JPH0288302A - 鉄道の騒音防止方法 - Google Patents
鉄道の騒音防止方法Info
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- JPH0288302A JPH0288302A JP23981988A JP23981988A JPH0288302A JP H0288302 A JPH0288302 A JP H0288302A JP 23981988 A JP23981988 A JP 23981988A JP 23981988 A JP23981988 A JP 23981988A JP H0288302 A JPH0288302 A JP H0288302A
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- Railway Tracks (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
〔発明の目的〕
鉄道騒音は数種の騒音の合成されたものであるが、特に
その中で、影響大で、発生メカニズムが未だ不明確であ
り、且つ多岐にわたる技術開発にもかかわらず、有効な
防音手法が見出されていないと報告（日本騒音Ｉｌｌ工
学会誌昭和６３年６月号、及び自動車技術誌νｏ１．４
１、階１３．１９８７−１５２３）されているものに転
勤者がある。 転勤者とは車輪がレールの上を転勤する時に、両者の接
触によって発生する「ゴーツＪという騒音であり、高速
になればなるほど、（速度の二乗に比例）大になる性質
を持つ厄介なものであり、瀬戸大橋の騒音もこの転勤者
に起因するところが大であると考えられる。本発明はこ
の転勤者の発生メカニズムを解明し、之を軽減して、騒
音汚染を解消しようとするものである。 〔発生メカニズムの解明〕 次に、レールと車輪接触部の幾何学的解析を試みるに、
第１図は車輪とレールの接触部を示すものであるが、あ
る条件のもとで、実際の寸法を、ｙ軸を１００倍に、更
に全体を約２０倍に拡大した図である。図中、（１）・
（２）はそれぞれレール、車輪の圧縮弾性変形部を示す
。 次に、この転勤者の発生メカニズムを検討考察するに、
車両は時速２１０ ｋｍで走行中は、連続して第２図に
示す車輪の（３）部とレールの（４）部が、例えば幅約
１．３ｍｍ、深さ０．１２ｎが８Ｘ１０−’秒の時間に
衝突して、圧縮弾性変形している事になる。言い換えれ
ば、車輪は連続して一大衝撃をレールに与えつつ連通し
ていると考えられる。この連続的な大衝撃により、当然
連続的な大振動が両者に発生し、これが周囲に伝播し、
更に空気に伝播して我々の耳に達し、騒音となっている
と考えられる。 本発明の目的は、この大衝撃力を軽減して振動の発生を
微小化し、騒音の発生を防止しようとするものであり、
陸上は勿論、鉄橋の騒音防止対策として、鉄橋に振動を
起こさせない方法として特に有効であり、本発明の目標
も鉄橋防音にある。 〔防振原理と発明の構成〕 本発明では、この衝撃力をｉＰｌ減するために車輪の外
周部に防振ゴム輪を挿設し、更にその外周に、レールに
対接する金属軸を設ける事により、防振ゴムの外周金属
軸はその鋼弾性により幾分変形が可能であるため、レー
ルとの接触面が大幅に広（なり、打撃力は極端に減少し
、車輪の外周部に防振ゴムの輪を挿設することは車輪が
ゴムタイヤの車輪に大きく近づき、セミゴムタイヤとな
り、極めて有効な防振の方法となるのである。 〔実施例〕 次に、本発明の実施例を示す第３図により説明すれば、
（２）は軸に固定された車輪の外周部であり、幅広く製
作する（５）は車輪の外周部（２）の外周に挿設した防
振ゴム輪であり、（６）はさらにその外周に設けたレー
ルと対接する金属軸としての鋼軸である。 このような設計にする事により、鉄の車輪がセミタイヤ
車輪となり、車輪の打撃力は大幅に軽減され、タイヤ使
