JPH0371834A - 一体防振形積層品及びその製作方法 - Google Patents

一体防振形積層品及びその製作方法

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JPH0371834A
JPH0371834A JP2211444A JP21144490A JPH0371834A JP H0371834 A JPH0371834 A JP H0371834A JP 2211444 A JP2211444 A JP 2211444A JP 21144490 A JP21144490 A JP 21144490A JP H0371834 A JPH0371834 A JP H0371834A
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reinforced
composite core
vibration
metal
layer
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JP2211444A
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Stanley S Sattinger
スタンレイ・サイモン・サティンジャー
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Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
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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】 本発明は、積層パネルに関し、より詳細には、支持状態
にある機器が発生した振動及び騒音を遮断するために防
振作用の予想レベルが高い積層パネルに関する。
構造重量を著しく軽減させるけれども、衝撃及び他のJ
li造的な加重に耐えるに十分であるような、軍事用や
商業用の設備及び乗り物のための建造方式の開発が要望
されている。たとえば船舶構造物では、振動や構造部材
で運ばれる騒音は、隠密行動を取らなければならない場
合には、減衰させる必要がある。さらに、特に軍事作戦
展開領域では、燃焼性及び毒性に課される要件の基準を
満たす必要がある。
種々の構造物において構造部材により運ばれる騒音を遮
断するため通常は付加手段による防振処理が施されてい
るが、かかる処理としては自由層と拘束層の両方が挙げ
られる。これら付加手段による防振処理方式は高い防振
性を発揮できる場合もあるが、かかる処理方式を採用す
ると重量が増すと共に邪魔になる部分が生じ、しかも周
囲環境からの損傷及び機械的な損傷を受けやすいという
欠点がある1軍事用途においては、これら周知の防振法
では、@闘状況で生き残れない可能性が高くなる場合が
ある。
したがって、本発明が解決すべき課題は、必須装備の機
械類又は輸送手段からの振動を受けるような、例えば、
船舶や列車や潜水艦等の機器における騒音及び振動を減
衰することにある。
本発明の要旨は、第1の面及び第2の面を備えた強化複
合心材と、強化複合心材の第1及び第2の面のうち少な
くとも一方に接着された接着式粘弾性防振ポリマーフィ
ルムの少なくとも一つの層と、接着式粘弾性防振ポリマ
ーフィルム層上に積層された少なくとも一枚の金属板と
を有することを特徴とする積層パネルにある。
この種の一体防振形金属/複合材料積層品は、好ましく
は、強化複合心材が金属マトリックス複合材料であり、
金属板が封入状態の複合心材の燃焼防止手段となる。
さらに、一体防振形金属/複合材料積層品は、好ましく
は、強化複合心材が有機物マトリックス複合材料である
。金属板は、封入状態の複合心材に対し、燃焼防止手段
となると共に毒性遮断手段にもなる。
また、一体防振形金属/複合材料積層品の相互取付は又
は別体の金属構造物への該積層品の取付けを容易にする
ための本明w1書で開示する内部テーバ付きエツジ・ア
ダプタは、一体防振形積層品が、少なくとも一端にテー
