(57)【要約】【課題】  小型・軽量化を図りつつ、水平振動及び鉛直振動の両方に対し制振効果を効果的に発揮し得る制振装置を提供する。【解決手段】  制振装置は、内部空間を有するケース２０と、このケースの内部空間内に剛球３０を介在して水平方向に移動可能に配置された非磁性体からなる有底筒状のシリンダ３１と、このシリンダの周壁部３１ａに複数個の磁石３２を埋設してシリンダ内に磁界を形成する磁石群３３と、上記シリンダ内に軸方向に移動可能に配置された導体３６と、この導体をシリンダ内の所定位置に位置付けるように常時付勢するばね手段４２とを備える。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制振対象物に取り付けてその振動を低減する制振装置であって、
内部空間を有するケースと、このケースの内部空間内に剛球を介在して水平方向に移動可能に配置された非磁性体からなる有底筒状のシリンダと、このシリンダの周壁部に複数個の磁石を埋設してシリンダ内に磁界を形成する磁石群と、上記シリンダ内に軸方向に移動可能に配置された導体と、この導体をシリンダ内の所定位置に位置付けるように常時付勢するばね手段とを備えたことを特徴とする制振装置。
【請求項２】
上記磁石群は、シリンダの周壁部に偶数個の磁石を円周方向に沿って等間隔にかつ磁極の向きが互い違いになるように配列してなる請求項１記載の制振装置。
【請求項３】
上記磁石群は、シリンダの周壁部に上下２層設けられており、上層側の磁石群と下層側の磁石群とは、それぞれ複数個の磁石を円周方向に沿って等間隔にかつ一方の磁石群の隣接する２つの磁石の中間に他方の磁石群の磁石が位置するように配列してなり、また磁極の向きは、同じ層の磁石では全て同じ向きで異なる層の磁石同士では反対向きになるように設けられている請求項１記載の制振装置。
【請求項４】
上記ばね手段は、導体の下面側とシリンダの底部内面との間及び導体の上面側とケースの上面部内面との間にそれぞれ配置された２つの圧縮コイルばねからなる請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の制振装置。
【請求項５】
上記シリンダの周壁部外周には磁性体からなる当たり板が装着されている請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載の制振装置。
【請求項６】
上記導体には上下方向に貫通する通気孔が設けられている請求項１ないし請求項５のいずれか一つに記載の制振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送電用や通信用の鉄塔、あるいは高速道路や高架橋などに設置される照明柱や標識柱などの制振対象物に取り付けてその振動を低減する制振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の制振装置としては、種々の形式のものが知られている。例えば特許文献１には、内部空間を有するケースと、このケースの内部空間内に下面に剛球を介して水平方向に移動可能に配置された重量体（重り）とを備え、制振対象物の振動時に重量体が水平方向に移動してケースの内周面に衝突し、振動エネルギーを衝突エネルギーに変換吸収する衝突式のものが開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、内部空間を有するケースと、このケースの内部空間内に上下方向に配置されかつ下端がケースの下面中央部に固定されたばねと、このばねの上端に固定してケースの内部空間内に配置された重量体と、上記ケースの内部空間内に収容された高粘性液体とを備え、制振対象物の振動時にばね及び重量体が振動し、ばねを浸漬している部分の高粘性液体により振動エネルギーを吸収する粘性液体式のものが開示されている。尚、特許文献１及び２では、共に１つのケースに重量体などを収納する内部空間を複数設けることが開示されている。
【特許文献１】実開平４−１３１８０４号公報（第１−２頁、図１）
【特許文献２】特開平８−１００５４６号公報（第１−３頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記従来の制振装置のうち、衝突式のものは、構成が簡単で小型化を図ることができる利点がある反面、制振効果がケースの内部空間内での重量体の移動方向である水平方向（詳しくは水平面の任意方向）の振動つまり水平振動に限られるという欠点がある。
【０００５】
