JP5238324B2 - Soundproofing method for railcar panels and railcar soundproofing panel structure used therefor - Google Patents
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Description
本発明は、具体的には床、側、天井、妻、仕切り壁といった各種の鉄道車両用パネルでの防音方法と、それに用いる鉄道車両用防音パネルに関するものである。 The present invention specifically relates to a soundproofing method for various railcar panels such as floors, sides, ceilings, wives, and partition walls, and a railcar soundproof panel used therefor.
鉄道車両用パネルは、通常、骨組の表裏に面板を当てがって貼り合わせた構造、あるいは表裏の面板間に発泡樹脂を挟み込んだサンドイッチ構造が多く採用されている。仕切り壁や、一次構造部分である台枠とは別体にする方式の床パネル構造などにおいては、2枚の面板とも一次構造部分とは別の金属製面板を使用している場合が多い。これら2枚の面板間の空間には防音と断熱を兼ねた繊維絶縁材などが詰められることが多い。一方、構体外板が車両の一次構造部分をなすときは車内側の面板は室内化粧板である。 Railcar panels generally employ a structure in which a face plate is applied to the front and back of a frame and bonded together, or a sandwich structure in which foamed resin is sandwiched between front and back face plates. In a floor panel structure or the like that is separate from the partition wall or the base frame that is the primary structure portion, the two face plates often use a metal face plate that is different from the primary structure portion. The space between these two face plates is often filled with a fiber insulating material that serves both as soundproofing and heat insulation. On the other hand, when the structure outer plate forms the primary structure portion of the vehicle, the face plate inside the vehicle is an interior decorative plate.
ところで、防音性、遮音性を改善する方法として、薄膜と繊維系吸音断熱材との組み合わせを利用することは既に知られているし(例えば、特許文献1、2参照。)、鉛板や、鉛箔、鉛箔ラミネート、鉛粉混入のシート層などからなる遮音シートとボード状合成樹脂発泡体層との組み合わせを利用することも知られている(例えば、特許文献3参照。)。
By the way, as a method of improving soundproofing and sound insulation, it is already known to use a combination of a thin film and a fiber-based sound-absorbing heat insulating material (see, for example,
特許文献1に開示の技術は、繊維断熱材に接着などして担持した遮音シートが、遮音上、対象音の周波数帯域において共振を起こし、遮音効果が損なわれることに対して、遮音シートの少なくとも片面に衝撃吸収材を塗布することにより、遮音シートの共振域における振動エネルギ吸収能の低下を防いでおり、塗布した衝撃吸収材は前記接着剤をも兼ねることもできるとしている。また、繊維断熱材は繊維相互の接触点が熱硬化樹脂で結着されたものとして、繊維の自由性を拘束することにより遮音シートの振動を抑えるようにしている。
The technique disclosed in
特許文献2に開示の技術は、複数の無機繊維よりなるフェルトまたは不織布間に挟んだ金属箔に設けた多数の穿孔によって反射音を無孔金属箔の場合よりもかなり少なく、透過音も金属箔を複層とすることで次層の金属箔との間で一部が反射して一部が透過することになり、第1の金属箔を透過した音は第2の金属箔との間で反射と吸収を繰り返して減衰させられるし、多層にするほど減衰率を高められ、最初の反射音は表層の無機繊維層にかなりの割合で吸収され、他層の反射音は透過音と同様にして減衰するので、音の反射も非常に少なくなるとしている。また、電磁波についても同様の機構で減衰させられるし、全体をニードルパンチングにより絡合一体化した積層構造であるため、接着剤を用いる場合に比して、無機繊維層と金属箔との境界がかなり自由に摺動し、全体としてかなり柔軟性を有し、曲面やアール部への馴染みがよく、屈曲による層間剥離や割れの問題は発生しないものとなっている。
The technique disclosed in
特許文献3に開示の技術は、合成樹脂発泡体層に担持した鉛系の遮音シートないしは箔の片面に、特許文献1に記載のもの同様ゴムシートを貼り合わせることで、遮音シートの対象音との共振を防止して、遮音シートの共振によるパネル全体での遮音性能低下を防止している。そのために、各層は積層一体化されている。
しかし、特許文献1〜3に記載のものはいずれも、積層一体化するパネル構造であるため、一体化の接着作業や、ニードルパンチング作業を別途必要とする分だけコスト上昇の原因になる。
However, since all of the ones described in
また、特許文献2に記載の技術は、ニードルパンチングでパネル全体を一体化して無機繊維の自由度が低下する分だけ吸音効果が低下するし、遮音シートが鉛系の箔ないしはシートであることにより制振性、遮音性を高められるが、重量化する上、環境性に劣り、鉛系の箔やシートの層数を増大させて遮音効果を高めるのでは、構造のさらなる複雑化、コスト上昇の原因になるし、重量化、環境性の面で鉄道車両には不向きである。
In addition, the technique described in
また、特許文献1、3に記載のものでは、繊維同士の接触点を熱硬化性樹脂で結着した繊維断熱材、または合成樹脂発泡材に担持して遮音シートの振動を制限した上に、衝撃吸収材ないしはゴムを貼り付けて対象音との共振を防止する関係で、構造のさらなる複雑化、コスト上昇を招くし、重量化する分鉄道車両では不利になる。
Moreover, in the thing of
本発明の目的は、構造の複雑化、高コスト化、重量化を招かずに、従来に比しさらに高い防音、遮音効果を発揮する鉄道車両用パネルでの防音方法とそれに用いる鉄道車両用防音パネル構造を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a soundproofing method for a railcar panel that exhibits a higher soundproofing and soundproofing effect than before without increasing the complexity, cost and weight of the structure, and the soundproofing for a railcar used in the method. To provide a panel structure.
