JPH02236264A

JPH02236264A - 防音・防振部材

Info

Publication number: JPH02236264A
Application number: JP1054882A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Harada; 良夫原田; Takashi Oka; 岡　隆; Keiji Kobayashi; 圭史小林
Original assignee: Tocalo Co Ltd
Current assignee: Tocalo Co Ltd
Priority date: 1989-03-09
Filing date: 1989-03-09
Publication date: 1990-09-19

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、防音・防振部材に関し、とくに表面に所定の
溶射皮膜を有する構造用材料として用いられる防音・防
振部材であって、この溶射皮膜に特徴を有する部材に関
するものである。

この防音・防振部材は、各種エンジンの格納容器や室内
外の反響防止部材などとして適用できる。

〔従来の技術〕

最近、産業の発達、都市化の促進に伴って水質の汚濁、
大気汚染などとともに、騒音公害が大きな社会問題とな
っている。特に、ジェソト機の飛行音や自動車の走行に
伴うエンジン排気音、高速列車の鉄橋通過時の機械的衝
撃音などは、代表的な騒音公害源として改善が図られて
いる。

従来、防音対策として、前者については、低騒音用エン
ジンの開発、窩速道路における防音壁の設置などによっ
て対応し、後者については、防音壁や振動防止板を取付
けることで対処している。

また、騒音源となる内燃機関などは防音機能を有する容
器内に収納することによって騒音の減少に努めているの
が実情である。

上述の防音壁に用いる材料としては、一般に音源の伝播
機能を果たす空気の振動を阻止し、これを吸収して共振
しないような作用をもつものが奨用され、例えば、ガラ
スや珪石を主成分とする繊維を積層した材料、あるいは
合成樹脂やゴムなどを金属板に貼布またはこれらを多孔
板で挟んだクラッド材などが使用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

例えば、従来から防音壁として使用されているガラス繊
維を主成分とする防音材や発泡樹脂性材料は、一般に大
きな体積を必要とするため、自動車用エンジンの収納容
器に適用しようとすると、該収容容器が大きくなり、限
られた空間に収容しようとするには困難があるという欠
点がある。

また、上記防音材料は、その外観が一般に商品価値に乏
しい無装飾の状態にあるため、美麗な合成祇や金属網な
どで装飾することが多く、そのために多大の人力を要す
るので、経済的にも問題があった。

本発明の目的は、かような状況に鑑み、軽便な作業性と
多種類かつ多彩な性能を付与できる溶射技術に着目し、
単に基材表面に防音・防振作用に優れた皮膜を形成する
という方法により、従来の防音材料が抱える欠点を抜本
的に解決しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の基本的な考え方は、溶射皮膜の欠点とされてい
る気孔を、防音・防振作用に積極的に利用しようとする
ところにある。すなわち、本発明においては、溶射によ
って不可避に生ずる皮膜内在の気孔を利用するのであり
、一般には欠点とされるこの気孔を逆に利用することに
より、しかもこの気孔が多いほど、騒音源の空気の振動
をよく吸収する性質を利用するところに特徴がある。

さらに本発明は、溶射皮膜を電気めっき液もしくは化学
めっき液中に浸漬し、それぞれの液中のイオンを多孔質
溶射皮膜の該気孔内部に浸透させ、ここで放電させて金
属として析出沈着せしめたものを提案する。

すなわち、本発明は金属やセラミソクスの基材表面に、気孔率が０．３％〜
２０％の範囲内である０．０３　ｍｍ　〜１０　ｍｍ厚
さの金属や酸化物セラミックスまたはサーメットからな
る単層あるいは積層状態の溶射皮膜を設けたことを特徴
とする防音・防振部材、あるいは、金属やセラミックス
の基材表面に、気孔率が０．３％〜２０％の範囲内であ
る０．０３ＩｎＩＩ１〜１０ＩＩＩＩＩ１厚さの金属や
酸化物セラミックスまたはサーメットからなる単層ある
いは積層状態の溶射皮膜を有し、かつ前記気孔内部に、
電気めっき法もしくは化学めっき法によって吸振性金属
を充填した複合皮膜を設けたことを特徴とする防音・防
振部材、を要旨構成とするものである。

