車体・台車結合要素特性の適切化

台車と車体間の前後方向の結合要素である牽引リンクやヨーダンパに着目し、その緩衝ゴムの剛性や取り付け高さなどの適切化による車体弾性振動低減手法を開発しました。緩衝ゴムの剛性を変更させた条件で走行試験を行った結果、上下方向の振動乗り心地が向上することを確認しました。

車体弾性振動を低減するため、これまで主に車体自体を対象とした検討が行われてきましたが、ここでは車体と台車を結合する要素(空気ばね、牽引リンク、ヨーダンパ等)の特性を変化させることで、振動低減を実現する手法について研究を行っています。

これまでの検討から、車体弾性振動の低減のためには牽引リンクやヨーダンパの緩衝ゴムの剛性や取り付け高さなどを組み合わせとして適切化するのが有効なことを示し、GA(遺伝的アルゴリズム)を用いたそれらの効率的な適切化手法を提案しています。また、牽引リンクやヨーダンパ緩衝ゴム剛性を変更すると車体の弾性振動が低減するのは、台車による動吸振器効果であることを理論的に明らかにし、緩衝ゴム剛性を適切な値に設定するための設計式を導きました。

この手法にもとづいて実際に牽引リンク、ヨーダンパの緩衝ゴムの剛性を変化させて走行試験を行ったところ、走行中の床上中央加速度PSDの1次曲げに相当するピークが大きく低下し、乗り心地を示す指標である乗り心地レベルでも改善が確認されました。

図 車体・台車結合要素の適切化による振動低減効果
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