バの付いた強化複合心材と、接着式粘弾性防振ポリマー
フィルムの少なくとも一つの層と、接着式粘弾性防振ポ
リマーフィルム層上に積層された少なくとも一つの金属
板とを有し、第1の端部及び第2の端部を備えた取付は
手段が、一体防振形積層品にシーム溶接され、取付は手
段の第1の端部は、強化複合心材のテーバ部分と嵌合可
能な受は口を有し、取付は手段の第2の端部は、金属表
面に補強溶接可能であり、接着層が、強化複合心材のテ
ーバ部分に被着されていることを特徴とする特 本発明の内容の一層深い理解のため、添付の図面に示す
本発明の例示の好ましい実施例を以下に説明する。
今、第1A図を参照すると、従来周知の自由層形防振処
理手段の使用状態が概略断面図で示されている。構造パ
ネル中の構造部材で運ばれる騒音を遮断するため通常は
、付加手段を利用する防振処理方式が用いられ、かかる
処理方式として、自由層(第1A図参照)と拘束層(第
1B図参照)の両方が挙げられる。第1A図に示すよう
に、自由層による防振作用が得られるよう11mパネル
5は粘弾性防振タイル10で覆われている。
第1B図は、これ又従来周知の拘束層形防振処理手段の
使用状態を概略断面図で示している。拘束層形防振処理
方式では、w4製パネル5は粘弾性防振タイル10で覆
われ、その上に剛性の拘束層15が被着される。
第1A図及び第1B図に記載しているような付加手段に
よる処理方式は高い防振作用を発揮できる場合もあるが
、以下のような欠点を持っている。
何れの処理方式においても、重量が増すと共に邪魔にな
る部分が生じ、しかも周囲環境からの損傷及び機械的な
損傷を受けやすいので、例えば軍事用途においては、乗
り物の操縦者が1!li闘状況で生き残れない可能性が
高くなる場合がある。また、付加手段による防振処理方
式は取付けが困難な場合が多い、その理由は、接近性及
び可視性が限られているため、また、補剛材、クリップ
及び締結具によって邪魔な部分が生じるためである。ま
た、付加手段による処理方式を採用すると、取付は後に
構造部材に接近出来なければならないという要件の充足
が困難になる。
第2図は、本発明の実施例である一体防振形金属/複合
材料積層品20の概略断面図である。この積層構造20
は、厚さhcの強化複合心材22を有している。この強
化複合心材は例えば、黒鉛を強化材、アルミニウム又は
マグネシウムを母材とするような繊It!!化金属マト
リックス、又は、カーバイド粒子をシリコンで結合した
ような粒子強化金属マトリックスであるのが良い、有機
物マトリノクス中に粒子状無機物を分散させる例として
は、シリカ又はアルミナ三水和物を充填した状態のエポ
キシ樹脂が挙げられる。偏平な心材22は2つの面を有
し、粘弾性防振ポリマーフィルム24をそれぞれの面上
に積層する0次に、厚さがそれぞれhsの金属表面板、
例えば、鋼板26゜26′を粘弾性防振ポリマーフィル
ム24上に積層する。これら積層構造体は、例えば支持
状態にある機器が発生する騒音を遮断するための防振作
用のP想しベルが高い、繊維又は粒子強化材を有する金
属マトリックス心材は勿論のこと、高弾性強化繊維を有
する有機物マトリックス複合材料、例えば、ガラス繊維
又は黒鉛繊維を有するエポキシマトリックスを強化複合
心材中に用いても良い。
複合材料の密度は鋼の密度の115という低い値なので
、鋼/複合材料積層品20を用いると、中実の鋼板と比
べ、相当な軽量化が見込める。
心材22中に用いられる有機物マトリックス複合材料は
全体が鋼製エンベロープ内部に封入されるので、心材2
2は損傷及び劣化から保護され、しかも燃焼性の度合い
が小さくなると共に毒性による危険の度合いが小さくな
る。船体材料の毒性及び燃焼性は主要な関心事である。
第1A図及び第1B図に明確に示すような既存の付加手
段の利用による防振処理方式、特に自由層形処理方式で
は、有機物防振材料は相当広い表面積に亙り周囲空気に
さらされる。mで防振材料を封入すると、酸素供給が妨
げられて燃焼が阻止される。さらに、粘弾性ポリマー層
24をセグメントの一状態でこれらの間に隙間を設けて
取り付けると火炎状態の中に在る場合でも蒸気を通気さ
せることができる。
