WO2021230069A1 - 制振ダンパ、制振装置、制振ダンパの取り付け方法、及び制振方法 - Google Patents

制振ダンパ、制振装置、制振ダンパの取り付け方法、及び制振方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2021230069A1
WO2021230069A1 PCT/JP2021/016743 JP2021016743W WO2021230069A1 WO 2021230069 A1 WO2021230069 A1 WO 2021230069A1 JP 2021016743 W JP2021016743 W JP 2021016743W WO 2021230069 A1 WO2021230069 A1 WO 2021230069A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vibration
arm
amplitude
target point
target points
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/016743
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
豊 織奥
直也 岩田
Original Assignee
Nok株式会社
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 Nok株式会社 filed Critical Nok株式会社
Priority to CN202180006846.4A priority Critical patent/CN114761702A/zh
Priority to US17/918,457 priority patent/US20230144479A1/en
Priority to EP21804181.2A priority patent/EP4151881A1/en
Priority to JP2022521820A priority patent/JP7385748B2/ja
Publication of WO2021230069A1 publication Critical patent/WO2021230069A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/04—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/10—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2238/00—Type of springs or dampers
    • F16F2238/02—Springs
    • F16F2238/022—Springs leaf-like, e.g. of thin, planar-like metal
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/10—Applications
    • G10K2210/129—Vibration, e.g. instead of, or in addition to, acoustic noise
    • G10K2210/1291—Anti-Vibration-Control, e.g. reducing vibrations in panels or beams

