JP5020860B2

JP5020860B2 - 振動低減部材

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Publication number: JP5020860B2
Application number: JP2008047870A
Authority: JP
Inventors: 宜男矢野; 明男杉本
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2008-02-28
Filing date: 2008-02-28
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2028-02-28
Also published as: JP2009204108A; CN101520080A

Description

本発明は、振動機器からの振動を低減する振動低減部材に関する。

ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）やプリンタなどのＡＶ、ＯＡ機器、及び空気圧縮機などの圧力脈動を発生させる装置には、モータや歯車、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの高速回転する部品が用いられている。近年、これらモータや歯車の回転をより高速にすることで、ＡＶ、ＯＡ機器の高速化・高機能化が実現されているが、これら部品の回転をより高速にすることに伴う振動の増大は、ＤＶＤの読取精度の悪化、機器から発生する騒音の増大などをまねいている。このため、高速に回転するモータなどの部品により生じる振動及び振動による騒音を低減することが望まれている。特許文献１には、このような振動を低減させる動吸振器が開示されている。特許文献１の動吸振器は、おもりと粘弾性体とを一体成形してなるものであって、この動吸振器をモータの回転軸に取り付けることで、動吸振器自体が振動して、モータの振動を低減するようになっている。

特開２００２−２６６９４０号公報

ここで、振動の原因が、モータ、歯車などの振動機器が固定されるブラケット、フレーム、外装パネルなどの各部位における、振動機器の振動に起因して発生する共振である場合には、特許文献１のような粘弾性体を用いた動吸振器（減衰のある動吸振器）を各部位における固有振動数に調整して装着することにより、その部位の振動を低減することができる。しかしながら、振動の原因が、振動機器による強制振動（振動機器そのものの振動）である場合には、動吸振器の固有振動数を振動機器の加振振動数（加振周波数）に調整しても、粘弾性体に生じる変位と力の位相が一致せず、動吸振器の振動抑制力と振動機器の強制加振力とが完全に逆位相とならない。そのため、動吸振器取付け点の変位が零とならず、十分な振動低減効果が得られない。

そこで、振動機器を固定する例えばフレームに、このフレームと一体形成された動吸振器（減衰のない動吸振器）を設けることにより、別部品の場合に生じる結合点の摩擦がなく、また、粘弾性を用いていないので、動吸振器の振動抑制力と振動機器の強制加振力とがほぼ逆位相となり、振動機器による強制振動の低減が可能になると考えられる。この構成による場合、動吸振器において振動する部分（振動部）の長さ、厚みなどを変化させることによって、動吸振器の固有振動数（反共振周波数）を、モータ（加振源）など振動機器の加振周波数と同じ周波数に設定してやれば、振動機器の振動による強制加振力と逆位相の振動抑止力が動吸振器に発生し、十分な振動低減効果が得られる。

しかしながら、このような動吸振器における振動低減効果が得られる周波数域は狭く、動吸振器（振動部）の設定周波数が、振動機器の加振周波数に対してずれると、動吸振器の振動低減効果は悪化してしまう。以下、設定周波数のずれによる振動低減効果の悪化について説明する。図１０は、フレーム１００と一体形成された動吸振器６０（減衰のない動吸振器６０）を示す図である。図１０（ａ）は、動吸振器６０が一体形成されたフレーム１００の斜視図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図１０（ａ）に示すように、フレーム１００には、振動機器の取付用脚部５０を固定するための孔１００ｃが設けられ、孔１００ｃを中心として孔１００ｃの両側に、振動部１００ａ、振動部１００ｂが、半島形状の切り込み部として対称に形成されている。振動機器の取付用脚部５０は、孔１００ｃに貫装させたボルト５１によりフレーム１００に固定される。振動部１００ａと振動部１００ｂとで一対の振動部からなる動吸振器６０を形成している。

そして、図１０（ｂ）に示すように、動吸振器６０の振動部１００ａおよび振動部１００ｂは、動吸振器６０の中心に作用する振動機器の加振力Ｆ[Ｎ]により振動し、振動部１００ａおよび振動部１００ｂが振動することでフレーム１００自体の振動が抑えられることになる。図１０（ｂ）に示したＶは、振動機器の取付用脚部５０が固定された部分のフレーム１００の加振力Ｆ[Ｎ]による振動速度振幅Ｖ[ｍ／ｓ]である。

