JPH03166307A - 制振複合材及びその製造方法 - Google Patents

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．優れた制振性を有する制振複合材及びその製
造方法に関する． 〔従来技術〕 自動車のエンジン周辺機器，各種装置．建築構造等にお
いては，機械振動等に起因する振動や騒音を低くするた
め，防振および遮音の方法が採られている． 近年では更に，音の発生源となる部品や機構に制振合金
等の制振材を使用して，音の発生そのものを抑えると言
う積極的な方法が試みられている．また，Ｉ！械的特性
および，制振性の安定性に優れた制振材の開発が要求さ
れている． 〔解決しようとする課題〕 制振合金は，制振メカニズムによって，強磁性型．双晶
型，転位型などに分類され，減衰能がそのメカニズムに
基づいて応カ，周波数．磁場，温度などに依存して大き
く変化する場合がある．また．これらの制振性は本質的
にＭ威および組織に根差しているので．上記の依存性を
無くする事は困難である． 本発明者らは，かかる観点より，強度的に優れた金属を
用いた制振材料の開発をすべく，鋭意研究を重ねた結果
本発明をなすに到ったものである。

本発明は．前記従来の問題点に鑑み，金属を母体とし，
減衰能の歪振幅依存性が小さく，制振性に優れた制振複
合材及びその製造方法を提供しようとするものである． 〔課題の解決手段〕 本発明は，空孔率２０〜５０％の焼結体に制振性含浸剤
を含浸させた後圧縮してなることを特徴とする制振複合
材にある。

本発明において空孔率とは，「焼結体の全体積」に対す
る焼結体中に占める「空間容積」の割合（％〉をいう。

また，焼結体とは，金属粉末戒形体を高温に加熱し．該
粉末を互いに焼結させたもので，内部に多数の空孔を有
する． かかる焼結体の材料としては，その粉末の焼結後に圧縮
が可能な金属，例えば鉄系，鉄合金系，銅系，アルミニ
ウム系，チタン系がある。例えば．磁性を有しない制振
複合材を得る場合には．オーステナイト系ステンレス鋼
等の非磁性材料を用いる或いは，軽量化を重視する場合
には，アルミニウム系．チタン系などを用いる． また原料粉末の粒径は，通常工業的に使用されている，
例えば１４９μｍ以下のものを使用するが．特に限定さ
れない．焼結体の製造に当たっては，プレス型に潤滑剤
を塗布し１または原料粉末に公知の或形潤滑剤，即ちス
テアリング酸亜鉛，ステアリン酸リチウム．ワックス類
等を配合し，圧粉或形した後加熱，焼結する． 上記圧粉戒形時の成形圧力は通常ｘｔ／ｃ４〜７ｔ／ｃ
ｄが採られる。また，加熱焼結は，アンモニア分解ガス
中，ＲＸガス中，または真空中などで５００〜１２００
゜Ｃで焼結する。

また，焼結体の空孔率が小さい場合は良好な減衰能が得
られず，また大きい場合は必要な強度が得られないので
，焼結体の空孔率は２０〜５０％とする必要がある． また，上記制振性含浸剤と．しては，′ａ体又はゴムが
ある。かかる液体としては，潤滑油，防錆油，シリコン
オイル，パラフィン等の油がある。また，グリコールｉ
，ｉ体ポリマー，エマルジぢンなどがある．該液体は，
室温における粘性が高い場合には，適度に加熱して低粘
度となし，焼結体中に含浸させる．液体の含漫に当たっ
ては，液体中に焼結体を浸漬する方法，液体を焼結体に
スプレーする方法．減圧又は加圧下に液体を浸入させる
方法などがある。

また．上記ゴムとしては．天然ゴム，合或ゴムがある。

また，液状ゴム，ゴムラテックスは．ゴムを焼結体中に
含浸させ易く．好適である．そして，含浸後，加熱また
は所望の処理を行って固化させる．例えば，熱硬化性の
液状ゴムの場合には，焼結体に含浸後圧縮し，その後適
正温度に加熱してゴムを硬化させる．また．合或ゴムラ
テックスを用いた場合には．焼結体に適正濃度の合戊ゴ
ムラテックスを含浸させ，これを加熱乾燥後圧縮する。

