JP3014903B2 - 管状複合体 - 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、軽量で振動吸収性能に優れた管状複合体
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、商品性能の向上を目的とし、騒音
問題がクローズアップされてきている。その対象は、生
活空間に留まらず、作業空間にまで及んでおり、振動、
騒音を減らす技術が注目されている。又、一方では、ゴ
ミ処理問題の観点から、産業廃棄物を有効利用する技術
がクローズアップされている。騒音は物体の振動により
生じる故、振動吸収性能の優れた構造部材を使用して、
振動系の構造部材の共鳴、共振現象を排除することが、
最も効率的な騒音低減策である。

【０００３】従来から、機械部材や構造体の支柱や動力
伝達等の軸は、管状体が多用されている。管状体は、重
量の少ない割に高い剛性が得られるので、支柱や軸を軽
量化できるからである。しかし、上記の支柱や軸は、機
械等の振動を受けて共振し、機械等の振動を増幅させ、
騒音を発生させ易い。このため、騒音公害を防止し、か
つ作業環境を改善するために、騒音対策が要望されてい
る。ところが、これらの支柱や軸は、機構上、機械等に
対して強固に結合されている場合が大半である。即ち、
支柱や軸に対して、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。

【０００４】一般に振動を防止する原則としては、
（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、支柱や軸
を管状体にした場合には、管状体を厚くし、更には管状
体の代わりに中実の棒を使用し、支柱や軸の重量を増加
させても、共振周波数の変化は見られるが、（３）振動
の減衰効果は見られない。その為、従来は、（２）共振
の回避が行われていた。即ち、特定箇所に重量物を取付
けて局部的に重量を増加させる事により、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し、これ
により、共振による振動増幅を回避していた。しかし、
この方法では、振動源の周波数帯域が狭い場合しか効果
が得られないし、共振点を可聴音域外にずらす事は不可
能である。従って、必ずしも、実用的な防音効果を発揮
できるものではない。

【０００５】一方、（３）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45-34703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。この様なサ
ンドイッチ形構造を管状体に適用すると、内側管状体と
外側管状体との間に粘弾性物質を挟みこんだ制振管が得
られる。しかし、こうした制振管では、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63-9
978 号公報において、粘弾性体を管状物内部全体に充填
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
ないことが多いし、また重量が増加したために運搬、移
動が難しくなった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、管状
の制振部材の制振性能を向上させ、かつ制振部材を軽量
化できるようにすることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、管状体とこの
管状体の内側空間に設けられた制振材とを備えており、
前記管状体の外側から伝わる振動を低減させる管状複合
体であって、前記制振材が支持材と粘弾性体とからな
り、前記支持材が紐状の形状を有しており、前記粘弾性
体が前記支持材の外周全面を覆って接着しており、前記
制振材が、前記支持材と前記粘弾性体とを一体成形する
ことで得られており、前記制振材が紐状の形状を有して
おり、前記制振材が前記管状体の軸方向に延びており、
前記粘弾性体の一部分が前記管状体の内壁と接着してお
り、前記粘弾性体の他の部分が前記内側空間に露出して
いる、管状複合体に係るものである。また、本発明は、
管状体とこの管状体の内側空間に設けられた制振材とを
備えており、前記管状体の外側から伝わる振動を低減さ
せる管状複合体であって、前記制振材が支持材と粘弾性
体とからなり、前記支持材が平坦な上面及び下面を有し
ており、前記粘弾性体がシート状の形状を有しており、
前記粘弾性体が前記支持材の上面に接着されており、前
記制振材が、前記支持材と前記粘弾性体とを一体成形す
ることで得られており、前記制振材が前記管状体の軸方
向に延びており、前記制振材が、前記支持材の下面と前
記管状体の内壁とを接着させることで前記管状体の内壁
と接着しており、前記管状体が加振されて変形する際、
前記管状体の変形に追従して前記支持材が変形し、前記
支持材の変形に追従して前記粘弾性体が変形する、管状
複合体に係るものである。

【０００９】

【作用】本発明者は、制振部材の制振性能を損なわず
に、いかに軽量化するかについて種々実験を重ねた。管
状体の内壁全体に均一に粘弾性体層を設けていたのだ
が、ここで通常の発想を逆転し、管状体の内壁に付いた
粘弾性体層の厚さを一部で大きく減らし、更には一部で
粘弾性体層を全く除去して騒音試験等を実施してみた。
その結果、このように粘弾性体層の配置を工夫すること
で、粘弾性体層の総重量を減らした方が、かえって制振
性能が向上するという驚くべき結果を得た。

【００１０】具体的には、管状体の内壁に支持材で支え
た粘弾性体層を付けると、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、本発明を完成した。

【００１１】又、本発明においては、産業廃棄物の有効
な利用手段を提供することもできる。特に、非加硫ゴム
系粘弾性体やブロックポリマー系粘弾性体においては、
再生ゴムや発泡スチロール等の多くのプラスチック等の
産業廃棄物を混合することで、粘弾性体のガラス転移温
度やバネ定数を調整することができる。粘弾性体のガラ
ス転移温度やバネ定数は、制振部材の制振性能を左右す
る。従って、上記の産業廃棄物個々の特性を利用し、制
振部材の使用温度に合わせて粘弾性体のガラス転移温度
やバネ定数を調節し、最適な制振効果を得ることが出来
る。ノルボーネン樹脂系粘弾性体においては、オイル系
の産業廃棄物を粘弾性体に混合し、利用することができ
る。

