JP2001262512A - ケーブル制振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 制振部材の変形量を許容範囲内に制限すると
共に、過大な負荷が制振装置に作用したときに当該負荷
を制振部材以外の手段により吸収すること。 【構成】 本発明のケーブル制振装置２０は、ケーブル
定着部１３に取付けたフランジ２７とケーブル３の基端
部に取付けたフランジ部材２８との間に設けた制振部材
（高減衰性ゴム）２１と、ケーブル３とフランジ部材２
８との間に介在させた滑り手段２５と緩衝材２４とを主
要な構成要素とする。オフセット変形を伴い引張り方向
の負荷が制振装置２０に掛かった場合は滑り手段２５が
滑って、又、ケーブル３が傾いた場合は緩衝材２４が弾
性変形でケーブル３の傾きを吸収して、制振部材２１に
掛かる引張り方向のストレスを緩和する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は斜張橋ケーブルに好適な
ケーブル制振装置に係り、特に、粘弾性体からなる制振
部材の変形量がケーブルの大きな変形乃至振動によって
も許容範囲を越えないように制振部材の変形の上限を規
制したケーブル制振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９（Ａ）は斜張橋の概略を示したもの
であって、同図で１は橋桁、２は支塔、３はケーブルで
ある。このような斜張橋のケーブル３は、風や走行車両
などの影響で振動するが、この振動が大きくなるとケー
ブル３が橋桁１上のケーブル定着部において破損する可
能性がある。そこで、図９（Ｂ）（Ｃ）に示すようなケ
ーブル制振装置４をケーブル定着部１３に取付けること
が本願出願人によって提案され既に実施されている（特
開平７−１１９１１５号公報参照）。

【０００３】このケーブル制振装置４は、詳しくは粘弾
性体の一種である高減衰ゴムを円柱状に成形した複数個
の制振部材１１を使用し、これら制振部材１１をケーブ
ル定着部１３の近傍におけるケーブル３の周囲に等配状
態で配設し、制振部材１１の一端を図９（Ｃ）（Ｄ）の
ように取付板１４及びホルダ１６を介してケーブル３側
に固定し、制振部材１１の他端を取付板１５、フランジ
１８及び固定リング１９を介してケーブル定着部１３に
固定している。そしてケーブル３が半径方向に振動する
と、制振部材１１が剪断方向に変形し、その剪断変形に
伴うエネルギ減衰作用でケーブル３の振動を抑制する仕
組みになっている。なお、図９において１７はクランプ
リング、５は防水カバーである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の斜張
橋の橋桁１の自重が重くケーブル３が比較的長い場合で
は、温度変化や重車両の渋滞等の影響でケーブル長が大
きく変化し、これによりケーブル３とケーブル定着部１
３との相対的な位置関係が、ケーブル３の長手方向やケ
ーブル３に直交する方向に変化することにより、制振部
材１１が振動の初期状態で、ある程度変形していること
が知られている。このような変形が生じると、制振部材
１１に設計値を上回る過度の負荷が作用する事態が生
じ、このため制振部材１１の疲労耐久性能が低下すると
共に、減衰性能自体も低下するという問題がある。

【０００５】本発明は、従来のケーブル制振装置におけ
る前記課題を解決すべく創案するに至ったものであっ
て、その目的は制振部材の変形量を許容範囲内に制限す
ると共に、過大な負荷が制振装置に作用したときに当該
負荷を制振部材以外の手段により吸収することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１発明に係る
ケーブル制振装置は、重構造物支持用ケーブルの周囲に
粘弾性体からなる制振部材を配設し、前記制振部材の一
端を前記ケーブル定着部側に連結すると共に、他端を前
記ケーブル定着部とは反対側で前記ケーブルに取付けた
フランジ部材に連結し、ケーブルに発生する振動を前記
制振部材の剪断抵抗にて減衰させるようにしたケーブル
制振装置において、前記ケーブルと前記ケーブルに取付
けたフランジ部材との間にケーブル長手方向での相対摺
動を許容する滑り手段を介在させたことを特徴とする。

