JPH07216801A - Metal sleeper with sound reducing performance and vibration damping performance and manufacture thereof - Google Patents
Metal sleeper with sound reducing performance and vibration damping performance and manufacture thereofInfo
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- JPH07216801A JPH07216801A JP30335494A JP30335494A JPH07216801A JP H07216801 A JPH07216801 A JP H07216801A JP 30335494 A JP30335494 A JP 30335494A JP 30335494 A JP30335494 A JP 30335494A JP H07216801 A JPH07216801 A JP H07216801A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は制振性能（振動減衰能）
を保有し、騒音の発生を抑制することができる鉄道用金
属まくらぎに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to vibration damping performance (vibration damping ability).
The present invention relates to a railroad metal sleeper that can be restrained from generating noise.
【０００２】[0002]
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】鉄道用
まくらぎは従来は木製のものが使われてきたが、近年の
熱帯雨林保護の動き、あるいは耐用年数の問題からコン
クリート製に変わってきた。しかし、コンクリート製ま
くらぎは重く、現場での施工に問題があった。また、レ
ール直下部が割れるという問題があった。しかも耐用年
数の過ぎたコンクリート製まくらぎは、列車軸受部から
落下した潤滑油やレールの磨耗粉で汚れているため、再
利用手段がなく、産業廃棄物の点からも問題がある。そ
こで、リサイクルの容易な金属、特に鉄を使ったまくら
ぎが開発されてきた。2. Description of the Related Art Conventionally, wooden sleepers have been used for railroad sleepers, but they have been changed to concrete ones due to the recent movement of protection of tropical rainforests or the problem of service life. . However, the concrete sleepers were heavy, and there was a problem in construction on site. In addition, there was a problem that the portion directly below the rail was cracked. Moreover, since the concrete sleepers that have reached the end of their useful life are contaminated with the lubricating oil that has fallen from the train bearings and the abrasion powder of the rails, there is no means for reuse and there is a problem in terms of industrial waste. Therefore, sleepers using metals that are easy to recycle, especially iron, have been developed.
【０００３】更に、近年の列車の走行速度の高速化に伴
い、列車通過時の騒音も大きくなって社会問題化してき
ており、その対策を早急にたてる必要に迫られている。
この列車通過時の騒音の大部分は、まくらぎから発生す
ることが知られている。そのためまくらぎからの騒音低
減の検討がなされている。例えば、特開昭57-146801号
公報には、コンクリート製まくらぎの裏側にポリオレフ
ィンフォームを貼り付け、そのフォームの中に熱硬化樹
脂を流し込む方法が開示されているが、コンクリート製
まくらぎの重量および列車通過時の加重でフォームは変
形せざるをえず、すぐに騒音低減効果は消失してしま
う。Furthermore, with the recent increase in the traveling speed of trains, noise when passing trains has become large and has become a social problem, and there is an urgent need to take countermeasures against it.
It is known that most of the noise when passing through the train comes from sleepers. Therefore, noise reduction from sleepers is being studied. For example, JP-A-57-146801 discloses a method in which a polyolefin foam is attached to the back side of a concrete sleeper and a thermosetting resin is poured into the foam, but the weight of the concrete sleeper and the train. The foam must be deformed due to the weight when passing, and the noise reduction effect disappears immediately.
【０００４】鉄製まくらぎの騒音低減対策としては、制
振鋼板を加工成形した減音まくらぎが特開平3-122301号
公報、特開平1-174701号公報に紹介されているが、これ
らはいずれも平面状制振鋼板を鉄製まくらぎ特有の略湾
曲形状に曲げ加工しているので、その湾曲加工の際に制
振鋼板を構成する制振材と鋼板が密着力不足で剥離し、
騒音低減効果がなくなるという問題があった。As a noise reduction measure for iron sleepers, a noise reduction sleeper made by processing a damping steel plate is introduced in JP-A-3-122301 and JP-A-1-174701. Since the flat damping steel plate is bent into a substantially curved shape peculiar to iron sleepers, the damping material and the steel plate that make up the damping steel plate peel off due to insufficient adhesion during the bending process,
There was a problem that the noise reduction effect was lost.
【０００５】この剥離対策として、特開平3-122301号公
報においては湾曲縁部にフランジが設けられ、そのフラ
ンジを構成する制振鋼板の端部を溶接による固着または
ボルトによる締結が開示され、また、特開平1-174701号
公報には湾曲縁部に巻込部を設けることが開示されてい
る。しかしこの場合、フランジおよび巻込部を設けるこ
とは逆にバラスト間の噛み合い範囲を減じさせ、鉄製ま
くらぎ本来の特徴であるバラストのスプリング力の長期
維持を阻害するという問題がある。As a measure against this peeling, Japanese Patent Laid-Open No. 31-2301 discloses that a curved edge is provided with a flange, and the end of a vibration-damping steel plate forming the flange is fixed by welding or bolted. Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-174701 discloses providing a winding portion on a curved edge portion. However, in this case, the provision of the flange and the winding portion conversely reduces the meshing range between the ballasts, which impedes the long-term maintenance of the spring force of the ballast, which is an inherent feature of the iron sleepers.
【０００６】更に、特開平3-122301号公報、特開平1-17
4701号公報で開示されている鉄製まくらぎで構成された
軌道は、上述の加工上の制約から該鉄製まくらぎの両端
が開放されているので、該鉄製まくらぎの長手方向に対
する位置ずれ抵抗が極めて小さく、列車の振動によって
容易に長手方向にずれ、レールが蛇行して列車の脱線の
原因となりやすい。[0006] Further, JP-A-3-122301 and JP-A-1-17
The track composed of the iron sleepers disclosed in Japanese Patent No. 4701 has both ends of the iron sleepers opened due to the above-mentioned processing restrictions, so that the positional shift resistance with respect to the longitudinal direction of the iron sleepers is extremely small. , The train easily shifts in the longitudinal direction due to the vibration of the train, and the rail meanders, which easily causes derailment of the train.
