JP2978015B2 - 制振構造体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、制振部材及び制振構造
材として適した、振動吸収性能に優れた制振構造体を製
造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、商品性能の向上及び作業空間の環
境改善の一環として、特に対策が遅れていた騒音を低減
する要望が特に高くなっている。音は物体の振動により
生じる為、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事が最
も効率的な騒音の低減と言える。

【０００３】従来より、機械部材や構造体の支柱や動力
伝達等の軸は、構造体の大型化によるコストアップや動
力伝達効率を上げる目的から軽量化が計られており、重
量の少ない割に高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、振動を増幅させて騒音を発生させ
易いという欠点を有する。この為、騒音公害のみなら
ず、作業環境の改善という観点からも対策が要望されて
いる。

【０００４】ところが、これら支柱や軸は、機構上機械
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得られるが、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、特定箇所に重量物を取付けて局部的
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。

【０００５】一方、振動の減衰を目的として、構造部材
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枚の鋼板の間に力学的損失率の
高い粘弾性体を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。

【０００６】そこで、本発明者等は、以前に特公昭６３
−９９７８号公報において、粘弾性体を管状体内部全体
に充填した場合に、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
を得ないという問題が生じる場合がある。また、管状体
の内部に軸を通して使用する目的には不適当であった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、細長
い空洞を有する構造体に外から衝撃が加わったときの振
動と騒音とを効果的に抑制でき、かつ軽量の制振構造を
提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の発明は、
細長い内側空間を備えた構造体の外側から加わる衝撃に
よる構造体の振動を抑制するための制振構造体であっ
て、構造体と、構造体の内側空間に設けられている有機
高分子材料からなる筒状成形体とを備えており、筒状成
形体の内側に空洞部が設けられており、筒状成形体に少
なくとも筒状発泡体が含まれており、構造体の軸に対し
て垂直な任意の断面において構造体の内壁面の少なくと
も一部に筒状発泡体の外周面が密着しており、筒状成形
体の空洞部側の表面が拘束されることなく空洞部に露出
しており、かつ空洞部の容積が構造体の内側空間の容積
の３０％以上、８０％以下を占めている、制振構造体を
製造するのに際して、少なくとも筒状発泡体を含む筒状
成形品を有機高分子材料によって製造し、次いでこの筒
状成形品を圧縮して構造体の前記内側空間に挿入するこ
とによって筒状成形体とし、筒状成形体の弾性復元力に
よって構造体の内壁面に筒状成形体を密着させることを
特徴とする。

【０００９】また、本発明の第二の発明は、前記した制
振構造体であって、構造体が管状である場合に、制振構
造体を製造するのに際して、室温で流動性を示す液状の
未架橋および未発泡の混合物を管状体の内側空間に注入
し、管状体を回転させながら混合物を硬化および発泡さ
せることによって筒状発泡体を成形することを特徴とす
る。

【００１０】

【作用】本発明者は、制振特性を損なわずにいかに制振
構造体を軽量化できるかについて種々検討を重ねた結
果、構造体の内側空間に筒状成形体を固定し、構造体の
軸に対して垂直な任意の断面において構造体の内壁面の
少なくとも一部に筒状成形体を密着させ、筒状成形体の
少なくとも一部を筒状発泡体とし、筒状成形体の空洞部
の容積を内側空間の容積の30％〜80％とすることで、著
しく制振構造体を軽量化できると同時に、高い制振性能
が得られることを見出した。即ち、上記の各要件をすべ
て具備することにより、制振構造体が優れた制振性能を
発揮し、衝撃を加えた際の発音量が低減され、衝撃を加
えた際の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、本発明を完成した。しかも、構
造体の内側空間の容積の30％〜80％を空洞とすること
で、制振構造体の重量が大きく下がるうえ、制振構造体
の少なくとも一部を筒状発泡体とすることで、管状複合
体の重量が更に一層小さくなる。また、筒状成形体の空
洞部に軸を通すことも可能になった。

【００１１】

【実施例】まず、上記構造体が、細長い内側空間を一つ
有する管状体であり、この内側空間に一つの筒状成形体
が固定されている例について述べる。図１、図２、図３
は、本発明の実施例に係る各制振構造体を、管状体の中
心軸に対して垂直方向に切ってみた断面図である。

【００１２】図１に示す制振構造体においては、断面が
円環形状の管状体１Ａの内側空間15Ａに、円筒状発泡体
２Ａが備えられ、管状体１Ａの軸に対して垂直な任意の
断面において管状体１Ａの内壁面に円筒状発泡体２Ａが
密着している。円筒状発泡体（成形体）２Ａの空洞部３
Ａの容積が、管状体１Ａの内側空間15Ａの容積の30％以
上、80％以下を占めている。

【００１３】図２に示す制振構造体においては、円筒状
成形体２Ｂが、円筒状発泡体２ａと円筒状の非発泡高分
子体２ｂとを積層した積層体である。管状体１Ａの軸に
対して垂直な任意の断面において管状体１Ａの内壁面に
円筒状発泡体２ａが密着している。

