制振合金 M2052 とその応用の可能性

制振合金 M2052 とその応用の可能性
川原浩司
BB Materia Inc.
(独) 物質・材料研究機構 元客員研究員

2007-2-16

制振合金 M2052 とその応用の可能性
ゴムとその問題点

Outline1

ゴムとその問題点

2

制振合金への期待とその問題点

3

M2052 の開発とその制振メカニズム

4

M2052 の性質

5

使い方

6

いくつかの実施例
音響
工作機械
精密機器
その他の精密機器関係

7

特許に見られる M2052 合金の認知度

8

まとめ

9

参考書

制振合金 M2052 とその応用の可能性
ゴムとその問題点

分子間・原子間力で決まる制振性の限界

高分子・プラスチック・金属の結合形態

制振合金 M2052 とその応用の可能性
ゴムとその問題点

小さな応力で容易に延伸するゴム

制振合金 M2052 とその応用の可能性
ゴムとその問題点

ゴムの小振幅と超低周波の問題点
微振動と超低周波は不得手

振動が小さいほど除去が困難

制振合金 M2052 とその応用の可能性
ゴムとその問題点

ゴムの周波数と温度の問題

周波数が小さくなるほど除去が困難

制振合金 M2052 とその応用の可能性
ゴムとその問題点

ゴムの周波数と温度の問題

周波数が小さくなるほど除去が困難

温度範囲は狭い制振合金 M2052 とその応用の可能性
ゴムとその問題点

主なゴムの制振性
ゴムの種類

損失係数

天然ゴム
クロロプレン
ニトリルゴムSBR
ブチルゴム
ゲル
コイルスプリング
鋼材
鋳鉄 (FC250)
みかげ石
M2052 合金

0.05〜0.15
0.15〜0.3
0.25〜0.4
0.15〜0.3
0.25〜0.4
0.1〜0.8
0.005
0.004
0.02
0.04
0.23 注 1

注１

最高値の場合。普通は 0.06 から 0.16。

制振合金 M2052 とその応用の可能性
ゴムとその問題点

高分子材料と金属の強度 (MPa) の違い

材料

比重

引張強さ

引張り弾性率天然ゴム
ブチルゴム
ポリウレタン
ポリ塩化ビニル
ゲル
M2052 合金
軟鋼

0.92〜1.04
0.92
0.56〜0.64
1.20〜1.58
0.6〜0.97
7.25
7.87

24.2〜31.7>13.8
17.2〜20.1
41.4〜55.2
0.014〜0.054
400
400

3.3〜5.86
0.34〜3.45
758.4〜1103.2
2413.2〜6894.8
175.5〜688.5〜50,000〜200,000

制振合金 M2052 とその応用の可能性
ゴムとその問題点

高分子系制振材料の難問

ゲルの制振性挙動

制振合金 M2052 とその応用の可能性
ゴムとその問題点

制振性は優れているが、柔軟性が弱点

ゲルは撓みが依然大きい

制振合金 M2052 とその応用の可能性
ゴムとその問題点

制振性は優れているが、柔軟性が弱点

ゲルは撓みが依然大きい

使い方は常に撓みと嵩に注意

制振合金 M2052 とその応用の可能性
ゴムとその問題点

ゴムやゲルの問題点
強度が非常に低いこと。

制振合金 M2052 とその応用の可能性
ゴムとその問題点

ゴムやゲルの問題点
強度が非常に低いこと。
「ぐらつき」、不安定
加工時に寸法精度を劣化

制振合金 M2052 とその応用の可能性
ゴムとその問題点

ゴムやゲルの問題点
強度が非常に低いこと。
「ぐらつき」、不安定
加工時に寸法精度を劣化

周波数が低いほど、振幅が小さいほど制振性は減少する

制振合金 M2052 とその応用の可能性
ゴムとその問題点

ゴムやゲルの問題点
強度が非常に低いこと。
「ぐらつき」、不安定
加工時に寸法精度を劣化

周波数が低いほど、振幅が小さいほど制振性は減少する
低周波ほど、低振幅ほど除振困難 ⇒ 低周波公害
厚さと面積が必要 ⇒ 嵩張る
小さいサイズで制振効果が得られる ⇒ 高分子では達成できない制振合金 M2052 とその応用の可能性
ゴムとその問題点

ゴムやゲルの問題点
強度が非常に低いこと。
「ぐらつき」、不安定
加工時に寸法精度を劣化

周波数が低いほど、振幅が小さいほど制振性は減少する
低周波ほど、低振幅ほど除振困難 ⇒ 低周波公害
厚さと面積が必要 ⇒ 嵩張る
小さいサイズで制振効果が得られる ⇒ 高分子では達成できない-50 ℃以下で効果は少ない

制振合金 M2052 とその応用の可能性
ゴムとその問題点

ゴムやゲルの問題点
強度が非常に低いこと。
「ぐらつき」、不安定
加工時に寸法精度を劣化

周波数が低いほど、振幅が小さいほど制振性は減少する
低周波ほど、低振幅ほど除振困難 ⇒ 低周波公害
厚さと面積が必要 ⇒ 嵩張る
小さいサイズで制振効果が得られる ⇒ 高分子では達成できない-50 ℃以下で効果は少ない
真空環境下ではガス発生が問題

制振合金 M2052 とその応用の可能性
ゴムとその問題点

ゴムやゲルの問題点
強度が非常に低いこと。
「ぐらつき」、不安定
加工時に寸法精度を劣化

周波数が低いほど、振幅が小さいほど制振性は減少する
低周波ほど、低振幅ほど除振困難 ⇒ 低周波公害
厚さと面積が必要 ⇒ 嵩張る
小さいサイズで制振効果が得られる ⇒ 高分子では達成できない-50 ℃以下で効果は少ない
真空環境下ではガス発生が問題
環境に強く依存、寿命が短く、保守に費用がかかる

