(57)【要約】【課題】  おもりの首振り運動を防止でき、耐環境性や耐久性にも優れた構成で大振幅時も減衰機能を有することができる振動抑制装置を得ることである。【解決手段】  ばね棒１９は、円筒状のケース１１内に部分的に固定され、ケース１１の軸方向に延びて振動減衰能の大きい材料で形成される。おもり２３は、ばね棒１９の固定部から軸方向に離れた位置でばね棒１９に取り付けられ、ばね棒１９との連結境界部の中心位置でその重心が一致し、ケース１１の内面との間に間隙をおいて配置される。そして、ばね棒１９の固定部とおもり２３の取り付け部との間の距離が調整可能に構成されている。【選択図】  図１
2006316807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のケースと、このケース内に部分的に固定され前記ケースの軸方向に延伸可能に構成されたばね棒と、前記ばね棒の固定部から軸方向に離れた位置で前記ばね棒に取り付けられ前記ばね棒との連結境界部の中心位置でその重心が一致し前記ケースの内面との間に間隙をおいて配置されたおもりとを有し、前記ばね棒の前記固定部と前記おもりの取り付け部との間の距離が調整可能に構成されていることを特徴とする振動抑制装置。
【請求項２】
前記ばね棒の軸方向に位置調整可能に前記ばね棒を前記ケースに対して固定する複数のばね棒固定具と、前記ばね棒の軸方向に位置調整可能に前記おもりを前記ばね棒に固定する複数のおもり固定具とを有し、前記ばね棒固定具は、前記ばね棒との接触境界部において前記ばね棒とのなす接触角度が実質的に０°となり、接触境界部から軸方向の前記おもり側に離れるに従って、少なくとも前記おもり最大変位時の前記ばね棒の変形を阻害しないような滑らかな曲面を持って口径が広がる面取りが施され、軸方向に互いに一定の間隔をあけてそれぞれがばね棒を保持することを特徴とする請求項１記載の振動抑制装置。
【請求項３】
前記ばね棒の軸方向に位置調整可能に前記ばね棒を前記ケースに対して固定する複数のばね棒固定具と、前記ばね棒の軸方向に位置調整可能に前記おもりを前記ばね棒に固定する複数のおもり固定具とを有し、少なくとも前記ばね棒に対向して前記おもりに近い方向側のばね棒固定具のばね棒が貫通する端部に前記おもり方向に近づくにつれて外径が緩やかに細くなるソケット部を具備したことを特徴とする請求項１記載の振動抑制装置。
【請求項４】
前記ばね棒のばね部の長さを調整する調整機構部を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の振動抑制装置。
【請求項５】
振動抑制装置の円筒状のケースを巻き締める複数のケースバンドと、これらケースバンドを固定し他の構造物に連結するための複数の連結構造を有するするケースバンド固定板と、振動抑制対象構造物を巻き締める複数の構造物バンドと、これら構造物バンドを固定し前記ケースバンド固定板を少なくとも複数の異なる位置に連結するための複数の連結構造を有しその面積は前記ケースバンド固定板より大きい面積を有する構造物バンド固定板とから構成され、前記構造物バンド固定板上の任意位置上で前記ケースバンド固定板が連結され最終的に前記ケースが振動抑制対象構造物に連結されることを特徴とする振動抑制装置の固定器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細長い柱状構造物の振動を抑制する振動抑制装置および固定器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路や鉄道などに併設される照明柱、信号柱、送電鉄塔等の柱状構造物は、風や地震、または車両の通行に起因する振動によって共振現象を生じ、大きく揺れて柱状構造物に取り付けられた照明灯や信号線あるいは柱状構造物に損傷が生じることがある。そこで、円筒状のカバー内の軸方向に、振動減衰能の大きい材料で構成されたばね棒を配置し、一方端をカバー内に固定し他方端におもりを取り付けた振動抑制装置を柱状構造物に適用したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１０は、従来の振動抑制装置の柱状構造物への固定の仕方の説明図である。振動抑制装置の円筒状のケース１１は、上部ケースバンド１２ａと下部ケースバンド１２ｂとで保持され、これらケースバンド１２ａ、１２ｂにはそれぞれケースバンド固定板１３ａ、１３ｂが設けられている。一方、頂部に設置設備１４が搭載され、またユーティリティボックス１５が搭載された柱状構造物１６側には、構造物バンド１７ａ、１７ｂが設けられ、これら構造物バンド１７ａ、１７ｂにはそれぞれ構造物バンド固定板１８ａ、１８ｂが設けられている。そして、ケースバンド固定板１３ａ、１３ｂと構造物バンド固定板１８ａ、１８ｂとを連結して、最終的に、円筒状のケース１１が振動抑制対象構造物である柱状構造物１６の適切な位置に設置され固定される。
