TWI547389B - Noise - proof wheels for railway vehicles - Google Patents

Description

鐵道車輛用防音車輪

本發明，是有關鐵道車輛用防音車輪，尤其是，有關於可將由車輪的振動所產生的噪音大幅地減少，耐久性優異的鐵道車輛用防音車輪。

發生於鐵道車輛的行走時的噪音，是對於鐵道沿線環境應最優先解決課題之一。如此的噪音，是包含從車輪發出者。在從車輪被發出的噪音中，具有車輪轉動噪音、及尖叫音。尖叫音，主要是發生於車輛通過具有大的曲率的曲線路時。車輪轉動噪音，不只是車輛通過曲線路時，通過直線路時也發生。

在軌道的表面、及與其接觸的車輪的表面中，存在微小的凹凸。由此，車輪在軌道上轉動的話，車輪及軌道被加振，車輪轉動噪音就會發生。尖叫音，也起因於車輪的振動。且，特殊的車輪噪音，在具有在軌道與車輪接觸的部分也就是踏面部產生波狀的磨耗(以下，稱為「波狀磨耗」)的部分的情況時，在如此的磨耗產生的部分上若車輛通過的話，車輪會被大大地加振而使噪音發 生。

為了減少由車輪的振動發生的噪音(以下也稱為「車輪振動噪音」)，在專利文獻1及2中提案了，在車輪的輪框部內周側安裝了防音裝置的防音車輪。這些的防音車輪，是具備將由橡膠等所構成的彈性體部、及附加質量部組合的防音裝置，藉由安裝配件，被安裝於形成於輪框部的內周面的安裝溝。

防音裝置，是被考慮作為動態吸振器作用。動態吸振器，是具有與構造物的特有振動數一致的共振頻率，藉由共振，可以將構造物的振動吸收(減少)。因此，藉由將防音裝置安裝在車輪，就可以減少由一致的頻率的特有振動所產生的噪音。防音裝置的共振頻率f，是圓周率為π，彈性體部的彈簧常數為k，附加質量部的質量為m的話，成為f=(1/2π)×(k/m)^1/2．．．(1)

因此，知道車輪的特有振動數的話，可以從(1)式，使此特有振動數，與防音裝置的共振頻率f一致的方式，決定彈簧常數k、及附加質量部的質量m。

車輪，通常具有複數特有振動模式，具有對應這些的特有振動模式的特有振動數。因此，車輪，也成為具有複數特有振動數。在專利文獻2及3中提案了，對於設有具有不同的共振頻率的複數防音裝置的防音車輪，各防音裝置的共振頻率，是與車輪的複數特有振動數的其中任一一致。依據這些的防音車輪的話，可以將對應複數 特有振動數的噪音同時減少。

具體而言，在專利文獻2的車輪中，使用2個防音裝置，在這些的防音裝置，各別使用彈性係數不同的2種類的彈性體，由此，使2個防音裝置的共振頻率彼此不同。在專利文獻3的車輪中，防音裝置(由彈性體及接觸板所構成的動態吸振器)，是在防音車輪的圓周方向被分割，被分割的防音裝置的各共振頻率，是設定成與車輪的特有振動數的其中任一一致。藉由這種構成，成為可以將對應2個或是其更多的頻率的噪音成分同時吸收。進一步，在專利文獻3的防音裝置，是藉由在防音車輪的圓周方向被分割，就可以將接觸板的特有振動數，提高至不會成為噪音問題的頻率。

車輪的特有振動模式之中的車輪轉動噪音，主要是輪框部朝面內方向振動，且板部朝面外方向振動者。由這些的特有振動所產生的噪音，包含在人聽覺上敏感的頻率域之中，至少在1kHz~10kHz內，例如2kHz附近、3kHz附近、及4kHz附近的3個頻率成分。

