JP4693743B2 - 鉄道レールの制音構造 - Google Patents

Description

本発明は、特に、列車の急曲線通過時に発生する高周波のきしり音を低減するのに好適な鉄道レールの制音構造に関する。

近年、列車の急曲線通過時に発生する高周波のきしり音が問題になっており、その低減が望まれている。きしり音は、鉄道レールと列車の車輪が特殊な状況下におかれたときに発生するものであるが、現状ではその現象を明快に説明できる理論は出現していない。従来からきしり音を低減するための対策が講じられているが、決定的なきしり音低減手段がなかった。例えば、比較的有効な手段としてレール塗油器の設置があり、これは広く採用されている。また、鉄道レールの側部側面に防音材を長さ方向に沿って貼着することにより鉄道騒音を減少する方法も考えられている（特許文献１参照）。
特開平１０−１５２８０１号公報

しかしながら、上記レール塗油器はその設置に費用がかかり、設置後はメンテナンスが必要でランニングコストがかかることから、容易に設置できない。また、塗油器は列車の運転に支障をきたすおそれがあるため急勾配区間や駅付近などでの使用が制限されており、設置できない区間も多い。また、鉄道レールの側部側面に防音材を貼り付ける方法は、防音効果があまりよくなく所定の騒音防止効果を出すためには防音材の構成が複雑になりコストアップになる。

本発明は以上の点に着目してなされたもので、ランニングコストが不要で、構造簡単な鉄道レールの制音構造を提供することを目的とする。

本発明の各実施例においては、それぞれ次のような構成により上記の課題を解決する。
〈構成１〉
遮音シートと遮音カバーとを積層してなる第１の遮音部材を、鋼材からなる鉄道レールの腹部側面に当接しないように間隔を置いて対面し、かつ鉄道レールの長さ方向に沿って配設したことを特徴とする鉄道レールの制音構造。

第１の遮音部材を、鉄道レールの腹部側面に当接しないように間隔を置いて配設していることにより、鉄道レールの腹部の振動音を遮音するので良好な制音効果が得られる。特に、列車の急曲線通過時に発生する高い高周波のきしり音を低減するのに効果的である。

〈構成２〉
構成１に記載の鉄道レールの制音構造において、遮音シートと遮音カバーとを積層してなる第２の遮音部材を、上記鉄道レールの底部下面に当接し、かつ上記鉄道レールの長さ方向に沿って配設したことを特徴とする鉄道レールの制音構造。

鉄道レールの底部下面から地面の深さ方向に出る振動音を効果的に遮音する。

〈構成３〉
構成１又は２に記載の鉄道レールの制音構造において、上記第１の遮音部材と上記第２の遮音部材とを一連続に連結したことを特徴とする鉄道レールの制音構造。

遮音部材の取付け手間を短縮でき、さらに良好な制音効果を発揮する。

〈構成４〉
構成１〜３のいずれかに記載の鉄道レールの制音構造において、上記第１の遮音部材および又は上記第２の遮音部材の遮音カバーの外面を押える固定具を配設したことを特徴とする鉄道レールの制音構造。

〈構成５〉
構成１〜４のいずれかに記載の鉄道レールの制音構造において、上記第１の遮音部材の遮音カバーと上記鉄道レールの頂部との間に、ゴム緩衝部材を介在させたことを特徴とする鉄道レールの制音構造。

ゴム緩衝部材により、鉄道レールから遮音カバーに振動音が伝わることを防止できると共に雨水等の水の浸入を防止できる。

〈構成６〉
構成１〜５のいずれかに記載の鉄道レールの制音構造において、上記鉄道レールの底部と、上記鉄道レールを枕木を介して支承している地面との間に、遮音シートと遮音カバーとを積層してなる第３の遮音部材を配設したことを特徴とする鉄道レールの制音構造。

各枕木間の空洞から側方に出る、鉄道レールの振動音を効果的に遮音する。

以下、本発明の実施の形態を実施例ごとに詳細に説明する。

図１は本発明の鉄道レールの制音構造の一実施例を示す断面図、図２は同実施例の側面図である。
これらの図において、符号１０は、鋼材からなる鉄道レールを示している。鉄道レール１０の腹部１０ａの両側面に、遮音シート１２と遮音カバー１４とを積層してなる第１の遮音部材１６が鉄道レール１０の長さ方向に沿って配設されている。

第１の遮音部材１６は、２組用意され、それぞれ遮音シート１２を内側、遮音カバー１４を外側にして、かつ鉄道レールの腹部１０ａの側面に当接しないように間隔を置いて対面するように配置されている。さらに、第１の遮音部材１６と同じ構造の第２の遮音部材２０が、鉄道レール１０の底部下面に当接し、かつ鉄道レール１０の長さ方向に沿って配設されている。

第１の遮音部材１６および第２の遮音部材２０の各遮音シート１２としては、肉厚１．８ｍｍの合成ゴム板が使用されている。遮音カバー１４としては、遮音シート１２を覆うコ字状に折曲げ成形した肉厚１．２ｍｍの鋼板が用いられている。