【特許文献１】特開２００５−４８７９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１のものでは、ばね棒のばね部の下端がおもりが制振装置として稼働し振動した際に、ばね部の下端に回転モーメントが発生し、ばね部の下端に回転運動（首振り運動）が発生することがある。このことから、ばね棒のばね部の下端において発生するおもりの首振り運動による振動疲労や曲げ応力によりばね棒を破損することがある。
【０００５】
また、図１０に示すように、振動抑制装置の円筒状のケース１１を柱状構造物１６に取り付けているので、設置設備１４が設けられた柱状構造物１６の頂部付近にユーティリティボックス１５が設置されている場合には、振動抑制装置を振動抑制のために最も効果の大きい柱状構造物１６の頂部付近に設けられることができず、ユーティリティボックス１５の下側に設置せざるを得ない。そうすると、振動抑制装置の制振性能が大幅に低下する恐れがある。
【０００６】
本発明の目的は、おもりの首振り運動を防止でき、耐環境性や耐久性にも優れた構成で大振幅時も減衰機能を有することができる振動抑制装置および振動抑制装置の制振性能を発揮できる位置に固定できる振動抑制装置の固定器具を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の振動抑制装置は、円筒状のケースと、このケース内に部分的に固定され前記ケースの軸方向に延伸可能に構成されたばね棒と、前記ばね棒の固定部から軸方向に離れた位置で前記ばね棒に取り付けられ前記ばね棒との連結境界部の中心位置でその重心が一致し前記ケースの内面との間に間隙をおいて配置されたおもりとを有し、前記ばね棒の前記固定部と前記おもりの取り付け部との間の距離が調整可能に構成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の振動抑制装置の固定器具は、振動抑制装置の円筒状のケースを巻き締める複数のケースバンドと、これらケースバンドを固定し他の構造物に連結するための複数の連結構造を有するするケースバンド固定板と、振動抑制対象構造物を巻き締める複数の構造物バンドと、これら構造物バンドを固定し前記ケースバンド固定板を少なくとも複数の異なる位置に連結するための複数の連結構造を有しその面積は前記ケースバンド固定板より大きい面積を有する構造物バンド固定板とから構成され、前記構造物バンド固定板上の任意位置上で前記ケースバンド固定板が連結され最終的に前記ケースが振動抑制対象構造物に連結されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、制振対象構造物である柱状構造物に対し、小型で水平２次元方向の良好な制振機能を発揮することができ、しかも、おもりの振動時のばね棒下端に発生する首振り挙動をなくし、ばね棒の破断を防ぐことができる。また、ばね棒のばね部長さを容易に調整できる構造なので、ばね棒の振動変形に対する耐久性を向上させるとともに、制振対象構造物の固有振動数に同調するように振動体の固有振動数を調整することが容易にできる。
【００１０】
さらに、制振対象構造物の任意の位置に制振抑制装置を設置することができるので、制振抑制装置を制振対象構造物の制振に最適な位置に設置し、制振性能を最大限に発揮させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る振動抑制装置の断面図である。円筒状のケース１１内には、ばね棒１９がばね棒固定部２０により固定されている。ばね棒固定部２０は、ばね棒１９を保持するばね棒固定具２１ａ、２１ｂと、ばね棒固定具２１ａ、２１ｂをケース１１に取り付ける補強材２２ａ、２２ｂとから構成されている。すなわち、この補強材２２ａ、２２ｂに軸方向に沿って、２体の上部ばね棒固定具２１ａと下部ばね棒固定具２１ｂとを設置し固定して構成されている。
【００１２】