なお、前記充填金属としては、鉛、錫，鉛一錫合金など
の吸振性金属を用い、これを気孔中に含漫，析出させる
ことによって充填した複合溶射皮膜が高い防音・防振機
能を発揮するものとして取り分け好ましいが、その他ニ
ッケル，亜鉛　クロム，銅などの吸振性金属も効果があ
る。

本発明において、前記熔射皮膜は、０．０３ｍｍ〜１０
ｌＩＩｆｆ＋の厚さに被成するが、これはすでに述べた
ように、金属材料を好ましくは下層とし、セラミソクス
材料を上層とする２層以上のもの、あるいはそれらの単
層、サーメットの単層であってもよい。

さらには、同種もしくは異種の酸化物セラミソクスのみ
の単層，積層材であってもよい。

Ｃ作　用〕よく知られているように、一般の溶射皮膜は、大気中の
ガス燃焼炎やプラズマ環境中に溶射粉末材料を投入して
これを溶融状態とし、被処理体の表面へ吹き付けて成膜
化した皮膜であり、ほぼ微細な粒子の積層体構造と言え
る。溶射に当たって、溶射材料として金属を用いた場合
には、この溶射を大気中で行うと、溶融過程で粒子の表
面が酸化する。したがって、溶射積層粒子同士は融合す
ることがなく、これが溶射皮膜の気孔の発生原因の１つ
となっている。

また、溶射材料として、各種セラミソクス類、例えばＡ
ＩｚＯｚやＺｒＯｚ，　ＺｒＳｉＯ，，　Ｃｒ．０．な
どの酸化物を使用すると、これらの酸化物は、高融点で
あるため完全に溶融するものばかりではなく、なかには
半溶融状態のものや軟化程度のものなどが混在するころ
とになり、冷却過程における温度差や凝圃時の応力によ
って粒子に割れや気孔が発生するおそれがあった。

この気孔の発生率は、溶射材料，溶射設備，溶射条件（
溶射雰囲気を含む）などによって異なるが、一般に０．
１〜２０％の範囲にあるものと考えられる。

以上に説明したように、多くの気孔を有する溶射皮膜を
防音材料として使用すると、音源となる空気の振動は勿
論のこと、固体振動で伝播する音源でも、すべて溶射皮
膜中の気孔によって振動が吸収減衰を受ける（気孔内で
音波が乱反射して皮膜外へ出にくい）から防音機能を発
揮する。

しかも、前記溶射皮膜の気孔中へめっき法によって鉛、
錫およびそれらの合金のはんだなどを含浸させたのち析
出させると、これらの金属は、振動の減衰作用が大きい
ので、防音・防振皮膜としての機能を発揮する。

このように気孔中に金属を含浸沈着させてなる溶射皮膜
は、■溶射皮膜と鋼板の境界、■溶射皮膜中の溶射材料
とめっき金属の境界、で異質層を形成することとなるの
で、両境界部において振動を吸収する作用が特に強くあ
らわれ、本発明で目指す防音・防振作用をもつことにな
る。

また、多孔質な溶射皮膜に金属を含浸沈着させることに
より、皮膜の結合力が向上し耐衝撃性が向上する利点が
あり、構造物として好ましい機能が付加される。

本発明の目的に使用する溶射皮膜の気孔率の範囲を、０
．３〜２０％と決定した理由は、０．３％以下の気孔率
を有する皮膜を経済的に加工することが困難である上、
気孔の存在によって得られる吸音，割振作用がなくなる
からである。なお、０．３％以上の気孔が存在すれば、
電気めっき法や化学めっき法によって気孔中に金属を充
填させ、その効果を十分発揮させるのに好都合である。

一方、気孔率の上限を２０％としたのは、これ以上の気
孔率では溶射皮膜の被処理体との密着面積が減少して密
着力が弱くなり、皮膜を構成する溶射粒子の相互結合力
も同時に低下して、使用時に被処理体から剥離しやすく
なるためである。

