JP2008215405A - 板ばね式制振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より有利に軽量化が可能であり、振動を早期に収束させ得るようにした板ばね式制振装置を提供する。
【解決手段】長尺状の板ばね部材１の基端部を、振動部材５に対して支持部材２を介して支持固定し、その先端部のアタッチメント１ｂが振動部材５の主振動方向と同じ方向へ振動可能なように振動部材５側のゴム板３との間に所定の隙間Ｓを形成するようにして取付ける。板ばね部材１の固有振動数を、振動部材５の固有振動数の１／３倍以上１倍未満の範囲にチューニングする。これにより、振動入力時に、板ばね部材１の先端部のアタッチメント１ｂと振動部材５側のゴム板３とが衝突を繰り返すことによって、振動部材５の振動を効果的に抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、殆ど減衰性を有しない材料で構成された板状あるいは梁状の構造物の振動を抑制するために好適に採用される板ばね式制振装置に関する。

従来より、例えば木材やＦＲＰ、ガラス、鋼板など殆ど減衰性を有しない材料で構成された構造物は、一旦振動を開始するとその振動が収まるまでに長時間が掛かることから、その構造物に対して、種々の制振装置を取付けて振動を抑制するようにしている。例えば、特許文献１及び特許文献２には、橋梁や住宅等の構造物の振動を抑制するために用いられる板ばね式動吸振器が開示されている。この板ばね式動吸振器は、板ばねの一端部に重錘を設け、制振対象となる構造物に対して、その板ばねの他端部を固定することにより取付けられて使用される。

なお、特許文献１の板ばね式動吸振器においては、互いに間隔をとって平行に配置される２枚以上の板ばねが用いられ、隣り合う２枚の板ばね同士を粘弾性体又は粘性体ダンパを介して固定することにより、板ばねに減衰性を持たせるようにしている。一方、特許文献２の板ばね式動吸振器あるいは特許文献３に開示された板ばね式ダイナミックダンパにおいては、板ばねに対して高減衰ゴム材（ダンピング材）と拘束板（拘束材）を積層状態で固着することにより、板ばねに減衰性を持たせるようにしている。これら特許文献１〜３の板ばね式動吸振器（ダイナミックダンパ）は、構造がシンプルで、小型軽量化することができ、構造物への取付けが簡単であるなどの点で有利なものである。

また、他の制振装置として、特許文献４に開示されているように、制振対象物に取付けられる固定部材に対して、所定距離を隔てて対向配置される質量部材をゴム弾性体で弾性支持するように取付け、そのゴム弾性体によって固定部材と質量部材との間に形成される液体室内に液体が封入されて成る液体封入式ダイナミックダンパが知られている。

更に、特許文献５には、板ばねの一端に接合されて、上下方向に所定の間隔を空けて構造体に設置された天板と底板の間を移動自在に設けられた重錘が、前記天板と底板に衝突することにより、前記構造体の振動を低減するようにした衝撃ダンパが開示されている。この衝撃ダンパによれば、重錘がばねで上下方向に支持されていることから、重錘に作用する重力の影響がキャンセルされ、構造体の上下振動を小振幅から効果的に低減することができるとされている。

ところで、上記特許文献１の板ばね式動吸振器においては、隣り合う２枚の板ばね同士が粘弾性体又は粘性体ダンパを介して固定されていることから、各板ばねの一端部に設けられた重錘の動きは互いに同位相で振動するが、一方の板ばねに対して他方の板ばねがずれて変位し難くなり、多少のずれによって粘弾性体又は粘性体ダンパ内に剪断変形が生じるとしても、これによる減衰効果は期待できる程ではない。そのため、制振対象となる構造物の振動を早期に収束させることは困難となる。また、上記特許文献５に開示された衝撃ダンパの場合には、構造体の上下振動を小振幅から効果的に低減することができるされているものの、制振対象となる構造物の振動を早期に収束させることに関しては何ら開示されていない。

一方、上記特許文献２及び３の板ばね式動吸振器（ダイナミックダンパ）のように、板ばねに対して高減衰ゴム材（ダンピング材）と拘束板（拘束材）を積層状態で固着した場合には、板ばねの充分な減衰性を確保するためには、多量の高減衰ゴム材（ダンピング材）や拘束板（拘束材）が必要となる。そのため、重量が著しく増大する傾向にあり、軽量化の点で不利となる。また、上記特許文献４の液体封入式ダイナミックダンパの場合には、充分な制振効果が得られるようにするためには、制振対象となる構造物の総重量に対する質量部材の質量の割合を、板ばね式動吸振器（ダイナミックダンパ）に比べて大きくする必要があり、やはり軽量化の点で不利となる。