また図１１は、図１０に示す動吸振器６０によるフレーム１００の振動低減効果について説明するための図である。図１１の横軸は、周波数[Ｈｚ]であり、縦軸は、２０ｌｏｇ（Ｖ／Ｆ）[ｄＢ]で表したフレーム１００の振動レベルである。図１１の実線は、動吸振器６０が形成されていない場合のフレーム１００の振動レベルを示し、点線および一点鎖線は、動吸振器６０が一体形成された場合のフレーム１００（図１０参照）の振動レベルを示す。そして、図１１の点線は、動吸振器６０の設定周波数ｆ_０（固有振動数ｆ_０）と、振動機器の加振周波数ｆとが一致する場合のフレーム１００の振動レベルを示し、一点鎖線は、動吸振器６０の設定周波数ｆ_０が、振動機器の加振周波数ｆに対してずれてｆ’_０になった場合のフレーム１００の振動レベルを示している。図１１に点線で示すように、動吸振器６０の設定周波数ｆ_０と、振動機器の加振周波数ｆとが一致する場合には、振動機器による加振周波数ｆの振動が大きく低減され、その加振周波数ｆのときの振動レベルはＬ１となり、フレーム１００に動吸振器６０が形成されていない場合（振動レベルＬ０）に比して、大きな振動低減量ｘが得られている。これに対し、図１１に一点鎖線で示すように、設定周波数ｆ_０が、振動機器の加振周波数ｆに対してずれてｆ’_０になった場合には、加振周波数ｆのときの振動レベルはＬ２となっており、加振周波数ｆでの振動低減効果がほとんどない。

そのため、動吸振器６０の設定周波数ｆ_０が、振動機器の加振周波数ｆからできる限りずれないようにしてやる必要がある。ここで、設定周波数ｆ_０のずれに関しては、複数の原因が考えられる。図１２〜図１６は、設定周波数ｆ_０のずれの原因を説明するための図である。

まず、図１２は、振動機器をフレーム１００に固定するボルト５１の締め付け力に起因する設定周波数ｆ_０のずれを説明するための図である。図１２（ａ）は、ボルト５１の締め付け力が適正な場合を示し、図１２（ｂ）は、ボルト５１の締め付け力が緩い場合を示している。ここで、振動機器の取付用脚部５０は、ボルト５１およびナット５２によりフレーム１００に固定されている。図１２（ａ）に示すように、フレーム１００の振動部１００ａ、１００ｂが振動するとき、ボルト５１の締め付け力が適正な場合は、振動部１００ａ（または１００ｂ）と、ボルト５１および取付用脚部５０との接触位置Ｃは、ボルト５１頭部および取付用脚部５０の端部となるが、ボルト５１の締め付け力が緩い場合には、図１２（ｂ）に示すように、この接触位置Ｃが変化してしまう。すなわち、ボルト５１の締め付け力の大小により接触位置Ｃが変化してしまうので、接触位置Ｃは非常に不明確なものである。一方、動吸振器６０の設定周波数ｆ_０は、振動部１００ａ（または１００ｂ）の長さ等により定まるものであるので、接触位置Ｃの影響を受ける。したがって、ボルト５１の締め付け力の大小によって、動吸振器６０の設定周波数ｆ_０がずれてしまうことになる。

次に、図１３は、振動機器をフレーム１００に固定した状態のボルト５１の向きに起因する設定周波数ｆ_０のずれを説明するための図である。本図は、振動機器を固定したフレーム１００を下方から見た図である。ここで、図１３（ａ）と図１３（ｂ）とでは、フレーム１００に対するボルト５１の向きが異なる、図１３（ａ）では、ボルト５１頭部の六角形の頂点が、振動部１００ａ（または１００ｂ）の長手方向に向かい、図１３（ｂ）では、ボルト５１頭部の六角形の辺が、振動部１００ａ（または１００ｂ）の長手方向に向かっている。ボルト５１の向きの違いにより、振動部１００ａ（または１００ｂ）の先端から、ボルト５１までの長さが、Ｌ、Ｌ’というように異なることになる。この長さＬ、Ｌ’の相違により、動吸振器６０の設定周波数ｆ_０がずれてしまうことになる。尚、振動部１００ａと振動部１００ｂとの間の長さａの長短も設定周波数ｆ_０に影響する。

