JP4956873B2 - Vibration isolator, method for manufacturing the vibration isolator, and apparatus for manufacturing the vibration isolator - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビルや家屋等の建築物、橋梁や道路等の建造物又は鉄道の軌道等に用いられ、車両や列車の通過又は地震等によって発生する振動を効果的に吸収・分散して抑制する防振体、この防振体の製造方法及び防振体の製造に用いられる製造装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ビルや家屋等の建築物、橋梁や道路等の建造物又は鉄道の軌道等に用いられるこの種の防振体の多くは、振動減衰性や吸振性に優れるゴムや樹脂又は金属製のばねから形成されるのが一般的である。
【0003】
しかしながら、これらゴムや樹脂からなる防振体は経時変化しやすく、長年にわたって繰り返し荷重を受けたり、油や水、薬品を使用する環境下に長期間置かれることによってその性能が低下するため、定期的に交換を行う必要があるという欠点がある。耐油性、耐水性、耐候性、耐薬品性等に優れるゴムや樹脂を使った防振体も市販されているが、このようなゴムや樹脂を使った防振体は高価な材料を使用するうえ製造も煩雑で、防振体の価格も著しく高くなるという問題がある。
【0004】
また、コイルばねや板ばね等の金属製のばねは、ばね定数を適当に選択することによって、適度なばね力を得ることができ、寿命も長く、かつ、クッション性に富むという点で優れているが、変形に必要なエネルギーのほぼ全てが復元時に運動エネルギーとして放出されるため、単体では振動抑制効果は小さく、アブソーバ等の減衰手段を設ける必要がある。
【0005】
さらに、異種材料から構成される防振体が、例えば、特開昭57−161332号公報や特公昭58−4218号公報で開示されている。
特開昭57−161332号公報に記載の防振体は、密度の高い材料を混合して密度の高い板状の剛体盤を作ることにより固有振動数を小さく抑え、振動伝達率を小さくするという思想に基づくものである。しかしながら、剛体盤であるため防振体自身のたわみ変形により振動エネルギーを吸収する余地は殆んどなく、光学機械や計測機器などのように微小振動が問題になる機器や部位に用途が限定される。
【0006】
特公昭58−4218号公報に記載の防振体は、粒状または粉末状の鉛もしくはアルミを樹脂中に分散させ、外力によって生じる二種類の振動周波数が互いに干渉しあって消去するという思想と、樹脂と他の材料との界面に塑性変形を生じさせて振動エネルギーを放散させるという思想に基づくものである。しかし、このため繰返しの負荷によって塑性変形が累積して長期的に元の形状を維持しにくいという欠点がある。
また、列車の乗り心地性を向上させたり、騒音の発生を抑制したりするためには、鉄道軌道に防振体を用いるのが好ましいが、全ての軌道上に防振体を設けようとすると、使用量が膨大になってコストがかさむため、優れた効果を得ることができるにもかかわらずほとんど利用されていないのが現状である。
【0007】
さらにまた、近年の環境意識の高まりから、金属スクラップやペットボトル等の樹脂スクラップについて、再利用の途があらゆる分野で模索されている。製缶業界においても、ラミネートフィルムが被覆されたアルミ缶やスチール缶の処理が問題となっているが、現状では、ラミネートフィルムが被覆されたままのアルミ缶やスチール缶を熔解炉に投入し、ラミネートフィルムを燃焼させるとともに金属部分を地金原料として再利用しているため、ラミネートフィルム部分については必ずしも有効利用されているとは言い難いものであった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点にかんがみてなされたもので、防振ゴムや防振樹脂と同等、あるいはそれ以上の振動抑制効果を得ることができ、劣悪な環境下でも長期にわたって安定的に性能を発揮することができるほか、スクラップのような廃棄金属や廃棄樹脂の有効利用を図ることができ、安価なコストで製造することができる防振体、この防振体の製造方法及びこの防振体の製造装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、板状金属材と樹脂材との混合体を圧縮した状態で形状を維持する形状維持手段と、この形状維持手段によって圧縮状態で固定された前記板状金属材と前記樹脂材との間に介在する空隙部分と有する構成としてある。
板状金属材は、例えば、圧延板を切断することによって得ることができる。また、樹脂材は、例えば、廃棄ペットボトルを切断することによって得ることができる。さらに、予め適当な大きさや形状を有しているものについては、そのまま板状金属材や樹脂材として利用することも可能である。そして、このような切片状の多数個の金属材と多数個の樹脂材を、予め決定された比率で混合させることで、前記の混合体を得ることができる。
【0010】
上記の構成によれば、板状金属材と樹脂材との間に空隙が存在しているので、防振体に振動や衝撃等が作用したときに、板状金属材や樹脂材が弾性変形してこれら振動や衝撃を吸収することができる。
また、従来の防振ゴムや防振樹脂に比して樹脂の使用量を削減でき、低廉なコストで、長期間の使用や劣悪な環境下でも劣化しない高価な樹脂を使用することもできる。
【0011】
請求項2に記載の発明は、前記混合体が、種類の異なる複数の樹脂材を含む構成としてある。また、請求項3に記載の発明は、前記混合体が、種類の異なる複数の板状金属材を含む構成としてある。
このように、本発明の防振体を構成する板状金属材又は樹脂材は、同じ種類のものであってもよいし、異なる種類のものであってもよい。
例えば、アルミニウムと鉄の板状金属材に、ポリエステルとポリエチレンの樹脂材を加えて混合してもよい。したがって、例えば、スチール製の缶胴にアルミ合金製の缶蓋が取り付けられた使用済みの空き缶を、缶胴と缶蓋を分離する必要なく、適当な大きさや形状に切断等して、前記板状金属材として有効利用することができる。
このように、本発明ではあらゆる種類の材料が使用可能であり、例えばペットボトルのようなリサイクルしにくい樹脂材も混合して使用することが可能である。
【0012】
請求項4に記載の発明は、前記樹脂材には、前記板状金属材に予め被覆又は貼合された樹脂材を含む構成としてある。
樹脂が被覆又は貼合された、例えばラミネート金属板をリサイクルするには、この金属板を熔解炉に投入して金属部分は地金原料として利用し、ラミネート樹脂部分はそれ自身が燃焼することで金属を熔解させるための燃料の一部として利用されているのが現状である。したがって、ラミネート樹脂を有効利用しているとは言えない。
ラミネート樹脂部分を金属板から剥がして、それを再利用することも技術的には可能であるが、コストがかかりすぎるため現実的でない。
この発明では、ラミネート樹脂等の樹脂が被覆又は貼合された金属板等の金属材料も利用が可能で、この金属材料とともにラミネート樹脂を切断することで、本発明の防振体に必要な金属材と樹脂材を同時に得ることができ、ラミネートフィルムのような樹脂の有効利用を図ることができ、かつ、低コストで経済的である。
【0013】
請求項5に記載の発明は、前記板状金属材と前記樹脂材との混合比が、体積比において1:9〜9:1の範囲内である構成としてある。
この範囲より板状金属材の量が少なくなると、振動抑制効果が小さくなりすぎ、この範囲より板状金属材が多すぎると、板状金属材間の結合が弱くなって、防振体の形状を維持できなくなり、振動抑制効果も小さくなる。
また、樹脂材の量が多すぎると、長期間の使用による経時変化によって防振体全体が永久変形しやすくなる。
【0014】
請求項6に記載の発明は、前記板状金属材と前記樹脂材とを混合してなる混合体と、前記空隙とが、体積比において、1:9〜8:2の範囲内である構成としてある。
空隙の量がこれよりも多いと、防振体が軟らかくなり過ぎて振動抑制効果が小さくなり過ぎ、これよりも少ないと、防振体の剛性が大きくなり過ぎて振動の吸収量が小さくなり、振動抑制効果が小さくなり過ぎる。
【0015】
前記空隙には、請求項7又は請求項8に記載するように、アスファルトを主成分とする粘稠材を充填してもよい。
アスファルト等の粘稠材を空隙に充填することで、板状金属材をさびや腐食から保護することができるようになる。また、粘稠材の粘性作用と、板状金属材や樹脂材間の摩擦係数の増大により、振動の吸収効果をさらに高めることができる。
圧縮時の混合体の形状を維持する形状維持手段としては、請求項9に記載するように、前記板状金属材と前記樹脂材とを少なくとも一部で接着する接着剤としてもよいし、請求項10に記載するように前記形状維持手段が、前記樹脂材の少なくとも一部を溶融・固化させて固着状態にするものとしてもよい。
この場合、請求項11に記載するように、前記防振体の外周の前記板状金属材と前記樹脂材とを接着又は固着状態にし、前記防振体の中央部分に、圧縮状態の前記板状金属材と前記樹脂材との混合体を封入するようにするとよい。
このようにすることで、接着又は固着された外周部分が防振体の形状を維持し、内部に封入された非接着又は非固着状態の板状金属材と樹脂材とが、微小ながら相対的に摺動することができるので、防振体として大きな変形が得られるとともに、これらの摩擦によるエネルギー損失の増大により、大きな振動吸収性を発揮する。そのため、振動抑制効果に優れた防振体を得ることができる。
【0016】
請求項12に記載の発明は、前記板状金属材又は前記樹脂材の少なくとも一方が廃棄金属又は廃棄樹脂から形成されている構成としてある。
このように、スクラップのような廃棄金属や廃棄樹脂を利用することで、より安価な価格の防振体を得ることができる。また、スクラップのような廃棄金属や廃棄樹脂を利用することで、リサイクルしにくかった金属や樹脂の有効利用を図ることができ、環境の面においても有効である。
【0017】
請求項13に記載の発明は、前記樹脂材に代えて、あるいは、前記樹脂材とともに合成ゴムを用いた構成としてある。
本発明においては、樹脂材の代わりに合成ゴムも用いることができ、合成ゴムを用いても樹脂材と同様に優れた防振性を得ることができる。
請求項14に記載の発明は、前記板状金属材、前記樹脂材又は前記合成ゴムの圧縮方向が、使用時において前記防振体に作用する一又は複数の負荷方向と同方向である構成としてある。
このように、本発明の防振体は、圧縮方向と同方向に荷重を作用させることで、防振性能および耐久性を最大限に発揮させることができる。
【0018】
本発明の防振体は、以下の製造方法によって製造することができる。
請求項15に記載の発明は、板状金属材と樹脂材とを混合して混合体を形成し、この混合体を圧縮容器内で加圧して圧縮し、圧縮された前記混合体の形状を一定に維持するように前記混合体を構成する前記金属材と前記樹脂材とを少なくとも一部で接着又は固着した方法としてある。
この方法によれば、板状金属材と樹脂材との間に空隙を有する防振体を製造することができる。なお、板状金属材は、例えば、圧延板を切断することによって得ることができる。また、樹脂材は、例えば、廃棄ペットボトルを切断することによって得ることができる。さらに、予め適当な大きさや形状を有しているものについては、そのまま金属材や樹脂材として利用することも可能である。
