JPH0892761A - 防音・防振性と耐食性に優れたレールおよびその製造方法 - Google Patents
防音・防振性と耐食性に優れたレールおよびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】列車の走行時に車輪とレールの接触によって発
生する騒音を軽減するとともに、耐食性にも優れた防振
・防音性と耐食性に優れたレールの提供。 【構成】レールの頭頂面および頭側面車輪接触部を除く
レールの全表面に、鋼よりも自然電位の卑な金属を0.25
〜0.50mmの厚さに溶射して第１層とし、次いで第１層溶
射被膜の温度がプラスチック粉体塗料の融点もしくは硬
化反応温度以上／熱分解温度以下の温度範囲で0.20〜4,
60mm厚さのプラスチックを溶射して第２層とし、更に第
２層プラスチック被膜の上に融点が 700℃以下の金属を
0,15〜0,25mm厚さに溶射して第３層となし、かつその合
計厚さが５mm以下に積層した３層被覆を施す防振・防音
性と耐食性に優れたレール及びその被覆方法。あるい
は、更に第３層の金属の上に、第２層、又は第３層と同
一条件の層を溶射して、４層以上の溶射被膜を形成して
もよい。
生する騒音を軽減するとともに、耐食性にも優れた防振
・防音性と耐食性に優れたレールの提供。 【構成】レールの頭頂面および頭側面車輪接触部を除く
レールの全表面に、鋼よりも自然電位の卑な金属を0.25
〜0.50mmの厚さに溶射して第１層とし、次いで第１層溶
射被膜の温度がプラスチック粉体塗料の融点もしくは硬
化反応温度以上／熱分解温度以下の温度範囲で0.20〜4,
60mm厚さのプラスチックを溶射して第２層とし、更に第
２層プラスチック被膜の上に融点が 700℃以下の金属を
0,15〜0,25mm厚さに溶射して第３層となし、かつその合
計厚さが５mm以下に積層した３層被覆を施す防振・防音
性と耐食性に優れたレール及びその被覆方法。あるい
は、更に第３層の金属の上に、第２層、又は第３層と同
一条件の層を溶射して、４層以上の溶射被膜を形成して
もよい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は列車の走行時に車輪と
レールの接触によって生じる振動と騒音を軽減するとと
もに、海底トンネルや地下トンネルなどの厳しい腐食環
境でも優れた防食性能を示す防振・防音性と耐食性に優
れたレールおよびその製造方法に関するものである。
レールの接触によって生じる振動と騒音を軽減するとと
もに、海底トンネルや地下トンネルなどの厳しい腐食環
境でも優れた防食性能を示す防振・防音性と耐食性に優
れたレールおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】レールに要求される性質は従来の耐摩耗
性や耐疲労性など機械的性質の優れた高強度レールか
ら、最近では振動騒音の問題から防音レールも開発され
ている。例えば特開昭４９−７０３１０号公報では「レ
ールの側面部に、ゴムなどの弾性物質で非発音性物質を
一体形成した消音レール」が開示され、一般文献では
「レール」、（日本鉄道協会版、昭和５３年１月３０日
発行、１１１〜１１３頁）に、「合成樹脂で被覆された
レールを、軌道スラブ溝に填め込みコンクリートで充填
したカプセルレールやレールの腹部から脚部にかけて断
続的に合成樹脂を接着した防音レール」が提案されてい
るように、多くの防音レールが開発されている。
性や耐疲労性など機械的性質の優れた高強度レールか
ら、最近では振動騒音の問題から防音レールも開発され
ている。例えば特開昭４９−７０３１０号公報では「レ
ールの側面部に、ゴムなどの弾性物質で非発音性物質を
一体形成した消音レール」が開示され、一般文献では
「レール」、（日本鉄道協会版、昭和５３年１月３０日
発行、１１１〜１１３頁）に、「合成樹脂で被覆された
レールを、軌道スラブ溝に填め込みコンクリートで充填
したカプセルレールやレールの腹部から脚部にかけて断
続的に合成樹脂を接着した防音レール」が提案されてい
るように、多くの防音レールが開発されている。
【０００３】しかし、合成樹脂を被覆した従来の防音レ
ールでは、敷設初期時には優れた振動騒音防止効果を有
するものの、敷設経過とともに紫外線や降雨による樹脂
の劣化、さらに熱に弱い樹脂が車体が走行する際発生す
る熱によっても劣化・剥離が生じる場合があった。また
レールを溶接接合によって延長するとき、溶接熱による
被覆の劣化面積が大きいために、必然的に溶接前の非被
覆面積が大となり溶接後の補修被覆面積が増大するとい
う問題もあった。
ールでは、敷設初期時には優れた振動騒音防止効果を有