特開昭５９−１１０９３８号公報 特開２００５−３５１３６６号公報 特開２００４−２８１２４号公報 特開平５−８７１８４号公報 特開２００６−３４８９９６号公報

本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、より有利に軽量化が可能であり、振動を早期に収束させ得るようにした板ばね式制振装置を提供することを解決すべき課題とするものである。

上記課題を解決する本発明の板ばね式制振装置は、剛性板材により所定の質量を有する長尺状に形成され、振動部材に対して、一端部又は両端部が前記振動部材の主振動方向と同じ方向へ振動可能なように前記振動部材との間に所定の隙間を形成するようにして支持固定された板ばね部材を備え、振動入力時に、前記板ばね部材の一端部又は両端部と前記振動部材とが衝突することにより前記振動部材の振動を抑制する板ばね式制振装置であって、前記板ばね部材の固有振動数が前記振動部材の固有振動数の１／３倍以上１倍未満の範囲にチューニングされていることを特徴としている。

本発明の板ばね式制振装置は、この制振装置が取付けられた振動部材に振動が入力した際に、板ばね部材の一端部又は両端部が、支持部を支点として振動部材の振動方向と同じ方向へ振動する。この時、板ばね部材の先端部（一端部又は両端部）と振動部材との間に形成された隙間よりも大きい振幅の振動が振動部材に発生した際には、板ばね部材の先端部が振動部材との衝突を繰り返す。この時、板ばね部材の固有振動数が、振動部材の固有振動数の１／３倍以上１倍未満の範囲にチューニングされていることから、板ばね部材は、振動部材よりもゆっくり揺れるため、板ばね部材よりも速く揺れる振動部材との間に位相のずれが発生し、板ばね部材の先端部と振動部材とのより確実な衝突が得られる。この衝突により、振動部材の振動エネルギが効果的に吸収されるため、振動部材に入力した振動が早期に収束する。

本発明の板ばね式制振装置は、振動入力時に、振動部材に設置された板ばね部材の一端部又は両端部が、振動部材と衝突を繰り返すことにより、振動部材の振動を効果的に減衰させるようにしている。そのため、重量の著しい増大を伴う高減衰ゴム材（ダンピング材）や拘束板（拘束材）等を、板ばね部材に対して固着する必要がなく、より有利に軽量化が可能となる。したがって、本発明の板ばね式制振装置によれば、より有利に軽量化することが可能となり、振動部材に入力した振動を早期に収束させることが可能となる。

本発明において、板ばね部材の固有振動数は、振動部材の固有振動数の１／３倍以上１倍未満の範囲にチューニングされているが、より好ましくは、０．５〜０．７倍の範囲である。なお、板ばね部材の固有振動数（ｆｎ）は、板ばね部材の長さ（Ｌ）、厚さ（ｔ）、密度（ρ）、ヤング率（Ｅ）及び係数（λ）に基づいて、下記の式１から求められる。ここでマス部材を有しない場合は、λ＝１．８７５となる。
ｆｎ＝（λ² ／２πＬ² ）√（Ｅ／１２ρ）・ｔ ……式１

本発明において採用される板ばね部材は、長さ寸法が５０〜７００ｍｍの範囲のものが好適である。この範囲の長さ寸法の板ばね部材を採用すれば、板ばね部材の固有振動数を、制振対象となる振動部材の固有振動数の近辺に容易にチューニングすることができる。この板ばね部材は、通常、鋼板等の金属製のものが好適に採用されるが、所定の質量やばね定数、強度等の条件を満たすものであれば、例えば硬質樹脂製のものを採用することも可能である。

この板ばね部材は、振動部材に対して、一端部又は両端部が振動部材の主振動方向と同じ方向へ振動可能なように振動部材との間に所定の隙間を形成するようにして支持固定される。この板ばね部材は、振動部材に設けられた支持部材に支持されるようにして振動部材に設置されるが、通常、板ばね部材の所定の一箇所が支持部材に支持固定される。このようにすれば、板ばね部材を、その一端部又は両端部と振動部材との間に所定の隙間が形成された状態に容易に設置することができる。

また、この板ばね部材は、長手方向一端部が振動部材に固定されて、長手方向中間部が支持部材に固定されることなく支持されるようにして設置することも可能である。このようにすれば、板ばね部材の固定部と支持部が分離されているため、固定部の高さを支持部材の高さ分低くすることができ、固定部において高さ方向の省スペース化を図ることができる。なお、場合によっては、板ばね部材の一部を屈曲させて、支持固定される部分と、振動部材との間に隙間が形成される一端部又は両端部とが段違い状になるように形成された板ばね部材を採用することもでき、これにより、支持部材を排除することができる。