但是車輛高速行走時，在防音裝置中，因為有各式各樣的力，而有可能使防音裝置從車輪脫落。在專利文獻1~3的發明中，沒有防止防音裝置從車輪脫落用的充分的處置。

在專利文獻4中揭示了，具備環狀的附加質量部、及被安裝於附加質量部的外周部的彈性體部的防音裝置，彈性體部，是被配置於形成於輪框部的溝內。

在專利文獻4的防音車輪中，彈性體部，是形成於輪框部的溝的底部且被固定於附加質量部，另一方面，附加質量部可以對於輪框部動作。藉由這種構成，使車輪的振動被吸收。

在此防音裝置中，對於彈性體部，因為溝的開口側，是藉由附加質量部塞住，所以彈性體部，即使從附加質量部遠離，也從車輪脫落困難。但是，在本發明中，彈性體部劣化的情況，對於車輛行走中的輪框部的附加質量部的變位會變大，附加質量部會與其他的構件，例如，剎車碟片衝突。且，輪框部的溝的內面及附加質量部是藉由摩擦，會使輪框部或附加質量部損傷，且這些的構件會磨耗。進一步，彈性體部是完全地遠離的情況時，具有附加質量部從車輪脫落的可能性。因此，具備此防音裝置的車輪的耐久性較低。

〔習知技術文獻〕 〔專利文獻〕

[專利文獻1]日本登錄新型第2577323號公報

[專利文獻2]日本專利第3097831號公報

[專利文獻3]日本特開昭58-116202號公報

[專利文獻4]日本特開2006-182136號公報

在此，本發明的目的，是提供一種鐵道車輛用防音車輪，可將由車輪的振動所產生的噪音大幅地減少，且耐久性優異。

本發明的實質，是下述(A)的防音車輪。

(A)一種鐵道車輛用防音車輪，是在車輪的輪框部的內周面裝設了防音裝置，其特徵為：前述防音裝置，是具備：固定環，是至少外周部被嵌入形成於前述輪框部的前述內周面且朝前述車輪的中心軸側開放的溝內，且是被固定於前述輪框部；及彈性體部，是在前述固定環的外周面，沿著前述固定環的周方向被固定，且被配置於前述溝內；及附加質量部，是在前述彈性體部中被固定於前述固定環相反側，且被配置於前述溝內；前述彈性體部，是包含沿著前述固定環的周方向被配置的複數彈性體片，前述附加質量部，是包含在前述固定環的圓周方向彼此隔離的複數附加質量片，各附加質量片，是被固定在前述複數彈性體片的其中任一，前述車輪，是具有對應複數特有振動模式的複數特有振動數，前述防音裝置，是複數動態吸振器，各動態吸振器，是包含：前述彈性體片、及具有被固定在該彈性體片的前述附加質量片的複數動態吸振器，前述複數動態吸振器之中，至少1個動態吸振器，是具有與其他的動態吸振器的共振頻率不同的共振頻率，前述複數動態吸振器的其中任一的共振頻率，也與前述複數特有振 動數的其中任一一致。

又，前述彈性體部的前述防音裝置的軸方向的寬度，是5mm以上且10mm以下較佳，此情況，前述附加質量部的前述防音裝置的軸方向的寬度，是5mm以上且10mm以下較佳。

在包含前述防音車輪的軸的剖面中，前述溝，是設有：具有與前述固定環的最小寬度相同或是比前述最小寬度寬的第1部分、及形成於比前述第1部分更靠前述溝的底側且具有比前述固定環的前述最小寬度狹窄的寬度的第2部分較佳。

此防音車輪，是進一步具備：位在在圓周方向相鄰接的前述動態吸振器之間，從前述固定環的外周面突出的突起較佳。

此防音車輪是具備前述突起的情況，前述突起的先端，是與前述溝的底接觸較佳。

依據本發明的話，固定環是藉由被固定於車輪的輪框部，車輪的振動，是透過固定環，朝複數動態吸振器(彈性體片、及附加質量片)傳遞。因為複數動態吸振器之中，至少1個動態吸振器，是具有與其他的動態吸振器的共振頻率不同的共振頻率，各動態吸振器的共振頻率，是與車輪的複數特有振動數的其中任一一致，所以可以將對應2個以上的特有振動數的噪音同時減少，可以 將車輪振動噪音大幅地減少。

且依據本發明的話，彈性體部、及附加質量部，是被配置於輪框部的溝內，且，對於彈性體部及附加質量部在溝的開口側中，存在被固定於輪框部的固定環。因此，即使附加質量部從彈性體部遠離，或彈性體部從固定環遠離，這些遠離的彈性體部和附加質量部，也從該防音車輪脫落困難。

