JPS6217442A - 制振構造体 - Google Patents

制振構造体

Info

Publication number
JPS6217442A
JPS6217442A JP60155725A JP15572585A JPS6217442A JP S6217442 A JPS6217442 A JP S6217442A JP 60155725 A JP60155725 A JP 60155725A JP 15572585 A JP15572585 A JP 15572585A JP S6217442 A JPS6217442 A JP S6217442A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
area
vibration
base material
damping
inertia
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP60155725A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Yokoyama
憲二 横山
Eiichi Abe
阿部 栄一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NIPPON DENKI KANKYO ENG KK
Original Assignee
NIPPON DENKI KANKYO ENG KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NIPPON DENKI KANKYO ENG KK filed Critical NIPPON DENKI KANKYO ENG KK
Priority to JP60155725A priority Critical patent/JPS6217442A/ja
Publication of JPS6217442A publication Critical patent/JPS6217442A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/10Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Supports For Pipes And Cables (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、いわゆる非拘束型制振材による新しい割振構
造に関する。
〔従来の技術〕
従来、鉄、アルミニウム、ジュラルミンなどの金属、コ
ンクリート、セラミックス、石材、樹脂あるいはそれら
の複合材などの基材からなる構造物あるいは部材の全体
あるいはその一部の振動を低減させるには現在いくつか
の方法があり、それらは大きく分けて、振動源から対象
としている部分への振動の伝播経路を遮断する方法と、
対象部分の振動を特定場所で直接低減させる方法とに分
類できる。前者のうち最もよく使われる方法は、振動源
をゴム、樹脂、バネなどの弾性体で直接保持するなど対
象部分への伝播経路に振動を吸収する材料を挿入して、
対象部分への振動の伝播を低減させるものであるが、場
合により弾性体を挿入できないこともあり、また振動の
周波数分布が広い時には挿入した弾性体の共振点での振
動の伝播を押えることはできない。
第二に、対象部位の剛性、質量を調節して対象となる振
動の振動数を変化させそれによシ、共振点をはずしてそ
の部位の振動をおさえる方法である。これは伝播してき
た振動エネルギーを構造物の対象部位以外の部位へ導く
ことと同等であり、別の部位で振動が誘起されることと
なり、抜本的な対策とはならない。
また振動数分布が広い時はやはり共振は押えられない。
以上の方法はいずれも対象部位の振動を直接制振する方
法ではなく、本発明にて問題とする制振機能の範藺とは
別個のものである。後者にもいくつかの方法が行われて
いる。
第一の方法はいわゆるダイナミックバランサーを用いる
方法である。これは、対象とする振動と同じ振動数で振
動するバランサーを装着し、その部分の振動の大きさを
低減させようとするもので、バランサーの質量などを条
件により調節して設置する必要があり、繁雑である。ま
た、高次モードなど複数点で共振が起きている時には、
他の共振点では効力を持ち得ない。
第二の方法は、割振材料を用いる方法である。
制御材料は従来、粘弾性体と剛性板の積層よりなるいわ
ゆる拘束型と粘弾性体一層よりなる非拘束型に分類され
てきた。拘束型は、粘弾性体の層と剛性体の層の複数層
よりなる構造体である。剛性体層は粘弾性体層をはさん
で基材とサンドイッチ状に固定され、基材の振動による
変形は中間にある粘弾性体の剛性板に対するひずみを利
用して吸収される。ここで剛性体層の剛性はいわば添え
木のような役割を果たし、振動している基材に振動して
いない剛性体層を添えるととにより振動をおさえている
といえ、剛性体層の剛性が振動を減衰させていると考え
ることができる。そのため、実用上効果を出すためには
振動面全体に剛性の大きい層を設けることとなり、重量
の面からも不利になる場合も多い。
これに対し、非拘束型制振材を用いる方法は、通常基材