また、溶射皮膜の気孔の大きさは、０．００１〜０．０
３ｆｌの範囲に分布しているのが普通であるが、ときに
は１ｆｌ前後の大きな気孔が点在する場合がある。しか
し、このような大きな気孔が存在しても、溶射皮膜の被
処理体への密着性を阻害しない限り、本発明の目的に叶
うものであるから、本発明においては気孔の大きさは特
に制限しない。

溶射皮膜の厚さは、溶射条件や溶射時間を制御すること
によって可能であるが、本発明の目的を達成するには、
最低０．０３１１は必要である。また、上限は皮膜の密
着力が阻害されない限り、特に制限しないが、経済的見
地から１０ｍｍ程度が実用上の最高厚さと考えられる。

なお、水プラズマ溶射法を適用すれば、セラミックス溶
射材料を１０〜３０龍の厚膜に溶射でき、もちろんこの
皮膜も本発明に使用できるが、経済的でない。

なお、本発明の溶射皮膜の積層の種類としては、一般的
には、下層（アンダーコート）として、密着性を主目的
とした金属材料、上層（トソブコート）にはセラミック
スを溶射するのが適当であるが、金属溶射層やセラミッ
クス溶射層をそれぞれ単独溶射しても十分目的を達する
ことができ、両材料を混合した、いわゆるサーメット材
料の溶射皮膜でも使用可能である。

吸振性金属の溶射皮膜中への充填量については、使用す
る皮膜の気孔率との関係で決定されるべき性格のもので
あり、上限は気孔率２０％の皮膜への完全充填である。

同じ意味で、下限量は気孔率０．３％の皮膜への充填量
となる。しかし、皮膜中の気孔のなかには、外部から隔
離された完全独立型のものが存在するので、この隔離型
の気孔への吸振性金属の充填は不可能である。したがっ
て、本発明の吸振性金属の充填量は、めっき液が浸入し
得る皮膜の気孔に限定されることとなる。実験結果によ
ると、９０％以上の気孔に金属を充填することができて
いるので、この程度の充填量で十分本発明の目的を達成
することができる。

〔実施例〕

実施例１この実施例では、鋼板に下記（２）酸化物系セラミソク
スを２層溶射し、その防音・防振効果を調査した。

（１１　　試験期板：一般構造用鋼板（５Ｓ４１）寸法
　巾２００　Ｘ２００　Ｘ厚３．２　ｍｍ（２）溶射材
料：上層（トップ）材料Ａｌ．０．，　ＺｒＳｉＯ．　ＺｒＯｚ下層（アンダー
コート）材料Ｎｉ−Ｃｒ　（　８０／２０　ｗｔ％）（３）溶射厚　
：１層の場合　０．３　ｍｍ２Ｎ＜上層＋下Ｎ）の場合０．３ｍｍ　＋　０．　１５ｍｍ（４）溶射方法：上層，下層とも大気プラズマ溶射法（５）比較例　：前記試験畑板を無処理（両面とも）の
状態で使用した。

（６）評価方法本発明の皮膜は、第１図に示す装置によって実施した。

図においてＩはｖ：．験鋼板であり、片面に溶射皮膜２
が形成されている。一方、試験銅板の上部を起点３とし
、これに合成繊維の糸４で吊るした綱球５　（直径２０
．５ｍｍ，質量３６．５ｇ）を取付け、中心点からの振
り上げ角度θによって鋼球の鋼板に対する衝突速度と強
度を変化させられる。

鋼球の衝突は、常に溶射皮膜のない鋼板の中心点で行う
が、その反対側の溶射皮膜部には振動検出エレメント６
を取付け、衝突によって発生する振動を振動計７で検出
し、記録計８によって自動的に処理するようになってい
る。

また、衝突音は、試験鋼板から２００　ｖｘの位置にセ
ットした集音機９によって行い、音圧レベル．音圧波形
，減衰時間，周波数スペクトルなどを音圧レベル計１０
を経由して記録計８に自動的に記録できるようになって
いる。