【００１２】

【実施例】本発明の管状複合体は、管状体と、この管状
体の内側空間に設けられた粘弾性体層とを備えている。
管状体の中心軸に対して垂直方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。

【００１３】管状体は、制振部材の剛性を確保するため
のものである。管状体の材質は、金属、セラミックス、
ガラス等の無機物であってよく、プラスチック、木質
材、紙等の有機物であってよく、上記の各材料の複合体
であってよい。金属としては、鋼、アルミニウム、銅、
鉛、これらの合金等がある。セラミックスとしては、陶
器、磁器、石膏、セメント等がある。

【００１４】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。木質材としては、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。これらの管状体の外周面及び／又は内
周面に、塗装やメッキを施し、美観や耐久性を付与して
もよい。

【００１５】本発明でいう粘弾性体とは、弾性変形と粘
性流動が重なって現れる現象を示す物質の総称である。
この粘弾性体に求められる条件は、振動減衰効果が高い
こと、長期にわたり変質しないこと、管状体内壁に密着
すること、80℃以下で流動しないこと及びできるだけ軽
量であること、である。しかし、一般的に供用される粘
弾性体とは異なり、大きな伸縮変位量に対する追従性
や、耐酸化劣化性、耐候性といった多種類の耐久性は不
要である。従って、下記の様な幅広い粘弾性体を使用で
きる。

【００１６】一方、従来は、剛性が低い粘弾性体の方
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。しかし、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。

【００１７】上記観点から、制振部材の使用条件に応じ
て、多くのポリマー材質を単独若しくは併用し、最適な
ポリマー組成を得る事が出来る。次に、粘弾性体につい
て具体的に例示する。本発明に好適に用いられる粘弾性
体は次の４つに分類する事ができる。即ち、（１）非加
硫ゴム系粘弾性体、（２）ブロックポリマー系粘弾性
体、（３）熱可塑性樹脂系粘弾性体、（４）液状反応硬
化型粘弾性体、（５）液状吸油固化型粘弾性体、であ
る。

【００１８】各粘弾性体を説明する。 （１）非加硫ゴム系粘弾性体：ブチルゴム、ブチル再生
ゴム、ハロゲン化ブチルゴム、ポリイソブチレン、イソ
プレン、クロロプレン、エチレンプロピレン共重合体、
ブタジエン、スチレンブタジエン共重合体、アクリロニ
トリル共重合体、天然ゴム、アクリルゴム、エピクロル
ヒドリンゴム、シリコンゴム、フッソゴム等のゴム原料
を使用する。２種類以上併用してもよい。

【００１９】これらのゴム原料を、可塑剤、充填剤、粘
着付与樹脂、瀝青物等を適宜配合し、ゴム組成物を作
る。特に、ブチルゴム系を使用する際に、自動車チュー
ブやブチルゴムの産業廃棄物より再生した再生ブチルゴ
ムを使うと、コールドフロー性が改善され、加硫ゴムゲ
ル分を系内に導入することができ、80℃以下での流動性
を改善する効果が高く、好適であることを発見した。

【００２０】又、使用温度域が室温近傍である場合に
は、特に粘弾性体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等やその産業廃
棄物を併用する事が望ましい。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、相溶性の悪い樹
脂を混合しても、極大値が複数に分かれるものの、極大
値を有する温度域を互いに近づける為に配合面での工夫
を行う事により、制振性能のピーク値はある程度犠牲に
せざるを得ないとしても、より広い温度範囲をカバーし
得る粘弾性体とする事ができる。

【００２１】非加硫ゴム系粘弾性体では、通常、粘弾性
体自体の剛性が低くなる傾向がある。このため、管状体
の内壁に適用した場合に、共振周波数が低周波へとシフ
トする場合が多い。ここで、前記の如く他の樹脂を併用
する事により、粘弾性体の剛性を上げ、共振周波数を高
周波側へシフトさせる事ができる。

【００２２】（２）ブロックポリマー系粘弾性体： ソフトセグメントとハードセグメントとを１分子中に有
するポリマーを、メインポリマーとする。ソフトセグメ
ントとしては、SIS 、SBS 、SEBS、熱可塑性ウレタン、
熱可塑性ポリエステル、オレフィン系エラストマー、ポ
リアミド系エラストマー、スチレン系エラストマー、塩
化ビニル系エラストマー、塩素化エチレンコポリマー、
シンジオタクチック１，２─ポリブタジエン等がある。

【００２３】上記のメインポリマーに、可塑剤、充填
剤、粘着付与樹脂等を適宜配合し、ブロックポリマー用
組成物を得る。（１）非加硫ゴム系粘弾性体の場合と同
様、ガラス転移点等を考慮し、その他の樹脂や瀝青物、
ワックス類を添加して制振特性を調整する事ができる。