板ばね部材の一端部又は両端部と振動部材との間に形成される隙間は、０．１〜５ｍｍの範囲とされているのが好ましい。隙間が０．１ｍｍ未満であると、板ばね部材と振動部材の強い衝突が得られ難くなり、逆に、隙間が５ｍｍを越えると、微振動を効果的に抑制し難くなる。よって、どちらの場合にも、振動部材の良好な振動減衰効果が得られ難くなる。

この板ばね部材の好適な態様として、板ばね部材は、その長手方向中間部が振動部材に支持固定されて、一端部側と他端部側の固有振動数が異なるようにチューニングされている。このようにすれば、２種類の異なる固有振動数を有するようにされているので、振動部材の固有振動数が使用条件によって変化する場合に、固有振動数の広い範囲で振動抑制効果が得られるように対応することができる。

本発明の好適な態様として、振動入力時に板ばね部材と振動部材が衝突する衝突面の少なくともどちらか一方の面に、緩衝用のゴム板が設けられている。このようにすれば、板ばね部材と振動部材との衝突時に発生する衝突音を低減することができる。なお、振動部材と衝突する板ばね部材の一端部又は両端部にアタッチメントを取付けて、衝突面積が大きくなるようにすれば、より良好な制振効果を得ることができる。

また、他の好適な態様として、板ばね部材の表裏両面の少なくとも一方の面には、制振材として機能するゴム被覆層が設けられている。このようにすれば、元々減衰性がない板ばね部材に対して、高減衰ゴムよりなるゴム被覆層を設けることにより、減衰性を付加することができ、板ばね部材単体の場合よりも広い周波数領域で共振させることが可能となる。また、板ばね部材と振動部材が衝突しないような微小な振幅の振動も、板ばね部材自体の減衰によって有効に収束させることができる。

また、他の好適な態様として、板ばね部材の一端部又は両端部には、マス部材（重錘）が設けられている。このようにすれば、振動入力時に、板ばね部材の振動部材との衝突力が増すため、衝突による減衰効果を高めることができる。また、板ばね部材の大きさ（特に長さ寸法）も小さくすることが可能となる。なお、マス部材の質量は、制振対象となる振動部材の総重量の１〜２０％の範囲とされているのが好ましく、より好ましくは１〜１０％であり、これにより、ダイナミックダンパに比べて有利に軽量化が可能となる。

本発明の板ばね式制振装置は、振動部材に対して、一端部又は両端部が振動部材の主振動方向と同じ方向へ振動可能なように振動部材との間に所定の隙間を形成するようにして所定の一箇所が支持固定された板ばね部材を備え、その板ばね部材の固有振動数が、振動部材の固有振動数の１／３倍以上１倍未満の範囲にチューニングされているため、より有利に軽量化が可能であり、振動部材に発生した振動を効率良く吸収して早期に収束させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔実施形態１〕
図１は本実施形態に係る板ばね式制振装置を振動部材に取付けた状態の正面図であり、図２はその板ばね式制振装置の要部拡大図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。

本実施形態の板ばね式制振装置は、図１に示すように、振動部材５としての、板状部材により二方向の側面が開口した箱状に構成された構造物に対して内部に収納された状態で取付けられるものであって、振動部材５の底板５ａ上面の所定位置に固着された支持部材２に、先端部（一端部）が振動可能なように基端部（他端部）が支持固定さた長尺状の板ばね部材１を備えている。

板ばね部材１は、幅が２５ｍｍ、長さが３１０ｍｍ、厚さが１．０ｍｍの大きさに形成された鋼板よりなる板ばね本体部１ａを有し、板ばね本体部１ａの先端部には、幅が４０ｍｍ、長さが４０ｍｍ、厚さが０．５ｍｍの大きさに形成された樹脂板よりなるアタッチメント１ｂが接着剤により固着されている。この板ばね部材１は、質量が６２ｇ、ヤング率が１．８６×１０¹¹Ｎ／ｍ² のものである。この板ばね部材１は、上記の式１により、固有振動数が８．０Ｈｚにチューニングされており、振動部材５の固有振動数（１５Ｈｚ）の１／３倍以上１倍未満の範囲で、その固有振動数（１５Ｈｚ）よりも小さくなるようにチューニングされている。

