JP2001090776A

JP2001090776A - シート状制振材及び制振パネル材

Info

Publication number: JP2001090776A
Application number: JP27152599A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yanagida; 剛柳田; Susumu Kobayashi; 晋小林; Yuzo Okudaira; 有三奥平
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1999-09-27
Filing date: 1999-09-27
Publication date: 2001-04-03

Abstract

(57)【要約】【課題】１ｋＨｚ以下の低周波数帯域を含む幅広い周
波数帯域において、制振効果が高いシート状制振材及び
制振パネル材を提供する。【解決手段】間隔を隔てて相対向する２枚の構造部材
３，３間に、粒径の小さな微粒子４が充填された中空状
カプセル粒子６を封入した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高い制振性能（振
動を吸収する性能）を有するシート状制振材及び制振パ
ネル材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】制振材とは、パネル部材等の構造物振動
による運動エネルギーを熱エネルギーに変換すること
で、振動エネルギーを吸収し、構造物の共振増幅を抑え
たり、構造物の振動伝搬の距離減衰を大きくする部材と
して定義されている。

【０００３】この制振材の制振性能を示す指標として、
損失係数がある。一般的には、この値が０．１以上であ
れば制振性能が高いと評価されている。この損失係数を
計測するための装置の概要を図１８に示す。以下の説明
において、制振パネル材及びシート状制振材の制振性能
を評価する際には、この損失係数の計測装置を用いた。
図１８に示す例では、シート状制振材の制振作用を受け
る構造物として、板厚２ｍｍのアルミ矩形パネル２０
（サイズ：３００×３００ｍｍ）を用いた。先ず、図１
８に示すように、アルミ矩形パネル２０の中央部をイン
ピーダンスヘッド２１を介して加振器２２に固定し、シ
ート状制振材１をパネル面に接着する。そして、ＦＦＴ
２３の信号発生器から発生させたある一定周波数成分
（０〜４ｋＨｚ）を有するランダムノイズを切り替えス
イッチ２７を介してアンプ２４に入力し、加振器２２に
て垂直方向にランダム加振する。また、ランダム加振の
加振力はパネル条件変化に対して、一定になるようにコ
ンピューター２５により制御力を作用されている。さら
に、梁中央部のインピーダンスヘッド２１より、加速度
と力をセンシングし、アンプ２６を介してＦＦＴ２３へ
入力する。そして、ＦＦＴ２３により、イナータンス
（加速度／力）やアパレントマス（力／加速度）といっ
た伝達特性を測定する。この伝達特性に示される共振や
***振による山部や谷部の形状から、次式を用いて損失
係数を抽出する。

【０００４】η＝（ｆ₂−ｆ₁）／ｆなお、ηは損失係数を表している。また、ｆ，ｆ₁及び
ｆ₂は周波数を表しており、その定義については図１９
に示した。

【０００５】図２０は、従来技術（特願昭６２-９４３
２９号公報、特開平２-１７９７３８号公報）である粉
粒体層３０を充填したシート状制振材１´及び制振パネ
ル材２´を示している。

【０００６】以下では、この従来の制振パネル材２´の
制振性能について説明する。

【０００７】代表例として、粉粒体層３０であるガラス
ビーズ（平均粒径３００μｍ）を板厚１ｍｍの２枚のア
ルミ板材３１（構造部材）の内部空間（厚み３ｍｍ）に
層高２ｍｍとなるように充填した。この場合の周波数に
対する損失係数を図２１に示した。図２１からわかるよ
うに、１ｋＨｚ以上の中・高周波数帯域においては、損
失係数が０．１以上となり、優れた制振性能を示すが、
１ｋＨｚ以下の低周波数帯域イにおいては損失係数が
０．１以下の低い値を示しており、十分な制振性能が得
られているとは言えない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
粉粒体を内部空間に封入した制振パネル材の問題点を解
決するものであり、その目的とするところは、１ｋＨｚ
以下の低周波数帯域を含む幅広い周波数帯域において、
制振効果が高いシート状制振材及び制振パネル材を提供
するところにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係るシート状制振材は、間隔を隔てて相対向
する２枚の構造部材３，３間に、粒径の小さな微粒子４
が充填された中空状カプセル粒子６が封入されているこ
とを特徴としており、このように構成することで、構造
物の振動に伴い中空状カプセル粒子６とその内部に充填
された微粒子４とがそれぞれ弾性振動を励起し、中空状
カプセル粒子６，６間の接触点における粒子の接触・変
形現象によるエネルギー減衰に加えて、中空状カプセル
粒子６内部における微粒子４，４間のエネルギー減衰を
も得ることができる。従って、従来技術の制振パネル材
では成し得なかった、低周波数帯域を含む幅広い周波数
帯域における優れた制振効果を得ることが可能になる。

