JPH10121779A - ポールの制振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部振動に対して大きな制振効果を得ること
ができるポールの制振装置を提供することにある。 【解決手段】 ポール（１）上半部に取り付けられる制
振装置（１０）であって、この制振装置（１０）が、容
器（２）内に形成された曲線軌道（３）、および、この
曲線軌道（３）上を上記ポール（１）の固有振動数と略
一致するようにころがる物体（４）からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポールの制振装置
に関し、具体的には、電力配電柱、移動電話用受発信
柱、照明柱のようなポールの地震などの振動を抑制する
ポールの制振装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ポールは地震、風、交通振動な
どの外力を受けて振動し、場合によっては塑性変形を生
じたり疲労破壊を生じたりすることがある。そこで、こ
の種の振動を抑制する技術が従来より提案されている。
この種の制振技術は主として２種類に分類することがで
きるものである。

【０００３】すなわち、ポールの重量、形状、剛性を適
宜に設計することによってポールの固有振動数を適正化
する技術と、制振効果を持つ制振装置をポールに取り付
けることによって共振現象を緩和させる技術とがある。
前者の技術としては、例えば、ポールの断面形状（肉
厚、径）をポールの設置場所に応じて設定することが考
えられるが、設置場所ごとにポールの設計値を変えるこ
とになるから実用的ではないものである。したがって、
一般には後者の技術を適用する場合が多いものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、制振装置と
しては、図１０に示すように、ポール（１）の内部に金
属球のような重量体（９）を複数個配置しておき、ポー
ル（１）の振動を重量体（９）同士の衝突に変換し、振
動を吸収するものが考えられている（実開平４−１３１
８０６号公報）。しかしながら、この構成では重量体
（９）が衝突するものであるから、衝突音が生じたり、
重量体（９）に傷が付くなどの不都合があり、これらの
不都合を解消するために別途の対策が必要になるもので
ある。

【０００５】また、図１１に示すように、ポール（１）
の内部にシリコンオイル、水、砂、砂鉄のような流動性
物質（８）を封入した容器（２）を設け、この容器
（２）をポール（１）に結合することによってポール
（１）の振動を抑制するものも考えられている（実開平
２−６８３５号公報）。この構成は、強風時に生じるカ
ルマン渦による振動を低減させることを主な目的として
粘性減衰を付加したものであるから、地震による振動の
ような不規則で振幅の大きい外部振動によって生じるポ
ール（１）の振動（第１次の振動モードが卓越した大き
な揺れになる。地震応答）を十分に抑制するという効果
は期待できないものである。

【０００６】本発明は、上記事由に鑑みて為されたもの
であり、その目的は、従来技術では十分に抑制すること
のできない外部振動、とくに地震による外部振動に対し
て大きな制振効果を得ることができるポールの制振装置
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
ポールの制振装置は、ポール（１）上半部に取り付けら
れる制振装置（１０）であって、この制振装置（１０）
が、容器（２）内に形成された曲線軌道（３）、およ
び、この曲線軌道（３）上を上記ポール（１）の固有振
動数と略一致するようにころがる物体（４）からなるこ
とを特徴とする。

【０００８】本発明の請求項２に係るポールの制振装置
は、上記物体（４）が、円形状であることを特徴とす
る。

【０００９】本発明の請求項３に係るポールの制振装置
は、上記物体（４）が、球形状であることを特徴とす
る。

【００１０】本発明の請求項４に係るポールの制振装置
は、上記物体（４）と同一形状のものを複数個設けたこ
とを特徴とする。

【００１１】本発明の請求項５に係るポールの制振装置
は、上記容器（２）内に粘性を有する液体（７）が充填
されていることを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施形態に係る図
面に基いて詳しくに説明する。

【００１３】図１の（ａ）は、本発明の一実施形態に係
るポールの制振装置を示した正面図であり、図１の
（ｂ）は、同上に用いられる容器の断面図である。図２
は、図１のポールの制振装置の性能を示す周波数振幅応
答のグラフ図である。図３は、図１のポールの制振装置
の性能を示す自由時間応答のグラフ図であり、（ａ）
は、制振装置なしの場合であり、（ｂ）は、制振装置あ
りの場合である。図４の（ａ）は、本発明の他の一実施
形態に係るポールの制振装置を示した正面図であり、図
４の（ｂ）は、同上に用いられる容器の断面図である。
図５は、図４のポールの制振装置の性能を示す周波数振
幅応答のグラフ図である。図６は、図４のポールの制振
装置の性能を示す自由時間応答のグラフ図であり、
（ａ）は、制振装置なしの場合であり、（ｂ）は、制振
装置ありの場合である。図７の（ａ）は、本発明のさら
に他の一実施形態に係るポールの制振装置を示した正面
図であり、図７の（ｂ）は、同上に用いられる容器の断
面図である。図８は、図７のポールの制振装置の性能を
示す周波数振幅応答のグラフ図である。図９は、図７の
ポールの制振装置の性能を示す自由時間応答のグラフ図
であり、（ａ）は、制振装置なしの場合であり、（ｂ）
は、制振装置ありの場合である。

