(57)【要約】【課題】安価で制振性に優れた制振材を提供する。【解決手段】金属粉末２を主原料とし、これに固体潤滑剤３を混合した混合粉末の圧粉体Ｍからなる制振材１である。金属粉末２は、鉄、又は軽金属を主成分とした粉末である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属粉末を主原料とし、これに固体潤滑剤を混合した混合粉末の圧粉体からなる制振材。
【請求項２】
前記金属粉末が、鉄を主成分とした粉末である請求項１に記載の制振材。
【請求項３】
前記金属粉末が、軽金属を主成分とした粉末である請求項１に記載の制振材。
【請求項４】
前記圧粉体の表層部に、前記金属粉末の粒子同士が酸化物皮膜を介して結合した高強度層を有する請求項１に記載の制振材。
【請求項５】
前記圧粉体の表層部に、封孔材を硬化させることで形成した高強度層を有する請求項１に記載の制振材。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載の制振材と、該制振材を収容したケーシングとを有する複合型制振材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制振材および複合型制振材に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、固体中の振動エネルギーを熱エネルギーに変換することで振動や騒音を低減させる制振材は、建築物、輸送機および家電製品等、様々な分野で広く使用されている。制振材には、樹脂系、鋼板系、合金系などがあり、この中でも、合金系の制振材（制振合金）は、樹脂系の制振材（制振樹脂）よりも耐久性に優れ、また、鋼板系の制振材（制振鋼板）よりも形状自由度が高くかつリサイクル性に優れている、などの理由により積極的な技術開発が行われている。
【０００３】
合金系の制振材としては、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｓｉおよび黒鉛等を含む原料粉末の圧粉体を焼結したもの（特許文献１）、無機リン酸系化合物で表面処理された金属粉末を主原料とし、これにラジカル硬化型樹脂を主成分とした樹脂バインダを混練してなる混練物をラジカル硬化型樹脂の溶融温度で加熱溶融した後、射出成形等で成形したもの（特許文献２）、ステンレス鋼粉等の不燃性金属粉を主原料とし、これに熱硬化性樹脂等の合成樹脂を適宜の割合で混合した混合材料を加圧・加熱成形した成形体からなり、該成形体の表面をバフ研磨することにより表面部に位置する不燃性金属粉を相互に接合させたもの（特許文献３）、などが公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３２８４９２号公報
【特許文献２】特許第４０６３１７１号公報
【特許文献３】特許第２５６２８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の制振材の製造過程では、圧粉体を焼結させる焼結工程に加え、焼結に伴って生じる寸法（形状）精度の狂いを正すための整形工程を実施することが必要不可欠であるため、どうしてもコスト高になる。また、特許文献１の制振材は、隣接する金属粉末の粒子同士がネック結合した焼結体で構成されるため、高強度で取り扱い性には優れるものの、制振性が多少なりとも犠牲になる。
【０００６】
また、特許文献２，３の制振材は、樹脂を介して金属粉末の粒子同士が結合した成形体で構成されるので、取り扱い性には優れると考えられる。しかしながら、金属粉末（粒子）間の隙間が全て樹脂で埋められて、粒子同士の摩擦（内部摩擦）が抑えられるため、制振性については向上の余地が残されている。
【０００７】
以上の実情に鑑み、本発明は、振動や騒音の抑制機能に優れた制振体を低コストに提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明では、金属粉末を主原料とし、これに固体潤滑剤を混合した混合粉末の圧粉体からなる制振材を提供する。
【０００９】