【００１４】図３に示す制振構造体においては、断面の
輪郭が例えば正方形である管状体１Ｂの内側に、筒状発
泡体２Ｃが密着している。筒状発泡体２Ｃと管状体１Ｂ
の内壁面との間には、粘着剤、接着剤又は可塑剤からな
る界面膜４が設けられている。

【００１５】管状体の中心軸に対して垂直方向の断面形
状は、三角形、四角形、菱形、六角形等の多角形や楕円
やその他の形状にする事もできる。筒状発泡体、筒状成
形体の中心軸に対して垂直方向断面の外側輪郭、内側輪
郭も、四角形、三角形、長方形、菱形、六角形や楕円そ
の他の不定形等の形状でもよい。剛性確保の為の管状体
は、筒状成形体と密着性があれば、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
る管状体やそれ等の複合体であってもよい。金属として
は、鋼、アルミニウム、銅、鉛等や合金を例示できる。
プラスチックとしては、塩化ビニール、ポリエチレン、
ポリプロピレン、アクリル、メタクリル、フェノール等
を例示できる。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よい。紙としては、紙管や紙
管に樹脂等を含浸させて剛性を付与した物を例示でき
る。又、無機物としては、セメント、ガラス、石こう、
陶器、磁器、その他のセラミックス等を例示できる。

【００１６】管状体の内側空間において空洞部が占める
容積の比率は、30〜80％が適している。これが30％以下
の場合は、制振構造体の軽量化効果が乏しく、本発明の
目的から外れるし、制振特性も向上しない。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
く、一定時間減衰後の音響低減効果も悪くなる。

【００１７】図４〜図８は、いずれも本発明の実施例に
係る制振構造体を概略的に示す断面図である。これら
は、機械等のフレーム、搬送路、車輌、構築物として使
用されるものであり、それぞれの用途に応じた比較的複
雑な外形を有している。また、それぞれの構造体には、
いずれもその外形に沿った形の空洞ないし内側空間が設
けられている。これは、各構造体の重量を減らすと共
に、材料の無駄をなくするためである。各例において用
いた構造体の材料は、「管状体」の材料として前述した
ものと同じであり、具体的には、金属、プラスチック、
木材、紙、セラミックス、ガラスやこれらの複合材料で
ある。以下、各図面の制振構造体について、順次説明す
る。

【００１８】まず、構造体に内側空間が複数個形成され
ており、各内側空間にそれぞれ筒状成形体が一個固定さ
れている例について述べる（図４〜図６が該当す
る。）。図４の制振構造体においては、構造体21Ａに、
断面が略長方形の内側空間25Ａと25Ｂとが形成されてい
る。内側空間25Ａの寸法は、内側空間25Ｂの寸法よりも
大きくなっている。内側空間25Ａの内部に筒状成形体22
Ａが固定され、内側空間25Ｂの内部に筒状成形体22Ｂが
固定されている。筒状成形体22Ａ，22Ｂの外周面は内側
空間25Ａ，25Ｂの内壁面に密着しているが、筒状成形体
22Ａ，22Ｂの四隅においては、内壁面との間に若干の隙
間が生じている。各筒状成形体22Ａ，22Ｂの各空洞部23
Ａ，23Ｂの容積は、それぞれ、各内側空間25Ａ，25Ｂの
容積の、30％以上、80％以下を占めている。なお、本例
では、筒状成形体22Ａを内側空間25Ａに挿入する際に、
筒状成形体22Ａを一旦切断し、寸法合わせをしている。
図４において、30がこの切断部分を示す。

【００１９】図５に示す制振構造体においては、構造体
21Ｂが、三つの管状部分を連結した構造をなしている。
即ち、断面円形の管状部分と、断面が長方形の管状部分
と、断面円形の管状部分とが、この順で順次連結されて
いる。そして、構造体21Ｂに、断面円形の内側空間25Ｃ
が２つと、断面が長方形の内側空間25Ｄが１つ、設けら
れている。各内側空間25Ｃには、それぞれ、円筒状成形
体22Ｃが固定され、各円筒状成形体22Ｃの外周面が、各
内側空間25Ｃの内壁面に、ほぼ全面に亘って密着してい
る。

【００２０】内側空間25Ｄにおいては、筒状成形体22Ｄ
が挿入され、固定されている。本例では、まず円筒状成
形品を準備し、この円筒状成形品を、図５に示すように
折り曲げ、この状態で内側空間25Ｄ内に挿入している。
この結果、筒状成形体22Ｄには、２箇所に折曲部31が形
成されている。筒状成形体22Ｄの外周面と内側空間25Ｄ
の壁面とはほぼ密着しているが、筒状成形体22Ｄの巾方
向の四隅と、折曲部31の周辺とでは、若干の隙間があ
る。円筒状成形体22Ｃの各空洞部23Ｃの容積は、それぞ
れ、各内側空間25Ｃの容積の、30％以上、80％以下を占
めている。筒状成形体22Ｄの空洞部23Ｄの容積は、内側
空間25Ｄの容積の30％以上、80％以下を占めている。

