軽くすると振動・騒音が増える

製品を軽くしようと、板厚を減らした。鉄を樹脂やアルミに替えた。すると、カバーがビリビリ鳴る、ある回転数でだけ大きく揺れる、中の音が外に漏れる。軽くすることと、静かにすることは両立しにくいことが知られています。

原因は、軽くしたことで剛性・質量・減衰の釣り合いが変わったことにあります。どの症状かによって、形を変えるのか、制振材を貼るのか、支え方を変えるのか、吸音・遮音を足すのかが変わります。次のマトリクスで、自分の課題に近いものと、使える技術を確かめてください。

課題と解決技術のマトリクス

◎ 第一候補○ 有効△ 条件によって有効

※記号は一般的な傾向に基づく目安です。実際に効く方法は、揺れや音の周波数、部品の形と材料、支え方、使う温度、置ける場所と重さの制限によって異なります。「防振」の「△」（症状A・B）は、揺れている板そのものではなく、振動源の支え方を変える場合に効くことを示します。「制振」の「△」（症状C）は、支えを伝わる振動より、伝わった先の板の鳴きに効くことを示します。「形で剛性を上げる」の「△」（症状D）は、面密度が増えないかぎり質量則による遮音は上がらないことを示します。空欄は、その技術だけでは直接の対策になりにくいことを示します。

記号の理由と出典（19件）

マトリクスの記号ごとに、理由と出典をまとめました。出典が「編集部の解説」のものは、この記事の本文の説明をもとにした編集部の評価です。症状の記号を押すと、その症状の説明へ移ります。

症状	技術	記号	理由	出典
A	形で剛性を上げる（リブ・ビード・構造最適化）	◎	鳴る原因は薄くして曲げ剛性が大きく下がったことのため、形で剛性を戻すのが第一候補	日本製鉄技報
A	制振（制振材・制振鋼板）	◎	制振材が板の振動を熱に変えて早く止めるため、板が鳴る・長く響く症状に直接効く	日本特殊塗料
A	防振（防振ゴム・ばねで支える）	△	板そのものではなく振動源の支え方を変える場合にだけ効くため条件つき	編集部の解説
A	吸音・遮音	○	反響を減らして音を小さくできるが、板の鳴きそのものを止める技術ではないため補助的	編集部の解説
A	振動・騒音の解析と計測	○	どの周波数で板のどこが揺れているかが分かれば、効く対策を選べるため	編集部の解説
B	形で剛性を上げる（リブ・ビード・構造最適化）	◎	形を変えて固有振動数を運転の範囲から離せば、共振そのものを避けられるため	編集部の解説
B	制振（制振材・制振鋼板）	○	ずらせないときに減衰を増やせば、共振の山を低くできるため	編集部の解説
B	防振（防振ゴム・ばねで支える）	△	支えの固有振動数を加振から十分離せば効くが、近いとかえって大きく伝わるため条件つき	日本建設機械施工協会
B	振動・騒音の解析と計測	◎	共振は作る前の固有値解析や作ったあとの打撃試験で探せるため、原因の特定に有効	編集部の解説
C	形で剛性を上げる（リブ・ビード・構造最適化）	○	架台やブラケットの剛性を上げれば、振動の伝わり方が小さくなるため	編集部の解説
C	制振（制振材・制振鋼板）	△	伝わった先の板の鳴きに効くだけで、支えを伝わる振動を減らす技術ではないため条件つき	編集部の解説
C	防振（防振ゴム・ばねで支える）	◎	支えの固有振動数より十分高い加振なら振動伝達率が1以下になり、伝わる力を減らせるため	日本建設機械施工協会
C	振動・騒音の解析と計測	○	振動が伝わる経路と共振している場所が分かれば、対策の場所を決められるため	編集部の解説
D	形で剛性を上げる（リブ・ビード・構造最適化）	△	面密度が増えないかぎり質量則の遮音は上がらないため、形で剛性を上げても条件つき	編集部の解説
D	制振（制振材・制振鋼板）	○	板の振動で透過損失が下がる場合に、制振鋼板で質量則相当の遮音が見込めるため	日本製鉄のカタログ
D	吸音・遮音	◎	音を止める力は面密度で決まり、軽くすると下がるため、遮音・吸音を足すのが直接の対策	MONOist
D	振動・騒音の解析と計測	○	漏れている音の周波数が分かれば、吸音材の厚さや遮音層を選べるため	編集部の解説
E	形で剛性を上げる（リブ・ビード・構造最適化）	○	計算と実測の結果からリブの位置や板厚を決められるが、まず予測が要るため有効止まり	編集部の解説
E	振動・騒音の解析と計測	◎	固有値解析と打撃試験で、作る前に共振や揺れ方を知れるため	編集部の解説

