JP2012017653A

JP2012017653A - レールの防音装置

Info

Publication number: JP2012017653A
Application number: JP2011235027A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Matsuda; 芳文松田; Takeo Morikawa; 岳生森川; Masanori Shimada; 昌紀島田
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2005-08-30
Filing date: 2011-10-26
Publication date: 2012-01-26
Anticipated expiration: 2026-04-07
Also published as: JP5395874B2

Abstract

【課題】あらゆる帯域の周波数、とくに、１２５０Ｈｚ前後の周波数をもった騒音を効果的に防音する。
【解決手段】レールR表面の所要部分に、吸音マット111および遮音カバー113が内外に被覆されている。吸音マット111は、フリー時の横断面が長方形とされて、レール腹部Rw側面からレール底部Rb上面にかけて斜めに渡されており、そのレールRに接する内面上下部がレールRに押圧されることにより圧縮されている。
【選択図】図２

Description

この発明は、鉄道のレールから発生する騒音を防止するレールの防音装置に関する。

この種のレールの防音装置としては、レールの側面に制振シートが貼付けられており、制振シートが、粘弾性層および拘束層を有する複層制振材よりなるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、吸音マットおよび遮音カバーからなるレールの防音装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開平６−１０１２０１号公報実開平３−２００１号公報

レールの形状や枕木ピッチによって改善し難い周波数がある。例えば、ＪＩＳＥ１１０１に規定される「５０ｋｇＮレール」で枕木ピッチ「６００ｍｍ」の場合、１２５０Ｈｚに改善し難い周波数が現れるが、これを改善する技術が必要であった。

この発明の目的は、レールから発生するあらゆる周波数の騒音を防止し、とくに、１２５０Ｈｚ前後においても十分に効果を発揮することのできるレールの防音装置を提供することにある。

この発明によるレールの防音装置は、レール表面の所要部分に、吸音マットおよび遮音カバーが内外に被覆されており、吸音マットは、フリー時の横断面が長方形とされて、レール腹部側面からレール底部上面にかけて斜めに渡されており、そのレールに接する内面上下部がレールに押圧されることにより圧縮されていることを特徴とするものである。

この発明によるレールの防音装置では、遮音カバーによって多重反射される音は吸音マットによってそのエネルギーが効率よく吸収される。したがって、制振シートだけでは防音し難い１２５０Ｈｚ前後の周波数においても効果的に防音することができる。

遮音カバーは、その上端部がレール腹部側面上端部に位置させられてレール底部上面先端部にかけて渡された平板状部分を有していることがある。

さらに、レール表面および吸音マット裏面間に制振シートが介在させられていると、制振シートによってかなりの制振効果が得られる。

また、レール表面と遮音カバーの周縁部とが隙間なく接触させられていると、音漏れを防ぎ、遮音カバー内の多重反射による吸音効果を一層高めることができる。

吸音マットを形成する吸音材の使用量は、特に限定されるものではないが、遮音カバー内の容積の１５％以上であることがこのましい。双方が隙間無く接していることにより十分な防音効果が得られるため、吸音材使用量を少なくでき、また規格品の吸音材をそのまま使用できるため加工費を少なくできるため低コスト化がはかれる。

レール腹部側面と遮音カバー上端部との間、レール腹部側面と吸音マットとの間およびレール底部上面と遮音カバーとの間に、吸音マットが充填されていない空間が形成されており、吸音マットを形成する吸音材の使用量は、遮音カバー内の容積の１５％以上とされていることがより好ましい。

また、遮音カバーの周縁部に折曲縁部が設けられており、折曲縁部が、吸音マットの周面に被覆されていると、音漏れを防ぎ、遮音カバー内の多重反射による吸音効果を一層高めることができる。この場合レール表面と折曲縁部が垂直に接するため、より確実に隙間を無くすことができる。

また、レール表面および折曲縁部先端間にシーリング部材が介在させられていると、上記音漏れ防止および吸音効果が一層高められる。

さらに、遮音カバーが、レール腹部側面上端部からレール底部上面先端部にかけて渡された平板状に形成されていると、遮音カバーが単純な形状のため遮音カバーの加工費を少なくでき低コスト化がはかれる。

