JPH06226891A - 制振ハニカムパネル - Google Patents

制振ハニカムパネル

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JPH06226891A
JPH06226891A JP3937693A JP3937693A JPH06226891A JP H06226891 A JPH06226891 A JP H06226891A JP 3937693 A JP3937693 A JP 3937693A JP 3937693 A JP3937693 A JP 3937693A JP H06226891 A JPH06226891 A JP H06226891A
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JP
Japan
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vibration
panel
honeycomb
damping
honeycomb panel
Prior art date
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Pending
Application number
JP3937693A
Other languages
English (en)
Inventor
Akio Sugimoto
明男 杉本
Toshimitsu Tanaka
俊光 田中
Kenji Iwai
健治 岩井
Tadashi Hatayama
直史 畑山
Akihiro Tsuruno
招弘 鶴野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ハニカムパネルが曲げ振動するとき、パネル
内に介在する樹脂等の粘弾性材料に作用する力学的変形
を有効に活用して振動エネルギーを熱に変換して放出さ
せることにより振動抑制効果を著しく高めることのでき
る制振にハニカムパネルを提供する。 【構成】 外側から厚み方向に沿って厚肉のアルミ板2
1a,樹脂層23,薄肉のアルミ板21b,アルミハニ
カムコア22,薄肉のアルミ板21b,樹脂層23,厚
肉のアルミ板21aの順序で一体的に積層成形し、厚肉
アルミ板21aの曲げ剛性を、薄肉アルミ板21bを面
材とするアルミハニカムコア22の曲げ剛性に近づけ、
結果として樹脂層23を制振ハニカムパネル20全体の
中立軸付近に位置するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車、鉄道車両、航
空機、住宅の床、壁等の制振用構造体として適用される
制振ハニカムパネルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種のハニカムパネルに関しては、実
開平3−26532号公報に記載のものが知られてい
る。即ち、(ハニカムパネルの一部切断斜視図)に示す
ように、アルミハニカム1の上下面又は一方の面にアル
ミ制振板2a,2bを貼り付けてあり、かつこのアルミ
制振板2a,2bは、図6(図5の2−2矢視断面図)
に示すように厚さが等しいアルミ板3a,3bの間に合
成樹脂材料4を介在させた構成である。この構成によ
り、遮音性に優れ、さらには振動等を有効に抑えること
ができる旨開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のハニカ
ムパネルは、アルミ制振板自体が有する公知の優れた振
動抑制効果に着目し、この公知のアルミ制振板を単にハ
ニカムコアの上下面の少なくとも一方に貼り付けた構成
であるため、アルミ板だけを貼り付けていたときに比べ
れば振動抑制効果に多少の向上はみられるが、ハニカム
パネル全体としての振動抑制効果は、アルミ制振動板を
単独で用いた場合に比較して低下するという問題点があ
った。
【0004】そこで、本発明者等は、ハニカムパネル全
体の振動抑制効果を著しく向上させるという目的を掲
げ、特にハニカムパネルが音圧加振や機械的加振を受け