【０００７】また、本発明の第２発明に係るケーブル制
振装置は、重構造物支持用ケーブルの周囲に粘弾性体か
らなる制振部材を配設し、前記制振部材の一端を前記ケ
ーブル定着部側に連結すると共に、他端を前記ケーブル
定着部とは反対側で前記ケーブルに取付けたフランジ部
材に連結し、ケーブルに発生する振動を前記制振部材の
剪断抵抗にて減衰させるようにしたケーブル制振装置に
おいて、前記ケーブルと前記ケーブルに取付けたフラン
ジ部材との間に緩衝材を介在させたことを特徴とする。

【０００８】また、本発明の第３発明に係るケーブル制
振装置は、重構造物支持用ケーブルの周囲に粘弾性体か
らなる制振部材を配設し、前記制振部材の一端を前記ケ
ーブル定着部側に連結すると共に、他端を前記ケーブル
定着部とは反対側で前記ケーブルに取付けたフランジ部
材に連結し、ケーブルに発生する振動を前記制振部材の
剪断抵抗にて減衰させるようにしたケーブル制振装置に
おいて、前記ケーブルと前記ケーブルに取付けたフラン
ジ部材との間にケーブル長手方向での相対摺動を許容す
る滑り手段を介在させ、前記ケーブルと滑り手段との間
又は前記滑り手段とフランジ部材との間に緩衝材を介在
させたことを特徴とする。

【０００９】上記の滑り手段又は緩衝材は、前記ケーブ
ルと前記ケーブルに取付けたフランジ部材との間であっ
て、周方向の少なくとも一部分に介在させてもよい。

【００１０】また、滑り手段は、例えば、ステンレス及
びフッ素系樹脂から選択した材料の組み合わせからな
る。

【００１１】また、フランジ部材をケーブルの周方向に
おいて分割され互いに締結された複数の分割フランジか
らなり、前記分割フランジの締結部にスペーサーを介在
させて、滑り手段又は緩衝材に所要の締付力を付与して
も良い。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に本発明の第１実施形態に係
る制振部材２０を図１と図２に基づいて説明する。

【００１３】制振装置２０は、図１に示すように、ケー
ブル３の基端部近傍に取付けたフランジ部材２８と、フ
ランジ２８とケーブル定着部１３に取付けたフランジ２
７との間に設けた制振部材（高減衰性ゴム）２１と、ケ
ーブル３とフランジ部材２８との間に設けた滑り手段２
５とを主要な構成要素とする。

【００１４】フランジ２７は、鋼板製円盤状でケーブル
定着部１３の上面に固定されている。フランジ２７の中
心孔２７ａにはケーブル定着部１３内に向うケーブル３
の端部が挿通している。

【００１５】フランジ部材２８は、ケーブル３の周方向
に２つに分割された分割フランジであり、図２に示すよ
うに、ケーブル３を挟み合う半割スリーブ部２９、半割
スリーブ部２９の半径方向に延在する半円板状のフラン
ジ部３０及びフランジ部３０を補強するリブ部３１を有
する鋼板製の部材で、２つのフランジ部材２８の半割ス
リーブ部２９でケーブル３の基端の所定箇所を挟み、向
かい合うリブ部（３１，３１）をボルト３２とナット３
３で締付けてケーブル３に固定したものである。即ち、
このフランジ部材２８は、分割フランジであるから、ケ
ーブル３を橋桁１に締結した後、ケーブル３の基端部の
所望の位置に取付けることができる。また、分割フラン
ジ部材２８を取付ける際に、例えばゴム製のスペーサー
２６をその締結面に挟むことにより、ケーブル３への取
付誤差を無くし、半割スリーブ部２９に適切な締付力を
作用させることができる。

