JP2005181481A - 騒音低減装置 - Google Patents

Abstract

【課題】主としてジェットポンプを起振源とする騒音に対して有効なウォータービークル用の騒音低減装置を提供する。
【解決手段】ジェットポンプ２０により吸入した水を加圧、加速してジェットノズル３０より後方に噴射し、推力を得るように成したウォータービークル１０の騒音低減装置３８を、ジェットポンプ２０に取り付けられて一体変位する剛性のハウジング４４と、ハウジング４４に対して振動方向に遊動状態に設けられ振動時にハウジング４４に衝突するマス部材４８と、ハウジング４４とマス部材４８との間に形成されマス部材４８を振動方向に遊動させるための隙間と、マス部材４８の表面に形成された弾性体５０とを有するように構成する。
【選択図】 図２

Description

この発明はジェットポンプにより吸入した水を加圧、加速してジェットノズルより後方に噴射し、推力を得るように成したウォータービークルの騒音低減装置に関する。

近年、ジェットポンプにより吸入した水を加圧、加速してジェットノズルより後方に噴射し、推力を得るように成したウォータービークルがレジャー用その他として広く用いられるようになって来ている。
このウォータービークルの問題点の１つとして、走行時に騒音を発生する問題が指摘されている。

そこでウォータービークルの起振源となるエンジンを、マウントラバーを有するエンジンマウントで弾性支持するように成したものが下記特許文献１に開示されている。
ウォータービークルは前述したようにジェットポンプにより吸入した水を加圧、加速してジェットノズルより後方に噴射し推力を得るものであり、このジェットポンプもまた起振源となり得るものであって、ここからの振動が船体、特に甲板に伝達されて船体がスピーカの役目をし、騒音を発生させることが考えられている。

しかしながら従来このジェットポンプを起振源とした騒音発生に対しては特に対策が施されておらず、また提案もなされていないのが実情である。

特開２０００−２５５４９１号公報

本発明は以上のような事情を背景とし、主としてジェットポンプを起振源とする騒音に対して有効（他を起振源とする騒音に対しても有効）なウォータービークル用の騒音低減装置を提供することを目的としてなされたものである。

而して請求項１のものは、ジェットポンプにより吸入した水を加圧、加速してジェットノズルより後方に噴射し、推力を得るように成したウォータービークルの騒音低減装置であって、前記ウォータービークルにおける振動部に取り付けられて該振動部と一体変位する剛性の当り部と、該当り部に対して振動方向に遊動状態に設けられ、振動時に該当り部に衝突するマス部材と、該当り部とマス部材との間に形成され、該マス部材を該振動方向に遊動させるための隙間と、それら当り部とマス部材との少なくとも一方の当り面に形成された弾性体とを有していることを特徴とする。

請求項２のものは、請求項１において、前記騒音低減装置が内側に遊動室を有する剛性のハウジングを有していて、該ハウジングが前記当り部を構成しており、該ハウジング内の遊動室内に前記マス部材が遊動状態に収容されていることを特徴とする。

請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、起振源となる前記ジェットポンプに取り付けられて該ジェットポンプの振動を抑制するように成してあることを特徴とする。

請求項４のものは、請求項３において、前記ジェットポンプの船体への固定部に取り付けられて該ジェットポンプの振動を抑制するように成してあることを特徴とする。

請求項５のものは、請求項４において、前記ジェットポンプを前記固定部において前記船体に固定する固定孔を用いて該ジェットポンプに取り付けられていることを特徴とする。

請求項６のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記ジェットポンプからの振動の伝達先である船体の甲板に取り付けられて該甲板の振動を抑制するように成してあることを特徴とする。

発明の作用・効果

以上のように請求項１の発明は、ウォータービークルにおける振動部に取り付けられてこれと一体変位する剛性の当り部と、その当り部に対して振動方向に遊動状態に設けられたマス部材と、それらの間に形成された隙間と、更に当り部とマス部材との間に介在する弾性体とを有する騒音低減装置をウォータービークルに装着し、以ってウォータビークルにおける振動部の振動を抑制するようになしたものである。

