(57)【要約】【課題】レールは定期的に点検し安全を確保する必要があり、レールの制振デバイスは脱着可能という条件が付く。本発明は、接着剤を用いたり磁力を用いたりすることなく、制振機能を発揮させるレールの制振デバイスを提供するものである。【解決手段】レールウェブ面及びレールフランジ底面に制振ゴムを緩みが生じなく且つ取り外し可能に圧着して装着したことを特徴とするレールの制振デバイスで、各構成は、レール側から制振ゴム、圧着板、締付け治具を基本構成とするものである。【選択図】図2
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レールウェブ面及びレールフランジ底面に制振ゴムを緩みが生じなく且つ取り外し可能に圧着して装着したことを特徴とするレールの制振デバイス。
【請求項２】
レール側から、制振ゴム、圧着板、締付け治具を基本構成とする請求項1記載のレールの制振デバイス。
【請求項３】
制振ゴムとこの外側に固着一体化した圧着板とよりなるレールウェブ面押圧部材と、制振ゴムとこの外側に固着一体化した底面圧着板とよりなるレールフランジ底面押圧部材と、頭端が前記圧着板を、尾端が前記底面圧着板を夫々押圧し、中央部がレールフランジとレールフランジ底面押圧部材とを挟む挟着プレートと、前記中央部を左右より締め付ける締結ボルトと、を備えた請求項1及び2記載のレールの制振デバイス。
【請求項４】
制振ゴムは、ブチル系ゴムで、ゴム硬度40〜70°、厚さ3〜30mmである請求項1乃至3記載のレールの制振デバイス。
【請求項５】
レールフランジに平行に通した締付け治具を締めるにつれて、各圧着板を介して制振ゴムがレールウェブ面及びレールフランジ底面に圧着する請求項1乃至4記載のレールの制振デバイス。
【請求項６】
底面圧着板の外表面には山型傾斜面を備え、底面圧着プレートにはこの山型傾斜面に対面して谷型傾斜面を備えてなる請求項1乃至5記載のレールの制振デバイス。
【請求項７】
前記レールの制振デバイスを、レール締結部の間に少なくとも1個、もしくは、レール締結部の間に1個抜かしの千鳥配置としたことを特徴とする制振レール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
鉄道において、列車の走行時に車輪がレールを励振し、レールの固有振動数において共振を誘発し大きな騒音を発生するが、本発明は、レールの共振を抑制することで、レールから発生する固体伝搬音、さらには、構造部に振動が伝達し発生する固体伝搬音を低減しようとすることにある。
【背景技術】
【０００２】
従来から知られている制振技術は高分子系制振材が一般的であり、鉄道分野でもレールの側面に適用されている（特許文献1）。その構造の原理を図1に示すが、非拘束タイプと拘束タイプのものがある。図中、１は基盤（制振対象）、2は制振材、3は拘束板であり、基盤（主としてレールウェブ）1に図示しない接着剤などで固着して初めてその性能を発揮するもので、いずれも固着することが重要なポイントである。
【０００３】
これに対して、磁性タイプの制振材を用い、接着剤を使用しないものもある（特許文献2）が、この場合には吸着面の平滑度が要求され、また、磁力の退磁の問題もあり、レールのような形状の場合は適用しにくい。
【０００４】
しかるに、レールのような断面が複雑な形状の制振デバイスとして、本発明者等は既に特許文献3に記載した新技術を提案している。かかる技術は、一対の制振部材、一対の取付金具、締結部材を組み合わせた鉄道レール用騒音低減具であり、鉄道レールのレールウェブを左右から制振部材にて挟んで騒音を低減するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭52‐109206号公報
【特許文献２】特開2008‐280722号公報
【特許文献３】意匠登録第1418759号公報「鉄道レール用騒音低減具」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
レールは定期的に点検し安全を確保する必要があり、レールの制振デバイスは脱着可能という条件が付く。従って、上記したような接着剤を用いたり磁力を用いたりする従来技術による制振構造を適用し難いという問題がある。即ち、レールのような厚板構造に対して接着などで固着しないで、制振機能を発揮させる点が大きなポイントになる。
【０００７】
既提案の特許文献3における技術は、上述したような多くの課題に対し、新しい概念を導入し、シンプルな構造で制振性能を大幅に改善したものであるところ、本発明はこれを更に改良し、より効果の高いレールの制振デバイス及び制振レールを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、その発明の第1は、レールウェブ面及びレールフランジ底面に制振ゴムを緩みが生じなく且つ取り外し可能に圧着して装着したことを特徴とするレールの制振デバイスである。そして、各構成は、レール側から制振ゴム、圧着板、締付け治具を基本構成とするものである。
【０００９】
