【手続補正書】
【提出日】平成16年9月24日(2004.9.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  騒音防止装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】  レールにおいて、該レールに消音管を設けて、さらに該消音管に消音物質を充填して構成したことを特徴とする騒音防止装置。
【請求項２】  車両の車輪において、該車輪に消音管を設けて、さらに該消音管に消音物質を充填して構成したことを特徴とする騒音防止装置。
【請求項３】  枕木において、該枕木に消音管を設けて、さらに該消音管に消音物質を充填して構成したことを特徴とする騒音防止装置。
【請求項４】  道床において、該道床に消音溝を設けて、さらに該消音溝に消音物質を充填して構成したことを特徴とする騒音防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、列車走行時の騒音の発生を防止する騒音防止装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、列車走行時に発生する鉄道騒音が、列車の高速化や長編成化それに本数の増加等による輸送力強化等に伴い、長くしかも頻繁で、特に住宅が密集する都市部や高架鉄道等において深刻な騒音公害として生活環境を悪化させる要因にもなって大きな社会問題に、されにはトンネルや地下鉄等では車内の騒音を大きくするなどで問題になっている。そこで、従来から、鉄道騒音の防止対策として数多くのものが試されてきている。その一つには、列車走行時に発生する騒音を遮って周囲に伝わるのを防止するようにした各種の防音壁の設置がある。
【０００３】
さらに、列車走行時に発生する騒音をレールで吸収して騒音の発生を防止するようにしたものに、レール（軌条）の側部溝内に発泡合成ゴムなどの吸音材を形成してなる騒音減衰軌道（実開平１−１８０５０１号公報及び実開平３−２００１号公報）がある。
【０００４】
また、列車走行時に発生する騒音を列車の車輪で吸収して、あるいは前記車輪の振動を抑制して騒音の発生を防止するようにしたものに、防音車輪と弾性車輪とがあり、前者の防音車輪は車輪のリムの内周面ゴムをサンドイッチしたスチールリングを取り付けた構造のゴム付きリングタイプや、車輪のリムの内周面にステンレスリングを取り付けた構造の丸リングタイプがあるが、このような構造の防音車輪は防音効果が十分でないという問題が指摘されていて、後者の弾性車輪は車輪のリムとディスクの間にゴムを介在させた構造で、防音効果は大きいものの高速走行には適さず、更にはゴムが劣化する等の問題があった、として、車輪に接続されるハブとレールとの踏面が外周に形成されたリムと、ハブとリムとを連結するディスクとで構成される車輪と、ディスクの両面又は片面にディスクと平行して環状部材を配置し、この環状部材のハブ側を車輪にボルト結合され、リム側のディスクと環状部材の間に弾性体を挟着して防音効果が高く、高速走行が可能で且つ耐久性を高くした防音車輪（特開平１０−６７０３号公報）がある。
【０００５】
また、列車走行時に発生する騒音をその他の騒音防止策或は騒音防止装置等によって防止するようにしたものに、軌道上に敷設されたレールの間及び両端に防音材を中間に挟んで下面にスポンジ状の柔軟材を敷設すると共に防音材の上面に水槽を重合して成る鉄道騒音防止装置（実公平１−１１７６６号公報）。レールの側部溝又はレールを敷設した道床上に発泡性構成ゴム等からなる吸音材を装着した線路用騒音防止装置（特開平５−５１９０３号公報）。スラブ軌道に敷設された一対のレール間に適宜間隔を存して直角方向に配設された複数の各指示染の間に吸音材を配設しさらに該吸音材の上面を覆うように前後端を指示染に固定して防護板を配設して構成されたスラブ軌道における吸音材設置構造（特開平５−１９５５０１号公報）。