鐵道車輛用隔音車輪的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種鐵道車輛用隔音車輪，特別涉及一種能夠大幅度地降低因車輪的 振動而產生的噪音且耐久性優異的鐵道車輛用隔音車輪。
【背景技術】
[0002] 對于鐵道沿線環境而言，鐵道車輛行駛時產生的噪音是需要解決的最優先課題之 一。這樣的噪音包括由車輪產生的噪音。由車輪產生的噪音包括車輪滾動噪音、和所謂的 摩擦聲（日文：g *9音）。摩擦聲主要在車輛通過具有較大的曲率的曲線路徑時產生。車 輪滾動噪音不僅在車輛通過曲線路徑時產生，在通過直線路徑時也會產生。
[0003] 在軌道的表面以及與軌道相接觸的車輪的表面存在微小的凹凸。由此，認為當車 輪在軌道上滾動時，車輪和軌道被激振，從而產生車輪滾動噪音。摩擦聲也被認為是由車輪 的振動而引起的。另外，作為特殊的車輪噪音，在軌道上與車輪相接觸的部分即接地面部存 在產生了波狀的磨損（以下稱為"波狀磨損"。）的部分的情況下，當車輛在產生有這樣的 磨損的部分的上方通過時，車輪被較大程度地激振從而產生噪音。
[0004] 為了降低因車輪的振動而產生的噪音（以下也稱為"車輪振動噪音"。），在專利文 獻1、2中，提出有一種在車輪的輪圈部內周側安裝有隔音裝置的隔音車輪。該隔音車輪包 括將附加質量部和由橡膠等形成的彈性體部組合而成的隔音裝置，該隔音裝置利用配件安 裝在形成于輪圈部的內周面的安裝槽內。
[0005] 隔音裝置被認為是作為動態吸振器來發揮作用。動態吸振器具有與結構物的固有 振動頻率一致的共振頻率，通過共振，能夠吸收（降低）結構物的振動。因而，通過將隔音 裝置安裝在車輪上，能夠降低由與其頻率一致的固有振動而產生的噪音。在將圓周率設為 π，將彈性體部的彈簧系數設為k，將附加質量部的質量設為m時，隔音裝置的共振頻率f通 過
[0006] f = (1/2 π ) X (k/m)1/2 · · · (1)
[0007] 來得到。因而，只要明確車輪的固有振動頻率，就能夠根據公式（1)來確定彈簧系 數k和附加質量部的質量m以使隔音裝置的共振頻率f與該固有振動頻率一致。
[0008] 通常，車輪具有多個固有振動模式，且具有與這些固有振動模式相對應的固有振 動頻率。因而，車輪也具有多個固有振動頻率。在專利文獻2、3中，提出有一種包括多個具 有不同的共振頻率的隔音裝置的隔音車輪，該隔音車輪的各隔音裝置的共振頻率與車輪的 多個固有振動頻率中的任一固有振動頻率一致。利用該隔音車輪，能夠同時降低與多個固 有振動頻率相對應的噪音。
[0009] 具體而言，在專利文獻2的車輪中，應用有兩個隔音裝置，這兩個隔音裝置分別使 用彈性系數不同的兩種彈性體，由此，設定為兩個隔音裝置的共振頻率互相不同。在專利文 獻3的車輪中，隔音裝置（包括彈性體和墊板的動態吸振器）設定為沿著隔音車輪的周向 被分割且被分割的隔音裝置的各自的共振頻率與車輪的固有振動頻率中的任一固有振動 頻率一致。通過這樣的結構，能夠同時吸收與兩種或兩種以上的頻率相對應的噪音成分。另 外，專利文獻3所公開的隔音裝置由于沿著隔音車輪的周向被分割，因而能夠將墊板的固 有振動頻率提高到不會產生噪音的頻率。
[0010] 車輪的固有振動模式中能夠產生車輪滾動噪音的、主要的模式為輪圈部向面內方 向振動且板部向面外方向振動的模式。由該固有振動產生的噪音在人聽覺上敏感的頻率范 圍中至少在IkHz~IOkHz內含有例如2kHz左右、3kHz左右以及4kHz左右的三種頻率成 分。
[0011] 然而，在車輛高速行駛時，在隔音裝置上作用有各種力，隔音裝置有可能自車輪脫 落。在專利文獻1~3所記載的發明中，未采取用于防止隔音裝置自車輪脫落的充分的措 施。
[0012] 在專利文獻4中，公開有一種包括環狀的附加質量部和安裝在附加質量部的外周 部的彈性體部的隔音裝置，該隔音裝置的彈性體部配置在形成于輪圈部的槽內。