なお、以上の装置は無響室に設置し、いわゆる周囲の雑
音の影響を除いた環境で実施する。

｛７｝試験結果前述の評価方法によって、溶射皮膜の音響比および振動
比を測定した結果を第１表に示す。

この結果から明らかなように、溶射皮膜を形成した鋼板
は、音ｇ値，振動値とも小さく、優れた性能を発揮した
。この理由は、鋼板を伝播する振動が溶射皮膜と鋼板の
接着境面で弱まるうえ、振動が多孔質な溶射皮膜を伝播
する際に大きく減衰するためと考えられる。なお、この
試験の測定は無処理の鋼板の音響，振動を基準として比
較したもので、両測定値ともＢ／Ａ＝Ｃとして表示した
。ここでＡは無処理鋼板の測定値、Ｂは溶射皮膜針板の
測定値、Ｃは測定比である。

実施例２この実施例では、溶射皮膜の気孔中に電気めっきおよび
化学めっき（無電解めっき）を施して気孔中に金属を充
填してなる複合皮膜について、実施例１と同様な方法に
よって音響比と振動比を測定した。

（１１　　試験鋼板：実施例１と同じ（２）　　溶射材料二上層（トップ）材料Ａｌ２０ｚ，
　ＺｒＳｉＯ４下層（アンダーコート）材料Ｎｉ−Ｃｒ　（　８０／２０１％）（３）溶射厚　；実施例１と同じ（４）溶射方法：実施例１と同じ（５）溶射後のめっき処理：市販のめっき用薬品を用いてＩＯ分間めっきを行った。

その後、溶射皮膜上に形成されているめっき皮膜をエメ
リー紙によって除去した。従って、めっきは溶射皮膜の
気孔中のみに処理されている。

電気めっきの種類：　Ｐｂ，　Ｐｂ−Ｓｎ（合金）．　
Ｓｎ，Ｎｉ，　Ｃｕ化学めっきの種類：Ｎｉ−Ｐ（合金）（６）比較例　：実施例１に同じ第２表は、実施例２の結果を取りまとめたものである。

この結果から明らかなように、溶射皮膜の気孔中に電気
めっきや化学めっき法によって金属を充填した複合溶射
皮膜は、音響，振動とも大幅に低下した。とくにＰｂ，
　Ｐｂ−Ｓｎ，　Ｓｎのように質量が大きく振動が伝播
しにくい金属では、その効果が一層顕著である。

第２表〔発明の効果〕以上説明したように本発明は、鋼板上に、多孔質な酸化
物セラミソクスの溶射皮膜または溶射皮膜の気孔中に電
気めっき法や化学めっき法により金属を充填した複合溶
射皮膜を形成することにより、鋼板を通過する音ｇ源の
振動を吸収させることができるので、優れた防音・防振
材料を提供できる。

したがって、本発明処理鋼板は、自動車をはじめ、騒音
を発生する機械装置類の防音部材として使用でき、また
室内では声音や楽器類の反古防止材としても有効である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の防音・防振部材の効果を試験した装
置の概略図である。１・・・試験鋼板、２・・・溶射皮膜、３・・・鋼球の
起点、４・・・合成繊維の糸、５・・・鋼球、６・・・
振動検出エレメント、７・・・振動計、８・・・記録計

Claims

【特許請求の範囲】１、金属やセラミックスの基材表面に、気孔率が０．３
％〜２０％の範囲である０．０３ｍｍ〜１０ｍｍ厚さの
溶射皮膜を設けたことを特徴とする防音・防振部材。２、基材表面に形成した上記溶射皮膜を、金属と酸化セ
ラミックスとの積層もしくはそれらの単層、またはサー
メットの単層としたことを特徴とする請求項１に記載の
防音・防振部材。３、金属やセラミックスの基材の表面に、気孔率が０．
３％〜２０％の範囲である０．０３ｍｍ〜１０ｍｍ厚さ
の溶射皮膜を有し、かつ前記気孔内部に、電気めっき法
もしくは化学めっき法によって吸振性金属を充填した複
合皮膜を設けたことを特徴とする防音・防振部材。４、基材表面に形成した上記溶射皮膜を、金属と酸化セ
ラミックスとの積層もしくはそれらの単層、またはサー
メットの単層としたことを特徴とする請求項３に記載の
防音・防振部材。