JP3135160B2 - 磁性複合型制振材および磁性複合型制振材施工法 - Google Patents
磁性複合型制振材および磁性複合型制振材施工法Info
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Description
せるタイプの磁性複合型制振材の改良に関する。
01号(平成3年5月31日出願)において、図4に示
す磁性複合型制振材を提案している。この磁性複合型制
振材は、拘束板1に磁性高分子粘弾性シート3を接着層
2により接着した3層構造の複合体であり、前記磁性高
分子粘弾性シートは、天然ゴム、ニトリルゴム、ブチル
ゴム、アクリルゴム等のゴム、粘着性樹脂、可塑剤、磁
性粉、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤等からなる組成
物であって、加硫によりゴム分子が架橋している。そし
て、前記磁性高分子粘弾性シートが着磁により磁化され
ており、この磁力により振動体4に吸着し、振動体の振
動に対して界面で微小なすべりが発生し、その界面のす
べり摩擦により振動エネルギーを熱エネルギーに変換し
て制振を行うものである。
た先願発明の磁性複合型制振材にあっては、磁性高分子
粘弾性シートにゴムを使用し、加硫によりゴム分子を架
橋した構造とされているため、磁性高分子粘弾性シート
の相手材凹凸面に対するなじみ性が悪く、たとえこの磁
性高分子粘弾性シートを加温した場合であっても、多少
軟化するのみで塑性変形が起こりづらく、凹凸面のある
振動体の制振施工を行う場合、制振材全面に密着するこ
とができず、凸部との接触のみとなり、振動体の振動を
界面のすべり摩擦で吸収することが難しく、制振性能が
低下する。また振動体との吸着面の隙間が開くことによ
り磁力による吸着力が低下し、振動に対して制振材が脱
落するという問題がある。
めになされたものであって、振動体の凹凸面に対して、
なじみやすくして、密着性を向上させた磁性複合型制振
材ならびに制振材施工法を提供することを主たる目的と
する。
束板に磁性高分子粘弾性シートを積層してなる磁性複合
型制振材において、前記磁性高分子粘弾性シートが、熱
可塑性エラストマーと磁性粉からなる組成物であって、
前記磁性高分子粘弾性シート中の磁性粉がシート全重量
に対し50〜95重量%であることを要旨としている。
さらに本願の第3の発明は、上記構成の磁性複合型制振
材を振動源に吸着させる制振材施工法において、前記制
振材を加温し前記磁性高分子粘弾性シートを軟化させて
磁性変形しやすい状態にして振動源に貼り合わせること
を要旨としている。
性シートの基材が熱可塑性エラストマーにされているの
で、加温により軟化させた状態とすることにより、振動
体の凹凸面へよく追従し、なじみやすくなり、良好な密
着性が得られる。また、制振材施工法においては、制振
材を加温して振動体面に貼り合わせるだけでよいから、
施工は容易である。
制振材の断面図である。図中、10は拘束板、11は接
着剤層、12は磁性高分子粘弾性シート、13は振動体
である。
ステンレス等の金属板や、フェノール樹脂、ポリアミ
ド、ポリカーボネート、ポリエステル等のプラスチック
板、または、これらプラスチックをガラス繊維、カーボ
ン繊維等の繊維で補強した繊維強化プラスチック板や、
スレート板、けい酸カルシウム板、セッコウボード、繊
維混入セメント板、セラミックス板等の無機質系剛板を
使用することができる。拘束板の厚さは1〜40mm、望
ましくは5〜20mm程度がよい。
その弾性率が磁性高分子材料シートの弾性率と同等以上
の剛性を有することが望ましい。接着剤の弾性率が磁性
高分子粘弾性シートの弾性率より小さいと、磁性高分子
粘弾性シートが拘束板に拘束された構造となりにくく、
振動源からの振動に磁性高分子粘弾性シートが追従しや
すくなり、制振性能が低下する。使用する接着剤として
は、エポキシ樹脂系、ユリア樹脂系、メラミン樹脂系、
フェノール樹脂系、酢酸ビニル系、シアノアクリレート
系、ウレタン系、合成ゴム系、アクリル樹脂系等の接着
剤を使用することができる。
子材料には、スチレン系熱可塑性エラストマー、塩化ビ
ニル系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エ
ラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポ
リアミド系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性
エラストマー等の熱可塑性エラストマーが使用される。
熱硬化性エラストマーや加硫ゴムでは、分子同士が架橋
するため、加温処理を行った場合、多少軟化はするが、
塑性変形はおきず、適さない。
磁性粉としては、バリウムフェライト、ストロンチウム