また．上記含浸後の、圧縮は．プレス機を用いて行う．
この際．圧縮率は５〜４５％とすることが好ましい。こ
こに圧縮率（％）は９　〔（圧縮前の厚さ一圧縮後の厚
さ）ＸＩＯＯ／圧縮前の厚さ〕で示される。

上記制振複合材の製造方法としては，空孔率２０〜５０
％の焼結体に制振性含浸剤を含浸させ，その後圧縮率５
〜４５％に圧縮することを特徴とする制振複合材の製造
方法がある。

圧縮率が５％未満では，圧縮が少ないため充分な減衰能
を得ることが困難である。一方，４５％を超えると加工
が困難となり高荷重を必要とするため実用上問題がある
。

また，他の製造方法としては，空孔率２０〜５０％の焼
結体を圧縮率５〜４５％に圧縮し．その後圧縮焼結体の
空孔中に液体状の制振性含浸剤を含浸することを特徴と
する制振複合材の製造方法がある。本方法においては．
制振性含浸剤の含浸前に焼結体を上記のごとく圧縮する
。圧縮後には．前記のごとき液体状の制振性含浸剤を含
浸させる。

（作用及び効果〕 本発明における制振複合材は．骨格としての多孔質の焼
結体と，該焼結体の空孔内に含浸された制振性含浸剤と
よりなる。そのため，制振性含浸剤自体の内部摩擦５焼
結体と制振性含浸剤との界面摩擦などの相互作用によっ
て，伝播する振動を吸収し，減衰能を向上させる． それ故．減衰能の歪振幅依存性が小さ＜，１０−ｈとい
う低歪の領域においても．充分な制振性を有している．
また．減衰能の周波数依存性も小さい． そして，制振性含浸剤と焼結体との前記相互作用は，例
えば．制振性含浸剤が液体であれば焼結体の空孔壁と制
振性含浸剤との摩擦，また制振性含浸剤が固体であれば
すり変形などが挙げられる．また．焼結体を圧縮する事
によって．空孔が潰されて細孔になり．しかも方向性を
持つので，制振性含浸剤との相互作用が大きくなり，優
れた制振性が発揮されるのである． そして，制振性は焼結体の当初の空孔率が２０〜５０％
の範囲のとき，特に優れている．また．含浸後の圧縮を
圧縮率５〜４５％とする場合には一層優れた制振性を有
する．これは，この圧縮によって，焼結体の空孔壁と該
空孔内の制振性含浸剤とが一層密に接触するためと考え
られまた．前記焼結体を圧縮率５〜４５％に圧縮した後
液体状の制振性含浸剤を含浸させる方法をとるときには
，上記と同様に優れた制振性を得ることができる．この
場合は，液体含浸前に圧縮を行うので，圧縮操作が容易
である． 上記のごとく．本発明によれば．金属を母体とし，減衰
能の歪振幅依存性が小さく，制振性に優れた制振複合材
及び該制振複合材の製造方法を提供することができる。

