JPS6250424A - 金属・セラミツクス複合防震材 - 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） 本発明は振動減衰能および弾性係数に優れた防震材であ
って、金属・セラミックス複合材の用途を新たに開発し
たものに関する。

（従来の技術とその問題点） 従来、防震材としてはゴム、コルク、軟質繊維板、石こ
うボード、レンガ、コンクリート、木材等が使用されて
いるが、振動減衰能と弾性係数とは相反する性格である
ため、圧縮力を必要とする場所、構造物の一部として使
用する場合は、ある程度振動減衰能を犠牲にして素材の
弾性係数を優先させていた。

本発明はかかる問題点に鑑みなされたもので、弾性係数
が高く、しかも振動減衰能に優れた新規な防震材を提供
することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 叙上の目的を達成するための本発明の特徴とする手段は
、防震材として、空隙部分が連通した多孔質セラミック
ス成形体の前記空隙部分に金属を含浸した金属・セラミ
ックス複合材を用いる点にある。

（実施例） 以下、本発明の防震材についてその製造方法と共に詳述
する。

第１図は本発明の金属・セラミックス複合防震材１の第
１実施例であり、その拡大断面模式図を第２図に示す。

２は空隙部分が連通した多孔質セラミックス成形体であ
り、その空隙部分に金属３が含浸形成されている。

多孔質セラミックス成形体２の空隙部分に含浸された金
属は、第２図に示すように、不定形のセラミックス部分
とからみあいながら板厚方向に連続した構造になる。す
なわち、この金属部分は一種のバネ構造を構成すること
になり、効果的に振動を吸収するのである。また、金属
中のセラミックス部分すなわち非金属部分の存在自体も
振動減衰能の向上に資するものとなり、前記の金属部分
によるバネ構造と相まって振動減衰能の向上に大きく寄
与する。

なお、本発明の防震材は、その振動減衰能が高い故に、
吸震材としての用途のほかに、吸音材や音響部材として
も用いることができる。

多孔質セラミックス成形体２は、”　ｚ（ｈ、　ＺｒＯ
、、Ｂｅｄ、　ＴｉＣ，ＳｉＣ，ＴｉＮ、　Ｓｉ、Ｎａ
等の酸化物、ケイ化物、ホウ化物が用いられ、その空隙
率は２０〜９０２が好ましい。２０χ未満では相互に連
通しない独立した空隙が多くなって金属溶湯の空隙部分
への含浸が不十分となり、一方、９０χを越えると振動
減衰能の向上が望めない。また、該成形体２の厚さは、
防震材として使用する厚さにより適宜製作すればよい。

このような空隙が相互に連通した多孔質セラミックス成
形体は、ウレタンフオームを用いて容易に成形すること
ができる。すなわち、所望の形状のウレタンフオームに
、微粒子状のセラミックスと水等を混合して作った泥状
のセラミックスを浸透・付着させて、乾燥・焼成して、
ウレタンを焼失させて得ることができる。また、５０μ
ｌＩＩ〜ｌｖｗのセラミックス粒子に熱可塑性結合剤を
混合し、成型・焼成して得る方法もある。

多孔質セラミックス成形体の空隙に含浸される金属とし
ては、鋳鉄、アルミ合金等任意の金属材料を適宜選択す
ることができる。

もっとも、片状黒鉛組織を有するねずみ鋳鉄は、振動減
衰能が良好であることが知られており、本発明に適用す
る金属材料としては好ましい。一般に、引張強度が１０
〜３０ｋｇ／ｍ鳳２程度のＦＣＩＯ〜３０の材質がよい
。

特に、重量％で、 Ｃ：３．０〜５．０％ Ｓｉ　：　０．５〜３．０％ Ｍｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ｍｏ　　：　１種又は２種以上
の合計が０．０５〜１．０％ および残部実質的にＦｅで形成され、かつ炭素当量Ｃ，
Ｅ、　（Ｃ，Ｅ、　＝　（Ｊ　＋　’へｘＳｉＸ）値が
Ｃ，Ｅ、　：　３．０〜５．５％ であるねずみ鋳鉄は、キッシュ黒鉛の晶出を押えて、多
量の片状黒鉛を晶出させることができ、振動減衰能を大
きくすることができ、本り明に適用する鋳鉄材料として
好適である。以下、上記鋳鉄材の成分限定理由について
述べる。

