JP2967001B2 - 管状体の制振構造の製造方法 - Google Patents
管状体の制振構造の製造方法Info
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Description
造方法に関するものである。
境改善の為に、騒音問題がクローズアップされてきてい
る。又、一方では、ゴミ問題の観点から、産業廃棄物の
処理の有効利用化もクローズアップされている。音は物
体の振動により生じる故、振動系の構造部材の共鳴、共
振現象を排除できる、振動吸収性能の優れた構造部材を
使用することが、最も効率的な騒音の低減策といえる。
伝達等の軸は、軽量化を計る目的で、重量の少ない割に
高い剛性が得られる点で管状体が多用されている。しか
し、機械や構造体の支柱や軸は、機械等の振動を受けて
共振し、振動を増幅させ、騒音を発生させ易いという欠
点を有する。このため、騒音公害のみならず、作業環境
の改善の観点からも、対策が要望されている。
等と強固に結合されている場合が大半であり、支柱や軸
に振動絶縁物を介して機械等を結合する事が、機構上不
可能な場合が多い。又、一般に振動を防止する手段とし
ては、(1)重量増又は剛性強化、(2)共振の回避、
(3)振動の減衰の3つの原則しかない。しかし、管の
場合には、使用板厚を厚くしても又は中実の棒を使用し
ても、重量増による共振周波数の変化は見られるが、振
動減衰効果は見られない。その為、従来は、共振の回避
が行われていた。つまり、特定箇所に重量を取付けて局
部的に重量増を施す事により、管状体の共振周波数を振
動源の周波数と異なった点にずらす事により、共振によ
る振動増幅を回避することが行われていた。しかし、振
動源の周波数帯域が狭い場合しか効果が得られない事
と、共振点を可聴音域外にずらす事は不可能な為に、全
ての機械等で実用的な防音効果を発揮できるものではな
い。
自体に振動エネルギーを吸収させる性能を持たせる手段
として、鋼板の場合には多くの手段が公知である。例え
ば、特公昭39−12451号公報、特公昭45−34
703号公報等には、2枚の鋼板の管に力学的損失率の
高い粘弾性体で挟んだ制振鋼板が開示されている。しか
し、この様なサンドイッチ形構造を管状体に適用し、二
重管構造からなる管状体の間に粘弾性物質を挟みこんだ
制振管は、鋼板の場合と異なり、高い制振性を得る事は
出来ない。
−9978号公報において、粘弾性体を管状物内部全体
に充愼した場合に、著しく制振効果を発揮することを開
示した。上記方法では、制振性は充分あるものの、重量
増となり、モーター等の駆動源の馬力アップを行わざる
を得ない問題が生じる場合がある。また、管内に軸を通
して使用する目的には不適当であった。
体に衝撃が加わったときの振動を制振する制振構造を提
供することである。
から加わる衝撃による管状体の振動を抑制するための制
振構造であって、管状体と、この管状体の内側空間に設
けられている筒状の振動減衰部材とを備えており、振動
減衰部材が、80℃以下で実質的に流動しない粘弾性体
からなり、管状体の軸に対して垂直な任意の断面におい
て管状体の内壁面に振動減衰部材の外周面が付着してお
り、振動減衰部材の内側にある空洞部側が拘束されてお
らず、かつ空洞部の容積が、管状体の内側空間の容積の
30%以上、80%以下を占めている、管状体の制振構
造を製造するのに際して、80℃以下で流動性を示す液
状の未架橋混合物を前記管状体の内側空間に注入し、管
状体を回転させながら未架橋混合物を硬化させることに
よって振動減衰部材を成形することを特徴とする方法に
係るものである。
化するかについて種々実験を重ね、管の断面中央部材に
管状物質内容積の30〜80%の容積で管状物長手方向
に空洞を設けた場合に充分な制振性能が得られるという
新しい知見を得、本発明を完成した。
ることにより、優れた制振性を発揮する事ができ、衝撃
時の発音量を低減させ、尚かつ、減衰速度も速くなり、
騒音低減効果が非常に高くなるという知見を得た事によ
り、本発明を完成したものである。
て、80℃以下で流動性を示す液状の未架橋混合物を前
記管状体の内側空間に注入し、管状体を回転させながら
未架橋混合物を硬化させることによって、振動減衰部材
を成形できることを発見した。これによって、前記制振
構造の量産が可能となり、振動減衰部材の厚さと硬度と
を管状体の全周にわたって均一化でき、かつ振動減衰部
材が管状体の内周面に高度に密着する。
を、管状体1Aの中心軸に対して垂直方向に切ってみた
断面図、図2は、制振構造4Bを管状体1Bの中心軸に
対して垂直方向に切ってみた断面図、図3は、制振構造
