防振の効果について「論理的」に説明したいのです！

Question

ある人物と次のようなことについて論争中です

---------------------------------------

ＰＣ(パソコン)の本体は
ファンやドライブ等が原因で短い周期で振動していますよね
それに対してＰＣが置いている床は建物の一部ですから揺れませんし
しっかりしていていますよね
ですからＰＣがその床に置いてある時は
ＰＣが無重力状態でぷかぷか浮いている時より揺れませんよね
(↑この時点であっているか心配・・・)
それでは現在のところＰＣは床に直接置いてあるのですが
ＰＣと床の間に柔らかいゴムのような防振をいれたら
ＰＣの揺れは大きくなるでしょうか？小さくなるでしょうか？

---------------------------------------

私はＰＣの揺れは大きくなると思うのですが
論理的に説明できなくて
相手を説得できません
(相手は小さくなると主張します
むしろ私が間違っているのでは・・・！？と少し不安・・・)

くだらない事で申し訳ありませんが
どうか正しい答えと
それに対する論理的な反論の余地のない説明を教えてください
お願いします

noname#11476 · Accepted Answer

実際にＰＣの揺れが大きくなるのか、小さくなるのかはもちろんやってみないとわかりません。
だからそういう意味では、「小さくなる」「大きくなる」との結論は、やってみないと出ないのが答えなので、cycloid448さんもその友人の方も間違いと言えますが、、、

知りたいことは（ゴムを入れると）必ず小さくなるわけではないという根拠ですよね？

ならば、逆に大きくなるケースを考えればよろしいかと思います。

たとえば、振動は結局ケースを振り子として細かく動いているだけですから、単純なケースとしてピアノ線を手で振ることを考えると、その先が床に接すると振り子の動きは止まります。
（ピアノ線の先端がビュンビュンと動くように振るわけですね）
しかし、たとえば非常に早く振った場合は、今度は一端が床に固定されていても、ピアノ線の中央が一番振幅が大きくなるような振動が起きます。

これは、ピアノ線の端が解放されている時にあった低周波での共鳴周波数が、一端が固定されることによりピアノ線の共鳴周波数から消えたために振動が起きなくなった。
と言うことが出来ます。

振動の振幅が元々小さい場合は、ゴムによる一端の固定は、完全に床に固定した場合と違って自由度がありますから、その分開放端の条件に近くなるでしょう。
（床の場合は、床との摩擦力によりますね）

比較的に低周波で振幅が大きいような振動の場合は、床に直接置いた方がゴムの上に置くとか、空中に浮かせるよりも振動は小さくなります。
理由は結局ピアノ線の振動の例と同じことが起きるからです。

なかなか適当な例を思いつかないので、このぐらいしか説明できませんが、どんなものでしょうか？

ＰＣの場合は難しいですね。筐体の構造、重量、発生している振動の周波数にもよりそうですから。
低周波の振動を止めるのに、どこかを固定したら、高い共振周波数が生まれてしまって、また震動源に丁度その周波数が含まれていたために、低周波の振動は小さくなったけど、高周波の振動は大きくなったなんてことも良くある話です。
（こうなるとcycloid448さんの方が結果的に間違いとなりますけどね）

では。

noname#11476 · Answer

補足読みました。
そうですね、実際はこの振動問題はかなり複雑なんですよ。
では、振動（を低減させる）の専門家がどうやっているかというと、

１）加速度センサー（振動を測定する小さな素子）を沢山筐体に張り付ける。
２）外から様々な周波数の振動を加える。
３）あと、内部で発生している振動も動作させて測定する。
４）筐体の構造をコンピュータで再現させ、有限要素法という手法で振動解析し、測定結果とつき合わせて、モデルを構築。
５）このモデルに対してどこの部材をどのように変化させれば振動が低減できるかをシミュレーションする。
　　（変化とは、構造の形状（補強剤とか、重量を変えるとか、材質を変えるとか、ｅｔｃ．．）
６）最後にその設計変更を織り込んで、また１，２を行い効果を確認する。