遮音カバーの下縁部が、レール底部下面より上方レベルに位置させられていると、バラスト軌道の施工時にレール底面のバラストを撤去する必要がなく施工時間が短縮でき、またスラブ軌道でレール底面と軌道面の隙間が著しく小さい場合でも施工が可能である。

また、遮音カバーが、制振シート機能を有していると、遮音カバー自身の振動による騒音を抑えることができる。

また、吸音マット表面および遮音カバー裏面間に制振シートが介在させられていてもよい。

また、吸音マットが、繊維状吸音材、樹脂発泡体状吸音材、連続気泡フォーム吸音材、無機多孔質吸音材および無機粒子焼結吸音材の少なくともいずれか１つよりなることが好ましい。吸音効果、取り扱い性を鑑みるとグラスウール、ロックウールなどの繊維状吸音材、ウレタンフォーム、EPDMフォームなどの樹脂フォーム吸音材がより好ましい。

また、遮音カバーが、金属板、樹脂板および無機板の少なくともいずれか１つよりなることが好ましい。加工性、長期耐久性、機械的強度を鑑みるとガルバリウム鋼板や溶融亜鉛-アルミニウム-マグネシウム合金メッキ鋼板などの耐食性鋼板を使用することがより好ましい。

また、遮音カバーの面密度と厚さは特に限定されるものでは無いが、遮音性、施工時や運搬時に破損しない剛性、施工現場で特殊な工具を使用せず簡単に加工できる加工性、後述する遮音カバーが重なりあうことを鑑みると面密度は0.5〜15kg/m2、厚さは0.1〜2.0mm程度が好ましい。

また、遮音カバーの下縁部両端の少なくともいずれか一方に、レール締結部材との干渉を避けるための切欠が形成されていることが好ましい。切欠のサイズ、位置については特に限定されるものではないが、サイズについてはレール締結部材のサイズを鑑みると80〜120mmが好ましい。また一つの遮音カバーにある一つの切欠でレール締結部材をかわしてもよいし、隣り合う二つの遮音カバーにあるそれぞれの切欠を組み合わせてレール締結部材をかわしてもよい。

また、遮音カバーの長さは特に限定されるものではないが、枕木間隔毎に一つの遮音カバーを施工すると、一般的な枕木間隔である550〜600ｍｍの現場に対して、遮音カバーの長さは600〜650mmが好ましい。実際の施工現場の枕木間隔のバラツキは50mm程度生じており、550〜600ｍｍの現場に対して600〜650mmとすることで、隣合うカバー同士を重ね合わせることで隙間なく施工することが可能になる。このように遮音カバー同士を重ねることを鑑みても、前述のように遮音カバーの厚みは0.1〜2.0mm程度が好ましい。

また、遮音カバーの上周縁部がレール表面と接する位置は、レール頭頂部上面から下側38mmの位置に、水平方向に設けられた建築限界に達しない限り特に限定されないが、レール頭頂部上面から下側42〜62ｍｍの位置でレール表面に接する位置が好ましい。

さらに、遮音カバーが、固定具によってレールに固定されており、固定具は、それぞれが遮音カバーの外側面に当接させられている第１固定部材と第２固定部材とが互いに結合されたものであることが好ましい。

この発明によれば、あらゆる帯域の周波数、とくに、制振シートだけでは防音し難い１２５０Ｈｚ前後の周波数においても効果的に防音することができる。

この発明の実施の形態１による防音装置の垂直横断面図である。同実施の形態２による防音装置の垂直横断面図である。同実施の形態２による防音装置の設置状態を示す側面図である。同実施の形態２による防音装置の固定具を示す断面図である。この発明の防音装置による騒音低減効果を示すグラフである。

この発明の実施の形態を図面を参照しながらつぎに説明する。

＜実施の形態１＞
レールＲは、上から下にかけて順次連なる頭部Rt、腹部Rwおよび底部Rbよりなる。腹部Rwの左右両側面から底部Rb上面にかけて、左右一対の防音装置が装備されている。両防音装置は、左右の向きは異にするが、同一構造のものである。以下、右側の防音装置について、説明する。