これら各構成を更に具体的にすれば、制振ゴムとこの外側に固着一体化した圧着板とよりなるレールウェブ面押圧部材と、制振ゴムとこの外側に固着一体化した底面圧着板とよりなるレールフランジ底面押圧部材と、頭端が前記圧着板を、尾端が前記底面圧着板を夫々押圧し中央部がレールフランジとレールフランジ底面押圧部材とを挟む挟着プレートと、前記中央部を左右より締め付ける締結ボルトと、を備えたレールの制振デバイスであり、レールフランジに平行に通した締付け治具を締めるにつれて、各圧着板を介して制振ゴムがレールウェブ面及びレールフランジ底面に圧着する構成としたものである。更に具体的には、底面圧着板はその外表面に山型傾斜面を備え、一方、挟着プレートにはこの山型傾斜面に対面して谷型傾斜面を備えてなるレールの制振デバイスである。
【００１０】
そして、発明の第2は、上記した第1発明を用いたレールであって、レール締結部の間に少なくとも1個、もしくは、レール締結部の間に1個抜かしの千鳥配置としたことを特徴とする制振レールを提供するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にあって、接着剤や磁力によることなく、レールウェブ面及びフランジ底面に制振ゴムを圧着することにより、安全で取り付けやすいレールの制振デバイスを提供することができたものであり、レールの固有振動に伴う共振は有効に抑制され、制振性能を大幅に改善したものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図1は従来の制振材の構造を示す断面図である。
【図２】図2は本第1発明のレールの制振デバイスの実施例1の断面図である。
【図３】図3は図2に示した本第1発明のレールの制振デバイスの側面図である。
【図４】図4は図2に示した本第1発明のレールの制振デバイスの平面図である。
【図５】図5は本第1発明のレールの制振デバイスの実施例2を示す断面図である。
【００１３】
【図６】図6はハンマリング法の概要を示す図である。
【図７】図7はレールの制振デバイスを装着しない場合の振動伝達特性を示す図である。
【図８】図8はレールウェブ面にのみ制振ゴムを圧着した際の振動伝達特性を示す図である。
【図９】図9は実施例1におけるレールの制振デバイスを装着した場合の振動伝達特性を示す図である。
【図１０】図10は実施例2におけるレールの制振デバイスを装着した場合の振動伝達特性を示す図である。
【図１１】図11はレールフランジ底面にのみ制振ゴムを圧着した際の振動伝達特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の最大のポイントは、締付け治具を締めるにつれて、各圧着板を介して制振ゴムがレールウェブ面及びレールフランジ底面に圧着する構成としたものである。レールウェブ面に圧着される制振ゴムにあっては、その両面に圧着されるものが好ましいが、場合によっては片面でもよく、この場合には挟着プレートの一方側はレールフランジとレールフランジ底面押圧部材とを挟むだけの構造となる。
【００１５】
尚、用いられる制振ゴムとしてはブチル系ゴムが好適であり、ゴム硬度40〜70°で、厚さ3〜30mmのものが好んで用いられる。
【００１６】
本発明のレールの制振デバイスは、レールに対して連続的に装着する必要はなく、少なくともレール締結部の間に1個、もしくは、レール2本に対して、締結部の間1個抜かしの千鳥配置として用いることが効果的である。
【００１７】
本発明のレールの制振デバイスにあって、圧着される制振ゴムの大きさは夫々の要求によって異なることは勿論であるが、長さ1m当たり60kg（60kg/m）のレールで、ウェブ面：幅50mm〜80mm、長さ150mm〜500mm、厚さ10mm〜30mm、フランジ底部：幅100mm〜145mm、長さ70mm〜300mm、厚さ0．5mm〜10mm、長さ1m当たり50kg（50kg/m）のレールでウェブ面：幅50mm〜80mm、長さ150mm〜500mm、厚さ10 mm〜30mm、フランジ底部：幅100mm〜130 mm、長さ70mm〜300mm、厚さ0．5mm〜10mmとするのがよい。
【００１８】
このため、制振ゴムの標準的大きさとしては、ウェブ面が60kg/mレール用、50kg/mレール用共に、幅65mm、長さ200mm、厚さ20mm、フランジ底部は、60kg/mレール用が幅145 mm、長さ88mm、厚さ2．5mm、50kg/mレール用が幅127mm、長さ88mm、厚さ2．5mm程度とするのがよい。
【実施例１】
【００１９】
図2に本第1発明の実施例のレールの制振デバイスの主要部の断面図を示し、図3はその側面図、図4は平面図を示すものである。
図にあって、10はレール、11はレール頭部、12はレールウェブ、13はレールウェブ面、14はレールフランジ部、15はレールフランジ底面である。
【００２０】
20は本発明のレールの制振デバイスであって、21はレールウェブ面13に圧着される制振ゴム、22はこの制振ゴム21に一体に固着された圧着板であり、レールウェブ面押圧部材P1を形成する。又、23はレールフランジ底面15に圧着される制振ゴム、24はこの制振ゴム23に一体に固着された底面圧着板であり、レールフランジ底面押圧部材P2を形成する。そして、この底面圧着板24の外表面はレール10の幅方向に対して山型の傾斜面25をなしている。