に単層の粘弾性体を積層することにより行われ、拘束′
型に用いられる剛性体層に対応するものはない、このこ
とは、非拘束型割振材の割振効果がその粘弾性に起因し
ていることを示している・ 非拘束型制振方法の原理は、減衰振動の運動方程式に帰
着させることができる。
材料の応力σ、ひずみε、弾性係数E、粘性係数ξは aε σ=Eε十ξ石 ・・・1)の関係であられされ、振動
の時間に関する部分は d−ヱc3+p”q=o  ・・・2)Q;変位座標 
 P:振動数 という減衰振動の方程式となり、みかけ上の減衰定数は Pξ ζ−□ ・・・3)となる。
E 全体の運動が1)、2)式で表現できるような材料片の
みかけの減衰ζはE、ξの関数となる。
・〔発明が解決しようとする問題点〕 従来の非拘束型制振材を用いて割振効果を得るための考
え方は、3)式かられかるように制振材層を付加するこ
とにより全体のξを大きくしてみかけのζを大きくしよ
うとするものであった。
それ故、従来は基材層に比べ、制振材層の寄与を可及的
大きくするために、振動面の広い範囲に渡ってしかも大
きい厚みで接着し、系全体のξを大きくすることで全体
のζを大きくしていた。
従って、実用上大きい減衰を得るため、大量の材料を要
し、重量増加につながり、また空間的に広い範囲を使用
するために制振材接着後使用し得る空間の大きさをせば
める場合も多い、これは機械などの構造物への適用の際
に、空間、重量、機能上からの制約が大きく、割振効果
は使用できる制振材の大きさによって決定されるため、
実際問題として制振効果を十分に高めることができなか
った。これに対し本発明は、非拘束型制振材の割振機構
を解明することにより、従来の非拘束型割振材による制
振方法の欠点を改良し、より小面積により少量の制振材
を使用することにより、より大きい減衰性能を得ること
を可能としたものである。
〔問題点を解決するだめの手段〕
本発明は基材の曲げあるいはねじり振動の変位の最も大
きい部位に、その部分の曲げあるいはねじり振動の中立
面あるいは中立軸に対する断面2次モメント、あるいは
断面2次極モメントを増大させる突起を一体的に設けた
ことを特徴とする割振構造体である。
〔作用・原理〕
本発明は、軸方向に均一で軸に対する断面に2つの層を
有する材料片ではその断面の形状によらず一般的に各々
3)式のE、ξにグいて、曲げ振動については、 EE
Σ大E大工大 ・・・4)ξ口Σメ、ξ大工人 ・・・
5) ねじり振動については、EΦΣ人E;XK人 ・・・6
)ξΦΣ人ξ人Ip人 ・・・7) 人は各層についての1ndex ■は断面2次モメント Ipは断面2次極モメント にはねじり定数 となるおきかえを用いて合成系のζを表せることに注目
したことによっている。
3)〜7)により割振材層として付設する層の物性につ
いては、ξ大が大きいほどまた、8人が小さいほど合成
系のζは大きくなる。これは結果的には従来の非拘束型
材料に求める要件と合致している・一方、合成系のζを
変化させる要因には制振材層のI、に、Ipがある。こ
れらは、直接には材料物性によらず、制振材層の断面形
状による寄与である。
この点は従来の非拘束型材料では全く考えられていない
・この観点から、I 、に、fpにより減衰ζが大きく
なるためには、割振材の物性は次の条件をみたすのが望
ましい。
1、制振材のEく基材のEであること、2、制振材のE
は少くとも系全体が式1)〜7)で表し得る程度以上の
大きい値をもつこと、3、割振材のξ〉基材のξである
こと、第1の条件につ込て、もしE(基材)≦E(制振
材)であれば゛、3)式で分母、分子両方で制振材部の
工が主たる寄与をすることになり、■によるζ増大の効
果は得られない。
第2の条件について、もし制振材のEがあまシに小さく
、制振材が軟いと基材の振動に割振材が追随せず、式4
)〜7)が成立しなくなる。制振材のEの許される下限
値は、その形状等条件により異なることはいうまでもな
い。
第3の条件について、もし基材のξ≧制振材のξであれ
ば割振材を用いる意味がない・これらの条件が同時にみ
たされていると合成系のζは制振材部分のI、IPに比
例するとみなすことができI、Ipを大きくすることに
より、飛躍的に大きな数値をとることとなる。
ところで、I、Ipは振動の中立面、中立軸からの距離
の関数であり、たとえば第1図の断面図に示される厚さ
hの板1のまげ振動について、板1の長手方向に沿って
上方に突出する突起2(突出長さb:厚みα)を有する
場合に、その突起2の部分の中立面(点線)に対する断
面2次モメントは、I=−((b+i)’−(i)’)
で表され、αよりもbについて高次の依存性を示す。こ
のことは同一の制振材部断面積に対し、よシエを大きく
するためにはαよりもbをより大きくすることが肝要で
あることを示している。すなわち、同一の制振材料、同
一の断面積で比較する限り、材料強度等実用上杵される
限り、αを小さく、bを大きく、いいかえると最大の工
が得られるよう制振材部を突起状にすることによυ基材
の最も小面積の部分を用いるだけで大きいζが得られる
ことがわかる・基材の形状は板状に限るものではない。
円、楕円、H型等複雑な断面や構造を持ったものについ
ても上記の議論は成立する。また、実際に用いる場合に
は、使用条件により必ずしも工が最大となる条件が設定
できない場合もあり、その際は突起が小さくなったり、