図１に示す実施の形態１による防音装置は、内側から順に層をなして重ね合わされている主制振シート11、吸音マット12、副制振シート13および遮音カバー14によって構成されている。遮音カバー14の表面上を２つの水平帯状補助制振シート15が互いに平行にのびている。

主制振シート11は、レールＲの腹部Rw右側面からその底部Rb上面にそって拡がるように略断面Ｌ字をなすように成形されたもので、制振樹脂層21および拘束層22よりなる２層構造のものである。制振樹脂層21の裏面側がレールＲの同両面に接着剤を用いて貼り合わせられている。制振樹脂層21に粘着性がある場合、主制振シート11の貼り合せのために、接着剤を用いなくても良い。また、主制振シート11は、制振樹脂層21および拘束層22の組み合わせに限定されることはなく、損失係数が０．１以上となるものであればよい。

制振樹脂層21は、高密度ポリエチレンを水懸濁法により後塩素化して得た塩素化ポリエチレン（重量平均分子量５０万、塩素含量４０重量％、ＤＳＣ法によって測定した結晶化度１０Ｊ／ｇ）１００重量部と、塩素化パラフィン（味の素ファインケミカル社製、商品名「エンパラ「Ｋ５０」）、塩素含量５０重量％、数平均炭素数１４）４００重量部と、炭酸カルシウム（丸尾カルシウム社製、商品名「Ｒ重炭」）４００重量部とをロール練り機を用いて１２０℃で混練し、得られた樹脂混練物を１４０℃でプレスして、厚さ１．０ｍｍのシートに成形したものである。

拘束層22は、厚さ０．７ｍｍのアルミ板よりなり、これを、制振樹脂層21にその粘着性を利用して貼り合わせたものである。

吸音マット12は、上下２つの分割片31、32よりなる。各分割片31、32は、ウレタン吸音材（セキスイウレタン加工社製、製品名「ＬＢＭ」、ｔ＝１０ｍｍ）よりなる。上分割片31は、レールＲの腹部Rw右側面に対応するように拘束層22の垂直表面に当てられ、下分割片32は、レールＲの底部Rbの上面に対応するように拘束層22の傾斜表面に当てられている。

副制振シート13は、上下２つの分割片41、42よりなる。これらの分割片41、42は、対応する縁部同士を向き合わせて、吸音マット12の２つの分割片31、32の中央部分をそれぞれ被覆するように並べられている。各分割片41、42は、主制振シート11と表裏は逆であるが、主制振シート11と同一構造の制振樹脂層21および拘束層22よりなる。制振樹脂層21の側が遮音カバー14の裏面に貼り付合わされている。

吸音マット12の裏面側は、その全体が主制振シート11によって被覆されているが、その表面側は、約７０％だけが副制振シート13によって被覆されている。遮音カバー14に対しては、副制振シート13の面積は多いほど騒音を抑える効果は高くなるが、その効果は約７０％程度で頭打ちとなるため、費用対効果を考慮して約７０％程度が望ましい。

遮音カバー14は、ガルバニウムメッキＳＰＣ鋼板（厚さ０．３５ｍｍ、面密度２．７３ｋｇ／ｍ２）製のもので、腹部カバー部51および底部カバー部52よりなる。腹部カバー部51および底部カバー部52は、主制振シート11のなす横断面Ｌ字と同様のＬ字をなすように屈曲状に折曲げ成形されたものである。また、遮音カバー14のレール長さ方向の長さは、６５０mmである。

腹部カバー部51の上縁部には上部折曲縁部61が設けられている。腹部カバー部51の両側部には一対の上測部折曲縁部62が設けられている。底部カバー部52の両側部には一対の下測部折曲縁部63が設けられている。底部カバー部52の下縁部には下部折曲縁部64が設けられている。これらの折曲縁部61〜64によって、主制振シート11、吸音マット12、副制振シート13の周面の対応する部分が被覆されている。

