放射音低減結合構造
【課題】並進方向および回転方向の振動伝達を低減することで放射音を低減する。
【解決手段】第２部材４０の一部を囲むように囲み部４５（リブ４６）を設ける。また、この囲み部４５に囲まれた部分４０ｅの中央４０ｃに第２部材４０の結合部４２が位置する。よって、結合部４２での回転方向（結合部４２を中心とする回転方向）の振動が低減される。また、第１部材１０と第２部材４０とが対向する方向（Ｚ方向）の振動を吸収するように動吸振器３０を設けている。よって第１部材１０と第２部材４０とが対向する方向（Ｚ方向。並進方向）の結合部４２での振動が低減される。したがって、結合部４２での並進方向および回転方向の振動が低減される。よって、第１部材１０と第２部材４０との間で結合部４２を介して伝達される振動を低減でき、放射音低減結合構造１から生じる放射音を低減できる。
【解決手段】第２部材４０の一部を囲むように囲み部４５（リブ４６）を設ける。また、この囲み部４５に囲まれた部分４０ｅの中央４０ｃに第２部材４０の結合部４２が位置する。よって、結合部４２での回転方向（結合部４２を中心とする回転方向）の振動が低減される。また、第１部材１０と第２部材４０とが対向する方向（Ｚ方向）の振動を吸収するように動吸振器３０を設けている。よって第１部材１０と第２部材４０とが対向する方向（Ｚ方向。並進方向）の結合部４２での振動が低減される。したがって、結合部４２での並進方向および回転方向の振動が低減される。よって、第１部材１０と第２部材４０との間で結合部４２を介して伝達される振動を低減でき、放射音低減結合構造１から生じる放射音を低減できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械等の騒音低減を目的として振動の伝達を低減する放射音低減結合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械騒音の発生メカニズムとして、振動源の振動が部材間を伝達し、最終的に例えば機械のカバー等に振動が伝達して、カバー等から音が放射される場合がある。そこで、加振源と部材との振動の伝達、または、部材間での振動の伝達を低減することを図った構造が提案されている。例えば、部材間の結合部に板バネを使用した構造（例えば特許文献１）や、結合部に弾性体を挟んだ構造など、バネ及び減衰要素によって振動を低減させる方法が一般的である。
【０００３】
一方、例えばギアやモータなど主に単一周波数で加振力が発生する機械等の振動を低減する場合には、上記の方法よりも動吸振器による振動低減のほうが効果が格段に優れていることが知られている。例えば特許文献２には、動吸振器が結合部に使用された構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２９３３６９号公報（図１等）
【特許文献２】特開２００２−３５７２４２
【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、上記のような構造では結合部で伝達される振動を十分に低減できない場合がある。図１０（ａ）に、従来の部材の結合構造３０１を示す。この結合構造３０１では、加振源３１３から第１部材３１０に伝達された振動は、結合部３４２を介して第２部材３４０に伝達される。そして第２部材３４０から放射音が発生して騒音となる。また、図１０（ｂ）に、図１０（ａ）に示した第１部材３１０及び第２部材３４０が振動している様子を示す。第１部材３１０及び第２部材３４０は、並進方向（振動Ｖｚ）および回転方向（振動Ｖｒ）に振動する。
【０００６】
ここで、結合構造３０１に動吸振器３３０を設けた構造を図１０（ｃ）に示す。この動吸振器３３０は、第１部材３１０と第２部材３４０とが対向する方向（以下、並進方向またはＺ方向という）の振動を吸振するものである。この動吸振器３３０により、並進方向の振動Ｖｚ（図１０（ｂ）参照）は低減される。このように振動方向が並進１方向に限られていれば１つの動吸振器を設けるのみで部材間の振動伝達を低減できる。しかしながら、実際には回転方向の振動Ｖｒも部材間を伝達する。この振動Ｖｒは動吸振器３３０で低減することができない。
このように、並進方向（Ｚ方向）の振動を吸振するための動吸振器を設けるだけでは回転方向の振動Ｖｒは低減できず、放射音を十分に低減できないという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、部材間を伝達する振動を、並進方向だけでなく回転方向でも低減することで放射音を低減できる放射音低減結合構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明に係る放射音低減結合構造は、第１部材に対向して配置されるとともに前記第１部材との結合部を有し、加振力を受ける第２部材と、前記第１部材と前記第２部材とが対向する方向の振動を吸収するように前記第１部材または前記第２部材に設けられた動吸振器と、を備え、前記第２部材は、前記第１部材と当該第２部材とが対向する方向における当該第２部材の厚みの大きい部分により、前記対向する方向から見た当該第２部材の一部を囲うように形成されてなる囲み部を有し、前記第２部材のうち前記囲み部に囲まれた部分の１次の固有振動数は、前記第２部材が受ける前記加振力の加振周波数とほぼ一致し、前記囲まれた部分の中央に前記結合部が位置する。
【０００９】
本発明では、第２部材のうち囲み部に囲まれた部分の１次の固有振動数は、第２部材が受ける加振力の加振周波数とほぼ一致する。よって、囲み部に囲まれた部分での支配的な振動モードは１次の固有振動である。
また、囲み部は、第１部材と第２部材とが対向する方向における第２部材の厚みの大きい部分（例えば、リブや第２部材が板状である場合の厚板部など）により、同方向から見た第２部材の一部を囲うように形成されてなる。よって、１次の固有振動について、第２部材の厚みの大きい部分である囲み部が振動の節となり、第２部材のうち囲み部に囲まれた部分の中央が振動の腹となる。ここで、この振動の腹は、モーメント加振力に対しては節である。すなわち、囲み部に囲まれた部分の中央では１次の固有振動による回転方向の振動が生じない。そして、この囲み部に囲まれた部分の中央に第２部材の結合部が位置する。よって、結合部での回転方向（結合部を中心とする回転方向）の振動が低減される。
また、第１部材と第２部材とが対向する方向の振動を吸収するように第１部材または第２部材に動吸振器を設けている。よって第１部材と第２部材とが対向する方向（並進方向）の結合部での振動が低減される。
したがって、本発明では結合部での並進方向および回転方向の振動が低減される。よって、第１部材と第２部材との間で結合部を介して伝達される振動を低減でき、放射音低減結合構造から生じる放射音を低減できる。
【００１０】
第２の発明に係る放射音低減結合構造は、第１の発明に係る放射音低減結合構造であって、前記第２部材の前記厚みの大きい部分はリブである。
【００１１】
本発明では、囲み部を構成する厚みの大きい部分はリブである。よって囲み部を容易に形成できる。
【００１２】
第３の発明に係る放射音低減結合構造は、第１の発明に係る放射音低減結合構造であって、前記第２部材は板状であり、前記第２部材の厚みの大きい部分は厚板部である。
【００１３】
本発明では、囲み部を構成する厚みの大きい部分は、第２部材の厚板部である。よって第２部材に厚板部を形成するのみで囲み部を容易に形成できる。
【００１４】
第４の発明に係る放射音低減結合構造は、第１〜第３のいずれか１つの発明に係る放射音低減結合構造であって、前記動吸振器は前記結合部に設けられる。
