【発明の詳細な説明】
振動ダンパ
本発明は、ケーブル等懸架される長形物体用の振動ダンパに関する。本明細書
の文脈においてケーブルという用語が全般的に使用され、一般的な長形物体を意
味し、かつとりわけパワーケーブル、光ケーブル、ロープおよびワイヤを含むと
して解釈されるものとする。本発明は特に、ただし唯一ではない、懸架される光
ケーブルに使用可能である。
ケーブル等懸架される長形物体は、風の影響において振動しがちである。この
ような振動は、減衰されないと、極めて有害となり得る。周知のタイプの振動ダ
ンパは、ＤｕｌｍｉｓｏｎTMＳｐｉｒａｌ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ Ｄａｍｐｅｒ
であって、ポリ塩化ビニル製の螺旋状に形成された、断面がシリンダ状のロッド
を備える。振動ダンパは、ポリ塩化ビニルをロッドとして押し出し成形し、暖め
しなやかにした状態でマンドレルの回りにロッドを巻回して螺旋を形成し、ロッ
ドおよびマンドレルを水槽で冷やすことによって形成される。ダンパの螺旋径を
その長さに沿って変化させることでより幅狭の螺旋およびより幅広の螺旋を形成
する。より幅狭の小さい螺旋はグリップ部として作用し、ケーブルを把持するよ
うに選定される径を備え、ケーブルと螺旋状ロッドとを相互に巻き付けることに
よってこれがケーブルに取り付けられる。より幅広の螺旋は、減衰部として作用
し、ダンパとケーブルとの機械的相互作用によってケーブル振動に対して作用／
反作用を与える。このようなダンパは、Ｄｕｌｍｉｓｏｎ Ｉｎｃ．のカタログ
番号ＳＶＤ０４４１、ＳＶＤ０６３５、ＳＶＤ０８３０、ＳＶＤ１１７３および
ＳＶＤ１４３２として入手可能であり、長さは１．２３メートル（４８．５イン
チ）〜１．６８メートル（６６インチ）の範囲であるが、当該ケーブルの振動特
性に適するよう長さを変えてもよい。
かかる振動ダンパは、金属製の導体上で使用するように開発されていたため、
光ケーブル上でこれらを使用する際には問題があった。光ケーブルは、電気ケー
ブルを担持するパイロン(pylon)から頻繁に懸架される。このため、光ケーブル
は強力な電磁場を受ける。光ケーブルが非導電性であるため、これにより光ケー
ブルの長さに沿って電位が異なる。ダンパーは、この問題を悪化させ、電位の変
動により放電し、ダンパー、または、さらに悪い場合には、光ケーブルが損傷す
ることがある。この問題を軽減するための、これらのダンパを形成する可塑性材
料に導電性材料を加えることを含む努力がいくつもなされてきた。たとえば、英
国特許第２２３４８３０号は、金属製または金属合金製のロッドを開示しており
、その長さの一部分に亘りその全体径は緩やかに増大している。しかしながら、
シリンダ状ロッドの使用により、高振幅の振動状況において減衰部がケーブルに
当たり、この接触がケーブルの表面に螺旋の内径が当たる接線点接触(tangentia
l point contact)のようになることが潜在的な問題である。
本出願人は今や、電位の変動をなくす手段を第１に提供し、高振幅の振動状況
において減衰部とケーブルとの間に線接触を与えるように、金属片のダンパを製
作することによって、上記の問題を解決できることがわかっている。
国際特許公開第ＷＯ９６／１４１７６号は、金属片から螺旋状製品を製造する
方法および装置を記載し、かかる製品を製作する従前の方法の説明を行っている
。上記の装置を使用して、径が変化する螺旋を製造することによって、本発明の
ダンパを平坦な細片材料から形成することができる。
本発明のさらなる特徴については、以下の説明および請求の範囲から明らかで
あろう。
本発明は、図面を参照しつつ以下において例示される。
図１は、本発明に係る装置の部分概略図であり、
図２は、国際特許公開第ＷＯ９６／１４１７６号において請求される装置の部
分概略図であり、
図３は、比較減衰テストの結果を示すグラフである。
図１において、領域１はスパイラル振動ダンパのグリップ部であり、領域２は
減衰部である。スパイラルは、金属片から形成され、通常の、ただし唯一ではな
い寸法の範囲は、以下の通りである。
通常の範囲
全長 １〜２メートル
グリップ長 ０．２〜０．４メートル
ストリップの厚み １．２〜１５ｍｍ
ストリップの幅 ２．５〜２５ｍｍ
グリップ部内径 ５〜３５ｍｍ
減衰部内径 １５〜５０ｍｍ
グリップ部の直径は、減衰されるケーブルの直径と一致して合理的なグリップ
となるべく選定しなければならないことが理解されるはずである。
ダンパは、螺旋を製作し、かつ１個の物品の製造中に螺旋の径を選択的に変更
することが可能な装置を使用することによって形成され得る。国際特許公開第Ｗ
Ｏ９６／１４１７６号には、好適な装置が開示されている。国際特許公開第ＷＯ
９６／１４１７６号の装置は、用途が広く、必要に応じてプログラムすることが
可能であり、国際特許公開第ＷＯ９６／１４１７６号に記載されるように、形成
される螺旋のピッチおよび径の変更を選択的に行うことができる。図２に示すよ
うに、一対のローラまたは他の形成部材４２Ａおよび４２Ｂを使用して、流入す
るストリップ材料２６を曲げて捻ることによって、螺旋４６を形成する。ローラ
４２Ａおよび４２Ｂの角度および間隔を変更することによって、螺旋の形成中で
あっても螺旋のピッチおよび径を必要に応じて変更することができるため、ある
径の螺旋から径を大きくした螺旋状スパイラルに切り換えることは簡単である。
かかる手段によって、ケーブルの表面に食い込まないようにグリップ部にフレア
状の端部を設けることも可能である。これは、もともと脆弱な光ケーブルにとっ
て重要となり得る。
図３は、比較減衰テストの結果を示すものであって、Ｙ軸は、曲げ振幅をｍｍ
で、Ｘ軸は、様々な駆動条件下でのケーブルのスパンの振動周波数をそれぞれ示
す。直径１４．６ｍｍのＰｉｒｅｌｌｉTMからの標準的なＡＤＳＳ(All Dielect
ric Self Supporting)光ケーブルのスパンが、緊張下に置かれ、ある範囲の周波
数で振動した。振動の振幅は、５Ｈｚ刻みに全周波数範囲にわたって曲げ振幅を
測定するＶＩＢＲＥＣTM振動レコーダを使用して測定された。振動周波数は、均
一量のパワーをスパンに与えつつ、範囲全体に亘って自動的に掃引された。減衰
されないケーブルとＤｕｌｍｉｓｏｎ Ｉｎｃ．のＳＶＤ１４３２スパイラルダ
ンパにより減衰されたケーブルと本発明のスパイラルダンパにより減衰されたケ
ーブルとを使用して、比較テストを実行した。
以下は、ＳＶＤ１４３２スパイラル振動ダンパと比較テストにおいて使用され
た上述の振動ダンパとの比較である。
図３において、記号■は、減衰されないケーブルのスパンについて見られる結
果を示す。
記号○は、ＳＶＤ１４３２スパイラル振動ダンパ（上述したように、ポリ塩化
ビニル製）により減衰されたケーブルについての結果を示す。周知のＳＶＤ１４
３２ダンパは、約１０Ｈｚから約４０Ｈｚの周波数において振動の振幅が減少し