【００２１】図６に示す制振構造体においては、更に、
構造体が、上記の内側空間とは別に細長い貫通孔を備え
ており、有機高分子材料からなる中実の長尺成形体が貫
通孔内に充填されている。構造体21Ｃは、図６に示すよ
うな複雑な形状をしている。この構造体21Ｃには、巾方
向断面が略長方形の内側空間25Ｅが２つと、内側空間25
Ｆが一つ設けられている。各内側空間25E の周囲には、
それぞれ多数の貫通孔26Ａが設けられている。各貫通孔
26Ａは、それぞれ略長方形をしている。また、各貫通孔
26Ａの寸法は、内側空間25Ｅの寸法よりも、相当に小さ
く設計されている。各内側空間25Ｅは、それぞれ、多数
の貫通孔26Ａによって、一重に包囲されている。

【００２２】各内側空間25Ｅには、それぞれ筒状成形体
22Ｅが挿入、固定されている。内側空間25Ｆには、筒状
成形体22Ｆが挿入、固定されている。各筒状成形体22
Ｅ，22Ｆの各空洞部23Ｅ，23Ｆの容積は、それぞれ、各
内側空間25Ｅ，25Ｆの30％以上、80％以下である。各貫
通孔26Ａには、それぞれ、中実の細長い角棒状発泡体32
Ａが充填されている。

【００２３】次いで、一つの内側空間に筒状成形体が複
数個固定されている例について述べる。図７，図８の制
振構造体が、これに該当する。

【００２４】図７に示す構造体21Ｄは、細長い複雑な断
面形状を有している。この構造体21Ｄには、横方向の両
端部にそれぞれ略Ｌ字形状の貫通孔26Ｂが設けられてい
る。そして、一対の貫通孔26Ｂの間に、内側空間25Ｇが
３つ連続的に形成されている。各内側空間25Ｇは、ほぼ
凸字形状を上下に引っくり返した断面形状をしている。
互いに隣り合う内側空間25Ｇの間に、略長方形の内側空
間27Ａが形成されている。各内側空間27Ａの下側の外壁
にはスリット28が設けられており、各内側空間27Ａがス
リット28を介して外部に開いている。

【００２５】各貫通孔26Ｂには、それぞれ、有機高分子
材料からなる中実の長尺成形体32Ｂが充填されている。
各内側空間25Ｇには、それぞれ、一個の筒状成形体22Ｇ
と、二個の筒状成形体22Ｈとが挿入、固定されている。
各筒状成形体22Ｈの寸法は、筒状成形体22Ｇの寸法より
もかなり小さく、また、一対の筒状成形体22Ｈの間に、
筒状成形体22Ｇが挟まれている。筒状成形体22Ｇの空洞
部23Ｇの容積と各筒状成形体22Ｈの各空洞部23H の容積
との総和が、内側空間25Ｇの容積の、30％以上、80％以
下を占める。

【００２６】内側空間27Ａは計２箇所に形成され、それ
ぞれが２つの内側空間25Ｇ間に挟まれている。各内側空
間27Ａに、それぞれ、一個毎の筒状成形体22Ｉが挿入、
固定されている。各筒状成形体22Ｉの空洞部23Ｉの容積
が、内側空間27Ａの容積の30％以上、80％以下を占め
る。

【００２７】図８に示す構造体21Ｅの断面形状は、ほぼ
長方形である。この構造体21Ｅには、凹字を上下逆にし
た断面形状を有する内側空間25Ｈが設けられ、この内側
空間25Ｈの凹み部分に、略長方形形状の内側空間27Ｂが
設けられている。内側空間27Ｂの下側の外壁にはスリッ
ト29が設けられており、内側空間27Ｂがスリット29を介
して外部に開いている。

【００２８】内側空間25Ｈには、筒状成形体22Ｋと、二
個の筒状成形体22Ｊとが挿入、固定されている。筒状成
形体22Ｋの寸法は、筒状成形体22Ｊの寸法よりも少し小
さく、また、一対の筒状成形体22Ｊの間に、筒状成形体
22Ｋが挟まれている。筒状成形体22Ｋの空洞部23Ｋの容
積と各筒状成形体22Ｊの各空洞部23Ｊの容積との総和
が、内側空間25Ｈの容積の、30％以上、80％以下を占め
る。内側空間27Ｂに筒状成形体22Ｌが挿入、固定され、
筒状成形体22Ｌの空洞部23Ｌの容積が、内側空間27Ｂの
容積の30％以上、80％以下を占める。スリット29を挟む
小突起によって、筒状成形体22Ｌが大きく変形してい
る。