【００２１】
26は挟着プレートであり、その頭端が前記圧着板22を、尾端が前記底面圧着板24を夫々押圧し、その中央部26Aがレールフランジ14とレールフランジ底面押圧部材P2とを挟む窪み部となっている。この挟着プレート26の中央部26Aにはレールフランジ底面15に平行に配置され、左右より締め付ける締結ボルト30が備えられている。尚、この図示例は前記圧着板22には、長孔22Aが形成され、挟着プレート26の頭端の先端がはまり込んで押圧に供される例である。
【００２２】
そして、この締付け治具（締結ボルト）30を締めるにつれて、挟着プレート26の頭部を介してレールウェブ面押圧部材P1をレールウェブ面13に圧着することになる。一方、挟着プレート26の尾端の内側には、前記の山型傾斜面25に対面して谷型傾斜面27を備え、締付け治具（締結ボルト）30を締めるにつれて両傾斜面が接触し、レールフランジ底面押圧部材P2がレールフランジ底面15に圧着することとなる構造である。尚、この図示例は挟着プレート26の尾端の内側にゴムパッキン28を介して傾斜面金具29が備えられ、これによって谷型傾斜面27が形成された例である。
尚、圧着時の圧力としては、50g/cm2〜1000g/cm2程度が望ましいが、要求される制振機能によって異なることは勿論である。
【実施例２】
【００２３】
上記実施例1にあっては、レールウェブ12の両面13に制振ゴム21を圧着する例であるが、ウェブ片面にのみ制振ゴム21を圧着するものであってもよく、この実施例を図5に示す。
従って、この場合には挟着プレート26の一方側はレールフランジ14とレールフランジ底面押圧部材P2とを挟むだけの挟着プレート26B構造となる。
【００２４】
本発明の効果を確認するために、レールの両端支持し、ハンマリング法で制振デバイスを装着の有無での効果を比較した。比較は入力側インパルスハンマー打撃力に対する出力側振動加速度の伝達関数を測定し、制振性能（共振の抑制性能）を評価した。
図6にここで採用したハンマリング法の概要を示すが、1000mm長さのレール（60kg/m）10のウェブ面13の中央に制振デバイス20を装着し、レール頭部11のA点をインパルスハンマーの打撃位置とした。一方、レール10のフランジ底面15に中央より550mm離なして木片支台を敷き、この木片支台の内側50mmのフランジ14の上面のB点を振動加速度評価位置とした。
【００２５】
図7はレールの制振デバイスを装着しない場合の振動伝達特性を示す図、図8はレールウェブ面にのみ制振ゴムを圧着した際の振動伝達特性を示す図、図9は実施例1におけるレールの制振デバイスを装着した場合の振動伝達特性を示す図、図10は実施例2におけるレールの制振デバイスを装着した場合の振動伝達特性を示す図である。尚、各図にあって、細い線は伝達特性、太い線はその包絡線である。
【００２６】
特に、図7に示すレールのみの場合（制振デバイスを装着しない場合）には1000Hz〜3000Hz（レールの固体伝搬音のピークでもある）で鋭い共振が見られるのに対して、図9及び図10に示すように、本発明品の制振デバイスを装着することにより、最も重要な1000Hzは約30dB程度の低減効果となっている。このように、本発明にあっては、レールの共振が大きく抑制されていることが証明された。当然のことながら、両ウェブ面とフランジ底面をフルに制振した場合が最も良い結果になっているが、ウェブ片面の場合でも実用的には十分に共振が抑制されている。
【００２７】
なお、フランジ底面のみを制振した場合を図11に示す。この場合、レールウェブ面の共振が取り切れていない結果となっているが、レールのみの場合に比べて、20dB程度の共振が抑制されており、本発明の制振ゴム圧着タイプの有効性を示している。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
以上、本発明によりレールの固有振動に伴う共振は有効に抑制され、安全で、取り付けやすいレールの制振デバイスを提供することができたものであり、鉄道用のレールのみならず、フレームなど剛性の高い構造材などの制振にも有効であり、建築、土木、機械設備など幅広い分野で応用可能である。
【符号の説明】
【００２９】
1  基盤（制振対象）
2  制振材
3  拘束板
10  レール
11  レール頭部
12  レールウェブ
13  レールウェブ面
14  レールフランジ部
15  レールフランジ底面
20  レールの制振デバイス
21  制振ゴム
22  圧着板
22A  長孔
23  制振ゴム
24  底面圧着板
25  山型傾斜面
26、26B  挟着プレート
26A  挟着プレート中央部
27  谷型傾斜面
28  ゴムパッキン
29  傾斜面金具
30  締結ボルト
P1  レールウェブ面押圧部材
P2  レールフランジ底面押圧部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2014020086.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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