ていることがわかる。４０Ｈｚから８０Ｈｚまでは、僅かな減衰量をもたらして
いるにすぎず、この範囲における振動を減少する役目が効果的に行われていない
。
記号●は、本発明に係る振動ダンパを使用した結果を示しており、従来のＳＶ
Ｄ１４３２スパイラル振動ダンパに比べ、より広範囲の周波数に亘って相当高い
減衰効果が達成されていることがわかる。本振動ダンパは、１０Ｈｚから８０Ｈ
ｚまでの効果的な減衰をもたらす。
ダンパの寸法が概ね同様であるとすると、減衰効率におけるこのような大きな
差は望めない。しかしながら、本発明に係るダンパは、従来のダンパに比べて剛
性が小さく、これにより、減衰効率が改良されることが説明できる。振動中、本
発明に係るダンパは、一見「活発になり(come alive)」、減衰部の大部分の長さ
に沿ってケーブルに衝撃を与える。これに対して、従来のスパイラルダンパの剛
性は、減衰部の後ろ１／３におけるケーブルに衝撃を与えているにすぎないこと
を意味する。
剛性が減少したことが、より軽量になったことと組み合わせて、全休の寸法が
同様の従来のスパイラルダンパに比べ、本発明のダンパをより設置しやすくして
いる。上述したテストにおいて使用されたダンパは、引っ張り強度の大きい６０
００シリーズアルミニウム合金で形成された。この結果得られたダンパが軽量で
あることは、従来のダンパに比べて、振動中ケーブルに沿って移動しにくくなっ
たことを意味し、このため、ダンパに対しより剛性の小さいグリップ部を可能と
している。
本発明は、何れの特定金属にも限定されず、実際には、ストリップの金属に対
する鋼鉄の使用を具体的に想定している。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a vibration damper for a long object such as a cable suspended. In the context of the present specification, the term cable is used generically and is intended to mean general elongated objects and to include, inter alia, power cables, optical cables, ropes and wires. The invention is particularly, but not exclusively, applicable to suspended optical cables. Long objects suspended such as cables tend to vibrate under the influence of wind. Such vibrations can be very harmful if not damped. A known type of vibration damper is the Dulmison ™ Spiral Vibration Damper, which comprises a spirally formed rod of cylindrical cross section made of polyvinyl chloride. The vibration damper is formed by extruding polyvinyl chloride as a rod, winding the rod around a mandrel in a warm and pliable state to form a spiral, and cooling the rod and the mandrel in a water bath. By changing the helical diameter of the damper along its length, a narrower spiral and a wider spiral are formed. The smaller, smaller helix acts as a grip portion, with a diameter selected to grip the cable, which is attached to the cable by winding the cable and the helical rod together. The wider helix acts as a dampener and exerts an action / reaction on cable vibration due to mechanical interaction between the damper and the cable. Such a damper is available from Dulmison Inc. Catalog numbers SVD0441, SVD0635, SVD0830, SVD1173 and SVD1432, available in lengths ranging from 1.23 meters (48.5 inches) to 1.68 meters (66 inches), but with the vibration of the cable in question. The length may be varied to suit the characteristics. Since such vibration dampers were developed for use on metal conductors, there were problems when using them on optical cables. Optical cables are frequently suspended from a pylon that carries an electrical cable. Therefore, the optical cable receives a strong electromagnetic field. Because the optical cable is non-conductive, this causes the potential to vary along the length of the optical cable. Dampers exacerbate this problem and discharge due to potential fluctuations, which can damage the damper, or worse, the optical cable. Several efforts have been made to alleviate this problem, including adding conductive materials to the plastic material forming these