特許 7097021 減衰部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-06-29

(45)【発行日】2022-07-07

(54)【発明の名称】減衰部材

(51)【国際特許分類】

   F16F 7/00 20060101AFI20220630BHJP

   F16F 15/02 20060101ALI20220630BHJP

   F16F 1/36 20060101ALI20220630BHJP

【ＦＩ】

F16F7/00 B

F16F15/02 K

F16F1/36 C

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2018142867

(22)【出願日】2018-07-30

(65)【公開番号】P2020020362

(43)【公開日】2020-02-06

【審査請求日】2021-05-25

(73)【特許権者】

【識別番号】503361400

【氏名又は名称】国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構

(73)【特許権者】

【識別番号】000236609

【氏名又は名称】フドー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100188592

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100181124

【弁理士】

【氏名又は名称】沖田 壮男

(74)【代理人】

【識別番号】100163496

【弁理士】

【氏名又は名称】荒 則彦

(72)【発明者】

【氏名】紙田 徹

(72)【発明者】

【氏名】山▲崎▼ 祥弘

(72)【発明者】

【氏名】廣岡 伸樹

(72)【発明者】

【氏名】三嶋 章吾

【審査官】大谷 謙仁

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－２７３３２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｆ ７／００

Ｆ１６Ｆ １５／０２

Ｆ１６Ｆ １／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

繊維強化プラスチックを有する線状部材が二次元方向に沿って延在されて形成された複数のエレメントを備え、
前記複数のエレメントが積層されることによって構成され、
少なくともいずれか一つの前記エレメントにおいて、前記線状部材が一本に連続して延在されていることを特徴とする減衰部材。

【請求項2】

請求項１に記載の減衰部材であって、
前記線状部材の配置パターンにより、前記減衰部材内部に、空隙分布や空隙率を適宜設定することで、減衰性能を得ることを特徴とする減衰部材。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の減衰部材であって、
１つの層を構成する前記エレメントが有する前記線状部材の配置パターンが、前記１つの層に積層される他の層を構成する前記エレメントが有する前記線状部材の配置パターンとは前記線状部材の延在する経路が異なる配置パターンとして構成されている減衰部材。

【請求項4】

請求項３に記載の減衰部材であって、
前記線状部材が周方向に延在する第１配置パターンに形成された第１エレメントと、
前記線状部材が前記第１配置パターンを構成する前記線状部材と交差する方向に延在する第２配置パターンに形成された第２エレメントと、
を備え、
前記第２エレメントは、
前記第１エレメントを挟んで積層されていることを特徴とする減衰部材。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載の減衰部材であって、
全体積に対する空隙率が２３％以上６４％以下に設定されていることを特徴とする減衰部材。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか１項に記載の減衰部材であって、
前記繊維強化プラスチックは、
炭素繊維強化プラスチックであることを特徴とする減衰部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、軽量でかつ高い減衰性能を確保することが可能な減衰部材に関する。

【背景技術】

【0002】

アビオニクス機器等の対象物に付加される振動を減衰するために、例えば、対象物と取付部（ベース）の間に設置して、取付部からの振動、衝撃を減衰させる機能を有する減衰部材が広く用いられている。

【0003】

また、減衰部材には、粘弾性体の特性により振動エネルギーを熱エネルギーに変換することで減衰効果を生じさせるものとして、例えば、高分子材料によって形成された制振ゴム等が知られている（例えば、非特許文献１参照。）。
また、例えば、金属細線をメッシュ状に編み込んで金属細線同士の摩擦により振動エネルギーを熱エネルギーに変換するものとしてメッシュバネが知られている（例えば、非特許文献２参照。）。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0004】

【文献】ＵＲＬ：http://www.kuraka.co.jp/product/industrial/rubber/18/index.html

【文献】ＵＲＬ：http://www.nhkspg.co.jp/products/industry/design/earthquake_prf.html

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、非特許文献１に記載の制振ゴムは、高周波（例えば、数百～数千Ｈｚ）の振動を抑制するうえで有効であるが、適用可能な振動周波数に対する自由度は大きいとはいえない。さらに、制振ゴムの製造には、大掛かりな設備や金型が必要であり少量生産に適しておらず、使用状況に応じて振動周波数を調整することは困難である。また、防振ゴムの仕様（形状等）が一旦定まると設備や金型が定まることから適用可能な振動周波数を変更することは不可能である。

【0006】

また、非特許文献２に記載の金属細線をメッシュ状に形成して構成されたメッシュバネは、制振ゴムと同様に大掛かりな設備や金型が必要であり少量生産に適しておらず、しかも重量が大きくなるうえ、耐腐食性が劣るという問題がある。

【0007】

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、軽量でかつ振動及び衝撃に対する高い減衰性能を備えた減衰部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】

【0008】

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に記載の発明は、減衰部材であって、繊維強化プラスチックを有する線状部材が二次元方向に沿って延在されて形成された複数のエレメントを備え、前記複数のエレメントが積層されることによって構成され、少なくともいずれか一つの前記エレメントにおいて、前記線状部材が一本に連続して延在されていることを特徴とする。