【００１５】
本発明では、結合部に動吸振器が設けられる。すなわち、囲み部に囲まれた部分の１次の固有振動の腹の位置に動吸振器が設けられる。よって、同部分の１次の固有振動がより低減される。したがって、放射音低減結合構造から生じる放射音をより低減できる。
【発明の効果】
【００１６】
以上の説明に述べたように、本発明によれば以下の効果が得られる。特に、第２部材に囲み部を設け、囲み部に囲まれた部分の中央に結合部を設けた構成により、結合部での回転方向の振動が低減される。また、並進方向の振動を吸収する動吸振器を第１部材または第２部材に設けた構成により、結合部での並進方向の振動が低減される。したがって、結合部での並進方向および回転方向の振動が低減され、第１部材と第２部材との間で結合部を介して伝達される振動を低減でき、放射音低減結合構造から生じる放射音を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】放射音低減結合構造全体を示す斜視図である。
【図２】図１に示す第１部材の突起部および動吸振器周辺の拡大図である。
【図３】図１に示す第２部材の平面図である。
【図４】図１に示す放射音低減結合構造の結合部周辺の断面図である。
【図５】変形例の図４相当の図である。
【図６】振動解析に用いる放射音低減結合構造の全体を示す模式図である。
【図７】リブがある場合とない場合との第２部材の振動分布を示す図である。
【図８】リブがある場合とない場合との音響パワを示すグラフである。
【図９】せん断加振およびモーメント加振のモード関数（１次）を示す図である。
【図１０】従来の部材の結合構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る放射音低減結合構造の実施形態を図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は放射音低減結合構造全体を示す斜視図であり、第１部材と第２部材との結合を外した状態を示す。図２は図１に示す第１部材の突起部および動吸振器周辺の拡大図である。図３は図１に示す第２部材の平面図であり、結合部周辺の拡大図である。図４は図１に示す放射音低減結合構造の結合部周辺の断面図であり、図２及び図３に示すＦ４−Ｆ４矢視断面図である。以下、図１〜図４を参照して放射音低減結合構造１の構成について詳細に説明する。
【００２０】
放射音低減結合構造１は、部材間を伝達する振動を低減することで、放射音を低減する構造である。図１に示す放射音低減結合構造１の構成の概要は次の通りである。
第１部材１０（機械のフレーム）と、第２部材４０（フレームに取り付けるパネル）と、が対向して配置される。第１部材１０と第２部材４０とは結合部４２で結合される。さらに詳しくは、第１部材１０の突起部１２と、第２部材４０の結合部４２と、を接触させて結合する。また、第１部材１０に図示しない加振源（モータ、ギアなど）が固定される。この加振源の振動は第１部材１０に伝達され、第１部材１０から結合部４２を介して第２部材４０に伝達される。そして第２部材４０から騒音である放射音が生じる。
ここで、第２部材４０には囲み部４５が設けられる。この囲み部４５は、第２部材４０の一部を囲っている。第２部材４０のうち囲み部４５に囲まれた部分を「囲まれた部分４０ｅ」とすると、この囲まれた部分４０ｅの１次の固有振動数と、第２部材４０が受ける上記の振動の加振周波数と、がほぼ一致するように囲み部４５が設けられる。かつ、囲まれた部分４０ｅの中央４０ｃに結合部４２が位置するように囲み部４５が設けられる。この囲み部４５はリブ４６で形成される。
また、結合部４２には動吸振器３０が設けられている。さらに詳しくは、第１部材１０の突起部１２を介して第２部材４０の結合部４２に動吸振器３０が設けられている。この動吸振器３０は第１部材１０に切り欠き３１ａ〜３１ｃ、３２ａ〜３２ｃ（図３参照）を形成することで設けられる。
以下、各部材等について詳細に説明する。なお、以下では、第１部材１０と第２部材４０とが対向する方向をＺ方向という。また、Ｚ方向において第１部材１０から第２部材４０に向かう向きをＺ１向きなどといい、第２部材４０から第１部材１０に向かう向きをＺ２向きなどという。
【００２１】
第１部材１０は、例えば機械のフレームである。図１にその一部を示すように、直方体の１２本の辺と、これら１２本の辺の近傍の面を残して、６面を取り除いたような形状である。言い換えれば、長方形の板を長手方向に沿って直角に折り曲げたものを直方体の１辺とし、これを１２本組み合わせて直方体の骨組み形状としたものが第１部材１０である。この第１部材１０には、例えばギアやモータなど主に単一周波数で加振力が発生する加振源（図１０（ａ）の加振源３１３を参照）が固定される。
また、この第１部材１０は、図２に示すように、上述した直方体の１辺およびその近傍の面を構成する第１板部１１と、第１板部の長手方向の端部に形成された突起部１２と、を有する。
ここで、Ｚ方向に垂直な平面上において、第１部材１０の長手方向に沿う方向をＸ方向（図１における左右方向）という。Ｘ方向における第１部材１０の中央から突起部１２に向かう向きをＸ２向き（図１における左向き）などといい、その逆をＸ１向き（図１における右向き）などという。また、Ｘ方向に垂直な方向（図１における手前と奥の方向）をＹ方向という。第１部材１０をＺ方向から見たとき、Ｙ方向における第１部材１０の中央から第１板部１１に向かう向きをＹ２向き（図１における奥から手前の向き）、その逆（図１における手前から奥の向き）をＹ１向きなどという。
【００２２】
第１板部１１は、第１部材１０を構成する長方形の板である。この第１板部１１は、図２に示すように、第１部材１０のうち次の部分である。すなわち、上述した直方体（第１部材１０）のＺ１側の４本の辺のうちのＹ２側の１本の辺に隣接し、かつ、上述した直方体（第１部材１０）のＺ１側の面を構成する部分である。この第１板部１１には、突起部１２と、後述する切り欠き３１ａ〜３１ｃ及び３２ａ〜３２ｃとが形成される。
【００２３】
突起部１２は、第２部材４０の結合部４２と接触させて固定することで、第１部材１０と第２部材４０とを結合する部分である。この突起部１２は次のように設ける。まず位置について説明すると、第１板部１１の長手方向（Ｘ方向）における端部（Ｘ２側端部）の近傍に設ける。言い換えれば、第１部材１０の直方体のＺ１側の４つの角のうちＸ２側かつＹ２側の１つの角の近傍に設ける。また、第１部材の短手方向（Ｙ方向）における中央に設ける。また、形状について説明すると、図４に示すように、第１板部１１からＺ１向きに突出するように設ける。さらに詳しくは、ＸまたはＹ方向に直交する面での断面が、台形から下底（Ｚ２側の辺）を取り除いたような形状である（図４ではＹ方向に直交する面での断面形状を示す）。また、この突起部１２は、Ｚ方向から見たときの突起部１２の中心に、ねじ孔１２ａを有する。
【００２４】
ねじ孔１２ａは、第２部材の結合部４２の孔に通したボルト２０を締結することで、第１部材１０と第２部材４０とを結合するために設ける。Ｚ方向に突起部１２を貫通するように形成する。
【００２５】
動吸振器３０は、図２に示すように、第１部材１０と第２部材４０とが対向する方向（Ｚ方向）の振動を吸収するために設ける。まず位置の概略を説明すると、動吸振器３０は第１部材１０の突起部１２に設ける。すなわち図４に示すように、第１部材１０の突起部１２を介して第２部材４０の結合部４２に設ける。
