JPH04355124A

JPH04355124A - 磁性複合型制振材

Info

Publication number: JPH04355124A
Application number: JP3155101A
Authority: JP
Inventors: Naoto Mifune; 直人御船; Yasutaka Nagai; 永井　靖隆; Masaaki Ashizawa; 芦澤　正明; Kazuo Nishimoto; 一夫西本; Takahiro Niwa; 隆弘丹羽; Shuji Ito; 修二伊藤
Original assignee: Railway Technical Research Institute; Nichias Corp
Current assignee: Railway Technical Research Institute; Nichias Corp
Priority date: 1991-05-31
Filing date: 1991-05-31
Publication date: 1992-12-09
Anticipated expiration: 2010-05-01
Also published as: JPH0739155B2

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、振動源に磁力で吸着さ
せるタイプの磁性複合型制振材の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明者等は、上記磁性複合型制振材と
して、特開平３−４７７５０号公報に、磁性材層と拘束
材層との間に粘弾性層を設けて３層構造となし、この３
層構造の制振材を、磁性材層の磁力により振動源へ直接
吸着させるものを開示した。

【０００３】上記構成の磁性複合型制振材は、磁力で振
動源へ吸着できるので、振動源への取付け作業性が良い
。また、弾性率の低い粘弾性層が、弾性率の高い磁性材
層と拘束材層との間にサンドイッチされた構造となって
おり、振動源から発生した振動により、粘弾性層に剪断
変形（ずり変形）が起こり、主に粘弾性層で振動エネル
ギーを剪断変形（ずり変形）により熱エネルギーに変換
し、振動を吸収する。

【０００４】また、拘束材層に、磁性材層を設けた構造
の制振材を磁性材層の磁力により振動源に直接吸着させ
るものでは、磁力で振動源へ吸着できるので、振動源へ
の取付け作業性が良い。また、この場合は、振動源へ磁
力のみで吸着させることで、振動源から発生した振動に
より、振動源との界面で微少なズレが発生し、その界面
摩擦により振動エネルギーを熱エネルギーに変換し、制
振性能を発揮する。

【０００５】金属板のような２枚の弾性率の大きい拘束
板の間に、弾性率の小さい高分子粘弾性材（例えばゴム
等）をサンドイッチした構造で、振動によりサンドイッ
チされた高分子粘弾性材にずり変形を起こさせ、振動エ
ネルギーを熱エネルギーに変換する拘束型制振材にあっ
ては、振動源から発生した振動を効率よく弾性率の小さ
い高分子粘弾性材に伝えるには、制振材を振動源に強固
に密着させなければならない。

【０００６】制振材を振動源に強固に密着させる方法と
しては、接着剤の接着力およびボルト止め等の機械的な
固定手段が一応考えられるが、仮に前述した磁性複合型
制振材を接着剤で接着させる場合、前述した界面摩擦に
よる振動吸収作用は期待できなくなるにしても、接着剤
が硬化するまで、磁力で制振材を振動源に保持させてお
くことができるので、圧着保持具を用いる必要がなく、
施工性の改善に大いに役立つ。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した磁性
複合型制振材のように、振動源に磁力により密着させ、
その密着面での界面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なう制振材においては、その
制振特性は、温度依存性が小さく、広い温度範囲で一定
の性能が得られる特徴をもっているが、制振特性の指標
である損失係数の絶対値は、前述した一般の拘束型制振
材のピーク値より小さい。

【０００８】一般の拘束型制振材は、高分子粘弾性材の
ガラス転移点付近で損失係数のピークをもっているが、
仮にそのピーク近辺の比較的狭い温度範囲で使用する場
合、前記磁性複合型制振材は一般の拘束型制振材に比べ
て損失係数が小さいので、不利である。しかし、高分子
粘弾性材のずり変形を利用し、振動エネルギーを熱エネ
ルギーに変換して制振を行なう拘束型制振材では、高分
子粘弾性材のガラス転移点付近以外では制振性能（損失
係数）が急激に低下するをみると、前記磁性複合型制振
材の方が、損失係数の絶対値は大きくないものの、広い
温度範囲で一定の性能が得られる点で有利である。

