(57)【要約】【課題】  被覆部材をレールに強固に固定することができ、製造や施工が容易で防音効果を向上させることができるレールの防音構造を提供する。【解決手段】  レールＲの右側側面に右側被覆部材８ａを装着するとともに、レールＲの左側側面に左側被覆部材８ｂを装着する。その後に、レールＲの長さ方向に所定の間隔をあけて、右側保持部材１１ａを右側被覆部材８ａに装着するとともに、左側保持部材１１ｂを左側被覆部材８ｂに装着する。次に、ボルト１１ｈを貫通孔１１ｆ，１１ｇに挿入しナット１１ｉをボルト１１ｈに装着して、右側保持部材１１ａと左側保持部材１１ｂとを連結する。このため、被覆部材８が厚くなり重量が増加しても固定部材１１によって被覆部材８をレールＲに強固に固定することができる。その結果、レールＲに発生する振動が低減し、レールＲからの音響放射が抑制されるため、防音制振効果を向上させることができる。【選択図】      図３
2006002442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
軟質弾性体層と硬質弾性体層とを有する積層構造の被覆部材と、
前記被覆部材を前記レールに着脱自在に固定する固定部材とを備え、
前記被覆部材は、少なくとも前記レールの腹部及び底部の略全面を覆い、このレールの左右両側面から着脱自在に装着可能な分割構造を有する右側被覆部材と左側被覆部材とを備え、
前記固定部材は、
前記右側被覆部材を保持する右側保持部材と、
前記左側被覆部材を保持する左側保持部材と、
前記右側被覆部材と前記左側保持部材とを着脱自在に連結する連結部材を備えること、
を特徴とするレールの防音構造。
【請求項２】
請求項１に記載のレールの防音構造において、
前記被覆部材は、前記レールと接触する側に前記軟質弾性体層を有し、前記レールと接触する側とは反対側に前記硬質弾性体層を有すること、
を特徴とするレールの防音構造。
【請求項３】
請求項１に記載のレールの防音構造において、
前記被覆部材は、前記レールと接触する側及びこのレールと接触する側とは反対側に前記硬質弾性体層を有し、これらの硬質弾性体層の間に前記軟質弾性体層を有すること、
を特徴とするレールの防音構造。
【請求項４】
請求項１に記載のレールの防音構造において、
前記被覆部材は、前記レールと接触する側に前記硬質弾性体層を有し、前記軟質弾性体層と前記硬質弾性体層とが互い違いに２層以上積層されていること、
を特徴とするレールの防音構造。
【請求項５】
請求項１から請求項４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、
前記軟質弾性体層は、前記騒音を吸収する吸音機能を有すること、
を特徴とするレールの防音構造。
【請求項６】
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、
前記硬質弾性体層は、前記振動を抑制する制振機能を有すること、
を特徴とするレールの防音構造。
【請求項７】
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、
前記連結部材は、前記被覆部材が前記レールに装着されたときに、このレールの側方及び／又は下方に位置するように配置されていること、
を特徴とするレールの防音構造。
【請求項８】
請求項１から請求項７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、
前記被覆部材は、前記軟質弾性体層又は前記硬質弾性体層の前記レールと接触する側に防錆層を有すること、
を特徴とするレールの防音構造。
【請求項９】
請求項１から請求項８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、
前記被覆部材は、前記レールと接触する前記軟質弾性体層又は前記硬質弾性体層が防錆剤を含有すること、
を特徴とするレールの防音構造。
【請求項１０】
請求項１から請求項９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、
前記被覆部材は、前記軟質弾性体層の表面を保護する保護層を有すること、
を特徴とするレールの防音構造。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０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、
前記被覆部材は、前記軟質弾性体層の上端面の略全面を前記硬質弾性体層によって覆うこと、
を特徴とするレールの防音構造。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１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、
前記被覆部材は、前記レールをまくらぎに締結するレール締結装置の設置間隔と略等しい長さに形成されており、前記まくらぎ及び前記レール締結装置と干渉する部分を除き、少なくとも前記レールの腹部及び底部の略全面を覆うこと、
を特徴とするレールの防音構造。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２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、
前記被覆部材は、前記レール上を車両が通過するときに発生する騒音を減衰させる防音壁部を備えること、
を特徴とするレールの防音構造。
【請求項１４】
請求項１３に記載のレールの防音構造において、
前記防音壁部は、音源側に吸音部を備えること、