次に、図１４は、加振方向のずれに起因する設定周波数ｆ_０のずれを説明するための図である。図１４（ａ）のようにボルト５１と取付用脚部５０の中心位置がずれた場合、無理に締めると図１４（ｂ）のようにフレーム１００が変形する。そのため、振動機器による加振方向がＢ１方向からＢ２方向にずれ、フレーム１００の振動機器固定部に、並進方向に作用する力だけでなくモーメントＭ２も作用するようになる。これにより、フレーム１００の振動機器固定部が斜め方向（Ｂ２方向）にも振動してしまい、動吸振器６０の設定周波数ｆ_０がずれてしまうことになる。

次に、図１５は、振動機器をフレーム１００に固定するボルト５１の位置ずれに起因する設定周波数ｆ_０のずれを説明するための図である。図１５（ａ）は、ボルト５１がフレーム１００の孔１００ｃの中心に位置する場合を示し、図１５（ｂ）は、ボルト５１がフレーム１００の孔１００ｃの左側にずれて位置する場合を示している。フレーム１００の振動部１００ａ、１００ｂの振動は、このようなボルト５１の位置ずれの影響も受け、その結果、動吸振器６０の設定周波数ｆ_０がずれてしまうことになる。

さらに、図１６は、フレーム１００に形成した動吸振器６０の形成位置に起因する設定周波数ｆ_０のずれを説明するための図である。尚、図１６に示すフレーム１００は、その長手方向端部が他の部材と固定されている。図１６に示すフレーム１００では、その中央側が端部に比して剛性が低く、端部に近づくほど剛性が高くなるため、動吸振器の形成位置により振動部根元（孔１００ｃの周辺部）の硬さが異なり、設定周波数ｆ_０が安定しなくなる。尚、動吸振器の固定位置が同じでも、フレーム１００の幅Ｗや高さｈを変えると、動吸振器の振動部根元の剛性が異なるので設定周波数ｆ_０が変化する。

一方、設定周波数ｆ_０を持つ一端が完全固定の片持ちハリ（振動部）の長さＬ_０は、片持ちハリの板厚をｈ、ヤング率をＥ、密度をρとすると、下記の（数１）により計算できるため、上記に例示するような設定周波数ｆ_０のずれを抑えることができれば、動吸振器の振動部の長さを（数１）を用いて簡単に設計することができる。また、プレス加工の方法によっては、完全固定の片持ちハリとならない場合もあるが、動吸振器の周辺の条件が安定し、動吸振器が受ける境界条件の影響が一定となるため、設定周波数ｆ_０のずれを抑えることができる。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、動吸振器（振動部）の設定周波数（固有振動数）と、振動機器の加振周波数とのずれを抑制することが可能な振動低減部材を提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、フレームにおける振動部根元や振動部周囲に段差を設けることで、振動部根元や振動部周囲の剛性が高まり、図１２〜図１６に基づいて説明したような問題があったとしても、振動部の設定周波数と、振動機器の加振周波数とのずれを抑制することが可能となることを見出し、この知見に基づき本発明が完成するに至ったのである。

本発明に係る振動低減部材は、振動機器からの振動を低減するための板状体からなる振動低減部材に関する。そして、本発明に係る振動低減部材は、上記目的を達成するために以下のようないくつかの特徴を有している。すなわち、本発明の振動低減部材は、以下の特徴を単独で、若しくは、適宜組み合わせて備えている。

上記目的を達成するための本発明に係る振動低減部材における第１の特徴は、前記板状体に形成された半島形状の振動部と、前記板状体に形成され前記振動部と当該板状体とを連結する連結部とを備え、前記板状体に形成された前記連結部、および前記振動部の周囲、のうちの少なくともいずれか一方に段差が形成されていることである。