スラブ軌道の上面に吸音材層を設けた吸音層を有する軌道スラブ（特開平５−２４７９０２号公報）。コンクリート床板などの基盤の表層を凹凸状としそこに配設するＰＣ枕木の締結装置直下部にゴムマットを定着して弾性枕木としそのゴムマットと基盤との隙間に所定の形状、寸法に形成した通気性と注入材滲出するロングチューブを挿入し弾性枕木それに充填材および基盤を全一体にしさらに弾性枕木の周辺にバラストを散布・転圧した枕木軌道の築造方法（特開平８−１４４２０６号公報）などがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記防音壁の設置は、多大な費用と設備を要するうえに、特に騒音問題が大きい都心部では防音効果を高めるために設置する防音壁の高さを増せば鉄道周辺の日照権や景観等を悪化させ、しかもそれらのことに併せて防音壁を設置する鉄道の敷地面積等にも制約があってその設置が難しく、さらには、防音壁側面方向へ伝わる騒音を遮る（遮音する）ものの上方向へ伝わる騒音に対しての効果が小さいために、鉄道周辺の高層住宅や線路際上方に建ち並ぶ住宅等に対しては騒音の防止に効果が得られないなどの問題がある。勿論、防音壁を完全シェルター式（トンネル式）にすることでその点での問題の解決にはなるが、さらなる費用と設備を要するうえに鉄道周辺の日照権や景観等を悪化させ、しかも、防音壁の高さを増す場合以上に、トンネルや地下鉄等同様に列車の車窓外の景観の悪化と防音壁の内壁面で反射する騒音が車内に入って車内騒音を増大させることなどと相俟って乗客に心理的悪影響をもたらすなどで問題がある。
【０００７】
さらに、上記騒音減衰軌道（実開平１−１８０５０１号公報及び実開平３−２００１号公報）は、騒音をレールで吸収（吸音）して騒音の発生を防止するようにしているものの、その効果は鉄道騒音の最大の発生源である列車走行時に列車の車輪とレールの間で生じる摩擦や衝撃等によって発生する摩擦音或は衝撃音等の騒音に対して小さいうえに、レールを載置し支持固定するための金属製のボルト等の締結装置を介してレールから枕木或は道床等へ伝わる前記摩擦音或は衝撃音等の騒音の防止、それにレールの振動によってレールとレールを載置する枕木或は道床等の間で生じる振動や軋み等によって発生する騒音の防止等に効果が得られないなどで問題がある。
【０００８】
また、上記防音車輪或は弾性車輪は、騒音を車輪で吸収しあるいは車輪の振動を抑制して騒音の発生を防止するようにしているものの、その効果は最大の発生源である上記摩擦音或は衝撃音等の騒音に対して小さいうえに、レールを載置し支持固定するための金属製のボルト等の締結装置を介してレールから枕木或は道床等へ伝わる上記摩擦音或は衝撃音等の騒音の防止、それにレールの振動によってレールとレールを載置する枕木或は道床等の間で生じる振動や軋み等によって発生する騒音の防止等に効果が得られないなどで問題がある。
【０００９】
また、上記鉄道騒音防止装置（実公平１−１１７６６号公報）は、騒音を同騒音防止装置で吸収して騒音の発生を防止するようにしているものの、その効果は最大の発生源である上記摩擦音或は衝撃音等の騒音の殆どが同騒音防止装置に備えられた水槽等の表面で反射されるなどで小さいうえに、レールから枕木或は道床等へ伝わる上記摩擦音或は衝撃音等の騒音の防止に効果が得られないし、さらには同騒音防止装置の敷設及び保守管理等に多大な費用と労力を必要とするとともに、レール交換などの際に前記水槽等が作業の邪魔になるばかりか作業機材などの衝撃を受けて前記水槽等を破壊してしまうなどで問題がある。
【００１０】