【０００９】

【発明の目的】本発明は、磁性複合型制振材に拘束型制
振材の特性を具備させ新規な磁性複合型制振材を提供す
ることを主なる目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、磁性高分子粘弾性シートを接着剤により拘
束板に接着して構成す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ゴム・エラストマー、粘着
性樹脂、可塑剤、磁性粉等からなる組成物であって、前
記シート中の粘着性樹脂および可塑剤がゴム・エラスト
マー１００重量部に対してそれぞれ３０〜９０重量部、
５〜１００重量部であり、シート中の磁性粉がシート全
重量に対し５０〜９５重量％であり、前記接着剤の硬化
後の弾性率が前記シートの弾性率と同等またはそれ以上
であることを要旨としている。

【００１１】

【作用】上記磁性複合型制振材は、その磁性高分子粘弾
性シートに粘着性樹脂が高比率で配合されていることで
、磁力と表面粘着性を有する制振材とされている。した
がって、前記粘着性樹脂の軟化点付近の温度領域では、
磁性高分子粘弾性シート（以下、シートと略記する）表
面の粘着力が増加し、粘着力と磁力とで振動源に貼り合
わされることになる。この場合、シートが振動源と拘束
板とに挟持された構造となり、振動源の振動はシートの
ずり変形により熱エネルギーに変換される。

【００１２】そして、前記粘着性樹脂の軟化点以下の温
度では、前記シートは硬化し、表面の粘着性が低下する
。また、軟化点以上の温度では粘着性樹脂が急激に可塑
化し、またその一部は粘着性樹脂のゴムに対する溶解度
が増加するため、ゴム内部に移動し、粘着性が低下する
。これらの場合、制振材の振動源への密着は磁力による
吸着が主体となり、振動エネルギーは制振材と振動源の
密着面での界面摩擦により熱エネルギーに変換される。それがため制振特性は、粘着性樹脂の軟化点付近の温度
領域以外では、比較的一定の値を示し、粘着性樹脂の軟
化点付近の温度領域では、ピークを持つ広い温度範囲で
優れた性能が得られる。

【００１３】一方、前記シートを拘束板に接着する接着
剤にあっては、その硬化後の弾性率がシートの弾性率よ
り小さいと、シートが拘束板に拘束された構造とならず
、シートが振動に対して自由に追従してしまい、制振性
能が低下するので、接着剤の硬化後の弾性率はシートの
弾性率と同等またはそれ以上であることが必要である。接着剤の弾性率がシートの弾性率より小さい場合は、接
着剤層が弾性率の大きい拘束板と前記シートにサンドイ
ッチされた構造となり、制振特性は接着剤の粘弾性特性
に依存することになる。

【００１４】

【実施例】図１は、本発明の一実施例を示す磁性複合型
制振材の断面図であり、図中、１は拘束板、２は接着層
、３は磁性高分子粘弾性シート、４は振動源である。

【００１５】弾性率の大きい拘束板１としては、鉄、ア
ルミニウム、ステンレス、銅等の金属板や、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１の厚さ
は１〜４．０ｍｍ、望ましくは５〜２０ｍｍ程度がよい
。

【００１６】接着層２に使用する接着剤としては、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
性が必要である。前述したように、接着剤の弾性率が磁
性高分子材料シートの弾性率より小さいと、磁性高分子
材料シートが拘束板に拘束された構造とならず、磁性高
分子材料シートが振動に対して自由に追従してしまい、
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。

【００１７】磁性高分子粘弾性シート３に使用される高
分子材料は、天然ゴム、ニトリルゴム、スチレンブタジ
エンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ゴム、エチレンプロ
ピレンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロ
プレンゴム、アクリルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム
、エピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴム、ポリノルボ
ルネンゴム、エチレンアクリルゴム等が使用される。