用列車に大きく近づくものであり、レールに与える振動
も極端に軽減するので、陸上は勿論、鉄橋騒音解消に特
に顕著な効果を発揮するものである。 〔発明の効果〕 本発明になる車輪と従来の車輪との防音効果をシミュレ
ーションにより測定した結果は、従来の車輪では９０ｄ
Ｂの時、本発明になる車輪では６８ｄＢとなり、２２ｄ
Ｂ低下した。又、防音対策をしたレールを用いれば６０
ｄＢとなり、３０ｄＢ低下した。之はシミュレーション
による測定結果であり、鉄橋上では鉄橋全体が振動して
発音源となるので、本発明の効果はこのシミュレーショ
ンによるデーターより更に有効と考えられる。本発明は
セミタイヤ車輪として、その防音効果は極めて顕著であ
る。
その中で、影響大で、発生メカニズムが未だ不明確であ
り、且つ多岐にわたる技術開発にもかかわらず、有効な
防音手法が見出されていないと報告（日本騒音Ｉｌｌ工
学会誌昭和６３年６月号、及び自動車技術誌νｏ１．４
１、階１３．１９８７−１５２３）されているものに転
勤者がある。 転勤者とは車輪がレールの上を転勤する時に、両者の接
触によって発生する「ゴーツＪという騒音であり、高速
になればなるほど、（速度の二乗に比例）大になる性質
を持つ厄介なものであり、瀬戸大橋の騒音もこの転勤者
に起因するところが大であると考えられる。本発明はこ
の転勤者の発生メカニズムを解明し、之を軽減して、騒
音汚染を解消しようとするものである。 〔発生メカニズムの解明〕 次に、レールと車輪接触部の幾何学的解析を試みるに、
第１図は車輪とレールの接触部を示すものであるが、あ
る条件のもとで、実際の寸法を、ｙ軸を１００倍に、更
に全体を約２０倍に拡大した図である。図中、（１）・
（２）はそれぞれレール、車輪の圧縮弾性変形部を示す
。 次に、この転勤者の発生メカニズムを検討考察するに、
車両は時速２１０ ｋｍで走行中は、連続して第２図に
示す車輪の（３）部とレールの（４）部が、例えば幅約
１．３ｍｍ、深さ０．１２ｎが８Ｘ１０−’秒の時間に
衝突して、圧縮弾性変形している事になる。言い換えれ
ば、車輪は連続して一大衝撃をレールに与えつつ連通し
ていると考えられる。この連続的な大衝撃により、当然
連続的な大振動が両者に発生し、これが周囲に伝播し、
更に空気に伝播して我々の耳に達し、騒音となっている
と考えられる。 本発明の目的は、この大衝撃力を軽減して振動の発生を
微小化し、騒音の発生を防止しようとするものであり、
陸上は勿論、鉄橋の騒音防止対策として、鉄橋に振動を
起こさせない方法として特に有効であり、本発明の目標
も鉄橋防音にある。 〔防振原理と発明の構成〕 本発明では、この衝撃力をｉＰｌ減するために車輪の外
周部に防振ゴム輪を挿設し、更にその外周に、レールに
対接する金属軸を設ける事により、防振ゴムの外周金属
軸はその鋼弾性により幾分変形が可能であるため、レー
ルとの接触面が大幅に広（なり、打撃力は極端に減少し
、車輪の外周部に防振ゴムの輪を挿設することは車輪が
ゴムタイヤの車輪に大きく近づき、セミゴムタイヤとな
り、極めて有効な防振の方法となるのである。 〔実施例〕 次に、本発明の実施例を示す第３図により説明すれば、
（２）は軸に固定された車輪の外周部であり、幅広く製
作する（５）は車輪の外周部（２）の外周に挿設した防
振ゴム輪であり、（６）はさらにその外周に設けたレー
ルと対接する金属軸としての鋼軸である。 このような設計にする事により、鉄の車輪がセミタイヤ
車輪となり、車輪の打撃力は大幅に軽減され、タイヤ使
用列車に大きく近づくものであり、レールに与える振動
も極端に軽減するので、陸上は勿論、鉄橋騒音解消に特
に顕著な効果を発揮するものである。 〔発明の効果〕 本発明になる車輪と従来の車輪との防音効果をシミュレ
ーションにより測定した結果は、従来の車輪では９０ｄ
Ｂの時、本発明になる車輪では６８ｄＢとなり、２２ｄ
