JP4044977B2 - 板ばね振動型磁気式ダンパ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動を嫌う塔状の構造物や配管系などの構造物の振動を吸収するためのダンパであって、特に振動を移動磁界により生ずるうず電流を利用して減衰させる磁気式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、構造物などの制振対象に固定される支持台に一端が固定された対向する一対の板ばねと、この板ばねの自由端に固定された導電性の重錘と、この重錘が相互間の磁界を横切るように重錘の両側に間隔を置いて対向する位置で支持台に固定された一対の磁石とを備えたダンパが知られている（実公平３−１５８７１号）。このダンパは、制振対象の振動に伴って板ばねが振動すると、重錘が磁石に対して相対変位し、磁石の磁束が重錘に鎖交して電磁誘導現象によりうず電流が励起され、うず電流損が生じて、振動を減衰させるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のダンパにおいては、制振対象の振動を、制振対象に対して数％の質量の重錘で吸収するものであるから、質量が小さい分だけ重錘の運動が激しくなり、高速で振動する。しかし、ダンパの板ばね及び重錘から決定される固有振動数は制振対象のそれに近く調整されるので、高速の振動を実現するために板ばねの可動範囲は制振対象のそれに対して大きくならざるを得ない。このため、固定された磁石に対して導体（重錘）を移動させる構造では、常に導体を磁石間に配置させるようにするために、板ばねの可動範囲分の長さを要する導体が最大振幅時に可動範囲の１／２だけ、板ばねの可動範囲より外側に大きく張り出るので、ダンパ全体が大型になる。また、ダンパの板ばねの可動範囲が一方向であるため、制振対象が塔状構造物などのようにあらゆる方向の振動が予想される場合にも、抑制される振動が一方向に限定される。さらに、うず電流が生ずる導体を板ばねに固定しているため、ダンパの磁石のみならず、周辺の環境に磁界が存在する場合には、それによるうず電流が生じ、予め最適値に設定したダンパの振動減衰特性を決定する要素に影響を及ぼす。つまり、ダンパの振動減衰特性を制振対象の振動特性に適合させるために、重錘の固有振動数と同様に予め最適値に設定された磁界強度が外部磁界により増減して、予定された制振効果が得られなくなる。
そこで、本発明は、可動部の可動方向の長さを短くして、装置の小型化を図ると共に、あらゆる方向の振動に対応でき、しかも制振対象物の周辺の磁界に影響を受けない板ばね振動型磁気式ダンパを提供することを課題としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、第１の発明においては、塔状構造物Ｓのような制振対象に直接又は間接に一対の対向する板ばね６，６の基端部を固定し、この板ばね６，６の自由端部に慣性部材７を設け、また板ばね６，６の自由端部にその可動方向と直交するように相対向する一対の磁石板８，８を固定して相互間に並び方向の磁界を形成し、この磁界を横切るように磁石板６，６間にその可動方向に沿うように配置した導体板９を制振対象に直接又は間接に固定して板ばね振動型磁気式ダンパ１を構成した。
【０００５】
第２の発明においては、制振対象の周囲に複数の吸振要素４を設け、この吸振要素４には、基端部を制振対象に固定部材３を介して夫々固定した対向する一対の板ばね６，６と、この板ばね６，６の自由端部に設けた慣性部材７と、板ばね６，６の自由端部にその可動方向と直交するように相対向して固定し、相互間に並び方向の磁界を形成する一対の磁石板８，８と、制振対象に固定部材３を介して固定し、磁界を横切るように磁石板８，８間にその可動方向に沿って配置した導体板９とを具備させて板ばね振動型磁気式ダンパ１を構成した。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本実施形態に係る磁気式ダンパの設置状態の正面図、図２は磁気式ダンパの斜視図、図３は正面図、図４は平面図、図５は底面図である。