するものの、敷設経過とともに紫外線や降雨による樹脂
の劣化、さらに熱に弱い樹脂が車体が走行する際発生す
る熱によっても劣化・剥離が生じる場合があった。また
レールを溶接接合によって延長するとき、溶接熱による
被覆の劣化面積が大きいために、必然的に溶接前の非被
覆面積が大となり溶接後の補修被覆面積が増大するとい
う問題もあった。
【０００４】本発明者らは、このような問題を解決する
ために、先に特願平５−２１３６３０号明細書で「レー
ルの頭頂部と頭側面車輪接触部を除く全表面に、鋼より
も自然電位の卑な２種以上の金属をそれぞれ０．１５〜
０．２５mm厚さで溶射しかつ合計厚みが５mm以下に積層
し、あるいはさらにその上に厚さ０．１０〜０．５０mm
の樹脂系塗膜を被覆した」防音・防食レールを提案し
た。さらに、特願平５−２１３６３１号明細書で「レー
ルの頭頂部と頭側面車輪接触部を除く全表面に、硬さの
異なるセラミックスあるいはセラミックスおよび金属
を、それぞれ０．１５〜０．２５mmの厚さで溶射しかつ
その合計厚みが５mm以下に積層し、あるいはさらにその
上に厚さ０．１０〜０．５０mmの樹脂系塗膜を被覆し
た」防振・防音レールを提案している。
ために、先に特願平５−２１３６３０号明細書で「レー
ルの頭頂部と頭側面車輪接触部を除く全表面に、鋼より
も自然電位の卑な２種以上の金属をそれぞれ０．１５〜
０．２５mm厚さで溶射しかつ合計厚みが５mm以下に積層
し、あるいはさらにその上に厚さ０．１０〜０．５０mm
の樹脂系塗膜を被覆した」防音・防食レールを提案し
た。さらに、特願平５−２１３６３１号明細書で「レー
ルの頭頂部と頭側面車輪接触部を除く全表面に、硬さの
異なるセラミックスあるいはセラミックスおよび金属
を、それぞれ０．１５〜０．２５mmの厚さで溶射しかつ
その合計厚みが５mm以下に積層し、あるいはさらにその
上に厚さ０．１０〜０．５０mmの樹脂系塗膜を被覆し
た」防振・防音レールを提案している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らが先に提案
した方法は、合成樹脂を被覆した従来の防音レールの欠
点であった自然劣化や熱による劣化・剥離には極めて有
効なものであった。しかし金属と金属、金属とセラミッ
クスあるいはセラミックスとセラミックスの積層によっ
て優れた防振・防音性が得られてはいるが、この発明よ
りさらに優れた防音性能が要求される場合がある。本発
明はこのような要求を充足するための防音・防振性と耐
食性に優れたレールおよびその製造方法を提供するもの
である。
した方法は、合成樹脂を被覆した従来の防音レールの欠
点であった自然劣化や熱による劣化・剥離には極めて有
効なものであった。しかし金属と金属、金属とセラミッ
クスあるいはセラミックスとセラミックスの積層によっ
て優れた防振・防音性が得られてはいるが、この発明よ
りさらに優れた防音性能が要求される場合がある。本発
明はこのような要求を充足するための防音・防振性と耐
食性に優れたレールおよびその製造方法を提供するもの
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らはさ
らなる防音性能の向上を目指して研究を行った結果、上
記のように、金属と金属、金属とセラミックス、あるい
はセラミックスとセラミックスとを積層した場合には、
金属もセラミックスも硬度が高くしかも硬度差が少ない
ため、振動（音波）に対して各層間界面の塑性流動が起
こりにくく、該振動を安定的に減衰できないことが判明
した。そこで、プラスチックを積層構成材料とすると、
該プラスチックは軟質でそれ自体振動エネルギーを吸収
しやすく、しかも硬度差の大きな金属と積層することに
よって界面での塑性流動が起こりやすいため、レールか
らの振動を安定して減衰できることを知見した。
らなる防音性能の向上を目指して研究を行った結果、上
記のように、金属と金属、金属とセラミックス、あるい
はセラミックスとセラミックスとを積層した場合には、
金属もセラミックスも硬度が高くしかも硬度差が少ない
ため、振動（音波）に対して各層間界面の塑性流動が起
こりにくく、該振動を安定的に減衰できないことが判明
した。そこで、プラスチックを積層構成材料とすると、
該プラスチックは軟質でそれ自体振動エネルギーを吸収
しやすく、しかも硬度差の大きな金属と積層することに
よって界面での塑性流動が起こりやすいため、レールか
らの振動を安定して減衰できることを知見した。
【０００７】すなわち本発明は、上記知見に基づくもの
であり、レール表面に、金属／プラスチック／金属の溶