板ばね部材１は、ブロック状の支持部材２に基端部が固定されて片持ち支持されており、振動部材５の底板５ａと略平行となる状態に配置されている。板ばね部材１のアタッチメント１ｂと対向する底板５ａの部分には、アタッチメント１ｂと略同じ大きさに形成された緩衝用のゴム板３が固着されており、アタッチメント１ｂとゴム板３の間には、所定の大きさの隙間Ｓ（０．１〜５ｍｍの範囲）が形成されている。これにより、板ばね部材１は、その先端部が隙間Ｓの範囲で振動部材５の主振動方向（図１においてＺ方向）と同じ方向へ自由に振動可能なように設置されている。

以上のように構成された本実施形態の板ばね式制振装置は、振動部材５に振動が入力して振動部材５が主振動方向（図１においてＺ方向）に振動すると、板ばね部材１の先端部が、支持部材２に支持された基端部を支点として振動部材５の振動方向と同じ方向へ振動する。この時、板ばね部材１のアタッチメント１ｂと振動部材５側のゴム板３との間に形成された隙間Ｓよりも大きい振幅の振動が振動部材５に発生した際には、板ばね部材１のアタッチメント１ｂがゴム板３との衝突を繰り返す。

この時、板ばね部材１の固有振動数が、振動部材５の固有振動数の１／３倍以上１倍未満の範囲にチューニングされていることから、板ばね部材１は、振動部材５よりもゆっくり揺れるため、板ばね部材１よりも速く揺れる振動部材５との間に位相のずれが発生し、板ばね部材１のアタッチメント１ｂと振動部材５側のゴム板３とのより確実な衝突が得られる。この衝突により、振動部材５の振動エネルギが効果的に吸収されるため、振動部材５に入力した振動が早期に収束する。

以上のように、本実施形態の板ばね式制振装置は、振動部材５に対して、先端部が振動部材５の主振動方向と同じ方向へ振動可能なように振動部材５側に設けられたゴム板３との間に所定の隙間Ｓを形成するようにして基端部が支持部材２に支持固定された板ばね部材１を備え、板ばね部材１の固有振動数が、振動部材５の固有振動数の１／３倍以上１倍未満の範囲にチューニングされているため、振動部材５に発生した振動を効率良く吸収し早期に収束させることができる。

また、本実施形態の板ばね式制振装置は、振動入力時に、振動部材５に設置された板ばね部材１の先端部（アタッチメント１ｂ）が、振動部材５側のゴム板３と衝突を繰り返すことにより、振動部材５の振動を効果的に減衰させるようにしている。そのため、重量の著しい増大を伴う高減衰ゴム材（ダンピング材）や拘束板（拘束材）等を、板ばね部材１に対して固着する必要がなく、より有利に軽量化が可能となる。

さらに、本実施形態の板ばね式制振装置は、振動部材５と衝突する板ばね部材１の先端部にアタッチメント１ｂが取付けられていることにより、振動部材５（ゴム板３）との衝突面積が大きくなるようにされているため、より良好な制振効果を得ることができる。また、振動部材５側には、ゴム板３が設けられていることにより、板ばね部材１と振動部材５との衝突時に発生する衝突音を低減することができる。

〔実施形態２〕
図３は本実施形態に係る板ばね式制振装置を振動部材に取付けた状態の正面図である。本実施形態の板ばね式制振装置は、板ばね部材１１の長手方向中間部が、振動部材５の底板５ａ上面の所定位置に固着された支持部材２に支持固定されて、一端部側と他端部側の固有振動数が異なるようにチューニングされている点で実施形態１のものと異なる。

即ち、本実施形態における板ばね部材１１は、幅が２５ｍｍ、長さが２８０ｍｍ、厚さが１．０ｍｍの大きさに形成された鋼板よりなる板ばね本体部１１ａを有し、この板ばね本体部１１ａの長手方向中央から他端側（図３において右側）へ寄った部位が、支持部材２に支持固定されている。そして、板ばね本体部１１ａの両端部には、幅が４０ｍｍ、長さが４０ｍｍ、厚さが０．５ｍｍの大きさに形成された樹脂板よりなるアタッチメント１１ｂ、１１ｂがそれぞれ接着剤により固着されている。

この板ばね部材１１は、質量が５６ｇ、ヤング率が１．８６×１０¹¹Ｎ／ｍ² のものである。この板ばね部材１１は、上記の式１により、一端部側（図３において右側）の固有振動数が１０Ｈｚにチューニングされ、他端部側の固有振動数が８．０Ｈｚにチューニングされている。即ち、板ばね部材１１の一端部側及び他端部側の固有振動数は、振動部材５の固有振動数（１５Ｈｚ）の１／３倍以上１倍未満の範囲で、その固有振動数（１５Ｈｚ）よりも小さくなるようにチューニングされている。