[0013] 在專利文獻4的隔音車輪中，彈性體部固定于附加質量部以及形成在輪圈部的槽 的底部，另一方面，附加質量部能夠相對于輪圈部移動。根據這樣的結構，能夠吸收車輪的 振動。
[0014] 在該隔音裝置中，由于彈性體部的槽的開口側被附加質量部封閉，因此，即使彈性 體部與附加質量部分離，隔音裝置也難以自車輪脫落。但是，在該發明中，在彈性體部劣化 的情況下，車輛行駛中的附加質量部相對于輪圈部的位移變大，附加質量部可能與其他的 構件，例如制動盤相碰撞。另外，由于輪圈部的槽的內表面和附加質量部相摩擦，而在輪圈 部、附加質量部產生缺陷，或者，輪圈部、附加質量部產生磨損。另外，在彈性體部完全分開 的情況下，附加質量部可能自車輪脫落。因此，具備該隔音裝置的車輪的耐久性較低。
[0015] 現有技術文獻
[0016] 專利文獻
[0017] 專利文獻1 :日本注冊實用新型第2577323號公報
[0018] 專利文獻2 :日本特許第3097831號公報
[0019] 專利文獻3 :日本特開昭58-116202號公報
[0020] 專利文獻4 :日本特開2006-182136號公報
【發明內容】
[0021] 發明要解決的問題
[0022] 于是，該發明的目的在于提供一種能夠大幅度地降低因車輪的振動而產生的噪音 且耐久性優異的鐵道車輛用隔音車輪。
[0023] 用于解決問題的方案
[0024] 本發明的主旨在于下述（A)的隔音車輪。
[0025] (A) -種鐵道車輛用隔音車輪，該鐵道車輛用隔音車輪在車輪的輪圈部的內周面 安裝有隔音裝置，其特征在于，
[0026] 上述隔音裝置包括：
[0027] 固定環，其至少外周部嵌入被形成在上述輪圈部的上述內周面且向上述車輪的中 心軸線側開放的槽，該固定環固定于上述輪圈部；
[0028] 彈性體部，其沿著上述固定環的周向固定在上述固定環的外周面，且配置在上述 槽內；以及
[0029] 附加質量部，其固定在上述彈性體部的與上述固定環所在側相反的那一側，且配 置在上述槽內，
[0030] 上述彈性體部包括沿著上述固定環的周向配置的多個彈性體片，
[0031] 上述附加質量部包括在上述固定環的周向上互相分開的多個附加質量片，各附加 質量片分別固定在上述多個彈性體片的各彈性體片上，
[0032] 上述車輪具有與多個固有振動模式相對應的多個固有振動頻率，
[0033] 上述隔音裝置包括多個動態吸振器，該多個動態吸振器的各動態吸振器具有上述 彈性體片和固定于該彈性體片的上述附加質量片，
[0034] 在上述多個動態吸振器中，至少一個動態吸振器具有與其他的動態吸振器的共振 頻率不同的共振頻率，上述多個動態吸振器中的任一動態吸振器的共振頻率都與上述多個 固有振動頻率的任一固有振動頻率一致。
[0035] 另外，優選的是，上述彈性體部的上述隔音裝置的軸線方向上的寬度為5mm以上 IOmm以下，該情況下，優選的是，上述附加質量部的上述隔音裝置的軸線方向上的寬度為 5mm以上IOmm以下。
[0036] 優選的是，在包含上述隔音車輪的軸線的截面中，
[0037] 上述槽包括：
[0038] 第1部分，其具有與上述固定環的最小寬度相同或者大于上述最小寬度的寬度； 以及
[0039] 第2部分，其形成于上述槽的比上述第1部分靠底側的位置，具有小于上述固定環 的上述最小寬度的寬度。
[0040] 優選的是，該隔音車輪還包括突起，該突起自上述固定環的外周面突出，且形成在 周向上相鄰的上述動態吸振器彼此之間。
[0041] 在該隔音車輪包括有上述突起的情況下，優選的是，上述突起的頂端與上述槽的 底部相接觸。
[0042] 發明的效果
[0043] 根據本發明，通過使固定環固定于車輪的輪圈部，使得車輪的振動經由固定環傳 遞到多個動態吸振器（彈性體片和附加質量片）。在多個動態吸振器中，至少一個動態吸振 器具有與其他的動態吸振器的共振頻率不同的共振頻率，由于各動態吸振器的共振頻率與 車輪的多個固有振動頻率中的任一固有振動頻率一致，因此，能夠同時降低與兩種以上的 固有振動頻率相對應的噪音，從而能夠大幅度地降低車輪振動噪音。