上記のような目的を達成するために、本発明の鉄道車両用パネルでの防音方法は、鉄道車両に用いられるパネルにおいて、骨組の表裏に当てがった面板間の升目内に表裏の面板と平行に張る薄膜に張力を与える新規な技術にて対象音波との共振を図ることと、この薄膜を表裏の面板との間でそこに自由繊維遮音材を充填した充填繊維群によるクッション性を伴っての繊維との無数かつ不規則、変動する接触構造にて支持して、薄膜の振動域、振幅の微小化、ランダム化、移動を図ることとで、対象音波の空気振動エネルギの薄膜の横振動エネルギへの変換効率を高め、この薄膜の横振動エネルギを表裏面板間での充填繊維群による支持構造での熱への変換、消費に供し防音することを1つの特徴としている。 In order to achieve the above-described object, the soundproofing method for a railcar panel according to the present invention is a panel used in a railcar, in which the front and back faceplates are placed in a grid between the faceplates applied to the front and back of the framework. Resonance with the target sound wave with a new technology that applies tension to the thin film stretched in parallel, and cushioning by this filled fiber group filled with free fiber sound insulation material between the front and back face plates By supporting innumerable, irregular, and varying contact structures with all the fibers, the vibration region of the thin film, the amplitude is miniaturized, randomized, and moved, the side of the thin film of the air vibration energy of the target sound wave One feature is to increase the efficiency of conversion into vibration energy and to convert the lateral vibration energy of the thin film into heat in the support structure by the filled fiber group between the front and back plates, and to provide consumption for sound insulation.
このような構成では、鉄道車両に用いられるパネルにおける骨組の表裏に当てがった面板間の升目内に、表裏の面板と平行に張る薄膜に張力を与えることにより、遮音、防音の対象音波との共振を図った上で、表裏面板にてバックアップされた充填繊維群による両側からのクッション性を伴っての自由繊維との無数かつ不規則、変動する接触構造にて薄膜を支持することによって共振する薄膜の振動域、振幅の微小化、ランダム化、移動を図って広域な周波数を励起して充填繊維群の各繊維の自由で旺盛な微振動にて吸収し振動エネルギを熱エネルギに効率よく変換、消費して防音し、遮音することができる。 In such a configuration, by applying tension to the thin film extending parallel to the front and back face plates in the mesh between the face plates applied to the front and back of the frame in the panel used in the railway vehicle, Resonance is achieved by supporting the thin film with a myriad of irregular and fluctuating contact structures with free fibers with cushioning from both sides by the filled fiber groups backed up by the front and back plates. The vibration region, amplitude, randomization, and movement of the thin film to be excited are excited by a wide range of frequencies and absorbed by the free and vigorous vibration of each fiber in the packed fiber group, and the vibration energy is efficiently converted into thermal energy. It can be converted, consumed and soundproofed and soundproofed.
このような防音方法は、鉄道車両に用いられるパネルにおいて、骨組の表裏に当てがった面板間の升目内に対象音波との共振を図るために張力を与えて表裏の面板と平行に張った薄膜と、この薄膜を表裏の面板との間でそこに自由繊維遮音材を充填されてクッション性を伴っての繊維との無数かつ不規則、変動する接触構造にて支持し、薄膜の振動域、振幅の微小化、ランダム化、移動を図る充填繊維群と、を備えたことを1つの特徴とする鉄道車両用防音パネル構造によって実現する。 Such a soundproofing method is applied to a panel used in a railway vehicle, in order to resonate with the target sound wave in a grid between face plates applied to the front and back of the frame, and stretched parallel to the front and back face plates. The thin film and the thin film are supported by a myriad of irregular, fluctuating contact structures filled with free fiber sound insulation material between the front and back face plates, and with cushioning properties. The present invention is realized by a soundproof panel structure for a railway vehicle characterized in that it includes a group of filled fibers for miniaturizing, randomizing, and moving the amplitude.