【００２４】（３）熱可塑性樹脂系粘弾性体：メインポ
リマーとして、エチレン─酢酸ビニル共重合体、酢酸ビ
ニル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、飽和ポリエステル、イソブチレン─無水マ
レイン酸共重合体樹脂、ＡＡＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、エチ
レン─塩化ビニル共重合体樹脂、塩化ビニル樹脂、フェ
ノキシ樹脂等の熱可塑性樹脂を、単独又は併用する。こ
のメインポリマーに、可塑剤、充填材、粘着付与樹脂等
を適宜配合する。前記と同様、ガラス転移点等を考慮
し、その他の樹脂や瀝青物、ワックス類を添加して制振
特性を調整する事ができる。

【００２５】次に、（４）液状反応硬化型粘弾性体、
（５）液状吸油固化型粘弾性体について説明する。いず
れも、支持材に粘弾性体層を固定する必要がある。 （４）液状反応硬化型粘弾性体：

【００２６】液状反応硬化型粘弾性体としては、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。液状反応硬化型粘弾性体を得るための主剤と硬化剤
の反応性基の組合せを、表１に記載した。

【００２７】

【表１】

【００２８】（５）液状吸油固化型粘弾性体：吸油性
と、吸油後に粘弾性体を形成する性質とを有するものを
いい、ノルボーネン樹脂が代表例である。例えば、ノル
ボーネン樹脂と可塑剤、充填剤、粘着付与樹脂等を配合
して得られる。前記と同様に瀝青物やその他の樹脂や添
加剤を配合し、粘弾性体の供用条件に適した制振性を与
えることができる。又、プラスチックやゴムの粉砕品
（廃棄物）を配合したり、産業廃棄物となった廃油を可
塑剤成分として使用する事もできる。

【００２９】次に、粘弾性体に配合して制振性の調整や
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。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。

【００３０】可塑剤の具体例としては、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；DOA 、
DBS 等から成る脂肪族二塩基酸エステル系；TOTM、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；等の可塑剤がある。また、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
て使用できる。可塑剤は、単独で使用でき、又は併用で
きる。

【００３１】充填剤は、振動減衰性、比重、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；がある。

【００３２】粘着付与樹脂は、管状体内壁への密着効果
と振動減衰性を向上させる効果がある。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
合体等があり、単独で使用でき、又は併用できる。

【００３３】瀝青物は、管状体内壁への密着効果と振動
減衰性を向上させる効果がある。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。

【００３４】粘弾性体層を外部から管状体内へと挿入
し、所定位置に固定するときには、粘弾性体層が変形す
るので、面倒で時間のかかる作業が必要である。しか
し、粘弾性体層を支持材に対して固定し、次いでこの支
持材を管状体内に挿入し、固定すると、粘弾性体層自体
の挿入、固定作業が不必要なので、非常に製造が容易に
なる。また、支持材を外部部材に固定すると、支持材が
振動の拘束材として働くので、制振性が一層向上する。

【００３５】支持材の材質は、金属、セラミックス、
紙、木質材、ゴム、プラスチック、繊維等が使用でき
る。ただし、管状体が金属製である場合には、支持材が
金属製であって、かつ支持材が管状体に接触している
と、錆を誘発する。従って、この場合には、支持材を、
金属以外の材料で形成する。

【００３６】支持材は、粘弾性体層の中に挿入して芯材
として使用することができる。また、支持材を粘弾性体
層の周囲の全部又は一部に接触させてもよい。支持材に
粘着材、接着剤を塗布し、支持材を管状体内に挿入し、
支持材を管状体内壁に粘着又は接着させることができ
る。また、支持材として熱融着性フィルムを使用し、熱
融着性フィルム上に粘弾性体層を載せて管状体内に挿入
し、次いでフィルムを加熱して粘弾性体層を管状体内壁
に融着させることができる。

【００３７】支持材の形状は、シート状、フィルム状、
凹凸フィルム状、織布状、不織布状、網状、紐状、糸
状、針金状、テープ状等を例示できる。特に、支持材が
弾性体製のフィルムからなり、このフィルムが管状体の
内壁に取り付けられており、フィルムによって凹部と凸
部とが交互に形成されており、凸部内に空気室が設けら
れており、凹部に前記粘弾性体層が設けられている場合
には、特に軽量化の効果が大きく、かつ同時に制振効果
も大きくなった。更に、こうした支持材及び粘弾性体層
の上に、繊維層と遮音層（高比重シート状物）を設ける
と、制振効果が最も大きく向上することが判った。

【００３８】粘弾性体層及び支持材の合計厚さは、管状
体の厚さ以上とすると、制振効果が大きくなる。以下、
図面を参照しつつ、本発明の実施例を説明する。図１
（ａ）は、管状複合体を、軸に平行な方向で切ってみた
断面図であり、図１（ｂ）は、管状複合体を、軸に垂直
な方向で切ってみた断面図である。

