JPS6014683A - 配管の防振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、配管の防振装置に関し、更に詳しくは、配
管の温度変化による伸縮を許容し、配管内の流体の流れ
等により生ずる振動を減衰し、更には地震動により配管
系に生ずる地震力を分散するなどの機能を有する配管の
防振装置に関する。

従来、配管の防振装置としては、例えば、■バネ式防振
器、■油圧式防振器などがあるが、■は比較的構造が簡
単であり容易に配管系全体の固有振動数を上げて外乱に
よる共振振動を避けることができるなどの長所をもつ反
面、配管の温度変化による伸縮を拘束する欠点、あるい
は大容量のものはバネの製作上の面から制約を受けるな
どの欠点がある。また、■は共振振動を良好に減衰する
ことができ、配管の温度変化による伸縮に対してほとん
ど拘束することなく自由に追従することができるうえ、
大容量のものが比較的自由に製作することができるなど
の長所を有する反面、微小な振幅の振動あるいは高い振
動数の振動に対しては応答性が悪く効果が期待できない
うえ、シール材は絶えず内部応力を受けシール材の破損
が起りやすいなどの欠点がある。

そこで、本出願人らは先に、特願昭５６−１５６１７７
号（以下、先行技術という。）において、上記欠点を取
り除いた配管支持装置を提案し、有効な減衰機能を達成
することができた。第１図に該先行技術の配管支持装置
を示す。該装置は、固定平板ａの上面に囲壁すを設けた
固定台Ｃと、該固定台Ｃの囲壁す内に滑動可能に下面に
スペーサｄを突出させた可動板ｅ、および該可動板ｅ上
に固着され管Ｐを固定支持する支持台ｆとからなり、囲
壁す内の固定平板ａの上面と可動板ｅの下面との間隙部
ｇには粘性流体りが充填されており、固定台Ｃの囲壁す
の上面と可動板ｅの上面との間に防塵カバーｉが設けら
れている。今、管Ｐが変位する力を受けると、管Ｐを固
定した支持台ｆおよび可動板ｅは固定台Ｃ上にスペーサ
ｄを介して滑動可能に支持されているので、鎖管Ｐの変
位方向に移動する。ここで、可動板ｅの下面と固定平板
ａの上面との間隙部ｇには粘性流体りが充填されている
ので、ここに粘性せん断抵抗が働くことになり、可動板
ｅひいてはこれに連動する管Ｐの急激な運動は粘性せん
断抵抗力による拘束を受け、停止する。

この先行技術の配管支持装置は種々の優れた機能を有し
ており、特に振動変位はその速度の大小および振幅の大
小を問わず円滑に吸収され、しかも、従来のオイルダン
パーに必要とされるシール装置が不要となり、シール損
傷による性能低下もない。

ところで、この先行技術の配管支持装置は架台に対して
管が水平に配置された配管系においては何ら問題ないが
、架台に対して管が鉛直に配置された配管系、あるいは
架台に対して管が水平部と鉛直部（斜方部を含む）をも
って配置された配管系においそば、配管の温度変化によ
る伸縮あるいは地震動などにより管に上揚力（管を上方
に浮き上げる力）が作用し、この上揚力によって該支持
装置の可動板ｅの下面と固定板ａの上面との間隙部ｇに
変化（間隙を大きくする）をもたらし、減衰機能を低下
させるという問題を生じる。

本発明は上記先行技術の問題を解消すべくなされたもの
で、二面間の隙間に介在した粘性体の二面間の相対運動
により生ずる粘性せん断抵抗力の振動吸収作用を有効に
利用し、配管に作用する上揚力を拘束する手段を設け、
当該上揚力によって生ずる二面間の隙間の変化を可及的
に防止し、減衰機能に変化を与えることのない配管の防
振装置を得ることをその技術的課題とするものである。