Definitions

  • This disclosure relates to a vibration damping damper, a vibration damping device, a method of attaching a vibration damping damper, and a vibration damping method.
  • an automobile is provided with many vibration sources such as an engine, motors, a compressor, and a gearbox. Each of these parts vibrates during operation and produces a radiating sound.
  • vibration sources such as an engine, motors, a compressor, and a gearbox.
  • Each of these parts vibrates during operation and produces a radiating sound.
  • the electrification of automobiles is progressing day by day, and quietness is required more than ever, so some measures are required.
  • Noise caused by vibration of each part is roughly divided into two types. One is the noise that the vibration of the component is transmitted to its support side and is excited. The other is the airborne sound generated by the vibration of parts propagating through the air.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose an anti-vibration device provided on an engine mount. These vibration isolation devices suppress the vibration of the component from being transmitted to the support side, and reduce the noise that is excited by the vibration being transmitted to the support side.
  • noise countermeasures For airborne noise, it is common to take noise countermeasures by shielding the vibration source. For example, it is a measure to cover the vibration source with a shielding plate or a sound insulating material.
  • the structure that covers the vibration source with something requires a large installation space, and the structure itself requires a high component cost. Considering these space constraints and cost issues, it cannot be said that this is an easy countermeasure.
  • One aspect of the vibration damping damper is an arm fixed at a position where the amplitude is relatively small among two or more target points having different amplitudes in the natural mode at a specific natural frequency, and a relative of the target points. It is provided with a vibration absorbing material provided on the arm so as to press a position having a large amplitude.
  • One aspect of the vibration damping device is an arm fixed at a position where the amplitude is relatively small among two or more target points having different amplitudes in the natural mode at a specific natural frequency, and a relative of the target points. It is provided with a vibration absorbing material provided on the arm so as to press a position having a large amplitude.
  • One aspect of the method of attaching the damping damper is to find two or more target points having different amplitudes in the natural mode at a specific natural frequency, and fix the arm at a position where the amplitude is relatively small among the target points.
  • the vibration absorber provided on the arm is pressed against the target point at a position where the amplitude is relatively large.
  • One aspect of the vibration damping method is an arm fixed at a position where the amplitude is relatively small among two or more target points having different amplitudes in the natural mode at a specific natural frequency when vibration occurs in the object.
  • the vibration absorber provided on the arm presses the position of the target point where the amplitude is relatively large. ..
  • Airborne noise can be reduced with a simple configuration without requiring a large occupied space.
  • the perspective view which shows one embodiment of the vibration damping damper attached to an object.
  • the graph which compares and shows the vibration level of the object in three modes of a vibration damping damper without a vibration damping damper (without a mass body), and with a vibration damping damper (with a mass body).
  • the perspective view which shows another embodiment of the vibration damping damper attached to an object.
  • the perspective view which shows still another embodiment of the vibration damping damper attached to the object in association with the vibration mode of the object.
  • the schematic diagram which shows the experimental apparatus for collecting the amplitude of the vibration generated in an object.
  • (A) is a graph showing the frequency response function of the vibration generated in the object
  • (B) is a graph showing the frequency response function of the radiated sound at that time.
  • a graph showing the frequency response function of vibration generated in an object (A) is 105Hz, (B) is 139Hz, (C) is 280Hz, (D) is 291Hz, (E) is 361Hz, and (F) is a schematic diagram showing the vibration mode of an object at 675Hz.
  • the schematic diagram which shows an example (without a mass body) of the prototype for verifying the effect of a vibration damping damper.
  • (A) is a graph showing the frequency response function of the vibration generated in the object with the vibration damping damper (without the mass body) with (B) without the vibration damping damper.
  • A) is a schematic diagram showing a vibration mode of an object at 291 Hz and (B) at 675 Hz.
  • the schematic diagram which shows another example (with a mass body) of the prototype for verifying the effect of a vibration damping damper.
  • (A) is a graph showing the frequency response function of the vibration generated in the object with the vibration damping damper (with the mass body) with (B) without the vibration damping damper.
  • FIGS. 8 (A) to 8 (F), and FIGS. 11 (A) and 11 (B) schematically show the vibration mode generated in the object O to be vibration-damped, that is, the form and state of vibration. ..
  • the shades of achromatic color represent the magnitude of the vibration amplitude.
  • the amplitude is expressed only by three kinds of achromatic colors of light gray, dark gray and black, or two kinds of achromatic colors of light gray and dark gray, but this is only an expression for convenience. In reality, the area between the shades should gradually change the shade. In other words, the amplitude of vibration does not change step by step as shown by the shades of achromatic color in each of the above figures, and it changes smoothly regardless of whether the degree of change is steep or gradual. Show.
  • the object O to be vibration-damped is, for example, an automobile engine, motors, a compressor, a gearbox, or the like.
  • the vibration damping damper 1 is attached to the object O.
  • the vibration damping device 2 is configured.
  • the vibration damping damper 1 and the vibration damping device 2 reduce the airborne sound generated by the vibration generated in the object O propagating through the air.
  • the arm 11 is a thin rectangular member.
  • a fixed end 13 is provided on the opposite side of the free end 12, and a bent portion 14 is provided between the free end 12 and the fixed end 13.
  • the arm 11 is manufactured of a metal, a resin, or the like as a material, and is given a spring property.
  • the arm 11 is fixed to the object O, for example, by screwing the fixing screw 21.
  • the fixing screw 21 is passed through a through hole (not shown) provided in the fixed end 13 of the arm 11 and screwed into a screw hole (not shown) provided in the object O.
  • the arm 11 is fastened to the object O by tightening the fixing screw 21.
  • the vibration absorber 31 is, for example, an elastic cylindrical member made of rubber. It is fixed to the free end 12 of the arm 11 by a method such as adhesion or welding.
  • Target point In the object O, the position where the arm 11 is fixed and the position where the vibration absorber 31 is pressed are the target points P. These target points P are positions on the object O having different amplitudes in the eigenmode.
  • the position where the arm 11 is fixed is a position where the vibration amplitude is smaller than the position where the vibration absorber 31 is pressed. That is, the fixed end 13 of the arm 11 is fixed to the target point P having a relatively small vibration amplitude, and the vibration absorber 31 is positioned so as to hold down the target point P having a relatively large vibration amplitude.
  • the target point P to which the arm 11 is fixed is referred to as a target point Pf
  • the target point P for pressing the vibration absorber 31 is referred to as a target point Pp.
  • the two types of target points Pf and Pp are two target points P existing on the object O and having different amplitudes in the eigenmode.
  • the natural mode at this time is a natural mode at a specific natural frequency. This point will be described with reference to FIG. 7.
  • the graph shown in FIG. 7 shows the frequency response function (ratio of excitation force and response acceleration) when vibration occurs in the object O.
  • the acceleration sensor 101 uses each of the intersections of cells generated by a plurality of positions of the object O, for example, a plurality of virtual lines arranged vertically and horizontally at equal intervals as measurement points, and vibrations generated at these measurement points. Measure with (see Fig. 5).
  • the vibration is generated by hitting the object O with, for example, the impulse hammer 102.
  • the graph of FIG. 7 shows the frequency response function calculated based on the output of the acceleration sensor 101 at this time.
  • the horizontal axis represents frequency
  • the vertical axis represents the frequency response function of vibration.
  • the graph as shown in FIG. 7 can also be obtained as a Fourier spectrum.
  • the output of the acceleration sensor 101 is collected for a predetermined time, for example, 10 seconds.
  • the time axis waveform of the output of the acceleration sensor 101 can be obtained. Therefore, the time axis waveform is converted into a frequency spectrum by FFT (Fast Fourier Transform).
  • FFT Fast Fourier Transform
  • peak waveforms appear around 105 Hz, 139 Hz, 280 Hz, 291 Hz, 361 Hz, and 675 Hz. Peak waveforms also occur in other frequencies, such as the region between 500 Hz and 600 Hz, the region between 700 Hz and 800 Hz, etc., but they are omitted in this description.
  • FIG. 8 (A) to 8 (F) show the vibration mode of the object O at the above frequency at which the peak waveform appears. For example, focusing on 105 Hz shown in FIG. 8A, it can be seen that the large amplitude appearing in the upper and lower regions of the object O decreases toward the central region, and the decreased amplitude increases in the central region. The amplitude of the vibration generated in the central region is smaller than the amplitude of the vibration generated in the upper and lower regions.
  • +-Indicated in FIGS. 8A to 8F indicates the vibration mode generated in the object O by the beating of the impulse hammer 102.
  • + indicates that the amplitude is generated on the front side
  • ⁇ indicates that the amplitude is generated on the back side.
  • the white region is the vibration node (node), and the dark gray region is the vibration antinode (anti-node).
  • the target point Pf for fixing the fixed end 13 of the arm 11 is set at the position of the vibration node
  • the target point Pp for pressing the vibration absorber 31 is set at the position of the antinode of vibration.
  • the positions of the two target points Pf and Pp are not necessarily limited to the vibration node and the antinode, and the target point Pf is the position where the vibration amplitude is relatively small and the position where the vibration amplitude is relatively large. It may be set to the point Pp.
  • the target point search step is a step of finding two or more target points P having different amplitudes in the natural mode at a specific natural frequency existing on the object O.
  • the specific natural frequency at this time is, for example, the frequency at which the peak waveform as illustrated in FIG. 7 appears.
  • the natural frequency is not limited to one, and there are a plurality of natural frequencies. Which natural frequency is selected as a specific natural frequency may be determined from the correspondence with the airborne sound to be reduced. That is, the natural frequency that causes the airborne sound to be reduced is identified, and this natural frequency is selected as a specific natural frequency.