て、曲げ振動が発生したときに合成樹脂等の粘弾性材料
に作用する力学的特性に着目して研究を重ね、本発明を
完成した。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成し得た第
1発明の制振ハニカムパネルは、該パネルの外側から厚
み方向に沿って弾性板,ハニカムコア,弾性板,粘弾性
材料層,弾性板,ハニカムコア,弾性板の順序で一体的
に成形して構成したことを要旨とするものである。
【0006】また、第2発明の制振ハニカムパネルは、
ハニカムサンドイッチ構造の制振パネルであって、該パ
ネルの外側から厚み方向に沿って厚肉の弾性板,粘弾性
材料層,薄肉の弾性板,ハニカムコアの順序で一体的に
成形したものを含んで構成したことを要旨とするもので
ある。
【0007】さらに、第3発明の制振ハニカムパネル
は、ハニカムサンドイッチ構造の制振パネルであって、
該パネルの厚み方向に弾性板,粘弾性材料層,弾性板,
側壁が粘弾性材料膜で被覆されたハニカムコアの順序で
一体的に成形してものを含んで構成したことを要旨とす
るものである。
【0008】
【作用】前記第1発明によれば、粘弾性材料層は、ハニ
カムパネルの中立軸付近に位置し、この粘弾性材料層の
上側のハニカム構造体と下側のハニカム構造体の各曲げ
剛性をほぼ等しくすることができる。その結果、粘弾性
材料層には、公知のアルミ制振板を単独で使用したとき
にその中立軸に位置する合成樹脂層に働く力学的特性と
同一の作用を生ぜしめることができる。即ち、ハニカム
パネル全体が曲げ変形を受けると、このパネルの中立軸
付近に位置する粘弾性材料もせん断変形を受けるが、せ
ん断ひずみエネルギーが最大となるため、振動エネルギ
ーが熱エネルギーに変換して外気に放出される割合も最
大となり、パネル全体の振動抑制効果が最も大きくな
る。
【0009】この点は、従来技術の制振ハニカムパネル
における作用と大きく異なるところである。即ち、従来
のハニカムパネルでは、公知のアルミ制振板を単にハニ
カムコアの面材として使用するものであり、ハニカムコ
アの曲げ剛性がと大きいために、アルミ制振板の合成樹
脂は、ハニカムパネルの中立軸から大きく離れた位置に
存在することになる。その結果、その合成樹脂に生じる
せん断ひずみエネルギーは、アルミ制振板単品を使用す
る際に合成樹脂に作用するせん断ひずみエネルギーに比
べて極めて小さく、振動エネルギーが熱エネルギーに変
換する割合、つまり振動減衰率を大きくできず、ハニカ
ムパネル全体の振動抑制効果の向上につながらなかった
のである。
【0010】次に、前記第2発明は、粘弾性材料層の非
ハニカムコア側の厚肉状弾性体の曲げ剛性をハニカムコ
ア側の薄肉状弾性体をいわば面材とするハニカムコアの
曲げ剛性に近づけることが可能である。即ち、結果とし
て、粘弾性材料を、ハニカムパネルの中立軸に近づける
ことができるので、この場合も、上記請求項1の発明と
同様にハニカムパネル全体が曲げ振動を受けた場合に粘
弾性材料に生じるせん断ひずみエネルギーは非常に大き
くなり、振動減衰率の増加により、振動抑制効果を大き
く向上させることができる。
【0011】次に、前記第3発明について、その作用を
説明する。まず、従来のハニカムパネルにおいて振動が
伝わる様子をみれば、該パネルが騒音源から音圧を受け
たり、或いは機械的加振を受けることにより、該パネル
に振動が生じる。このとき、ハニカムコアの側壁は面板
との接合部近傍で著しく変形する。ところが、ハニカム
コアには何らの振動抑制対策はなされておらず、面板の
振動抑制対策に頼っていた。
【0012】これに対し、第3発明は、ハニカムコアの
全側壁にも粘弾性材料膜を貼り付けた構成のハニカムパ
ネルである。従ってハニカムコアの側壁に生じる曲げ
は、ハニカムコア側壁表裏面の粘弾性材料膜のところ
で、この粘弾性材料の曲げ振動に対する伸縮変形により
熱エネルギーに変換され、外気に放出される。この結
果、ハニカムパネル全体の振動抑制効果が著しく向上さ
れる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は、第1発明を実施した制振ハニカムパネル