上述した技術的課題を達成するべく、本発明は次の構成
（技術的手段）を採る。すなわち、■ケーシングと、該
ケーシング内に移動可能に設置される第１可動体と、該
ケーシング内にかつ該第１可動体上に移動可能に設置さ
れる第２可動体と、該第２可動体上に固設される支持体
と、該ケーシング内に充填される粘性体とからなり、■
前記ケーシングは、底板と、該底板の上面に設けられた
方形状の囲壁と、中央部に開孔と該開孔の周縁に突出部
とを有する上板とから構成され、■前記第１可動体は、
実質的に方形状で、その対向する一方の側面にはそれぞ
れ立壁部を備えるとともに、該両立壁部間には凹溝が形
成されてなり、かつ、その底面より突出して固設された
すべり材を介して前記ケーシングの底板と微小間隙を存
して前記凹溝に沿う方向と直行する方向に移動可能に載
置されてなり、かつ、該第１可動体はその凹溝において
ケーシングの底板に固定された係止材と係合され、■前
記第２可動体は、実質的に方形状で、その対向する一方
の側面にはそれぞれ肩部を有するとともに、その底面よ
り突出して固設されたすべり材を介して前記第１可動体
の凹溝と微小間隙を存して該凹溝に沿う方向に移動可能
に載置されてなり、かつ、該第２可動体はその肩部にお
いて可動体の立壁部に固設された係止板と係合され、■
前記支持体は、前記ケーシングの上板の開孔に遊挿され
て前記第２可動体の上面に固定され、該支持体には周縁
に垂下部を備えた蓋体が該ケーシングの上板の開孔を覆
い、がっ、該ケーシングの上板の突出部外周面と該蓋体
の垂下部との間に移動域を存して固定され、■前記ケー
シング内には、少なくとも、前記ケーシングの底板と第
１可動体と第２可動体との微小間隙を満たす粘性体が充
填されてなる、ことを特徴とする。

上記構成において、架台に対して水平に配置された管に
対しては、前記蓋体を固定した支持体に固定板を取付け
、該固定板上に固定手段（固定台）を取り伺け、該固定
台に管を固定する態様が採られる。また、架台に対して
鉛直に配置された管に対しては、上記固定板上に取り付
けられた固定手段（ブラケット）と管とを１例えばリン
ク機構などによって連結する態様が採られる。

第１可動体および第２可動体の底面にそれぞれ該底面よ
り突出して設けられたすべり材は該第１可動体が載置さ
れるケーシングの底板および該第２可動体が載置される
第１可動体の凹溝との間に介在して該第１可動体および
第２可動体の円滑な摺動を行わせるとともに両者間の微
小間隙を保持する保持部材、いわゆるスペーサの役割を
も果すものである。該すべり材は該第１可動体および第
２可動体の底面にそれぞれ該可動体の移動方向に沿って
帯状に、あるいは適宜間隔をもって点在させて設けられ
る。そして、すべり材としては銅合金、薄鋼板上に黒鉛
を含有した銅系焼結合金層を一体に被着形成した複層材
、あるいは合成樹脂などが使用され、これらは該可動体
の底面に溶接、接着あるいは一部を底面より突出させて
埋設するなどの方法によっって設けられる。

ケーシング内に充填される粘性体は通常の粘性体、例え
ばシリコン油などのほかに、特に減衰特性の向上を図る
べく高粘度の粘性体、例えばポリイソブチレン、ポリプ
ロピレン、ポリブテン、ジメチルポリシロキサンなどの
高分子粘性体、あるいはアスファルトなどが使用される
。

上述した構成からなる防振装置は架台に対して水平、に
配置された管あるいは鉛直に配置された管が管軸および
管軸直角方向のいずれの方向に変位しても、この変位は
第１可動体とケーシング底板あるいは第２可動体と該第
１可動体の凹溝との微小間隙における二面間の相対運動
となってあられれる。しかるに微小間隙には粘性体が充
填されているので、ここに粘性せん断抵抗が働くことに
なる。すなわち粘性せん断抵抗力は一般に、粘性体の粘
性係数、粘性体を介して相対運動を行なう二面の面積お
よびその相対速度にそれぞれ比例し、二面の隙間距離に
反比例するものであるので、本装置の第１可動体あるい
は第２可動体、ひいてはこれに連動する管の運動を止め
る方向に抵抗力が作用するものである。