  • a vibration antinode appears at the upper left corner and the lower right corner of the object O, and slightly above the lower right corner. Therefore, it is possible to select the position of the antinode and the position other than the antinode of these vibrations as two or more target points P having different vibration amplitudes.
  • the fixing step is a step of defining a position where the amplitude is relatively small among the found target points P, for example, a vibration node (node) as the target point Pf, and fixing the arm 11 to this target point Pf.
  • a vibration node node
  • the white region is a vibration node.
  • the light gray area has a smaller amplitude than the dark gray area that is the antinode of vibration. Therefore, either the white region or the light gray region may be defined as the target point Pf, and the arm 11 may be fixed to this target point Pf.
  • a position having a relatively large amplitude among the found target points P, for example, an antinode of vibration is set as a target point Pp, and the vibration absorber 31 provided on the arm 11 at this target point Pp is set. It is a process of pressing.
  • the dark gray area is the antinode of vibration. Therefore, the dark gray region may be defined as the target point Pp, and the vibration absorber 31 provided on the arm 11 may be pressed against the target point Pp.
  • the pressing of the vibration absorber 31 against the target point Pp can be easily realized by appropriately setting the mounting angle of the arm 11 on the premise that the fixing position of the vibration absorber 31 with respect to the arm 11 is appropriately determined. be.
  • Vibration damping method The vibration damping method for the object O is executed by two steps, a follow-up step and a pressing step.
  • the position (target point Pf) having a relatively small amplitude among two or more target points P having different amplitudes in the eigenmode existing on the object O is a step in which the fixed arm 11 follows the vibration of the object O.
  • the follow-up of the arm 11 to the vibration of the object O occurs in the entire arm 11 including the fixing position by the fixing screw 21.
  • the follow-up of this part means that the object O and the arm 11 that do not cause displacement are integrated. ing.
  • the arm 11 follows the vibration of the object O via the vibration absorber 31.
  • the vibration absorber 31 provided on the arm 11 presses the position of the target point P where the amplitude is relatively large (target point Pp). It is a process.
  • FIG. 2 the amplitude of the vibration generated in the object O to which the damping damper 1 is not attached is shown by a solid line, and the amplitude of the vibration generated in the object O to which the damping damper 1 is attached is shown by a dotted line.
  • the amplitude of the vibration generated in the object O becomes small. This will be described in detail with reference to FIGS. 7 to 11 (A) and 11 (B).
  • 280 Hz is set as a specific natural frequency in the method of attaching the vibration damping damper (see FIG. 7).
  • two or more target points P having different amplitudes in the 280 Hz eigenmode are found.
  • FIGS. 10 (A) and 10 (B) are graphs showing a frequency response function which is a ratio between the exciting force of vibration generated in the object O and the response acceleration.
  • FIG. 10A shows the frequency response function of the object O to which the damping damper 1 is not attached
  • FIG. 10B shows the frequency response function of the object O to which the damping damper 1 is attached.
  • the peak waveforms see FIG. 10 (A)
  • FIG. 10 (B) shows the peak waveforms that appeared at 280 Hz and 291 Hz when the damping damper 1 was not provided can be obtained by providing the damping damper 1. It can be seen that the waveform is as shown in FIG. 10 (B). The change is not only the waveform, but also the amplitude is reduced when comparing FIGS. 10A and 10B.
  • the amplitude of the vibration generated in the object O at 675 Hz is also reduced. This is because in the target point search step, the target point Pf to which the arm 11 is fixed and the target point Pp to which the vibration absorber 31 is pressed are set to two different frequencies different from the specific natural frequency of 280 Hz. It is caused by setting the positions to be opposite to each other. The other two frequencies are 291 Hz and 675 Hz.
  • FIG. 11A is a vibration mode generated in the object O at 291 Hz.
  • FIG. 11B shows a vibration mode generated in the object O at 675 Hz. Focusing on the position of the target point Pp pressed by the vibration absorber 31 of the vibration damping damper 1, in the vibration mode at 291 Hz, the target point Pf is ⁇ and the target point Pp is + (see FIG. 11A). In the vibration mode at 675 Hz, the target point Pf is + and the target point Pp is ⁇ (see FIG. 11B). That is, when the vibration modes of 291 Hz and 675 Hz are compared, it can be seen that the two target points Pf and Pp are set at positions opposite to each other.
  • the amplitude of the vibration generated in the object O by executing the pressing process becomes small. Therefore, the airborne sound generated by the vibration of the object O propagating through the air is also reduced. Moreover, as is clear from FIG. 1, the vibration damping damper 1 is small and has a simple structure. Therefore, the airborne sound can be easily reduced without requiring a large occupied space.
  • the mass body 41 is fixed to the surface of the arm 11 on the free end 12 side.
  • the surface of the mass body 41 is fixed to the surface opposite to the vibration absorber 31.
  • the mass body 41 absorbs the vibration of the natural frequency and reduces the vibration of the object O.
  • the alternate long and short dash line indicates the amplitude of vibration generated in the object O when the mass body 41 is fixed to the vibration damping damper 1. It can be seen that the amplitude of the vibration generated in the object O is smaller than that when the vibration damping damper 1 without the mass body 41 is attached to the object O (see the dotted line). Therefore, the airborne sound generated by the vibration of the object O propagating through the air is further reduced.
  • the vibration damping device 2 of the present embodiment defines two target points Pf and three target points Pp so as to match the vibration mode of the object O exemplified below in FIG. 4, and these One damping damper 1 is attached to the target point P.
  • the vibration damping damper 1 includes an arm 11 that is bent 90 degrees to form an L-shape, and the two ends of the arm 11 are fixed to the object O. These fixed positions are the target points Pf. At this time, a spacer 51 is interposed at the target point Pf to secure a gap between the arm 11 and the object O.
  • the gap is a space for arranging the vibration absorber 31 fixed to the lower surface of the arm 11 facing the object O.
  • the vibration absorber 31 is fixed at three positions, the bent position of the arm 11 and the center position of the two sides. These positions are the target points Pp.
  • a mass body 41 is fixed to the front surface side of the arm 11 which is the back surface side of the vibration absorber 31.
  • the target point Pf may be two or more, and the target point Pp may be three or more.
  • the vibration damping damper 1 of the present embodiment is fixed to these target points Pf, and the target points Pp can be suppressed by the vibration absorber 31.
  • the inventor who created the vibration damping damper, the vibration damping device, the method of attaching the vibration damping damper, and the embodiment of the vibration damping method conducted an experiment to confirm the effect.
  • the experimental device regards a flat plate-shaped SPHC steel plate as an object O, and sets each of the intersections of cells generated by a plurality of virtual lines arranged vertically and horizontally at equal intervals. As the measurement points, the vibration generated at these measurement points can be measured by the accelerometer 101.
  • the experimental device further installs a microphone 103 directly above the acceleration sensor 101 so that the sound when the object O is beaten by the impulse hammer 102 can be collected.
  • the graph shown in FIG. 6A shows the frequency response function when vibration occurs in the object O.
  • the position of the marking M given to the object O as a measurement point is beaten with the impulse hammer 102.
  • the frequency response function is calculated based on the output of the acceleration sensor 101 at this time. By superimposing the frequency response functions when the positions of all markings M are beaten, the graph shown in FIG. 6A is obtained.
  • the graph shown in FIG. 6B shows the frequency response function when vibration occurs in the object O.
  • the position of the marking M given to the object O as a measurement point is beaten with the impulse hammer 102.
  • the frequency response function is calculated based on the acoustic signal picked up from the microphone 103.
  • FIGS. 6A and 6B Comparing FIGS. 6A and 6B, it can be seen that the peak frequencies match between the acceleration obtained from the output of the acceleration sensor 101 and the sound obtained from the output of the microphone 103. This indicates that when vibration is generated in the object O, the vibration propagates in the air to generate an airborne sound, and the graphs of FIGS. 6A and 6B show the generation of the object O. It proves that the vibration and the airborne sound based on it correspond to each other. Therefore, the experimental results shown in FIGS. 6 (A) and 6 (B) provide one proof that the airborne sound can be reduced by attenuating the vibration.
  • FIG. 7 is a graph showing 105 Hz, 139 Hz, 280 Hz, 291 Hz, 361 Hz, and 675 Hz in which peak waveforms appear in the graph shown in FIG. 6 (A) in characters.
  • 8 (A) to 8 (F) are schematic views showing the vibration mode of the object O at the frequency at which the peak waveform appears, that is, the natural frequency.
  • the inventor has set two or more target points P on the object O having different amplitudes in the natural mode at a specific natural frequency, and as shown in FIG. 9, a trial in which the vibration damping damper 1 is attached to the position. I made a work.
  • the vibration damping damper 1 was attached by fixing the arm 11 at a position where the amplitude is relatively small (target point Pf) and positioning the vibration absorber 31 so as to hold down the position where the amplitude is relatively large.
  • the position of the marking M was beaten again with the impulse hammer 102 against the object O to which the vibration damping damper 1 was attached, and the same graph as in FIG. 6 (A) was created.
  • the result is a graph shown in FIG. 10 (B).
  • the graph shown in FIG. 10 (A) is the same graph as that shown in FIG. 6 (A) for comparison with FIG. 10 (B).
  • the inventor also confirmed that the amplitude of the peak waveform (see FIG. 10A) that appeared at 280 Hz and 291 Hz when the damping damper 1 was not provided was reduced by providing the damping damper 1. bottom.
  • the inventor has set the target point Pf to which the arm 11 is fixed and the target point Pp to which the vibration absorber 31 is pressed as two frequencies (291 Hz and 675 Hz). It was confirmed that the amplitude of the vibration generated in the object O was also reduced by setting the positions to be opposite to each other. As shown in FIG. 10B, it is at the frequency of 675 Hz that the amplitude of the vibration is reduced.
  • the inventor created a prototype in which the mass body 41 was provided on the vibration damping damper 1, and repeated the same experiment as in the case of the prototype (without mass body) shown in FIG. As a result, as shown in FIGS. 13 (A) and 13 (B), a further vibration reducing effect was confirmed.
  • the graph shown in FIG. 13A shows the experimental results in the configuration without the vibration damping damper 1, and the graph shown in FIG. 13B shows the experimental results using the prototype shown in FIG. Also shows the frequency response function of each measurement point (marking M) near 139 Hz.
  • Vibration damping damper 2 Vibration damping device 11 Arm 12 Free end 13 Fixed end 14 Bending part 21 Fixing screw 31 Vibration absorber 41 Mass body 51 Spacer P Target point Pf Target point Pp Target point O Object M Marking 101 Accelerometer 102 Impulse Hammer 103 Mike