図１において、１は例えばコンデンサ型計器用変圧器などの塔状構造物Ｓの上端に取り付けられた磁気式ダンパである。この磁気ダンパ１は、図２乃至図５に示すように、箱形のケース２の内部に構造物Ｓに取り付けるための固定部材である支持杆３を備えている。この支持杆３の下端部には矩形の取付け台座３ａを、上端部には矩形の支持天板３ｂを、また中間部には固定板３ｃを有する。取付け台座３ａは、構造物Ｓの上端にボルトで固定される。支持杆３の周囲には、等間隔に四つの吸振要素４が設けられている。吸振要素４は、支持杆３のフランジ支持天板３ｂにボルトで固定された水平に張り出す取付け片５を有する。この固定片５には対向する一対の板ばね６，６の一端部が固定される。固定片５は板ばね６の長さを調整できるように固定位置が変更可能である。板ばね６は固定片５から垂直に下方へ伸び、その下端部に略コ字状の慣性部材７がボルトで固定されている。この慣性部材７は、対向片７ａ，７ａの並びが板ばね６の可動方向と直交している。対向片７，７ａの内側面には磁石板８，８が固着されている。この磁石板８，８は並び方向に磁界を形成するように異極面が対峙している。支持杆３の固定板３ｃの四側面には垂直の導体板９がボルト１０で夫々固定されている。導体板９のボルト挿通孔９ａは縦方向の長孔を成し、導体板９の取付け位置を上下に変更自在である。導体板９の上縁部は磁石板８，８間に位置するように配置される。
【０００７】
この磁気式ダンパ１においては、構造物Ｓが水平方向に振動すると、吸振要素４における慣性部材７の慣性により板ばね６が固定板５への固定端を中心に振り子式に振動する。このため、構造物Ｓと一体に固定された導体板９に対して、板ばね６と一体に振動する磁石板８が相対的に変位する。従って、移動する磁石板８，８間の磁束が導体板９に鎖交するので、うず電流が励起され、振動の速度に比例した反力が減衰力として働き、またうず電流損が生じて振動エネルギを消費し、振動が減衰する。この磁気式ダンパ１では、板ばね６の可動範囲相当の長さを有する導体板９が支持杆３に固定され、導体板９に比較して非常に小さい磁石板８が移動する構造であるため、可動部の最大振幅時において、板ばね６の外側に張り出すスペースを最小限に止めることができる。四つの吸振要素４には、構造物Ｓの振動の各方向成分が夫々作用するので、この磁気式ダンパ１は構造物Ｓの水平方向のあらゆる振動に対応する。吸振要素４は導体板９が固定され、磁石板８が移動する構造であるため、磁石板８以外による周辺の磁界の影響を受けず、予め最適に設定した減衰比にずれが生じない。
なお、制振対象の構造物Ｓの振動特性に応じて有効な制振効果を得るために、吸振要素４の振動減衰特性を決定する要素である固有振動数や減衰比は最適なものに調整する必要がある。この固有振動数は板ばね６の長さを変更することで調整され、減衰比は磁石板８，８の間隔、磁石板８の大きさや数、複数の場合はその配置、さらには導体板９の厚さを変更することにより調整される。
【０００８】
上記実施形態においては、磁気式ダンパ１を塔状構造物Ｓに設置するに当たり、支持杆３の取付け台座３ａをボルトにて塔状構造物Ｓの上端に固定したが、これに代えて、図６に示すように、半円弧状の二つのバンド片１１ａから成る締止め部材１１で構成することができる。一方のバンド片１１ａは支持台３ｂの下面に固着されている。そして、一方のバンド片１１ａの両端部に他方のそれを突き合わせて構造物Ｓを挟み付けるようにボルトで締め止める。
【００１０】
【発明の効果】