【００３９】本例では、管状体１は円筒形状である。管
状体１の端部１ａ、１ｂはそれぞれ開放されている。管
状体１の内壁１ｃに、粘弾性体層３Ａが形成されてい
る。粘弾性体層３Ａは、端部１ａと１ｂとの間に延びて
おり、その幅方向断面は略円形である。粘弾性体層３Ａ
の内部に、紐状の支持材４が内蔵され、支持材４も、端
部１ａと１ｂとの間に延びている。

【００４０】本例では、支持材４は、粘弾性体層３Ａの
芯材として作用している。粘弾性体層３Ａを内側空間２
内に固定するときには、支持材４を引っ張ることで粘弾
性体層３Ａを内側空間内で移動させる。粘弾性体層３Ａ
は、管状体１の軸に垂直な断面において一部分のみに設
けられている。

【００４１】図２（ａ）は、管状複合体を、軸に平行な
方向で切ってみた断面図であり、図２（ｂ）は、管状複
合体を、軸に垂直な方向で切ってみた断面図である。管
状体１の内壁１ｃに、平坦な粘弾性体層３Ｂが固定さ
れ、粘弾性体層３Ｂの表面が、シート状の支持材１４に
よってほぼ被覆されている。粘弾性体層３Ｂ及び支持材
１４は、端部１ａと１ｂとの間に延びている。粘弾性体
層３Ｂは、管状体１の軸に垂直な断面において一部分の
みに設けられている。

【００４２】こうした管状複合体を製造する際には、支
持材１４の上に、好ましくは液状の、粘弾性体用の組成
物を入れ、この状態で支持材１４を管状体１の内側空間
２に収容し、上記の組成物を内壁１ｃに接触させ、加熱
して硬化させ、粘弾性体層３Ｂを形成する。即ち、支持
材１４は、不定型の液状組成物を保持する一種の型枠と
して作用する。こうした製造方法であれば、様々な形状
の粘弾性体層を簡単に形成できる。

【００４３】図３（ａ）は、管状複合体を、軸に平行な
方向で切ってみた断面図であり、図３（ｂ）は、管状複
合体を、軸に垂直な方向で切ってみた断面図である。管
状体１の内壁１ｃに、平坦な支持材２４が固定され、支
持材２４の上に、シート状の粘弾性体層３Ｃが固定され
ている。粘弾性体層３Ｃ及び支持材２４は、端部１ａと
１ｂとの間に延びている。粘弾性体層３Ｃは、管状体１
の軸に垂直な断面において一部分のみに設けられてい
る。

【００４４】粘弾性体層３Ｃを内側空間２内に固定する
ときには、粘弾性体層３Ｃを支持材２４に載せ、支持材
２４を内側空間２内に収容し、支持材２４を内壁１ｃに
固定する。好ましくは、支持材２４の材質として、熱融
着性フィルムを使用し、この熱融着性フィルムを内壁１
ｃに接触させ、次いで熱融着性フィルムを加熱し、粘弾
性体層３Ｃを内壁１ｃに融着させる。

【００４５】図４（ａ）は、管状複合体を、軸に平行な
方向で切ってみた断面図であり、図４（ｂ）は、管状複
合体を、軸に垂直な方向で切ってみた断面図である。支
持材３４は、弾性体製のフィルムからなる。このフィル
ムが管状体１の内壁１ｃに取り付けられており、フィル
ムによって凹部と凸部とが交互に形成されている。各凸
部内に空気室５が設けられており、各凹部に粘弾性体層
３Ｄが設けられている。

【００４６】粘弾性体層３Ｄ、支持材３４は、管状体１
の軸に平行な断面において、端部１ａ、１ｂの周辺のみ
に設けられている。この部分では、粘弾性体層３Ｄ、支
持材３４は、管状体１の軸に垂直な断面において、内壁
１ｃの全周にわたって設けられている。

【００４７】図５（ａ）は、管状複合体を、軸に平行な
方向で切ってみた断面図であり、図５（ｂ）は、管状複
合体を、軸に垂直な方向で切ってみた断面図である。こ
の粘弾性体層３Ｄ、支持材３４は、図４（ａ）、（ｂ）
に示したものと同じである。本例では、更に、粘弾性体
層３Ｄ上に、繊維層６及び遮音層７が形成されている。
管状体１の軸に垂直な断面を見ると（図５（ｂ））、繊
維層６及び遮音層７は、いずれも円環状である。

【００４８】図６（ａ）は、本発明の試験例にかかる管
状複合体を、軸に平行な方向で切ってみた断面図であ
り、図６（ｂ）は、この管状複合体を、軸に垂直な方向
で切ってみた断面図である。管状体１の内壁１ｃに、紐
状の粘弾性体層３Ｅが固定されている。粘弾性体層３Ｅ
は、端部１ａと１ｂとの間に延びている。粘弾性体層３
Ｅは、管状体１の軸に垂直な断面において一部分のみに
設けられている。

【００４９】図７（ａ）、図７（ｂ）に示す本発明の試
験例では、管状体１の内壁１ｃに、紐状の粘弾性体層３
Ｆが、端部１ａの周辺と端部１ｂの周辺とに、それぞれ
設けられている。これらの部分では、粘弾性体層３Ｆ
は、管状体１の軸に垂直な断面において、内壁１ｃの全
周にわたって設けられているが、その厚さは均一ではな
く、凹凸が認められる。