【００１６】制振部材２１は、従来同様粘弾性体の一種
である高減衰ゴムを円柱状に成形したものである。高減
衰ゴムとしては天然ゴムの他、ＳＢＲ、ＮＢＲ、ＢＲ、
シリコンゴム、ＥＰＤＭ、ブチルゴム等の合成ゴムが好
適に使用可能である。なお、制振部材２１は高減衰ゴム
と鋼板などの硬質板を交互に積層した積層体であっても
よいし、その断面形状も円形に限らず、四角形や六角形
などの多角形乃至中空筒形状なども可能である。本実施
形態では製造容易性、材料費対制振効果及び耐久性の観
点から円形断面の制振部材２１を使用する。

【００１７】制振部材２１の上下両端面には、従来同様
に取付板２２，２３が加硫接着等により一体的に取付け
ている。これら取付板２２，２３は、例えば５ｍｍ厚の
円形鋼板で構成している。制振部材２１の上側の取付板
２２は複数のボルト及びナット又は溶接によって、フラ
ンジ部材２８のフランジ部３０の下面に締結されてい
る。下側の第１取付板２３は、複数のボルト及びナット
又は溶接によってフランジ２７の上に締結されている。

【００１８】滑り手段２５はフランジ部材２８の半割ス
リーブ部２９とケーブル３との間に挟まれる。

【００１９】滑り手段２５は、例えば、２枚の滑り材２
５ａと２５ｂをケーブル３側と半割スリーブ部２９側に
組み合わせたものである。ケーブル３側の滑り材２５ａ
は、ケーブル３のフランジ部材２８を取付ける部位に巻
き付けたものである。半割スリーブ部２９側の滑り材２
５ｂは、フランジ部材２８の半割スリーブ部２９の内周
面に溶接等により取付けたものである。滑り材２５ａと
２５ｂは０．００５〜２．０の摩擦係数が得られれば、
金属非金属いずれの材料でも使用可能である。本実施形
態では２ｍｍ厚のステンレス板を滑り材（２５ａ，２５
ｂ）に使用するが、この他に、鋼、ホワイトメタル、ス
テンレス、鉛、亜鉛、銀、ニッケル、モリブデン、ケル
メット、マグノリア、りん青銅、銅、ナイロン、テフロ
ン、ＦＲＰなどが使用可能である。滑り材２５ａと２５
ｂは、同種同士の組み合わせでも良く、また、異種同士
の組み合わせでも良い。

【００２０】滑り材（２５ａ，２５ｂ）は材質を任意に
選択可能であるから、摩擦係数も選択の自由度が高く、
さらに滑り材（２５ａ，２５ｂ）はケーブル３や鋼板製
の半割スリーブ部２９から独立した別部品であるため、
耐久性や価格等を考慮した最適の材質選定を容易に行な
うことができる。

【００２１】例えば、鋼−テフロンの組合せでは摩擦係
数が０．０４、鋼−ナイロンの組合せでは摩擦係数が
０．１程度になるものと考えられる。

【００２２】フランジ部材２８は、図２に示すように、
ケーブル３の円周方向に配置された制振部材２１の上に
フランジ部３０を載置した状態で、ボルト３２を締付け
てケーブル３に取付けている。このとき、半割スリーブ
部２９とケーブル３との間には所定の締付力が作用して
いる。この締付力により、ケーブル３に取付けた滑り材
２５ａと半割スリーブ部２９に取付けた滑り材２５ｂと
の間には、以下の式で表される所定の摩擦力が作用す
る。 （摩擦力）＝（滑り材２５ａと滑り材２５ｂとの摩擦係
数）×（半割スリーブ部２９の締付力） 上記の構造により、ケーブル定着部１３とケーブル３に
取付けたフランジ部材２８との間の相対的な位置が長手
方向に変化した場合、制振装置２０にケーブル３の長手
方向の引張り荷重が掛かる。滑り材２５ａと２５ｂとの
摩擦力よりも小さい引張り荷重が掛かった場合、滑り材
２５ａと２５ｂが滑らず制振部材２１が弾性変形する。
滑り材２５ａと２５ｂとの摩擦力よりも大きい引張り荷
重が掛かった場合、滑り材２５ａと２５ｂが滑って制振
部材２１に掛かる引張り荷重が緩和されるようになって
いる。このように、滑り材２５ａと２５ｂが滑ること
で、制振部材２１に所定以上の引張り荷重を掛けずに、
ケーブル３とケーブル定着部１３との相対的な位置関係
にある程度の自由度を与えることができる。

