JPH01114432A - 施工性に優れた複合制振板材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は金属板、主に鋼板を２枚以上重ね合せて制振特
性を持たせた複合制振板材に関し、更に詳しくは溶接強
度部材としての使用に適した複合制振板材に関する。

〔従来の技術〕

従来より割振材料として知られているものには、Ｍｇ、
Ｃｕ−Ｍｎ合金、片状黒鉛鋳鉄、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａ４合金
、１２Ｃｒ鋼等の材料そのものが制振特性を有する防振
合金と、２枚以上の板材を重ね合わせることにより割振
効果を具備させた複合制振板材とがある。

前者の防振合金は高価で、溶接施工も難しい上、強度部
材として機械、構造物に組み込まれてしまうと、静荷重
あるいは溶接施工による残留応力が付加されることによ
り制振効果を消失する場合が多い、したがって機械、構
造物の強度部材としての使用には通さない。

後者の複合制振板材も従来から周知の高分子樹脂と鋼板
とを組合わせたものは、高分子樹脂が使用されているた
め、溶接施工が非常に困難であり、やはり強度部材とし
ての使用には適さない。

そこで、本出願人は溶接強度部材としての使用に適した
複合制振板材として、高分子樹脂を使わず金属板、主に
鋼板のみからなる材料を開発し出願した（特開昭６１−
３７３１６号公報、特開昭６１−３７３１７号公報、特
開昭６１−１）９３９０号公報、特開昭６１−１８２８
２０号公報）。

斯かる複合制振板材は、第６図に示されるように、強度
部材となる金属製の基板ｌに対し、同じく金属製の制振
用の補助板２，２を相互間に僅かにすべりが生じるよう
に複数箇所で線接合または点接合したものであり、互い
の接触面の摩擦作用によって良好な制振特性を発揮する
。

〔発明が解決使用とする問題点〕

ところが、斯かる複合制振板材は高分子樹脂を使用しな
い点では溶接が容易といえるが、実際の溶接施工におい
ては端面で突き合わせ溶接する場合に溶接入熱が高いと
、補助板２．２にふくれが発生し、このふくれが生じな
いように仕上げようとすると工数が大巾に増加する欠点
がある。

また、斯かる複合制振板材においては設計段階で強度部
材として織り込むことができるのは基板１のみであり、
補助板２，２は割振効果を別にすれば重量を増加させる
要因にしかならない、したがって、用途としては例えば
道路橋の橋桁を考えると、補助板２．２による重量増加
の分だけ基礎工事も大規模となり、溶接工数の増大と合
せて工事コストの増加を余儀なくされる。

本発明は、これらの欠点を取り除いた溶接施工が容易で
、しかも軽量な複合制振板材を提供するものである。

（問題点を解決するための手段〕 基板１に制振用補助板２を線接合または点接合で重ね合
わせた複合制振板材が、それ自体溶接性に優れた材料を
使用するにもかかわらず十分な溶接性を与えられていな
いのは、基板１と同じ面積の補助板２が使用されている
からである。すなわち・基板ｌと同じ面積の補助板２を
接合すると、板材端面で基＠ｌと補助板２が重合し、突
き合わせ溶接が困難になるのである。

本発明者は斯かる観点から、この種の複合制振板材の溶
接性を改善するには第１図に示すように基板に対しその
端縁を避けて部分的に補助板２を接合するのが有効であ
ると考え、補助板２の基板ｌに対する面積率が割振効果
に与える影響を子細に調査した。その結果、この面積率
が１０〜９５％でかつ補助板２の厚みが基板１の５〜９
０％であれば十分な割振効果が得られることを知見した
。

本発明は、斯かる知見に基づきなされたもので、強度部
材である基板ｌの片面または両面に厚みが基板ｌの５〜
９０％で、基板ｌに対する面積率が１０〜９５％である
制振用の補助板２を線接合もしくは点接合したことを特
徴とする施工性に優れた複合制振板材を要旨とする。

〔作　　用〕

基板ｌは強度部材となるもので、必要な強度、溶接性等
が確保されるよう用途に応じて材質、寸法が適宜決定さ
れる。

この基板ｌに対し基板ｌよりも面積の小さい補助板２を
使用することにより周縁部を避けて補助＠２が接合でき
、その結果、周端部で突き合わせ溶接する場合に基板ｌ
のみの溶接となり、補助板２のふくれ等がなくなって溶
接施工性が良好になり、重量軽減効果にも寄与する。

制振用のこの補助板２は基板ｌと同材質でもまた異材質
でもよい０本発明の複合制振板材では補助板２が溶接施
工性を阻害しないので、割振効果優先で補助板２の材質
が選定できる。一般には異材質のほうが制振効果が高い
とされている。

補助板２の寸法は面積については、基板ｌの面積の１０
〜９５％であることが必要である。基板ｌに対する面積
率が１０％未満では制振、側音効果の低下が著しく、逆
に９５％を超えると１）縁部において補助板欠除部分が
不足し、突合せ溶接を行うときに補助板２が障害となっ
て良好な溶接施工性が得られなくなる。