【0019】
請求項16に記載の発明は、前記圧縮状態の前記混合体を加熱して前記樹脂材を溶融した後、前記混合体を冷却して前記樹脂材を固化させることによって、前記板状金属材と前記樹脂材とを固着した方法としてある。
混合体を加熱する加熱手段としては、バーナやヒータの他、誘導加熱を利用することができる。
この場合、請求項17に記載の発明のように、前記防振体の外周の前記板状金属材と前記樹脂材とを接着又は固着状態にし、前記防振体の中央部分に、圧縮状態の前記板状金属材と前記樹脂材との混合体を封入するとよい。
【0020】
請求項18に記載の発明は、前記樹脂材が含まれている板状金属材を切断することによって、前記板状金属材と前記樹脂材とを形成する方法である。
例えば、ラミネートフィルムで被覆された板状金属材を切断することで、板状金属材と樹脂材とを同時に形成することができ、経済的である。
請求項19に記載の発明は、単一又は複数種類の樹脂材と、単一又は複数種類の板状金属材とを混合して混合体を形成した方法としてある。
このように、本発明の製造方法では、複数種類の板状金属材と樹脂材とを混合して使用することが可能である。
【0021】
請求項20に記載の発明は、前記板状金属材又は前記樹脂材の少なくとも一方が廃棄金属又は廃棄樹脂である方法としてある。
この方法によれば、リサイクルの困難なスクラップ等の廃棄金属又は廃棄樹脂の有効利用を図ることができ、このような材料を使用することで、防振体の製造コストを安価にすることができる。
【0022】
請求項21に記載の発明は、前記板状金属材と前記樹脂材との圧縮状態における混合比が、体積比において1:9〜9:1の範囲内である方法としてある。また、請求項22に記載の発明は、圧縮状態における前記混合体と前記空隙との体積比が、1:9〜8:2の範囲内である方法である。
この範囲内で、板状金属材と樹脂材とを混合し、所定の圧力で圧縮して所定割合の空隙を得ることで、振動抑制効果に優れる最適な防振体を製造することができる。
【0023】
請求項23に記載の発明は、前記混合体に粘稠材を供給し、前記板状金属材と前記樹脂材との間の空隙の一部又は全部に粘稠材を充填する方法としてある。
アスファルトのような粘稠材を供給することで、板状金属材の腐食等を防止でき、より耐久性に優れる防振体を製造することができる。また、粘稠材の粘性作用と、板状金属材や樹脂材間の摩擦係数の増大により、振動の吸収効果をさらに高めることができる。
本発明の製造方法においては、請求項24に記載するように、前記樹脂材に代えて、あるいは、前記樹脂材とともに合成ゴムを用いることができる。合成ゴムを用いても、樹脂材を用いた場合と同等の振動抑制効果を有する防振体を得ることができる。この場合、樹脂材と合成ゴムとを混合して用いてもよい。
請求項25に記載の発明は、前記混合体を、防振体の使用時に前記防振体に作用する一又は複数の負荷方向と同方向から加圧して圧縮する方法である。この方法によれば、防振性能および耐久性を最大限に発揮することができる防振体を得ることができる。
【0024】
また、この製造方法は、請求項26に記載の製造装置を使って実施することが可能である。すなわち、 板状金属材と樹脂材、又は、板状金属材と樹脂材及び合成ゴムとを混合・圧縮して防振体を製造する製造装置であって、前記板状金属材と樹脂材、又は、板状金属材と樹脂材及び合成ゴムが投入される容器と、この容器内の前記板状金属材と樹脂材、又は、板状金属材と樹脂材及び合成ゴムとの混合体を加圧し、所定の形状になるように圧縮する加圧・圧縮手段と、この加圧・圧縮手段によって圧縮された状態の前記混合体を加熱して、前記樹脂材、又は、樹脂材と合成ゴムの少なくとも一部を溶融させる加熱手段と、前記加圧・圧縮手段によって所定の形状に圧縮された混合体を、前記加熱手段によって加熱されている間及び前記加熱後の冷却されている間、前記所定形状の圧縮状態で保持する保持手段とを有する構成としてある。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明の防振体の実施形態にかかり、その一部を断面した斜視図である。
この実施形態の防振体1は、振動の吸収・分散を行う防振層10と、この防振層10の外側に設けられた保護層20とから概略構成されている。
【0026】
[防振層]
防振層10は、例えば、鋼板を切断することによって得られた金属材と、例えば廃棄ペットボトルを切断することによって得られた樹脂材とを、所定の体積比で均一に混合して混合体を形成し、この混合体を加圧圧縮してなっている。
また、金属材と樹脂材とを接着又は固着して、加圧圧縮したときの形状を維持できるようにしている。
樹脂材と金属材とは、圧縮されることで互いに複雑に絡まり、樹脂材が金属材に接合または挟持または封入された状態になる。そのため、ゴム単体や樹脂単体で構成された防振体と異なり、金属材は繰り返しの荷重負荷がかかってもクリープ変形もしくは流動変形しないので、これに接合,挟持又は封入されている樹脂材もクリープ変形や流動変形を起こしにくい状態となり、全体として永久変形を起こすことなく安定した性能を長期間保つことができる。
【0027】
また、金属材は粒状金属や粉状金属と比べて、大きな面積で樹脂材と接するので、荷重負荷を効率良く樹脂材に伝達し、樹脂材を弾性変形させるので樹脂のもつ粘弾性的性質により振動エネルギーを効果的に吸収することができる。
さらに、防振体内部のそれぞれの金属材、樹脂材どおしが接する面の面積の総量が大きくなり、振動や衝撃が作用したときにはこれらの接する面の大部分で摩擦が生じ摩擦損失によるエネルギー吸収がおこる。
したがって、本発明の防振体によれば、上記した複数のエネルギー吸収作用の複合によって優れた防振性と耐久性を得ることができるものである。
【0028】
[金属材]
金属材は、熱間圧延板、冷間圧延板等の圧延板、ティンフリースチール板、クロムメッキ板、錫メッキ板等のメッキ鋼板、アルミニウム板、アルミニウム合金板、ステンレス板、ラミネート鋼板、サンドイッチ鋼板もしくはこれらの塗装板等、あらゆる種類のものを用いて形成することができる。
金属材の厚さは、金属材の種類や樹脂材の種類,これらの混合比,防振体の用途,振動の種類,形態,周波数等に基づいて適宜選択できるが、概ね0.02mm〜5mmのものを用いることができる。特に、0.07mm〜1mm程度のものが、圧縮成形時において金属材どおし又は金属材と樹脂材が絡みやすく好ましい。もちろん防振体1の内部で異なる厚さの金属材が混在していてもよい。
【0029】
また、防振体1を形成するための専用の金属材を用いてもよいが、例えば、製缶工程で排出されるプレスにおける打ち抜き屑や成形缶胴のトリム屑、圧延材両端のトリム屑、ラミネート鋼板両端のトリム屑等の廃棄金属を使用することも可能である。これらは廃棄金属といえども、例えば切削屑などと比べて性状が均一で、且つ大量に発生することから、安定的に調達可能なものである。
また、前述したように、使用済みの空き缶等も使用が可能である。特に、缶用素材として多く用いられているラミネート金属板の一例は、ティンフリースチールの両面にポリエステルフィルムをラミネートしたものであり、本来の使用目的からして耐食性に優れていて、ラミネート樹脂と金属板との密着力も著しく高いため、本発明の防振体1においても高い接合強度と耐食性をもたらし、好都合である。そして、このような廃棄金属を用いることで、材料費を削減して防振体1の製造コストを低減することができるほか、リサイクルのしにくい廃棄金属について、新たな用途を拡大することができる等の利点がある。
【0030】
[樹脂材]
樹脂材は、ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル等のいわゆるプラスチックを用いて形成することができる。この場合も、金属材の場合と同様に、この防振体1を形成するための専用の樹脂材を用いてもよいが、例えば、回収された使用済みのペットボトルやその他の廃棄樹脂材、ラミネート鋼板又はサンドイッチ鋼板等に用いられているラミネートフィルムを用いることが可能である。このような廃棄樹脂材を用いることで、材料費を削減して防振体1の製造コストを低減することができるほか、廃棄樹脂材の新たな用途を拡大することができるという利点がある。
【0031】
[保護層]
保護層20は、防振層10を水や油の浸入等から保護したり、防振層10の外観を向上させたりするためのもので、防水性や耐熱性、耐圧力性に優れる、例えば、 ポリエステル系樹脂,オレフイン系樹脂,ポリアミド系樹脂,塩化ピニル,ポリウレタン,アルミ箔,合成ゴムまたはこれらの積層材等のシート,チューブ又は塗布材を適宜に用いて形成することができる。
この保護層20は、防振層10を特に保護する必要が無い場合や、建築物や建造物の土台等のように、通常人目に触れることがなく、これらの外観を損なわないような場合には、特に設けなくてもよい。
【0032】
金属材と樹脂材の混合の形態としては種々のものを挙げることができる。その一例を、図2〜図5を参照しながら説明する。
[防振層の第一の実施形態]
図2は、防振層の第一の実施形態にかかり、図1のA部の部分拡大図、図3は、この実施形態において使用が可能な金属材の一例を示す図である。
なお、図3では、金属材101の材料となるラミネート鋼板の金属部分を符号Mで、この金属部分Mに被覆されたラミネートフィルムを符号Rで示す。
【0033】
この実施形態では、金属材を形成するための金属材料として、図3(a)に示すようなラミネート鋼板を用いることができる。このラミネート鋼板は、金属部分Mの表面及び裏面に、ラミネートフィルムRを被覆又は貼合してなっている。そして、このラミネート鋼板を所定長さに細かく切断して、板状の金属材101を形成している。そのため、この実施形態の金属材101は、ラミネートフィルム102,102をその両面に有している。
【0034】
もちろん、図3(a)に示したラミネート鋼板以外のラミネート鋼板も使用することが可能である。例えば、金属部分Mの表面又は裏面のいずれか一方に、ラミネートフィルムRを被覆又は貼合させたもの、金属部分Mの表面又は裏面の一部にラミネートフィルムRを被覆又は貼合させたもの、異なる種類のラミネートフィルムRを金属部分Mの表面と裏面に被覆又は貼合させたもの等、種々のものを用いることができる。
そして、この金属材101と樹脂材であるPETチップ104とを均一に混ぜ、これを圧縮して防振層100が形成される。圧縮により、金属材101が塑性変形するとともに金属材101の間にPETチップ104が入り込み、これらが複雑に絡み合うことになる。PETチップ104は固形(非溶融)の状態のままで圧縮されるので、金属材101とPETチップ104との間にはところどころに空隙106が残存することになる。
【0035】
金属材101とPETチップ104とは、ラミネートフィルム102を介して接着される。金属材101とPETチップ104の混合体に熱を加え、PETチップ104とラミネートフィルム102とを部分的に溶融させることで、金属材101とPETチップ104とを固着するようにしてもよいし、接着剤を用いて接着するようにしてもよい。また、PETチップ104やラミネートフィルム102を溶融させることのできる溶剤を用いて、金属材101とPETチップ104とを固着するようにしてもよい。
このように、金属材101とPETチップ104とを部分的に接着又は固着させることで、圧縮のための加圧を解除した後にも、圧縮時の形状を維持することができる。