この騒音低減装置は次のように働く。
即ちこの騒音低減装置の場合、ウォータービークルにおける振動部が振動を始めるとこれと一体に当り部が変位し、振動部と同期して振動を始める。
一方マス部材は当り部に対して振動方向に遊動状態にあるため、即ち当り部に対し同方向に独立して自由に移動するため、当り部の振動時にその当り部に衝突し、当り部の振動即ちウォータービークルにおける振動部の振動を打ち消すように作用する。

このとき当り部に衝突したマス部材には、その当り部から逆向きに運動エネルギーが与えられ（従って当り部の振動エネルギーの一部がマス部材の運動エネルギーとして吸収される）、マス部材は逆方向に運動を行う。
そして最初の当り面とは逆位置にある当り面に再び衝突してそこで再び当り部即ちウォータービークルにおける振動部の振動を打ち消すように作用する。

マス部材は以後も同様の運動を当り部とは逆位相ないし異なった位相で繰返し行い、衝突の度に当り部の振動エネルギーを吸収するとともに、これを自身の運動エネルギーに変換して振動する当り部に衝突を続ける。
これによりウォータービークルにおける振動部の振動エネルギーが吸収され振動が減衰し、効果高く振動抑制される。

尚、当り部とマス部材との何れもが剛体から成っていると、衝突時に大きな異音（衝突音）が発生してしまう。
しかるに本発明における騒音低減装置では、当り部とマス部材との少なくとも一方の当り面にゴム，樹脂等の弾性体が形成してあるため、衝突時に大きな異音が発生する問題が無いとともに、衝突時における滑り摩擦，弾性体の粘性挙動により振動エネルギーが熱に変換・吸収され、即ち弾性体による制振作用が働いて振動部の振動減衰が助長される。

尚、ウォータービークルにおける振動部に対しダイナミックダンパを装着して振動を抑制するといったことも考えられる。
このダイナミックダンパは、振動部に対しダンパマスをばねを介して付加するもので、それらダンパマスとばねとから成る付加振動系の固有振動数を、主振動系の固有振動数（振動部の固有振動数）に対しチューニングすることで、振動部の共振倍率を低くし振動抑制することができる。

しかしながらダイナミックダンパによる振動抑制では、単一の共振周波数の振動に対して効果を発揮するに過ぎず、他の周波数の共振を有効に防止することができない。即ち複数の周波数の共振に対しては有効でない。
しかもダイナミックダンパの場合には共振点の前後に新たに別の共振を生じる問題がある。
加えてばねとしてゴム弾性体を用いたときに、ゴム弾性体のばね定数が温度によって変化するために制振（振動抑制）特性の温度依存性が高く、高温時や低温時に振動抑制効率が減少してしまう。

更にまたダイナミックダンパではダンパマスとして大きな質量が必要であって（振動部の１０％程度の質量が必要）、装置全体の重量が重くなるとともに、必要な設置スペースも大きく、更にまた振動抑制の可能な方向も定まっていて、多方向の振動に対して有効に働かないといった種々の問題が内在している。

しかるに本発明における騒音低減装置では、マス部材を独立移動可能に設けておいて、これを振動抑制すべきウォータービークルの振動部とは逆位相ないし異なった位相で運動させて当り部に衝突させ、振動エネルギーを吸収減衰するものであるため周波数依存性が特になく、広い周波数範囲に亘って振動を抑制することができ、また衝突方向を多方向に取ることが容易且つ簡単であって、多方向の振動を抑制することができ、しかも温度に対する依存性も小さく、高温から低温までの幅広い温度範囲で良好な振動抑制効果を発揮する。
またマス部材の必要な質量も軽量で足り（振動部の５％程度の質量で足りる）、装置全体の所要スペースも小さくコンパクトにでき、尚且つ振動部に対し簡単に装着できるなど種々の特長を有している。

