JPH07139584A

JPH07139584A - 制振材

Info

Publication number: JPH07139584A
Application number: JP28696793A
Authority: JP
Inventors: Motoshige Tatsumi; 元茂辰巳; Yasunori Sugihara; 保則杉原; Hideyuki Kitai; 秀幸北井
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1993-11-16
Filing date: 1993-11-16
Publication date: 1995-05-30

Abstract

(57)【要約】【目的】低周波数から高周波数までの広範囲領域の周
波数の振動を抑制することが可能な制振材および周波数
特性の調整が容易な制振材を提供する。【構成】付加質量体１および粘弾性体２からなる動吸
振型制振材と、粘性減衰型制振材３とを備えた制振材で
あって、上記動吸振型制振材の粘弾性体２が粘性減衰型
制振材３に接合して一体化されている。そして、上記付
加質量体１に磁気力が付与されており、当該制振材が貼
着される基板との間に上記磁気吸引力を作用させて見か
けの質量を大きくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、広範囲周波数の振動を
抑制することが可能な制振材および周波数特性の調整が
容易な制振材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車，家電製品，産業機械等のエンジ
ンやモーター等から発生する騒音等の振動は、人間の作
業や勉強の能率に影響を与える他、計測器等の精密機器
の故障や破損の原因となっている。この振動の弊害を除
去するために、シート状の制振材が汎用されている。こ
の制振材は、振動を吸収抑制するもので、例えば、自動
車のボンネット等の振動が激しい薄板部材の裏側に部分
的に貼着して使用されている。

【０００３】この制振材は、制振作用のメカニズムの相
違により粘性減衰型制振材および動吸振型制振材に分類
することができる。上記粘性減衰型制振材は、ブチルゴ
ム等の高分子材料からなるもので、振動を分子運動（熱
エネルギー）に変換して振動を低減させるものである。
したがって、主として高周波数の振動に対する制振作用
を有する。さらに、この粘性減衰型制振材は、拘束型と
非拘束型に分類することができる。非拘束型は、上記高
分子材料のみからなるものである。そして、拘束型は、
図５に示すように、高分子材料からなる制振材３と金属
箔や硬質プラスチックフィルム等からなる拘束層４を備
えたものである。この拘束層４を設けることにより、高
分子材料からなる制振材３がせん断変形するため、振動
エネルギーの吸収が向上し、付加重量（制振材の重量）
当たりの制振特性が優れるようになる。したがって、拘
束型のものは非拘束型のものより高分子材料の使用量が
少なく全体の厚みが薄くなる。

【０００４】一方、動吸振型制振材としては、図６に示
すような、付加質量体１および粘弾性体２からなるもの
があげられる。この制振材は、制振材全体の共振により
振動を吸収するというメカニズムであるため、低周波数
の振動に対して制振作用を奏するものである。また、こ
の動吸振型制振材は、下記の式（１）で与えられる特定
の周波数（ｆ）の振動に対して制振作用を奏する。すな
わち、この制振材で制振される周波数（ｆ）は、付加質
量体の質量（ｍ）および粘弾性体のバネ定数（ｋ）で決
定される。

【０００５】ｆ＝１／２π√（ｋ／ｍ） …（１）

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、自動車
のエンジンや洗濯機のモータ等から発生する振動は、人
間が耳で聞き取れる範囲だけでなく、超音波等の高周波
数の振動や身体で直接感じることができる低周波数の振
動の広範囲の周波数領域に渡って発生している。これに
対し、上記のように粘性減衰型制振材は高周波数振動用
の制振材であり、低周波数の振動や強制振動に対しては
殆ど制振効果がない。また、これとは逆に動吸振型制振
材は、高周波数の振動に対して調製が難しい。すなわ
ち、従来の制振材では、発生する振動の全てを吸収抑制
することができないという問題がある。また、振動の吸
収抑制周波数領域を拡張するために、上記２種類の制振
材を併用しようとしても、各制振材が他の制振材の機能
を阻害し、逆に制振効果が低下するという結果が招来す
るおそれもある。そして、２種類の制振材の併用により
貼着作業を２回行う事となり自動車等の製造効率が低下
するという問題も生じる。