【0036】
なお、この実施形態においては、図3(b)に示すようなサンドイッチ鋼板も用いることが可能である。このサンドイッチ鋼板は、二層の金属部分Mの間に、ラミネートフィルム層Rが形成されているものである。図3(b)のサンドイッチ鋼板を切断して得られた金属材に、図3(a)のラミネート鋼板を切断して得られた金属材を混ぜて使用してもよい。
【0037】
[防振層の第二の実施形態]
図4は、防振層10の第二の実施形態にかかる拡大断面図である。
この実施形態では、金属材を形成するための金属材料として、ラミネートされていない一般的な金属板を用いている。この実施形態においても、金属材111と樹脂材であるPETチップ114とを均一に混ぜ、これを圧縮することで防振層110を形成している。圧縮により、金属材111とPETチップ114とが複雑に絡み合い、金属材111とPETチップ114との間に空隙116が残存することは、第一の実施形態と同様である。
また、この実施形態においても、金属材111とPETチップ114とを加熱したり溶剤を用いたりすることによって固着し、又は接着剤を用いて接着して、加圧解除後にも圧縮時の形状を維持することができるようにしている。
【0038】
[防振層の第三の実施形態]
図5は、防振層10の第三の実施形態にかかる拡大断面図である。
この実施形態では、金属材を形成するための金属材料として、第一の実施形態と同様のラミネート鋼板を用いている。この実施形態においても、金属材121を圧縮することで防振層120を形成している。圧縮により、金属材121が複雑に絡み合い、金属材121の間に空隙126が残存することは先の二つの実施形態と同様である。
この実施形態においては、ラミネート鋼板を切断することで、金属材121と樹脂材(ラミネートフィルム122を切断したもの)とが同時に得られという点で、有利である。
この実施形態においても、ラミネートフィルム122どおしを、加熱、溶剤又は接着剤を用いて接着又は固着して、加圧解除後にも圧縮時の形状を維持することができるようにしている。
【0039】
上記構成の防振層100,110,120を有する防振体1によれば、金属材101,111,121とPETチップ104,114又はラミネートフィルム102,122とが複雑に絡み合いつつも、金属材101,111,121とPETチップ104,114又はラミネートフィルム102,122との間には空隙106,116,126が形成されている。そのため、防振層100,110,120が立体格子状をなし、金属材101,111,121やPETチップ104,114又はラミネートフィルム102,122の変形(たわみ変形及び圧縮、膨張変形を含む)も比較的容易であると推測できる。したがって、振動のエネルギーが金属材101,111,121やPETチップ104,114又はラミネートフィルム102,122の弾性変形に消費されて、高い振動抑制の効果を期待することができる。
【0040】
[金属材、樹脂材の大きさ及び形状]
本発明では、金属材101,111,121やPETチップ104,114が圧縮されて互いに複雑に絡みあうことで、性能及び耐久性に優れた防振体1を得ることができるものである。したがって、金属材101,111,121やPETチップ104,114の一片の大きさや形状については、圧縮されて互いに絡みあうことができるものである必要がある。例えば、金属材101,111,121やPETチップ104,114が小さすぎると、これらが適当に絡み合いにくくなり、十分な性能や耐久性を得ることができなくなる。また、大き過ぎると、金属材101,111,121やPETチップ104,114の均一な混合が困難になったり、圧縮が困難になって適当に絡み合わなくなったりする。
金属材101,111,121やPETチップ104,114は、圧縮されて互いに絡みあうことができるのであれば、大きさや形状は特に限定はされず、任意のものを選択することができる。
【0041】
[粘稠材]
さらに、本発明の防振体1においては、金属材101,111,121とPETチップ104,114又はラミネートフィルム102,122の間の空隙106,116,126の部分に、粘稠材を充填するとよい。このような粘稠材を充填することで、金属材101,111,121の腐食を防止して、防振体1の耐久性を向上させることができる。また、粘稠材の粘性作用と、金属材101,111,121やPETチップ104,114又はラミネートフィルム102,122の間の摩擦係数を増大させて、振動の吸収効果を高めることができる。
粘稠材としては、アスファルトを主成分とするものを用いることができる。これにはアスファルト単体すなわちストレートアスファルト,ブローンアスファルト,アスファルト乳剤(最終製品では乾燥状態)を用いることができる。また、アスファルト乳剤中にゴムの微粒子を分散させたものも用いることができる。これらは、主として道路舗装に用いられるものである。
【0042】
[金属材、樹脂材及び空隙の割合]
本発明の防振体1において、金属材101,111,121とPETチップ104,114又はラミネートフィルム102,122の混合の割合、防振層100,110,120における金属材101,111,121とPETチップ104,114又はラミネートフィルム102,122との混合体と空隙106,116,126との割合は、金属材の種類や樹脂材の種類、防振体1の用途、振動の種類、形態、周波数等に基づいて、実験等によって適宜に求めることができる。
【0043】
金属材101,111,121とPETチップ104,114又はラミネートフィルム102,122の混合の割合は、体積比において、1:9〜9:1の範囲、好ましくは、2:8〜4:6の範囲内であるのがよい。金属材101,111,121の割合が小さすぎると、振動抑制の効果が低下し、PETチップ104,114又はラミネートフィルム102,122の混合の割合が小さすぎると、防振体1の形状の維持が困難になる。
また、PETチップ104,114又はラミネートフィルム102,122の量が多すぎると、長期間使用するうちに経時変化によって防振体1が永久変形しやすくなる。
【0044】
さらに、金属材101,111,121とPETチップ104,114又はラミネートフィルム102,122を混合させてなる混合体103,113,123と空隙106,116,126との割合は、1:9〜8:2の範囲内、好ましくは2:8〜7:3の範囲内であるのがよい。空隙106,116,126の割合が大きすぎると、振動を加えたときに金属材101,111,121やPETチップ104,114又はラミネートフィルム102,122が塑性変形して、振動抑制の効果が低下すると推測できる。逆に、空隙106,116,126の割合が小さすぎると、振動を加えたときに金属材101,111,121やPETチップ104,114又はラミネートフィルム102,122が十分に弾性変形することができず、エネルギー吸収量(エネルギー損失量という場合がある)が減少して振動抑制の効果が低下すると推測できる。
【0045】
金属材,PETチップ又はラミネートフィルム及び空隙の割合は、例えば、図6に示すようなグラフを作成し、エネルギー吸収量(エネルギー損失量)と防振層の変形のしやすさに基づいて、適切なものを選択することができる。
図6は、本発明の防振体1に圧縮荷重(縦軸)を作用させた場合における、荷重とたわみ(横軸)との関係を示すグラフで、防振層に占める金属材(この場合は鉄片)、PETチップ及び空隙の割合を種々に変化させて計測を行ったものである。
なお、図6のグラフは、防振体1を製造する際の圧縮方向と同方向に荷重を加えた場合の結果を示している。
【0046】
図6のグラフにおいて、
▲1▼は、防振層に占める金属材,PETチップ、空隙の割合が、15(%):20(%):65(%)であるとき、
▲2▼は、防振層に占める金属材,PETチップ、空隙の割合が、15(%):25(%):60(%)であるとき、
▲3▼は、防振層に占める金属材,PETチップ、空隙の割合が、15(%):40(%):45(%)であるとき、
▲4▼は、防振層に占める金属材,PETチップ、空隙の割合が、25(%):25(%):50(%)であるとき、
のそれぞれの場合を示している。
【0047】
なお、図中矢印Iの方向が荷重を加えたときのもので、矢印IIの方向が、荷重を取り去ったときのものである。矢印I方向の線図と矢印II方向の線図とで囲まれた部分の面積が、エネルギー損失量、つまり、金属材や樹脂材の変形等に消費されるエネルギー量を示している。また、各グラフの勾配は、荷重を加えたときの変形のしやすさ、つまり、防振体1の剛性を表していて、勾配が緩やかになるほど、剛性が小さくなる。
振動を効果的に抑制するには、エネルギー損失量(エネルギー吸収量)が大きいものであるのが好ましく、かつ、ある周波数帯域内で、適度な剛性を有するものであるのが好ましい。
【0048】
金属材101,111,121,PETチップ104,114又はラミネートフィルム102,122及び空隙106,116,126の適切な割合は、図6に示すようなグラフに基づいて選択することができる。
例えば、上記▲4▼の防振体は、四つの防振体の中では最もエネルギー損失量が小さく(23%)、剛性も大きい。一方、上記▲1▼の防振体は、エネルギー損失量が四つのうち最大である(40%)が、その剛性は四つのうちで最も小さい。▲2▼の防振体は、▲1▼の防振体に剛性の点では近似するが、エネルギー損失が▲1▼の場合よりもかなり小さい(29%)。このような消去法によって、▲3▼の防振体を選択することができる。
この場合、▲2▼と▲3▼の中間の性質を有する防振体を得ることができるように、金属材101,111,121,PETチップ104,114及び空隙106,116,126の割合をさらに変化させて、計測を行い、図6に示すような荷重ひずみ線図を作成してもよい。
【0049】
図7は、上記構成の防振体1の作用を説明するグラフで、縦軸に損失係数(tanδ)を、横軸に振動の周波数(Hz)をとっている。
このグラフを作成するために行った試験は、防振ゴムの試験に一般に用いられるJIS K6394(1998年)の試験方法に準ずるものである。この図7のグラフも、防振体1を製造する際の圧縮方向と同方向に荷重(振動)を加えた場合の結果を示している。
先にも説明したように、エネルギー損失量が大きいほど振動抑制効果が高く、金属材,PETチップ及び空隙の割合を適切に選択することで、ある周波数帯域(図7のグラフでは10Hz〜50Hzの範囲内)で高い振動抑制効果を得ることができる。
【0050】
図7のグラフに示すように、金属材と樹脂材の占める割合(配合比)を種々に変更し、アスファルト等の粘稠材を適宜に加えることで、エネルギー損失率を変化させることができる。この試験においては、金属材:10(%),PETチップ:40(%)とし、粘稠材としてアスファルトを空隙に充填した(II)の防振体において、最も高い振動抑制効果を得ることができた。なお、この(II)の防振体は、図6のグラフを使って選択した▲3▼の混合比の防振体に近似するもので、図6のようなグラフを用いた選択が適切であることを裏付けている。
金属材、樹脂材及び空隙の割合をさらに変化させて実験を行い、適宜にアスファルト等の粘稠材を充填することで、さらに振動抑制効果の高い防振体を得ることができる。
【0051】
本発明の防振体の使用例を図8に示す。