【００２９】本発明で言う発泡体とは、有機高分子材料
よりなる発泡体の総称であって、制振材としての効果を
持つものである。本発明に好適に用いられる発泡体は、
次の系に分ける事ができる。即ち、(1) ゴム系、(2) 熱
可塑性樹脂系、(3) 熱硬化性樹脂系である。これらの発
泡体を供用する時は、(1) 振動減衰効果が高いこと。
(2) 長期に亘り変質及び振動減衰効果が低下しないこ
と。(3) 構造体内壁に密着していること。(4) 構造体に
腐食等の悪影響を与えないこと。及び前記条件を具備し
た上で、出来るだけ軽量であることが求められている。
しかし、通常一般的に供用される発泡体と異なり、比較
的大きな圧縮応力下での永久圧縮歪や耐酸化劣化性や耐
候性等、多くの種類の耐久性が求められるものではな
い。従って、こうした特別の耐久性を持たない発泡体で
も使用できるので、上記の様な幅広い組成物を使用する
ことが可能となる。又、一方で従来は、制振材自体の剛
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
として使用されているが、必ずしもそうではなく、高剛
性を示す発泡体であっても、本発明の目的を充分に果た
す事が出来るものである。

【００３０】本発明における筒状発泡体及び筒状の非発
泡高分子体を構成する有機高分子材料としては、供用条
件により、多くの材質を単独で又は併用することがで
き、最適な組成物を得ることができる。以下、こうした
有機高分子材料について具体例を示す。

【００３１】(1) ゴム系。ゴム系は、大別して天然ゴム
と合成ゴムに分かれ、合成ゴムは更にジエン系ゴム、非
ジエン系ゴム、熱可塑性ゴム、液状ゴムに分類できる。
何れも本発明に単独又は併用して用いる事ができる。天
然ゴムは植物から採取されるゴム炭化水素を主成分とす
る物質をいい、通常は濃縮ラテックス又は生ゴムの形で
市販されており、イソプレンがシス１，４結合したもの
である。ジエン系ゴムとしては、ブタジエン、スチレン
−ブタジエン、クロロプレン、ブタジエン−アクリロニ
トリル等があり、非ジエン系ゴムとしては、イソブチレ
ンイソプレン、エチレンプロピレン、クロルスルフォン
化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、エピクロルヒド
リン系、有機ケイ素化合物系、含フッソ化合物系、ウレ
タン系、ビニル系等を例示できる。熱可塑性ゴムは熱可
塑性エラストマーとも言われ、スチレン系、オレフィン
系、エステル系、ウレタン系、ポリアミド系、１−２ポ
リブタジエン系等を例示できる。液状ゴム系としては、
多硫化ゴム系、有機ケイ素化合物系、ウレタン系、ブタ
ジエン系、クロロプレン系、イソプレン系等を例示でき
る。

【００３２】ゴム系は、一般にゴム単独で用いるより
も、可塑剤、充填剤等や練り加工機の条件設定によりム
ーニー粘度で調整する方法が好ましく、加硫促進剤、加
硫剤、発泡剤、発泡助剤、老化防止剤等の配合薬品を併
用する事により発泡体を得る事ができる。

【００３３】又、供用温度域が室温近傍である場合に
は、特に発泡体組成物のガラス転移点を室温近くにする
為に、瀝青物、粘着付与樹脂その他の樹脂やその他のポ
リマーを併用して、制振効果をより一層発揮させる事が
望ましい。この場合、一般的には相溶性の良い樹脂を用
いると、制振特性の極大値を幅広い温度範囲でとる事が
出来る。しかし、相溶性が若干悪い樹脂を混合しても、
極大値が複数に分かれるものの、配合面での工夫を行う
ことにより、極大値を有する温度域を互いに近づけるこ
とができる。この場合には、制振性能のピーク値はある
程度犠牲にせざるを得ないが、より広い温度範囲をカバ
ーし得る発泡体とする事ができる。

【００３４】(2) 熱可塑性樹脂系。熱可塑性樹脂系と
は、加熱する事により軟化して可塑性を示し、冷却する
と固化するプラスチックを総称していう。その具体例を
挙げると、塩化ビニル、酢酸ビニル、ポリスチレン、Ａ
ＢＳ、アクリル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
アミド、アセタール、ポリカーボネート、繊維素プラス
チック、フッソ樹脂等がある。成形サイクルは一般に、
後述する熱硬化性樹脂よりも短く、大量生産に適してい
るし、又、成形時等に発生するスクラップ等の再利用が
出来る点でコスト面でメリットが生じる。又、制振特性
上、発泡体としては比較的剛性の高いものも出来、剛性
を高くすると、共振周波数を高周波側へシフトさせる事
もできる。

【００３５】(3) 熱硬化性樹脂系。熱硬化性樹脂とは、
熱や触媒や架橋剤により硬化し、不溶不融性の物質にな
る樹脂を言い、本発明では、必ずしも熱や触媒がなくて
も架橋剤で化合反応し硬化する樹脂も含めた。それらの
具体例として、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン
樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ジアリ
ルフタレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ケイ素樹脂、ポ
リイミド樹脂等がある。