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

大きな占有スペースを必要とすることなく、簡易な構成で空気伝播音を低減できるようにすること。　制振しようとする対象物Ｏ、例えばエンジンやギヤボックス、モータ類などのハウジングに存在する固有モードでの振幅が異なる二以上の目標点Ｐを見つけ出し、これらの目標点Ｐのうち、相対的に振幅が小さい位置（目標点Ｐｆ）にアーム１１を固定し、相対的に振幅が大きい位置（目標点Ｐｐ）にアーム１１の自由端１２側に設けた振動吸収材３１を押しつける。対象物Ｏに振動が発生したときには、対象物Ｏの振動にアーム１１が追従している間、相対的に振幅が大きい目標点Ｐｐを振動吸収材３１が押える。

Description

制振ダンパ、制振装置、制振ダンパの取り付け方法、及び制振方法
　この開示は、制振ダンパ、制振装置、制振ダンパの取り付け方法、及び制振方法に関する。
　各種の機械類は、動作することによって振動を生ずる。自動車を例に挙げると、自動車にはエンジン、モータ類、コンプレッサ、ギヤボックスなどといった振動源が数多く設けられている。これらの各部は動作中に振動し、放射音を発生させる。昨今は自動車の電動化が日々進展し、これまで以上に静粛性が求められるようになってきていることからも、なんらかの対策が求められる。
　各部の振動を原因とする騒音は、二種類に大別される。一つは、部品の振動がその支持側に伝わって励起される騒音である。もう一つは、部品の振動が空気を伝播して発生する空気伝播音である。
　特許文献１、２は、エンジンマウントに設けられる防振装置を開示している。これらの防振装置は、部品の振動がその支持側に伝わることを抑制し、振動が支持側に伝わって励起される騒音を低減する。
特開２００９－２７０５８７号公報 特開２０１９－０６０４５４号公報
　部品の振動がその支持側に伝わって励起される騒音に対しては、例えば特許文献１、２に開示されているような防振装置によって対策が可能である。その一方でこの種の防振装置は空気伝播音を低減しない。
　空気伝播音については、振動源を遮蔽する手法での騒音対策がとられるのが一般的である。例えば振動源を遮蔽板や遮音材などで覆うという対策である。ところが振動源をなにかで覆うという構造は大きな設置スペースを必要とするし、構造物そのものに高額な部品コストがかかってしまう。こうしたスペース上の制約やコストなどの問題を考慮すると、手軽に採用できる対応策であるとはいえない。
　そこで大きな占有スペースを必要とすることなく、簡易な構成で空気伝播音を低減できるようにすることが望まれる。
　制振ダンパの一態様は、特定の固有振動数における固有モードでの振幅が異なる二以上の目標点のうち、相対的に振幅が小さい位置に固定されるアームと、前記目標点のうち、相対的に振幅が大きい位置を押えるように前記アームに設けられた振動吸収材とを備える。
　制振装置の一態様は、特定の固有振動数における固有モードでの振幅が異なる二以上の目標点のうち、相対的に振幅が小さい位置に固定されたアームと、前記目標点のうち、相対的に振幅が大きい位置を押えるように前記アームに設けられた振動吸収材とを備える。
　制振ダンパの取り付け方法の一態様は、特定の固有振動数における固有モードでの振幅が異なる二以上の目標点を見つけ出し、前記目標点のうち、相対的に振幅が小さい位置にアームを固定し、前記目標点のうち、相対的に振幅が大きい位置に前記アームに設けた振動吸収材を押しつける。
　制振方法の一態様は、対象物に振動が発生したとき、特定の固有振動数における固有モードでの振幅が異なる二以上の目標点のうち、相対的に振幅が小さい位置に固定されたアームが前記対象物の振動に追従し、前記対象物の振動に前記アームが追従している間、前記目標点のうち、相対的に振幅が大きい位置を前記アームに設けられた振動吸収材が押える。
　大きな占有スペースを必要とすることなく、簡易な構成で空気伝播音を低減することができる。
対象物に取り付けた制振ダンパの実施の一形態を示す斜視図。 制振ダンパなし、制振ダンパあり（質量体なし）、及び制振ダンパあり（質量体あり）の三態様での対象物の振動レベルを比較して示すグラフ。 対象物に取り付けた制振ダンパの別の実施の一形態を示す斜視図。 対象物の振動モードと対応づけて、対象物に取り付けた制振ダンパのさらに別の実施の一形態を示す斜視図。 対象物に発生する振動の振幅を採取するための実験装置を示す模式図。 （Ａ）は対象物に発生した振動の周波数応答関数、（Ｂ）はそのときの放射音の周波数応答関数を示すグラフ。 対象物に発生した振動の周波数応答関数を示すグラフ。 （Ａ）は１０５Ｈｚ、（Ｂ）は１３９Ｈｚ、（Ｃ）は２８０Ｈｚ、（Ｄ）は２９１Ｈｚ、（Ｅ）は３６１Ｈｚ、そして（Ｆ）は６７５Ｈｚでの対象物の振動モードを示す模式図。 制振ダンパの効果を検証するための試作品の一例（質量体なし）を示す模式図。 （Ａ）は制振ダンパなし、（Ｂ）は制振ダンパあり（質量体なし）での対象物に発生した振動の周波数応答関数を示すグラフ。 （Ａ）は２９１Ｈｚ、（Ｂ）は６７５Ｈｚでの対象物の振動モードを示す模式図。 制振ダンパの効果を検証するための試作品の別の一例（質量体つき）を示す模式図。 （Ａ）は制振ダンパなし、（Ｂ）は制振ダンパあり（質量体あり）での対象物に発生した振動の周波数応答関数を示すグラフ。
　制振ダンパ、制振装置、制振方法、及び制振ダンパの取り付け方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。
　図４、図８（Ａ）～（Ｆ）、及び図１１（Ａ）（Ｂ）は、制振対象となる対象物Ｏに生ずる振動モード、つまり振動の形態及び状態を模式的に示している。これらの各図中、無彩色の濃淡は振動の振幅の大きさを表現している。図中、薄い灰色と濃い灰色と黒色との三種類の無彩色、あるいは薄い灰色と濃い灰色との二種類の無彩色のみによって振幅を表現しているが、これは便宜上の表現にすぎない。実際には濃淡の間の領域は、徐々に濃淡を変化させるはずである。つまり振動の振幅は、上記の各図に無彩色の濃淡で表現されているように段階的に変化するわけではなく、変化の度合いが急峻であるか緩やかであるかは別として、滑らかな変化をみせる。
　つぎの項目に沿って説明する。
　　［実施の一形態］
　　　　（１）全体の構成
　　　　（２）目標点
　　　　（３）制振ダンパの取り付け方法
　　　　（４）制振方法
　　［別の実施の形態］
　　［さらに別の実施の形態］
［実施の一形態］