本発明の鉄道車両用パネルでの防音方法は、また、鉄道車両に用いられるパネルにおいて、骨組の表裏に当てがう面板を、拘束型制振板、例えば樹脂膜を金属板間に挟み込んだ制振板として、構造物経由で個体伝播した振動および空気伝播した振動を受けて表裏の面板自体が振動して発音するのを抑制するのに併せ、升目内に表裏の面板と平行に張る薄膜に張力を与えて対象音波との共振を図ることと、この薄膜を表裏の面板との間でそこに自由繊維遮音材を充填した充填繊維群によるクッション性を伴っての繊維との無数かつ不規則、変動する接触構造にて支持して、薄膜の振動域、振幅の微小化、ランダム化、移動を図ることとで、対象音波の空気振動エネルギの薄膜の横振動エネルギへの変換効率を高め、この薄膜の横振動エネルギを表裏面板間での充填繊維群による支持構造での熱への変換、消費に供し防音することを別の特徴としている。 The soundproofing method for a railcar panel according to the present invention is also a panel used in a railcar, in which a face plate applied to the front and back of the framework is restrained by sandwiching a restraining type damping plate, for example, a resin film between metal plates. As a vibration plate, in addition to suppressing the vibration of the front and back face plates themselves by receiving the vibration propagated through the structure and the air propagation, the thin film that stretches in parallel with the front and back face plates in the mesh Applying tension to resonate with the target sound wave, and the thin film between the front and back face plates and countless and irregular with the fibers with cushioning properties by the filled fiber group filled with free fiber sound insulation , By supporting with a changing contact structure, and increasing the vibration range of the thin film, miniaturizing, randomizing, and moving the target sound wave, increase the conversion efficiency of the air vibration energy of the target sound wave into the lateral vibration energy of the thin film, The transverse vibration energy of this thin film Conversion to heat in the support structure by filling fiber group of the back plates, and another, characterized in that soundproof subjected to consumption.
このような構成では、1つの特徴の場合に加え、さらに、骨組の表裏に当てがう面板を樹脂膜を金属板間に挟み込んだ制振板とすることにより、構造物経由で個体伝播した振動および空気伝播した振動を受けて表裏の面板自体が振動して発音するのを抑制し、防音機能を高められる。 In such a configuration, in addition to the case of one feature, the face plate applied to the front and back of the frame is a vibration control plate in which the resin film is sandwiched between the metal plates, so that the vibration propagated individually through the structure In addition, it is possible to suppress the vibration of the front and back face plates themselves due to vibrations propagated in the air and to generate sound, thereby enhancing the soundproofing function.
このような防音方法は、鉄道車両に用いられるパネルにおいて、骨組の表裏に当てがう面板を樹脂膜を拘束型制振板、例えば、金属板間に挟み込んだ制振板とし、骨組の表裏に当てがった面板間の升目内に対象音波との共振を図るために張力を与えて表裏の面板と平行に張った薄膜と、この薄膜を表裏の面板との間でそこに自由繊維遮音材を充填されてクッション性を伴っての繊維との無数かつ不規則、変動する接触構造にて支持し、薄膜の振動域、振幅の微小化、ランダム化、移動を図る充填繊維群と、を備えたことを別の特徴とする鉄道車両用防音パネル構造によって実現することができる。 In such a soundproofing method, in a panel used for a railway vehicle, a face plate applied to the front and back of the frame is a resin type with a restrained vibration control plate, for example, a vibration control plate sandwiched between metal plates. A thin film stretched in parallel with the front and back face plates by applying tension to resonate with the target sound wave in the mesh between the applied face plates, and a free fiber sound insulation material between the front and back face plates. With an infinite number of irregular and irregular contact structures with fibers filled with cushioning properties, and a filled fiber group for thin film vibration range, amplitude miniaturization, randomization, and movement This can be realized by a soundproof panel structure for a railway vehicle having another feature.
上記において、さらに、薄膜は、アルミなどの金属箔または金属箔と樹脂との合成膜を用い、アルミの場合の膜厚は、45〜55μm程度とすることを特徴とすることができる。 In the above, the thin film may be a metal foil such as aluminum or a synthetic film of a metal foil and a resin, and the film thickness in the case of aluminum may be about 45 to 55 μm.