を特徴とするレールの防音構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レールの振動により発生する騒音を低減するレールの防音構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のレールの防音構造（従来技術１）は、ゴム又は合成樹脂とモルタルとの混合物からなるモルタル系制振材をレール腹部に接着している（例えば、特許文献１参照）。この従来技術１では、レール上を車両が通過するときにこのレールから発生する振動をモルタル系制振材によって抑制し、レールからの騒音を低減している。
【０００３】
従来のレールの防音構造（従来技術２）は、鉛などの制振性を有する一対の防音材と、この一対の防音材をそれぞれ保持する一対の金物と、この一対の金物をそれぞれ締め付ける一対の締め付けねじなどを備えている（例えば、特許文献２参照）。この従来技術２では、レール腹部の両側面にそれぞれ防音材を配置し、締め付けねじを締め付けることによって金物を防音材に押し付けて、レール腹部の両側面にそれぞれ防音材を固定している。
【０００４】
従来のレールの防音構造（従来技術３）は、ブチルゴムなどの制振部材と、レール腹部の一方の側面にこの制振部材を押し付けるばね鋼などからなる押圧板などを備えている（例えば、特許文献３参照）。この従来技術３では、曲げ治具などによって押圧板を予め変形させてレールに固定するための折り曲げ部を形成し、この折り曲げ部をレールに掛け止めして制振部材を固定している。
【０００５】
従来のレールの防音構造（従来技術４）は、磁性粉を含有する高分子粘弾性体層と、この高分子粘弾性体層を拘束する拘束板とが積層された分割構造の磁性複合型制振材によってレールを被覆している（例えば、特許文献４参照）。この従来技術４では、高分子粘弾性体層がレールに密着するように、レールの左右から磁性複合型制振材をそれぞれ装着しており、この磁性複合型制振材によってレールを被覆してレールの振動によって発生する騒音を低減させている。
【０００６】
【特許文献１】特開昭52-109206号公報
【０００７】
【特許文献２】特開平10-152801号公報
【０００８】
【特許文献３】特開2001-342602号公報
【０００９】
【特許文献４】特開平10-159896号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来技術１では、モルタル系制振材を接着剤によってレール腹部に固定する必要がある。このため、施工時にレールを下地処理する工程や、モルタル系制振材をレールに固定するまで保持する工程など多くの作業工程が必要になり、作業時間が長時間になり作業が煩わしいという問題点があった。また、レールの交換時や点検時などにモルタル系制振材をレールから簡単に取り外すことができず、交換作業や点検作業が困難であるという問題点があった。さらに、従来技術１では、制振効果を高めるためにはモルタル系制振材を厚くする必要があり、厚みが増すと重量も増加するため、モルタル系制振材をレールに接着剤によって強固に固定することができない問題点があった。
【００１１】
従来技術２では、一対の防音材をそれぞれ一対の締め付けねじによって締め付けてレールに固定する構造である。このため、防音材をレールに装着するときに、レールの所定の装着位置に防音材を位置決めした状態で締め付けねじを締め付ける必要があり、取付作業に手間がかかるという問題点があった。また、従来技術２では、防音効果を高めるために防音材を厚くすると重量が増加するため、防音材をレールに締め付けねじによって強固に固定することができない問題点があった。
【００１２】
従来技術３は、曲げ治具などによって押圧板に折り曲げ部を形成し、この折り曲げ部をレールに掛け止めして制振部材をレールに固定している。このため、種々のレールの形状に合わせて折り曲げ部を形成する必要があり、製造コストが高くなるという問題点があった。また、従来技術３では、制振効果を高めるために制振部材を大型にすると制振部材の重量増によって折り曲げ部がレールから脱落するおそれがあり、制振部材をレールに強固に固定することが困難であるという問題点があった。さらに、従来技術３では、曲げ治具を使用して押圧板を加工する手間がかかり、施工性が損なわれてしまう問題点があった。
【００１３】
従来技術４では、高分子粘弾性体層の磁力によって磁性複合型制振材をレールに固定する構造であるため、磁性複合型制振材が大型化して重量が増加すると、磁性複合型制振材をレールに磁力だけでは十分に固定できなくなる可能性があった。このため、従来技術４では、磁力が不十分であると磁性複合型制振材とレールとの間に隙間部が形成され、この間隙部から発生する振動や騒音を低減することができず、防音制振効果が低減してしまうという問題点があった。また、従来技術４では、列車の振動によって磁性複合型制振材をレールから脱落するのを防止するために磁性粉の充填率を高くすると、高分子粘弾性体層のゴム成分量が低下することになり、粘弾性に伴う内部損失（制振性能）も低下してしまう問題点があった。さらに、従来技術４では、高分子粘弾性体層に磁性粉を練り混ぜて混合する必要があるため、製造工程が複雑になり製造に手間がかかりコストが上昇してしまう問題点があった。
【００１４】
この発明の課題は、被覆部材をレールに強固に固定することができ、製造や施工が容易で防音効果を向上させることができるレールの防音構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