このように、ばね棒１９はケース１１の上部でばね棒固定部２０により部分的に固定され、ケース１１の軸方向に延びて配置されている。また、ばね棒１９の中心軸を振動体全体を覆う円筒状のケース１１の中心軸と一致させて鉛直向きに配置する。ばね棒１９は細長い円柱形状に形成され、そのばね材としては、振動減衰能の高い材料（減衰比１％以上が望ましい）、例えば、マンガン基合金材（マンガン（Ｍｎ）と銅（Ｃｕ）を主成分としたマンガン基合金材が用いられる。
【００１３】
そして、ばね棒１９の他方端にはおもり２３が取り付けられている。ばね棒１９の下部に取り付けられたおもり２３は、上部おもり２３ａと下部おもり２３ｂとから構成される。これら２つのおもり２３ａ、２３ｂは、上部おもり２３ａから貫通したおもり固定ボルト２４を下部おもり２３ｂ上部に設けたねじ穴にねじ込み締め付けることにより固定され一体となる。
【００１４】
上部おもり２３ａには、十分広い貫通穴が設けられている。上部おもり２３ａおよび下部おもり２３ｂの中心軸はそれぞれ円筒状のケース１１の中心軸と一致して配置される。下部おもり２３ｂの中心軸には、ばね棒１９の外径より大きい内径を持つ貫通穴が施されている。ばね棒１９はこの下部おもり２３ｂの貫通穴を貫通し、適切な軸方向位置に配置された後、上部おもり固定具２５ａと下部おもり固定具２５ｂとにより、下部おもり２３ｂと連結・固定される。おもり固定具２５ａ、２５ｂは、締め付けボルト２６で締め付けられてばね棒１９に固定される。また、下部おもり２３ｂには弾性体リング２７が設けられている。
【００１５】
図２は、図１のＡ−Ａ’線での断面図である。円筒状のケース１１の上部の内面には、ばね棒１９を固定するばね棒固定具２１ａ、２１ｂを固定するための補強材２２ａ、２２ｂが設置されている。このばね棒固定具２１ａ、２１ｂは、円筒状のケース１１の中心軸に沿ってばね棒１９の外径と同程度の内径を持つ貫通穴を有し、また、補強材２２ａ、２２ｂと反対側に貫通穴から外側へ軸方向にスリット２８が施されている。
【００１６】
さらに、ばね棒固定具２１ａ、２１ｂの側部から水平方向にスリット２８に対して横断するようにねじ穴が施され、ばね棒固定具締め付けボルト２９にてスリット２８が締め込まれる。ばね棒１９は、ばね棒固定具２１ａ、２１ｂを貫通して、適切な軸方向位置に配置された後、ばね棒固定具締め付けボルト２９にてスリット２８が締め込まれると同時に、貫通穴径も締まり、最終的に、ばね棒１９はばね棒固定具２１ａ、２１ｂに締め付けられ固定される。
【００１７】
下部おもり２３ｂの側面には低剛性で低反発性を有する弾性体部材として、例えば、ウレタンゴム材などを用いた弾性体リング２７が設置されている。この弾性体リング２７は、弾性体リング２７の側面と円筒状のケース１１との隙間δが周方向で所定の隙間となるように配置されている。
【００１８】
図３は、図１のＢ−Ｂ’線での断面図である。上部おもり固定具２５ａと下部おもり固定具２５ｂは、半割のリングをボルトで締めこんで形成されている。ばね棒１９の長さは、上部ばね棒固定具２１ａの上面から下部おもり固定具２５ｂの下面までの長さより、長く加工されている。
【００１９】
図４は、図２のＣ−Ｃ’線での断面図である。ばね棒１９のばね部３０は、下部ばね棒固定具２１ｂから上部おもり固定具２５ａの上面部位置である。すなわち、ばね棒１９のばね部３０としての実質的な上部固定端は、下部ばね棒固定具２１ｂの下面部位置であり、下部固定端は上部おもり固定具２５ａの上面部位置である。
【００２０】
そして、その上部おもり固定具２５ａの上面部位置におけるばね棒１９の横断面上の中心位置３１がおもり２３の重心となるように、おもり２３を配置する。すなわち、ばね棒１９とおもり２３の連結境界部の中心位置３１でそのおもり２３の重心が一致するように、ケース１１の内面との間に間隙をおいておもり２３を配置する。この場合のおもり２３の重心は、おもり２３の本体を含め、おもり固定ボルト２４、上部おもり固定具２５ａ、下部おもり固定具２５ｂ、弾性体リング２７で構成されるおもり全体の重心とする。
【００２１】
最終的に、この振動体としてのおもり２３の固有振動数が所定の振動数になるように、ばね棒１９のばね部３０の長さが調整された後、ばね棒１９を固定するそれぞれの固定具２５ａ、２５ｂを最終固定し、上部カバー３２と下部カバー３３とが円筒状のケース１１に取り付けられる。
【００２２】
