JP2023122933A - Lift force variation suppressing structure of collector head - Google Patents

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剛 光用
Takeshi Mitsumoji
樹幸 小林
Shigeyuki Kobayashi
佑基 天野
Yuki Amano
巧 阿部
Takumi Abe
孝次 中出
Koji Nakade
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Abstract

To provide a lift force variation suppressing structure of collector heads that can suppress variation in lift force acting on collector heads of a current collecting device, by using a simple structure.SOLUTION: A lift force variation suppressing structure 23 suppresses variation in lift force acting on collector heads 8A, 8B, when the collector heads 8A, 8B receive a flow that changes lift force acting on the collector heads 8A, 8B of a line concentrator. The lift force variation suppressing structure 23 comprises apertures 24A, 24B that penetrate the collector heads 8A, 8B in a vertical direction and are open at an upper surface 8g and a lower surface 8h of the collector heads 8A, 8B. The apertures 24A, 24B are formed by being almost continuous between one end and the other end of the collector heads 8A, 8B. Thus, a flow field around the collector heads 8A, 8B varies according to discharge of a flow from a lower part to an upper part of the collector heads 8A, 8B and pressure variation of the collector heads 8A, 8B is relaxed, so that an increase in a positive lift force for lifting the collector heads 8A, 8B is suppressed.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

この発明は、集線装置の舟体に作用する揚力を変化させる流れをこの舟体が受けたときに、この舟体に作用する揚力の変化を抑制する舟体の揚力変化抑制構造に関する。 The present invention relates to a structure for suppressing changes in lift acting on a hull of a concentrator, which suppresses changes in the lift acting on the hull when the hull receives a flow that changes the lift acting on the hull.

在来線は新幹線(登録商標)と比べて走行速度が低いため、風速の二乗に比例するパンタグラフの揚力については新幹線ほど検討されていない。「在来線パンタグラフの空力特性」には、図23に示すように、在来線用パンタグラフの揚力測定例がパンタグラフの形式毎に記載されている(例えば、非特許文献1参照)。ここで、図23に示す縦軸は揚力(N)であり、横軸は風速(m/s)である。「在来線パンタグラフの空力特性」には、在来線パンタグラフ(菱形・下枠交差型)の通常走行時の揚力は100km/hでおおよそ数N~20N程度であり、大きな問題となるような値ではないことが確認されている。 Since the running speed of conventional lines is lower than that of the Shinkansen (registered trademark), the lift force of the pantograph, which is proportional to the square of the wind speed, has not been studied as much as the Shinkansen. As shown in FIG. 23, "aerodynamic characteristics of conventional line pantographs" describes lift force measurement examples of conventional line pantographs for each type of pantograph (see, for example, Non-Patent Document 1). Here, the vertical axis shown in FIG. 23 is lift (N), and the horizontal axis is wind speed (m/s). In the "aerodynamic characteristics of conventional line pantographs", conventional line pantographs (rhombic, lower frame cross type) lift at 100 km/h during normal running is about several N to 20 N, which is a big problem. It is confirmed that the value is not

一方、強風時には揚力の増加が懸念される。強風時には、図24に示すように、車両の肩部で跳ね上げられた横風により、パンタグラフは走行風に加えて斜め下方から吹き上げられた流れにさらされる(例えば、非特許文献2参照)。「横風が作用する在来線パンタグラフの揚力特性」及び「舟体の外形寸法が横風環境下における在来線用パンタグラフの揚力特性に及ぼす影響評価」には、風洞試験において在来線用パンタグラフにロール角及びヨー角を設定して揚力測定を行い、揚力が顕著に増加することが確認されている(例えば、非特許文献3,4参照)。 On the other hand, there is concern about increased lift in strong winds. When the wind is strong, as shown in FIG. 24, the pantograph is exposed to a flow that is blown up diagonally from below in addition to the traveling wind due to the side wind that is blown up by the shoulder of the vehicle (see, for example, Non-Patent Document 2). "Lift characteristics of pantographs on conventional lines in crosswinds" and "Evaluation of the effect of external dimensions of the hull on the lift characteristics of pantographs on conventional lines in crosswind environments" show that the conventional line pantographs It has been confirmed that the lift is significantly increased by setting the roll angle and the yaw angle and measuring the lift (for example, see Non-Patent Documents 3 and 4).