　制振対象となる対象物Ｏは、例えば自動車のエンジン、モータ類、コンプレッサ、ギヤボックスなどである。制振ダンパ１は、対象物Ｏに取り付けられる。対象物Ｏに制振ダンパ１が取り付けられると、制振装置２が構成される。制振ダンパ１及び制振装置２は、対象物Ｏに生ずる振動が空気を伝播して発生する空気伝播音を軽減する。
（１）全体の構成
　図１に示すように、対象物Ｏにはアーム１１が固定され、アーム１１の自由端１２側に設けられた振動吸収材３１が対象物Ｏの一部を押さえている。
　アーム１１は、細い矩形形状の部材である。自由端１２の反対側に固定端１３を備え、自由端１２と固定端１３との間に屈曲した屈曲部１４を有している。一例として、アーム１１は金属や樹脂などを材料として製作され、ばね性を与えられている。
　対象物Ｏに対するアーム１１の固定は、例えば固定ネジ２１のねじ止めによって行なわれる。固定ネジ２１は、アーム１１の固定端１３に設けられた通し孔（図示せず）に通され、対象物Ｏに設けられたねじ孔（図示せず）にねじ込まれる。アーム１１は、固定ネジ２１の締め込みによって対象物Ｏに締結される。
　振動吸収材３１は、例えばゴムを材料とする弾性を有する円筒状の部材である。アーム１１の自由端１２には、例えば接着や溶着などの手法によって固定されている。
（２）目標点
　対象物Ｏ中、アーム１１が固定されている位置、及び振動吸収材３１が押しつけられている位置は、目標点Ｐである。これらの目標点Ｐは、対象物Ｏ上に存在する固有モードでの振幅が異なる位置である。
　アーム１１が固定されている位置は、振動吸収材３１が押しつけられている位置よりも振動の振幅が小さい位置である。つまりアーム１１の固定端１３は、振動の振幅が相対的に小さい目標点Ｐに固定され、振動吸収材３１は、振動の振幅が比較的大きい目標点Ｐを押さえつけるように位置づけられている。説明の便宜上、アーム１１が固定される目標点Ｐを目標点Ｐｆと呼び、振動吸収材３１を押しつける目標点Ｐを目標点Ｐｐと呼ぶ。
　前述したとおり、二種類の目標点Ｐｆ，Ｐｐは、対象物Ｏ上に存在する固有モードでの振幅が異なる二つの目標点Ｐである。このときの固有モードは、特定の固有振動数における固有モードである。この点について、図７を参照しながら説明する。
　図７に示すグラフは、対象物Ｏに振動が生じたときの周波数応答関数（加振力と応答加速度との比）を示している。
　より詳しくは、対象物Ｏの複数の位置、例えば等間隔で縦横に平行に配列した複数本の仮想線によって生ずるセルの交点のそれぞれを測定点として、これらの測定点に生ずる振動を加速度センサ１０１で計測する（図５参照）。振動は、例えばインパルスハンマ１０２によって対象物Ｏを殴打することによって生じさせる。このときの加速度センサ１０１の出力に基づいて計算した周波数応答関数を示すのが図７のグラフである。横軸には周波数、縦軸には振動の周波数応答関数がとられる。
　別の実施の形態として、図７に示すようなグラフは、フーリエスペクトルとして得ることも可能である。そのためには加速度センサ１０１の出力を予め決められた時間分、例えば１０秒間分採取する。これによって加速度センサ１０１の出力の時間軸波形が得られる。そこでＦＦＴ（高速フーリエ変換）によって時間軸波形を周波数スペクトルに変換する。こうして得られた個々の測定点での周波数スペクトルを重ね合わせれば、図７に示すようなグラフが得られる。
　図７を参照すると、１０５Ｈｚ、１３９Ｈｚ、２８０Ｈｚ、２９１Ｈｚ、３６１Ｈｚ、そして６７５Ｈｚの辺りにピーク波形が現れているのを見て取ることができる。その他の周波数、例えば５００Ｈｚと６００Ｈｚとの間の領域、７００Ｈｚと８００Ｈｚとの間の領域などにもピーク波形が生じているが、本説明では捨象する。
　図８（Ａ）～（Ｆ）は、ピーク波形が現れる上記周波数での対象物Ｏの振動モードを示している。例えば図８（Ａ）に示す１０５Ｈｚに着目すると、対象物Ｏの上下領域に現れた大きな振幅は、中央領域に向かうにつれて減少し、減少した振幅は中央領域で増大していることがわかる。中央領域に生ずる振動の振幅は、上下領域に生ずる振動の振幅よりは小さい。
　図８（Ａ）～（Ｆ）中に表記した＋－は、インパルスハンマ１０２の殴打によって対象物Ｏに生ずる振動モードを示している。同図中、＋は手前側に振幅が生ずることを、－は奥側に振幅が生ずることをそれぞれ表わしている。
　図８（Ａ）～（Ｆ）から一目瞭然であるように、白色の領域は振動の節（ノード）、濃い灰色の領域は振動の腹（アンチノード）になる。
　一例として、アーム１１の固定端１３を固定する目標点Ｐｆは振動の節の位置、振動吸収材３１を押しつける目標点Ｐｐは振動の腹の位置に定められる。もちろん二つの目標点Ｐｆ，Ｐｐの位置は、必ずしも振動の節と腹とに限定されるわけではなく、振動の振幅が相対的に小さい位置を目標点Ｐｆ、振動の振幅が比較的大きい位置を目標点Ｐｐに定めればよい。
（３）制振ダンパの取り付け方法
　対象物Ｏに対する制振ダンパ１の取り付け方法は、目標点探索工程、固定工程、位置合わせ工程という三つの工程によって実行される。
　目標点探索工程は、対象物Ｏ上に存在する特定の固有振動数における固有モードでの振幅が異なる二以上の目標点Ｐを見つけ出す工程である。
　このときの特定の固有振動数は、例えば図７に例示されるようなピーク波形が現れる周波数である。図７からも明らかなように、固有振動数は一つとは限らずに複数存在する。どの固有振動数を特定の固有振動数として選択するかは、低減しようとする空気伝播音との対応関係から定めればよい。つまり低減しようとする空気伝播音の原因となる固有振動数をつきとめ、この固有振動数を特定の固有振動数として選択する。
　特定の固有振動数を決定したならば、この固有振動数での対象物Ｏの振動モードを解析し、振動の振幅が異なる二以上の目標点Ｐを定める。例えば図７中、特定の固有振動数として２９１Ｈｚを選択したものと仮定する。この周波数での対象物Ｏの振動モードは、図８（Ｄ）に示すとおりである。図８（Ｄ）を参照すると、振動の振幅が異なる二以上の目標点Ｐを随所に発見することができる。
　例えば図８（Ｄ）中、対象物Ｏの左上角と右下角、それに右下角のやや上方の位置に振動の腹（アンチノード）が現れる。そこでこれらの振動の腹の位置と腹以外の位置とを振動の振幅が異なる二以上の目標点Ｐとして選出することが可能である。
　固定工程は、見つけ出した目標点Ｐのうち、相対的に振幅が小さい位置、例えば振動の節（ノード）を目標点Ｐｆとして定め、この目標点Ｐｆにアーム１１を固定する工程である。