進一步，構成防音裝置的零件的一個也就是固定環是藉由被固定於車輪的輪框部，防音裝置及車輪的輪框部就不會摩擦。且，彈性體部即使劣化使彈性變弱，附加質量部，也不會與輪框部以外的構件衝突。因此，此防音車輪的耐久性較高。

A‧‧‧中心軸

f‧‧‧共振頻率

k‧‧‧彈簧常數

m‧‧‧質量

1‧‧‧防音車輪

2‧‧‧車輪

3、3A‧‧‧防音裝置

4‧‧‧板部

5‧‧‧輪框部

6‧‧‧內周面

7‧‧‧凸緣

8、8A、8B‧‧‧溝

8A1、8B1‧‧‧溝的第1部分

8A2、8B2‧‧‧溝的第2部分

8S‧‧‧段差

10、10A‧‧‧固定環

10a‧‧‧外周面

11‧‧‧彈性體部

12‧‧‧附加質量部

13‧‧‧彈性體片

14‧‧‧附加質量片

15、15A~15L‧‧‧動態吸振器

18A、18B‧‧‧突起

21‧‧‧車輪轉動音試驗機

22‧‧‧車軸

23‧‧‧軸承

24‧‧‧油壓千斤頂

25‧‧‧軌條輪

26‧‧‧軸承

27‧‧‧馬達

28‧‧‧精密噪音計

29‧‧‧頻率分析器

[第1圖A]本發明的一實施例的防音車輪的剖面圖，顯示防音車輪中之中心軸的一方側的部分的圖。

[第1圖B]第1圖A中的圓C的領域的放大圖。

[第2圖]顯示可以使用在本發明的防音車輪上的防音裝置的例的俯視圖。

[第3圖]顯示可以使用在本發明的防音車輪上的防音裝置的其他例的俯視圖。

[第4圖A]第1圖A~第3圖所示的實施例的第1變形例的防音車輪的剖面圖。

[第4圖B]第1圖A~第3圖所示的實施例的第2變形例的防音車輪的剖面圖。

[第5圖A]第1圖A~第3圖所示的實施例的第3變形例的防音車輪的剖面圖。

[第5圖B]第1圖A~第3圖所示的實施例的第4變形例的防音車輪的剖面圖。

[第6圖]顯示車輪轉動噪音試驗機的構成的概略圖。

[第7圖]顯示將噪音的分析時所使用的噪音的修正層級的圖。

[第8圖]顯示實施例1~4及比較例1之1/3倍頻程中心頻率、及噪音層級的關係的圖。

[第9圖]顯示比較例1~5之1/3倍頻程中心頻率、及噪音層級的關係的圖。

[第10圖]顯示實施例1~4及比較例1之軌條輪的周速、及噪音層級的關係的圖。

[第11圖]顯示比較例1~5之軌條輪的周速、及噪音層級的關係的圖。

以下，將本發明的實施例，參照添附圖面詳細說明。

第1圖A、及第1圖B，是本發明的一實施例的防音車輪的剖面圖，在第1圖A中，顯示防音車輪之中心軸一方側的部分，在第1圖B中，顯示第1圖A中的 圓C的領域的放大圖。

此防音車輪1，是鐵道車輛所使用者，具備車輪2、及防音裝置3。車輪2，是具備：環狀的板部4、及位於板部4的外周部的環狀的輪框部5。輪框部5，是對於板部4朝板部4的厚度方向兩側突出，具有面向防音車輪1的中心軸A的內周面6。在輪框部5的外周面中，在沿著中心軸A的方向的一方側中，凸緣7是朝中心軸A相反方向突出。

在輪框部5中，在沿著中心軸A的方向的上述一方側(與凸緣7相同側)的內周面6中，朝中心軸A方向開放的溝8，是在中心軸A周圍形成環狀。防音裝置3，是橫跨溝8的全周被嵌合在溝8。

防音裝置3，是具備：固定環10、及被固定在固定環10的外周面10a的彈性體部11、及在彈性體部11中被固定在固定環10相反側的附加質量部12。固定環10，是由剛性高的材料，例如，金屬所構成。固定環10，其徑方向的外周側的部分，是被嵌合在溝8，被固定於輪框部5。對於固定環10的輪框部5的固定，是例如，可以為熔接、鉚接、黏著等。

