JPH07119081B2 - 制振材 - Google Patents

制振材

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JPH07119081B2
JPH07119081B2 JP3311736A JP31173691A JPH07119081B2 JP H07119081 B2 JPH07119081 B2 JP H07119081B2 JP 3311736 A JP3311736 A JP 3311736A JP 31173691 A JP31173691 A JP 31173691A JP H07119081 B2 JPH07119081 B2 JP H07119081B2
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vibration
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隆弘 丹羽
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    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/30—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium with solid or semi-solid material, e.g. pasty masses, as damping medium
    • F16F9/306—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium with solid or semi-solid material, e.g. pasty masses, as damping medium of the constrained layer type, i.e. comprising one or more constrained viscoelastic layers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、拘束板とその板面に積
層した粘弾性層とから成る複合型制振材の改良に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、薄い鋼板等を拘束板とし、その拘
束板の表面にゴム・樹脂等の粘弾性層を形成した複合型
制振材が各種の産業分野で使われている。この複合型制
振材は粘弾性体の「動的粘弾性挙動」を利用して、振動
を吸収しようとしたもので、構造的には大別して、図７
に示すように、振動体４の板面に粘弾性層２を形成した
非拘束型と、図８に示すように、振動体４と拘束板１も
しくは２枚の拘束板１のあいだに粘弾性層２をサンドウ
イッチ状に設けた拘束型の２種類がある。前者は振動時
の振動エネルギーを粘弾性層の伸縮変形により熱エネル
ギーに変換し、振動を吸収するものであり、後者は振動
エネルギーを主に粘弾性層の剪断変形（ずり変形）によ
り熱エネルギーに変換し、振動を吸収するものである。
上記複合型制振材は、非拘束型、拘束型のいずれでも、
粘弾性層体特有の粘弾性特性をもっており、その制振性
能（損失係数）はガラス転移温度付近で尖鋭なピークを
もち、制振効果を充分に発揮できる温度領域が極めてせ
まく温度依存性が大きいことが最大の欠点とされてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記複合型制振材の温
度依存性を小さくするために、これまで、主に下記の３
つの手段が提案されている。 （ａ）充填材の混入 充填材に、マイカ、グラファイト、ハイトロン等の固形
物（フレーク状の粉末）を用い、これを粘弾性材に混入
することにより、剪断変形を起こす拘束面の表面積を増
やし、エネルギーの変換量を多くして損失係数のピーク
温度を変えずに、温度に対する損失係数の形を尖鋭（ピ
ーキー）なものから、末広がり（ブロード）な形に変え
るものである。 （ｂ）ポリマーアロイ 混合した異種のポリマーを相分離させて、各々の相に特
有のガラス転移点を分担させ、損失係数のピーク温度を
複数存在させるようにするものである。 （ｃ）異種ポリマーの積層 機械構造的にポリマー複合体をつくり出そうとするもの
である。
【０００４】しかしながら、以上に挙げた手法には下記
の問題点がある。前記手法（ａ）では、一般的には充填
材の混入により損失係数の温度依存性は小さくなるもの
のピーク温度での損失係数は相対的に低くなる傾向があ
り、またピーク温度から遠ざかるほど損失係数は低くな
ってゆくもので、複数の温度領域で高い損失係数を発揮
させる手法ではない。前記手法（ｂ）では、相分離させ
るうえでの配合に工夫が必要で任意のポリマ一の組合せ
で必ずしも相分離による効果が得られるものではなく、
配合上の困難さが伴う。また分離すると、一般的にポリ
マーの凝集力が低下する。前記手法（ｃ）では、積層す
る際に各々のポリマーのヤング率を考慮する必要があ
り、任意ポリマーの組合せで必ずしも必要とする複数の
温度域で高い損失係数が得られるものではない。また各
々のポリマー同士の接着性等も検討する必要があり、か
つ製造上複数工程に分かれるため、コスト高となるなど
困難さが伴う。
【０００５】
【発明の目的】本発明は、ポリマーは安定な一相のまま
とし、また異種ポリマーを積層することなく、必要とす
る複数の温度領域で高い損失係数をもたせることがで
き、その 結果として、広い温度範囲で良好な損失係数を
有する制振材を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、拘束型制振材
において、振動を吸収する粘弾性層を気泡を含有する含
泡アクリル系粘着剤で形成したことを要旨としている。
【０００７】
【作用】上記構成の制振材にはおいては、粘着材のガラ
ス転移点付近で損失係数に一次ピークを与え、さらにガ
ラス転移点を越える温度域では、気泡の膨張・収縮に伴
う気泡部とポリマー界面の摩擦による振動エネルギー消
費で二次の損失係数のビークを与える。
【０００８】
【実施例】図１は、本発明の一実施例として、拘束型制
振材の構造を模式的に示したものである。図中、１は拘
束板、３は含泡粘着剤よりなる粘弾性層、４は振動体で
ある。
【０００９】制振材を構成する拘束板には、鉄板（冷間