因みに図１は本発明における騒音低減装置の一形態例をダイナミックダンパと比較して模式的に表したもので、図中１はその騒音低減装置を、２はダイナミックダンパを表している。
尚、３は騒音低減装置１におけるマス部材、４はマス部材３の表面即ち当り面に形成した弾性体を、５は当り部を成すハウジングを示しており、また６はダイナミックダンパ２におけるダンパマス、７はばね（ゴム）を、更に８は振動部を示している。

図１（イ）のダイナミックダンパ２を装着した場合、特定の周波数領域において共振を抑制できるものの、共振点の前後に別の新たな共振を生じるが、図１（ウ）の騒音低減装置１の場合、高周波数から低周波数に亘る広い周波数域にかけて振動抑制でき、共振点の前後に別の新たな共振を生ぜしめるといった現象も生じない。

以上から明らかなように、本発明に従う騒音低減装置をウォータービークルにおける振動部に取り付けることで、その振動部における振動を良好に抑制でき、ひいてはその振動部の振動に起因する騒音の発生を良好に抑制することができる。

本発明において、剛性の当り部は鉄，アルミニウム合金等の金属や硬質の樹脂その他の硬質材にて構成することができる。
またマス部材はそれ自体、ゴム，樹脂等の弾性体にて構成することができる。但しこの場合、その内部に金属粉等を混入させて成る高比重ゴム，高比重樹脂等として構成しておくことが望ましい。
尚、マス部材をゴム，樹脂等の弾性体で構成する場合には、マス部材自体によって、剛性の当り部とマス部材との少なくとも一方の当り面に形成されるゴム，樹脂等の弾性体を構成することが可能である。
またこのマス部材は、ゴム，樹脂等の弾性体の発泡体として構成することもできる。

但しより効果的な振動抑制をなす上でマス部材は鉄，アルミニウム合金，鉛等の金属でこれを構成しておくことが望ましい。
その場合には、剛性の当り部とマス部材との少なくとも一方の当り面にゴム，樹脂等の弾性体が形成される。

本発明において、上記隙間はマス部材を当り部に対し最も効果的に衝突させる上で重要な意味があり、この意味において隙間は０．０５〜２．０ｍｍの範囲で形成するのが望ましく、より望ましくは０．２〜１．０ｍｍの範囲である。

本発明においては、上記弾性体としてゴム，樹脂を用いることができる。
ここでゴムとしては例えばＮＲ，ＳＢＲ，ＢＲ等のジエン系ゴム，ＥＰＤＭ系ゴム，ウレタン系ゴム，シリコン系ゴム等各種のゴムを用いることができる。
また樹脂としては例えばポリプロピレンやポリアミド等の熱可塑性樹脂，ポリオレフィンやウレタン，ポリエステル系の熱可塑性エラストマその他のものを用いることができる。

ここで弾性体はマス部材又は当り部の当り面に加硫接着等によって接着固定しておいても良いし或いはまた非接着状態で当り面に形成しておくこともできる。

本発明においては、騒音低減装置に剛性のハウジングを具備させて当り部を構成させ、そのハウジング内の遊動室内にマス部材を遊動状態に収容しておくことができる（請求項２）。
この場合においてハウジングをウォータービークルにおける振動部と別体に構成してマス部材とともにその振動部に固定するようになすことができる。
このようにすることで容易に騒音低減装置をウォータービークルにおける振動部に取付固定することができる。

本発明においては、ウォータービークルにおける振動の起振源となるジェットポンプに騒音低減装置を取り付けてそのジェットポンプの振動を抑制するように成すことができる（請求項３）。
このようにすることでジェットポンプを起振源とするウォータービークルの振動を効率的に抑制し、騒音低減を図ることができる。

この場合において騒音低減装置を、ジェットポンプの船体への固定部に取り付けるようになすのが好適であり（請求項４）、更にこの場合においてその固定部を船体に固定する固定孔を利用して騒音低減装置をジェットポンプに取り付けるようになすのが好都合である（請求項５）。

一方においてジェットポンプの振動が伝達される船体の甲板に本発明の騒音低減装置を取り付けるようになすことができ、このようにすれば騒音源となる甲板の振動を抑制することによって、ウォータービークルにおける騒音の発生を効果的に低減することができる（請求項６）。