【００５０】図８（ａ）、図８（ｂ）に示す試験例で
は、管状体１の内壁１ｃに、紐状の粘弾性体層３Ｇが形
成されている。特に、粘弾性体層３Ｇは、管状体１の軸
を主軸とする螺旋形状をなすように、内壁に固定されて
いる。

【００５１】また、図９（ａ）に示すような試験例で
は、紐状の粘弾性体層３Ｈを、内壁１ｃの４箇所に固定
することができる。図９（ａ）の例では、特に、各粘弾
性体層３Ｈが互いに約９０°の角度をなすように、配置
されている。また、図９（ｂ）に示すように、内壁１ｃ
に、多数の紐状の粘弾性体層３Ｉを、乱雑に配置するこ
とができる。

【００５２】以下、更に具体的な実験結果について述べ
る。まず、下記の各配合物Ａ〜Ｅを調製し、各配合物か
ら各粘弾性体を製造した。

【００５３】

【表２】 （配合物Ａ：非加硫ゴム系粘弾性体） ブチルゴム（日本合成ゴム株式会社製「ＪＳＲ ＢＵＴＹＬ２６８」） ７０重量部 ポリイソブチレン（エッソスタンダード製「ビスタネックスＬ─１００」 ３０重量部 ポリブテン １００重量部 テルペン樹脂（安原ケミカル社製「ＹＳレジンＰ_X １００」） ８０重量部 重質炭酸カルシウム １００重量部 タルク ７０重量部 合計 ４５０重量部

【００５４】

【表３】 （配合物Ｂ：非加硫ゴム系粘弾性体） 再生ブチルゴム（早川ゴム株式会社製糊用ブチル再生ゴム）１００重量部 ポリブテン ８０重量部 可塑剤（出光興産社製「ダイアナプロセスオイルＰＷ─３８０」） ２０重量部 ストレートアスファルト６０／８０ １００重量部 粉末ゴム（早川ゴム社製タイヤ粉末４０メッシュパス） ５０重量部 脂肪族系炭化水素樹脂（日本ゼオン社製「クイントンＡ─１００」） ８０重量部 芳香族系石油樹脂（三井石油化学製「ペトロジン♯８０」） ５０重量部 クレー １００重量部 重質炭酸カルシウム １００重量部 合計 ６８０重量部

【００５５】

【表４】 （配合物Ｃ：ブロックポリマー系粘弾性体） ＳＩＳ（シェル化学社製「カリフレックスＴＲ１１１７」）１００重量部 芳香族系炭化水素樹脂（日本石油化学製「日石ネオポリマー１２０」） ６０重量部 発泡スチロール粉砕品（産業廃棄物） ３０重量部 可塑剤（出光興産社製「ダイアナプロセスオイルＡＨ─１６」） ９０重量部 テルペン樹脂（安原ケミカル社製「ＹＳレジンＰ_X ８００」）３０重量部 タルク ５０重量部 重質炭酸カルシウム １５０重量部 合 計 ５１０重量部

【００５６】

【表５】 （配合物Ｄ：熱可塑性樹脂系粘弾性体） 飽和ポリエステル樹脂（東洋紡績株式会社製「バイロン３００」） ８０重量部 塩化ビニル樹脂（三菱化成ビニル社製「サンプレーン７１０５」） ２０重量部 ジオクチルフタレート ４０重量部 タルク １００重量部 テルペンフェノール樹脂（安原ケミカル社製「ＹＳポリスター♯２１００」） ２０重量部 合 計 ２６０重量部

【００５７】

【表６】（配合物Ｅ：液状反応硬化型粘弾性体） 水酸基末端液状ポリブタジエン（出光石油化学社製「Poly BD R-45HT」） １００重量部 ストレートアスファルト60/80 ２００重量部 キシレン樹脂（三菱ガス化学社製「ニカノールＬ」） ２０重量部 可塑剤（出光興産社製「ダイアナプロセスオイルＡＨ─１６」） ５０重量部 ハードクレー １３０重量部 主剤合計 ５００重量部 硬化剤（日本ポリウレタン社製「ミリオネートMTL 」） １２重量部 合 計 ５１２重量部

【００５８】次いで、下記の各管状複合体を製造した。
管状体１としては、外径４８．６ｃｍ、内径４４ｃｍ、
長さ１０００ｍｍ、厚さ２．３ｍｍの鋼管を使用した。
そして、上記の各配合物Ａ〜Ｅを用い、それぞれ粘弾性
体を形成した。

【００５９】（実施例１）図１に示す管状複合体を製造
した。支持材４としては、ポリプロピレン製の紐を用い
た。粘弾性体層３Ａの最大厚さは６ｍｍにした。 （実施例２）図２に示す管状複合体を製造した。粘弾性
体層３Ｂの上に、ポリプロピレン製のテープ状の支持材
１４を設けた。粘弾性体層３Ｂと支持材１４との厚さの
合計の最大値は３ｍｍであり、粘弾性体層３Ｂの幅は２
０ｍｍである。

