(57)【要約】【課題】制振対象の振動加速度が比較的小さい場合であっても良好にこれを制振することのできる制振装置を提供する。【解決手段】制振装置２２を、制振対象の振動部とともに振動するハウジング２４と、ハウジング内の遊動室２６内に振動部の振動方向に遊動状態に設けられたマス部材２８と、マス部材２８を振動方向に遊動させるための遊隙と、マス部材２８に対して浮力を与えべくハウジング内に収容した液体Ｌとを含んで構成する。そしてこれを橋梁における橋桁１０に装着して振動減衰するようになす。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（イ）制振対象の振動部とともに振動するハウジングと
（ロ）該ハウジング内の遊動室内に該振動部の振動方向に遊動状態に設けられたマス部材と
（ハ）該マス部材を該振動方向に遊動させるための遊隙と
（ニ）該マス部材に対して浮力を与える浮力付与手段と
を有していることを特徴とする制振装置。
【請求項２】
請求項１において、前記浮力付与手段が前記ハウジング内に収容した液体であることを特徴とする制振装置。
【請求項３】
請求項２において、前記マス部材は密閉の空気室等の気体室を有していることを特徴とする制振装置。
【請求項４】
請求項１において、前記浮力付与手段が前記マス部材に対して磁力を前記浮力として作用させるマグネットであることを特徴とする制振装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかにおいて、前記制振対象が橋梁の橋桁であることを特徴とする制振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は制振装置に関し、特に橋梁の橋桁のように振動加速度が比較的小さいものの制振用として適した制振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道橋や道路橋においては、従来、鉄道車両や自動車特にトラック等の通過により或いは風その他によって橋桁が振動し、この振動によって橋桁上の人が不快感を感じたり（特に道路橋の場合）、橋桁が振動疲労を生じたりする問題があった。
【０００３】
その対策として、図６に示す制振装置２００、即ち制振対象の振動部とともに振動するハウジング２０５と、ハウジング２０５内の遊動室内に振動部の振動方向に遊動状態に設けられたマス部材２０３と、マス部材２０３を振動方向に遊動させるための遊隙と、を備えた制振装置２００を用い、これを橋桁に装着して橋桁を制振するようにしたものが下記特許文献１に開示されている。
【０００４】
この制振装置２００は次のように働く。
即ちこの制振装置２００の場合、振動部が振動し始めるとこれと一体にハウジング２０５が変位し、振動部と同期して振動し始める。
一方マス部材２０３はハウジング２０５に対して振動方向に遊動状態にあるため、即ちハウジング２０５に対し同方向に独立して自由に移動するため、ハウジング２０５の振動時にそのハウジング２０５に衝突し、ハウジング２０５の振動即ち振動部の振動を打ち消すように作用する。
【０００５】
このときハウジング２０５に衝突したマス部材２０３にはそのハウジング２０５から逆向きに運動エネルギーが与えられ（従ってハウジング２０５の振動エネルギーの一部がマス部材２０３の運動エネルギーとして吸収される）、マス部材２０３は逆方向に運動を行う。
そして最初の当り面とは逆位置にある当り面に再び衝突してそこで再びハウジング２０５、即ち振動部の振動を打ち消すように作用する。
【０００６】
マス部材２０３は以後も同様の運動をハウジング２０５とは逆位相ないし異なった位相で繰り返し行い、衝突の度にハウジング２０５の振動エネルギーを吸収するとともに、これを自身の運動エネルギーに変換して振動するハウジング２０５に衝突し続ける。これによるエネルギー吸収によって振動部の振動エネルギーが減衰し効果高く制振される。
【０００７】
尚、制振装置２００はマス部材２０３とハウジング２０５との間に弾性体２０４を形成してある（図示の例ではマス部材２０３を弾性体２０４で被覆している）。
このようにした場合、衝突時に大きな異音が発生するのが回避されるとともに、衝突時における滑り摩擦，弾性体２０４の粘性挙動により振動エネルギーが熱に変換・吸収され、即ち弾性体２０４による制振作用が働いて振動部の振動減衰が助長される。
【０００８】
図６（Ｂ）は制振装置２００の制振効果を、図６（Ａ）（イ）のダイナミックダンパ２０２の制振効果と比較して示したものである。