本発明の防振体は、上記したように従来の防振ゴムと同程度又はそれ以上の振動抑制効果を期待することができ、列車の運行に影響を与える鉄道軌道にも利用することが可能である。
図8に示す鉄道軌道では、砕石(バラスト)により構成される道床35の上面に、枕木33が上部を露出するように埋設されている。レール31,31は、この枕木33の上に、ゴム製パッド37を介して、取付金具32で固定されている。
【0052】
本発明の防振体1は、道床35に枕木33が埋設された埋設部36の底部36aと枕木33との間に設けられている。防振体1は、予め適当な手段で枕木33の底部に取り付けておいてもよい。したがって、防振体1には、列車が通過することにより生じる振動によって、上下方向に荷重が作用することになる。
【0053】
枕木33を介して伝えられた振動は、本発明の防振体1によって有効に吸収,分散される。レール31と枕木33との間にさらに防振体1を設けてもよい。
このようにすることによって、周辺に与える騒音や振動等の弊害を大幅に削減することができる。
また、列車の通過によって繰り返し作用する輪重(車輪が通過することによる荷重)により、道床37内で枕木33が徐々に沈下する現象を起こし、そのまま放置すると軌道のもつ機能が損なわれるおそれがある。そのため、定期的又は必要に応じて道床37の修復作業を行っているが、このような修復作業は多大な時間と労力を必要とし、膨大なコストを費やしている。本発明の防振体1を用いれば、道床35に作用する輪重の衝撃を分散して軽減することができるので、単位時間あたりの枕木33の沈下率を小さくすることができ、道床35の修復の時間的間隔を広げて、コストの削減に役立つという利点がある。
【0054】
なお、砕石により構成される道床35の他に、近年普及しているコンクリートスラブを用いたスラブ軌道(図示せず)等においても、本発明の防振体1を使用することが可能である。
また、本発明の防振体1は鉄道軌道に限らず、ビルや住宅、橋梁、道路等、他の建築物や建造物、工作機械、プレス機械又は鍛圧機械のような振動発生源となる産業機械、精密機器や音響機器等の精密機器にも適用が可能である。この場合も、振動を伝える基礎や土台等と振動発生源との間に、本発明の防振体1を設けるとよい。
【0055】
[防振体の製造方法及び製造装置の説明]
次に、本発明の防振体を製造するための製造方法及びこの製造に用いられる製造装置の一実施形態を、図9及び図10を参照しながら説明する。
なお、以下の説明では、説明の便宜のために、図10(c)に示すような円筒状の防振体1を製造するものとするが、本発明はこのような円柱状の防振体のみならず、あらゆる形状及び大きさの防振体1の製造に適用が可能である。
図9及び図10に示すように、防振体1の製造装置は、筒状の加圧容器本体52と、この加圧容器本体52の底部に螺着される底蓋53とを有する加圧容器51と、この加圧容器51の導入孔部57に挿入される加圧ピストン54と、この加圧ピストン54を加圧容器51に押し込む図示しない油圧シリンダと、加圧容器51内に設けられ、金属材101とPETチップ104との混合体103を加圧状態で封入して形状を維持する保持手段としての封入容器71と、加圧容器51及び封入容器71とは別体に設けられ、封入容器71内の混合体103を加熱する加熱装置56とから概略構成される。
【0056】
封入容器71は、図10(b)に示すように、筒状の封入容器本体72と、この封入容器本体72の上下に、ボルト75,77で取り付けられる上蓋76及び底蓋73とを有している。
封入容器本体72の内径は、防振体1の外径寸法に合わせて形成されている。また、防振体1を封入容器71から取り出したときのスプリングバックを考慮して、防振体1の外径寸法よりも若干小さく形成してもよい。
上蓋76は加圧ピストン54とともに加圧容器51の導入孔部57内を移動するように設けられている。また、底蓋73は予めボルト77で封入容器本体72に固定され、封入容器本体72とともに加圧容器51の底部に収容される。封入容器71は、底蓋53を加圧容器本体52から取り外すことで、加圧容器51に挿入し又は加圧容器51から取り出すことが可能である。
【0057】
加熱装置56は、高周波誘導加熱を利用したもので、封入容器71の外周を取り巻くように巻かれた誘導加熱コイル56aと、この誘導加熱コイル56aに所定の電圧を所定時間印加する図示しない電源装置とから概略構成されている。封入容器71内の混合体103を加熱することができるのであれば、高周波誘導加熱に限らず、電熱ヒータやバーナによる加熱を利用してもよい。
高周波誘導加熱によって混合体103の加熱を行う場合は、封入容器71を鋼材のような強磁性材(導電体)で形成するとよい。また、金属材101が例えば鋼材のような強磁性材であるような場合には、誘導加熱によって金属材101を発熱させることができるので、封入容器71は磁性の小さい材質のもの、例えばオーステナイト系ステンレス(SUS304)や磁性を有さないもの、例えばセラミックで形成することができる。
【0058】
この製造装置による防振体の製造の手順を、図9(a)〜(c)及びこれに連続する図10(a)〜(c)を参照しながら説明する。
図9(a)に示すように、加圧容器51の上端に開口する開口57aから、予め適当な大きさ及び形状に形成された金属材101とPETチップ104とを加圧容器51内に投入する。金属材101とPETチップ104とは投入前に予め混合しておいてもよいし、これらを少量づつ交互に投入しながら混合してもよい。また、撹絆装置(図示せず)を用いて、加圧容器51内で混合するようにしてもよい。なお、金属材101とPETチップ104との混合の割合は上述したとおりである。
【0059】
また、金属材101及びPETチップ104の大きさは先に説明したとおりであるが、この大きさに不ぞろいがあると、加圧容器51内において細かいものは下方に沈降しやすく、大きいものは上部に集まりやすい傾向が生じ、そのため、金属材101とPETチップ104との絡み合いが不均一になるおそれがある。そこで、このような不都合を未然に防止するために、金属材101及びPETチップ104を適当なメッシュのふるいにかけ、可能な限り大きさを均一にしておくとよい。ふるいを用いる代わりに、風や遠心力を利用して選別を行ってもよい。
【0060】
次に、図9(b)に示すように、加圧ピストン54を、開口57aから加圧容器本体52の導入孔部57に封入容器71の上蓋76とともに挿入する。そして、金属材101とPETチップ104との混合体103を、上蓋76を介して加圧する。
図9(c)に示すように、加圧ピストン54による混合体103の圧縮は、加圧ピストン54のフランジ54aの下面が開口57aの口周縁に当接するまで行う。すなわち、加圧ピストン54のストロークは、フランジ54aの下面と開口57aの口周縁との位置関係によって決定されるわけである。このストロークは、金属材101及びPETチップ104と空隙106との割合が予め決定された値になるように設定されている。
【0061】
加圧ピストン54のフランジ54aの下面が開口57aの口周縁に当接したときに、ボルト75を使って上蓋76を封入容器本体72に固定する。
この後、油圧シリンダの加圧力を開放し、加圧容器51から圧縮された混合体103a(以下、圧縮された状態の混合体を符号103aで示す)を封入している封入容器71を取り外し、図示しない搬送装置によって加熱装置56へ搬送する。
そして、図10(a)に示すように、誘導加熱コイル56aの内側に、封入容器71を配置する。
なお、防振体1の大きさや形状によっては、均一かつ効率よく加熱を行うために、複数の誘導加熱コイルを用いたり、局部加熱用の誘導加熱コイルを逐次移動させながら全体を加熱したり、誘導加熱コイルと封入容器とを相対的に運動(回転もしくは往復運動又はこれらを複合させた運動を含む)させるようにしてもよい。
【0062】
高周波誘導加熱は、磁性材(導電体)で形成された封入容器71を誘導電流によって発熱させることにより行う。また、金属材101が例えば鋼材のような強磁性材であるような場合には、金属材101を誘導加熱によって発熱させることができる。この場合、封入容器71を磁性の小さい材質のもの、例えばオーステナイト系ステンレス等で形成することにより、誘導電流による封入容器71の発熱量を抑制して金属材101の発熱量を増すことができるので、より効率的である。
【0063】
また、加熱温度は樹脂材の種類などにもよるが、圧縮状態の混合体103aの表層において、樹脂材の融点より若干高めにするとよい。樹脂材がPETチップ104である場合は約230℃にするとよい。このような方法で加熱をおこなうことにより、混合体103の外側では、PETチップ104が溶けた状態になっている。誘導加熱コイル56aへの通電時間は、混合体103の内側の温度がPETチップ104の溶融温度まで上昇しない程度に設定する。これにより、冷却後に混合体103の外周が固着された状態になって圧縮時の形状を維持し、内部に封入された非固着状態の金属材101とPETチップ104とが、大きな振動吸収性を有することになる。
【0064】
なお、樹脂材の種類によっては、加熱の後に急冷した方がよい場合がある。例えば、PETチップは加熱後に徐冷する過程で結晶化して硬くなり、クッション性が失われるおそれがある。そこで、これを防ぐため、図10(a)に示すような冷却水ノズル59から、封入容器71及び圧縮状態の混合体103aに冷却水をかけて急冷するとよい。冷却水に代えて、圧縮空気を用いてもよく、また、液体窒素や液体二酸化炭素等の液化ガスを用いてもよい。
冷却した後、図10(b)に示すように、封入容器71の上蓋76及び底蓋73を取り外し、封入容器本体72から防振体1を取り出す。取り出した状態の防振体1を図10(c)に示す。この場合、冷却後に防振体1を封入容器71から取り出しやすくするために、予め封入容器71の内面にプラスチックの成型金型などに使われている離型剤等を塗布しておくとよい。
【0065】
アスファルトなどの粘稠材の充填は、防振体1の概形を成形した後、すなわち図10(b)の工程の後に行うとよい。粘稠材の充填は、例えば、粘稠材の粘度が低い場合には、粘稠材の液中に混合体103aを一定時間浸すことによって行い、また、粘度が高い場合には、粘稠材に圧力をかけてノズル(図示せず)から混合体103aの内部の空隙に注入することによって行う。
上記以外に、圧縮前の金属材101とPETチップ104に予め粘稠材を混合させておいてもよい。この場合は、粘稠材が金属材101とPETチップ104の接合を妨げないものであることが好ましい。
【0066】
さらに、本発明においては、防振体1を製造するときの混合体103の圧縮方向と、防振体1を使用する際の荷重の作用方向とは一致させるのが好ましい。このようにすることで、本発明の防振体1の防振性能および耐久性を最大限に発揮させることができる。これは、混合体103を圧縮することで、金属材及び樹脂材が複雑に絡み合いつつも、金属材及び樹脂材が表面の法線方向を、圧縮方向に近づけようとする傾向があるためと推測される。図6及び図7に示したグラフも、前記圧縮方向と同じ方向に負荷や振動を作用させた場合の結果を示したものである。
そこで、本発明の防振体1を使用する使用環境に基づいて、荷重の作用方向を割り出し、当該荷重の作用方向に応じた方向に混合体103を圧縮して、防振体1を製造するとよい。荷重の作用方向が複数になるような場合には、加圧力をそれの作用方向に応じて複数の方向から加え、混合体103を圧縮するようにするとよい。
【0067】