一方、粘性液体式のものは、重量体を支持するばねがケースの内部空間内で水平方向と鉛直方向（上下方向）の両方に振動できることから、水平振動及び鉛直振動の両方に対し制振効果を得ることができる反面、ケースの内部空間として、ばね及び重量体が水平方向と鉛直方向の両方に振動できる比較的広い空間を確保する必要があるため、ケースひいては制振装置が大型化するという欠点がある。また、ケースの内部空間内に液体を満たす必要があるため、装置全体の重量が重くなるという問題もある。
【０００６】
本発明はかかる諸点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、特に従来の衝突式制振装置に対し改良を加えて、小型・軽量化を図りつつ、水平振動及び鉛直振動の両方に対し制振効果を効果的に発揮し得る制振装置を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明は、制振対象物に取り付けてその振動を低減する制振装置として、内部空間を有するケースと、このケースの内部空間内に剛球を介在して水平方向に移動可能に配置された非磁性体からなる有底筒状のシリンダと、このシリンダの周壁部に複数個の磁石を埋設してシリンダ内に磁界を形成する磁石群と、上記シリンダ内に軸方向に移動可能に配置された導体と、この導体をシリンダ内の所定位置に位置付けるように常時付勢するばね手段とを備える構成とする。
【０００８】
この構成では、制振対象物の水平振動時には、重量体としてのシリンダがケースの内部空間内で剛球を介在して水平方向に振動し、ケースの内周面に衝突することにより、振動エネルギーを衝突エネルギーに変換吸収して制振効果を発揮することができる。また、制振対象物の鉛直振動時には、シリンダ内の導体が所定位置からばね手段の付勢力に抗して鉛直方向に振動する。この際、導体に対しては、ばね手段の付勢力が復元力・ばね反力として作用すると同時に、シリンダの周壁部に埋設した磁石群により形成される磁界内を導体がシリンダの軸方向つまり鉛直方向に振動することにより、導体を通過する磁束が変化して導体に渦電流が発生し、この渦電流損による磁気減衰力が作用する。これにより、振動対象物の鉛直振動時にも制振効果を発揮することができる上、この制振効果は、ばね手段の付勢力ないしばね定数と磁気による減衰力ないし減衰係数とを個別に調整することで適切に発揮される。しかも、ケースの内部空間は、シリンダを若干の隙間を有した状態で収納できる大きさで足りるため、ケースひいては制振装置全体の小型化を図ることができる。また、ケースの内部空間内に液体を満たす必要もないので、その分制振装置の軽量化が図られることになる。
【０００９】
請求項２及び請求項３に係る発明は、いずれも請求項１記載の制振装置において、シリンダ内に磁界を形成する磁石群の具体的な形態を提供するものである。すなわち、請求項２に係る発明では、上記磁石群は、シリンダの周壁部に偶数個の磁石を円周方向に沿って等間隔にかつ磁極の向きが互い違いになるように配列してなる。また、請求項３に係る発明では、上記磁石群は、シリンダの周壁部に上下２層設けられており、上層側の磁石群と下層側の磁石群とは、それぞれ複数個の磁石を円周方向に沿って等間隔にかつ一方の磁石群の隣接する２つの磁石の中間に他方の磁石群の磁石が位置するように配列してなり、また磁極の向きは、同じ層の磁石では全て同じ向きで異なる層の磁石同士では反対向きになるように設けられる構成とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の制振装置において、ばね手段の一つの具体的な形態を提供するものである。すなわち、上記ばね手段を、導体の下面側とシリンダの底部内面との間及び導体の上面側とケースの上面部内面との間にそれぞれ配置された２つの圧縮コイルばねにより構成する。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載の制振装置において、上記シリンダの周壁部外周に磁性体からなる当たり板を装着する構成とする。この構成では、シリンダの周壁部に埋設した磁石群により形成される磁界が、シリンダの周壁部外周に装着した磁性体からなる当たり板によりシリンダの周壁部外側では狭くかつ低レベルに均一化されるため、制振対象物の水平振動時シリンダがケースの内部空間内で剛球を介在して水平方向に振動し、ケースの内周面に衝突した際にシリンダが磁石群によりケース内周面に吸着して振動しなくなるのを防止することができる。
【００１２】