この構成によると、段差が形成された部分である上記連結部や振動部周囲の剛性が高まる。振動部と板状体との連結部や振動部周囲の剛性が高まることで振動部の設定周波数が安定し、その結果、図１２〜図１６に基づいて説明したような問題があったとしても、振動部の設定周波数と、振動機器の加振周波数とのずれを抑制することが可能となる。

また、本発明に係る振動低減部材における第２の特徴は、前記段差は、前記連結部および前記振動部の周囲、のうちのいずれにも形成されていることである。この構成によると、振動部と板状体との連結部および振動部周囲の剛性をいずれも高めることができ、振動部の設定周波数をより安定させることができる。その結果、振動部の設定周波数と、振動機器の加振周波数とのずれをより抑制することが可能となる。

また、本発明に係る振動低減部材における第３の特徴は、前記段差は、前記板状体のプレス加工により形成されていることである。この構成によると、上記段差をプレス加工により板状体に一体形成した振動低減部材を得ることができ、振動低減部材の製作が容易となるとともに、溶接などにより部材を連結して形成する場合に比して成形精度が得られやすく振動部の設定周波数の安定化にも繋がる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しつつ説明する。尚、本発明に係る振動低減部材は、例えば、ＡＶ機器やＯＡ機器などに用いられているモータ、歯車など一定の回転数で高速回転する振動機器を固定配置するためのものである。さらに詳しくは、本発明に係る振動低減部材は、ＡＶ機器やＯＡ機器などに用いられているモータ、歯車など一定の回転数で高速回転する振動機器を支持するフレームやブラケットなどの支持部材として用いられるものである。尚、固定配置する振動機器としては、一定周波数の電気信号により励振されるような電磁コイルを有するスピーカや、空気圧縮機などの圧力脈動を発生させる装置なども挙げられ、一定周波数の振動を発生する様々な振動源が振動機器に該当する。

本発明に関する２つの参考例について説明した後、本発明の実施形態を説明することとする。
（第１参考例）
図１は、本発明の第１参考例に係る振動低減部材１を示す図である。図１（ａ）は、振動低減部材１の斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。

図１に示すように、本参考例に係る振動低減部材１は、板状体２からなる。板状体２は、その長手方向に直交する断面がコの字形となるように１枚の薄鋼板が折り曲げられて形成されたフレーム体である。そして、板状体２には半島形状の切り込み部として振動部２ａおよび振動部２ｂが一体形成されている。また、板状体２には、振動機器の取付用脚部５０を固定するための孔２ｃが設けられ、振動部２ａおよび振動部２ｂは、孔２ｃを中心として孔２ｃの両側に対称に位置するように形成されている。振動機器の取付用脚部５０は、孔２ｃに貫装させたボルト５１およびナット５２により板状体２に固定される。

また、振動部２ａおよび振動部２ｂと、板状体２とを連結するとともに、孔２ｃが設けられている連結部２ｄは、段差を有する形状とされている。連結部２ｄの断面を図１（ｂ）に示すように、この段差の形状は、略コの字形の凸形状であり、例えば油圧プレスなどの機械により深絞り成形されることで板状体２に形成される。尚、段差の傾斜角度は、４５°、６０°などのように、適宜決定されるものであるが、この段差の高さはできるだけ高いほうが好ましい。したがって、板状体２の材料としては、絞り特性に優れた材料を用いることが望ましい。板状体２の材料としては、鋼板、ステンレス板、アルミ板、銅板などの金属板やエンジニアリングプラスチックなどの樹脂板が挙げられる。また、一直線上に配置された振動部２ａ、２ｂの長手方向に直交する方向の連結部２ｄの長さも、適宜決定されるものである。

また、振動部２ａと振動部２ｂとで一対の振動部からなる動吸振器３を形成し、動吸振器３は、段差を有する連結部２ｄを備えている。孔２ｃが設けられた連結部２ｄに段差を形成することで、振動機器が固定される固定部周辺の剛性が局所的に高められる。その結果、振動部２ａおよび振動部２ｂの根元が硬くなり、例えば図１２〜図１５に基づいて説明したような問題があったとしても、動吸振器３（または振動部２ａ、２ｂ）の設定周波数と、振動機器の加振周波数とのずれを抑制することが可能となる。また、振動部２ａと振動部２ｂとは、孔２ｃを中心としてその両側に、互いに対向するように対称に形成されているため、連結部２ｄにおいてねじりモーメントがより生じにくくなり、振動部２ａ、２ｂの設定周波数をより安定させることができる。