4Aを、管状体1Aの中心軸を含む平面で切ってみた断
面図である。
の内側に、円筒状の振動減衰部材2Aが粘着および接着
している。図2においては、例えば断面が正方形の管状
体1Bの内側に、筒状の振動減衰部材2Bが粘接着して
いる。振動減衰部材の内側の空洞部3は、いずれも断面
円形であり、細長く延びている。各振動減衰部材2A,
2Bは、いずれも80℃以下で実質的に流動しない粘弾
性材料からなる。例えば図3に示すように、管状体1A
(又は1B)の中心軸に対して垂直な任意の断面におい
て管状体1A(1B)の内壁面に、振動減衰部材2A
(2B)が付着している。振動減衰部材2A,2Bの空
洞部3の容積が、管状体1A,1Bの内側空間の容積の
30%以上、80%以下を占めるように、粘弾性体2
A,2Bを構成する。
向にみた断面形状は、三角形、四角形、ひし形、六角形
など、種々変更できる。また、空洞部3の中心軸に対し
て垂直方向にみた断面形状も、四角形、三角形、長方
形、ひし形、六角形など、種々変更できる。
性があれば、金属、プラスチック、木材、紙、セラミッ
クス、ガラス等の無機物からなる物やそれ等の複合体で
あってよい。金属としては、鋼、アルミニウム、銅、
鉛、合金等がある。プラスチックとしては、塩化ビニ
ル、アクリル、メタクリル、フェノール、ポリプロピレ
ン、ポリエチレン等が例示できる。又、木材としては、
中央部に空洞を設け、管状とした物であれば良い。紙と
しては、紙管と称される物や、紙管に樹脂等を含浸させ
て剛性を付与した物がある。又、無機物としては、セメ
ント、石こう、ガラス、陶器、磁器、その他のセラミッ
クス等がある。
管状体の内容積の30〜80%が適している。これが3
0%以下の場合は、管状複合体の重量軽減という効果が
乏しく、本発明の目的から外れる。逆に、80%以上の
空隙率の場合は、加振時の発音量の低下が少ない為、騒
音低下効果が悪くなるために不適当である。
減衰効果が高いこと、長期に亘り変質しないこと、管状
体内壁に密着していること、80℃以下で流動しないこ
と及び前記条件を満足した上で出来るだけ軽量であるこ
ととが求められる。しかし、通常一般的に供用される粘
弾性体と異なり、比較的、大きな伸縮変位量に対する追
従性や耐酸化劣化性や耐候性等、多くの種類の耐久性は
求められない。又、一方で、従来は、粘弾性体自体の剛
性は低いものの方が制振性能を発揮しやすい材質である
として多用されているが、必ずしもそうではなく、高剛
性を示す粘弾性体であっても、本発明の目的を充分に果
たす事が出来るものである。
性体系粘弾性体としては、ポリブタジエン、クロロプレ
ン、イソプレン、スチレンブタジエン、アクリロニトリ
ルブタジエン、芳香族系短鎖ジオール等の主鎖骨格に、
末端反応基を1分子当り2ケ以上有するもの;主鎖骨格
中の二重結合を架橋点とするもの;これらの併用系;ポ
リサルファイド、ウレタン、シリコン、変性シリコン等
のゴム弾性に富んだもの;エポキシ樹脂、フェノール樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、フラン樹脂等の剛性の高
い樹脂を例示する事ができる。架橋粘弾性体系を得るた
めの主剤と硬化剤の反応基の組合せを表1に記載した。
も、逆に剛性に富んだ樹脂を用いる場合も、反応硬化物
(粘弾性体)を得る前は、80℃以下で液状の混合物で
あり、架橋反応後の粘弾性体は80℃以下では流動しな
いものを使用する。さらにこれ等の反応モル比を調整し
て、あるいはその他のポリマーや瀝青物、可塑剤等を配
合することにより、より制振効果の高い組成物とする事
が出来る。
成形作業の安定化等を行う為の配合材について、説明す
る。まず、可塑剤について説明する。本発明で言う可塑
剤とは、ポリマー間の潤滑剤的役割を演じ、分子間の流
動性を助け、分子間内部摩擦を減少させて可塑性を与え
る物である。その具体例としては、ナフテン系オイル、
芳香族系オイル、パラフィン系オイルより成る石油系軟
化剤、ヒマシ油、大豆油、パインタール等の動植物油、
DBP、DOP等から成るフタル酸エステル系、DO
A、DBS等から成る脂肪族二塩基酸エステル系、TO
TM、TDTM等より成るトリメリット酸エステル系、
エポキシ化脂肪酸モノエステル、エポキシ化亜麻仁油等
から成るエポキシ系、TCP、TOP等より成るリン酸
エステル系、ジプチルカルビトールアジペート、トリエ
チレングリコールジ−2−エチルブチレート等より成る
エーテル系、アジピン酸ポリエステル、アゼライン酸ポ
リエステル等より成るポリエステル系、塩素化脂肪酸エ
ステル、塩素化パラフィン等より成る塩素系などの可塑
剤やポリブテンや末端反応基を含まない液状ゴムを可塑