請求項６に係る発明は、請求項１ないし請求項５のいずれか一つに記載の制振装置において、上記導体に上下方向に貫通する通気孔を設ける構成とする。この構成では、制振対象物の鉛直振動時に導体がシリンダ内を鉛直方向に振動する際、シリンダ内の導体移動側から空気が通気孔を通って反対側に流れるため、シリンダ内の空気によって導体のシリンダ内での振動が阻害されることはない。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明の制振装置によれば、制振対象物の水平振動時に振動エネルギーを衝突エネルギーに変換吸収して制振効果を発揮できるだけでなく、制振対象物の鉛直振動時にもばね反力と磁気減衰力の発生により制振効果を効果的に発揮することができる。しかも、装置の小型・軽量化を図ることができるので、実用性に優れた効果を有するものである。
【００１４】
特に、請求項５に係る発明では、シリンダの周壁部に埋設した磁石群により形成される磁界が、シリンダの周壁部外周に装着した磁性体からなる当たり板によりシリンダの周壁部外側では狭くかつ低レベルに均一化されるため、制振対象物の水平振動時シリンダがケースの内部空間内で剛球を介在して水平方向に振動し、ケースの内周面に衝突した際にシリンダが磁石群によりケース内周面に吸着して振動しなくなるのを防止することができ、作動の信頼性の向上を図ることができる。
【００１５】
また、請求項６に係る発明では、制振対象物の鉛直振動時に導体がシリンダ内を鉛直方向に振動する際、シリンダ内の導体移動側から空気が通気孔を通って反対側に流れるため、シリンダ内の空気によって導体のシリンダ内での振動が阻害されることはなく、作動の信頼性の向上をより図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態である実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１ないし図３は本発明の一実施形態に係る制振装置Ａを示す。この制振装置Ａは、制振対象物としての送電用鋼管鉄塔の腹材１に取り付けてその振動を低減するもので、腹材１に取り付けられた矩形状の取付板２と、この取付板２に固定された制振装置本体３とからなる。
【００１８】
上記取付板２は、その四隅部にボルト挿通孔５，５，…を有しており、図示していないが、腹材１に巻き付けた２本のＵ字ボルトの両端部をそれぞれ対応するボルト挿通孔５に挿通しかつナットに締結することにより腹材１に対し１つの対角線を略鉛直方向に向けた状態で取り付けられている。この取付板２の鉛直対角線方向の上部及び中央部にはそれぞれ制振装置本体３を固定する上部固定部６及び中央固定部７が設けられている。上部固定部６は、先端に半円形状の切り欠き部１１ａを形成してなるプレート１１を有しており、このプレート１１の切り欠き部１１ａに制振装置本体３の後述するケース２０の筒材２１外周面を当てかつケース２０のフランジ２４及び天板２５をその四隅部のうちの取付板２寄りの２箇所でそれぞれプレート１１にボルト１２止めをして制振装置本体３が固定されている。中央固定部７は、取付板２との間に所定の隙間を形成するように取付板２に取り付けられたコ字形の固定台１３と、この固定台１３に当接した制振装置本体３を固定台１３との間に挟持するＵ字ボルト１４とを有してなる。
【００１９】
上記制振装置本体３は、図４ないし図６に詳示するように、内部空間を有する鋼鉄製のケース２０と、このケース２０の内部空間内に複数の剛球３０，３０，…を介在して水平方向に移動可能に配置された有底円筒状のシリンダ３１とを備えている。ケース２０は、円筒状の筒材２１と、この筒材２１内の下端部に設けられた水抜き用開口部２２を有する底板２３と、筒材２１の上端外周に設けられた矩形状のフランジ２４と、このフランジ２４に重合された矩形状の天板２５とからなる。このケース２０のフランジ２４と天板２５とは、四隅部でそれぞれボルト１２又は２６により締結されているとともに、その四隅部のうちの取付板２寄りの２箇所で上部固定部６のプレート１１に共止めされている。また、ケース２０の底板２３上には滑り板２７が敷設され、この滑り板２７上に上記各剛球３０が転動可能に載置されており、滑り板２７及び各剛球３０は共にステンレス鋼からなる。
【００２０】
上記シリンダ３１は、非磁性体としてのステンレス鋼からなり、その外径は、ケース２０の筒材２１の内径よりも所定寸法（１０ｍｍ程度）小さく設定されている。このシリンダ３１の周壁部３１ａの軸方向略中央部には１０個の円形チップ状のネオジム系磁石３２，３２，…が円周方向に沿って等間隔に埋設され、この１０個の磁石３２，３２，…により１つの磁石群３３が構成されている。各磁石３２を埋設するに当たっては、図７に拡大詳示するように、シリンダ３１の周壁部３１ａ外側に磁石３２を収納可能な円柱状の収納室３４が形成されているとともに、シリンダ３１の周壁部３１ａ内側にこの収納室３４よりも小径の円形状の窓３５が形成されていて、収納室３４内に収納された磁石３２が窓３５を通してシリンダ３１の内側に臨むようになっている。また、１０個の磁石３２，３２，…は、図８に示すように、シリンダ３１の周壁部３１ａ外側と内側とでそれぞれ円周方向にＮ極とＳ極とが交互になるように埋設されている。
