JP2002174290A - 配管の振動低減構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 第１の主たる目的は、錘の軽量化を図ること
ができ、かつ、複数の共振周波数を有する振動に対して
も制振効果がある配管の振動低減構造を提供すること。
また、第２の目的としては、構造が簡単で取り付けスペ
ースが小さく、かつ、外部からの水や塵芥の侵入に耐え
られる安価な配管の振動低減構造を提供することを目的
とする。 【解決手段】 配管１の外表面に対し隙間を有して環状
の錘３を取り付け、かつ、前記配管１に前記錘３を覆う
カバー５を設けたことを特徴とする配管の振動低減構造
を解決手段とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両などにおける
エンジンへの燃料供給配管や油圧ブレーキへの油供給配
管等で発生する振動を低減するための制振装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車などの車両においては、エンジン
の駆動や走行などによって振動が発生する。この振動が
激しいと、振動がドライバに伝わったり、こもり音が発
生したりしてドライバに不快感を与えるなどの弊害が生
じる。そこで、車両などには、配管の振動を低減するた
めの制振装置として、従来、マスダンパやダイナミック
ダンパ、あるいは制振材などが用いられている。

【０００３】これら従来の配管の制振装置のうち、マス
ダンパとしては、例えば特開平１０−０８２４８２号公
報に開示されており、これを図４(a)に示す。このマス
ダンパ１００は、半円筒形状とした内側板１０２ａ，１
０２ｂに接合用突出片１０３を設けて、前記接合用突出
片１０３同士をボルト１０４で締めつけることにより、
内側板１０２ａ，１０２ｂを振動伝達部材である配管１
０１にクランプ止めできるようになっている。さらに前
記内側板１０２ａ，１０２ｂの外側に外側板１０５ａ，
１０５ｂを配置して固定し、内側板１０２ａ，１０２ｂ
と外側板１０５ａ，１０５ｂとの端部間を図示しない閉
塞板で塞いで部屋１０６を形成している。そして、この
部屋１０６の中に流動物１０７を内蔵させて質量を増加
させ、配管系の質量を変えて配管の固有振動数を変化さ
せて制振するものである。しかし、このマスダンパ１０
０は、充分な振動低減効果を得るためには錘となる流動
物１０７の質量を増す必要があり、配管１０１へ取り付
ける場合の取り付けスペースや取り付け場所が制限され
るという問題や車体重量が増加してしまうという問題が
あった。

【０００４】また、ダイナミックダンパとしては、例え
ば特開平９−１９６０９６号公報に開示されており、こ
れを図４（ｂ）に示す。このダイナミックダンパ２００
は、半割れ状に作られていて、制振対象配管２０１の外
周部で一体化され、中心部に形成された円孔によって同
配管を保持する固定治具２０２、半割れ状に作られて前
記固定治具２０２の外周部において一体化されて円環状
をなす錘２０３、及び上記固定治具２０２と錘２０３と
の間に介装されたゴム製ブロック２０４から主要部が構
成されている。しかし、このダイナミックダンパ２００
は、ゴムのばね定数と錘２０３の質量とにより制振する
ものであるが、制振できる振動周波数が特定されるた
め、複数の共振周波数を有する振動を低減するのには有
効でないという問題があった。また、錘を重くする必要
があるという問題もあった。

【０００５】さらに、制振材としては、例えば特開平８
−２９１８８９号公報に開示されており、これを図４
（ｃ）に示す。この制振材３００は、振動伝達部材であ
る配管３０１に単層または複数層に振動を吸収する吸振
シート材料３０２(比較的比重の高い材料)を貼着したも
のであるが、ある程度広い面積に貼着しないと制振効果
がない上、振動低減作用が温度に依存するので、重量が
嵩むことや温度によって制振効果が低下するという問題
があった。