ここで、動吸振器として最も重要である振動体部分の固有振動数の同調（調整）は、上部ばね棒固定具２１ａと下部ばね棒固定具２１ｂ、あるいは、上部おもり固定具２５ａと下部おもり固定具２５ｂとのばね棒１９の締め付けを緩め、ばね棒１９を上げ下げしてばね部３０の長さを変え、ばね棒１９のばね剛性を変化させる。これにより、固有振動数の同調を容易に行うことが可能となる。ばね棒１９の長さは、上部ばね棒固定具２１ａの上面から下部おもり固定具２５ｂの下面までの長さより長いので、ばね部３０の長さは、設計時に設定された長さに対して、短くも長くも調整できる。
【００２３】
さらに、ばね棒１９のばね部３０の下端がおもり２３全体の重心位置と一致しているので、おもり２３が制振装置として稼働し、振動した際に発生するばね部３０の下端における回転モーメントが零となる。すなわち、上部おもり固定具２５ａの上面部と重心位置との間の長さとおもり２３の重心位置に作用する慣性力の積である回転モーメントが零となる。従って、ばね部３０の下端（ばね棒１９の上部おもり固定具２５ａ上面部）でのおもり２３による回転運動（首振り運動）がなくなるので、ばね棒１９は、ばね部３０の下端において発生するおもり２３の首振り運動による振動疲労や曲げ応力増加が原因のばね棒１９の破損を防ぐことができる。
【００２４】
本発明の第１の実施の形態では、ばね棒固定具２１として複数（ここでは、上部ばね棒固定具２１ａと下部ばね棒固定具２１ｂとの２体）を、一定の距離を置いて配置しているので、ばね棒１９の固定部長さは、実質的に上部ばね棒固定具２１ａの上面から下部ばね棒固定具２１ｂ下面までとほぼ同じとなる。これにより、軽量でコンパクトな部材を用いて、十分な固定部長さを確保できるので、ばね棒１９の固定部長さが短いことによる固定状態の不安定から来るばね部３０全体としてのばね剛性低下やばね機能不良などの問題が防げる。また、ばね棒固定具２１が１ケ所の場合と比べて設計条件に近い固定条件に容易に近づかせ、振動体を目標の固有振動数に設定する際の誤差を小さくすることができる。
【００２５】
また、ばね材として、金属材料としては振動減衰能が高い材料、例えば、マンガン基合金材（マンガン（Ｍｎ）と銅（Ｃｕ）を主成分としたマンガン基合金材）を用いているので、ばね棒１９は、ばねと減衰装置として機能させることができる。従って、動吸振器として、制振対象構造物の振動エネルギーを比較的効率よく吸収し消散することが可能である。さらに、このマンガン基合金材は、材料強度的にはアルミニウム合金より大きな材料強度を有しているため、振動による疲労強度は比較的高く、振動が伴う構造部材としても用いることができるので、ばね部材として、また、おもり２３を支える支持部材として好適である。
【００２６】
また、ばね材として、細長い円柱形状のばね棒１９を用いているので、ばね棒１９の中心軸直交方向、すなわち２次元方向ばねとして機能させることができる。従って、１本のばね棒１９が２次元方向ばねとなるので、コンパクトなばねとして、動吸振器の小型化に寄与することができる。
【００２７】
さらに、このばね棒１９の断面形状が円であれば、２次元方向に同じばね定数を有するばねとなるので、２次元方向の固有振動数が等しい制振対象構造物に適用できる。このばね棒１９の断面形状が楕円であれば、２次元方向で固有振動数が異なるばねとなるので、２次元方向の固有振動数が異なる制振対象構造物に適用することができる。すなわち、ばね定数に異方性を持つばねとなるので、２次元方向の固有振動数が異なる制振対象構造物に適用することができる。このように、ばね棒１９の断面形状を必要に応じて変更することにより、２次元方向の固有振動数に異方性がある制振対象構造物まで、適用範囲を広げることができる。
【００２８】
また、おもり２３の側面には低剛性で低反発性を有する弾性部材として、例えば、ウレタンゴム材などを用いた弾性体リング２７が設置され、この弾性体リング２７と円筒状のケース１１との隙間が周方向で一定の隙間δとなるように配置されるので、振動体のおもり２３の位置で振動振幅が±δ範囲では、おもり２３は自由に振動し、通常の動吸振器として作用する。
【００２９】
さらに、制振対象構造物が、大きな振動入力、例えば、比較的大きい地震動などにより大きく振動する場合は、振動体は制振対象構造物の振動エネルギーを吸収するためにおもり２３は大きく振動し、その振幅は、上記隙間δを越える。この場合、振幅が隙間δを越えると弾性体リング２７と円筒状のケースが接触し、おもり１１の振幅は接触による弾性体リング２７の変形程度の振幅増加に留まり、おもり２３の振動変位は抑制される。いわゆるストッパーとして機能する。
