CN105102238B - 铁道车辆用隔音车轮 - Google Patents

Abstract

该隔音车轮包括安装在车轮的轮圈部(5)的内周面(6)的隔音装置(3)。隔音装置(3)包括：固定环(10)，其嵌入并固定于形成在轮圈部(5)的内周面(6)的槽(8)；弹性体部(11)，其固定于固定环(10)的外周面(10a)，且配置在槽(8)内，该弹性体部(11)具有多个弹性体片；以及附加质量部(12)，其固定于弹性体部(11)的与固定环(10)所在侧相反的那一侧，且配置在槽(8)内，该附加质量部(12)具有多个附加质量片。隔音装置(3)包括多个动态吸振器。各动态吸振器具有弹性体片和附加质量片。该隔音车轮能够降低车轮振动噪音，且耐久性优异。

Description

铁道车辆用隔音车轮

技术领域

本发明涉及一种铁道车辆用隔音车轮，特别涉及一种能够大幅度地降低因车轮的振动而产生的噪音且耐久性优异的铁道车辆用隔音车轮。

背景技术

对于铁道沿线环境而言，铁道车辆行驶时产生的噪音是需要解决的最优先课题之一。这样的噪音包括由车轮产生的噪音。由车轮产生的噪音包括车轮滚动噪音、和所谓的摩擦声(日文：きしり音)。摩擦声主要在车辆通过具有较大的曲率的曲线路径时产生。车轮滚动噪音不仅在车辆通过曲线路径时产生，在通过直线路径时也会产生。

在轨道的表面以及与轨道相接触的车轮的表面存在微小的凹凸。由此，认为当车轮在轨道上滚动时，车轮和轨道被激振，从而产生车轮滚动噪音。摩擦声也被认为是由车轮的振动而引起的。另外，作为特殊的车轮噪音，在轨道上与车轮相接触的部分即接地面部存在产生了波状的磨损(以下称为“波状磨损”。)的部分的情况下，当车辆在产生有这样的磨损的部分的上方通过时，车轮被较大程度地激振从而产生噪音。

为了降低因车轮的振动而产生的噪音(以下也称为“车轮振动噪音”。)，在专利文献1、2中，提出有一种在车轮的轮圈部内周侧安装有隔音装置的隔音车轮。该隔音车轮包括将附加质量部和由橡胶等形成的弹性体部组合而成的隔音装置，该隔音装置利用配件安装在形成于轮圈部的内周面的安装槽内。

隔音装置被认为是作为动态吸振器来发挥作用。动态吸振器具有与结构物的固有振动频率一致的共振频率，通过共振，能够吸收(降低)结构物的振动。因而，通过将隔音装置安装在车轮上，能够降低由与其频率一致的固有振动而产生的噪音。在将圆周率设为π，将弹性体部的弹簧系数设为k，将附加质量部的质量设为m时，隔音装置的共振频率f通过

f＝(1/2π)×(k/m)^1/2···(1)

来得到。因而，只要明确车轮的固有振动频率，就能够根据公式(1)来确定弹簧系数k和附加质量部的质量m以使隔音装置的共振频率f与该固有振动频率一致。

通常，车轮具有多个固有振动模式，且具有与这些固有振动模式相对应的固有振动频率。因而，车轮也具有多个固有振动频率。在专利文献2、3中，提出有一种包括多个具有不同的共振频率的隔音装置的隔音车轮，该隔音车轮的各隔音装置的共振频率与车轮的多个固有振动频率中的任一固有振动频率一致。利用该隔音车轮，能够同时降低与多个固有振动频率相对应的噪音。

具体而言，在专利文献2的车轮中，应用有两个隔音装置，这两个隔音装置分别使用弹性系数不同的两种弹性体，由此，设定为两个隔音装置的共振频率互相不同。在专利文献3的车轮中，隔音装置(包括弹性体和垫板的动态吸振器)设定为沿着隔音车轮的周向被分割且被分割的隔音装置的各自的共振频率与车轮的固有振动频率中的任一固有振动频率一致。通过这样的结构，能够同时吸收与两种或两种以上的频率相对应的噪音成分。另外，专利文献3所公开的隔音装置由于沿着隔音车轮的周向被分割，因而能够将垫板的固有振动频率提高到不会产生噪音的频率。