全ての折曲縁部61〜64の先端部には弾性材製横断面略Ｕ字状パッキン71がそれぞれはめ被せられている。これらのパッキン71は、レール表面および折曲縁部61〜64先端部の対応する部分に介在させられて、音漏れを防止するシーリング部材の機能を果たすようになっている。また、パッキン71に代えて、コーキング材やテープ等によって音漏れを防止するようにしてもよい。

補助制振シート15は、副制振シート13と同様に、主制振シート11と同一構造の制振樹脂層21および拘束層22よりなる。制振樹脂層21の側が遮音カバー14表面に張り合わされている。

上記防音装置における吸音材の充填率、すなわち、遮音カバー14の内容積に対する吸音材の占有容積は、５０％である。

上記防音装置の組立方は以下の通りである。レールＲに主制振シート11を貼り付ける。遮音カバー14の裏面に副制振シート13を、その表面に補助制振シート15をそれぞれ貼り付ける。遮音カバー14の各折曲縁部61〜64の内側に吸音マット12をはめ込んで、吸音マット12が主制振シート11の上に重なるように遮音カバー14をレールＲに固定する。遮音カバー14の固定には、図示しないクランプまたはアルミテープ等を用いても良い。

＜実施の形態２＞
図２に示す実施の形態２（請求項１に係る発明）による防音装置は、内側から順に層をなして重ね合わされている吸音マット111、制振シート112および遮音カバー113によって構成されている。

吸音マット111は、レール腹部Rw側面高さの中程からレール底部Rb上面幅方向中央にかけて渡されている。この吸音マット111の材料は、実施の形態１の吸音マット12と同一材料のものではなく、ＥＰＤＭ発砲体、（株）東洋クオリティワン社製「シルーラ」、厚み２０mmのものである。図２において、吸音マット111は、横断面長方形ではなく、レールＲとの接触部分において、長方形から切取られたように示されているが、これは、レールＲに押圧されることにより、圧縮させられるように押し潰されたことによって形成されたものである。こうして、吸音マットは、フリー時の横断面が長方形とされて、レール腹部Rw側面からレール底部Rb上面にかけて斜めに渡されており、そのレールＲに接する内面上下部がレールに押圧されることにより圧縮されている。

制振シート112は、遮音カバー113裏面に貼り合わされた制振樹脂層121と、吸音マット111表面に重ね合わされかつ制振樹脂層121に貼り合わされた拘束層122とよりなる。これらの制振樹脂層121および拘束層122の材料、成形方法等は、実施の形態１の場合と同じである。

遮音カバー113は、実施の形態１の場合のように、横断面略Ｌ字状に形成されたものではなく、方形平板状のものであって、レール腹部Rw側面高さの上端近くからレール底部Rb上面先端近くにかけて渡されている。遮音カバー113の材質は、実施の形態１のガルバニウムメッキＳＰＣ鋼板であるが、その厚み０．８mm、面密度６．２４ｋｇ／ｍ^２である。長さは、実施の形態１の場合と同様に、６５０mmである。

この実施の形態２による場合、図２に示すように、レール腹部Rw側面と遮音カバー113上端部との間、レール腹部Rw側面と吸音マット111との間およびレール底部Rb上面と遮音カバー11との間に、吸音マット111が充填されていない空間が形成されており、吸音材の充填率（吸音マット111を形成する吸音材の使用量）は、遮音カバー111内の容積の３０％とされて、実施の形態１の場合よりも小さくなっている。

図３を参照すると、防音装置をレールＲに設置した例が示されている。遮音カバー113は隣り合うもの同士接するように連続して並べられている。枕木Ｍの上にレールＲは締結部材Ｔによって固定され、レールＲに遮音カバー113が固定具Ｓによって固定されている。遮音カバー113の上下縁部は、レールＲの対応部分と密に接触させられて押圧されている。遮音カバー113の下縁部両端には切欠131がそれぞれ形成されている。この切欠131によって、締結部材Ｔと遮音カバー113の干渉が避けられるようになっている。