の概略説明図である。このハニカムパネル10は、パネ
ルの外側から厚み方向に沿ってアルミ板13a,アルミ
ハニカムコア12,アルミ板13b,ポリエステル樹脂
等の樹脂層14,アルミ板13b,アルミハニカムコア
12,アルミ板13aの順序で一体的に積層成形して構
成している。この構成において、図面の上下2層を占め
るハニカム構造体11a,11bは、夫々、同一厚みの
アルミハニカムコア12の上下面に同一厚みのアルミ板
13a,13bを貼り付けて剛性パネルを成している。
【0014】さて、制振ハニカムパネル10に振動が加
えられると、上下2層の剛性パネル11a,11bは、
曲げ振動を開始する。このとき、この2層の剛性パネル
11a,11bに挟まれた樹脂はせん断変形を受ける
が、樹脂層14が制振ハニカムパネル10の中立軸付近
に存在するので、樹脂のせん断ひずみエネルギーは最大
となり、この樹脂層14で熱となって外部に放出される
効率が最大となる。この結果、制振ハニカムパネル10
全体の曲げ振動抑制効果は最大となる。
【0015】なお、この振動抑制効果は、上下2層の剛
性パネル11a,11bの厚みが等しいときに最大とな
るが、その反面、樹脂のせん断弾性係数の上昇が曲げ剛
性には負の影響を及ぼし、制振ハニカムパネル10全体
の曲げ剛性は、若干低下する傾向を示す。そこで、各産
業分野の適用に際しては、要求される曲げ剛性と所要の
振動抑制効果量との兼ね合いを考慮し、本実施例の構成
をそのまま採用したり、上下2層の剛性パネル11a,
11bの厚みに適切な差をつけて樹脂層14を制振ハニ
カムパネル全体の中立軸からみて少しずれた位置とし、
必要十分な振動抑制効果を維持しつつ、十分な曲げ剛性
を確保する構成とする等、適宜選択可能であり、この場
合も本発明の技術的範囲を逸脱するものではない。
【0016】次に、図2は、第2発明を実施した制振ハ
ニカムパネルの概略説明図である。この制振ハニカムパ
ネル20は、パネルの外側から厚み方向に沿って厚肉の
アルミ板21a,樹脂層23,薄肉のアルミ板21b,
アルミハニカムコア22,薄肉のアルミ板21b,樹脂
層23,厚肉のアルミ板21aの順序じ一体的に積層成
形して構成している。
【0017】この構成において、厚肉アルミ板21aの
厚み(ta)と薄肉アルミ板21bの厚み(tb)との
比(ta/tb)が大きくなるほど、厚肉アルミ板21
aの曲げ剛性を、薄肉アルミ板21bを面材とするアル
ミハニカムコア22の曲げ剛性に近づけることができ、
結果として樹脂層23を制振ハニカムパネル20全体の
中立軸付近に位置させることができる。従って、制振ハ
ニカムパネル20に曲げ振動が生じたときは、第1発明
の実施例の場合と同様に樹脂のせん断ひずみエネルギー
は非常に大きくなり、この樹脂層23で熱となって外部
に放出される効率も非常に大きくなる。この結果、制振
ハニカムパネル20全体の曲げ振動抑制効果を著しく高
めることができる。
【0018】なお、第2発明についても、各産業分野へ
の適用に際しては、要求される振動抑制効果量との関係
で、本実施例の構成をそのまま適用したり、ハニカムコ
アの片側の面材を厚肉のアルミ板,樹脂層,薄肉のアル
ミ板の3層で構成し、反対側の面材は単なるアルミ板と
すること等、適宜選択可能である。
【0019】厚肉アルミ板21a,樹脂層23,薄肉ア
ルミ板21bからなる3層及びアルミハニカムコア22
の夫々の厚みを一定とした上で、厚肉アルミ板21aの
厚み(ta)と薄肉アルミ板21bの厚み(tb)の比
(ta/tb)をいろいろ変えた場合について、片持ち
梁法により振動抑制効果を表すパラメータである損失係
数(ζ)を測定した。その結果を示したものが図3であ
る。なお、(ta/tb)=1の場合は、従来のハニカ
ムパネルに相当する。
【0020】図3から明らかなように、(ta/tb)
が大きくなるほどζの値が大きくなっており、特に(t
a/tb)=4とした場合の本発明品は、従来品に比べ
てζの値が約4倍も大きくなっており、振動抑制効果が
著しく向上することが確認できた。なお、(ta/t
b)の値は、要求される振動抑制効果量に応じて適宜決