车轮的固有振动模式中能够产生车轮滚动噪音的、主要的模式为轮圈部向面内方向振动且板部向面外方向振动的模式。由该固有振动产生的噪音在人听觉上敏感的频率范围中至少在1kHz～10kHz内含有例如2kHz左右、3kHz左右以及4kHz左右的三种频率成分。

然而，在车辆高速行驶时，在隔音装置上作用有各种力，隔音装置有可能自车轮脱落。在专利文献1～3所记载的发明中，未采取用于防止隔音装置自车轮脱落的充分的措施。

在专利文献4中，公开有一种包括环状的附加质量部和安装在附加质量部的外周部的弹性体部的隔音装置，该隔音装置的弹性体部配置在形成于轮圈部的槽内。

在专利文献4的隔音车轮中，弹性体部固定于附加质量部以及形成在轮圈部的槽的底部，另一方面，附加质量部能够相对于轮圈部移动。根据这样的结构，能够吸收车轮的振动。

在该隔音装置中，由于弹性体部的槽的开口侧被附加质量部封闭，因此，即使弹性体部与附加质量部分离，隔音装置也难以自车轮脱落。但是，在该发明中，在弹性体部劣化的情况下，车辆行驶中的附加质量部相对于轮圈部的位移变大，附加质量部可能与其他的构件，例如制动盘相碰撞。另外，由于轮圈部的槽的内表面和附加质量部相摩擦，而在轮圈部、附加质量部产生缺陷，或者，轮圈部、附加质量部产生磨损。另外，在弹性体部完全分开的情况下，附加质量部可能自车轮脱落。因此，具备该隔音装置的车轮的耐久性较低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本注册实用新型第2577323号公报

专利文献2：日本特许第3097831号公报

专利文献3：日本特开昭58-116202号公报

专利文献4：日本特开2006-182136号公报

发明内容

发明要解决的问题

于是，该发明的目的在于提供一种能够大幅度地降低因车轮的振动而产生的噪音且耐久性优异的铁道车辆用隔音车轮。

用于解决问题的方案

本发明的主旨在于下述(A)的隔音车轮。

(A)一种铁道车辆用隔音车轮，该铁道车辆用隔音车轮在车轮的轮圈部的内周面安装有隔音装置，其特征在于，

上述隔音装置包括：

固定环，其至少外周部嵌入被形成在上述轮圈部的上述内周面且向上述车轮的中心轴线侧开放的槽，该固定环固定于上述轮圈部；

弹性体部，其沿着上述固定环的周向固定在上述固定环的外周面，且配置在上述槽内；以及

附加质量部，其固定在上述弹性体部的与上述固定环所在侧相反的那一侧，且配置在上述槽内，

上述弹性体部包括沿着上述固定环的周向配置的多个弹性体片，

上述附加质量部包括在上述固定环的周向上互相分开的多个附加质量片，各附加质量片分别固定在上述多个弹性体片的各弹性体片上，

上述车轮具有与多个固有振动模式相对应的多个固有振动频率，

上述隔音装置包括多个动态吸振器，该多个动态吸振器的各动态吸振器具有上述弹性体片和固定于该弹性体片的上述附加质量片，

在上述多个动态吸振器中，至少一个动态吸振器具有与其他的动态吸振器的共振频率不同的共振频率，上述多个动态吸振器中的任一动态吸振器的共振频率都与上述多个固有振动频率的任一固有振动频率一致。

另外，优选的是，上述弹性体部的上述隔音装置的轴线方向上的宽度为5mm以上10mm以下，该情况下，优选的是，上述附加质量部的上述隔音装置的轴线方向上的宽度为5mm以上10mm以下。