また、この動吸振器３０は、動吸振器３１と動吸振器３２とを合成したものである。すなわち、図２に示すように、第１板部１１に切り欠き３１ａ〜３１ｃを形成する（切り抜く）ことで動吸振器３１が形成される。切り欠き３１ａ〜３１ｃの内側の部分がバネと質量とを兼ねており、この内側の部分がＺ方向に動くことで動吸振器としてはたらく。また切り欠き３２ａ〜３２ｃを形成する（切り抜く）ことで動吸振器３２が形成される。これら２つの動吸振器３１および３２は、突起部１２に対して対称に設ける。よって、動吸振器３１と動吸振器３２とを合成したものは、１つの動吸振器３０とみなせる。これらの動吸振器３１および３２ついてさらに説明する。
【００２６】
動吸振器３１は、長方形の４辺のうちの２つの短辺の一方を取り除いた形状（すなわち「コ」の字状）の切り欠き３１ａ〜３１ｃの内側の部分である。この動吸振器３１は次のように設ける。位置について説明すると、突起部１２のＸ１側に、突起部１２に隣接する位置に設ける。動吸振器３１の形状について、すなわち切り欠き３１ａ〜３１ｃについて説明すると、突起部１２のＹ方向両端からＸ１側に延びる２つの切り欠きが切り欠き３１ａ及び３１ｃである。これら２つの切り欠き３１ａ及び３１ｃのＸ１側端部をつなぐようにＹ方向に沿って延びる切り欠きが切り欠き３１ｂである。
【００２７】
動吸振器３２は、切り欠き３２ａ〜３２ｃの内側の部分であり、突起部１２に対して動吸振器３１と対称となる位置に設ける（動吸振器３１と対称であるため詳細な説明は省略する）。
【００２８】
第２部材４０は、例えば機械のフレームに取り付けるパネル（長方形の板）である。この第２部材４０の概略は次のようなものである。図１および図４に示すように、第１部材１０に対向して配置され、第１部材１０との結合部４２を有する。また第２部材４０は加振力を受ける。すなわち、第１部材１０に設けた加振源（図１０の加振源３１３を参照）の振動が結合部４２を介して伝達される。
第２部材４０についてさらに説明する。この第２部材４０は全体として長方形の板状であり、次のように設ける。位置について説明すると、第２部材４０の長方形を構成する４辺がＸ方向およびＹ方向に沿う。この長方形の面がＺ方向に垂直な面に沿う。第１部材１０のＺ１側に配置する。そして第１部材１０に取り付ける。また、この第２部材４０は、長方形の板状の部分である第２板部４１と、この長方形の一つの角付近に設けた結合部４２と、結合部４２を含む第２部材４０の一部を囲む囲み部４５と、を有する。
【００２９】
結合部４２は、第１部材１０と結合する部分である。すなわち第１部材１０の突起部１２と接触するように配置し、ボルトで締結することで第１部材１０と第２部材４０とを結合する部分である。この結合部４２は次のように設ける。位置について説明すると、図３に示すように、後述する囲み部４５に囲まれた部分４０ｅの中央４０ｃに位置する（囲み部４５との関係については後述する）。図４に示すように、第１部材１０の突起部１２と接するよう配置する。また、形状について説明すると、第２板部４１をＺ２向きに突出させたものである。言い換えれば、Ｚ２向きに見て第２部材４０を凹ませたものである（図１参照）。さらに詳しくは、突起部１２の形状をＺ方向に対して反転させた形状である。すなわちＸ、Ｙ方向に垂直な面での断面が、台形から下底（Ｚ１側の辺）を取り除いたような形状である（図４には、Ｙ方向に垂直な面での断面形状を示す）。Ｚ方向の高さは例えば第１部材１０の突起部１２のＺ方向の高さと同じ高さとする。また、この結合部４２は、Ｚ方向から見たとき中央に孔４２ａを有する。
【００３０】
孔４２ａは、第１部材１０と第２部材４０とを締結するボルト２０を通す孔である。この孔４２ａは、Ｚ方向から見たとき結合部４２の中央に位置し、Ｚ方向に結合部４２を貫通する。
【００３１】
囲み部４５は、図３および図４に示すように、第２部材４０の一部を囲う部分であり、リブ４６により構成される。さらに詳しくは、図４に示すように、第１部材１０と第２部材４０とが対向する方向（Ｚ方向）における第２部材４０の厚みの大きい部分（リブ４６）により形成される。すなわち、第２部材４０にリブ４６を取り付けることで形成される。また、図３に示すように、Ｚ方向から見た第２部材４０の一部を四角形（長方形であり、例えば正方形でも良い）に囲うように形成した部分である。
この囲み部４５を構成するリブ４６は、Ｘ２側にリブ４６Ｌ、Ｘ１側にリブ４６Ｒ、Ｙ１側にリブ４６Ｕ、及びＹ２側にリブ４６Ｂを有する。なお、第２部材４０には、囲み部４５を構成しないリブ４７も設ける。
【００３２】
リブ４６及びリブ４７（厚みの大きい部分）は、本来は第２部材４０の補強などのために設けるものである。このリブ４６及び４７は長方形の板状部材であり、次の位置に設ける。図４に示すように、短手方向がＺ方向に沿うように第２板部４１に固定する、すなわち、第２板部４１のＺ２側の面に垂直に立てるように固定する。図３に示すように、リブ４６及びリブ４７のうち、リブ４６Ｌ、４７Ｌ、４６Ｒ、４７Ｒおよび４７ａは、長手方向がＹ方向に沿い、Ｙ方向の両端は第２部材４０の両端に揃う。また、リブ４６Ｕ及び４６Ｂは、長手方向がＸ方向に沿うように固定する。リブ４６Ｕ及び４６Ｂは、Ｘ２側端部がリブ４６ＬのＹ方向における両端に接するように設け、Ｘ１側端部がリブ４７ａに接するように設ける。
【００３３】
次に、リブ４６（囲み部４５）と結合部４２との位置の関係を説明する。
第２部材４０のうち囲み部４５（リブ４６）に囲まれた部分４０ｅは次の条件を満たす（次の条件を満たすようにリブ４６を第２板部４１に配置する）。
囲み部４５に囲まれた部分４０ｅの１次の固有振動数は、第２部材４０が受ける加振力の加振周波数とほぼ一致する。ここで、「囲み部４５に囲まれた部分４０ｅの１次の固有振動数」とは、囲み部４５に囲まれた部分４０ｅのみの１次の固有振動数である。すなわち、第２部材４０から部分４０ｅのみを取り出したとしたとき、この取り出した部分の１次の固有振動数である。また「ほぼ一致」とは次のことを言う。すなわち、囲み部４５に囲まれた部分４０ｅに加振力を加えたとき、この部分４０ｅには１次、２次、３次・・・と様々な振動モードの固有振動が生じるが、支配的な振動モードは加振力の周波数に応じて変わる。ここで、１次モードの固有振動が支配的となるような周波数の範囲内に、囲み部４５に囲まれた部分４０ｅの１次の固有振動数が含まれる場合「ほぼ一致」という。なお当然ながら完全に一致させても良い。
【００３４】
また、図３に示すように、囲み部４５に囲まれた部分４０ｅの中央４０ｃに結合部４２が位置する。
ここで、囲まれた部分４０ｅの中央４０ｃは、加振力による振幅の腹の位置（囲まれた部分４０ｅの中心４０ｄ）から、加振力による波長の１／１６波長以内の範囲内の位置である。図４を参照してさらに説明すると、次の位置である。まず、囲み部４５に囲まれた部分４０ｅの１次の固有振動の節の位置は部分４０ｅのＸ方向の両端であり、腹の位置は部分４０ｅのＸ方向の中心４０ｄである。そして中央４０ｃは、中心４０ｄを中心としてＸ方向に１／１６波長以内の範囲内である。言い換えれば、部分４０ｅのＸ方向の両端間の距離の１／８以内の範囲内である。
また、結合部４２の位置は、結合部４２のＸ方向における中心の位置である。すなわち結合部４２は上述したように台形のような形状でありＸ方向に幅を持つが、このＸ方向の幅の中心の位置を結合部４２の位置とする。なお図４では、囲まれた部分４０ｅの中心４０ｄと結合部４２の位置とが一致した状態を示す。
また、Ｘ方向だけでなくＹ方向についても同様の条件を満たすように囲み部４５を設ける。すなわち、図３に示すリブ４６Ｕと４６Ｂとの中央４０ｃに結合部４２が位置するように、リブ４６Ｕ及び４６Ｂを配置する。
【００３５】
（変形例）