【0009】

この発明に係る減衰部材によれば、繊維強化プラスチックを有する線状部材が二次元方向に沿って延在されて形成された複数のエレメントが積層されることによって構成されているので、例えば、この減衰部材に対して、複数のエレメントが積層する方向に対して交差する方向に振動が入力されたときに、各エレメントを構成する線状部材が、各エレメント内において線状部材間に形成される空隙を拡縮させるように変形することで、振動を減衰させることができる。
その結果、軽量でかつ振動及び衝撃に対する高い減衰性能を得ることができる。

【0010】

また、線状部材の延在する経路を調整することにより、それぞれのエレメントにおける配置パターンを調整して、減衰部材の減衰性能を適宜調整することができる。
また、ＦＲＰ３次元プリンタ等を用いて線状部材を延在させてエレメントを形成することが可能であり、容易かつ効率的に製造することができる。また、金型等の要具を用いる必要がなく、減衰部材を少量生産する場合であっても、効率的かつ低コストに製造することができる。
また、ＦＲＰ３次元プリンタ等を用いて線状部材を形成することにより、線状部材内における繊維の配向を局所的に調整して、線状部材の内部に局所的な剛性分布、空隙分布を設定することが可能であり、より軽量かつ減衰性能が高い減衰部材を製造することができる。
また、エレメントを繊維強化樹脂によって形成することにより、耐腐食性を向上することができる。

【0011】

ここで、減衰部材を構成する複数のエレメントは、例えば、減衰部材を構成するすべてのエレメントの配置パターンが同一である場合を含むことはいうまでもなく、一部のエレメントの配置パターンが他のエレメントの配置パターンと異なっている場合、すべてのエレメントの配置パターンが異なっていてもよい。
また、配置パターンは、複数の線状部材を有していてもよいし、連続する一本の線状部材であってもよい。また、線径や繊維の配向等が構成が異なる線状部材を有していてもよい。

【0012】

ここで、配置パターンとは、線状部材が延在する経路のほか、線径や繊維の配向等、エレメントを構成する線状部材の配置を特定する種々の特性により特定されるものとする。

【0014】

また、少なくともいずれか一つのエレメントにおいて、線状部材が一本に連続して延在されていて、例えば、三次元プリンタによって線状部材を形成する際に、線状部材を抽出するノズルを停止させることなく移動させ続けることができる。その結果、エレメントを効率的に形成することができる。
ここで、線状部材が一本に連続して延在されているとは、エレメント内における線状部材の一端（始点）から他端（終点）までの経路がいわゆる「一筆書き」によって形成されていることをいう。
また、積層される複数のエレメントは、一部のエレメント又はすべてのエレメントが積層方向に連続（エレメント間における一筆書き）に形成される線状部材を備える構成とされていてもよい。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の減衰部材であって、前記線状部材の配置パターンにより、前記減衰部材内部に、空隙分布や空隙率を適宜設定することで、減衰性能を得ることを特徴とする。

【0015】

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の減衰部材であって、１つの層を構成するエレメントが有する線状部材の配置パターンが、前記層に積層される他の層を構成するエレメントが有する線状部材の配置パターンとは前記線状部材の延在する経路が異なる配置パターンとして構成されていることを特徴とする。

【0016】

この発明に係る減衰部材によれば、エレメントとして、線状部材の延在する経路が異なる複数の配置パターンに形成されたエレメントを備えているので、それぞれのエレメントにおける線状部材の経路を適宜設定することにより、減衰部材のエレメントに沿った（二次元方向）及び軸線方向（二次元方向と直交する積層方向）における空隙を適宜設定することができる。
その結果、減衰部材の減衰性能を効率的に設定することができる。

【0017】

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の減衰部材であって、前記線状部材が周方向に延在する第１配置パターンに形成された第１エレメントと、前記線状部材が前記第１配置パターンを構成する前記線状部材と交差する方向に延在する第２配置パターンに形成された第２エレメントと、を備え、前記第２エレメントは、前記第１エレメントを挟んで積層されていることを特徴とする。

【0018】

この発明に係る減衰部材によれば、線状部材が周方向に延在する第１配置パターンに形成された第１エレメントと、線状部材が第１配置パターンを構成する（周方向に延在する）線状部材と交差する方向に延在する第２配置パターンに形成された第２エレメントと、を備え、第２エレメントは、第１エレメントを挟んで積層されているので、減衰部材のエレメントに沿った（二次元方向）及び軸線方向（二次元方向と直交する積層方向）における空隙を効率的に設定することができる。

【0019】

ここで、第１配置パターンを構成する線状部材が周方向に延在するとは、例えば、円形又は円弧状の線状部材が軸線又は軸線以外を中心として同心状に延在する場合、円形又は円弧状の線状部材が異なる位置を中心として配置される場合、円形又は円弧状の線状部材が軸線以外で同心状に配置される場合線状部材が渦巻き状に配置される場合、線状部材が軸線又は軸線以外を中心とする渦巻き状に配置されている場合等、線状部材が周方向に延在する種々の場合でもいいものとする。なお、渦巻き状とは、旋回するにつれ中心から遠ざかる曲線をいう。