【００３６】これ等は比較的低分子量の物が多く、管状
体に同時に発泡成形するのに適している。これ等はポリ
ウレタン樹脂やケイ素樹脂の様にゴム弾性に富んだもの
や、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂やエポキ
シ樹脂の様に比較的剛性の高いもの等がある。管状体の
振動特性を考慮してより適切なポリマーを選定したり、
可塑剤、充填剤、瀝青物、他種ポリマーの併用や架橋剤
のモル比調節等を行う事により、制振効果をより発揮せ
しめる事ができる。

【００３７】次に、上記のような有機高分子材料に対
し、制振性の調整や成形作業の安定化や発泡度合いの調
整等を行う為に配合できる材料について説明する。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、発泡体を成形
するのに適した可塑度に調整する役目を持つ。

【００３８】その具体例を挙げると、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、Ｄ
ＯＡ、ＤＢＳ等からなる脂肪族二塩基酸エステル系、Ｔ
ＯＴＭ、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、ジブ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して使用できる。なお、
本発明者は、かかる可塑剤について新規な使用法を発見
した。これについては後述する。

【００３９】次に充填剤としては、振動減衰性、比重、
軽量化、熱伝導性、防食性、難燃性の改善に効果があ
り、ゴム及び塗料業界で一般に使用されるものを使用で
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、
三酸化アンチモン、硼砂、水酸化アルミニウム等の難燃
性向上剤、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、目的を達成
する事も出来る。

【００４０】次に粘着付与樹脂としては、管状体内壁へ
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、ポリテルペン樹脂、テルペン変性
体、脂肪族系炭化水素樹脂、シクロベンタジエン樹脂、
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。

【００４１】次に瀝青物は、管状体内面密着効果と振動
減衰性向上効果があり、その具体例としては、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、界面活性剤等がある。

【００４２】発泡剤及び発泡助剤は、主として配合物を
加熱する事により、発泡剤が分解し、炭酸ガス、窒素ガ
ス、アンモニア等の気体を発生し、有機高分子材料に気
泡構造を持たせるものである。その具体例を挙げると次
の様になる。重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、
炭酸アンモニウム等の無機系発泡剤、Ｎ，Ｎ′−ジニト
ロソ・ペンタメチレン・テトラミンに代表されるニトロ
ソ化合物系、アゾジカルボンアミド、アゾビス・イソブ
チロニトリル、バリウム・アゾジカルボキシレート等の
アゾ化合物系、ベンゼン・スルホニル・ヒドラジド、
Ｐ，Ｐ′−オキシビス（ベンゼンスルホニル・ヒドラジ
ド）、トルエン・スルホニル・ヒドラジド等のスルホニ
ル・ヒドラジド系の発泡剤があり、単独で又は併用して
使用できる。又、後述の発泡助剤と併用してガス放出速
度の調節、分解温度の調節を行い、より適した条件を設
定する事ができる。

【００４３】発泡助剤としては、サリチル酸、尿素、尿
素誘導体等を使用できる。その他に、配合組成物が液体
の場合には、界面活性剤等の起泡剤やシリコン系等の整
泡剤、気泡安定剤を使用して発泡反応に安定性を持たせ
る事もできる。

【００４４】又、架橋剤としては、ベースとなる有機高
分子材料に対して最も効果的な架橋剤を使用する事が必
要である。一般的にゴム系については、硫黄、有機過酸
化物が使用されるが、表１、表２に示すゴム又は樹脂に
ついては、前記の他に下記の各架橋剤を使用できる。た
だし、表１においては、有機高分子材料と架橋剤とを一
般名称で示し、表２においては官能基の種類で示した。

【００４５】

【表１】

【００４６】

【表２】

【００４７】又、架橋に当っては架橋促進剤として多く
の種類の化合物を併用する事ができる。本発明に於て
は、変色を起こさせるか否かを考慮しなければいけない
のは、管状体が高分子物質から出来ている場合のみであ
り、その他は主として発泡剤の分解速度と架橋速度のバ
ランスを考慮して最適量を決定すればよい。又、全ての
ポリマーに対して架橋促進剤を使用する必要はなく、あ
くまでも必要な場合に使用すればよい。

【００４８】本発明の制振構造体を製造するには、次の
方法がある。先ず、図９(a) , (b) を参照しつつ、第一
の方法を説明する。図９(a) に示す管状体１Ａを準備す
る。また、図９(b) に示す円筒状成形品５Ａを、有機高
分子材料によって製造する。この際、管状体１Ａの内側
空間の直径Ｗ１を100 としたときの円筒状成形品５Ａの
外側寸法Ｗ２を100 〜140 とする。この円筒状成形品５
Ａを圧縮して管状体１Ａの内側空間に挿入し、内側空間
に固定された円筒状成形体の復元力によって管状体１Ａ
の内壁面に円筒状成形体を密着させる。