上述した実施形態では、図４に示すように、囲み部４５をリブ４６により形成した。本変形例では、図５に示すように、囲み部１４５は、第２部材１４０の第２板部１４１の板厚（Ｚ方向における厚み）を大きくした厚板部１４２により形成される。
【００３６】
厚板部１４２（厚みの大きい部分）は、第２部材１４０の一部を囲うように第２板部１４１の厚みを大きく形成した部分であり、次のように設ける。位置について説明すると、厚板部１４２と厚板部１４２に囲まれた部分４０ｅとの境界の壁１４２Ｌおよび１４２Ｒの位置は、上述したリブ４６Ｌおよび４６Ｒの位置に対応する。リブ４６Ｕおよび４６Ｂ（図３参照）に対応する位置にも同様の壁を有する（図示なし）。厚板部１４２の厚み（Ｚ方向の幅）は結合部４２の高さとＺ方向において揃う厚みに形成される。
【００３７】
（振動解析）
第２部材４０に囲み部４５（リブ４６）を設けた場合と、設けない場合との振動を比較した。なお本解析では図６に模式図として示す放射音低減結合構造２０１を用いた。上記実施形態との相違点は以下の点である。すなわち、上記実施形態では、図１に示すように、第２部材４０のＸ２側かつＹ２側（図１における左下）の角近傍に結合部４２を設けた。一方で本解析では、図６に示すように、第２部材のＸ方向における中央付近に結合部４２を設けている。
図７に、リブを設けた場合の振動モードＭ１と、リブを設けない場合の振動モードＭ２とを示す。図７から分かるように、リブを設置した場合は振動が小さくなった。また、図８に示すように、リブを設けた場合は設けない場合に比べ、音響パワが小さくなる（騒音が低減される）ことが分かった。
【００３８】
（本実施形態の放射音低減結合構造の特徴）
放射音低減結合構造１では、図１、３および４（又は５）に示す第２部材４０のうち囲み部４５（１４５）に囲まれた部分４０ｅの１次の固有振動数は、第２部材４０が受ける加振力の加振周波数とほぼ一致する。よって、囲み部４５（１４５）に囲まれた部分４０ｅでの支配的な振動モードは１次の固有振動である。
また、囲み部４５（１４５）は、第１部材１０と第２部材４０とが対向する方向（Ｚ方向）における第２部材４０の厚みの大きい部分（リブ４６、厚板部１４２）により、Ｚ方向から見た第２部材４０の一部を囲うように形成されてなる。よって、１次の固有振動について、第２部材４０の厚みの大きい部分である囲み部４５（１４５）が振動の節となり、第２部材４０のうち囲み部４５（１４５）に囲まれた部分４０ｅの中央が振動の腹となる。ここで、図９に示すように、この振動の腹はモーメント加振力に対しては節である（曲げモーメントの微分＝せん断力）。すなわち、図１、３および４（又は５）に示す囲み部４５（１４５）に囲まれた部分４０ｅの中央４０ｃでは１次の固有振動による回転方向（囲まれた部分４０ｅの中央４０ｃを中心とする回転方向）の振動が生じない。そして、この囲み部４５（１４５）に囲まれた部分４０ｅの中央４０ｃに第２部材４０の結合部４２が位置する。よって、結合部４２での回転方向（結合部４２を中心とする回転方向）の振動が低減される。
また、図１、２および４（又は５）に示すように、第１部材１０と第２部材４０とが対向する方向（Ｚ方向）の振動を吸収するように第１部材１０に動吸振器３０を設けている（第２部材４０に設けても良い）。よって第１部材１０と第２部材４０とが対向する方向（Ｚ方向。並進方向）の結合部４２での振動が低減される。
したがって、本発明では結合部４２での並進方向および回転方向の振動が低減される。よって、第１部材１０と第２部材４０との間で結合部４２を介して伝達される振動を低減でき、放射音低減結合構造１から生じる放射音を低減できる。
【００３９】
また、囲み部４５は、第２部材４０にリブ４６を取り付けたものである。よって囲み部４５を容易に形成できる。
【００４０】
また、結合部４２に動吸振器３０が設けられる。すなわち、囲み部４５に囲まれた部分４０ｅの１次の固有振動の腹の位置に動吸振器３０が設けられる。よって、部分４０ｅの１次の固有振動がより低減される。したがって、放射音低減結合構造１から生じる放射音をより低減できる。
【００４１】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【００４２】
例えば、前記実施形態では、第１部材１０に加振源（図１０（ａ）の加振源３１３を参照）を設置した。すなわち第２部材４０は、結合部４２を介して加振力を受けた。しかしながら、例えば第１部材自体が加振源である構成や、第２部材に直接加振源を設置する構成などでも本発明を適用できる。
【００４３】
また、動吸振器３０を切り欠き３１ａ〜３１ｃ及び３２ａ〜３２ｃにより形成したが、たとえば、動吸振器３０を後付けのバネと錘（図１０（ｃ）の動吸振器３３０を参照）としても本発明を適用できる。
【００４４】
また、図１等に示すように、結合部４２は第２部材４０と一体として形成したが、これらは別体でも本発明を適用できる（図１０を参照）。
【００４５】
また、図２に示すように、切り欠き３１ａ及び３１ｃは、突起部１２のＹ方向両端からＸ１側に延びるように形成されている。しかしながら切り欠きが他の位置に形成されていても本発明を適用できる。例えば、切り欠き３１ａ及び３１ｃの位置を上記実施形態と同様の位置とし、突起部１２のＹ方向の長さを上記実施形態よりも長くしたもの等でもよい。すなわち、切り欠き３１ａ及び３１ｃは、突起部１２のＹ方向における両端よりも内側からＸ１側に延びるように形成されるもの等でもよい。
【００４６】
また、図３に示すように、囲み部４５はＺ方向から見て長方形に形成したが、他の形状でも本発明を適用できる。例えばＺ方向から見て円や正多角形としても本発明を適用できる。この場合はこれらの図形の中心（図心）が「囲み部に囲まれた部分の中央」である（なお上記の実施形態では第２部材４０は板状であったため、図心と重心とが一致する）。また、部分４０ｅをその他の図形（正多角形でない多角形、閉曲線に囲まれた図形、凹んだ形状の図形など）としても本発明を適用できる。この場合にも図形の中心（図心）を「囲み部に囲まれた部分の中央」とする。
【００４７】
また、図４に示す囲み部４５はリブ４６で形成し、図５に示す囲み部１４５は厚板部１４２で形成したが、囲み部を他の構成としても本発明を適用できる。例えば、リブと厚板部とを組み合わせて囲み部を構成しても良い（具体的には例えば、図４に示すリブ４６Ｌと、図５に示す厚板部１４２の壁１４２Ｒと、で囲み部を構成する）。
【００４８】
また、図４および図５に示すように、結合部４２での結合はボルト２０を用いたが、例えばビス止めや溶接など他の結合方法を用いても本発明を適用できる。
【符号の説明】
【００４９】
１ 放射音低減結合構造
１０ 第１部材
３０ 動吸振器
４０ 第２部材
４０ｃ 中央
４０ｅ 囲み部に囲まれた部分
４２ 結合部
４５、１４５ 囲み部
４６ リブ（厚みの大きい部分）
１４２ 厚板部（厚みの大きい部分）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械等の騒音低減を目的として振動の伝達を低減する放射音低減結合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械騒音の発生メカニズムとして、振動源の振動が部材間を伝達し、最終的に例えば機械のカバー等に振動が伝達して、カバー等から音が放射される場合がある。そこで、加振源と部材との振動の伝達、または、部材間での振動の伝達を低減することを図った構造が提案されている。例えば、部材間の結合部に板バネを使用した構造（例えば特許文献１）や、結合部に弾性体を挟んだ構造など、バネ及び減衰要素によって振動を低減させる方法が一般的である。
