JP2015101932A - レールの防音構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】防音材8は、レールRに装着されて騒音を低減する部材である。防振材9は、レールRの振動を抑制する部材であり、遮音材10は騒音を遮る部材である。排出向上層9dは、防振材9とレールRとの間の隙間に浸入する液体の排出を向上させる部分であり、レールRと対向する側の防音材8の表面に、この防音材8と一体に形成されている。排出向上層9dは、例えば、防振材9がEPDMなどの独立気泡で高密度の発泡ゴムであるときには、この防振材9の内側表面9a側のスキン層の密度がこのスキン層以外の部分(本体部)の密度よりも高くなるように形成されている。排出向上層9dは、レールRの表面と対向する側の表面が平滑である。
【選択図】図3
Description
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項1の発明は、図3〜図19に示すように、レール(R)の振動によって発生する騒音を低減するレールの防音構造であって、前記レールに装着されて前記騒音を低減する防音材(8)を備え、前記防音材は、前記レールとこの防音材との間に浸入する液体の排出を向上させる排出向上層(9d;13)を備えることを特徴とするレールの防音構造(7)である。
以下、図面を参照して、この発明の第1実施形態について詳しく説明する。
以下では、軌道を構成する平行な一対のレールのうち一方のみを図示し、他方については図示を省略する。
図1〜図3に示すレールRは、鉄道車両の車輪Wを支持し案内してこの鉄道車両を走行させる部材である。レールRは、鉄道車両の車輪Wと接触するレール頭部R1と、まくらぎ1に取り付けられるレール底部(フランジ部)R2と、レール頭部R1とレール底部R2とを繋ぐレール腹部(ウェブ部)R3とを備えている。図3に示す車輪Wは、レールRと回転接触する部材である。車輪Wは、レール頭部R1の頭頂面と接触して摩擦抵抗を受ける踏面W1と、車輪Wの外周部に連続して形成されたフランジ面W2とを備えている。
図5(A)に示すように、防振材9を現場に搬入して、レール底部R2及びレール腹部R3を防振材9によって被覆するように、この防振材9をレールRに装着する。このとき、まくらぎ1の間隔に合わせて防振材9を現場で任意の形状に切断してレールRに防振材9を装着し、レールRの表面と防振材9の排出向上層9dの内側表面9aとを接触させる。次に、図5(B)に示すように、防振材9とは分離した状態で遮音材10を現場に搬入して、遮音材10によって防振材9を被覆するように、防振材9に遮音材10を装着する。その後に、図5(C)に示すように、レールRの長さ方向に所定の間隔をあけて、このレールRとの間に防音材8を挟み込むように保持部材11a,11bを装着する。次にボルト11hを貫通孔11f,11gに挿入してナット11iとボルト11hとを締結し、保持部材11aと保持部材11bとを連結する。その結果、レール底部R2及びレール腹部R3が防音材8によって被覆され、この防音材8がレールRに固定部材11によって固定される。レールRの交換作業又は点検作業を実施する場合には、以上説明した手順と逆の手順によってレールRから防音材8が取り外される。
図4に示すように、レールR上を車輪Wが通過してレールRが振動すると、レールRと一体となって防音材8の防振材9が振動しようとする。防振材9が柔軟な弾性材によって形成されている場合には、力学モデルとしてばね定数が小さい柔軟なばねを構成する。その結果、ばね定数の低下によって振動伝達率が低下し、レールRからの振動や転動騒音が遮音材10に伝播し難くなる。一方、防振材9が柔軟な粘弾性材によって形成されている場合には、力学モデルとして柔軟なばねと減衰器(ダッシュポット)とを構成する。このため、ばね定数の低下によって振動伝達率が低下するとともに、粘性による振動減衰によってレールRの振動エネルギーの一部が熱エネルギーに変換されて、レールRの振動が吸収され減衰する。また、レールRからの騒音エネルギーの一部が熱エネルギーに変換されて、レールRからの転動騒音が吸収され減衰する。その結果、レールRから遮音材10に伝播する振動が低減するため、遮音材10の振動が低減し遮音材10からの放射音が低減する。特に、柔軟な粘弾性材が遮音材10によって拘束されている場合には、防振材9のせん断変形の程度が振動時に高められるため、粘弾性材の内部損失が増大し制振能力が増幅させられる。レールRの略全面を防音材8によって被覆しているため、防音材8の遮音材10からの放射音の音響インピーダンスが低減し、レールR自体の放射音パワーが減少し防音効果が向上する。
(1) この第1実施形態では、レールRに装着されて騒音を低減する防振材9とレールRとの間の隙間に浸入する液体の排出を排出向上層9dが向上させる。このため、レールRの表面と排出向上層9dの内側表面9aとの間の隙間に雨水などの液体が浸入したときに、これらの間の隙間に雨水などが滞留して、レールRの表面が腐食するのを防止することができる。
