JP2000142005A - 鉄道車両用防音車輪における防音リングの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】所定肉厚のゴムチューブの内部にダンパマスと
なる金属リングを埋入した形態の防音リングをダイナミ
ックダンパとして鉄道車両用車輪に取り付けて防音車輪
を構成するに際し、その防音リングを容易に製造できる
ようにする。 【解決手段】加熱処理により縮径変形する性質を有し且
つ内径Ｄ_４が金属リング２４の外径Ｄ_２より大径とされ
たゴムチューブ２２ａの内部に金属リング２４を挿通
し、その状態でゴムチューブ２２ａを加熱処理すること
によりその内周面が金属リング２４の外周面に密着する
状態に縮径変形させ、以ってゴムチューブ２２と金属リ
ング２４とを一体化して防音リング２０を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は鉄道車両用防音車
輪における防音リングの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄道車両においては、従来、レール表面
及び車輪の転動面の微細な凹凸に起因して走行中に、特
にカーブの通過時に車輪が複雑に高周波振動し、きしり
音を発生する問題が指摘されており、その対策として車
輪本体のリム部内周面に沿ってダイナミックダンパとし
ての防音リングを取り付けることが行われている。

【０００３】このきしり音はカーブ通過時などにおいて
特に車輪本体のリム部の振動に起因することから、車輪
の固有振動数と異なった固有振動数を有する防音リング
を取り付け、その防音リングのダイナミックダンパ作用
により車輪の振動を抑制しようというのである。

【０００４】図７はこの種防音リング付きの防音車輪の
種類を表している。図中２００は防音車輪における車輪
本体、２０２，２０４は車輪本体２００におけるボス部
及びリム部である。２０６はダイナミックダンパとなる
防音リングであって、金属製のアウターリング２０８と
ダンパマスとなる金属製のインナーリング２１０との間
にリング状のゴム弾性体２１２を介在させて、それらを
一体に加硫接着した形態をなしている。

【０００５】図７に示す防音車輪の内、（Ａ）に示すも
のは上記防音リング２０６を車輪の内，外両側に取付固
定したもので、（Ｂ）に示すものはその防音リング２０
６を車輪の片側（内側）にのみ取付固定したものであ
る。ここで防音リング２０６は、アウターリング２０８
の外周面においてリム部２０４の内周面に軸方向外方か
ら内方に向けて圧入固定されている。

【０００６】他方図８（Ｃ）に示すものは、（Ｄ）に示
すように所定肉厚のゴムチューブ２１４の内部にダンパ
マスとなる金属リング２１６を埋入した形態の、全体と
してリング状をなす防音リング２１８を車輪本体のリム
部２０４内周面に沿って取付固定したものである。

【０００７】この（Ｃ）に示す防音車輪の場合、リム部
２０４内周面に沿って嵌込用の溝２２０を形成し、その
溝２２０に防音リング２１８を嵌込固定している。この
（Ｃ）に示す防音車輪の場合、防音リング２１８が簡素
な構成を有するものであり、その製造に際しては従来、
ゴムチューブ２１４の加硫成形用の金型内に金属リング
２１６をセットし、その状態で成形空間内にゴム材料を
注入してチューブ状に加硫成形すると同時に、これを金
属リング２１６に一体に加硫接着するようにしていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの場
合、防音リング２１８のリング径に合わせた大型の金型
が必要であるとともに、１回の加硫成形による取り個数
も少なく、製造効率，生産性が低いのに加えて製造に際
して専用の金型を含む装置ないし設備を必要とし、その
設備に多額の費用がかかるといった問題があった。

【０００９】尤も押出成形等により内径が金属リングの
外径と同等ないし小となるように直管状に成形したゴム
チューブの内部に金属リングを挿入して防音リング２１
８を構成するといったことも考えられるが、この場合金
属リングの挿入作業が容易ではなく、挿入に時間がかか
るとともに専用の設備が必要で、加えて金属リングとゴ
ムチューブとを十分に密着状態とできない恐れがある。