　例えば図８（Ｄ）中、白色の領域は振動の節となる。また薄い灰色の領域は、振動の腹となる濃い灰色の領域よりも振幅が小さい。そこで白色の領域か薄い灰色の領域かのいずれかを目標点Ｐｆと定め、この目標点Ｐｆにアーム１１を固定すればよい。
　位置合わせ工程は、見つけ出した目標点Ｐのうち、相対的に振幅が大きい位置、例えば振動の腹（アンチノード）を目標点Ｐｐとして定め、この目標点Ｐｐにアーム１１に設けた振動吸収材３１を押しつける工程である。
　例えば図８（Ｄ）中、濃い灰色の領域は振動の腹となる。そこで濃い灰色の領域を目標点Ｐｐと定め、この目標点Ｐｐにアーム１１に設けた振動吸収材３１を押しつけるようにすればよい。目標点Ｐｐに対する振動吸収材３１の押しつけは、アーム１１に対する振動吸収材３１の固定位置が適切に定まっているという前提のもと、アーム１１の取り付け角度を適宜設定することによって容易に実現可能である。
（４）制振方法
　対象物Ｏの制振方法は、追従工程と押しつけ工程の二つの工程によって実行される。
　追従工程は、対象物Ｏに振動が発生したとき、対象物Ｏ上に存在する固有モードでの振幅が異なる二以上の目標点Ｐのうち、相対的に振幅が小さい位置（目標点Ｐｆ）に固定されたアーム１１が対象物Ｏの振動に追従する工程である。
　対象物Ｏの振動へのアーム１１の追従は、固定ネジ２１による固定位置を含むアーム１１の全体において発生する。アーム１１が振動の節に固定されている場合、この位置には振幅が生じないので、この部分の追従は、変位が生じない対象物Ｏとアーム１１とが一体になっていることを意味している。これに対して振動の節以外の部分では、アーム１１は振動吸収材３１を介して対象物Ｏの振動に追従する。
　押しつけ工程は、対象物Ｏの振動にアーム１１が追従している間、目標点Ｐのうち、相対的に振幅が大きい位置（目標点Ｐｐ）をアーム１１に設けられた振動吸収材３１が押える工程である。
　図２中、制振ダンパ１が取り付けられていない対象物Ｏに生ずる振動の振幅を実線で示し、制振ダンパ１が取り付けられた対象物Ｏに生ずる振動の振幅を点線で示している。押しつけ工程が実行されると、対象物Ｏに生ずる振動の振幅が小さくなる。図７ないし図１１（Ａ）（Ｂ）を参照しながら、詳しく説明する。
　制振ダンパの取り付け方法において、例えば２８０Ｈｚを特定の固有振動数と定めたと仮定する（図７参照）。目的点探索工程では、２８０Ｈｚの固有モードでの振幅が異なる二以上の目標点Ｐを見つけ出す。
　図８（Ｃ）に示すように、２８０Ｈｚの振動モードでは、対象物Ｏの右下角やや上方の位置に振動の節が現れ（白色の領域）、右下角に振幅領域が現れる（薄い灰色の領域）。そこで図９に示すように、対象物Ｏの右下角のやや上方を目標点Ｐｆ、右下角を目標点Ｐｐと定め、制振ダンパ１を対象物Ｏに取り付ける。
　図１０（Ａ）（Ｂ）は、対象物Ｏに生ずる振動の加振力と応答加速度との比である周波数応答関数を示すグラフである。図１０（Ａ）は、制振ダンパ１が取り付けられていない対象物Ｏ、図１０（Ｂ）は、制振ダンパ１が取り付けられた対象物Ｏの周波数応答関数をそれぞれ示している。図１０（Ａ）と（Ｂ）とを比較すると、制振ダンパ１がないときには２８０Ｈｚと２９１Ｈｚとに現れていたピーク波形（図１０（Ａ）参照）が、制振ダンパ１を設けることで、図１０（Ｂ）に示すような波形になったことがわかる。変化は波形のみならず、図１０（Ａ）と（Ｂ）とを比較すると、振幅も低減している。
　以上の結果から、対象物Ｏに生ずる振動の振幅が小さくなることがわかる。
　しかも図１０（Ｂ）に示すように、６７５Ｈｚで対象物Ｏに発生する振動の振幅も減少している。これは上記目標点探索工程において、アーム１１が固定される目標点Ｐｆと振動吸収材３１が押し付けられる目標点Ｐｐとを、特定の固有振動数である２８０Ｈｚとは異なる別の二つの周波数との間で逆位相となる位置に定めたことによって生じている。別の二つの周波数は、２９１Ｈｚと６７５Ｈｚとである。
　図１１（Ａ）（Ｂ）を参照されたい。図１１（Ａ）は、２９１Ｈｚで対象物Ｏに生ずる振動モードである。これに対して図１１（Ｂ）は、６７５Ｈｚで対象物Ｏに生ずる振動モードである。制振ダンパ１の振動吸収材３１で押さえる目標点Ｐｐの位置に着目すると、２９１Ｈｚでの振動モードでは、目標点Ｐｆは－で目標点Ｐｐは＋である（図１１（Ａ）参照）。６７５Ｈｚでの振動モードでは、目標点Ｐｆは＋で目標点Ｐｐは－である（図１１（Ｂ）参照）。つまり２９１Ｈｚと６７５Ｈｚとの振動モードを比較すると、二つの目標点Ｐｆ，Ｐｐは互いに逆位相の位置に定められていることがわかる。
　６７５Ｈｚの周波数で対象物Ｏに発生する振動の振幅が減少しているのは、上記逆位相の関係性からであると推定される。
　本実施の形態によれば、押しつけ工程の実行によって対象物Ｏに生ずる振動の振幅が小さくなる。このため対象物Ｏの振動が空気を伝播して発生する空気伝播音も減少する。しかも図１からも明らかなように、制振ダンパ１は小型で構造も簡単である。したがって大きな占有スペースを必要とすることなく、空気伝播音を簡易に低減することができる。
［別の実施の形態］
　別の実施の形態を図３に基づいて説明する。図１に示した実施の一形態と同一部分は同一符号で示し、説明も省略する。
　本実施の形態の制振ダンパ１は、アーム１１の自由端１２側の表面に、質量体４１を固定している。質量体４１を固定しているのは、振動吸収材３１と反対側の面である。
　質量体４１は、固有振動数の振動を吸振し、対象物Ｏの振動を低減する。
　図２中、一点鎖線で示すのは、制振ダンパ１に質量体４１を固定したときの対象物Ｏに生ずる振動の振幅である。質量体４１なしの制振ダンパ１を対象物Ｏに取り付けたときよりも（点線参照）、さらに対象物Ｏに生ずる振動の振幅が小さくなることがわかる。したがって対象物Ｏの振動が空気を伝播して発生する空気伝播音がより一層減少する。
［さらに別の実施の形態］
　さらに別の実施の形態を図４に基づいて説明する。図３に示した別の実施の形態と同一部分は同一符号で示し、説明も省略する。
　本実施の形態の制振装置２は、図４中の下方に例示する対象物Ｏの振動モードに適合させるように、二箇所の目標点Ｐｆと三箇所の目標点Ｐｐとを定め、これらの目標点Ｐに一つの制振ダンパ１を取り付けている。
　制振ダンパ１は、９０度屈曲してＬ字形状をなすアーム１１を備え、このアーム１１の二つの端部を対象物Ｏに固定している。これらの固定位置は、目標点Ｐｆである。このとき目標点Ｐｆにはスペーサ５１を介在させ、アーム１１と対象物Ｏとの間に隙間を確保している。隙間は、対象物Ｏに対面するアーム１１の下面に固定する振動吸収材３１を配置するための空間である。振動吸収材３１は、アーム１１の屈曲位置と二辺の中央位置との三箇所に固定されている。これらの位置は、目標点Ｐｐである。振動吸収材３１の裏面側にあたるアーム１１の表面側には、質量体４１が固定されている。