このような構成では、上記に加え、さらに、薄膜は膜厚が薄いほど防音効果を高められるところ、アルミ箔の場合は55μm以下として人が感知できる範囲の防音を図ることができ、45μm以上として実用に耐える耐久性を確保することができ、50μmが最適値である。 In such a configuration, in addition to the above, the thin film can improve the soundproofing effect as the film thickness is thin. However, in the case of aluminum foil, it is possible to achieve soundproofing in a range that can be perceived by humans as 55 μm or less, and 45 μm or more. Durability to withstand practical use can be ensured, and 50 μm is the optimum value.
上記において、さらに、薄膜に付与する張力は、1〜10MPa程度とすることを特徴とすることができる。 In the above, the tension applied to the thin film may be about 1 to 10 MPa.
このような構成では、上記に加え、さらに、1MPa以上で共振作用が高まり、10MPa以下とすることにより、張力により薄膜が破れたり裂けたりするようなことを防止して、しかも500Hz〜5000Hzの広域な透過音周波数帯域との共振により熱エネルギに効率よく変換、消費されるようにして、従来構造に比して、さらに最大で5dBの遮音効果が得られる。 In such a configuration, in addition to the above, the resonance action is further increased at 1 MPa or more, and by setting the pressure to 10 MPa or less, the thin film is prevented from being torn or torn by tension, and a wide range of 500 Hz to 5000 Hz is obtained. Therefore, a sound insulation effect of 5 dB at the maximum can be obtained as compared with the conventional structure by efficiently converting and consuming the heat energy by resonance with the transmitted sound frequency band.
上記において、さらに、充填繊維群は、10〜30kg/m3程度の重量密度を持つように充填して用いることを特徴とすることができる。 In the above, the filled fiber group may be filled and used so as to have a weight density of about 10 to 30 kg / m 3 .
このような構成では、上記に加え、さらに、充填繊維群の重量密度を10g/m3以上として、共振する薄膜の振動域、振幅の微小化、ランダム化、移動を図っての広域な周波数の励起と、充填繊維群の各繊維の自由で旺盛な微振動にて吸収しながら振動エネルギを熱エネルギに効率よく変換し消費する効果が得られ、30kg/m3以下として重量を鉄道車両に実用できる範囲に抑えて防音、遮音効果をさらに高められる。 In such a configuration, in addition to the above, the weight density of the filled fiber group is set to 10 g / m 3 or more, and the vibration range of the resonating thin film, the amplitude is miniaturized, randomized, and the frequency of a wide range is achieved. The effect of efficiently converting and consuming vibration energy into heat energy while absorbing with excitation and free and vigorous micro vibrations of each fiber of the filled fiber group is obtained, and the weight is practically used for railway vehicles as 30 kg / m 3 or less. The soundproofing and sound insulation effects can be further enhanced within the range that can be achieved.
本発明のそれ以上の目的および特徴は、以下の詳細な説明および図面の記載によって明らかになる。本発明の各特徴はそれ単独で、または可能な範囲で複合して採用することができる。 Further objects and features of the present invention will become apparent from the following detailed description and drawings. Each feature of the present invention can be employed alone or in combination as much as possible.
本発明の鉄道車両用パネルでの防音方法、防音構造によれば、骨組の表裏に当てがった面板間の升目内に、表裏の面板と平行に張る薄膜に張力を与え、これを表裏面板にてバックアップされた自由繊維よりなる充填繊維群にて両側から支持するだけの簡単かつ低コストで軽量な構造の鉄道車両に好適なパネルにて、張力を与えた薄膜の対象音波との共振と、共振する薄膜の表裏面板にバックアップされた充填繊維群の自由繊維による両側からの支持にて広域な周波数を励起して各繊維の自由で旺盛な微振動にて吸収し振動エネルギを熱エネルギに効率よく変換、消費して従来のものに比し高い防音効果、遮音効果を発揮することができ、車両の床、側、天井、妻などにおいて、車輪とレールの間から発せられる転動音やトンネル反射音の車内側への防音、遮音を図るのに好適となる。 According to the soundproofing method and soundproofing structure for a railcar panel of the present invention, tension is applied to the thin film extending in parallel with the front and back face plates in the mesh between the face plates applied to the front and back of the frame, and this is applied to the front and back plates. A panel suitable for a railway vehicle with a simple, low-cost and lightweight structure that is supported from both sides by a group of filled fibers composed of free fibers backed up at A wide range of frequencies are excited by support from both sides by free fibers of a packed fiber group backed up on the front and back plates of a resonating thin film, and the vibration energy is converted into thermal energy by absorbing free and vigorous vibrations of each fiber. efficiently converted consumption to high soundproof effect compared to the conventional, it is possible to exhibit the sound effect shielding, the vehicle floor, side, ceiling, in such wife, rolling sound emanating from between the wheels and the rail And tunnel reflection sound inside the car Soundproofed to, which is suitable to improve the sound insulation.