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、レール（Ｒ）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、軟質弾性体層（９ａ，９ｂ）と硬質弾性体層（１０ａ，１０ｂ）とを有する積層構造の被覆部材（８）と、前記被覆部材を前記レールに着脱自在に固定する固定部材（１１）とを備え、前記被覆部材は、少なくとも前記レールの腹部（Ｒ3）及び底部（Ｒ2）の略全面を覆い、このレールの左右両側面から着脱自在に装着可能な分割構造を有する右側被覆部材（８ａ）と左側被覆部材（８ｂ）とを備え、前記固定部材は、前記右側被覆部材を保持する右側保持部材（１１ａ）と、前記左側被覆部材を保持する左側保持部材（１１ｂ）と、前記右側被覆部材と前記左側保持部材とを着脱自在に連結する連結部材（１１ｃ）を備えることを特徴とするレールの防音構造（７）である。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１に記載のレールの防音構造において、前記被覆部材は、前記レールと接触する側に前記軟質弾性体層を有し、前記レールと接触する側とは反対側に前記硬質弾性体層を有することを特徴とするレールの防音構造である。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項１に記載のレールの防音構造において、前記被覆部材は、前記レールと接触する側及びこのレールと接触する側とは反対側に前記硬質弾性体層を有し、これらの硬質弾性体層の間に前記軟質弾性体層を有することを特徴とするレールの防音構造である。
【００１８】
請求項４の発明は、請求項１に記載のレールの防音構造において、前記被覆部材は、前記レールと接触する側に前記硬質弾性体層を有し、前記軟質弾性体層と前記硬質弾性体層とが互い違いに２層以上積層されていることを特徴とするレールの防音構造である。
【００１９】
請求項５の発明は、請求項１から請求項４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、前記軟質弾性体層は、前記騒音を吸収する吸音機能を有することを特徴とするレールの防音構造である。
【００２０】
請求項６の発明は、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、前記硬質弾性体層は、前記振動を抑制する制振機能を有することを特徴とするレールの防音構造である。
【００２１】
請求項７の発明は、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、前記連結部材は、前記被覆部材が前記レールに装着されたときに、このレールの側方及び／又は下方に位置するように配置されていることを特徴とするレールの防音構造である。
【００２２】
請求項８の発明は、請求項１から請求項７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、前記被覆部材は、前記軟質弾性体層又は前記硬質弾性体層の前記レールと接触する側に防錆層（１２）を有することを特徴とするレールの防音構造である。
【００２３】
請求項９の発明は、請求項１から請求項８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、前記被覆部材は、前記レールと接触する前記軟質弾性体層又は前記硬質弾性体層が防錆剤を含有することを特徴とするレールの防音構造である。
【００２４】
請求項１０の発明は、請求項１から請求項９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、前記被覆部材は、前記軟質弾性体層の表面を保護する保護層（１３）を有することを特徴とするレールの防音構造である。
【００２５】
請求項１１の発明は、請求項１から請求項１０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、前記被覆部材は、前記軟質弾性体層の上端面（９ｃ，９ｄ）の略全面を前記硬質弾性体層によって覆うことを特徴とするレールの防音構造である。
【００２６】
請求項１２の発明は、請求項１から請求項１１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、前記被覆部材は、前記レールをまくらぎに締結するレール締結装置の設置間隔と略等しい長さに形成されており、前記まくらぎ及び前記レール締結装置と干渉する部分を除き、少なくとも前記レールの腹部及び底部の略全面を覆うことを特徴とするレールの防音構造である。
【００２７】
請求項１３の発明は、請求項１から請求項１２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、前記被覆部材は、前記レール上を車両が通過するときに発生する騒音を減衰させる防音壁部（１４）を備えることを特徴とするレールの防音構造である。
【００２８】
請求項１４の発明は、請求項１３に記載のレールの防音構造において、前記防音壁部は、音源側に吸音部（１５）を備えることを特徴とするレールの防音構造である。
【発明の効果】
【００２９】
この発明によると、被覆部材をレールに強固に固定することができ、製造や施工が容易で防音効果を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
（第１実施形態）
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装着状態を示す平面図である。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装着状態を示す側面図である。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展開図である。図４は、この発明の第１実施形態に係るレールの防音構造の断面図である。図５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。なお、以下では、軌道を構成する平行な一対のレールのうち一方のみを図示し、他方については図示を省略する。
【００３１】