固定環10的寬度(防音裝置3的軸方向的長度)，是與溝8的寬度幾乎相同，溝8的開口部，是藉由固定環10被密閉。在溝8內的此被密閉的空間，配置有彈性體部11、及附加質量部12。

彈性體部11，是例如，由橡膠所構成。在車 輛的行走中在車輪2發生的振動，是透過固定環10，傳到彈性體部11、及附加質量部12，由此，使彈性體部11、及附加質量部12振動。在彈性體部11、及附加質量部12及溝8的內面之間，形成有間隙，彈性體部11、及附加質量部12即使振動，也不會與溝8的內面接觸。

彈性體部11、及附加質量部12，是被配置於輪框部5的溝8內，對於彈性體部11、及附加質量部12在溝8的開口側中，存在被固定於輪框部8的固定環10。因此，附加質量部12即使從彈性體部11遠離，或彈性體部11即使從固定環10遠離，這些遠離的彈性體部11和附加質量部12，仍從防音車輪1脫落困難。

防音裝置3的零件的一部分也就是固定環10是藉由被固定於車輪2的輪框部5，使防音裝置3及車輪2的輪框部5不會摩擦。且，彈性體部11即使劣化使彈性變弱，附加質量部12，也不會與輪框部5以外的構件衝突。因此，此防音車輪1的耐久性高。

第2圖，是顯示防音裝置3的一例的俯視圖。

彈性體部11，是包含在防音裝置3的圓周方向彼此分離的複數彈性體片13。附加質量部12，是包含在防音裝置3的圓周方向彼此分離的複數附加質量片14。在第2圖的例中，彈性體部11，是包含12個彈性體片13，附加質量部12，是包含12個附加質量片14。各附加質量片14，是被固定在其中任一的彈性體片13。

各彈性體片13、及被固定在該彈性體片13的附加質量片14，是構成動態吸振器15。在第2圖的例中，防音裝置3，是具備12個動態吸振器15A~15L。有關防音裝置3的圓周方向，各動態吸振器15，是具有幾乎同一面的端面。

車輪2，通常具有各別與複數特有振動模式對應的複數特有振動數。動態吸振器15A~15L之中，至少1個動態吸振器15，是具有與其他的動態吸振器15的共振頻率不同的共振頻率。即，動態吸振器15A~15L，是具有至少2個共振頻率。動態吸振器15A~15L的其中任一的共振頻率，也與車輪2的其中任一的特有振動數一致。由此，車輪2的複數特有振動數之中，可以同時將對應至少2個特有振動數的噪音減少。

動態吸振器15A~15L，是至少3個共振頻率，各共振頻率，是具有與車輪2的其中任一的特有振動數一致的共振頻率較佳。由此，可以將車輪2的噪音有效率地減少。

如上述，從車輪2發生，由板部4、及輪框部5的特有振動所產生的車輪轉動噪音。這種噪音，是包含人聽覺上敏感的頻率域，例如，在1kHz~10kHz內，例如，2.0kHz、2.5kHz、及3.0kHz的頻率成分。

此情況，例如，可以將動態吸振器15A~15L，分開成第1~第3機組，屬於第1機組的動態吸振器15皆具有2.0kHz的共振頻率，屬於第2機組的動態吸 振器15皆具有2.5kHz的共振頻率，屬於第3機組的動態吸振器15皆具有3.0kHz的共振頻率。由此，可以將噪音，在聽覺上大幅地減少。第1~第3機組，是例如，可以是各由4個動態吸振器15所構成者。

且動態吸振器15A~15L的其中任一是具有對應尖叫音的頻率的共振頻率的方式構成的話，可以減少尖叫音。同樣地，動態吸振器15A~15L的其中任一是具有對應起因於波狀磨耗的噪音的頻率的共振頻率的方式構成的話，可以減少這種噪音。

動態吸振器15A~15L的各共振頻率，是依據上述(1)式，藉由適當設定彈性體片13的彈簧常數k、及附加質量片14的質量m的話，可以成為所期的值。

將此防音車輪1製造時，防音裝置3的圓周方向的一部分是成為被切斷的狀態，將附加質量部12、彈性體部11、及固定環10的外周部，嵌合於輪框部5的溝8之後，可以將防音裝置3的切斷部，例如藉由熔接接合。

