JP6830323B2

JP6830323B2 - 制振材の固定方法

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Publication number: JP6830323B2
Application number: JP2016104596A
Authority: JP
Inventors: 道雄小川; 和幸城本; 竜馬小出
Original assignee: Hayakawa Rubber Co Ltd
Current assignee: Hayakawa Rubber Co Ltd
Priority date: 2016-05-25
Filing date: 2016-05-25
Publication date: 2021-02-17
Anticipated expiration: 2036-05-25
Also published as: JP2017211023A

Description

本発明は、制振材を鋼壁に固定する制振材の固定方法に関するものである。

船舶の居住区は船員の生活の場となる所であることから、その居住環境を良好にすることは、船員の健康の面からも重要視されている。特に、居住区が機関室の真上に位置するような小型内航船では、居住区の騒音低減の要求が高い。

そこで、例えば特許文献１、２に開示されているような船舶用制振材を使用することが考えられる。特許文献１、２の船舶用制振材は、鋼板等からなる拘束層と、ゴムやプラスチック等からなる樹脂層とからなり、被着体に被着された状態で使用される。拘束層を設けていることによって耐火性を向上させながら、樹脂層による制振効果が得られるようになっている。

また、非特許文献１に開示されているように、船舶の壁は、コルゲート鋼壁やスティフナー鋼壁等からなる鋼壁に、カセットパネルやベニヤ板等からなる内装材を取り付けた構造となっている。そして、船舶用制振材は、鋼壁に対して溶接によって固定されるのが一般的となっている。このとき、制振材の端部周辺４カ所以上を、ＳＵＳ溶接棒を用いて鋼壁に溶接する。

特開２００８−１８７１０号公報特開２００８−１８９３９号公報

船舶居住区の騒音低減に関する実証研究報告、財団法人日本船舶技術研究協会、一般財団法人日本海事協会、２０１２年２月、ｐ．２−１０

ところで、非特許文献１に開示されているように、制振材を鋼壁に固定する一般的な方法は溶接であることから、例えば特許文献１、２の場合、鋼板からなる拘束層を鋼壁に溶接することになる。鋼板からなる拘束層を鋼壁に溶接した場合、拘束層及び鋼壁の両方の材料が高剛性で硬度が高く、それらが剛結合されることになるので、加振力が作用した際に、拘束層と鋼壁との相対的な変位が許容されず、その結果、樹脂層による振動吸収性能を十分に高めることができないという問題があった。

また、自動車や鉄道車両等においても同様な問題が想定される。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、制振材の拘束層と鋼壁との相対的な変位を許容させることができるようにして制振材による制振効果をより一層高めて騒音レベルを低減することにある。

上記目的を達成するために、本発明では、弾性層を拘束層と鋼壁との間に介在させ、拘束層を鋼壁に締結固定するようにした。

第１の発明は、
船内に設けられている居住区を区画するスティフナー鋼壁に制振材を固定する制振材の固定方法において、
拘束層と、該拘束層における上記スティフナー鋼壁側に積層された粘弾性材からなる厚み範囲が０．５ｍｍ以上６．０ｍｍ以下の粘弾性層とを有する上記制振材を用意し、
上記制振材の上記粘弾性層を当該粘弾性層の粘着性によって上記スティフナー鋼壁に貼り付けておき、
その後、タッピングビスを上記拘束層に形成された挿通孔に挿通した後、上記スティフナー鋼壁に形成された下孔にねじ込んで上記タッピングビスの頭部を上記拘束層の上記挿通孔の周縁部に当接させることにより、上記拘束層を、上記粘弾性層を上記スティフナー鋼壁との間に介在させた状態で上記タッピングビスによって上記スティフナー鋼壁に取り付けることを特徴とする。

この構成によれば、拘束層が鋼壁に取り付けられた状態で粘弾性層が拘束層と鋼壁との間に介在しているので、拘束層が鋼壁に対して剛結合されなくなる。これにより、加振力が作用した際に、粘弾性層が弾性変形することで拘束層が鋼壁に対して相対的に変位可能となり、この粘弾性層の変形によって制振効果が向上する。