しかして、二面の隙間距離は微小間隙に形成され、かつ
板面による相対面積が大きいので、二面間に働く抵抗力
は極めて大きく、管の急激な運動は直ちに拘束される。

そして、粘性体に高粘度の高分子粘性体を用いるとき、
この傾向は一層顕著になる。すなわち、この粘性体は非
ニユートン流体特性、すなわち擬塑性流体特性（流体の
速度が大きくなる程高粘度から低粘度に変化して流動し
易く、抵抗力の増加の度合が小さくなる現象。抵抗力は
速度のほぼ０゜５〜０．６乗に比例する。）を示し、そ
の抵抗力の発生は同一速度であれば変位振幅、振動数に
よらず一定であり、一定速度が与えられると該抵抗力は
矩形波的な立上りを示すので、振動に対してきわめて敏
感であり、即答性に優れた特徴を有する。

この結果、管の運動エネルギーは速やかに吸収され、か
つ本装置の各構成部材に振動によって生じる有害な応力
等を生じることがない。

そして、配管に上揚力が作用しても、本装置の第１可動
体はケーシング底板に固定された係止材と、また第２可
動体は第１可動体の立壁部に固定された係止板と係合さ
れ、かつその係合部の第１可動体の凹溝上面と係止材の
フック部間および第２可動体の肩部上面と係止板間の隙
間は極〈微小に形成されているため、第１可動体とケー
シング底板、および第２可動体と該第１可動体の凹溝と
の微小間隙は可及的に変化せず、微小間隙の変化による
粘性体の粘性せん断抵抗力に変化をきたすことはない。

本発明の防振装置は紙上の構成と機能を有するもので、
従来のものに比べ、以下の種々優れた効果を有する。

■　本装置は温度変化あるいは地震動などにより管に作
用する上揚力を拘束する手段を備えており、当該上揚力
が作用しても該手段によって二面間、すなわち第１可動
体とケーシング底板および第２可動体と第１可動体の凹
溝との間の微小間隙は変化することなく当該間隙が可及
的一定に保たれるため、該隙間の変化に起因する粘性体
の粘性せん断抵抗力の変化（減少）はない。

■　本装置に伝わる振動変位は粘性体の有する良好な速
度−抵抗力特性により円滑に吸収され、速やかに変位が
止まる。特に微小な振動に対しても早期に吸収されるの
で、この振動が配管の固有振動と一致する振動（共振振
動）であってもその応答値を減少させることができる。

■　粘性せん断による抵抗は粘性体内部の内圧を高める
ことなく、このため従来のオイルダンパーに必要とする
シール装置が不要であり、該シールの損傷に起因する性
能の低下がない。

以下、本発明を添附図面の第２図ないし第６図に示す実
施例によって更に詳細に説明する。

第２図ないし第４図は本発明の防振装置の一実施例の構
造を示す・　− 図において、１は架台（図示せず）に固定される方形上
のケーシングであり、該ケーシングｌは底板２と該底板
２の上面に設けられた方形状の囲壁３と該囲壁３の開口
部を覆い中央部に開孔４と該開孔４の周縁に突出部５を
有する上板６とから形成されている。なお、本実施例で
は該上板６に設けられた開孔４を円孔、該開孔４の周縁
に設けられた突出部５を円筒突出部とした例を示す。

７は該ケーシング１内に配された第１可動体であり、該
第１可動体７は方形状からなり、その相対向する一方の
側面にそれぞれ立壁部８．８を備え、かつ、該立壁部８
．８間に凹溝９が形成される。１Ｏ１１０は該第１可動
体７の底面に該底面より突出し、かつ、該第１可動体７
の凹溝９に沿って設けられた帯状のすべり材である。し
かして、該第１可動体７は該底面に設けられたすべり材
ｌＯを介して前記ケーシングｌの底板２上に微小間隙Ｓ
ｌをもって載置されるとともに該凹溝９と直交する方向
には移動可能に配されている。

