特許 7385748 制振装置、制振ダンパの取り付け方法、及び制振方法

(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】2023-11-14

(45)【発行日】2023-11-22

(54)【発明の名称】制振装置、制振ダンパの取り付け方法、及び制振方法

(51)【国際特許分類】

   F16F 15/04 20060101AFI20231115BHJP

   F16F 15/02 20060101ALI20231115BHJP

   F16F 3/10 20060101ALI20231115BHJP

【ＦＩ】

F16F15/04 B

F16F15/02 C

F16F3/10 H

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022521820

(86)(22)【出願日】2021-04-27

(86)【国際出願番号】 JP2021016743

(87)【国際公開番号】W WO2021230069

(87)【国際公開日】2021-11-18

【審査請求日】2022-10-07

(31)【優先権主張番号】P 2020084043

(32)【優先日】2020-05-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004385

【氏名又は名称】ＮＯＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100179970

【弁理士】

【氏名又は名称】桐山 大

(74)【代理人】

【識別番号】100071205

【弁理士】

【氏名又は名称】野本 陽一

(72)【発明者】

【氏名】織奥 豊

(72)【発明者】

【氏名】岩田 直也

【審査官】鵜飼 博人

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０６８４６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－３０２６４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０３５８６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１７５４０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０２８１２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｆ １５／０２

Ｆ１６Ｆ １５／０４

Ｆ１６Ｆ ３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項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。

【請求項2】

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１に記載の制振装置。

【請求項3】

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１又は２に記載の制振装置。

【請求項4】

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１ないし３のいずれか一に記載の制振装置。

【請求項5】

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ないし４のいずれか一に記載の制振装置。

【請求項6】

前記特定の固有振動数は、低減しようとする空気伝播音の原因としてつきとめられた固有振動数である、
請求項１ないし５のいずれか一に記載の制振装置。

【請求項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。

【請求項8】

前記特定の固有振動数は、低減しようとする空気伝播音の原因としてつきとめられた固有振動数である、
請求項７に記載の制振ダンパの取り付け方法。

【請求項9】

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。

【請求項10】

前記特定の固有振動数は、低減しようとする空気伝播音の原因としてつきとめられた固有振動数である、
請求項９に記載の制振方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この開示は、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。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

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。

【0004】

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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００９－２７０５８７号公報

【文献】特開２０１９－０６０４５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

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。

【0007】

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。

【0008】

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。

【課題を解決するための手段】

【0010】

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。

【0011】

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。

【0012】

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。

【発明の効果】

【0013】

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。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】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。

【図2】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。

【図3】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。

【図4】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。

【図5】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。

【図6】（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。

【図7】対象物に発生した振動の周波数応答関数を示すグラフ。

【図8】（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。

【図9】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。

【図10】（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。

【図11】（Ａ）は２９１Ｈｚ、（Ｂ）は６７５Ｈｚでの対象物の振動モードを示す模式図。

【図12】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。

【図13】（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。

【発明を実施するための形態】

【0015】

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。

【0016】

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。

【0017】

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］

【0018】

［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。

【0019】

（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。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

（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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

（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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

（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。

【0044】

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。

【0045】

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。

【0046】

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。

【0047】

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。

【0048】

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。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

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。

【0052】

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。

【0053】

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。

【0054】

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。

【0055】

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。

【0056】

［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。

【0057】

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。

【0058】

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。

【0059】

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。

【0060】

［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。

【0061】

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。

【0062】

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。

【0063】

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。

【実施例】

【0064】

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。

【0065】

（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。

【0066】

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。

【0067】

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。

【0068】

（２）振動と音響

【0069】

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。

【0070】

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。

【0071】

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。

【0072】

（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。

【0073】

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。

【0074】

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。

【0075】

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。

【0076】

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。

【0077】

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。

【0078】

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。

【0079】

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。

【0080】

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。

【0081】

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。

【符号の説明】

【0082】

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

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】