Ｂ低下した。又、防音対策をしたレールを用いれば６０
ｄＢとなり、３０ｄＢ低下した。之はシミュレーション
による測定結果であり、鉄橋上では鉄橋全体が振動して
発音源となるので、本発明の効果はこのシミュレーショ
ンによるデーターより更に有効と考えられる。本発明は
セミタイヤ車輪として、その防音効果は極めて顕著であ
る。
第１図及び第２図は車輪とレールの接触部を示す側断面
図で、ある条件のもとて実際の寸法を、ｙ軸を１００倍
に、更に全体を約２０倍に拡大したものである。第３図
は本発明の実施例を示す側断面図である。 １ ・−一一一一・−・ レール２ ・・・・−
・・・・・−・−・−・ 車輪３ ・・−−−一−−−
・・・−・−・・−・ 車輪の次の瞬間の変形部４ ・
・−・・−・・・・・・−・・−レールの次の瞬間の変
形部５ ・−・・−・−・・・・・・・−・・−・・
防振ゴム輪６ ・−・−・・・・・−・−・・・−・
レールと対接する輪第１図 特許出願人 江 頭 康 裕 手 続 補 正 書 （自発） 第３図 補正をする者 補正により増加する請求項の数 ３補正の対象 特
許請求の範囲の欄及び明細書・図面の番号（追加）明
細 書 １、発明の名称 鉄道の騒音防止方法 ２、特許請求の範囲 １、車輪の外周部に防振ゴム輪を挿設し、その外周にレ
ールと対接する金属輪又は之と同等の防止方法 ２、車輪の外周部の幅（（２）の軸方向の厚さ）を従来
の幅より広くした事を特徴とする特許請求金属軸の内側
軸方向移動防止凸部（７）を設けた特許請求範囲第１項
、第２項及び第３項記載３、発明の詳細な説哄 〔発明の目的〕 鉄道騒音は数種の騒音の合成されたものであるが、特に
その中で、影響大で、発生メカニズムが未だ不明確であ
り、且つ多岐にわたる技術開発にもかかわらず、有効な
防音手法が見出されていないと報告（日本騒音制御工学
会誌昭和６３年６月号、及び自動車技術誌Ｖｏ１．４１
、Ｎα１３．１９８７−１５２３ ）されているものに
転動音がある。 転動音とは車輪がレールの上を転動する時に、両者の接
触によって発生する「ゴーツ」という騒音であり、高速
になればなるほど、９９１厘−１１ｍｏａｍｗ大になる
性質を持つ厄介なも０３′・ｔあり、瀬戸犬種の騒音も
この転動音に起因するところが大であると考えられる０
本発明はこの転動音の発生メカニズムを解明し、之を軽
減して、騒音汚染を解消しようとするものである。 〔発生メカニズムの解明〕 次に、レールと車輪接触部の幾何学的解析を試みるに、
第１図は車輪とレールの接触部を示すものであるが、あ
る条件のもとで、実際の寸法を、ｙ軸を１００倍に、更
に全体を約２０倍に拡大した図である０図中、（１）・
（２）はそれぞれレール、車輪の圧縮弾性変形部を示す
。 次に、この転動音の発生メカニズムを検討考察するに、
車両は時速２１０ｋｍで走行中は、連続して第２図に示
す車輪の（３〕部とレールの（４）部が、例えば幅約１
．３閣、深さ０．１２−が８Ｘ１０−’秒の時間に衝突
して、圧縮弾性変形している事になる。言い換えれば、
車輪は連続して一大衝撃をレールに与えつつ通道してい
ると考えられる。この連続的な大衝撃により、当然連続
的な大振動が両者に発生し、これが周囲に伝播し、更に
空気に伝播して我々の耳に達し、騒音となっていると考
えられる。 本発明の目的は、この大衝撃力を軽減して振動の発生を
微小化し、騒音の発生を防止しようとするものであり、
陸上は勿論、鉄橋の騒音防止対策として、鉄橋に振動を
起こさせない方法として特に有効であり、本発明の目標
も鉄橋防音にある。 〔防振原理と発明の構成〕 本発明では、この衝撃力を軽減するために車輪の外周部
に防振ゴム輪を挿設し、更にその外周に、レールに対接
する金属軸を設ける事により、防振ゴムの外周金属軸は
その鋼弾性により幾分変形が可能であるため、レールと
の接触面が大幅に広くなり、打撃力は極端に減少し、車
輪の外周部に防振ゴムの輪を挿設することは車輪がゴム
