JP2015010690A - 配管の振動低減構造およびこれを備えた建設機械 - Google Patents
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Abstract
Description
(油圧ショベルの構成)
本発明の第1実施形態による配管の振動低減構造(振動低減構造)1は、図1に示すように、建設機械である油圧ショベル10に設けられている。なお、建設機械は油圧ショベル10に限定されない。
図2のA部拡大図である図3(a)、および、図3(a)のB−B断面図である図3(b)に示すように、振動低減構造1は、配管21の一部の周囲を覆う被覆体2を有している。この被覆体2は、配管21の一部の周囲を覆う円筒状の弾性体3と、この弾性体3の周囲を覆う板状錘4とを備えている。本実施形態において、弾性体3はゴムであるが、ゲル等であってもよい。板状錘4の周方向の両端部は、構造物22に向かって延びるフランジ5となっている。
本実施形態の振動低減構造1を配管21に設けた場合と設けない場合とで、モビリティ(振動速度/加振力)を評価した。その結果を図4に示す。ここで、振動低減構造1が低減対象とする周波数を420Hzとしている。振動低減構造1を設けることで、低減対象の周波数である420Hzを中心とした一定範囲の周波数において振動応答が大幅に小さくなっていることがわかる。
以上に述べたように、本実施形態に係る振動低減構造1によれば、配管21が振動すると、配管21の一部の周囲を覆う被覆体2が動吸振器として機能し、弾性体3を介して板状錘4に振動が伝わる際に、弾性体3の緩衝によって振動が減衰される。これにより、被覆体2が低減対象とする周波数の振動が低減される。さらに、ブラケット8を介して板状錘4が構造物22に摺動可能に接続されているので、板状錘4の振動時に、板状錘4と構造物22とが摺動することで、両者間に摩擦が生じる。この摩擦により、振動エネルギーが熱エネルギーに変換されるので、配管21の振動がさらに減衰される。これにより、被覆体2が低減対象とする周波数を中心とした一定範囲の周波数の振動が低減される。よって、配管21の振動を大幅に低減させることができる。
なお、本実施形態においては、図3(a)のB−B断面図である図5に示すように、配管21の一部の周囲が、複数の被覆体2a,2bで二重以上に覆われていてもよい。図5(a)に示す振動低減構造1aにおいては、配管21の一部の周囲が、被覆体2aと被覆体2bとで二重に覆われている。即ち、配管21の一部の周囲が、円筒状の弾性体3aと、この弾性体3aの周囲を覆う板状錘4aとを備えた被覆体2aで覆われ、この被覆体2aが、円筒状の弾性体3bと、この弾性体3bの周囲を覆う板状錘4bとを備えた被覆体2bで覆われている。そして、最も外側の被覆体2bの板状錘4bには、ブラケット8の端部を摺動可能に挟持するフランジ5が形成されている。これにより、最も外側の被覆体2bの板状錘4bは、ブラケット8を介して構造物22に摺動可能に接続されている。
以上に述べたように、本実施形態に係る振動低減構造1a,1bによれば、配管21の一部の周囲を被覆体2a,2b(2c,2b)で二重以上に覆うことで、それぞれの被覆体2a,2b(2c,2b)が低減対象とする周波数の振動をそれぞれ低減させることができる。さらに、ブラケット8を介して最も外側の被覆体2bの板状錘4bを構造物22に摺動可能に接続して、最も外側の被覆体2bの板状錘4bと構造物22とを摺動させることで、それぞれの被覆体2a,2b(2c,2b)が低減対象とする周波数を中心とした一定範囲の周波数の振動をそれぞれ低減させることができる。
(振動低減構造の構成)
次に、本発明の第2実施形態に係る振動低減構造201について説明する。なお、上述した構成要素と同じ構成要素については、同じ参照番号を付してその説明を省略する。本実施形態の振動低減構造201が第1実施形態の振動低減構造1と異なる点は、図2をC方向から見た平面図である図6(a)、および、図6(a)のD−D断面図である図6(b)に示すように、配管21と径方向に隣接し、配管21と同様に支持部材23を介して構造物22に支持されて圧油が流通する他の配管25の一部の周囲を覆う他の被覆体212を有しており、配管21の一部の周囲を覆う被覆体202の板状錘204が、平板(中間部材)208を介して他の被覆体212の板状錘214に摺動可能に接続されている点である。
なお、本実施形態においては、図2をC方向から見た平面図である図7(a)、および、図7(a)のE−E断面図である図7(b)に示すように、平板208の代わりに一対のL字板(中間部材)218a,218bを用いてもよい。図7に示す振動低減構造201aにおいては、被覆体202の板状錘204と他の被覆体212の板状錘214との間に一対のL字板218a,218bが設けられており、一方のL字板218aの一端部(図中左端部)が被覆体202の2つのフランジ205で強固に挟持されているとともに、他方のL字板218bの他端部(図中右端部)が他の被覆体212の2つのフランジ215で強固に挟持されている。そして、一方のL字板218aの他端側の面(図中右面)と他方のL字板218bの一端側の面(図中左面)とが摺動できるように、一方のL字板218aの他端側の面と他方のL字板218bの一端側の面とが左右方向cに当接されている。ここで、左右方向cとは、配管21と他の配管25とが径方向に隣接する方向である。そして、一方のL字板218aの他端部(図中上端部)と他方のL字板218bの一端部(図中上端部)とをクリップ219で挟むことで、両者が離隔しないようにされている。これにより、被覆体202の板状錘204は、一対のL字板218a,218bを介して他の被覆体212の板状錘214に摺動可能に接続されている。ここで、一方のL字板218aと他方のL字板218bとが互いに摺動可能な方向は、配管21と構造物22とが対向する方向である上下方向a、および、配管21の軸方向bである。このような構成であっても同様の効果を奏する。