【００３０】
ここで、隙間δをおもり２３位置における（δ＋弾性体リング２７の変形）の振幅によって生ずるばね棒１９の固定部分に生じる応力が、ばね棒１９の材料強度の許容範囲に収まるように設定することによって、ばね棒１９は、過大な振動入力によって、大きな振動振幅が生じても破損することはない。さらに、弾性体リング２７は、低反発性の材料を用いているので、弾性体リング２７が円筒状のケースに衝突し、変形し反発する際に、小さな反発力しか生じない。いわゆる、緩衝装置として作用する。
【００３１】
従って、弾性体リング２７により、おもり２３は過大な衝突力を和らげられるとともに、おもり２３の振動エネルギーを減衰させることができるので、ばね棒１９とおもり２３とを連結している上部おもり固定具２５ａからばね棒１９に伝わる衝突荷重が緩和され、また、連結部分のばね棒１９の変形も防ぐことができ、ばね棒１９の連結部での破損を防ぐことができる。このように、弾性体リング２７は、緩衝・減衰装置として作用することにより、大振動入力時の減衰装置としての機能を果たすことができる。
【００３２】
また、大地震などにより、おもり２３が円筒状のケース１１に大きく衝突し、弾性体リングの衝突荷重も大きくなる場合、ばね棒１９のばね部３０の下端がおもり２３全体の重心位置と一致しているので、おもり２３の重心位置に発生する衝撃力により、ばね部３０の下端に作用する衝撃回転モーメントが零となり、ばね部３０の下端（ばね棒１９の上部おもり固定具２５ａ上面部）でのおもり２３による衝撃的な首振り挙動がなくなる。従って、ばね棒１９は、ばね部３０の下端において発生する、おもり２３の衝撃的な首振り挙動による過大な発生曲げ応力が原因のばね棒１９の破壊を防ぐことができる。
【００３３】
最終的には、本発明の第１の実施の形態の振動抑制装置は、小振動入力時には通常の動吸振器として作用し、大地震のような大振動入力時には減衰装置として作用し、また、大振動入力時の衝撃により破損する可能性の小さい振動体構造により構成されているので、小振動から大振動入力までの適用範囲の広い振動抑制装置として機能することができる。また、振動体は円筒状のケース１１、上部ケース３２、下部ケース３３で覆われているので、周囲の環境の影響を抑えることができる。
【００３４】
なお、ケース１１がない場合は、強風の場合には振動体が風荷重による風特有の振動が発生し、制振対象構造物の風による振動を抑える機能が低下するとともに、その振動自体が制振対象構造物に悪影響を与える恐れがある。雨の場合は、雨に含まれる化学物質により、振動体を構成する材料の腐食の進行が早まり、動吸振器としての寿命を劣化させる恐れがある。雪の場合は、振動体、特に、おもり２３への雪や氷の堆積によるおもり質量変化により、振動体の固有振動数変化が生じ、制振性能が悪化する恐れがある。直射日光は、材料表面を劣化させたり、腐食を進行させる恐れがある。さらに、大気問題では、塩分を多量に含む大気（塩害）や排気ガスなどの大気汚染ガスは振動体材料の腐食を早め、動吸振器としての寿命を劣化させる恐れがある。
【００３５】
これに対して、本発明の第１の実施の形態の振動抑制装置は、振動体全体をケース１１で覆っているので、周囲環境による影響を遮断でき、動吸振器としての機能を最適に果たすことができるとともに十分な耐久性を確保することができる。
【００３６】
図５は、本発明の第１の実施の形態に係わる振動抑制装置のばね棒固定具２１ａ、２１ｂの他の一例を示す説明図であり、図５（ａ）は断面図、図５（ｂ）は変形特性の図式図である。図５（ａ）に示すように、ばね棒固定具２１ａ、２１ｂには、滑らかな曲面を持って口径が広がる面取り部３４が施されている。この面取り部３４は、ばね棒１９との接触境界部Ｐにおいて、図５（ｂ）に示すように、ばね棒１９とのなす接触角度θＬが０°となるように面取りされている。すなわち、接触境界部Ｐから軸方向のおもり側に離れるに従って、少なくともおもり最大変位時のばね棒１９の変形Ｓ１を阻害しないような滑らかな曲面を持って口径が広がっている。
【００３７】