うまく行くと一度で振動は下がるし、だめならばまたやり直しです。
（もちろん専門家ですから、大抵は一度でうまく行きますが）

なんて事をやっています。

反射の話は、固定端の反射（床がある場合）、自由端の反射（空気の場合）ですね。
（高校で習うやつです。）
現実の物は複雑で、簡単には「これである」とはなかなか言えないのが難しいところです。

ご参考までに。

noname#11476 · Answer

答えはどっちでもありうるでしょう。

まず、前提条件の床が揺れないというのは間違っています。
（揺れるから上の階の物音が聞こえるんです。）

で、ＰＣの揺れが大きくなるかどうかですが、

・ＰＣの振動が床と共振する、又はＰＣの足が床によって制限された時のＰＣ本体の共鳴周波数に近いか一致する振動が起きているときには、ゴムを入れると小さくなるでしょう。
・上記の条件でないときにはゴムを入れると大きくなるでしょう。

振動が大きくなるか小さくなるかは、その系の共鳴（又は共振ともいう）周波数と実際の振動源の発生する周波数との関係で決まると言うことです。
その系の共鳴周波数は、系の重量、形状などで決まってきます。ＰＣが床におかれたときには、完全ではなくても一部ＰＣの筐体になりますから、変化があるでしょう。
あと、境界（ここではＰＣと床の間）があると反射が起きますのでそれも考慮しなければなりません。
そのため、たとえ床が「揺れない」としてもどっちになるかは、その対象物（の共鳴周波数）次第です。

これは工業的には様々なところで応用されています。
たとえば建物の地震対策でも同じ方法が利用されています。車の防振対策も同じです。

実際にＰＣの振動を小さくしたい場合には、試してみることが一番簡単です。

では。

cricket · Answer

商社に勤めていて、防振ゴムも扱い商品の一つです。
理論的には明確じゃないかも知れませんが、体験的な見地から言わせていただきます。

本体の揺れが大きくなるかどうかは「加振力」と「自重」との関わりだと思います。
例えばファン、扇風機のような物を防振ゴムのような緩衝剤で防振するときは、本体の揺れは大きくなります。
床に伝わる振動は小さくなりますけどね。
ファンの羽は本体寸法に比して大きく、そのバランスの悪さから来る加振力は大きく作用するようです。
逆にコンプレッサーを防振すると、本体の揺れすらも小さくなるように感じます。
コンプレッサーの振動部は本体の自重に比して小さく、
その辺が関わっているのではないか、と思います。

PCの場合、ファンやドライブが振動を発生しても、PC本体の自重に比して、その加振力は小さいと感じます。
従って、小さいファンなどが振動しても、加振力が本体自重に比して小さいために、本体を防振ゴムなどで浮かした場合、本体の振動幅は小さくなるのではないでしょうか。

・・・予想ですけど。

現実にはパソコンの防振の要求は周囲の振動からの保護、と言う要求からです。
周囲から振動を食らうとハードディスクがクラッシュしたりするからです。
プリンターの防振は更に要求が高いのですが、これはプリンタヘッドの重量が本体に比して大きく、しかも極低周波数で行ったり来たりするので更に難しい防振です。
大きい加重を持った基礎で受けて、その基礎ごと防振する発想でないとなかなか解決しません。

ここまで書いても、別に理論的に解説しているわけじゃないですね。
すみません。
でも、体験的にはそういうことです。

ご参考に。

防振の効果について「論理的」に説明したいのです！

実際にＰＣの揺れが大きくなるのか、小さくなるのかはもちろんやってみないとわかりません。

補足読みました。

答えはどっちでもありうるでしょう。

商社に勤めていて、防振ゴムも扱い商品の一つです。

似たような質問が見つかりました

関連するカテゴリからQ&Aを探す

デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング

マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング