JP5667241B2 - レールの防音構造 - Google Patents
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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5、図15、図20及び図22〜図25に示すように、レール(4)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、前記騒音を低減する防音材を支持する支持部材(7)と、前記レールを支持する支持体(2;15)上に前記支持部材を位置決めする位置決め部材(8)とを備え、前記位置決め部材は、前記支持部材が前記支持体上に非固定状態で設置された状態で、前記レールの底部(4b)の両側側面(4g)を挟み込むことによってこの支持部材を位置決めし、前記レールの底部の一方の側面を押圧する第1の押圧部材(9)と、前記レールの底部を前記第1の押圧部材との間で挟み込むように、このレールの底部の他方の側面を押圧する第2の押圧部材(10)と、前記第1及び/又は前記第2の押圧部材を前記支持部材に着脱自在に固定する固定部材(11,12)とを備えることを特徴とするレールの防音構造(5)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。
図1は、この発明の第1実施形態に係るレールの防音構造の斜視図である。図2は、この発明の第1実施形態に係るレールの防音構造の平面図である。図3は、この発明の第1実施形態に係るレールの防音構造の側面図である。図4は、図2のIV方向から見た側面図であり、図4(A)は吸音材が切欠部を有する場合の側面図であり、図4(B)は吸音材が切欠部を有さない場合の側面図である。図5は、図2のV-V線で切断した状態を示す断面図である。図6は、図2のVI-VI線で切断した状態を示す断面図である。
図1及び図2に示す左右一対のレール4のレール底部4bとスラブ版2のスラブ面2aとの間の隙間に、レール4の外側から内側に向かって支持部材7を挿入する。このとき、レール4の長さ方向で隣り合うレール締結装置3のタイプレート3aの側面に支持部材7の移動阻止部7bを接触させて、レール4の長さ方向と直交する方向に支持部材7を配置し、スラブ版2のスラブ面2a上に支持部材7を設置する。次に、図5に示すように、支持部材7の一端部に防振部材13を設置してこの防振部材13上に受け部材11aを設置するとともに、支持部材7の他端部に防振部材14を設置してこの防振部材14上に受け部材12aを設置する。その後に、受け部材11aの長孔11c及び防振部材13の長孔13aに締結ボルト11mを挿入するとともに、受け部材12aの長孔12c及び防振部材14の長孔14aに締結ボルト12mを挿入する。防音材6とレール頭部4aとの間の隙間Δ1が設定値になるように、レール底部4bの底部側面4gと受け部材11aの押圧面11dとの間に最適な厚さの押圧部材9を差し込むとともに、レール底部4bの底部側面4gと受け部材12aの押圧面12dとの間にも最適な厚さの押圧部材10を差し込む。底部側面4gに押圧部材10が密着するように、受け部材12a及び防振部材14を支持部材7上でスライドさせて位置調整した後に、締結ボルト12mの雄ねじ部を雌ねじ部12kにねじ込み、受け部材12aを支持部材7に固定する。同様に、底部側面4gに押圧部材9が密着するように、受け部材11a及び防振部材13を支持部材7上でスライドさせて位置調整した後に、締結ボルト11mの雄ねじ部を雌ねじ部11kにねじ込み、受け部材11aを支持部材7に固定する。
図2に示すレール4上を車輪1が通過するとこのレール4から騒音が発生し、防音材6がこの騒音を遮るとともに防音材6の吸音材6aが振動しようとする。吸音材6a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4からの騒音が制振材6bに伝播し難くなる。一方、吸音材6a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4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4からの騒音が吸収され減衰する。その結果、レール4から外層の制振材6bに伝播する振動が低減するため、制振材6bの振動が低減し制振材6bからの放射音が低減する。特に、柔軟な粘弾性材が制振材6bによって拘束されている場合には、吸音材6a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4の側面と間隔をあけて防音材6を配置しているため、防音材6の制振材6bからの放射音の音響インピーダンスが低減し、レール4自体の放射音パワーが減少し防音効果が向上する。吸音材6aが外側吸音材に内側吸音材を充填した二重構造である場合には、外側吸音材が多孔質吸音材であるため、この外側吸音材の内部では粒子間の隙間が連通しており多孔質の気孔構造が形成されている。このため、レール4から外部に放射する騒音が外側吸音材の気孔内に進入すると、外側吸音材内を騒音が伝播する過程で空気粘性抵抗によって音の振動エネルギーの一部が熱エネルギーとして損失する。また、外側吸音材から内側吸音材に進入する騒音がこの内側吸音材によって吸収されて、レール4から外部に放射される騒音が吸収され減衰する。