圧延鋼板）、アルミ板、ステンレス鋼板、銅板等の金属
板、けい酸カルシウム板、スレート板、石膏ボード等の
窯業系板材が用いられる。
【００１０】含泡粘着剤のベースとなる粘着剤には、ア
クリル系感圧型粘着剤の使用が好ましい。粘着剤に気泡
を含有させるには、粘着剤を攪拌して気泡を自然に混入
させる方法、粘着剤に発泡剤を混合させて熱分解気体を
発生させて発泡させるか、マイクロカプセルを熱膨張さ
せる方法、ポーラスな面に粘着剤を塗布し、加熱により
ポーラス面上の粘着剤を発泡させる方法等がある。含泡
粘着剤としての気孔率は５〜８０％、気孔径は１０〜３
００μｍの範囲が好ましい。
【００１１】上記のように粘弾性層を含泡粘着剤で形成
した制振材にあっては、図２（ｂ）のグラフに示すよう
に、粘着剤のガラス転移点（Ｔｇ）付近では、粘着層が
ガラス状からゴム状に転移し、損失係数（η）の一次ピ
ークを発現し、転移点を越える温度上昇に伴い、粘着剤
がゴム状化し、泡が膨張、収縮しやすくなり、振動を与
えるとゴム状領域にある粘着剤を介して泡が楕円に変形
したり、膨張−収縮を繰り返し、粘着材は逆に収縮−膨
張され、その際生じる粘着剤と気泡界面、もしくは気泡
と隣り合う気泡間の摩擦により、振動が熱となって吸収
され、二次の損失係数のピークを発現する。図３（ｂ）
のグラフは、その場合のヤング率（弾性率）の変化を示
したもので、ヤング率（Ｅ）は損失係数の二次ピークに
対応して２段階で変化する。二次ピークが発現したあと
更に温度が上昇すると、泡の内圧が粘着剤の凝集力を上
回り、膨張を始め、粘着剤と気泡界面の摩擦は減少し、
振動エネルギーを摩擦熱（エネルギー）に変換できない
ため、急速にηが下降する。
【００１２】図２（ａ），図３（ａ）のグラフに、従来
の制振材の損失係数およびヤング率特性を、図２
（ｂ），図３（ｂ）と対比して示す。
【００１３】次に、本発明の実験実施例を述べる。本実
施例では、図４に示すように、拘束板１に０．６ｍｍの
冷間圧延鋼板を用い、３．０ｍｍの鋼板よりなる振動板
４との間にアクリル系粘着剤に気泡を含有させたフィル
ム状含泡粘着剤３を厚さ０．１ｍｍに積層した。
【００１４】なお、積層に際しては、各構成素材を順に
積層した後、しわ・ふくれ等の不具合がでないように、
各構成素材の両端にテンションを負荷し、熱プレスを用
いて５０℃の温度下で貼り合わせた。上記実験実施例に
おける含泡粘着剤３を、気泡なしの粘着剤とした構成を
比較例とした。制振性能試験は機械インピーダンス法に
より行い、損失係数を測定した。また、ヤング率は損失
係数測定時に得られる共振周波数から算出した複合体の
ヤング 率で代用したため粘着剤自体が有するヤング率と
は異なる。
【００１５】図５のグラフに、上記実験実施例および比
較例による制振材の制振性（温度特性）を示し、また、
図６のグラフに複合体のヤング率の変化（温度特性）を
示す。上記実施例の制振性能は、図５のグラフに示すよ
うに、含泡粘着剤のガラス転移点付近での損失係数のピ
ーク（３℃）の他に９８℃付近に二次的なピークが発現
し、温度依存性が小さくなっている。これに対し、比較
例の場合では、粘着剤のガラス転移点付近での損失係数
のピークが発現するが、高温域に移るにしたがい、損失
係数は下降し、温度依存性は高くなっている。
【００１６】一方、実施例の複合体のヤング率は、図６
のグラフに示すように、損失係数の二次ピークに対応し
て２段階変化（１４から３．５×１０１０Ｎ／ｍ２）を
示しいるのに対し、比較例では、一段階変化である。上
記制振性能試験の結果を下記表１に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、ポリマーは安定な一相
のままとし、また異種ポリマーを積層することなく、損
失係数のピークが複数の温度に存在し、広い温度範囲で
良好な損失係数をもつ制振材を得ることができる。本発
明の制振材は、例えば、自動車用ディスクブレーキシス
テムの連成振動に端を発する「鳴き音」防止に適用する
ことを考えると、始動時のブレーキパッド裏の温度が−
１０〜３０℃、常用時のブレーキパッド裏の温度が８０
〜１２０℃の温度範囲をもつ鳴き防止用制振材（ブレー
キシム）に使用して、その効果を最大限に発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による拘束型制振材の模式的構
造図である。
【図２】従来の制振材と本発明の制振材の制振性（損失
係数）を示すグラフで、（ａ）は従来の制振材の温度と
損失係数の関係を示すグラフ、（ｂ）は本発明の制振材
の温度と損失係数の関係を示すグラフである。
【図３】従来の制振材と本発明の制振材の複合体のヤン
グ率を示すグラフで、（ａ）は従来の制振材の温度と複
合体のヤング率の関係を示すグラフ、（ｂ）は本発明の
制振材の複合体のヤング率と温度の関係を示すグラフで
ある
【図４】本発明の実施例による制振材の側面図である
【図５】実施例および比較例による制振材の制振性（損
失係数）の温度特性を示すグラフである。
【図６】実施例および比較例による制振材の複合体のヤ
ング率の変化を示すグラフである。
【図７】従来の非拘束型制振材の構造図である。
【図８】従来の拘束型制振材の構造図である。
【符号の説明】
１ 拘束板 ２ 粘弾性層 ３ 含泡粘着剤よりなる粘弾性層 ４ 振動体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−247935（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−206033（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−214949（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−89214（ＪＰ，Ａ) 実公 平１−39552（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 拘束型制振材において、振動を吸収する
    粘弾性層を含泡アクリル系粘着剤で形成したことを特徴
    とする制振材。
JP3311736A 1991-10-30 1991-10-30 制振材 Expired - Lifetime JPH07119081B2 (ja)

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