図４に、固定具Ｓの具体例が示されている。固定具は、第１固定部材201および第２固定部材202を有している。第１固定部材201は、略Ｖ字板状のもので、左側の遮音カバー113の外側面からレールＲの底面にかけての部分に当接させられている。第２固定部材202は、帯板状のもので、左側の遮音カバー113の外側面に当接させられている。第１固定部材201の右縁部に、平板状第１被締付部211が設けられている。第２固定部材202の右縁部に、第１被締付部211に重ね合わされた平板状第２被締付部212が設けられている。第１被締付部211に２つの第１ボルト孔が左右に並んであけられている。第２被締付部212に、両第１ボルト孔と合致させられた２つの第２ボルト孔があけられている。第１ボルト孔および第２ボルト孔に、締付ボルト241のねじ部が第１ボルト孔の下側から貫通させられている。締付ボルト241の頭部の回転を規制する回り止め244が第１ボルト孔周縁部下面に設けられている。回り止め244は、垂下板状のもので、締付ボルト241の頭部の外周平坦面に僅かな隙間をおいたところに位置させられている。ねじ部の、第２ボルト孔から上方に突出した部分にナット245がねじはめられている。

第１ボルト孔および第２ボルト孔に締付ボルト241のねじ部を通し、回り止め244に対し締付ボルト241の頭部の外周平坦面を相対させておけば、締付ボルト241は回転できないため、ナット245だけを回転させて、締付ボルト241およびナット245によって、第１被締付部211および第２締付部を締付ければよい。

上記構成の防音装置を用いて、防音検査を行った。枕木スパン６００ｍｍ、５０ＮレールＲを振動スピーカでピンクノイズを出力して加振する。振動スピーカからの直接音の影響を防ぐため、加振点から２ｍ離れた場所でレールＲの腹部Rwから１００ｍｍの場所にマイクロフォンを置き、騒音レベルを測定した。

比較例として、冒頭の従来技術の項に説明した本願の主制振シート11と対応する制振シートだけを用いた防音装置についても測定した。何も防音対策をしていない未対策レールについて測定した場合からの、本願実施例１の防音装置と、本願実施例２（請求項１に係る発明）の防音装置について、騒音レベルの低減量を測定した。

測定結果を図５に示す。図５からあきらかなように、比較例の防音装置よりも、本願実施例１および２の防音装置によれば、周波数のほぼ全領域において、騒音レベル低下量が大であることがわかる。とくに、その低減効果は、１０００〜１２５０Ｈｚの領域で顕著である。

上記実施の形態１において、レール表面に制振シートが貼り付けられている例が示されているが、この制振シートは無くても良い。

また、遮音カバーの表裏両面に制振シートが貼り付けられている例が示されているが、制振シートは遮音カバーの表裏両面のいずれかだけにあっても良い。さらに、遮音カバーそのものを制振シートで形成するようにしてもよい。

111 吸音マット
112 制振シート
113 遮音カバー
Ｒレール
Rwレール腹部
Rbレール底部

Claims

レール表面の所要部分に、吸音マットおよび遮音カバーが内外に被覆されており、吸音マットは、フリー時の横断面が長方形とされて、レール腹部側面からレール底部上面にかけて斜めに渡されており、そのレールに接する内面上下部がレールに押圧されることにより圧縮されていることを特徴とするレールの防音装置。
遮音カバーは、その上端部がレール腹部側面上端部に位置させられてレール底部上面先端部にかけて渡された平板状部分を有している請求項１に記載のレールの防音装置。
吸音マット表面および遮音カバー裏面間に制振シートが介在させられている請求項１または２に記載のレールの防音装置。
レール腹部側面と遮音カバー上端部との間、レール腹部側面と吸音マットとの間およびレール底部上面と遮音カバーとの間に、吸音マットが充填されていない空間が形成されており、吸音マットを形成する吸音材の使用量は、遮音カバー内の容積の１５％以上とされている請求項１から３までのいずれかに記載のレールの防音装置。
遮音カバーが、固定具によってレールに固定されており、固定具は、それぞれが遮音カバーの外側面に当接させられている第１固定部材と第２固定部材とが互いに結合されたものである請求項１〜４のいずれかに記載のレールの防音装置。