制振合金 M2052 とその応用の可能性
制振合金への期待とその問題点

Outline1

ゴムとその問題点

2

制振合金への期待とその問題点

3

M2052 の開発とその制振メカニズム

4

M2052 の性質

5

使い方

6

いくつかの実施例
音響
工作機械
精密機器
その他の精密機器関係

7

特許に見られる M2052 合金の認知度

8

まとめ

9

参考書

制振合金 M2052 とその応用の可能性
制振合金への期待とその問題点

金属の刃状欠陥と螺旋欠陥がもたらす制振性

刃状欠陥の例

制振合金 M2052 とその応用の可能性
制振合金への期待とその問題点

金属の刃状欠陥と螺旋欠陥がもたらす制振性

刃状欠陥の例

螺旋欠陥の例

制振合金 M2052 とその応用の可能性
制振合金への期待とその問題点

代表的な制振合金１
分類

合金系

実用合金

備考

複合型

Fe-C-Si

片状黒鉛鋳鉄Al-Zn

Cosmal-Z

FC15,FC20,FC25（一般構造用材料）
ダイカスト合金

制振合金 M2052 とその応用の可能性
制振合金への期待とその問題点

代表的な制振合金１
分類

合金系

実用合金

備考

複合型

Fe-C-Si

片状黒鉛鋳鉄

Al-Zn
Ni
Fe-Cr
Fe-Cr
Fe-Cr-Al
Fe-Cr-Al-Mn
Fe-Al-Si
Fe-Cr-Si-Al
Fe-Cr-Mo
Co-Ni

Cosmal-Z
TD ニッケル
13%クロム鋼
Fe-8Alサイレンタロイ
トランカロイセレナ
ウエルカームジェンタロイNIVCO10

FC15,FC20,FC25（一般構造用材料）
ダイカスト合金
耐熱合金

強磁性型

大阪市立工業試験所
東芝
NKK
NKK
新日鉄
電気磁気材料研究所
Westinghouse 社

制振合金 M2052 とその応用の可能性
制振合金への期待とその問題点

代表的な制振合金２
分類

合金系

実用合金

備考

転位型

Mg,Mg-Zr
Mg2 Ni
Mg-Cu-Mn
Fe-Ni-Mn
Fe-Mn-Cr

K1X1 合金 (Mg-0.6Zr)

Dow Chemical 社
大阪大
理科大 (ダイカスト合金)
法政大、三井造船
理科大、名大MCM
DAW 鋼
Fe-22Mn-12Cr

制振合金 M2052 とその応用の可能性
制振合金への期待とその問題点

代表的な制振合金２
分類

合金系

実用合金

備考

転位型

Mg,Mg-Zr
Mg2 Ni
Mg-Cu-Mn
Fe-Ni-Mn
Fe-Mn-Cr
Mn-Cu
Cu-Mn-AlCu-Mn-Al-Sn
Cu-Al-Ni
Cu-Zn-AlNi-Ti
Mn-Cu-Ni-Fe

K1X1 合金 (Mg-0.6Zr)

Dow Chemical 社
大阪大
理科大 (ダイカスト合金)
法政大、三井造船
理科大、名大Manganese Marine 社
INCRA
INCRA

双晶型

MCM
DAW 鋼
Fe-22Mn-12Cr
ソノストン
インクラミュート
インクラミュート
Al ブロンズ系
Zn ブラス系
ニチノール
M2052 合金

米国
金属材料技術研究所

制振合金 M2052 とその応用の可能性
制振合金への期待とその問題点

金属・合金の制振性

制振合金 M2052 とその応用の可能性
制振合金への期待とその問題点

制振合金の問題点
利用条件と制振性のすれ違い
対数減衰率で 0.3 が限度
最高値は応力に対し鋭いピーク
そのピークは室温以下に現れる
磁場・予歪は制振性を減少させる

成形加工の問題
金属間化合物 (Ni-Ti, ブロンズ)
Mg,Mg 合金
フェライト系鉄合金

強度不足
鉛、Al-Zn,Mg

強度過剰
マルテンサイト系鉄合金

制振合金 M2052 とその応用の可能性
制振合金への期待とその問題点

例—DAW 鋼とサイレンタロイの問題点

DAW 鋼は強い振動除去に有力

サイレンタロイにみられる強磁性タ
イプに共通した欠点

制振合金 M2052 とその応用の可能性

M2052 の開発とその制振メカニズム

Outline1

ゴムとその問題点

2

制振合金への期待とその問題点

3

M2052 の開発とその制振メカニズム

4

M2052 の性質

5

使い方

6

いくつかの実施例
音響
工作機械
精密機器
その他の精密機器関係

7

特許に見られる M2052 合金の認知度

8

まとめ

9

参考書

制振合金 M2052 とその応用の可能性

M2052 の開発とその制振メカニズム

M2052 合金の開発 ⇒ 歴代の合金にない高い制振性能が得られる

組成が鍵となり、いろいろな有利な状況が作られる

制振合金 M2052 とその応用の可能性

M2052 の開発とその制振メカニズム

M2052 合金の開発 ⇒ 歴代の合金にない高い制振性能が得られる

組成が鍵となり、いろいろな有利な状況が作られる
組成: Mn73-Cu20-Ni5-Fe2(at %)⇒ M2052 合金と呼称

制振合金 M2052 とその応用の可能性

M2052 の開発とその制振メカニズム

M2052 合金の開発 ⇒ 歴代の合金にない高い制振性能が得られる

組成が鍵となり、いろいろな有利な状況が作られる
組成: Mn73-Cu20-Ni5-Fe2(at %)⇒ M2052 合金と呼称
全率固溶体合金

制振合金 M2052 とその応用の可能性

M2052 の開発とその制振メカニズム

M2052 合金の開発 ⇒ 歴代の合金にない高い制振性能が得られる

組成が鍵となり、いろいろな有利な状況が作られる
組成: Mn73-Cu20-Ni5-Fe2(at %)⇒ M2052 合金と呼称
全率固溶体合金
銅の富化ゾーンが高密・均質分布