(1) この第1実施形態では、騒音を低減する防音材6を支持する支持部材7がスラブ版2に非固定状態で設置されている。このため、スラブ版2などの地上敷設物に孔などを開けずに防音材6を簡単に固定することができる。また、レール4の点検時などに支持部材7を簡単にスラブ版2から着脱可能であり、作業負担を軽減することができるとともに点検作業を短時間で実施することができる。さらに、防音材6及び支持部材7の重量をスラブ版2によって負担する構造であるため、大規模で強固な固定装置を使用せずに防音材6を簡単に設置することができる。
図7は、この発明の第2実施形態に係るレールの防音構造の斜視図である。図8は、この発明の第2実施形態に係るレールの防音構造の平面図である。図9は、この発明の第2実施形態に係るレールの防音構造の側面図である。図10は、図8のX方向から見た側面図であり、図10(A)は吸音材が切欠部を有する場合の側面図であり、図10(B)は吸音材が切欠部を有さない場合の側面図である。以下では、図1〜図6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。
(1) この第2実施形態では、騒音を低減する防音材6を支持する支持部材7がまくらぎ15に非固定状態で設置されている。このため、まくらぎ15などの地上敷設物に孔などを開けずに防音材6を簡単に固定することができるとともに、レール4の点検時などに支持部材7を簡単にまくらぎ15から着脱することができる。
図11は、この発明の第3実施形態に係るレールの防音構造の斜視図である。図12は、この発明の第3実施形態に係るレールの防音構造の平面図である。図13は、この発明の第3実施形態に係るレールの防音構造の側面図であり、図13(A)は吸音材が切欠部を有する場合の側面図であり、図13(B)は吸音材が切欠部を有さない場合の側面図である。図14は、図12のXIV方向から見た側面図である。図15は、図12のXV-XV線で切断した状態を示す断面図である。
(1) この第3実施形態では、騒音を低減する防音材6を支持する支持部材7が道床16上に非固定状態で設置されている。このため、まくらぎ15などの地上敷設物に孔などを開けずに防音材6を簡単に固定することができるとともに、レール4の点検時などに支持部材7を簡単に道床16から着脱することができる。また、防音材6及び支持部材7の重量を道床16によって負担する構造であるため、大規模で強固な固定装置を使用せずに防音材6を設置することができる。
図16は、この発明の第4実施形態に係るレールの防音構造の斜視図である。図17は、この発明の第4実施形態に係るレールの防音構造の平面図である。図18は、この発明の第4実施形態に係るレールの防音構造の側面図である。図19は、図17のXIX方向から見た側面図であり、図19(A)は吸音材が切欠部を有する場合の側面図であり、図19(B)は吸音材が切欠部を有さない場合の側面図である。図20は、図17のXX-XX線で切断した状態を示す断面図である。図21は、図17のXXI-XXI線で切断した状態を示す断面図である。
図16及び図17に示す左右一対のレール4のレール底部4bとスラブ版2のスラブ面2aとの間に支持部材7を挿入し、レール締結装置3のタイプレート3aの側面に支持部材7の移動阻止部7bを接触させて、スラブ版2のスラブ面2a上に支持部材7を設置する。次に、図20に示すように、支持部材7に防振部材13,14及び受け部材11a,12aを設置した後に、受け部材11aの長孔11c及び防振部材13の長孔13aに締結ボルト11mを挿入するとともに、受け部材12aの長孔12c及び防振部材14の長孔14aに締結ボルト12mを挿入する。防音材6A,6Bとレール頭部4aとの間の隙間Δ2が設定値になるように、レール底部4bの底部側面4gと受け部材11a,12aの押圧面11d,12dとの間にそれぞれ最適な厚さの押圧部材9,10を差し込む。底部側面4gに押圧部材9,10が密着するように、受け部材11a,12a及び防振部材13,14を支持部材7上でそれぞれスライドさせて位置調整した後に、締結ボルト11m,12mの雄ねじ部を雌ねじ部11k,12kにねじ込み、受け部材11a,12aを支持部材7に固定する。
(1) この第4実施形態では、レール4の継目部分の側面と防音材6A,6Bとの間に隙間Δ2が形成されるようにこの防音材6A,6Bを支持部材7が支持する。このため、レール4の継目部分から発生する騒音をこのレール4と防音材6A,6Bとの間の空間に閉じ込めて騒音を低減することができる。また、レール4と防音材6A,6Bとの間の隙間Δ2からレール点検時に作業員がレール4の状態を目視で確認することができる。
図22は、この発明の第5実施形態に係るレールの防音構造の断面図である。