剤として、単独又は併用で使用できる。
軽量化、熱伝導性、難燃性の改善に効果があり、ゴム及
び塗料関連業界で一般に使用されるものが使用できる。
その具体例としては、マイカ、グラファイト、ヒル石、
タルク、クレー等の鱗片状無機粉末、フェライト、亜鉛
華、酸化鉄、金属粉、硫酸バリウム、リトポン等の高比
重及び熱伝導性充填剤、炭酸カルシウム、微粉シリカ、
カーボン、炭酸マグネシウム等の汎用充填剤、三酸化ア
ルチモン、硼砂、水酸化アルミニウム等の難燃性向上充
填剤、ガラス中空粉末、パーライト、樹脂発泡体粉末、
ゴム発泡体粉末、樹脂粉末、ゴム粉末、繊維粉末、紙粉
末等の軽量化充填剤を加える事により目的を達する事も
出来る。
の密着効果と振動減衰性向上効果があり、その具体例と
しては天然樹脂、ロジン、変性ロジン、ロジン及び変性
ロジンの誘導体、ポリテルペン系樹脂、テルペン変性
体、脂肪族系炭化水素樹脂、シクロペンタジエン系樹
脂、芳香族系石油樹脂:フェノール樹脂、アルキルフェ
ノール−アセチレン系樹脂、キシレン樹脂、クマロン−
インデン樹脂、ビニルトルエン−αメチルスチレン共重
合体等を単独又は併用して用いる事が出来る。
減衰性向上効果があり、その具体例としてはストレート
アスファルト、ブロンアスファルト、タール、ピッチが
挙げられる。その他の配合剤としては防錆剤、老化防止
剤、加硫剤、触媒、界面活性剤等が挙げられ、必要に応
じて添加する事が出来る。
る。図1に示すような管状複合体4Aを製造した。ま
ず、下記のD、Eの各配合物を調整した。
富んだ物)
樹脂)
Aとして、板厚2.3mm、長さ500mmの100A
鋼管を使用した。表4に示すように、各配合物Dまたは
Eを用いた。配合物D、Eをそれぞれインクロールに通
し、主剤と硬化剤とを前記の各配合処方例に従って添加
し、混合して液状の未架橋混合物を得た。そして、この
混合物を管状体1A内に入れ、管状体1Aを回転させな
がら、液状混合物を硬化させた。
合体を得た。ただし、比較例1では管状体1Aに振動減
衰部材2Aを設けなかった。また、比較例2では、振動
減衰部材を柱状とし、空洞部を設けなかった。そして、
各例の管状体について、下記の各特性を測定し、各測定
値を表4に示した。
の内容積−振動減衰部材の体積)×100/(管状体1
Aの内容積)〕から算出した。
つり糸6をかけ、供試体7の両端付近をそれぞれつり糸
6で支持した。供試体7の管状体の中心軸の延長上にマ
イク9を設置し、マイク9、騒音計10、周波数分析機
11、記録計12を順次に接続した。更に、測定条件と
して、マイク9の高さは1.2mとし、マイク9と供試
体7との距離を1mとし、供試体7の高さを1.2mと
し、供試体7の中央8を加振点とした。そして、加振時
から20dB減音するまでの時間を測定し、「振動減衰
性能」(ms)として表示した。 (衝撃による放射ピーク音) 「振動減衰性能」の項目と同様の測定条件にて、音圧レ
ベル(dB)のピーク値を測定した。
m、幅20mm、長さ50mmの試料を作製し、これら
を80℃の恒温器中に4時間静置し、流動変形の有無を
目視によって判定した。流動があった場合は「×」、流
動がなかった場合「〇」で示した。 (密着性) 前記した各例の粘弾性体について、別途、鋼板、アルミ
ニウム板、銅板、塩化ビニル樹脂板、ガラス板に貼り付
け、または塗布し、「JIS−A−5758」に準じて
剥離試験を行った。
系を示したものである。振動減衰性能は20msであ
り、空隙率0%のとき即ち全体を充愼した時とほぼ同じ
であり、衝撃によるピーク音は空隙率0%の場合と比べ
4dB高くなっているものの、単管と比べ17dBも低
減しており振動吸収性能は極めて高い。又、流動性、密
着性も良好であり、長期使用に耐えられるものである。
例を示したものである。振動減衰性能も25msであ
り、早く減衰している。衝撃によるピーク音は単管と比
べ12dB低減している。この系はやや放射ピーク音が
高くなるものの、早く減衰でき、充分振動吸収性能が発
揮できている。又、流動性、密着性共に良好であり、長
期使用に耐えられるものである。実施例3〜5について
も、良好な結果が得られている。
放射ピーク音が劣っている。比較例2では、管状複合体
の重量が大きくなる。比較例3でも、管状複合体の重量
は大きい。比較例4では、振動減衰性能、衝撃による放
射ピーク音が劣っている。
ち、30〜80%の空間を残しながら、管状体の振動を
効率よく吸収し、管状体の内側空間に粘弾性体を100
%充填した場合と同等の振動吸収効果が得られた。これ
により、制振処理用管状体の軽量化に成功した。この結
果、機械回転体等の部材に於いては、動力ロスの低減、
回転軸の管状体内への挿入が可能となり、用途展開が幅