【０００６】また、車両用の制振装置として、例えば先
の国際出願（ＰＣＴ／ＪＰ９８／０５５３０）では、図
５に示すような制振装置が開示されている。この制振装
置４００は、図５（ａ）乃至（ｃ）に示すような内部空
間を有する樹脂製のハウジング４０１と、ハウジング４
０１の内部空間に非接着で隙間ｓを有する状態に収納さ
れた充填材４０２とから主要部が構成され、振動を低減
する必要のある振動伝達部材４０５に取り付けられる。
前記ハウジング４０１は、略一定の径の円筒状に形成さ
れた本体部４０１ａと、前記本体部４０１ａの外周面よ
り脚状に延出する一対の取り付け座部４０３ｂ，４０３
ｂと、前記本体部４０１の両端に夫々振動溶着により接
合されて開口を封止する栓部材４０４，４０４とから形
成されている。また、前記充填材４０２は、前記振動伝
達部材４０５に固定されるハウジング４０１の内部空間
に隙間ｓを有して非接着状態で挿入され、少なくとも一
部弾性体からなるように構成されている。ここで、ハウ
ジング４０１と充填材４０２の間の隙間ｓは極めて狭い
ものである。しかしながら、このように構成される制振
装置４００は、 （１）それ自体配管の制振装置として適用できるもので
はなく、又、配管に取り付けるとなるとハウジング４０
１と充填材４０２の数が増えてしまい制振装置がコスト
高になるという問題があった。 （２）また、ハウジング４０１内に一度水や塵芥が侵入
してしまうと、滑り摩擦や衝突による振動エネルギーの
損失効果が低減してしまうことや寒冷時に水が凍結して
ハウジング４０１そのものを破壊するという問題があっ
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記課題を
解決するためになされたものであって、第１の主たる目
的は、錘の軽量化を図ることができ、かつ、複数の共振
周波数を有する振動に対しても制振効果がある配管の振
動低減構造を提供することを目的にする。また、第２の
目的としては、構造が簡単で取り付けスペースが小さ
く、かつ、外部からの水や塵芥の侵入に耐えられる安価
な配管の振動低減構造を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の請求項１に係る配管の振動低減構造の発明は、配管の
外表面に対し隙間を有して環状の錘を取り付けたことを
特徴とするものである。

【０００９】請求項１の発明によると、従来のダイナミ
ックダンパは、ゴムのばね定数と錘の質量とにより制振
するためどうしても大きさが大きくなってしまうので、
振動低減が必要な部所へ制振装置を取り付けるのが困難
であったが、本発明の配管の振動低減構造は、配管の外
表面に対し隙間を有して環状の錘を取り付けたことによ
り、 （１）錘を配管の外表面と衝突させて振動エネルギーを
滑り摩擦や衝突に伴うエネルギーとして損失させるの
で、従来のダイナミックダンパよりも制振装置の大きさ
を小さくすることができる。従って、取り付けスペース
の制限を特に受けることなく制振装置の取り付けを簡単
に行うことができる。 （２）また、振動エネルギーを滑り摩擦や衝突に伴うエ
ネルギーとして損失させて制振するので、制振効果に対
する温度の影響を少なくすることができる。 （３）さらに、市販の環状の錘を使用することができる
ので省コスト化が図れる。 （４）また、配管の外表面に密接するように錘を設けた
場合よりも隙間を設けるようにした方が衝突によって失
う振動エネルギーを大きくすることができるので、制振
装置を配管に取り付けるときの取り付けスペースを従来
のダイナミックダンパよりも小さくすることができる。

【００１０】請求項２に係る配管の振動低減の構造の発
明は、前記配管が、前記錘を覆うカバーが取り付けられ
た請求項１に記載の配管の振動低減構造である。

【００１１】請求項２の発明によると、配管に錘を覆う
カバーを設けたことにより、外部から水や塵芥が前記錘
と前記配管の間に侵入するのを防止することができる。
従って、車両の床下等水や塵芥が多い場所の配管におい
ても制振機能を維持することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明に係る配管の振動低減構造
を車両の燃料供給系又は油圧供給系に使用する場合の実
施形態について図１を参照して説明する。図１（ａ）
は、本発明に係る配管の振動低減構造の第１実施形態を
示す正断面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面
図である。尚、第１実施形態の配管の振動低減構造は、
車両の車室外にある配管の振動を低減する場合に使用さ
れる。