本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はこの実施形態により何ら限定されるものではない。
例えば、上記の実施形態では、廃棄された金属や樹脂を切断して、適当な大きさや形状の金属材及び樹脂材を形成することを前提に説明しているが、予め適当な大きさや形状を有しているものについては、そのまま金属材や樹脂材として利用することが可能である。そして、このような金属材や樹脂材を利用することで、工程の削減を図ることができ、防振体を製造するためのコストをさらに削減することが可能になる。
【0068】
また、上記の説明では樹脂材を用いるものとして説明したが、樹脂材に代えて、あるいは、樹脂材とともに合成ゴムを用いてもよい。
合成ゴムとしては、加硫ゴム,スチレンブタジエンゴム,ブタジエンゴム,ブチルゴム,クロロプレンゴム,エチレンプロピレンゴム,イソプレンゴム,ポリウレタンゴム又はその発泡体,またはこれらの再生品,廃タイヤなどを材料として用いることができる。そして、一種類又は複数種類の前記材料を、必要に応じて適当な大きさ及び形状に切断するとよい。この場合、合成ゴムと樹脂材とを混合して切断し、この合成ゴムと樹脂材との混合物を金属材と混合してもよい。
【0069】
さらに、樹脂材を加熱溶融して金属材と樹脂材及び/又は合成ゴムを固着するものとして説明したが、加熱溶融に限らず、アセトンやメチル・エチルケトン等のケトン系の溶剤によって樹脂材や合成ゴムを溶かし、固着させるようにしてもよい。また、接着剤を用いて固着させてもよい。
また、上記の説明では、封入容器71は加圧容器51から取り出して加熱するものとして説明したが、加圧容器51に封入容器71を取り付けたままで加熱をしてもよい。さらに、加圧容器51と封入容器71とを別体に構成しているが、加圧容器51と封入容器71とは一体であってもよい。
【0070】
【発明の効果】
本発明によれば、防振ゴムや防振樹脂と同等又はそれ以上の振動抑制効果を有する防振体を得ることができる。また、劣悪な環境下でも長期にわたって安定的に性能を発揮することができ、安価なコストで防振体を製造することが可能である。特に、スクラップのような廃棄金属や廃棄樹脂を利用することで、より安価な防振体を得ることができる。
また、スクラップのような廃棄金属や廃棄樹脂を利用することで、リサイクルしにくかった金属や樹脂の有効利用を図ることができ、環境の面においても好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の防振体の実施形態にかかり、その一部を断面した斜視図である。
【図2】防振層の一実施形態にかかり、図1のA部の部分拡大図である。
【図3】図2の防振層の実施形態において使用が可能な金属材の一例を示す図である。
【図4】防振層の第二の実施形態にかかる拡大断面図である。
【図5】防振層の第三の実施形態にかかる拡大断面図である。
【図6】本発明の防振体に圧縮荷重(縦軸)を作用させたときの圧縮荷重(縦軸)とたわみ(横軸)との関係を示すグラフである。
【図7】本発明の防振体の作用を説明するグラフである。
【図8】本発明の防振体の使用例を示す図である。
【図9】本発明の防振体を製造するための製造装置及びこの製造装置を用いた防振体の製造の手順を説明する図である。
【図10】本発明の防振体を製造するための製造装置及び図9に連続する防振体の製造の手順を説明する図である。
【符号の説明】
1 防振体
10 防振層
20 保護層
31 レール
33 枕木
35 道床
51 加圧容器
52 加圧容器本体
53 底蓋
54 加圧ピストン
56 加熱装置(加熱手段)
56a 誘導加熱コイル
59 冷却水ノズル
71 封入容器
72 封入容器本体
73 底蓋
76 上蓋
75,77 ボルト
100,110,120 防振層
101,111,121 金属材
102,122 ラミネートフィルム(樹脂材)
103 混合体
103a 混合体(圧縮状態のもの)
104,114 PETチップ(樹脂材)
106,116,126 空隙[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is used for buildings such as buildings and houses, structures such as bridges and roads, or railway tracks, and effectively absorbs and disperses vibrations generated by passing vehicles or trains or earthquakes. The present invention relates to a vibration isolator, a method for manufacturing the vibration isolator, and a manufacturing apparatus used for manufacturing the vibration isolator.
[0002]
[Prior art]
Many of this type of vibration isolator used for buildings such as buildings and houses, structures such as bridges and roads, or railroad tracks are made of rubber, resin or metal springs with excellent vibration damping and vibration absorption. It is common to form.
[0003]
However, these rubber and resin anti-vibration bodies tend to change over time, and their performance deteriorates when subjected to repeated loads over a long period of time or in an environment where oil, water, or chemicals are used. There is a drawback in that it is necessary to exchange them automatically. Anti-vibration bodies using rubbers and resins with excellent oil resistance, water resistance, weather resistance, chemical resistance, etc. are also commercially available, but such anti-vibration bodies using rubbers and resins use expensive materials. In addition, the manufacturing process is complicated, and the price of the vibration isolator is extremely high.
[0004]
In addition, metal springs such as coil springs and leaf springs are excellent in that they can obtain an appropriate spring force by appropriately selecting the spring constant, have a long life, and have excellent cushioning properties. However, since almost all of the energy required for deformation is released as kinetic energy at the time of restoration, the vibration suppressing effect is small by itself and it is necessary to provide damping means such as an absorber.
[0005]
Further, a vibration isolator composed of different materials is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-161332 and Japanese Patent Publication No. 58-4218.
The vibration isolator described in Japanese Patent Laid-Open No. 57-161332 is said to reduce the natural frequency and reduce the vibration transmissibility by mixing a high density material to make a high density plate-like rigid board. It is based on thought. However, because it is a rigid board, there is almost no room for absorbing vibration energy due to the flexural deformation of the vibration isolator itself, and its use is limited to equipment and parts where micro-vibration is a problem, such as optical machines and measurement equipment. The
[0006]
The vibration isolator described in Japanese Patent Publication No. 58-4218 has the idea that granular or powdered lead or aluminum is dispersed in a resin, and two types of vibration frequencies generated by external forces interfere with each other and erase. This is based on the idea of causing vibrational energy to be dissipated by causing plastic deformation at the interface between the resin and another material. However, there is a drawback in that plastic deformation accumulates due to repeated loads and it is difficult to maintain the original shape in the long term.