次に本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図２において、１０は水上を滑走するウォータービークルで１２はその船体、１４は一対のハンドルグリップ１６を備えた操作ハンドルである。

このウォータービークル１０は、エンジン１８とジェットポンプ２０とを備えている。
ジェットポンプ２０はポンプハウジング２２内部にインペラ２４を備えており、そのインペラ２４が駆動軸２６にてエンジン１８に作動的に連結されている。

このウォータービークル１０では、ジェットポンプ２０におけるインペラ２４がエンジン１８からの出力によって駆動軸２６により回転駆動される。
これにより船底で開口した吸入口２８から水が吸入された上、ジェットポンプ２０のポンプハウジング２２内部で加圧、加速され、後端のジェットノズル３０から後方に向けて勢い良く噴流として噴射される。
ウォータービークル１０はこれを推力として水上を滑走する。

図３及び図４に示しているように、ジェットポンプ２０はポンプハウジング２２の外周部に固定フランジ３２を有しており、その固定フランジ３２の固定孔３４（図３参照）を挿通する固定ボルト３６により船体１２側に固定されている。
このジェットポンプ２０の船体１２への固定部となる固定フランジ３２にはまた、本実施形態の騒音低減装置３８が取付固定されている。

この実施形態の騒音低減装置３８は、図４に示しているように取付ブラケット４０と、その取付ブラケット４０に固定された複数（ここでは３個）の制振ユニット４２を有している。
取付ブラケット４０は全体として剛性（ここでは金属製）且つ板状の部材から成っていて、固定フランジ３２における上記固定孔３４において、固定ボルト３６により固定フランジ３２に取付固定されている。

複数の制振ユニット４２はここでは何れも同じ構成のもので、その具体的構成が図５に詳しく示してある。
同図に示しているように、制振ユニット４２はそれぞれが互いに並んで設けられた円柱形状の剛性の一対のハウジング４４，４４を有していて、それぞれの内側に遊動室４６，４６が形成され、そこに円板ブロック状を成す一対のマス部材４８，４８のそれぞれが、表面を弾性体５０で被覆された状態で所定の隙間をもって遊動状態に収容されている。

ここでマス部材４８、厳密にはその表面を被覆する弾性体５０とハウジング４４の内面との間には、軸直角方向及び軸方向の何れにもマス部材４８の遊動のための隙間が形成されている。
即ちマス部材４８は遊動室４６内において軸直角方向にもまた軸方向にも遊動可能とされている。
尚、ジェットポンプ２０の振動は主として軸直角方向，軸回りの方向の振動である。

制振ユニット４２は一対のアーム５２を有しており、それらアーム５２の先端部の固定孔５４において、図４に示す固定ボルト５６により取付ブラケット４０に固定されている。

図５（Ａ）に示しているように、制振ユニット４２の本体５８は第１部材５８-１と第２部材５８-２とを重合して構成してあり、そしてそれらの重合面に一対のハウジング４４，４４を全体的に取り囲むようにしてシール部材６０が介装されている。
即ちシール部材６０を挟み込むようにして第１部材５８-１と第２部材５８-２とが重合され固着されている。
そしてこのシール部材６０によってハウジング４４内部、即ち遊動室４６が水密室として構成され、かかる遊動室４６内への水の浸入が阻止されている。

この実施形態の騒音低減装置３８では、ジェットポンプ２０が振動を始めるとこれと一体に各制振ユニット４２のハウジング４４が変位し、ジェットポンプ２０詳しくはポンプハウジング２２と同期して振動を始めるが、ハウジング４４内部に収容されたマス部材４８はハウジング４４に対して振動方向に遊動状態にあって独立して自由に移動するため、ハウジング４４の振動時にマス部材４８がハウジング４４に対し振動方向に衝突し、ハウジング４４の振動つまりジェットポンプ２０の振動を打ち消すように作用する。

このときマス部材４８にはハウジング４４から逆向きに運動エネルギーが与えられ、マス部材４８は逆方向に運動を行う。
そして最初の当り面とは逆位置にある当り面に再び衝突してハウジング４４つまりジェットポンプ２０の振動を打ち消すように作用する。