【００４９】管状体１Ａの内径Ｗ１を100 としたときの
円筒状成形品５Ａの外側直径Ｗ２の大きさは、100 〜14
0 とする必要がある。即ち、円筒状成形品の外側直径Ｗ
２が100 より小さい場合は、長期耐久性の観点からする
と、円筒状成形体と管状体内壁との密着性が劣る傾向が
あり、それに伴って制振効果が悪くなる傾向がある為、
好ましくない。逆に、円筒状成形品の外側直径Ｗ２が14
0 より大きい場合は、小さい場合と同様に長期耐久性の
観点からすると、圧縮永久歪の影響を受けて密着性が悪
くなる傾向があり、それに伴って制振効果も悪くなる為
に好ましくない。

【００５０】管状体や筒状成形品の断面形状が円環状で
ない場合も、管状体の内側形状と筒状成形品の外側形状
とは相似であることがある。そして、この場合にも、管
状体の内側輪郭の寸法を100 としたときの筒状成形品の
外側輪郭の寸法を、100 〜140 とする。

【００５１】ここで述べる方法においては、筒状成形品
を管状体の内側空間に挿入する前に、筒状成形品の表面
に粘着剤、接着剤又は可塑剤を塗布することが好まし
い。可塑剤としては、前記したものを転用することがで
きる。上記のように可塑剤を塗布することにより、筒状
成形品を管状体の内側空間に挿入する際に、潤滑作用が
あり、挿入し易い。また、筒状成形品の挿入を終えた後
には、可塑剤が筒状成形体の表面に吸収され、この表面
付近が膨潤してくるので、筒状成形体と管状体内壁との
密着性が上がり、制振特性も一層向上することが判っ
た。この目的で可塑剤を用いるときには、可塑剤に対し
て溶剤、粘着付与樹脂等を添加すると、可塑剤が筒状成
形体の表面へと浸透し易くなる。

【００５２】粘着剤、接着剤としては、一般に使用され
ているものを用いることができる。そして、筒状成形品
の表面に粘着剤又は接着剤を塗布することにより、筒状
成形品を管状体の内側空間に挿入することにより、潤滑
作用があり、挿入し易い。また、筒状成形品を挿入した
後に、管状体に対する密着性が一層向上する。粘着剤、
接着剤として水系のものを使用し、管状体として金属製
のものを使用する場合は、粘着剤、接着剤に防錆剤を添
加することが好ましい。

【００５３】また、粘着剤、接着剤が水や溶剤を含むも
のである場合には、筒状成形品の表面に細長い突起を複
数列設けておくことが好ましい。図10は、こうした円筒
状成形品５Ｂを示す断面図である。本例の円筒状成形品
５Ｂにおいては、その軸方向に向って、表面に多数の細
長い突起６が設けられており、各突起６の間は細長い凹
み14になっている。円筒状成形品５Ｂを管状体１Ａの内
側空間に挿入する際、凹み14が水や溶剤の抜け道になる
し、挿入後にも、円筒状成形体と管状体との間に気泡を
含みにくい。

【００５４】また、本発明においては、次の製造方法を
提供する。即ち、構造体の内側空間に液状材料を注入
し、構造体を回転させながら液状材料を発泡及び硬化さ
せ、筒状発泡体を形成する。

【００５５】以下、具体的な実験結果について述べる。 （配合物の調製）。下記の各配合比率の配合物を調製し
た。

【００５６】

【表３】

【００５７】

【表４】

【００５８】

【表５】

【００５９】

【表６】

【００６０】（制振構造体の製造）。管状体１Ａとし
て、板厚2.3 mm、長さ500 mmの１００Ａ鋼管を使用し
た。実施例１，２、比較例２，３においては、図２に示
す構造の管状複合体を製造した。ただし、円筒状発泡体
２ａの材質は前記の「配合物Ａ１」とし、円筒状非発泡
体２ｂの材質は前記の「配合物Ａ２」とした。まず、円
筒状発泡体と円筒状非発泡体とからなる円筒状成形品を
製造し、これを管状体１Ａの内側空間に挿入した。この
際、管状体１Ａの内径Ｗ１を100 としたときの円筒状成
形品の外径の大きさを、表１に示すように変更した。ま
た、実施例２、比較例２においては、可塑剤であるプロ
セスオイルを円筒状成形品の外表面に塗布した。

【００６１】実施例３においては、図１に示す構造の管
状複合体を製造した。即ち、前述の「配合物Ｂ」を用い
て円筒状成形品（発泡体）を製造し、この外表面に溶剤
系ブチル糊を塗布し、管状体１Ａの内側空間に挿入し
た。実施例４，５においては、図１に示す構造の管状複
合体を製造した。即ち、管状体１Ａ内に前記の配合物Ｃ
を注入し、管状体１Ａを回転させながら配合物Ｃを硬化
させた。実施例１、２、３は、第一の発明に従って製造
したものである。実施例４、５は、第二の発明に従って
製造したものである。比較例１においては、図４（ａ）
に示す管状体１Ａを単独で用いた。