有關防音裝置3的軸方向，彈性體部11(各彈性體片13)的長度，是5mm以上且10mm以下，附加質量部12(各附加質量片14)的長度，是5mm以上且10mm以下。彈性體部11、及附加質量部12，是藉由具有這種大小，對於固定環10的安裝、及共振頻率的調整成為容易。

動態吸振器15的個數，是12個以外也可 以，例如，如第3圖所示，24個也可以。此情況，與第2圖的防音裝置3相比，動態吸振器15的數量因為增加，所以可以將車輪2的對應的特有振動的數量增加。進一步，一部分的動態吸振器15的彈性體片13劣化，使作為動態吸振器15的性能也劣化的情況，因為可以藉由其他的動態吸振器15減少振動，所以可抑制車輪2的制振(轉動噪音減少)性能的劣化。這種效果，是動態吸振器15的數量愈多愈容易獲得。

另一方面，動態吸振器15的數量增加的話，對於附加質量片14、及彈性體片13，車輪2的圓周方向的長度因為會縮短，所以具有藉由彈性體片13的劣化使附加質量片14容易從固定環10分離的情況。將動態吸振器15的數量減少，對於附加質量片14、及彈性體片13，藉由加長車輪2的圓周方向的長度，就可以使這種分離困難。但是，附加質量片14，即使從固定環10分離，因為藉由固定環10留在被密閉的溝8內，所以落失的可能性非常地低。

第4圖A，是第1圖A~第3圖所示的實施例的第1變形例的防音車輪的剖面圖，顯示包含車輪的中心軸的剖面。在第4圖A中，在對應第1圖B所示的構成要素的構成要素中，附加與第1圖B相同的參照符號並省略說明。

在此防音車輪中，在車輪的輪框部5，形成有朝車輪的中心軸方向開放的溝8A。在防音裝置3所具備 的固定環10是被嵌合在溝8A中。由此，在溝8A中，形成有被密閉的空間，在溝8A內的此被密閉的空間中，配置有彈性體部11、及附加質量部12。

固定環10，是具有幾乎一定的寬度。溝8A，是具有：第1部分8A1、及形成於比第1部分8A1更靠溝8A的底側的第2部分8A2。第1部分8A1，是具有與固定環10的寬度(最小寬度)幾乎相同寬度。第2部分8A2，是具有比固定環10的寬度狹窄的寬度。在此實施例中，第1及第2部分8A1、8A2的寬度，皆是幾乎一定，在溝8A的內側壁在與第1部分8A1及第2部分8A2之間形成有段差8S。

固定環10，是在與段差8S接觸的狀態下，被固定於輪框部5。第2部分8A2是藉由具有比固定環10的寬度狹窄的寬度，使固定環10，從與段差8S接觸的狀態無法更接近溝8A的底面地移動。因此，在此狀態下，固定環10及溝8A的底面之間的間隔，是一定地被保持。此間隔，即使是藉由振動附加質量部12而接近溝8A的底面，附加質量部12及溝8A的底面，仍被設定成遠離一定的距離(例如1mm、較佳是2mm)以上。由此，附加質量部12及溝8A的底面會接觸，可以迴避彈性體部11、及附加質量部12無法作為動態吸振器的功能的事態。

第4圖B，是第1圖A~第3圖所示的實施例的第2變形例的防音車輪的剖面圖，顯示包含車輪的中心軸的剖面。在第4圖B中，對於對應第1圖B所示的構 成要素的構成要素，附加與第1圖B相同的參照符號並省略說明。

在此防音車輪中，在車輪的輪框部5，形成有朝車輪的中心軸方向開放的溝8B。在防音裝置3A所具備的固定環10A是被嵌合在溝8B中。由此，在溝8B中，形成有被密閉的空間，在溝8B內的此被密閉的空間中，配置有彈性體部11、及附加質量部12。

溝8B，在此剖面中，是梯形狀，寬度是隨著接近溝8B的底而變窄。固定環10A，在此剖面中，是梯形狀，上底的長度是最小寬度Wmin。溝8B，是具有：第1部分8B1、及形成於比第1部分8B1更靠溝8B的底側的第2部分8B2。第1部分8B1，是具有與固定環10的最小寬度Wmin相同或是比最小寬度Wmin寬的寬度。第2部分8B2，是具有比固定環10的最小寬度Wmin狹窄的寬度。