射層を施すことにより、防振・防音性が良好で、紫外線
や降雨あるいは車体走行時に発生する熱に対して溶射層
が剥離することのない優れたレールおよびその製造方法
を提供するものであり、その要旨とするところは、以下
の通りである。
であり、レール表面に、金属／プラスチック／金属の溶
射層を施すことにより、防振・防音性が良好で、紫外線
や降雨あるいは車体走行時に発生する熱に対して溶射層
が剥離することのない優れたレールおよびその製造方法
を提供するものであり、その要旨とするところは、以下
の通りである。
【０００８】（１）レールの頭頂面および頭側面車輪接
触部を除くレールの全表面に、鋼よりも自然電位の卑な
金属を０．２０〜０．５０mmの厚さに溶射で形成した第
１層と、該第１層の上にプラスチックを０．２０〜４．
６５mmの厚さに溶射で形成した第２層と、該第２層の上
に融点が７００℃以下の金属を０．１５〜０．２５mmの
厚さに溶射で形成した第３層とからなる被覆層を有し、
あるいは、さらに前記第３層の上に、上記第２層と同条
件の層と第３層と同条件の層の少なくとも１層を、同条
件の層が隣あわないように溶射して形成し、かつ第１層
〜最上層の合計厚みを５．０mm以下としたことを特徴と
する、防音・防振性と耐食性に優れたレール。および
（２）レールの頭頂面および頭側面車輪接触部を除くレ
ールの全表面に、鋼よりも自然電位の卑な金属を０．２
０〜０．５０mmの厚さに溶射して第１層を形成し、該第
１層の上にプラスチックを、その直下の溶射金属層の温
度が、該プラスチックの融点もしくは硬化反応温度以上
でかつ熱分解温度以下の範囲において、０．２０〜４．
６５mmの厚さに溶射した第２層を形成し、該第２層の上
に融点が７００℃以下の金属を０．１５〜０．２５mmの
厚さに溶射して第３層を形成し、あるいは、さらに前記
第３層の上に、上記第２層と同条件の層と第３層と同条
件の層の少なくとも１層を、同条件の層が隣あわないよ
うに溶射して形成し、かつ第１層〜最上層の合計厚みが
５．０mm以下となるようにしたことを特徴とする、防音
・防振性と耐食性に優れたレールの製造方法である。
触部を除くレールの全表面に、鋼よりも自然電位の卑な
金属を０．２０〜０．５０mmの厚さに溶射で形成した第
１層と、該第１層の上にプラスチックを０．２０〜４．
６５mmの厚さに溶射で形成した第２層と、該第２層の上
に融点が７００℃以下の金属を０．１５〜０．２５mmの
厚さに溶射で形成した第３層とからなる被覆層を有し、
あるいは、さらに前記第３層の上に、上記第２層と同条
件の層と第３層と同条件の層の少なくとも１層を、同条
件の層が隣あわないように溶射して形成し、かつ第１層
〜最上層の合計厚みを５．０mm以下としたことを特徴と
する、防音・防振性と耐食性に優れたレール。および
（２）レールの頭頂面および頭側面車輪接触部を除くレ
ールの全表面に、鋼よりも自然電位の卑な金属を０．２
０〜０．５０mmの厚さに溶射して第１層を形成し、該第
１層の上にプラスチックを、その直下の溶射金属層の温
度が、該プラスチックの融点もしくは硬化反応温度以上
でかつ熱分解温度以下の範囲において、０．２０〜４．
６５mmの厚さに溶射した第２層を形成し、該第２層の上
に融点が７００℃以下の金属を０．１５〜０．２５mmの
厚さに溶射して第３層を形成し、あるいは、さらに前記
第３層の上に、上記第２層と同条件の層と第３層と同条
件の層の少なくとも１層を、同条件の層が隣あわないよ
うに溶射して形成し、かつ第１層〜最上層の合計厚みが
５．０mm以下となるようにしたことを特徴とする、防音
・防振性と耐食性に優れたレールの製造方法である。
【０００９】上記要旨の、「該第３層の上に、上記第２
層と同条件の層と第３層と同条件の層の少なくとも１層
を、同条件の層が隣あわないように溶射して形成し」と
いう意味は、第４層を第２層と同条件として最上層と
する、第４層を第２層と、第５層を第３層とそれぞれ
同条件として該第５層を最上層とする、第４層を第２
層と、第５層を第３層と、第６層を第２層とそれぞれ同
条件として該第６層を最上層とする、第４層を第２層
と、第５層を第３層と、第６層を第２層と、第７層を第
３層とそれぞれ同条件として該第７層を最上層とする、
というようにそれぞれの溶射層を積層することである。
層と同条件の層と第３層と同条件の層の少なくとも１層
を、同条件の層が隣あわないように溶射して形成し」と
いう意味は、第４層を第２層と同条件として最上層と
する、第４層を第２層と、第５層を第３層とそれぞれ
同条件として該第５層を最上層とする、第４層を第２
層と、第５層を第３層と、第６層を第２層とそれぞれ同