〔実施例〕

本発明の実施例につき，以下に．比較例と共に説明する
． 本実施例では．用語を以下の様に使用した．空孔率：含
漫処理前と．含浸後圧縮した場合の空孔率の２種類があ
る．圧縮処理をしていないものは焼結体のときの．圧縮
処理を施したものは圧縮後における空孔率を示す．また
，含浸後の空孔率についても．制振性含浸剤の部分も空
孔であるとして計算した． 含浸率：焼結体の全空孔容積に対する，制振性含浸剤容
積の割合である． 第１実施例 粒径１４９μｍ（以下．略）以下の粒子が９７％以上を
占め．４４〜１０５μの粒子が６５％，残余の粒子が４
４μ以下である水アトマイズ鉄粉に．グラファイト粉末
を０．９重量％配合し，均一に混合した。この混合粉末
を用いて，２２Ｘ１５３ＩＩＩ１の金型を使用し，或形
圧力を３条件に変化させて，厚さ５〜６ｍｓの圧粉体を
作製し．これをＮｉ＋５％Ｈオガス中で３０分間焼結し
た．こうして，空孔率が各々１３％，２１％，３７％の
Ｆｅ−０．９Ｃ合金焼結体を得た。次に．これらに．制
振性含浸剤としての潤滑油（粘度１００ｃＳｔ）の含浸
を行い，その後．圧縮処理を行った・ 上記において．潤滑油の含漫率は９３〜９８％の範囲．
圧縮率は１３％空孔率の焼結体が２％，２１％空孔゜率
の焼結体が６％，３７％空孔率の焼結体が２４％であっ
た（第１図，左上方の曲線中の説明を参照）． これらを，横曲げ振動減衰法で減衰特性を測定し，その
結果を第１図に示した． また，比較のために焼結体のままで無処理のものを，焼
結体に上記の潤滑油含漫をしたもの．焼結体のみを圧縮
処理したものについても同様の測定を行い，同図に示し
た． 第ｌ図より．無処理の焼結体（白三角）に比べて，各処
理を行った焼結体は減衰能が増加している。そして．中
でも空孔率が２１％以上の焼結体を圧縮率６％以上に圧
縮した「油含浸十圧縮」材（二重黒丸）は．処理の効果
が顕著に現れている．また，上記のごとくして得た制振
複合材は，第７図に示すごとく，粒子１０の間の空孔１
ｌ内に制振性含浸剤２０が含浸されたものである．そし
て，空孔が潰されて細孔になり，更に圧縮率が大きいと
非常に狭い空隙の部分が多くなり．ｆＩｉ衰能が上昇す
る． 第２実施例 粒径１４９μ以下の粒子が９９％以上を占め，４４〜１
０５μの粒子が６１％，残余の粒子が４４μ以下である
ＳＵＳ３　０　４水アトマイズ粉を用い，第１実施例と
同様の金型（以下同じ）により厚さ７．４ミリの圧粉体
を作製した．これをＨ２ガス中で３０分間加熱し．空孔
率が４５％の焼結体を得た． 該焼結体に潤滑油（粘度１００ｃＳｔ）を含浸させた後
，圧力を各々変化させて圧縮処理を行い．減衰特性を測
定した．得られた制振複合材の油含浸率は８４〜９０％
であった。その結果を第２図に．黒丸を付した曲線で示
した．同図より，「油含浸＋圧縮」材の減衰能は圧縮率
が高い程大きくなっていることが分かる。また，このも
のは圧縮材（自三角），焼結体に油含浸したのみのもの
（左縦軸上の黒丸）に比べて優れている事が明確である
。

第３実施例 第２実施例と同じ方法で作製したＳＵＳ３０４焼結体に
．圧力を変化させて圧縮処理を行い，次に潤滑油含漫処
理を行って，減衰特性を測定したゆ得られた制振複合材
の油含浸率は８０〜９０％であった． その結果を第２図に黒三角を付した曲線で示した。本実
施例による複合材の減衰能は．第２実施例による制振複
合材よりも若干小さいが．それでも充分大きい減衰能を
有している。

第４実施例 第２実施例の粉末のうち，４４μ以下の細粒粉と６３〜
１４９μの粗粒粉を使用して，金型で成形し，各々厚さ
７．４ξりの圧粉体を作製した。

そして．第２実施例と同様にして作製した焼結体に．潤
滑油（粘度１００ｃＳｔ）を含浸させた後，７ｔ／ｃｄ
の圧縮処理を行って減衰特性を測定した．その結果を第
３図に示した。

同図より知られるごとく，細粒粉を使用した制振複合材
（圧縮率３３％油含浸率８４％），粗粒粉を使用した制
振複合材（圧縮率３７％，油含浸率８４％）ともに．大
きい減衰能を示している。

また．本複合材の減衰能は歪依存性が小さく．歪振幅が
１０−＆という小さな値でも大きな減衰能を有している
分かる． 第５実施例 粒径１４９μ以下の粒子が９９％以上を占め，４４〜１
０５μの粒子が５８％，残余の粒子が４４μ以下である
ＳＵＳ４３０水アトマイズ粉を金型で戒形し．厚さ７．
２実りの圧粉体を作製した．これをＨ２中で３０分間加
熱して空孔率が３５％の焼結体を得た。

焼結体に潤滑油（粘度１００ｃＳｔ）を含浸させた後，
圧縮処理（圧縮率３０％）を行った。これを所定の大き
さに切出して共振周波数（ｆ　ｏ，Ｈｚ）の異なる複合
材，３種類を得た。減衰特性の測定結果を第４図に示し
た。