溝8B的一對的內側壁形成的角度，是與固定環10A的一對的側面形成的角度幾乎等同。固定環10A，其具有最小寬度的面是朝向溝8B的底面，且被嵌合在溝8B。固定環10A的側面，是幾乎橫跨全面，與溝8B的內側壁接觸。

第2部分8B2是藉由具有比固定環10A的最小寬度Wmin狹窄的寬度，使固定環10A，從側面與溝8B的內側壁接觸的狀態無法更接近溝8B的底面地移動。因此，在此狀態下，固定環10A及溝8B的底面之間的間 隔，是一定地被保持。因此，藉由將此間隔適切地設定，與第1變形例同樣地，附加質量部12及溝8B的底面會接觸，可以迴避彈性體部11、及附加質量部12無法作為動態吸振器的功能的事態。

第5圖A，是第1圖A~第3圖所示的實施例的第3變形例的防音車輪的剖面圖，顯示與車輪的中心軸垂直的剖面。在第5圖A中，在對應第2圖所示的構成要素的構成要素中，附加與第2圖相同的參照符號並省略說明。

在圓周方向相鄰接的動態吸振器15之間，是設有從固定環10的外周面突出的突起18A。突起18A，是被固定於固定環10，並且在圓周方向延伸至相鄰接的附加質量片14之間。在此實施例中，從固定環10的外周面的突起18A的高度，是成為比從固定環10的外周面的動態吸振器15的高度略低。

動態吸振器15即使振動，使動態吸振器15也不會與突起18A接觸的方式，使動態吸振器15及突起18A之間隔有充分的間隔。因此，即使動態吸振器15及突起18A的接觸也不會減損動態吸振器15的功能。

未設有突起18A的情況，彈性體片13若斷裂的話，附加質量片14是藉由在溝8內動作而產生異音，且，會產生車輪的旋轉時的動平衡變亂的問題。在第5圖A的實施例中，因為藉由設有突起18A，使朝附加質量片14的車輪圓周方向的移動被限制，所以這種問題發生困 難。

突起18A，是與固定環10一體也可以，別體也可以。突起18A是與固定環10別體的情況，突起18A，是例如，由與彈性體片13相同材料構成者也可以。此情況，彈性體片13、及突起18A，可以總括地形成。具體而言，在固定環10的外周面上，橫跨全周配置形成有對應彈性體片13、及突起18A的凹部的模子，朝此凹部流入成為彈性體片13、及突起18A的原料的液狀的前驅體之後，藉由使此前驅體硬化，就可以將彈性體片13、及突起18A總括地形成。

在此製造方法中，液狀的前驅體是侵入固定環10的外周面、及模子之間，且直接硬化。此情況，彈性體片13、及突起18A，是彼此完全不分離，由薄的彈性體的膜連接而形成。但是，此情況，各動態吸振器15，實質上，也具有如設計的共振頻率，並且彼此之間獨立振動。即，複數彈性體片13，是顯示與這些在固定環10的圓周方向彼此分離的情況實質上相同舉動。因此，各動態吸振器，可以將規定的頻率的振動吸收。

第5圖B，是第1圖A~第3圖所示的實施例的第4變形例的防音車輪的剖面圖，顯示與車輪的中心軸垂直的剖面。在第5圖B中，在對應第2圖所示的構成要素的構成要素中，附加與第2圖相同的參照符號並省略說明。

在圓周方向相鄰接的動態吸振器15之間，是 設有從固定環10的外周面突出的突起18B。突起18B，是被固定於固定環10，並且在圓周方向通過相鄰接的附加質量片14之間地延伸。突起18B的先端(從固定環10的外周面最遠部分)，是與溝8的底面接觸。藉由設有突起18B，與第5圖A所示的實施例同樣地，可以限制彈性體片13斷裂的情況中的附加質量片14的朝車輪圓周方向的移動，可以抑制異音的發生，可以將車輪的旋轉時的動平衡容易保持。

突起18B，是與固定環10一體也可以，別體也可以，無論那一情況，皆由剛性較高的材料構成。由此，固定環10及溝8的底面之間的間隔，是一定地被保持。此間隔，即使是藉由振動使附加質量片14接近溝8的底面，附加質量片14及溝8的底面，仍被設定成遠離一定的距離(例如1mm、較佳是2mm)以上。由此，附加質量片14及溝8的底面即使接觸，仍可以迴避無法作為動態吸振器15的功能的事態。在此點，第5圖B的實施例，可以達成與第4圖A、及第4圖B所示的實施例同樣的效果。