【0020】

また、第２配置パターンに係る周方向に延在する線状部材と交差する方向に延在するとは、第１配置パターンを構成する線状部材と直交する場合のほか９０°以外の角度で交差してもよいものとする。また、第２エレメントを構成する線状部材の周方向位置、径方向位置等によって交差角が変位してもよいものとする。

【0021】

また、第２エレメントが第１エレメントを挟んで積層されているとは、第２エレメントと第２エレメントの間に、ひとつの第１エレメントが配置された構成、第２エレメントと第２エレメントの間に複数の第１エレメントが配置された構成の少なくともいずれかを備えているこというものとする。

【0022】

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の減衰部材であって、全体積に対する空隙率が２３％以上６４％以下に設定されていることを特徴とする。

【0023】

この発明に係る減衰部材によれば、全体積に対する空隙率が２３％以上６４％以下に設定されているので、振動及び衝撃に対する減衰性能を向上させることができる。
ここで、空隙率とは、部材質量と、空隙なし予想重量（複合材密度と部材体積（全体積）に基づく重量）に基づいて、以下の式で算出することが可能である。
空隙率＝（１－（部材質量／（複合材密度×部材体積）））×１００［％］・・・（１）
＝（１－（部材質量／（空隙なし予想重量））×１００［％］ ・・・（２）
ここで、複合材密度とは減衰部材を構成する線状部材の平均密度であり、部材体積（全体積）は、減衰部材の表面を被覆した状態で液体に浸漬して測定した体積をいう。
なお、減衰部材の図面、線状部材の形態（例えば、三次元プリンタのノズル軌跡で定まる線状部材の長さ）及び線状部材の断面情報（例えば、外径）等の情報に基づいて算出してもよい。

【0024】

請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の減衰部材であって、前記繊維強化プラスチックは、炭素繊維強化プラスチックであることを特徴とする。

【0025】

この発明に係る減衰部材によれば、繊維強化プラスチックが炭素繊維強化プラスチックであるので、軽量でかつ高強度な減衰部材を得ることができる。また、減衰部材の耐腐食性を向上することができる。

【発明の効果】

【0026】

この発明に係る減衰部材によれば、軽量でかつ振動及び衝撃に対する高い減衰性能を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1A】本発明の第１実施形態に係る減衰部材の概略構成の一例を説明する斜視図である。

【図1B】第１実施形態に係る減衰部材の概略構成の一例を説明する側面から見た図である。

【図2A】第１実施形態に係る減衰部材の製造方法の一例を説明する図であり、減衰部材の製造を開始する前の状態を示す概念図である。

【図2B】第１実施形態に係る減衰部材の製造方法の一例を説明する図であり、第１層目のエレメントを形成する状態を示す概念図である。

【図2C】第１実施形態に係る減衰部材の製造方法の一例を説明する図であり、第１層目のエレメントの形成が終了した状態を示す概念図である。

【図2D】第１実施形態に係る減衰部材の製造方法の一例を説明する図であり、第２層目のエレメントを形成する状態を示す概念図である。

【図3A】本発明の第２実施形態に係る減衰部材の概略構成を説明する斜視図である。

【図3B】第２実施形態に係る減衰部材の概略構成を説明する図であり、第１エレメントの概略構成を示す斜視図である。

【図3C】第２実施形態に係る減衰部材の概略構成を説明する図であり、第２エレメントの概略構成を示す斜視図である。

【図4】本発明に係る減衰部材の減衰効果の確認方法の一例の概略を説明する概念図である。

【図5】本発明に係る減衰部材のＸ軸方向における振動に対する減衰効果を説明する図である。

【図6】本発明に係る減衰部材のＸ軸方向における衝撃に対する減衰効果を説明する図である。

【図7A】本発明の第３実施形態に係る減衰部材の概略構成を説明する斜視図である。

【図7B】第３実施形態に係る減衰部材の概略構成を説明する軸線方向に沿って見た概略構成図である。

【図8A】第３実施形態に係る減衰部材の作用を説明する図であり、図７Ｂに矢視ＶIIIＡ－ＶIIIＡで示すＸ軸方向に沿った断面図である。

【図8B】第３実施形態に係る減衰部材の作用を説明する図であり、図７Ｂに矢視ＶIIIＢ－ＶIIIＢで示すＹ軸方向に沿った断面図である。

【図9】本発明の第４実施形態に係る減衰部材の概略構成を説明する側面から見た図である。

【図10】本発明の第５実施形態に係る減衰部材の概略構成を説明する側面から見た図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

＜第１実施形態＞
以下、図１Ａ、図１Ｂを参照して本発明の第１実施形態に係る減衰部材について説明する。図１Ａは、第１実施形態に係る減衰部材の概略構成を説明する斜視図であり、図１Ｂは減衰部材を側面から見た図である。図１Ａ、図１Ｂにおいて、符号１０は減衰部材を、符号１１はエレメントを、符号１２は線状部材を示している。

