除振・防振アカデミー

【振動要素の理解】周波数・変位とは？

振動対策を行うには４つの要素「周波数」「変位」「速度」「加速度」の理解が必要です。
ここでは、「周波数」と「変位」について事例を交えて分かりやすく解説します。

周波数とは？

振動周波数とは、１秒間の揺れの回数を意味します。
単位は「Hz(ヘルツ)」であり、１秒間に60回揺れれば60Hz、100回揺れれば100Hzとなります。
例えば地震のように大きくゆっくり揺れる振動より、携帯電話のバイブレーションのように小刻みに速く揺れる振動の方が周波数は大きくなります。
以下に洗濯機の振動と床の振動をグラフを用いて解説します。
洗濯機の振動で、左と右に往復した揺れが、１秒間に５回揺れた場合は、５Hzとなり下図のように表現できます。
同様に床の振動で、上と下に往復した揺れが、１秒間に150回揺れた場合は、150Hzとなり下図のように表現できます。

変位とは？

変位とは、位置の変化（揺れの向きと大きさ）を意味し、単位は「ｍ(メートル)」で表します。
例えば、メトロノームを思い浮かべてもらうと動作前の中心の位置を基準に左右に同じ大きさで揺れますが、振動も同様にある基準の状態を中心に左右（又は上下）に揺れ、この位置の変化を「変位」と表します。

以下に洗濯機の振動と床の振動をグラフを用いて解説します。
洗濯機の振動で、左と右に揺れた変位が基準に対してそれぞれ0.02mの場合、下図のように表現できます。
同様に床の振動で、上と下に揺れた変位が基準に対してそれぞれ0.001mの場合、下図のように表現できます。

グラフから周波数と変位（振幅）を読み取る

周波数、変位の例を併せて洗濯機の振動を1つのグラフにまとめて表すことができます。以下の図は洗濯機の振動を横軸時間、縦軸変位のグラフを表しており、グラフの横軸から１秒間に左右に揺れる回数が５回で周波数は５Hz、グラフの縦軸から左右に揺れる位置の変化が0.02ｍで変位は0.02mであることが読み取れます。