JP2761325B2 - 車両搭載用変圧器用減音装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は車両搭載用変圧器のた
めの減音装置に関し、特に車両床下に搭載するのに適し
車両内の静粛性を高めるのに貢献できる車両搭載用変圧
器用減音装置に関するものである。ここで車両搭載用変
圧器とは、車両に搭載するのに適した変圧器であって、
変圧器タンクに収納された鉄心およびコイルからなる変
圧器本体だけでなく、変圧器本体と共に車両床下に搭載
されて変圧器の運転に必要なコンサベータ等の変圧器補
助機器を含むものと定義する。

【０００２】

【従来の技術】図１８は従来の車両搭載用変圧器の車両
搭載の一例を示す概略断面図であり、図１９は図１８に
示す車両搭載用変圧器の斜視図である。これらの図に於
いて、車両搭載用変圧器１は、車両壁面である車体床２
の下面に設けられた車体梁３に、ボルト４により取付金
５を介して取り付けられている。車両搭載用変圧器１は
変圧器本体６とコンサベータ等の変圧器補助機器７とを
備えており、変圧器本体６は、鉄心８に巻かれたコイル
９を収容するタンク１０を備えている。タンク１０は図
１９から明らかな如く略々直方体の鉄心収納部１１と、
鉄心収納部１１から両側に延びたコイル収納部１２とを
備えた箱型部材である。鉄心収納部１１の頂板１３上に
設けたコンサベータ７は、タンク１０内の冷却油の温度
変化による体積変化を吸収するための変圧器補助機器で
ある。コンサベータ７は、図示の例では頂壁１４と側壁
１５とを持つ比較的薄い円筒形である。車両搭載用変圧
器１は車体梁３に取付金５を介して取り付けられている
が、取り付けスペースが限られているため、コンサベー
タ７の頂壁１４と車体床２の下面との間の距離は、数十
ミリメートルから数百ミリメートルと比較的小さいのが
普通である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような車両搭載用
変圧器１に於いては、変圧器運転時に鉄心８およびコイ
ル９が電磁誘導作用により振動し、この振動が冷却油や
絶縁支持構造物（いずれも図示してない）を介してタン
ク１０に伝わり、タンク１０の壁から周囲の空気を振動
させて車両搭載用変圧器１の騒音となる。特に、図１８
および図１９に示す如く変圧器タンク１０の上にコンサ
ベータ７が設けられている構造のものに於いては、タン
ク１０の振動はコンサベータ７にも伝えられてその頂壁
１４から、コンサベータ７の頂壁１４と車体床２との間
で矢印１６で示す音圧としての空気の粗密層即ち粗密波
の伝播を介して車体床２に伝えられてこれを振動させ、
車体だけでなく車内の空気をも振動させて音圧１７とな
り乗客にとって騒音となる。この時、コンサベータ７の
頂壁１４と車体床２との間の距離は先に述べた通り通常
数十ミリメートル乃至数百ミリメートルと短かく、平行
に対向する面の面積が比較的広いので、この間の空気層
は頂壁１４の振動を車体床２に効率良く伝える作用をす
る。このため、車内で感じられる車両搭載用変圧器１か
らの騒音の大部分は、コンサベータ７の頂壁１４から車
体床２を介して伝えられる音圧１７であり、車体床２か
ら比較的遠い変圧器タンク１０の鉄心収納部１１および
コイル収納部１２からの音圧は空気層中で減衰分散して
車体床２には殆ど伝えられない。

【０００４】このような車両搭載用変圧器１からの騒音
を車内で少なくするためには、従来の技術によれば車体
床２に防音材を取り付けるか、あるいは変圧器本体６か
らの騒音の発生そのものを抑制することが提案される。
しかしながらこの提案は、防音材は一般に重量が大きく
その設置は車体重量を大きくすることになり望ましくな
く、また変圧器本体６の騒音発生を抑制するためには、
磁束密度を下げるために鉄心断面積を大きくし、電流密
度を下げるためにコイル断面積を大きくしなければなら
ないので車両搭載用変圧器１自体の重量が大きくなると
いう点で必ずしも満足すべき対策ではない。