圧粉体は、粉末同士が結合せずに密着している状態であり、外部から振動が付加されたときに粉末間で生じる摩擦（内部摩擦）、すなわち振動や騒音の抑制（低減）量は、粉末同士がネック結合した焼結体や、樹脂等のバインダを介して粉末同士が結合した樹脂成形体を母材とする制振材に比べて大きくなる。また、本発明に係る制振材は、圧粉体そのものを母材としているので、焼結体からなる制振材等と比べれば、安価に製造することができる。そのため、振動や騒音の抑制効果に優れた制振材を低コストに提供することができる。
【００１０】
金属粉末としては、鉄を主成分とした粉末を用いても良いし、アルミニウム、チタン、マグネシウムなどの軽金属を主成分とした粉末を用いても良い。いかなる種類の金属粉末を用いるかは、制振材の用途や要求特性を考慮して適宜選択することができる。
【００１１】
金属粉末としては、粒子表面を樹脂、セラミックス、低融点金属等の被膜で被覆した粉末を用いても良い。この被膜は、単層であっても良いし、複層であっても良い。
【００１２】
金属粉末として、酸化物皮膜を形成可能なものを用いた場合、圧粉体の表層部には、金属粉末の粒子同士が酸化物皮膜を介して結合した高強度層を設けても良い。このような高強度層を設ければ、圧粉体に対して水蒸気処理を追加的に施す必要が生じる分製造コストは増すものの、制振材の機械的強度（特に、耐欠け性）や取り扱い性を高めることができる。なお、上記の高強度層は、圧粉体全体ではなく圧粉体の表層部に設けているので、水蒸気処理を追加的に実施することによるコスト増を極力抑制しつつ、制振材を圧粉体で構成することにより享受される高い制振機能はその芯部で確保することができる。
【００１３】
上記の高強度層は、圧粉体の表層部（の多孔質組織）に含浸させた封孔材を硬化させることで形成することもできる。
【００１４】
以上で説明した制振材と、これを収容したケーシングとを有する複合型制振材は、振動や騒音の低減機能（制振性）に優れ、しかも機械的強度や取り扱い性に優れる。
【発明の効果】
【００１５】
以上に示すように、本発明によれば、振動や騒音の抑制機能に優れた制振体を低コストに提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る制振材の表層付近の組織を模式的に示す拡大図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る制振材の表層付近の組織を模式的に示す拡大図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る制振材の表層付近の組織を模式的に示す拡大図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係る制振材の表層付近の組織を模式的に示す拡大図である。
【図５】本発明に係る制振材を含む複合型制振材の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係る制振材１の表層付近の組織を模式的に示す拡大図である。この制振材１は、金属粉末２を主原料とし、これに固体潤滑剤（固体潤滑剤粉）３を適宜の割合で添加・混合した原料粉末の圧粉体Ｍからなる。すなわち、この制振材１は、成形金型のキャビティに上記の原料粉末を充填した後、この原料粉末を圧縮成形することで得られ、制振材１を構成する金属粉末２および固体潤滑剤３は、機械的又は化学的に結合しておらず、相互に密着した状態となっている。固体潤滑剤３は、主に圧粉体Ｍの成形性を高めるために原料粉末に配合されており、原料粉末に占める固体潤滑剤３の配合比率が高過ぎると、制振材１の制振機能に悪影響が及ぶ可能性がある。そのため、原料粉末（圧粉体Ｍ）に占める固体潤滑剤３の配合割合は、質量比で０．０５〜２．０％程度とし、例えば０．３質量％程度とする。
【００１９】
金属粉末２としては、例えば、鉄を主成分としたもの、あるいは、アルミニウム、チタン、マグネシウム等に代表される軽金属を主成分としたものを使用することができ、制振材１の用途・要求特性に応じて適宜選択することができる。金属粉末２は、一種のみを選択使用しても良いし、二種以上を混合して使用しても良い。
【００２０】
