「第29回機械要素技術展」にさまざまな振動を防振可能なαGELを展示

高性能スマートαGELを使った幅広い荷重レンジに対応可能な防振材

株式会社タイカ

2024年6月14日 12時56分

多機能素材「αGEL（※）」を開発・製造・販売する株式会社タイカ（本社：東京都港区、代表取締役社長：鈴木大登）は、磁場応答αGELと高減衰・高弾性αGELにより、これまで以上に高減衰かつ高弾性なαGEL防振材の2種を新たに開発いたしました。これらのαGELは、荷重レンジが大きく変化する無人搬送ロボットや精密医療機器に入力する振動を絶縁しながら衝撃的な振動振幅も効果的に低減する高性能な当社最新の防振材です。

（※）αGEL（アルファゲル）とは、タイカが独自に開発した非常にやわらかいゲル状素材です。

参考文献(1) K. Sunakoda, N. Yamamoto and H. Nasuno and H. Sakurai, Investigating on the shearing characterization of magneto responsive gel, Proc. of the ASME 2011, SMASIS, 2011, No.4945.

磁場応答αGEL

せん断方向振動に対するセミアクティブ防振性能を確認するために試作したサンプル第1号（1）。

展示会場で実際に触っていただけます！

高減衰・高弾性αGEL

共振応答倍率従来比で50％減を確認。

開発背景

当社汎用防振材の採用が拡大する中で、新たに中・大荷重用途の防振ニーズが増えて参りました。防振支持荷重が増加すると、その分だけ静的ばね定数を高める必要があり、系の減衰比が低下しやすく、その結果、制振効果が低下しやすいことが大きな課題となっていました。そこで、当社研究開発部では、１）外部磁場によって減衰性と弾性の両方が大きく変化する磁場応答αGEL、２）中・高荷重向けに高減衰かつ高弾性なαGEL防振材を開発することにいたしました。

開発品の特長

磁場応答αGEL

①外部磁場でゲルの剛性と減衰が大きく変化

磁場あり・なしで剛性と減衰性が大きく変化するため、不意な衝撃的外力に対して振幅を低減できます。

②効果的に振動を吸収

振動1サイクルあたりの減衰容量変化が約100倍変化し、共振点付近で高い制振効果が期待できます。

③ばね定数と減衰係数の両方を磁場で制御可能

振動1サイクルあたりの等価ばね定数が約100倍、等価減衰係数が10倍変化します。ばね性と減衰性の両方を制御可能なため、不意に大きな加速度がシステムに入力した際にも高い粘弾性効果を発揮できます。

④セミアクティブ防振デバイスとして有用

開発中の磁場応答αGELと電磁石を組み合わせたセミアクティブ防振デバイスを試作し、振動試験を行いました。デバイス共振点付近でデバイスに載せたビーズが跳ね上がりますが、ここで磁場をONにするとビーズの動きがピタリと収まります。

高減衰・高弾性αGEL

①制振性と振動絶縁性を高いレベルで発揮

機械や装置類においては約20Hz以上の振動について絶縁ニーズが高い状況ですが、高い振動絶縁性を追及すると材料のばね定数を相対的に低くしなければならないため、低周波域で共振応答倍率が増大するケースが多くみられます。今回開発した新材料は従来の当社汎用防振材と同等以上の振動絶縁性（低共振周波数性能：左図）と高い制振性（共振応答倍率を低減する性能：右図）の両方を発揮します。

②αGELの限界を突破

制振性と振動絶縁性は一般には二律背反の関係にあることが知られており、特にシリコーン素材を高減衰・高弾性率化することは困難とされてきました。図は新材料を10%ひずみで正弦波加振した場合の変位－力のヒステリシスループを表しており、新材料の方がループの傾き（等価剛性を表します）と面積（振動１サイクル当たりの等価粘性減衰容量）が共に当社汎用αGELのループよりも大きいこと、すなわち汎用αGELの剛性と減衰性が大きく進化したことが分かります。

開発品の展示情報

下記展示会に出展いたします。ぜひ、ご来場ください。

※こちらで事前にご登録いただければ、ご入場がスムーズです。

展示会	第29回機械要素技術展 [東京] 2024
会場	東京ビッグサイト
会期	2024年6月19日（水）～21日（金）10：00 ～18：00　※21日のみ17：00閉会
当社ブース	東2ホール E14-050

多機能素材事業について

αGEL（アルファゲル）は、タイカが開発した非常に柔らかいゲル状素材です。
αGELは、衝撃吸収、防振・制振、放熱、防水・防塵、オプティカルボンディング、感触などの特性を生かして、スポーツ、文具、カバン、腕時計、自動車、産業機器、エレクトロニクス製品、介護・福祉用品など、私たちの暮らしの中の製品に幅広く採用されています。

多機能素材事業に関する最新情報は下記にてお知らせしております。ぜひ、ご覧ください。

αGEL公式HP　　https://taica.co.jp/gel/

X（旧Twitter） https://x.com/gel_taica

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YouTube　　　 https://www.youtube.com/user/taicacorporation

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