フェライト等のフェライトや、サマリウムコバルト系、
ネオジウム鉄ボロン系等の希土類磁石粉等を用いること
ができる。
の添加量は、全配合物に対して、50〜95重量%、望
ましくは70〜85重量%程度がよい。磁性高分子粘弾
性シートへの磁性粉の添加量による影響は、添加量が少
ないと磁力が弱く、脱落が生じる。また、磁性粉の添加
量が多くなりすぎると、磁性高分子粘弾性シートの加工
が低下し、衝撃に対し割れる等、脆くなる。磁性高分子
粘弾性シートには、その他、老化防止剤、粘着付与剤、
可塑剤、充填剤、加工助剤、カップリング剤、加硫をし
ていないゴム・液状ゴム等を添加してもよい。
10mm、望ましくは3〜7mm程度がよい。拘束板や磁性
高分子粘弾性シートの厚さが薄いと、振動源の厚さが厚
くて振動エネルギーが大きい場合、振動エネルギーを吸
収しきれず、制振効果が期待できない。また、厚すぎる
と、重量の増加により脱落する可能性が生じる。磁性高
分子粘弾性シートはシート加工後に着磁処理を行う。着
磁は磁性高分子粘弾性シートの片面にS極、N極が交互
にならぶ片面多極着磁が好ましく、S極、N極間のピッ
チは、1〜20mm、望ましくは4〜10mm程度がよい。
着磁ピッチが短い場合、および広い場合は磁性高分子粘
弾性シートの磁力による吸着力が低下する。
施工は、磁性高分子粘弾性シート面を加温することによ
り、磁性高分子粘弾性シートを軟化させ、この状態で振
動体に磁性高分子粘弾性シート面で貼り合わせることに
より行う。この時、振動体表面に、塗装ムラ、溶接痕等
の凹凸がある場合であっても磁性高分子粘弾性シートが
加温により軟化し、塑性変形可能な状態となっているの
で、振動体の凹凸に磁性高分子粘弾性シート面がよく追
従し完全に密着することが可能となる。また、前記制振
材は、磁力による吸着力を保持しているため、制振材の
磁力による吸着力のみでも、ある程度の接触面積を確保
できるが、外力により制振材を振動源に圧着することに
より、さらに接触面積を増やすことが可能となる。
分子粘弾性シートの軟化点−20℃〜軟化点+100
℃、望ましくは軟化点〜軟化点+10℃程度がよい。磁
性高分子粘弾性シートの加温が低すぎると、塑性変形が
起こりにくく、振動体の凹凸面に追従させることが難し
く、また、加温が高すぎると、磁性高分子粘弾性シート
の熱劣化が生じる。また、著しい軟化により形がくずれ
たり磁性粉の移動が起こりやすくなり、磁力が低下す
る。また、制振材を振動源に外力を利用して圧着しても
よい。外力は2kgf/cm2以下、望ましくは0.5kgf/c
m2以下程度がよい。外力が強すぎると塑性変形が大きく
なりすぎる。
型制振材において、磁性高分子粘弾性シートは、下記表
1に示す配合材料を加圧ニーダーにて練り、押出し成型
を行うことにより、厚さ3mmのシートに成型し、着磁器
により着磁ピッチ8mmにて片面多極着磁を施した。この
時の磁性高分子粘弾性シートの残留磁束密度は470ガ
ウスであった。
シウム板を使用し、接着剤としては、二液硬化型ウレタ
ン系接着剤を使用して、拘束板に前記磁性高分子粘弾性
シートを接着剤で貼り合わせて制振材を得た。
下記表2に示す配合を加圧ニーダーで練り、金型を用い
て成型加硫を行うことにより厚さ3mmのシートに成型
し、着磁器により着磁ピッチ8mmにて片面多極着磁を行
った。この時の磁性高分子粘弾性シートの残留磁束密度
は450ガウスであった。拘束板としては、厚さ14mm
のけい酸カルシウム板を使用し、接着剤としては、二液
硬化型ウレタン系接着剤を使用して、拘束板に磁性高分
子粘弾性シートを接着剤で貼り合わせて制振材を得た。
磁性高分子粘弾性シートにゴムを使用し、加硫によりゴ
ム分子を架橋させている点が実施例1と異なる。
した制振材について、制振性能試験を行った。制振性能
試験は、厚さ3mmの鉄板から長方形のベース板(この板
が振動源となる)を作り、そこに同寸法の前記実施例ま
たは比較例で作製した制振材をそれぞれの方法で貼り合
わせ、ベース板の中心部を電磁加振器で加振し、加振器
とベース板の間に挿入してあるインピーダンスヘッドに
より、力と振動加速度を計測しながら加振周波数を変化
させ、加振点の機械インピーダンスを計算し、共振曲線
から損失係数を算出する方法(機械インピーダンス法)
により行った。振動源のベース板上に、予め、塗装ム
ラ、溶接痕等の凹凸を想定して、高さ1mm、幅2mm、長
さ10mmの金属片を貼り付けておく。
材を120℃に加温し、これを金属片を貼り付けたベー
ス板の上から磁力により吸着させ、室温に温度が下がる
まで放置した後、測定を開始する。制振性能試験結果を
図2のグラフに示す。ただし、比較例1により作製した
制振材の制振性能試験では、磁性高分子粘弾性シートに
凹凸に対するなじみ性がなく、ベース板に貼り合わせた
時、金属片のみで密着した状態となり、試験中に制振材