【００１４】本発明のポールの制振装置は、図１に示す
ごとく、ポール（１）上半部に取り付けられる制振装置
（１０）であって、この制振装置（１０）が、容器
（２）内に形成された曲線軌道（３）、および、この曲
線軌道（３）上を上記ポール（１）の固有振動数と略一
致するようにころがる物体（４）からなっているもので
ある。

【００１５】すなわち、このような構成をとることで、
これは、ポール（１）の振動周期と同一周期で、かつ４
分の１周期だけ位相がずれたタイミングにて物体（４）
がころがることにより、ポール（１）の振動抑制ができ
るものである。

【００１６】上記物体（４）としては、上記ポール
（１）の固有振動数と略一致するようにころがるもので
あれば、どのようなものであってもかまわないものであ
る。

【００１７】特に、上記物体（４）が、円形状である
と、ある一水平方向に対して滑らかに同物体（４）がこ
ろがり、ポール（１）の振動抑制をより一層確実に行う
ことができ、耐震強度をより一層確実に向上させること
ができるものである。

【００１８】さらに、上記物体（４）が、球形状である
と、あらゆる水平方向に対して滑らかに同物体（４）が
ころがり、ポール（１）の振動抑制をさらにより一層確
実に行うことができ、耐震強度をさらにより一層確実に
向上させることができるものである。

【００１９】上述の場合、ポール（１）の振動条件は、
等価質量６．６ｋｇ、ポール（１）の曲げに対する剛性
１６４０Ｎ／ｍであり、実験によると、ポール（１）の
固有振動数は２．５Ｈｚとなるものである。

【００２０】一方、制振装置（１０）は、φ１４６ｍｍ
なる内径の円筒の容器（２）において、底面部を半球状
にし、φ６０ｍｍなる直径、質量０．８８ｋｇの鋼球を
入れると、この条件における鋼球のころがりの周波数
は、約２．０Ｈｚとなるものである。

【００２１】図２には、図１に示された制振装置（１
０）がない場合の周波数応答を○印で示して、Ａ線で繋
ぎ、図１に示された制振装置（１０）がある場合の周波
数応答を□印で示して、Ｂ線で繋いだものである。

【００２２】図２によって明らかなように、図１に示さ
れた制振装置（１０）を用いた場合に振幅がごく小さく
なり、容器（２）内に曲線軌道（３）を形成して、この
曲線軌道（３）上でポール（１）の固有振動数と略一致
したころがりをする物体（４）からなる制振装置（１
０）を用いると、外部振動に対して大きな制振効果を得
ることができるものであるといえる。

【００２３】さらに、ポール（１）の上端部に外力を作
用させて初期変位を与えた後に、外力を除去した場合の
ポール（１）の振動に関する実験結果を図３に示す。図
３の（ａ）は、図１に示された制振装置（１０）を設け
ない場合、図３の（ｂ）は、図１に示された制振装置
（１０）を設けた場合の結果を示すものである。この図
３の（ａ）と（ｂ）とを比較すれば明らかなように、図
１に示された制振装置（１０）を設けることによって、
ポール（１）の振動を急速に減衰させることができるも
のであるといえる。

【００２４】また、本発明のポールの制振装置は、図４
に示すごとく、上記物体（４）と同一形状のものを複数
個設けているものである。

【００２５】すなわち、これは、複数個の同一形状の物
体（４）が曲線軌道（３）上でころがることにより、物
体（４）どうしの間でそれぞれころがり接触による摩擦
が発生し、この摩擦により、制振装置（１０）としては
減衰が付加されたのと同等の形になり、ポール（１）の
揺れに対して減衰時間をさらに短縮させて、結果的に
は、ポール（１）の振動抑制をより一層確実に行うこと
ができ、耐震強度をより一層確実に向上させることがで
きるものとなる。