Ｃ：３．０〜５．０％ 多量の片状黒鉛を晶出させる黒鉛量であって、５゜０％
を越えると黒鉛がキッシュ黒鉛となって晶出してしまう
し、又、３．０％未満では片状黒鉛が少なくなる。

Ｓｉ　：　０．５〜３．０％ Ｓｉは黒鉛の晶出に有効な元素であり、０．５χ未満で
は黒鉛化能減少により防振効果が少なく、一方３．０χ
を越えると強度の低下が大きくなり構造物として使えな
い。

Ｍｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ｍｏ　：　１種又は２種以上の
合計が０゜０５〜１．０％ これらの元素はパーライト安定化元素であり、０．０５
χ未満ではその効果がなく、一方１．Ｏｚを越えると黒
鉛化能減少により防振効果が少ない。

Ｃ３Ｅ、　：　３．０〜５．５％ 片状黒鉛を無理なく多量に晶出させるために３゜０％以
上とされ、これ未満では振動減衰能の向上が少ない。一
方、５．５χを越えると強度の低下で大きく構造物とし
て使えない。

上記の片状黒鉛を多量に無理なく晶出することができる
鋳鉄材を用いて多孔質セラミックスの空隙に含浸させる
と、例えば空隙率を５０χとしく鋳鉄材の黒鉛面積率を
１０χとすれば、合計で６０χが非金属体となり、従来
の防振鋳鉄（例えば、特公昭５５−１５５４０号に開示
された振動減衰能の大きい゛鋳鉄）に対して、冶金学的
な限界を破った素材となって、非常に大きい防振効果を
奏する。すなわち、冶金学的に析出する黒鉛量に加えて
セラミックスの量が結果的に多量の黒鉛を析出した鋳鉄
と同一の働きをして振動を減衰させるからである。

第３図は本発明の複合防諜材１１の第２実施例であり、
多孔質セラミックス成形体の空隙に金属が含浸され九含
浸層１２の上下面に金属層１３が前記成形体に含浸され
た金属と一体的に形成されている。

かかる構成にすると、複合防諜材１１は、第１図のよう
な単に圧縮に耐えるものに比べて、ボルト孔やネジ等を
加工することができるものになる。この場合、金属層１
３の厚さは、前記加工を施すのには、２〜１０ｍｍで十
分であり、それ以上厚くすると振動減衰能が低下し好ま
しくない。

尚、第３図においては、金属Ｊ！１３は含浸層１２の上
下面に一体的に形成されたものを示しているが、金属層
は、これに限らす含浸層のいずれか一方の外面に形成し
てもよく、また、含浸層の全面に設けてもよい。含浸層
の全面に形成すると、ボルト孔等を各方面から明けるこ
とができ、また耐圧強度が特に要求される部材としても
好適である。また、本発明の複合防諜材の形状は、第１
図および第３図に示した板状体に限らず、その形状は自
由であり、用いられる用途により、円筒状、棒状等に形
成される。

次に本発明の防震材の製造方法の一例について説明する
。

第４図は、本発明の金属・セラミックス複合防霧材を鋳
造するための鋳型２１であり、該鋳型２１の中に多孔質
セラミックス成形体２を適宜数圧いに接触させないよう
に間隔をあけて固定した後、前記成形体２の空隙に含浸
させるべき金属溶湯を注入口２２より鋳型内へ鋳込み、
溶湯を前記成形体２の空隙中に含浸させる。この際、多
孔質セラミックス成形体２は、金属溶湯をその空隙中へ
浸透容易にするために金属の種類に応じて５００〜１０
００℃に予熱しておくことが望ましい。尚、含浸方法と
しては、第４図のほかに多孔質セラミックス成形体を横
にしてもよく、また溶湯を加圧してもよい。

所望の金属中に複数の多孔質セラミックス成形体が埋入
された鋳造体は、第１図の単層体あるいは第３図の３層
体等に適宜切り出されて仕上げ加工され製品とされる。

尚、製品にボルト孔等を明ける場合を考えると、ボルト
孔等は多孔質セラミックス成形体に金属を含浸させた後
、孔加工してもよいが、加工時間が長くかかる欠点があ
るので、予め多孔質セラミックス成形体に孔を明けたも
のを準備し、金属を含浸した後に、その部分に孔加工を
施す方が経済的である。