制振合金 M2052 とその応用の可能性

M2052 の開発とその制振メカニズム

M2052 合金の開発 ⇒ 歴代の合金にない高い制振性能が得られる

組成が鍵となり、いろいろな有利な状況が作られる
組成: Mn73-Cu20-Ni5-Fe2(at %)⇒ M2052 合金と呼称
全率固溶体合金
銅の富化ゾーンが高密・均質分布
大小の双晶か゛発生・消失し易い状態の準備制振合金 M2052 とその応用の可能性

M2052 の開発とその制振メカニズム

M2052 合金の開発 ⇒ 歴代の合金にない高い制振性能が得られる

組成が鍵となり、いろいろな有利な状況が作られる
組成: Mn73-Cu20-Ni5-Fe2(at %)⇒ M2052 合金と呼称
全率固溶体合金
銅の富化ゾーンが高密・均質分布
大小の双晶か゛発生・消失し易い状態の準備
磁壁も関連

制振合金 M2052 とその応用の可能性

M2052 の開発とその制振メカニズム

光学顕微鏡でみた双晶の可逆的運動

既存の双晶がある

制振合金 M2052 とその応用の可能性

M2052 の開発とその制振メカニズム

光学顕微鏡でみた双晶の可逆的運動

既存の双晶がある

引張応力によって双晶は拡幅

制振合金 M2052 とその応用の可能性

M2052 の開発とその制振メカニズム

模式的説明

制振合金 M2052 とその応用の可能性

M2052 の開発とその制振メカニズム

模式的説明

ナノメーターの双晶が高密に分布

制振合金 M2052 とその応用の可能性

M2052 の開発とその制振メカニズム

面心立方 ­ 面心正方変態の特色

制振合金 M2052 とその応用の可能性

M2052 の開発とその制振メカニズム

面心立方 ­ 面心正方変態の特色

制振合金 M2052 とその応用の可能性

M2052 の開発とその制振メカニズム

Mn-Cu 系状態図に見られるクラスターの存在意義

制振合金 M2052 とその応用の可能性

M2052 の開発とその制振メカニズム

3 次元原子プローブ法

銅が 40%のクラスターが分布制振合金 M2052 とその応用の可能性

M2052 の開発とその制振メカニズム

3 次元原子プローブ法

銅が 40%のクラスターが分布

変態に過敏なサイトが高密度・高分布している

制振合金 M2052 とその応用の可能性

M2052 の開発とその制振メカニズム

歪みのあるサイトが分布拡大しても単相制振合金 M2052 とその応用の可能性

M2052 の開発とその制振メカニズム

歪みのあるサイトが分布拡大しても単相単相であるが歪みが多数分布している

制振合金 M2052 とその応用の可能性

M2052 の開発とその制振メカニズム

双晶は容易に動く双晶の交叉

制振合金 M2052 とその応用の可能性

M2052 の開発とその制振メカニズム

双晶は容易に動く

双晶の成長
双晶の交叉

制振合金 M2052 とその応用の可能性

M2052 の性質

Outline1

ゴムとその問題点

2

制振合金への期待とその問題点

3

M2052 の開発とその制振メカニズム

4

M2052 の性質

5

使い方

6

いくつかの実施例
音響
工作機械
精密機器
その他の精密機器関係

7

特許に見られる M2052 合金の認知度

8

まとめ

9

参考書

制振合金 M2052 とその応用の可能性

M2052 の性質

機械的性質
引張試験

制振合金 M2052 とその応用の可能性

M2052 の性質

試験の主な挙動
極低温でも高い延性

制振合金 M2052 とその応用の可能性

M2052 の性質

ヘリウム液化温度での破断面は 高い延性を示す

制振合金 M2052 とその応用の可能性

M2052 の性質

室温近くでの DMA による制振性

制振合金 M2052 とその応用の可能性

M2052 の性質

室温近くでの中央加振による特性

制振合金 M2052 とその応用の可能性

M2052 の性質

超音波域特性制振合金 M2052 とその応用の可能性

M2052 の性質

極低温における制振性能

制振合金 M2052 とその応用の可能性

M2052 の性質

100 ℃近くにおける制振性能

制振合金 M2052 とその応用の可能性
使い方

Outline1

ゴムとその問題点

2

制振合金への期待とその問題点

3

M2052 の開発とその制振メカニズム

4

M2052 の性質

5

使い方

6

いくつかの実施例
音響
工作機械
精密機器
その他の精密機器関係

7

特許に見られる M2052 合金の認知度

8

まとめ

9

参考書

制振合金 M2052 とその応用の可能性
使い方

成形加工は自由自在
鋳物、熱間加工、冷間加工、圧延、線引き、パイプ
従って、大型鋳造品からミクロンまでの薄板、箔、細線

制振合金 M2052 とその応用の可能性
使い方

成形加工は自由自在
鋳物、熱間加工、冷間加工、圧延、線引き、パイプ
従って、大型鋳造品からミクロンまでの薄板、箔、細線
切削、穿孔、研磨、メッキ (銅、ニッケル、金、銀、黒染め)