【００６２】各例について、以下の特性を測定した。 （空隙率）。空隙率（％）を下式から算出した。 空隙率（％）＝（管状体１Ａの内側空間の容積−円筒状
成形体の体積）× 100／管状体１Ａの内側空間の容積。

【００６３】（振動減衰性能）。図11に模式的に示す測
定装置を用いて測定した。支点７に吊糸８をかけ、供試
体９を２本吊りとした。供試体９の中心軸の延長上にマ
イク10を設置し、マイク10、騒音計11、周波数分析機1
2、記録計13を順に接続した。尚、マイク10の高さは地
上から1.2 ｍとし、マイク10と供試体９の距離は１ｍと
し、供試体９の加振点は供試体９の中央部とした。加振
時から20 dB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。

【００６４】（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、表示した。 （密着性）。音響測定が終了した後、70℃×７日促進劣
化を行ない、供試体より円筒状成形体を容易に取り出せ
るか否かについてチェックした。容易にとり出せなかっ
たものは「○」、容易にとり出せた物は「×」として、
表７に示した。

【００６５】

【表７】

【００６６】実施例1においては、振動減衰性能も「55 m
s 」と早く減衰し、放射ピーク音も単管の場合と比べ20
dB 以上低減できた。又、密着性も良好で、長期使用に
耐えられる。 実施例２の管状複合体は、実施例１のも
のと同様の構成を持つ。ただし、挿入前の円筒状成形品
の外径は、実施例１におけるよりも大きくし、可塑剤を
使用し、また空隙率も小さめにしてある。制振性能は、
実施例１の管状複合体よりも一層良好である。

【００６７】実施例３においては、比較例１（単管の
例）にくらべ、振動減衰時間は約1/3に短縮され、放射
ピーク音も16 dB 改善されている。密着性も良好であ
り、促進劣化による影響もなかった。実施例４，５は、
管状体内に熱硬化性樹脂を同時成形した例である。制振
性能が何れも良好であり、実施例３と比べるとやや放射
ピーク音は高くなるものの、減衰時間が非常に短時間で
良い事が判る。密着性は非常に良好であった。

【００６８】比較例１は、管状体１Ａを単独で用いた例
である。制振性能が本発明にくらべて大幅に劣ってい
る。比較例２，３は、実施例１，２と構造的には同じ管
状複合体を示した。比較例２においては、空隙率26％で
あり、円筒状成形品の外径の大きさが95である。この場
合には、溶剤系ブチル糊を塗布しても、なお密着の不充
分な部分が発生し、放射ピーク音も高くなり、減衰時間
も長くなり、長く騒音が続いた。

【００６９】比較例３においては、空隙率が85％であ
り、円筒状成形品の外径の大きさは145 である。この場
合には、円筒状成形品の管状体内への挿入が難しくなっ
た。そして、放射ピーク音は特に実施例１にくらべて相
当に大きくなり、振動減衰性能も悪くなった。

【００７０】（制振構造体の製造） 図８に示す制振構造体を製造した。第一の発明に従って
制振構造体を製造した。筒状成形体２２Ｊ，２２Ｋの材
質は、前記の「配合物Ａ１」とした。まず、円筒状発泡
品を製造し、これを内側空間２５Ｈに挿入した。可塑剤
は、円筒状発泡品に塗布しなかった。

【００７１】各例について、前述したように、「振動減
衰性能」、「衝撃による放射ピーク音」、「密着性」を
測定した。また、空隙率（％）を、下式から算出した。 空隙率（％）＝（内側空間25Ｈの容積−筒状成形体22
Ｊ，22Ｋの体積の総和）×100 ／内側空間25Ｈの容積。

【００７２】

【表８】

【００７３】表８から解るように、空隙率を30〜80％と
することで、振動減衰性能が良くなり、騒音も軽減され
る。このことは、図８に示したような異形の制振構造体
においても実証された。

【００７４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、衝
撃を加えた際の発音量が低減され、衝撃を加えた際の減
衰速度も速くなり、騒音低減効果が非常に高い。しか
も、構造体の内側空間の容積の３０％〜８０％を空洞と
すると共に、筒状成形体の少なくとも一部を発泡体にし
たので、制振構造体の重量を非常に小さくすることがで
きた。

【００７５】この結果、動力部材においては、動力のロ
スを低減すると同時に動力伝達時の騒音を低減すること
ができるし、筒状成形体の空洞部に回転軸を通すことが
できるようになった。又、構造部材に於ては、構造体の
軽量化及び下部構造の小型化、運搬ロスの減少、発泡体
にする事による騒音防止対策に要する材料コストの低減
により、多くの用途への適用が可能となり、メリットは
大である。騒音、振動を防止し、快適な空間を提供する
上で、本発明は極めて工業上の利用価値が高いものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る制振構造体をその軸方向
に対して垂直方向に切断してみた断面図である。