タイヤの車輪に大きく近づき、セミゴムタイヤとなり、
極めて有効な防振の方法となるのである。 又、この衝撃力は計算の結果、車輪の直径方向のヤング
率Ｅの２分の３乗に比例する事が判明したので、この外
周部に防振ゴム輪を挿入する事により、車輪の直径方向
のヤング率は外周部のレールと対接する金属軸の直径方
向のヤング率に大きく近づき、従来、車輪のヤング率Ｅ
が２． Ｉ ＸｌＯ’ｋｇ／ｃｊに対して外周部のレー
ルと対接する金属軸は２．Ｉ Ｘ１０’ｋｇ／＋ａＪ程
度にする事は容易であり、ヤング率は１００分の１程度
に減少できれば、打撃力はこれの２分の３乗に比例する
ので、打撃力は１０００分の１程度になり、極めて顕著
な防音効果を上げる事ができる。 〔実施例〕 次に、本発明の実施例を示す第３図により説明すれば、
（２）は軸に固定された車輪の外周部であり、従来の幅
より２．５倍幅広く製作する。（５）は車輪の外周部（
２）の外周に挿設した防振ゴム輪であり、（６）はさら
にその外周に設けたレールと対接する金属軸しての鋼軸
である。車輪の外周部＾ の幅（（２）の厚さ）を従来と同じ幅にすれば、弾性ゴ
ム（５）に過分の荷重がかかり、弾性ゴムは温度が上昇
して破壊する。大凡の実験結果、この幅を従来の２倍に
すれば、弾性ゴム（５）への荷重が半減し、ゴムの温度
上昇は許容範囲内に納まるが、安全率を考慮して２．５
倍程度にすれば十分と考えられる。 このような設計にする事により、鉄の車輪がセミタイヤ
車輪となり、車輪の打撃力は大幅に軽減され、タイヤ使
用列車に大きく近づくものであり、レールに与える振動
も極端に軽減するので、陸上は勿論、鉄橋騒音解消に特
に顕著な効果を発揮するものである。 〔発明の効果〕 本発明になる車輪と従来の車輪との防音効果をシミュレ
ーションの打撃方法により測定した結果は、従来の車輪
では９０ｄＢの時、本発明になる車輪では６８ｄＢとな
り、２２ｄＢ低下した。 又、防音対策をしたレールを用いれば６０ｄＢとなり、
３０ｄＢ低下した。之はシミュレーションによる測定結
果であり、鉄橋上では鉄橋全体が振動して発音源となる
ので、本発明の効果はこのシミュレーションによるデー
ターより更に有効と考えられる０本発明はセミタイヤ車
輪として、その防音効果は極めて顕著である。
図で、ある条件のもとて実際の寸法を、ｙ軸を１００倍
に、更に全体を約２０倍に拡大したものである。第３図
は本発明の実施例を示す側断面図である。 １ ・−一一一一・−・ レール２ ・・・・−
・・・・・−・−・−・ 車輪３ ・・−−−一−−−
・・・−・−・・−・ 車輪の次の瞬間の変形部４ ・
・−・・−・・・・・・−・・−レールの次の瞬間の変
形部５ ・−・・−・−・・・・・・・−・・−・・
防振ゴム輪６ ・−・−・・・・・−・−・・・−・
レールと対接する輪第１図 特許出願人 江 頭 康 裕 手 続 補 正 書 （自発） 第３図 補正をする者 補正により増加する請求項の数 ３補正の対象 特
許請求の範囲の欄及び明細書・図面の番号（追加）明
細 書 １、発明の名称 鉄道の騒音防止方法 ２、特許請求の範囲 １、車輪の外周部に防振ゴム輪を挿設し、その外周にレ
ールと対接する金属輪又は之と同等の防止方法 ２、車輪の外周部の幅（（２）の軸方向の厚さ）を従来
の幅より広くした事を特徴とする特許請求金属軸の内側
軸方向移動防止凸部（７）を設けた特許請求範囲第１項
、第２項及び第３項記載３、発明の詳細な説哄 〔発明の目的〕 鉄道騒音は数種の騒音の合成されたものであるが、特に
その中で、影響大で、発生メカニズムが未だ不明確であ
り、且つ多岐にわたる技術開発にもかかわらず、有効な
防音手法が見出されていないと報告（日本騒音制御工学
会誌昭和６３年６月号、及び自動車技術誌Ｖｏ１．４１
、Ｎα１３．１９８７−１５２３ ）されているものに
転動音がある。 転動音とは車輪がレールの上を転動する時に、両者の接