また、骨組の表裏に当てがう面板を、樹脂膜を拘束型制振板とするだけで、構造を特に複雑にすることなく、構造物経由で個体伝播した振動および空気伝播した振動を受けて表裏の面板自体が振動して発音するのを抑制し、防音、遮音機能をさらに高められ、車両の転動音の伝達や透過の問題が大きい床パネルに好適となる。 In addition, the face plate applied to the front and back of the skeleton is only a resin-type restraint type damping plate, and it receives vibrations propagated individually through the structure and vibrations propagated through the air without making the structure particularly complicated. The front and back face plates themselves can be prevented from vibrating and sounding, and the soundproofing and soundproofing functions can be further enhanced, which is suitable for floor panels that have a large problem of transmission and transmission of rolling noise of vehicles.
以下、本発明の実施の形態に係る鉄道車両用パネルでの防音方法とそれに用いる鉄道車両用パネル構造について、図を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の説明および図示は、本発明の具体例であって、特許請求の範囲の記載内容を限定するものではない。 Hereinafter, a soundproofing method for a railcar panel according to an embodiment of the present invention and a railcar panel structure used therefor will be described with reference to the drawings for understanding of the present invention. The following description and illustration are specific examples of the present invention, and do not limit the description of the scope of the claims.
鉄道車両において車外から車内へ透過する騒音の周波数帯域は一般に500Hz〜5000Hz程度である。また固体振動伝達音は50Hz〜500Hz程度が多いことが経験上判っている。これらの透過騒音や固体振動伝達の周波数帯域を上手く遮音および制振することにより、静粛な車内環境を維持することができ、快適な旅客サービスを提供することができる。 In a railway vehicle, the frequency band of noise transmitted from the outside of the vehicle to the inside of the vehicle is generally about 500 Hz to 5000 Hz. Further, experience has shown that solid vibration transmission sound is often about 50 Hz to 500 Hz. By properly insulating and suppressing the frequency band of transmission noise and solid vibration transmission, it is possible to maintain a quiet interior environment and provide a comfortable passenger service.
本発明の鉄道車両用パネルでの防音方法は、主として透過音に対する遮音性を高めることを目的として、鉄道車両に用いられる図1に模式的に例示するようなパネル1などに適用される。このパネル1は、框材などで構成した四周枠と四周枠内に縦横に渡して溶接などで固定した框材などで構成される升目2を有した骨組3の表裏に面板4、5を当てがって溶接などで一体化している。図示するパネル1は鉄道車両の床パネルの場合の例で、表裏の面板4、5は強度上、防音、制振上同じ厚み、同じ構造のものとしている。しかし、側、天井、妻などのパネルでは表側の面板4は車両外板であるのに対し、裏側の面板5は化粧板とされ骨組3への結合は取り外し可能なねじ止め構造などとなる。また、仕切り壁のパネルでは表裏の面板4、5共に化粧板となる。なお、骨組3および面板4、5はアルミニウム系、鉄系、ステンレス系などの金属材料が用いられるが、化粧板ではFRPなどの強化樹脂材などとされる。アルミニウム系や鉄系の骨材は押出形材を寸切りして用いればよい。
The soundproofing method for a railcar panel according to the present invention is applied to a
いずれにしても、図1に示すようなパネル1での透過音に対する防音、遮音において、本実施の形態では、升目2内に表裏の面板4、5と平行に張る薄膜6に張力を与えて対象音波との共振を図ることと、この薄膜6を表裏の面板4、5との間でそこに自由繊維遮音材7aを充填した充填繊維群7によるクッション性を伴っての繊維との無数かつ不規則、変動する接触構造にて支持して、薄膜6の振動域、振幅の微小化、ランダム化、移動を図ることとで、対象音波の空気振動エネルギの薄膜の横振動エネルギへの変換効率を高め、この薄膜6の横振動エネルギを表裏面板4、5間での充填繊維群7による支持構造での熱への変換、消費に供し防音する。このように、パネル1における骨組3の表裏に当てがった面板4、5間の升目2内に、表裏の面板4、5と平行に張る薄膜6に張力を与えることにより、遮音、防音の対象音波との共振を図った上で、表裏面板4、5にてバックアップされた充填繊維群7による両側からのクッション性を伴っての自由繊維7aとの無数かつ不規則、変動する接触構造にて薄膜6を支持することによって共振する薄膜6の振動域、振幅の微小化、ランダム化、移動を図って広域な周波数を励起して充填繊維群7の各繊維7aの自由で旺盛な微振動にて吸収し振動エネルギを熱エネルギに効率よく変換、消費して防音し、遮音することができる。