いま、ばね棒１９の軸方向をｘ軸とし、ばね棒１９がおもり２３の振動によりたわむ側をｙ軸とする。ばね棒固定具２１ａ、２１ｂのばね棒１９が通る貫通穴の両端部に外側に向かって広がる曲面状の面取り部３４が設けられている。面取り部３４において、その曲面はばね棒１９との接触境界部Ｐで、ばね棒１９（ｘ軸）とのなす接触角度θＬが０°あるいはそれに近いごく微小な角度、すなわち実質的に０°となり、接触境界部Ｐから外側方向に離れるに従って、少なくともおもり２３の最大変位時のばね棒１９の変形曲線Ｓ１を阻害しないような滑らかな曲面を持って口径が広がるように施され、ばね棒１９を固定している。
【００３８】
図６は、おもり２３が振動慣性力Ｗにより最大設計変位した場合のばね棒１９の軸方向の変形曲線Ｓ１の一例を示した特性図である。変形曲線Ｓ１は面取り部３４の面取り曲面の縦断面における曲線に相当するものである。面取り部３４の面取り曲面が少なくとも、例えば、下部ばね棒固定具２１ｂの面取り部３４の部分を下部の図中のこの曲線に添わせれば、ばね棒１９とのなす接触角度θＬが０°となり、接触境界部Ｐから外側方向に離れるに従って、少なくともおもり２３の最大変位時のばね棒１９の変形を阻害しない。
【００３９】
その曲線は、ばね棒１９を一端固定梁とすると自由端に設計最大荷重Ｗが作用した場合のばね棒１９の変形曲線ｙで示される。
【００４０】
ｙ＝｛ＷＬ３／（３ＥＩ）｝｛１−３ｘ／（２Ｌ）−ｘ３／（２Ｌ３）｝
ここで、Ｅ：ばね棒１９の縦弾性係数、Ｉ：ばね棒１９の断面２次モーメント、ｘ：軸方向座標（荷重作用点である上部おもり固定具２５ａの位置を０とする）、Ｌ：ばね棒１９のばね部長さ（なお、ｘ軸座標上のＬは、ばね棒１９と下部ばね棒固定具２１ｂとの接触境界部Ｐの位置である）
また、ばね棒１９の変形ｙの傾きθｘは次式であらわされる。
【００４１】
θｘ＝｛ＷＬ２／（２ＥＩ）｝（ｘ２／Ｌ２−１）
ここで、ばね棒１９と下部ばね棒固定具２１ｂとの接触境界部Ｐは、ｘ＝Ｌの場合であるから、これらのなす接触角度θＬは（θＬ＝０°）となる。
【００４２】
これにより、ばね棒１９とばね棒固定具２１ａ、２１ｂとの境界面の交差角度θＬを９０°以下に設定でき、しかも、本発明の第１の実施の形態では、これを実質的に０°に設定できるので、面取りをしない場合に、あるいは、境界面の交差角度を０°以上に面取りする場合に発生するばね棒１９と下部ばね棒固定具２１ｂとの接触境界部Ｐに生じる非常に高い応力集中を避けることができる。従って、ばね棒１９とばね棒固定具２１ａ、２１ｂとの接触境界部での破損や破断を防ぐことができる。
【００４３】
一般に、材料力学理論からすると、接触している部材が直交したり、一体となった部材においても直交するような形状を持つ場合、そのいずれかが変形力を受ける場合には、その直交している部分の角部には理論的には無限大の応力集中が発生する。また、直交せずとも０°以上の交差角度を有する場合においては、交差角度が０°の場合に角部に発生する応力に比べて、その応力集中は大きくなる。
【００４４】
このような交差角度が０°でない結合構造では、ばね棒１９に変形力が繰り返し発生すると、極めて少ない繰り返し変形回数で材料は角部に亀裂が生じる。この第１の実施の形態によれば、ばね棒１９の固定部での応力集中を防止し、動吸振器としてのばね部材として、耐久性を大きく向上させることができるようになる。
【００４５】
図７は、本発明の第１の実施の形態に係わる振動抑制装置のばね棒固定具２１ａ、２１ｂの別の他の一例を示す断面図である。この一例は、少なくともばね棒１９に対向しておもり２３に近い方向側のばね棒固定具２１ｂのばね棒１９が貫通する端部に、おもり２３方向に近づくにつれて外径が緩やかに細くなるソケット部３５を設けたものである。
【００４６】
図７の一例では、上部ばね棒固定具２１ａと下部ばね棒固定具２１ｂにおいて、少なくとも下部ばね棒固定具２１ｂのばね棒１９が貫通する貫通穴のおもり２３側の端部をおもり方向に近づくにつれて外径が緩やかに細くなるソケット部３５を設けている。ソケット部３５は、その断面がテーパ形状のさやを持ち、ばね棒１９を締め付けるように固定する。また、それ以外の端部は面取り部３４を有している。
【００４７】
これにより、ばね棒１９がソケット部３５で覆われている部分のたわみ剛性は、下部ばね棒固定具２１ｂの下面位置のソケット部３５の直径が最も大きい部分から、ソケット部３５の下端側へ向かうにつれ次第に小さくなり、ソケット部３５の最下端でばね棒１９のみの剛性となる。このため、おもり２３が振動し、ばね棒１９がたわんだ場合には、ばね棒１９の下部ばね棒固定具２１ｂの固定端であるソケット部３５位置付近の変形は、ソケット部３５がない場合に比べ緩やかな変形となる。