第１の発明によれば、粘弾性層を拘束層と鋼壁との間に介在させ、拘束層を鋼壁に取り付けるようにしたので、制振材による制振効果をより一層高めて居住区内の騒音レベルを低減することができる。

船舶の居住区内の斜視図である。実施形態に係る船舶用制振材の斜視図である。図１におけるIII−III線断面図である。締結要領を示す図３相当図である。スタッド溶接ピンとワッシャによる固定構造を示す図３相当図である。スタッド溶接ピンとワッシャによる固定構造の別の例を示す図３相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

（居住区の構成）
図１は、本発明の実施形態に係る船舶用制振材１が固定された居住区Ｒの内部を示す斜視図である。居住区Ｒは、例えば小型内航船等の船内に設けられており、船員が生活等する場所となっている。居住区Ｒを区画しているのは、鋼壁１０と、天井２０と、図示しない床である。図１に示す鋼壁１０は、いわゆるスティフナー鋼壁であり、上下方向に延び、水平方向に所定の間隔をあけて配設された複数の縦材１１、１１、…と、隣り合う縦材１１、１１を連結するように延びる鋼板１２、１２、…とを備えている。この鋼板１２に、複数の船舶用制振材１が互いに間隔をあけて固定されるようになっている。尚、本発明は、スティフナー鋼壁以外の鋼壁にも適用することができる。

（船舶用制振材の構成）
船舶用制振材１は、図２に示すように、全体として矩形の板状をなしており、拘束層２と粘弾性層３とが積層されて一体化してなるものである。拘束層２は、居住区Ｒ内側に配置される層である。拘束層２を構成する材料としては、例えば亜鉛メッキ鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム合金製板材等を挙げることができる。この拘束層２の厚みとしては、例えば０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ以下が好ましい。拘束層２の周縁部には、複数の挿通孔２ａ、２ａ、…が互いに間隔をあけて形成されている。挿通孔２ａは、船舶用制振材１の四隅にのみ設けてもよい。挿通孔２ａには、後述する締結部材としてのタッピングビスＡ（図４に示す）のねじ部が挿通する。

粘弾性層３は、例えばゴム、アスファルト、熱可塑性エラストマー等の弾性材からなる層である。この粘弾性層３の厚みとしては、例えば０．５ｍｍ以上６．０ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは、１．０ｍｍ以上４．０ｍｍ以下である。粘弾性層３は拘束層２の全体に対して固着されている。また、粘弾性層３は粘着性を持っている。尚、粘弾性層３は、少なくとも挿通孔２ａの周囲と、鋼壁１０の鋼板１２との間に介在するように設けられていればよく、拘束層２の一部にだけ固着させてもよい。

（船舶用制振材の固定要領）
次に、船舶用制振材１の固定要領について説明する。まず、図４に示すように、鋼壁１０を構成している鋼板１２に、粘弾性層３の粘着性を利用して船舶用制振材１を貼り付ける。その後、図示しない電動ドリルの刃物を挿通孔２ａに挿入して鋼板１２に下孔１２ａを形成する。このとき、粘弾性層３にも孔が形成されることになる。下孔１２ａの形成部位は船舶用制振材１の拘束層２の挿通孔２ａに対応する部位である。そして、船舶用制振材１の粘弾性層３を鋼壁１２に密着させて船舶用制振材１を固定位置に仮固定しながら、締結部材としてのタッピングビスＡのねじ部を拘束層２の挿通孔２ａに挿通させる。タッピングビスＡのねじ部を拘束層２の挿通孔２ａに挿通させ、さらに押し込んで行くと、ねじ部が粘弾性層３を貫通して鋼板１２の下孔１２ａに達する。