課題の診断と解決策

揺れ方・音の出方と、軽くするために何を変えたかから、疑う原因と、まず試す対策の見当をつけられます。症状ごとの詳しい見方は、下のカードで確かめてください。

なぜ、軽くすると振動・騒音が増えるのか

薄くすると、重さより剛性が大きく下がる

日本製鉄の技報では、平らな板の伸び（圧縮）・せん断に対する剛性は板厚に比例し、曲げに対する剛性は板厚の3乗に比例するとしています。重さは板厚に比例するので、板が曲がる変形が多い部分ほど、板厚を減らしたときに重さの減り方より剛性の下がり方が大きくなります。同じ技報は、構造を変えずに板厚を減らすと、重量の低下率より剛性の低下率のほうが大きくなる可能性があるとしています。

固有振動数が下がり、共振しやすくなる

ばねと質量のモデルでは、固有振動数は f＝(1/2π)√(k/m) で表されます（k：剛性、m：質量。日本建設機械施工協会の資料など）。軽くすると m が減るので固有振動数は上がる方向ですが、薄くして k が m 以上に減ると、固有振動数は下がります。固有振動数を含む力を加え続けると大きく振動し（共振）、これが回転数や加振の周波数と重なると、揺れや音が大きくなります（日本建設業連合会の用語解説）。

壁が軽いと、音を止める力が下がる

壁が音を止める力（透過損失）は、壁の材質で決まるのではなく、壁の1m²あたりの質量（面密度）で決まります（MONOist の連載）。日本建設業連合会の用語解説では、概略、面密度を2倍にすると透過損失は約5dB 大きくなり、同じ面密度なら周波数が2倍で約5dB 大きくなるとしています（質量則）。逆に、カバーを薄く軽くすると、音を止める力は下がります。

さらに、コインシデンス周波数より高い音では、板が曲げ振動をして、質量則で見込める遮音の効果が下がる「コインシデンス効果」があります。MONOist の連載では、板厚3mm のガラスは質量則では37dB 程度の透過損失があるものの、3,400Hz 以上ではそれほどの遮音効果は期待できない（0dB まで下がるわけではない）という例を挙げています。本田技術研究所の論文の要旨も、軽量化と静粛性の向上を両立させることは技術的に難しいとしています。

原因の切り分け方

原因を切り分けるには、まず揺れや音の周波数と、それが出る条件を見ます。次は編集部の目安です。特定の回転数・速さのときだけ大きくなるなら共振を疑い、固有振動数と加振の周波数を比べます。板をたたいて長く響くなら、減衰が足りません。振動源から離れた所が鳴るなら、支えを伝わる振動を疑います。カバーの外で音だけが大きくなったなら、遮音が足りない可能性があります。

出典：剛性評価技術に基づく剛性向上と軽量化の両立｜日本製鉄技報 第412号、共振周波数、共振・固有周波数、固有振動数｜日本建設業連合会、都市土木現場における防振対策｜建設機械施工（日本建設機械施工協会）、質量則｜日本建設業連合会、騒音低減技術の基本「遮音」と「吸音」を理解する 〜遮音について〜｜MONOist、同（コインシデンス効果）｜MONOist、低比重材を活用した軽量化と静粛性向上の取組み事例紹介｜自動車技術会

解決技術の詳細

対策は、揺れにくい形にする（剛性）、揺れを早く止める（制振）、揺れを伝えない（防振）、音を通さない・響かせない（吸音・遮音）に分けて考えます。どれが効くかは周波数と場所で変わるので、解析と計測で確かめながら選びます。