【００１３】本発明に係る第１実施形態の配管の振動低
減構造は、図１（ａ）及び図１(ｂ)に示すように、内部
に流体が流れる配管１と、前記配管１を径方向に膨らま
せて設けた係止部２，２と、前記係止部２，２の間の配
管の外表面に対し隙間を有して取り付けられる環状の錘
３と、前記錘３の外側を囲繞し、前記配管１の外表面に
Ｏリング４を介して装着されるカバー５と、から主要部
が構成される。

【００１４】配管１は、気体、液体、固体、プラズマ等
の流体が流れる管であり、形状は一般には円形が好まし
いが、管であれば多角形等他の形状であってもよい。

【００１５】係止部２，２は、配管１の外周面に形成さ
れる２つの突起部２ａ，２ａとその間に設けられる１つ
の凹部２ｂとから形成される。係止部２，２を設けるこ
とにより、錘３が軸方向へ外れるのを阻止することがで
きる。尚、係止部２，２は、図１では、２つしか示して
いないが、必要に応じて配管１の外表面に複数個所設け
てもよい。また、係止部２，２は、配管１とは別の部品
を配管１に固定して形成するようにしても良い。又、他
の係止部２，２としては、配管１の近くに配設された車
体の突起物により、配管１の外周面と隙間を有して設け
られた環状の錘３を、軸方向の両側から隙間を有して挟
みこむようにして形成してもよい。

【００１６】錘３は、形状が環状をなしており、通常、
金属（例えば鉄）から構成される。金属としては、鉄よ
りも比重の大きい鉛等を使用すれば取り付けスペースの
省スペース化を図ることができる。錘３は、配管１の外
周面と隙間ｓｐ１を有して取り付けられる。軸方向の両
端は、配管１の突起部２ａ，２ａに係止される。また、
配管１を伝わってくる振動エネルギーが錘３に伝達し
て、錘３が静止している状態から振動している状態とな
り、配管１の外表面と錘３とが径方向に衝突したときに
騒音や異音の発生が強い場合は、必要に応じて錘３の表
面に緩衝部材(例えばゴム)等の表面処理を行うこともで
きる。錘３を配管１に取り付ける場合は、図２（ｂ）に
示すように、径方向に２つ割れとした環状の錘３の両端
部を螺子で螺着して配管１に固設する。錘３は、図１で
は１つしか示していないが、必要に応じて複数個設けて
も良い。

【００１７】Ｏリング４は、カバー５を配管１に装着す
るときに、カバー５内に外部から水や塵芥が侵入しない
ように、Ｏリング用の溝５ａに嵌装してシールするため
のものである。Ｏリング４の材質は、主として耐油性が
要求される場所に対してはニトリルゴムが使用される。
また、主として耐熱性及び耐寒性が要求される場所に対
してはシリコンゴムが使用される。さらに耐油性、耐熱
性のほかに耐薬品性が強く要求される場所に対してはフ
ッ素ゴムが使用される。

【００１８】カバー５は、錘３全体を外部から覆ってそ
の内部に収納するためのものであり、錘３に外部から落
下物等の物があたるのを保護するために設けられる。カ
バー５は、全体が配管１の軸の径方向に２つ割れした円
筒の形状をしている。尚、カバー５の両端部には、Ｏリ
ング４を嵌装するＯリング用の溝５ａと、配管１とカバ
ー５とを確実に螺子６で固定するためのフランジ部７と
が設けられている。カバー５の材質としては、耐衝撃性
の大きいポリプロピレン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリカ
ーボネート樹脂等のプラスチック材料を使用するのが車
両の軽量化のためと確実に制振装置を配管１に取り付け
る上で好ましい。