　本実施の形態のように、目標点Ｐｆは二つ以上であってもよく、目標点Ｐｐは三つ以上であってもよい。本実施の形態の制振ダンパ１は、これらの目標点Ｐｆに固定され、目標点Ｐｐを振動吸収材３１で押さえることができる。
　制振ダンパ、制振装置、制振ダンパの取り付け方法、及び制振方法の実施の形態を創作した発明者は、その効果を確認するために実験を行なった。
（１）実験装置
　図５に示すように、実験装置は、平板形状のＳＰＨＣ鋼板を対象物Ｏに見立て、等間隔で縦横に平行に配列した複数本の仮想線によって生ずるセルの交点のそれぞれを測定点として、これらの測定点に生ずる振動を加速度センサ１０１によって計測し得るように構成した。
　このとき測定点のそれぞれに加速度センサ１０１を配置するのではなく、対象物Ｏの中央部分に配置した一つの加速度センサ１０１によって、すべての測定点に生ずる振動を計測できるように計画した。そのための構成として、すべての測定点に点状のマーキングＭを施した。マーキングＭの位置をインパルスハンマ１０２で殴打したときに対象物Ｏに生ずる振動を加速度センサ１０１で採取することで、すべての測定点に生ずる振動と等価の振動のデータを得る試みである。
　実験装置はさらに、加速度センサ１０１の真上にマイク１０３を設置し、インパルスハンマ１０２で対象物Ｏを殴打したときの音響を採取できるようにしている。
（２）振動と音響
　図６（Ａ）に示すグラフは、対象物Ｏに振動が生じたときの周波数応答関数を示している。図６（Ａ）のグラフを得るには、測定点として対象物Ｏに付与したマーキングＭの位置をインパルスハンマ１０２で殴打する。このときの加速度センサ１０１の出力に基づいて周波数応答関数を計算する。すべてのマーキングＭの位置を殴打したときの周波数応答関数を重ね合わせることで、図６（Ａ）に示すグラフが得られる。
　図６（Ｂ）に示すグラフは、対象物Ｏに振動が生じたときの周波数応答関数を示している。図６（Ｂ）のグラフを得るには、測定点として対象物Ｏに付与したマーキングＭの位置をインパルスハンマ１０２で殴打する。このときマイク１０３から拾った音響信号に基づいて周波数応答関数を計算する。すべてのマーキングＭの位置を殴打したときの周波数応答関数を重ね合わせることで、図６（Ｂ）に示すグラフが得られる。
　図６（Ａ）と（Ｂ）とを比較すると、加速度センサ１０１の出力から得た加速度とマイク１０３の出力から得た音響との間で、ピーク周波数が一致していることがわかる。このことは対象物Ｏに振動が発生したとき、この振動が空気を伝播して空気伝播音が発生することを示しており、図６（Ａ）（Ｂ）のグラフは、対象物Ｏの生じた振動とこれに基づく空気伝播音とが対応していることを証明している。したがって図６（Ａ）（Ｂ）に示される実験結果は、振動を減衰させることで空気伝播音の低減を図り得る一つの証拠となる。
（３）振動低減効果の確認
　図７は、図６（Ａ）に示すグラフ中で、ピーク波形が現れている１０５Ｈｚ、１３９Ｈｚ、２８０Ｈｚ、２９１Ｈｚ、３６１Ｈｚ、そして６７５Ｈｚを文字で表記したグラフである。図８（Ａ）～（Ｆ）は、ピーク波形が現れる上記周波数、つまり固有振動数での対象物Ｏの振動モードを示す模式図である。図８（Ａ）～（Ｆ）に示す模式図を参照することで、ピーク波形が現れている個々の固有振動数ごとに、振動の振幅の形状と大きさが一目瞭然である。
　そこで発明者は、特定の固有振動数における固有モードでの振幅が異なる対象物Ｏ上の二以上の目標点Ｐを定め、図９に示すように、その位置に制振ダンパ１を取り付けた試作品を製作した。制振ダンパ１の取り付けは、相対的に振幅が小さい位置（目標点Ｐｆ）にアーム１１を固定し、相対的に振幅が大きい位置を押えるように振動吸収材３１を位置づけて行なった。
　こうして制振ダンパ１を取り付けた対象物Ｏに対して、マーキングＭの位置を再度インパルスハンマ１０２で殴打し、図６（Ａ）と同様のグラフを作成した。その結果が図１０（Ｂ）に示すグラフである。図１０（Ａ）に示すグラフは、図１０（Ｂ）との比較のために示す図６（Ａ）と同じグラフである。
　その結果発明者は、制振ダンパ１がないときには２８０Ｈｚと２９１Ｈｚとに現れていたピーク波形（図１０（Ａ）参照）の振幅が、制振ダンパ１を設けることで低減していることも確認した。
　以上の実験結果から、対象物Ｏに制振ダンパ１を取り付けることで、対象物Ｏに生ずる振動の振幅が小さくなることが証明された。これによって空気伝播音の低減も図り得ることが立証された。
　また発明者は、図１１（Ａ）（Ｂ）に示すように、アーム１１が固定される目標点Ｐｆと振動吸収材３１が押し付けられる目標点Ｐｐとを、二つの周波数（２９１Ｈｚと６７５Ｈｚ）との間で逆位相となる位置に定めたことによっても、対象物Ｏに生ずる振動の振幅が小さくなることを確認した。図１０（Ｂ）に示すように、振動の振幅が減少しているのは、６７５Ｈｚの周波数である。
　さらに発明者は、図１２に示すように、制振ダンパ１に質量体４１を設けた試作品を作成し、図９に示す試作品（質量体なし）のときと同様の実験を繰り返した。その結果図１３（Ａ）（Ｂ）に示すように、さらなる振動低減効果を確認した。
　図１３（Ａ）に示すグラフは、制振ダンパ１なしの構成での実験結果、図１３（Ｂ）に示すグラフは、図１２に示す試作品を用いた実験結果をそれぞれ示しており、いずれも１３９Ｈｚ付近における各測定点（マーキングＭ）の周波数応答関数を示している。
　図１３（Ａ）に示す制振ダンパ１なしの構成では、１０５Ｈｚと１３９Ｈｚとに二つのピーク波形が現れている。これに対して図１３（Ｂ）の制振ダンパ１及び質量体４１ともにありの試作品では、１３９Ｈｚのピーク波形は二つに分割され（１２０Ｈｚと１５０Ｈｚとの）、しかもその振幅が小さくなっている。
　以上の実験結果から、対象物Ｏに質量体４１つきの制振ダンパ１を取り付けることで、特定の周波数領域において、対象物Ｏに生ずる振動の振幅がさらに小さくなることが証明された。これによって空気伝播音の低減もさらに図り得ることが立証された。
　　１　　制振ダンパ
　　２　　制振装置
　１１　　アーム
　１２　　自由端
　１３　　固定端
　１４　　屈曲部
　２１　　固定ネジ
　３１　　振動吸収材
　４１　　質量体
　５１　　スペーサ
　　Ｐ　　目標点
　　Ｐｆ　目標点
　　Ｐｐ　目標点
　　Ｏ　　対象物
　　Ｍ　　マーキング
１０１　　加速度センサ
１０２　　インパルスハンマ
１０３　　マイク