形で剛性を上げる（リブ・ビード・構造最適化）

重さを増やさずに剛性を上げるには、形を変えます。板の一部を高さ方向に立てるリブ、プレスで凸凹の筋を付けるビード、縁を折り曲げるフランジは、どれも断面の形で曲げに強くする方法です。日本製鉄の技報では、部位ごとの板曲げの変形の度合いを調べ、板厚を増やす所と減らす所を決めて、軽量化と剛性の向上を両立させた事例を示しています。

どこに材料を残すかを計算で決める方法が、トポロジー最適化・形状最適化です。剛性や固有振動数を制約条件にして、重さを減らす形を探します。くいんとの事例では、剛性と固有振動数の要求を満たしながら、ブラケットを約61％軽くしています（くいんと）。

制振（制振材・制振鋼板）

制振は、揺れている板の振動を熱に変えて、早く止める方法です。日本特殊塗料の解説では、制振材は粘弾性樹脂のシートで、鋼板に直接貼り付け、振動で伸縮変形する鋼板をダンピングして、振動を熱エネルギーに変えるとしています。粘弾性の層を拘束板で挟む「拘束型」もあり、シーシーアイ住設建材はアルミ箔とブチルゴムを重ねた拘束型の制振材をつくっています。

鋼板そのものを制振材にした制振鋼板もあります。日本製鉄のカタログでは、2枚の鋼板の間に約40μm 厚の粘弾性樹脂を挟み、曲げ振動にともなう樹脂のずり変形で振動エネルギーを熱エネルギーに変えるとしています。制振の性能は損失係数で表し、大きいほど制振性が大きく、温度によって変わるため、使う温度に合わせて常温用・中温用・高温用を選ぶとしています。

防振（防振ゴム・ばねで支える）

防振は、振動源を防振ゴムやばねで支え、周りに伝わる力を減らす方法です。日本建設機械施工協会の資料では、振動数比（加振の周波数÷支えの固有振動数）が√2 より大きい範囲で、振動伝達率が1以下になり防振の効果が出るとしています。振動数比が1の近くでは共振して、かえって大きく伝わります。

同じ資料では、伝達率を小さくするには、ばねを柔らかくして支えの固有振動数を下げる、質量を大きくする、としています。ただし、ばねを柔らかくするとたわみが大きくなるため、許容できるたわみとの兼ね合いが要ります。ダンパー（減衰）は、共振の範囲を通り過ぎるときの揺れを抑えるのに効きますが、定常の運転では防振の効果をかえって下げるとしています。

吸音・遮音

遮音は、壁で音の通り抜けを止めることです。質量則のとおり面密度が大きいほど効くため、軽くしたカバーでは遮音が下がります。吸音は、音のエネルギーを失わせて反響を減らすことで、グラスウールや連続気泡のスポンジなどを使います。MONOist の連載では、吸音率は素材の種類ではなく、多孔質の形と全体の厚さで決まるようだとし、厚さ25mm の吸音材の吸音率は300Hz で0.3くらいで、300Hz の音には厚さ100mm が必要だとしています。

吸音層と遮音層を1枚にしたパネルもあります。静科のパネルは、吸音層の発泡樹脂と遮音面の石膏ボードなどを組み合わせ、低周波音から高周波音まで吸音・遮音できるとしています。日本製鉄のカタログは、遮音材の板が振動して透過損失が下がる場合に、制振鋼板を使えば質量則に相当する透過損失が見込めるとしています。

振動・騒音の解析と計測

共振は、作る前は固有値解析で、作ったあとは打撃試験（実験モード解析）で探します。MONOist の連載では、インパルスハンマーでたたいて各点の加速度を測り、周波数応答から共振点と揺れ方を求める実験モード解析を紹介しています。同じ回の筆者は、ハンマーの加振ではすべての共振点の揺れ方が得られるものの、実際に問題になっている揺れ方がどれかは分からないため、機械を動かした実稼働状態でのモーダル解析を勧めています。

