台車旋回性能試験装置

１．はじめに

鉄道車両が曲線を通過する際には、台車‐車体間にヨー方向の相対旋回角（ボギー角）が生じます。このとき、空気ばねやダンパなど構成部品により、旋回に抵抗する力（台車旋回抵抗力）が発生します。台車旋回抵抗力は、車両の曲線通過性能に関わる重要なものですが、軌条輪上で転走試験を行う車両試験台では測定することができません。そこで、台車旋回抵抗力を測定可能な台車旋回性能試験装置を開発しました。

２．本装置の特徴

本装置は、空気ばね、ダンパ、牽引装置を台車に組み込んだ状態で、なおかつ、車体荷重を作用させた状態（在姿状態）で、台車旋回抵抗力を直接測定することができます。装置の外観を図１に、主な仕様を表１に示します。本装置は、複数の軌間や軸距に対応しており、様々なタイプの台車を搭載して試験を行うことができます。また、任意の旋回パターンで台車を旋回させることもできます。測定に関しては、走行安全性評価に重要な台車旋回時の輪重や横圧を計測できる機構（図２）や、台車に装着したセンサからの出力（変位、発生力等）を旋回抵抗力と同時に計測できる機能を有します。さらに、ヨーロッパの鉄道車両の試験規格にも配慮した仕様となっており、鉄道車両輸出の際の車両性能検査にもご利用頂けます。

図１　台車旋回性能試験装置（試験台車・車両を搭載した様子）

表１　主な仕様

図２　車輪/レール間作用力測定ユニット

図３　旋回台が旋回した様子

３．本装置を用いた試験例

いくつかの条件で台車旋回抵抗力を測定した例を図４に示します。本装置を用いて台車旋回抵抗力を精密に測定することにより、台車ごとに台車旋回抵抗力が発生するメカニズムを明らかにすることができます。また、本装置の測定結果は、曲線通過シミュレーションの精度向上や、台車の曲線通過性能向上のための研究開発に活用しています。

図４　旋回抵抗力の測定例