【００１０】また上記相対向する２枚の構造部材３がそ
れぞれシート状に形成されているのが好ましく、この場
合、いかなる形状の構造物（金属板、木板等）に対して
も本発明のシート状制振材１を容易に粘着して使用でき
るようになる。

【００１１】また上記中空状カプセル粒子６及び微粒子
４が、低弾性材料から構成されているのが好ましく、さ
らに低弾性材料のヤング率が１０⁸Ｎ／ｍ²以下であるの
が好ましく、この場合、低弾性粒子間の大きな粒子変形
により、粒子接触点におけるヒステリシス減衰が低周波
数帯域においてより効果的に生じることによって、低周
波数帯域を含む幅広い周波数帯域において大きなエネル
ギー減衰量が得られる。

【００１２】また上記中空状カプセル粒子６内に充填さ
れている微粒子層５の上面５ａと中空状カプセル粒子６
の内壁面との間に空間８を設けるのが好ましく、この場
合、中空状カプセル粒子６内部での微粒子４の挙動の自
由度が高まり、これにより中空状カプセル粒子６内部に
おいて微粒子４，４間の効果的なエネルギー減衰を生じ
させることができる。

【００１３】また上記中空状カプセル粒子６内の体積に
対する中空状カプセル粒子６内に充填されている微粒子
層５の体積の比率が９８％以下であるのが好ましく、こ
の場合、低周波数帯域における振動エネルギーの吸収量
をより増加させることができる。

【００１４】また上記中空状カプセル粒子層７が相対向
する２枚の構造部材３，３間に隙間９をあけて封入され
ているのが好ましく、さらに上記中空状カプセル粒子層
７と構造部材３との間の隙間９の高さＨ₁が、中空状カ
プセル粒子層７の高さＨ₂の２％以上であるのが好まし
く、この場合、中空状カプセル粒子６の挙動の自由度が
高まり、これにより中空状カプセル粒子６の接触点にお
ける効果的なヒステリシス減衰を生じさせることができ
る。

【００１５】また上記中空状カプセル粒子層７が仕切り
１０によって分割されているのが好ましく、この場合、
制振パネル材２及びシート状制振材１を重力に対して水
平方向に用いる際に、仕切り１０によって重力による空
間８内における微粒子層５の偏析現象を防止することが
できる。

【００１６】また本発明に係る制振パネル材２は、上記
シート状制振材１が、金属板、木板等のパネル面１１に
貼付されていることを特徴としており、このように構成
することで、用途に見合ったいかなる形状の制振パネル
材２でも容易に作製できると共に、低周波数帯域を含む
幅広い周波数帯域において優れた制振性能を有する制振
パネル材２が得られるようになる。

【００１７】また本発明に係る制振パネル材２は、粒径
の小さな微粒子４が充填された中空状カプセル粒子６
が、金属板、木板等のパネル面１１に塗布される制振塗
料層１２内に充填され、且つ制振塗料層１２内において
中空状カプセル粒子６が移動可能となっていることを特
徴としており、このように構成することで、用途に見合
ったいかなる形状の制振パネル材２でも容易に作製する
ことができると共に、相対向する２枚の構造部材３，３
間に中空状カプセル粒子層７を封入する工程を省略する
ことが可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に示す実
施形態に基づいて説明する。

【００１９】本発明の制振パネル材２は、図１（ａ）に
示すように、シート状制振材１を金属板２０（或いは木
板等）のパネル面１１に貼付されて構成されている。こ
こで、シート状制振材１は、図１（ｂ）（ｃ）に示すよ
うに、間隔を隔てて相対向する２枚の構造部材３，３間
に、粒径の小さな微粒子４が充填された中空状カプセル
粒子６が封入されて構成されている。本例では微粒子４
として、例えばガラス微粒子（平均粒径１０μｍ）が用
いられ、中空状カプセル粒子６として、例えばガラス中
空状カプセル粒子（平均粒径３００μｍ）が用いられ
る。また相対向する２枚の構造部材３，３として、例え
ば厚み３ｍｍのＳＢＲ樹脂シート材料が用いられ、その
間に上記中空状カプセル粒子６が層高２ｍｍとなるよう
に封入されている。

