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。

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。

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参考文献

  1. 田中隆之:特集 車両の台車旋回性能を評価する、RRR、Vol.72、No.11、pp.20-23、2015
  2. 田中隆之、飯田浩平、鈴木貢、飯田忠史、渡辺信行、西山幸夫:台車旋回性能試験装置の開発、鉄道総研報告、第27巻、第10号、pp.23-28、2013.10
  3. 田中隆之、遠竹隆行、宮本岳史、山田博之、岩波健、島宗亮平:台車旋回性能試験装置による台車性能の定量的な評価法、鉄道技術連合シンポジウム講演論文集、第22巻、2015
  4. 田中隆之、本堂貴敏:曲線走行時の遠心力を考慮した台車旋回性能試験、第29回 日本機械学会 交通・物流部門大会 (TRANSLOG2020)講演論文集、第29巻、2020