以上に述べたように、本実施形態に係る振動低減構造201,201a、201bによれば、配管21が振動すると、配管21の一部の周囲を覆う被覆体202が動吸振器として機能し、弾性体203を介して板状錘204に振動が伝わる際に、弾性体203の緩衝によって振動が減衰される。これにより、被覆体202が低減対象とする周波数の振動が低減される。同様にして、他の配管25の一部の周囲を覆う他の被覆体212が低減対象とする周波数の振動が低減される。さらに、中間部材(平板208、一対のL字板218a,218b、平板228)を介して被覆体202の板状錘204が他の被覆体212の板状錘214に摺動可能に接続されているので、板状錘204の振動時に、被覆体202の板状錘204と他の被覆体212の板状錘214とが摺動することで、両者間に摩擦が生じる。この摩擦により、振動エネルギーが熱エネルギーに変換されるので、配管21の振動がさらに減衰される。これにより、被覆体202が低減対象とする周波数を中心とした一定範囲の周波数の振動が低減される。同様にして、他の配管25の一部の周囲を覆う他の被覆体212が低減対象とする周波数を中心とした一定範囲の周波数の振動が低減される。よって、配管21および他の配管25の振動を大幅に低減させることができる。
(振動低減構造の構成)
次に、本発明の第3実施形態に係る振動低減構造301について説明する。なお、上述した構成要素と同じ構成要素については、同じ参照番号を付してその説明を省略する。本実施形態の振動低減構造301が第1実施形態の振動低減構造1と異なる点は、図2をC方向から見た平面図である図9(a)、および、図9(a)のG−G断面図である図9(b)に示すように、配管21の一部の周囲を覆う被覆体302の板状錘304が、平板(中間部材)308を介して、配管21と径方向に隣接する他の配管25に摺動可能に接続されている点である。
以上に述べたように、本実施形態に係る振動低減構造301によれば、平板308を介して板状錘304を他の配管25に摺動可能に接続して、板状錘304と他の配管25とを摺動させることで、他の配管25の振動を低減させることができる。また、板状錘304を構造物22に接続しない構成とすることで、構造物22に振動が伝搬するのを抑制することができる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
2,2a,2b,2c,202,212,302 被覆体
3,3a,3b,3c,203,213,303 弾性体
4,4a,4b,4c,204,214,304 板状錘
5,205,215,305 フランジ
8 ブラケット(中間部材)
10 油圧ショベル
11 下部走行体
12 上部旋回体
13 掘削装置
15 アッパーフレーム
17 エンジンルーム
18 運転室
21 配管
22 構造物
23 支持部材
25 他の配管
208,228,308 平板(中間部材)
212 他の被覆体
218a,218b L字板(中間部材)
219 クリップ
229a,229b L字部材
Claims (7)
- 支持部材を介して構造物に支持されて流体が流通する配管の振動を低減させる配管の振動低減構造であって、
円筒状の弾性体とこの弾性体の周囲を覆う板状錘とを備えて、前記配管の一部の周囲を覆う被覆体と、
前記配管と径方向に隣接する他の配管または前記構造物と前記板状錘との間に設けられた中間部材と、
を有し、
前記板状錘は、前記中間部材を介して前記他の配管または前記構造物に摺動可能に接続されていることを特徴とする配管の振動低減構造。 - 前記配管の一部の周囲が、前記被覆体で二重以上に覆われており、
最も外側の前記被覆体の前記板状錘は、前記中間部材を介して前記他の配管または前記構造物に摺動可能に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の配管の振動低減構造。 - 最も外側の前記被覆体の前記板状錘は、前記中間部材を介して前記他の配管に摺動可能に接続されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の配管の振動低減構造。
- 支持部材を介して構造物に支持されて流体が流通する配管の振動を低減させる配管の振動低減構造であって、
円筒状の弾性体とこの弾性体の周囲を覆う板状錘とを備えて、前記配管の一部の周囲を覆う被覆体と、
前記弾性体と前記板状錘とを備えて、前記配管と径方向に隣接する他の配管の一部の周囲を覆う他の被覆体と、
前記被覆体の前記板状錘と前記他の被覆体の前記板状錘との間に設けられた中間部材と、
を有し、
前記被覆体の前記板状錘は、前記中間部材を介して前記他の被覆体の前記板状錘に摺動可能に接続されていることを特徴とする配管の振動低減構造。 - 前記配管の一部の周囲が、前記被覆体で二重以上に覆われており、
最も外側の前記被覆体の前記板状錘は、前記中間部材を介して前記他の被覆体の前記板状錘に摺動可能に接続されていることを特徴とする請求項4に記載の配管の振動低減構造。 - 前記被覆体による共振周波数が、前記配管の共振周波数または脈動周波数に一致されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の配管の振動低減構造。
- 流体が流通する配管と、
支持部材を介して前記配管を支持する構造物と、
請求項1〜6のいずれかに記載の配管の振動低減構造と、
を有することを特徴とする建設機械。
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