JPH11210829A - 振動低減構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両や建築物で、加振源から伝達される振動
を低減する構造を提供する。 【解決手段】 加振力を有する加振源（車外側床板７と
車外側床板７に一体に形成され車両長手方向に配設され
た根太９）と、前記加振源に対向してその上方に配設さ
れ該加振源からの振動を伝達する部材（社内側床板８）
で構成される構造において、前記加振源の根太９の上面
と該根太９の上面に対向する前記社内側床板８の下面
に、上面に根太９長手方向に延びる複数列のありほぞが
形成された弾性体１１と、下面に前記複数列のありほぞ
が嵌まりあう複数列のあり溝が形成された弾性体１０
が、それぞれ取付けられ、一方の弾性体１１に他方の弾
性体１０を押しつけることにより両者を互いに着脱可能
に嵌合させ、前記加振源（車外側床板７と車外側床板７
に一体に形成された根太９）と前記伝達する部材（社内
側床板８）を前記弾性体１０，１１を介して結合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加振源となる第１
の物体とこの第１の物体に弾性体を介して結合される第
２の物体からなる振動低減構造に係り、特に、高速で走
行する車両構体の構造及び建築構造物における振動低減
構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、加振源となる第１の物体から該加
振源に結合された第２の物体への振動の伝搬を低減する
には、第１の物体（加振源）と第２の物体の間に防振ゴ
ムを介在させ、これらをネジや接着等により締結してい
た。こういった構造の代表的な例としては、床構造が挙
げられる。ここでは、床下に加振源を有する鉄道車両構
体の床構造について述べる。

【０００３】鉄道車両構体の床構造には、床板を接着製
アルミニウムハニカムと押し出し型材とのサンドイッチ
パネルとしたものがある。この構造の例には、例えば図
６に示した、現行の３００系新幹線に用いられている構
造がある。この構造においては、床板と該床板を支持す
る根太の結合部は図に示すように、床板８と根太９の間
に硬質塩化ビニル製のライナー１４を介在させ、床板８
と根太９がライナー１４を介してネジ１３により締結さ
れる構造となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、ビルや家屋等の
建築構造物や鉄道や自動車といった移動体に対して、乗
り心地向上、快適性の向上のための静音化のニーズが高
まってきている。そういった建築構造物、移動体の静音
化を行うためには、音の透過損失の増加や吸音材による
吸音力の向上といった音響的な対策のみならず、加振源
から伝播してくる振動の低減を行う必要がある。

【０００５】床下に加振源が存在する場合の床上での振
動低減手法としては、従来から、前記図６に示した例の
ように、床と加振源の間に緩衝材となる弾性体、例えば
防振ゴムを介在させる方法がある。この手法では、床下
の加振源と床を結合するのにネジ等を用いていたため
に、加振源からネジを経て振動が床に伝わり、床と加振
源と床との振動絶縁は不完全であるという問題があっ
た。また、ネジ等を用いずに弾性体を接着のみで接合す
るには、弾性体や床板の位置決めが困難であるという問
題があった。

【０００６】特に、ここでは、床下に加振源を有し高速
で移動する鉄道車両の問題について述べる。鉄道車両の
高速化に伴い、軌道への衝撃の増大、走行時に発生する
騒音の増大、運転動力費の増大などの問題が生じる。こ
れらの問題点を解決するために、鉄道車両を軽量化及び
静音化することが必要不可欠である。

【０００７】従来より、鉄道車両構体の軽量化のため、
構体は軽合金製の押出し形材を採用した骨部材で構成さ
れ、さらに、外板部分も押出し形材によって構成されて
いる。鉄道車両構体のさらなる軽量化のためには、押出
し形材自体の板厚を薄くする必要があるが、技術的に限
界があり、板厚を薄くすることで板自体の面外曲げ剛性
が低下し多数の補強材を設置する必要が生じるため、製
作工数あるいは質量が増大するという問題があった。鉄
道車両構体の静音化については、軽量の軽合金製の押出
し形材を採用した構造の場合、構造の遮音性を表す音響
透過損失は単位面積当たりの質量即ち面密度に比例す
る。このため、軽量の軽合金製の押出し形材では音響透
過損失の増加による遮音性向上は限界があり、軽合金製
の押出し形材の車内側に制振材を貼付する事により、構
体を伝播してくる振動を抑制していた。しかし、軽合金
製の押出し形材を採用した車両構体の車内側構造は複雑
なため、前記制振材の取付けに多大な製作工数を要して
いた。さらに、車内騒音の発生しやすい台車付近は低騒
音化のため多量の制振材が必要となり、質量が増大する
という問題があった。

