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車内騒音による内軌波状摩耗検出手法の検討 鉄道総合技術研究所

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Academic year: 2022

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(1)土木学会第65回年次学術講演会(平成22年9月). Ⅳ‑290. 車内騒音による内軌波状摩耗検出手法の検討 鉄道総合技術研究所. 正会員 ○清水 惇. 鉄道総合技術研究所. 正会員. 田中 博文. 鉄道総合技術研究所. 正会員. 猿木 雄三. 九州旅客鉄道. 正会員. 福山 幹康. 1 はじめに ⅰ 開空間 O. 波状摩耗は 車内や鉄道沿線への騒音や振動の増加を もたらすため 適切な保守・管理が求められている そ の中で近年では軸箱加速度と波状摩耗の相関に注目した 1). 車上. 左. による波状摩耗の検出手法が提案さ. れている しかしながら 車両の床下に. 中央部. ⅱ 木製閉空間 Cw. 右. を設置す. るため 設置が困難となる物理的制約を受ける場合があ る 一方で 波状摩耗の検出に床下騒音 2)や車内騒音 を用いる手法もある 車内騒音は車内に ることから 軸箱加速度より. ⅲ 鉄製閉空間 Ci. 3). を設置す. 設置に関する制約は. (a)固定位置(車両断面図) (b)固定治具 図 1 騒音計の固定条件. 少ないと考えられるが 波状摩耗に起因する音を その. 3 車内騒音による内軌波状摩耗の検出. 他の音源からいかにして分離するのかについての詳細な. 3 1 周波数分析による波状摩耗成分の特定. 検討は行われていない そこで 本研究では 軸箱加速. 図 2 に 軸箱加速度および車内騒音の. 度に加え 車内において様 な条件で騒音を測定し 車. の例を示す 騒音計は台車直上中央部に設置し 木製. 内騒音から波状摩耗を抽出する効率的な手法を検討した. 閉空間 Cw での測定である 区間 A は右. に波. 長 15cm 程度の内軌波状摩耗が発生している曲線で曲率 2 車上測定の概要. 半径は 250m 区間 B は波状摩耗のない直線で ともに. 測定は在来線を走行する特急型車両を用いた営業車 で実施し 軸箱加速度は両先頭車最前軸の車軸端で測定 した 軸箱加速度測定用の. 列車の走行速度は約 75km/h である 区間 A では 空間 周波数で約 7[1/m] 波長 14 15cm 程度 の帯域で. は 抵抗線型の定格容. が見られ 区間 B ではこの帯域に明確な. が見ら. 量 50G 応答周波数帯域 1500Hz のものを用いた 車内. れないことから これが内軌波状摩耗に起因する. 騒音測定用の騒音計は普通騒音計を用い 周波数重み特. であることがわかる よってこれ以降 騒音計の各設置. 性は C 特性とした 図 1 に 騒音計の固定条件を示す. 条件においてこの帯域での. 固定位置は 両先頭車の運転台の台車直上 車内壁の左 所とし 固定治具は運転台車内全. 体の騒音を測定する開空間 O. 床下からの音を床面か. ら集中的に測定できるように底面部分のみを開放とした 木製閉空間 Cw および鉄製閉空間 Ci の 3 種類を用 いた なお 音の反響などの効果を考慮し 異なる材質 のものを使い比較をするため 閉空間の治具を 2 種類用 いた 大きさは各辺 10cm の立方体で 共鳴周波数は最. 185-8540 東京都国分寺市光町 2-8-38. 103 102. 1. 10. 101. 100. 100. -1. 10. 10-1. 10-2. 10-2. -3. 10. 10-3. 10-4. 10-4. -5. 10-5. 10. 1. 空間周波数[1/ ]. 図 2 軸箱加速度と車体騒音の. 内軌波状摩耗 車内騒音 軸箱加速度. 104. 2. -6. さないことを確認している. ] (区間 ) ] (区間 ). 103. 10. 低で 1700Hz となり 内軌波状摩耗の検出に影響を及ぼ. 連絡先. 車内騒音[ 車内騒音[. 10. PSD [(m/s 2)2/(1/m)]. 右端と中央部の各 3. 軸箱加速度[ / ] (区間 ) 軸箱加速度[ / 2] (区間 ). 104. を比較し 検討を行う. 10. 10-6 30. の例. 車上 財 鉄道総合技術研究所 軌道管理 TEL:042-573-7278 ‑579‑. PSD [Pa2 /(1/m)]. 2.