マス部材４８は以後も同様の運動をハウジング４４とは逆位相ないし異なった位相で繰返し行い、衝突の度にハウジング４４即ちジェットポンプ２０の振動エネルギーを吸収するとともに、これを自身の運動エネルギーに変換する。
これにより、またその際の滑り摩擦によりジェットポンプ２０の振動エネルギーは吸収されて振動が減衰し、効果高く振動抑制される。

図６及び図７は騒音低減装置３８の他の形態例を示している。
図６に示しているようにこの騒音低減装置３８においても複数個（ここでは３個）の制振ユニット６８が共通の取付ブラケット４０にて、ジェットポンプ２０の固定フランジ３２に取付固定されている。

図７はこの騒音低減装置３８における制振ユニット６８の具体的構成を示したものである。
同図に示しているようにこの例の制振ユニット６８のそれぞれはドーム状の剛性のハウジング７０を有しており、その内側に形成された遊動室７２内部に球から成るマス部材７４が、その表面を弾性体７６で被覆された状態で、所定の隙間をもって３次元方向に遊動可能に収容されている。

図６，図７に示しているように、この例においても各制振ユニット６８はその本体７８に一対のアーム８０を備えており、それらアーム８０において固定ボルト５６により共通の取付ブラケット４０に固定されている。
この図６及び図７に示す騒音低減装置３８においても、マス部材７４が剛性のハウジング７０内に形成された遊動室７２内で遊動し、剛性のハウジング７０に衝突することによってエネルギー吸収し、上記と同様にして振動減衰を行う。

因みに図８及び図９は、図４及び図５に示す騒音低減装置３８を装着して図１０の加振点Ｐで加振を行い、その加振点Ｐ及び受振点Ｑ_１，受振点Ｑ_２で振動測定を行ったときの測定結果を表している。
ここで加振点Ｐはジェットポンプ２０の下面、受振点Ｑ_１はジェットポンプ２０の上面、受振点Ｑ_２は船体１２における後部甲板８２の上面の位置である。

また図８は加振点Ｐでの振動測定結果を、また図９（Ａ）は受振点Ｑ_１であるジェットポンプ２０の上面での振動測定結果を、更に図９（Ｂ）は受振点Ｑ_２である後部甲板８２の上面での振動測定結果をそれぞれ示している。
尚、各図において点線が本実施形態の騒音低減装置３８を装着しないで振動測定した結果を、また実線が騒音低減装置３８を装着した状態で振動測定を行った結果をそれぞれ示している。
また各図において横軸は周波数を、縦軸は振動レベルを表している。

これらの図から明らかなように、本実施形態の騒音低減装置３８を装着することによって、広い周波数帯に亘って振動抑制効果が現れることが分る。

本例の騒音低減装置３８は、マス部材４８の表面に弾性体５０が形成してあるため、ハウジング４４への衝突時に大きな異音が発生する問題が無いとともに、衝突時における滑り摩擦，弾性体の粘性挙動により振動エネルギーが熱に変換・吸収され、即ち弾性体５０による制振作用が働いてジェットポンプ２０の振動減衰が助長される。

また本例の騒音低減装置３８は、マス部材４８を独立移動可能に設けておいて、これを振動抑制すべきウォータービークル１０のジェットポンプ２０とは逆位相ないし異なった位相で運動させて当り部に衝突させ、振動エネルギーを吸収減衰するものであるため周波数依存性が特になく、広い周波数範囲に亘って振動を抑制することができ、また衝突方向を多方向に取ることが容易且つ簡単であって、多方向の振動を抑制することができ、しかも温度に対する依存性も小さく、高温から低温までの幅広い温度範囲で良好な振動抑制効果を発揮する。
またマス部材４８の必要な質量も軽量で足り、装置全体の所要スペースも小さくコンパクトにでき、尚且つジェットポンプ２０に対し簡単に装着できる。

また本例の騒音低減装置３８をウォータービークル１０におけるジェットポンプ２０に取り付けることで、そのジェットポンプ２０における振動を良好に抑制でき、ひいてはそのジェットポンプ２０の振動に起因する騒音の発生を良好に抑制することができる。