また、段差を有する連結部２ｄは、プレス加工により板状体２に一体形成されているため、振動低減部材１の製作が容易となるとともに、溶接などにより異なる部材を連結して形成する場合に比して成形精度が得られやすく振動部２ａ、２ｂの設定周波数の安定化にも繋がる（後述する第２参考例および後述する本発明の実施形態においても同様）。尚、必ずしもプレス加工により段差を形成する必要はなく、板状体２に平板などを溶接などにより接合して段差を形成し、剛性を高めてもよい。

（第２参考例）
図２は、本発明の第２参考例に係る振動低減部材２０１を示す斜視図である。図２（ａ）は、振動低減部材２０１の動吸振器２０３周辺の拡大斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。尚、振動低減部材２０１における振動部２ａ、２ｂ、および孔２ｃは、それぞれ、第１参考例の振動部２ａ、２ｂ、および孔２ｃと同様の構成であるので、以下の説明においては、その説明を適宜省略することとする（後述する本発明の実施形態においても同様）。また、振動低減部材２０１を構成する板状体２０２の全体形状は、第１参考例の板状体２と同様のフレーム体である。

図２に示すように、本参考例に係る振動低減部材２０１を構成する板状体２０２には、一対の振動部２ａ、２ｂの周囲に、その全周にわたって連続して山形状の段差部２０２ｅが形成されている。この段差部２０２ｅも第１参考例の連結部２ｄと同様、プレス加工により形成される。そして、振動部２ａと振動部２ｂとで一対の振動部からなる動吸振器２０３を形成し、動吸振器２０３は、山形状の段差部２０２ｅを備えている。尚、段差部２０２ｅは、図２（ｂ）に示されるような山形状に限られることはなく、例えばコの字形の凸形状であってもよい。

一対の振動部２ａ、２ｂの周囲に、その全周にわたって山形状の段差部２０２ｅを形成することで、振動部２ａおよび振動部２ｂ周辺の剛性が高められる。これにより、図１６に基づいて説明したような、従来、振動部２ａ、２ｂの設置位置によって異なっていた周辺条件をほぼ一定にすることができ、振動部２ａ、２ｂの周辺部が、当該振動部２ａ、２ｂにおよぼす影響（振動部２ａ、２ｂの設定周波数への影響）を安定させることができる。その結果、動吸振器２０３の設定周波数と、振動機器の加振周波数とのずれを抑制することが可能となる。

（第１実施形態）
図３は、本発明の第１実施形態に係る振動低減部材３０１を示す斜視図である。図３に示すように、本実施形態に係る振動低減部材３０１は、第１参考例の振動低減部材１および第２参考例の振動低減部材２０１の特徴を合わせもつものであり、振動機器が固定配置される連結部３０２ｄ、および一対の振動部２ａ、２ｂの周囲のいずれにも段差を有している。連結部３０２ｄの形状は、第１参考例の振動低減部材１における連結部２ｄの形状と同様であり、振動部２ａ、２ｂの周囲に形成された段差部３０２ｅの形状は、振動部２ａ、２ｂ周りの板状体３０２の面３０２ｇから、さらに外側の板状体３０２の面３０２ｆに向かって略４５°の角度で傾斜する傾斜面を有する段差となっている。尚、傾斜角度は、４５°に限られるものではない。振動部２ａと振動部２ｂとで一対の振動部からなる動吸振器３０３を形成し、動吸振器３０３は、段差を有する連結部３０２ｄおよび段差部３０２ｅを備えている。

また、振動低減部材３０１は、板状体３０２の面３０２ｇおよび振動部２ａ、２ｂの部分を、板状体３０２の面３０２ｆに対して凹ませるようにプレス加工して形成されている。つまり、板状体３０２の面３０２ｆと、連結部３０２ｄにおける孔２ｃが形成された当該連結部３０２ｄの上面とは、同一平面（同一高さ）に形成され、同様に、板状体３０２の面３０２ｇと、振動部２ａ、２ｂも、同一平面（同一高さ）に形成されている。