【０００５】

【課題を解決するための手段】従って、この発明は上述
の課題を解消するためになされたもので、その目的は、
車両搭載用変圧器あるいは車両の重量を増大させること
なく、車内の騒音を減らして静粛性を高めることのでき
る車両搭載用変圧器用減音装置を提供することである。

【０００６】この目的を達成するために、請求項１記載
の発明の車両搭載用変圧器用減音装置は、車体床等の車
両壁面に対向して配置される変圧器の対向壁面の少なく
とも大部分が車両壁面に対して相対的に傾斜しており、
変圧器の対向壁面から車両壁面に向かって空気中を伝播
して行く音波即ち空気の粗密波の波面が車両壁面に対し
て角度および位相差をもって換言すれば平行を欠いて衝
突するように構成されているため、車両搭載用変圧器か
ら車両壁面を通して車両内部に伝わる音が抑制される。

【０００７】請求項３記載の発明によれば、変圧器対向
壁あるいは車両壁面を制振構造とし、車両搭載用変圧器
から車両壁面を通して車両内部に伝わる音を抑制でき
る。

【０００８】請求項４記載の発明によれば、傾斜面は、
対向壁上に取り付けられた傾斜面部材を備えていて、車
両搭載用変圧器から車両壁面を通して車両内部に伝わる
音を抑制する。

【０００９】請求項５記載の発明によれば、傾斜面部材
は、変圧器の対向壁を覆って対向壁上に取り付けられ、
対向壁の周縁から延びて傾斜面を形成する傾斜板と、傾
斜板の内面に設けられた吸音材とを備えている。

【００１０】請求項６記載の発明によれば、傾斜面部材
が、対向壁上に取り付けられた防振部材に取り付けられ
傾斜板の内面に設けられた吸音材を備えている。

【００１１】

【作用】この発明の車両搭載用変圧器用減音装置によれ
ば、車両搭載用変圧器の対向壁面の少なくとも大部分が
車両壁面に対して相対的に傾斜しており、対向壁面から
車両壁面に向かって空気中に伝播する音波が車両壁面に
対して角度および位相差をもって衝突するように、即
ち、対向壁面の振動から空気中に生じて上記車両壁面に
向かって伝播して行く粗密波の波面が上記車両壁面に対
して実質的に平行を欠いて衝突するよう構成されている
ため、車両搭載用変圧器から車両壁面を通して車両内部
に伝わる音が抑制される。

【００１２】また、変圧器対向壁あるいは車両壁面を制
振構造として、変圧器対向壁から車両壁面に向かって空
気中に伝播する音を減衰させ、あるいは車体床に伝わっ
た音を減衰させ得るので、車両搭載用変圧器から車両壁
面を通して車両内部に伝わる音を抑制できる。

【００１３】傾斜面は、変圧器の対向壁を覆って対向壁
上に取り付けられ、対向壁の周縁から延びて傾斜面を形
成する傾斜板と、傾斜板の内面に設けられた吸音材とを
備えた傾斜面部材により形成できる。

【００１４】

【実施例】図１は本発明の車両搭載用変圧器用減音装置
の一例を示す概略断面図であり、図２は図１に示す車両
搭載用変圧器用減音装置の斜視図である。これらの図に
於いて、車両搭載用変圧器２１は、車両壁面である車体
床２の下面に設けられた車体梁３に、ボルト４により取
付金５を介して取り付けられている。車両搭載用変圧器
２１を取り付ける車両壁面は、図示の例では車体床２で
あるが、車両の側壁、頂壁、仕切壁等であっても良い。
車両搭載用変圧器２１は変圧器本体２６と変圧器補助機
器であるコンサベータ２７とを備えており、変圧器本体
２６は、鉄心２８に巻かれたコイル２９を収容するタン
ク３０を備えている。タンク３０は図２から明らかな如
く略々直方体の鉄心収納部３１と、鉄心収納部３１から
両側に延びたコイル収納部３２とを備えた箱型部材であ
る。図示の例では、変圧器補助機器は、鉄心収納部３１
の頂板３３上に設けられてタンク３０内の冷却油の温度
変化による体積変化を吸収するためのコンサベータ２７
である。本発明によれば、コンサベータ２７は、図示の
例ではドーム状頂壁３４と円筒形側壁３５とを持つ円筒
形タンクの内部にベローズ等の可変容積の油収容室を設
けたものであり、ドーム状頂壁３４以外は公知の構造の
もので良い。ドーム状頂壁３４は、図示の如くコンサベ
ータ２７の頂壁そのものをドーム状に成型したものであ
っても良いし、コンサベータの平らな頂壁の上に別個の
傾斜面部材として溶接等により取り付けたものでも良
い。このような傾斜面部材は少なくとも大部分が車体床
２に対して傾斜した傾斜面３６を有し、変圧器２１の対
向壁面であるコンサベータ２７の頂壁３４から車体床２
に向かって空気中に伝播する音波３７即ち粗密波の波面
が車体床２に対して角度および位相差をもって衝突す
る、即ち、平行を欠いて衝突するように作用する。必要
があれば、後に説明する図１３乃至図１６の実施例のも
のと同様に、このような傾斜面部材のドーム状頂壁３４
の内面に吸音材（図示してない）を張り付けてドーム状
頂壁３４内で音を吸収させることもできる。また、傾斜
面部材とコンサベータ２７の頂壁との間に制振材（図示
してない）を介在させることもできる。