优选的是，在包含上述隔音车轮的轴线的截面中，

上述槽包括：

第1部分，其具有与上述固定环的最小宽度相同或者大于上述最小宽度的宽度；以及

第2部分，其形成于上述槽的比上述第1部分靠底侧的位置，具有小于上述固定环的上述最小宽度的宽度。

优选的是，该隔音车轮还包括突起，该突起自上述固定环的外周面突出，且形成在周向上相邻的上述动态吸振器彼此之间。

在该隔音车轮包括有上述突起的情况下，优选的是，上述突起的顶端与上述槽的底部相接触。

发明的效果

根据本发明，通过使固定环固定于车轮的轮圈部，使得车轮的振动经由固定环传递到多个动态吸振器(弹性体片和附加质量片)。在多个动态吸振器中，至少一个动态吸振器具有与其他的动态吸振器的共振频率不同的共振频率，由于各动态吸振器的共振频率与车轮的多个固有振动频率中的任一固有振动频率一致，因此，能够同时降低与两种以上的固有振动频率相对应的噪音，从而能够大幅度地降低车轮振动噪音。

另外，根据本发明，弹性体部和附加质量部配置在轮圈部的槽内，另外，相对于弹性体部和附加质量部，在槽的开口侧存在被固定于轮圈部的固定环。因此，即使附加质量部自弹性体部分离或者弹性体部自固定环分离，这些分离了的弹性体部、附加质量部也难以自该隔音车轮脱落。

另外，作为构成隔音装置的部件之一的固定环固定于车轮的轮圈部，因此，隔音装置与车轮的轮圈部不会相互摩擦。另外，即使弹性体部劣化而弹性变弱，附加质量部也不会与除轮圈部以外的构件相碰撞。因此，该隔音车轮的耐久性较高。

附图说明

图1A是本发明的一实施方式的隔音车轮的剖视图，是表示隔音车轮中的位于中心轴线的一侧的部分的图。

图1B是表示图1A中由圆C所示的区域的放大图。

图2是表示能够在本发明的隔音车轮中应用的隔音装置的例子的平面图。

图3是表示能够在本发明的隔音车轮中应用的隔音装置的其他例子的平面图。

图4A是图1A～图3所示的实施方式的第1变形例的隔音车轮的剖视图。

图4B是图1A～图3所示的实施方式的第2变形例的隔音车轮的剖视图。

图5A是图1A～图3所示的实施方式的第3变形例的隔音车轮的剖视图。

图5B是图1A～图3所示的实施方式的第4变形例的隔音车轮的剖视图。

图6是表示车轮滚动噪音试验机的结构的概略图。

图7是表示在分析噪音时使用的噪音的校正声级的图。

图8是表示在实施例1～4以及比较例1中，1/3倍频带中心频率和噪声声级之间的关系的图。

图9是表示在比较例1～5中，1/3倍频带中心频率和噪声声级之间的关系的图。

图10是表示在实施例1～4以及比较例1中，钢轨轮的圆周速度和噪声声级之间的关系的图。

图11是表示在比较例1～5中，钢轨轮的圆周速度和噪声声级之间的关系的图。

具体实施方式

以下参照附图详细地说明本发明的实施方式。

图1A和图1B是本发明的一实施方式的隔音车轮的剖视图，图1A表示隔音车轮中的位于中心轴线的一侧的部分，图1B表示在图1A中由圆C所示的区域的放大图。

该隔音车轮1应用于铁道车辆且包括车轮2和隔音装置3。车轮2包括环状的板部4、和位于板部4的外周部的环状的轮圈部5。轮圈部5相对于板部4向板部4的厚度方向上的两侧突出，且具有面向隔音车轮1的中心轴线A的内周面6。在轮圈部5的外周面上，在位于沿着中心轴线A的方向的一侧，向与中心轴线A相反的方向突出有凸缘7。

在轮圈部5处，在位于沿着中心轴线A的方向的上述一侧(与凸缘7相同的一侧)的内周面6上，绕中心轴线A以环状形成有向中心轴线A方向开放的槽8。隔音装置3在槽8的整周范围内嵌入槽8。

隔音装置3包括固定环10、固定于固定环10的外周面10a的弹性体部11以及固定于弹性体部11的与固定环10所在侧相反的那一侧的附加质量部12。固定环10由刚性较高的材料例如金属形成。固定环10的径向上的外周侧的部分嵌入槽8，而相对于轮圈部5固定。固定环10相对于轮圈部5的固定能够利用例如焊接、铆接、粘接等来进行。