Claims (8)

  1. 　特定の固有振動数における固有モードでの振幅が異なる二以上の目標点のうち、相対的に振幅が小さい位置に固定されるアームと、
    　前記目標点のうち、相対的に振幅が大きい位置を押えるように前記アームに設けられた振動吸収材と、
    　を備える制振ダンパ。
  2. 　前記振動吸収材の位置に、振動を低減する質量体を備える、
    　請求項１に記載の制振ダンパ。
  3. 　特定の固有振動数における固有モードでの振幅が異なる二以上の目標点のうち、相対的に振幅が小さい位置に固定されたアームと、
    　前記目標点のうち、相対的に振幅が大きい位置を押えるように前記アームに設けられた振動吸収材と、
    　を備える制振装置。
  4. 　前記アームを固定する前記目標点は、振幅の節の位置である、
    　請求項３に記載の制振装置。
  5. 　前記振動吸収材で押える前記目標点は、振幅の腹の位置である、
    　請求項３又は４に記載の制振装置。
  6. 　前記アームが固定されて前記振動吸収材が押し付けられる二つの前記目標点は、前記特定の固有振動数と異なる別の二種類の固有振動数における固有モードでの振幅が互いに逆位相となる位置に定められている、
    　請求項３に記載の制振装置。
  7. 　特定の固有振動数における固有モードでの振幅が異なる二以上の目標点を見つけ出し、
    　前記目標点のうち、相対的に振幅が小さい位置にアームを固定し、
    　前記目標点のうち、相対的に振幅が大きい位置に前記アームに設けた振動吸収材を押しつける、
    　制振ダンパの取り付け方法。
  8. 　対象物に振動が発生したとき、特定の固有振動数における固有モードでの振幅が異なる二以上の目標点のうち、相対的に振幅が小さい位置に固定されたアームが前記対象物の振動に追従し、
    　前記対象物の振動に前記アームが追従している間、前記目標点のうち、相対的に振幅が大きい位置を前記アームに設けられた振動吸収材が押える、
    　制振方法。
PCT/JP2021/016743 2020-05-12 2021-04-27 制振ダンパ、制振装置、制振ダンパの取り付け方法、及び制振方法 WO2021230069A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202180006846.4A CN114761702A (zh) 2020-05-12 2021-04-27 减振阻尼器、减振装置、减振阻尼器的安装方法以及减振方法
US17/918,457 US20230144479A1 (en) 2020-05-12 2021-04-27 Vibration damper, vibration damping apparatus, mounting method of vibration damper, and vibration damping method
EP21804181.2A EP4151881A1 (en) 2020-05-12 2021-04-27 Vibration damper, vibration damping apparatus, mounting method of vibration damper, and vibration damping method
JP2022521820A JP7385748B2 (ja) 2020-05-12 2021-04-27 制振装置、制振ダンパの取り付け方法、及び制振方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-084043 2020-05-12
JP2020084043 2020-05-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021230069A1 true WO2021230069A1 (ja) 2021-11-18

Family

ID=78525860

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/016743 WO2021230069A1 (ja) 2020-05-12 2021-04-27 制振ダンパ、制振装置、制振ダンパの取り付け方法、及び制振方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230144479A1 (ja)
EP (1) EP4151881A1 (ja)
JP (1) JP7385748B2 (ja)
CN (1) CN114761702A (ja)
WO (1) WO2021230069A1 (ja)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05302643A (ja) * 1992-04-15 1993-11-16 Kobe Steel Ltd 住宅用床パネル
JP2004028124A (ja) * 2002-06-21 2004-01-29 Tokai Rubber Ind Ltd ダイナミックダンパ
JP2009035864A (ja) * 2007-07-31 2009-02-19 Tokai Rubber Ind Ltd 建物構造物の制振装置
JP2009270587A (ja) 2008-04-30 2009-11-19 Bridgestone Corp 防振装置
JP2015068461A (ja) * 2013-09-30 2015-04-13 住友理工株式会社 制振装置
JP2015175405A (ja) * 2014-03-14 2015-10-05 住友理工株式会社 能動型制振装置
JP2019060454A (ja) 2017-09-28 2019-04-18 住友理工株式会社 防振装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05302643A (ja) * 1992-04-15 1993-11-16 Kobe Steel Ltd 住宅用床パネル
JP2004028124A (ja) * 2002-06-21 2004-01-29 Tokai Rubber Ind Ltd ダイナミックダンパ
JP2009035864A (ja) * 2007-07-31 2009-02-19 Tokai Rubber Ind Ltd 建物構造物の制振装置
JP2009270587A (ja) 2008-04-30 2009-11-19 Bridgestone Corp 防振装置
JP2015068461A (ja) * 2013-09-30 2015-04-13 住友理工株式会社 制振装置
JP2015175405A (ja) * 2014-03-14 2015-10-05 住友理工株式会社 能動型制振装置
JP2019060454A (ja) 2017-09-28 2019-04-18 住友理工株式会社 防振装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN114761702A (zh) 2022-07-15
JP7385748B2 (ja) 2023-11-22
US20230144479A1 (en) 2023-05-11
EP4151881A1 (en) 2023-03-22
JPWO2021230069A1 (ja) 2021-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4989763B2 (ja) スピーカシステム
JP2008504772A (ja) 圧電慣性変換器
JP2019125962A (ja) 車載用スピーカ
JP2007510865A (ja) 振動感受機器用の試験プラットフォーム
KR20080079994A (ko) 회전 전기기계
US9863496B2 (en) Damping component and structure including the same
WO2021230069A1 (ja) 制振ダンパ、制振装置、制振ダンパの取り付け方法、及び制振方法
WO2014196196A1 (ja) 防振構造、及び防振構造を備える遮蔽体
US8632097B1 (en) Systems and methods for hand wheel translational vibration attenuation
KR102579258B1 (ko) 전동 압축기
JP5337379B2 (ja) 建物用制振構造
JP2007225310A (ja) ギアノイズ測定装置
EP3769982A1 (en) Method of generating a force for the active vibration reduction for a top shock absorber mount or for an engine suspension mount, and active reduction apparatus and system thereof
Cuschieri et al. On the prediction of impact noise, IV: Estimation of noise energy radiated by impact excitation of a structure
JP4255198B2 (ja) 防振装置
Ziaran et al. Analysis of the impact of different types of vibration isolation on the dynamic loading of machines and the surrounding environment
JPH0667678A (ja) 防音装置
KR20190086734A (ko) 방진 장치 및 방진 엔진
Zhen et al. Application of an Elastomeric Tuned Mass Damper for Booming Noise on an Off-highway Machine
JP5141261B2 (ja) 振動騒音低減構造
JP2015040591A (ja) 防振装置
KR19980086017A (ko) 자동차의 엔진진동 제어장치
Cheni et al. Application and development challenges of dynamic damper in cabin booming noise elimination
JP2009257463A (ja) 振動騒音低減構造
JP2023102466A (ja) 制振構造体及び該制振構造体を備える自動車部品

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21804181

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022521820

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021804181

Country of ref document: EP

Effective date: 20221212