【０００７】このような制振鋼板の欠点を改良するた
め、特開昭57-68401号公報においては、Ｈ型鋼に合成樹
脂または合成ゴムを付着させることが開示されている。
しかし、日本接着協会誌17、378(1981) に記述されてい
るように、拘束型と呼ばれる構造の制振鋼板に比べ、非
拘束型と呼ばれるかかる構造をのものは合成樹脂または
合成ゴムを非常に厚くしなければ制振特性が発揮され
ず、実用的でない。また、特開平6-101201号公報におい
ては、まくらぎではなくレールの側面に制振層シート及
び拘束層としての金属箔または硬質ポリオレフィンなど
のシートを貼着することが開示されている。しかしこの
場合、雨風などにより、経時的に貼着力を失い、制振特
性がなくなってしまう。この技術をまくらぎに応用して
も、まくらぎと制振層または制振層と拘束層の間の貼着
力が短期間でなくなることが予想され、実用的でない。In order to improve such a drawback of the vibration-damping steel plate, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-68401 discloses that H-shaped steel is attached with synthetic resin or synthetic rubber.
However, as described in the Japan Adhesive Association magazine 17 , 378 (1981), compared to damping steel plates with a structure called constrained type, those with such a structure called unconstrained type are made of synthetic resin or synthetic rubber. If it is not thick enough, the damping characteristics will not be exhibited and it is not practical. Further, Japanese Patent Laid-Open No. 6-101201 discloses that a damping layer sheet and a sheet such as a metal foil or a rigid polyolefin as a constraining layer are attached to the side surface of the rail instead of the sleepers. However, in this case, due to rain and wind, the adhesive force is lost over time, and the vibration damping property is lost. Even if this technique is applied to sleepers, it is expected that the adhesive force between the sleepers and the damping layer or between the damping layer and the constraining layer will disappear in a short period of time, which is not practical.
【０００８】そこで、鉄製まくらぎの長所である軌道バ
ラストのスプリング力の長期保持、軌道の蛇行阻止、リ
サイクル性、経済性などを保持したまま、列車走行時の
騒音低減効果を持つ鉄製まくらぎの開発が望まれてい
た。[0008] Therefore, the development of an iron sleeper having a noise reduction effect during train running while maintaining the spring force of the track ballast, which is an advantage of the iron sleeper, for a long period of time, preventing the track from meandering, recyclability, and economy. Was wanted.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の問
題点を解決する制振性を有する金属まくらぎについて鋭
意検討した結果、本発明に到達した。The present inventors have arrived at the present invention as a result of extensive studies on a metal sleeper having a vibration damping property that solves the above problems.
【００１０】即ち、本発明は、金属で構成された鉄道用
まくらぎの表面に制振性を有する樹脂組成物からなる制
振材層と、該制振材層の上に硬質樹脂層を層状に設ける
ことにより作られた、減音性及び制振性を有する金属ま
くらぎ及びその製造方法に関する。That is, according to the present invention, a damping material layer made of a resin composition having damping properties on the surface of a railroad sleeper made of metal, and a hard resin layer formed in layers on the damping material layer. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a metal sleeper having a sound reducing property and a vibration damping property, which is made by providing the same, and a manufacturing method thereof.
【００１１】本発明の制振材層に用いられるゴム系樹脂
組成物としてはブチルゴム、ポリイソプレンゴム、クロ
ロプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、天然ゴム、
エチレン−プロピレンゴム、ニトリルゴム、アクリルゴ
ム、ウレタンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴムなど、及
びこれらの混合物などからなる組成物をその例として挙
げることができるが、特に制振材層としてブチルゴムを
主な一成分として用いると高い制振性能が得られ好適で
ある。The rubber resin composition used in the damping material layer of the present invention includes butyl rubber, polyisoprene rubber, chloroprene rubber, styrene-butadiene rubber, natural rubber,
Examples of the composition include ethylene-propylene rubber, nitrile rubber, acrylic rubber, urethane rubber, silicone rubber, fluororubber, and the like, and a mixture thereof. Butyl rubber is mainly used as a damping material layer. When used as one component, high vibration damping performance is obtained, which is preferable.
【００１２】ここで使用されるブチルゴムは、ポリイソ
ブチレン、イソブチレン−イソプレン共重合体を指して
言い、またこの中にはこれらの誘導体であるクロロブチ
ルゴム、ブロモブチルゴムも含まれる。[0012] The butyl rubber used herein refers to polyisobutylene and isobutylene-isoprene copolymer, and also includes chlorobutyl rubber and bromobutyl rubber which are derivatives thereof.
【００１３】また、ポリイソプレンゴムも本発明に対し
て有効である。ここで言うポリイソプレンゴムとは、構
成単位の化学構造により下記に示した幾通りかの種類が
考えられるが、これら全てを指して言う。また、これら
の構成単位は単独でも、混合していても良い。通常は合
成条件でこれら構成単位の含量を変えることが可能で、
含量の変化により物性も変化する。例えば、トランス−
1,４−結合を多く含むトランス−1,４−ポリイソプレン
は融点を67℃に持つ成形加工性の良い結晶性高分子であ
る。一方、3,４−結合の多いポリイソプレンは無定形の
ゴム状ポリマーであり、特に低周波の振動に対する吸収
特性に優れている。本発明での使用については、振動吸
収特性と加工特性を考慮して、構成単位を選択すれば良
いが、特に振動吸収性からは、3,４−ポリイソプレン結
合量が多いことが望ましい。Polyisoprene rubber is also effective for the present invention. The polyisoprene rubber referred to here may be of several types shown below depending on the chemical structure of the constitutional unit, but it refers to all of them. Further, these constituent units may be used alone or in a mixture. It is usually possible to change the content of these structural units under synthetic conditions,
Physical properties also change due to changes in content. For example, transformer
Trans-1,4-polyisoprene containing a large amount of 1,4-bonds is a crystalline polymer having a melting point of 67 ° C and good moldability. On the other hand, polyisoprene having a large number of 3,4-bonds is an amorphous rubber-like polymer and is excellent in absorption characteristics especially for low frequency vibration. For use in the present invention, the constitutional unit may be selected in consideration of the vibration absorption property and the processing property, and it is preferable that the amount of 3,4-polyisoprene bond is large especially from the viewpoint of vibration absorption property.