「舟体の外形寸法が横風環境下における在来線用パンタグラフの揚力特性に及ぼす影響評価」には、在来線用パンタグラフが横風を受けた場合の揚力を測定している。図25(A)~(C)に示すように、風洞試験装置の風洞測定部のターンテーブル上に、在来線用パンタグラフをロール角φで傾斜支持している。この状態で、ターンテーブルをヨー角θで回転させて、風速30m/s(108km/h)の空気を流したときの在来線用パンタグラフの揚力を測定している。ここで、図25(D)に示す縦軸は、パンタグラフに作用する揚力FPL[N]であり、横軸は横風の角度θ[°](本図では反なびき方向が0°、なびき方向が180°となるように定義している)である。図25(D)に示すように、横風を受けないロール角0°の通常走行時には揚力は20N程度であるが、ヨー角56°においては、揚力はロール角15°で80N程度、ロール角30°では130N程度に達している。このため、パンタグラフが横風を受けた場合の揚力増加を抑制することが重要である。 In the "Evaluation of the influence of the external dimensions of the hull on the lift characteristics of conventional line pantographs in a crosswind environment", the lift force of conventional line pantographs subjected to crosswinds was measured. As shown in FIGS. 25A to 25C, a conventional line pantograph is tilted and supported at a roll angle φ on the turntable of the wind tunnel measurement section of the wind tunnel test apparatus. In this state, the turntable is rotated at a yaw angle θ, and the lift force of the pantograph for conventional lines is measured when air with a wind speed of 30 m/s (108 km/h) is blown. Here, the vertical axis shown in FIG. 25(D) is the lift force F PL [N] acting on the pantograph, and the horizontal axis is the crosswind angle θ [°] (in this figure, the is defined to be 180°). As shown in Fig. 25(D), the lift is about 20 N when the roll angle is 0° and the vehicle is not subject to crosswinds, but the lift is about 80 N at the yaw angle of 56°. ° has reached about 130N. Therefore, it is important to suppress an increase in lift when the pantograph receives a crosswind.

網干光雄,他2名,「在来線パンタグラフの空力特性」,鉄道総研報告,一般財団法人研友社,1992年,6巻,第9号,p.5-10Mitsuo Aboshi, 2 others, "Aerodynamic Characteristics of Conventional Line Pantographs", Report of Railway Technical Research Institute, Kenyusha, 1992, Vol.6, No.9, p.5-10

野口雄平,他1名,「横風空力特性に関する風洞試験を模擬した数値シミュレーション」,鉄道総研報告,一般財団法人研友社,2017年,31巻,第9号,p.11-16Yuhei Noguchi, et al., ``Numerical simulation of crosswind aerodynamic characteristics in a wind tunnel test'', RTRI Report, Kenyusha, 2017, Vol.31, No.9, p.11-16

小林樹幸、他6名,「横風が作用する在来線パンタグラフの揚力特性」,鉄道技術連合シンポジウム講演論文集,J-RAIL,2018年12月,2018巻,p1307Mikiyuki Kobayashi, 6 others, ``Lift characteristics of conventional line pantographs with crosswinds'', Proceedings of the Japan Railway Engineering Symposium, J-RAIL, December 2018, Vol.

磯野達志、他3名,「舟体の外形寸法が横風環境下における在来線用パンタグラフの揚力特性に及ぼす影響評価」,第28回交通・物流部門大会,TRANSLOG2019,2019年11月,2019.28巻Tatsushi Isono, 3 others, ``Evaluation of the influence of the outer dimensions of the hull on the lifting force characteristics of the pantograph for conventional lines under crosswind conditions'', The 28th Transportation and Logistics Division Conference, TRANSLOG2019, November 2019, Volume 2019.28