そして、タッピングビスＡを鋼板１２の下孔１２ａにねじ込んでいく。このことでタッピングビスＡの頭部が拘束層２の挿通孔２ａの周縁部に当接する。このとき、タッピングビスＡと、拘束層２の挿通孔２ａの内周面との間には、全周に亘って隙間が形成されており、タッピングビスＡの頭部によって拘束層２を押さえておく程度で固定しておく。この状態で、鋼壁１０の鋼板１２と拘束層２との間に粘弾性層３が介在した状態で、拘束層２がタッピングビスＡによって鋼壁１０の鋼板１２に締結される。拘束層２は、鋼壁１０の鋼板１２に対して溶接等による剛結合がなされていない。ここで、剛結合とは、弾性材を介さずに拘束層２を鋼壁１０の鋼板１２に固定することである。

尚、この実施形態では、締結部材としてタッピングビスＡを使用しているが、これに限らず、図示しないが例えばボルトやリベット等の締結部材であってもよい。ボルトを使用する際には、ナットを鋼壁１０の鋼板１２に固定しておき、ボルトをナットに螺合させる方法の他、スタッドボルトを鋼壁１０の鋼板１２に設けておき、このスタッドボルトを拘束層２の挿通孔２ａに挿通させ、ナットをスタッドボルトに螺合させるようにしてもよい。

また、図５に示すように、スタッド溶接ピン３０とワッシャ３１及びナット３２とで固定部材を構成するようにしてもよい。スタッド溶接ピン３０の基端部には被溶接部３０ａが設けられており、この被溶接部３０ａが鋼板１２に溶接されている。スタッド溶接ピン３０の被溶接部３０ａよりも先端側は、ねじ部３０ｂとされている。ねじ部３０ｂは粘弾性層３を貫通して拘束層２の挿通孔２ａに挿通されている。ねじ部３０ｂの先端側は、拘束層２の挿通孔２ａから突出している。ワッシャ３１は、スタッド溶接ピン３０のねじ部３０ｂにおける拘束層２から突出した部分にナット３２によって固定される。この図５に示す固定構造では、スタッド溶接ピン３０のねじ部３０ｂが、拘束層２の挿通孔２ａの内周面に接触しないようになっている。

また、図６に示すように、スタッド溶接ピン４０とワッシャ４１とで固定部材を構成するようにしてもよい。スタッド溶接ピン４０の基端部は鋼板１２に溶接されている。スタッド溶接ピン４０の先端側は粘弾性層３を貫通して拘束層２の挿通孔２ａに挿通されている。また、スタッド溶接ピン４０の先端側は、拘束層２の挿通孔２ａから突出してワッシャ４１に挿通されている。そして、スタッド溶接ピン４０の先端側が、図６に仮想線で示す直線形状から実線で示す形状となるまで折り曲げられ、これにより、スタッド溶接ピン４０の先端側がワッシャ４１に対して拘束層２とは反対側から接触して係合する。この係合状態にあるときには、スタッド溶接ピン４０の基端側と先端側とのなす角度が略直角となるまで、スタッド溶接ピン４０の先端側を折り曲げているので、ワッシャ４１がスタッド溶接ピン４０から抜けることはない。また、スタッド溶接ピン４０は拘束層２の挿通孔２ａの内周面に接触しないようになっている。

（実施形態の作用効果）
上記のようにして船舶用制振材１が船舶の鋼壁１０に固定されると、拘束層２が鋼壁１０に締結固定された状態で粘弾性層３が拘束層２と鋼壁１０との間に介在しているので、拘束層２が鋼壁１０に対して剛結合されなくなる。これにより、加振力が作用した際に、粘弾性層３が弾性変形することで拘束層２が鋼壁１０に対して相対的に変位可能となり、この粘弾性層３の変形によって制振効果が向上する。従って、居住区内の騒音レベルを低減することができる。