【００１４】[0014]
【化１】 [Chemical 1]
【００１５】しかし、一般にゴムは、成形後、加硫工程
を経なければ良好な機械物性を発現できない。また、一
度加硫したゴムは、もうそれ以上の加工が不可能とな
る。このような性質のため、優れた物性を持つゴムであ
っても、その用途は限定されてしまっている。However, rubber generally cannot exhibit good mechanical properties unless it undergoes a vulcanization step after molding. Further, once vulcanized rubber cannot be further processed. Due to such properties, even rubber having excellent physical properties is limited in its use.
【００１６】また、制振性を付与する物質との接着性の
改良あるいは制振材層の機械的強度を高めるため、ある
いは加工性の改良に、オレフィン・アクリル酸エステル
共重合体、エポキシ基含有ポリオレフィン、ポリオレフ
ィン、変性ポリオレフィン等を制振性能を著しく低下し
ない範囲で混合することができる。Further, in order to improve the adhesiveness with a substance which imparts vibration damping property, to increase the mechanical strength of the vibration damping material layer, or to improve the processability, an olefin / acrylic acid ester copolymer or an epoxy group is contained. Polyolefin, polyolefin, modified polyolefin and the like can be mixed in a range that does not significantly reduce vibration damping performance.
【００１７】本発明に適した制振性を有する樹脂組成物
として、ブチルゴム、ポリイソプレンゴム及びスチレン
・ブタジエンゴムの中から１種以上を配合してなる振動
減衰性ゴムにオレフィン・アクリル酸エステル共重合体
及び／又は低結晶性ポリオレフィン共重合体を配合して
なる樹脂組成物を挙げることができる。As a vibration-damping resin composition suitable for the present invention, a vibration-damping rubber obtained by blending at least one of butyl rubber, polyisoprene rubber, and styrene / butadiene rubber is used as an olefin / acrylic ester copolymer. A resin composition containing a polymer and / or a low crystalline polyolefin copolymer may be mentioned.
【００１８】この樹脂組成物は、ゴム成分とオレフィン
・アクリル酸エステル共重合体等を加硫剤の存在下で加
熱・混練することにより、加硫されたゴム成分が、オレ
フィン・アクリル酸エステル共重合体等中に、微細に分
散した動的加硫物が得られるので、機械的強度と加工性
に優れた本発明に好ましい制振材となる。In this resin composition, the rubber component and the olefin / acrylic acid ester copolymer are heated and kneaded in the presence of a vulcanizing agent so that the vulcanized rubber component is mixed with the olefin / acrylic acid ester copolymer. Since a finely dispersed dynamic vulcanizate is obtained in a polymer or the like, it is a preferable damping material for the present invention having excellent mechanical strength and processability.
【００１９】振動減衰性ゴムとオレフィンアクリル酸エ
ステル共重合体の重量組成比としては30／70〜90／10、
好ましくは40／60〜80／20が好適である。これらをイン
ターミキサーに投入し、混練を開始すると、まずゴムが
可塑化され、混練トルクが低下してゆく。次いで、動的
加硫剤を投入すると、ゴム相で架橋反応が起こり、ゴム
の粘度が上昇するため、トルクも上昇し始める。更に混
練を継続すると、ゴムは粘度が高くなりすぎ、今度は少
しずつ共重合体相へ分散してゆく。ゴムが微分散するに
つれてトルクは低下し始め、微分散化が終了すると、ト
ルクはもはや変化しなくなる。この時点が動的加硫の終
点となる。この材料は、通常のゴムのような加硫工程が
不要で、ゴムの性質を維持しながら、良好な加工性と機
械的強度も併せ持つ材料である。The weight composition ratio of the vibration damping rubber and the olefin acrylic ester copolymer is 30/70 to 90/10,
It is preferably 40/60 to 80/20. When these are put into an intermixer and kneading is started, the rubber is first plasticized and the kneading torque is lowered. Next, when a dynamic vulcanizing agent is added, a crosslinking reaction occurs in the rubber phase, the viscosity of the rubber increases, and the torque also starts to increase. When the kneading is further continued, the viscosity of the rubber becomes too high, and the rubber is gradually dispersed in the copolymer phase. The torque begins to decrease as the rubber is finely dispersed, and when the fine dispersion is complete, the torque no longer changes. This time point is the end point of the dynamic vulcanization. This material does not require a vulcanization step like ordinary rubber, and has good processability and mechanical strength while maintaining the properties of rubber.
【００２０】本発明に使用する制振性を有する樹脂組成
物には、染顔料、各種安定剤、充填剤、可塑剤、酸化防
止剤、紫外線吸収剤、造核剤、帯電防止剤、難燃剤など
を、必要に応じて添加することもできる。また、これら
添加剤の中には、過酸化物、イオウ系化合物、フェノー
ル樹脂、プロセスオイル、脂環式エポキシ樹脂など通常
のゴム用加硫剤、加硫促進剤、各種添加剤として知られ
る物質も含まれる。The resin composition having vibration damping properties used in the present invention includes dyes and pigments, various stabilizers, fillers, plasticizers, antioxidants, ultraviolet absorbers, nucleating agents, antistatic agents, flame retardants. And the like can be added as required. In addition, among these additives, peroxides, sulfur compounds, phenol resins, process oils, alicyclic epoxy resins and other usual rubber vulcanizing agents, vulcanization accelerators, substances known as various additives Is also included.
【００２１】これら制振性を有する樹脂組成物は、エマ
ルジョン状、フィルム状、溶液状など種々の形態で使用
することが可能であるが、金属まくらぎの加工上の面か
らエマルジョン状又は溶液状で塗布するのが好ましい。The resin composition having the vibration damping property can be used in various forms such as emulsion, film and solution. However, from the aspect of processing of metal sleepers, emulsion or solution is used. It is preferably applied.