【００１０】或いはまた、同様の直管状のゴムチューブ
の内部に同じく直線状の金属棒を挿入した後、全体をリ
ング状に曲げ加工することも考えられるが、この場合に
おいてもゴムチューブ内への金属棒の挿入作業が容易で
ないのに加えて、挿入作業のために時間と設備が必要と
なり、また十分な密着性が得られない恐れがあるととも
に、リング状に回曲させる際にゴムチューブに傷が発生
する恐れがある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願の発明はこのような
課題を解決するためになされたものである。而して本発
明の鉄道車両用防音車輪における防音リングの製造方法
は、車輪本体のリム部内周面に沿って、全体としてリン
グ状をなし、所定肉厚のゴムチューブの内部にダンパマ
スとなる金属リングを埋入した形態のダイナミックダン
パとしての防音リングを取り付けて成る鉄道車両用防音
車輪における該防音リング製造方法にして、加熱処理に
より縮径変形する性質を有し且つ内径が前記金属リング
の外径より大径とされたゴムチューブの内部に該金属リ
ングを挿通し、その状態で該ゴムチューブを加熱処理す
ることにより該ゴムチューブを内周面が該金属リングの
外周面に密着する状態に縮径変形させてそれらゴムチュ
ーブと金属リングとを一体化することを特徴とする。

【００１２】

【作用及び発明の効果】上記のように本発明は、金属リ
ングの外径よりも大きな内径のゴムチューブの内部に金
属リングを挿通し、その状態でゴムチューブを加熱処理
して縮径させ、その内周面が金属リングの外周面に密着
する状態にそれらゴムチューブと金属リングとを一体化
して防音リングを製造するもので、本発明によれば、従
来のように金属リングを成形金型にセットしておいてゴ
ム材料を成形金型の成形空間に注入し、金属リングを被
覆する状態にこれを成形すると同時に金属リングに一体
に加硫接着するといったことを行う必要がないので、リ
ング径に応じた大型の金型を必要とせず、ただ単に直管
状ないしある程度回曲した形状のゴムチューブ内部に金
属リングを挿入した後加熱処理するだけで良く、しかも
金属リングの挿入の際、ゴムチューブ内部に金属リング
を簡単に挿入することができる。ゴムチューブの内径が
予め金属リングの外径よりも大径とされているためであ
る。

【００１３】従って本発明によれば、特別な装置ないし
設備を必要としないことから、それら設備に多額の費用
を必要としないし、また防音リングを予め組み立ててお
かなくても、防音車輪への組付現場において容易に金属
リングとゴムチューブとを組み合せて一体化することが
でき、しかもその際に金属リング外周面とゴムチューブ
内周面とを加熱処理によるゴムチューブの収縮力に基い
て強制的に確実且つ十分に密着状態となすことができ
る。

【００１４】尚、ゴムチューブを収縮させるのに先立っ
て、予めゴムチューブの内周面若しくは金属リング外周
面に接着剤を塗布しておき、ゴムチューブと金属リング
とを接着固定するようになすこともできる。

【００１５】またゴムチューブ内部への金属リングの挿
入作業を容易に行うために、当初のゴムチューブの内径
を金属リングの外径よりも５０％以上大きくしておくこ
とが望ましい。

【００１６】

【実施の形態】次に本発明の実施例を図面に基いて詳し
く説明する。図１において１０は防音車輪、１２は車輪
本体、１４及び１６はそれぞれボス部及びリム部であ
る。リム部１６には外周部にタイヤが焼きばめにより固
定されている。１８はタイヤに設けられたフランジであ
る。

【００１７】車輪本体１２には、その内周面に沿ってダ
イナミックダンパとしての防音リング２０が取り付けら
れている。本例において防音リング２０はリング径（直
径）が７２５mmφのもので、この防音リング２０は、リ
ム部１６の内周面に沿って形成された嵌込用の溝２１内
部に嵌込状態に固定されている。

【００１８】図２は防音リング２０の構成を示したもの
で、図示のようのこの例の防音リング２０は、所定肉厚
のゴムチューブ２２の内部にダンパマスとしての金属リ
ング（ここではステンレスリング）２４を挿通してゴム
チューブ２２内部に埋入した形態をなしている。尚、金
属リング２４は周方向所定箇所に切れ目を有しており、
そしてその切れ目の両側の端部がゴムチューブ２２から
所定寸法外部に露出せしめられている。