【００４８】
言い換えれば、ソケット部３５がない場合の下部ばね棒固定具２１ｂとばね棒１９との境界部での変形の勾配は非常に大きくなるため、この境界部で発生する応力は応力集中によって非常に増大するが、ソケット部３５を追加することにより、下部ばね棒固定具２１ｂとばね棒１９とのソケット部３５付近のばね棒１９の変形の勾配は緩やかになる。このため、この部分に発生する応力は応力集中が緩和され増加しない。従って、ばね棒１９と下部ばね棒固定具２１ｂとの接触境界部付近での破損や破断を防ぐことができる。
【００４９】
一般に、材料力学理論からすると、接触している部材が直交したり、交差角度大きい場合や、それぞれの境界付近の剛性や直径が大幅に異なる場合、そのいずれかが変形力を受ける時には、境界部付近には理論的には非常に大きな応力が発生する。これを応力集中というが、このような応力集中が発生し、ばね棒１９に変形力が繰り返し発生すると、極めて少ない繰り返し変形回数で、材料は角部に亀裂が生じ、最終的にはばね棒１９の破損や制振装置としての故障や破壊に至る。この一例によれば、ばね棒１９の下部ばね棒固定具２１ｂでの応力集中を防止し、動吸振器としてのばね部材として、耐久性を大きく向上させることができるようになる。
【００５０】
図８は、本発明の第１の実施の形態に係わる振動抑制装置のばね棒固定具２１ａに取り付けられる調整機構部３６の断面図である。調整機構部３６は、ばね棒１９のばね部３０の長さを調整するものである。ばね棒１９の上端面には軸下端方向に沿ったねじ穴４０が設けられ、このねじ穴４０にはプレート３７の貫通孔４１を貫通してばね棒固定ねじ３８が挿入されて螺合され、ばね棒固定ねじ３８にてプレート３７が固定される。また、プレート３７には高さ調整ねじ３９を螺合するためのねじ穴４２が設けられ、このねじ穴４２に高さ調整ねじが取り付けられる。すなわち、ばね棒１９の上端面上に接したプレート３７の貫通穴を介してばね棒１９のねじ穴４０にばね棒固定ねじ３８がねじこまれ、プレート３７を締め付け固定する。また、プレート３７に設けられたねじ穴４２を通して高さ調整ねじ３９が連結・設置されて、ばね棒１９の高さを調整する。
【００５１】
このように、ばね棒１９の上端面に軸下部方向にねじ穴４０を設け、ねじ穴４０に対応するばね棒固定ねじ３８を貫通させる貫通穴４１と、補強材２２ａ、２２ｂ側にねじ穴４２とを設けたプレート３７が、ばね棒固定ねじ３８によりばね棒ねじ穴４０に締め付けられ固定される。さらに、プレート３７に設けられたねじ穴４２にねじこまれた高さ調整ねじ３９が、上部ばね棒固定具２１ａの上面に接するように配置される。
【００５２】
これにより、上部ばね棒固定具２１ａおよび下部ばね棒固定具２１ｂの締め付けボルト２９を緩めても、ばね棒１９およびばね棒１９に吊り下げられているおもり２３は、ばね棒固定ねじ３８、プレート３７、高さ調整ねじ３９により、上部ばね棒固定具２１ａ上に支持される。このとき、高さ調整ねじ３９を右に回すと高さ調整ねじ３９はねじ穴４２にねじ込まれるので、プレート位置は高さ調整ねじ３９に対して上昇する。これは、ばね棒１９が引き上げられていることを意味する。また、高さ調整ねじ３９を左に回すと高さ調整ねじ３９はねじ穴４２から引き出されるので、プレート位置は高さ調整ねじ３９に対して下降する。これは、ばね棒１９が引きさげられていることを意味する。
【００５３】
このように高さ調整ねじ３９を回すだけの操作により、ばね棒１９およびおもり２３の高さ位置を高さ調整ねじ３９のない場合に比べて容易に極めて正確に調整できる。つまり、下部ばね棒固定具２１ｂの下面から下のばね棒１９のばね部３０の長さを正確に調節し、締め付けボルト２９を締め付けることにより、ばね棒１９を上部ばね棒固定具２１ａと下部ばね棒固定具２１ｂに再固定し、ばね棒１９のばね定数を変更し設定することができる。最終的に、ばね棒１９とおもり２３とで構成される動吸振器としての振動体の固有振動数を正確に変更し設定できる。
【００５４】
本発明の第１の実施の形態によれば、制振対象である構造物の振動を最適に抑制するためのばね棒１９とおもり２３とで構成される動吸振器部分の固有振動数を最適に同調させることができる。また、ばね棒１９のばね部３０の長さを調整する調整機構部３６を設けた場合には、ばね棒１９のばね定数を目標の値に容易にかつ正確に設定することができる。固有振動数を最適設定できれば、振動抑制装置としての制振性能を最大限に発揮することができるようになる。さらに、高さ調整ねじ３９を回すだけの操作であるので、調整のための時間を大幅に短くすることができ、調整コストの低減化に大きく貢献することができる。