図１〜図５に示すレールＲは、鉄道車両の車輪Ｗを支持し案内してこの鉄道車両を走行させる部材である。レールＲは、鉄道車両の車輪Ｗと接触するレール頭部Ｒ1と、まくらぎ１に取り付けられるレール底部（フランジ部）Ｒ2と、レール頭部Ｒ1とレール底部Ｒ2とを繋ぐレール腹部（ウェブ部）Ｒ3とを備えている。図４及び図５に示す車輪Ｗは、レールＲと回転接触する部材であり、レール頭部Ｒ1の頭頂面と接触して摩擦抵抗を受ける踏面Ｗ1と、車輪Ｗの外周部に連続して形成されたフランジ面Ｗ2とを備えている。
【００３２】
図１及び図２に示すまくらぎ１は、レールＲを支持する支持体である。レール締結装置２は、レールＲをまくらぎ１に締結する装置である。レール締結装置２は、例えば、レール底部Ｒ2とまくらぎ１との間に図示しない軌道パッドなどを挟み込み、締結ばね３によってレールＲをまくらぎ１に締結して、鉄道車両が通過する際に発生する振動を吸収する。レール締結装置２は、図１及び図２に示すように、レールＲを押さえ付けて締結する締結ばね３と、締結ばね３を支持するばね受台４と、締結ばね３を締め付ける締結ボルト５と、締結ばね３と締結ボルト５との間に挟み込まれる座金６などを備えている。
【００３３】
防音構造７は、レールＲの振動によって発生する騒音を低減する構造である。防音構造７は、図１〜図５に示すように、被覆部材８と固定部材１１などを備えている。防音構造７は、レールＲ上を車両が通過するときに発生する振動を抑制してこのレールＲからの騒音を抑制する。
【００３４】
被覆部材８は、レール底部Ｒ2及びレール腹部Ｒ3の略全面を覆う部材であり、図３及び図４に示すように軟質弾性体層９ａ，９ｂと硬質弾性体層１０ａ，１０ｂなどを有する。被覆部材８は、レール底部Ｒ2及びレール腹部Ｒ3と密着可能なようにレール底部Ｒ2及びレール腹部Ｒ3の表面形状に沿った形状に形成されており、レールＲと接触する側に軟質弾性体層９ａ，９ｂを有し、レールＲと接触する側とは反対側（軟質弾性体層９ａ，９ｂの裏面）に硬質弾性体層１０ａ，１０ｂを有する。被覆部材８は、図３に示すように、レールＲを挟み込むようにこのレールＲの左右から着脱自在に装着可能な分割構造を有する右側被覆部材８ａと左側被覆部材８ｂとを備えている。右側被覆部材８ａ及び左側被覆部材８ｂは、外観形状が左右対称の部材であり、右側被覆部材８ａは軟質弾性体層９ａ及び硬質弾性体層１０ａが一体に形成されており、左側被覆部材８ｂは軟質弾性体層９ｂ及び硬質弾性体層１０ｂが一体に形成されている。
【００３５】
被覆部材８は、図１、図２及び図５に示すように、レール底部Ｒ2の底面を被覆可能なようにレール締結装置２の設置間隔（レールＲの長さ方向におけるレール締結装置２の設置間隔）と略同じ長さに形成されている。被覆部材８は、可能な限り騒音低減効果を発揮するように、まくらぎ１及びレール締結装置２と干渉する部分を除き、レール底部Ｒ2及びレール腹部Ｒ3の略全面を覆う。被覆部材８には、図５に示すように、長さ方向の両端部にそれぞれ切欠部８ｃ，８ｄが形成されている。切欠部８ｃは、レール締結装置２の締結ばね３との干渉を防止する逃げ部であり、レール締結装置２と電気的に絶縁するようにレール締結装置２との間に間隙部を形成している。切欠部８ｄは、まくらぎ１との干渉を防止する逃げ部である。ここで、図５に示す高さＨ1は、レール底部Ｒ2の高さに略等しい高さであり、高さＨ2はレール腹部Ｒ3の高さに略等しい高さである。長さＬ1は、隣接するまくらぎ１の間隔であり、長さＬ2はまくらぎ１の幅の半分であり、長さＬ3は締結ばね３の幅よりも僅かに長く設定されている。
【００３６】
図３及び図４に示す軟質弾性体層９ａ，９ｂは、硬質弾性体層１０ａ，１０ｂよりも剛性の低い弾性体層である。軟質弾性体層９ａ，９ｂは、剛体よりも相対的に軟質の弾性体であり、例えば常温でヤング率が1.0×103MPa以下であり、望ましくは粘性も兼ね備え、損失係数が0.05以上である。軟質弾性体層９ａ，９ｂは、吸音機能を有さない柔軟な弾性材や吸音機能を有さない柔軟な粘弾性体によって形成されている。このような軟質弾性体層９ａ，９ｂとしては、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム、フッ素ゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム、ポリノルボルネンゴム、アクリルゴムなどの加硫ゴムや、スチレン系、オレフィン系、塩ビ系TPE(熱可塑エラストマ)や、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル、エチレン酢酸ビニル共重合(EVA)樹脂などの熱可塑性樹脂や、シリコンなどのゲル、酢酸ビニル系、EVA系、アクリル樹脂系などのエマルジョン、ゴムラテックスなどが好ましい。軟質弾性体層９ａ，９ｂの上端面は、レール頭部Ｒ1の顎部に接触している。
【００３７】
硬質弾性体層１０ａ，１０ｂは、硬質弾性体層９ａ，９ｂよりも剛性の高い弾性体層である。硬質弾性体層１０ａ，１０ｂは、例えば、金属やヤング率が3.0×103MPa以上の剛体などからなる剛弾性体（高剛性弾性体）によって形成されている。硬質弾性体層１０ａ，１０ｂとしては、一般構造用圧延鋼材(SS鋼)、亜鉛めっき鋼板などの鋼材や、アルミ、ステンレスなどの金属や、フェノール、エポキシなどの熱硬化樹脂や、高密度のポリエチレン、ナイロンなどの熱可塑樹脂が好ましい。硬質弾性体層１０ａ，１０ｂは、図３及び図４に示すように、軟質弾性体層９ａ，９ｂが直射日光に曝されるのを防ぎ紫外線による劣化を抑制する。硬質弾性体層１０ａ，１０ｂの上端部は、レールＲと電気的に絶縁可能なようにこのレールＲとの間に僅かに間隙部を形成している。硬質弾性体層１０ａ，１０ｂは、軟質弾性体層９ａ，９ｂのレールＲと接触する側とは反対側の表面に接着剤などによって貼り付けられ固定されており、硬質弾性体層１０ａ，１０ｂと軟質弾性体層９ａ，９ｂとの間には接着層が形成されている。この接着層は、エポキシ樹脂系、シアノアクリレート系、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系などの反応型接着剤や、酢酸ビニル樹脂系、変性アクリル樹脂系などのエマルジョン型や、クロロプレンやシリコンなどの合成ゴム型や、エラストマー系、EVA系などのホットメルト型などの接着剤によって形成することが好ましい。