【０００３】
一方、例えばギアやモータなど主に単一周波数で加振力が発生する機械等の振動を低減する場合には、上記の方法よりも動吸振器による振動低減のほうが効果が格段に優れていることが知られている。例えば特許文献２には、動吸振器が結合部に使用された構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２９３３６９号公報（図１等）
【特許文献２】特開２００２−３５７２４２
【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、上記のような構造では結合部で伝達される振動を十分に低減できない場合がある。図１０（ａ）に、従来の部材の結合構造３０１を示す。この結合構造３０１では、加振源３１３から第１部材３１０に伝達された振動は、結合部３４２を介して第２部材３４０に伝達される。そして第２部材３４０から放射音が発生して騒音となる。また、図１０（ｂ）に、図１０（ａ）に示した第１部材３１０及び第２部材３４０が振動している様子を示す。第１部材３１０及び第２部材３４０は、並進方向（振動Ｖｚ）および回転方向（振動Ｖｒ）に振動する。
【０００６】
ここで、結合構造３０１に動吸振器３３０を設けた構造を図１０（ｃ）に示す。この動吸振器３３０は、第１部材３１０と第２部材３４０とが対向する方向（以下、並進方向またはＺ方向という）の振動を吸振するものである。この動吸振器３３０により、並進方向の振動Ｖｚ（図１０（ｂ）参照）は低減される。このように振動方向が並進１方向に限られていれば１つの動吸振器を設けるのみで部材間の振動伝達を低減できる。しかしながら、実際には回転方向の振動Ｖｒも部材間を伝達する。この振動Ｖｒは動吸振器３３０で低減することができない。
このように、並進方向（Ｚ方向）の振動を吸振するための動吸振器を設けるだけでは回転方向の振動Ｖｒは低減できず、放射音を十分に低減できないという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、部材間を伝達する振動を、並進方向だけでなく回転方向でも低減することで放射音を低減できる放射音低減結合構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明に係る放射音低減結合構造は、第１部材に対向して配置されるとともに前記第１部材との結合部を有し、加振力を受ける第２部材と、前記第１部材と前記第２部材とが対向する方向の振動を吸収するように前記第１部材または前記第２部材に設けられた動吸振器と、を備え、前記第２部材は、前記第１部材と当該第２部材とが対向する方向における当該第２部材の厚みの大きい部分により、前記対向する方向から見た当該第２部材の一部を囲うように形成されてなる囲み部を有し、前記第２部材のうち前記囲み部に囲まれた部分の１次の固有振動数は、前記第２部材が受ける前記加振力の加振周波数とほぼ一致し、前記囲まれた部分の中央に前記結合部が位置する。
【０００９】
本発明では、第２部材のうち囲み部に囲まれた部分の１次の固有振動数は、第２部材が受ける加振力の加振周波数とほぼ一致する。よって、囲み部に囲まれた部分での支配的な振動モードは１次の固有振動である。
また、囲み部は、第１部材と第２部材とが対向する方向における第２部材の厚みの大きい部分（例えば、リブや第２部材が板状である場合の厚板部など）により、同方向から見た第２部材の一部を囲うように形成されてなる。よって、１次の固有振動について、第２部材の厚みの大きい部分である囲み部が振動の節となり、第２部材のうち囲み部に囲まれた部分の中央が振動の腹となる。ここで、この振動の腹は、モーメント加振力に対しては節である。すなわち、囲み部に囲まれた部分の中央では１次の固有振動による回転方向の振動が生じない。そして、この囲み部に囲まれた部分の中央に第２部材の結合部が位置する。よって、結合部での回転方向（結合部を中心とする回転方向）の振動が低減される。
また、第１部材と第２部材とが対向する方向の振動を吸収するように第１部材または第２部材に動吸振器を設けている。よって第１部材と第２部材とが対向する方向（並進方向）の結合部での振動が低減される。
したがって、本発明では結合部での並進方向および回転方向の振動が低減される。よって、第１部材と第２部材との間で結合部を介して伝達される振動を低減でき、放射音低減結合構造から生じる放射音を低減できる。
【００１０】
第２の発明に係る放射音低減結合構造は、第１の発明に係る放射音低減結合構造であって、前記第２部材の前記厚みの大きい部分はリブである。
【００１１】
本発明では、囲み部を構成する厚みの大きい部分はリブである。よって囲み部を容易に形成できる。
【００１２】
第３の発明に係る放射音低減結合構造は、第１の発明に係る放射音低減結合構造であって、前記第２部材は板状であり、前記第２部材の厚みの大きい部分は厚板部である。
【００１３】
本発明では、囲み部を構成する厚みの大きい部分は、第２部材の厚板部である。よって第２部材に厚板部を形成するのみで囲み部を容易に形成できる。
【００１４】
第４の発明に係る放射音低減結合構造は、第１〜第３のいずれか１つの発明に係る放射音低減結合構造であって、前記動吸振器は前記結合部に設けられる。
【００１５】
本発明では、結合部に動吸振器が設けられる。すなわち、囲み部に囲まれた部分の１次の固有振動の腹の位置に動吸振器が設けられる。よって、同部分の１次の固有振動がより低減される。したがって、放射音低減結合構造から生じる放射音をより低減できる。
【発明の効果】
【００１６】
以上の説明に述べたように、本発明によれば以下の効果が得られる。特に、第２部材に囲み部を設け、囲み部に囲まれた部分の中央に結合部を設けた構成により、結合部での回転方向の振動が低減される。また、並進方向の振動を吸収する動吸振器を第１部材または第２部材に設けた構成により、結合部での並進方向の振動が低減される。したがって、結合部での並進方向および回転方向の振動が低減され、第１部材と第２部材との間で結合部を介して伝達される振動を低減でき、放射音低減結合構造から生じる放射音を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】放射音低減結合構造全体を示す斜視図である。
【図２】図１に示す第１部材の突起部および動吸振器周辺の拡大図である。
【図３】図１に示す第２部材の平面図である。
【図４】図１に示す放射音低減結合構造の結合部周辺の断面図である。
【図５】変形例の図４相当の図である。
【図６】振動解析に用いる放射音低減結合構造の全体を示す模式図である。
【図７】リブがある場合とない場合との第２部材の振動分布を示す図である。
【図８】リブがある場合とない場合との音響パワを示すグラフである。
【図９】せん断加振およびモーメント加振のモード関数（１次）を示す図である。
【図１０】従来の部材の結合構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る放射音低減結合構造の実施形態を図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は放射音低減結合構造全体を示す斜視図であり、第１部材と第２部材との結合を外した状態を示す。図２は図１に示す第１部材の突起部および動吸振器周辺の拡大図である。図３は図１に示す第２部材の平面図であり、結合部周辺の拡大図である。図４は図１に示す放射音低減結合構造の結合部周辺の断面図であり、図２及び図３に示すＦ４−Ｆ４矢視断面図である。以下、図１〜図４を参照して放射音低減結合構造１の構成について詳細に説明する。