厚みについては、基板ｌの５％未満では補助板２の剛性
が不足し、基板ｌと補助板２との間の接触摩擦により主
板ｌの振動を抑１トする効果が得られなくなる。逆に９
５％を超えると、強度部材としての基板厚みと同等もし
くは基板ｌの厚みを超え、割振効果よりも重量増加が顕
著となって施工性、実用性を阻害する。したがって厚み
は基板ｌの５％〜９５％の範囲内とする。

基板ｌと補助板２の重合形態については、基板ｌに対し
１枚の補助板２を重ね合せても、また複数枚の補助板２
を重ね合せてもよい。複数枚の補助板２を使用する場合
は、補助板２どおしを亀ね合せて接合した後にさらに基
板ｌに接合してもよいし、あるいは補助板２を複数枚い
きなり基板ｌにとりつけてもよい。また、基板ｌの両面
に補助板２を重ね合せるようにしてもよく、また片面に
複数枚の補助板２を並列的に配置してもよく、更にこれ
らを組合せた形で重ね合せてもよい。

第２図（イ）〜（ハ）は基４１ｉ１と補助板２の重合形
態を例示したもので、（イ）では基板１の両面に補助板
２．２が重合され、（ロ）では基板ｌの片面に２枚の補
助板２，２が重ね合され、（ハ）では基板ｌの一方の面
に１枚の補助板２を重ね合せ、他方の面に２枚の補助板
２．２が並列的に重ね合されている。

なお、両面に面積の異なる複数枚の補助板２を使用する
場合は、片方の面の補助板２０面積の総和をもう片方の
面の補助板２の総和と比較し、大なる方の面の補助板２
の合計の面積率が１０〜９５％であればよい０片方の面
に複数枚の補助板２を並列的に配置する場合は、各補助
板２の合計面積が同面における補助板２の面積となる。

補助板２の固定手段については、本発明の複合制振板材
では基板１と補助１２の相互接触による摩擦エネルギー
によって基板ｌの振動エネルギーを消失させる関係から
、基板ｌに対し補助板２を強圧力で拘束するのは好まし
くない、好ましいのは基板ｌと補助板２との間が接触状
態で若干の平行移動が許容される固定手段であり、具体
的には複数箇所で線接合または点接合されるものである
。

第３図は基板ｌの両面に補助板２．２を重ね合せる場合
を例にとって好ましい接合形態を示したものである。

同図（イ）の場合は基板１の両面に補助板２．２を重ね
合せた上で貫通孔を穿け、ここに挿入したバーもしくは
パイプ３を補助板２．２に対して溶接しである。１口）
の場合はアーク溶接でスポット状に溶接して基板ｌと補
助板２．２とを接合し、（ハ）の場合は抵抗スポット溶
接にて基板ｌと補助板２゜２との接合を行っている。

接合箇所の密度は、基板ｌと補助板２との間に制振効果
発現に必要なズレ摩擦を発生させるように適宜選択され
る０通常は点接合の場合で１ｍ２当り５００箇所以下、
好ましくは３０（ｌ所以上程度である。

本発明の複合制振板材は、基板ｌに補助板２が予め接合
されているものを含む他、基板ｌのみの状態で施工組立
をある程度進め構造物を組み上げた段階で補助板２を片
面スポット溶接機等で構造物中の基板ｌに取付けて、基
板１の振動を抑制するようにしたものも含むものである
。

〔実施例］ ０　実施例１ 第１表に寸法を示す３Ｍ４１製の基板ｌの両面に、同じ
く第１表に寸法を示す３Ｍ４１製の面積率の異なる４種
類の補助板２枚２．２を、第２図（イ）に示す形態で重
ね合せ、４箇所のスポット溶接にて接合した。そして、
得られた板材を第４図四に示すように長手方向両端から
ｌｔ（長さ）Ｘｏ、２２５の位置で吊り下げ、この状態
で第４図（ロ）に示すように、板材から２５額離れた重
１６２０ｇのプラスチックハンマーを搬上角１５°で板
材中央部に打ちつけ、第４図（イ）に示すようなピーク
音圧レベル（ｄ　Ｂ）を板材から５０龍離れた裏側で騒
音計にて測定した。測定結果を第５図に示す。

第　　１　　表 第５図に示されるように、補助板２．２を接合しない基
板ｌ単体の状態ではピーク音圧レベルは１’０４ｄＢで
ある。基板ｌと同じ面積（面積率１００％）の補助板２
，２を接合したときは７５ｄＢで、基ｉｔ単体のときと
比べて一２９ｄＢの制振効果が得られる。

面積率５０％の補助板２．２を接合したときは、７６ｄ
Ｂで、基板ｌと同じ面積の補助板２．２を接合したとき
と実質的に同一の制御効果が得られ、面積率３５％の補
助板２．２の場合でも約−２０ｄＢの割振効果が得られ
ている。制振効果は−１ＯｄＢ程度であれば実用上十分
と言えるので、面積率１０％の補助板２．２の場合も有
効である。