また、上記線路用騒音防止装置（特開平５−５１９０３号公報）は、同線路用騒音防止装置に装着されたレールの側部溝又はレールを敷設した道床上の吸音材が騒音を吸収して騒音の発生を防止するようにしているものの、その効果は上記摩擦音或は衝撃音等の騒音に対して上記した各種の方策に比べて大きいものであっても十分ではないうえに、レールから道床へと伝わる上記摩擦音或は衝撃音等の騒音に対して小さく、さらには同騒音防止装置の敷設及び保守管理等に多大な費用と労力を必要とするとともに、レール交換などの際に敷設されている前記吸音材を破壊して、新しいレールを敷設した後で新たに前記吸音材を装着する必要があるなどで問題がある。
【００１１】
また、上記スラブ軌道における吸音材設置構造（特開平５−１９５５０１号公報）は、スラブ軌道の表面で反射する騒音をスラブ軌道上に配設された吸音材が吸収して騒音の発生を防止するようにしているものの、その効果は上記摩擦音或は衝撃音等の騒音に対して小さいうえに、レールからスラブ軌道等へ伝わる上記摩擦音或は衝撃音等の騒音の防止等に効果が得られないし、さらには前記吸音材等の敷設及び保守管理等に多大な費用と労力を必要とするとともに、レール交換などの際に作業機材などの衝撃を受けて前記吸音材等を破壊してしまうなどで問題がある。
【００１２】
また、上記吸音層を有する軌道スラブ（特開平５−２４７９０２号公報）は、コンクリートスラブ本体の表面で反射する騒音をコンクリートスラブ本体の上に設けられた吸音材層が吸収して騒音の発生を防止するようにしているものの、その効果は上記摩擦音或は衝撃音等の騒音に対して小さいうえに、レールを載置し支持固定するレール締結台や埋込栓それにボルト等の締結装置を介してレールからコンクリートスラブ本体へ伝わる上記摩擦音或は衝撃音等の騒音の防止等に効果が得られなし、さらには前記吸音材層等の敷設及び保守管理等に多大な費用と労力を必要とするとともに、レール交換などの際に前記吸音材等を破壊してしまうなどで問題がある。
【００１３】
また、上記枕木軌道の築造方法（特開平８−１４４２０６号公報）は、弾性枕木でレールの振動を抑制して、さらにはコンクリート床板などの基盤の表層の表面で反射する騒音を弾性枕木の周辺に散布、転圧されたバラストで吸収して騒音の発生を防止するようにしているものの、その効果は上記摩擦音或は衝撃音等の騒音に対して小さいうえに、レールを載置し支持固定するボルト等の締結装置を介してレールからコンクリート床板等へ伝わる上記摩擦音或は衝撃音等の騒音の防止等に効果が得られないし、さらには弾性枕木の載置の際に行われる前記ロングチューブの挿入それにロングチューブ内への充填材の注入などを含めそれらの敷設及び保守管理等に多大な費用と労力を必要とするとともに、レール交換などの際に作業機材などの衝撃を受けて前記ロングチューブなどを破壊してしまうなどで問題がある。
【００１４】
また、これらの列車走行時に発生する騒音をその他の騒音防止策或は騒音防止装置等によって防止するようにしたものは、そのすべてが、レールそれに防音装置等を敷設あるいは設置等するためにはそれぞれに異なる特別な部材や装置等を必要とし、しかも特有で複雑な作業工程を必要とするなどで、レールの敷設及び交換等の作業工程に従来工法をそのまま取り入れることができないうえに、レール及び防音装置等の敷設あるいは設置等を困難にして作業時間を増大させて、それらの敷設あるいは設置等の作業費を増大させるにもかかわらず高い騒音防止効果が得られないなどで問題がある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記問題を解決するために成されたもので、請求項１記載の騒音防止装置は、レールにおいて、該レールに消音管を設けて、さらに該消音管に消音物質を充填して、列車走行時に車輪とレールの間で生じる摩擦或は衝撃等によって発生する摩擦音或は衝撃音等の騒音を吸収し消音して騒音の発生を防止するようにしたことを特徴とする。
【００１６】
さらに請求項２記載の騒音防止装置は、車両の車輪において、該車輪に消音管を設けて、さらに該消音管に消音物質を充填して、列車走行時に車輪とレールの間で生じる摩擦或は衝撃等によって発生する摩擦音或は衝撃音等の騒音を吸収し消音して、騒音の発生を防止するようにしたことを特徴とする。