次に具体的実施例を掲げて説明する。

１００　＃　Ｘ　１００Ｗ　Ｘ　１７ｔおよび３００１
　ｘ　１００Ｗ　Ｘ　１７　ｔ（単位ＩＩ１清、１：長
さ、匈：幅、ｔ：厚さ）の形状で、空隙率が５０．６０
．７０．８５χの板状の多孔質セラミックス成形体を第
４図に示した鋳型にセットし、下記成分のねずみ鋳鉄の
溶湯を１３８０℃〜１５５０℃の鋳込温度で高目を狙っ
て鋳込んだ。

Ｃ：　４．２５％　　　　Ｓｉ　＝１．７４％Ｍｎ　：
　０．５９％　　　　Ｃ，Ｅ、　：　４．８３％残部実
質的にＦｅ 鋳造体から、８０Ｉｌｘ８０Ｗ　ｘｌＯｔおよび２５０
１ｘ５０Ｗ　ｘｌＱｔの第１図に示した単層体並びに８
０１×８０１　ｘ２０ｔおよび２５０　ＩＩ　ｘ５０Ｗ
　ｘ２０ｔの第３図に示した３層体を切り出して仕上加
工し、目標とする金属・セラミックス複合防霧材を得た
。

多孔質セラミックス成形体の空隙率が７０χのものにつ
いて断面観察した結果を参考写真（５倍）に示す。同写
真より、片状黒鉛が多量に晶出した鋳鉄がセラミックス
部分の回りに隙間なく含浸されている様子が認められる
。

また、空隙率が７０χ、８５χの多孔質セラミックス成
形体を用いて得られた単層体の防露材より２５０１　Ｘ
１９Ｗ　ｘ３ｔの振動試験片を採取して振動減衰率を測
定した。その測定結果を第１表に示す。尚、同表には比
較のために、前記ねずみ鋳鉄のみの試料ＦＣ（同寸法）
についての試験結果も併せて示した。試験結果は、負荷
荷重無しのときのものである。

（次　　葉） 第１表 注、試験片光１−空隙率７ｏχのもの 空隙の大きさ約６メツシユ 試験片１１ｈ２−・・空隙率８５χのもの空隙の大きさ
約６メツシユ 試験片隘３−空隙率８５χのもの 空隙の大きさ約１３メ７シユ 第１表より、本発明の防露材はＦＣ単体のものに比べて
対数減衰率で約１．５倍以上振動減衰能が優れているこ
とが確認された。

（発明の効果） 以上説明した通り、本発明の防露材は、空隙部分が相互
に連通した多孔質セラミックス成形体の前記空隙部分に
金属が含浸されているので、この金属部分は前記成形体
のセラミックス部分とからみあいながら相互に連結しあ
い、一種のバネ構造を構成すると共に、強度部材となり
、また、セラミックス部分すなわち非金属部分の存在自
体も振動減衰能の向上に資するものとなり、両者が相ま
って優れた振動減衰能と剛性とを具備するものとなり、
更に耐熱性も良好となる。従って、本発明の金属・セラ
ミックス複合防振材は、振動減衰能を犠牲にすることな
く、強度・剛性が要求される部材として使用でき、かか
る強度・剛性と振動減衰能とが要求される分野において
、その使用価値は著大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の金属・セラミックス複合防露材の一実
施例をしめす外観説明図、第２図は同複合防震材の拡大
模式図、第３図は本発明の他の実施例を示す外観説明図
、第４図は同複合防震材を製造するための鋳型の一例を
示す断面図である。 １．１１・−金属・セラミックス複合防露材、２−・多
孔質セラミックス成形体、３−金属、１２−含浸層、１
３−・金属層。 特　許　出　願人　　久保田鉄工株式会社第７図 第３図 １８４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、振動減衰能および剛性に優れた防震材であって、空
   隙部分が連通した多孔質セラミックス成形体の前記空隙
   部分に金属が含浸されてなることを特徴とする金属・セ
   ラミックス複合防震材。 ２、多孔質セラミックス成形体の外面に金属層が該成形
   体に含浸された金属と一体的に形成されてなることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の金属・セラミック
   ス複合防震材。 ３、金属は、重量％で Ｃ：３．０〜５．０％ Ｓｉ：０．５〜３．０％ Ｍｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ｍｏ：１種又は２種以上の合計
   が０．０５〜１．０％ および残部実質的にＦｅからなり、かつ炭素当量が３．
   ０〜５．５％である片状黒鉛鋳鉄であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の金属・セラ
   ミックス複合防震材。