【００２０】図２は、中空状カプセル粒子６とその粒子
内部空間８内に充填された多数の微粒子４からなる微粒
子層５が封入された本発明のシート状制振材１と従来技
術の粉粒体を封入したシート状制振材を用いた場合の周
波数に対する損失係数の変化を示している。図２に示す
曲線Ａ₁は、ガラス微粒子４（平均粒径１０μｍ）が粒
子内部空間８に充填されたガラス中空状カプセル粒子６
（平均粒径３００μｍ）を層高２ｍｍとなるように封入
された場合の損失係数の結果を示し、曲線Ｂ₁は単一の
ガラス粒子（平均粒径３００μｍ）を層高２ｍｍとなる
ように充填した場合の損失係数の結果を示している。こ
の図２から、本発明のシート状制振材１では、従来技術
では成し得なかった１ｋＨｚ以下の低周波数帯域イにお
いて優れた制振性能（損失係数０．１以上）を示してい
ることがわかる。

【００２１】次に本発明の制振パネル材２が、図２の低
周波数帯域イにおいて、従来技術の制振パネル材２´よ
り優れた制振性能を示すメカニズムについて説明する。
図３は従来技術の制振メカニズム、図４は本発明の制振
メカニズムを説明する模式図を示している。図３に示す
ように、従来技術のガラス粒子３１（平均粒径３００μ
ｍ）からなる制振パネル材２´は、構造物の振動に伴い
ガラス粒子３１が弾性振動を励起し、粒子接触点におけ
る粒子の接触・変形現象によるエネルギー減衰が生じる
ことにより振動エネルギーを吸収している。すなわち、
接触点における粒子変形量によりエネルギー減衰性能が
決定されている。また、この接触点ｐにおける粒子変形
量、すなわち粒子変形の振動振幅は、制振対象とする構
造物の振動周波数に対応しており、粒子変形量が大きい
ほど低周波数帯域においてより優れた制振性能を発揮す
る。

【００２２】ここで、従来技術におけるガラス粒子３１
からなる粉粒体層３０中の粒子変形量は非常に小さく、
図２の曲線Ｂ₁に見られるように１ｋＨｚ以下の低周波
数帯域イにおいて優れた制振効果を得ることができな
い。一方これに対して、本発明の制振パネル材２では、
図４に示すように、間隔を隔てて相対向する２枚の構造
部材３，３間に、粒径の小さな微粒子４が充填された中
空状カプセル粒子６が封入されたシート状制振材１を備
えているので、構造物の振動に伴い微粒子層５が弾性振
動を励起し、中空状カプセル粒子６，６間の接触点ｐに
おける粒子の接触・変形現象によるエネルギー減衰に加
えて、中空状カプセル粒子６内部における微粒子４，４
の接触点ｐ₁でエネルギー減衰を得ることができる。す
なわち、微粒子層５と中空状カプセル粒子６との２段階
でエネルギー減衰効果を得ることができるので、両者の
総和としての粒子変形量は非常に大きくなり、構造物の
振動エネルギーを低周波数帯域においてより効果的に吸
収することができるようになる。それゆえ、従来技術よ
りも大きなエネルギー減衰を低周波数帯域から得ること
ができ、幅広い周波数帯域において優れた制振性能を発
揮することとなり、この結果、本発明では、従来技術の
制振パネル材２´では成し得なかった、低周波数帯域イ
を含む幅広い周波数帯域における優れた制振効果を得る
ことが可能となる。

【００２３】そして、本発明のシート状制振材１を、金
属板、木板等のパネル面１１に貼付することによって、
低周波数帯域を含む幅広い周波数帯域において、優れた
制振性能を有する制振パネル材２を得ることができる。

【００２４】また、上記シート状制振材１における相対
向する２枚の構造部材３がそれぞれシート状の材料で構
成されているので、いかなる形状の構造物（金属板、木
板等）に対しても本発明のシート状制振材１を粘着する
ことで使用可能となり、幅広い用途への適用が可能とな
る。これにより構造物の用途に応じた制振効果が期待で
きる。なお、シート状制振材１及び制振パネル材２の用
途として、例えば床材、天井材、屋根下地材、壁材、
柱、電子機器部材などの幅広い用途が挙げられる。

【００２５】ここで、上記中空状カプセル粒子６及び微
粒子４は、低弾性材料から構成されているのが望まし
い。この各粒子４，６に関する材料限定は、シート状制
振材１の高性能化を狙いとしたものである。低弾性材料
は、高剛性材料と比較して、外力に対してより大きく変
形する。それゆえ、前述したように、微粒子層５による
エネルギー減衰が粒子間の変形量に依存していることを
考慮すれば、低弾性材料粒子が高剛性材料粒子よりも、
低周波数帯域において大きなエネルギー減衰量を有する
ことを理解することができる。

