高速鉄道の歯車低騒音化の研究

摘要

本報告では，最近の鉄道用歯車の低騒音化に関連した取組みを紹介する。鉄道車両の高速走行時には，空力騒音の他，駆動系騒音の占める割合が大きな事がある。歯車装置の振動と騒音は速度に比例して増大し，かみ合い高次成分も顕著になることがこれまでの研究で明らかになっている。本報告の前半では，歯車振動と騒音のさらなる現象解明の目的で高次かみ合い成分に影響を及ぼすと考えられる歯車軸のアライメント影響をモデル上で評価した結果を述べる。また，力行時の歯車騒音低減には歯車かみ合い振動を低減させることが効果的と考えられ，材料減衰性と歯面なじみに優れる高強度球状黒鉛鋳鉄（以下H-FCDと記す）の歯車への適用を検討している。これまでの研究でFCD900縮尺歯車により現状材料歯車の騒音レベルを下回る効果を確認しているが，実車での実用化を進めるには，現状歯車材料並みの耐疲労性及び耐摩耗性を確保する必要がある。本報告の後半では，H-FCDの熱処理改良等による強度検討の取組みについて述べる。