JPH01220741A - 動吸振器型制振材 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は動吸振器型制振材に関し、特に平面的に分布す
る動吸振器を形成した制振材に関する。

［従来の技術］ 板状体、膜状体、あるいは殻状体が弾性振動を生じる場
合、その多くは比較的高い振動数で振動レベルも大きく
、これら振動の有効な低減を図ることが、騒音防止を必
要とする社会生活上あるいは工業技術上の強い要請とな
っている。

従来、かかる振動の防止対策としては、上記板状体等の
厚さ、重量、絞り形状等を変更して、その固有振動数を
問題となる振動数よりずらし、あるいは減衰係数の比較
的大きな素材で制振材を構成してこれを上記振動体に張
り付ける等の方法が採られている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、振動数をずらす上記方法では、振動防止
の根本対策ではないため、ずらした先の周波数で思わぬ
問題を生じることがあった。

これに対して、割振材を使用する方法は、振動を直接抑
制しようとする点で好ましいが、長年の努力にも拘らず
、未だ顕著な効果を示す割振材は報告されていない。

本発明はかかる問題点を、動吸振器を形成した新たな構
造の制振材で解決しようとするもので、板状体あるいは
殻状体の如き複雑な面振動をなす振動体の振動を効果的
に防止できる動吸振器型制振材を提供することを目的と
する。

［課題を解決するための手段］ 本発明の動吸振器型制振材は、振動体３に接合される弾
性体基板１を有し、該基板１内には複数位置に間隔を保
って質量体２Ａ、２Ｂを設けである。しかして、上記各
質量体２Ａ、２Ｂとこれらの回りの弾性体により、質量
体２Ａ、２Ｂの質量と弾性体のバネ定数で決まる固有振
動数を有する複数の動吸振器が平面的に分散形成されて
いる。

場合により、上記質量体は、異なる質量を有する二種以
上を設ける。

［作用コ 動吸振器は振動のピーク位置に設けると効果的であるが
、板状体等においては、その振動のピーク位置は複数あ
るとともにその位置を確定することは困難な場合が多い
。

ここにおいて、本発明の制振材では動吸振器が平面的に
分散形成されていることにより、上記割振材を振動体に
適当に張り付けた状態で、いくつかの動吸振器が上記ピ
ーク位置あるいはその周縁に位置せしめられ、振動を効
果的に抑制低減する。

また、一般に振動体は基本振動以外に、より高次の固有
振動を伴うことが多いが、二種以上の質量体を設けて異
なる固有振動数の動吸振器を形成することにより、広い
振動数域で振動が効果的に抑制低減される。

［実施例］ 第１図および第２図において、矩形板状の振動体３上面
には周縁部を除いた全面に一定厚の例えば軟質発泡ウレ
タンよりなる弾性体基板１が張り付けてあり、該基板１
内には球形の大小二種の鉄あるいは鉛よりなる質量体２
Ａ、２Ｂが、厚さ方向のほぼ中央の平面内に等間隔で埋
設しである。

ここで、各質量体２Ａ、２Ｂの直径および質量はそれぞ
れｄｌ　、ｄ２　、ｍｌ　、ｍ２であり、質量体の間隔
はｇ、質量体の下方に位置する弾性体の厚さはｈである
。

上記各質量体２Ａ、２Ｂはそれぞれ、これの周りに存在
する弾性体とで動吸振器を構成しており、その固有振動
数ｆｒｅ、ｓは、質量体の質量をｍとし、弾性体の動バ
ネ定数をＫとして、次式で決定される。

ところで、どの範囲の弾性体が上記動吸振器の動バネ定
数の決定に寄与しているかを示すものとして、第３図を
挙げる。

図において、線Ｘ、線ｙ、線２は、それぞれ質量体を弾
性体板の厚さ方向の中央位置に埋設し、あるいは質量体
の上面が上記弾性体板の上面と水平になるように埋設し
、あるいは質量体を上記弾性体板の上面に露出して置い
た場合の動バネ定数にの変化を示すもので、横軸は正方
形弾性体板の一辺の大きさａと質量体の直径ｄとの比（
ａ／ｄ）としである。なお、上記質量体の下方に位置す
る弾性体の厚さｈは一定としである。

図より知られる如く、動バネ定数にの決定には質量体の
側部や上部の弾性体もそれぞれ多少は寄与するものの（
線Ｘ、線ｙ＞、８０％以上は下部の弾性体によって決定
される（線２）。

なお、ａ／ｄが約８，４を越すと（図中破線）、弾性体
板を大きくしても動バネ定数は変化していない。したが
って、質量体を中心にその直径の８゜４倍程度の領域内
の弾性体のみが動バネ定数の決定に寄与していることに
なる。

そこで、質量体の下方の弾性体の厚さｈと動バネ定数に
の関係を調べると、質量体の直径ｄに無関係に、この直
径ｄと上記厚さｈの比（ｄ／ｈ）に対して上記動バネ定
数には一つの曲線上に乗る。