【００２６】従って、中空状カプセル粒子６及び微粒子
４の材料を、低弾性材料にすることで、低弾性粒子間の
大きな粒子変形により、粒子接触点におけるヒステリシ
ス減衰が低周波数帯域においてより効果的に生じること
によって、低周波数帯域を含む幅広い周波数帯域におい
てシート状制振材１の性能を向上させることができ、こ
の結果、振動エネルギー吸収が増加し、優れた制振性能
が得られるものである。

【００２７】また、上記低弾性材料のヤング率は１０⁸
（Ｎ／ｍ²）以下であるのが望ましい。図５には、代表
例として、本構成の中空状カプセル粒子層（曲線Ａ₂）
と本構成外の中空状カプセル粒子層（曲線Ｂ₂）を用い
た場合の周波数に対する損失係数を示した。ここで、本
構成の中空状カプセル粒子層（曲線Ａ₂）は、中空状カ
プセル粒子６として平均粒径３００μｍのゴムビーズ
（ヤング率１０⁷Ｎ／ｍ²）が用いられ、微粒子４として
平均粒径１０μｍのゴム微粒子（ヤング率１０⁷Ｎ／
ｍ²）が用いられている。また、本構成以外の中空状カ
プセル粒子層（曲線Ｂ₂）は、中空状カプセル粒子６と
して平均粒径３００μｍのガラスビーズ（ヤング率１０
¹⁰Ｎ／ｍ²）が用いられ、微粒子４として平均粒径１０
μｍのガラス微粒子（ヤング率１０¹⁰Ｎ／ｍ²）が用い
られている。

【００２８】図５から、本構成の微粒子層（曲線Ａ₂）
の結果が、本構成以外の微粒子層（曲線Ｂ₂）よりも低
周波数帯域イにおいて優れた制振性能を有していること
がわかる。従って、低周波数帯域イにおけるシート状制
振材１の性能を向上させるためには、粒子材料のヤング
率を１０⁸（Ｎ／ｍ²）以下にするのが望ましい。すなわ
ち、低弾性材料のヤング率を１０⁸（Ｎ／ｍ²）以下とす
ることにより、粒子接触点におけるヒステリシス減衰
が、低周波数帯域イにおいてより効果的に生じることに
よって、振動エネルギー吸収が増加し、優れた制振性能
が得られるものである。

【００２９】また、上記中空状カプセル粒子６内に充填
されている微粒子層５の上面５ａと中空状カプセル粒子
６内壁面６ａとの間には、図７（ｂ）に示すような空間
８を設けるのが望ましい。またこのとき、中空状カプセ
ル粒子６内に充填されている微粒子層５の体積と中空状
カプセル粒子６内体積との比率は９８％以下であるのが
望ましい。この中空状カプセル粒子６内部における微粒
子層５の充填量限定に関しては、微粒子４運動の制限・
拘束による制振性能低下の防止を狙いとしたものであ
る。図６の曲線Ａ₃は、中空状カプセル粒子６内部空間
８に対する微粒子層５の体積比を９０％とした場合、図
６の曲線Ｂ₃は１００％とした場合におけるそれぞれ周
波数に対する損失係数を示した。この図６から、中空状
カプセル粒子６内部に微粒子４を１００％充填すると、
中空状カプセル粒子６内壁面６ａの影響により微粒子４
の運動が制限・拘束されるため、制振性能が低下する傾
向にあることがわかる。従って、制振パネル材２及びシ
ート状制振材１の性能を向上させるためには、中空状カ
プセル粒子６内に充填されている微粒子層５の体積と中
空状カプセル粒子６内体積との比率を９８％以下にする
のが望ましい。ここで図７（ａ）は中空状カプセル粒子
６内部に微粒子４が最密状態で充填された場合を示して
おり、この場合、微粒子４の動きが拘束されてエネルギ
ー減衰効果が低いが、図７（ｂ）のように中空状カプセ
ル粒子６内部に空間８を残して微粒子４を充填すること
によって、微粒子４の挙動の自由度が高まる。これによ
り中空状カプセル粒子６内部において微粒子４，４間の
効果的なエネルギー減衰が生じ、低周波数帯域における
振動エネルギーの吸収量を増加させるものである。