【0029】

なお、この明細書において、符号Ｘ（軸）、符号Ｙ（軸）は、エレメントを構成する二次元方向に延在し、互いに直交配置される軸方向を示している。また、符号Ｚ（軸）は、Ｘ軸及びＹ軸と直交する軸線方向であり、エレメントの軸線方向（積層方向という場合がある）を示している。

【0030】

減衰部材１０は、図１Ａに示すように、軸線Ｏ１方向に積層された複数のエレメント１１を備え、外形が略円筒形状とされるとともに中央に軸線Ｏ１を中心とする円形の貫通穴１０Ｈが形成されている。また、減衰部材１０は、外形φ３０ｍｍ、内径φ６ｍｍ、高さ２０ｍｍに設定した。

【0031】

エレメント１１は、例えば、同一平面（二次元方向に沿って）に形成されるとともに、軸線Ｏ１を中心として同心状に配置された複数の線状部材１２を備えている。
また、第１実施形態において、複数のエレメント１１を構成する線状部材１２の配置パターンは同一に形成されている。
ここで、同一の配置パターンに形成されているとは、エレメント１１を構成する複数の線状部材１２の径方向位置が同じ径方向位置であることをいう。

【0032】

線状部材１２は、例えば、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）によって形成されている。
また、線状部材１２は、例えば、ＣＦＲＰ３Ｄプリンタ（ＦＲＰ３次元プリンタ）を用いて予め設定された経路に延在することで配置パターンが形成されている。
また、隣接する線状部材１２は、径方向および積層方向において、ＣＦＲＰ３Ｄプリンタによって線状部材１２を形成する過程で互いに接続されている。
また、径方向において隣接する線状部材１２の間隔は、減衰部材１０の空隙率が２３％となるように設定されている。

【0033】

次に、図２Ａ～図２Ｄを参照して、減衰部材１０の製造方法の一例について概略を説明する。図２Ａ～図２Ｄは、第１実施形態に係る減衰部材１０の製造方法の一例を説明する概念図である。図２Ａ～図２Ｄにおいて、符号１００はＣＦＲＰ３Ｄプリンタ（ＦＲＰ３次元プリンタ）を、符号Ｓはプラスチックコイルを示している。

【0034】

ＣＦＲＰ３Ｄプリンタ（ＦＲＰ３次元プリンタ）１００は、例えば、ノズル１１０と、プラットフォーム１２０と、材料供給部１３０と、制御部（不図示）とを備えている。
そして、ＣＦＲＰ３Ｄプリンタ（ＦＲＰ３次元プリンタ）１００は、制御部の指示に基づいて、材料供給部１３０からプラスチックコイルＳを繰り出してノズル１１０に供給して、ノズル１１０内に設けられたフィラメントヒーター（不図示）によって加熱し、加熱したプラスチックコイルＳをプラットフォーム１２０に向かって抽出して線状部材１２を形成する。このとき、制御部は、エレメント１１の配置パターンと対応させて二次元方向（ＸＹ方向）に沿って、ノズル１１０とプラットフォーム１２０とを相対移動するように構成されている。

【0035】

以下、減衰部材１１を形成する際の具体的な手順について説明する。
（１）まず、制御部（不図示）は、図２Ａに示すように、ノズル１１０を、プラットフォーム１２０の二次元方向（ＸＹ方向）における所定位置（予め設定された位置）に位置させる。
（２）次に、制御部は、フィラメントヒーター１１０とプラットフォーム１２０とを、線状部材１２の形成に適した相対的な高さ方向位置に位置させる。具体的には、プラットフォーム１２０を上下方向に移動して調整する。
そして、制御部は、材料供給部１３０からプラスチックコイルＳを繰り出して、ノズル１１０に供給し、フィラメントヒーター（不図示）によって設定温度に加熱する。
また、制御部は、図２Ｂに示すように、例えば、エレメント１１の配置パターンと対応する経路に沿って、ノズル１１０をプラットフォーム１２０に対してＸＹ方向に移動させるとともに、プラットフォーム１２０の表面に加熱されたプラスチックコイルＳを抽出する。
このようにして、プラットフォーム１２０の表面に第１層目のエレメント１１を形成する。
（３）制御部は、図２Ｃに示すように、第１層目のエレメント１１を構成する配置パターンの線状部材１２を形成し終ったら、ノズル１１０とプラットフォーム１２０の相対的な高さ方向位置を第２層目のエレメント１１に対応させて相対移動させる。この実施形態では、例えば、プラットフォーム１２０を矢印Ｔ１方向に下降させる。
（４）次に、制御部は、（２）の場合と同様に、材料供給部１３０からプラスチックコイルＳを繰り出して、ノズル１１０に供給し、フィラメントヒーター（不図示）によって設定温度に加熱するとともに、図２Ｄに示すように、２層目のエレメント１１の配置パターンと対応する経路に沿って、ノズル１１０をプラットフォーム１２０に対してＸＹ方向に移動ながら、１層目のエレメント１１の表面に加熱されたプラスチックコイルＳを抽出する。このようにして、第１層目のエレメント１１の表面に第２層目のエレメント１１を形成する。
（５）その後、プラットフォーム１２０の反対側に位置される上端面のエレメント１１が形成されるまで（３）、（４）の動作を繰り返す。