条件として該第６層を最上層とする、第４層を第２層
と、第５層を第３層と、第６層を第２層と、第７層を第
３層とそれぞれ同条件として該第７層を最上層とする、
というようにそれぞれの溶射層を積層することである。
【００１０】
【作用】以下、本発明の作用について図面を参照しなが
ら説明する。図１は、本発明の３層の溶射層を形成した
レールの例を示す。図１（ａ）は、普通鋼、合金鋼など
通常使用される成分組成で製造されたレールである。レ
ール頭頂部（Ａ）とレール頭側面車輪接触部（Ｂ）を除
くレール全表面に、鋼よりも自然電位の卑なる金属また
は合金、例えばＡｌ，Ｚｎ，Ｍｇ，Ｃｄなどの金属ある
いはこれらの２種以上の合金を溶射する。次いで、溶射
金属の温度が使用するプラスチック粉体塗料の融点もし
くは硬化反応温度以上でかつ熱分解温度以下の温度範囲
でプラスチック、例えばポリエチレン、エポキシ、ナイ
ロン、ポリブデン（ＰＢ−１）、エチレンビニルアセテ
ート（ＥＶＡ）などのような樹脂を溶射し、次いでその
上に融点が７００℃以下の金属または合金、例えば、Ｓ
ｎ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｍｇ，Ｃｄなどの金属あるいはこれら
の２種以上の合金を溶射する。すなわち、レール鋼素地
と接触している自然電位の卑なる金属は防食性を発揮す
るとともに、レール鋼素地とプラスチックが接触するこ
とを妨げると同時に、溶射被膜に存在するボイド（空
孔）の断熱効果によってプラスチックの車体走行時のレ
ールの発熱による熱劣化を防止する。自然電位の卑なる
第１層金属の上に溶射したプラスチックと、さらにプラ
スチックの上に溶射した金属の層は防振・防音性の向上
に寄与するが、上層金属被膜は紫外線や降雨によるプラ
スチックの劣化を防ぐ役割も果たす。
ら説明する。図１は、本発明の３層の溶射層を形成した
レールの例を示す。図１（ａ）は、普通鋼、合金鋼など
通常使用される成分組成で製造されたレールである。レ
ール頭頂部（Ａ）とレール頭側面車輪接触部（Ｂ）を除
くレール全表面に、鋼よりも自然電位の卑なる金属また
は合金、例えばＡｌ，Ｚｎ，Ｍｇ，Ｃｄなどの金属ある
いはこれらの２種以上の合金を溶射する。次いで、溶射
金属の温度が使用するプラスチック粉体塗料の融点もし
くは硬化反応温度以上でかつ熱分解温度以下の温度範囲
でプラスチック、例えばポリエチレン、エポキシ、ナイ
ロン、ポリブデン（ＰＢ−１）、エチレンビニルアセテ
ート（ＥＶＡ）などのような樹脂を溶射し、次いでその
上に融点が７００℃以下の金属または合金、例えば、Ｓ
ｎ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｍｇ，Ｃｄなどの金属あるいはこれら
の２種以上の合金を溶射する。すなわち、レール鋼素地
と接触している自然電位の卑なる金属は防食性を発揮す
るとともに、レール鋼素地とプラスチックが接触するこ
とを妨げると同時に、溶射被膜に存在するボイド（空
孔）の断熱効果によってプラスチックの車体走行時のレ
ールの発熱による熱劣化を防止する。自然電位の卑なる
第１層金属の上に溶射したプラスチックと、さらにプラ
スチックの上に溶射した金属の層は防振・防音性の向上
に寄与するが、上層金属被膜は紫外線や降雨によるプラ
スチックの劣化を防ぐ役割も果たす。
【００１１】図１（ｂ）は上記図１（ａ）の、Ｚｎ溶射
層２とポリエチレン樹脂溶射層３とＳｎ溶射層４とを交
互に溶射した３層構造の被膜層を示したものである。走
行する車輪（図示せず）とレール１の接触によって発生
した振動と騒音が積層されたＺｎ溶射層２／ポリエチレ
ン樹脂溶射層３／Ｓｎ溶射層４を伝播透過する際にそれ
ぞれの界面の塑性流動と反射によって減衰されるととも
に、レール鋼自身の音響抵抗によってもさらに減衰され
る。従って、Ｚｎによる防食効果はもちろん、３層構造
によって防振・防音性が一層改善される。
層２とポリエチレン樹脂溶射層３とＳｎ溶射層４とを交
互に溶射した３層構造の被膜層を示したものである。走
行する車輪（図示せず）とレール１の接触によって発生
した振動と騒音が積層されたＺｎ溶射層２／ポリエチレ
ン樹脂溶射層３／Ｓｎ溶射層４を伝播透過する際にそれ
ぞれの界面の塑性流動と反射によって減衰されるととも
に、レール鋼自身の音響抵抗によってもさらに減衰され
る。従って、Ｚｎによる防食効果はもちろん、３層構造
によって防振・防音性が一層改善される。
【００１２】しかしながらこれらの効果を十分発揮せし
めるには、数多くの実験を重ねた結果、耐食性の観点か
らは第１層の厚さを０．１５mm以上にして第２層との混
合を生じることなく素地金属と欠陥なく完全に密着させ