【００１５】このような構造の車両搭載用変圧器２１
は、車体梁３に取付金５を介して取り付けられている
が、取り付けスペースが限られているため、コンサベー
タ２７の頂壁３４と車体床２の下面との間の距離は、数
十ミリメートルから数百ミリメートルと比較的小さい。
しかしながら、コンサベータ２７の頂壁３４がドーム状
に形成されているので、頂壁３４の中心部を除く大部分
が車両壁面である車体床２に対して傾斜している。この
ため、コンサベータ２７の頂壁３４から頂壁３４に直角
な方向に車体床２に向かって空気中に伝播する音波、即
ち粗密波の波面が車体床２の床面に対して角度をもって
即ち平行を欠いた状態にて衝突するようになり、音圧の
車体床２の面に垂直な成分が小さくなり、車体床２を振
動させて車両内部に伝えられる音を抑制されることにな
る。また、車両壁面である車体床２に着目すると、コン
サベータ２７の頂壁３４から車体床２に衝突する音は伝
播距離の違いによる位相差のため相殺されることにな
り、コンサベータ２７の頂壁３４から車体床２を通して
車両内部に伝わる音が抑制される。このため、車内で感
じられる車両搭載用変圧器からの騒音の大部分は、コン
サベータ２７の頂壁３４から車体床２を介して伝えられ
る音圧３８であり、車体床２から比較的遠い変圧器タン
ク３０の鉄心収納部３１およびコイル収納部３２からの
音圧は空気層中で減衰分散して車体床２には殆ど伝えら
れない。

【００１６】図３及び図４には本発明の別の実施例の減
音装置を備えた車両搭載用変圧器４１を示し、この車両
搭載用変圧器４１は、略々円錐形の頂壁４２と円筒形側
壁４３とを備えたコンサベータ４４を持っている。この
ような略々円錐形の頂壁４２を持つコンサベータ４４
も、図１および図２の実施例のものと同様に作用して、
車両搭載用変圧器４１の対向壁面であるコンサベータ４
４の頂壁４２から車両壁面である車体床２に向かって空
気中に伝播する音波が、車体床２に対して角度および位
相差をもって即ち平行を欠いて衝突するようにし、この
ため車両搭載用変圧器４１から車体床２を通して車両内
部に伝わる音が抑制される。

【００１７】図５及び図６には本発明の更に別の実施例
の減音装置を備えた車両搭載用変圧器４６を示し、この
車両搭載用変圧器４６は、角錐形の頂壁４７と側壁４８
とを備えたコンサベータ４９を持っている。このような
角錐形の頂壁４７を持つコンサベータ４９も、図１およ
び図２の実施例のものと同様に作用して、車両搭載用変
圧器４６から車体床２を通して車両内部に伝わる音が抑
制される。