これを第４図に示し、図中、黒丸、白丸、三角の各印は
それぞれｄ＝６．０ｍｍ、８．３ｍｍ、１０．０ｍｍの
場合の測定値である。

上記第４図の測定値より最小自乗法で上記曲線の式を求
めると、次式の如きものとなる。

（ｄ／ｈ　） Ｋ＝　α・Ｃ１・Ｋｓ・□・・・・・・（２）（ｄ／ｈ
）　＋Ｃ２ ここで、　α：動倍率 ＫＳ：弾性体の静バネ定数 Ｃ１、Ｃ２：定数 動吸振器の固有振動数ｆｒｅｓを振動体の共振振動数に
合致せしめれば、振動体の振動を効果的に防止すること
ができるから、抑えたい共振振動の振動数ｆｒｅｓ、弾
性体基板の静バネ定数Ｋｓ、および質量体下部の弾性体
厚さｈを決めれば、上式（１）、（２）より質量体の直
径ｄと質量ｍすなわち比重が決定される。

一例として、第１図において、板状振動体を一辺５００
ｍｍ、厚さ１．０ｍｍの鉄板とし、これの上面に弾性体
基板として厚さ３０Ｗ１１の軟質発泡ウレタンを接合す
るとともに、該発泡ウレタンの厚み中央に、ｍｌ　＝０
．７１ｇ、ｄｉ　＝６．０ｍｍ、ｍ２　＝０．３１ｇ、
ｄ２　＝４．５ｍｍの質量および径が異なる二種の鉛球
２Ａ、２Ｂを間隔Ｊ！　＝１４０順でそれぞれ６個交互
に埋設して制振材を構成したところ、第５図の線Ｘで示
す如く、１０７Ｈｚと１６７Ｈｚにある３次と６次の固
有振動が効果的に抑制されている。なお、図中、線ｙは
制振材を設けない場合を示す。

なお、本発明の制振材では、振動体の振動ピーク位置に
完全に一致して質量体を位置せしめなくとも、複数の質
量体のうちのいくつかが上記ピーク位置を囲んだ近傍に
位置するから、振動抑制の効果はそれ程低下しない。こ
れを第６図に示し、図中、線Ｘは質量体が完全に振動ピ
ーク位置に一致した場合、線ｙは完全には一致していな
い場合である。

また、単位面積当りの質量体の設置数が多い程、制振作
用も良好に行われる。これを第７図に示す。

図において、線Ｗは制振材を設けない場合を示し、線ｘ
、ｙ、ｚはこの順に単位面積当りの質量体数を増やした
ものである。

ただし、質量体の設置数を増すことは制振材の重量増と
なるから、質量体設置密度は制振材に許される重量内に
限定される。

この場合、本発明の制振材は動吸振器の反共振作用を利
用するものであるから、上記質量体としては比較的軽い
ものが使用でき、その設置密度を大きくしても従来の制
振材に比して軽くできる場合が多い。

上記実施例において、発泡ウレタン基板内への鉛球の埋
設は一体成形により簡単になし得る。ま・た、基板を設
けた後、質量体を追加することもできる。

上記実施例では、質量体を二種設けて、振動体の二つの
共振振動を抑制したが、抑制すべき共振振動の数に応じ
て質量体を一種ないし三種以上とすることができる。

質量体の形状は球に限られないことはもちろんであり、
その材質も必要な比重に応じて適宜選択できる。また、
質量体を必ずしも弾性体基板内に埋設する必要はない。

［効果］ 請求項１記載の制振材によれば、板状体の如き面上の複
数位置にピークを有して複雑に振動する振動体の振動を
良好に制振することができる。

この場合、動吸振器を構成する質量体は比較的軽いもの
が使用できるから、従来の制振材に比して大幅な軽量化
も回部である。

請求項２記載の制振材によれば、基本振動以外に、より
高次の振動の抑制をも効果的になすことが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は板状振動体に本発明の制振材を貼付した平面図
、第２図はその横断面図で、第１図の■−ｎ線に沿う断
面図、第３図は弾性体板の大きさと質量体の直径の比に
対する動バネ定数の変化を示す図、第４図は質量体直径
と質量体下部の弾性体厚さの比に対する動ばね定数の変
化を示す図、第５図ないし第７図は本発明の制振材の制
振効果を示す図である。 １・・・弾性体基板 ２Ａ、２Ｂ・・・質量体 ３・・・振動体 第１図 苓２邑 Ｊ　　　　Ｚへ 第３図 比　　ａ　／　ｄ 第４！２Ｉ 比ｄ／　ｂ 振動伝達倍率　（ｄＢ） 振動伝達倍率　（ｄＢ） 振動伝達倍率　（ｄＢ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）振動体に接合される弾性体基板を有し、該基板内
   の複数位置に間隔を保って質量体を設け、上記各質量体
   とこれの回りの弾性体により、質量体の質量と弾性体の
   バネ定数で決まる固有振動数を有する複数の動吸振器を
   平面的に分散形成してなる動吸振器型制振材。
2. （２）上記質量体として、異なる質量を有する二種以上
   を設けた請求項１記載の動吸振器型制振材。