図22に示す防音材6は、図5及び図15に示す吸音材6aとは断面形状が異なり、吸音材6aの断面が制振材6bと同じ略L字状に形成されている。この第5実施形態では、第1実施形態〜第4実施形態の効果に加えて、レール頭部4aと対向する部分の吸音材6aの厚さがレール底部4bと対向する部分の吸音材6aの厚さよりも厚いため、レール頭部4aから発生する騒音を吸音材6aによって吸収し騒音をより一層低減することができる。
図23は、この発明の第6実施形態に係るレールの防音構造の断面図である。
図23に示す防音材6は、図22に示す吸音材6aとは断面形状が異なり、吸音材6aの断面が上部から下部に向かって徐々に厚さが薄くなるように、吸音材6aの表面が平坦な傾斜面に形成されている。この第6実施形態では、第1実施形態〜第5実施形態の効果に加えて、列車通過時に大きく振動するレール頭部4aから放射する騒音を低減することができるとともに、吸音材6aの厚さが厚くなるため吸音効果をより一層向上させることができる。
図24は、この発明の第7実施形態に係るレールの防音構造の断面図である。
図24に示す防音材6は、図22及び図23に示す吸音材6aとは断面形状が異なり、吸音材6aの断面が上部から徐々に厚さが薄くなり途中から下部までは厚さが一定になるように、吸音材6aの表面が平坦な傾斜面と垂直面に形成されている。この第7実施形態では、第1実施形態〜第6実施形態の効果に加えて、レール頭部4aから放射する騒音を重点的に低減しつつ、吸音材6aの厚さを可能な限り薄くして材料費を低減することができる。
図25は、この発明の第8実施形態に係るレールの防音構造の断面図である。
図25に示す防音材6は、図22〜図24に示す制振材6bとは断面形状が異なり、制振材6bが平板状に形成されており、上面6dには制振材6bがなく吸音材6aが上面6dから露出し、吸音材6aの断面が略L字状に形成されている。この第8実施形態では、第1実施形態〜第7実施形態の効果に加えて、レール4と防音材6との間の隙間Δ1から外部に放射する騒音を吸音材6aによって吸収し騒音をより一層低減することができる。
図26は、この発明の第9実施形態に係るレールの防音構造の断面図である。
図26に示す位置決め部材8は、図5、図15及び図22〜図24に示す位置決め部材8とは異なり、固定部材12の受け部材12aと同一構造の断面L字状の受け部材11aを固定部材11が備えており、図5、図15及び図22〜図24に示す位置決め部材8の押圧部材9とは異なり楔部材20を備えている。受け部材11aは、制振材6b及び楔部材20を受ける部分であり、図5に示す受け部材12aと同様の山形鋼などを支持部材7と略同じ幅に切断して形成した止め金具である。受け部材11aは、押圧面11dを備えており、この押圧面11dはレール底部4bの底部側面4gに向けて楔部材20を押圧する部分である。押圧面11dは、受け部材11aの底板部の端面に形成されており、押圧面11dには楔部材20の後端面が密着している。
(1) この第9実施形態では、レール底部4bの一方の底部側面4gを位置決め部材8の押圧部材10が押圧し、このレール底部4bをこの押圧部材10との間で挟み込むように、このレール底部4bの他方の底部側面4gと支持部材7の上面との間に楔部材20が差し込まれる。このため、図5に示す位置決め部材8のような押圧部材9を固定するための固定部材11が不要になって、楔部材20を差し込む簡単な作業でレール4に対して防音材6及び支持部材7を正確に位置決めすることができるとともに、防音材6及び支持部材7の着脱作業を短時間で簡単に実施することができる。
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、スラブ版2によって構成された省力化軌道や、バラスト16aによって構成された有道床軌道を例に挙げて説明したが、橋梁上に敷設された軌道など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、支持体がスラブ版2又はまくらぎ15である場合を例に挙げて説明したが他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、左右一対のレール4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。この場合には、支持部材7を縦梁上に非固定状態で設置することができる。
2 スラブ版(支持体)
2a スラブ面
3 レール締結装置
3a タイプレート
4 レール
4a レール頭部
4b レール底部
4f 底部下面
4g 底部側面
5 防音構造
6,6A,6B 防音材
6a 吸音材
6b 制振材
6g,6j,6k 塞ぎ部
7 支持部材
7a 設置部
7b 移動阻止部
8 位置決め部材
9,10 押圧部材
11,12 固定部材
11a,12a 受け部材
11e,11j,12e,12j 締結部材
13,14 防振部材
15 まくらぎ(支持体)
15a まくらぎ上面
15b まくらぎ側面
16 道床
16a バラスト
