JPH04238902A - 防音レール - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、列車通過時に発生する
レールからの騒音を効果的かつ経済的に減少する防音レ
ールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、列車の騒音防止問題については東
海道新幹線の開業時から旧国鉄鉄道技術研究所が中心に
なって大々的に騒音防止技術に取組み、道床構造も含め
て騒音環境基準をクリアする技術を確立している。しか
し、近年鉄道輸送の高効率化指向から、列車の高速化が
至上命題となり、新幹線はもとより在来線の高速化も漸
次図られつつある。

【０００３】ところが、最近の列車の高速化実験から、
現状のままでは騒音環境基準に合格できずに列車の高速
化に支障を来している現状にあり、列車の騒音防止技術
が最大の課題として再浮上している。列車の騒音につい
ては、その主な発生源はレールと車輪の接触音であると
いわれており、従来からレールの騒音防止技術について
、いろいろな取組がなされてきている。

【０００４】例えば文献「レール；加藤八州夫著、日本
鉄道施設協会出版、昭和５３年１月３０日、１１１〜１
１３頁」には図４、図５および図６に示すように、レー
ルの一部に合成（弾性）樹脂を接着したり、レールの腹
部から底部を弾性樹脂でカバーした防音レールが開発さ
れ、騒音減少の効果が認められていることを報告してい
る。

【０００５】しかし、騒音防止効果が十分でなかったり
、非常に高価になる等の問題から実用化にまでは至って
いなかった。

【０００６】

【発明が解決使用とする課題】そこで本発明者らは防音
レールを提供することを目的に、実際の列車通過時の騒
音測定を行い、その周波数特性の解析から騒音に主に関
与する周波数帯域が比較的低周波数域と高周波数域の２
帯あることを解明し、この２帯両方に減衰方策を講じな
いと防音効果が小さいことが分かった。

【０００７】一方、レールの防音策にはレール材質を変
えたり、レール剛性を変えるなどの方法も考えられるが
、実用的でないので、本発明者らはレールにウレタンエ
ラストマー（弾性樹脂）を型注入あるいは塗布する方法
で検討した。防音効果の確認には、騒音に関与するそれ
ぞれの周波数帯域を発生するレール打音方法を確立して
、該打音方法でのレール腹部およびレール底部における
振動減衰および打音位置から水平方向に５０ｃｍ離れた
位置での騒音測定で防音対策の効果を調査する諸実験を
行った結果、次に述べるような知見を得た。

【０００８】（１）車輪との接触面に近いレール腹部で
は高周波数域の騒音レベルを、またレール底部は比較的
低周波数域の騒音レベルを放射する。 （２）レールに被覆するウレタンエラストマーの硬さに
よって、打音時の騒音に大きな違いが見られる。 （３）軟質のウレタンは高周波数域の振動波を良く吸収
し、硬質のウレタンは低周波数域の振動波を良く吸収す
る特質を有する。

【０００９】（４）レールとの界面側に軟質のウレタン
を被覆し、該外側に硬質のウレタンを被覆した２層被覆
材が最も大きな防音効果が見られる。これらの知見に基
づいて、本発明者らは最も効果的な防音方策としてレー
ルの頭頂面および頭側面を除くレール全体または一部分
をレールとの界面側に軟質のウレタンを被覆し、該外側
に硬質のウレタンを被覆した２層被覆のレールを提供す
るものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の知見に基
づいてなされたもので、その要旨とするところは、レー
ルの頭部上首部下方に、少なくとも該上首部から腹部の
軟質ウレタンエラストマー被覆層を介して、硬質ウレタ
ンエラストマー被覆層を施したことを特徴とする防音レ
ールにある。

【００１１】以下に本発明について図面を参照しながら
詳細に説明する。図１はレールを示す。まず説明の便宜
上レール各部の名称を述べる。図１において１の範囲は
頭頂面、２の範囲は頭側面、３の範囲は上首部、４の範
囲は腹部、５の範囲は底部上面、６の範囲は底部側面、
７の範囲は底部下面である。図２、図３は本発明レール
の一実施例の断面図である。図２、図３のレールにおい
て、８は軟質ウレタンエラストマーで、少なくともレー
ルの上首部３から腹部４にかけて被覆されている。図２
は上首部３から腹部４にかけて、図３は上首部３下方か
ら底部下面７までを軟質ウレタンエラストマー８で被覆
した例を示す。９は硬質ウレタンエラストマーで、レー
ルの上首部３下方に、軟質ウレタンエラストマー８の被
覆層を介して、被覆されている。