粘弾性ポリマー層をセグメント状にしてもt14/複合
材料積層品20の防振作用が損なわれることは無いであ
ろう。
たとえば長大な船舶構造体として用いられるような第2
図に示すII/複合材料積層品20は、積層品20に対
し横方向に加わったり、積層品20の平面方向に加わっ
たりする場合のある定常状態又は−時的な(衝撃的な)
加重に耐える必要がある。積層品20のもう一つの実施
例では、2つの別々の粘弾性ポリマーフィルム24が用
イラレ、即ち、M/複合材料の界面のそれぞれにっき−
っの粘弾性ポリマーフィルム24が配設されている。
2つの別々のポリマーフィルムを用いると、高い防振性
能が得られる温度範囲が広くなる。比剛性(総合弾性率
/総合密度)及び比強度(総合極限強さ/総合密度)を
、構造性能に関する適切な指標として考えることができ
る。
第3A図は、低振動数状態の曲げ振動波を受けた構造部
材の横方向変位(破線で示す)の状態を示す概略断面図
である。構造部材で運ばれる騒音は、例えば船舶構造体
では積層品20中の曲げ振動波により低振動数状態で伝
えられる。最良のトレードオフ条件で設計されたm/複
合材料積層品20についての曲げ損失係数により、付加
手段による防振用途では避けられないような費用fL担
を必要としないで、付加手段による防振処理方式と同程
度の性能が得られることになる。また、位相速度におけ
る複合心材と調製面板の差が大きいので防振性能の向り
が見込める。
第3B図は、高振動数の平面内進行波を受けるfl構造
部材ついての軸方向変位又は剪断変位の状態を示す概略
断面図である。この場合も又、構造部材で運ばれる騒音
は高振動数状態の平面内進行波によって伝えられ、軸方
向変位又は剪断変位が生しることになる。これらの形式
の振動波はそれぞれ、高損失係数の粘弾性ポリマーフィ
ルムの層24中の剪断変形により第2図に詳細に示す積
層パネル20中で消散する。
第4A図は、接着層48を有する内部にテーバの付いた
エツジ・アダプタ40の概略断面図である。鋼/複合材
料積層パネル20を相互に、及び例えば船体38の他の
fJ構造部材機械的に取り付けるための手段が必要にな
る。澗/複合材料積層品20は強化複合心材22を有し
、この強化複合心材22の上には、これを全体的に封入
する粘弾性防振ポリマーフィルム24及びtIR製面板
26゜26′が積層されている。シーム溶接部42゜4
2′が隙間37.37’を形式した状態でm/複合材料
積層品20を封入している0強化複合心材22はシーム
溶接部42.42′から罎強溶接部46./’16’ま
でテーバすると共に受け[]搏5を備えた取付は手段4
4に嵌入している。補強溶接部46.46’によって内
部テーバ付きエツジ・アダプタ40は例えば、船体、別
の積層パネル20又は振動を受ける他の構造体38に取
り付けられる。接着層48を有する内部チーパイ」きエ
ツジ・アダプタ40のこの実施例では、接着層48は受
け1」45の内面とテーバの付いた強化複合心材22と
の間に位置している。この内部テーバ付きエツジ−アダ
プタ40は、!II/*合材料積層材料積層品20が!
14製の構造体38までの連結手段板26.26’に荷
重を分配するというもう一つの機能を発揮する。
第4B図は、取付は手段44の受は口45の中に層の状
態で設けられた粘弾性防振材料52を介する荷重伝達手
段を備えた内部テーバ付きエツジ・アダプタ50を示す
概略断面図である。第4A図に明確に示すのと同様、こ
の場合も又、強化マトリックス心材22、粘弾性防振ポ
リマーフィルム26.26’を有する!ii/複合材料
積層品2゜が、構造上の防振作用を発揮する。シーム溶
接部42.42’により、隙間37.37’を形成した
状態で鋼/複合材料積層品20が封入されている。取付
は手段44の受は口45の中で、テーバの付いた複合心
材22上には追加の粘弾性防振ポリマーフィルム52が
積層されている。
本発明の精神から逸脱しないで上述の実施例に関し多く
の変形例を想到できるので、上述の説明及び添付の図面
に記載された全ての技術的事項は例示式に解釈されるべ
きであって限定的に解されるべきではない。
4、図面の簡単な説明 第1A図は、従来周知の自由層形防振処理構造を備えた