同図より，複合材の減衰能は充分大きな値であり．約ｌ
Ｏ００Ｈｚ〜約９０００Ｈｚにわたッテ変化が小さく，
かつ歪振幅依存性が小さい事が分かる。

第６実施例 第２実施例で用いたＳＵＳ３０４水アトマイズ粉を，金
型で圧粉戒形し，Ｈ２中で３０分間加熱して，空孔率が
３０％（厚さ６．１ξり）および４５％（厚さ７．４ミ
リ）の焼結体を得た。これらに粘度が１００ｃＳｔ，お
よび１　１９００ｃＳｔの潤滑油を各々含浸させた後に
７ｔ／ｅＪの圧縮処理を行った。ここに，圧縮率は１６
〜３４％，潤滑油の含浸率は両者とも８０〜８５％であ
った，減衰特性の測定結果を第５図に示した。

同図より粘度が１００ｃＳｔの油を使用した複合材（白
丸）は，空孔率が小さい箇所（右下方の白丸）でも減衰
能が高い特徴が有る。また，高粘度の油を使用した複合
材（黒丸）でも実用上充分大きな減衰能を有している。

第７実施例 第２実施例で用いたＳＵＳ３０４水アトマイズ粉を．金
型にて圧粉或形し．Ｈ！中で３０分間加熱して，空孔率
が３０％（′Ｈ−さ６．１ミリ）及び４５％（厚さ７．
４ミリ）の焼結体を得た。

これらに熱硬化性の液状シリコンゴムを含浸させ．圧縮
処゛理を行った。その後更に，１２０’ｃｘ８０分間の
硬化処理を行って減衰特性を測定した，結果を第６図に
，白四角符号の曲線で示した．本制振複合材の減衰能の
挙動は．第５図の高粘度の潤滑油を用いた場合とほぼ同
等であり，実用上充分に大きい値である． 第８実施例 第２実施例で用いたＳＵＳ３０４水アトマイズ粉を．金
型にて圧粉威形し，Ｈ！中で３０分間加熱し，空孔率が
３０％（厚さ６．１ａｍ＋）及び４５％（厚さ７．４ξ
り）の焼結体を得た．これらに濃度５０％のスチレンブ
タジエンゴム（ＳＢＲ）　・ラテックスを含浸させて，
８０゜Ｃ×４時間乾燥させた後，７ｔ／ａｉの圧縮処理
を行った．複合材の減衰特性測定結果を第６図に，白六
角形符号の曲線で示した。

本制振複合材の減衰能は，第５図の高粘度の潤滑油を用
いた場合とほぼ同等であり，実用上充分に大きい値であ
る． なお．以上の説明における圧縮処理はプレス加工を前提
とした用語であるが．この主たる目的は空孔をより細孔
とし，かつ方向性を持たせる事であり，加工法を限定す
るものではない．またこの様な加工を特定箇所に実施し
ても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例においてＦｅ−０．９Ｃ焼結体自体
，更にこれに潤滑油含浸．圧縮，潤滑油含浸＋圧縮の各
処理を行った時の減衰能を示す線図，第２図は第２及び
第３実施例における圧縮率と減衰能の関係を示す線図，
第３図は第４実施例における原料粉末粒度の影響を示す
線図．第４図は第５実施例における減衰能の周波数依存
性を示す線図，第５図は第６実施例における油の粘性，
空孔率と減衰能の関係図，第６図は第７及び第８実施例
における結果を示す線図．第７図は本発明にかかる制振
複合材の説明図である． １０．．．粒子， １　１．　．　．空孔， ２０．．．制振性含浸剤，

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）空孔率２０〜５０％の焼結体に制振性含浸剤を含
   浸させた後圧縮してなることを特徴とする制振複合材。
2. （２）空孔率２０〜５０％の焼結体に制振性含浸剤を含
   浸させ、その後圧縮率５〜４５％に圧縮することを特徴
   とする制振複合材の製造方法。
3. （３）空孔率２０〜５０％の焼結体を圧縮率５〜４５％
   に圧縮し、その後圧縮焼結体の空孔中に液体状の制振性
   含浸剤を含浸することを特徴とする制振複合材の製造方
   法。