【００２２】本発明の制振材層の上部に接着させる硬質
樹脂層に用いられる素材としては、樹脂自身の弾性が高
く、厚く付着できてかつ制振材層との接着性が良いもの
でなければならず、熱硬化性ポリウレタン系樹脂、アク
リル系樹脂、エポキシ系樹脂及びポリエステル樹脂など
をその例として挙げることができる。これらは常温で液
体または溶液状であり、硬化剤と混合することにより、
架橋反応をして硬化する性質を有している。これら樹脂
と硬化剤は、塗布直前に混合しても良いし、スプレーノ
ズルで混合しながら塗装することも可能である。市販品
としては、ポリアミド硬化型エポキシ樹脂塗料、タール
ウレタン樹脂塗料、タールエポキシ樹脂塗料、アクリル
樹脂塗料エマルジョン系塗料、アクリルゴム系塗料など
があり、これらの塗料にはゴム、熱可塑性樹脂や、マイ
カ等の無機添加剤が含まれても良い。The material used for the hard resin layer to be adhered to the upper portion of the damping material layer of the present invention must be one that has high elasticity of the resin itself, can be attached thickly, and has good adhesiveness with the damping material layer. However, thermosetting polyurethane-based resin, acrylic resin, epoxy-based resin, polyester resin and the like can be cited as examples. These are liquids or solutions at room temperature, and by mixing with a curing agent,
It has the property of undergoing a crosslinking reaction and hardening. These resins and curing agents may be mixed immediately before coating, or may be coated while being mixed with a spray nozzle. Commercially available products include polyamide curable epoxy resin paints, tar urethane resin paints, tar epoxy resin paints, acrylic resin paints emulsion paints, acrylic rubber paints, and these paints include rubber, thermoplastic resin, and mica. Inorganic additives such as may be included.
【００２３】これらの中で硬質樹脂層としては、熱硬化
性ポリウレタン系樹脂組成物が好適である。ここで言う
ポリウレタン系樹脂組成物とは、２液系型のウレタン樹
脂であって、エアレスホットスプレイガンによってスプ
レーされて、どのような形状の物質にも塗布でき、容易
に１mm以上の塗膜を形成するものである。また、本発明
に使用し得るポリウレタン系樹脂組成物とは、ウレタン
樹脂に添加剤を加えたものも含み、例えば、紫外線安定
剤、酸化防止剤、難燃剤、顔料、タール塗料等を添加し
たものが含まれる。このポリウレタン系樹脂組成物から
なる硬質樹脂層は実際の使用時に最外表面にくるため、
制振材層の制振効果を発揮させるためだけでなく、機械
強度、防錆力や耐水性や耐海水性、耐アルカリ性や耐酸
性などの耐薬品性、耐候性をも合わせ持つものでなくて
はならない。Of these, a thermosetting polyurethane resin composition is suitable for the hard resin layer. The polyurethane resin composition referred to here is a two-component type urethane resin, which can be sprayed by an airless hot spray gun and applied to any shape substance, and a coating film of 1 mm or more can be easily applied. To form. Further, the polyurethane-based resin composition that can be used in the present invention includes a urethane resin with an additive added, for example, an ultraviolet stabilizer, an antioxidant, a flame retardant, a pigment, a tar paint, etc. added. Is included. Since the hard resin layer made of this polyurethane resin composition comes to the outermost surface during actual use,
Not only to exert the damping effect of the damping material layer, but also to have mechanical strength, rust prevention, water resistance, seawater resistance, chemical resistance such as alkali resistance and acid resistance, and weather resistance. must not.
【００２４】また、硬質樹脂層の表面を塗布面の全体あ
るいは一部を金属板又は金属箔で被覆することにより、
耐候性を飛躍的に向上させた金属まくらぎを得ることが
可能である。この金属板又は金属箔の種類としては、
鉄、ステンレス、鉛、アルミニウム、これらの合金等、
どんなものでも良いが、これらの中でも、弾性率の高い
金属が特に優れた制振性能を示す。Further, by coating the surface of the hard resin layer with the metal plate or metal foil in whole or in part,
It is possible to obtain a metal sleeper with dramatically improved weather resistance. As the type of this metal plate or metal foil,
Iron, stainless steel, lead, aluminum, alloys of these, etc.
Any material may be used, but among these, a metal having a high elastic modulus exhibits particularly excellent vibration damping performance.
【００２５】制振材層および硬質樹脂層は、金属まくら
ぎの全面に塗布されても制振性は発揮されるが、裏面、
表面の片面のみ、あるいは、またその一部分だけが塗布
されていても制振性能を保有する金属まくらぎとなり得
る。特に、車輌通過による騒音の発生、伝搬のメカニズ
ムから図５に示すように、レールの当接面の裏面及びま
くらぎの中央部裏面の３ヶ所に塗布するのが効果的であ
る。いずれの場合においても制振材層や硬質樹脂層は密
着していないと制振性能は著しく低下してしまう。この
際、制振材層は５〜1000μm 、好ましくは10〜200 μm
の厚さが良く、硬質樹脂層は金属板又は金属箔を更に貼
着しない場合は 800〜4500μm が、金属板又は金属箔を
併用する場合は 200〜3000μm であることが好ましい。The damping material layer and the hard resin layer exhibit damping properties even when applied to the entire surface of the metal sleeper, but the back surface,
Even if only one surface or only a part of the surface is applied, it can be a metal sleeper having vibration damping performance. In particular, from the mechanism of generation and propagation of noise due to passage of a vehicle, it is effective to apply it to three places, that is, the back surface of the contact surface of the rail and the back surface of the central portion of the sleeper, as shown in FIG. In any case, if the damping material layer and the hard resin layer are not in close contact, the damping performance will be significantly reduced. At this time, the damping material layer is 5 to 1000 μm, preferably 10 to 200 μm
The thickness of the hard resin layer is preferably 800 to 4500 μm when the metal plate or the metal foil is not further adhered, and 200 to 3000 μm when the metal plate or the metal foil is used in combination.