【００１９】防音リング２０は、この金属リング２４の
切れ目に楔２６（図５参照）が打ち込まれることによっ
て強制的にリング径が拡径されるとともに、上記リム部
１６の内周面の溝２１内部に嵌め込まれ、リム部１６に
対して固定されている。

【００２０】図３〜図５は上記防音リング２０の製造方
法の例を示している。図３（Ｉ）に示しているように本
例の製造方法では、先ず金属リング２４と直管状のゴム
チューブ２２ａとをそれぞれ別々に用意する。

【００２１】ここで直管状のゴムチューブ２２ａは、加
熱処理により縮径変形する性質を有するもので、その内
径Ｄ_４が、即ち縮径変形する前の内径Ｄ_４が、金属リン
グ２４の外径Ｄ_２（図２参照）よりも所定寸法大きいも
のが用いられている。

【００２２】尚この熱収縮性のゴムチューブ２２ａは市
販されており、ここでは西日本電線株式会社製のもの
（ゴム材質はエチレンプロピレンゴム）が用いられてい
る。

【００２３】この熱収縮性のゴムチューブ２２ａは、径
方向の収縮率が５０％程度のもので、加熱処理により大
きく縮径変形する性質を有する。但しその際ゴムチュー
ブ２２ａは軸方向にもある程度収縮するので（３〜１２
％）、予めその軸方向の収縮量を見込んで全体の長さを
定めておくと良い。

【００２４】但しゴムチューブ２２ａを最終的な必要な
長さよりも所定寸法長くしておき、後の加熱収縮後にお
いてその両端部を切除することによって、金属リング２
４の各端部を必要な長さだけ外部に露出させるようにす
ることができる。

【００２５】本例の製造方法の場合、（II）に示してい
るように金属リング２４をその一端部から直管状のゴム
チューブ２２ａの内部に挿通する。このとき、図４（II
I）に示しているようにゴムチューブ２２ａの内径Ｄ_４
は金属リング２４の外径Ｄ_２に対して大きいものとされ
ていてそれらの間に隙間が形成されているため、金属リ
ング２４をゴムチューブ２２ａ内部に容易に挿通するこ
とができる。

【００２６】尚、直管状のゴムチューブ２２ａ内部に金
属リング２４を挿通したところでゴムチューブ２２ａは
当然に金属リング２４の形状に沿ってリング形状とな
る。

【００２７】さてこのようにゴムチューブ２２ａ内部に
金属リング２４を挿通したら、次に（IV）に示している
ようにそれらを所定温度の加熱炉（ここでは１４０℃）
の加熱炉内に入れ、所定時間（ここでは１４分）かけて
加熱処理する。

【００２８】この加熱処理によりゴムチューブ２２ａは
縮径変形して、内周面が金属リング２４の外周面に強制
的に密着させられ、金属リング２４と一体化する。尚、
必要に応じて予め金属リング２４の外周面又はゴムチュ
ーブ２２ａ内周面に接着剤を塗布しておき、加熱処理に
よりそれら金属リングとゴムチューブとを接着固定する
ようになしても良い。

【００２９】さてこのようにしてゴムチューブ２２ａを
加熱収縮させ、その内周面を金属リング２４の外周面に
密着状態とさせたところで、収縮変形したゴムチューブ
２２の両端部を部分的に切除し、金属リング２４の各端
部を所定適正寸法だけ外部に露出させる（Ｖ）。

【００３０】このように金属リング２４とゴムチューブ
２２とを一体化したところで、次にそれらを車輪本体１
２におけるリム部１６の内周面の溝２１に沿って配置
し、続いて図５（VI）に示しているように金属リング２
４の両端部間の隙間に金属製の楔２６を打ち込んで、金
属リング２４をゴムチューブ２２とともに強制的に押し
広げ、リング径を拡大せしめるとともに防音リング２０
を溝２１内部に嵌込固定する。また併せて楔２６を金属
リング２４に溶接接合する。ここにおいて防音リング２
０が車輪１２に取り付けられた状態となる。