【００１７】
また請求項３記載の騒音防止装置は、枕木において、該枕木に消音管を設けて、さらに該消音管に消音物質を充填して、列車走行時にレールから伝わる上記摩擦音或は衝撃音等の騒音又はレールの振動によるレールと枕木の間に生じる衝撃或は軋み等によって発生する騒音を吸収し消音して、騒音の発生を防止するようにしたことを特徴とする。
【００１８】
また請求項４記載の騒音防止装置は、道床において、該道床に消音溝を設けて、さらに該消音溝に消音物質を充填して、列車走行時に枕木或はレールを載置し支持固定するボルト等の締結装置等を介して伝わるレールからの上記摩擦音或は衝撃音等の騒音又は枕木と道床の間に生じる衝撃或は軋み等によって発生する騒音を吸収し消音して、騒音の発生を防止するようにしたことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
これによって本発明の請求項１記載の騒音防止装置は、レールに設けられた消音管と該消音管に充填された消音物質が列車走行時に発生する上記摩擦音或は衝撃音等の騒音を吸収し消音して騒音の発生を防止する。
【００２０】
さらに請求項２記載の騒音防止装置は、車両の車輪に設けられた消音管と該消音管に充填された消音物質が列車走行時に発生する上記摩擦音或は衝撃音等の騒音を吸収し消音して騒音の発生を防止する。
【００２１】
また請求項３記載の騒音防止装置は、枕木に設けられた消音管と該消音管に充填された消音物質が列車走行時に発生する上記摩擦音或は衝撃音等の騒音を吸収し消音して騒音の発生を防止する。
【００２２】
また請求項４記載の騒音防止装置は、道床に設けられた消音溝と該消音溝に充填された消音物質が列車走行時に発生する上記摩擦音或は衝撃音等の騒音を吸収し消音して騒音の発生を防止する。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を使って説明する。図１は本発明に係る騒音防止装置の第１実施例のレール１の斜視図で、同図において、レール１は従来同様にヘッド２、ネック３、ウエブ４、それにフランジ５等で構成されていて、レール１には例えばヘッド２の下部にヘッド２に沿って円筒状の消音管６が設けられて、さらに消音管６は消音物質が充填されている。
【００２４】
これによって、消音管６と消音管６に充填された消音物質とが列車走行時に列車の車輪とレール１の間で生じる摩擦或は衝撃等によって発生する摩擦音或は衝撃音等の騒音を吸収し消音して騒音の発生を防止する。その原理は、例えば水が充填された水道管を擦り或は叩くと、その時に発生する摩擦音或は衝撃音等は水が充填されていないときに比べて際立って小さくなって消音効果が認められるのと同じであって、この消音効果はレールであっても認められる。このことは、消音管６に充填された水の中へ放射された（伝わった）音（音波）は水の中をその水面や消音管６の内壁面と水面が接触する部分の内壁面等で何度も反射を繰り返し、その際、放射された音（音エネルギー）が前記内壁面で反射されるときの熱エネルギー等に変換され吸収（減衰）されて消音されることによるものである。したがって前記摩擦音或は衝撃音等の騒音はレール１で直接吸収され消音されて騒音の発生を防止する。
【００２５】
なお、消音管６は、レール１の強度を考慮すれば図１に示すように円筒状がよいが、その他の形状でもよく、さらにその位置、及び内径又は数等を限定しない。また、栓７による消音管６の密閉を省き、さらに消音管６それに消音管６への消音物質の充填等はレール１の製造過程において装着することができ、また消音物質には水等の液体以外のものを用いてもよく、例えば消音効果を持つ構造の固体物質等であってもよくその種類を限定しない。
【００２６】