【００１８】図７及び図８に示す本発明の実施例の減音
装置を備えた車両搭載用変圧器５１に於いては、薄い円
筒形のコンサベータ５２の平坦な頂壁５３が全面に亙っ
て制振構造をもち、車両搭載用変圧器５１の対向壁面で
あるコンサベータ５２から車両壁面である車体床２に向
かって空気中に伝播する音波３７が減衰され、もって車
両搭載用変圧器５１から車体床２を通して車両内部に伝
わる音３８を抑制する。この実施例の頂壁５３の制振構
造は、タンク天板自体を制振鋼板あるいは制振合金板で
形成することにより実現されている。制振鋼板とは２枚
の鋼板の間に比較的柔らかい弾性樹脂の層を挟んで一体
構造とした公知のもので良く、制振合金板は例えば日本
鋼管（株）から制振合金SERENA（登録商標）の商品名で
市販されているFe-Al-Si系合金の板で良い。コンサベー
タ５２の円筒形の側壁５４は通常の鋼板で良い。

【００１９】図９及び図１０に示す本発明の実施例の減
音装置を備えた車両搭載用変圧器５５に於いては、薄い
円筒形のコンサベータ５６の平坦な頂壁５７および円筒
側壁５８が全面に亙って制振構造をもっており、車両搭
載用変圧器５５から車体床２を通して車両内部に伝わる
音が抑制される。この実施例の頂壁５７の制振構造は、
鋼鉄製等のタンク天板及び側壁の外表面に制振塗料５９
を塗布することにより実現されている。制振塗料とは、
例えば（株）オプテックディディ・メルコ・ラボラトリ
ー社のハプラコート（登録商標）等の塗料である。

【００２０】図１１および図１２は、図１乃至図１０の
実施例に於いてはコンサベータの頂壁が車体床２に対向
している構造であったのと異なり、車体床２に対向する
車両搭載用変圧器の対向面が変圧器本体の頂壁である場
合の例を示している。この車両搭載用変圧器６０の変圧
器本体６１の頂壁６２は円筒表面を持つように構成され
ている。この例では、車両搭載用変圧器６０は変圧器本
体６１と、変圧器本体６１の側部に取り付けられたコン
サベータである変圧器補助機器６３とを備えている。変
圧器本体６１は円筒形のタンク６４と、タンク６５内に
収容されて鉄心６５に巻かれたコイル６６とを備えてい
る。コンサベータ６３は変圧器本体６１の側部に取り付
けられていて、音源である鉄心６５およびコイル６６か
ら車体床２への音の伝播経路内に無く、車体床２にも比
較的遠く、面積も小さいので、通常は騒音対策を施す必
要性は少ないが、必要なら本発明のいずれかの実施例の
防音対策を施すこともできる。

【００２１】図１３乃至図２４には、変圧器本体の頂壁
を覆って取り付けられた傾斜面部材を用いた減音装置の
実施例を示す。図１３および図１４に示す車両搭載用変
圧器７０に於いては、変圧器本体３０の頂壁３３が円筒
面７１を有する傾斜面部材７２により覆われている。こ
の傾斜面部材７２は、変圧器タンク３０の鉄心収納部３
１の頂壁３３だけでなくコイル収納部３２の頂壁３９上
にも一体に延びていて、変圧器対向壁である頂壁３３お
よび３９の周縁に沿って設けられた防振ゴム等の防振部
材７３と、防振部材７３上に取り付けられて頂壁３３お
よび３９の周縁部から延びて頂壁３３および３９の全体
を覆う傾斜面を形成する傾斜板７４と、傾斜板７４と変
圧器頂壁３３および３９との間の空間内部に設けられた
吸音材７５とを備えている。このように、傾斜面部材７
２は、少なくとも大部分が車体床２に対して傾斜した傾
斜面を有し、変圧器の対向壁面（頂壁３３および３９）
から車体床２に向かって空気中に伝播する音波が車体床
２に対して角度および位相差をもって衝突するようにす
るものである。

【００２２】図１５および図１６に示す車両搭載用変圧
器用減音装置の実施例も図１３および図１４の実施例と
同様の構成であるが、車両搭載用変圧器７６上に設けら
れた傾斜面部材７７の傾斜板７８が、屋根形である点で
異なり他の点では図１３および図１４の実施例と同じで
ある。