触によって発生する「ゴーツ」という騒音であり、高速
になればなるほど、９９１厘−１１ｍｏａｍｗ大になる
性質を持つ厄介なも０３′・ｔあり、瀬戸犬種の騒音も
この転動音に起因するところが大であると考えられる０
本発明はこの転動音の発生メカニズムを解明し、之を軽
減して、騒音汚染を解消しようとするものである。 〔発生メカニズムの解明〕 次に、レールと車輪接触部の幾何学的解析を試みるに、
第１図は車輪とレールの接触部を示すものであるが、あ
る条件のもとで、実際の寸法を、ｙ軸を１００倍に、更
に全体を約２０倍に拡大した図である０図中、（１）・
（２）はそれぞれレール、車輪の圧縮弾性変形部を示す
。 次に、この転動音の発生メカニズムを検討考察するに、
車両は時速２１０ｋｍで走行中は、連続して第２図に示
す車輪の（３〕部とレールの（４）部が、例えば幅約１
．３閣、深さ０．１２−が８Ｘ１０−’秒の時間に衝突
して、圧縮弾性変形している事になる。言い換えれば、
車輪は連続して一大衝撃をレールに与えつつ通道してい
ると考えられる。この連続的な大衝撃により、当然連続
的な大振動が両者に発生し、これが周囲に伝播し、更に
空気に伝播して我々の耳に達し、騒音となっていると考
えられる。 本発明の目的は、この大衝撃力を軽減して振動の発生を
微小化し、騒音の発生を防止しようとするものであり、
陸上は勿論、鉄橋の騒音防止対策として、鉄橋に振動を
起こさせない方法として特に有効であり、本発明の目標
も鉄橋防音にある。 〔防振原理と発明の構成〕 本発明では、この衝撃力を軽減するために車輪の外周部
に防振ゴム輪を挿設し、更にその外周に、レールに対接
する金属軸を設ける事により、防振ゴムの外周金属軸は
その鋼弾性により幾分変形が可能であるため、レールと
の接触面が大幅に広くなり、打撃力は極端に減少し、車
輪の外周部に防振ゴムの輪を挿設することは車輪がゴム
タイヤの車輪に大きく近づき、セミゴムタイヤとなり、
極めて有効な防振の方法となるのである。 又、この衝撃力は計算の結果、車輪の直径方向のヤング
率Ｅの２分の３乗に比例する事が判明したので、この外
周部に防振ゴム輪を挿入する事により、車輪の直径方向
のヤング率は外周部のレールと対接する金属軸の直径方
向のヤング率に大きく近づき、従来、車輪のヤング率Ｅ
が２． Ｉ ＸｌＯ’ｋｇ／ｃｊに対して外周部のレー
ルと対接する金属軸は２．Ｉ Ｘ１０’ｋｇ／＋ａＪ程
度にする事は容易であり、ヤング率は１００分の１程度
に減少できれば、打撃力はこれの２分の３乗に比例する
ので、打撃力は１０００分の１程度になり、極めて顕著
な防音効果を上げる事ができる。 〔実施例〕 次に、本発明の実施例を示す第３図により説明すれば、
（２）は軸に固定された車輪の外周部であり、従来の幅
より２．５倍幅広く製作する。（５）は車輪の外周部（
２）の外周に挿設した防振ゴム輪であり、（６）はさら
にその外周に設けたレールと対接する金属軸しての鋼軸
である。車輪の外周部＾ の幅（（２）の厚さ）を従来と同じ幅にすれば、弾性ゴ
ム（５）に過分の荷重がかかり、弾性ゴムは温度が上昇
して破壊する。大凡の実験結果、この幅を従来の２倍に
すれば、弾性ゴム（５）への荷重が半減し、ゴムの温度
上昇は許容範囲内に納まるが、安全率を考慮して２．５
倍程度にすれば十分と考えられる。 このような設計にする事により、鉄の車輪がセミタイヤ
車輪となり、車輪の打撃力は大幅に軽減され、タイヤ使
用列車に大きく近づくものであり、レールに与える振動
も極端に軽減するので、陸上は勿論、鉄橋騒音解消に特
に顕著な効果を発揮するものである。 〔発明の効果〕 本発明になる車輪と従来の車輪との防音効果をシミュレ
ーションの打撃方法により測定した結果は、従来の車輪
では９０ｄＢの時、本発明になる車輪では６８ｄＢとな
り、２２ｄＢ低下した。 又、防音対策をしたレールを用いれば６０ｄＢとなり、