【0036】

第１実施形態に係る減衰部材１０によれば、エレメント１１を形成する線状部材１２の配置パターンを調整することにより軽量かつ振動に関して高い減衰性能を確保することができる。

【0037】

また、減衰部材１０によれば、ＣＦＲＰ３Ｄプリンタ（ＦＲＰ３次元プリンタ）等を用いて線状部材を延在させてエレメントを形成するので、容易かつ効率的に製造することができる。
また、金型等の要具を用いる必要がなく、減衰部材１０を少量生産する場合であっても、効率的かつ低コストに製造することができる。

【0038】

また、減衰部材１０によれば、例えば、線状部材１２の延在する経路を調整することにより、それぞれのエレメント１１における配置パターンを調整して、減衰部材の減衰性能を適宜調整することができる。

【0039】

また、エレメントを繊維強化樹脂によって形成することにより、耐腐食性を向上することができる。
この発明に係る減衰部材によれば、空隙率が２３％に設定されているので、振動及び衝撃に対する減衰性能を向上させることができる。

【0040】

また、減衰部材１０によれば、繊維強化プラスチックが炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）であるので、軽量でかつ高強度な減衰部材を得ることができる。また、減衰部材１０の耐腐食性を向上することができる。

【0041】

また、減衰部材１０によれば、ＣＦＲＰ３Ｄプリンタ（ＦＲＰ３次元プリンタ）等を用いて線状部材を形成するので、例えば、線状部材１２内における炭素繊維の配向を局所的に調整することができる。
その結果、線状部材１２の内部に局所的な剛性分布、空隙分布を設定することが可能である。

【0042】

＜第２実施形態＞
次に、図３Ａ～図３Ｃを参照して、本発明の第２実施形態について説明する。
図３Ａは、第２実施形態に係る減衰部材の概略構成を説明する斜視図である。また、図３Ｂは減衰部材の第１エレメントを、図３Ｃは第２エレメントの概略構成を示す斜視図である。図３Ａ～図３Ｃにおいて、符号２０は減衰部材を、符号２１は第１エレメントを、符号２２は第２エレメントを、符号１１は第３エレメント（エレメント）を示している。

【0043】

減衰部材２０は、図３Ａに示すように、例えば、複数の第１エレメント２１と、複数の第２エレメント２２と、二つの第３エレメント（エレメント）１１とを備えている。
また、減衰部材２０は、外形が略円筒形状とされるとともに中央に軸線Ｏ２を中心とする円形の貫通穴２０Ｈが形成されている。
また、第３エレメント１１は、減衰部材２０の軸線Ｏ２方向における両端面に配置されている。
また、減衰部材１０は、外形φ３０ｍｍ、内径φ６ｍｍ、高さ２０ｍｍ、空隙率が６４％となるように設定されている。

【0044】

また、例えば、二つの第３エレメント１１の軸線Ｏ２方向における内側には、第１エレメント２１が配置され、この第１エレメント２１の内側に第２エレメント２２と第１エレメント２１が交互に積層された構成とされている。
なお、第３エレメント１１は、第１実施形態に係るエレメント１１と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。

【0045】

第１エレメント２１は、図３Ｂに示すように、例えば、二次元方向（ＸＹ方向）に配置された複数の線状部材２１Ａを備えている。
具体的には、第１エレメント２１は、軸線Ｏ２に沿って見たときに、外形が円形とされ、複数の線状部材２１Ａが軸線Ｏ２を中心として同心状に周方向に形成された第１配置パターンとされている。

【0046】

また、隣接する線状部材２１Ａ同士は、例えば、径方向に線状部材２１Ａの線径と同程度の間隔をあけて配置されている。
また、第１エレメント２１は、中央に軸線Ｏ２を中心とする円形の貫通孔２０Ｈが形成されている。

【0047】

第２エレメント２２は、図３Ｃに示すように、例えば、例えば、二次元方向（ＸＹ方向）に配置された複数の線状部材２２Ａを備えている。
具体的には、軸線Ｏ２に沿って見たときに、軸線Ｏ２を中心として放射状に配置された複数の線状部材２２Ａを備えている。そして、線状部材２２Ａは貫通孔２０Ｈの内周円から第１エレメント２１は外形円まで延在して形成されている。

【0048】

具体的には、第２エレメント２２は、軸線Ｏ２に沿って見たときに、外形が第１エレメント２１と対応する円形の中に配置され、中心には軸線Ｏ２を中心とする貫通孔２０Ｈと対応する空間が形成されている。
また、第２エレメント２２は、軸線Ｏ２に沿って見たときに、１２本の線状部材２２Ａが軸線Ｏ２を中心として３０°間隔で放射状に配置されている。
また、第２エレメント２２は、線状部材２２Ａが線状部材２１Ａと直交して形成された第２配置パターンとされている。