尚図６（Ａ）（イ）において２０６はダイナミックダンパ２０２におけるダンパマスを、２０７はばね（ゴム）を、更に２０８は振動部材を示している。
また図６（Ｂ）においてｃは制振装置２００による制振効果を、ｂはダイナミックダンパ２００による制振効果を表している。ａはそれらの何れをも装着しない場合である。
【０００９】
この図６（Ｂ）の制振特性から分るように、図６（Ａ）（イ）のダイナミックダンパ２０２を装着した場合、特定の周波数領域（ここでは高周波数側の領域）において共振を抑制できるものの、共振点の前後に別の新たな共振を生じており、更に低周波数側での共振に対しては効果を現していないが、図６（Ａ）（ウ）の制振装置２００の場合、高周波数側においても低周波数側においても効果を現しており、更にまた共振点の前後に別の新たな共振を生ぜしめるといった現象も生じない。
【００１０】
ところが上記のような衝撃型の制振装置を直接橋梁における橋桁に装着したとしても、その制振装置による橋桁の振動を有効に制振することが難しいことが判明した。
この制振装置が有効に制振効果を発揮するためには、マス部材に対して１．０Ｇ以上の加速度がかかる必要があるが、この制振装置を直接橋桁に装着してもマス部材にかかる加速度が１．０Ｇには達せず、そのため上記制振装置による制振を十分有効に発揮させられないのである。
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−２９４６２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は以上のような事情を背景とし、制振対象の振動加速度が比較的小さい場合であっても良好にこれを制振することのできる制振装置を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
而して請求項１のものは、（イ）制振対象の振動部とともに振動するハウジングと、（ロ）該ハウジング内の遊動室内に該振動部の振動方向に遊動状態に設けられたマス部材と、（ハ）該マス部材を該振動方向に遊動させるための遊隙と、（ニ）該マス部材に対して浮力を与える浮力付与手段とを有していることを特徴とする。
【００１４】
請求項２のものは、請求項１において、前記浮力付与手段が前記ハウジング内に収容した液体であることを特徴とする。
【００１５】
請求項３のものは、請求項２において、前記マス部材は密閉の空気室等の気体室を有していることを特徴とする。
【００１６】
請求項４のものは、請求項１において、前記浮力付与手段が前記マス部材に対して磁力を前記浮力として作用させるマグネットであることを特徴とする。
【００１７】
請求項５のものは、請求項１〜４の何れかにおいて、前記制振対象が橋梁の橋桁であることを特徴とする。
【発明の作用・効果】
【００１８】
以上のように本発明は、振動部とともに振動するハウジングと、ハウジング内の遊動室内に遊動状態に設けられたマス部材と、そのマス部材を振動方向に遊動させるための遊隙とに加えて、更にそのマス部材に対して浮力を与える浮力付与手段を備えて制振装置を構成したものである。
【００１９】
このようにマス部材に対して浮力を与えておけば、振動部即ちハウジングが比較的小さい加速度で上向きに振動即ち変位してもマス部材を上向きに跳ね上げることができ、その跳上げに基づいてマス部材をハウジングに当てることができる。
そしてハウジングに対するマス部材の衝突によってハウジング即ち振動部の振動エネルギーを吸収し、振動部を効果的に振動減衰することが可能となる。
【００２０】
本発明においては、ハウジング内に液体を収容し、その液体をもってマス部材に対し浮力を与える浮力付与手段となすことができる（請求項２）。
この場合においてそのマス部材に密閉の空気室等の気体室を設けておけば（請求項３）、マス部材に対しより大きな浮力を与えることができ、ひいてはより小さい加速度の下でもマス部材の跳上り運動を助長することができる。
【００２１】
一方マグネットの磁力を上記浮力としてマス部材に作用させ、かかるマグネットをもって浮力付与手段となすこともできる（請求項４）。
この場合においても振動部、即ちハウジングの小さな加速度での振動の下でもマス部材を良好に跳上げ運動させることができる。
尚この場合において、マグネットの吸着力によってマス部材に対し浮力を作用させても良いし、或いはまた反発力を作用させることによってマス部材に浮力を与えるようになすこともできる。
【００２２】