以下では、図1〜図5に示す部分と同一の部分については、同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
図6及び図7に示す防音材8は、防振材9と、遮音材10と、接着材層12などを備えており、図3及び図4に示す防音材8とは異なり、防振材9と遮音材10とを接着材を使用して接合している。
図7に示す防振材9を現場に搬入する前に、両面接着テープの一方の表面から剥離材を剥離して接着材層12の接着剤を露出させ、防振材9の外側表面9bにこの接着剤によって両面接着テープを貼り付ける。防振材9を現場に搬入して防振材9をレールRに装着した後に、両面接着テープの他方の表面から剥離材を剥離して接着材層12の接着剤を露出させ、防振材9の外側表面9bに遮音材10の内側表面10aをこの接着剤によって接合する。その結果、レールRに防音材8が装着される。
この第2実施形態では、レールRへの装着後に防振材9と遮音材10とを接着材層12が接着する。このため、防振材9及び遮音材10を現場に搬入した後に、防振材9と遮音材10とを接着材層12によって簡単に接合して一体化させて、防音材8を短時間で組み立てることができる。
図8及び図9に示す防音材8は、防振材9と、遮音材10と、接着材層12と、排出向上層13と、接着材層14などを備えている。防音材8は、図1〜図7に示す防音材8とは異なり、レールRと対向する側に排出向上層13を備えている。防音材8は、現場搬入時には防振材9と排出向上層13とが分離した状態であり、レールRへの装着後には防振材9と排出向上層13とが接合した状態になる。防音材8は、図8に示すように、レールRへの装着後には排出向上層13の全面をこの防音材8が被覆するように、この排出向上層13とこの防音材8とが接合状態になる。
図10(A)に示すように、排出向上層13を現場に搬入する前に、排出向上層13側の両面接着テープの一方の表面から剥離材を剥離して接着材層14の接着剤を露出させ、排出向上層13の外側表面13bにこの接着剤によって両面接着テープを貼り付ける。排出向上層13を現場に搬入して、レール底部R2及びレール腹部R3を排出向上層13によって被覆するように、この排出向上層13をレールRに装着する。このとき、まくらぎ1の間隔に合わせて排出向上層13を現場で任意の形状に切断してレールRに排出向上層13を装着し、レールRの表面と排出向上層13の内側表面13aとを接触させる。
(1) この第3実施形態では、防音材8とレールRとの間の隙間に浸入する液体の排出を向上させる排出向上層13を防音材8が備えている。このため、レールRの表面と排出向上層13の内側表面13aとの間の隙間に雨水などの液体が浸入したときに、これらの間の隙間に雨水などが滞留して、レールRの表面が腐食するのを防止することができる。
図11及び図12に示す防音材8は、防振材9と、遮音材10と、接着材層12と、粘着材層15などを備えている。図11及び図12に示す防音材8は、図1〜図10に示す防音材8とは異なり、排出向上層9dのレールRと対向する側の表面に粘着材層15を備えている。
図11及び図12に示す防振材9を現場に搬入する前に、両面粘着テープの一方の表面から剥離材を剥離して粘着材層15の粘着剤を露出させ、排出向上層9dの内側表面9aにこの粘着剤によって両面粘着テープを貼り付ける。防振材9を現場に搬入した後に、排出向上層9dの内側表面9aに貼り付けられて両面粘着テープの他方の表面から剥離材を剥離して粘着剤を露出させ、レールRの表面に排出向上層9dの内側表面9aをこの粘着剤によって接合する。このため、レールRの表面と排出向上層9dの内側表面9aとに間に粘着材層15が形成されて、レールRと排出向上層9dとを粘着材層15によって接合して、レールRの表面に排出向上層9dが装着される。その後に、防振材9及び遮音材10が装着されて、図8に示す固定部材11によってレールRに防音材8が固定され、レール底部R2及びレール腹部R3が防音材8によって被覆される。
この第4実施形態では、レールRから排出向上層9dを剥離可能なように、このレールRとこの排出向上層9dとを接着する粘着材層15を防音材8が備えている。このため、排出向上層9dをレールRの表面に装着するときに、この排出向上層9dがレールRの表面からずれたり剥がれたりするのを粘着材層15によって防止することができる。また、装着時にレールRの表面に排出向上層9dを容易に位置決めし仮止めすることができるとともに、メンテナンス時にレールRから排出向上層9dを簡単に取り外すことができる。
図13及び図14に示す防音材8は、防振材9と、遮音材10と、接着材層12と、粘着材層15と、腐食防止層16などを備えている。図13及び図14に示す防音材8は、図1〜図12に示す防音材8とは異なりレールRの表面に腐食防止層16を備えている。