17 継目構造
18A,18B 継目板
19 締結部材
Δ1,Δ2 隙間
L 建築限界
Claims (21)
- 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、
前記騒音を低減する防音材を支持する支持部材と、
前記レールを支持する支持体上に前記支持部材を位置決めする位置決め部材とを備え、
前記位置決め部材は、
前記支持部材が前記支持体上に非固定状態で設置された状態で、前記レールの底部の両側側面を挟み込むことによってこの支持部材を位置決めし、
前記レールの底部の一方の側面を押圧する第1の押圧部材と、
前記レールの底部を前記第1の押圧部材との間で挟み込むように、このレールの底部の他方の側面を押圧する第2の押圧部材と、
前記第1及び/又は前記第2の押圧部材を前記支持部材に着脱自在に固定する固定部材とを備えること、
を特徴とするレールの防音構造。 - 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、
前記騒音を低減する防音材を支持する支持部材と、
前記レールを支持する支持体上に前記支持部材を位置決めする位置決め部材とを備え、
前記位置決め部材は、
前記支持部材が前記支持体上に非固定状態で設置された状態で、前記レールの底部の両側側面を挟み込むことによってこの支持部材を位置決めし、
前記レールの底部の一方の側面を押圧する第1の押圧部材と、
前記レールの底部を前記第1の押圧部材との間で挟み込むように、このレールの底部の他方の側面を押圧する第2の押圧部材とを備え、
前記第1及び前記第2の押圧部材は、前記レールと前記支持部材との間を電気的に絶縁するとともにこれらの間に伝わる振動を低減すること、
を特徴とするレールの防音構造。 - 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、
前記騒音を低減する防音材を支持する支持部材と、
前記レールを支持する支持体上に前記支持部材を位置決めする位置決め部材と、
前記支持部材と前記防音材との間に伝わる振動を低減する防振部材とを備え、
前記位置決め部材は、前記支持部材が前記支持体上に非固定状態で設置された状態で、前記レールの底部の両側側面を挟み込むことによってこの支持部材を位置決めすること、
を特徴とするレールの防音構造。 - 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、
前記騒音を低減する防音材を支持する支持部材と、
前記レールを支持する支持体上に前記支持部材を位置決めする位置決め部材とを備え、
前記位置決め部材は、前記支持部材が前記支持体上に非固定状態で設置された状態で、前記レールの底部の両側側面を挟み込むことによってこの支持部材を位置決めし、
前記防音材は、内側に前記騒音を吸収する吸音材を有し、外側に前記振動を低減する制振材を有し、
前記吸音材は、前記レールの頭部と対向する部分の厚さがこのレールの底部と対向する部分の厚さよりも厚いこと、
を特徴とするレールの防音構造。 - 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、この防音材の上面には前記制振材がなく、この防音材の上面から前記吸音材の上面が露出しており、
前記吸音材は、前記レールの側面とこの吸音材の側面との間の隙間から外部に放射する騒音を前記吸音材の上面で吸収すること、
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、
前記支持部材は、前記レールの底部下面と前記支持体の上面との間の隙間に挿入されてこの支持体の上面に設置されること、
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、前記支持体とこの防音材との間の隙間を塞ぐ塞ぎ部を備えること、
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、前記支持体を支持する道床とこの防音材との間の隙間を塞ぐ塞ぎ部を備えること、
を特徴とするレールの防音構造。 - 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、
前記騒音を低減する防音材を支持する支持部材と、
前記レールを支持する支持体を支持する道床上に前記支持部材を位置決めする位置決め部材とを備え、
前記位置決め部材は、
前記支持部材が前記道床上に非固定状態で設置された状態で、前記レールの底部の両側側面を挟み込むことによってこの支持部材を位置決めし、
前記レールの底部の一方の側面を押圧する第1の押圧部材と、
前記レールの底部を前記第1の押圧部材との間で挟み込むように、このレールの底部の他方の側面を押圧する第2の押圧部材と、
前記第1及び/又は前記第2の押圧部材を前記支持部材に着脱自在に固定する固定部材とを備えること、
を特徴とするレールの防音構造。 - 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、