１１．１１は該ケーシング１の底板２に該第１可動体７
の凹溝９を挟んで固定された係止材であり、該係止材１
１はその上端部にフック部１２を備えている。該係止材
１１のフック部１２は該第１可動体７の凹溝９上面と微
小な間隙をもって係合されている。この係合は該第１可
動体７の上方への浮き一ヒリを拘束するとともに該第１
可動体７の凹溝９に沿う方向への移動を拘束する。

１３は前記第１可動体７の凹溝９に配された第２可動体
であり、該第２可動体１３は方形状からなり、その相対
向する一方の側面にそれぞれ肩部１４．１４を備えてい
る。１５．１５は該第２可動体１３の底面に該低面より
突出し、かつ該肩部ｌ４．１４に沿って設けられた帯状
のすべり材である。しかして、該第２可動体１３は該底
面に設けられたすべり材１５を介して前記第１可動体７
の凹溝９上に微小間隙Ｓ２をもって載置されているとと
もに該凹溝９に沿った方向には移動可能に配されている
。

１６．１６は該第１可動体７の立壁部８．８にそれぞれ
相対向して固定された係止板であり、該係止板１６．１
６の相対向する一方の端部はそれぞれ凹溝８側に突出し
ている。該係止板１６．１６は該凹溝８に配された第２
可動体１３の肩部１４．１４に該肩部上面と微小な間隙
を存してそれぞれ係合している。この保合により該第２
可動体１３の上方への浮き上りが拘束されている。

１７は該第２可動体１３の上面に固定された支持体であ
り、該支持体１７の端部は該ケーシング上板６の円孔４
に遊挿され、該円孔４周縁の円筒突出部５の端面より上
方に突出している。該支持体１７の外周面と円孔４の内
周面との間には第１可動体７および第２可動体１３の移
動域に相当する間隙Ｓ３が形成されている。

１８は該ケーシング上板６の円筒突出部５端面より突出
した前記支持体１７に固定された蓋体である。該蓋体１
８はその周縁部に垂下部１９を備えており、該蓋体ｌＢ
は該ケーシング上板６の円孔４を覆い、かつ該円筒突出
部５の外周面と該垂下部１９との間に前記移動域に相当
する間隙Ｓ４をもって配されている。

２０は該ケーシング上板６の円筒突出部５外周面に該外
周面を囲んで固定されたシール材であり、該シール材２
０の上端面は該蓋体１８の下面と摺接している。２１は
該蓋体１８の周縁垂下部１９外周面に該外周面を囲んで
固定されたシール材であり、該シール材２１の下端面は
該ケーシング上板６の上面と摺接している。

２２は該蓋体１８上に位置し、該蓋体１８を固定した支
持体１７に固定された固定板である。該固定板２２上に
固定台等の部材を固定し、該部材と架台に対して水平も
しくは鉛直に配置された管を直接もしくは間接的に接続
する。

２３は該ケーシングｌ内に充填された粘性体である。

次に、上述の本防振装置と管との取付は態様について説
明する。

第５図は架台に対して水平に配置された管Ｐと本防振装
置との取付は状態を示し、第６図は架台に対して鉛直に
配置された管Ｐと本防振装置との取付は状態を示す。

すなわち、第５図は防振装置の蓋体１８上に支持体１７
に固定されて配された固定板？ｚ上に固定台２４を固定
し、該固定台２４に架台（図示せず）に対して水平に配
置された管Ｐを固定したものである。この取付は態様に
おいては、防振装置は管Ｐおよび管Ｐ内を流動する流体
の荷重を支承する支持機能を併せもっている。