【００５５】
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。図９は本発明の第２の実施の形態に係わる振動抑制装置の固定器具の説明図である。図９では、振動抑制装置を振動抑制対象である柱状構造物１６に設置した場合を示している。振動抑制装置の支持構造である円筒状のケース１１を柱状構造物１６に設置するための構造は、円筒状のケース１１を固定するためのケースバンド１２ａ、１２ｂ、これらケースバンド１２ａ、１２ｂを連結するケースバンド固定板１３ａ、１３ｂ、さらに、柱状構造物１６側に設けた、構造物バンド１７ａ、１７ｂ、これら構造物バンド１７ａ、１７ｂを一体で連結する構造物バンド固定板１８とから構成されている。
【００５６】
ケースバンド固定板１３ａ、１３ｂは、その構造面積がこれらの構造面積より大きい構造物バンド固定板１８上の少なくとも複数の異なる位置のうち、適切な位置が選択されて固定されている。最終的に、円筒状のケース１１が振動抑制対象構造物である柱状構造物１６の適切な位置に設置され固定される。
【００５７】
第２の実施の形態によれば、構造面積が十分大きく、その構造面上に多数の固定用ボルト穴を設けた構造物バンド固定板１８においては、ケースバンド固定板１３ａ、１３ｂを構造物バンド固定板１８上に、任意に設置できボルト連結することができるようになる。従って、柱状構造物１６の頂部付近にユーティリティボックス１５が設置されており、振動抑制装置を頂部付近の最適な位置に設置できない場合においても、振動抑制装置である円筒状のケース１１を構造物バンド固定板１８上の最適な連結位置にケースバンド固定板１３ａ、１３ｂを設置して連結し、最終的に固定することができる。すなわち、振動抑制装置を最適な位置に設置することができるので、柱状構造物１６の振動抑制性能を最大限に発揮することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る振動抑制装置の断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ’線での断面図。
【図３】図１のＢ−Ｂ’線での断面図。
【図４】図２のＣ−Ｃ’線での断面図。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係わる振動抑制装置のばね棒固定具の他の一例を示す説明図。
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるおもりが振動慣性力により最大設計変位した場合のばね棒の軸方向の変形曲線の一例を示した特性図。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係わる振動抑制装置のばね棒固定具の別の他の一例を示す断面図。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係わる振動抑制装置のばね棒固定具に取り付けられる調整機構部の断面図。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係わる振動抑制装置の固定器具の説明図。
【図１０】従来の振動抑制装置の柱状構造物への固定の仕方の説明図。
【符号の説明】
【００５９】
１１…ケース、１２…ケースバンド、１３…ケースバンド固定板、１４…設置設備、１５…ユーティリティボックス、１６…柱状構造物、１７…構造物バンド、１８…構造物バンド固定板、１９…ばね棒、２０…ばね棒固定部、２１…ばね棒固定具、２２…補強材、２３…おもり、２４…固定ボルト、２５…おもり固定具、２６…締め付けボルト、２７…弾性体リング、２８…スリット、２９…締め付けボルト、３０…ばね部、３１…中心位置、３２…上部カバー、３３…下部カバー、３４…面取り部、３５…ソケット部、３６…調整機構部、３７…プレート、３８…ばね棒固定ねじ、３９…高さ調整ねじ、４０…ねじ穴、４１…貫通孔、４２…ねじ穴
【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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