本実施形態によると、連結部３０２ｄおよび振動部２ａ、２ｂの周囲のいずれにも段差が形成されているので、連結部３０２ｄおよび振動部２ａ、２ｂの周囲の剛性をいずれも高めることができ、一対の振動部２ａ、２ｂの設定周波数をより安定させることができる。その結果、動吸振器３０３の設定周波数と、振動機器の加振周波数とのずれをより抑制することが可能となる。

（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態に係る振動低減部材４０１を示す斜視図である。本実施形態に係る振動低減部材４０１は、第１実施形態の振動低減部材３０１における連結部３０２ｄの長手方向両端を、振動部２ａ、２ｂの周囲に形成された段差部３０２ｅに接続させた形態を有している。

図４に示すように、振動低減部材４０１における連結部４０２ｄは、第１実施形態の振動低減部材３０１における連結部３０２ｄよりも長く、その長手方向両端部を、一対の振動部２ａ、２ｂの周囲に、その全周にわたって連続して形成された段差部４０２ｅにつなげている。尚、連結部４０２ｄの形状は、第１実施形態の振動低減部材３０１における連結部３０２ｄの形状と同様であり、段差部４０２ｅの形状も、振動低減部材３０１における段差部３０２ｅの形状と同様である。振動部２ａと振動部２ｂとで一対の振動部からなる動吸振器４０３を形成し、動吸振器４０３は、段差を有する連結部４０２ｄ、および当該連結部４０２ｄに接続する段差部４０２ｅを備えている。

また、第１実施形態の振動低減部材３０１と同様、板状体４０２の面４０２ｆと、連結部４０２ｄにおける孔２ｃが形成された当該連結部４０２ｄの上面とは、同一平面（同一高さ）に形成され、同様に、板状体４０２の面４０２ｇと、振動部２ａ、２ｂも、同一平面（同一高さ）に形成されている。本実施形態の振動低減部材４０１は、第１実施形態の振動低減部材３０１のように、連結部３０２ｄと段差部３０２ｅとの間に間隙がないので、よりプレス加工し易くなる（製作し易くなる）。

（第３実施形態）
図５は、本発明の第３実施形態に係る振動低減部材５０１を示す斜視図である。図５（ａ）に示すように、本実施形態に係る振動低減部材５０１は、板状体５０２の形状が、第１、２参考例、および第１、２実施形態とは異なっている。尚、一対の振動部からなる動吸振器４０３は、第１実施形態のものと同じである。ここに、板状体５０２は、細長い矩形の薄鋼板の端部が、９０°の角度で２回折り曲げられて形成された形状を有している。そして、動吸振器４０３は、その折り曲げ部付近に形成されている。また、図５（ｂ）のような平板形状の部材７００にこの動吸振器４０３を用いても効果はあり、成形品が折り曲げ加工されている必要はない。本実施形態は、振動機器を支持する様々な形状の支持部材に、本発明に係る振動低減部材を適用できることを示している。さらに、図５（ｃ）のように、段差を１段にする必要はなく１つ目の段差に加えてその段差の長手方向と直交する方向に段差（２つ目の段差）を設けることで、１つ目の段差でその長手方向に対して剛性が上がらなくても２つ目に設けた段差で、この２つ目の段差周辺の剛性を上げることができる。なお、図５（ｃ）における７０３は板状体であり、７０１が１つ目の段差であり、７０２が２つ目の段差である。

（振動低減効果）
図６は、振動機器が固定配置される連結部に段差が形成されている形態および段差が何ら形成されていない形態のそれぞれの振動低減部材におけるＦＥＭ解析の解析モデルを示す図である。図７は、図６に示した解析モデルの解析結果を示す図である。

まず、図６に基づき本解析モデルについて説明する。ここで、図６（ａ）は、板状体６０１に何ら段差が形成されていない振動低減部材の解析モデルを示す図であり、本図に示した形状を、形状１とする。一方、図６（ｂ）は、振動機器が固定配置される連結部２ｄ’に段差が形成されている振動低減部材の解析モデルを示す図であり、本図に示した形状を、形状２とする。尚、段差が形成されている状態は、連結部２ｄ’の厚さを他の部位よりも増すことで剛性を上げモデル化している。