しかして、上記取付は態様における防振装置の管Ｐの変
位に対する応答についてみると、温度変化による伸縮に
より鎖管Ｐが管軸方向Ｘに変位した場合、この変位は一
比較的穏やかに起るので、二面間、すなわち第２可動体
１３と第１可動体７の凹溝９との間の微小間隙Ｓ２にお
ける二面間の相対運動は緩やかに起るので、二面間に介
在する粘性体２３の粘性せん断抵抗も小さく、当該変位
に対しては抵抗することなくこれを許容する。

そして、地震動により管Ｐが急激に管軸方向Ｘあるいは
管軸直角方向Ｙ、更には管軸方向Ｘと管軸直角方向Ｙの
合成方向に変位した場合、この急激な変位は第１可動体
７とケーシング底板２およびあるいは第２可動体１３と
第１可動体７の凹溝９との間の微小間隙Ｓｔ、　Ｓ２に
おける二面間の急激な相対運動となってあられれる。し
かるに、微小間隙Ｓ１、Ｓ２には粘性体２３が介在して
いるので、ここに大きな粘性せん断抵抗が働くことにな
り、この抵抗によって管Ｐの運動（変位）は直ちに拘束
される。

また、第６図は防振装置と管Ｐとをリンク機構によって
連結したものである。

すなわち、防振装置の蓋体１８上に支持体１７に固定さ
れて配された固定板２２上にブラケット２５．２５（以
下、固定板付きブラケットという）を相対向して固定し
、該固定板付きブラケット２５．２５間にビン２６を固
定する。一方管Ｐにはブラケット２７．２７（以下、管
付きブラケットという、）を相対向して固定し、該管付
きブラケット２７．２７間にビン２８を固定する。そし
て、固定板付きブラケット２５．２５間に固定されたビ
ン２６と管付きブラケット２７．２７間に固定されたビ
ン２８とにピン軸まわりに回転可能に連結杆２９を配し
て、該防振装置と管Ｐとを接続したものである。この取
付は態様においては、管Ｐは別途他の支持装置、例えば
バネサポーＩ・などにより支承されている。

しかして、上記取付は態様における本防振装置の管Ｐの
変位に対する応答についてみると、温度変化による伸縮
により鎖管Ｐが管軸方向Ｘに変位した場合、管Ｐに固定
された管付きブラケット２７は鎖管Ｐの変位に伴って管
軸方向Ｘの上・下方向に移動し、該管付きブラケット２
７にビン２８によって回転可能に取付けられた連結杆２
９の一端も同様に管付きブラケット２７の移動に伴って
移動する。

連結杆２９の一端の移動により該連結杆２９の他端は管
Ｐ方向あるいは管Ｐから離れる方向に移動することにな
る。そして、この連結杆２９の変位は二面間、すなわち
連結杆２９を支持する固定板付きブラケット２５を固定
した第２可動体１３を介して第１可動体７とケーシング
底板２との間の微小間隙Ｓｌにおける二面間の相対運動
となってあられれるが、この相対運動による二面間の相
対変位は管Ｐの伸縮量に比較して小さく、また管Ｐの変
位は緩やかに起ることから二面間に介在する粘性体２３
の粘性せん断抵抗も小さく、当該変位に対しては抵抗す
ることなくこれを許容する。

そして、地震動により、管Ｐが急激に管軸直角方向Ｙ、
Ｚ、更には管軸直角方向Ｙ、Ｚの合成方向に変位した場
合、この急激な変位に対しては連結杆２９を介して二面
間、すなわち第１可動体７とケーシング底板２およびあ
るいは第２可動体１３と第１可動体７の凹溝９の微小間
隙Ｓ１、Ｓ２における二面間の急激な相対運動となって
あられれる。

しかるに、微小間隙Ｓ１、Ｓ２には粘性体２３が介在し
ているので、ここに大きな粘性せん断抵抗が働くことに
なり、該抵抗により連結杆２９の変位、換言すれば管Ｐ
の運動（変位）は直ちに拘束される。

