除振・防振アカデミー

【振動抑制の仕組み】弾性と粘性の機能の違いとは？

振動対策の製品はさまざまありますが、なぜ振動を抑制できているのでしょうか？
ここでは、弾性と粘性の機能や役割、どのような振動対策に効果的か分かりやすく解説します。

弾性と粘性の機能

弾性は、押しつぶしや引っ張りなど力を加えている時に生じた伸び縮みが、力を除くと元に戻る性質です。
粘性は、伸び縮み時に動きに対して抵抗が生じる性質です。これらの性質は除振・防振製品に利用されています。
また、ある物体を押しつぶした際に、元の形状に戻るか戻らないかで弾性の有無を理解することができます。
元の形状に戻るものは弾性があり、元の形状に戻らないものは弾性がないと言えます。
そして、弾性と粘性の組み合わせにより、元の形状に戻ろうとする早さや機能も変わります。

除振・防振の仕組み

弾性と粘性の除振・防振製品における役割を説明します。
除振・防振製品には、「弾性要素」と「減衰要素」が内部に組み込まれています。
弾性要素は弾性を持ち、力を加えて伸び縮みさせると元の形状に戻ろうと力を蓄えます。
振動を与えた時も同様で、振動が対象に伝える力を一時的に蓄えます。
また減衰要素は粘性を持ち、力を加えられた物体の動きに対して抵抗を生じます。
その抵抗により、物体の運動は熱に変換され、吸収されます。
この弾性要素と減衰要素を組み合わせると、振動として対象に伝わる力を弾性要素が蓄え、減衰要素が小さくします。
これにより、振動が抑制されます。

弾性要素の役割（弾性）

減衰要素の役割（粘性）

製品での活用例

電子顕微鏡や半導体製造装置，各種精密検査・測定機の除振に使用されるばねマウントには、コイルばね（弾性要素）と減衰材（減衰要素）が内部に組み込まれています。
これらを調整することで、振動を取り除き、かつ揺れを早く抑えられるように設計しています。
その他、ゴム製のエアベローズ（弾性要素）と油の粘性を利用したオイルダンパー（減衰要素）の組み合わせや、単体でどちらの要素も兼ね備えたウレタンパッド（弾性要素＆減衰要素）などが例に挙げられます。