遮音シート１２は合成ゴム以外のゴム、又はゴム状弾性を有するプラスチックの板体でもよい。また、遮音カバー１４は、例えば、肉厚０．８ｍｍ〜１．２ｍｍの鋼板を所定形状に折曲げ成形したもので、鉄道レールの腹部１０ａからの振動音を遮音すると共に、遮音シート１２の形状を保持する役割もある。
なお、遮音シート１２および遮音カバー１４の各肉厚は、上記の数値にこだわらない。適宜必要な肉厚に設計される。第１の遮音部材１６および第２の遮音部材２０としては、複数枚の遮音シート１２と遮音カバー１４を交互に積層して構成したものでもよい。

第１の遮音部材１６、および又は第２の遮音部材２０の遮音カバー１４の外面は、固定具２２により押えられている。固定具２２は、鋼板等からなる板体を遮音カバー１４の外面に合わせて折曲げ成形したもので、鉄道レール１０の長さ方向に適当な間隔を置いて配置され、ビス２４により遮音カバー１４に固定されている。

第１の遮音部材１６の遮音カバー１４と鉄道レール１０の頂部との間に、必要に応じてゴム緩衝部材２６が介装されている。ゴム緩衝部材２６は、遮音カバー１４と鉄道レール１０に密着され、鉄道レール１０から遮音カバー１４に振動音が伝わることを防止すると共に、第１の遮音部材１６の内側に雨水等の水が浸入するのを防止する。

上記実施例１によれば、第１の遮音部材１６を鉄道レールの腹部側面に当接しないように間隔を置いて配設していることにより、鉄道レールの腹部の振動音を遮音するので良好な制音効果が得られる。特に、列車の急曲線通過時に発生する高い周波数のきしり音を低減するのに効果的である。

図３は本発明の第２の実施例を示す断面図である。図１に示した部分と共通する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この実施例では、２組の第１の遮音部材１６のうち、一方（図中左側）の第１の遮音部材１６と第２の遮音部材２０とが一連続に連結されている。これは、鉄道レール頂部１０ｂの側面から鉄道レール底部１０ｃの側面に延在し、さらに同底部１０ｃの下面に当接するように配置されている。さらに、第２の遮音部材２０の一端部と、他方（図中右側）の第１の遮音部材１６の下端部が接合され、ビス３４で止められている。従って、遮音カバー１４は図１の固定具２２と同一機能を奏する。

第１の遮音部材１６は鉄道レールの腹部１０ａの側面に当接しないように間隔を置いて対面している。第１の遮音部材１６と第２の遮音部材２０とは鉄道レール１０の長さ方向に沿って配設されている。第１の遮音部材１６と第２の遮音部材２０とを一連続に連結したことにより、遮音部材の取付け手間を短縮できる。

第１の遮音部材１６および第２の遮音部材２０の各遮音シート１２としては、肉厚１．８ｍｍの合成ゴム板が使用されている。遮音カバー１４としては、遮音シート１２を覆い、かつ鉄道レール１０の寸法に合わせてコ字状に折曲げ成形した、肉厚０．８ｍｍの鋼板が用いられている。

図４は本発明の第３の実施例を示す断面図である。図３に示した部分と共通する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この実施例は、上記第２の実施例とは、第１の遮音部材１６の、鉄道レール１０の頂部と接する部分の端部構造が相違している。すなわち、第１の遮音部材１６の遮音カバー端部１４ａをゴム部材で一体に包覆したもので、これが実施例１のゴム緩衝部材２６と同一機能を奏する。その他の構成は上記第２の実施例と同様である。

第１の遮音部材１６および第２の遮音部材２０の各遮音シート１２としては、肉厚１．８ｍｍの合成ゴム板が使用されている。遮音カバー１４としては、遮音シート１２を覆うコ字状に折曲げ成形した肉厚０．８ｍｍの鋼板が用いられている。

図５の（ａ）は本発明の第４の実施例を示す断面図、（ｂ）は同実施例で使用する固定具を示す側面図である。図１に示した部分と共通する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この実施例は、上記実施例１とは、第１の遮音部材１６および第２の遮音部材２０の外側を押える固定具の構造が相違している。すなわち、第１の遮音部材１６を押える固定具３６と第２の遮音部材２０の外側を押える固定具３８とに分離した構成とされている。

固定具３６は、第１の遮音部材１６の外側に沿う斜面部３６ａと、この斜面部３６ａに連なり、かつ鉄道レール底部１０ｃの側面を覆う鉤型端縁部３６ｂとから形成されている。図５（ｂ）に示すように、斜面部３６ａには、取付ボルト４０を取付けるための長孔３７が設けられている。取付ボルト４０は固定具３６と第１の遮音部材１６とを貫通し両者を固定する。

固定具３８は、固定具３６の鉤型端縁部３６ｂに嵌合される鉤型端縁部３８ａと、この鉤型端縁部３８ａに連なり、かつ第２の遮音部材２０の外側に沿う平面部３８ｂと、この平面部３８ｂに連なり、かつ垂直に折り曲げられた垂直端縁部３８ｃとから形成されている。図５（ｂ）に示すように、垂直端縁部３８ｃに、取付ボルト４２を取付けるための長孔３９が２つ横並びで設けられている。