In any case, in the soundproofing and sound insulation for the transmitted sound through the
このような、骨組3の表裏に当てがった面板4、5間の升目2内に、表裏の面板4、5と平行に張る薄膜6に張力を与え、これを表裏面板4、5にてバックアップされた自由繊維7aよりなる充填繊維群7にて両側から支持するだけの簡単かつ低コストで軽量な構造の鉄道車両に好適なパネル1にて、張力を与えた薄膜6の対象音波との共振と、共振する薄膜6の表裏面板4、5にバックアップされた充填繊維群7をなす自由繊維7aによる両側からの支持にて広域な周波数を励起して各繊維の自由で旺盛な微振動にて吸収し振動エネルギを熱エネルギに効率よく変換、消費して従来のものに比し高い防音効果、遮音効果を発揮することができ、車両の床、側、天井、妻などにおいて、車輪とレールとの間から発せられる転動音やトンネル反射音の車内側への防音、遮音を図るのに好適となる。
A tension is applied to the
この防音方法は、以上のような防音方法は、鉄道車両に用いられるパネル1において、骨組3の表裏に当てがった面板4、5間の升目2内に対象音波との共振を図るために張力を与えて表裏の面板4、5と平行に張った薄膜6と、この薄膜6表裏の面板との間でそこに自由繊維遮音材7aを充填されてクッション性を伴っての繊維7aとの無数かつ不規則、変動する接触構造にて支持し、薄膜6の振動域、振幅の微小化、ランダム化、移動を図る充填繊維群7と、を備えた鉄道車両用防音パネル1の構造によって実現する。
This soundproofing method is for the purpose of resonance with the target sound wave in the
以上の防音、遮音技術は、薄膜の対象音との共振を防止する技術とは全く逆の発想であるが、パネルの車外側から透過音が侵入すると、升目2に張りつめられた薄膜6を音波が励振して薄膜6の微振動を誘起した上で、この薄膜6の微振動を薄膜6を表裏の面板4、5のバックアップの基両側から支持する充填繊維群7に伝達することにより、音のエネルギが薄膜6の運動エネルギとなり、それが充填繊維群7に伝わって熱エネルギに変換されて消費し、音圧レベルの減衰を促し、パネル1の遮音効果を増大して透過音圧レベルを低減することができるもので、コインシデンス効果による透過損失の低下量よりも振動エネルギの熱エネルギヘの変換効率の方が上回るためと考えられ、従来のものに比し格段に高い遮音効果が得られることが本発明者等の実験によって検証できている。
The above soundproofing and soundproofing technologies are completely opposite to the technology for preventing resonance with the target sound of the thin film. However, when the transmitted sound enters from the outside of the panel, sound is transmitted through the
具体的には、本発明者等は、当初、パネル内の表裏2枚の面板間の空間に薄膜だけを張りつめ、繊維遮音材なしのパネルを試作し、遮音特性を実験により求めた。次に、そのパネルに薄膜の両側から繊維遮音材を詰め込んで薄膜を押さえ込んだパネルを試作し、その遮音特性を実験により求めた。薄膜を押さえ込む繊維遮音材の密度の比較をしつつ試験を実施した結果、重量密度10〜30kg/m3の繊維遮音材を使用した場合に最適な遮音効果が得られた。この結果、図5に示すように、繊維遮音材が両側から薄膜を押さえ込むことが遮音性能に及ぼす効果を検証できた。 Specifically, the present inventors initially produced a panel without a fiber sound insulating material by squeezing only a thin film in the space between the two face plates of the front and back in the panel, and obtained the sound insulation characteristics by experiments. Next, a panel in which the thin film was pressed by stuffing the panel with fiber sound insulation material from both sides of the thin film was prototyped, and the sound insulation characteristics were obtained by experiments. As a result of carrying out the test while comparing the density of the fiber sound insulating material for pressing the thin film, the optimum sound insulating effect was obtained when the fiber sound insulating material having a weight density of 10 to 30 kg / m 3 was used. As a result, as shown in FIG. 5, the effect of the fiber sound insulating material pressing the thin film from both sides on the sound insulating performance could be verified.