固体潤滑剤３としては、例えば、ステアリン酸亜鉛やステアリン酸カルシウムに代表される金属石けん系、パラフィンワックスやエチレンビスステアリン酸アミドなどに代表されるワックス系、二硫化モリブデンや二硫化タングステンなどに代表される硫化物系、黒鉛に代表されるグラファイト系、ポリテトラフルオロエチレンに代表されるフッ素樹脂系等、一般的に入手可能なものを適宜選択使用することができる。以上で例示した固体潤滑剤３は、一種のみを用いても良いし、二種以上を混合して用いても良い。
【００２１】
なお、図示しての説明は省略するが、制振材１は、成形金型を用いて圧縮成形可能な形状である限り、任意の形状（例えば、板状、筒状、直方体状、球状等）に形成することができる。後述する他の実施形態に係る制振材１も同様である。
【００２２】
制振材１を構成する圧粉体Ｍは、上記のとおり、粉末同士が結合せずに密着している状態を維持しているだけであることから、外部から振動が付加されたときに粉末間で生じる摩擦（内部摩擦）、すなわち振動や騒音の低減量は、粉末同士がネック結合した焼結体や、樹脂等のバインダを介して粉末同士が結合した樹脂成形体を母材とした制振材に比べて大きくなる。また、本発明に係る制振材１は、圧粉体Ｍそのもので構成されているので、焼結体からなる制振材等と比べれば、安価に製造することができる。そのため、本発明によれば、振動や騒音の低減機能に優れた制振材を低コストに提供することができる。
【００２３】
また、制振材１は、原料粉末の圧粉体Ｍで構成される（圧粉体Ｍを母材としている）ことから、形状自由度が高いという利点を有する。そのため、例えば、建築物、輸送機、あるいは家電製品等、種々の用途への適用が容易である。
【００２４】
図２は、本発明の第２実施形態に係る制振材１の表層付近の組織を模式的に示す拡大図である。この実施形態の制振材１は、金属粉末２として、個々の粒子表面を樹脂、セラミックスおよび低融点金属（概ね７００℃以下の融点を有する金属）の群から選択される少なくとも一種の被膜２ａで被覆した被覆粉末２’を用いた圧粉体Ｍで構成される。被膜２ａは、単層構造としても良いし、特にコスト面で問題がなければ複層構造としても良い。
【００２５】
このような構成によれば、被膜２ａの形成材料やその組み合わせを適宜選択することにより、制振材１に種々の機能を追加的に付与することができる。例えば、制振材１の制振機能を一層高める場合には、被膜２ａの形成用樹脂として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレンなどを用いることができ、被膜２ａの形成用低融点金属として、例えば、錫、亜鉛、リン等を用いることができる。また、被膜２ａの形成用セラミックスとして、例えば、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素などを用いることができる。
【００２６】
図３は、本発明の第３実施形態に係る制振材１の表層付近の組織を模式的に示す拡大図である。この実施形態の制振材１が、以上で説明した第１および第２実施形態に係る制振材１と異なる主な点は、表層部に、金属粉末２の粒子同士が個々の粒子表面に形成された酸化物皮膜４を介して結合した高強度層Ｒを有する圧粉体Ｍで構成されている点にある。このような制振材１は、金属粉末２として酸化物皮膜４を形成可能な粉末を採用した原料粉末で圧粉体Ｍを圧縮成形し、その後、この圧粉体Ｍに水蒸気処理を施すことで得ることができる。酸化物皮膜４を形成可能な粉末とは、換言するならばイオン化傾向が大きい金属の粉末であり、例えば、鉄、アルミニウム、マグネシウム、クロム等の粉末、あるいは上記金属を含む合金粉末を採用できる。なお、詳細な図示は省略しているが、酸化物皮膜４は、制振材１の表層部（表層部付近に存在する金属粉末２）のみに形成されており、圧粉体Ｍの芯部（厚さ方向の中央部）には形成されていない。酸化物皮膜４の形成範囲、換言すると、高強度層Ｒの厚さは、例えば圧粉体Ｍに対する水蒸気処理の処理時間でコントロールすることができる。
【００２７】
上記のような高強度層Ｒを設ければ、圧粉体Ｍに対して水蒸気処理を追加的に施す必要が生じる分製造コストは増すものの、制振材１の機械的強度（特に、耐欠け性）や取り扱い性を格段に高めることができる。なお、上記の高強度層Ｒは、圧粉体Ｍの全体ではなく圧粉体Ｍの表層部にのみ設けているので、水蒸気処理を追加的に実施することによるコスト増を極力抑制しつつ、制振材１が具備すべき制振機能等はその芯部で確保することができる。