【００３０】さらに、図８に示すように、上記中空状カ
プセル粒子層７と構造部材３との間に隙間９をあけて封
入されているのが望ましい。またこのとき中空状カプセ
ル粒子層７と構造部材３との隙間９の高さＨ₁が、中空
状カプセル粒子層７の高さＨ₂の２％以上であるのが望
ましい。中空状カプセル粒子層７の充填量限定に関して
は、粉粒体運動の制限・拘束による制振性能低下の防止
を狙いとしたものである。図９には、代表例として、シ
ート材料内に中空状カプセル粒子層７を１００％充填し
た場合と、中空状カプセル粒子層７との隙間９の高さ
が、充填された中空状カプセル粒子層７の高さの２％と
なる充填状態における周波数に対する損失係数を示して
いる。図９中の曲線Ａ₄が２％の隙間９の高さＨを残し
て中空状カプセル粒子層７を充填した場合の結果であ
り、曲線Ｂ₄が１００％充填の場合の結果である。この
図９から、中空状カプセル粒子層７を１００％充填する
と、上下の構造部材３の影響により粉粒体粒子の運動が
制限・拘束されるため、制振性能が低下する傾向にある
ことがわかる。従って、制振パネル材２及びシート状制
振材１の性能を向上させるためには、少なくとも中空状
カプセル粒子層７と構造部材３との間の隙間９の高さＨ
を、充填された中空状カプセル粒子層７の高さの２％以
上にするのが望ましい。これにより中空状カプセル粒子
６が上下の構造部材３により制限・拘束されることなく
運動するため、粒子接触点における効果的なヒステリシ
ス減衰が生じ、低周波数帯域イにおける振動エネルギー
の吸収量を増加させるものである。

【００３１】さらに、図１０に示すように、上記中空状
カプセル粒子層７が仕切り１０によって分割されている
のが望ましい。しかして図１１に示すように、本発明の
制振パネル材２及びシート状制振材１を重力方向ロに対
して水平方向に用いる際に、図１１（ｂ）に示す仕切り
１０によって重力による空間８内における微粒子層５の
偏析現象を防止することが可能となる。従って、中空状
カプセル粒子層７を仕切り１０によって分割すること
で、本発明を幅広い用途に適用することができる。

【００３２】本発明の他の実施形態を図１６に示す。本
例では、粒径の小さな微粒子４が充填された中空状カプ
セル粒子６が、金属板、木板等のパネル面１１に塗布さ
れる制振塗料層１２内に充填され、且つ制振塗料層１２
内において中空状カプセル粒子６が移動可能となるよう
に構成されている。なお、微粒子４及び中空状カプセル
粒子６の各粒子材料については前記実施形態と同様であ
る。ここでは、金属板、木板等のパネル面１１に塗布さ
れた制振塗料層１２内に多数の中空状カプセル粒子６が
移動可能に充填されている。制振塗料層１２としては、
水にコロイド分散させた塗料が用いられている。これに
より、用途に見合ったいかなる形状の制振パネル材２で
も容易に作製することができると共に、前記実施形態に
おける構造部材３，３間に中空状カプセル粒子層７を封
入する工程を省略することが可能となるために、施工性
の向上及びコストダウンとを実現できるものである。

【００３３】

【実施例】以下、本発明に係わるシート状制振材１の代
表的な実施例について説明をする。

【００３４】［実施例１］以下には、中空状カプセル粒
子６として平均粒径１２５μｍのポリスチレンビーズを
用い、微粒子４として平均粒径３μｍポリスチレン微粒
子を用い、これらを相対向する２枚のシート材間に封入
した場合の実施例について示した。

【００３５】粒子内部に多数の微粒子４が充填された中
空状カプセル粒子６を作製するために、シード重合法を
用いた。また、乳化重合法、分散重合法、懸濁重合法、
ミニエマルジョン重合法、膜乳化法等によっても、同等
の中空状カプセル粒子を作製することは可能である。

【００３６】中空状カプセル粒子６を封入するシート材
（構造部材）としては、厚み２．５ｍｍ及び０．５ｍｍ
の二枚のＳＢＲ樹脂シート１４ａ，１４ｂを用いた。こ
こで、シート材は、ゴム、高分子樹脂及びエラストマー
などであってもよく、特に限定はしない。

【００３７】次に上記ＳＢＲ樹脂シート材１４ａ，１４
ｂ間に、中空状カプセル粒子６を封入する手法につい
て、以下説明する。

【００３８】まず、厚み２．５ｍｍのＳＢＲ樹脂シート
１４ａを、図１２に示すようなローラ表面に高さ２．２
ｍｍの凸部１３を持つ歯車状ローラミル１２により、シ
ート表面に一定間隔の窪み１５を設けた。この窪み１５
の幅ａは例えば３ｍｍ、間隔ｂは１ｍｍ、高さｃは２．
２ｍｍとした。次いで、図１３に示すように、多数の中
空状カプセル粒子６からなる中空状カプセル粒子層７を
窪み１５内に層高２ｍｍとなるように充填し、その後、
上面から厚み０．５ｍｍのＳＢＲ樹脂シート１４ｂを接
着した。