そして、重置軽減効果は、第１表かられかるように、基
板ｌと同面積の補助板２．２を接合したときの１８ｋｇ
と比べて、面積率５０％の補助板２．２を接合したとき
は１５．６６　ｋｇ、面積率３５％の補助＋１．２を接
合したときは１４．９４ｋｇ、面積率１０％の補助板２
，２を接合したときは１３゜８瞳となり、それぞれ２．
３４　ｋぎ、３．０６ｋｇ、４．２ｋＩｒの軽量化が達
成される。

Ｑ　実施例２ 実施例１で使用した基Ｆｉ、１に対し、第２図（イ）に
示すように、その両面中央部に幅２００鶴、長さ７００
ｍ５、厚み９ｎ、面積率７５％のＳＭ、１）製補助板２
．２　（２枚）を２５箇所のスポソ日容接で接合した。

そして、この板材について実施例１と同じ要６１でピー
ク音圧レベルを測定した。結果は７９ｄＢであった。

前述したように補助板２．２を接合しないときの測定値
が１０４ｄＢ、基板ｌと同じ面積の補助板２．２を接合
したときの測定値が７５ｄＢであるから、７９ｄＢとい
うことは基板ｌと同じ面積の補助板２．２を接合したと
きと実質的に同じ制振効果が得られていることになる。

また、面積率７５％の上記補助板２．２を第２図（ロ）
に示すように２枚重ねて基板ｌの片面に接合したときは
７７ｄＢで、やはり同じ面積の補助板２．２を接合した
ときと同程度の制振効果が得られている。

面積率７５％の補助板を２枚接合したときの板材重量は
１６．８−であり、基板ｌと同じ面積の補助板２．２を
接合したときの重量１８−と比べて、１、２　ｋｇの軽
量化が達成されている。

また、上記基板１に対し、輻８０ｍ、長さ３００龍、厚
み２．３１−の面積率１３％の補助板２．２（２枚）を
第２図（イ）に示すように両面接合したときは８１ｄＢ
で、−２３ｄＢの割振効果が得られ、重量については１
４．１−で３．９　ｋｇの軽量化が達成され、同じく面
積率力月３％で、厚みが３．２１の補助板２．２　（２
枚）を第２図（ロ）に示すように片面接合したときは８
２ｄＢで、−２２ｄＢの割振効果が得られ、重量につい
ては１４．５　ｋｇで３．５　ｋｇの軽量化が達成され
ている。

更にまた、上記基板ｌに対し、第２図（ハ）に示すよう
に、一方の面の中央部に幅２００ｍ、長さ２８０ａｍ、
厚み１．６鶴の補助板２を６箇所のスポット溶接で接合
し、他方の面に幅１８０　報、長さ２００龍、厚み３．
２Ｈの補助板２．２　（２枚）を２５０ｍｊｌ１反させ
て各４箇所のスポット溶接で接合した。補助板２の面積
率は１枚接合した側で３０％、２枚接合した側で３５％
であり、規定により面積の大きい３５％が本実施例にお
ける面積率となる。

本実施例でもピーク音圧レベルは７９ｄＢで、−２５ｄ
Ｂの制振効果が得られ、重量は１５．９　ｋｇで２．１
　ｋｇの軽量化が達成された。

実施例２の結果を第２表に撃理して示す。

第　　２　　表 ＊補助板厚２．３關　　　　　　　　＊＊補助板厚３．
２鶴基板に対する厚　　　　　　　　　　基板に対する
厚み５．６％　　　　　　　　みあ、６％○実施例３ 実施例１．２で得られた本発明の複合制振板材に突合せ
溶接を行ったところ、補助板２のふくれ等は一切発生せ
ず、基板１単体を溶接するときと同じ要領で簡単に溶接
施工を行うことができた。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明の複合制振板材
は実用上十分な制振特性を有する上に、強度部材である
基板単体と同じ良好な溶接施工性を有し、更に基板と同
じ面積の補助板を接合したものと比べて軽く、使用性、
実用性の著しく高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の複合制振板材の基本構造説明図、第２
図（イ）〜（ハ）は本発明の複合制振板材における補助
板重合形態説明図、第３図（イ）〜（ハ）は同じく基板
と補助板の接合形態説明図、第４図はピーク音圧し、ベ
ル測定試験説明図、第５図は同試験結果を補助板の面積
率との関係で示したグラフ、第６図は従来の複合制振板
材の基本構造説明図である。 図中、１：基板、２：補助板、３：バーもしくはパイプ
。 第　５　図 ハンマー敏上げ角度　１５’ 補助板の面積４ｉ、（％） 第　　１　　口 倶　　　り　　　ｆｆｉ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）強度部材である基板（１）の片面または両面に厚
   みが基板（１）の５％〜９０％で、基板（１）に対する
   面積率が１０〜９５％である制振用の補助板（２）を線
   接合もしくは点接合したことを特徴とする施工性に優れ
   た複合制振板材。