【００２１】
上記シリンダ３１内には銅からなる円柱状の導体３６がシリンダ軸方向である鉛直方向に移動可能に配置されており、この導体３６の上面及び下面にはそれぞれステンレス鋼製の重錘３７，３７が導体３６を貫通するステンレス鋼製の連結ロッド３８により互いに連結して設けられている。導体３６及び重錘３７，３７にはこれらにより仕切られるシリンダ３１内の上部側と下部側とを連通させるための上下方向に貫通する通気孔３９又は４０がそれぞれ設けられている。導体３６上面側の重錘３７とケース２０の上面部内面である天板２５内面との間及び導体３６下面側の重錘３７とシリンダ３１の底部３１ｂ内面との間にはそれぞれ圧縮コイルばね４１，４１が配置されており、この２つの圧縮コイルばね４１，４１により、導体３６をシリンダ３１内の軸方向略中央部に位置付けるように常時付勢するばね手段４２が構成されている。尚、重錘３７は、シリンダ３１の周壁部３１ａ内面に接触しているが、導体３６は、その直径が重錘３７のそれよりも若干（１ｍｍ弱程度）小さく、シリンダ３１の周壁部３１ａ内面と所定の隙間を隔ててこれと接触しないように設けられている。
【００２２】
また、上記シリンダ３１の周壁部３１ａ外周には磁性体としての鋼板からなる当たり板４３が装着されている。この当たり板４３は、図９にも示すように、直径がシリンダ３１の外径によりも若干小さくかつ円周方向の一箇所に１条のスリット４３ａを有する略円筒状のもので、シリンダ３１の周壁部３１ａに対し一端側より挿入することで密着するようになっている。尚、図４中、４６はシリンダ３１の底部３１ｂ内面及び導体３６上面側の重錘３７上にそれぞれ設けられたシリンダ３１内での導体３６の上下変位を規制するストッパーである。
【００２３】
次に、上記制振装置Ａの作用・効果について説明するに、鋼管鉄塔の腹材１が水平方向に振動するとき、制振装置Ａにおいては、導体３６や重錘３７などを内蔵する重量体としてのシリンダ３１がケース２０（詳しくはその筒材２１）の内部空間内で剛球３０，３０，…を介在して水平方向に振動し、ケース２０の内周面に衝突することにより、振動エネルギーを衝突エネルギーに変換吸収して制振効果を発揮することができる。
【００２４】
また、鋼管鉄塔の腹材１が鉛直方向に振動するとき、制振装置Ａにおいては、シリンダ３１内の導体３６及び重錘３７，３７が軸方向略中央の中立位置からばね手段４２の付勢力に抗して鉛直方向に振動する。この際、導体３６に対しては、ばね手段４２の付勢力が復元力・ばね反力として作用すると同時に、シリンダ３１の周壁部３１ａに埋設した磁石群３３により形成される磁界内を導体３６が鉛直方向に振動することにより、導体３６を通過する磁束が変化して導体３６に渦電流が発生し、この渦電流損による磁気減衰力が作用するため、制振効果を発揮することができる。その上、この制振効果は、ばね手段４２の付勢力ないしばね定数と磁気による減衰力ないし減衰係数とを個別に調整することで特定周波数の振動に対し適切に発揮させることができるので、制振対策上非常に有効なものである。
【００２５】
しかも、上記ケース２０の内部空間は、シリンダ３１を若干の隙間を有した状態で収納できる大きさで足りるため、ケース２０ひいては制振装置Ａ全体の小型化を図ることができる。また、ケース２０の内部空間内に液体を満たす必要もないので、制振装置Ａの軽量化をも図ることができる。
【００２６】
さらに、本実施形態の場合、特に、シリンダ３１の周壁部３１ａに埋設した磁石群３３により形成される磁界が、シリンダ３１の周壁部３１ａ外周に装着した磁性体からなる当たり板４３によりシリンダ３１の周壁部３１ａ外側では狭くかつ低レベルに均一化されるため、鋼管鉄塔腹材１の水平振動時シリンダ３１がケース２０の内部空間内で剛球３０，３０，…を介在して水平方向に振動し、ケース２０の内周面に衝突した際にシリンダ３１が磁石群３３によりケース２０内周面に吸着して振動しなくなるのを防止することができ、作動の信頼性を高めることができる。また、鋼管鉄塔腹材１の鉛直振動時に導体３６及び重錘３７がシリンダ３１内を鉛直方向に振動する際、シリンダ３１内の導体移動側から空気が導体３６及び重錘３７の各通気孔３９，４０を通って反対側に流れるため、シリンダ３１内の空気によって導体３６及び重錘３７のシリンダ３１内での振動が阻害されることはなく、作動の信頼性の向上をより図ることができる。
【００２７】