必ずしも中立面に垂直でない場合など許された条件内で
工を最大とする形状がとられることもあり得る。しかし
ながら本発明においては減衰が従来のように割振材の大
きさに比例するものではないため、空間的な制約を受け
ることは少ない。突起を設ける位置は以上に加え、対象
とする撮動の変位の最も大きい個所を選ぶのが望ましい
。また、基材に対しては少くとも2点以上で接合する。
接合、固定の方法は接着、融着、ねじどめ、組み付けな
どによるのが望ましい。振動には必ず節と腹があシ、節
の部分の変位は小さく、この部分に制振材として突起を
施しても効果は小さい。変位の大きい場所に集中して突
起を設けることにより、更に小面積、軽量化がはかられ
る。もちろん、この場合も実際の使用条件よシの制約を
受けて必ずしも変位最大の個所に設けられない場合もあ
りうるが、できるだけ振動の腹の部分に近づけて突起を
設けることが望ましい。また、突起が一定の範囲に渡っ
て延設されたときにも実際上の効果は切に対応する部分
によって得られる。
ねじり振動についても工が各々に、Ipにおきかえるこ
とにより、同様の議論が成立する。制振すべき基材が金
属、セラミクス、合成樹脂などの構造物である場合に、
突起の材料には動的粘性係数ξが”10’g/cr s
以上、動的弾性係数Eがlxlσdyn67以上lX1
0zli以下の物性値のものを用いれば十分である。
〔発明の効果〕
本発明は材料の断面形状などを効果的に利用してより小
面積に、より少量で効果的に振動を低減した構造体を提
供でき、さらに当該材料自身の形状を部材の構造の一部
として利用することもできる。また、周波数の面からみ
ると通常このような粘弾性体のξの周波数分散はそれほ
ど大きくなく、他の方法でみられたような振動低減を行
う振動数が限定される欠点は小さい。
本発明によれば従来の非拘束型のように空間、重量、機
能上からの制約を殆んど受けず、少量の材料を用いて大
きい減衰効果が得られ、各種分野に広く応用できる0例
えば、車輛、船舶、航空機、ヘリコプタ−などの乗物、
軌道、家電製品、音響製品、コンピュータ、OA機器、
機械類、工具、農機具、測定器、武器、宇宙飛翔体、建
築物、光学機器、通信用機器、楽器、運動具等およそ振
動がその構造物に影響を及ぼすと考えられる様々の機器
類のフレーム、シャフト、カバー類に適用して機器の機
能′を何等妨げることなく、制振効果を著るしく向上で
きる効果を有するものである。
〔実施例〕
以下に本発明の実施例を示す。
(実施例1) 基材として鉄板、制振材としてE=1011dyn/c
i 。
ξ=1011g/crrL−8の物性値を有する材料か
らなる割振板を用い、第2図(G) 、 (b)に示す
ように0.5 x 3 x 30(tlrL)の基材1
の表面全体に0.5 x 3 x 3oCrlL  の
制振板2を接合したもの(α)(従来法に相当)と、基
材1の長手方向中央に垂直に立てて、いわゆる突起状に
接合したもの(b)(本発明に相当する)とについて、
曲げ振動(両端点づす法)による−次モード/二次モー
ドの固有振動数fcHz)に対する減衰ζ(イ)を測定
した。参考のため、基材1のみについてそのfに対する
ζを求めた(第2図(c) ) 。
その測定結果を第1表に示す。
第  1  表 第1表に明らかなとおり、基材1に対する電の接合面積
で(b)は(α)に比べ約3倍のζが得られた。
(実施例2) 内直径1−5cIrLs外直径2.2α、長さ86cW
Lの鉄パイプ1を基材とし、前記割振材2を第3図(α
) 、 (b) 。
(c)の態様で基材1の全周又は一部に付設し、各々の
曲げ1次モードの固有振動数f(H2)に対し、減衰ζ
が2%前後を示す制振材2の質量を求めた。また、参考
までに鉄パイプのみのζを求めた(第3図((り ) 
、その測定結果を第2表に示す。
第2表 第2表に明らかなとおり、断面2次モーメントエが大き
くなるCは、少量の制振材の使用量、すなわち小型、軽
量の割振材の付設により2チを越えるζが得られること
が判る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の基本的な構成を示す正面図、第2図(
α)〜(C)は第1の実施例における基材と制振材との
組合せ態様と、基材の形状を示す斜視図、第3図(α)
〜(d)は基材と制振材との組合せ態様と基材の形状を
示す正面図である。 1・・・基材       2・・・制振材第1図 第2図 第3 (αつ (C) 園 (d)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基材の曲げあるいはねじり振動の変位の最も大き
    い部位に、その部分の曲げあるいはねじり振動の中立面
    あるいは中立軸に対する断面2次モメント、あるいは断
    面2次極モメントを増大させる突起を一体的に設けたこ
    とを特徴とする制振構造体。
JP60155725A 1985-07-15 1985-07-15 制振構造体 Pending JPS6217442A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60155725A JPS6217442A (ja) 1985-07-15 1985-07-15 制振構造体