上述した第５図および第６図の防振装置と管Ｐの取付は
態様において、管Ｐに上揚力が作用しても、第１可動体
７および第２可動体１３はそれぞれ係止材１１および係
止板１６によりその上方への変位は拘束されており、ま
た両者は微小な間隙をもって係合しているため、二面間
の間隙、すなわち第１可動体７とケーシング底板２およ
び第２可動体１３と第１可動体７の凹溝９との間の微小
間隙Ｓｌ、　Ｓ２は該上揚力によっても可及的に変化し
ないため、二面間の距離の変化に起因する減衰機能の低
下は起こらない。

【図面の簡単な説明】

第１図は先行技術の配管防振装置、第２図は本発明の一
実施例を示す防振装置の縦断面図、第３図は第２図の■
−■線断線断面図番第４図部を示す剥視図、第５図およ
び第６図は防振装置と管との数句は状態を示す断面図で
ある。 ｌ・・・・・・ケーシング　７・・・・・・第１可動体
　１０・・・・・・すべり材　１１・・・・・・係止材
　１３・・・・・・第２町動体　１５・・・・・・すべ
り材　１６・・・・・・係止板　１７・・・・・・支持
体　１８・・・・・・蓋体　２２・・・・・・固定板２
３・・・・・・粘性体　Ｓｌ、　Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４・・
・・・・間隙特許出願人 日　揮　株式会社 オイレス工業株式会社 代理人 弁理士　池１）仁士

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　ケーシング（１）　ト、該ケーシング（１）内ニ
   移動可能に設置される第１可動体（７）と、該ケーシン
   グ（１）内にかつ該第１可動体（７）上に移動可能に設
   置される第２可動体（１３）と、該第２可動体（１３）
   上に固設される支持体（１７）と、該ケーシング（１）
   内に充填される粘性体（２３）とがらなり、 前記ケーシング（１）は、底板（２）と、該底板（２）
   の上面に設けられた方形状の囲壁（３）と、中央部に開
   孔（４）と該開孔（４）の周縁に突出部（５）とを有す
   る上板（６）とから構成され、前記第１可動体（７）は
   、実質的に方形状で、その対向する一方の側面にはそれ
   ぞれ立壁部（８）を備えるとともに、該両立壁部（８）
   間には凹溝（８）が形成されてなり、かつ、その底面よ
   り突出して固設されたすべり材（１Ｇ）を介して前記ケ
   ーシングの底板（２）と微小間隙（Ｓｌ）を存して前記
   凹溝（９）に沿う方向と直行する方向に移動可能に載置
   されてなり、かつ、該第１可動体（７）はその凹溝にお
   いてケーシング（１）の底板（２）に固定された係止材
   （１１）と係合され、前記第２可動体（１３）は、実質
   的に方形状で、その対向する一方の側面にはそれぞれ肩
   部（１４）を有するとともに、その底面より突出して固
   設されたすべり材（１５）を介して前記第１５′ｆ動体
   （７）の凹溝（８）と微小間隙（Ｓ２）を存して該凹溝
   （９）に沿う方向に移動可能に載置されてなり、かつ、
   該第２可動体（１３）はその肩部（１４）において第１
   可動体の立壁部（８）に固設された係止板’（１Ｂ　）
   と係合され、 前記支持体（１７）は、前記ケーシング頁１）の」二板
   （６）の開孔（４）に遊挿されて前記第２可動体（１３
   ）の上面に固定され、該支持体（１７）には周縁に垂下
   部（１９）を備えた蓋体（１８）が該ケーシングの上板
   の開孔（４）を覆い、かつ、該ケーシングの上板の突出
   部（５）外周面と該蓋体の垂下部（１９）との間に移動
   域（Ｓ４）を存して固定され、前記ケーシング（１）内
   には、少なくとも、前記ケーシングの底板（２）と第１
   可動体（７）と第２可動鉢（１３）との微小間隙（Ｓｔ
   　、　Ｓ２）を満たす粘性体（２３）が充填されてなる
   、 ことを特徴とする配管の防振装置。