【００１９】このように構成される第１実施形態の配管
の振動低減構造の作用について図１を参照して説明す
る。 （１）最初、配管１に振動が伝達されてくる。振動エネ
ルギーが小さい場合は、環状の錘３が重いので、マスダ
ンパと同様な作用により配管１の共振周波数を変更させ
て制振することができる。このとき錘３は、見かけ上静
止している。 （２）次に、振動エネルギーが大きくなると錘３が配管
の外周部で静止状態から運動状態へと変化し、激しく振
動しながら配管１の外表面と衝突を開始する。 （３）このとき、錘３が配管１の外表面と衝突を繰り返
すので、配管１を伝わってくる振動エネルギーを滑り摩
擦や衝突に伴うエネルギーとして損失させることができ
振動を低減させることができる。従って、従来のダイナ
ミックダンパのようにゴムのばね定数と錘の質量とによ
って制振する制振装置に較べて、本発明による制振装置
は大きさを小さくすることができる。 その結果、振動を低減することが必要な配管部所におけ
る制振装置の取り付け作業が、取り付けスペースの制限
を特に受けることなく簡単に行うことができる。

【００２０】次に、本発明に係る配管の振動低減構造の
第２実施形態について図２を参照して説明する。図２
（ａ）は、本発明に係る配管の振動低減構造の第２実施
形態を示す正断面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−
Ｂ断面図である。尚、第２実施形態の配管の振動低減構
造は、車両の車室内にある配管の振動を低減する場合に
使用される。また、第２実施形態の配管の振動低減構造
は、第１実施形態の配管の振動低減構造のカバーを取り
外しただけの構造をしている。従って、図２では第１実
施形態の配管の振動低減構造と同一の部材については同
一の符号を付して示してある。

【００２１】本発明に係る第２実施形態の配管の振動低
減構造は、図２（ａ）及び図２(ｂ)に示すように、内部
に流体が流れる配管１と、前記配管１を径方向に膨らま
せて設けた係止部２，２と、前記係止部２，２の間の配
管の外表面に対し隙間を有して取り付けられる環状の錘
３と、から主要部が構成される。尚、第２実施形態の配
管の振動低減構造の構成は、第１実施形態の配管の振動
低減構造とはカバーを取り外した点以外は同じ構成なの
で、各構成要素の詳細な説明は省略する。

【００２２】このように構成される第２実施形態の配管
の振動低減構造の作用について図２を参照して説明す
る。 （１）最初、配管１に振動が伝達されてくる。振動エネ
ルギーが小さい場合は、環状の錘３が重いので、マスダ
ンパと同様な作用により配管１の共振周波数を変更させ
て制振することができる。このとき錘３は、見かけ上静
止している。 （２）次に、振動エネルギーが大きくなると錘３が配管
の外周部で静止状態から運動状態へと変化し、激しく振
動しながら管１の外表面と衝突を開始する。 （３）このとき、錘３が配管１の外表面と繰り返し衝突
するので、配管１を伝わってくる振動エネルギーを滑り
摩擦や衝突に伴うエネルギーとして損失させることがで
きる。従って、従来のダイナミックダンパのようにゴム
のばね定数と錘の質量とによって制振する制振装置に較
べて、本発明の制振装置は大きさを小さくすることがで
きる。 その結果、振動を低減することが必要な配管部所におけ
る制振装置の取り付け作業をみると、従来の制振装置
は、大型であったので取り付けスペースの制限を受ける
ことが多かったが、本発明による制振装置は、小型にな
ったので取り付けスペースの制限を特に受けることもな
く、しかも取り付け作業を簡単に行うことができる。ま
た、前記した構造とすることにより、第１実施形態の配
管の振動低減構造よりも部品点数が少なくなるので、省
コスト化・省スペース化が図れる。

【００２３】次に、本発明に係る配管の振動低減構造の
第３実施形態について図３を参照して説明する。図３
（ａ）は、本発明に係る配管の振動低減構造の第３実施
形態を示す正断面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＣ−
Ｃ断面図である。尚、第３実施形態の配管の振動低減構
造は、車両の車室内にある配管の振動を低減する場合に
使用される。