10kg/m3未満では軽量であるが防音、遮音性が低く、30kg/m3以上の密度の大きなものではさらなる遮音効果の増大が期待される反面、単位面積あたりのパネル重量の増加の問題があり、また薄膜を押さえ込む力の増加がかえって薄膜の微振動を妨げる可能性があるので、本実施の形態では、遮音性能に関しての1つの実施例を示すと、薄膜に依存して、重量密度10〜30kg/m3が繊維遮音材密度の最適値があると考える。 If it is less than 10 kg / m 3, it is lightweight, but its soundproofing and sound insulation properties are low. If it has a density of 30 kg / m 3 or more, a further increase in sound insulation effect is expected, but there is a problem of an increase in panel weight per unit area. In addition, there is a possibility that the increase in the force for pressing the thin film may hinder the fine vibration of the thin film. Therefore, in this embodiment, one example of the sound insulation performance is shown. ˜30 kg / m 3 is considered to have the optimum value of the fiber sound insulation density.
さらに、本発明者等は、薄膜を張りつめる際に、薄膜に意図的な予張力(膜応力)なしに張りつめたパネルと予張力(膜応力)を付与して張りつめたパネルとの2種類のパネルについて、その両側に同じ条件にて充填繊維群7を配して挟み込んだ試作品を製作し、その遮音特性を実験により求めた。図6にその結果を示すように、薄膜に予張力約1〜10MPaを付与したパネルは、予張力なしのパネルに比較して、最大で約8dBの遮音効果を持っていることが判明した。このように、薄膜に付与する張力を1〜10MPa程度とすると、1MPa以上で共振作用が高まり、10MPa以下とすることにより、張力により薄膜が破れたり裂けたりするようなことを防止して、しかも500Hz〜5000Hzの広域な透過音周波数帯域と共振して熱エネルギに効率よく変換、消費されるようにして、従来構造に比しては、さらに最大で5dBの遮音効果が得られる。 Furthermore, the inventors of the present invention have two types of panels, a panel that is tensioned without intentional pretension (film stress) and a panel that is tensioned with pretension (film stress) when the thin film is tensioned. Was produced on both sides under the same conditions, and a prototype was inserted and the sound insulation characteristics were obtained by experiments. As the results are shown in Figure 6, panel imparted with pretension about 1~10MPa the thin film, as compared to a panel without pretension, was found to have a sound insulation effect of up to about 8dB . As described above, when the tension applied to the thin film is about 1 to 10 MPa, the resonance action is increased at 1 MPa or more, thereby preventing the thin film from being torn or torn by the tension. By resonating with a wide transmitted sound frequency band of 500 Hz to 5000 Hz and efficiently converting and consuming the heat energy, a sound insulation effect of 5 dB at the maximum can be obtained as compared with the conventional structure.
予張力は、どのようにして与えてもよいが、骨組3の升目2において対向し合う少なくとも2面間に与えるようにする。図1、図2に示す例では、薄膜6の対向し合う2辺に押出形材などよりなる抜け止め部11a、12aを持った引っ張り用バー11、12を超音波溶着や接着などして固定し、これら引っ張り用バー11、12間で薄膜6を引っ張って所定の予張力を与えた状態で、升目2の対向し合う2面3a、3bに押出成形にて一体形成した二股状凹部3a1、3b1に引っ張り用バー11、12嵌め入れて、それらの抜け止め部11a、12aを二股部凹部3a1、3b1内に設けた係止部3a2、3b2に係合させて抜け止めすることで与えている。前記のような抜け止めを伴った嵌め合わせは二股状凹部3a1、3b1の弾性を利用した図2に示す矢印方向の嵌め合わせとすると、組み上がった骨組3に対して後付けできる利便がある。もっとも、骨組3の骨材に前記矢印と直角な向きにスライドさせて非弾性にて嵌め合わせておき、骨材3の組み立て時に予張力を与えることもできる。なお、引っ張り用バー11、12を樹脂製としてその弾性を利用することもできる。
The pretension may be applied in any way, but is applied between at least two surfaces facing each other in the
しかし、その具体的方法は特に限定されない。図3、図4に示す例では、骨組3の対向面3a、3b間にねじ21などで固定する金属製の固定板22により薄膜6の端部を図3に示すように挟み付けて固定し、この固定状態での薄膜6の高さ位置に対して低位で固定板22の反押さえ側に張り出させた膜受け片22a上に薄膜6を図4に示すように押さえ板23によって押さ込むことで所定の予張力を与えて、ねじ24によりねじ止めし安定させている。
However, the specific method is not particularly limited. In the example shown in FIGS. 3 and 4, the end portion of the
また、薄膜の膜厚を40μm、100μm、150μmと変えたパネルを試作し、その各々の遮音性を実験により測定した。これらの膜厚の違いによる遮音特性の比較結果を図7に示す。この結果から、これら3種類の膜厚の中では膜厚が薄い方が、遮音効果が向上することが分かる。しかし、やみくもに薄くすることは、薄膜の強度を損い、耐久性を低下させる可能性がある。 Moreover, the panel which changed the film thickness of the thin film into 40 micrometers, 100 micrometers, and 150 micrometers was made as an experiment, and each sound insulation property was measured by experiment. FIG. 7 shows a comparison result of the sound insulation characteristics due to the difference in film thickness. From these results, it is understood that the sound insulation effect is improved when the film thickness is smaller among these three kinds of film thicknesses. However, thinning thinly may impair the strength of the thin film and reduce durability.