図６（ａ）および図６（ｂ）に示す板状体６０１は、縦横ともに１００ｍｍの厚さ０．８ｍｍの薄鋼板としている。振動部２ａ、２ｂは、いずれも板状体６０１の切り込み部として、幅８ｍｍ×長さ３６．６ｍｍの半島形状を有する。また、振動部２ａと振動部２ｂとの間には８ｍｍの間隔がある。そして、板状体６０１は、その全周が単純支持され、並進方向のみ固定されるものとしている。さらに、図６（ｂ）に示す連結部２ｄ’は、幅６ｍｍ×長さ８ｍｍ×厚さ８ｍｍとしている。また、図６（ａ）および図６（ｂ）に示す点Ｐ１は、加振点である。

また、上記寸法より、前記（数１）を用いて、振動部２ａ、２ｂの固有振動数（設定周波数）を計算すると、５０２Ｈｚとなる。したがって、本解析モデルの振動低減部材は、振動機器から発生する５０２Ｈｚの加振周波数の振動を低減させることを目的とするものとなる。

次に、図７にその解析結果を示すように、板状体６０１に何ら段差が形成されていない形状１の振動低減部材によると、振動低減効果のある周波数は４９１Ｈｚとなり、振動を低減させたい５０２Ｈｚの周波数からずれてしまっている。一方、振動機器が固定配置される連結部２ｄ’に段差が形成されている形状２の振動低減部材によると、振動低減効果のある周波数は５０３Ｈｚとなり、振動を低減させたい５０２Ｈｚの周波数とほぼ同じ周波数となっている。これにより、周波数が５０２Ｈｚのときの振動低減量は、形状２の振動低減部材の場合大きいが、形状１の振動低減部材の場合小さい。すなわち、振動機器が固定配置される連結部２ｄ’に段差を設けることで、目的とする５０２Ｈｚの振動を大きく低減させることができていることがわかる。

次に、図８は、振動機器が固定配置される連結部および振動部の周囲のいずれにも段差が形成されている形態、連結部のみに段差が形成されている形態、および段差が何ら形成されていない形態のそれぞれの振動低減部材におけるＦＥＭ解析の解析モデルを示す図である。図９は、図８に示した解析モデルの解析結果を示す図である。

まず、図８に基づき本解析モデルについて説明する。ここで、図８（ａ）は、解析モデルである板状体６０２の全体形状を示す図であり、図８（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、図８（ａ）のＧ部平面図である。そして、図８（ｂ）は、板状体６０２に何ら段差が形成されていない振動低減部材の解析モデルを示す図であり、図８（ｃ）は、振動機器が固定配置される連結部２ｄ’にのみ段差が形成されている振動低減部材の解析モデルを示す図であり、図８（ｄ）は、連結部２ｄ’および振動部２ａ、２ｂの周囲のいずれにも段差が形成されている振動低減部材の解析モデルを示す図である。図８（ｂ）、図８（ｃ）、および図８（ｄ）に示した形状を、それぞれ、形状１、形状２、および形状３とする。尚、連結部２ｄ’および振動部２ａ、２ｂ周囲の段差部２０２ｅに段差が形成されている状態は、それぞれの部位の厚さを他の部位よりも増すことで剛性を上げモデル化している。

図８に示す板状体６０２は、その長手方向に直交する断面がコの字形となるように１枚の薄鋼板（板厚０．８ｍｍ）が折り曲げられて形成されたフレーム体であり、その寸法は図８に示したとおりである。振動部２ａ、２ｂは、いずれも板状体６０２の切り込み部として、幅８ｍｍ×長さ３６．６ｍｍの半島形状を有する。また、振動部２ａと振動部２ｂとの間には９．２ｍｍの間隔がある。板状体６０２は、その長手方向両端部が固定されている。さらに、図８（ｃ）および図８（ｄ）に示す連結部２ｄ’は、幅９．２ｍｍ×長さ９．２ｍｍ×厚さ８ｍｍとしている。図８（ｄ）に示す段差部２０２ｅは、幅２．５ｍｍの部分を厚さ８ｍｍにしてモデル化している。また、図８（ａ）〜図８（ｄ）に示す点Ｐ１は、加振点である。