【００１８】また、磁性高分子粘弾性シートに添加する
粘着性樹脂としては、クマロンインデン樹脂、クマロン
樹脂・ナフテン系油・フェノール樹脂・ロジン等の混合
品等のクマロン系樹脂、Ｐ−第三−ブチルフェノール・
アセチレン樹脂、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂、
テルペン・フェノール樹脂、ポリテルペン樹脂、キシレ
ンホルムアルデヒド樹脂、等のフェノール・テルペン系
樹脂、合成ポリテルペン樹脂、芳香族系炭化水素樹脂、
脂肪族系炭化水素樹脂、不飽和炭化水素の重合体、水素
添加炭化水素樹脂、ポリブテン等の石油系炭化水素樹脂
、ロジンのグリセロール・エステル、水素添加ロジン、
水素添加ロジンのメチル・エステル高融点エステル系樹
脂、重合ロジン等のロジン誘導体を使用することができ
る。

【００１９】また、磁性高分子粘弾性シートに添加する
可塑剤としては、パラフィン系プロセスオイル、ナフテ
ン系プロセスオイル、芳香族系プロセスオイル、等の石
油系プロセスオイル、あまに油、なたね油、等の植物油
、ジー（２−エチルヘキシル）フタレート、ジウンデシ
ル・フタレート、ジオクチル・フタレート等のフタル酸
誘導体、ジイソブチル・アジペート、ジー（２−エチル
ヘキシル）アジペート等のアジピン酸誘導体、ジー（２
−エチルヘキシル）アゼレート等のアゼライン酸誘導体
、エポキシ誘導体、等を使用することができる。

【００２０】また、磁性高分子粘弾性シートに添加する
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。また、磁性高分子粘弾性シートに添加する配
合剤としては、加硫剤、加硫促進剤があり、ゴムの種類
により選択し、適量を配合する。また、その他、充填剤
、加工助剤、老化防止剤等を添加してもよい。

【００２１】磁性高分子粘弾性シートの厚さは０．１〜
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、現実的な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に使用するゴムは、シート状
に加工後または同時に加硫を行なう。ゴムを架橋しない
と、温度上昇時に磁性高分子粘弾性シート全体が可塑化
してしまい、高温域で剛性を保持できず、振動源との界
面でのすべり摩擦を期待できない。

【００２２】また、磁性高分子粘弾性シートに添加する
粘着性樹脂および可塑剤の添加量は、ゴム１００重量部
に対して、粘着性樹脂３０〜９０重量部、望ましくは４
０〜７０重量部程度、可塑剤は５〜１００重量部、望ま
しくは１０〜４０重量部程度がよい。粘着性樹脂および
可塑剤の添加量が多いと、高温時の磁性高分子粘弾性シ
ートの剛性が保持できず、またシート加工性が低下する
。また、添加量が少ないと、磁性高分子粘弾性シート表
面への移行が少なく、表面粘着性が確保できない。

【００２３】また、磁性高分子粘弾性シートに添加する
磁性粉の添加量は、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
粘弾性シートの磁力は磁性粉の添加量によるため、添加
量が少ないと磁力が弱く、脱落等が生じる。また添加量
が多くなりすぎると、磁性高分子粘弾性シートの加工性
が低下し、脆くなる。

【００２４】磁性高分子粘弾性シートは、成型加工後に
着磁処理を行なう。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であり、
Ｓ極、Ｎ極間のピッチは１〜２０ｍｍ、望ましくは４〜
１０ｍｍ程度がよい。着磁ピッチがこれより短い場合お
よび広い場合は磁性高分子粘弾性シートの吸着力が低下
する。

【００２５】実施例１磁性高分子粘弾性シートは、表１に示す配合材料を練り
、金型を用いて成型加硫を行なうことにより、厚さ３ｍ
ｍ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なった。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。弾性
率の大きい拘束板としては、厚さ１４ｍｍのけい酸カル
シウム板を使用し、接着剤としては、一液型ウレタン系
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、０．５ｋ
ｇｆ／ｃｍ２程度にて圧着保持を行ない制振材を得た。