図２は本発明に係る騒音防止装置の第２実施例の車輪８の一部断面を示した斜視図で、車輪８は鉄道車両の車輪で従来同様にフランジ９、タイヤ10、それにボス11等で構成されていて、さらに車輪８には例えばタイヤ10に車輪８の輪郭に沿って円筒状の消音管12が設けられて、さらに消音管12は消音物質が充填されている。
【００２７】
これによって、消音管12と消音管12に充填された消音物質とが列車走行時に車輪８とレールの間で生じる摩擦或は衝撃等によって発生する摩擦音或は衝撃音等の騒音を吸収し消音して騒音の発生を防止する。その原理は、第１実施例同様である。なお、消音管12それに消音管12への消音物質の充填等は車輪８の製造過程において装着することができ、さらに消音管12の形状、位置、及び内径又は数、それに充填さレール消音物質の種類等を限定しない。
【００２８】
図３は本発明に係る騒音防止装置の第３実施例の枕木13の斜視図で、枕木13は従来同様にＰＣ枕木等で構成されていて、さらに枕木13には例えばダイプレート14に沿って円筒状の消音管15が設けられて、さらに消音管15は消音物質が充填されている。
【００２９】
これによって、消音管15と消音管15に充填された消音物質とが列車走行時にレールから伝わる上記摩擦音或は衝撃音等の騒音又はレールの振動によるレールと枕木の間で生じる衝撃或は軋み等によって発生する騒音を吸収し消音して騒音の発生を防止する。その原理は、第１実施例同様である。なお、消音管15それに消音管15への消音物質の充填等は枕木13の製造過程において装着することができ、さらに消音管15の形状、位置、及び内径又は数、それに充填される消音物質の種類等を限定しない。
【００３０】
図４は本発明に係る騒音防止装置の第３実施例の道床16の斜視図で、道床16は両側の側壁17及び側壁18に沿って上板19と下板20とで挟まれた消音溝21を設けて、さらに消音溝21には消音物質が充填されている。
【００３１】
これによって、消音溝21と消音溝21に充填された消音物質とが列車走行時にレール及び枕木から伝わる上記騒音又は枕木の振動による枕木と道床16の間で生じる衝撃或は軋み等によって発生する騒音等を吸収し消音して騒音の発生を防止する。その原理は、第１実施例同様である。
【００３２】
なお、消音溝21それに消音溝21への消音物質の充填等は道床16の製造過程において装着することができ、さらに消音溝21の形状、位置、及び内径又は数、それに充填される消音物質の種類等を限定しない。また道床16は適当な長さで区切られたものを継ぐようにしてもよい。また消音溝21には、上板19と下板20との間に間仕切り或は柱を立てるなどして、枕木を固定する上板19に強度を待たせるとよい。さらに道床16が平坦地に設置されるものについては枕木の固定と強度とを考慮して、上板19を格子状にして、雨水を溜めて消音物質として使うようにしてもよい。またこの場合、電気系に支障を与えない範囲で、水が枕木迄浸す程その効果は大になる。また道床16は一般に使われているスラブ軌道等のコンクリート製以外のもの（鉄橋の橋桁等）であってもよい。また道床16は、自動車道路にも応用でき、この場合の上板19は雨水が浸透するようにしてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように上記構成によって、本発明の請求項１記載の騒音防止装置は、レールに消音管を設けて、さらに該消音管に消音物質を充填して、列車走行時に車輪とレールの間で生じる摩擦或は衝撃等によって発生する摩擦音或は衝撃音等の騒音を吸収し消音して騒音の発生を防止するようにしているので、際立った消音効果をもたらして騒音の発生を防止する。
【００３４】