【００２３】これにより、制振部材２１は、ケーブル３
の長手方向の引張り荷重に対して所定以上のストレスが
掛からない状態で、剪断方向の弾性変形によるエネルギ
減衰作用でケーブル３の振動を抑制することができる。
また、制振部材２１に掛かる引張り荷重が緩和されるの
で、制振部材２１の疲労耐久性能や負荷減衰特性の低下
を防止することができる。

【００２４】例えば、好適な実施例としては、図１に示
す制振装置２０において、制振部材２１に高減衰ゴム
（φ８０×４０）を用い、ケーブル３側の滑り材２５ａ
をスレンレス板、それに接する滑り材２５ｂをテフロン
（登録商標）（フッ素樹脂）としたものである。上述の
ような滑り材２５ａと２５ｂを用いると、制振部材２１
にケーブル３の引張り方向の荷重が係らないようにな
る。

【００２５】滑り手段２５を設けた場合と設けない場合
との制振部材２１の耐久性を比較した試験により、滑り
手段２５を設けた効果を調べた。

【００２６】試験は、図３（ａ）に示すように、制振部
材２１の上部２１ａを振動付与装置の振動部７１に取付
け、制振部材２１の下部２１ｂを振動付与装置の固定部
７２に取付けて、制振部材２１の５０％長に相当する４
０ｍｍだけ剪断方向に１．０Ｈｚで振動させた。初期状
態は、図３（ｂ）に示すように自然状態で振動付与装置
に取付けたの制振部材２１と、図３（ｃ）に示すように
１０％長に相当する４ｍｍだけ長手方向に変位させて振
動付与装置に取付けた制振部材２１’とを比較した。

【００２７】その結果、引張り荷重が掛かった状態で振
動させた制振部材２１’は、約４０万回の振動で亀裂な
どの不具合が発生したのに対し、自然状態で振動させた
制振部材２１は、１００万回以上の振動させても不具合
が生じないことが確認できた。このことから、ケーブル
３とフランジ部材２８との間に滑り手段２５を挟むこと
により、制振部材２１の損傷や破損が抑止されることが
期待できる。

【００２８】次に、本発明の第２実施形態に係るケーブ
ル制振装置４０を図４乃至図６に基づいて説明する。な
お、図１と図２に示す第１実施形態のケーブル制振装置
２０と同じ部材には同一の符号を付してその説明を省略
する。

【００２９】このケーブル制振装置４０は、図４と図５
に示すように、図１に示す第１実施形態のケーブル制振
装置２０の滑り材２５ａと２５ｂに換えて、ケーブル３
とフランジ部材２８の半割スリーブ部２９との間に、ゴ
ム製の緩衝材２４を挟んだものである。

【００３０】この装置４０は、図６に示すように、ケー
ブル３とケーブル定着部１３との間の相対的な位置が変
化し、ケーブル３が制振装置２０を取付けた状態から傾
いた場合でも、緩衝材２４が弾性変形してケーブル３の
傾きを吸収する。これにより、フランジ部材２８のフラ
ンジ部３０がケーブル定着部１３のフランジ２７と略平
行な状態で維持され、制振部材２１に引張り方向に大き
な荷重が掛かることを防止できる。