また、板ばね部材１１の各アタッチメント１１ｂ、１１ｂと対向する底板５ａの部分には、実施形態１と同様に緩衝用のゴム板３、３がそれぞれ固着されており、各アタッチメント１１ｂ、１１ｂと各ゴム板３、３の間には、所定の大きさの隙間Ｓ（０．１〜５ｍｍの範囲）が形成されている。これにより、板ばね部材１１は、その両端部が隙間Ｓの範囲で振動部材５の主振動方向（図３においてＺ方向）と同じ方向へ自由に振動可能なように設置されている。

以上のように構成された本実施形態の板ばね式制振装置は、振動入力により振動部材５がＺ方向に振動すると、板ばね部材１１の一端部側と他端部側とにおいて同時に、各アタッチメント１１ｂ、１１ｂがゴム板３、３との衝突を繰り返す。この衝突により、振動部材５の振動エネルギが効果的に吸収されるため、振動部材５に入力した振動を早期に収束させることができ、実施形態１の場合と同様の作用及び効果を奏する。

特に、本実施形態では、板ばね部材１１の両端部が振動部材５に対して衝突するようにして、衝突回数が増大するように構成されているため、実施形態１の場合よりも良好な制振効果を得ることができる。また、本実施形態の板ばね式制振装置は、板ばね部材１１が一端部側と他端部側において２種類の異なる固有振動数を有するように構成されているので、振動部材５の固有振動数が使用条件によって変化する場合に、固有振動数の広い範囲で振動抑制効果が得られるように対応することができる。

〔実施形態３〕
図４は本実施形態に係る板ばね式制振装置を振動部材に取付けた状態の正面図であり、図５はその板ばね式制振装置の要部拡大図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。

本実施形態の板ばね式制振装置は、実施形態１のものに対して、板ばね部材１の裏面（底板５ａと対向する面）に設けられたゴム被覆層１ｃが付加されている点でのみ異なる。本実施形態におけるゴム被覆層１ｃは、制振材として機能する高減衰ゴムにより形成されたものであって、このゴム被覆層１ｃが設けられていることにより、板ばね部材１に減衰性が付加されている。

このゴム被覆層１ｃは、板ばね本体部１ａの裏面の支持部材２及びアタッチメント１ｂが固着されている部位を除く部分と、アタッチメント１ｂの裏面全域とを覆うようにして、加硫接着により固着されている。なお、アタッチメント１ｂの裏面に設けられたゴム被覆層１ｃは、底板５ａに設けられたゴム板３と対向しており、振動入力時にアタッチメント１ｂとゴム板３が衝突した際の緩衝機能も有する。

以上のように構成された本実施形態の板ばね式制振装置は、振動入力により振動部材５がＺ方向に振動した際には、実施形態１の場合と同様の作用及び効果を奏する。特に、本実施形態においては、板ばね部材１にゴム被覆層１ｃが設けられていることにより、元々減衰性がない板ばね部材１に対して減衰性が付加されているため、板ばね部材１単体の場合よりも広い周波数領域で共振させることが可能となる。また、板ばね部材１と振動部材５が衝突しないような微小な振幅の振動も、板ばね部材１自体の減衰によって有効に収束させることができる。

なお、本実施形態においては、ゴム被覆層１ｃが板ばね部材１の裏面にのみ設けられているが、ゴム被覆層１ｃを板ばね部材１の表面にのみ設けたり、板ばね部材１の表裏両面に設けるようにしてもよい。

〔実施形態４〕
図６は本実施形態に係る板ばね式制振装置を振動部材に取付けた状態の正面図であり、図７はその板ばね式制振装置の要部拡大図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。

本実施形態の板ばね式制振装置は、実施形態１のものに対して、板ばね部材２１の大きさが変更されていると共に、板ばね部材２１の先端部に設けられたマス部材４が付加されている点でのみ異なる。本実施形態の板ばね部材２１は、幅が３０ｍｍ、長さが２００ｍｍ、厚さが１．２ｍｍの大きさに形成された板ばね本体部２１ａと、板ばね本体部２１ａの先端部に固着された、幅が４０ｍｍ、長さが４０ｍｍ、厚さが０．５ｍｍの大きさに形成されたアタッチメント２１ｂとから構成されている。即ち、本実施形態の板ばね部材２１は、支持部から先端までの有効長さが実施形態１の板ばね部材１の２／３程度に短くされている。この板ばね部材２１は、質量が５８ｇ、ヤング率が１．８６×１０¹¹Ｎ／ｍ² のものである。