【図２】本発明の実施例に係る制振構造体をその軸方向
に対して垂直方向に切断してみた断面図である。

【図３】本発明の実施例に係る制振構造体をその軸方向
に対して垂直方向に切断してみた断面図である。

【図４】構造体21Ａに本発明を適用した例を概略的に示
す断面図である。

【図５】構造体21Ｂに本発明を適用した例を概略的に示
す断面図である。

【図６】構造体21Ｃに本発明を適用した例を概略的に示
す断面図である。

【図７】構造体21Ｄに本発明を適用した例を概略的に示
す断面図である。

【図８】構造体21Ｅに本発明を適用した例を概略的に示
す断面図である。

【図９】(a) は、管状体１Ａをその軸に対して垂直方向
に切ってみた断面図、(b) は、円筒状成形品５Ａをその
軸に対して垂直方向に切ってみた断面図である。

【図１０】管状体１Ａの内側空間に挿入する前の円筒状
成形品５Ｂを示す断面図である。

【図１１】制振構造体の振動吸収特性を測定するための
装置を示す模式図である。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ，21Ａ，21Ｂ 管状体 ２Ａ，22Ｃ 円筒状発泡体（円筒状成形体） ２Ｂ 二層構造の円筒状成形体 ２Ｃ 筒状発泡体（筒状成形体） ２ａ 円筒状発泡体 ２ｂ 円筒状の非発泡体 ３Ａ 空洞部 ４ 可塑剤、粘着剤又は接着剤からなる界面膜 ５Ａ，５Ｂ 挿入前の円筒状成形品 ６ 細長い突起 14 細長い凹み 21Ａ，21Ｂ，21Ｃ，21Ｄ，21Ｅ，１Ａ，１Ｂ 構造体 22Ａ，22Ｂ，22Ｄ，22Ｅ，22Ｆ，22Ｇ，22Ｈ，22Ｉ，22
Ｊ，22Ｋ，22Ｌ 筒状成形体 23Ａ，23Ｂ，23Ｃ，23Ｄ，23Ｅ，23Ｆ，23Ｇ，23Ｈ，23
Ｉ，23Ｊ，23Ｋ，23Ｌ空洞部 25Ａ，25Ｂ，25Ｃ，25Ｄ，25Ｅ，25Ｆ，25Ｇ，25Ｈ，15
Ａ，15Ｂ 内側空間 26Ａ，26Ｂ 貫通孔 27Ａ，27Ｂ スリットを有する内側空間 28, 29 スリット

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 細長い内側空間を備えた構造体の外側か
   ら加わる衝撃による構造体の振動を抑制するための制振
   構造体であって、 前記構造体と、この構造体の内側空間に設けられている
   有機高分子材料からなる筒状成形体とを備えており、こ
   の筒状成形体の内側に空洞部が設けられており、前記筒
   状成形体に少なくとも筒状発泡体が含まれており、前記
   構造体の軸に対して垂直な任意の断面において前記構造
   体の内壁面の少なくとも一部に前記筒状発泡体の外周面
   が密着しており、前記筒状成形体の前記空洞部側の表面
   が拘束されることなく前記空洞部に露出しており、かつ
   前記空洞部の容積が前記構造体の前記内側空間の容積の
   ３０％以上、８０％以下を占めている、制振構造体を製
   造するのに際して、 少なくとも筒状発泡体を含む筒状成形品を有機高分子材
   料によって製造し、次いでこの筒状成形品を圧縮して前
   記構造体の前記内側空間に挿入することによって前記筒
   状成形体とし、前記筒状成形体の弾性復元力によって前
   記構造体の内壁面に前記筒状成形体を密着させることを
   特徴とする、制振構造体の製造方法。
2. 【請求項２】 前記筒状成形品の外周面に、粘着剤、接
   着剤および可塑剤からなる群より選ばれた一種以上の薬
   剤を塗布し、次いでこの筒状成形品を前記構造体の内側
   空間に挿入することを特徴とする、請求項１記載の制振
   構造体の製造方法。
3. 【請求項３】 前記筒状成形品の外周面に細長い突起を
   複数列設けることを特徴とする、請求項２記載の制振構
   造体の製造方法。
4. 【請求項４】 細長い内側空間を備えた構造体の外側か
   ら加わる衝撃による構造体の振動を抑制するための制振
   構造体であって、 前記構造体と、この構造体の内側空間に設けられている
   有機高分子材料からなる筒状発泡体とを備えており、前
   記構造体が管状体であり、この筒状発泡体の内側に空洞
   部が設けられており、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の少なくとも一部
   に前記筒状発泡体の外周面が密着しており、前記筒状発
   泡体の前記空洞部側の表面が拘束されることなく前記空
   洞部に露出しており、かつ前記空洞部の容積が前記管状
   体の前記内側空聞の容積の３０％以上、８０％以下を占
   めている、制振構造体を製造するのに際して、 室温で流動性を示す液状の未架橋および未発泡の混合物
   を前記管状体の内側空間に注入し、前記管状体を回転さ
   せながら前記混合物を硬化および発泡させることによっ
   て前記筒状発泡体を成形することを特徴とする、制振構
   造体の製造方法。