【００３８】
固定部材１１は、被覆部材８をレールＲに着脱自在に固定する部材である。固定部材１１は、図３及び図４に示すように、右側保持部材１１ａと、左側保持部材１１ｂと、連結部材１１ｃなどを備えている。固定部材１１は、被覆部材８の外側に着脱自在に装着される。
【００３９】
右側保持部材１１ａは、右側被覆部材８ａを保持する部材であり、左側保持部材１１ｂは左側被覆部材８ｂを保持する部材である。右側保持部材１１ａ及び左側保持部材１１ｂは、右側被覆部材８ａ及び左側被覆部材８ｂと密着可能なようにこれらの表面形状に沿った形状に形成されており、被覆部材８を挟み込むようにレールＲの左右両側面から着脱自在に装着可能な分割構造を有する。右側保持部材１１ａ及び左側保持部材１１ｂは、例えば、薄板状のどぶ付けめっき鋼板やステンレス鋼板などによって形成されている。右側保持部材１１ａ及び左側保持部材１１ｂは、図１、図２及び図５に示すように、被覆部材８の長さ方向に間隔をあけて装着されている。図３に示すように、右側保持部材１１ａには一方の端部に接合部１１ｄと貫通孔１１ｆとが形成されており、左側保持部材１１ｂには一方の端部に接合部１１ｅと貫通孔１１ｇとが形成されている。
【００４０】
連結部材１１ｃは、右側保持部材１１ａと左側保持部材１１ｂとを着脱自在に連結する部材である。連結部材１１ｃは、図１及び図４に示すように、連結作業を容易に実施可能なように、被覆部材８がレールＲに装着されたときにこのレールＲの側方に位置するように配置されている。連結部材１１ｃは、貫通孔１１ｆ，１１ｇに挿入されるボルト１１ｈと、このボルト１１ｈに装着されるナット１１ｉなどから構成されている。連結部材１１ｃは、ボルト１１ｈやナット１１ｉなどがレールＲの振動によって緩むのを防止するための緩み止め防止構造を備えている。
【００４１】
次に、この発明の第１実施形態に係るレールの防音構造の作用を説明する。
レールＲ上を車両が通過してこのレールＲが振動するとレールＲと一体となって軟質弾性体層９ａ，９ｂが振動しようとする。軟質弾性体層９ａ，９ｂ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Ｒからの振動が硬質弾性体層１０ａ，１０ｂに伝播し難くなる。一方、軟質弾性体層９ａ，９ｂ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Ｒの振動エネルギーの一部が熱エネルギーに変換され、レールＲの振動が吸収され減衰する。その結果、レールＲから外層の硬質弾性体層１０ａ，１０ｂに伝播する振動が低減するため、硬質弾性体層１０ａ，１０ｂの振動が低減し硬質弾性体層１０ａ，１０ｂからの放射音が低減する。特に、柔軟な粘弾性材が硬質弾性体層１０ａ，１０ｂによって拘束されている場合には、軟質弾性体層９ａ，９ｂ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。以上の結果から、硬質弾性体層１０ａ，１０ｂによってレールＲの略全面が被覆されているため、この硬質弾性体層１０ａ，１０ｂからの放射音の音響インピーダンスが低減し、レールＲ自体の放射音パワーが減少し防音効果が向上する。
【００４２】
次に、この発明の第１実施形態に係るレールの防音構造の装着方法を説明する。
図３に示すように、レールＲの右側側面に右側被覆部材８ａを装着するとともに、レールＲの左側側面に左側被覆部材８ｂを装着する、その後に、レールＲの長さ方向に所定の間隔をあけて、右側保持部材１１ａを右側被覆部材８ａに装着するとともに、左側保持部材１１ｂを左側被覆部材８ｂに装着する。次に、ボルト１１ｈを貫通孔１１ｆ，１１ｇに挿入しナット１１ｉをボルト１１ｈに装着した後に、ナット１１ｉとボルト１１ｈとを締結し、右側保持部材１１ａと左側保持部材１１ｂとを連結する。その結果、レール底部Ｒ2及びレール腹部Ｒ3が被覆部材８によって被覆され、被覆部材８がレールＲに固定部材１１によって固定される。レールＲの交換作業や点検作業を実施する場合には、以上説明した手順と逆の手順によってレールＲから被覆部材８が取り外される。
【００４３】
この発明の第１実施形態に係るレールの被覆部材には、以下に記載するような効果がある。
(1) この第１実施形態では、レール底部Ｒ2及びレール腹部Ｒ3の略全面を覆う被覆部材８が、レールＲの左右両側面から着脱自在に装着可能な分割構造を有する右側被覆部材８ａと左側被覆部材８ｂとを備え、右側被覆部材８ａを保持する右側保持部材１１ａと、左側被覆部材８ｂを保持する左側保持部材１１ｂとを連結部材１１ｃが着脱自在に連結する。このため、被覆部材８が厚くなり重量が増加しても固定部材１１によって被覆部材８をレールＲに強固に固定することができる。その結果、従来のレール防音構造に比べてレールＲに発生する振動を低減し、レールＲからの音響放射を抑制することができるため、防音制振効果を向上させることができる。特に、鋼鉄道橋などの下部構造物にレールＲから伝達される振動が抑制されるため、これらの下部構造物から発生する構造物騒音を低減することができる。また、従来のレールの防音構造のように軟質弾性体層９ａ，９ｂに磁性粉を混合する必要がないため、低コストで容易に製造することができる。
【００４４】