【００６０】（試験例１） 図７に示す本発明にかかる試験例の管状複合体を製造し
た。粘弾性体層３Ｆの最大厚さは３ｍｍにした。 （試験例２） 図８に示す本発明にかかる試験例の管状複合体を製造し
た。粘弾性体層３Ｇの最大厚さは５ｍｍにした。

【００６１】（実施例３） 図２に示す粘弾性体層３Ｂ及び支持材１４を、管状体１
の内壁の２箇所に、互いに相対向するように設けた。各
粘弾性体層３Ｂの上に、ポリプロピレン製のテープ状の
支持材１４を設けた。粘弾性体層３Ｂの厚さの最大値は
２．５ｍｍであり、幅は２０ｍｍであり、支持材１４の
厚さは０．５ｍｍである。

【００６２】（実施例４） 図３に示す管状複合体を製造した。支持材２４として
は、ポリオレフィン系ホットメルトフィルムを用いた。
このフィルムの上に粘弾性体層３Ｃを設け、粘弾性体層
３Ｃを内壁１ｃに熱融着させた。支持材２４と粘弾性体
層３ｃとの合計最大厚さを３ｍｍにした。

【００６３】（実施例５） 図４に示す管状複合体を製造した。支持材３４を、内壁
１ｃに対して、粘着剤で粘着させた。 （実施例６） 図５に示す管状複合体を製造した。

【００６４】（比較例１）前記鋼管を用いた。 （比較例２）粘弾性体層を、鋼管の内壁の全面にわたっ
て、厚さ１．５ｍｍで設けた。

【００６５】各例の管状複合体又は鋼管について、下記
の各特性を測定し、各測定値を表７に示した。図１０に
概略的に示すような測定装置を用いた。供試体１１をつ
り糸１０で支持した。供試体１１を構成する管状体１の
軸の延長上にマイク１２を設置し、マイク１２、騒音計
１３、周波数分析機１５、記録計１６を順次に接続し
た。

【００６６】更に、測定条件として、マイク１２の高さ
は１．２ｍとし、マイク１２と供試体１１との距離を１
ｍとし、供試体１１の高さを１．２ｍとした。支点９に
長さ６００ｍｍのつり糸１０をかけ、つり糸１０の末端
に４５ｇのおもり８を吊り下げた。マイク１２の反対方
向におもり８を持ち上げ、つり糸１０を水平面から約９
０°の角度に固定し、次いで、振り子の原理でおもり８
を落下させて供試体１１に衝突させた。

【００６７】この衝突時の発生音のピーク値（ｄＢ）を
測定し、表７に示した。また、比較例１（鋼管単体）に
おける発生音のピーク値９８ｄＢを基準値とし、この基
準値からの発生音のピーク値の改善量を、表７に示し
た。また、上記の衝突時から、発生音が２０ｄＢ減衰す
るまでの時間を測定し、振動減衰時間（ｍｓ）として、
表７に示した。

【００６８】また、鋼管単体の重量を測定しておき、つ
いで粘弾性体層等を形成した後の管状複合体の重量を測
定し、重量の増加量を算出した。この重量の増加量を、
下の鋼管単体の重量で除し、重量増加率を算出し、表７
に示した。

【００６９】

【表７】 実施例 試験例 比較例 １ ２ ３ ４ ５ ６ １ ２ １ ２ 粘弾性体の 配合物 Ａ Ａ Ｂ Ｂ Ｅ Ｅ Ｃ Ｄ − Ｄ 粘弾性体層 等の最大厚さ （ｍｍ） ６ ３ ３ ３ ４ ８ ３ ５ ─ 1.5 発生音のピー ク値 〔ｄＢ（Ａ）〕82 80 76 81 79 74 80 79 98 93 発生音の改善量 〔ｄＢ（Ａ）〕16 18 22 17 19 24 18 19 ─ 5 振動減衰時間 （ｍｓ） 60 70 40 55 45 35 50 65 270 150 重量増加率 （％） ２ ２ ８ ３ １ ６ ４ ２ ─ ９ 管状複合体の 構造 図１ 図２ 図２の 図３ 図４ 図５ 図７ 図８ ─ ─ 変形

【００７０】実施例１は、発音量が比較例１よりも１６
ｄＢ改善されており、振動減衰時間は比較例１の約１／
４であり、重量増加率は僅か２％である。実施例２は、
発音量が比較例１よりも１８ｄＢ改善されており、振動
減衰時間は比較例１の約１／４であり、重量増加率は僅
か２％である。

【００７１】試験例１は、発音量が比較例１よりも１８
ｄＢ改善されており、振動減衰時間は比較例１の約１／
５であり、重量増加率は僅か４％である。試験例２は、
発音量が比較例１よりも１９ｄＢ改善されており、振動
減衰時間は比較例１の約１／４であり、重量増加率は僅
か２％である。

【００７２】実施例３は、発音量が比較例１よりも２２
ｄＢ改善されており、振動減衰時間は比較例１の約１／
７であり、重量増加率は８％である。実施例４は、発音
量が比較例１よりも１７ｄＢ改善されており、振動減衰
時間は比較例１の約１／５であり、重量増加率は僅か３
％である。