板ばね部材２１の先端部表面（図６において上面）には、鉄系金属によりブロック状に形成されたマス部材４が溶接により固着されている。このマス部材４の質量は、１００ｇであり、振動部材５の総重量の１〜２０％の範囲とされている。そして、本実施形態の板ばね部材２１の固有振動数は、マス部材４の質量や、板ばね部材２１の上記物性値等に基づいて、上記の式１により、８．５Ｈｚにチューニングされている。なお、板ばね部材２１の固有振動数は、振動部材５の固有振動数（１２Ｈｚ）の１／３倍以上１倍未満の範囲で、その固有振動数（１２Ｈｚ）よりも小さくなるようにチューニングされている。なお、本実施形態においては、アタッチメント２１ｂとゴム板３の間に形成される隙間Ｓは、０．５ｍｍとされている。

以上のように構成された本実施形態の板ばね式制振装置は、振動入力により振動部材５がＺ方向に振動した際には、実施形態１の場合と同様の作用及び効果を奏する。特に、本実施形態においては、板ばね部材２１の先端部にマス部材４が設けられていることから、振動入力時に、板ばね部材２１と振動部材５側のゴム板３との衝突力が増強するため、衝突による減衰効果を高めることができる。よって、実施形態１のものに比べて、より良好な制振効果を得ることができる。また、板ばね部材２１の先端部にマス部材３を設けることによって、板ばね部材２１の大きさ（特に長さ寸法）を小さくすることができるので、制振装置を小型化することができる。

〔実施形態５〕
図８は本実施形態に係る板ばね式制振装置を振動部材に取付けた状態の正面図である。本実施形態の板ばね式制振装置は、図８に示すように、振動部材５に対して支持固定される板ばね部材３１の固定部と支持部が分離されている点で実施形態１のものと異なる。

即ち、板ばね部材３１は、板ばね本体部３１ａの基端部（他端部）が振動部材５に直接ビス３５で固定され、板ばね本体部３１ａの長手方向中央部から少し一端側へ寄った位置の中間部が、支持部材３２にビス等で固定されることなく支持されている。これにより、板ばね本体部３１ａの先端部（一端部）に固着されたアタッチメント３１ｂと、振動部材５に固着されたゴム板３との間には、所定の大きさの隙間Ｓ（０．１〜５ｍｍの範囲）が形成されている。なお、この隙間Ｓは、支持部材３２の高さを調節することによって適度の大きさに設定されている。

以上のように構成された本実施形態の板ばね式制振装置は、振動入力により振動部材５がＺ方向に振動した際には、実施形態１の場合と同様の作用及び効果を奏する。特に、本実施形態の板ばね式制振装置は、板ばね部材３１の固定部と支持部が分離されているため、固定部の高さを支持部材３２の高さ分低くすることができ、固定部において高さ方向の省スペース化を図ることができる。

〔実施形態６〕
図９は本実施形態に係る板ばね式制振装置を振動部材に取付けた状態の正面図である。本実施形態の板ばね式制振装置は、図９に示すように、実施形態２と実施形態５のものを複合化したものであって、板ばね部材４１の一端部側と他端部側の固有振動数が異なるようにチューニングされている。

即ち、本実施形態の板ばね式制振装置は、実施形態２のものと同様に、板ばね本体部４１ａの長手方向中央から他端側（図９において右側）へ寄った部位が、第１支持部材４２にビス４５で支持固定されている。そして、実施形態５のものと同様に、板ばね本体部４１ａの長手方向略中央部が、振動部材５に固着された第２支持部材４３に固定されることなく支持されている。なお、第２支持部材４３は、第１支持部材４２よりも少し高くされている。

これにより、板ばね本体部４１ａの一端側（図９において左側）の先端部に固着されたアタッチメント４１ｂと、振動部材５に固着されたゴム板３との間には、第２支持部材４３の高さを調節することによって、所定の大きさの隙間Ｓ（０．１〜５ｍｍの範囲）が形成されている。また、板ばね本体部４１ａの他端側（図９において右側）の先端部と、振動部材５に固着されたゴム板３との間には、第１支持部材４２の高さを調節することによって、所定の大きさの隙間Ｓ（０．１〜５ｍｍの範囲）が形成されている。この板ばね部材４１は、上記の式１により、一端部側（図９において左側）の固有振動数と他端部側（図９において右側）の固有振動数が異なるようにチューニングされている。

以上のように構成された本実施形態の板ばね式制振装置は、振動入力により振動部材５がＺ方向に振動した際には、実施形態２及び実施形態５の場合と同様の作用及び効果を奏する。即ち、実施形態２の場合のように、板ばね部材４１が一端部側と他端部側において２種類の異なる固有振動数を有するように構成されているので、広い範囲の周波数領域で振動抑制効果を得ることができる。また、実施形態５の場合のように、板ばね部材４１の固定部（支持部も兼ねる）となる第１支持部材４２と、板ばね部材４１の支持部となる第２支持部材４３が分離されているため、第１支持部材４２の高さ方向の省スペース化を図ることができる。