制振合金 M2052 とその応用の可能性
使い方

成形加工は自由自在
鋳物、熱間加工、冷間加工、圧延、線引き、パイプ
従って、大型鋳造品からミクロンまでの薄板、箔、細線
切削、穿孔、研磨、メッキ (銅、ニッケル、金、銀、黒染め)
溶接 (TIG、レザー、電子、摩擦、スポット溶接、異種金属
間)、ろう付け、鋳ぐるみ

制振合金 M2052 とその応用の可能性
使い方

成形加工は自由自在
鋳物、熱間加工、冷間加工、圧延、線引き、パイプ
従って、大型鋳造品からミクロンまでの薄板、箔、細線
切削、穿孔、研磨、メッキ (銅、ニッケル、金、銀、黒染め)
溶接 (TIG、レザー、電子、摩擦、スポット溶接、異種金属
間)、ろう付け、鋳ぐるみ
機械的接合 (かしめ)制振合金 M2052 とその応用の可能性
使い方

成形加工は自由自在
鋳物、熱間加工、冷間加工、圧延、線引き、パイプ
従って、大型鋳造品からミクロンまでの薄板、箔、細線
切削、穿孔、研磨、メッキ (銅、ニッケル、金、銀、黒染め)
溶接 (TIG、レザー、電子、摩擦、スポット溶接、異種金属
間)、ろう付け、鋳ぐるみ
機械的接合 (かしめ)粉末 (焼結、塗料)

制振合金 M2052 とその応用の可能性
使い方

使い方を惑わす条件はない１
どんな物でも提供が可能

成形加工品

制振合金 M2052 とその応用の可能性
使い方

使い方を惑わす条件はない１
どんな物でも提供が可能

成形加工品

粉末とその塗料

制振合金 M2052 とその応用の可能性
使い方

使い方を惑わす条件はない２
こんなものも可能

エッチング手法による精緻な加工

制振合金 M2052 とその応用の可能性
使い方

使い方を惑わす条件はない２
こんなものも可能

エッチング手法による精緻な加工

例えば、箔の精細な模様の抜き作業

制振合金 M2052 とその応用の可能性
使い方

使い方の原理１
振動伝達経路に挿入
シート、ワイヤー、パイプも有効。パッキングやシーリングとして使えば制振とシーリングの同時効果。

制振合金 M2052 とその応用の可能性
使い方

使い方の原理１
振動伝達経路に挿入
シート、ワイヤー、パイプも有効。パッキングやシーリングとして使えば制振とシーリングの同時効果。
振動源に貼り付ける
貼り付けられた M2052 内で双晶運動が励起される。特に高周波除去に有効。

制振合金 M2052 とその応用の可能性
使い方

使い方の原理１
振動伝達経路に挿入
シート、ワイヤー、パイプも有効。パッキングやシーリングとして使えば制振とシーリングの同時効果。
振動源に貼り付ける
貼り付けられた M2052 内で双晶運動が励起される。特に高周波除去に有効。
振動源を囲い込む
M2052 製のハウジングやパッケージで囲う制振合金 M2052 とその応用の可能性
使い方

使い方の原理１
振動伝達経路に挿入
シート、ワイヤー、パイプも有効。パッキングやシーリングとして使えば制振とシーリングの同時効果。
振動源に貼り付ける
貼り付けられた M2052 内で双晶運動が励起される。特に高周波除去に有効。
振動源を囲い込む
M2052 製のハウジングやパッケージで囲う振動源との連結具
パイプ、ベローズの連結で高周波も低周波も除振制振合金 M2052 とその応用の可能性
使い方

使い方の原理２
M2052 合金粉末が入った塗料を塗布する
特に高周波除振に有効制振合金 M2052 とその応用の可能性
使い方

使い方の原理２
M2052 合金粉末が入った塗料を塗布する
特に高周波除振に有効
プラスチックと M2052 合金粉末を混ぜる
同伴物質の制振性を補う

制振合金 M2052 とその応用の可能性
使い方

使い方の原理２
M2052 合金粉末が入った塗料を塗布する
特に高周波除振に有効
プラスチックと M2052 合金粉末を混ぜる
同伴物質の制振性を補う
バネ定数を小さくして使う
双晶運動をさらに活発化する

制振合金 M2052 とその応用の可能性
使い方

低振幅・高周波対策 1

制振合金 M2052 とその応用の可能性
使い方

低振幅・高周波対策 2

制振合金 M2052 とその応用の可能性
使い方

高振幅・低周波対策
この対策は従来は困難であったが、下記の特質を取り込むことで可能

制振合金 M2052 とその応用の可能性
使い方

高振幅・低周波対策
この対策は従来は困難であったが、下記の特質を取り込むことで可能

双晶運動 (移動・生成・消滅) を阻害しない工夫

制振合金 M2052 とその応用の可能性
使い方

高振幅・低周波対策
この対策は従来は困難であったが、下記の特質を取り込むことで可能

双晶運動 (移動・生成・消滅) を阻害しない工夫
弾性変形量を大きくする形状工夫

制振合金 M2052 とその応用の可能性
使い方

高振幅・低周波対策
この対策は従来は困難であったが、下記の特質を取り込むことで可能

双晶運動 (移動・生成・消滅) を阻害しない工夫
弾性変形量を大きくする形状工夫
負荷が増加しても性能は劣化しない

制振合金 M2052 とその応用の可能性
使い方

高振幅・低周波対策
この対策は従来は困難であったが、下記の特質を取り込むことで可能

双晶運動 (移動・生成・消滅) を阻害しない工夫
弾性変形量を大きくする形状工夫
負荷が増加しても性能は劣化しない
優れた成形加工性が実現を可能にする制振合金 M2052 とその応用の可能性
使い方