【００２４】第３実施形態の配管の振動低減構造は、図
３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、内部に流体が流
れる配管１０と、前記配管１０の外周面に沿って設けら
れる円盤状の鍔部１１ａ，１１ａと、前記鍔部１１ａ，
１１ａの間に、錘１２，１２を軸の長手方向に挟むよう
にして前記配管１０の外周面に沿って立設され、その軸
方向の端部で錘１２，１２を係止する環状の係止部材１
１ｂ，１１ｂ，…とから形成される係止部１１，１１
と、前記配管１０の外周面との間に隙間を有して設けら
れる環状の錘１２，１２と、から主要部が構成される。

【００２５】配管１０は、気体、液体、固体、プラズマ
等の流体が流れる管であり、形状は円形が好ましいが、
管であれば多角形等他の形状であってもよい。

【００２６】係止部１１，１１は、鍔部１１ａ，１１ａ
とその間の配管１０の外周面に沿って立設される係止部
材１１ｂ，１１ｂ，…とから主要部が構成される。鍔部
１１ａ，１１ａは、第１実施形態及び第２実施形態の突
起部よりも更に錘１２が配管１０の軸方向に外れるのを
確実に防止するために設けた円盤状の突起部である。係
止部材１１ｂ，１１ｂ，…は、緩衝部材（例えばゴム）
から形成され、断面形状が蝋燭の炎のように、元が細く
幅が一度最大幅になった後、先細りとなる形状をしてい
る。配管の長手方向から見た平面の形状は、中心部に配
管１０が貫通する貫通孔を有する円形をしている。係止
部材１１ｂ，１１ｂ，…は、図３では同一径の錘１２，
１２を２個係止しているが、配管１０の振動周波数等の
特性に応じて係止部材１１ｂ，１１ｂ，…の取り付け個
数、径の大きさ、材質等を適宜変更することもできる。

【００２７】錘１２，１２は、形状が環状であり、通
常、金属（例えば鉄）から構成される。金属としては、
鉄よりも比重の大きい鉛等を使用すれば取り付けスペー
スの省スペース化を図ることができる。錘１２，１２
は、配管１０の外周面と隙間ｓｐ２を有して取り付けら
れる。錘１２，１２の軸方向の両端部は、夫々が係止部
材１１ｂ，１１ｂ，…に挟まれて係止される。また、配
管１０を伝わってくる振動エネルギーが錘１２，１２に
伝達され、錘１２，１２が静止している状態から運動し
ている状態と変化し、錘１２，１２が配管１０の外表面
と径方向で衝突を開始する。このときに騒音や異音の発
生が強い場合は、必要に応じて錘１２，１２の表面に緩
衝部材(例えばゴム)等の表面処理を行うこともできる。
錘１２，１２を配管１０に取り付ける場合は、図３
（ｂ）に示すように、径方向に２つ割れとした環状の錘
１２の両端部を螺子１３で螺着し、配管１０の外表面と
隙間ｓｐ２を有して固定する。錘１２，１２は、図３で
は２個しか示していないが、必要に応じて１個又は２個
以上設けても良い。

【００２８】このように構成される第３実施形態の配管
の振動低減構造の作用について図３を参照して説明す
る。 （１）最初に配管１０に振動が伝達されてくる。振動エ
ネルギーが小さい場合は、錘１２，１２が重いので、マ
スダンパと同様な錘１２，１２の作用により配管１０の
共振周波数を変更させて振動を低減させることができ
る。 （２）次に、振動エネルギーが大きくなると錘１２，１
２が配管の外周部で静止した状態から運動した状態へと
変化して振動を開始し、配管１０の外表面で衝突を繰り
返す。 （３）このとき、環状の錘１２，１２は、配管１０の軸
方向に外れようとするが接触している係止部材１１ｂ，
１１ｂ，…に挟まれて係止される。従って、錘１２，１
２の軸の長手方向の遊びを少なくすることができる。そ
の結果、配管１０に伝達される振動エネルギーを主とし
て径方向の衝突に伴うエネルギーとして損失させて振動
を低減させることができる。尚、錘１２，１２は、第３
実施形態では同一形状、同一材質のものを使用している
が、夫々の径の大きさ、材質、隙間ｓｐ２の間隔等を異
なるものに変えて組み合わせることにより複雑な振動を
低減することも可能となる。このように錘１２，１２を
それぞれ配管１０の外表面と衝突させることにより、振
動エネルギーを主として衝突に伴うエネルギーとして損
失させるので、従来のダイナミックダンパのようにゴム
のばね定数と錘の質量とにより制振する場合と比較し
て、本発明による制振装置は大きさを小さくすることが
できる。従って、振動を低減することが必要な配管部所
において、取り付けスペースの制限を特に受けることな
く制振装置を簡単に取り付けることができる。