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60155725A JPS6217442A (ja) 1985-07-15 1985-07-15 制振構造体

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6217442A true JPS6217442A (ja) 1987-01-26

Family

ID=15612100

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60155725A Pending JPS6217442A (ja) 1985-07-15 1985-07-15 制振構造体

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6217442A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63219928A (ja) * 1987-03-06 1988-09-13 Kajima Corp 弾塑性ダンパ−
JPS6460889A (en) * 1987-09-01 1989-03-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd Cabinet structure for acoustic device
JPH01255412A (ja) * 1988-04-04 1989-10-12 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> ケーブル布設方法
JPH02231907A (ja) * 1989-03-02 1990-09-13 Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd ケーブル延線装置
US5390841A (en) * 1991-09-13 1995-02-21 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. Method of drawing large-size elongate cable for installation
JP2020026836A (ja) * 2018-08-10 2020-02-20 積水化学工業株式会社 制振構造体及びその製造方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63219928A (ja) * 1987-03-06 1988-09-13 Kajima Corp 弾塑性ダンパ−
JPS6460889A (en) * 1987-09-01 1989-03-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd Cabinet structure for acoustic device
JPH01255412A (ja) * 1988-04-04 1989-10-12 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> ケーブル布設方法
JPH02231907A (ja) * 1989-03-02 1990-09-13 Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd ケーブル延線装置
US5390841A (en) * 1991-09-13 1995-02-21 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. Method of drawing large-size elongate cable for installation
JP2020026836A (ja) * 2018-08-10 2020-02-20 積水化学工業株式会社 制振構造体及びその製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dalela et al. Design of a metastructure for vibration isolation with quasi-zero-stiffness characteristics using bistable curved beam
Zhou et al. Dynamic and static properties of double-layered compound acoustic black hole structures
US8705185B2 (en) Optical element
Bakre et al. Optimum multiple tuned mass dampers for base-excited damped main system
US20060169557A1 (en) Constrained layer viscoelastic laminate tuned mass damper and method of use
JP3078854B2 (ja) 内部防振形薄肉複合長さ方向部材
JP5981559B2 (ja) 振動絶縁システム及び方法
US11137803B2 (en) Slim electronic devices and audio transducers incorporated therein
Marsh et al. An integrated approach to structural damping
Du et al. Effects of isolators internal resonances on force transmissibility and radiated noise
Shi et al. Tuning methods for tuned inerter dampers coupled to nonlinear primary systems
JPS6217442A (ja) 制振構造体
US5338599A (en) Vibration-damping structural component
JP4708747B2 (ja) 多重動吸振器の設計方法
JP5591199B2 (ja) 振動絶縁装置
JP2006207723A (ja) 除振マウント
Wagner et al. Dynamic vibration absorbers and its applications
Ahmad et al. Modal analysis of ship’s mast structure using effective mass participation factor
JPWO2019106892A1 (ja) 複合防振体とそれを用いた金属ばね付複合防振体
JP3465714B2 (ja) 振動エネルギー吸収装置およびその製造方法
Mangaraju et al. Wave attenuation in periodic three-layered beams: analytical and FEM study
JPH0882341A (ja) 防振マウント
JPH02214649A (ja) 粘弾性減衰構造体及びその製造方法
KR101764233B1 (ko) 동흡진기 제조방법
Saidi et al. Optimum design for passive tuned mass dampers using viscoelastic materials