高振幅・低周波対策
この対策は従来は困難であったが、下記の特質を取り込むことで可能

双晶運動 (移動・生成・消滅) を阻害しない工夫
弾性変形量を大きくする形状工夫
負荷が増加しても性能は劣化しない
優れた成形加工性が実現を可能にする
これらを取り込むことで、低周波・高振幅対策は可能になる

制振合金 M2052 とその応用の可能性
使い方

機構からみた制振の新機軸 ⇒ バネ定数を低くする効能の威力
M2052 を小さいバネ定数で応用すれば新たな境地が拓かれる

項目
コイルバネ
可能 fn
1 ‰ 10
制振性
なし
高周波絶縁
D
耐へたり
A
常用温度, ℃
`40 ‰ 150
耐油・疲労
A
制振均一性
A
構造簡潔性
A
必要空間
B
その他の特徴直線性
注: A=優 ,B=良, C=可, D=劣

空気バネ
0:7 ‰ 3:5
使用法依存AB
`20 ‰ 80
B
B
C
B
調整容易

防振ゴム
4:5 ‰ 15あり
BB
`20 ‰ 120
B
B
A
A
軽量

M2052 バネ< 1 ‰ 10あり
A
A`270 ‰ 150
A
A
A
A/B
極低温延性

制振合金 M2052 とその応用の可能性
使い方考えられる形状 a
硬めのバネ定数制振合金 M2052 とその応用の可能性
使い方考えられる形状 b
少し低くしたバネ定数

制振合金 M2052 とその応用の可能性
使い方考えられる形状 c
ソフトめのバネ定数

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例

Outline1

ゴムとその問題点

2

制振合金への期待とその問題点

3

M2052 の開発とその制振メカニズム

4

M2052 の性質

5

使い方

6

いくつかの実施例
音響
工作機械
精密機器
その他の精密機器関係

7

特許に見られる M2052 合金の認知度

8

まとめ

9

参考書

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
音響

ネジ・ワッシャーの制振機能で認知

プリメイン・アンプ基板におけるネジ止め例

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
音響

ネジ・ワッシャーの制振機能で認知

プリメイン・アンプ基板におけるネジ止め例

CD プレーヤー・メカのネジ止め例

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
音響

CD の雑音低減

パイオニアの車載型 CDの成功例

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
音響

CD の雑音低減

パイオニアの車載型 CDの成功例

0.1mm のリング 1 枚で 700Hz のピークを低減制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
音響