以上のように、第１の発明は、塔状構造物Ｓのような制振対象に直接又は間接に一対の対向する板ばね６，６の基端部を固定し、この板ばね６，６の自由端部に慣性部材７を設け、また板ばね６，６の自由端部にその可動方向と直交するように相対向する一対の磁石板８，８を固定して相互間に並び方向の磁界を形成し、この磁界を横切るように磁石板６，６間にその可動方向に沿うように配置した導体板９を制振対象に直接又は間接に固定して板ばね振動型磁気式ダンパ１を構成したため、制振対象の振動により磁石板８が導体板９に沿って移動するので、板ばね６の最大振幅時の外側への余分な張り出しを短縮することができ、全体を小型化することができるし、外部磁界により減衰比が影響されることがなく、最適値に調整した状態が維持される。
さらに、第２の発明においては、制振対象の周囲に複数の吸振要素４を設け、この吸振要素４には、基端部を制振対象に固定部材３を介して夫々固定した対向する一対の板ばね６，６と、この板ばね６，６の自由端部に設けた慣性部材７と、板ばね６，６の自由端部にその可動方向と直交するように相対向して固定し、相互間に並び方向の磁界を形成する一対の磁石板８，８と、制振対象に固定部材３を介して固定し、磁界を横切るように磁石板８，８間にその可動方向に沿って配置した導体板９とを具備させて板ばね振動型磁気式ダンパ１を構成したため、複数の吸振要素４が振動成分毎に振動を減衰させるので、あらゆる方向の振動に対して制振効果を得ることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る磁気式ダンパの設置状態の正面図である。
【図２】磁気式ダンパの斜視図である。
【図３】磁気式ダンパの正面図である。
【図４】磁気式ダンパの平面図である。
【図５】磁気式ダンパの底面図である。
【図６】他の実施形態に係る固定部材の斜視図である。
【符号の説明】
１ 磁気式ダンパ
３ 支持杆
３ｂ 支持天板
３ｃ 固定板
５ 取付け片
６ 板ばね
７ 慣性部材
７a 対向片
８ 磁石板
９ 導体板
Ｓ 塔状構造物（制振対象）

Claims (2)

1. 軸線方向一端側において、塔状または柱状の制振対象の先端部に固定される支持杆と、
   この支持杆の軸線方向他端側に、軸線軸周りに相互直行方向に四方へ延出するように固定される 4 つの取付け片と、
   これら各取付け片の延出方向に沿う対向面にそれぞれ一端が固定され、前記支持杆の軸線方向に互いに平行に伸びる一対の板ばねと、
   これら各一対の板ばねの他端部間にそれぞれ固定される慣性部材と、
   これら各慣性部材に、一対の対向片を介して前記板ばねの可動方向と直交するように相対向してそれぞれ固定され、相互間に並び方向の磁界を形成する各一対の磁石板と、
   前記磁界を横切るように前記各一対の磁石板間に、その可動方向に沿うようにそれぞれ配置され、前記支持杆に固定される４つの導体板と、を具備することを特徴とする板ばね振動型磁気式ダンパ。
2. 軸線方向一端側において、塔状または柱状の制振対象の先端部に固定される支持杆と、
   この支持杆の軸線方向他端側に、軸線直交方向に固定される支持天板と、
   前記支持杆の中間部に、中心に支持杆を貫通させるように、軸線直交方向に固定される方形の固定板と、
   基端側において前記支持天板上にそれぞれ固定され、前記支持杆の軸周りに相互に９０°に間隔を置いて、支持杆の軸線直交方向にそれぞれ延出する４つの取付け片と、
   これら各取付け片の延出方向に沿う対向側面にそれぞれ一端が固定され、前記支持杆の軸線方向に互いに平行に伸びる一対の板ばねと、
   これら各一対の板ばねの他端部間にそれぞれ固定される慣性部材と、
   これら各慣性部材に、一対の対向片を介して前記板ばねの可動方向と直交するように相対向してそれぞれ固定され、相互間に並び方向の磁界を形成する各一対の磁石板と、
   これら各一対の磁石板間に、その可動方向に沿い、前記磁界を横切るように前記固定板の周囲４側面にそれぞれ固定される導体板と、を具備することを特徴とする板ばね振動型磁気式ダンパ。

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