【０００８】前記従来構造においては、床構造を接着製
アルミニウムハニカムと押し出し型材とのサンドイッチ
構造にしたことにより、音響透過損失が増加している
が、振動源からの振動が根太からネジを通じて上床に伝
播し、放射音となって車内騒音を増大させるという問題
があった。

【０００９】本発明はこのような点に着目してなされた
ものであり、その目的は、振動を低減するとともに着脱
が容易な構造を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の第１の手段は、加振力を有する加振源と前記加振源
に結合されて振動を伝達する部材で構成される構造にお
いて、前記加振源と前記振動を伝達する部材の双方の互
いに対向する位置に、対向する表面が互いに着脱可能に
嵌まりあう形状の弾性体を取付け、双方を圧着すること
により、前記加振源と前記振動を伝達する部材を、表面
を互いに嵌合させた前記弾性体を介して結合したことを
特徴とする。

【００１１】前記目的を達成する本発明の第２の手段
は、上記第１の手段において、弾性体の表面の互いに脱
着可能に嵌まりあう形状が、該弾性体が取り付けられる
加振源構造部材の長手方向に延びる堰状に延びる複数列
の突起と、この突起が嵌まりあう複数列の溝であること
を特徴とする。

【００１２】前記目的を達成する本発明の第３の手段
は、上記第２の手段において、前記弾性体が、該弾性体
が取り付けられる加振源構造部材の長手方向に間隔をお
いて配置されていることを特徴とする振動低減構造。

【００１３】前記目的を達成する本発明の第４の手段
は、上記第１乃至第３のいずれかの手段において、前記
振動を伝達する部材の弾性体取付け位置に凹みが形成さ
れ、該凹みの深さは加振源と振動を伝達する部材が弾性
体を介して結合されたとき、加振源構造部材の一部が振
動を伝達する部材の表面よりも該部材内部に位置する深
さであることを特徴とする振動低減構造。

【００１４】前記目的を達成する本発明の第５の手段
は、上記第２乃至第４のいずれかの手段において、前記
堰状に延びる複数列の突起はありほぞであり、突起が嵌
まりあう複数列の溝はあり溝であることを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図１乃至図５に
よって説明する。

【００１６】図１は本発明の第１の実施例である鉄道車
両構体の床構造を車両横方向の面で切って示す断面図で
ある。本実施例における床構造は、図示のように、軽合
金製の車外側床板７と、車外側床板７に対向してその上
方に配置された軽合金製の車内側床板８と、前記車外側
床板７上面にに車体長手方向に沿って配設され前記車内
側床板８を支持する逆Ｌ字形の根太９と、根太９の上面
に接着された弾性体１１と、前記車内側床板８下面の前
記弾性体１１に対向する位置に接着され弾性体１１上面
に当接する弾性体１０と、を含んで構成されている。

【００１７】前記軽合金製の車外側床板７はアルミニウ
ム製の押し出し型材で構成されたもので車端圧縮荷重及
び圧力荷重などに耐える強度部材である。一方、前記車
内側床板８は、おもに室内の座席荷重及び乗客荷重等の
垂直荷重を受け持つ部材であり、アルミニウム製の接着
ハニカムパネルである。また、前記根太９は前記車外側
床板７に一体に形成された押し出し型材あるいは前記車
外側床板７上面に固着された別部材の骨部材である。車
外側床板７は図示されていない台車（あるいは車軸）に
結合されていて、台車（あるいは車軸）から伝わる振動
を受け、根太９とともに振動する。すなわち、車外側床
板７と根太９は加振源となって、振動を伝達する部材で
ある車内側床板８に振動を伝達する。