２つの固定具３６、３８の２組を、鉄道レール１０の両側面と底部１０ｃを覆う第１の遮音部材１６および第２の遮音部材２０の外側に配置し、取付ボルト４０と取付ボルト４２でそれぞれ締め付けることにより固定される。その他の構成は上記実施例１とほぼ同様である。

図６は本発明の第５の実施例を示す断面図である。
この実施例は、鉄道レール１０の底部１０ｃと、鉄道レール１０を枕木２８を介して支承している地面３０との間に、第１の遮音部材１６と同様の遮音シート１２と遮音カバー１４とを積層してなる第３の遮音部材３２を配設したものである。第３の遮音部材３２は、枕木２８によって仕切られる地面３０と鉄道レール１０との間の空洞（図示せず）を遮蔽するように、鉄道レール１０の長さ方向に沿って断続的に配設される。第３の遮音部材３２を配設したことにより、各枕木２８間の空洞から側方に出る振動音を効果的に遮音する。

図７は、制音手段を使わない鉄道レール（従来例）と、遮音部材を施した鉄道レール（上記実施例１〜３）を用意し、残響室にてそれぞれの鉄道レール上面の中央点に剛球を落下し、模擬的騒音を発生させ、発生した騒音レベルを騒音計にて測定し、周波数分析した比較データを示した図である。データは５回試験を行い、その平均値とした。その測定値を図７（ａ）に示し、それをグラフ化して同（ｂ）に示した。

列車の急曲線通過時に発生するきしり音は、１ＫＨｚ〜１０ＫＨｚの高い周波数域の音であるが、図７に示すように、実施例１〜３の騒音レベルは、特に６ＫＨｚ〜８ＫＨｚの高い周波数域で、従来例に比べて低下している。

本発明の鉄道レールの制音構造の一実施例を示す断面図である。 同実施例の側面図である。 本発明の第２の実施例を示す断面図である。 本発明の第３の実施例を示す断面図である。 本発明の第４の実施例を示す断面図である。 本発明の第５の実施例を示す断面図である。 本発明の鉄道レールの制音構造と制音手段を使わない鉄道レールの各周波数に対する騒音レベルを示す図である。

符号の説明

１０ 鉄道レール
１２ 遮音シート
１４ 遮音カバー
１６ 第１の遮音部材
２０ 第２の遮音部材
２２ 固定具
２４ ビス
２６ ゴム緩衝部材
２８ 枕木
３０ 地面
３２ 第３の遮音部材

Claims (5)

1. 列車の急曲線通過時に発生するきしり音を低減する鉄道レールの制音構造であって、
   ゴム、又はゴム状弾性を有するプラスチックの板体からなる遮音シートと鋼板からなる遮音カバーとを積層してなる第１の遮音部材を、前記遮音シートが、鋼材からなる鉄道レールの腹部側面に当接せずに間隔を置いて対面するように、前記鉄道レールの長さ方向に沿って配設し、かつ
   ゴム、又はゴム状弾性を有するプラスチックの板体からなる遮音シートと鋼板からなる遮音カバーとを積層してなる第２の遮音部材を、前記遮音シートが前記鉄道レールの底部下面に当接するように、前記鉄道レールの長さ方向に沿って配設し、
   前記第１の遮音部材と前記第２の遮音部材とを一連続に連結したことを特徴とする鉄道レールの制音構造。
2. 列車の急曲線通過時に発生するきしり音を低減する鉄道レールの制音構造であって、
   ゴム、又はゴム状弾性を有するプラスチックの板体からなる遮音シートと鋼板からなる遮音カバーとを積層してなる第１の遮音部材を、前記遮音シートが、鋼材からなる鉄道レールの腹部側面に当接せずに間隔を置いて対面するように、前記鉄道レールの長さ方向に沿って配設し、かつ
   ゴム、又はゴム状弾性を有するプラスチックの板体からなる遮音シートと鋼板からなる遮音カバーとを積層してなる第２の遮音部材を、前記遮音シートが前記鉄道レールの底部下面に当接するように、前記鉄道レールの長さ方向に沿って配設し、
   前記第１の遮音部材および又は前記第２の遮音部材の遮音カバーの外面を押える固定具を配設したことを特徴とする鉄道レールの制音構造。
3. 請求項１に記載の鉄道レールの制音構造において、
   前記第１の遮音部材および又は前記第２の遮音部材の遮音カバーの外面を押える固定具を配設したことを特徴とする鉄道レールの制音構造。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の鉄道レールの制音構造において、
   前記第１の遮音部材の遮音カバーと前記鉄道レールの頂部との間に、ゴム緩衝部材を介在させたことを特徴とする鉄道レールの制音構造。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の鉄道レールの制音構造において、
   前記鉄道レールの底部と、前記鉄道レールを枕木を介して支承している地面との間に、遮音シートと遮音カバーとを積層してなる第３の遮音部材を配設したことを特徴とする鉄道レールの制音構造。

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