(2) この第１実施形態では、被覆部材８がレールＲと接触する側に軟質弾性体層９ａ，９ｂを有し、レールＲと接触する側とは反対側に硬質弾性体層１０ａ，１０ｂを有する。例えば、硬質弾性体層１０ａ，１０ｂのみによってレールＲを被覆する場合には、レールＲの振動が低減しても硬質弾性体層１０ａ，１０ｂが大きく振動し、この硬質弾性体層１０ａ，１０ｂから騒音が発生する可能性がある。この第１実施形態では、軟質弾性体層９ａ，９ｂの粘性抵抗による内部摩擦によってレールＲの振動を抑制することができるとともに、軟質弾性体層９ａ，９ｂから硬質弾性体層１０ａ，１０ｂに伝わる振動を硬質弾性体層１０ａ，１０ｂによって抑制することができる。その結果、硬質弾性体層１０ａ，１０ｂから外部に放射する騒音を低減することができる。
【００４５】
(3) この第１実施形態では、被覆部材８がレールＲに装着されたときに、このレールＲの側方に連結部材１１ｃ位置するように配置されている。このため、被覆部材８をレールＲに着脱するときにレールＲが障害とはならず、連結部材１１ｃを締め付けたり緩めたりする作業を容易に実施することができる。
【００４６】
(4) この第１実施形態では、軟質弾性体層９ａ，９ｂを粘弾性体によって形成することができる。この場合には、軟質弾性体層９ａ，９ｂがばねとダッシュポットとを構成するため、振動伝達率が低下するとともに、振動エネルギーの一部が熱エネルギーに変換されて振動が減衰する。その結果、レールＲ自体の放射音パワーが減少し、防音効果を向上させることができる。また、複雑な形状を有するレールＲの表面に軟質弾性体層９ａ，９ｂが密着し追従可能になるため、レールＲの表面の凹凸（不陸）が吸収され防音効果を向上させることができる。
【００４７】
(5) この第１実施形態では、レール締結装置２の設置間隔と略等しい長さに被覆部材８が形成されており、まくらぎ１及びレール締結装置２と被覆部材８とが干渉する部分を除く部分をこの被覆部材８が覆う。その結果、まくらぎ１及びレール締結装置２と干渉しない範囲内でレール底部Ｒ2及びレール腹部Ｒ3の略全面を可能な限り被覆部材８によって覆うことができるため、レールＲからの騒音を低減することができる。
【００４８】
（第２実施形態）
この第２実施形態では、レールＲからの騒音を吸収する吸音機能を有する吸音材によって、図３及び図４に示す軟質弾性体層９ａ，９ｂが形成されており、亜鉛めっき鋼板やアルミなどの通常の剛体によって硬質弾性体層１０ａ，１０ｂが形成されている。このような吸音材としては、柔軟な弾性材や柔軟な粘弾性材などである。柔軟な弾性材としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂による繊維体や、ロックウール、グラスウールなどが好ましい。柔軟な粘弾性材としては、ウレタン、EPDM、クロロプレンなどの発泡体が好ましく、このような発泡体は吸音制振機能を有する粘弾性体であるため、吸音効果とともに制振効果も期待することができる。この第２実施形態では、軟質弾性体層９ａ，９ｂが騒音を吸収する吸音機能を有するため、レールＲの騒音を抑制し防音効果を向上させることができる。
【００４９】
（第３実施形態）
第３実施形態では、レールＲの振動を抑制する制振機能を有する制振材によって、図３及び図４に示す硬質弾性体層１０ａ，１０ｂが形成されており、吸音機能を有さない柔軟な弾性材や粘弾性材によって軟質弾性体層９ａ，９ｂが形成されている。このような制振材としては、ゴム層と金属板とからなる薄板状の樹脂積層型の制振鋼板(ニチアス株式会社製のメタラミネ(表品名))、株式会社神戸製鋼所製のダンプレ(表品名))や、クロム、鉛などが配合された鋼系の制振合金や、亜鉛などが配合されたアルミ系の制振合金や、アスファルト系やアクリル系、クロロプレン系などの制振塗料が塗布された金属板などが好ましい。この第３実施形態では、軟質弾性体層９ａ，９ｂが通常の弾性材又は粘弾性材のいずれの場合であっても、硬質弾性体層１０ａ，１０ｂが上記鋼板などの制振板である場合には、レールＲ自体の振動を低減するとともに、この硬質弾性体層１０ａ，１０ｂ自体の振動も低減し、結果として硬質弾性体層１０ａ，１０ｂから放射される音を低減して防音効果を向上させることが期待される。
【００５０】
（第４実施形態）
図６は、この発明の第４実施形態に係るレールの防音構造の展開図である。図７は、この発明の第４実施形態に係るレールの防音構造の断面図である。以下では、図１〜図５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。
図６及び図７に示す連結部材１１ｃは、被覆部材８がレールＲに装着されたときにこのレールＲの下方に位置するように配置されている。連結部材１１ｃは、右側被覆部材８ａの底部と左側被覆部材８ｂの底部とを接続しこれらに固定される固定金具１１ｊと、この固定金具１１ｊに形成された貫通孔１１ｋに挿入されるボルト１１ｍなどから構成されている。この第４実施形態では、連結部材１１ｃがレールＲの下方に位置するため、検測車がレールＲに沿って移動しながら図１及び図２に示す締結ボルト５の緩みを検出するときにボルト１１ｍを誤って検出してしまうのを防ぐことができる。
【００５１】
（第５実施形態）
図８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８に示す被覆部材８は、レールＲと接触する側及びこのレールＲと接触する側とは反対側に硬質弾性体層１０ａ，１０ｂを有し、これらの硬質弾性体層１０ａ，１０ｂの間に軟質弾性体層９ａ，９ｂを有する。このため、レールＲが振動してこの振動が内側の硬質弾性体層１０ａ，１０ｂに伝わると、内側の硬質弾性体層１０ａ，１０ｂとレールＲとの間の境界面のすべり摩擦によって振動が抑制される。また、内側の硬質弾性体層１０ａ，１０ｂからの振動が中間の軟質弾性体層９ａ，９ｂの内部損失によって抑制されるとともに、内側の硬質弾性体層１０ａ，１０ｂと内側の軟質弾性体層９ａ，９ｂとの間の境界面のすべり摩擦によって抑制される。その結果、この中間の軟質弾性体層９ａ，９ｂから外側の硬質弾性体層１０ａ，１０ｂに伝わる振動が低減し、外側の硬質弾性体層１０ａ，１０ｂから外部に放射する騒音を低減させる。この第５実施形態では、第１実施形態と同様に防音効果を向上させることができる。