【００２９】尚、本発明は、以上説明した発明の実施の
形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲を
逸脱しない範囲で適宜変更して実施することが可能であ
る。例えば第１実施形態の配管の振動低減構造は、車両
の車室外だけでなく、工場内の機械の配管などにも適用
できる。また、第２実施形態及び第３実施形態の配管の
振動低減構造は、車両の車室内だけでなく、水や塵芥の
汚染が少ないクリーンルーム内の配管などにも適用でき
る。

【００３０】

【発明の効果】以上の構成と作用からなる本発明によれ
ば、以下の効果を奏する。 （１）請求項１の発明によれば、従来のダイナミックダ
ンパは、ゴムのばね定数と錘の質量とにより制振するた
めどうしても大きさが大きくなってしまうので、振動低
減が必要な部所へ制振装置を取り付けるのが困難であっ
たが、本発明の配管の振動低減構造は、配管の外表面に
対し隙間を有して環状の錘を取り付けたことにより、 （Ａ）錘を配管の外表面と衝突させて振動エネルギーを
滑り摩擦や衝突に伴うエネルギーとして損失させるの
で、従来のダイナミックダンパよりも制振装置の大きさ
を小さくすることができる。従って、取り付けスペース
の制限を特に受けることなく制振装置の取り付けを簡単
に行うことができる。 （Ｂ）また、振動エネルギーを滑り摩擦や衝突に伴うエ
ネルギーとして損失させて制振するので、制振効果に対
する温度の影響を少なくすることができる。 （Ｃ）さらに、市販の環状の錘を使用することができる
ので省コスト化が図れる。 （Ｄ）また、配管の外表面に密接するように錘を設けた
場合よりも隙間を設けるようにした方が衝突によって失
う振動エネルギーを大きくすることができるので、制振
装置を配管に取り付けるときの取り付けスペースを従来
のダイナミックダンパよりも小さくすることができる。 （２）請求項２の発明によれば、配管に錘を覆うカバー
を設けたことにより、外部から水や塵芥が前記錘と前記
配管の間に侵入するのを防止することができる。従っ
て、車両の床下等水や塵芥が多い場所の配管においても
制振機能を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明に係る配管の振動低減構造の第１
実施形態を示す正断面図である。 （ｂ）図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【図２】（ａ）本発明に係る配管の振動低減構造の第２
実施形態を示す縦断面図である。 （ｂ）図２（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

【図３】（ａ）本発明に係る配管の振動低減構造の第３
実施形態を示す縦断面図である。 （ｂ）図３（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。

【図４】（ａ）従来のマスダンパの配管の振動低減構造
を示す側断面図である。 （ｂ）従来のダイナミックダンパの配管の振動低減構造
を示す側断面図である。 （ｃ）従来の制振材の配管の振動低減構造を示す側断面
図である。

【図５】（ａ）従来の車両の制振装置を平面から見たと
きの部分断面図である。 （ｂ）図５（ａ）のＦ−Ｆ断面図である。 （ｃ）図５（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。

【符号の説明】

１ 配管 ２ 係止部 ２ａ 突起部 ２ｂ 凹部 ３ 錘 ４ Ｏリング ５ カバー ５ａ Ｏリング用の溝 ｓｐ１ 隙間

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配管の外表面に対し隙間を有して環状の
   錘を取り付けたことを特徴とする配管の振動低減構造。
2. 【請求項２】 前記配管が、前記錘を覆うカバーが取り
   付けられた請求項１に記載の配管の振動低減構造。