固定环10的宽度(隔音装置3的轴线方向上的长度)与槽8的宽度基本相同，槽8的开口部被固定环10密闭。在槽8内的该被密闭了的空间内配置有弹性体部11和附加质量部12。

弹性体部11例如由橡胶形成。在车辆的行驶中由车轮2产生的振动经由固定环10传递至弹性体部11和附加质量部12，由此，弹性体部11和附加质量部12振动。在弹性体部11与槽8的内表面之间以及附加质量部12与槽8的内表面之间形成有间隙，即使弹性体部11和附加质量部12振动，也不会接触到槽8的内表面。

弹性体部11和附加质量部12配置在轮圈部5的槽8内，相对于弹性体部11和附加质量部12，在槽8的开口侧存在固定于轮圈部5的固定环10。因此，即使附加质量部12与弹性体部11分离、弹性体部11与固定环10分离，该分离了的弹性体部11、附加质量部12也难以自隔音车轮1脱落。

由于作为隔音装置3的部件的一部分的固定环10固定于车轮2的轮圈部5，因此，隔音装置3和车轮2的轮圈部5不会互相摩擦。另外，即使弹性体部11劣化而使弹性变弱，附加质量部12也不会碰撞到除轮圈部5以外的构件。因此，该隔音车轮1的耐久性较高。

图2是表示隔音装置3的一例子的平面图。

弹性体部11包括在隔音装置3的周向上互相分开的多个弹性体片13。附加质量部12包括在隔音装置3的周向上互相分开的多个附加质量片14。在图2的例子中，弹性体部11包括12个弹性体片13，附加质量部12包括12个附加质量片14。各附加质量片14分别固定于各弹性体片13。

各弹性体片13和固定于该弹性体片13的附加质量片14构成动态吸振器15。在图2的例子中，隔音装置3包括12个动态吸振器15A～15L。各动态吸振器15在隔音装置3的周向上具有大致齐平的端面。

通常，车轮2具有与多个固有振动模式分别对应的多个固有振动频率。在动态吸振器15A～15L中，至少一个动态吸振器15具有与其他的动态吸振器15的共振频率不同的共振频率。即，动态吸振器15A～15L至少具有两个共振频率。动态吸振器15A～15L的任一者的共振频率都与车轮2的任一固有振动频率一致。由此，能够同时降低与车轮2的多个固有振动频率中的至少两个固有振动频率相对应的噪音。

优选的是，动态吸振器15A～15L具有至少三个共振频率，且各共振频率与车轮2的任一固有振动频率一致。由此，能够有效地降低车轮2的噪音。

如上所述，自车轮2产生由于板部4以及轮圈部5的固有振动而产生的车轮滚动噪音。这样的噪音在人的听觉上敏感的频率范围例如1kHz～10kHz内包含例如2.0kHz、2.5kHz以及3.0kHz的频率成分。

在该情况下，例如，能够将动态吸振器15A～15L分为第1组～第3组，属于第1组的动态吸振器15均具有2.0kHz的共振频率，属于第2组的动态吸振器15均具有2.5kHz的共振频率，属于第3组的动态吸振器15均具有3.0kHz的共振频率。由此，能够在听觉上大幅度地降低噪音。例如，第1组～第3组能够设定为分别包括四个动态吸振器15。

另外，若将动态吸振器15A～15L中的任一动态吸振器构成为具有与摩擦声的频率相对应的共振频率，则能够降低摩擦声。同样，若将动态吸振器15A～15L中的任一动态吸振器构成为具有与由波状磨损引起的噪音的频率相对应的共振频率，则能够降低这样的噪音。

动态吸振器15A～15L的各自的共振频率能够基于上述公式(1)且通过将弹性体片13的弹簧系数k和附加质量片14的质量m设定为适当的值而设定为期望的值。

在制造该隔音车轮1时，能够使隔音装置3的周向上的一部分成为切断的状态，在将附加质量部12、弹性体部11以及固定环10的外周部嵌入轮圈部5的槽8之后，利用例如焊接来接合。