【００２６】

【表１】

【００２７】磁性高分子粘弾性シートおよび接着剤の弾
性率（Ｅ）は、それぞれ２．３×１０８ｄｙｎｅ／ｃｍ
２（２５℃）、１．８×１０１０ｄｙｎｅ／ｃｍ２（２
５℃）であった。

【００２８】実施例２磁性高分子粘弾性シートは、表２に示す配合材料を練り
、金型を用いて成型加硫を行なうことにより、厚さ３ｍ
ｍ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なった。この時の磁性高分子粘弾
性シートの残留磁束密度は４４０ガウスであった。弾性
率の大きい拘束板としては、厚さ１４ｍｍのけい酸カル
シウム板を使用し、接着剤としては、一液型ウレタン系
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、０．５ｋ
ｇｆ／ｃｍ２程度にて圧着保持を行ない制振材を得た。

【００２９】

【表２】

【００３０】磁性高分子粘弾性シートおよび接着剤の弾
性率（Ｅ）は、それぞれ８．９×１０８ｄｙｎｅ／ｃｍ
２（２５℃）、１．８×１０１０ｄｙｎｅ／ｃｍ２（２
５℃）であった。

【００３１】実施例３および実施例４磁性高分子粘弾性シートとして、実施例１に示したシー
トを用い、接着剤および拘束板については、表３に示し
た材料を使用し、それぞれ制振材を作成した。

【００３２】

【表３】

【００３３】なお、拘束板にそれぞれの接着剤で磁性高
分子粘弾性シートを貼り合わせる時は、接着剤が硬化す
るまで０．５ｋｇｆ／ｃｍ２程度で圧着保持を行なった
。実施例３で作成した制振材の残留磁束密度は４５０ガ
ウス、磁性高分子粘弾性シートおよび接着剤の弾性率（
Ｅ）は、それぞれ２．３×１０８ｄｙｎｅ／ｃｍ２（２
５℃）、１．８×１０１０ｄｙｎｅ／ｃｍ２（２５℃）
であった。また、実施例４で作成した制振材の残留磁束
密度は４５０ガウス、磁性高分子粘弾性シートおよび接
着剤の弾性率（Ｅ）は、それぞれ２．３×１０８ｄｙｎ
ｅ／ｃｍ２（２５℃）、８．０×１０９ｄｙｎｅ／ｃｍ
２（２５℃）であった。次に比較のため、以下の制振材
を作成した。

【００３４】比較例１磁性高分子粘弾性シートは、表４に示すように、粘着性
樹脂および可塑剤を添加しない配合材料を使用し、金型
を用い成型加硫を行なうことにより、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
極着磁を行ない、粘着力の低い磁性高分子粘弾性シート
を作成した。この時の磁性高分子粘弾性シートの残留磁
束密度は４９０ガウスであった。次に拘束板として用い
た厚さ１４ｍｍのけい酸カルシウム板に一液型ウレタン
系接着剤を使用して、前記磁性高分子粘弾性シートを貼
り合わせ、接着剤が硬化するまで０．５ｋｇｆ／ｃｍ２
程度にて圧着保持を行ない制振材を得た。

【００３５】

【表４】

【００３６】磁性高分子粘弾性シートおよび接着剤の弾
性率（Ｅ）は、それぞれ１．７×１０９ｄｙｎｅ／ｃｍ
２（２５℃）、１．８×１０１０ｄｙｎｅ／ｃｍ２（２
５℃）であった。

【００３７】比較例２実施例１で使用した磁性高分子粘弾性シートを用いる。その他、拘束板、接着剤等は使用せず、磁性高分子粘弾
性シートを振動源にシートの吸着力のみで吸着させるこ
とにより制振効果を確認した。