構造パネルの概略断面図である。
第1B図は、従来周知の拘束層形防振処理構造を備えた
構造パネルの概略断面図である。
第2図は、本発明の実施例として構成された−体防振形
金属/?3[金材料積層品の概略断面図である。
第3A図は、低振動数の曲げ振動波を受けた構造部材の
横方向変位の状態を示す概略断面図である。
第3B図は、高振動数状態の平面内進行波を受けた構造
部材の軸方向変位又は剪断変位の状態を示す概略断面図
である。
第4A図は、接着層が組み込まれた内部テーバ付きエツ
ジ・アダプタの概略断面図である。
第4B図は、粘弾性防振材料を介する荷重伝達手段を備
えた内部テーバ付きエツジ・アダプタの概略断面図であ
る。
2・・・シーム溶接部 4・・・取付は手段 5・・・受は口 6・・・補強溶接部 2・・・粘弾性防振材料 特許出願人:ウェスチングハウス・エレクトリ代  理 り・コーポレーシタン 人:加藤 紘一部(外1名) 0・・・積層品 2・・・心材 4・−・粘弾性防振ポリマーフィルム 6・・・金属板 8・・−船体 0.50・・・内部テーバ付きエツジ・アダプタFIG
A FIG、2

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1の面及び第2の面を備えた強化複合心材と、
    強化複合心材の第1及び第2の面のうち少なくとも一方
    に接着された接着式粘弾性防振ポリマーフィルムの少な
    くとも一つの層と、接着式粘弾性防振ポリマーフィルム
    層上に積層された少なくとも一枚の金属板とを有するこ
    とを特徴とする積層パネル。
  2. (2)強化複合心材は繊維で強化されていることを特徴
    とする請求項第(1)項記載の積層パネル。
  3. (3)強化複合心材は粒子で強化されていることを特徴
    とする請求項第(1)項記載の積層パネル。
  4. (4)強化複合心材は金属マトリックス複合材料である
    ことを特徴とする請求項第(1)項記載の積層パネル。
  5. (5)強化複合心材は有機物マトリックス複合材料であ
    ることを特徴とする請求項第(1)項記載の積層パネル
  6. (6)第1の面及び第2の面を備えた強化複合心材と、
    強化複合心材の第1の面及び第2の面にそれぞれ接着さ
    れた接着式粘弾性防振ポリマーフィルムの第1の層及び
    第2の層と、接着式粘弾性防振ポリマーフィルムの第1
    の層及び第2の層にそれぞれ接着された第1及び第2の
    金属板とを有することを特徴とする一体防振形金属/複
    合材料積層品。
  7. (7)強化複合心材は繊維強化複合心材であることを特
    徴とする請求項第(6)項記載の一体防振形金属/複合
    材料積層品。
  8. (8)強化複合心材は粒子強化複合心材であることを特
    徴とする請求項第(6)項記載の一体防振形金属/複合
    材料積層品。
  9. (9)強化複合心材は金属マトリックス複合材料である
    ことを特徴とする請求項第(6)項記載の一体防振形金
    属/複合材料積層品。
  10. (10)強化複合心材は有機物マトリックス複合材料で
    あることを特徴とする請求項第(6)項記載の一体防振
    形金属/複合材料積層品。
  11. (11)第1の面及び第2の面を備えた強化有機物マト
    リックス複合心材と、強化有機物マトリックス複合心材
    の第1の面又は第2の面に接着された接着式粘弾性防振
    ポリマーフィルムの少なくとも一つの層と、接着式粘弾
    性防振ポリマーフィルム層上に積層された少なくとも一
    枚の金属板とを有することを特徴とする毒性遮断形燃焼
    防止形耐力積層品。
  12. (12)強化有機物マトリックス複合心材は繊維で強化
    されていることを特徴とする請求項第(11)項記載の
    毒性遮断形燃焼防止形耐力積層品。
  13. (13)強化有機物マトリックス複合心材は粒子で強化
    されていることを特徴とする請求項第(11)項記載の
    毒性遮断形燃焼防止形耐力積層品。
  14. (14)強化有機物マトリックス複合心材はセラミック