なければならないが、レールの発熱によるプラスチック
の熱劣化を抑制するためにはその厚さが０．１５mmでは
不十分で０．２０mm以上必要であることがわかったため
その下限を０．２０mmとした。また経済性の観点から第
１層の厚さは０．５０mm以下とした。
めるには、数多くの実験を重ねた結果、耐食性の観点か
らは第１層の厚さを０．１５mm以上にして第２層との混
合を生じることなく素地金属と欠陥なく完全に密着させ
なければならないが、レールの発熱によるプラスチック
の熱劣化を抑制するためにはその厚さが０．１５mmでは
不十分で０．２０mm以上必要であることがわかったため
その下限を０．２０mmとした。また経済性の観点から第
１層の厚さは０．５０mm以下とした。
【００１３】第２層のプラスチック溶射層が０．２０mm
未満ではその上に重ね溶射する金属の食い込みによって
第１層と第３層との混和が生じ、また４．６５mmを超え
てもその効果は十分発揮されるものの剥離されやすく経
済的に不利である。第３層溶射層の厚さが０．１５mm未
満の薄い層では第２層との混合層が生じやすく振動と騒
音の減衰効果が低下する場合があり、耐食性および紫外
線や降雨から第２層のプラスチックを保護する効果も不
十分となる。その反対に厚さが０．２５mmを超えて厚い
層になると減衰効果が飽和域に達する。また被膜の合計
厚さが５．０mmを超えるとレールとの密着性が低下す
る。
未満ではその上に重ね溶射する金属の食い込みによって
第１層と第３層との混和が生じ、また４．６５mmを超え
てもその効果は十分発揮されるものの剥離されやすく経
済的に不利である。第３層溶射層の厚さが０．１５mm未
満の薄い層では第２層との混合層が生じやすく振動と騒
音の減衰効果が低下する場合があり、耐食性および紫外
線や降雨から第２層のプラスチックを保護する効果も不
十分となる。その反対に厚さが０．２５mmを超えて厚い
層になると減衰効果が飽和域に達する。また被膜の合計
厚さが５．０mmを超えるとレールとの密着性が低下す
る。
【００１４】図２は本発明の５層の溶射層を形成したレ
ールの例を示す。本発明は、図２（ａ）およびその溶射
層の一部を拡大して図２（ｂ）に示すように、これまで
説明した３層構造の表面に、第４層ポリエチレン樹脂３
を溶射し、さらにその上に第５層Ｓｎ４を溶射する。こ
の５層構造では、第３層／第４層と、第４層／第５層の
各界面での塑性流動と反射によっても振動と騒音が減衰
されるために、３層構造被覆よりも防振・防音性は向上
する。さらに第６層に樹脂、第７層に金属と交互に多積
層することにより５層構造よりも防振・防音性はさらに
向上する。また、海底トンネル内などのような腐食環境
においては最上層が金属となるような積層構造にする場
合には耐食性のある金属を被覆するか、あるいはかかる
環境では最上層が樹脂となるような積層構造が望まし
い。
ールの例を示す。本発明は、図２（ａ）およびその溶射
層の一部を拡大して図２（ｂ）に示すように、これまで
説明した３層構造の表面に、第４層ポリエチレン樹脂３
を溶射し、さらにその上に第５層Ｓｎ４を溶射する。こ
の５層構造では、第３層／第４層と、第４層／第５層の
各界面での塑性流動と反射によっても振動と騒音が減衰
されるために、３層構造被覆よりも防振・防音性は向上
する。さらに第６層に樹脂、第７層に金属と交互に多積
層することにより５層構造よりも防振・防音性はさらに
向上する。また、海底トンネル内などのような腐食環境
においては最上層が金属となるような積層構造にする場
合には耐食性のある金属を被覆するか、あるいはかかる
環境では最上層が樹脂となるような積層構造が望まし
い。
【００１５】なお、溶射した金属被膜（第１，３，５，
…の奇数層）の上にプラスチックを溶射するとき、その
金属溶射層の温度がプラスチック層を溶射形成するプラ
スチック粉体塗料の融点もしくは硬化反応温度より低い
と、プラスチックが硬化せず、熱分解温度以上では逆に
プラスチックが分解する。従って、プラスチック溶射す
る金属溶射層の温度を該プラスチックの融点もしくは硬
化反応温度以上で、かつ熱分解温度以下の範囲とした。
…の奇数層）の上にプラスチックを溶射するとき、その
金属溶射層の温度がプラスチック層を溶射形成するプラ
スチック粉体塗料の融点もしくは硬化反応温度より低い
と、プラスチックが硬化せず、熱分解温度以上では逆に
プラスチックが分解する。従って、プラスチック溶射す
る金属溶射層の温度を該プラスチックの融点もしくは硬
化反応温度以上で、かつ熱分解温度以下の範囲とした。
【００１６】また、上記プラスチック溶射する金属溶射
層の溶射直後の温度は、通常該プラスチックの融点もし