【００２８】
図４は、本発明の第４実施形態に係る制振材１の表層付近の組織を模式的に示す拡大図である。この実施形態の制振材１は、その表層部に高強度層Ｒを有する点では上述した第３実施形態に係る制振材１と共通しているが、高強度層Ｒが、圧粉体Ｍ表層部の多孔質組織に含浸させた封孔材５を硬化させることで形成している点において、図３に示す制振材１と構成を異にしている。すなわち、この実施形態の制振材１も、圧粉体Ｍの全体ではなく圧粉体Ｍの表層部にのみ高強度層Ｒを有する。そして、このような構成によれば、第３実施形態に係る制振材１と同様の作用効果を享受することができる。なお、この実施形態で採用している高強度層Ｒは、使用する金属粉末２の種類を問わず形成できる、という利点を有する。
【００２９】
以上で説明した第１〜第４実施形態に係る制振材１は、単体で用いることができる他、図５に概念的に示すように、ケーシングＣに収容した状態、すなわち、制振材１およびこれを収容したケーシングＣからなる複合型制振材１０としても用いることができる。なお、ケーシングＣは、金属、樹脂又はセラミックス等で形成することができ、何れの材料を選択するかは用途・要求特性等に応じて適宜決定すれば良い。
【実施例】
【００３０】
本発明の有用性を実証するため、本発明の構成を有する試験体（実施例１−４）、および本発明の構成を有しない試験体（比較例）のそれぞれが有する制振性を確認・評価するための試験を実施した。この確認試験において、制振性は、試験体の内部摩擦で判断（評価）することとし、内部摩擦は、振動減衰率や固有振動数の広がりから求める半価幅法を採用して測定した。
【００３１】
実施例１−４に係る試験体は、何れも、所定の原料粉末を室温下で１１７６ＭＰａの成形圧で圧縮成形することにより得られた直方体状（長辺：６０ｍｍ×短辺：１１ｍｍ×厚さ：１．５ｍｍ）の圧粉体であり、比較例に係る試験体は、実施例１に係る試験体（圧粉体）を窒素・水素の混合ガス雰囲気下で１，２５０℃×１５０ｍｉｎ焼結することにより得られた焼結体である。下記の表１に、実施例１−４および比較例に係る試験体を得るために用いた原料粉末の材料組成、各試験体の内部摩擦の測定結果、並びに各試験体の制振性の評価をまとめて示す。なお、表１中に示す鉄系、アルミニウム系およびマグネシウム系の金属粉末は、それぞれ、ＪＦＥスチール社製のシグマロイ２０１０（Ｆｅ−２％Ｎｉ−１％Ｍｏの部分合金化鋼粉）、山石金属社製のＶＡ−４０、および山石金属社製のＭｇ２０−５０である。また、表１中に示すワックス系および金属石けん系の固体潤滑剤は、それぞれ、ロンザジャパン社製のＡＣＲＡＷＡＸおよび日油社製のステアリン酸亜鉛である。さらに、各試験体を得るために用いた原料粉末は、何れも、所定の金属粉末に所定の固体潤滑剤を０．３質量％添加・混合した混合粉末である。
【表１】
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【００３２】
上記の表１に示すとおり、実施例１−４に係る試験体は、何れも、比較例に係る試験体に比べて内部摩擦が大きい。そのため、圧粉体からなる（圧粉体を母材とする）本発明に係る制振材は、焼結体からなる制振材に比べ、振動の減衰機能や騒音の低減機能（制振性）に優れると言える。特に、軽金属の粉末を主原料とする原料粉末を用いた場合、一層制振性に優れた制振材を実現することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１      制振材
２      金属粉末
３      固体潤滑剤
４      酸化物皮膜
５      封孔材
１０    複合型制振材
Ｍ      圧粉体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2016125078.tif 000007
【図５】
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