dampers. For example, British Patent No. 2,234,830 discloses a rod made of metal or metal alloy, the overall diameter of which gradually increases over a portion of its length. However, the use of cylindrical rods can potentially cause the damping part to hit the cable in high-amplitude vibration situations, and this contact can be like a tangential point contact where the inside diameter of the helix hits the surface of the cable. Problem. Applicants now provide first of all the means of eliminating potential fluctuations and by making metal strip dampers to provide line contact between the damping section and the cable in high amplitude vibration situations, It is known that the above problem can be solved. International Patent Publication No. WO 96/14176 describes a method and apparatus for manufacturing a spiral product from a piece of metal and describes a previous method of making such a product. The damper of the present invention can be formed from flat strip material by manufacturing a spiral of varying diameter using the apparatus described above. Further features of the present invention will be apparent from the following description and the appended claims. The invention is illustrated below with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial schematic diagram of the device according to the present invention, FIG. 2 is a partial schematic diagram of the device claimed in WO 96/14176, and FIG. It is a graph shown. In FIG. 1, a region 1 is a grip portion of the spiral vibration damper, and a region 2 is a damping portion. The spiral is formed from a piece of metal and the usual, but not the only, range of dimensions is as follows. Normal range Total length 1-2 m Grip length 0.2-0.4 m Strip thickness 1.2-15 mm Strip width 2.5-25 mm Grip part inner diameter 5-35 mm Attenuation part inner diameter 15-50 mm Grip part diameter It should be understood that must be selected to be a reasonable grip in accordance with the diameter of the cable being attenuated. The damper may be formed by using a device that can make the helix and selectively change the diameter of the helix during the manufacture of a single article. WO 96/14176 discloses a suitable device. The device of WO 96/14176 is versatile and can be programmed as required, and the pitch of the helical formed as described in WO 96/14176. And the diameter can be changed selectively. As shown in FIG. 2, the spiral 46 is formed by bending and twisting the incoming strip material 26 using a pair of rollers or other forming members 42A and 42B. By changing the angle and interval between the rollers 42A and 42B, the pitch and diameter of the spiral can be changed as needed even during the formation of the spiral. Switching to spiral is easy. By such means, it is also possible to provide a flared end in the grip so as not to bite into the surface of the cable. This can be important for optical cables that are inherently fragile. FIG. 3 shows the results of the comparative damping test, wherein the Y-axis is the bending amplitude in mm 2 and