【００２６】本願発明の減音性及び制振性を有する金属
まくらぎは、先ず平面金属板をプレス加工あるいは鋳造
により好ましい形状のまくらぎに成形する。通常、図
１、図５の如き、両端が爪状をなした溝型形状のものが
多い。図６は、その横断面図の一例である。次いで、成
形された金属まくらぎの表面に制振性を有する樹脂組成
物の溶液又はエマルジョンを塗布し、次いでその制振層
の上に、更に硬質樹脂の溶液又はエマルジョンを塗布す
る。更に、塗布した硬質樹脂層が硬化する前に必要に応
じてその表面に金属板又は金属箔を密着させて被覆す
る。金属板又は金属箔による硬質樹脂層の塗布表面の被
覆は、特に硬質樹脂層に密着させる必要はない。In the metal sleeper having the sound reduction property and the vibration damping property of the present invention, a flat metal plate is first formed into a sleeper having a preferable shape by press working or casting. Usually, as shown in FIGS. 1 and 5, there are many groove-shaped ones in which both ends are claw-shaped. FIG. 6 is an example of the cross-sectional view. Next, a solution or emulsion of a resin composition having vibration damping properties is applied to the surface of the formed metal sleeper, and then a solution or emulsion of a hard resin is further applied onto the vibration damping layer. Further, before the hard resin layer applied is cured, a metal plate or a metal foil may be adhered to the surface of the hard resin layer to cover it, if necessary. The coating of the coating surface of the hard resin layer with the metal plate or the metal foil does not need to be adhered to the hard resin layer.
【００２７】[0027]
【発明の効果】本発明によって提供される制振性を有す
る金属まくらぎは従来の木製まくらぎやコンクリート製
まくらぎに比べ、現場施工時における取り扱いが容易で
あるだけでなく、列車が走行する時に生じる騒音に対し
て、制振効果を発揮し、静かな列車走行に寄与するもの
である。EFFECT OF THE INVENTION The metal sleepers provided with the present invention that have vibration damping properties are not only easier to handle during on-site construction than conventional wooden sleepers and concrete sleepers, but also when trains run. It suppresses the noise generated and contributes to quiet train running.
【００２８】本発明の金属まくらぎは、塗布された樹脂
層によって振動エネルギーが熱エネルギーに変換されて
制振効果を発現する。従って、列車が走行した時に発生
する振動はレールから本発明の金属まくらぎまで伝導
し、ここで一部分が熱エネルギーとなって消滅するた
め、走行時の周囲への音響を小さくすることができる。In the metal sleeper of the present invention, vibration energy is converted into heat energy by the applied resin layer, and a vibration damping effect is exhibited. Therefore, the vibration generated when the train runs travels from the rail to the metal sleepers of the present invention, and a part of the vibration disappears as thermal energy, so that the acoustic noise to the surroundings when running can be reduced.
【００２９】本発明の金属まくらぎは、成形後に制振材
を塗布するので、両端が爪状の溝型形状のものを容易に
作製することができる利点があり、列車の振動によるま
くらぎの長手方向のずれや蛇行状となるのを防ぎ、列車
脱線の危険を除くことができる。Since the metal sleeper of the present invention is applied with the damping material after being molded, it has the advantage that it can be easily manufactured into a groove-shaped groove with both ends claw-shaped. It is possible to prevent misalignment and meandering, and to eliminate the risk of train derailment.
【００３０】また、金属まくらぎの裏面に接着した制振
材層及び硬質樹脂層は、紫外線、風雨にさらされないた
め、耐候性が飛躍的に延長される。従って、制振性及び
騒音低減性も同様に飛躍的に長期にわたって発揮され続
けることになる。Further, since the damping material layer and the hard resin layer adhered to the back surface of the metal sleeper are not exposed to ultraviolet rays and wind and rain, the weather resistance is remarkably extended. Therefore, the vibration damping property and the noise reducing property are similarly dramatically exerted over a long period of time.
【００３１】[0031]
【実施例】次に本発明を実施例により具体的に説明する
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。EXAMPLES The present invention will now be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
【００３２】参考例１ 図１のごとく鉄製まくらぎを厚み９mmの鉄板をプレスす
ることにより作製した。Reference Example 1 As shown in FIG. 1, an iron sleeper was produced by pressing an iron plate having a thickness of 9 mm.
【００３３】参考例２ (制振性能の測定法) 制振性能の測定は以下の様に行った。測定装置の概略を
図２に示す。金属製まくらぎをワイヤで吊り上げた状態
でまくらぎの中央部に加振して応答を計測し、伝達関数
を求めることによって損失係数を算出する。加振はイン
パルスハンマを用いたインパルス加振を行い、供試体中
央部に取り付けた圧電型加速度計を用いて応答を計測す
る。加振力と供試体の加速度応答を２チャンネルＦＦＴ
アナライザに取り込み、伝達関数を求めた。測定は室温
で行った。損失係数は伝達関数の周波数応答曲線をもと
に半値幅法を用いて算出した。半値幅法による損失係数
の算出は、以下の手順に従って行った。Reference Example 2 (Method for measuring vibration damping performance) The vibration damping performance was measured as follows. An outline of the measuring device is shown in FIG. The loss coefficient is calculated by exciting the metal sleeper with a wire and applying vibration to the center of the sleeper to measure the response, and obtaining the transfer function. For the vibration, impulse vibration using an impulse hammer is performed, and the response is measured using a piezoelectric accelerometer attached to the center of the specimen. 2-channel FFT for excitation force and acceleration response of test piece
It was taken into the analyzer and the transfer function was obtained. The measurement was performed at room temperature. The loss coefficient was calculated using the half-width method based on the frequency response curve of the transfer function. The calculation of the loss coefficient by the half-width method was performed according to the following procedure.