出典：剛性評価技術に基づく剛性向上と軽量化の両立｜日本製鉄技報 第412号、事例7 固有振動数と製造性を考慮したブラケットの形状最適化｜くいんと、制振とは｜日本特殊塗料、ダイポルギー FDC｜シーシーアイ住設建材、制振鋼板 バイブレス（カタログ）｜日本製鉄、都市土木現場における防振対策｜建設機械施工（日本建設機械施工協会）、騒音低減技術の基本「遮音」と「吸音」を理解する 〜吸音について〜｜MONOist、質量則｜日本建設業連合会、一人静 タイプL｜静科、Excel で実験モーダル解析をやってみる｜MONOist、同（ハンマリング加振によるモーダル解析）｜MONOist

軽量化の振動・騒音対策の技術を持つ企業

各企業が解決できる課題と技術の内容を、企業が公開している情報をもとに紹介します。形を変えたいのか、制振材を貼りたいのか、振動源の支え方を変えたいのか、音を囲いたいのか、まず原因を測りたいのかによって、相談先が変わります。

企業	解決できる課題	種類	何ができるか	合う症状
くいんと	A薄くした板・カバー・パネルが鳴る、ビビるBある回転数・速さのときだけ、大きく揺れるE作ってみるまで、どこが揺れる・鳴るのか分からない	解析ソフト・受託解析	構造最適化のソフトと受託解析で、剛性と固有振動数を保ったまま軽くする形を探す。	A 薄くした板・カバー・パネルが鳴る、ビビる B ある回転数・速さのときだけ、大きく揺れる E 作ってみるまで、どこが揺れる・鳴るのか分からない
シーシーアイ住設建材	A薄くした板・カバー・パネルが鳴る、ビビるBある回転数・速さのときだけ、大きく揺れる	制振材メーカー	高減衰の材料「ダイポルギー」の制振材で、薄板の振動を熱に変えて鳴きやビビりを抑える。	A 薄くした板・カバー・パネルが鳴る、ビビる B ある回転数・速さのときだけ、大きく揺れる
日本特殊塗料	A薄くした板・カバー・パネルが鳴る、ビビるD壁・カバーを薄く軽くしたら、音が漏れる	制振・防音材メーカー	貼る・塗る制振材と吸音・遮音材で、鋼板のパネルの鳴きや車体・筐体の音を抑える。	A 薄くした板・カバー・パネルが鳴る、ビビる D 壁・カバーを薄く軽くしたら、音が漏れる
特許機器	Cモーター・ファン・ポンプの揺れが、周りに伝わる	防振装置メーカー	防振装置で、機械の振動が床や周りに伝わるのを抑える。	C モーター・ファン・ポンプの揺れが、周りに伝わる
静科	D壁・カバーを薄く軽くしたら、音が漏れる	吸遮音材メーカー	吸音と遮音を1枚にしたパネルで、機械のカバー・囲いから漏れる低い音まで抑える。	D 壁・カバーを薄く軽くしたら、音が漏れる
小野測器	A薄くした板・カバー・パネルが鳴る、ビビるBある回転数・速さのときだけ、大きく揺れるCモーター・ファン・ポンプの揺れが、周りに伝わるD壁・カバーを薄く軽くしたら、音が漏れるE作ってみるまで、どこが揺れる・鳴るのか分からない	計測機器・受託測定	実験モード解析・騒音の測定を受託し、どこがどの周波数で共振しているかを特定し、効果を確かめる。	A 薄くした板・カバー・パネルが鳴る、ビビる B ある回転数・速さのときだけ、大きく揺れる C モーター・ファン・ポンプの揺れが、周りに伝わる D 壁・カバーを薄く軽くしたら、音が漏れる E 作ってみるまで、どこが揺れる・鳴るのか分からない

株式会社くいんと｜構造最適化のソフトと受託解析で、剛性と固有振動数を保ったまま軽くする

くいんとは、東京都府中市に本社を置く、1985年設立の会社です（資本金1,520万円）。事業内容は、計算力学関連ソフトウェアの開発・販売と技術コンサルティングです。1989年に位相最適化プログラム OPTISHAPE を発売しています。