【００２０】
放射音低減結合構造１は、部材間を伝達する振動を低減することで、放射音を低減する構造である。図１に示す放射音低減結合構造１の構成の概要は次の通りである。
第１部材１０（機械のフレーム）と、第２部材４０（フレームに取り付けるパネル）と、が対向して配置される。第１部材１０と第２部材４０とは結合部４２で結合される。さらに詳しくは、第１部材１０の突起部１２と、第２部材４０の結合部４２と、を接触させて結合する。また、第１部材１０に図示しない加振源（モータ、ギアなど）が固定される。この加振源の振動は第１部材１０に伝達され、第１部材１０から結合部４２を介して第２部材４０に伝達される。そして第２部材４０から騒音である放射音が生じる。
ここで、第２部材４０には囲み部４５が設けられる。この囲み部４５は、第２部材４０の一部を囲っている。第２部材４０のうち囲み部４５に囲まれた部分を「囲まれた部分４０ｅ」とすると、この囲まれた部分４０ｅの１次の固有振動数と、第２部材４０が受ける上記の振動の加振周波数と、がほぼ一致するように囲み部４５が設けられる。かつ、囲まれた部分４０ｅの中央４０ｃに結合部４２が位置するように囲み部４５が設けられる。この囲み部４５はリブ４６で形成される。
また、結合部４２には動吸振器３０が設けられている。さらに詳しくは、第１部材１０の突起部１２を介して第２部材４０の結合部４２に動吸振器３０が設けられている。この動吸振器３０は第１部材１０に切り欠き３１ａ〜３１ｃ、３２ａ〜３２ｃ（図３参照）を形成することで設けられる。
以下、各部材等について詳細に説明する。なお、以下では、第１部材１０と第２部材４０とが対向する方向をＺ方向という。また、Ｚ方向において第１部材１０から第２部材４０に向かう向きをＺ１向きなどといい、第２部材４０から第１部材１０に向かう向きをＺ２向きなどという。
【００２１】
第１部材１０は、例えば機械のフレームである。図１にその一部を示すように、直方体の１２本の辺と、これら１２本の辺の近傍の面を残して、６面を取り除いたような形状である。言い換えれば、長方形の板を長手方向に沿って直角に折り曲げたものを直方体の１辺とし、これを１２本組み合わせて直方体の骨組み形状としたものが第１部材１０である。この第１部材１０には、例えばギアやモータなど主に単一周波数で加振力が発生する加振源（図１０（ａ）の加振源３１３を参照）が固定される。
また、この第１部材１０は、図２に示すように、上述した直方体の１辺およびその近傍の面を構成する第１板部１１と、第１板部の長手方向の端部に形成された突起部１２と、を有する。
ここで、Ｚ方向に垂直な平面上において、第１部材１０の長手方向に沿う方向をＸ方向（図１における左右方向）という。Ｘ方向における第１部材１０の中央から突起部１２に向かう向きをＸ２向き（図１における左向き）などといい、その逆をＸ１向き（図１における右向き）などという。また、Ｘ方向に垂直な方向（図１における手前と奥の方向）をＹ方向という。第１部材１０をＺ方向から見たとき、Ｙ方向における第１部材１０の中央から第１板部１１に向かう向きをＹ２向き（図１における奥から手前の向き）、その逆（図１における手前から奥の向き）をＹ１向きなどという。
【００２２】
第１板部１１は、第１部材１０を構成する長方形の板である。この第１板部１１は、図２に示すように、第１部材１０のうち次の部分である。すなわち、上述した直方体（第１部材１０）のＺ１側の４本の辺のうちのＹ２側の１本の辺に隣接し、かつ、上述した直方体（第１部材１０）のＺ１側の面を構成する部分である。この第１板部１１には、突起部１２と、後述する切り欠き３１ａ〜３１ｃ及び３２ａ〜３２ｃとが形成される。
【００２３】
突起部１２は、第２部材４０の結合部４２と接触させて固定することで、第１部材１０と第２部材４０とを結合する部分である。この突起部１２は次のように設ける。まず位置について説明すると、第１板部１１の長手方向（Ｘ方向）における端部（Ｘ２側端部）の近傍に設ける。言い換えれば、第１部材１０の直方体のＺ１側の４つの角のうちＸ２側かつＹ２側の１つの角の近傍に設ける。また、第１部材の短手方向（Ｙ方向）における中央に設ける。また、形状について説明すると、図４に示すように、第１板部１１からＺ１向きに突出するように設ける。さらに詳しくは、ＸまたはＹ方向に直交する面での断面が、台形から下底（Ｚ２側の辺）を取り除いたような形状である（図４ではＹ方向に直交する面での断面形状を示す）。また、この突起部１２は、Ｚ方向から見たときの突起部１２の中心に、ねじ孔１２ａを有する。
【００２４】
ねじ孔１２ａは、第２部材の結合部４２の孔に通したボルト２０を締結することで、第１部材１０と第２部材４０とを結合するために設ける。Ｚ方向に突起部１２を貫通するように形成する。
【００２５】
動吸振器３０は、図２に示すように、第１部材１０と第２部材４０とが対向する方向（Ｚ方向）の振動を吸収するために設ける。まず位置の概略を説明すると、動吸振器３０は第１部材１０の突起部１２に設ける。すなわち図４に示すように、第１部材１０の突起部１２を介して第２部材４０の結合部４２に設ける。
また、この動吸振器３０は、動吸振器３１と動吸振器３２とを合成したものである。すなわち、図２に示すように、第１板部１１に切り欠き３１ａ〜３１ｃを形成する（切り抜く）ことで動吸振器３１が形成される。切り欠き３１ａ〜３１ｃの内側の部分がバネと質量とを兼ねており、この内側の部分がＺ方向に動くことで動吸振器としてはたらく。また切り欠き３２ａ〜３２ｃを形成する（切り抜く）ことで動吸振器３２が形成される。これら２つの動吸振器３１および３２は、突起部１２に対して対称に設ける。よって、動吸振器３１と動吸振器３２とを合成したものは、１つの動吸振器３０とみなせる。これらの動吸振器３１および３２ついてさらに説明する。
【００２６】
動吸振器３１は、長方形の４辺のうちの２つの短辺の一方を取り除いた形状（すなわち「コ」の字状）の切り欠き３１ａ〜３１ｃの内側の部分である。この動吸振器３１は次のように設ける。位置について説明すると、突起部１２のＸ１側に、突起部１２に隣接する位置に設ける。動吸振器３１の形状について、すなわち切り欠き３１ａ〜３１ｃについて説明すると、突起部１２のＹ方向両端からＸ１側に延びる２つの切り欠きが切り欠き３１ａ及び３１ｃである。これら２つの切り欠き３１ａ及び３１ｃのＸ１側端部をつなぐようにＹ方向に沿って延びる切り欠きが切り欠き３１ｂである。
【００２７】
動吸振器３２は、切り欠き３２ａ〜３２ｃの内側の部分であり、突起部１２に対して動吸振器３１と対称となる位置に設ける（動吸振器３１と対称であるため詳細な説明は省略する）。
【００２８】
第２部材４０は、例えば機械のフレームに取り付けるパネル（長方形の板）である。この第２部材４０の概略は次のようなものである。図１および図４に示すように、第１部材１０に対向して配置され、第１部材１０との結合部４２を有する。また第２部材４０は加振力を受ける。すなわち、第１部材１０に設けた加振源（図１０の加振源３１３を参照）の振動が結合部４２を介して伝達される。
第２部材４０についてさらに説明する。この第２部材４０は全体として長方形の板状であり、次のように設ける。位置について説明すると、第２部材４０の長方形を構成する４辺がＸ方向およびＹ方向に沿う。この長方形の面がＺ方向に垂直な面に沿う。第１部材１０のＺ１側に配置する。そして第１部材１０に取り付ける。また、この第２部材４０は、長方形の板状の部分である第２板部４１と、この長方形の一つの角付近に設けた結合部４２と、結合部４２を含む第２部材４０の一部を囲む囲み部４５と、を有する。