【００３１】本例の製造方法によれば、特別な装置ない
し設備を必要とせず、ただ単にゴムチューブ２２ａ内に
金属リング２４を挿通して加熱処理するだけで金属リン
グ２４とゴムチューブ２２ａとを組み合せて一体化し、
防音リング２０を構成することができる。しかもその際
に、金属リング２４外周面とゴムチューブ２２内周面と
を加熱処理によるゴムチューブ２２の収縮力に基いて、
強制的に且つ確実に密着状態とすることができる。

【００３２】この例の製造方法の場合、従来のように金
属リング２４を成形金型にセットしておいてゴム材料を
金属リング２４の外周面を被覆するようにチューブ状且
つリング状に加硫成形すると同時に金属リング２４に一
体に加硫接着する場合に比べて、極めて簡単に防音リン
グ２０を製造できるものであるが、以下の実施例で明ら
かにするように得られる防音リング２０の特性におい
て、上記従来の方法にて得られる防音リングと比べて遜
色のないものである。

【００３３】

【実施例】内径Ｄ_４＝２０mmφの直管状のゴムチューブ
２２ａ（西日本電線株式会社製のもの。ゴム材質はエチ
レンポリプロピレンゴム）を用い、これに外径Ｄ_２＝１
２mmφの金属リング２４を挿通した後、１４０℃の加熱
炉にて１４分間加熱処理し、ゴムチューブ２２ａを縮径
変形させて金属リング２４と一体化し、外径Ｄ_１（図２
参照）＝１６mmφの防音リング２０を製造し、これを車
輪本体１２に組み付けて図６に示す方法で防音効果の測
定試験を行った。

【００３４】この防音効果の測定試験は、防音リング２
０を組み付けた防音車輪１０を試験台２８により垂直姿
勢に保持し、その状態で鋼球３０を１ｍの高さから落と
して車輪１０に水平に衝突させ、その打撃時に生ずる音
をマイクロホン３２にて測定するもので、この測定試験
の結果が、防音リングを装着していない普通車輪，及び
従来の製造方法により得られる防音リング、即ち金型を
用いてゴムチューブ２２を金属リング２４を被覆する状
態にリング状に加硫成形してこれを一体化して成る防音
リングを車輪本体１２に組み付けたものについての測定
結果と比較して表１に示している。

【００３５】

【表１】

【００３６】この表１の結果に見られるように、本実施
例の製造方法にて得られた防音リングを取り付けて成る
防音車輪の防音効果は、上記従来の製造方法にて得られ
る防音リングを取り付けて成る防音車輪と同等の防音特
性を有するものであった。

【００３７】以上本発明の実施の形態，実施例を詳述し
たが本発明はこれらに限定されるものではなく、その主
旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた態様で実
施可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にて得られた防音リングを組
み付けた状態の防音車輪の例を示す図である。

【図２】図１における防音リングの構成を示す図であ
る。

【図３】図２の防音リングの製造方法の一部工程を示す
図である。

【図４】同製造方法の図３に続く工程を示す図である。

【図５】同製造方法の図４に続く工程を示す図である。

【図６】図２の防音リングの防音効果を測定するための
測定試験の方法を説明する説明図である。

【図７】従来知られている防音車輪の種類を示す図であ
る。

【図８】従来知られている、図７とは異なる種類の防音
車輪を防音リングとともに示す図である。

【符号の説明】

１０ 防音車輪 １２ 車輪本体 １６ リム部 ２０ 防音リング ２１ 溝 ２２ａ 直管状ゴムチューブ ２２ ゴムチューブ ２４ 金属リング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輪本体のリム部内周面に沿って、全体
   としてリング状をなし、所定肉厚のゴムチューブの内部
   にダンパマスとなる金属リングを埋入した形態のダイナ
   ミックダンパとしての防音リングを取り付けて成る鉄道
   車両用防音車輪における該防音リング製造方法にして、 加熱処理により縮径変形する性質を有し且つ内径が前記
   金属リングの外径より大径とされたゴムチューブの内部
   に該金属リングを挿通し、その状態で該ゴムチューブを
   加熱処理することにより該ゴムチューブを内周面が該金
   属リングの外周面に密着する状態に縮径変形させてそれ
   らゴムチューブと金属リングとを一体化することを特徴
   とする鉄道車両用防音車輪における防音リングの製造方
   法。