技術	内容
構造最適化のソフトウェア	トポロジー最適化の OPTISHAPE-TS や、SOLIDWORKS のアドインとして使う構造最適設計ソフト HiramekiWorks を開発・販売している
剛性と固有振動数を制約にした軽量化	HiramekiWorks の事例では、ブラケットを、剛性と固有振動数を制約条件にして最適化（軽量化）し、途中で製造性を考えてリモデリングしたうえで、さらに最適化した。剛性と固有振動数の要求性能を満たしながら、約61％の軽量化を達成したとしている
受託解析	自社製品を使った設計支援などの受託解析を行い、モデルとデータの作成から解析・報告書の作成まで、全体でも一部でも引き受けるとしている

• 軽くしたいが、固有振動数や剛性を下げたくない
• どこに材料を残せば揺れにくくなるか、形の案がほしい
• 最適化の結果を、作れる形に落とし込みたい

出典：事例7 固有振動数と製造性を考慮したブラケットの形状最適化｜くいんと、受託解析｜くいんと、会社概要｜くいんと

シーシーアイ住設建材株式会社｜高減衰の材料「ダイポルギー」の制振材で、薄板の振動を熱に変える

シーシーアイ住設建材は、岐阜県関市に本社を置く、2025年4月設立の会社です（資本金1億円）。シーシーアイホールディングスのグループ会社で、住設・建材事業の開発、製造・販売を行っています。制振・吸音材のブランド「ダイポルギー」を扱っています。

技術	内容
ダイポルギーの技術	高分子材料に特殊な添加剤を混練・分散して、高減衰性の材料をつくる技術。音・振動・衝撃のエネルギーを大幅に吸収し、熱エネルギーに変換できるとしている
拘束型の制振材 FDC	拘束板のアルミニウム（アルミ箔0.1mm）と、制振材のブチルゴム（1.7mm）を重ねたシート。面密度は2.9kg/m²。広い温度域で制振性能を発揮するとし、柔らかく曲面にも貼れ、粘着力があるので接着剤なしで施工できるとしている
製品の種類	拘束型の FDC のほか、非拘束型の制振材、制振塗料、吸音フォーム、遮音シート、防振材をそろえている

• 薄くした鋼板・パネルの鳴きやビビりを抑えたい
• 曲面の部品に、後から制振材を貼りたい
• 使う温度で、どのくらい減衰が出るかを確かめたい

出典：ダイポルギー FDC｜シーシーアイ住設建材、ダイポルギーとは｜シーシーアイ住設建材、製品情報｜ダイポルギー、会社概要｜CCI

日本特殊塗料株式会社｜自動車の車体で使う、貼る・塗る制振材と吸音・遮音材

日本特殊塗料は、東京都北区に本社を置く、1929年創業の会社です（資本金47億53百万円、連結従業員1,079人）。自動車用の防音材などをつくる自動車製品事業と、塗料事業を行っています。

技術	内容
シート状の制振材	アスファルトを主原料としたシート状の粘弾性樹脂で、車体の鋼板に直接貼り付け、ボディパネルの振動を低下させる。振動で伸縮変形する鋼板をダンピング（粘性減衰）し、振動を熱エネルギーに変えるとしている。ドアパネルの裏でドア閉じ音を、ルーフの裏でびびり振動を抑える用途も挙げている
塗る制振材	塗布型の制振材 NTダンピングコートは、複雑な形状の部分や垂直面・背面を効率よく制振処理できるとしている
吸音材・遮音材	エンジンルームの遮音材（ダッシュアウターインシュレーター）や、ボンネット・天井・フェンダーなどの吸音材をつくっている

• 鋼板のパネルが鳴る・びびる
• 形が複雑で、シートを貼りにくい所も制振したい
• 車体・筐体の吸音・遮音をまとめて相談したい

出典：制振とは｜日本特殊塗料、吸音とは｜日本特殊塗料、会社概要｜日本特殊塗料

特許機器株式会社｜防振装置で、機械の振動が床や周りに伝わるのを抑える

特許機器は、兵庫県尼崎市に本社を置く、1969年設立の会社です（資本金4,840万円、従業員372名）。防振装置・防振システム、精密機器の除振システム、構造物の制振システム、振動監視システムの設計・製造・販売を行っています。