くは硬化反応温度以上である。従って、該金属溶射層を
溶射した後の冷却過程において、上記プラスチック溶射
に適した温度範囲となった時点で、該プラスチックを溶
射すると、再加熱の必要がなく、経済的な被覆ができ望
ましい。
層の溶射直後の温度は、通常該プラスチックの融点もし
くは硬化反応温度以上である。従って、該金属溶射層を
溶射した後の冷却過程において、上記プラスチック溶射
に適した温度範囲となった時点で、該プラスチックを溶
射すると、再加熱の必要がなく、経済的な被覆ができ望
ましい。
【００１７】また、本発明では、プラスチック溶射層の
上に溶射する金属はその融点が７００℃以下のものに限
定したが、これはプラスチック溶射層の熱による劣化を
生じ難くするためであるが、なおかつ溶射距離や溶射ガ
ンの冷却空気量の調整によってプラスチック溶射層の劣
化防止策をとるのは当然である。こうして製造されたレ
ールは、防音・防振性はもちろん耐食性にも優れた特性
を示す。
上に溶射する金属はその融点が７００℃以下のものに限
定したが、これはプラスチック溶射層の熱による劣化を
生じ難くするためであるが、なおかつ溶射距離や溶射ガ
ンの冷却空気量の調整によってプラスチック溶射層の劣
化防止策をとるのは当然である。こうして製造されたレ
ールは、防音・防振性はもちろん耐食性にも優れた特性
を示す。
【００１８】
（実施例１）本発明にかかるレール鋼素地側から順次Ｚ
ｎ（０．２５mm）、ポリエチレン（０．２０mm）、Ｓｎ
（０．１５mm）の３層溶射層で構成したレールを、高速
鉄道の列車走行状態をシミュレートできる高速レール試
験機を用いて評価した結果、時速２００km／ｈに相当す
る条件下で裸レールと車輪の接触によって発生する騒音
の音圧レベルを１００とすると、騒音の音圧レベルは７
０となり防振・防音性能が良好であった。一方、レール
鋼素地側から順次Ａｌ（０．２０mm）、Ａｌ2Ｏ
3 （０．１５mm）、Ａｌ（０．２０mm）の３層構造の防
振・防音レールの騒音の音圧レベルは７５であったこと
から、金属とプラスチックの交互積層による騒音減少効
果がより大きいことが明らかである。
ｎ（０．２５mm）、ポリエチレン（０．２０mm）、Ｓｎ
（０．１５mm）の３層溶射層で構成したレールを、高速
鉄道の列車走行状態をシミュレートできる高速レール試
験機を用いて評価した結果、時速２００km／ｈに相当す
る条件下で裸レールと車輪の接触によって発生する騒音
の音圧レベルを１００とすると、騒音の音圧レベルは７
０となり防振・防音性能が良好であった。一方、レール
鋼素地側から順次Ａｌ（０．２０mm）、Ａｌ2Ｏ
3 （０．１５mm）、Ａｌ（０．２０mm）の３層構造の防
振・防音レールの騒音の音圧レベルは７５であったこと
から、金属とプラスチックの交互積層による騒音減少効
果がより大きいことが明らかである。
【００１９】また該３層溶射層で構成したレールを天然
海水中に３年間浸漬して防食性能を評価したところ、溶
射層下のレール鋼素地から発錆は全く認められず、最上
層のＳｎ溶射層が腐食によっておよそ２０μｍ減じただ
けであった。従って、本発明レールには疲労破壊の起点
になる腹部や底部の腐食ピットが長期にわたって発生し
ないため、レールの寿命を著しく延長できるとともに長
期間敷設後も初期の防振・防音性能を維持することがで
きる。
海水中に３年間浸漬して防食性能を評価したところ、溶
射層下のレール鋼素地から発錆は全く認められず、最上
層のＳｎ溶射層が腐食によっておよそ２０μｍ減じただ
けであった。従って、本発明レールには疲労破壊の起点
になる腹部や底部の腐食ピットが長期にわたって発生し
ないため、レールの寿命を著しく延長できるとともに長
期間敷設後も初期の防振・防音性能を維持することがで
きる。
【００２０】（実施例２）レール鋼素地側から順次Ｚｎ
（０．２５mm）、ポリエチレン（０．２０mm）、Ｓｎ
（０．１５mm）、ポリエチレン（０．２０mm）、Ｓｎ
（０．１５mm）の５層溶射層で構成したレールの騒音の
音圧レベルを実施例１と同じ方法で測定したところ６８
であった。また、該レールを天然海水中に３年間浸漬し
て防食性能を評価したところ、溶射層下のレール鋼素地
からの発錆は全く認められず、最上層のＳｎ溶射層が腐
食によっておよそ１８μｍ減じただけであったことか
ら、該レールは長期間敷設後も耐食性に優れかつ初期の
防振・防音性能を維持することができる。
（０．２５mm）、ポリエチレン（０．２０mm）、Ｓｎ
（０．１５mm）、ポリエチレン（０．２０mm）、Ｓｎ
（０．１５mm）の５層溶射層で構成したレールの騒音の
音圧レベルを実施例１と同じ方法で測定したところ６８