the X-axis is the vibration frequency of the span of the cable under various driving conditions. The span of a standard ADSS (All Dielectric Self Supporting) optical cable from Pirelli ™, 14.6 mm in diameter, was placed under tension and vibrated over a range of frequencies. Vibration amplitude was measured using a VIBREC ™ vibration recorder that measures bending amplitude over the entire frequency range in 5 Hz steps. The oscillation frequency was automatically swept across the range, providing a uniform amount of power to the span. Unattenuated cable and Dulmison Inc. A comparison test was performed using a cable attenuated by the SVD1432 spiral damper of the present invention and a cable attenuated by the spiral damper of the present invention. The following is a comparison of the SVD1432 spiral vibration damper with the above-described vibration dampers used in comparative tests. In FIG. 3, the symbol ■ indicates the result seen for the span of the cable that is not attenuated. The symbol ○ indicates the result for the cable attenuated by the SVD1432 spiral vibration damper (made of polyvinyl chloride as described above). It can be seen that the known SVD14 32 damper has reduced vibration amplitude at frequencies from about 10 Hz to about 40 Hz. From 40 Hz to 80 Hz, only a small amount of attenuation is provided, and the role of reducing vibration in this range is not effectively performed. The symbol ● indicates the result of using the vibration damper according to the present invention, and it can be seen that a considerably higher damping effect is achieved over a wider range of frequencies as compared with the conventional SV D1432 spiral vibration damper. The vibration damper provides effective damping from 10 Hz to 80 Hz. Given that the dimensions of the dampers are generally similar, such a large difference in damping efficiency cannot be expected. However, it can be explained that the rigidity of the damper according to the present invention is lower than that of the conventional damper, thereby improving the damping efficiency. During vibration, the damper according to the invention apparently "comes alive" and impacts the cable along most of the length of the damping part. In contrast, the stiffness of the conventional spiral damper means that it only impacts the cable one third behind the damping part. The reduced stiffness, combined with the lighter weight, makes it easier to install the damper of the present invention than a conventional spiral damper with similar overall dimensions. The dampers used in the tests described above were formed of a 60000 series aluminum alloy with high tensile strength. The resulting lighter weight of the damper means that it is less likely to move along the cable during vibration than conventional dampers, thus allowing a less rigid grip for the damper. And The present invention is not limited to any particular metal and, in fact, specifically envisions the use of steel for the metal of the strip.
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