CD-ROM の音質改善

構造の簡素化と音質改善をもたらす

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
音響

Analog Record

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
音響

レコード・カートリッジ

エッヂとプレートにM2052 合金を使う

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
音響

レコード・カートリッジ

エッヂとプレートにM2052 合金を使う

Take Five の初めにみられたメリ
ハリ制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
音響

マイクロフォン懸垂板
コードと床からの振動遮断に 効果

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
工作機械

１ミリ厚の板を敷くだけでびびりを制止

旋盤のシャンク制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
工作機械

１ミリ厚の板を敷くだけでびびりを制止

旋盤のシャンク

びびり発生限は遠のく

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
工作機械

中繰り穿孔加工に優れた成績
東芝機械での評価

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
工作機械

中繰り穿孔加工に優れた成績
東芝機械での評価

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
工作機械

高速・精密加工からヘール加工へ

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
工作機械

高速・精密加工からヘール加工へ

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
工作機械

自動車サンルーフ加工の成果例

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
工作機械

切り欠きのないバイトで研削面改善

３種のバイト制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
工作機械

切り欠きのないバイトで研削面改善

３種のバイト

バイトの振動データ

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
工作機械

バネ機能のないバイトで共振を低減

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
工作機械

バネ機能のないバイトで共振を低減

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
工作機械

軸受けのインナー・アウターでの効果制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
工作機械

軸受け用スリーブの効果

5000Hz の共振群は著しく低減

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
工作機械

軸受け用スリーブの効果

5000Hz の共振群は著しく低減

M2052 スリーブは有効制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
工作機械

自動車エンジンの騒音低減

着座音対策制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
工作機械

自動車エンジンの騒音低減

着座音対策

1kHz が 2052 リングで 5dB の低減

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
工作機械

平面研削盤用マウントで成果用いた 1 トンの試験機

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
工作機械

平面研削盤用マウントで成果用いた 1 トンの試験機

代表的なマウント

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
工作機械

平面研削盤の低周波対策実験に用いたマウント

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
工作機械

平面研削盤の低周波対策実験に用いたマウント

25Hz 付近の強い共振が劇的に低減

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
工作機械

1.8ton の平面研削盤による追加試験

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
工作機械

近くで床を加振時の侵入振動の阻止力

鋳鉄製マウントの例

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
工作機械

近くで床を加振時の侵入振動の阻止力

鋳鉄製マウントの例

M2052 製マウントの例

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
工作機械

床からの振動阻止と仕上げ面への影響

床から渡来する振動を抑制する

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
工作機械

床からの振動阻止と仕上げ面への影響

床から渡来する振動を抑制する

実研磨仕上げに効果

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
工作機械

M2052 製まウントは４０%も表面仕上げを改善

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
工作機械

ポンプの振動対策

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
工作機械

ポンプの振動対策

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
工作機械

ワッシャーの顕著な効果

ネジの緩み試験器

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
工作機械

ワッシャーの顕著な効果

ネジの緩み試験器

1 ミリの M2052 合金製ワッシャー 1
枚で効果絶大を証明

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
精密機器

重力波望遠鏡 ⇒ 地上最強の制振装置

TAMA Project の国立天文台

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
精密機器

重力波望遠鏡 ⇒ 地上最強の制振装置

TAMA Project の国立天文台

地下に 300m のトンネル 2 本があり、そこに除振装置がある

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
精密機器

チャンバー環境は超低温・超真空・超低周波が相手
ゴムはステンレス・ベーローズに封じて利用したが—

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
精密機器

コイルバネ・ベローズの減衰挙動が注目

コイル振動の収束速度に 10 倍の差

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
精密機器

コイルバネ・ベローズの減衰挙動が注目

コイル振動の収束速度に 10 倍の差

ベローズ振動の挙動
コイルと同様に、M2052 合金が有効

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
精密機器

採用の成果

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
精密機器

採用の成果

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
精密機器

TAMA Project にコイルとして採用 ⇒ 順調に稼動中鏡を懸垂するところに採用

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
精密機器

TAMA Project にコイルとして採用 ⇒ 順調に稼動中鏡を懸垂するところに
採用

例のない制振効果

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
その他の精密機器関係

高級ガンマー線検出器

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
その他の精密機器関係

高級ガンマー線検出器

制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
その他の精密機器関係

Hard Disk制振合金 M2052 とその応用の可能性
いくつかの実施例
その他の精密機器関係

Hard Disk制振合金 M2052 とその応用の可能性
特許に見られる M2052 合金の認知度

Outline1

ゴムとその問題点

2

制振合金への期待とその問題点

3

M2052 の開発とその制振メカニズム

4

M2052 の性質

5

使い方

6

いくつかの実施例
音響
工作機械
精密機器
その他の精密機器関係

7

特許に見られる M2052 合金の認知度

8

まとめ

9

参考書

制振合金 M2052 とその応用の可能性
特許に見られる M2052 合金の認知度

特許に見られる制振合金の主な種類とその利用件数
利用対象制振合金件数 (112 件中)一般制振合金Fe-6AlM2052(特定・推奨・示唆)
Al-Zn
Mg 系
鉄系
その他

