ｋｇの断面円形の鋼管である。この鋼管は、上部外径７６．３ｍｍ、下部外径８９．１ｍｍ、肉厚４．２ｍｍ、上部内径６７．９ｍｍ、下部内径８０．７ｍｍであった。
【００７１】
なお、吊り下げ部材の軸心と垂直中空体３０の軸心を一致させているため、吊り下げ部材の外面と垂直中空体３０の内面との間隔は、最上部の間隔ｄ1よりも最下部の間隔ｄ2の方が大きいが、振動のない状態では、同じ高さにおいては円形鋼管の内部において等価に維持されている。ここでは、吊り下げ部材の外面と垂直中空体の内面との間隔は、最上部の間隔ｄ1は５．９５ｍｍ、最下部の間隔ｄ2は１２．３５ｍｍであった。
【００７２】
このように、垂直中空体の内径が上部と下部とで異なっている上に、さらに、吊り下げ部材の一部を質量の大きい部材に置き換えると、低周波振動であっても衝突１回当たりの減衰エネルギーが大きくなることから、振動方向に関わりなく、高周波から低周波までの広範囲に振動数が変動する振動にも高い減衰性能を有する制振装置を提供することができる。
【００７３】
垂直中空体の形状は、例示した形状に限定されるものではなく、垂直中空体の内径が上部と下部とで異なっている形状であれば構わない。そして、その寸法も例示した寸法に限定されるものではない。
【００７４】
垂直中空体の材料としては、鋼管のほか、ステンレス鋼管、アルミニウム管などの金属管や樹脂管を用いてもよい。強度及び耐久性の観点からは鋼管が好ましい。防錆性の観点からはステンレス鋼管を用いるか、又は、鋼管に溶融亜鉛めっきや塗装等の防錆処理を施して用いるのが好ましい。
【００７５】
また、垂直中空体の断面形状は、特に限定するものではなく、円形のほか、八角形や六角形などの多角形でもよい。すべての方向の揺れに対しても制振効果が必要な場合には、円形の断面を採用するのが好ましい。
【００７６】
吊り下げ部材の単位長さ当たりの質量は、上記の数値に限定するものではなく、それぞれ、上部部材が１．０〜２７ｇ／ｍｍ程度、そして、下部吊り下げ部材が０．７〜１４ｇ／ｍｍ程度であればよい。
【００７７】
吊り下げ部材は、例示したものは、上部部材が金属球８を複数個つなぎ合わせたものからなり、そして、下部吊り下げ部材が鋼製チェーン１１からなる吊り下げ部材であるが、上部部材として金属体を複数個つなぎ合わせたものを用いることができる。例えば、直径２１〜９９ｍｍの金属球の２〜２０個を、長さ１５〜７４ｍｍ、外径２．６〜９ｍｍの鋼線材でつなぎ合わせることで形成することができる。金属体の材料としては、鋼のほか、ステンレス鋼やアルミニウムが用いられる。
【００７８】
また、下部部材として、上記の鋼製チェーンの形状に限定するものではなく、チェーン径６〜２５ｍｍ、１リンクの寸法として長さ３０〜１２５ｍｍ×幅２１〜８８ｍｍ、全長４０〜１１０ｃｍ、全重量３００〜１５０００ｇの鋼製チェーンを用いることができる。なお、鋼製チェーンのほか、ステンレス鋼チェーンを用いても良い。強度及び耐久性の観点からは、鋼製チェーンが好ましい。防錆性の観点からはステンレス鋼チェーンを用いるか、又は、鋼製チェーンに溶融亜鉛めっき等の防錆処理を施して用いるのが好ましい。さらに、チェーンの代わりに、ワイヤーロープを用いてもよい。
【００７９】
金属製の垂直中空体と金属製の吊り下げ部材を用いると、相互の衝撃音が大きくなるが、この衝撃音を抑制したいときは垂直中空体及び／又は吊り下げ部材の表面をゴム等の弾性体でライニング又は被覆するのが好ましい。
【００８０】
吊り下げ部材の外面と垂直中空体の内面との最上部間隔ｄ1と最下部間隔ｄ2は、上記の数値に限定するものではなく、それぞれ、３〜１５ｍｍ程度及び６〜２２ｍｍ程度であればよい。また、最上部間隔ｄ1と最下部間隔ｄ2の差は、３〜１３ｍｍ程度あればよい。
【００８１】
以上、制振装置自体の説明をしてきたが、立設部材が垂直中空体であるとき、すなわち、図１〜４に示される垂直中空体１０が、それ自体立設部材の一部を構成するときは、立設部材たる垂直中空体の内部に直接吊り下げ部材を吊り下げることによって、立設部材そのものに制振性を付与することができる。