弹性体部11(各弹性体片13)在隔音装置3的轴线方向上的长度在5mm以上且在10mm以下，附加质量部12(各附加质量片14)在隔音装置3的轴线方向上的长度在5mm以上且在10mm以下。由于弹性体部11和附加质量部12具有这样的大小，因此，弹性体部11和附加质量部12容易安装于固定环10，以及容易调整弹性体部11和附加质量部12的共振频率。

动态吸振器15的个数可以是12个以外的个数，例如，如图3所示，可以是24个。在该情况下，相比于图2的隔音装置3，动态吸振器15的个数增加，因此，能够增加车轮2的相对应的固有振动的个数。另外，即使在一部分的动态吸振器15的弹性体片13劣化而使作为动态吸振器15的性能劣化了的情况下，由于能够利用其他的动态吸振器15降低振动，因此，也能够抑制车轮2的减振(降低滚动噪音)性能的劣化。动态吸振器15的个数越多则越容易获得这样的效果。

另一方面，当动态吸振器15的个数增加时，附加质量片14和弹性体片13在车轮2的周向上的长度变短，因此，存在因弹性体片13的劣化而附加质量片14变得容易与固定环10分离的情况。通过减小动态吸振器15的个数，附加质量片14和弹性体片13在车轮2的周向上的长度增加，能够使这样的分离难以产生。但是，即使附加质量片14与固定环10分离，由于该附加质量片14留在被固定环10密闭了的槽8内，因此脱落的可能性也非常低。

图4A是图1A～图3所示的实施方式的第1变形例的隔音车轮的剖视图，表示了包含车轮的中心轴线的截面。在图4A中，对与图1B所示的结构要素相对应的结构要素标注与图1B相同的附图标记并省略说明。

在该隔音车轮中，在车轮的轮圈部5形成有向车轮的中心轴线方向开放的槽8A。在槽8A嵌入有隔音装置3所具有的固定环10。由此，在槽8A形成有被密闭了的空间，在槽8A内的该被密闭了的空间内配置有弹性体部11和附加质量部12。

固定环10具有基本恒定的宽度。槽8A具有第1部分8A1和形成于槽8A的比第1部分8A1靠底侧的位置的第2部分8A2。第1部分8A1具有与固定环10的宽度(最小宽度)基本相同的宽度。第2部分8A2具有小于固定环10的宽度的宽度。在该实施方式中，第1部分8A1的宽度和第2部分8A2的宽度均基本恒定，在槽8A的内侧壁上，在第1部分8A1与第2部分8A2之间形成有台阶8S。

固定环10以与台阶8S相接触的状态固定于轮圈部5。第2部分8A2具有小于固定环10的宽度的宽度，因此，固定环10无法从与台阶8S相接触的状态移动至更靠近槽8A的底面。因而，在该状态下，固定环10与槽8A的底面之间的间隔能够保持恒定。该间隔设定为：即使附加质量部12因振动而靠近槽8A的底面，附加质量部12与槽8A的底面之间也能够分开预定的距离(例如，1mm，优选为2mm)以上。由此，能够避免因附加质量部12与槽8A的底面相接触而导致弹性体部11和附加质量部12无法作为动态吸振器发挥功能的情况。

图4B是图1A～图3所示的实施方式的第2变形例的隔音车轮的剖视图，表示了包含车轮的中心轴线的截面。在图4B中，对与图1B所示的结构要素相对应的结构要素标注与图1B相同的附图标记并省略说明。

在该隔音车轮中，在车轮的轮圈部5上形成有向车轮的中心轴线方向开放的槽8B。在槽8B嵌入有隔音装置3A所具备的固定环10A。由此，在槽8B内形成有被密闭了的空间，在槽8B内的该被密闭了的空间内配置有弹性体部11和附加质量部12。

槽8B在该截面中呈梯形形状，宽度随着靠近槽8B的底部去而减小。固定环10A在该截面中呈梯形形状，上底的长度为最小宽度Wmin。槽8B具有第1部分8B1和形成于槽8B的比第1部分8B1靠底侧的位置的第2部分8B2。第1部分8B1具有与固定环10的最小宽度Wmin相同的宽度或大于最小宽度Wmin的宽度。第2部分8B2具有小于固定环10的最小宽度Wmin的宽度。