【０００７】さらに、上記動吸振型制振材においては、
周波数特性の調整が難しいという問題がある。すなわ
ち、上記式（１）に示すように、動吸振型制振材は、付
加質量体の質量（ｍ）および粘弾性体のバネ定数（ｋ）
を調整することによりその周波数特性が設定される。し
かし、例えば、高周波数に設定するためには、バネ定数
（ｋ）を小さくする必要があるが、バネ定数（ｋ）を小
さくするためには粘弾性体の厚みを厚くする必要があ
り、自動車や家電製品等の小形化，薄形化を阻害すると
いう問題が発生する。この反対に、低周波数に設定する
ためには、付加質量体の質量（ｍ）を大きくする必要が
ある。しかし、質量（ｍ）を大きくすると制振材の重量
が重くなり、自動車や家電製品等の軽量化を阻害すこと
となる。この周波数特性の調整の問題を解決する方法と
して、粘弾性体に切り欠き部を設けてバネ定数（ｋ）を
調整するという方法が提案されている（特開昭６０−１
３２１４８号公報）。しかし、切り欠き部を設けること
は、煩雑な加工であり制振材の製造効率を著しく低下さ
せるという問題を有する。また、切り欠き部の大きさや
形状と、バネ定数（ｋ）との関係は明瞭でないため、経
験により切り欠き加工を施すしかなく、特定の周波数に
正確に調整することは困難である。このように、従来の
制振材では、広範囲周波数の振動を全て抑制することが
できず、また動吸振型制振材ではその周波数特性の設定
にともなう種々の問題が発生していた。

【０００８】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、低周波数から高周波数までの広範囲周波数の振
動を抑制することが可能な制振材、および周波数特性の
調整が容易な制振材の提供をその目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、付加質量体および粘弾性体からなる動吸
振型制振材と、粘性減衰型制振材とを備え、上記動吸振
型制振材の粘弾性体が粘性減衰型制振材と接合している
制振材を第１の要旨とし、付加質量体および粘弾性体か
らなる動吸振型制振材であって、上記付加質量体に磁気
力が付与されており、当該制振材が貼着される基板との
間に上記磁気吸引力を作用させる制振材を第２の要旨と
する。

【００１０】

【作用】上記課題を解決するために、本発明者等は、一
連の研究を重ねた。まず、広範囲周波数の振動を抑制す
る制振材について検討した。その過程で、従来の粘性減
衰型制振材と動吸振型制振材とを組合わせるという着想
を得た。その結果、図１に示すように動吸振型制振材の
粘弾性体２を粘性減衰型制振材３に接合して両者を一体
化すると、それぞれの機能を阻害せず、高周波数から低
周波数までの広範囲周波数の振動を抑制することが可能
となることを突き止めた。つぎに、動吸振型制振材の周
波数特性の調整について検討した。その結果、磁気力が
付与された付加質量体を使用すると、付加質量体と鋼板
等の制振対象面との間に磁気吸引力が働き、付加質量体
の見かけの質量が大きくなることを突き止めた。そし
て、この磁気力を調整することにより、容易に制振材の
周波数特性を調整することが可能となることを見出し本
発明に到達した。本発明により、高周波数から低周波数
までの振動を一つの制振材で完全抑制することができ、
また周波数特性を制振対象物に合わせて容易に調整する
ことが可能な制振材を提供するとが可能となる。

【００１１】つぎに、本発明を詳しく説明する。

【００１２】本発明の制振材は、例えば、付加質量体１
と粘弾性体２からなる動吸振型制振材と粘性減衰型制振
材３とを用いて得られる。

【００１３】上記動吸振型制振材の付加質量体１として
は、特に制限するものではなく、従来から使用されてい
る、鋼板，鉛板，高密度ゴムシート等が使用される。

【００１４】上記粘弾性体２は、弾性体および粘性体と
しての性質を持つものである。このようなものとして
は、通常のゴム，ウレタンフォーム，ゲル等があげられ
る。このなかでもゲルを使用することが好ましく、この
ようなものとしては、ゴム成分と油成分とからなる油性
ゲルがあげられる（特公平２−６１４９６号公報）。こ
の油性ゲルは、柔軟性や熱安定性に優れた粘弾性体であ
る。