この第4実施形態では、排出向上層9dとレールRとの間にこのレールRの腐食を防止する腐食防止層16を防音材8が備えている。このため、排出向上層9dとレールRとの間に雨水などの液体が浸入してレールRの表面に付着しても、腐食防止層16によってレールRの表面の腐食を防止することができる。
図15に示す防音材8は、図1〜図14に示す防音材8とは異なり、レールRのレール底部R2及びレール腹部R3の一部を被覆する。防振材9は、外観がブロック状に形成されており、レールRのレール底部R2の左右上面及び下面に対応する位置と、レール腹部R3の左右側面に対応する位置とにそれぞれ配置されている。遮音材10は、ブロック状の防振材9の外側表面9bにこの遮音材10の内側表面10aが接着材層12によって接合されている。遮音材10は、この遮音材10の内側表面10aとレールRの表面との間に隙間に放射する騒音が外部に伝搬するのを防止する。この第6実施形態には、第1実施形態〜第5実施形態と同様の効果がある。
図16に示す防音材8は、図1〜図15に示す防音材8とは異なり、レールRのレール頭部R1側からレール底部R2側に向かって厚肉に形成されている。図16に示す防振材9は、図1〜図15に示す防振材9とは異なり、レールRの断面形状に沿って均一な厚さに形成されておらず、この防振材9の排出向上層9dの内側表面9aがレールRの表面と接合し、この防振材9の外側表面9bが略一定の角度で下方に向かって外側に傾斜する傾斜面に形成されている。図16に示す遮音材10は、図1〜図15に示す遮音材10とは異なり、防振材9の外側表面9bと同様にこの遮音材10の内側表面10a及び外側表面10bが略一定の角度で下方に向かって外側に直線状に傾斜する傾斜面に形成されている。図16に示す遮音材10は、防振材9の上端部を被覆するようにこの遮音材10の上端部が屈曲して形成されており、この遮音材10の内側表面10aと防振材9の外側表面9bとが接着材層12によって接合されている。
この第7実施形態では、レールRのレール頭部R1側からレール底部R2側に向かって防音材8が厚肉に形成されている。このため、防振材9及び遮音材10の断面をレールRの表面形状に沿った形状に形成する必要がなくなって、防振材9及び遮音材10の断面を任意の形状に設計することができる。また、防振材9及び遮音材10の断面を同一形状にする必要がなくなるため、防音材8の製造コストを安くすることができる。
図17に示す防音材8は、図1〜図16に示す防音材8とは異なり、防振材9の一部を遮音材10によって被覆する。防振材9は、図1〜図15に示す防振材9と同様に、レールRの断面形状に沿って均一な厚さに形成されている。遮音材10は、レールRのレール底部R2の左右側面及び下面と対応して位置する防振材9の外側表面9bとこの遮音材10の内側表面10aとが接着材層12によって接合している。遮音材10は、レールRのレール底部R2の上面と対応して位置する防振材9の外側表面9bとこの遮音材10の内側表面10aとの間に隙間を形成するとともに、レール腹部R3の左右側面に対応して位置する防振材9の外側表面9bとこの遮音材10の内側表面10aとの間に隙間を形成している。図17に示す遮音材10は、図16に示す遮音材10と同様に、この遮音材10の内側表面10a及び外側表面10bが略一定の角度で下方に向かって外側に直線状に傾斜する傾斜面に形成されている。
この第8実施形態では、防振材9の一部を遮音材10によって被覆する。このため、遮音材10の断面をレールRの表面形状に沿った形状に形成する必要がなくなって、遮音材10の断面を任意の形状に設計することができる。また、防振材9及び遮音材10の断面を同一形状にする必要がなくなるため、防音材8の製造コストを安くすることができる。
図18に示す防音材8は、防振材9と、遮音材10と、接着材層12と、吸音材17と、接着材層18などを備えている。図18に示す防音材8は、図1〜図17に示す防音材8とは異なり遮音材10の内側表面10aに吸音材17及び接着材層18を備えている。
この第9実施形態では、遮音材10の内側に騒音を吸収する吸音材17を防音材8が備えている。このため、防振材9から外部に放射する騒音を吸音材17によって吸収することができる。
図19に示す防音材8は、図18に示す防音材8とは異なり、遮音材10の外側表面10bに吸音材17及び接着材層18を備えている。図19に示す吸音材17は、遮音材10の外側で騒音を吸収し、この吸音材17の内側表面17aが遮音材10の外側表面10bと接着材層18によって接合される。
この第10実施形態では、遮音材10の外側に騒音を吸収する吸音材17を防音材8が備えている。このため、レールRや遮音材10から外部に放射する騒音を吸音材17によって吸収することができる。