槽8B的一对内侧壁所成的角度与固定环10A的一对侧面所成的角度基本相等。固定环10A以具有最小宽度的面朝向槽8B的底面的方式嵌入于槽8B。固定环10A的侧面在几乎整个表面范围内与槽8B的内侧壁相接触。

第2部分8B2具有小于固定环10A的最小宽度Wmin的宽度，因此，固定环10A无法从侧面与槽8B的内侧壁相接触的状态移动至更靠近槽8B的底面。因而，在该状态下，固定环10A与槽8B的底面之间的间隔能够保持恒定。因而，通过适当地设定该间隔，与第1变形例相同，能够避免因附加质量部12与槽8B的底面相接触而导致弹性体部11和附加质量部12无法作为动态吸振器发挥功能的情况。

图5A是图1A～图3所示的实施方式的第3变形例的隔音车轮的剖视图，表示与车轮的中心轴线垂直的截面。在图5A中，对与图2所示的结构要素相对应的结构要素标注与图2相同的附图标记并省略说明。

在周向上相邻的动态吸振器15彼此之间设有自固定环10的外周面突出了的突起18A。突起18A固定于固定环10，并且延伸至周向上相邻的附加质量片14彼此之间。在该实施方式中，突起18A距固定环10的外周面的高度略低于动态吸振器15距固定环10的外周面的高度。

动态吸振器15与突起18A之间空开有充分的间隔，使得即使动态吸振器15振动，动态吸振器15也不会接触到突起18A。因而，不会因动态吸振器15与突起18A之间的接触而导致动态吸振器15的功能受损。

在未设有突起18A的情况下，当弹性体片13断裂时，由于附加质量片14在槽8内移动而产生噪声，另外，产生车轮转动时的动平衡紊乱这样的问题。在图5A的实施方式中，通过设有突起18A，而限制了附加质量片14向车轮周向移动，因此，能够难以产生这样的问题。

突起18A可以与固定环10为一体，也可以独立于固定环10。在突起18A独立于固定环10的情况下，突起18A例如可以由与弹性体片13相同的材料构成。该情况下，能够一并形成弹性体片13和突起18A。具体而言，在固定环10的外周面上，在整个周向上配置形成有与弹性体片13和突起18A相对应的凹部的模具，在成为弹性体片13和突起18A的原料的液状的前体流入该凹部之后，通过使该前体固化，从而能够一并形成弹性体片13和突起18A。

在该制造方法中，存在液状的前体侵入固定环10的外周面与模具之间并在该状态下固化的情况。在该情况下，弹性体片13和突起18A形成为无法互相完全分离而由较薄的弹性体的膜连接。但是，即使在该情况下，各动态吸振器15实质上具有所设计的那样的共振频率，并且互相独立地振动。即，多个弹性体片13表现与多个弹性体片13在固定环10的周向上互相分开的情况实质相同的行为。因而，各动态吸振器能够吸收预定的频率的振动。

图5B是图1A～图3所示的实施方式的第4变形例的隔音车轮的剖视图，表示与车轮的中心轴线垂直的截面。在图5B中，对与图2所示的结构要素相对应的结构要素标注与图2相同的附图标记并省略说明。

在周向上相邻的动态吸振器15彼此之间，设有自固定环10的外周面突出了的突起18B。突起18B固定于固定环10，并且以通过在周向上相邻的附加质量片14彼此之间的方式延伸。突起18B的顶端(距固定环10的外周面最远的部分)与槽8的底面相接触。通过设有突起18B，与图5A所示的实施方式相同，能够限制附加质量片14在弹性体片13断裂了的情况下向车轮周向移动，从而抑制噪声的产生，而能够容易保持车轮转动时的动平衡。

突起18B可以与固定环10为一体，也可以独立于固定环10，但无论在任何情况下，均由刚性较高的材料形成。由此，固定环10与槽8的底面之间的间隔能够保持恒定。该间隔设定为：即使附加质量片14因振动而靠近槽8的底面，附加质量片14和槽8的底面也能够分开一定的距离(例如1mm，优选为2mm)以上。由此，能够避免因附加质量片14与槽8的底面相接触而导致动态吸振器15无法发挥功能的情况。关于这一点，图5B的实施方式能够起到与图4A和图4B所示的实施方式相同的效果。