【００１５】上記粘性減衰型制振材３は、ブチルゴム，
アクリルゴム等の一般の制振材に使用されている高分子
材料からなるものである。

【００１６】本発明の制振材は、例えば、図１に示すよ
うに動吸振型制振材の粘弾性体２を粘性減衰型制振材３
に接合して一体化することにより作製することができ
る。このような構成にすることにより、粘性減衰型およ
び動吸振型のそれぞれの制振材の欠点を補い合うことが
でき、かつそれぞれの機能を阻害することがない。この
結果、広範囲周波数の振動を吸収抑制することが可能と
なる。これが、本発明の特徴の一つである。このときの
動吸振型制振材と粘性減衰型制振材の組合わせ比率は、
動吸振型制振材の厚みを１として粘性減衰型制振材０．
００５〜２、好ましくは０．０１〜１．０の範囲であ
る。また、制振材全体としての厚みは０．５〜５０ｍ
ｍ、好ましくは１．０〜２０ｍｍの範囲である。

【００１７】また、図２に示すように、粘弾性体２と粘
性減衰型制振材３との間に拘束層４を設けることが可能
である。この拘束層４としては、一般に使用されるアル
ミ箔等の金属箔や硬質プラスチックフィルム等が使用さ
れる。この拘束層４により、制振材全体重量当たりの制
振作用が向上するため粘性減衰型制振材１を薄くするこ
とができ、制振材の軽量化，薄形化が図られる。この時
の拘束層４の厚みは、粘性減衰型制振材の厚みを１とし
て、０．００５〜１．０、好ましくは０．０５〜１．０
ｍｍの範囲である。また、この時の制振材全体の厚みは
０．０５〜５．０ｍｍ、好ましくは０．１〜３．０ｍｍ
の範囲である。

【００１８】なお、上記拘束層４を設ける代わりに、粘
性減衰型制振材３中に、鱗状充填剤を配合しても、拘束
層４と同様の効果を得ることができる。これは、鱗状充
填剤の存在により、粘性減衰型制振材が部分的に多層構
造となり、せん断変形を生じるようになるからである。
この鱗状充填剤としては、マイカ，ガラスフレーク等が
あげられる。この鱗状充填剤の配合量は、粘性減衰型制
振材の高分子材料１００重量部（以下「部」と略す。）
に対して１０〜１００部、好ましくは３０〜７０部の範
囲である。

【００１９】つぎに、本発明では、例えば、動吸振型制
振材において、付加質量体に磁気力を付与することによ
り、周波数特性の調整の容易化を図っている。これも本
発明の特徴である。すなわち、制振材の貼着対象物が鋼
板等である場合、上記磁気力により鋼板と付加質量体と
の間に磁気吸引力が作用して付加質量体の見かけの質量
が大きくなる。その結果、共振周波数（ｆ）が小さくな
り、低周波数に設定することができるようになる。した
がって、付加質量体の質量を大きくしたり、粘弾性層に
切り欠き部を設ける必要がなくなる。この付加質量体に
磁気力を付与する方法は、例えば、付加質量体として磁
石を使用する方法、磁石粉を高密度ゴムシートに含有さ
せる方法、電磁石を利用する方法等があげられる。ま
た、付加質量体に磁気力を付与するという技術は、動吸
振材のみの制振材だけでなく、図１や図２に示す粘性減
衰型制振材と動吸振型制振材を組み合わせた制振材にも
適用することが可能である。

【００２０】また、制振材の貼着対象面がプラスチック
ボード等の磁性体でない場合は、制振材中に鋼板等から
なる磁性層を設ければよい。例えば、図２において、拘
束層４として鋼板等を用いることにより、磁気力を有す
る付加質量体１が拘束層４に対して磁気吸引され、見か
けの質量が大きくなる。さらに、磁気力を拘束層４に付
与し、付加質量体１として鋼板等を使用することによっ
ても同様の効果を得ることが可能である。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、本発明の制振材は、動吸
振型制振材の粘弾性体と粘性減衰型制振材を接合して一
体化したものであり、動吸振型および粘性減衰型のそれ
ぞれの制振材の欠点を補い合い、かつお互いの機能を阻
害しないものである。すなわち、本発明の制振材のみの
使用で、身体に直接感じる低周波数振動や超音波等の高
周波数振動まで完全に吸収抑制することが可能となる。
その結果、この制振材を使用した自動車や家電製品等
は、振動による弊害が完全になくなり、製品自身の故障
等が発生しなくなる。また、上記製品等の周囲環境が優
れるようになり作業や勉強がはかどるようになる。そし
て、本発明の制振材は、その貼着作業も一時に行うこと
ができ、自動車や家電製品等の製造効率が向上するよう
になる。また、本発明の制振材は、磁気力により付加質
量体の見かけの質量を変化させる制振材である。したが
って、付加質量体の実際の質量を大きくすることがない
ため、自動車や家電製品等の軽量化の達成が可能とな
る。また、切り欠き等の加工を施す必要もないため制振
材の製造効率も向上し、その結果コストの低減を図るこ
とが可能である。