【００５２】
（第６実施形態）
図９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９に示す被覆部材８は、レールＲと接触する側に硬質弾性体層１０ａ，１０ｂを有し、軟質弾性体層９ａ，９ｂと硬質弾性体層１０ａ，１０ｂとが互い違いに２層積層されている。このため、この第６実施形態では、第５実施形態に比べてより一層防音効果を向上させることができる。
【００５３】
（第７実施形態）
図１０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１０に示す被覆部材８は、軟質弾性体層９ａ，９ｂのレールＲと接触する側に、レールＲの腐食を防止する防錆層１２を有する。防錆層１２は、フタル樹脂系、エポキシ樹脂系、ポリウレア系、ウレタン樹脂系、ビニルエステル系の塗料型の防錆剤や、フッ素樹脂系などのコーティング型の防錆剤や、防錆グリースなどが塗布されて層形成されている。この第７実施形態では、第１実施形態の効果に加えて、被覆部材８が防錆層１２を備えるため、レールＲと軟質弾性体層９ａ，９ｂとの間の境界面における腐食を防止することができる。
【００５４】
（第８実施形態）
図１１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１１に示す被覆部材８は、軟質弾性体層９ａ，９ｂの表面を保護する保護層（保護袋）１３を有する。この保護層１３は、電気絶縁性、耐候性及び防水性などを有する柔軟な薄膜状のゴムや合成樹脂などによって形成されており、軟質弾性体層９ａ，９ｂの全体を袋状に被覆する。このような保護層としては、フッ素樹脂(テトロン(商品名))、ポリエステル、ナイロンなどによって形成することが好ましい。この第８実施形態では、軟質弾性体層９ａ，９ｂが直射日光に曝されるのを防ぎ紫外線による劣化を抑制することができるとともに、被覆部材８への雨水の浸入を抑制することができる。
【００５５】
（第９実施形態）
図１２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１２に示す被覆部材８は、軟質弾性体層９ａ，９ｂの上端面９ｃ，９ｄの略全面を硬質弾性体層１０ａ，１０ｂによって被覆している。硬質弾性体層１０ａ，１０ｂは、上端面９ｃ，９ｄの略全面を覆うように上端部が略垂直に折り曲げられて屈曲部１０ｃ，１０ｄが形成されており、この屈曲部１０ｃ，１０ｄの先端部はレールＲと電気的に絶縁するようにレールＲと僅かに間隙部を形成している。この第９実施形態には、第８実施形態と同様の効果がある。
【００５６】
（第１０実施形態）
図１３は、この発明の第１０実施形態に係るレールの防音構造の断面図である。
図１３に示す被覆部材８は、防音壁部１４を備えており、この防音壁部１４はレールＲ上を車両が通過するときに発生する騒音を減衰させる部材である。防音壁部１４は、硬質弾性体層１０ａと一体に形成され軌道面に対して略垂直に伸びており、建築限界Ｌを超えない範囲内に配置されている。ここで、建築限界Ｌとは、鉄道車両が安全に走行するために建築物などが入ってはならない軌道上に確保された空間である。防音壁部１４とレール腹部Ｒ3との間に軟質弾性体層９ａが形成されている。吸音部１５は、レールＲを車両が通過するときに発生する音を吸収する部材であり、防音壁部１４の音源側（車両側）に接着剤などによって固定されている。この第１０実施形態では、レールＲからの騒音を低減することができるとともに、レールＲ上を車輪Ｗが移動するときに発生する転動音や空力音などのような車両の下部から発生する騒音も低減することができる。
【実施例】
【００５７】
次に、この発明の実施例について説明する。
図１４は、振動評価試験装置の構成図である。
図１４に示す振動評価試験装置２０は、レールＲに打撃を加えたときに発生する振動を測定して制振効果を評価する試験装置である。振動評価試験装置２０は、レールＲに打撃を加えるインパルスハンマー２１と、レール頭部Ｒ1の頭頂面に発生する上下方向の振動のみを検出する振動ピックアップ２２と、インパルスハンマー２１からの出力信号と振動ピックアップ２２からの出力信号との時間波形及び伝達関数を解析する２チャンネルFFTアナライザ２３などを備えている。振動評価試験装置２０は、実施例１，２に係る試験体３０によってレールＲを被覆した状態で、振動ピックアップ２２が装着されている側とは反対側のレールＲの端部をインパルスハンマー２１で打撃したときに発生する振動を測定する。
【００５８】
実施例１は、厚さ0.6mmの制振鋼板（株式会社ニチアス製のメタラミネ(商品名))の制振カバーと、この制振カバーとレールＲとの間の5〜10mm程度の隙間に挟み込まれた厚さ10mmのEPDMの発泡ゴム吸音材とからなる試験体である。実施例２は、厚さ0.8mmの制振鋼板（株式会社ニチアス製のメタラミネ(商品名))の制振カバーと、この制振カバーとレールＲとの間の5〜10mm程度の隙間に挟み込まれた厚さ10mmのEPDMの発泡ゴム吸音材とからなる試験体である。実施例１，２は、図１〜図５に示す被覆部材８に相当する。
【００５９】
図１５は、振動評価試験の測定結果を示すグラフであり、図１５（Ａ）は比較例の測定結果を示し、図１５（Ｂ）は実施例１の測定結果を示し、図１５（Ｃ）は実施例２の測定結果を示す。
図１５に示す測定結果は、周波数レンジ2kHz、平均回数２０回のときの測定結果であり、上側の波形がインパルスハンマー２１からの測定結果であり、下側の波形が振動ピックアップ２２からの測定結果である。図１５（Ａ）に示す比較例は、レールＲを被覆しない状態で打撃を加えたときの測定結果である。図１５（Ｂ）（Ｃ）に示す実施例１，２は、図１５（Ａ）に示す比較例に比べて短時間で振動が減衰しており制振効果が高いことが確認された。