〔試験１〕
本発明に係る板ばね式制振装置の制振効果を確認するため、実施形態４の板ばね式制振装置において、振動部材５の固有振動数（１２Ｈｚ）に対する板ばね部材２１の固有振動数の倍率を種々変化させた板ばね式制振装置を準備し、各板ばね式制振装置についての制振性能を調べる試験を行った。この試験は、振動部材５に振動が入力した時に、時間の経過に伴う加速度の変化を測定するものである。この試験では、実施形態４の板ばね式制振装置（板ばね部材２１の固有振動数が８．５Ｈｚ（０．７倍））を実施例１とし、実施例２として、板ばね部材２１の固有振動数が６Ｈｚ（０．５倍）のもの、実施例３として、板ばね部材２１の固有振動数が４Ｈｚ（１／３倍）のものを準備した。

また、固有振動数が１２Ｈｚの振動部材５に制振装置が設置されていない場合（ベース）を比較例１とし、比較例２として、板ばね部材２１の固有振動数が１７Ｈｚ（１．４倍）のもの、比較例３として、板ばね部材２１の固有振動数が１２Ｈｚ（１．０倍）のもの、比較例４として、板ばね部材２１の固有振動数が３Ｈｚ（１／４倍）のものを準備した。これら比較例１〜４及び実施例１〜３について上記の測定を行ったところ、図１０Ａ及び図１０Ｂの（ａ）〜（ｇ）に示す結果が得られた。

図１０Ａ（ｂ）から明らかなように、比較例２の場合は、制振装置が設置されていない比較例１の場合と略同じであり、板ばね式制振装置による制振効果が殆ど得られていないことが解る。また、比較例３の場合は、図１０Ａ（ｃ）から明らかなように、２Ｘ秒付近までの初期の段階では、加速度の振れ幅が比較例２よりも僅かに小さくなり、その後の加速度の振れ幅も比較例２よりも小さくなっていることが解る。しかし、比較例３の場合には、板ばね式制振装置によりある程度の制振効果が得られるものの、充分に満足できるものとは言えない。これら比較例２及び３の場合には、振動入力時に、板ばね部材２１が振動部材５を追いかけるようにして衝突するため強い衝突力が得られ難く、且つ衝突回数も少ないことが原因と考えられる。

一方、板ばね部材２１の固有振動数が最も小さい３Ｈｚ（１／４倍）にチューニングされている比較例４の場合は、図１０Ｂ（ｇ）から明らかなように、２Ｘ秒付近までの初期の段階では、加速度の振れ幅が比較例３と略同じ程度になっているが、その後の加速度の振れ幅は比較例３よりも大きい。この結果は、板ばね部材２１の固有振動数が小さくなり過ぎると、衝突する間隔が長くなり、単位時間当たりの衝突頻度が少なくなることが原因と考えられる。

これに対して、実施例１の場合には、図１０Ａ（ｄ）から明らかなように、２Ｘ秒付近までの初期の段階で加速度の振れ幅が±０．７Ｙ程度まで急速に減少しており、その後においても加速度の振れ幅が比較例３よりも小さくなっているいことが解る。また、実施例２の場合には、図１０Ｂ（ｅ）から明らかなように、２Ｘ秒付近までの初期の段階では、実施例１と同様に加速度の振れ幅が±０．７Ｙ程度まで急速に減少しており、その後の加速度の振れ幅が実施例１よりも更に小さくなっていることが解る。また、実施例３の場合には、図１０Ｂ（ｆ）から明らかなように、２Ｘ秒付近における加速度の振れ幅は実施例１及び２と略同じ程度に減少しているが、２Ｘ秒付近までの加速度の振れ幅は実施例１及び２よりもやや大きくなっている。しかし、その後の加速度の振れ幅は、実施例２と同様に極めて小さいことが解る。

即ち、実施例１〜３の何れの場合にも、２Ｘ秒付近までの初期の段階で加速度の振れ幅が急速に減少し、その後の加速度の振れ幅も比較例２〜４よりも大幅に減少することが明らかとなった。これは、実施例２及び３のように、板ばね部材２１の固有振動数が振動部材５の固有振動数の１／２倍から１／３倍程度に小さくされている場合には、板ばね部材の動きが、振動部材５の動きに追随するようになっていくことが原因と考えられる。また、実施例１及び２にように、０．７倍から０．５程度に小さくされている場合には、板ばね部材２１と振動部材５が互いに逆方向に動いた時に衝突する頻度が多くなることが原因と考えられる。