広く行なえる。構造部材に於いては、構造体自体の軽量
化及び下部構造の小型化、運搬ロスの減少、粘弾性体の
使用量の減少によるコスト低減により、多くの用途への
適用が可能となり、メリットが大きい。このように、騒
音、振動防止に有用で用途の広い制振部材を提供できる
点で、本発明は、極めて工業上の利用価値が高い。
に切ってみた断面図である。
に切ってみた断面図である。
図である。
置を示す概略図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 管状体の外側から加わる衝撃による管状
体の振動を抑制するための制振構造であって、 管状体と、この管状体の内側空間に設けられている筒状
の振動減衰部材とを備えており、前記振動減衰部材が、
80℃以下で実質的に流動しない粘弾性体からなり、前
記管状体の軸に対して垂直な任意の断面において前記管
状体の内壁面に前記振動減衰部材の外周面が付着してお
り、前記振動減衰部材の内側にある空洞部側が拘束され
ておらず、かつ前記空洞部の容積が、前記管状体の前記
内側空間の容積の30%以上、80%以下を占めてい
る、管状体の制振構造を製造するのに際して、 80℃以下で流動性を示す液状の未架橋混合物を前記管
状体の内側空間に注入し、前記管状体を回転させながら
前記未架橋混合物を硬化させることによって前記振動減
衰部材を成形することを特徴とする、管状体の制振構造
の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4116222A JP2967001B2 (ja) | 1992-05-08 | 1992-05-08 | 管状体の制振構造の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4116222A JP2967001B2 (ja) | 1992-05-08 | 1992-05-08 | 管状体の制振構造の製造方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8285378A Division JP3012205B2 (ja) | 1996-10-28 | 1996-10-28 | 管状体の防音制振構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05312234A JPH05312234A (ja) | 1993-11-22 |
JP2967001B2 true JP2967001B2 (ja) | 1999-10-25 |
Family
ID=14681855
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4116222A Expired - Fee Related JP2967001B2 (ja) | 1992-05-08 | 1992-05-08 | 管状体の制振構造の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2967001B2 (ja) |
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---|---|---|---|---|
MX9700673A (es) * | 1994-07-29 | 1997-04-30 | Minnesota Mining & Mfg | Articulos con cavidades o huecos, estructurales, rellenados con materiales de amortiguamiento. |
JP7223612B2 (ja) * | 2019-03-25 | 2023-02-16 | オークマ株式会社 | 産業用機械の振動抑制構造 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4927772A (ja) * | 1972-07-10 | 1974-03-12 | ||
JP2773880B2 (ja) * | 1989-01-09 | 1998-07-09 | 早川ゴム 株式会社 | 建築物配管制振防音部材 |
-
1992
- 1992-05-08 JP JP4116222A patent/JP2967001B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JPH05312234A (ja) | 1993-11-22 |
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