〔實施例〕

對於本發明的實施例也就是防音車輪、及缺少本發明的構成要件的一部分的比較例也就是車輪，使用車輛轉動音試驗器進行試驗，對於所發生的噪音進行了調査。

實施例1~4，具備設有第2圖所示的構造的防音裝置3，將各動態吸振器15A~15L，製作成共振頻率不同的3種類的型式(TYPE-i~TYPE-iii)的其中任一的防音車輪1。對應此防音車輪1的車輪2的主要的特有振動模式的特有振動數，是2.0kHz、2.5kHz、及3.0kHz。

在表1，顯示各型式的動態吸振器15的共振頻率。在表2，顯示實施例的防音車輪、及比較例的車輪的動態吸振器的內容。

在其中任一的實施例，雖皆使用4個TYPE-i的動態吸振器15、4個TYPE-ii的動態吸振器15、及4個TYPE-iii的動態吸振器15，但是實施例1~4之間，3種類的型式的動態吸振器15的位置關係是彼此相異。

比較例，是準備了：不具有防音裝置的通常的車輪(比較例1)、動態吸振器15A~15L皆為TYPE-i者(比較例2)、動態吸振器15A~15L皆為TYPE-ii者(比較例3)、動態吸振器15A~15L皆為TYPE-iii者(比較例4)、及取代防音裝置3將由專利文獻2所採用的防音環裝設在車輪2者(比較例5)。

第6圖，是顯示使用於試驗的車輪轉動音試驗機的構成的概略圖。

此車輪轉動音試驗機21，是具備：將被安裝於試驗對象的車輪2(防音車輪1)的車軸22可旋轉是自如地支撐的軸承23、及被安裝於軸承23並將軸承23朝下方壓住的油壓千斤頂24、及透過車軸22與被支撐於軸承23的車輪2的外周部抵接供將車輪2旋轉用的軌條輪25、及將被安裝於軌條輪25的車軸22支撐的軸承26、及將被支撐於軸承26的車軸22旋轉驅動用的馬達27、及測量從車輪2發生的噪音並將對應噪音的電氣訊號發生的精密噪音計28、及使來自精密噪音計28的電氣訊號被輸入並將該電氣訊號的頻率分析的頻率分析器29。

進行試驗時，被安裝於車輪2的車軸22、及被安裝於軌條輪25的車軸22，是平行，且藉由油壓千斤 頂24的驅動，使透過車軸22被支撐於軸承23的車輪2的外周面，是透過車軸22壓住被支撐於軸承26的軌條輪25的外周面，在此狀態下，藉由馬達27使軌條輪25旋轉。由此，車輪2被旋轉。

在從車輪2遠離300mm的位置，配置精密噪音計28，由此車輪轉動音試驗機21，將實施例的防音車輪1、及比較例的車輪旋轉，將發生的噪音，由精密噪音計28測量。噪音測量時的軌條輪25的周速，是那時的車輪2的旋轉速度。軌條輪25的周速，是從馬達27的旋轉數、及軌條輪25的直徑(在此車輪轉動音試驗機21中為910mm)求得。例如，馬達27的旋轉數，是1750rpm時，軌條輪25的周速是300km/h。

噪音的測量，是將精密噪音計28作為FLAT特性(未加上聽覺修正的狀態)，將動特性作為FAST進行。由精密噪音計28所產生的測量後，藉由頻率分析器29，依據被輸入的訊號，進行了噪音的頻率分析。

第7圖，是顯示將噪音分析時所使用的噪音的修正層級的圖。對於所測量的噪音，加上由第7圖的A特性所產生的修正之後，求得1/3倍頻程處理、頻率特性、及整體(OverAll)值。其結果，如第8圖~第11圖所示。

第8圖，是顯示實施例1~4及比較例1之1/3倍頻程中心頻率、及噪音層級的關係的圖。第9圖，是顯示比較例1~5之1/3倍頻程中心頻率、及噪音層級 的關係的圖。第8圖及第9圖所示的結果，是車輪2的旋轉速度(軌條輪25的周速)為200km/h時者。在第8圖及第9圖的右端附近，顯示整體值(O.A.)。