(2) 土木学会第65回年次学術講演会(平成22年9月). Ⅳ‑290. 10 -1. -3. 10. -4. 開空間( ) 木製閉空間( 鉄製閉空間(. 10 -2. ) ). 10 -3. 2. 10. 右(内軌側) 左(外軌側) 中央部. PSD [Pa /(1/m)]. 10. -2. 2. PSD [Pa /(1/m)]. 10 -1. 10 -5. 10 -6. 10 -7 1. 10. 10 -4. 10. -5. 10. -6. 10. -7. 1. 30. 10. (a) 区間 A 波状摩耗あり. 10 -1. PSD [Pa /(1/m)]. 10. -4. 10. -5. 10. -6. (a) 区間 A 波状摩耗あり. -1. 10. -2. 10. -3. 10. -4. 2. 10 -3. 2. PSD [Pa /(1/m)]. 10. 右(直線) 左(直線) 中央部. 10 -2. 30. 空間周波数 [1/ ]. 空間周波数 [1/ ]. 開空間( ) 木製閉空間( ) 鉄製閉空間( ). 10 -5. 10 -6. 10 -7. 10 -7 1. 10. 1. 30. 10. (b) 区間 B 波状摩耗なし. 図 3 設置位置別の車内騒音の. (b) 区間 B 波状摩耗なし. の例. 図 4 固定治具別の車内騒音の. (先頭車 木製閉空間 Cw). の例. (後尾車 台車直上中央部). 3 2 騒音計の設置位置による違い. 固定治具に騒音計を設置する方が効果的であると考えら. 図 3 に 先頭車台車直上の左右および中央部に騒音計 を設置した際の車内騒音の. 30. 空間周波数 [1/ ]. 空間周波数 [1/ ]. れる なお 空間周波数約 14[1/m]の. の原因は 内. を示す 固. 軌波状摩耗に起因する約 7[1/m]に対する高調波 あるい. 定治具は全て木製閉空間 Cw で 区間 A・B は図 2 と. は車体の振動に起因するものと考えられる また 図 3. 同様である 区間 A では全ての設置位置で内軌波状摩耗. および図 4 で内軌波状摩耗に起因する空間周波数が若干. に起因する空間周波数約 7[1/m]の帯域で. ずれているが これは先頭車と後尾車の違いにより 波. る 右側 た. が見られ. が内軌となっているため 右側に設置し. で最も大きな. および中央部に設置した. 状摩耗による音に対して車体の進む向きが異なるため. が見られる しかし 左側. 効果の影響を受けたと推測される. との周波数特性の違いは. 顕著に見られなかった したがって 車内騒音から内軌. 4 まとめ. 波状摩耗を検出するには 左右それぞれに騒音計を設置. ・軸箱加速度および車内騒音の周波数分析の結果 内軌. するよりも 台車直上中央部に騒音計を設置する方が. 波状摩耗に起因する成分が見られた. を 1 つにできる観点からも効率的であると考えられ. ・騒音計の設置条件の違いにより この成分に変化が見. る. られた. 3 3 騒音計の固定治具による違い. ・車内騒音から内軌波状摩耗を検出するための効率的な. 図 4 に 各固定治具による車内騒音の. 騒音計の設置条件を提案した. を示す 設置位置は全て後尾車台車直上中央部である 図 3 と同様に 区間 A では全ての条件で内軌波状摩耗に. 参考文献. 起因する空間周波数で. 1). が見られるが 鉄製閉空間. Ci および開空間 O では 空間周波数約 14[1/m]の 帯域での. の方が大きくなっている 一方 木製閉. いの管理手法 鉄道総研報告 Vol.9 No.2 pp.35-40 1995 2). 空間 Cw が内軌波状摩耗に起因する空間周波数でより 大きな. が見られることから 車内騒音から内軌波. 須永陽一 井出寅三郎 金尾稔 軸箱加速度を活用した短波長軌道狂. 須永陽一 成毛将利 在来線における転動音低減のための. 凹凸. 管理手法 鉄道総研報告 Vol.16 No.4 pp.11-16 2002 3). 状摩耗を検出するには 内部での反響の少ない閉空間の. ‑580‑. 小島崇 綱島均 松本陽 緒方正剛 車上. による軌道の異常検. 出 日本機械学会論文集(C 編) 第 72 巻 720 号 pp107-114 2006.

(3)

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