【００１２】本発明において、上記のようにレールを被
覆する材料にウレタンエラストマーを選んだ理由は、ウ
レタンは常温硬化型のエラストマーであるため吹き付け
塗装や型注入が容易で、また硬化剤の添加量で硬さのコ
ントロールも容易に出来ること、および他の被覆方法に
較べて安価であること、などのためである。また、レー
ルとの界面側に軟質のウレタンエラストマーを被覆し、
外側に硬質の２層のウレタンエラストマーを被覆するの
は、次のような理由による。

【００１３】軟質のウレタンエラストマー被覆層は振動
波を良く吸収し、しかも高周波数域振動波の減衰効果を
有する。したがって、少なくともレールの上首部３から
腹部４の軟質ウレタンエラストマー８の被覆層によって
、レール腹部４の高周波振動を減衰させようとするもの
である。また、外側の硬質ウレタンエラストマー被覆層
９は、軟質ウレタンエラストマー被覆層８で吸収しきれ
なかった振動波を吸収して、さらに減衰して防音効果を
より高めると共に、耐疵損傷性を向上する効果もある。

【００１４】なお、軟質および硬質の硬度値については
特に限定するものではないが、軟質と硬質の硬度差が大
きい程防音効果が大きいことは言うまでもない。他の機
械的性質等を勘案すると、ショアー硬度差２０から３０
程度が耐候性や機械的性質にも問題なく、かつ大きな防
音効果が得られ、実用的である。また、該２層の各々の
被覆厚さについても特に限定するものではないが、軟質
部と硬質部の厚さの比が１：６から１：１の範囲でより
良好な防音効果が見られる。

【００１５】また、２層全体の被覆厚さについても特に
限定はしないが、経済性および列車の高速走行への影響
を考えると、実用的には２ｍｍから１０ｍｍの範囲が妥
当である。なお、ウレタンエラストマーで被覆した本発
明レールは騒音防止の効果は勿論のこと、加えてウレタ
ンは十分な耐食性を有しているため、防食レールとして
も極めて大きな効果を有するものである。さらに、信号
電流の漏洩に基づくレールの電食に対しても、ウレタン
は大きな絶縁抵抗を有しているので効果があり、耐電食
レールとしての性能も併せ有している。

【００１６】

【実施例】以下に具体的実施例について説明する。本発
明レールが防音レールとして十分な性能を有しているか
どうかを確認するために、本発明レールとして図２のレ
ールおよび図３のレールを、比較レールとして、防音未
対策レールおよびショアー硬度５０のウレタンエラスト
マー被覆層を施した防音レールを選び、各々について２
ｍのレールを準備して、レールの両端を紐で吊り、レー
ル長さの中央の頭部を重量２００ｇｒのハンマーを３０
ｃｍの高さから自由落下させて、発生する騒音を騒音計
で測定した。なお、騒音測定のマイクロホンはレール高
さ位置に一致させ、打点位置から水平に５０ｃｍ離れた
位置にセットした。なお、レールは全て新幹線で使用さ
れているＪＩＳ６０を用いた。

【００１７】表１は各レールの騒音測定結果を示す。比
較レールの場合、防音未対策レールの最高騒音レベルが
９５ｄＢ、防音レールの最高騒音レベルが８９ｄＢを示
すのに対し、図３の本発明レールは最高騒音レベルが７
８ｄＢで非常に優れた防音効果を有し、図２のレールの
場合も最高騒音レベルが８１ｄＢを示し、本発明レール
の防音性能は優れたものであることが分かる。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【発明の効果】重量２００ｇのハンマーを３０ｃｍの高
さからレールに自由落下した時発生する騒音を測定した
結果、本発明レールは７８〜８１ｄＢ、何の被覆層も施
さない比較用の未被覆レールは９５ｄＢで、本発明レー
ルの防音効果が高いことが確かめられた。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はレール各部位の名称を説明するためのレ
ールの断面図である。

【図２】図２は本発明レールの一実施例を示す断面図で
ある。

【図３】図３は本発明レールの一実施例を示す断面図で
ある。

【図４】図４はレールの一部に合成（弾性）樹脂を接着
した従来の防音レールの斜視図である。

【図５】図５は図４のレールの断面図である。

【図６】図６はレールの一部を弾性樹脂で被覆した従来
の防音レールの断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　レールの頭部上首部下方に、少なくと
   も該上首部から腹部の軟質ウレタンエラストマー被覆層
   を介して、硬質ウレタンエラストマー被覆層を施したこ
   とを特徴とする防音レール。