【００８２】
これに対して、立設部材が中空体ではない場合や中空体であっても傾斜している場合には、上記の制振装置を、立設部材の外部又は内部に取り付けることによって、立設部材に制振性を付与することができる。もちろん、立設部材が垂直中空体の場合であっても、立設部材の外部又は内部に別途制振装置を取り付けることによって、立設部材に制振性を付与することができることは言うまでもない。
【００８３】
立設部材に大きな制振性を付与するためには、立設部材が最大変位振幅を示す部位に制振装置を取り付けるか、又は、立設部材が垂直中空体であるときは立設部材自体を制振装置の一部として構成することによって、制振性を付与するのが良い。また、各次振動モードに対処するためには、制振装置を立設部材の複数位置に取り付けることが好ましい。
【００８４】
本発明に係る制振装置を取り付ける適用対象は、振動によって揺れが生じる立設部材であり、照明柱、標識柱、信号柱のほか、吊り橋における吊り塔部材にも適用することができる。
【００８５】
図５は、本発明に係る制振装置１を立設部材の外部の２個所に取り付けたときの一例を示す。
【００８６】
この立設部材は、照明灯７を張出部材５の先端に取り付けてなる照明柱２であり、基礎３の上に断面円形の鋼管４が立設され、鋼管４の最上部からほぼ水平に張出部材５が張り出しており、その張出部材を支える補強ステー６が設けられている。そして、上記の制振装置１が鋼管４の外周の上部と中部の２個所にボルト（図示せず）によって取り付けられている。
【００８７】
風、地震や車両走行に伴う路面振動などに起因する共振現象によって、照明柱２の鋼管に揺れが生じると、その揺れが照明柱に取り付けられた制振装置１に伝わり、励振が起こる。そのとき、垂直中空体と吊り下げ部材からなる制振装置１が作動するが、単位長さ当たりの質量の大きい上部吊り下げ部材と小さい下部吊り下げ部材とは、低周波振動の際も高周波振動の際も、垂直中空体１０の内壁面に衝突して、振動エネルギーを十分に減衰させることができる。したがって、垂直中空体の振動エネルギーが散逸し、立設部材である照明柱２の振動が制止される。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明により、高周波から低周波まで広範囲に周波数が変動する振動にも有効に対応する制振装置及び制振性に優れた立設部材を得ることができる。また、内部に吊り下げ部材が吊り下げられている垂直中空体からなる制振装置であるから、振動の方向にも左右されないものが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明にかかる制振装置の一例を示す縦断面図である。
【図２】本発明にかかる制振装置の他の一例を示す縦断面図である。
【図３】本発明にかかる制振装置の他の一例を示す縦断面図である。
【図４】本発明にかかる制振装置の他の一例を示す縦断面図である。
【図５】本発明に係る制振装置１を立設部材の外部の２個所に取り付けたときの一例を示す図である。
【図６】特許文献１に記載の従来の制振装置の一例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００９０】
１  制振装置
２  照明柱
３  基礎
４  断面円形の鋼管
５  張出部材
６  補強ステー
７  照明灯
８  金属球
１０  全長にわたって同一径の垂直中空体
１１  鋼製チェーン
１２  蓋板
１５  固定フック
２０  本発明に用いる垂直中空体
３０  本発明に用いる垂直中空体
４０  本発明に用いる垂直中空体
５０  本発明に用いる垂直中空体
ｄ  吊り下げ部材の外面と垂直中空体の内面の間隔
ｄ1  最上部における吊り下げ部材の外面と垂直中空体の内面の間隔
ｄ2  最下部における吊り下げ部材の外面と垂直中空体の内面の間隔
【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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