【００２３】図１７に示す本発明の更に別の実施例の車
両搭載用変圧器用減音装置に於いては、減音装置が車両
搭載用変圧器側ではなく、車両壁面である車体床２に設
けられている。即ち、車両搭載用変圧器は例えば図１８
および図１９に示す従来の車両搭載用変圧器１で良い
が、車体床２の下面には車両搭載用変圧器１に向かって
突出したドーム状曲面８０が形成され、車両搭載用変圧
器１の対向壁面即ちコンサベータ７の頂壁１４から車両
壁面である車体床２に向かって空気中に伝播する音波１
６が車両壁面２に対して角度および位相差をもって衝突
するようにしてなり、もって車両搭載用変圧器１から車
両壁面２を通して車両内部に伝わる音１７を抑制させる
例を示す。この実施例では減音装置はドーム状曲面８０
であるが、これに限らず、これまでに図１乃至図１６に
関連して説明してきた形状及び構造の減音装置をも使用
できる。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかな如く、この発明
の車両搭載用変圧器用減音装置によれば、車両搭載用変
圧器の対向壁面の少なくとも大部分が車両壁面に対して
相対的に傾斜しており、車両搭載用変圧器の対向壁面か
ら車両壁面に向かって空気中に伝播する音波が車両壁面
に対して衝突する際、音波としての粗密波の波面が平行
を欠いた状態にて衝突するように構成されているため、
車両搭載用変圧器から車両壁面を通して車両内部に伝わ
る音が抑制される。また、変圧器対向壁あるいは車両壁
面を制振構造として、車内に伝播する音波を減衰させる
こともできる。また、傾斜面は、車両搭載用変圧器の対
向壁を覆って対向壁上に取り付けられ、対向壁の周縁か
ら延びて傾斜面を形成する傾斜板と、傾斜板の内面に設
けられた吸音材とを備えた傾斜面部材により形成するこ
ともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の車両搭載用変圧器用減音装置の実施
例を示す概略正面図

【図２】 図１の車両搭載用変圧器用減音装置の斜視図

【図３】 本発明の車両搭載用変圧器用減音装置の別の
実施例を示す概略正面図

【図４】 図３の車両搭載用変圧器用減音装置の斜視図

【図５】 本発明の車両搭載用変圧器用減音装置の更に
別の実施例を示す概略正面図

【図６】 図５の車両搭載用変圧器用減音装置の斜視図

【図７】 本発明の車両搭載用変圧器用減音装置の更に
別の実施例を示す概略正面図

【図８】 図７の車両搭載用変圧器用減音装置の斜視図

【図９】 本発明の車両搭載用変圧器用減音装置の別の
実施例を示す概略正面図

【図１０】 図９の車両搭載用変圧器用減音装置の斜視
図

【図１１】 本発明の車両搭載用変圧器用減音装置のな
お別の実施例を示す概略正面図

【図１２】 図１１の車両搭載用変圧器用減音装置の概
略側面図

【図１３】 本発明の車両搭載用変圧器用減音装置の更
に別の実施例を示す概略正面図

【図１４】 図１３の車両搭載用変圧器用減音装置の斜
視図

【図１５】 本発明の車両搭載用変圧器用減音装置のな
お別の実施例を示す概略正面図

【図１６】 図１５の車両搭載用変圧器用減音装置の概
略側面図

【図１７】 本発明の車両搭載用変圧器用減音装置の別
の実施例を示す概略正面図

【図１８】 従来の車両搭載用変圧器の車両への搭載例
を示す概略正面図

【図１９】 図１４の車両搭載用変圧器の斜視図

【符号の説明】

２ 車体床（車両壁面）、２１ 変圧器本体、２７ コ
ンサベータ（変圧器補助機器）、３４ 対向壁、３６
対抗壁面、３７ 音波、７２ 傾斜面部材、７３ 防振
部材、７４ 傾斜板、７５ 吸音材。