本例によれば、騒音低減装置３８に剛性のハウジング４４を具備させて当り部を構成させ、そのハウジング４４内の遊動室４６内にマス部材４８を遊動状態に収容してあり且つハウジング４４をウォータービークル１０におけるジェットポンプ２０と別体に構成してあるので、容易に騒音低減装置３８をウォータービークル１０のジェットポンプ２０に取付固定することができる。

以上本発明の実施形態を詳述したがこれらはあくまで一例示であり、例えば本発明においては図１１に示しているように上記例示した騒音低減装置３８その他各種形態の騒音低減装置を、ジェットポンプ２０からの振動の伝搬先である後部甲板８２その他船体１２の所定個所等に装着して船体１２自体の振動を抑制し、ウォータービークル１０における騒音発生を抑制するようになすことも可能である。

また本発明においては騒音低減装置３８を上例以外の他の様々な形態で構成することが可能であるなど、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。

本発明の騒音低減装置の一形態例をダイナミックダンパ等とともに示す図である。 図１とは異なる形態の騒音低減装置をウォータービークルの全体とともに示す図である。 図２の騒音低減装置をその周辺部とともに拡大して示す要部側面図である。 同騒音低減装置をその周辺部とともに拡大して示す要部正面（一部切欠）図である。 同騒音低減装置における制振ユニットの構成を示す図である。 本発明の他の実施形態の騒音低減装置をその周辺部とともに拡大して示す要部正面（一部切欠）図である。 図６の騒音低減装置の制振ユニットの構成を示す図である。 本発明の騒音低減装置を装着した状態で振動測定を行った結果を示す図であって、図１０の加振点における測定結果を示す図である。 本発明の騒音低減装置を装着した状態で振動測定を行った結果を示す図であって、図１０のジェットポンプ上面，甲板上面での測定結果を示す図である。 振動測定の際の測定点を表す図である。 本発明の他の実施形態を示す図である。

符号の説明

１０ ウォータービークル
１２ 船体
２０ ジェットポンプ（振動部）
３０ ジェットノズル
３２ 固定フランジ（固定部）
３４ 固定孔
３８ 騒音低減装置
４４，７０ ハウジング（当り部）
４６，７２ 遊動室
４８，７４ マス部材
５０，７６ 弾性体
８２ 甲板（振動部）

Claims (6)

1. ジェットポンプにより吸入した水を加圧、加速してジェットノズルより後方に噴射し、推力を得るように成したウォータービークルの騒音低減装置であって、
   前記ウォータービークルにおける振動部に取り付けられて該振動部と一体変位する剛性の当り部と、該当り部に対して振動方向に遊動状態に設けられ、振動時に該当り部に衝突するマス部材と、該当り部とマス部材との間に形成され、該マス部材を該振動方向に遊動させるための隙間と、それら当り部とマス部材との少なくとも一方の当り面に形成された弾性体とを有していることを特徴とする騒音低減装置。
2. 請求項１において、前記騒音低減装置が内側に遊動室を有する剛性のハウジングを有していて、該ハウジングが前記当り部を構成しており、該ハウジング内の遊動室内に前記マス部材が遊動状態に収容されていることを特徴とする騒音低減装置。
3. 請求項１，２の何れかにおいて、起振源となる前記ジェットポンプに取り付けられて該ジェットポンプの振動を抑制するように成してあることを特徴とする騒音低減装置。
4. 請求項３において、前記ジェットポンプの船体への固定部に取り付けられて該ジェットポンプの振動を抑制するように成してあることを特徴とする騒音低減装置。
5. 請求項４において、前記ジェットポンプを前記固定部において前記船体に固定する固定孔を用いて該ジェットポンプに取り付けられていることを特徴とする騒音低減装置。
6. 請求項１，２の何れかにおいて、前記ジェットポンプからの振動の伝達先である船体の甲板に取り付けられて該甲板の振動を抑制するように成してあることを特徴とする騒音低減装置。

Images