【0049】

また、第２実施形態では、線状部材２１Ａ、線状部材２２Ａは、例えば、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）によって形成されている。
また、それぞれＣＦＲＰ３Ｄプリンタを用いて予め設定された第１配置パターン、第２配置パターンに形成されている。
また、積層方向において隣接する線状部材２１Ａと線状部材２２Ａとは互いに接続されている。

【0050】

第２実施形態に係る減衰部材２０によれば、第１配置パターンに形成された第１エレメント２１と、第２配置パターンに形成された第２エレメント２２と、を備え、第２エレメント２２は第１エレメント２１を挟んで積層されているので、減衰部材２０のエレメントに沿った（二次元方向）及び軸線方向（二次元方向と直交する積層方向）における空隙を効率的に設定することができる。

【0051】

また、第２実施形態に係る減衰部材２０によれば、配置パターンが異なる第１エレメント２１、第２エレメント２２を備えているので、第１エレメント２１、第２エレメント２２の線状部材２１Ａ、２２Ａの経路を適宜設定することにより、第１エレメント２１、第２エレメント２２による空隙を適宜設定することができる。
その結果、減衰部材２０の減衰性能を効率的に設定することができる。

【0052】

次に、図４～図６を参照して、本発明に係る減衰部材の効果について説明する。
図４は、第１実施形態、第２実施形態に係る減衰部材の減衰効果の確認方法の一例の概略を説明する概念図である。また、図５は、減衰部材のＸ軸方向における振動に対する減衰効果を、図６は衝撃に対するＸ軸方向における衝撃に対する減衰効果を説明する図である。なお、図５、図６において、実線は減衰部材１０を配置した場合、破線は減衰部材２０を配置した場合、二点鎖線は減衰部材を配置していない場合の周波数伝達関数を示している。

【0053】

減衰部材の減衰効果の確認は、図４に示すように、脚部の上側と下側に減衰部材１０（または２０）を配置したブラケット２０２をボルト２０３によってベースプレート２０１に固定し、ブラケット２０２の先端部にダミーマス２０４を接続した装置により測定した。なお、上記減衰部材１０（２０）を上下２つずつ配置した１つのブラケット２０２を１組のブラケット群として、ダミーマス２０４を４組のブラケット群によって支持した。また、ダミーマス２０４の重量は１０ｋｇとした。
そして、ベースプレート２０１、ダミーマス２０４に配置した加速度センサ（不図示）によって、ブラケット２０２の脚部を構成するプレートの上側、下側に減衰部材１０、２０を配置する場合、減衰部材を配置しない場合に、Ｘ軸方向に加振力Ｆ_Ｘ、Ｚ軸方向に加振力Ｆ_Ｚを付加して振動させて、振動数を変えながらそれぞれの加速度を測定した。なお、測定に際しては、振動試験ハンドブック（ＪＡＸＡ）（以下のＵＲＬ参照）を参考にして実施した。
ＵＲＬ：http://sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-2-130-HB003A.pdf

【0054】

そして、測定結果を、下記の数式（３）、（４）によって振動・衝撃に対する減衰性能評価の指標となる周波数伝達関数およびＳＲＳ比を算出した。
〔振動に対する減衰性能評価〕
周波数伝達関数＝（ダミーマスの加速度／ベースプレートの加速度）
・・・（３）
〔衝撃に対する減衰性能評価〕
ＳＲＳ比＝（ダミーマスのＳＲＳ／ベースプレートのＳＲＳ）
・・・（４）
ここで、ＳＲＳは、衝撃応答スペクトラム（Ｓｈｏｃｋ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）の略であり、衝撃応答の大きさを示す指標である。

【0055】

＜Ｘ軸方向における振動に対する減衰性能＞
以下、図５を参照して、Ｘ軸方向における振動に対する減衰性能を説明する。
減衰部材１０は、図５に示すように、約５００Ｈｚ以上の振動数範囲で、減衰部材を配置していない場合に比較して振動が大きく減少している。
同様に、減衰部材２０は、図５に示すように、約５００Ｈｚ以上の振動数範囲で、減衰部材を配置していない場合に比較して振動が大きく減少している。
また、図５に示すように、減衰部材を配置していない場合は、振動数約２５０Ｈｚ、６００Ｈｚ、１０５０Ｈｚで複次に大きく共振していたが、減衰部材１０では約２００Ｈｚ、減衰部材２０では約１５０Ｈｚで共振しているものの、それより大きな振動数では、共振のピークが大幅に減衰されている。
以上のことから、減衰部材１０、２０は、Ｘ軸方向における振動に関して、実用レベルで重要な振動数２００Ｈｚ以上の範囲で減衰性能が大きいことを確認することができた。

【0056】

また、Ｚ軸方向における振動に対する減衰性能は、Ｘ軸方法ほど顕著ではないが、減衰部材１０、減衰部材２０を配置することにより、減衰部材を配置していない場合に比較して、ピークが低下することが確認できた。