【００２６】図４に示すごとく、図１に示すものと同様
のポール（１）に対して、制振装置（１０）は、φ９６
ｍｍなる内径の円筒の容器（２）において、底面部を半
球状にし、φ３０ｍｍなる直径、質量０．１１ｋｇの鋼
球を三個入れると、この条件における鋼球のころがりの
周波数は、約２．３Ｈｚとなるものである。

【００２７】図５には、図４に示された制振装置（１
０）がない場合の周波数応答を○印で示して、Ａ線で繋
ぎ、図４に示された制振装置（１０）がある場合の周波
数応答を□印で示して、Ｂ線で繋いだものである。

【００２８】図５によって明らかなように、図４に示さ
れた制振装置（１０）を用いた場合に振幅がごく小さく
なり、容器（２）内に曲線軌道（３）を形成して、この
曲線軌道（３）上でポール（１）の固有振動数と略一致
したころがりをする複数個の物体（４）からなる制振装
置（１０）を用いると、外部振動に対して大きな制振効
果を得ることができるものであるといえる。

【００２９】そして、ポール（１）の上端部に外力を作
用させて初期変位を与えた後に、外力を除去した場合の
ポール（１）の振動に関する実験結果を図６に示す。図
６の（ａ）は、図４に示された制振装置（１０）を設け
ない場合、図６の（ｂ）は、図４に示された制振装置
（１０）を設けた場合の結果を示すものである。この図
６の（ａ）と（ｂ）とを比較すれば明らかなように、図
４に示された制振装置（１０）を設けることによって、
ポール（１）の振動を急速に減衰させることができるも
のであるといえる。

【００３０】さらに、本発明のポールの制振装置は、図
７に示すごとく、上記容器（２）内に粘性を有する液体
（７）が充填されているものである。

【００３１】すなわち、これは、粘性を有する液体
（７）が物体（４）に対して、抵抗として働き、この抵
抗により、制振装置（１０）としては減衰が付加された
のと同等の形になり、ポール（１）の揺れに対して減衰
時間をさらに短縮させて、結果的には、ポール（１）の
振動抑制をより一層確実に行うことができ、耐震強度を
より一層確実に向上させることができるものとなる。

【００３２】図７に示すごとく、図１に示すものと同様
のポール（１）に対して、制振装置（１０）は、φ１４
６ｍｍなる内径の円筒の容器（２）において、底面部を
半球状にし、φ６０ｍｍなる直径、質量０．８８ｋｇの
鋼球を入れ、さらに、動粘度１０００ｃＳｔのシリコン
粘性流体の液体（７）を液面高さ６０ｍｍまで充填する
ように入れると、この条件における鋼球のころがりの周
波数は、約２．０Ｈｚとなるものである。

【００３３】図８には、図７に示された制振装置（１
０）がない場合の周波数応答を○印で示して、Ａ線で繋
ぎ、図７に示された制振装置（１０）がある場合の周波
数応答を□印で示して、Ｂ線で繋いだものである。

【００３４】図８によって明らかなように、図７に示さ
れた制振装置（１０）を用いた場合に振幅がごく小さく
なり、粘性を有する液体（７）が充填されている容器
（２）内に曲線軌道（３）を形成して、この曲線軌道
（３）上でポール（１）の固有振動数と略一致したころ
がりをする物体（４）からなる制振装置（１０）を用い
ると、外部振動に対して大きな制振効果を得ることがで
きるものであるといえる。

【００３５】そして、ポール（１）の上端部に外力を作
用させて初期変位を与えた後に、外力を除去した場合の
ポール（１）の振動に関する実験結果を図９に示す。図
９の（ａ）は、図７に示された制振装置（１０）を設け
ない場合、図９の（ｂ）は、図７に示された制振装置
（１０）を設けた場合の結果を示すものである。この図
９の（ａ）と（ｂ）とを比較すれば明らかなように、図
７に示された制振装置（１０）を設けることによって、
ポール（１）の振動を急速に減衰させることができるも
のであるといえる。

【００３６】

【発明の効果】本発明の請求項１に係るポールの制振装
置によると、容器（２）内に曲線軌道（３）を形成し
て、この曲線軌道（３）上でポール（１）の固有振動数
と略一致したころがりをする物体（４）からなる制振装
置（１０）を設けたことによって、振動を抑制すること
ができ、耐震強度が向上するものとなる。