【００３４】１) ＦＦＴアナライザーで求めた伝達関数
の周波数応答曲線において、損失係数を求めようとする
共振ピークを含むある周波数範囲をズーム機能を用いて
図３のように拡大する。ここでズーミングを行うのは共
振周波数等の読みとり誤差を小さくするためである。 ２) 図３で共振周波数ｆと、伝達関数の絶対値が共振ピ
ークより３dB下がった点での周波数ｆ１とｆ２を読み取
る。 ３) 下記の式(1) を用いて共振周波数がｆである共振ピ
ークに対する損失係数ηを算出する。1) In the frequency response curve of the transfer function obtained by the FFT analyzer, a certain frequency range including the resonance peak for which the loss coefficient is to be obtained is expanded as shown in FIG. 3 by using the zoom function. Zooming is performed here to reduce the reading error of the resonance frequency and the like. 2) In FIG. 3, read the resonance frequency f and the frequencies f1 and f2 at the point where the absolute value of the transfer function is 3 dB lower than the resonance peak. 3) Calculate the loss coefficient η for the resonance peak whose resonance frequency is f by using the following equation (1).
【００３５】[0035]
【数１】 [Equation 1]
【００３６】４) １) 〜３) を損失係数を求めたい共振
ピークごとにそれぞれ繰り返し行う。損失係数ηは減衰
比ζの２倍である。4) The steps 1) to 3) are repeated for each resonance peak for which the loss coefficient is to be obtained. The loss coefficient η is twice the damping ratio ζ.
【００３７】実施例１〜４、比較例１ 参考例１で作製した鉄製まくらぎに制振塗料として、3,
４−結合を60％含有するポリイソプレンゴム (Vestogri
p ヒュルス社製) の10％トルエン溶液を50μmになるよ
うに表１に示す面に塗布した。塗布後50℃の熱風乾燥機
内でトルエンを除去し、室温に冷却後、２液性タールウ
レタン樹脂（日本ペイント社製プロテゴール）を制振材
層の上に塗布した。塗布厚みは表１にまとめて示した。
１つの供試体 (実施例４) では、ウレタン樹脂の乾燥前
に厚み１mmの鉄板を更にウレタン樹脂層の上に貼着し
た。これらの供試体を参考例２の方法にて制振性能を測
定した。一方、制振材層、硬質樹脂層ともに処理してい
ない鉄製まくらぎ (比較例)も同様の方法で制振性能を
測定した。制振性能の結果は図４に示した。未処理のま
くらぎ (比較例１) に比較して、実施例１〜４のまくら
ぎは、高い制振性能を示すことがわかる。Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 The iron sleepers produced in Reference Example 1 were coated with a vibration damping coating,
Polyisoprene rubber containing 60% 4-bond (Vestogri
10% toluene solution of p Huls Co., Ltd.) was applied to the surface shown in Table 1 so as to have a thickness of 50 μm. After the application, toluene was removed in a hot air dryer at 50 ° C., and after cooling to room temperature, a two-component tar urethane resin (Protegol manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.) was applied on the damping material layer. The coating thickness is summarized in Table 1.
In one specimen (Example 4), an iron plate having a thickness of 1 mm was further adhered onto the urethane resin layer before the urethane resin was dried. The damping performance of these specimens was measured by the method of Reference Example 2. On the other hand, the damping performance of an iron sleeper (Comparative Example) in which neither the damping material layer nor the hard resin layer was treated was measured by the same method. The result of the vibration damping performance is shown in FIG. It can be seen that the sleepers of Examples 1 to 4 exhibit higher vibration damping performance than the untreated sleepers (Comparative Example 1).
【００３８】[0038]
【表１】 [Table 1]
【００３９】実施例５ インターナルミキサーにブチルゴム（Exxon 社製ブチ
ル）70重量部、エチレン・エチルアクリレート共重合体
（日本石油化学会社製レクスロン）20重量部、エチレン
・プロピレンゴム（日本合成ゴム社製JSR-EP）９重量部
を仕込み、トルクを測定しつつ混練し、図７のＢの時点
で加硫剤のエチレンジチオカルバミン酸亜鉛１重量部を
配合して、更に 140℃に加熱下で混練を続けた。トルク
変化を見ながら図７のＤの時点で試料を取り出した。こ
のものはエチレンジチオカルバミン酸亜鉛で加硫された
ブチルゴムが、エチレン・エチルアクリレート共重合
体、エチレン・プロピレンゴムの混合物中に微細に分散
した動的加硫物が得られた。Example 5 In an internal mixer, 70 parts by weight of butyl rubber (Butyl manufactured by Exxon), 20 parts by weight of ethylene / ethyl acrylate copolymer (Lexron manufactured by Nippon Petrochemical Co., Ltd.), ethylene propylene rubber (manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) JSR-EP) 9 parts by weight were charged and kneaded while measuring the torque. At the point of B in Fig. 7, 1 part by weight of zinc ethylenedithiocarbamate as a vulcanizing agent was blended and further kneaded under heating at 140 ° C. Continued. The sample was taken out at time D in FIG. 7 while observing the change in torque. This product was a dynamic vulcanizate in which butyl rubber vulcanized with zinc ethylenedithiocarbamate was finely dispersed in a mixture of ethylene / ethyl acrylate copolymer and ethylene / propylene rubber.
【００４０】この動的加硫物をトルエンに溶解し、濃度
15％に調整した。この溶液 100重量部を撹拌下、水15重
量部、HLB 13のノニオン系界面活性剤２重量部を少しづ
つ添加してゆき、乳化状態にした。次いで、減圧下でト
ルエンを除去し、最終的に固形分濃度約50％のエマルジ
ョンを調整し、制振塗料を得た。This dynamic vulcanizate was dissolved in toluene to give a concentration
Adjusted to 15%. While stirring 100 parts by weight of this solution, 15 parts by weight of water and 2 parts by weight of HLB 13 nonionic surfactant were added little by little to obtain an emulsified state. Then, toluene was removed under reduced pressure, and finally an emulsion having a solid content concentration of about 50% was prepared to obtain a damping coating.