そこで、薄膜の横曲げ剛性を配慮して、すなわち、
〔式1〕
で与えられる数値Dが概ねD=1Nmm2/mmとなるように、材料パラメータを式1に代入して膜厚tを決定することが適切であること、および膜厚tの依存度が高いことを知見している。
Therefore, considering the lateral bending rigidity of the thin film,
[Formula 1]
It is appropriate to determine the film thickness t by substituting the material parameters into
ただし、D:薄膜の横曲げ剛性
E:ヤング率
t:膜厚
v:ポアソン比
薄膜は、アルミや銅などの金属箔または金属箔と樹脂との合成膜を用いるが、アルミ箔単板を用いる場合は、式1にアルミの材料パラメータE=68699.N/mm2、v=0.33を代入して、横曲げ合成D=1となる膜厚tを求めると、
〔式2〕
となる。
However, D: Lateral bending rigidity of thin film E: Young's modulus t: Film thickness v: Poisson's ratio thin film uses a metal foil such as aluminum or copper or a synthetic film of a metal foil and a resin, but uses a single sheet of aluminum foil. In this case, the aluminum material parameter E = 68699. Substituting N /
[Formula 2]
It becomes.
その膜厚は0.05mm=50μm程度となる。 The film thickness is about 0.05 mm = 50 μm.
本発明者等の実験では、アルミの場合の膜厚は、45〜55μm程度とするのが好適といえる。薄膜は膜厚が薄いほど防音効果を高められるところ、アルミ箔の場合は55μm以下として人が感知できる範囲の防音を図ることができ、45μm以上として実用に耐える耐久性を確保することができ、50μmが最適値で上記式1を用いた、式2の解と一致する。
In the experiments by the present inventors, it can be said that the film thickness in the case of aluminum is preferably about 45 to 55 μm. The thinner the thin film, the higher the soundproofing effect. In the case of aluminum foil, it is possible to achieve soundproofing in a range that can be perceived by humans as 55 μm or less, and durability that can be practically used as 45 μm or more, 50 μm is the optimum value, which is consistent with the solution of
図1に示す例では、さらに、主として、構造物経由で個体伝播した振動、さらに空気伝播した振動を受けて表裏の面板自体が振動して発音するのを抑制することを目的に、骨組3の表裏に当てがう面板4、5を、拘束型制振板、例えば樹脂膜4a、5aを金属板4b、4c間、5b、5c間に挟み込んだ制振板として、構造物経由で個体伝播した振動および空気伝播した振動を受けて表裏の面板4、5自体が振動して発音するのを抑制するようにしてあり、骨組3の表裏に当てがう面板4、5を樹脂膜4a、5aを金属板4b、4c間、5b、5c間に挟み込むなどした拘束型制振板とすることにより、構造物経由で個体伝播した振動および空気伝播した振動を受けて表裏の面板自体が振動して発音するのを抑制し、防音機能をさらに高められる。したがって、骨組3の表裏に当てがう面板4、5を、樹脂膜4a、5aを金属板4b、4c間、5b、5c間に挟み込んだ制振板とするだけで、構造を特に複雑にすることなく、また、コストを特に上昇するようなことなく、構造物経由で個体伝播した振動および空気伝播した振動を受けて表裏の面板自体が振動して発音するのを抑制し、防音、遮音機能をさらに高められ、車両の転動音の伝達や透過の問題が大きい床パネルに好適となる。
In the example shown in FIG. 1, the
本発明は鉄道車両の客室を囲い、または仕切るパネルに実用して、構造の複雑化、重量化なしに、従来よりも高い防音、遮音性能を発揮する。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is practically used for a panel for enclosing or partitioning a passenger room of a railway vehicle, and exhibits higher soundproofing and sound insulation performance than before without making the structure complicated and heavy.
1 パネル
2 升目
3 骨組
3a、3b 対向面
3a1、3b1 二股状凹部
3a2、3b2 係止部
4、5 面板
4b、4c、5b、5c 金属板
4a、5a 樹脂
6 薄膜
7 充填繊維群
7a 自由繊維
11、12 引っ張り用バー
11a、12a 抜け止め部
21、24 ねじ
22 固定板
22a 膜受け片
23 押さえ板
1
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