实施例

对于本发明的实施例的隔音车轮以及缺少本发明的构成要件的一部分的比较例的车轮，使用车辆滚动噪音试验机进行试验，并对所产生的噪音进行了调查。

作为实施例1～4，制作了包括具有图2所示的结构的隔音装置3且将各动态吸振器15A～15L设为了共振频率不同的三种类型(TYPE-i～TYPE-iii)的动态吸振器中的任一种的隔音车轮1。该隔音车轮1的与车轮2主要的固有振动模式相对应的固有振动频率为2.0kHz、2.5kHz以及3.0kHz。

表1中表示各类型的动态吸振器15的共振频率。表2中表示实施例的隔音车轮以及比较例的车轮的动态吸振器的具体情况。

表1

表2

无论在哪个实施例中，均使用了四个TYPE-i的动态吸振器15、四个TYPE-ii的动态吸振器15以及四个TYPE-iii的动态吸振器15，但是，在实施例1～4之间，三种类型的动态吸振器15的位置关系互相不同。

作为比较例，准备了不具有隔音装置的通常的车轮(比较例1)、动态吸振器15A～15L均为TYPE-i的车轮(比较例2)、动态吸振器15A～15L均为TYPE-ii的车轮(比较例3)、动态吸振器15A～15L均为TYPE-iii的车轮(比较例4)以及代替隔音装置3而在车轮2上安装了专利文献2中所采用的隔音环的车轮(比较例5)。

图6是表示试验所使用的车辆滚动噪音试验机的结构的概略图。

该车辆滚动噪音试验机21包括：轴承23，其以被安装于试验对象的车轮2(隔音车轮1)的车轴22转动自如的方式支承车轴22；液压千斤顶24，其安装于轴承23，用于将轴承23向下方按压；钢轨轮25，其与借助车轴22支承于轴承23的车轮2的外周部相抵接，并用于使车轮2转动；轴承26，其支承被安装于钢轨轮25的车轴22；马达27，其用于旋转驱动被支承于轴承26的车轴22；精密噪声计28，其测量自车轮2产生的噪音，并产生与噪音相对应的电信号；以及频率分析仪29，其被输入来自精密噪声计28的电信号，并对该电信号进行频率分析。

在进行试验时，安装于车轮2的车轴22和安装于钢轨轮25的车轴22设为平行，通过液压千斤顶24的驱动，借助车轴22支承于轴承23的车轮2的外周面按压于借助车轴22支承于轴承26的钢轨轮25的外周面，在该状态下，利用马达27使钢轨轮25旋转。由此，使车轮2旋转。

在距车轮2分开300mm的位置配置精密噪声计28，在该车辆滚动噪音试验机21中，使实施例的隔音车轮1、以及比较例的车轮转动，利用精密噪声计28测量所产生的噪音。将噪音测量时的钢轨轮25的圆周速度设为此时的车轮2的旋转速度。钢轨轮25的圆周速度根据马达27的旋转速度和钢轨轮25的直径(在该车辆滚动噪音试验机21中为910mm)求得。例如，在马达27的旋转速度为1750rpm时，钢轨轮25的圆周速度为300km/h。

将精密噪声计28设为FLAT特性(未施加听觉校正的状态)，且将动态特性设为FAST，进行了噪音的测量。在利用精密噪声计28进行测量后，利用频率分析仪29根据所输入的信号进行了噪音的频率分析。

图7是表示在分析噪音时所使用的噪音的校正声级的图。在对于测量的噪音施加了图7的A特性的校正之后，进行1/3倍频带处理，求得频率特性以及总级(OverAll)值。图8～图11中表示结果。

图8是表示在实施例1～4、以及比较例1中1/3倍频带中心频率与噪声声级之间的关系的图。图9是在比较例1～5中表示1/3倍频带中心频率与噪声声级之间的关系的图。图8和图9所示的结果为车轮2的旋转速度(钢轨轮25的圆周速度)为200km/h时的1/3倍频带中心频率与噪声声级之间的关系。在图8和图9的右端附近表示总级值(O.A.)。