であった。また、該レールを天然海水中に３年間浸漬し
て防食性能を評価したところ、溶射層下のレール鋼素地
からの発錆は全く認められず、最上層のＳｎ溶射層が腐
食によっておよそ１８μｍ減じただけであったことか
ら、該レールは長期間敷設後も耐食性に優れかつ初期の
防振・防音性能を維持することができる。
【００２１】（実施例３）レール鋼素地側から順次Ｚｎ
（０．２５mm）、ポリエチレン（０．２０mm）、Ｓｎ
（０．１５mm）、ポリエチレン（０．２０mm）、Ｓｎ
（０．１５mm）、ポリエチレン（０．２０mm）、Ｓｎ
（０．１５mm）、ポリエチレン（０．２０mm）、Ｓｎ
（０．１５mm）の９層溶射層で構成したレールの騒音の
音圧レベルを実施例１と同じ方法で測定したところ６５
であった。また、該レールを天然海水中に３年間浸漬し
て防食性能を評価したところ、レール鋼素地からの発錆
は全く認められず、最上層のＳｎ溶射層が腐食によって
およそ２２μｍ減じただけであったことから該レールは
長期間敷設後も耐食性に優れかつ初期の防振・防音性能
を維持することができる。
（０．２５mm）、ポリエチレン（０．２０mm）、Ｓｎ
（０．１５mm）、ポリエチレン（０．２０mm）、Ｓｎ
（０．１５mm）、ポリエチレン（０．２０mm）、Ｓｎ
（０．１５mm）、ポリエチレン（０．２０mm）、Ｓｎ
（０．１５mm）の９層溶射層で構成したレールの騒音の
音圧レベルを実施例１と同じ方法で測定したところ６５
であった。また、該レールを天然海水中に３年間浸漬し
て防食性能を評価したところ、レール鋼素地からの発錆
は全く認められず、最上層のＳｎ溶射層が腐食によって
およそ２２μｍ減じただけであったことから該レールは
長期間敷設後も耐食性に優れかつ初期の防振・防音性能
を維持することができる。
【００２２】（実施例４）本発明にかかるレール鋼素地
側から順次Ｚｎ（０．２５mm）、ポリエチレン（０．２
０mm）、Ｓｎ（０．１５mm）、ポリエチレン（０．２０
mm）の４層溶射層で構成したレールの騒音の音圧レベル
を実施例１と同じ方法で測定したところ６９であった。
また、該レールを天然海水中に３年間浸漬して防食性能
を評価したところ、最上層の溶射層は健全で初期の性能
を維持しており、溶射層下のレール鋼素地からの発錆も
全く認められなかった。従って、該レールは長期間敷設
後も耐食性に優れかつ初期の防振・防音性能を維持する
ことができる。
側から順次Ｚｎ（０．２５mm）、ポリエチレン（０．２
０mm）、Ｓｎ（０．１５mm）、ポリエチレン（０．２０
mm）の４層溶射層で構成したレールの騒音の音圧レベル
を実施例１と同じ方法で測定したところ６９であった。
また、該レールを天然海水中に３年間浸漬して防食性能
を評価したところ、最上層の溶射層は健全で初期の性能
を維持しており、溶射層下のレール鋼素地からの発錆も
全く認められなかった。従って、該レールは長期間敷設
後も耐食性に優れかつ初期の防振・防音性能を維持する
ことができる。
【００２３】
【発明の効果】本発明は列車の走行時に車輪とレールの
接触によって発生する騒音を抑制し、併せてレールの腐
食を防止して寿命を著しく延長することができる。
接触によって発生する騒音を抑制し、併せてレールの腐
食を防止して寿命を著しく延長することができる。
【図１】（ａ）は本発明の一例にかかる３層溶射層構造
の防音・防食レールの説明図、（ｂ）はその一部拡大図
である。
の防音・防食レールの説明図、（ｂ）はその一部拡大図
である。
【図２】（ａ）は本発明の一例にかかる５層溶射層構造
の防音・防食レールの説明図、（ｂ）はその一部拡大図
である。
の防音・防食レールの説明図、（ｂ）はその一部拡大図
である。
Ａ レールの頭頂面 Ｂ レールの頭側面 １ レール鋼 ２ Ｚｎ溶射層 ３ ポリエチレン樹脂溶射層 ４ Ｚｎ溶射層
Claims (4)
- 【請求項１】 レールの頭頂面および頭側面車輪接触部
を除くレールの全表面に、鋼よりも自然電位の卑な金属
を０．２０〜０．５０mmの厚さに溶射で形成した第１層
と、該第１層の上にプラスチックを０．２０〜４．６５
mmの厚さに溶射で形成した第２層と、該第２層の上に融
点が７００℃以下の金属を０．１５〜０．２５mmの厚さ
に溶射で形成した第３層とからなる被覆層を有し、かつ
第１層〜第３層の合計厚みを５．０mm以下としたことを
特徴とする、防音・防振性と耐食性に優れたレール。 - 【請求項２】 レールの頭頂面および頭側面車輪接触部
を除くレールの全表面に、鋼よりも自然電位の卑な金属
を０．２０〜０．５０mmの厚さに溶射で形成した第１層
と、該第１層の上にプラスチックを０．２０〜４．６５