【００１８】弾性体１１の上面（弾性体１０に対向、当
接する面）には、車体長手方向に延びる断面あり形の突
起（ありほぞ）が複数列、堰状に形成され、弾性体１０
の下面（弾性体１１に対向、当接する面）には、前記複
数列のありほぞそれぞれに対向する位置に、前記ありほ
ぞが嵌合するあり溝が車体長手方向に複数列形成されて
いる。あり溝の開口幅に対しありほぞ上面の幅は、あり
ほぞをあり溝に押しつけたときあり溝の縁が押し広げら
れてありほぞがあり溝に嵌まり込むことが可能な範囲で
大きくし、ありほぞとあり溝の大きさは、ありほぞがあ
り溝に嵌合したとき、両者が当接する各面に圧縮力が作
用するよう、あり溝がありほぞに対し、わずかに小さい
ようにしてある。

【００１９】弾性体１０、１１は、双方を圧着すること
により、ありほぞが対向するあり溝の開口部をおし広げ
て嵌まり込み、嵌合部分の断面形状があり継ぎ、つまり
図に示すように、お互いが先広がりのテーパー状になっ
て噛み合っているため、前後左右方向に引き離そうとす
る力に対してお互いのテーパー部の面圧で対抗する。ま
た、車両の走行中に通常発生するような上下方向の力に
対しても、車内側床板８はがたつくことなく保持される
し、必要があれば車内側床板８を上方向に引っ張りあり
形の嵌合部を外して車内側床板８を取り外すことが可能
である。本構造によれば、車内側床板８と根太９とが構
造的に絶縁される（剛体の直接接触がない）ため、車外
側床板７から車内側床板８への振動伝達が抑制でき、車
内騒音が低減できる。弾性体の例としては、耐老化性、
耐熱性に優れたＣＲゴム等が挙げられる。

【００２０】図２は、本発明の第２の実施例を示す断面
図である。本実施例が前記図１に示す第１の実施例と異
なっているのは、車内側床板８を構成するハニカムパネ
ルの根太９に対向する位置のハニカム構造内にアルミニ
ウムを流し込んで形成された車体長手方向に延びるスペ
ーサ１２が設けられ、このスペーサ１２の下面の根太９
に対向する位置に車体長手方向に延びる溝状の凹みが設
けられていることと、この凹みの幅は根太９の幅よりも
大きく、この凹みの底面の幅一杯に接着された弾性体１
０の下面（根太９に対向し、あり溝が形成されている
面）は車内側床板８の下面よりも上方に位置しているこ
とと、根太９の上部は前記凹みの中に位置し、根太９の
上面に接着された弾性体１１の幅方向両側は根太９の側
面に回り込むように延長され根太９側面と前記凹みの壁
面との空隙を満たしていること、である。他の構成は前
記第１の実施例と同じであるので同一の符号を付し、説
明を省略する。

【００２１】本実施例においても、前記弾性体１０を弾
性体１１に押しつけることにより、弾性体１０のあり溝
を弾性体１１のありほぞに嵌合させ、車内側床板８と根
太９を結合する。なお、弾性体１１は長手方向には根太
９と同じ長さを有し、弾性体１０も同様の長さを有す
る。根太９は、逆Ｌ字形の上部の水平部材の厚み分だけ
車内側床板８のスペーサ１２内に嵌め込まれた状態にな
っており、従来はネジ１３によって、走行中の前後、左
右方向のせん断力（車外側床板７を車内側床板８に対し
て相対的に移動させようとする力）を支持して車内側床
板８の相対移動を拘束していたが、根太９を車内側床板
８に埋めこむことにより、車内側床板８全体でせん断力
を支持するためにネジを用いる必要がない。また、ネジ
止めの工程を省くことができるので、作業工数が削減さ
れる。また、スペーサ１２に形成された凹みに根太９を
嵌め込む構造となっているため、根太９と車内側床板８
を結合する際の位置決めが簡単にできる。

【００２２】図３に示す本発明の第３の実施例は、前記
図２に示す実施例の変形例である。本実施例が前記図２
に示す実施例と異なる点は、本実施例においては、弾性
体１１の幅は根太９の上端の幅と同じで側面には回り込
んでおらず、弾性体１０の幅方向両側がスペーサ１２の
凹みの壁面に沿って下方に回り込むように延長され、根
太９の側面と前記凹みの壁面との空隙を満たしているこ
と、である。他の構成は前記第２の実施例と同じである
ので同一の符号を付し、説明を省略する。