【００２２】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。

【００２３】

【実施例１】付加質量体１として高比重ブチルゴムシー
ト、粘性弾性体層２としてゲル材、粘性減衰型制振材３
としてブチルゴムシートを用いて図１に示す制振材を作
製した。このときの各部分の厚みは、付加質量体１を
２．０ｍｍ、粘性弾性体層２を１０ｍｍ、粘性減衰型制
振材３を１．０ｍｍに設定した。

【００２４】この実施例品１の制振材を鋼板に貼着し各
周波数領域における制振効果を調べた。その結果を、図
３のグラフに示す。なお、制振効果は、圧電式加速度ピ
ックアップと高速フーリエ変換（ＦＦＴ）アナライザを
用いて測定した。また、鋼板のみの場合を対照とした。

【００２５】図３のグラフから、実施例品１の制振材に
より、１０Ｈｚの低周波数領域からの１０００Ｈｚの高
周波数領域まで振動が抑制されることがわかる。

【００２６】

【実施例２】拘束層として厚み１００μｍのアルミ箔を
用いた。これ以外は、実施例１と同様にして図２に示す
制振材を作製した。この実施例品２の制振材も、実施例
品１の制振材と同様に１０Ｈｚの低周波数領域から１０
００Ｈｚの高周波数領域まで振動が抑制された。

【００２７】

【実施例３〜５】付加質量体として３種類の磁気力を有
するものを使用した。これ以外は、実施例１と同様にし
て図１に示す制振材を作製した。なお、磁気力の強さ
は、実施例３＜実施例４＜実施例５の順である。

【００２８】上記の実施例品３〜４の制振材を鋼板に貼
着して、共振ピークを測定した。その結果を図４のグラ
フに示す。なお、共振ピークの測定は、圧電式加速度ピ
ックアップとＦＦＴアナライザを用いて行った。

【００２９】図４のグラフより、磁気力を大きくするに
したがい、付加質量体の見かけの質量が大きくなって、
共振ピークが低周波数側へ移行することがわかる。

【００３０】

【実施例６〜８】付加質量体１として３種類の磁気力を
有するものを使用した。また拘束層４として鋼板を使用
した。これ以外は、実施例１と同様にして図２に示す制
振材を作製した。なお、磁気力の強さは、実施例６＜実
施例７＜実施例８の順である。これら実施例品６〜８の
制振材をプラスチックボードに貼着して、実施例３〜５
と同様にして共振ピークを測定した。その結果、磁気力
を大きくするにしたがい、付加質量体の見かけの質量が
大きくなって、共振ピークが低周波数側へ移行した。

【００３１】

【実施例９】付加質量体１として鋼板を使用し、拘束層
４として多数の磁石片を埋設したアルミ板を使用した。
これ以外は実施例１と同様にして図２に示す制振材を作
製した。この制振材も、付加質量体の見かけの質量が大
きくなり、共振ピークが、前記の共振周波数の式（１）
で予測されるより低周波数側へ移行した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の制振材の一実施例を示す断面斜視図で
ある。

【図２】本発明の制振材の他の実施例を示す断面斜視図
である。

【図３】本発明の制振材の各周波数での制振効果を示す
グラフである。

【図４】付加質量体の磁気力の増大に伴う共振ピークの
低周波数側への移行を示すグラフである。

【図５】従来の拘束型粘性減衰型制振材を示す断面斜視
図である。

【図６】従来の動吸振型制振材を示す断面斜視図であ
る。

【符号の説明】

１付加質量体２粘弾性体３粘性減衰型制振材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】付加質量体および粘弾性体からなる動吸
振型制振材と、粘性減衰型制振材とを備え、上記動吸振
型制振材の粘弾性体が粘性減衰型制振材と接合している
ことを特徴とする制振材。
【請求項２】粘性減衰型制振材が拘束層を備え、この
拘束層が上記動吸振材型制振材の粘弾性体に接合してい
る請求項１記載の制振材。
【請求項３】付加質量体および粘弾性体からなる動吸
振型制振材であって、上記付加質量体に磁気力が付与さ
れており、当該制振材が貼着される基板との間に上記磁
気吸引力を作用させることを特徴とする制振材。