が脱落したため測定できなかった。
分子粘弾性シートが加温により軟化して塑性変形を起こ
して磁力による吸着力で、金属片を貼り付けたベース板
に密着して試験中に脱落がなく、良好な制振性を示し
た。また、比較例1により作製した制振材をベース板に
貼り合わせる時、制振材を120℃に加温後、0.2kg
f/cm2の外力で金属片を貼り付けたベース板に圧着して
も、凹凸に対するなじみ性がなく、制振性能試験中に制
振材が脱落し、測定できなかったのに対し、実施例1に
より作製した制振材では、磁性高分子粘弾性層が塑性変
形を起こして密着し、試験中に脱落がなく、図2のグラ
フに示すように、良好な制振性を示した。
下記表3に示す配合材料を加圧ニーダーにて練り、金型
を用いてプレス成型を行うことにより、厚さ3mmのシー
トに成型し、着磁器により着磁ピッチ8mmにて片面多極
着磁を施した。この時の磁性高分子粘弾性シートの残留
磁束密度は440ガウスであった。
シウム板を使用し、接着剤としては、一液硬化型ウレタ
ン系接着剤を使用して、拘束板に磁性高分子粘弾性シー
トを接着剤で貼り合わせ、接着剤が硬化するまで0.5
kgf/cm2にて圧着保持し、制振材を得た。
下記表4に示す配合材料を加圧ニーダーにて練り、金型
を用いてプレス成型を行うことにより、厚さ5mmのシー
トに成型し、着磁器により着磁ピッチ10mmにて片面多
極着磁を施した。この時の磁性高分子粘弾性シートの残
留磁束密度は480ガウスであった。
ては、二液硬化型ウレタン系接着剤を使用して、拘束板
に磁性高分子粘弾性シートを接着剤で貼り合わせ、制振
材を得た。
振材について、制振性能試験を行った。制振性能試験方
法は前記方法によるが、制振材をベース板に貼り合わせ
る時の磁性複合型制振材の加温条件は、実施例2では1
50℃、実施例3では180℃とした。また、この時は
外力による圧着は行わなかった。その制振性能試験結果
を図3のグラフに示す。実施例2および実施例3により
作製した制振材とも、磁性高分子粘弾性シートが加温に
より軟化し、塑性変形を起こして磁力による吸着力で金
属片を貼り付けたベース板に密着して試験中に脱落がな
く、良好な制振性を示した。
熱可塑性エラストマーを基材とした磁性高分子粘弾性シ
ートを拘束板に接着した構成とし、振動体へ貼り合わせ
る時に、磁性高分子粘弾性シートを加温することにより
軟化させて塑性変形を起こしやすい状態で施工すること
ができるため、溶接痕、リベット痕、塗装ムラ等の凹凸
のある振動体でも、なじみ性よく密着させることが可能
となり、振動体界面でのすべり摩擦を有効に利用して、
制振を行うことができ、しかも磁性高分子粘弾性シート
面の形状を振動源の形状に追従させることで、磁力が有
効に作用して脱落防止に効果のある磁性複合型制振材が
得られる。また、本発明によれば、磁性高分子粘弾性シ
ートに使用する高分子材料を熱可塑性エラストマーとし
たことにより、熱硬化性エラストマーや加硫ゴムのよう
な分子間架橋が不必要となり、加硫工程が省略され、加
工性を向上させることができる。加えて、本発明方法に
よれば、熱可塑性エラストマーを基材とした磁性高分子
粘弾性シートを拘束板に接着して構成した磁性複合型制
振材を使用するものであるから、その制振材を加温する
だけで、振動源に密着させて制振効果を最大限に発揮さ
せることができ、かつ、制振施工の作業性を大幅に向上
させることができる。
面図である。
る。
る。
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 拘束板に磁性高分子粘弾性シートを積層
してなる磁性複合型制振材において、前記磁性高分子粘
弾性シートが、熱可塑性エラストマーと磁性粉からなる
組成物であって、前記磁性高分子粘弾性シート中の磁性
粉がシート全重量に対し50〜95重量%であることを
特徴とする磁性複合型制振材。 - 【請求項2】 前記磁性高分子粘弾性シートの厚さが
0.1〜10mmであり、熱可塑性エラストマーがSIS
系熱可塑性エラストマーであり、前記拘束板が厚さ1〜
40mmのけい酸カルシウム板またはスレート板である請
求項1に記載の磁性複合型制振材。 - 【請求項3】 拘束板に、熱可塑性エラストマーを基材
とする磁性高分子粘弾性シートを積層してなる磁性複合
型制振材を使用し、この制振材を加温して磁性高分子粘
弾性シートを軟化させて塑性変形しやすい状態で振動源
に貼り合わせることを特徴とする磁性複合型制振材施工
法。 - 【請求項4】 前記磁性高分子粘弾性シートを、そのシ
ート軟化点より低い温度あるいは高い温度で加温して軟
化させた状態で、外力を加え、もしくは加えることなく
振動源に貼り合わせることを特徴とする請求項3に記載
の磁性複合型制振材施工法。
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