さらに、本発明の請求項２記載の騒音防止装置は、列車車両の車輪において、該車輪に消音管を設けて、さらに該消音管に消音物質を充填して、列車走行時に車輪とレールの間で生じる摩擦或は衝撃等によって発生する摩擦音或は衝撃音等の騒音を吸収し消音して、騒音の発生を防止するようにしているので、際立った消音効果をもたらして騒音の発生を防止するとともに、本発明の請求項１記載の騒音防止装置のレールとの相乗効果によってさらなる消音効果と騒音の防止とをもたらす。
【００３５】
また、本発明の請求項３記載の騒音防止装置は、枕木に消音管を設けて、さらに該消音管に消音物質を充填して、列車走行時にレールから伝わる上記摩擦音或は衝撃音等の騒音又はレールの振動によるレールと枕木の間に生じる衝撃或は軋み等によって発生する騒音を吸収し消音して、騒音の発生を防止するようにしているので、際立った消音効果をもたらして騒音の発生を防止するとともに、本発明の請求項１或は２記載の騒音防止装置のレール或は車輪等との相乗効果によってさらなる消音効果と騒音の防止とをもたらす。
【００３６】
また、本発明の請求項４記載の騒音防止装置は、道床に消音溝を設けて、さらに該消音溝に消音物質を充填して、列車走行時に枕木或はレールを載置し支持固定するボルト等の締結装置等を介して伝わるレールからの上記摩擦音或は衝撃音等の騒音又は枕木と道床の間に生じる衝撃或は軋み等によって発生する騒音を吸収し消音して、騒音の発生を防止するようにしているので、際立った消音効果をもたらして騒音の発生を防止するとともに、本発明の請求項１或は２又は３記載の騒音防止装置のレール或は車輪又は枕木等との相乗効果によってさらなる消音効果と騒音の防止とをもたらす。
【００３７】
また、本発明の騒音防止装置は、それぞれが発生する騒音をその発生源で直接的に吸収し消音するようにしているので、騒音を周囲に放出することなく、騒音の発生を防止する。さらに、このことと、発生する騒音の吸収、消音にそれぞれが相乗効果をもたらすことなどから従来の騒音防止対策関連装置等に比べて際立て大きな騒音防止効果が得られる。
【００３８】
また、それぞれが強度を落とさない管状或は溝状に消音物質を充填したものを従来のレール、車輪、枕木、道床等の中に装着して製造し用いることができるので、従来からの騒音防止対策関連装置等に比べてきわめて安価なうえに経年変化が少なく強固で、しかも運搬や敷設等では従来同様に扱うことができる。
【００３９】
また、その構成から、本発明のレールや枕木等を敷設し或は交換するなどの際に、特別な部材や装置等を必要としないうえに、従来工法をそのまま取り入れることができるので複雑で特別な作業工程を必要とする従来の騒音防止対策関連装置等のものに比べて作業が容易で、このため従来工法と同じ程度の設備費や作業費それに保守管理費等でもって極めて高レベルの騒音防止対策が得られる。
【００４０】
これらのことから、本発明の騒音防止装置は、生活環境を悪化させる要因として大きな社会問題になって多くが研究され試されながら未だに解決されないままきている特に都市部の鉄道、高架鉄道、鉄橋、トンネルや地下鉄等での鉄道騒音の発生防止の解決に寄与すること絶大である。なお、トンネルや地下鉄では、従来から問題になっている車内に入る騒音が抑えられて車内騒音を軽減することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に係る騒音防止装置の第１実施例のレールの斜視図である。
【図２】
本発明に係る騒音防止装置の第２実施例の車輪の一部断面を示した斜視図である。
【図３】
本発明に係る騒音防止装置の第３実施例の枕木の斜視図である。
【図４】
本発明に係る騒音防止装置の第４実施例の道床の斜視図である。
【符合の説明】
１  レール
２  ヘッド
３  ネック
４  ウエブ
５  フランジ
６  消音管
７  栓
８  車輪
９  フランジ
10  タイヤ
11  ボス
12  消音管
13  枕木
14  ダイプレート
15  消音管
16  道床
17  側壁
18  側壁
19  上板
20  下板
21  消音溝