【００２９】
結合部４２は、第１部材１０と結合する部分である。すなわち第１部材１０の突起部１２と接触するように配置し、ボルトで締結することで第１部材１０と第２部材４０とを結合する部分である。この結合部４２は次のように設ける。位置について説明すると、図３に示すように、後述する囲み部４５に囲まれた部分４０ｅの中央４０ｃに位置する（囲み部４５との関係については後述する）。図４に示すように、第１部材１０の突起部１２と接するよう配置する。また、形状について説明すると、第２板部４１をＺ２向きに突出させたものである。言い換えれば、Ｚ２向きに見て第２部材４０を凹ませたものである（図１参照）。さらに詳しくは、突起部１２の形状をＺ方向に対して反転させた形状である。すなわちＸ、Ｙ方向に垂直な面での断面が、台形から下底（Ｚ１側の辺）を取り除いたような形状である（図４には、Ｙ方向に垂直な面での断面形状を示す）。Ｚ方向の高さは例えば第１部材１０の突起部１２のＺ方向の高さと同じ高さとする。また、この結合部４２は、Ｚ方向から見たとき中央に孔４２ａを有する。
【００３０】
孔４２ａは、第１部材１０と第２部材４０とを締結するボルト２０を通す孔である。この孔４２ａは、Ｚ方向から見たとき結合部４２の中央に位置し、Ｚ方向に結合部４２を貫通する。
【００３１】
囲み部４５は、図３および図４に示すように、第２部材４０の一部を囲う部分であり、リブ４６により構成される。さらに詳しくは、図４に示すように、第１部材１０と第２部材４０とが対向する方向（Ｚ方向）における第２部材４０の厚みの大きい部分（リブ４６）により形成される。すなわち、第２部材４０にリブ４６を取り付けることで形成される。また、図３に示すように、Ｚ方向から見た第２部材４０の一部を四角形（長方形であり、例えば正方形でも良い）に囲うように形成した部分である。
この囲み部４５を構成するリブ４６は、Ｘ２側にリブ４６Ｌ、Ｘ１側にリブ４６Ｒ、Ｙ１側にリブ４６Ｕ、及びＹ２側にリブ４６Ｂを有する。なお、第２部材４０には、囲み部４５を構成しないリブ４７も設ける。
【００３２】
リブ４６及びリブ４７（厚みの大きい部分）は、本来は第２部材４０の補強などのために設けるものである。このリブ４６及び４７は長方形の板状部材であり、次の位置に設ける。図４に示すように、短手方向がＺ方向に沿うように第２板部４１に固定する、すなわち、第２板部４１のＺ２側の面に垂直に立てるように固定する。図３に示すように、リブ４６及びリブ４７のうち、リブ４６Ｌ、４７Ｌ、４６Ｒ、４７Ｒおよび４７ａは、長手方向がＹ方向に沿い、Ｙ方向の両端は第２部材４０の両端に揃う。また、リブ４６Ｕ及び４６Ｂは、長手方向がＸ方向に沿うように固定する。リブ４６Ｕ及び４６Ｂは、Ｘ２側端部がリブ４６ＬのＹ方向における両端に接するように設け、Ｘ１側端部がリブ４７ａに接するように設ける。
【００３３】
次に、リブ４６（囲み部４５）と結合部４２との位置の関係を説明する。
第２部材４０のうち囲み部４５（リブ４６）に囲まれた部分４０ｅは次の条件を満たす（次の条件を満たすようにリブ４６を第２板部４１に配置する）。
囲み部４５に囲まれた部分４０ｅの１次の固有振動数は、第２部材４０が受ける加振力の加振周波数とほぼ一致する。ここで、「囲み部４５に囲まれた部分４０ｅの１次の固有振動数」とは、囲み部４５に囲まれた部分４０ｅのみの１次の固有振動数である。すなわち、第２部材４０から部分４０ｅのみを取り出したとしたとき、この取り出した部分の１次の固有振動数である。また「ほぼ一致」とは次のことを言う。すなわち、囲み部４５に囲まれた部分４０ｅに加振力を加えたとき、この部分４０ｅには１次、２次、３次・・・と様々な振動モードの固有振動が生じるが、支配的な振動モードは加振力の周波数に応じて変わる。ここで、１次モードの固有振動が支配的となるような周波数の範囲内に、囲み部４５に囲まれた部分４０ｅの１次の固有振動数が含まれる場合「ほぼ一致」という。なお当然ながら完全に一致させても良い。
【００３４】
また、図３に示すように、囲み部４５に囲まれた部分４０ｅの中央４０ｃに結合部４２が位置する。
ここで、囲まれた部分４０ｅの中央４０ｃは、加振力による振幅の腹の位置（囲まれた部分４０ｅの中心４０ｄ）から、加振力による波長の１／１６波長以内の範囲内の位置である。図４を参照してさらに説明すると、次の位置である。まず、囲み部４５に囲まれた部分４０ｅの１次の固有振動の節の位置は部分４０ｅのＸ方向の両端であり、腹の位置は部分４０ｅのＸ方向の中心４０ｄである。そして中央４０ｃは、中心４０ｄを中心としてＸ方向に１／１６波長以内の範囲内である。言い換えれば、部分４０ｅのＸ方向の両端間の距離の１／８以内の範囲内である。
また、結合部４２の位置は、結合部４２のＸ方向における中心の位置である。すなわち結合部４２は上述したように台形のような形状でありＸ方向に幅を持つが、このＸ方向の幅の中心の位置を結合部４２の位置とする。なお図４では、囲まれた部分４０ｅの中心４０ｄと結合部４２の位置とが一致した状態を示す。
また、Ｘ方向だけでなくＹ方向についても同様の条件を満たすように囲み部４５を設ける。すなわち、図３に示すリブ４６Ｕと４６Ｂとの中央４０ｃに結合部４２が位置するように、リブ４６Ｕ及び４６Ｂを配置する。
【００３５】
（変形例）
上述した実施形態では、図４に示すように、囲み部４５をリブ４６により形成した。本変形例では、図５に示すように、囲み部１４５は、第２部材１４０の第２板部１４１の板厚（Ｚ方向における厚み）を大きくした厚板部１４２により形成される。
【００３６】
厚板部１４２（厚みの大きい部分）は、第２部材１４０の一部を囲うように第２板部１４１の厚みを大きく形成した部分であり、次のように設ける。位置について説明すると、厚板部１４２と厚板部１４２に囲まれた部分４０ｅとの境界の壁１４２Ｌおよび１４２Ｒの位置は、上述したリブ４６Ｌおよび４６Ｒの位置に対応する。リブ４６Ｕおよび４６Ｂ（図３参照）に対応する位置にも同様の壁を有する（図示なし）。厚板部１４２の厚み（Ｚ方向の幅）は結合部４２の高さとＺ方向において揃う厚みに形成される。
【００３７】
（振動解析）
第２部材４０に囲み部４５（リブ４６）を設けた場合と、設けない場合との振動を比較した。なお本解析では図６に模式図として示す放射音低減結合構造２０１を用いた。上記実施形態との相違点は以下の点である。すなわち、上記実施形態では、図１に示すように、第２部材４０のＸ２側かつＹ２側（図１における左下）の角近傍に結合部４２を設けた。一方で本解析では、図６に示すように、第２部材のＸ方向における中央付近に結合部４２を設けている。
図７に、リブを設けた場合の振動モードＭ１と、リブを設けない場合の振動モードＭ２とを示す。図７から分かるように、リブを設置した場合は振動が小さくなった。また、図８に示すように、リブを設けた場合は設けない場合に比べ、音響パワが小さくなる（騒音が低減される）ことが分かった。
【００３８】
（本実施形態の放射音低減結合構造の特徴）
放射音低減結合構造１では、図１、３および４（又は５）に示す第２部材４０のうち囲み部４５（１４５）に囲まれた部分４０ｅの１次の固有振動数は、第２部材４０が受ける加振力の加振周波数とほぼ一致する。よって、囲み部４５（１４５）に囲まれた部分４０ｅでの支配的な振動モードは１次の固有振動である。