本発明は、特に橋梁の橋桁の制振に適用して好適なものである（請求項５）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に本発明を橋梁の橋桁の制振装置に適用した場合の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１において、１０は橋梁１２における橋桁で、橋台（又は橋脚）１４により下側から支持されている。橋桁１０には、その下面側において制振装置２２が装着されている。
【００２４】
この制振装置２２の具体的な構成が図２及び図３に示してある。
図２において、制振装置２２は金属製の剛性且つ箱状のハウジング２４を有している。
ハウジング２４の内側には遊動室２６が形成されていて、そこにマス部材（ここでは球状）２８が、上下に遊隙を形成する状態で収容されている。
尚マス部材２８とハウジング２４との間には左右方向にも所定の遊隙が形成されている。
【００２５】
本実施形態において、遊動室２６内には液体Ｌが充たしてある。但し遊動室２６の上部に空気が残る程度に液体Ｌを遊動室２６内に入れておいても良い。
マス部材２８は、この実施形態では液体Ｌ（例えば水）よりも僅かに比重の重い部材から成っていて、通常の状態ではマス部材２８は液体Ｌの中で沈んでいる。即ちハウジング２４の底部に接触した状態にある。
但し本実施形態においてマス部材２８はその比重が液体Ｌに近いものである。
【００２６】
本実施形態の制振装置２２では、橋桁１０が図中上下方向即ち軸直角方向に振動すると、制振装置２２におけるハウジング２４がこれと一体に上下方向に振動する。
このときハウジング２４の上下方向の加速度は通常１．０Ｇよりも小さいものである。
【００２７】
従ってこのとき、図３（Ｂ）に示しているように遊動室２６内に液体Ｌが入れてないと、遊動室２６内のマス部材２８はハウジング２４の上方向の変位及び下方向の変位の何れのときにもハウジング２４の底部に接したままであって、ハウジング２４の振動の過程で上向きに跳ね上がることはない。
【００２８】
これに対して遊動室２６内に液体Ｌを充たした本実施形態の制振装置２２の場合、ハウジング２４が橋桁１０とともに上向きに変位したとき、マス部材２８に対して加えられる加速度が１．０Ｇよりも小さい場合であっても、マス部材２８は液体Ｌの浮力の助けによって上向きに跳ね上がり、ハウジング２４が再び下向きに変位開始したとき（若しくは上向き変位の過程で）ハウジング２４の上面に当接する。
【００２９】
これによりハウジング２４、つまり橋桁１０の下向きの振動エネルギーが減殺される。
マス部材２８は、橋桁１０及びハウジング２４が振動している間同様の運動を繰り返し、これによってハウジング２４即ち橋桁１０の振動エネルギーが吸収されて、橋桁１０が振動減衰される。
【００３０】
尚、マス部材２８はハウジング２４が下向きの変位から上向きの変位に転ずるときにもハウジング２４の底部に当接して、このときにもハウジング２４即ち橋桁１０の振動エネルギーを吸収する。
【００３１】
図４はマス部材２８の他の形態例を示している。
このうち図４（Ａ）の例は、マス部材２８を錘３６と断面逆三角形状の浮子３８とを含んで構成した例である。
ここで浮子３８には内部に空気室４０が形成されていて、そこに空気が封入されている。
【００３２】
尚浮子３８の上面には緩衝部材４１が設けられている。緩衝部材４１は、ハウジング２４の上面に当るときに緩衝作用をなす。
このような緩衝部材４１を設けておくことによって、マス部材２８がハウジング２４の上面に当るときの衝撃音を緩和でき、併せて緩衝部材４１にエネルギーを蓄えて、その弾発力によりマス部材２８が下向きに運動する際の勢いを助勢することができる。
【００３３】
図４（Ａ）に示しているように、この例ではマス部材２８は通常の状態で液体Ｌ上に浮いた状態にある。
この図４（Ａ）の実施形態においても、ハウジング２４が図中上向きに変位したとき、そのときの加速度が１．０Ｇよりも小さい場合であってもマス部材２８が跳ね上がり、そしてハウジング２４の上向きの変位の過程で或いはその後ハウジング２４が下向きの変位に転じたときにマス部材２８がハウジング２４の上面に当って、橋桁１０の運動エネルギーを吸収し、振動減衰する。
【００３４】
一方図４（Ｂ）の例は、遊動室２６内に液体Ｌを上部に空気が残る量で封入するとともに（この点は（Ａ）の例も同様）、遊動室２６内に複数のマス部材２８（ここでは何れも球状）を収容した例である。
ここで各マス部材２８は液体Ｌよりも比重の軽いものを用いている。