３０ｄＢ低下した。之はシミュレーションによる測定結
果であり、鉄橋上では鉄橋全体が振動して発音源となる
ので、本発明の効果はこのシミュレーションによるデー
ターより更に有効と考えられる０本発明はセミタイヤ車
輪として、その防音効果は極めて顕著である。
第１図及び第２図は車輪とレールの接触部を示す側断面
図で、ある条件のもとて実際の寸法を、ｙ軸を１００倍
に、更に全体を約２０倍に拡大したものである。第３図
は本発明の実施例を示す側断面図である。 １ −・・・−・・・レール ２ 車輪 ３ ・−・・・・−・・−車輪の次の瞬間の変形部
４ レールの次の瞬間の変形部５ ・
・・−・・・−防振ゴム輪６ レールと対接
する金属軸７−・−レールと対接する金属軸の 内側軸方向への移動防止凸部 特許出願人 江 頭 康 裕
図で、ある条件のもとて実際の寸法を、ｙ軸を１００倍
に、更に全体を約２０倍に拡大したものである。第３図
は本発明の実施例を示す側断面図である。 １ −・・・−・・・レール ２ 車輪 ３ ・−・・・・−・・−車輪の次の瞬間の変形部
４ レールの次の瞬間の変形部５ ・
・・−・・・−防振ゴム輪６ レールと対接
する金属軸７−・−レールと対接する金属軸の 内側軸方向への移動防止凸部 特許出願人 江 頭 康 裕
Claims (1)
- １、車輪の外周部に防振ゴム輪を挿設し、その外周にレ
ールと対接する金属輪又は之と同等の強度を有する材料
による輪を設けた車輪を鉄道車両に使用した事を特徴と
する鉄道の騒音防止方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23981988A JPH0288302A (ja) | 1988-09-27 | 1988-09-27 | 鉄道の騒音防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23981988A JPH0288302A (ja) | 1988-09-27 | 1988-09-27 | 鉄道の騒音防止方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0288302A true JPH0288302A (ja) | 1990-03-28 |
Family
ID=17050319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23981988A Pending JPH0288302A (ja) | 1988-09-27 | 1988-09-27 | 鉄道の騒音防止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0288302A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6488324B1 (en) * | 1998-04-22 | 2002-12-03 | Skf Engineering & Research Centre B.V. | Railway vehicle wheel with improved damping characteristics |
-
1988
- 1988-09-27 JP JP23981988A patent/JPH0288302A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6488324B1 (en) * | 1998-04-22 | 2002-12-03 | Skf Engineering & Research Centre B.V. | Railway vehicle wheel with improved damping characteristics |
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