【００６０】
（他の実施形態）
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、レール底部Ｒ2及びレール腹部Ｒ3の略全面を被覆部材８によって被覆する場合を例に挙げて説明したが、車輪Ｗの踏面Ｗ1及びフランジ面Ｗ2と接触しない範囲内でレール頭部Ｒ1の一部も被覆部材８によって被覆することができる。また、この実施形態では、まくらぎ１及びレール締結装置２と干渉する部分を除き被覆部材８によって被覆する場合を例に挙げて説明したが、レールＲを接続するレール継目板を電気的に絶縁可能な状態で被覆部材によって被覆することもできる。
【００６１】
(2) この実施形態では、軟質弾性体層９ａ，９ｂの上端面をレール頭部Ｒ1の顎部に接触させた場合を例に挙げて説明したが、上端面をレール頭部Ｒ1の顎部から僅かに離間させることもできる。また、この実施形態では、軟質弾性体層９ａ，９ｂ及び硬質弾性体層１０ａ，１０ｂの材料構成について説明したが、柔軟な弾性材や粘弾性材によって軟質弾性体層９ａ，９ｂを形成し、制振鋼板や制振合金によって硬質弾性体層１０ａ，１０ｂを形成することもできる。
【００６２】
(3) この第７実施形態では、軟質弾性体層９ａ，９ｂのレールＲと接触する側に防錆層１２を形成した場合を例に挙げて説明したがこれに限定するものではない。例えば、軟質弾性体層９ａ，９ｂの全体に防錆剤を配合又は混合させたり、軟質弾性体層９ａ，９ｂの表面に防錆剤を配合又は含浸させたりして、軟質弾性体層９ａ．９ｂに防錆剤を含有させることもできる。軟質弾性層９ａ，９ｂに亜鉛硝酸などの気化質の防錆剤を配合することもできる。この場合には、気化質の防錆剤が使用に伴って徐々に発散し、レールＲと軟質弾性体層９ａ，９ｂとの間の界面に防錆気化層を形成し、レールＲの腐食を抑制することが期待できる。図８及び図９に示す硬質弾性体層１０ａ，１０ｂのレールＲと接触する側に防錆層１２を形成させたり、図８及び図９に示す硬質弾性体層１０ａ，１０ｂに防錆剤を含有させたりすることもできる。また、この第７実施形態では、被覆部材８側に防錆層１２を形成する場合を例に挙げて説明したが、レールＲ側に防錆層１２を形成することもできる。さらに、この第１０実施形態では、軟質弾性体層９ａ，９ｂ及び硬質弾性体層１０ａ，１０ｂをそれぞれ２層互い違いに積層した場合を例に挙げて説明したが、これらを３層以上互い違いに積層することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】この発明の第１実施形態に係るレールの防音構造の装着状態を示す平面図である。
【図２】この発明の第１実施形態に係るレールの防音構造の装着状態を示す側面図である。
【図３】この発明の第１実施形態に係るレールの防音構造の展開図である。
【図４】この発明の第１実施形態に係るレールの防音構造の断面図である。
【図５】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６】この発明の第４実施形態に係るレールの防音構造の展開図である。
【図７】この発明の第４実施形態に係るレールの防音構造の断面図である。
【図８】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９】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１０】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１１】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１２】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１３】この発明の第１０実施形態に係るレールの防音構造の断面図である。
【図１４】振動評価試験装置の構成図である。
【図１５】振動評価試験の測定結果を示すグラフであり、（Ａ）は比較例の測定結果を示し、（Ｂ）は実施例１の測定結果を示し、（Ｃ）は実施例２の測定結果を示す。
【符号の説明】
【００６４】
１  まくらぎ
２  レール締結装置
７  防音構造
８  被覆部材
８ａ  右側被覆部材
８ｂ  左側被覆部材
８ｃ，８ｄ  切欠部
９ａ，９ｂ  軟質弾性体層
９ｃ，９ｄ  上端面
１０ａ，１０ｂ  硬質弾性体層
１０ｃ，１０ｄ  屈曲部
１１  固定部材
１１ａ  右側保持部材
１１ｂ  左側保持部材
１１ｃ  連結部材
１２  防錆層
１３  保護層
１４  防音壁部
１５  吸音部
Ｒ  レール
Ｒ1  レール頭部
Ｒ2  レール底部
Ｒ3  レール腹部
Ｗ  車輪
【図１】
2006002442.tif 000003
【図２】
2006002442.tif 000004
【図３】
2006002442.tif 000005
【図４】
2006002442.tif 000006
【図５】
2006002442.tif 000007
【図６】
2006002442.tif 000008
【図７】
2006002442.tif 000009
【図８】
2006002442.tif 000010
【図９】
2006002442.tif 000011
【図１０】
2006002442.tif 000012
【図１１】
2006002442.tif 000013
【図１２】
2006002442.tif 000014
【図１３】
2006002442.tif 000015
【図１４】
2006002442.tif 000016
【図１５】
2006002442.tif 000017