【００４１】参考例１で作製した鉄製まくらぎの裏面の
全面に上記のエマルジョン状の制振塗料を厚さ50μm に
なるように塗布した。塗布後、50℃の熱風乾燥機内で乾
燥、室温に冷却後、２液性タールウレタン樹脂（日本ペ
イント社製プロテゴール）を制振材層の上に厚さ３mmに
なるように塗布した。The emulsion damping coating composition described above was applied to the entire back surface of the iron sleeper produced in Reference Example 1 to a thickness of 50 μm. After the application, it was dried in a hot air dryer at 50 ° C., cooled to room temperature, and then a two-component tar urethane resin (Protegol manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.) was applied on the damping material layer to a thickness of 3 mm.
【００４２】制振処理した鉄製まくらぎと未処理の鉄製
まくらぎを図２と同様に吊り下げ、ハンマーで鉄製まく
らぎの中央部をたたき、その音で制振効果及び減音効果
を比較した。A vibration-suppressed iron sleeper and an untreated iron sleeper were suspended in the same manner as in FIG. 2, and the center of the iron sleeper was tapped with a hammer to compare the vibration damping effect and noise reduction effect with the sound.
【００４３】その結果、未処理鉄製まくらぎは寺院の鐘
のような音が長く響いていたのに対し、制振処理をした
鉄製まくらぎは木をたたいたような音しかせず、その音
もすぐに減衰した。このように制振処理の効果は顕著で
あった。As a result, the untreated iron sleepers sounded like the bell of a temple for a long time, whereas the vibration-suppressed iron sleepers did not make the sound of hitting a tree. The sound immediately diminished. Thus, the effect of the vibration damping treatment was remarkable.
【００４４】実施例６ 実施例５において、２液性タールウレタン樹脂のかわり
に、エポキシ系樹脂（積水化学製エスダイン）を使うこ
と以外は実施例５と同様にして、鉄製まくらぎに制振処
理をした。この処理済鉄製まくらぎをハンマーでたたく
と、実施例５と同様に良好な制振効果と減音効果を示し
た。Example 6 In the same manner as in Example 5, except that an epoxy resin (Esdyne manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) was used in place of the two-pack tar urethane resin, vibration damping treatment was performed on the iron sleepers. Did. When this treated iron sleeper was hit with a hammer, good vibration damping and sound reducing effects were exhibited as in Example 5.
【００４５】実施例７ 実施例５において、制振塗料および２液性タールウレタ
ン樹脂を図５に示したようにレール当接面の裏面および
中央部裏面の３ヶ所に部分的に塗布し、その表面に１mm
の鉄板を貼着した。この制振処理済鉄製まくらぎをハン
マーでたたくと、実施例５と同様に良好な制振効果と減
音効果を示した。Example 7 In Example 5, the damping paint and the two-part tar urethane resin were partially applied to the rail contact surface and the central back surface as shown in FIG. 1mm on the surface
I stuck the iron plate. When this iron sleeper, which had been subjected to vibration damping treatment, was hit with a hammer, good vibration damping effect and sound reducing effect were exhibited as in the case of Example 5.
【図１】実施例で使用した鉄製まくらぎの概略図であ
る。FIG. 1 is a schematic view of an iron sleeper used in an example.
【図２】実施例における制振性能を測定するための計測
装置接続図である。FIG. 2 is a connection diagram of a measuring device for measuring vibration damping performance in an example.
【図３】実施例における制振性能を測定するための周波
数応答曲線の共振ピーク拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of a resonance peak of a frequency response curve for measuring vibration damping performance in an example.
【図４】実施例１〜４および比較例１の制振性能の測定
結果を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing measurement results of vibration damping performance in Examples 1 to 4 and Comparative Example 1.
【図５】実施例７で使用した本発明の金属まくらぎの部
分縦断面図である。FIG. 5 is a partial vertical cross-sectional view of a metal sleeper of the present invention used in Example 7.
【図６】本発明の金属まくらぎの部分横断面図である。FIG. 6 is a partial cross-sectional view of the metal sleeper of the present invention.
【図７】実施例５の制振性塗料を製造する際の混練過程
におけるトルクの変化を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing changes in torque during a kneading process when manufacturing the vibration damping coating material of Example 5.
１ インパルスハンマ ２ 供試体 ３ 吊り下げワイヤ ４ 圧電型加速度計 ５ 増幅器 ６ ２チャンネルＦＦＴアナライザ 11 レール 12 制振材層 13 爪 14 硬質樹脂層 15 鉄板 16 鉄製まくらぎ 21 金属まくらぎ 22 制振材層 23 硬質樹脂層 24 金属板又は金属箔 1 Impulse hammer 2 Specimen 3 Suspended wire 4 Piezoelectric accelerometer 5 Amplifier 6 2 channel FFT analyzer 11 Rail 12 Damper layer 13 Claw 14 Hard resin layer 15 Iron plate 16 Iron sleeper 21 Metal sleeper 22 Damper layer 23 Hard resin layer 24 Metal plate or metal foil
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000108982 ダイセル・ヒュルス株式会社 東京都千代田区霞が関３丁目８番１号 (71)出願人 591006520 株式会社興和工業所 愛知県名古屋市瑞穂区二野町２番28号 (72)発明者 高橋 顕 東京都千代田区丸の内１−６−５ (72)発明者 星隈 寿男 福岡県北九州市門司区大里新町11−１ (72)発明者 井川 順司 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１−１ (72)発明者 池端 宏美 福岡県北九州市八幡東区川淵町９−27 (72)発明者 喜多 雅巳 兵庫県神戸市北区日の峰４−15−４ (72)発明者 駒田 肇 兵庫県姫路市余部区上余部500 (72)発明者 佐伯 和彦 兵庫県姫路市余部区上余部500 (72)発明者 末廣 篤夫 愛知県名古屋市瑞穂区二野町２−28 (72)発明者 新出 喜文 愛知県小牧市大字入鹿出新田字村西680 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (71) Applicant 000108982 Daicel Huls Co., Ltd. 3-8-1, Kasumigaseki, Chiyoda-ku, Tokyo (71) Applicant 591006520 Kowa Industry Co., Ltd. 2 Ninomachi, Mizuho-ku, Nagoya-shi, Aichi No. 28 (72) Inventor Ken Takahashi 1-6-5 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo (72) Inventor Toshio Hoshikuma 11-1 Osato Shinmachi, Moji-ku, Fukuoka Prefecture Inventor Junji Ikawa Kitakyushu, Fukuoka Prefecture 1-1, Tobata-ku, Hibatacho (72) Inventor Hiromi Ikebata 9-27, Kawabuchi-cho, Hachimanto-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka (72) Inventor Masami Kita 4-15-4, Hinomine, Kita-ku, Kobe-shi, Hyogo (72) Inventor Hajime Komada 500 (72) Kamiyobu, Yobu Ward, Himeji City, Hyogo Prefecture Inventor Kazuhiko Saeki 500 (72) Kamiiyobe, Himeji City, Himeji City, Hyogo Prefecture Inventor Atsuo Suehiro 2-2 Ninomachi, Mizuho-ku, Nagoya-shi, Aichi 8 (72) Inventor Yoshifumi Shinde 680, Muranishi, Niidade, Niidade, Komaki City, Aichi Prefecture
Claims (12)
に制振性を有する樹脂組成物からなる制振材層と、該制
振材層の上に硬質樹脂層を層状に設けることにより作ら
れた、減音性及び制振性を有する金属まくらぎ。1. A damping material layer made of a resin composition having damping properties on the surface of a railroad sleeper made of metal, and a hard resin layer formed in layers on the damping material layer. Metal sleepers with sound reduction and vibration damping properties.