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、支持体がまくらぎ1である場合を例に挙げて説明したが、まくらぎ1以外の支持体についてもこの発明を適用することができる。例えば、矩形平板状のプレキャストのコンクリート版(スラブ版)によって構成されて道床とまくらぎとを一体化させた省力化軌道の一種である軌道スラブなどの支持体、又はレールRをそれぞれ支持するプレストレスコンクリート構造(PRC構造)の縦梁を鋼管製の継材によって連結する梯子状のラダーまくらぎなどの支持体についても、この発明を適用することができる。また、この実施形態では、レール底部R2及びレール腹部R3の略全面を防音材8によって被覆する場合を例に挙げて説明したが、これらの表面を防音材8によって部分的に被覆したり、車輪Wの踏面W1及びフランジ面W2と接触しない範囲内でレール頭部R1の一部も防音材8によって被覆したりすることができる。さらに、この実施形態では、レール締結装置2が線ばね式締結装置である場合を例に挙げて説明したが、線ばね式締結装置に限定するものではない。例えば、レールと支持体との間に挟み込まれるタイプレートの上面にこのレールを締結するタイプレート式レール締結装置、又はタイプレートを使用せずに支持体の上面にレールを直接締結する座面式レール締結装置などについてもこの発明を適用することができる。
2 レール締結装置
7 防音構造
8 防音材
9 防振材
9a 内側表面
9b 外側表面
9c 排出孔
9d 排出向上層
10 遮音材
10a 内側表面
10b 外側表面
10c 排出孔
11 固定部材
11a,11b 保持部材
11c 連結部材
12 接着剤層
13 排出向上層
13a 内側表面
13b 外側表面
13c 排出孔
14 接着材層
15 粘着材層
16 腐食防止層
17 吸音材
17a 内側表面
17b 外側表面
18 接着剤層
R レール
R1 レール頭部
R2 レール底部
R3 レール腹部
W 車輪
W1 踏面
W2 フランジ面
Claims (12)
- レールの振動によって発生する騒音を低減するレールの防音構造であって、
前記レールに装着されて前記騒音を低減する防音材を備え、
前記防音材は、前記レールとこの防音材との間に浸入する液体の排出を向上させる排出向上層を備えること、
を特徴とするレールの防音構造。 - 請求項1に記載のレールの防音構造において、
前記排出向上層は、前記レールと対向する側の前記防音材の表面に、この防音材と一体に形成されていること、
を特徴とするレールの防音構造。 - 請求項1に記載のレールの防音構造において、
前記排出向上層は、前記防音材とは別部材であり、前記レールと対向する側の前記防音材の表面と前記レールの表面との間に配置されること、
を特徴とするレールの防音構造。 - 請求項3に記載のレールの防音構造において、
前記排出向上層は、現場搬入時には前記防音材と分離した状態であり、前記レールへの装着後には前記防音材と接合した状態になること、
を特徴とするレールの防音構造。 - 請求項3又は請求項4に記載のレールの防音構造において、
前記防音材は、前記レールへの装着後には前記排出向上層をこの防音材が被覆するように、この防音材とこの排出向上層とが接合状態になること、
を特徴とするレールの防音構造。 - 請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載のレールの防音構造において、
前記排出向上層は、前記レールの表面と対向する側の表面が平滑であること、
を特徴とするレールの防音構造。 - 請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載のレールの防音構造において、
前記防音材は、前記レールから前記排出向上層を剥離可能なように、このレールとこの排出向上層とを接着する粘着材層を備えること、
を特徴とするレールの防音構造。 - 請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載のレールの防音構造において、
前記防音材は、前記排出向上層と前記レールとの間にこのレールの腐食を防止する腐食防止層を備えること、
を特徴とするレールの防音構造。 - 請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載のレールの防音構造において、
前記防振材は、前記レールの頭部側から底部側に向かって厚肉に形成されていること、
を特徴とするレールの防音構造。 - 請求項1から請求項9までのいずれか1項に記載のレールの防音構造において、
前記防音材は、前記振動を抑制する防振材と、この防振材を被覆して前記騒音を遮る遮音材とを備え、前記防振材の全面を前記遮音材によって被覆すること、
を特徴とするレールの防音構造。 - 請求項1から請求項9までのいずれか1項に記載のレールの防音構造において、
前記防音材は、前記振動を抑制する防振材と、この防振材を被覆して前記騒音を遮る遮音材とを備え、前記防振材の一部を前記遮音材によって被覆すること、
を特徴とするレールの防音構造。 - 請求項10又は請求項11に記載のレールの防音構造において、
前記防音材は、前記遮音材の内側及び/又は外側に前記騒音を吸収する吸音材を備えること、
を特徴とするレールの防音構造。
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