次に、図９にその解析結果を示すように、板状体６０２に何ら段差が形成されていない形状１の振動低減部材によると、振動低減効果のある周波数は４３５Ｈｚとなり、振動を低減させたい５０２Ｈｚの周波数から大きくずれてしまっている。また、振動機器が固定配置される連結部２ｄ’にのみ段差が形成されている形状２の振動低減部材においても、振動低減効果のある周波数は４４２Ｈｚとなり、振動を低減させたい５０２Ｈｚの周波数からずれてしまっている。しかしながら、この形状２の場合は、何ら段差が形成されていない形状１の場合と比較すると、設定周波数のずれは抑えられている。

一方、連結部２ｄ’および振動部２ａ、２ｂの周囲のいずれにも段差が形成されている形状３の振動低減部材によると、振動低減効果のある周波数は５０７Ｈｚとなり、振動を低減させたい５０２Ｈｚの周波数とほぼ同じ周波数となっている。これにより、周波数が５０２Ｈｚのときの振動低減量は、形状３の振動低減部材において最も大きい。すなわち、振動機器が固定配置される連結部２ｄ’、および振動部２ａ、２ｂの周囲のいずれにも段差を設けることで、目的とする５０２Ｈｚの振動を大きく低減させることができていることがわかる。尚、連結部２ｄ’にのみ段差が形成されている形状２の場合は、形状３の場合に比して、振動低減量が小さいが、前記したように、何ら段差が形成されていない形状１の場合と比較すると、設定周波数のずれは抑えられている。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することが可能なものである。

本発明の第１参考例に係る振動低減部材を示す図である。本発明の第２参考例に係る振動低減部材を示す斜視図である。本発明の第１実施形態に係る振動低減部材を示す斜視図である。本発明の第２実施形態に係る振動低減部材を示す斜視図である。本発明の第３実施形態に係る振動低減部材を示す斜視図である。ＦＥＭ解析の解析モデルを示す図である。図６に示した解析モデルの解析結果を示す図である。ＦＥＭ解析の解析モデルを示す図である。図８に示した解析モデルの解析結果を示す図である。フレームと一体形成された動吸振器（減衰のない動吸振器）を示す図である。図１０に示す動吸振器６０によるフレーム１００の振動低減効果について説明するための図である。振動機器をフレームに固定するボルトの締め付け力に起因する設定周波数のずれを説明するための図である。振動機器をフレームに固定した状態のボルトの向きに起因する設定周波数のずれを説明するための図である。加振方向のずれに起因する設定周波数のずれを説明するための図である。振動機器をフレームに固定するボルトの位置ずれに起因する設定周波数のずれを説明するための図である。フレームに形成した動吸振器の形成位置に起因する設定周波数のずれを説明するための図である。

符号の説明

１：振動低減部材
２：板状体
２ａ、２ｂ：振動部
２ｄ：連結部

Claims

板状体からなる振動低減部材であって、
前記板状体に形成された半島形状の振動部と、
前記板状体に形成され前記振動部と当該板状体とを連結するとともに、振動機器が固定される連結部とを備え、
前記連結部、および前記振動部の周囲、のうちのいずれにも段差が形成されており、
前記振動部の周囲に形成された段差部は、前記振動部周りの板状体の面から、さらに外側上方の板状体の面に向かって傾斜する傾斜面を有するものとなっており、
段差が形成された前記連結部の上面と、前記振動部の周囲に形成された段差部の上面とが同一平面に形成されていることを特徴とする、振動低減部材。
段差が形成された前記連結部の長手方向両端が、前記振動部の周囲にその全周にわたって連続して形成された前記段差部につながっていることを特徴とする、請求項１に記載の振動低減部材。
前記連結部、および前記振動部の周囲、のうちのいずれにも、１つ目の段差に加えてその段差の長手方向と直交する方向に当該１つ目の段差よりも低い高さの２つ目の段差が設けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載の振動低減部材。
前記段差は、前記板状体のプレス加工により形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の振動低減部材。