【００３９】図１４に、実施例における損失係数の測定
結果を周波数に対して示した。図中の曲線Ａ₅は中空状
カプセル粒子６を封入した本発明のシート状制振材をア
ルミパネルに接着した場合の結果であり、曲線Ｂ₅は、
比較例としてアルミパネルに従来技術の粉粒体（ガラス
ビーズ、平均粒径１２５μｍ）を充填したシート状制振
材を接着した場合の結果である。

【００４０】図１４の曲線Ａ₅から、本発明は、従来技
術の粉粒体によるシート状制振材と比較して、低周波数
帯域イにおいてより優れた制振性能を示していることが
わかる。

【００４１】また、参考までに同条件におけるパネル中
心からの３００ｍｍ遠方の位置での騒音レベルの１／３
Ｂａｎｄ特性を図１５に示した。図中のＡ₅，Ｂ₅は図１
４と同様である。図１５から、制振性能の傾向と同様
に、本発明は低周波数帯域におけるパネルからの放射音
が、従来技術の制振パネル材よりも低減していることが
わかる。

【００４２】［実施例２］次いで、上記中空状カプセル
粒子６を水にコロイド分散させた制振塗料層１２内に移
動可能に充填し、この制振塗料層１２を直接、金属板、
木板等のパネル面に塗布する場合の実施例について説明
する。

【００４３】前記中空状カプセル粒子６が移動可能に充
填されているコロイド水溶液を、図１６に示すように、
アルミ矩形パネル２０（３００ｍｍ×３００ｍｍ）のパ
ネル面１１上に塗布して所定厚みの制振塗料層１２を形
成し、乾燥後の膜厚を０．５ｍｍとした。図１７には、
本発明の制振塗料層１２が塗布されたアルミ矩形パネル
２０の損失係数測定結果を周波数に対して示した。図１
７から、低周波数帯域イにおいてより優れた性能を示し
ているのがわかる。

【００４４】

【発明の効果】上述のように請求項１記載の発明にあっ
ては、間隔を隔てて相対向する２枚の構造部材間に、粒
径の小さな微粒子が充填された中空状カプセル粒子が封
入されているので、構造物の振動に伴い中空状カプセル
粒子とその内部に充填された微粒子とがそれぞれ弾性振
動を励起し、中空状カプセル粒子間の接触点における粒
子の接触・変形現象によるエネルギー減衰に加えて、中
空状カプセル粒子内部における微粒子間のエネルギー減
衰をも得ることができる。すなわち、微粒子層と中空状
カプセル粒子との２段階でエネルギー減衰効果を得るこ
とができるので、両者の総和としての粒子変形量は非常
に大きくなり、構造物の振動エネルギーを低周波数帯域
においてより効果的に吸収することができるようにな
る。それゆえ、従来技術よりも大きなエネルギー減衰を
低周波数帯域から得ることができ、幅広い周波数帯域に
おいて優れた制振性能を発揮することとなり、この結
果、本発明では、従来技術の粉粒体によるシート状制振
材及び制振パネル材では成し得なかった、低周波数帯域
を含む幅広い周波数帯域における優れた制振効果を得る
ことが可能となる。

【００４５】また請求項２記載の発明は、請求項１記載
の効果に加えて、相対向する２枚の構造部材がそれぞれ
シート状に形成されているので、いかなる形状の構造物
（金属板、木板等）に対しても本発明のシート状制振材
を容易に粘着して使用できるようになり、幅広い構造物
の用途に応じた制振効果を期待できる。

【００４６】また請求項３記載の発明は、請求項１又は
請求項２記載の効果に加えて、中空状カプセル粒子及び
微粒子が、低弾性材料から構成されているので、低弾性
粒子間の大きな粒子変形により、粒子接触点におけるヒ
ステリシス減衰が低周波数帯域においてより効果的に生
じることによって、低周波数帯域において大きなエネル
ギー減衰量が得られ、シート状制振材の性能を向上させ
ることができる。

【００４７】また請求項４記載の発明は、請求項３記載
の効果に加えて、低弾性材料のヤング率が１０⁸Ｎ／ｍ²
以下であるので、粒子接触点におけるヒステリシス減衰
が低周波数帯域においてより効果的に生じることによっ
て、振動エネルギー吸収が増加し、低周波数帯域におい
て優れた制振性能が得られるものである。