【００７３】実施例５は、発音量が比較例１よりも１９
ｄＢ改善されており、振動減衰時間は比較例１の約１／
６であり、重量増加率は僅か１％である。この例は、特
に軽量の制振層によって、大きな効果が得られている。
実施例６は、発音量が比較例１よりも２４ｄＢ改善され
ており、振動減衰時間は比較例１の約１／８であり、重
量増加率は僅か６％である。この例は、特に制振特性が
優れている。

【００７４】比較例２は、発音量が比較例１よりも５ｄ
Ｂ改善されており、振動減衰時間は比較例１の約１／２
であり、重量増加率は９％である。この例では、確かに
制振効果がかなり認められるけれども、本発明例では、
更に重量増加率が大幅に低減されており、かつ更に振動
減衰時間が大幅に短くなり、発生音のピーク値が大幅に
低くなっている。

【００７５】前記と同様にして各管状複合体を製造し、
それらの制振特性を評価した。ただし、各粘弾性体層を
構成するための配合物Ｆ〜Ｉの配合は、以下に示すよう
にした。

【００７６】

【表８】 （配合物Ｆ：吸油固化型粘弾性体） ノルボーネン樹脂粉末（日本ゼオン社製「ノーソレックス」）１００重量部 テルペン樹脂（安原ケミカル製「ダイマロン」） ３０重量部 自動車工場の廃油 ３００重量部 古紙粉末 ５０重量部 ゴム発泡体粉砕品 １２０重量部 合計 ６００重量部

【００７７】配合物Ｇは、一液反応型コーキング剤を使
用した（ウレタンコーキング：大鹿振興社製「ＴＵ─１
３６Ｈ」）。

【００７８】

【表９】 （配合物Ｈ：常温反応硬化型粘弾性体） エポキシ樹脂（旭化成工業株式会社製「ＡＥＲ３３１」） ９０重量部 エポキシ樹脂（ダウケミカル社製「ＤＥＲ７３２」） １０重量部 ゴム発泡体粉砕品 ５０重量部 微粉シリカ ２０重量部 パラノニルフェノール １重量部 主剤の合計 １７１重量部 ポリアミン（三和化学社製「サンマイドＭ─１００１」） １００重量部 クレー ５０重量部 ＤＯＰ ２０重量部 硬化剤の合計 １７０重量部 主剤と硬化剤との合計 ３４１重量部

【００７９】

【表１０】（配合物Ｉ：液状反応硬化型粘弾性体、高ゴ
ム弾性型） 水酸基末端液状ポリブタジエン（出光石油化学社製「Poly BD R-45HT」） １００重量部 ストレートアスファルト60/80 ２００重量部 可塑剤（出光興産社製「ダイアナプロセスオイルＡＨ─１６」） １００重量部 クレー ５０重量部 主剤合計 ４５０重量部 硬化剤（日本ポリウレタン社製「ミリオネートMTL 」） １２重量部 合 計 ４６５重量部

【００８０】上記と同様にして、試験例３〜７の管状複
合体を製造した。管状体１は、上記実施例のものを用い
た。 （試験例３） 図８に示す管状複合体を製造した。深さ約５ｍｍのらせ
ん形状の溝を有する発泡スチロール製円筒を、管状体１
の内側空間２に挿入し、円筒の溝に、配合物Ｈを流し込
み、常温で反応させ、硬化させ、粘弾性体層３Ｇを形成
した。次いで、トルエンで発泡スチロールを溶解させ、
除去した。

【００８１】（試験例４〜７） 図６に示す管状複合体を製造した。粘弾性体層３Ｅの最
大厚さは約３ｍｍとした。これらの各試験例について、
上記の各試験を実施した。この結果を下記表１１に示す

【００８２】

【表１１】 試験例 比較例 ３ ４ ５ ６ ７ １ ２ 粘弾性体の 配合物 Ｈ Ｆ Ｇ Ｈ Ｉ − Ｄ 粘弾性体層 等の最大厚さ （ｍｍ） ５ ３ ３ ３ ３ ─ １．５ 発生音のピー ク値 〔ｄＢ（Ａ）〕 ７８ ７９ ７９ ８３ ７６ ９８ ９３ 発生音の改善量 〔ｄＢ（Ａ）〕 ２０ １９ １９ １５ ２２ ─ ５ 振動減衰時間 （ｍｓ） ６０ ４５ ９０ ７５ ３５ ２７０ １２０ 重量増加率 （％） １２ ７ １１ １０ ９ ─ ９ 管状複合体の 構造 図８ 図６ 図６ 図６ 図６ ─ ─

【００８３】試験例３は、常温で硬化し、高い剛性を示
す粘弾性体を使用した例であり、粘弾性体層の厚さは、
管状体１の厚さの約２倍である。発音量が比較例１より
も２０ｄＢ改善されており、振動減衰時間は比較例１の
約１／４．５であり、重量増加率は１２％である。試験
例４〜７は、紐状の粘弾性体層を適用した例だが、各例
とも、発音量、振動減衰時間が改善されており、かつ重
量増加率も小さい。特に、比較例２と比べると、管状体
内壁の一部に紐状の粘弾性体層を設けた方が、管状体内
壁の全面に粘弾性体層を均一に設けるよりも、制振特性
が改善されているのが判る。