技術	内容
防振技術	加振源となる機器などを弾性で支持し、周囲へ伝わる加振力を減らして、振動と固体音を抑える技術と説明している。防振装置の伝達率 τ が1より小さくなる周波数帯で防振の効果が得られるとしている
コイルばねのサージング対策	コイルばねは、衝撃や繰り返し荷重でばね自身の固有振動が大きく励起される「サージング」を起こし、防振性能が劣化することがある（概ね100Hz 以上）。ばねに減衰を付加する「サージレス対策」で、空気ばねと同等の高性能な防振を実現しているとしている
調査測定とシミュレーション	現場の調査測定と、予測・解析・シミュレーションで理論的に検証してから対策を立てるとしている

• 機械の振動が、床や周りの設備に伝わって困っている
• 防振ゴム・ばねを入れたら、ある回転数でかえって揺れる
• 対策の前に、振動を測って原因を知りたい

出典：防振技術｜特許機器、技術情報｜特許機器、会社概要｜特許機器

株式会社静科｜吸音と遮音を1枚にしたパネルで、機械の低い音まで抑える

静科は、神奈川県厚木市に本社を置く、2006年創立の会社です（資本金1,430万円、従業員10名）。吸遮音材・パネル材や低周波音対策材の製造販売、防音工事、音響測定を行っています。

技術	内容
吸遮音パネル「一人静 タイプL」	吸音面にアルミ繊維、吸音層に発泡樹脂、芯材にアルミハニカム、遮音面に石膏ボードや塗装アルミ板を使ったパネル。グラスウールやウレタンでは吸音できなかった低周波音から高周波音まで、1枚で吸音・遮音できるとしている
公開している性能	（財）小林理学研究所での測定で、残響室法吸音率は125Hz 付近で40％、250Hz 以上で80％以上としている。大きさ1,000×1,000×66mm で重さは15kg/枚
機械の騒音対策の事例	歯車試験機のモーターなどの複合騒音の対策、工場のブロアや大型送風機の防音カバーなどの事例を公開している

• 機械のカバー・囲いから漏れる音を減らしたい
• 低い音（低周波音）まで抑えたい
• 防音カバーの設計・施工まで相談したい

出典：一人静 タイプL｜静科、会社概要・沿革｜静科

株式会社小野測器｜実験モード解析・騒音の測定を受託し、原因の特定から効果の確認まで支援する

小野測器は、横浜市西区に本社を置く、1954年設立の計測機器メーカーです。音響・振動の計測機器（騒音計、加速度センサー、インパルスハンマーなど）をつくり、音響・振動の受託測定やコンサルティングも行っています。

技術	内容
受託試験・コンサルティング	音響・振動の課題に対し、現象把握、部位特定とメカニズム解明、低減方法の案出、効果確認までの、どの段階からでも支援できるとしている
公開している事例（題名）	「実験モード解析を活用した FEM 構造最適化」「ホワイトボディの実験モード解析」「トラッキング解析を活用した固有振動数と振動形状の把握」などを挙げている
材料の測定（JIS/ISO）	音響実験室を使い、「中央加振法による制振材料の損失係数測定」「残響室法による遮音材の音響透過損失測定」「残響室法による吸音材の吸音率測定」などの受託測定を行っている

• どこが、どの周波数で共振しているかを知りたい
• 解析のモデルが合っているか、実験で確かめたい
• 制振材・遮音材・吸音材の性能を規格どおりに測りたい

出典：受託試験・コンサルティングサービス｜小野測器、会社概要｜小野測器

選ぶ前に確かめる条件

メーカーや解析・測定の会社に相談する前に、次の条件を整理しておくと、話が早くなります。

• 軽くするために変えたこと（板厚、材料、形、部品の数）と、変える前との違い
• 揺れ・音が出る条件（回転数、速さ、負荷、温度）と、困っている周波数（わかれば）
• 振動源（モーター・ファン・ポンプ・ギアなど）の位置と、支え方・取り付け方
• 増やしてよい重さと厚さ、貼る・塗る・挟むことができる場所
• 使う温度の範囲（制振材の効きは温度で変わる）、油・水・熱などの環境
• 解析モデル（3D データ）と試作品の有無、打撃試験や運転中の測定ができるか

関連する課題

この課題に関係する分野・技術・製品のページ

※アイキャッチ画像は、AI（ChatGPT）で生成したイメージです。実在の製品ではありません。

情報の確認日：2026年9月30日