【００４８】また請求項５記載の発明は、請求項１乃至
請求項４のいずれかに記載の効果に加えて、中空状カプ
セル粒子内に充填されている微粒子層の上面と中空状カ
プセル粒子の内壁面との間に空間を設けたので、中空状
カプセル粒子内部での微粒子の挙動の自由度が高まり、
これにより中空状カプセル粒子内部において微粒子間の
効果的なエネルギー減衰が生じ、低周波数帯域における
振動エネルギーの吸収量を増加させることができる。

【００４９】また請求項６記載の発明は、請求項１乃至
請求項５のいずれかに記載の効果に加えて、中空状カプ
セル粒子内の体積に対する中空状カプセル粒子内に充填
されている微粒子層の体積の比率が９８％以下であるの
で、低周波数帯域における振動エネルギーの吸収量をよ
り増加させることができ、制振性能をより向上させるこ
とができる。

【００５０】また請求項７記載の発明は、請求項１乃至
請求項６のいずれかに記載の効果に加えて、中空状カプ
セル粒子層が相対向する２枚の構造部材間に隙間をあけ
て封入されているので、構造部材間に中空状カプセル粒
子層を隙間を残して充填することによって、中空状カプ
セル粒子の挙動の自由度が高まり、これにより中空状カ
プセル粒子の接触点における効果的なヒステリシス減衰
が生じ、低周波数帯域における振動エネルギーの吸収量
を増加させることができる。

【００５１】また請求項８記載の発明は、請求項１乃至
請求項７のいずれかに記載の効果に加えて、中空状カプ
セル粒子層と構造部材との間の隙間の高さが、中空状カ
プセル粒子層の高さの２％以上であるので、低周波数帯
域における振動エネルギーの吸収量をより増加させるこ
とができ、シート状制振材の性能をより向上させること
ができる。

【００５２】また請求項９記載の発明は、請求項１乃至
請求項８のいずれかに記載の効果に加えて、中空状カプ
セル粒子層が仕切りによって分割されているので、制振
パネル材及びシート状制振材を重力に対して水平方向に
用いる際に、仕切りによって重力による空間内における
微粒子層の偏析現象を防止することができる。

【００５３】また請求項１０記載の発明は、請求項１乃
至請求項９のいずれかのシート状制振材が、金属板、木
板等のパネル面に貼付されているので、用途に見合った
いかなる形状の制振パネル材でも容易に作製できると共
に、低周波数帯域において優れた制振性能を有する制振
パネル材を得ることができる。

【００５４】また請求項１１記載の発明は、粒径の小さ
な微粒子が充填された中空状カプセル粒子が、金属板、
木板等のパネル面に塗布される制振塗料層内に充填さ
れ、且つ制振塗料層内において中空状カプセル粒子が移
動可能となっているので、用途に見合ったいかなる形状
の制振パネル材でも容易に作製することができると共
に、相対向する２枚の構造部材間に中空状カプセル粒子
層を封入する工程を省略することが可能となるために、
施工性の向上及びコストダウンとを実現できるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の一実施形態の斜視図、（ｂ）
は（ａ）のｅ―ｅ線に沿う中空状カプセル粒子の充填状
態の概念図、（ｃ）は中空状カプセル粒子内部の概念図
である。

【図２】本発明における周波数に対する損失係数を従来
技術との比較において説明するグラフである。

【図３】（ａ）（ｂ）は従来技術の制振メカニズムの概
念図である。

【図４】（ａ）（ｂ）は本発明の制振メカニズムの説明
図である。

【図５】本発明における粒子材料のヤング率を変化させ
た場合における周波数に対する損失係数の関係を示すグ
ラフである。

【図６】本発明の中空状カプセル粒子内部における微粒
子層の充填状態を変化させた場合のおける周波数に対す
る損失係数の関係を示すグラフである。

【図７】本発明の中空状カプセル粒子内部における微粒
子挙動を説明する概念図であり、（ａ）は中空状カプセ
ル粒子内部空間に対する微粒子層の体積比率を１００％
にした場合を示し、（ｂ）は中空状カプセル粒子内部空
間に対する微粒子層の体積比率を９０％にした場合を示
している。