【００３１】このように、緩衝材２４がケーブル３の傾
きを吸収して、制振部材２１の両端が取付けられるフラ
ンジ部３０とフランジ２７とを略平行な状態に維持する
ことにより、制振部材２１に係る引張り方向のストレス
が緩和されて、制振部材２１の耐久性を向上させること
ができる。

【００３２】次に、本発明の第３実施形態に係るケーブ
ル制振装置５０を図７と図８に基づいて説明する。な
お、図１と図２に示す第１実施形態のケーブル制振装置
２０と同じ部材には同一の符号を付してその説明を省略
する。

【００３３】この装置５０は、ケーブル３とフランジ部
材２８の半割スリーブ部２９との間に滑り手段２５とゴ
ム製の緩衝材２４とを挟んだものである。これにより、
ケーブル３とケーブル定着部１３との相対的な位置が変
化しても、ケーブル３が長手方向に移動した場合は、滑
り手段２５に滑りが生じて制振部材２１に所定以上の引
張り方向の荷重が掛らず、さらに、ケーブル３が制振部
材２１を取付けた状態から傾いた場合でも、ケーブル３
の傾きを緩衝材２４が吸収して制振部材２１に大きな引
張り荷重が掛らないようにすることができる。これによ
り、制振部材２１に掛る引張り荷重が緩和されるので、
制振部材２１の耐久性が向上する。

【００３４】以上、本発明の実施形態に係るケーブル制
振装置について説明したが、本発明は上記のものに限定
されるものではない。

【００３５】例えば、図７に示す制振装置４０は、ケー
ブル３とフランジ部材２８の半割スリーブ部２９との間
において、内側に滑り手段２５を配設し、外側に緩衝材
２４を配設しているが、内側に緩衝材２４を配設し、外
側に滑り手段２５を配設しても良い。

【００３６】また、滑り手段２５はケーブル３に巻かれ
た滑り材２５ａと、滑り材２５ａに相対する滑り材２５
ｂで構成されるものを示したが、例えば、滑り材（２５
ａ，２５ｂ）の一方を鋼板とする場合は、滑り材２５ｂ
を省略して半割スリーブ部２９の内周面を滑り材２５ａ
に接触させても良い。

【００３７】

【発明の効果】本発明のケーブル制振装置は、ケーブル
とケーブルに取付けたフランジ部材との間にケーブル長
手方向での相対摺動を許容する滑り手段を介在させたの
で、ケーブルとケーブル定着部との間がケーブルの長手
方向に変位した場合でも、滑り手段が滑って制振部材に
大きな引張り荷重が掛かることを抑止できる。

【００３８】また、ケーブルとケーブルに取付けたフラ
ンジ部材との間に緩衝材を介在させたので、ケーブルが
ケーブル定着部に対して傾いている場合でも、緩衝材が
弾性変形によりケーブルの傾きを吸収して、制振部材に
係る引張り方向のストレスを緩和して、制振部材の耐久
性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態に係るケーブル制振装
置の側面図。

【図２】 本発明の第１実施形態に係るケーブル制振装
置の平面図。

【図３】 （ａ）は制振装置の振動に対する耐久性を調
べる試験の概略を示す正面図、（ｂ）は自然状態で取付
けた制振部材を示す正面図、（ｃ）は１０％引張った状
態で取付けた制振部材を示す正面図。

【図４】 本発明の第２実施形態に係るケーブル制振装
置の側面図。

【図５】 本発明の第２実施形態に係るケーブル制振装
置の平面図。

【図６】 本発明の第２実施形態に係るケーブル制振装
置の側面図。

【図７】 本発明の第３実施形態に係るケーブル制振装
置の側面図。

【図８】 本発明の第３実施形態に係るケーブル制振装
置の平面図。

【図９】 （Ａ）は一般的な斜張橋の概略側面図、
（Ｂ）は従来のケーブル制振装置の側面図、（Ｃ）はケ
ーブル制振装置の軸線方向平面図、（Ｄ）は（Ｂ）の拡
大断面図。