【００２３】本実施例は前記第２の実施例と形状は異な
るが、作用、効果は前記第２の実施例と同様であるので
説明を省略する。

【００２４】本発明の第４の実施例を図４を参照して説
明する。図４は車両長手方向の面で切った床構造を示す
縦断面図である。前記図１〜図３に示した実施例におい
ては、根太９は押出しによって形成された車外側床板７
と一体の部材であるが、本実施例においては、根太９は
車外側床板７と別体で形成され車外側床板７に固着され
たものとしてある。床下機器の振動・騒音が特に大きい
場所においては、車外側床板７と車内側床板８とを非接
触にするのが望ましい。本実施例は、図に示すように、
車内側床板８を構成するハニカムパネルに車両長手方向
にある間隔をおいてスペーサ１２を設け、長手方向に連
続している根太９と車内側床板８の間の、車両長手方向
に断続して配置されたスペーサ１２の位置に弾性体１０
及び１１を配置したものである。弾性体１０及び１１を
間隔をおいて配置することにより、特定の位置での根太
９と車内側床板８との結合を避け、床下機器の振動・騒
音が特に大きい場所からの振動伝達を低減できた。ま
た、弾性体１０及び１１を配置する位置を車外側床板７
の振動のモードを考慮して選定し、根太９と車内側床板
８との接触を線接触から点接触（あるいは破線状接触）
にすることによっても、車外側床板７から車内側床板８
への振動伝達を低減できる。

【００２５】本発明の床構造により、車両の台車から前
記車外側床板７及び根太９を経由して車内側へ伝播する
振動を前記弾性体１０、１１により低減することができ
る。したがって、車内側床板８が振動することにより客
室内へ放射される音圧が低減され、鉄道車両の車内の静
音化を図ることができる。また、前記弾性体１０、１１
を設置した床は、一般的に遮音性能が高いため、トンネ
ル内を走行中の床下車外から進入する透過音を小さくす
ることができるので、鉄道車両の車内の静音化を図るこ
とができる。

【００２６】前記各実施例では、根太９が車両長手方向
に沿って延びるように配置されているが、根太９が車両
幅方向に沿って延びるように配置されている場合にも同
様に適用可能である。この場合は、あり溝、ありほぞの
方向も、根太９の方向に併せ、車両幅方向に沿って延び
るように配置すればよい。

【００２７】次に本発明の第５の実施例を図５を参照し
て説明する。本実施例は本発明を建築構造物の床構造に
適用した例である。本床構造は、図６に示すように、コ
ンクリート床１５と、コンクリート床１５の上に配置さ
れた根太９と、弾性体１０、１１を介して根太９に支持
される床板８とから構成されている。根太９上面には弾
性体１１が、根太９上面に対向する床板８下面には弾性
体１０が、それぞれ接着され、弾性体１１上面には前記
図１に示す第１の実施例の弾性体１１と同様なありほぞ
が根太９の長手方向に複数列形成され、弾性体１０下面
にはこの複数列のありほぞに嵌り合うあり溝が形成され
ている。

【００２８】すなわち、床板８を根太９に（下方に）押
しつけることにより、弾性体１０のあり溝の縁が押し広
げられ、弾性体１１のありほぞが弾性体１０のあり溝に
嵌まり込む。あり溝の開口幅に対しありほぞ上面の幅
は、ありほぞをあり溝に押しつけたときあり溝の縁が押
し広げられてありほぞがあり溝に嵌まり込むことが可能
な範囲で大きくし、ありほぞとあり溝の大きさは、あり
ほぞがあり溝に嵌合したとき、両者が当接する各面に圧
縮力が作用するよう、あり溝がありほぞに対し、わずか
に小さいようにしておく。この弾性体１０、１１の嵌合
により、根太９と床板８が結合されるが、弾性体を介し
ての結合であって床板８と根太９を構成する剛体の直接
接触が構造的に絶縁されるため、コンクリート床１５か
ら床板８へ伝わってくる振動が低減される。逆に、床板
８上面に加わる衝撃等も床下（コンクリート床１５）に
伝わり難くなる。従って、ビルのオフィスやマンション
の床に本発明を適用することにより、下の部屋や隣の部
屋に伝わる振動を低減できる。必要がある場合は、床板
８を上方に引っ張ることにより、弾性体１１のありほぞ
と弾性体１１のあり溝の嵌合を解放し、簡単に（ネジ等
を取り外す作業をすることなく）床板８を取り外して床
下を点検することができる。