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 変圧器本体および変圧器補助機器を含
   み、車両壁面に対向して配置される対向壁面を有する車
   両搭載用変圧器のための減音装置であって、上記対向壁
   面の少なくとも大部分を上記車両壁面に対して相対的に
   傾斜させて、上記車両搭載用変圧器の上記対向壁面の振
   動から空気中に生じて伝播して行く粗密波の波面が上記
   車両壁面に対して実質的に平行を欠いて衝突するように
   し、もって上記車両搭載用変圧器から上記車両壁面を通
   して車両内部に伝わる音を抑制する車両搭載用変圧器用
   減音装置。
2. 【請求項２】 変圧器本体および変圧器補助機器を含
   み、車両壁面に対向して配置される対向壁面を有する対
   向壁を持つ車両搭載用変圧器のための減音装置であっ
   て、上記対向壁面の少なくとも大部分を上記車両壁面に
   対して相対的に傾斜させて、上記車両搭載用変圧器の上
   記対向壁面の振動から空気中に生じて伝播して行く粗密
   波の波面が上記車両壁面に対して実質的に平行を欠いて
   衝突するようにし、更に上記対向壁の少なくとも大部分
   および上記車両壁面の上記対向壁に対向する部分の少な
   くとも大部分のうちの少なくとも一方を制振構造とし、
   もって上記車両搭載用変圧器から上記車両壁面を通して
   車両内部に伝わる音を抑制する車両搭載用変圧器用減音
   装置。
3. 【請求項３】 変圧器本体および変圧器補助機器を含
   み、車両壁面に対向して配置される対向壁面を有する対
   向壁を持つ車両搭載用変圧器用減音装置であって、上記
   対向壁の少なくとも大部分および上記車両壁面の上記対
   向壁に対向する部分の少なくとも大部分のうちの少なく
   とも一方を制振構造とし、もって上記車両搭載用変圧器
   から上記車両壁面を通して車両内部に伝わる音を抑制す
   る車両搭載用変圧器用減音装置。
4. 【請求項４】 変圧器本体および変圧器補助機器を含
   み、車両壁面に対向して配置される対向壁面を有する対
   向壁を持つ車両搭載用変圧器のための減音装置であっ
   て、上記対向壁上に取り付けられた傾斜面部材を備え、
   上記傾斜面部材は少なくとも大部分が上記車両壁面に対
   して傾斜して、上記車両搭載用変圧器の上記対向壁面の
   振動から空気中に生じて伝播して行く粗密波の波面が上
   記車両壁面に対して実質的に平行を欠いて衝突するよう
   にする傾斜面を有し、もって上記車両搭載用変圧器から
   上記車両壁面を通して車両内部に伝わる音を抑制する車
   両搭載用変圧器用減音装置。
5. 【請求項５】 変圧器本体および変圧器補助機器を含
   み、車両壁面に対向して配置される対向壁面を有する対
   向壁を持つ車両搭載用変圧器のための減音装置であっ
   て、上記対向壁上に取り付けられ、少なくとも大部分が
   上記車両壁面に対して傾斜した傾斜面を有し、上記車両
   搭載用変圧器の上記対向壁面の振動から空気中に生じて
   伝播して行く粗密波の波面が上記車両壁面に対して実質
   的に平行を欠いて衝突するようにする傾斜面部材を備
   え、上記傾斜面部材が、上記車両搭載用変圧器の対向壁
   を覆って上記対向壁上に取り付けられ、上記対向壁の周
   縁から延びて上記傾斜面を形成する傾斜板と、上記傾斜
   板の内面に設けられた吸音材とを備え、もって上記車両
   搭載用変圧器から上記車両壁面を通して車両内部に伝わ
   る音を抑制する車両搭載用変圧器減音装置。
6. 【請求項６】 変圧器本体および変圧器補助機器を含
   み、車両壁面に対向して配置される対向壁面を有する対
   向壁を持つ車両搭載用変圧器のための減音装置であっ
   て、上記対向壁上に取り付けられた防振部材と、上記防
   振部材に取り付けられて少なくとも大部分が上記車両壁
   面に対して傾斜した傾斜面を有し、上記変圧器の上記対
   向壁面の振動から空気中に生じて上記車両壁面に向かっ
   て伝播して行く粗密波の波面が上記車両壁面に対して実
   質的に平行を欠いて衝突するようにする傾斜面部材とを
   備え、上記傾斜面部材が、上記車両搭載用変圧器の対向
   壁を覆って上記対向壁上に取り付けられて上記対向壁の
   周縁から延びて上記傾斜面を形成する傾斜板と、上記傾
   斜板の内面に設けられた吸音材とを備え、もって上記車
   両搭載用変圧器から上記車両壁面を通して車両内部に伝
   わる音が抑制されるようにしてなる車両搭載用変圧器用
   減音装置。