【符号の説明】

１ 橋桁 ２ 支塔 ３ ケーブル １３ ケーブル定着部 ２０ 制振装置 ２１ 高減衰ゴムの制振部材 ２２ 取付板 ２３ 取付板 ２４ 緩衝材 ２５ 滑り手段 ２５ａ 滑り材 ２５ｂ 滑り材 ２７ フランジ ２８ フランジ部材 ２９ 半割スリーブ ３０ 半円板状のフランジ部 ３１ リブ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 輝男 兵庫県神戸市中央区脇浜町３丁目６番９号 住友ゴム工業株式会社 Ｆターム(参考） 2D059 AA41 BB08 GG01 GG17 3J048 AA03 AC01 AC05 AD05 BA04 BD01 BG04 DA01 EA38 3J066 AA26 BA01 BA06 BB01 BC01 BD05 CA06 CB06

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】重構造物支持用ケーブルの周囲に粘弾性体
   からなる制振部材を配設し、前記制振部材の一端を前記
   ケーブル定着部側に連結すると共に、他端を前記ケーブ
   ル定着部とは反対側で前記ケーブルに取付けたフランジ
   部材に連結し、ケーブルに発生する振動を前記制振部材
   の剪断抵抗にて減衰させるようにしたケーブル制振装置
   において、 前記ケーブルと前記ケーブルに取付けたフランジ部材と
   の間にケーブル長手方向での相対摺動を許容する滑り手
   段を介在させたことを特徴とするケーブル制振装置。
2. 【請求項２】重構造物支持用ケーブルの周囲に粘弾性体
   からなる制振部材を配設し、前記制振部材の一端を前記
   ケーブル定着部側に連結すると共に、他端を前記ケーブ
   ル定着部とは反対側で前記ケーブルに取付けたフランジ
   部材に連結し、ケーブルに発生する振動を前記制振部材
   の剪断抵抗にて減衰させるようにしたケーブル制振装置
   において、 前記ケーブルと前記ケーブルに取付けたフランジ部材と
   の間に緩衝材を介在させたことを特徴とするケーブル制
   振装置。
3. 【請求項３】重構造物支持用ケーブルの周囲に粘弾性体
   からなる制振部材を配設し、前記制振部材の一端を前記
   ケーブル定着部側に連結すると共に、他端を前記ケーブ
   ル定着部とは反対側で前記ケーブルに取付けたフランジ
   部材に連結し、ケーブルに発生する振動を前記制振部材
   の剪断抵抗にて減衰させるようにしたケーブル制振装置
   において、 前記ケーブルと前記ケーブルに取付けたフランジ部材と
   の間にケーブル長手方向での相対摺動を許容する滑り手
   段を介在させ、前記ケーブルと滑り手段との間又は前記
   滑り手段とフランジ部材との間の少なくとも一方に緩衝
   材を介在させたことを特徴とするケーブル制振装置。
4. 【請求項４】前記滑り手段が、前記ケーブルと前記ケー
   ブルに取付けたフランジ部材との間であって、周方向の
   少なくとも一部分に介在することを特徴とする請求項１
   又は３記載のケーブル制振装置。
5. 【請求項５】前記緩衝材が、前記ケーブルと前記ケーブ
   ルに取付けたフランジ部材との間であって、周方向の少
   なくとも一部分に介在することを特徴とする請求項２又
   は３記載のケーブル制振装置。
6. 【請求項６】前記滑り手段がステンレス及びフッ素系樹
   脂から選択した材料の組み合わせからなることを特徴と
   する請求項１，３又は４記載のケーブル制振装置。
7. 【請求項７】前記フランジ部材がケーブルの周方向にお
   いて分割され互いに締結された複数の分割フランジから
   なり、前記分割フランジの締結部にスペーサーを介在さ
   せたことを特徴とする請求項１乃至６記載のケーブル制
   振装置。