根据图8可知，相比于比较例1即不具有隔音装置的情况，实施例1～4中的任一隔音车轮1均能够大幅度地降低2.0kHz、2.5kHz以及3.0kHz附近的噪音。在实施例1～4之间没有发现较大的差异。即，几乎不存在由于实施例1～4中采用的TYPE-i～TYPE-iii的动态吸振器15的配置而产生的噪音降低效果的差。

对此，如图9中明确那样，在比较例2～4的车轮中，仅能够降低动态吸振器15的共振频率中的一种频率附近的噪音，而无法降低除此以外的频率的噪音。相比于实施例1～4的隔音车轮1，比较例5的车轮至少在总级值方面噪音降低效果较小。

图10是表示实施例1～4以及比较例1中钢轨轮25的圆周速度与噪声声级之间的关系的图。图11是表示比较例1～5中钢轨轮25的圆周速度与噪声声级之间的关系的图。在图10和图11中，噪声声级为总级值。

如图10所示，相比于比较例1的车轮即不具有隔音装置的情况，在实施例1～4的隔音车轮1中，在钢轨轮25的圆周速度在130km/h以下的低速范围中，均能够达成5dB(A)以上的噪声声级的降低，即使在140km/h以上的高速范围中，也能够达成3dB(A)以上的噪声声级的降低。

另一方面，如图11所示，在比较例2～5的车轮中，相比于比较例1的车轮，几乎无法认可噪音的降低效果。

附图标记说明

1、隔音车轮；2、车轮；3、3A、隔音装置；5、轮圈部；6、内周面；8、8A、8B、槽；8A1、8B1、槽的第1部分；8A2、8B2、槽的第2部分；10、10A、固定环；10a：外周面；11、弹性体部；12、附加质量部；13、弹性体片、14、附加质量片；15、15A～15L、动态吸振器；18A、18B、突起。

Claims (5)

1.一种铁道车辆用隔音车轮，该铁道车辆用隔音车轮在车轮的轮圈部的内周面安装有隔音装置，其特征在于，

上述隔音装置包括：

固定环，其至少外周部嵌入被形成在上述轮圈部的上述内周面且向上述车轮的中心轴线侧开放的槽，该固定环固定于上述轮圈部；

弹性体部，其沿着上述固定环的周向固定在上述固定环的外周面，且配置在上述槽内；以及

附加质量部，其固定在上述弹性体部的与上述固定环所在侧相反的那一侧，且配置在上述槽内，

上述弹性体部包括沿着上述固定环的周向配置的多个弹性体片，

上述附加质量部包括在上述固定环的周向上互相分开的多个附加质量片，各附加质量片分别固定于上述多个弹性体片的各弹性体片上，

上述车轮具有与多个固有振动模式相对应的多个固有振动频率，

上述隔音装置包括多个动态吸振器，该多个动态吸振器的各动态吸振器具有上述弹性体片和固定于该弹性体片的上述附加质量片，

在上述多个动态吸振器中，至少一个动态吸振器具有与其他的动态吸振器的共振频率不同的共振频率，上述多个动态吸振器中的任一动态吸振器的共振频率与上述多个固有振动频率的任一固有振动频率一致。

2.根据权利要求1所述的隔音车轮，其中，

上述弹性体部的上述隔音装置的轴线方向上的宽度为5mm以上10mm以下，

上述附加质量部的上述隔音装置的轴线方向上的宽度为5mm以上10mm以下。

3.根据权利要求1所述的隔音车轮，其中，

在包含上述隔音车轮的轴线的截面中，

上述槽包括：

第1部分，其具有与上述固定环的最小宽度相同或者大于上述最小宽度的宽度；以及

第2部分，其形成于上述槽的比上述第1部分靠底侧的位置，具有小于上述固定环的上述最小宽度的宽度。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的隔音车轮，其中，

该隔音车轮还包括突起，该突起自上述固定环的外周面突出，且形成在周向上相邻的上述动态吸振器彼此之间。

5.根据权利要求4所述的隔音车轮，其中，

上述突起的顶端与上述槽的底部相接触。