【0057】

＜Ｘ軸方向における衝撃に対する減衰性能＞
以下、図６を参照して、Ｘ軸方向における衝撃に対する減衰性能を説明する。
減衰部材１０は、図６に示すように、すべての振動数範囲において、減衰部材を配置していない場合に比較して衝撃が大きく減少している。
また、減衰部材２０は、振動数２００Ｈｚまでは、減衰部材を配置していない場合に比較して衝撃は減衰していないが、実用レベルで重要な振動数２００Ｈｚ以上の範囲で衝撃が大きく減少している。
また、減衰部材１０と、減衰部材２０を比較すると、減衰部材１０のほうが衝撃の減衰性能が優位であることが確認できた。

【0058】

また、Ｚ軸方向における衝撃に対する減衰性能は、減衰部材１０を配置した場合、約６００Ｈｚ以上の振動数において、減衰部材を配置していない場合に比較して大幅に減衰することが確認できた。
また、減衰部材２０を配置した場合、約５００Ｈｚ以上の振動数において、減衰部材を配置していない場合に比較して大幅に減衰することが確認できた。

【0059】

＜第３実施形態＞
次に、図７Ａ～図８Ｂを参照して、本発明の第３実施形態について説明する。
図７Ａは、第３実施形態に係る減衰部材の概略構成を説明する斜視図であり、図７Ｂは軸線方向に沿って見た概略構成図である。図７Ａ、図７Ｂにおいて、符号３０は減衰部材を、符号３１はエレメントを、符号３２は線状部材を示している。

【0060】

減衰部材３０は、例えば、図７Ａに示すように、複数のエレメント３１を備えている。また、減衰部材３０は、複数のエレメント３１が軸線Ｏ３方向に積層されて構成されている。

【0061】

エレメント３１は、例えば、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）を有する線状部材が、二次元方向に延在することにより形成されている。また、エレメント３１は、軸線Ｏ３に沿って見たときに、外形が円形とされ、中央に軸線Ｏ３を中心とする貫通孔３０Ｈが形成されている。
また、エレメント３１は、図４Ａ、図４Ｂに示すように、線状部材３２が一定方向（Ｘ軸方向）に沿って配向されている。

【0062】

具体的には、エレメント３１を構成する線状部材３２の配置パターンは、例えば、エレメント３１を構成する外形円のＹ軸方向における第１端部（一端部）を始点として、Ｘ軸方向の延在と、外形円の円周上又は貫通孔３０Ｈの内周円における折り返しと、Ｘ軸方向における折り返し前とは反対向きの延在とを、Ｙ軸方向における第１端部と反対側の第２端部（終点、他端部）まで繰り返すことによって構成されている。
また、それぞれのエレメント３１は、線状部材３２の配向方向（Ｘ軸方向）を揃えて積層されている。

【0063】

次に、図８Ａ、図８Ｂを参照して、第３実施形態に係る減衰部材の作用について説明する。図８Ａは、第３実施形態に係る減衰部材の作用を説明する図７Ｂにおいて矢視ＶIIIＡ－ＶIIIＡで示すＸ軸方向に断面図であり、図８Bは矢視ＶIIIＢ－ＶIIIＢで示すＹ軸方向の沿った断面図である。図において、符号△ＸはＸ軸方向における変位量を、符号△ＹはＹ軸方向における変位量を示している。

【0064】

減衰部材３０は、図７Ｂに示すＸ軸方向に沿ったせん断力を加えると、最上面のエレメント３１と底面のエレメント３１の間に図８Ａに示すようなＸ軸方向に沿った変位△Ｘが生じる。
また、減衰部材３０は、図７Ｂに示すＹ軸方向に沿ったせん断力を加えると、最上面のエレメント３１と底面のエレメント３１の間には、図８Ｂに示すようなＹ軸方向の変位△Ｙが生じる。

【0065】

このとき、線状部材３２が配向されたＸ軸方向では、積層されたエレメント３１を構成する線状部材３２同士が配向方向に沿って長い距離でしっかりと接続されている。一方、Ｙ軸方向では、積層されたエレメント３１を構成する線状部材３２同士が線径の短い距離でしか接続されておらず、Ｙ軸方向では変位する自由度が大きい。したがって、Ｘ軸方向における変位量△Ｘ＜Ｙ軸方向における変位量△Ｙとなる。

【0066】

その結果、減衰部材３０のように、二次元方向において一定方向に線状部材３２を配向させることにより、振動及び衝撃に対するＸ軸方向、Ｙ軸方向の変位量を調整鶴ことができ減衰性能に方向性を付与することができる。

【0067】

＜第４実施形態＞
次に、図９を参照して、本発明の第４実施形態について説明する。
図９は、本発明の第４実施形態に係る減衰部材の概略構成を説明する側面から見た図である。図９において、符号４０は減衰部材を、符号４１はエレメントを示している。