【００３８】比較例３実施例１で作成した制振材を一液ウレタン系接着剤を用
いて振動源に接着した状態で制振効果を確認した。制振
材を振動源に貼り合わせる時は、接着剤が硬化するまで
、０．５ｋｇｆ／ｃｍ２程度にて圧着保持を行なった。次に前記各実施例および比較例により作成した制振材に
ついて、制振性能試験を行なった。

【００３９】制振性能試験厚さ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
較例で作成した制振材を、それぞれの方法で貼り合わせ
、ベース板の中心部を動電加振器で加振し、その間に挿
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（振動
がどの程度速く減衰するかを示す値）を算出する装置（
機械インピーダンス法）を使用する。前記各実施例およ
び比較例について、損失係数測定結果を図２および図３
に示す。

【００４０】前記実施例および比較例の制振材の損失係
数測定結果より、以下のことが判る。（１）磁性高分子粘弾性シート単体で振動源に貼った場
合（比較例２）では、拘束板を接着した本発明の磁性複
合型制振材（実施例１）に比べ、損失係数値が著しく小
さく、制振性能が低いことが判る。（２）磁性高分子粘弾性シートに粘着性樹脂可塑剤を添
加せず、粘着力が低下している制振材（比較例１）は、
制振材と振動源との界面でのすべり摩擦による制振が主
体となるため、制振特性は比較的低いところで一定の値
となる。（３）磁性複合型制振材を接着剤で振動源に接着した場
合（比較例３）では、振動源と制振材との界面での微小
なずれが起きず、磁性高分子粘弾性シートは拘束板と振
動源に拘束された構造となり、制振特性は温度依存性が
大きく、磁性高分子粘弾性シートの転移領域付近の温度
でピークを持つ。そのため、制振性能は磁性高分子粘弾
性シートの転移領域付近の温度域では良好となるが、そ
れ以外の温度域では急激に低下する。（４）本発明の制振材（実施例１〜４）では、磁性高分
子粘弾性シートの表面に粘着性樹脂が移行し、粘着性樹
脂の軟化点付近の温度領域では、ゴム表面の粘着性が増
大し、磁性高分子粘弾性シートが拘束板と振動源とに拘
束された構造となる。また、粘着性樹脂の軟化点以外の
温度の場合、低温では硬化して粘着性が急激に低下し、
高温では可塑化して粘着性が低下するため、振動源と制
振材界面での微小なすべりが起こりやすくなる。このた
め、制振特性は、ある温度域にピークを持ちながらも広
い温度で一定の性能を確保した優れたものとなる。また
、制振性能のピーク温度は、粘着性樹脂、可塑剤、およ
びゴムの種類により調整することが可能である。また、
振動源の振動エネルギーが大きい場合には、制振材の厚
さを、厚くすることで、実用的な効果が期待できる。

【００４１】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
磁性複合型制振材を構成している磁性高分子粘弾性シー
トは磁力による吸着力を保持するだけでなく、表面粘着
性を具備しているので、磁力と粘着力の双方の相乗効果
により、広い温度範囲において良好な制振性能を発揮す
る磁性複合型制振材を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す磁性複合型制振材の断
面図である。

【図２】実施例および比較例の制振性能を示すグラフで
ある。

【図３】実施例および比較例の制振性能を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

１　　拘束板２　　接着剤層３　　磁性高分子粘弾性シート４　　振動源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　磁性高分子粘弾性シートを接着剤によ
り拘束板に接着して構成す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ゴム・エラストマー、
粘着性樹脂、可塑剤、磁性粉等からなる組成物であって
、前記シート中の粘着性樹脂および可塑剤がゴム・エラ
ストマー１００重量部に対してそれぞれ３０〜９０重量
部、５〜１００重量部であり、シート中の磁性粉がシー
ト全重量に対し５０〜９５重量％であり、前記接着剤の
硬化後の弾性率が前記シートの弾性率と同等またはそれ
以上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、ゴム・エラストマーがアクリ
ルゴムであり、前記拘束板が厚さ１〜４．０ｍｍ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】　　前記拘束板の全表面が塗材によって被
覆されている請求項１または請求項２に記載の磁性複合
型制振材。