を主な一成分とする組成物である請求項１記載の金属ま
くらぎ。2. The metal sleeper according to claim 1, wherein the vibration-damping resin composition is a composition containing butyl rubber as a main component.
レンゴムを主な一成分とする組成物である請求項１記載
の金属まくらぎ。3. The metal sleeper according to claim 1, wherein the resin composition having vibration damping properties is a composition containing polyisoprene rubber as a main component.
ゴムにオレフィン・アクリル酸エステル共重合体及び／
又は低結晶性ポリオレフィン共重合体を配合してなる樹
脂組成物である請求項１記載の金属まくらぎ。4. A vibration-damping resin composition comprising a vibration-damping rubber and an olefin / acrylic ester copolymer and / or
Alternatively, the metal sleeper according to claim 1, which is a resin composition prepared by blending a low crystalline polyolefin copolymer.
プレンゴム及びスチレン・ブタジエンゴムの中から１種
以上を配合してなるゴムである請求項４記載の金属まく
らぎ。5. The metal sleeper according to claim 4, wherein the vibration damping rubber is a rubber prepared by blending at least one of butyl rubber, polyisoprene rubber and styrene-butadiene rubber.
ン又は溶液の如き形態に調製され、塗布可能なものであ
ることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の
金属まくらぎ。6. The metal pillow according to claim 1, wherein the resin composition having a vibration damping property is prepared in a form such as an emulsion or a solution and can be applied. Gigi.
及び／又はエポキシ系樹脂組成物を配合してなり、塗布
可能なものであることを特徴とする請求項１〜６の何れ
か１項に記載の金属まくらぎ。7. The hard resin layer is made by blending a polyurethane resin composition and / or an epoxy resin composition and can be applied, and the hard resin layer can be applied. The listed metal sleepers.
し硬質層を形成することを特徴とする請求項１〜７の何
れか１項に記載の金属まくらぎ。8. The metal sleeper according to claim 1, wherein after the hard resin layer is applied, it is cured by a crosslinking reaction to form a hard layer.
接する面の裏側の全面あるいは一部に層状に塗布されて
いることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載
の金属まくらぎ。9. The damping material layer and the hard resin layer are applied in layers on the whole or a part of the back side of the surface in contact with the rail, in a layered manner. Metal sleepers.
当接面の裏面及び中央部裏面に層状に塗布されているこ
とを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の金属
まくらぎ。10. The damping material layer and the hard resin layer are applied in layers on the back surface of the rail contact surface and the back surface of the central portion, according to any one of claims 1 to 9. Metal sleepers.
で被覆されていることを特徴とする請求項１〜10の何れ
か１項に記載の金属まくらぎ。11. The metal sleeper according to claim 1, wherein a surface of the hard resin layer is covered with a metal plate or a metal foil.
面に制振性を有する樹脂組成物を塗布し、次いでその上
に硬質樹脂層を層状に塗布して形成することにより、減
音性及び制振性を有する金属まくらぎを得ることを特徴
とする金属枕木の製造方法。12. A sound attenuating and sound-reducing property is obtained by applying a resin composition having a vibration damping property to the surface of a railroad sleeper made of a metal, and then applying a layer of a hard resin layer thereon to form a layer. A method of manufacturing a metal sleeper, which comprises obtaining a metal sleeper having a vibration damping property.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30335494A JPH07216801A (en) | 1993-12-07 | 1994-12-07 | Metal sleeper with sound reducing performance and vibration damping performance and manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-306271 | 1993-12-07 | ||
| JP30627193 | 1993-12-07 | ||
| JP30335494A JPH07216801A (en) | 1993-12-07 | 1994-12-07 | Metal sleeper with sound reducing performance and vibration damping performance and manufacture thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07216801A true JPH07216801A (en) | 1995-08-15 |
Family
ID=26563495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30335494A Pending JPH07216801A (en) | 1993-12-07 | 1994-12-07 | Metal sleeper with sound reducing performance and vibration damping performance and manufacture thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07216801A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107460792A (en) * | 2017-08-15 | 2017-12-12 | 北京交通大学 | A kind of clad steel sleeper |
-
1994
- 1994-12-07 JP JP30335494A patent/JPH07216801A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107460792A (en) * | 2017-08-15 | 2017-12-12 | 北京交通大学 | A kind of clad steel sleeper |
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|---|---|---|---|
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