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本研究で得られた結論を以下に要約して示す.

(1) 圧電素子を用いた従来の制振手法とは異なり,制振対象物の振動方向と直交方向に 超音波振動を励起した圧電振動子を接触させる制振手法を新たに提案した.同手法 は制振対象物に応じた複雑な設計,制御を不要とし,容易に制振効果を得ることがで きる.

(2) 簡便な構造である片持ちはりを制振対象物としてハンマリング試験を行い,提案手 法での制振効果を検証した.その結果,振動子の励振時での減衰比は3.4 %と,振動 子を静的に押し付けたときの値と比べて約10倍の上昇を示した.このことから,提 案手法による高い制振効果の発生を確認した.

(3) 振動子と制振対象物との間の接触面に潤滑剤を塗布した状態で制振効果を検証した 結果,減衰比のピーク値およびピークを示す電流値は減少し,接触面に生じる摩擦力 が提案手法の制振効果に影響することを確認した.

(4) 提案手法による制振効果は,振動子の制振対象物への静的押付量および振動子に流 入する電流値によって容易に推定でき,最大の制振効果を得るための最適な電流値 が存在することを明らかにした.加えて,提案手法では共振周波数での振動子の駆動 や静的押付量の正確な調整を必要とせず,電流値を調整することで容易に高い制振 効果を得ることができる.

(5) 提案手法の制振原理として,以下の2個の要因を考察した.

① 振動子を制振対象物に静的に押し付けた状態では,対象物の振動により,振動子 に揺動運動が生じて接触面でのすべりが少なくなる.ここで,振動子に超音波振 動を励起したとき,振動子の長手方向に慣性効果が生じ,揺動運動が抑制される.

これにより,対象物との間で生じるすべりが増加し,摩擦によるエネルギ消費が 増加する.

② 制振対象物に加圧接触させた振動子に超音波振動を励起することで,静的押付力 に加えて衝撃力が付与する.これにより,接触面で生じる摩擦力が増加し,摩擦 によるエネルギ消費が増加する.

(6) 振動子に比べて高剛性な力センサをはりに接触させて揺動運動を抑制した状態を再 現した.この状態でハンマリング試験を行い,制振効果を検証した.その結果,力セ ンサを静的に接触させたときの減衰比は,いずれの静的押付力においても振動子を 接触させた値よりも増加した.このことから励振した振動子の揺動運動の抑制によ る接触面でのすべりの増加が,提案手法による制振効果の要因の 1 つであることを

55 示した.

(7) 一次元応力波伝ぱ理論に基づき,長棒内を伝ぱする応力波から励振した振動子が対 象物へ与える衝撃力を測定した.その結果,衝撃力の振幅はある電流値でピークを有 し,電流値にともなう減衰比の変化と同様な傾向を示した.このことから,振動子の 励振による衝撃力の増加が,提案手法による制振効果の要因の 1 つであることを示 した.

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