34
9
28⇒ >514478

制振合金 M2052 とその応用の可能性
特許に見られる M2052 合金の認知度

エンジンへの適用 1—本田技研

カムホルダーの例

制振合金 M2052 とその応用の可能性
特許に見られる M2052 合金の認知度

エンジンへの適用 1—本田技研

カムホルダーの例

ブッシュ、ベアリング・キャップ

制振合金 M2052 とその応用の可能性
特許に見られる M2052 合金の認知度

エンジンへの適用 2

クランクシャフトの軸受け

制振合金 M2052 とその応用の可能性
特許に見られる M2052 合金の認知度

エンジンへの適用 2

クランクシャフトの軸受け

ジャーナルのシリンダーブ
ロックの軸受け制振合金 M2052 とその応用の可能性
特許に見られる M2052 合金の認知度

医科歯科用ハンドピース 1

ハンドピースの部分図

制振合金 M2052 とその応用の可能性
特許に見られる M2052 合金の認知度

医科歯科用ハンドピース 1

ハンドピースの部分図
ハンドピースの部分図

制振合金 M2052 とその応用の可能性
特許に見られる M2052 合金の認知度

医科歯科用ハンドピース 2

ハンドピースの前部拡大図

制振合金 M2052 とその応用の可能性
特許に見られる M2052 合金の認知度

医科歯科用ハンドピース 2

ハンドピースの前部拡大図

ハンドピースの後部拡大図

制振合金 M2052 とその応用の可能性
特許に見られる M2052 合金の認知度

超音波探触子 1

超音波探触子の外観

制振合金 M2052 とその応用の可能性
特許に見られる M2052 合金の認知度

超音波探触子 1

超音波探触子の外観
モーター接続部の拡大図

制振合金 M2052 とその応用の可能性
特許に見られる M2052 合金の認知度

超音波探触子 2

M2052 合金製スペーサの考案例

制振合金 M2052 とその応用の可能性
特許に見られる M2052 合金の認知度

密閉型圧縮機 1

圧縮機とそのカバー

制振合金 M2052 とその応用の可能性
特許に見られる M2052 合金の認知度

密閉型圧縮機 1

圧縮機とそのカバー

制振鋼板を用いたデータ

制振合金 M2052 とその応用の可能性
特許に見られる M2052 合金の認知度

密閉型圧縮機 2M2052 合金を用いたデータ

制振合金 M2052 とその応用の可能性
特許に見られる M2052 合金の認知度

像振れ補正装置および光学機器

接眼部側から見た補正機構の平面図

制振合金 M2052 とその応用の可能性
特許に見られる M2052 合金の認知度

像振れ補正装置および光学機器

接眼部側から見た補正機構の平面図
その平面図の V-V 断面図

制振合金 M2052 とその応用の可能性
特許に見られる M2052 合金の認知度

人工衛星のフライホイール

従来のフライホイール

制振合金 M2052 とその応用の可能性
特許に見られる M2052 合金の認知度

人工衛星のフライホイール

従来のフライホイール

新機能のフライホイール

制振合金 M2052 とその応用の可能性
特許に見られる M2052 合金の認知度

自動車のダイナミックダンパ

ダイナミックダンパの例

制振合金 M2052 とその応用の可能性
特許に見られる M2052 合金の認知度

自動車のダイナミックダンパ

ダイナミックダンパの例

制振対策成功の一例

制振合金 M2052 とその応用の可能性
特許に見られる M2052 合金の認知度

ブレーキディスク 1

ディスク

制振合金 M2052 とその応用の可能性
特許に見られる M2052 合金の認知度

ブレーキディスク 1

ディスク

ハット

制振合金 M2052 とその応用の可能性
特許に見られる M2052 合金の認知度

ブレーキディスク 2

全体図

制振合金 M2052 とその応用の可能性
特許に見られる M2052 合金の認知度

ブレーキディスク 2

全体図

連結部の断面制振合金 M2052 とその応用の可能性
まとめOutline1

ゴムとその問題点

2

制振合金への期待とその問題点

3

M2052 の開発とその制振メカニズム

4

M2052 の性質

5

使い方

6

いくつかの実施例
音響
工作機械
精密機器
その他の精密機器関係

7

特許に見られる M2052 合金の認知度

8

まとめ

9

参考書

制振合金 M2052 とその応用の可能性
まとめ

どんな分野で使われているか
音響界 音質追求、画像改善、デジタル信号の向上、
CD-ROM/DVD など

制振合金 M2052 とその応用の可能性
まとめ

どんな分野で使われているか
音響界 音質追求、画像改善、デジタル信号の向上、
CD-ROM/DVD など
機械分野

旋盤、研削盤、穿孔機、

制振合金 M2052 とその応用の可能性
まとめ

どんな分野で使われているか
音響界 音質追求、画像改善、デジタル信号の向上、
CD-ROM/DVD など
機械分野

旋盤、研削盤、穿孔機、精密機器分野計など

精密 γ 線検出器、重力波望遠鏡、超音波流量制振合金 M2052 とその応用の可能性
まとめ

どんな分野で使われているか
音響界 音質追求、画像改善、デジタル信号の向上、
CD-ROM/DVD など
機械分野

旋盤、研削盤、穿孔機、精密機器分野計など

精密 γ 線検出器、重力波望遠鏡、超音波流量

スポーツ業界ゴルフ・ヘッド、テニス・ラケットなど

制振合金 M2052 とその応用の可能性
まとめ

優れた成形加工性に基づいた豊富なオブジェクトの取得
製造条件次第でゴム並みの制振性能

制振合金 M2052 とその応用の可能性
まとめ

優れた成形加工性に基づいた豊富なオブジェクトの取得
製造条件次第でゴム並みの制振性能構造部材としての強度を具備する材料

制振合金 M2052 とその応用の可能性
まとめ

優れた成形加工性に基づいた豊富なオブジェクトの取得
製造条件次第でゴム並みの制振性能構造部材としての強度を具備する材料
形状・製法・サイズは要望に対応

制振合金 M2052 とその応用の可能性
まとめ

優れた成形加工性に基づいた豊富なオブジェクトの取得
製造条件次第でゴム並みの制振性能構造部材としての強度を具備する材料
形状・製法・サイズは要望に対応
鋳物 ⇒ 大型鋳物、鋳ぐるみ、精密鋳造鋳物

制振合金 M2052 とその応用の可能性
まとめ

優れた成形加工性に基づいた豊富なオブジェクトの取得
製造条件次第でゴム並みの制振性能構造部材としての強度を具備する材料
形状・製法・サイズは要望に対応
鋳物 ⇒ 大型鋳物、鋳ぐるみ、精密鋳造鋳物
熱間・冷間加工、鍛造、冷間圧延、転造

制振合金 M2052 とその応用の可能性
まとめ

優れた成形加工性に基づいた豊富なオブジェクトの取得
製造条件次第でゴム並みの制振性能構造部材としての強度を具備する材料
形状・製法・サイズは要望に対応
鋳物 ⇒ 大型鋳物、鋳ぐるみ、精密鋳造鋳物
熱間・冷間加工、鍛造、冷間圧延、転造
細線、コイル、パイプ、厚板、薄板、箔、粉末、塗料

制振合金 M2052 とその応用の可能性
まとめ

優れた成形加工性に基づいた豊富なオブジェクトの取得
製造条件次第でゴム並みの制振性能構造部材としての強度を具備する材料
形状・製法・サイズは要望に対応
鋳物 ⇒ 大型鋳物、鋳ぐるみ、精密鋳造鋳物
熱間・冷間加工、鍛造、冷間圧延、転造
細線、コイル、パイプ、厚板、薄板、箔、粉末、塗料
溶接 (TIG、レザー、電子、スポット)、半田付け、ろう付け

制振合金 M2052 とその応用の可能性
まとめ

優れた成形加工性に基づいた豊富なオブジェクトの取得
製造条件次第でゴム並みの制振性能構造部材としての強度を具備する材料
形状・製法・サイズは要望に対応
鋳物 ⇒ 大型鋳物、鋳ぐるみ、精密鋳造鋳物
熱間・冷間加工、鍛造、冷間圧延、転造
細線、コイル、パイプ、厚板、薄板、箔、粉末、塗料
溶接 (TIG、レザー、電子、スポット)、半田付け、ろう付け
切削、穿孔、研磨、エッチング微細加工

制振合金 M2052 とその応用の可能性
まとめ

優れた成形加工性に基づいた豊富なオブジェクトの取得
製造条件次第でゴム並みの制振性能構造部材としての強度を具備する材料
形状・製法・サイズは要望に対応
鋳物 ⇒ 大型鋳物、鋳ぐるみ、精密鋳造鋳物
熱間・冷間加工、鍛造、冷間圧延、転造
細線、コイル、パイプ、厚板、薄板、箔、粉末、塗料
溶接 (TIG、レザー、電子、スポット)、半田付け、ろう付け
切削、穿孔、研磨、エッチング微細加工
メッキ (銅、銀、金)、硬質・軟・黒色メッキ