【図８】（ａ）は本発明の他の実施形態の斜視図、
（ｂ）は（ａ）のｆ―ｆ線に沿う中空状カプセル粒子の
充填状態の概念図である。

【図９】本発明における微粒子層の中空構造物内部空間
への１００％充填による周波数に対する損失係数の低下
を示すグラフである。

【図１０】（ａ）は本発明の更に他の実施形態の斜視
図、（ｂ）は（ａ）のｇ―ｇ線に沿う中空状カプセル粒
子の充填状態の概念図である。

【図１１】本発明の更に他の実施形態を示し、（ａ）は
仕切りを持たない場合の模式図、（ｂ）は仕切りを設け
た場合の模式図である。

【図１２】（ａ）は本発明における一方のシート状制振
材の拡大断面図、（ｂ）は同上のシート状制振材の作製
に用いた装置の概略図である。

【図１３】（ａ）は本発明におけるシート状制振材の製
造工程の説明図、（ｂ）は同上の中空状カプセル粒子の
充填動作を説明する模式図である。

【図１４】本発明の制振パネル材における制振性能を従
来技術との比較において説明するグラフである。

【図１５】本発明の制振パネル材における騒音レベルを
従来技術との比較において説明するグラフである。

【図１６】（ａ）は本発明の更に他の実施形態の斜視
図、（ｂ）は（ａ）のｍ―ｍ線に沿う中空状カプセル粒
子の充填状態の概念図である。

【図１７】同上の制振パネル材の制振性能を示すグラフ
である。

【図１８】同上の制振性能（損失係数）を計測するシス
テム概念図である。

【図１９】同上の損失係数の算出に関する説明図であ
る。

【図２０】（ａ）は従来技術の制振パネル材の斜視図、
（ｂ）は（ａ）のｄ―ｄ線に沿う粉粒体の充填状態の概
念図である。

【図２１】従来技術の粉粒体による制振パネル材の周波
数に対する制振性能の説明図である。

【符号の説明】

１シート状制振材２制振パネル材３構造部材４微粒子５微粒子層５ａ上面６中空状カプセル粒子６ａ内壁面７中空状カプセル粒子層８空間９隙間１０仕切り１１パネル面１２制振塗料層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者奥平有三大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内Ｆターム(参考） 2E001 DG01 FA02 FA03 FA11 FA14 FA16 GA03 GA07 GA24 HA11 HB01 HB04 HC01 HD11 HE01 3J048 AA06 AC02 BE14 DA10 EA38 4F100 AB01A AB01C AK12A AK12B AK12C AK12J AK28A AK28C AK28J AL01A AL01C AN02A AN02C AP00A AP00C AT00A AT00C BA03 BA05 BA06 BA10A BA10C BA13 CC00D DE01B DE04B JH02 JK07B YY00B

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】間隔を隔てて相対向する２枚の構造部材
間に、粒径の小さな微粒子が充填された中空状カプセル
粒子が封入されていることを特徴とするシート状制振
材。
【請求項２】相対向する２枚の構造部材がそれぞれシ
ート状に形成されていることを特徴とする請求項１記載
のシート状制振材。
【請求項３】中空状カプセル粒子及び微粒子が、低弾
性材料から構成されていることを特徴とする請求項１又
は請求項２記載のシート状制振材。
【請求項４】低弾性材料のヤング率が１０⁸Ｎ／ｍ²以
下であることを特徴とする請求項３記載のシート状制振
材。
【請求項５】中空状カプセル粒子内に充填されている
微粒子層の上面と中空状カプセル粒子の内壁面との間に
空間を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４の
いずれかに記載のシート状制振材。
【請求項６】中空状カプセル粒子内の体積に対する中
空状カプセル粒子内に充填されている微粒子層の体積の
比率が９８％以下であることを特徴とする請求項１乃至
請求項５のいずれかに記載のシート状制振材。
【請求項７】中空状カプセル粒子層が相対向する２枚
の構造部材間に隙間をあけて封入されていることを特徴
とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のシート
状制振材。
【請求項８】中空状カプセル粒子層と構造部材との間
の隙間の高さが、中空状カプセル粒子層の高さの２％以
上であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいず
れかに記載のシート状制振材。
【請求項９】中空状カプセル粒子層が仕切りによって
分割されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８
のいずれかに記載のシート状制振材。
【請求項１０】請求項１乃至請求項９のいずれかのシ
ート状制振材が、金属板、木板等のパネル面に貼付され
ていることを特徴とする制振パネル材。
【請求項１１】粒径の小さな微粒子が充填された中空
状カプセル粒子が、金属板、木板等のパネル面に塗布さ
れる制振塗料層内に充填され、且つ制振塗料層内におい
て中空状カプセル粒子が移動可能となっていることを特
徴とする制振パネル材。