また、囲み部４５（１４５）は、第１部材１０と第２部材４０とが対向する方向（Ｚ方向）における第２部材４０の厚みの大きい部分（リブ４６、厚板部１４２）により、Ｚ方向から見た第２部材４０の一部を囲うように形成されてなる。よって、１次の固有振動について、第２部材４０の厚みの大きい部分である囲み部４５（１４５）が振動の節となり、第２部材４０のうち囲み部４５（１４５）に囲まれた部分４０ｅの中央が振動の腹となる。ここで、図９に示すように、この振動の腹はモーメント加振力に対しては節である（曲げモーメントの微分＝せん断力）。すなわち、図１、３および４（又は５）に示す囲み部４５（１４５）に囲まれた部分４０ｅの中央４０ｃでは１次の固有振動による回転方向（囲まれた部分４０ｅの中央４０ｃを中心とする回転方向）の振動が生じない。そして、この囲み部４５（１４５）に囲まれた部分４０ｅの中央４０ｃに第２部材４０の結合部４２が位置する。よって、結合部４２での回転方向（結合部４２を中心とする回転方向）の振動が低減される。
また、図１、２および４（又は５）に示すように、第１部材１０と第２部材４０とが対向する方向（Ｚ方向）の振動を吸収するように第１部材１０に動吸振器３０を設けている（第２部材４０に設けても良い）。よって第１部材１０と第２部材４０とが対向する方向（Ｚ方向。並進方向）の結合部４２での振動が低減される。
したがって、本発明では結合部４２での並進方向および回転方向の振動が低減される。よって、第１部材１０と第２部材４０との間で結合部４２を介して伝達される振動を低減でき、放射音低減結合構造１から生じる放射音を低減できる。
【００３９】
また、囲み部４５は、第２部材４０にリブ４６を取り付けたものである。よって囲み部４５を容易に形成できる。
【００４０】
また、結合部４２に動吸振器３０が設けられる。すなわち、囲み部４５に囲まれた部分４０ｅの１次の固有振動の腹の位置に動吸振器３０が設けられる。よって、部分４０ｅの１次の固有振動がより低減される。したがって、放射音低減結合構造１から生じる放射音をより低減できる。
【００４１】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【００４２】
例えば、前記実施形態では、第１部材１０に加振源（図１０（ａ）の加振源３１３を参照）を設置した。すなわち第２部材４０は、結合部４２を介して加振力を受けた。しかしながら、例えば第１部材自体が加振源である構成や、第２部材に直接加振源を設置する構成などでも本発明を適用できる。
【００４３】
また、動吸振器３０を切り欠き３１ａ〜３１ｃ及び３２ａ〜３２ｃにより形成したが、たとえば、動吸振器３０を後付けのバネと錘（図１０（ｃ）の動吸振器３３０を参照）としても本発明を適用できる。
【００４４】
また、図１等に示すように、結合部４２は第２部材４０と一体として形成したが、これらは別体でも本発明を適用できる（図１０を参照）。
【００４５】
また、図２に示すように、切り欠き３１ａ及び３１ｃは、突起部１２のＹ方向両端からＸ１側に延びるように形成されている。しかしながら切り欠きが他の位置に形成されていても本発明を適用できる。例えば、切り欠き３１ａ及び３１ｃの位置を上記実施形態と同様の位置とし、突起部１２のＹ方向の長さを上記実施形態よりも長くしたもの等でもよい。すなわち、切り欠き３１ａ及び３１ｃは、突起部１２のＹ方向における両端よりも内側からＸ１側に延びるように形成されるもの等でもよい。
【００４６】
また、図３に示すように、囲み部４５はＺ方向から見て長方形に形成したが、他の形状でも本発明を適用できる。例えばＺ方向から見て円や正多角形としても本発明を適用できる。この場合はこれらの図形の中心（図心）が「囲み部に囲まれた部分の中央」である（なお上記の実施形態では第２部材４０は板状であったため、図心と重心とが一致する）。また、部分４０ｅをその他の図形（正多角形でない多角形、閉曲線に囲まれた図形、凹んだ形状の図形など）としても本発明を適用できる。この場合にも図形の中心（図心）を「囲み部に囲まれた部分の中央」とする。
【００４７】
また、図４に示す囲み部４５はリブ４６で形成し、図５に示す囲み部１４５は厚板部１４２で形成したが、囲み部を他の構成としても本発明を適用できる。例えば、リブと厚板部とを組み合わせて囲み部を構成しても良い（具体的には例えば、図４に示すリブ４６Ｌと、図５に示す厚板部１４２の壁１４２Ｒと、で囲み部を構成する）。
【００４８】
また、図４および図５に示すように、結合部４２での結合はボルト２０を用いたが、例えばビス止めや溶接など他の結合方法を用いても本発明を適用できる。
【符号の説明】
【００４９】
１ 放射音低減結合構造
１０ 第１部材
３０ 動吸振器
４０ 第２部材
４０ｃ 中央
４０ｅ 囲み部に囲まれた部分
４２ 結合部
４５、１４５ 囲み部
４６ リブ（厚みの大きい部分）
１４２ 厚板部（厚みの大きい部分）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材に対向して配置されるとともに前記第１部材との結合部を有し、加振力を受ける第２部材と、
前記第１部材と前記第２部材とが対向する方向の振動を吸収するように前記第１部材または前記第２部材に設けられた動吸振器と、
を備え、
前記第２部材は、前記第１部材と当該第２部材とが対向する方向における当該第２部材の厚みの大きい部分により、前記対向する方向から見た当該第２部材の一部を囲うように形成されてなる囲み部を有し、
前記第２部材のうち前記囲み部に囲まれた部分の１次の固有振動数は、前記第２部材が受ける前記加振力の加振周波数とほぼ一致し、
前記囲まれた部分の中央に前記結合部が位置する、放射音低減結合構造。
【請求項２】
前記第２部材の前記厚みの大きい部分はリブである、請求項１に記載の放射音低減結合構造。
【請求項３】
前記第２部材は板状であり、
前記第２部材の前記厚みの大きい部分は厚板部である、請求項１に記載の放射音低減結合構造。
【請求項４】
前記動吸振器は前記結合部に設けられた、請求項１〜３のいずれか１項に記載の放射音低減結合構造。
【請求項１】
第１部材に対向して配置されるとともに前記第１部材との結合部を有し、加振力を受ける第２部材と、
前記第１部材と前記第２部材とが対向する方向の振動を吸収するように前記第１部材または前記第２部材に設けられた動吸振器と、
を備え、
前記第２部材は、前記第１部材と当該第２部材とが対向する方向における当該第２部材の厚みの大きい部分により、前記対向する方向から見た当該第２部材の一部を囲うように形成されてなる囲み部を有し、
前記第２部材のうち前記囲み部に囲まれた部分の１次の固有振動数は、前記第２部材が受ける前記加振力の加振周波数とほぼ一致し、
前記囲まれた部分の中央に前記結合部が位置する、放射音低減結合構造。
【請求項２】
前記第２部材の前記厚みの大きい部分はリブである、請求項１に記載の放射音低減結合構造。
【請求項３】
前記第２部材は板状であり、
前記第２部材の前記厚みの大きい部分は厚板部である、請求項１に記載の放射音低減結合構造。
【請求項４】
前記動吸振器は前記結合部に設けられた、請求項１〜３のいずれか１項に記載の放射音低減結合構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−６４２８２（Ｐ２０１１−６４２８２Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１６３７３（Ｐ２００９−２１６３７３）
【出願日】平成２１年９月１８日（２００９．９．１８）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１８日（２００９．９．１８）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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