[发明专利]振动阻尼铝型材挤压件

说明书

技术领域

本发明涉及振动阻尼铝型材挤压件(vibration damping shaped aluminum extrusion)，包括彼此面对的一对面板(face plate)和连接这些面板的肋，该振动阻尼铝型材挤压件例如是具有桁架横截面的振动阻尼铝型材挤压件，并且用于要求控制振动的结构或类似物，如运输结构。

背景技术

通常，需要具有高刚性的轻质材料作为用于诸如新干线列车之类的高速铁路车辆的结构构件。在金属材料中，铝与铁相比具有较低的比重，可以通过挤压加工实现高刚性横截面轮廓，并且最近允许应用新的焊接技术，该焊接技术能够抑制摩擦搅拌焊接的焊接部分等的强度的降低，并且因而，铝型材挤压件已经广泛地应用于诸如新干线列车、地铁和现有铁路线路的车辆结构。

铝型材挤压件的示例包括被称为中空部分的部分，并且中空部分的示例包括例如其中两个面板由以Z字形方式形成的多个肋连接的桁架式部分，和其中两个面板由每个大致垂直于面板的肋连接的阶梯型部分。中空部分即使在厚度小的情况下也可以增加横截面的刚性，并且因此，中空部分用于车辆的地板表面、侧面、天花板表面等。

如上所述，铝型材挤压件重量轻并且可以实现高刚性，但是由于其比重低，铝型材挤压件比传统采用的钢制结构构件更易传送振动。因此，在使用铝型材挤压件作为车辆的结构构件的情况下，必须比使用钢构件的情况更多地抑制从车轮或电动机传播到车箱(乘客室)的振动噪音。

为此，提出用于控制铝型材挤压件的振动的各种方法，例如，存在在专利文献1中公开的振动阻尼铝型材挤压件。在专利文献1中公开的振动阻尼铝型材挤压件是包括一对面板和每个连接面板的一个肋或两个或更多个肋的铝型材挤压件，其中阻尼树脂设置在肋的至少一个表面上。

据证实，根据专利文献1中公开的振动阻尼铝型材挤压件，可以提高声音屏蔽效果，而不需要改变形状，如增加高度，同时最小化振动阻尼铝型材挤压件的重量的变化。

专利文献1日本专利号No.2640078

发明内容

但是，例如，在车辆以如超过每小时200公里的如此高的速度运行时，要求减轻车辆的重量，从而实现更高的运行速度。车辆重量的减轻不仅对于提高车辆的加速性能而且对于降低车辆运行需要的功率都是有效的，并且因此，不仅在高速铁路车辆而且在地铁或现有铁路线中努力减轻结构构件的重量。

以下描述在例如专利文献1中公开的传统振动阻尼铝型材挤压件中当重量减轻时遇到的问题。

图8(a)和8(b)是显示通过垂直于纵向方向切割其上具有阻尼树脂(阻尼材料)的铝型材挤压件(振动阻尼铝型材挤压件)获得的横截面的视图。图8(a)是显示传统振动阻尼铝型材挤压件的视图。在铁路车辆应用中，铝型材挤压件在垂直纸张表面的方向中具有10米至25米的长度，并且阻尼材料在超过10米至25米的长度范围内粘接到铝型材挤压件。可以采用多种方法用于粘接，其示例包括如下方法：将被形成板形的阻尼材料放置在被挤压材料的预定位置上，并且加热整体以在阻尼材料本身的重量下将阻尼材料热-粘合到铝表面。

在通过使铝变薄减轻图8(a)的振动阻尼铝型材挤压件的重量的情况下，因为必须满足刚性和强度两者，足够的重量减轻有时是很困难的。因此，本发明人研究在保持阻尼效果的同时减轻阻尼树脂的重量。

图8(b)是显示一结构的视图，在该结构中在图8(a)的振动阻尼铝型材挤压件中的阻尼材料的量(横截面宽度)被简单地减少。在图8(b)中，在铝型材挤压件处于振动状态时，斜肋和面板的振动幅度分布通过虚线显示。

如从图8(b)明显看出，设置在面板上的阻尼材料设置在平坦部分的中心，但是设置在斜肋上的阻尼材料仅仅设置在倒三角的顶点附近。这是因为如上所述，在利用阻尼材料的自身重量作为粘接阻尼材料的方法的情况下，粘接到面板的阻尼材料可以设置在平坦部分的中心，但是由于其自身的重量，垂直向下的力作用在粘接到斜肋的阻尼材料上，并且因此，阻尼材料可以仅仅设置在倒三角形的顶点附近。因此，在阻尼材料的量减少的振动阻尼铝型材挤压件中，设置在面板的平坦部分上的振动阻尼铝型材挤压件与图8(a)的阻尼材料相比具有窄的宽度，但是阻尼材料设置成对应于由虚线显示的振幅大的部分，并且因此，可以控制面板的振动。另一方面，对于设置在斜肋上的阻尼材料，阻尼材料仅设置在倒三角的顶点附近，振幅在倒三角的顶点附近小，并且因此，很难说斜肋的振幅被充分地控制。

也就是说，如图8(b)所示，在阻尼材料的使用量被简单地减少的情况下，与图8(a)的振动阻尼铝型材挤压件相比，可以实现重量减轻，但是阻尼效果被极大地削弱。