定することができる。しかし振動抑制効果の向上が一応
期待でき、アルミ板21a,21b相互のバランスが崩
れない(ta/tb)の範囲は、2〜4が好ましい。
【0021】次に、図4は、第3発明を実施した制振ハ
ニカムパネルの概略説明図である。この制振ハニカムパ
ネル30は、該パネルの厚み方向に沿ってアルミ板31
a,樹脂層34,アルミ板31b,側壁33aが樹脂層
33bで被覆されたアルミハニカムコア33,アルミ板
31b,樹脂層34,アルミ板31aの順序で一体的に
積層成形して構成している。
【0022】このような制振ハニカムパネル30に振動
源からの振動が加わると、アルミ板31a,樹脂層3
4,アルミ板31bからなる面材31が加振され、曲げ
振動を開始し、その振動エネルギーは、ハニカムコア3
3の側壁33aへと伝搬する。このとき、面材31から
側壁33aを伝わる振動エネルギーは、側壁33a表裏
面の樹脂膜33bのところで、この樹脂の曲げ振動に伴
う伸縮変形により熱エネルギーに変換され、ハニカムコ
アの空間33cに放出される。この結果、振動源と反対
側の面材31に伝わる振動エネルギーは非常に小さくな
り、制振ハニカムパネル30全体の振動抑制効果を著し
く向上させることができる。さらに、図示のように、面
材31上の一方は又は双方を樹脂膜32で被覆し、振動
抑制効果を更に高めることができる。
【0023】
【発明の効果】本発明の制振ハニカムパネルは、以上の
ように構成しており、いずれもハニカムパネルが曲げ振
動するとき、パネル内に介在する樹脂等の粘弾性材料に
作用する力学的変形を有効に活用して振動エネルギーを
熱エネルギーに効率良く変換して放出できるようにした
ので、振動抑制効果を著しく高めることができるように
なった。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1発明の一実施例を示す概略説明図である。
【図2】第2発明の一実施例を示す概略説明図である。
【図3】第2発明の一実施例と従来品の振動抑制効果の
比較図である。
【図4】第3発明の一実施例を示す要部断面説明図であ
る。
【図5】従来のハニカムパネルの一部切断斜視図であ
る。
【図6】図5の2−2矢視断面図である。
【符号の説明】
12,22,33 ハニカムコア 13a,13b,21a,21b,31a,31b 弾
性板 14,23,34 粘弾性材料層 33a ハニカムコア側壁 33b 樹脂膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 畑山 直史 東京都千代田区丸の内1丁目8番2号 株 式会社神戸製鋼所東京本社内 (72)発明者 鶴野 招弘 栃木県真岡市鬼怒ヶ丘15番地 株式会社神 戸製鋼所真岡製造所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ハニカムサンドイッチ構造の制振パネル
    であって、該パネルの外側から厚み方向に沿って弾性
    板,ハニカムコア,弾性板,粘弾性材料層,弾性板,ハ
    ニカムコア,弾性板の順序で一体的に成形して構成した
    ことを特徴とする制振ハニカムパネル。
  2. 【請求項2】 ハニカムサンドイッチ構造の制振パネル
    であって、該パネルの外側から厚み方向に沿って厚肉の
    弾性板,粘弾性材料層,薄肉の弾性板,ハニカムコアの
    順序で一体的に成形したものを含んで構成したことを特
    徴とする制振ハニカムパネル。
  3. 【請求項3】 ハニカムサンドイッチ構造の制振パネル
    であって、該パネルの厚み方向に弾性板,粘弾性材料
    層,弾性板,側壁が粘弾性材料膜で被覆されたハニカム
    コアの順序で一体的に成形してものを含んで構成したこ
    とを特徴とする制振ハニカムパネル。
JP3937693A 1993-02-02 1993-02-02 制振ハニカムパネル Pending JPH06226891A (ja)

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