【００８４】

【発明の効果】本発明によれば、管状体の内壁に支持材
で支えた粘弾性体層を付けることで、かえって優れた制
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。

【００８５】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、機械回転体等の動力部材において
は、動力ロスの低減が可能となり、動力源の出力アップ
も必要ない。構造部材に於いては、構造体自体が軽量化
されるので、下部構造の小型化、運搬ロスの減少が可能
となる。また、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。特に、支持材を使用した場合においては、支
持材を用いて粘弾性体層を管状体内に入れたり、粘弾性
体層の成形に用いることにより、管状複合体の生産性が
向上する。

【００８６】又、自動車チューブやブチルゴム廃棄物か
らの再生ブチルゴム、発泡スチロール廃棄物、各種工場
からの廃油等を使用して、産業廃棄粘弾性体本来の性能
値以上の性能を発揮する事も出来ることも見出した。こ
のように、産業廃棄物を有効に利用しつつ、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く、かつ環境保護
にも適合している。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、管状複合体を、軸に平行な方向で切
ってみた断面図であり、（ｂ）は、管状複合体を、軸に
垂直な方向で切ってみた断面図である。

【図２】（ａ）は、管状複合体を、軸に平行な方向で切
ってみた断面図であり、（ｂ）は、管状複合体を、軸に
垂直な方向で切ってみた断面図である。

【図３】（ａ）は、管状複合体を、軸に平行な方向で切
ってみた断面図であり、（ｂ）は、管状複合体を、軸に
垂直な方向で切ってみた断面図である。

【図４】（ａ）は、管状複合体を、軸に平行な方向で切
ってみた断面図であり、（ｂ）は、管状複合体を、軸に
垂直な方向で切ってみた断面図である。

【図５】（ａ）は、管状複合体を、軸に平行な方向で切
ってみた断面図であり、（ｂ）は、管状複合体を、軸に
垂直な方向で切ってみた断面図である。

【図６】（ａ）は、本発明の試験例にかかる管状複合体
を、軸に平行な方向で切ってみた断面図であり、 （ｂ）は、この管状複合体を、軸に垂直な方向で切って
みた断面図である。

【図７】（ａ）は、本発明の試験例にかかる管状複合体
を、軸に平行な方向で切ってみた断面図であり、 （ｂ）は、この管状複合体を、軸に垂直な方向で切って
みた正面図である。

【図８】（ａ）は、本発明の試験例にかかる管状複合体
を、軸に平行な方向で切ってみた断面図であり、 （ｂ）は、この管状複合体を、軸に垂直な方向で切って
みた正面図である。

【図９】（ａ）は、本発明にかかる試験例の管状複合体
を、軸に垂直な方向で切ってみた断面図であり、 （ｂ）は、この管状複合体を、軸に平行な方向で切って
みた断面図である。

【図１０】制振特性を測定するための装置を模式的に示
す模式図である。

【符号の説明】

１ 管状体 １ａ、１ｂ 端部 １ｃ 内壁 ２ 内側空間 ３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ、３Ｆ、３Ｇ、３Ｈ、３
Ｉ 粘弾性体層 ４、１４、２４、３４ 支持材 ５ 空気室 ６ 繊維層 ７ 遮音層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−284668（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−36440（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−228531（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−321014（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−223347（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−186194（ＪＰ，Ａ) 特公 昭63−9978（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16F 15/02 - 15/08 F16L 55/00 B29C 63/00 - 63/48

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管状体とこの管状体の内側空間に設けら
   れた制振材とを備えており、前記管状体の外側から伝わ
   る振動を低減させる管状複合体であって、 前記制振材が支持材と粘弾性体とからなり、前記支持材
   が紐状の形状を有しており、前記粘弾性体が前記支持材
   の外周全面を覆って接着しており、前記制振材が、前記
   支持材と前記粘弾性体とを一体成形することで得られて
   おり、前記制振材が紐状の形状を有しており、前記制振
   材が前記管状体の軸方向に延びており、前記粘弾性体の
   一部分が前記管状体の内壁と接着しており、前記粘弾性
   体の他の部分が前記内側空間に露出している、管状複合
   体。
2. 【請求項２】 管状体とこの管状体の内側空間に設けら
   れた制振材とを備えており、前記管状体の外側から伝わ
   る振動を低減させる管状複合体であって、 前記制振材が支持材と粘弾性体とからなり、前記支持材
   が平坦な上面及び下面を有しており、前記粘弾性体がシ
   ート状の形状を有しており、前記粘弾性体が前記支持材
   の上面に接着されており、前記制振材が、前記支持材と
   前記粘弾性体とを一体成形することで得られており、前
   記制振材が前記管状体の軸方向に延びており、前記制振
   材が、前記支持材の下面と前記管状体の内壁とを接着さ
   せることで前記管状体の内壁と接着しており、前記管状
   体が加振されて変形する際、前記管状体の変形に追従し
   て前記支持材が変形し、前記支持材の変形に追従して前
   記粘弾性体が変形する、管状複合体。