從第8圖可知，實施例1~4的其中任一的防音車輪1，與比較例1即不具有防音裝置的情況時相比，可以將2.0kHz、2.5kHz、及3.0kHz附近的噪音大幅地減少。在實施例1~4之間，無法看到大的不同。即，由實施例1~4所採用的TYPE-i~TYPE-iii的動態吸振器15的配置所產生的噪音減少效果的差，幾乎是無。

對於此，從第9圖明顯可知，在比較例2~4的車輪中，只可以減少動態吸振器15的共振頻率之中1個頻率附近的噪音，其以外的頻率的噪音無法減少。比較例5的車輪，是在至少整體值中，與實施例1~4的防音車輪1相比，噪音減少的效果少。

第10圖，是顯示實施例1~4及比較例1之軌條輪25的周速、及噪音層級的關係的圖。第11圖，是顯示比較例1~5之軌條輪25的周速、及噪音層級的關係的圖。在第10圖及第11圖中，噪音層級，是整體值。

如第10圖所示，與比較例1的車輪即不具有防音裝置的情況時相比，在實施例1~4的防音車輪1中，在軌條輪25的周速為130km/h以下的低速域中，皆可達成5dB(A)以上的噪音層級的減少，即使140km/h以上的高速域，也可達成3dB(A)以上的噪音層級的減少。

另一方面，如第11圖所示，在比較例2~5的車輪中，與比較例1的車輪相比，幾乎無法認定有噪音的減少效果。

3‧‧‧防音裝置

5‧‧‧輪框部

6‧‧‧內周面

8‧‧‧溝

10‧‧‧固定環

10a‧‧‧外周面

11‧‧‧彈性體部

12‧‧‧附加質量部

Claims (6)

1. 一種鐵道車輛用防音車輪，是在車輪的輪框部的內周面裝設了防音裝置，其特徵為：前述防音裝置，是具備：固定環，是至少外周部被嵌入形成於前述輪框部的前述內周面且朝前述車輪的中心軸側開放的溝內，且是被固定於前述輪框部；及彈性體部，是在前述固定環的外周面，沿著前述固定環的周方向被固定，且被配置於前述溝內；及附加質量部，是在前述彈性體部中被固定於前述固定環相反側，且被配置於前述溝內；前述彈性體部，是包含沿著前述固定環的周方向被配置的複數彈性體片，前述附加質量部，是包含在前述固定環的圓周方向彼此隔離的複數附加質量片，各附加質量片，是被固定在前述複數彈性體片的其中任一，前述車輪，是具有對應複數特有振動模式的複數特有振動數，前述防音裝置，是複數動態吸振器，各動態吸振器，是包含：前述彈性體片、及具有被固定在該彈性體片的前述附加質量片的複數動態吸振器，前述複數動態吸振器之中，至少1個動態吸振器，是具有與其他的動態吸振器的共振頻率不同的共振頻率，前 述複數動態吸振器的其中任一的共振頻率，也與前述複數特有振動數的其中任一一致。
2. 如申請專利範圍第1項的防音車輪，其中，前述彈性體部的前述防音裝置的軸方向的寬度，是5mm以上且10mm以下，前述附加質量部的前述防音裝置的軸方向的寬度，是5mm以上且10mm以下。
3. 如申請專利範圍第1項的防音車輪，其中，在包含前述防音車輪的軸的剖面中，前述溝，是設有：具有與前述固定環的最小寬度相同或是比前述最小寬度寬的第1部分、及形成於比前述第1部分更靠前述溝的底側且具有比前述固定環的前述最小寬度狹窄的寬度的第2部分。
4. 如申請專利範圍第2項的防音車輪，其中，在包含前述防音車輪的軸的剖面中，前述溝，是具有：具有與前述固定環的最小寬度相同或是比前述最小寬度寬的第1部分、及形成於比前述第1部分更靠前述溝的底側且具有比前述固定環的前述最小寬度狹窄的寬度的第2部分。
5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項的防音車輪，其中，進一步具備：位在由圓周方向相鄰接的前述動態吸振 器彼此之間，從前述固定環的外周面突出的突起。
6. 如申請專利範圍第5項的防音車輪，其中，前述突起的先端，是與前述溝的底接觸。