制振合金 M2052 とその応用の可能性
まとめ

今後に波及が予想される産業界
自動車 (現行以外に電気・燃料自動車)、鉄道、船舶、道路、
航空宇宙産業、変電所、プラント

制振合金 M2052 とその応用の可能性
まとめ

今後に波及が予想される産業界
自動車 (現行以外に電気・燃料自動車)、鉄道、船舶、道路、
航空宇宙産業、変電所、プラント
ロボット、光学機器、超精密加工技術、スポーツ器具

制振合金 M2052 とその応用の可能性
まとめ

今後に波及が予想される産業界
自動車 (現行以外に電気・燃料自動車)、鉄道、船舶、道路、
航空宇宙産業、変電所、プラント
ロボット、光学機器、超精密加工技術、スポーツ器具
建設・建築 ⇒ 免震対策、床騒音・家屋内外の静粛制振合金 M2052 とその応用の可能性
まとめ

今後に波及が予想される産業界
自動車 (現行以外に電気・燃料自動車)、鉄道、船舶、道路、
航空宇宙産業、変電所、プラント
ロボット、光学機器、超精密加工技術、スポーツ器具
建設・建築 ⇒ 免震対策、床騒音・家屋内外の静粛公害対策 ⇒ 高速回転体騒音、白蝋病など

制振合金 M2052 とその応用の可能性
まとめ

今後に波及が予想される産業界
自動車 (現行以外に電気・燃料自動車)、鉄道、船舶、道路、
航空宇宙産業、変電所、プラント
ロボット、光学機器、超精密加工技術、スポーツ器具
建設・建築 ⇒ 免震対策、床騒音・家屋内外の静粛公害対策 ⇒ 高速回転体騒音、白蝋病など
その他 (医療機器、シーリングなど)

制振合金 M2052 とその応用の可能性
まとめ

優れた制振性と多様なオブジェクトが相俟って今までにない応用が可能
対策に新機能を導入し打開 (ブレークスルー)

制振合金 M2052 とその応用の可能性
まとめ

優れた制振性と多様なオブジェクトが相俟って今までにない応用が可能
対策に新機能を導入し打開 (ブレークスルー)
構造の簡素化 (工程短縮、軽量・小型化)

制振合金 M2052 とその応用の可能性
まとめ

優れた制振性と多様なオブジェクトが相俟って今までにない応用が可能
対策に新機能を導入し打開 (ブレークスルー)
構造の簡素化 (工程短縮、軽量・小型化)
将来への達観と工夫によって新技術分野の創成

制振合金 M2052 とその応用の可能性
参考書

Outline1

ゴムとその問題点

2

制振合金への期待とその問題点

3

M2052 の開発とその制振メカニズム

4

M2052 の性質

5

使い方

6

いくつかの実施例
音響
工作機械
精密機器
その他の精密機器関係

7

特許に見られる M2052 合金の認知度

8

まとめ

9

参考書

制振合金 M2052 とその応用の可能性
参考書

reference 1
川原浩司 :特許第 2849698 号、平成 11 年 (1999)
川原浩司ら:日本金属学会誌、57(1993),1089
川原浩司ら:日本金属学会誌、57(1993),1097

K.Kawahara:(invited Lecture)Proc.2nd High-Damping Materials, Sep.10
2005,Kyoto,Application of high-damping alloy to precision instrument
川原浩司:日本金属学会 2001 年秋期講演会九州産大 (招待講演)、”制振材
料進歩と現状”
川原浩司:日本金属学会 2003 年秋期講演会千葉大 (招待講演)、”制振合金
M2052 の応用とその動向”
川原浩司、殷福星: 真空 (J.Vaccum), vol.42, pp.11-17, 1999
川原浩司: 金属プレス, vol.32, pp.17-26, 2001
川原浩司、殷福星: 日本学術振興会未来開拓学術研究高減衰能材料研究プ
ロジェクト,2000 年,9 月,37
川原浩司、殷福星: 制振工学会会報, vol.13, pp.87-100, 2001
川原浩司：工業材料, vol.52, Nrs.2/9, Feb/Sept. 2004
川原浩司：工業材料, vol.54,Nrs.9,Sep.2006

制振合金 M2052 とその応用の可能性
参考書

reference 2
川原浩司: 機械と工具, vol.48, Nrs.10 and 12, Nov and Dec. 2004,
vol.49,No.1, Jan. 2004
福原幹夫、殷福星、川原浩司: physica status solidi(a),201(2004)454

T.Tanji,S.Moriwaki,N.Mio,et al.:J.Alloys andCompounds,355(2003)207-210
丹治亮:東大大学院修士論文,2003 年

N.Mio,T.Tanji,S.Moriwaki:Class.Quantum Grav.,19(2002)1647-1654
三尾典克:高性能制振材料による極限防振技術の開発、平成 11・12 年度科学研究費補助金基盤研究 (B)(2) 研究成果報告書、平成 13 年 11 月、東京大学大学院新領域創成科学研究科
および、三尾典克:ftp://gogyou.t.u.-tokyo.ac.jp/pub/mio/m2052-report.pdf

K.Tsubono:J.Alloy and Compound,355(2003),224
平成 15 年度創造技術研究開発事業報告書「平面研削盤の高精度化のための制振合金 M2052 の応用についての研究」((株) セイシンと職業能力開発
総合大学校との共同研究)、あるいは、岡部真幸ら:職業能力開発総合大学
校紀要,34A(2005)35,47