Moreover, in order to improve the riding comfort of the train or to suppress the generation of noise, it is preferable to use a vibration isolator on the railway track, but if it is intended to provide a vibration isolator on all tracks However, since the use amount is enormous and the cost is increased, the present situation is that it is hardly used even though an excellent effect can be obtained.
[0007]
Furthermore, due to the recent increase in environmental awareness, there is a search for reuse in various fields for resin scrap such as metal scrap and plastic bottles. Even in the can manufacturing industry, the treatment of aluminum cans and steel cans covered with laminate film is a problem, but at present, aluminum cans and steel cans that are still covered with laminate film are put into a melting furnace, Since the laminate film is burned and the metal portion is reused as a raw metal raw material, the laminate film portion is not necessarily effectively used.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above problems, and can obtain a vibration suppressing effect equivalent to or higher than that of a vibration-proof rubber or a vibration-proof resin, and can stably perform over a long period even in a poor environment. In addition, it is possible to effectively use waste metal such as scrap and waste resin, and to manufacture the vibration isolator that can be manufactured at low cost, and a method for manufacturing the vibration isolator and the vibration isolator. An object is to provide a body manufacturing apparatus.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the invention described in
Sheet metal Can be obtained, for example, by cutting a rolled sheet. Moreover, the resin material can be obtained, for example, by cutting a discarded plastic bottle. In addition, those that have an appropriate size and shape in advance Sheet metal It can also be used as a resin material. And the said mixture can be obtained by mixing such a large number of pieces of metal materials and many resin materials in a predetermined ratio.
[0010]
According to the above configuration, Sheet metal Since there is a gap between the resin and the resin material, when vibration or impact is applied to the vibration isolator, Sheet metal The resin material can be elastically deformed to absorb these vibrations and shocks.
In addition, the amount of resin used can be reduced as compared with conventional anti-vibration rubber and anti-vibration resin, and an inexpensive resin that does not deteriorate even under long-term use or in a poor environment can be used at low cost.
[0011]
The invention described in
In this way, the vibration isolator of the present invention is configured. Sheet metal Alternatively, the resin materials may be the same type or different types.
For example, aluminum and iron Sheet metal In addition, polyester and polyethylene resin materials may be added and mixed. Therefore, for example, a used empty can in which an aluminum alloy can lid is attached to a steel can body is cut into an appropriate size or shape without the need to separate the can body and can lid, Sheet metal Can be used effectively.
As described above, in the present invention, all kinds of materials can be used. For example, a resin material that is difficult to recycle, such as a plastic bottle, can be mixed and used.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, the resin material includes the resin material. Sheet metal It is set as the structure containing the resin material previously coat | covered or bonded.
To recycle, for example, a laminated metal sheet coated or bonded with resin, the metal sheet is put into a melting furnace, the metal part is used as a raw metal raw material, and the laminated resin part burns itself. It is currently used as a part of fuel for melting metal. Therefore, it cannot be said that the laminate resin is effectively used.
Although it is technically possible to peel the laminate resin portion from the metal plate and reuse it, it is not practical because it is too costly.
In this invention, a metal material such as a metal plate coated or bonded with a resin such as a laminate resin can also be used, and by cutting the laminate resin together with this metal material, the metal necessary for the vibration isolator of the present invention A material and a resin material can be obtained at the same time, a resin such as a laminate film can be effectively used, and it is economical at a low cost.
[0013]
The invention according to
From this range Sheet metal If the amount of is less, the vibration suppression effect will be too small, from this range Sheet metal If there are too many, Sheet metal The coupling between the two becomes weak, so that the shape of the vibration isolator cannot be maintained, and the vibration suppressing effect is also reduced.
On the other hand, if the amount of the resin material is too large, the entire vibration isolator tends to be permanently deformed due to a change over time due to long-term use.
[0014]
The invention according to claim 6 provides the Sheet metal And the resin material and the voids are in a range of 1: 9 to 8: 2 in volume ratio.
If the amount of air gap is larger than this, the vibration isolator becomes too soft and the vibration suppression effect becomes too small, and if it is smaller than this, the vibration isolator becomes too rigid and the amount of vibration absorption becomes small, Vibration suppression effect becomes too small.
[0015]
As described in
By filling the gap with a viscous material such as asphalt, Sheet metal Can be protected from rust and corrosion. Also, the viscous action of the viscous material, Sheet metal Further, the vibration absorption effect can be further enhanced by increasing the friction coefficient between the resin materials.
As the shape maintaining means for maintaining the shape of the mixture during compression, as described in claim 9, Sheet metal The shape maintaining means may melt and solidify at least a part of the resin material so as to be in a fixed state as described in
In this case, as described in claim 11, the outer periphery of the vibration isolator is Sheet metal And the resin material are bonded or fixed, and in the central part of the vibration isolator, the compressed state Sheet metal A mixture of the resin material and the resin material is preferably sealed.
By doing in this way, the outer peripheral part bonded or fixed maintains the shape of the vibration isolator, and is in a non-adhered or non-adhered state enclosed inside. Sheet metal Since the resin material and the resin material can slide relative to each other, a large deformation is obtained as a vibration isolator, and a large vibration absorption is exhibited by an increase in energy loss due to these frictions. Therefore, a vibration isolator having an excellent vibration suppressing effect can be obtained.
[0016]
The invention according to claim 12 is characterized in that the Sheet metal Or at least one of the said resin materials is set as the structure currently formed from the waste metal or the waste resin.
Thus, by using a waste metal such as scrap or a waste resin, it is possible to obtain an inexpensive vibration isolator. In addition, by using waste metal and resin such as scrap, it is possible to effectively use metal and resin that are difficult to recycle, which is also effective in terms of environment.
[0017]
The invention described in claim 13 uses a synthetic rubber instead of the resin material or together with the resin material.
In the present invention, synthetic rubber can be used in place of the resin material, and even if synthetic rubber is used, excellent vibration isolation can be obtained in the same manner as the resin material.
The invention according to claim 14 is characterized in that the Sheet metal The compression direction of the resin material or the synthetic rubber is configured to be the same as one or a plurality of load directions that act on the vibration isolator during use.
Thus, the vibration isolator of the present invention can exert the vibration isolating performance and durability to the maximum by applying a load in the same direction as the compression direction.
[0018]
The vibration isolator of the present invention can be manufactured by the following manufacturing method.
The invention according to
According to this method, Sheet metal A vibration isolator having a gap between the resin material and the resin material can be manufactured. In addition, Sheet metal Can be obtained, for example, by cutting a rolled sheet. Moreover, the resin material can be obtained, for example, by cutting a discarded plastic bottle. Furthermore, what has an appropriate size and shape in advance can be used as it is as a metal material or a resin material.
[0019]
The invention according to claim 16 is characterized in that the mixture in the compressed state is heated to melt the resin material, and then the mixture is cooled to solidify the resin material. Sheet metal And the resin material.
As a heating means for heating the mixture, induction heating can be used in addition to a burner and a heater.
In this case, as in the invention according to claim 17, the outer periphery of the vibration isolator is Sheet metal And the resin material are bonded or fixed, and in the central part of the vibration isolator, the compressed state Sheet metal And a mixture of the resin material may be sealed.
[0020]
The invention according to claim 18 includes the resin material. Sheet metal By cutting the Sheet metal And the resin material.
For example, covered with laminate film Sheet metal By cutting Sheet metal And the resin material can be formed simultaneously, which is economical.
The invention according to claim 19 is a single or a plurality of types of resin material and a single or a plurality of types of resin material Sheet metal And a mixture is formed.
Thus, in the manufacturing method of the present invention, a plurality of types of Sheet metal And a resin material can be mixed and used.
[0021]
The invention according to
According to this method, it is possible to effectively use waste metal such as scrap that is difficult to recycle or waste resin. By using such a material, the manufacturing cost of the vibration isolator can be reduced. .
[0022]
The invention according to claim 21 is characterized in that the Sheet metal And the resin material in a compressed state is a method in which the volume ratio is in the range of 1: 9 to 9: 1. The invention according to claim 22 is a method in which a volume ratio of the mixture to the void in a compressed state is in a range of 1: 9 to 8: 2.
Within this range, Sheet metal And a resin material are mixed and compressed at a predetermined pressure to obtain a predetermined proportion of voids, whereby an optimal vibration isolator having an excellent vibration suppressing effect can be manufactured.
[0023]
The invention according to claim 23 supplies a viscous material to the mixture, Sheet metal And the resin material is filled with a viscous material in part or all of the gap.
By supplying a viscous material such as asphalt, Sheet metal Therefore, it is possible to manufacture a vibration isolator having higher durability. Also, The viscous action of viscous materials, Sheet metal Further, the vibration absorption effect can be further enhanced by increasing the friction coefficient between the resin materials.
In the manufacturing method of the present invention, as described in claim 24, synthetic rubber can be used instead of the resin material or together with the resin material. Even if synthetic rubber is used, it is possible to obtain a vibration isolator having a vibration suppressing effect equivalent to that when a resin material is used. In this case, a resin material and a synthetic rubber may be mixed and used.
The invention described in
[0024]
Further, this manufacturing method can be carried out using the manufacturing apparatus according to claim 26. That is, Plate-shaped metal material and resin material, or plate-shaped metal material and resin material and synthetic rubber A manufacturing apparatus for manufacturing a vibration isolator by mixing and compressing Plate-shaped metal material and resin material, or plate-shaped metal material and resin material and synthetic rubber And a container into which the container is placed Plate-shaped metal material and resin material, or plate-shaped metal material and resin material and synthetic rubber And pressurizing and compressing the mixture so as to be in a predetermined shape, and heating the mixture compressed by the pressurizing and compressing means, the resin material, Or with resin material Heating means for melting at least part of the synthetic rubber; The mixture compressed into a predetermined shape by the pressurizing / compressing means, While being heated by heating means and While being cooled after the heating, in a compressed state of the predetermined shape And holding means for holding.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of a vibration isolator according to an embodiment of the present invention, a part of which is cut.