【0068】

減衰部材４０は、例えば、複数のエレメント４１を備えている。また、減衰部材４０は、複数のエレメント４１が軸線Ｏ４方向に積層されて構成されている。
エレメント４１は、例えば、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）を有する線状部材が、二次元方向に延在することにより形成されている。また、エレメント４１は、軸線Ｏ４に沿って見たときに、外形が円形とされ、中央に軸線Ｏ４を中心とする貫通孔４０Ｈが形成されている。
また、減衰部材４０は、図９に示すように、側面から見たときに、底面（一方の端面）から上面（他方の端面）に向かって縮径される円錐台とされている。
なお、エレメント４１を構成する線状部材の配置パターンについては、任意に設定することが可能であり、例えば、第１～第３実施形態と同様に形成してもよい。

【0069】

＜第５実施形態＞
次に、図１０を参照して、本発明の第５実施形態について説明する。
図１０は、本発明の第５実施形態に係る減衰部材の概略構成を説明する側面から見た図である。図１０において、符号５０は減衰部材を、符号５１はエレメントを示している。

【0070】

減衰部材５０は、１０に示すように、例えば、複数のエレメント５１を備えている。また、減衰部材５０は、複数のエレメント５１が軸線Ｏ５方向に積層されて構成されている。
エレメント５１は、例えば、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）を有する線状部材が、二次元方向に延在することにより形成されている。また、エレメント５１は、軸線Ｏ５に沿って見たときに、外形が円形とされ、中央に軸線Ｏ５を中心とする貫通孔５０Ｈが形成されている。
また、減衰部材５０は、図１０に示すように、側面から見たときに、軸線Ｏ５方向における中間位置が、底面（一方の端面）側及び上面（他方の端面）側よりも拡径された略たる形に構成されている。
なお、エレメント５１を構成する線状部材の配置パターンについては、任意に設定することが可能であり、例えば、第１～第３実施形態と同様に形成してもよい。

【0071】

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更をすることが可能である。

【0072】

例えば、上記実施形態においては、線状部材の配置パターンが、同心状の複数の円、放射状、一定方向に配向される場合について説明したが、線状部材の配置パターンは任意に設定することが可能であり、例えば、渦巻き状や、軸線に点対称な配置、貫通孔を構成する内周円の接線方向に延在するように形成してもよい。
また、減衰部材の外形、高さ、内径、貫通孔を形成するかどうかは任意に設定することができる。

【0073】

上記実施形態においては、エレメントを構成する線状部材が各エレメントごとに形成されている場合について説明したが、積層される複数のエレメントは、一部のエレメント又はすべてのエレメントが積層方向に連続（エレメント間における一筆書き）に形成されていてもよい。

【0074】

また、上記実施形態においては、減衰部材を、積層方向（軸線）に沿って見たときに、外形が円形とされたエレメントを備える場合について説明したが、エレメントの外形については任意に設定することが可能であり、例えば、三角形、四角形、五角形以上の多角形（不等辺を含む）に設定してもよい。

【0075】

また、上記実施形態においては、減衰部材が、側面から見たときに、円筒形、円錐台、たる形に形成されている場合について説明したが、減衰部材を側面から見たときの形状については適宜設定することが可能であり、例えば、鼓形に形成してもよい。

【0076】

また、上記実施形態においては、線状部材が有する繊維強化プラスチックが炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）である場合について説明したが、減衰部材が有する繊維強化プラスチックを炭素繊維強化プラスチック以外の繊維強化プラスチック（例えば、ＧＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）をしてもよい。また、減衰部材又はエレメントが種類（繊維の種類、プラスチックの材質、繊維の含有率等）が異なる複数の繊維強化プラスチックを有する構成としてもよい。
また、線状部材が繊維強化プラスチック以外の材料（例えば、繊維単体やプラスチック単体等）を有する構成としてもよい。

【0077】

また、第２実施形態においては、第２エレメント２２を構成する線状部材２２Ａが、第１エレメント２１を構成する同心状の線状部材２１Ａと直交し、減衰部材２０の径方向に放射状に形成される場合について説明したが、第１エレメント２１を構成する線状部材２１Ａ、第２エレメント２２を構成する線状部材２２Ａの配置については適宜設定することが可能である。例えば、第１エレメントを構成する線状部材が螺旋状に形成されていてもよいし、第２エレメントを構成する線状部材が第１エレメントを構成する線状部材と９０°以外の交差角度で交差する構成としてもよい。

【0078】

また、第２実施形態においては、減衰部材２０が、例えば、３種類のエレメント１１、２１、２２を備えている場合について説明したが、減衰部材を２種類また４種類以上のエレメントにより構成されてもよい。

【0079】

また、上記実施形態においては、減衰部材の空隙率が２３％以上６４％以下である場合について説明したが、空隙率について適宜設定することが可能である。例えば、空隙率を２３％未満に設定し、又は空隙率を６４％超に設定してもよい。

【符号の説明】

【0080】

Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５ 軸線
１０、２０、３０、４０、５０ 減衰部材
１１、３１、４１、５１ エレメント、第３エレメント（エレメント）
１２、２１Ａ、２２Ａ、３２ 線状部材
２１ 第１エレメント
２２ 第２エレメント

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10】