    であることを特徴とする請求項第(11)項記載の毒性
    遮断形燃焼防止形耐力積層品。
  15. (15)第1の面及び第2の面を備えた強化金属マトリ
    ックス複合心材と、強化金属マトリックス複合心材の第
    1の面又は第2の面に接着された接着式粘弾性防振ポリ
    マーフィルムの少なくとも一つの層と、接着式粘弾性防
    振ポリマーフィルム層上に積層された少なくとも一枚の
    鋼板とを有することを特徴とする燃焼防止形耐力積層品
  16. (16)強化金属マトリックス複合心材は繊維で強化さ
    れていることを特徴とする請求項第(15)項記載の燃
    焼防止形耐力積層品。
  17. (17)強化金属マトリックス複合心材は粒子で強化さ
    れていることを特徴とする請求項第(15)項記載の燃
    焼防止形耐力積層品。
  18. (18)強化金属マトリックス複合心材は金属合金であ
    ることを特徴とする請求項第(15)項記載の燃焼防止
    形耐力積層品。
  19. (19)一体防振形金属/複合材料で構成された毒性遮
    断形燃焼防止形耐力積層品の製作方法であって、第1の
    面及び第2の面を備えた強化有機物マトリックス複合心
    材を準備し、強化有機物マトリックス複合心材の第1の
    面又は第2の面に接着式粘弾性防振ポリマーフィルムの
    少なくとも一つの層を接着し、接着式粘弾性防振ポリマ
    ーフィルム層上に少なくとも一枚の金属板を積層するこ
    とを特徴とする方法。
  20. (20)内部にテーパの付いたエッジ・アダプタにおい
    て、一体防振形積層品が、少なくとも一端にテーパの付
    いた強化複合心材と、接着式粘弾性防振ポリマーフィル
    ムの少なくとも一つの層と、接着式粘弾性防振ポリマー
    フィルム層上に積層された少なくとも一つの金属板とを
    有し、第1の端部及び第2の端部を備えた取付け手段が
    、一体防振形積層品にシーム溶接され、取付け手段の第
    1の端部は、強化複合心材のテーパ部分と嵌合可能な受
    け口を有し、取付け手段の第2の端部は、金属表面に補
    強溶接可能であり、接着層が、強化複合心材のテーパ部
    分に被着されていることを特徴とする内部テーパ付きエ
    ッジ・アダプタ。
  21. (21)強化複合心材は繊維で強化されていることを特
    徴とする請求項第(20)項記載の内部テーパ付きエッ
    ジ・アダプタ。
  22. (22)強化複合心材は粒子で強化されていることを特
    徴とする請求項第(20)項記載の内部テーパ付きエッ
    ジ・アダプタ。
  23. (23)内部にテーパの付いたエッジ・アダプタにおい
    て、一体防振形積層品が、少なくとも一端にテーパの付
    いた強化複合心材と、接着式粘弾性防振ポリマーフィル
    ムの少なくとも一つの層と、接着式粘弾性防振ポリマー
    フィルム層上に積層された少なくとも一つの鋼板とを有
    し、第1の端部及び第2の端部を備えた取付け手段が、
    一体防振形積層品にシーム溶接され、取付け手段の第1
    の端部は、強化複合心材のテーパ部分と嵌合可能な受け
    口を有し、取付け手段の第2の端部は、金属表面に補強
    溶接可能であり、粘弾性防振材料が、強化複合心材のテ
    ーパ部分上に積層されていることを特徴とする内部テー
    パ付きエッジ・アダプタ。
  24. (24)強化複合心材は繊維で強化された心材であるこ
    とを特徴とする請求項第(23)項記載の内部テーパ付
    きエッジ・アダプタ。
  25. (25)強化複合心材は粒子で強化された心材であるこ
    とを特徴とする請求項第(23)項記載の内部テーパ付
    きエッジ・アダプタ。
JP2211444A 1989-08-09 1990-08-09 一体防振形積層品及びその製作方法 Pending JPH0371834A (ja)

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