mmの厚さに溶射で形成した第２層と、該第２層の上に融
点が７００℃以下の金属を０．１５〜０．２５mmの厚さ
に溶射で形成した第３層とからなる被覆層を有し、さら
に前記第３層の上に、上記第２層と同条件の層と第３層
と同条件の層の少なくとも１層を、同条件の層が隣あわ
ないように溶射して形成し、かつ第１層〜最上層の合計
厚みを５．０mm以下としたことを特徴とする、防音・防
振性と耐食性に優れたレール。 - 【請求項３】 レールの頭頂面および頭側面車輪接触部
を除くレールの全表面に、鋼よりも自然電位の卑な金属
を０．２０〜０．５０mmの厚さに溶射して第１層を形成
し、該第１層の上にプラスチックを、その直下の溶射金
属層の温度が、該プラスチックの融点もしくは硬化反応
温度以上でかつ熱分解温度以下の範囲において、０．２
０〜４．６５mmの厚さに溶射した第２層を形成し、該第
２層の上に融点が７００℃以下の金属を０．１５〜０．
２５mmの厚さに溶射して第３層を形成し、かつ第１層〜
最上層の合計厚みが５．０mm以下となるようにしたこと
を特徴とする、防音・防振性と耐食性に優れたレールの
製造方法。 - 【請求項４】 レールの頭頂面および頭側面車輪接触部
を除くレールの全表面に、鋼よりも自然電位の卑な金属
を０．２０〜０．５０mmの厚さに溶射して第１層を形成
し、該第１層の上にプラスチックを、その直下の溶射金
属層の温度が、該プラスチックの融点もしくは硬化反応
温度以上でかつ熱分解温度以下の範囲において、０．２
０〜４．６５mmの厚さに溶射した第２層を形成し、該第
２層の上に融点が７００℃以下の金属を０．１５〜０．
２５mmの厚さに溶射して第３層を形成し、さらに前記第
３層の上に、上記第２層と同条件の層と第３層と同条件
の層の少なくとも１層を、同条件の層が隣あわないよう
に溶射して形成し、かつ第１層〜最上層の合計厚みが
５．０mm以下となるようにしたことを特徴とする、防音
・防振性と耐食性に優れたレールの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22844194A JPH0892761A (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | 防音・防振性と耐食性に優れたレールおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22844194A JPH0892761A (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | 防音・防振性と耐食性に優れたレールおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0892761A true JPH0892761A (ja) | 1996-04-09 |
Family
ID=16876548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22844194A Withdrawn JPH0892761A (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | 防音・防振性と耐食性に優れたレールおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0892761A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030018035A (ko) * | 2003-02-05 | 2003-03-04 | 이상덕 | 전동차의 소음 저감 구조 및 그 방법 |
| JP2010065509A (ja) * | 2008-09-12 | 2010-03-25 | Tokyo Seiko Co Ltd | 屋外設置金属支柱 |
-
1994
- 1994-09-22 JP JP22844194A patent/JPH0892761A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030018035A (ko) * | 2003-02-05 | 2003-03-04 | 이상덕 | 전동차의 소음 저감 구조 및 그 방법 |
| JP2010065509A (ja) * | 2008-09-12 | 2010-03-25 | Tokyo Seiko Co Ltd | 屋外設置金属支柱 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020115 |