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は実施例に限定して解釈されるものではない。

実施例に係る船舶用制振材１の厚みは２．２ｍｍであり、幅は３００ｍｍであり、長さは６００ｍｍである。また、拘束層２は、高耐食性溶融亜鉛めっき鋼板であり、厚みは０．８ｍｍである。粘弾性層３は、ブチルゴム系粘弾性体であり、厚みは１．４ｍｍである。拘束層２の挿通孔２ａは、拘束層２の４つの角部近傍と、長辺の中間部近傍にそれぞれ形成されており、合計６つある。挿通孔２ａの径は５ｍｍである。

船舶用制振材１の振動減衰特性の試験方法は、ＪＩＳＧ０６０２のつり下げ打撃加振法に基づいて行った。船舶用制振材１の長辺方向が上下方向となるように鋼板１２に固定し、糸によって鋼板１２を吊り下げた。鋼板１２の厚みは８ｍｍである。

加速度ピックアップの取付位置は、船舶用制振材１の中心部、即ち、長辺方向の中心、かつ、短辺方向の中心である。また、加振位置は、船舶用制振材１の中心部から１００ｍｍ下で、かつ、短辺方向の中心から５０ｍｍだけ短辺方向にオフセットした位置である。また、リアルタイム周波数分析器は、ＰＵＬＳＥ１５．１（Ｂ＆Ｋ社製）、チャージコンバータは、Ｔｙｐｅ２６４７Ａ（Ｂ＆Ｋ社製）、インパクトハンマーは、Ｔｙｐｅ８２０２（Ｂ＆Ｋ社製）、加速度ピックアップは、Ｔｙｐｅ４３９３（Ｂ＆Ｋ社製）である。

船舶用制振材１の４つの角部をタッピングビスＡで鋼板１２に固定した場合（４点ビス留め）、及び６箇所をタッピングビスＡで鋼板１２に固定した場合（６点ビス留め）の測定結果は表１に示す通りである。

一方、比較例として、上記と同様な構成の船舶用制振材の拘束層の４つの角部を溶接により鋼板に固定した場合（４点溶接留め）、及び６箇所を溶接により鋼板に固定した場合（６点溶接留め）の測定結果は表２に示す通りである。

上記測定結果から分かるように、船舶用制振材１をタッピングビスＡで鋼板１２に固定した場合、比較例に比べて損失係数が全域に亘って高くなっている。これは、加振力が作用した際に、粘弾性層３が弾性変形することで拘束層２が鋼板１２に対して相対的に変位可能となり、この粘弾性層３の変形によって制振効果が向上したことによる。尚、図５に示すスタッド溶接ピン３０とワッシャ３１とで固定部材を構成した場合や、図６に示すスタッド溶接ピン４０とワッシャ４１とで固定部材を構成した場合も同様な制振効果が得られる。

また、例えば、上記制振材１を自動車や鉄道車両の鋼壁に対して上記した構造を用いて固定することもできる。

上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

以上説明したように、本発明に係る制振材の固定構造は、例えば船舶の鋼壁に制振材を固定する場合に適用することができる。

１船舶用制振材
２拘束層
２ａ挿通孔
３粘弾性層
１０鋼壁
Ｒ居住区

Claims

船内に設けられている居住区を区画するスティフナー鋼壁に制振材を固定する制振材の固定方法において、
拘束層と、該拘束層における上記スティフナー鋼壁側に積層された粘弾性材からなる厚み範囲が０．５ｍｍ以上６．０ｍｍ以下の粘弾性層とを有する上記制振材を用意し、
上記制振材の上記粘弾性層を当該粘弾性層の粘着性によって上記スティフナー鋼壁に貼り付けておき、
その後、タッピングビスを上記拘束層に形成された挿通孔に挿通した後、上記スティフナー鋼壁に形成された下孔にねじ込んで上記タッピングビスの頭部を上記拘束層の上記挿通孔の周縁部に当接させることにより、上記拘束層を、上記粘弾性層を上記スティフナー鋼壁との間に介在させた状態で上記タッピングビスによって上記スティフナー鋼壁に取り付けることを特徴とする制振材の固定方法。