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の形態を包含するものである。例えば、上記実施形態では、シリンダ３１の周壁部３１ａの軸方向略中央部に、偶数個である１０個の磁石３２，３２，…を円周方向に等間隔にかつＮ極とＳ極とが交互になるように埋設してなる磁石群３３を１つだけ設けたが、本発明は、磁石群によりシリンダ３１の周壁部３１ａ内側に形成される磁界を強くするために、磁石群を複数設けてもよい。図１０ないし図１２はその一例を示すものであり、シリンダ３１の周壁部３１ａの軸方向略中央部に、それぞれ８個の磁石３２，３２，…を円周方向に等間隔（つまり４５°間隔毎）に埋設してなる磁石群３３ａ，３３ｂが上下２層設けられている。上層側の磁石群３３ａと下層側の磁石群３３ｂとは、シリンダ３１の周壁部３１ａの円周方向に見て一方の磁石群の隣接する２つの磁石３２，３２の中間に他方の磁石群の磁石３２が位置するように、つまり磁石３２の配列が円周方向に２２．５°ずれた状態に設けられている。また、上層側の磁石群３３ａは、図１１に示すように各磁石３２のＳ極が全てシリンダ３１の周壁部３１ａ内側に向くように設けられており、下層側の磁石群３３ｂは、図１２に示すように、上層側の磁石群３３ａの場合とは逆に各磁石３２のＮ極が全てシリンダ３１の周壁部３１内側に向くように設けられている。これにより、上下２層の磁石群３３ａ，３３ｂによりシリンダ３１の周壁部３１ａ内側に形成される磁界が強くかつ均一になるため、鋼管鉄塔腹材の鉛直振動時に導体３６がシリンダ３１内つまり磁界内で鉛直方向に振動することにより発生する磁気減衰力ひいては制振効果を確実に発揮させることができるという効果を奏する。
【００２８】
また、上記実施形態では、導体３６上面側の重錘３７とケース２０の上面部内面（天板２５内面）との間及び導体３６下面側の重錘３７とシリンダ３１の底部３１ｂ内面との間にそれぞれ圧縮コイルばね４１，４１を配置し、この両圧縮コイルばね４１，４１により、導体３６をシリンダ３１内の軸方向略中央部に位置付けるように常時付勢するばね手段４２を構成したが、本発明は、導体３６の上面側とケース２０の上面部内面との間に引張コイルばねを設け、あるいは導体３６の下面側とシリンダ３１の底部３１ｂ内面との間に圧縮コイルばねを設け、この１つのコイルばねのみにより、導体３６をシリンダ３１内の軸方向略中央部に位置付けるように常時付勢するばね手段を構成してもよい。また、コイルばねの代わりに、エアばねやゴム弾性体などの他のばね手段を用いてもよい。
【００２９】
さらに、上記実施形態では、送電用鋼管鉄塔の腹材１に取り付けてその振動を低減する制振装置Ａについて述べたが、本発明は、高速道路などに設置される照明柱や標識柱などその他の制振対象物に取り付けてその振動を低減する制振装置にも同様に適用することができるのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態に係る制振装置の全体構成を示す正面図である。
【図２】同右側面図である。
【図３】同平面図である。
【図４】上記制振装置の制振装置本体の縦断面図である。
【図５】図４のＸ−Ｘ線における断面図である。
【図６】図４のＹ−Ｙ線における断面図である。
【図７】シリンダの磁石収納室付近の拡大断面図である。
【図８】シリンダの磁石群の磁極配列を示す図である。
【図９】当たり板を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図１０】本発明の別の実施形態を示す図４相当図である。
【図１１】シリンダの上層側の磁石群の磁極配列を示す図である。
【図１２】シリンダの下層側の磁石群の磁極配列を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
Ａ    制振装置
１    腹材（制振対象物）
２０    ケース
３０    剛球
３１    シリンダ
３１ａ  周壁部
３２    磁石
３３，３３ａ，３３ｂ    磁石群
３６    導体
３８    通気孔
４１    圧縮コイルばね
４２    ばね手段
４３    当たり板
【図１】
2005098408.tif 000003
【図２】
2005098408.tif 000004
【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】
2005098408.tif 000009
【図８】
2005098408.tif 000010
【図９】
2005098408.tif 000011
【図１０】
2005098408.tif 000012
【図１１】
2005098408.tif 000013
【図１２】
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