前記騒音を低減する防音材を支持する支持部材と、
前記レールを支持する支持体を支持する道床上に前記支持部材を位置決めする位置決め部材とを備え、
前記位置決め部材は、
前記支持部材が前記道床上に非固定状態で設置された状態で、前記レールの底部の両側側面を挟み込むことによってこの支持部材を位置決めし、
前記レールの底部の一方の側面を押圧する第1の押圧部材と、
前記レールの底部を前記第1の押圧部材との間で挟み込むように、このレールの底部の他方の側面を押圧する第2の押圧部材とを備え、
前記第1及び前記第2の押圧部材は、前記レールと前記支持部材との間を電気的に絶縁するとともにこれらの間に伝わる振動を低減すること、
を特徴とするレールの防音構造。 - 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、
前記騒音を低減する防音材を支持する支持部材と、
前記レールを支持する支持体を支持する道床上に前記支持部材を位置決めする位置決め部材と、
前記支持部材と前記防音材との間に伝わる振動を低減する防振部材とを備え、
前記位置決め部材は、前記支持部材が前記道床上に非固定状態で設置された状態で、前記レールの底部の両側側面を挟み込むことによってこの支持部材を位置決めすること、
を特徴とするレールの防音構造。 - 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、
前記騒音を低減する防音材を支持する支持部材と、
前記レールを支持する支持体を支持する道床上に前記支持部材を位置決めする位置決め部材とを備え、
前記位置決め部材は、前記支持部材が前記道床上に非固定状態で設置された状態で、前記レールの底部の両側側面を挟み込むことによってこの支持部材を位置決めし、
前記防音材は、内側に前記騒音を吸収する吸音材を有し、外側に前記振動を低減する制振材を有し、
前記吸音材は、前記レールの頭部と対向する部分の厚さがこのレールの底部と対向する部分の厚さよりも厚いこと、
を特徴とするレールの防音構造。 - 請求項12に記載のレールの防音構造において、
前記防音材は、この防音材の上面には前記制振材がなく、この防音材の上面から前記吸音材の上面が露出しており、
前記吸音材は、前記レールの側面とこの吸音材の側面との間の隙間から外部に放射する騒音を前記吸音材の上面で吸収すること、
を特徴とするレールの防音構造。 - 請求項9から請求項13までにいずれか1項に記載のレールの防音構造において、
前記支持部材は、前記レールの底部下面と前記道床の上面との間の隙間に挿入されてこの道床の上面に設置されること、
を特徴とするレールの防音構造。 - 請求項9から請求項14までにいずれか1項に記載のレールの防音構造において、
前記防音材は、前記道床とこの防音材との間の隙間を塞ぐ塞ぎ部を備えること、
を特徴とするレールの防音構造。 - 請求項1から請求項15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、
前記支持部材は、前記レールの長さ方向への前記防音材の移動を阻止し、
前記位置決め部材は、前記レールの幅方向への前記防音材及び前記支持部材の移動を阻止すること、
を特徴とするレールの防音構造。 - 請求項1から請求項16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、
前記支持部材は、前記レールの継目部分以外の部分の側面と前記防音材との間に隙間が形成されるようにこの防音材を支持すること、
を特徴とするレールの防音構造。 - 請求項1から請求項16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、
前記支持部材は、前記レールの継目部分の側面と前記防音材との間に隙間が形成されるようにこの防音材を支持すること、
を特徴とするレールの防音構造。 - 請求項1から請求項18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、
前記支持部材は、前記レールの長さ方向に沿って前記防音材がレール締結装置間に断続して配置されるようにこの防音材を支持すること、
を特徴とするレールの防音構造。 - 請求項1から請求項18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、
前記支持部材は、前記レールの長さ方向に沿って前記防音材がレール締結装置よりも外側に連続して配置されるようにこの防音材を支持すること、
を特徴とするレールの防音構造。 - 請求項1から請求項20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、
前記支持部材は、前記レールの外側及び/又は内側に前記防音材が配置されるようにこの防音材を支持すること、
を特徴とするレールの防音構造。
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