The
[0026]
[Vibration-proof layer]
The
In addition, the metal material and the resin material are bonded or fixed, so that the shape when pressed and compressed can be maintained.
The resin material and the metal material are complicatedly entangled with each other by being compressed, and the resin material is in a state of being bonded, sandwiched, or enclosed in the metal material. Therefore, unlike a vibration isolator made of rubber or resin alone, a metal material does not undergo creep deformation or flow deformation even when subjected to repeated load loads, so the resin material that is bonded, sandwiched, or sealed to this material also creeps. Deformation and flow deformation are unlikely to occur, and stable performance can be maintained for a long time without causing permanent deformation as a whole.
[0027]
In addition, compared with granular metal and powder metal, metal material contacts resin material in a large area, so it efficiently transmits load load to resin material and elastically deforms resin material. Vibration energy can be absorbed effectively.
In addition, the total area of the surfaces that contact each metal and resin material inside the anti-vibration body becomes large, and when vibration or impact is applied, most of these surfaces come into friction and energy due to friction loss. Absorption occurs.
Therefore, according to the vibration isolator of the present invention, excellent vibration isolation and durability can be obtained by the combination of the plurality of energy absorbing actions described above.
[0028]
[Metal materials]
Metal materials include hot-rolled sheets, cold-rolled sheets and other rolled sheets, tin-free steel sheets, chrome-plated sheets, tin-plated sheets and other plated steel sheets, aluminum sheets, aluminum alloy sheets, stainless steel sheets, laminated steel sheets, sandwich steel sheets Alternatively, it can be formed by using any kind of such a coated plate.
The thickness of the metal material can be appropriately selected based on the type of metal material, the type of resin material, the mixing ratio thereof, the use of the vibration isolator, the type of vibration, the form, the frequency, etc., but is generally 0.02 mm to 5 mm. Can be used. In particular, a material having a thickness of about 0.07 mm to 1 mm is preferable because the metal material or the metal material and the resin material are easily entangled during compression molding. Of course, metal materials having different thicknesses may be mixed inside the
[0029]
In addition, although a dedicated metal material for forming the
Further, as described above, used empty cans and the like can also be used. In particular, an example of a laminated metal plate that is often used as a material for cans is a laminate of polyester film on both sides of tin-free steel. With the board Adhesion Therefore, the
[0030]
[Resin material]
The resin material can be formed using a so-called plastic such as polyethylene terephthalate (PET), polystyrene, polyethylene, polypropylene, vinyl chloride or the like. In this case, as in the case of the metal material, a dedicated resin material for forming the
[0031]
[Protective layer]
The
This
[0032]
Various forms of mixing of the metal material and the resin material can be exemplified. One example will be described with reference to FIGS.
[First embodiment of anti-vibration layer]
FIG. 2 is a partial enlarged view of a portion A of FIG. 1 according to the first embodiment of the vibration-proof layer, and FIG. 3 is a diagram showing an example of a metal material that can be used in this embodiment.
In FIG. 3, a metal part of a laminated steel sheet that is a material of the metal material 101 is denoted by a symbol M, and a laminate film covered with the metal part M is denoted by a symbol R.
[0033]
In this embodiment, a laminated steel plate as shown in FIG. 3A can be used as a metal material for forming a metal material. This laminated steel plate is formed by coating or laminating a laminate film R on the front and back surfaces of the metal part M. And this laminated steel plate is cut | disconnected finely to predetermined length, and the plate-shaped metal material 101 is formed. Therefore, the metal material 101 of this embodiment has laminate films 102 and 102 on both surfaces thereof.
[0034]
Of course, a laminated steel plate other than the laminated steel plate shown in FIG. 3A can also be used. For example, one in which the laminate film R is coated or bonded to either the front surface or the back surface of the metal part M, the laminate film R is coated or bonded to a part of the surface or back surface of the metal part M, Various types such as those obtained by coating or pasting different types of laminate films R on the front and back surfaces of the metal part M can be used.
Then, the metal material 101 and the
[0035]
The metal material 101 and the
In this way, by partially bonding or fixing the metal material 101 and the
[0036]
In this embodiment, a sandwich steel plate as shown in FIG. 3B can also be used. In this sandwich steel plate, a laminate film layer R is formed between two metal parts M. You may mix and use the metal material obtained by cut | disconnecting the laminated steel plate of FIG. 3 (a) with the metal material obtained by cut | disconnecting the sandwich steel plate of FIG.3 (b).
[0037]
[Second Embodiment of Anti-Vibration Layer]
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the
In this embodiment, a non-laminated general metal plate is used as the metal material for forming the metal material. Also in this embodiment, the anti-vibration layer 110 is formed by uniformly mixing the metal material 111 and the
Also in this embodiment, the metal material 111 and the
[0038]
[Third Embodiment of Anti-Vibration Layer]
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the
In this embodiment, a laminated steel plate similar to that of the first embodiment is used as a metal material for forming a metal material. Also in this embodiment, the vibration-proof layer 120 is formed by compressing the metal material 121. The metal material 121 is intertwined in a complicated manner due to the compression, and the gap 126 remains between the metal materials 121, as in the previous two embodiments.
In this embodiment, it is advantageous in that the metal material 121 and the resin material (those obtained by cutting the laminate film 122) can be obtained simultaneously by cutting the laminated steel plate.
Also in this embodiment, the laminated film 122 is adhered or fixed using heat, a solvent or an adhesive so that the shape at the time of compression can be maintained even after the pressure is released.
[0039]
According to the
[0040]
[Size and shape of metal and resin materials]
In the present invention, the
As long as the metal materials 101, 111, 121 and the PET chips 104, 114 can be compressed and entangled with each other, the size and shape are not particularly limited, and any one can be selected.
[0041]
[Viscous material]
Furthermore, in the
As the viscous material, a material mainly composed of asphalt can be used. For this purpose, asphalt alone, that is, straight asphalt, blown asphalt, and asphalt emulsion (dried in the final product) can be used. Further, it is also possible to use an asphalt emulsion in which fine rubber particles are dispersed. These are mainly used for road paving.
[0042]
[Ratio of metal material, resin material and void]
In the
[0043]
The mixing ratio of the metal materials 101, 111, 121 and the PET chips 104, 114 or the laminate films 102, 122 is in the range of 1: 9 to 9: 1, preferably 2: 8 to 4: 6 in volume ratio. It should be within the range. If the ratio of the metal materials 101, 111, 121 is too small, the effect of suppressing vibration is reduced, and if the mixing ratio of the PET chips 104, 114 or the laminate films 102, 122 is too small, the shape of the
Moreover, when there is too much quantity of PET chip |
[0044]
Furthermore, the ratio of the mixture 103,113,123 formed by mixing the metal material 101,111,121 and the PET chip 104,114 or the laminate film 102,122 and the gap 106,116,126 is 1: 9-8. : 2 within the range, preferably within the range of 2: 8 to 7: 3. If the ratio of the gaps 106, 116, 126 is too large, the metal materials 101, 111, 121, the PET chips 104, 114, or the laminate films 102, 122 are plastically deformed when vibration is applied, and the vibration suppressing effect is reduced. Then you can guess. Conversely, if the ratio of the gaps 106, 116, 126 is too small, the metal materials 101, 111, 121, the PET chips 104, 114, or the laminate films 102, 122 can be sufficiently elastically deformed when vibration is applied. Therefore, it can be estimated that the amount of energy absorption (sometimes referred to as energy loss) is reduced and the effect of suppressing vibration is reduced.
[0045]
Proportion of metal material, PET chip or laminate film and void, for example, create a graph as shown in Fig. 6, and based on the energy absorption amount (energy loss amount) and the ease of deformation of the anti-vibration layer You can choose anything.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between load and deflection (horizontal axis) when a compressive load (vertical axis) is applied to the
In addition, the graph of FIG. 6 has shown the result at the time of applying a load to the same direction as the compression direction at the time of manufacturing the
[0046]
In the graph of FIG.
(1) is when the ratio of the metal material, PET chip, and voids in the anti-vibration layer is 15 (%): 20 (%): 65 (%)
(2) is when the ratio of the metal material, PET chip, and voids in the anti-vibration layer is 15 (%): 25 (%): 60 (%)
(3) When the ratio of the metal material, PET chip, and voids in the vibration-proof layer is 15 (%): 40 (%): 45 (%)
(4) When the ratio of the metal material, PET chip, and voids in the vibration-proof layer is 25 (%): 25 (%): 50 (%)
Each case is shown.
[0047]
In the figure, the direction of arrow I is when the load is applied, and the direction of arrow II is when the load is removed. The area of the portion surrounded by the diagram in the direction of arrow I and the diagram in the direction of arrow II indicates the amount of energy loss, that is, the amount of energy consumed for deformation of the metal material or resin material. In addition, the gradient of each graph represents the ease of deformation when a load is applied, that is, the rigidity of the
In order to effectively suppress vibration, it is preferable that the amount of energy loss (energy absorption amount) is large, and it is preferable that the material has an appropriate rigidity within a certain frequency band.
[0048]
Appropriate proportions of the metal materials 101, 111, 121, the PET chips 104, 114 or the laminate films 102, 122 and the gaps 106, 116, 126 can be selected based on a graph as shown in FIG.
For example, the vibration isolator (4) has the smallest amount of energy loss (23%) and high rigidity among the four vibration isolators. On the other hand, the vibration isolator (1) has the largest energy loss amount among the four (40%), but its rigidity is the smallest among the four. The vibration isolator (2) is similar to the vibration isolator (1) in terms of rigidity, but the energy loss is considerably smaller (29%) than in the case (1). With such an erasing method, the vibration isolator (3) can be selected.
In this case, the ratio of the metal materials 101, 111, 121, the PET chips 104, 114 and the gaps 106, 116, 126 is set so that a vibration isolator having properties intermediate between (2) and (3) can be obtained. Further, measurement may be performed by changing, and a load strain diagram as shown in FIG. 6 may be created.