この図４（Ｂ）の実施形態においても、マス部材２８がハウジング２４の上面に当ってエネルギー吸収して振動減衰する。
【００３５】
図４（Ｃ）の例は、マス部材２８を球状に形成してその内部に大きな空気室４０を形成し、そこに空気を封入したものである。
この図４（Ｃ）の実施形態では、遊動室２６内に液体Ｌが充たしてあり、空気室４０の形成によって浮上力の高められたマス部材２８が、通常の状態においてハウジング２４の上面に接触した状態にある。
【００３６】
この図４（Ｃ）の実施形態では、マス部材２８に対して下向きの力が働くと、マス部材２８は一旦ハウジング２４の上面から下向きに離間し、そして再度液体Ｌの浮力の助けによってハウジング２４の上面に衝突してエネルギー吸収し、橋桁１０を振動減衰する。
【００３７】
尚、ハウジング２４が下向きの変位から上向きの変位に転ずる際にマス部材２８をハウジング２４の底面に当接させて、その際のエネルギー吸収を利用して橋桁１０の振動を減衰するようになすこともできる。
【００３８】
以上の実施形態のようにマス部材２８に対して浮力を与えておけば、ハウジング２４が比較的小さい加速度で振動（変位）してもマス部材２８を上向きに跳ね上げることができ、その跳上げに基づいてマス部材２８をハウジング２４に当ててエネルギー吸収し、橋桁１０を効果的に振動減衰することができる。
【００３９】
また上記のように空気室４０を設けたものについては、マス部材２８に対し大きな浮力を与えることができ、より小さい加速度の下でもマス部材２８の跳上り運動を助長することができる。
【００４０】
図５は本発明の他の実施形態を示している。
この実施形態は、マス部材に浮力を与える浮力付与手段としてマグネットを用いた例である。
詳しくは、この実施形態ではハウジング２４の上壁部２４Ａと底壁部２４Ｂとを非磁性材のアルミ材で構成し、また円筒状の周壁部２４Ｃを同じく非磁性材である樹脂（ここではアクリル樹脂）で構成し、そしてその内側に形成される遊動室２６内にマグネットから成るマス部材２８を収容している。
【００４１】
この実施形態ではまた、底壁部２４Ｂ上に浮力付与手段としてのマグネット４２が設けてある。
ここでマグネット４２はＮ極を上向き、Ｓ極を下向きにして配置してある。
一方マグネットから成るマス部材２８はＮ極が下向き、Ｓ極が上向きをなしており、この結果マス部材２８はＮ極同士の磁気的な反発力によって、マグネット４２から一定距離上向きに浮上した状態にある。
尚上壁部２４Ａには下向きにストッパ４４が設けてある。このストッパ４４は、マス部材２８の傾きを防止する働きをなす。
【００４２】
この実施形態では、マス部材２８に対して加えられる加速度が１．０Ｇよりも小さい場合であっても、マス部材２８が磁気的な反発力によって容易に跳ね上がり、ハウジング２４の上面に当ってエネルギー吸収する。これにより橋桁１０の振動が減衰される。
【００４３】
尚、図５（Ｃ）に示しているようにマグネットから成るマス部材２８の上下運動を、マス部材２８に設けた上下の貫通のガイド孔４６と、これを挿通するガイド軸４８とによってガイドさせるようになしても良い。
尚本発明ではマグネットの吸着力によってマス部材２８に対し浮力を作用させても良い。
【００４４】
以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示である。
例えば本発明は外ケーブル方式のＰＣ橋におけるＰＣ外ケーブルの制振装置、その他の様々な振動体を制振するに際して適用することが可能であるなど、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態の橋桁の制振装置を橋梁とともに示す図である。
【図２】同実施形態の制振装置の断面図である。
【図３】同実施形態の作用説明図である。
【図４】本発明の他の実施形態の制振装置の要部を示す断面図である。
【図５】本発明の更に他の実施形態の要部を示す断面図である。
【図６】本発明の背景説明のための説明図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０  橋梁
２２  制振装置
２４  ハウジング
２６  遊動室
２８  マス部材
４０  空気室
４２  マグネット
Ｌ  液体
【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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