【００３７】すなわち、本発明は、外部振動に対して大
きな制振効果を得ることができるものである。

【００３８】本発明の請求項２に係るポールの制振装置
によると、請求項１記載の場合に加えて、ある一水平方
向に対して滑らかに同物体（４）がころがり、ポール
（１）の振動抑制をより一層確実に行うことができ、耐
震強度をより一層確実に向上させることができるもので
ある。

【００３９】本発明の請求項３に係るポールの制振装置
によると、請求項１記載の場合に加えて、あらゆる水平
方向に対して滑らかに同物体（４）がころがり、ポール
（１）の振動抑制をさらにより一層確実に行うことがで
き、耐震強度をさらにより一層確実に向上させることが
できるものである。

【００４０】本発明の請求項４に係るポールの制振装置
によると、請求項１ないし請求項３何れか記載の場合に
加えて、複数個の同一形状の物体（４）が曲線軌道
（３）上でころがることにより、物体（４）どうしの間
でそれぞれころがり接触による摩擦が発生し、この摩擦
により、制振装置（１０）としては減衰が付加されたの
と同等の形になり、ポール（１）の揺れに対して減衰時
間をさらに短縮させて、結果的には、ポール（１）の振
動抑制をより一層確実に行うことができ、耐震強度をよ
り一層確実に向上させることができるものとなる。

【００４１】本発明の請求項５に係るポールの制振装置
によると、請求項１ないし請求項４何れか記載の場合に
加えて、粘性を有する液体（７）が物体（４）に対し
て、抵抗として働き、この抵抗により、制振装置（１
０）としては減衰が付加されたのと同等の形になり、ポ
ール（１）の揺れに対して減衰時間をさらに短縮させ
て、結果的には、ポール（１）の振動抑制をより一層確
実に行うことができ、耐震強度をより一層確実に向上さ
せることができるものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態に係るポールの
制振装置を示した正面図であり、（ｂ）は、同上に用い
られる容器の断面図である。

【図２】図１のポールの制振装置の性能を示す周波数振
幅応答のグラフ図である。

【図３】図１のポールの制振装置の性能を示す自由時間
応答のグラフ図であり、（ａ）は、制振装置なしの場合
であり、（ｂ）は、制振装置ありの場合である。

【図４】（ａ）は、本発明の他の一実施形態に係るポー
ルの制振装置を示した正面図であり、（ｂ）は、同上に
用いられる容器の断面図である。

【図５】図４のポールの制振装置の性能を示す周波数振
幅応答のグラフ図である。

【図６】図４のポールの制振装置の性能を示す自由時間
応答のグラフ図であり、（ａ）は、制振装置なしの場合
であり、（ｂ）は、制振装置ありの場合である。

【図７】（ａ）は、本発明のさらに他の一実施形態に係
るポールの制振装置を示した正面図であり、（ｂ）は、
同上に用いられる容器の断面図である。

【図８】図７のポールの制振装置の性能を示す周波数振
幅応答のグラフ図である。

【図９】図７のポールの制振装置の性能を示す自由時間
応答のグラフ図であり、（ａ）は、制振装置なしの場合
であり、（ｂ）は、制振装置ありの場合である。

【図１０】従来例に係るポールの制振装置を示す水平断
面図である。

【図１１】他の従来例に係るポールの制振装置を示し、
（ａ）は、要部の縦断面図であり、（ｂ）は、要部の水
平断面図であり、（ｃ）は、同上に用いられる流動性物
質を封入した容器の断面図である。

【符号の説明】

１ ポール ２ 容器 ３ 曲線軌道 ４ 物体 ７ 液体 １０ 制振装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥平 有三 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 辻本 郁夫 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポール上半部に取り付けられる制振装置
   であって、この制振装置が、容器内に形成された曲線軌
   道、および、この曲線軌道上を上記ポールの固有振動数
   と略一致するようにころがる物体からなることを特徴と
   するポールの制振装置。
2. 【請求項２】 上記物体が、円形状であることを特徴と
   する請求項１記載のポールの制振装置。
3. 【請求項３】 上記物体が、球形状であることを特徴と
   する請求項１記載のポールの制振装置。
4. 【請求項４】 上記物体と同一形状のものを複数個設け
   たことを特徴とする請求項１ないし請求項３何れか記載
   のポールの制振装置。
5. 【請求項５】 上記容器内に粘性を有する液体が充填さ
   れていることを特徴とする請求項１ないし請求項４何れ
   か記載のポールの制振装置。