[0049]
FIG. 7 is a graph for explaining the operation of the
The test conducted to create this graph is in accordance with the test method of JIS K6394 (1998), which is generally used for the test of vibration-proof rubber. The graph of FIG. 7 also shows the results when a load (vibration) is applied in the same direction as the compression direction when the
As described above, the greater the amount of energy loss, the higher the vibration suppression effect. By appropriately selecting the ratio of the metal material, the PET chip and the air gap, a certain frequency band (10 Hz to 50 Hz in the graph of FIG. 7). Within the range), a high vibration suppression effect can be obtained.
[0050]
As shown in the graph of FIG. 7, the energy loss rate can be changed by variously changing the ratio (mixing ratio) of the metal material and the resin material and appropriately adding a viscous material such as asphalt. In this test, the metal material: 10 (%), PET chip: 40 (%), and the vibration-proof body of (II) filled with asphalt as a viscous material in the gap can obtain the highest vibration suppression effect. did it. The vibration isolator (II) approximates the vibration isolator having a mixing ratio of (3) selected using the graph of FIG. 6, and selection using the graph as shown in FIG. 6 is appropriate. It supports that there is.
An experiment is performed by further changing the ratio of the metal material, the resin material, and the voids, and by appropriately filling a viscous material such as asphalt, it is possible to obtain a vibration isolator having a higher vibration suppressing effect.
[0051]
An example of use of the vibration isolator of the present invention is shown in FIG.
As described above, the vibration isolator of the present invention can be expected to have a vibration suppression effect equivalent to or higher than that of conventional anti-vibration rubber, and can also be used for railway tracks that affect train operation. It is.
In the railway track shown in FIG. 8, a sleeper 33 is embedded on the upper surface of a road bed 35 made of crushed stone (ballast) so that the upper part is exposed. The rails 31, 31 are fixed on the sleepers 33 with
[0052]
The
[0053]
The vibration transmitted through the sleeper 33 is effectively absorbed and dispersed by the
By doing so, harmful effects such as noise and vibration on the periphery can be greatly reduced.
In addition, due to the wheel load that repeatedly acts as the train passes (the load caused by the passing of the wheel), the sleeper 33 gradually sinks in the
[0054]
In addition to the road bed 35 made of crushed stone, the
Further, the
[0055]
[Description of vibration isolator manufacturing method and manufacturing apparatus]
Next, an embodiment of a manufacturing method for manufacturing the vibration isolator of the present invention and a manufacturing apparatus used for the manufacturing will be described with reference to FIGS. 9 and 10.
In the following description, for the convenience of description, a
As shown in FIGS. 9 and 10, the
[0056]
As shown in FIG. 10 (b), the
The inner diameter of the enclosure
The
[0057]
The heating device 56 uses high-frequency induction heating, and an induction heating coil 56a wound around the outer periphery of the
When the
[0058]
The procedure of manufacturing the vibration isolator by this manufacturing apparatus will be described with reference to FIGS. 9 (a) to 9 (c) and FIGS. 10 (a) to 10 (c) continuous thereto.
As shown in FIG. 9A, the metal material 101 and the
[0059]
In addition, the sizes of the metal material 101 and the
[0060]
Next, as shown in FIG. 9B, the pressurizing
As shown in FIG. 9C, the
[0061]
When the lower surface of the flange 54a of the
After this, the hydraulic cylinder Pressure , The sealed
And as shown to Fig.10 (a), the
Depending on the size and shape of the
[0062]
The high-frequency induction heating is performed by causing a sealed
[0063]
The heating temperature may be slightly higher than the melting point of the resin material in the surface layer of the mixture 103a in the compressed state, although it depends on the type of the resin material. When the resin material is the
[0064]
In addition, depending on the kind of resin material, it may be better to quench after heating. For example, PET chips crystallize and harden in the process of slow cooling after heating, and cushioning properties may be lost. Therefore, in order to prevent this, the cooling water nozzle 59 as shown in FIG. 10A may be used to rapidly cool the sealed
After cooling, as shown in FIG. 10B, the
[0065]
The filling of the viscous material such as asphalt may be performed after the rough shape of the
In addition to the above, a viscous material may be mixed in advance with the metal material 101 and the
[0066]
Furthermore, in the present invention, it is preferable that the compression direction of the
Therefore, when the
[0067]
Although a preferred embodiment of the present invention has been described, the present invention is not limited to this embodiment.
For example, in the above embodiment, it has been described on the assumption that a discarded metal or resin is cut to form a metal material and a resin material of an appropriate size and shape, but an appropriate size and shape are previously set. About what it has, it can be utilized as a metal material or a resin material as it is. Then, by using such a metal material or resin material, it is possible to reduce the number of steps and further reduce the cost for manufacturing the vibration isolator.
[0068]
Moreover, although it demonstrated as what uses a resin material in said description, it may replace with a resin material or may use a synthetic rubber with a resin material.
As synthetic rubber, vulcanized rubber, styrene butadiene rubber, butadiene rubber, butyl rubber, chloroprene rubber, ethylene propylene rubber, isoprene rubber, polyurethane rubber or foams thereof, or recycled products thereof, waste tires, etc. may be used as materials. it can. And it is good to cut | disconnect the said 1 type or multiple types of said material to a suitable magnitude | size and shape as needed. In this case, the synthetic rubber and the resin material may be mixed and cut, and the mixture of the synthetic rubber and the resin material may be mixed with the metal material.
[0069]
Furthermore, although the description has been made on the assumption that the metal material and the resin material and / or the synthetic rubber are fixed by heating and melting the resin material, the resin material and the synthetic material are not limited to heat melting but a ketone solvent such as acetone or methyl ethyl ketone. The rubber may be melted and fixed. Moreover, you may fix using an adhesive agent.
In the above description, the enclosing
[0070]
【Effect of the invention】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the vibration isolator which has the vibration suppression effect equivalent to or more than the vibration proof rubber and the vibration proof resin can be obtained. Further, the performance can be stably exhibited over a long period even in a poor environment, and the vibration isolator can be manufactured at a low cost. In particular, a cheaper vibration isolator can be obtained by using waste metal such as scrap or waste resin.
In addition, by using a waste metal such as scrap or a resin, it is possible to effectively use a metal or a resin that is difficult to recycle, which is preferable in terms of the environment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a vibration isolator according to an embodiment of the present invention, partly in section.
FIG. 2 is a partial enlarged view of part A of FIG. 1 according to one embodiment of the vibration-proof layer.
FIG. 3 is a view showing an example of a metal material that can be used in the embodiment of the vibration-proof layer shown in FIG. 2;
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view according to a second embodiment of the vibration-proof layer.
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view according to a third embodiment of the vibration-proof layer.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the compression load (vertical axis) and the deflection (horizontal axis) when a compression load (vertical axis) is applied to the vibration isolator of the present invention.
FIG. 7 is a graph illustrating the operation of the vibration isolator of the present invention.
FIG. 8 is a view showing an example of use of the vibration isolator of the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating a manufacturing apparatus for manufacturing the vibration isolator of the present invention and a procedure for manufacturing the vibration isolator using the manufacturing apparatus.
10 is a view for explaining a manufacturing apparatus for manufacturing the vibration isolator of the present invention and a procedure for manufacturing the vibration isolator continuous with FIG. 9; FIG.
[Explanation of symbols]
1 Vibration isolator
10 Anti-vibration layer
20 Protective layer
31 rails
33 sleepers
35 Roadbed
51 Pressurized container
52 Pressurized container body
53 Bottom cover
54 Pressure piston
56 Heating device (heating means)
56a induction heating coil
59 Cooling water nozzle
71 Enclosed container
72 Enclosed container body
73 Bottom cover
76 Upper lid
75,77 volts
100, 110, 120 Anti-vibration layer
101, 111, 121 Metal material
102,122 Laminate film (resin material)
103 mixture
103a Mixture (compressed)
104,114 PET chip (resin material)
106,116,126 Air gap
Claims (26)
この混合体を圧縮容器内で加圧して圧縮し、
圧縮された前記混合体の形状を一定に維持するように前記混合体を構成する前記板状金属材と前記樹脂材とを少なくとも一部で接着又は固着したこと、
を特徴とする防振体の製造方法。 A plate-shaped metal material and a resin material are mixed to form a mixture,
This mixture is pressurized and compressed in a compression vessel,
Adhering or fixing at least a part of the plate-like metal material and the resin material constituting the mixture so as to maintain a constant shape of the compressed mixture,
A method of manufacturing a vibration isolator characterized by the above.
前記板状金属材と樹脂材、又は、板状金属材と樹脂材及び合成ゴムが投入される容器と、
この容器内の前記板状金属材と樹脂材、又は、板状金属材と樹脂材及び合成ゴムとの混合体を加圧し、所定の形状になるように圧縮する加圧・圧縮手段と、
この加圧・圧縮手段によって圧縮された状態の前記混合体を加熱して、前記樹脂材、又は、樹脂材と合成ゴムの少なくとも一部を溶融させる加熱手段と、
前記加圧・圧縮手段によって所定の形状に圧縮された混合体を、前記加熱手段によって加熱されている間及び前記加熱後の冷却されている間、前記所定形状の圧縮状態で保持する保持手段と、
を有することを特徴とする防振体の製造装置。A manufacturing apparatus for manufacturing a vibration isolator by mixing and compressing a plate-shaped metal material and a resin material, or a plate-shaped metal material, a resin material, and a synthetic rubber ,
The plate-shaped metal material and the resin material, or the container into which the plate-shaped metal material and the resin material and synthetic rubber are put,
Pressurizing / compressing means for compressing the plate-shaped metal material and the resin material in the container , or a mixture of the plate-shaped metal material, the resin material, and the synthetic rubber into a predetermined shape;
Heating means for heating the mixture in a state compressed by the pressurizing / compressing means to melt at least a part of the resin material or the resin material and the synthetic rubber;
Holding means for holding the mixture compressed in a predetermined shape by the pressurizing / compressing means in a compressed state of the predetermined shape while being heated by the heating means and being cooled after the heating ; ,
An apparatus for manufacturing a vibration isolator characterized by comprising:
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