以上のことから、実施例１〜３のように、板ばね部材２１の固有振動数を、振動部材５の固有振動数の１／３倍以上１倍未満の範囲にチューニングすることによって、振動部材５に入力した振動を極めて早期に収束させることができ、また、振動の収束後期における微振動も効果的に抑制できることが試験により確認された。

本発明の実施形態１に係る板ばね式制振装置を振動部材に取り付けた状態の正面図である。 本発明の実施形態１に係る板ばね式制振装置の要部拡大図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 本発明の実施形態２に係る板ばね式制振装置を振動部材に取付けた状態の正面図である。 本発明の実施形態３に係る板ばね式制振装置を振動部材に取付けた状態の正面図である。 本発明の実施形態３に係る板ばね式制振装置の要部拡大図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 本発明の実施形態４に係る板ばね式制振装置を振動部材に取付けた状態の正面図である。 本発明の実施形態４に係る板ばね式制振装置の要部拡大図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 本発明の実施形態５に係る板ばね式制振装置を振動部材に取り付けた状態の正面図である。 本発明の実施形態６に係る板ばね式制振装置を振動部材に取り付けた状態の正面図である。 本発明の板ばね式制振装置に関する試験結果を示すグラフであって、（ａ）は比較例１のグラフ、（ｂ）は比較例２のグラフ、（ｃ）は比較例３のグラフ、（ｄ）は実施例１のグラフである。 本発明の板ばね式制振装置に関する試験結果を示すグラフであって、（ｅ）は実施例２のグラフ、（ｆ）は実施例３のグラフ、（ｇ）は比較例４のグラフである。

符号の説明

１、１１、２１、３１、４１…板ばね部材 １ａ、１１ａ、２１ａ、３１ａ、４１ａ…板ばね本体部 １ｂ、１１ｂ、２１ｂ、３１ｂ、４１ｂ…アタッチメント １ｃ…ゴム被覆層 ２…支持部材 ４２…第１支持部材 ４３…第２支持部材 ３５、４５…ビス ３…ゴム板 ４…マス部材 ５…振動部材 ５ａ…底板

Claims (12)

1. 剛性板材により所定の質量を有する長尺状に形成され、振動部材に対して、一端部又は両端部が前記振動部材の主振動方向と同じ方向へ振動可能なように前記振動部材との間に所定の隙間を形成するようにして支持固定された板ばね部材を備え、振動入力時に、前記板ばね部材の一端部又は両端部と前記振動部材とが衝突することにより前記振動部材の振動を抑制する板ばね式制振装置であって、
   前記板ばね部材の固有振動数が前記振動部材の固有振動数の１／３倍以上１倍未満の範囲にチューニングされていることを特徴とする板ばね式制振装置。
2. 前記板ばね部材の固有振動数が前記振動部材の固有振動数の０．５〜０．７倍の範囲にチューニングされていることを特徴とする請求項１に記載の板ばね式制振装置。
3. 前記板ばね部材は、前記振動部材に設けられた支持部材に支持されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の板ばね式制振装置。
4. 前記板ばね部材は、前記支持部材に所定の１箇所が支持固定されていることを特徴とする請求項３に記載の板ばね式制振装置。
5. 前記板ばね部材は、長手方向一端部が前記振動部材に固定されて長手方向中間部が前記支持部材に支持されるようにして設置され、固定部と支持部が分離されていることを特徴とする請求項３に記載の板ばね式制振装置。
6. 前記板ばね部材の長さ寸法は、５０〜７００ｍｍの範囲とされていることを特徴とする
   請求項１〜５の何れか一項に記載の板ばね式制振装置。
7. 前記板ばね部材の一端部又は両端部と前記振動部材との間に形成される隙間は、０．１〜５ｍｍの範囲とされていることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の板ばね式制振装置。
8. 前記板ばね部材の表裏両面の少なくとも一方の面には、制振材として機能するゴム被覆層が設けられていることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の板ばね式制振装置。
9. 前記板ばね部材は、その長手方向中間部が前記振動部材に支持固定されて、一端部側と他端部側の固有振動数が異なるようにチューニングされていることを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の板ばね式制振装置。
10. 前記板ばね部材の一端部又は両端部にはマス部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の板ばね式制振装置。
11. 前記マス部材の質量は、前記振動部材の総重量の１〜２０％の範囲とされていることを特徴とする請求項１０に記載の板ばね式制振装置。
12. 振動入力時に前記板ばね部材と前記振動部材が衝突する衝突面の少なくともどちらか一方の面に、緩衝用のゴム板が設けられていることを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載の板ばね式制振装置。

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