【００２９】本発明はまた、床だけでなく、壁にも適用
できる。本発明を建築構造物に適用することにより、静
かで快適は室内空間を提供できる。

【００３０】なお、上記各実施例においては、弾性体１
０、１１をあり溝とありほぞの嵌合により結合させてい
るが、傾斜面を備えたあり溝やありほぞでなく、断面矩
形状の溝に断面矩形状の突起部を嵌合させることで結合
させてもよい。但し、この場合も、突起部の幅を溝の幅
よりもわずかに広くしておき、突起部を溝に嵌合させた
とき、両者の当接面に面に垂直な押しつけ力が作用する
ようにしておく必要がある。また、上記各実施例におい
ては、下側になる弾性体にありほぞが形成され、上側に
なる弾性体にあり溝が形成されているが、これは逆であ
っても効果は同じである。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、加振源と振動が伝達さ
れる部材の双方に弾性体を接合し、加振源と振動が伝達
される部材が前記弾性体相互の嵌合によって結合される
ので、加振源と振動が伝達される部材が剛体同士直接接
触するのが避けられ、加振源から伝達される振動を低減
できる。更に、弾性体を加振源と振動が伝達される部材
の双方に別々に取付け、加振源と振動が伝達される部材
を、互いに嵌合する前記弾性体を介して結合するため、
加振源と振動が伝達される部材の取付け取外しが容易に
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す断面図である。

【図２】本発明の第２の実施例を示す断面図である。

【図３】本発明の第３の実施例を示す断面図である。

【図４】本発明の第４の実施例を示す側面図である。

【図５】本発明の第５の実施例を示す断面図である。

【図６】従来の床構造の例を示す断面図である。

【符号の説明】

７ 車外側床板 ８ 車内側床板 ９ 根太 １０ 根太側弾性体 １１ 車内側床板側弾性体 １２ スペーサ １３ ネジ １４ ライナー １５ コンクリート

フロントページの続き (72)発明者 武市 通文 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者 下出 新一 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加振力を有する加振源と前記加振源に結
   合されて振動を伝達する部材で構成される構造におい
   て、前記加振源と前記振動を伝達する部材の双方の互い
   に対向する位置に、対向する表面が互いに着脱可能に嵌
   まりあう形状の弾性体を取付け、双方を圧着することに
   より、前記加振源と前記振動を伝達する部材を、表面を
   互いに嵌合させた前記弾性体を介して結合したことを特
   徴とする振動低減構造。
2. 【請求項２】 請求項１記載の振動低減構造において、
   弾性体の表面の互いに脱着可能に嵌まりあう形状が、該
   弾性体が取り付けられる加振源構造部材の長手方向に延
   びる堰状に延びる複数列の突起と、この突起が嵌まりあ
   う複数列の溝であることを特徴とする振動低減構造。
3. 【請求項３】 請求項２記載の振動低減構造において、
   前記弾性体が、該弾性体が取り付けられる加振源構造部
   材の長手方向に間隔をおいて配置されていることを特徴
   とする振動低減構造。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載の振動
   低減構造において、前記振動を伝達する部材の弾性体取
   付け位置に凹みが形成され、該凹みの深さは加振源と振
   動を伝達する部材が弾性体を介して結合されたとき、加
   振源構造部材の一部が振動を伝達する部材の表面よりも
   該部材内部に位置する深さであることを特徴とする振動
   低減構造。
5. 【請求項５】 請求項２乃至４のいずれかに記載の振動
   低減構造において、前記堰状に延びる複数列の突起はあ
   りほぞであり、突起が嵌まりあう複数列の溝はあり溝で
   あることを特徴とする振動低減構造。