横風を受けた場合の揚力増加は、「(1)枠組の揚力増加」、「(2)舟体の揚力増加」の2つの要因によって生じていると考えられる。このうち、「(2)舟体の揚力増加」は、舟体に斜め下方からの吹上流れが作用することで、「(A)舟体底面側で流れが淀むことにより正圧が生じる」、「(B)舟体上面側で流れが剥離するとともに渦が生じ、この影響で負圧が生じる」の2つの要因によって発生していると考えられる。したがって、横風を受けた場合の「(2)舟体の揚力増加」を抑制するには、上記(A)(B)に対する対策が重要となる。 The increase in lift caused by crosswinds is thought to be caused by two factors: (1) increase in frame lift and (2) increase in hull lift. Of these, "(2) increase in lift of the hull" is caused by the updraft acting on the hull from diagonally below, and "(A) positive pressure is generated due to the stagnant flow on the bottom side of the hull." This is thought to be caused by two factors: "(B) the flow separates on the upper side of the hull and a vortex is generated, which causes a negative pressure". Therefore, it is important to take measures against (A) and (B) above in order to suppress "(2) increase in lift of the hull" in the event of a crosswind.

この発明の課題は、集電装置の舟体に作用する揚力の変化を簡単な構造によって抑制することができる舟体の揚力変化抑制構造を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a structure for suppressing changes in lift applied to a boat of a current collector, capable of suppressing changes in lift acting on the boat of a current collector with a simple structure.

この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項1の発明は、図6~図8及び図11~図16に示すように、集線装置(6)の舟体(8A,8B)に作用する揚力を変化させる流れ(F)をこの舟体が受けたときに、この舟体に作用する揚力の変化を抑制する舟体の揚力変化抑制構造であって、前記舟体を上下方向に貫通し、この舟体の上下面(8g,8h)で開口する開口部(24A,24B)を備えることを特徴とする舟体の揚力変化抑制構造(23)である。
The present invention solves the above-described problems by means of solutions as described below.
In addition, although the code|symbol corresponding to embodiment of this invention is attached|subjected and demonstrated, it does not limit to this embodiment.
In the invention of claim 1, as shown in FIGS. A lift change suppression structure for a hull that suppresses changes in the lift acting on the hull when the hull receives the lift force change suppression structure. ) is provided with openings (24A, 24B) that open at the hull lift change suppression structure (23).

請求項2の発明は、請求項1に記載の舟体の揚力変化抑制構造において、図4及び図5に示すように、前記開口部は、前記舟体の一端部と他端部との間に略連続して形成されていることを特徴とする舟体の揚力変化抑制構造である。 According to a second aspect of the invention, in the lift change suppression structure of the boat body according to the first aspect, as shown in FIGS. The structure for suppressing lift change of the hull is characterized by being formed substantially continuously to the hull.

請求項3の発明は、請求項1に記載の舟体の揚力変化抑制構造において、図9に示すように、前記開口部は、前記舟体の中央部に形成されていることを特徴とする舟体の揚力変化抑制構造である。 According to a third aspect of the invention, in the structure for suppressing lift change in a boat body according to the first aspect, the opening is formed in the central portion of the boat body, as shown in FIG. It is a lift force change suppression structure for the hull.

請求項4の発明は、請求項1に記載の舟体の揚力変化抑制構造において、図10に示すように、前記開口部は、前記舟体の一端部と他端部とに形成されていることを特徴とする舟体の揚力変化抑制構造である。 According to a fourth aspect of the invention, in the lift change suppression structure of the first aspect of the invention, as shown in FIG. 10, the openings are formed at one end and the other end of the boat. The structure for suppressing lift change of the hull is characterized by:

請求項5の発明は、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の舟体の揚力変化抑制構造において、図11~図16に示すように、前記舟体の下面側に生じる正圧(PP)を緩和する正圧緩和部(25A,25B)を備えることを特徴とする舟体の揚力変化抑制構造である。 According to the invention of claim 5, in the structure for suppressing lift change of the boat body according to any one of claims 1 to 4, as shown in FIGS. The lift force change suppression structure for the hull is characterized by including positive pressure relief portions (25A, 25B) that relieve positive pressure (P P ).

請求項6の発明は、請求項5に記載の舟体の揚力変化抑制構造において、前記正圧緩和部は、前記舟体の下面側を下方から上方に向かう流れの閉塞を緩和することを特徴とする舟体の揚力変化抑制構造である。 According to a sixth aspect of the invention, in the structure for suppressing lift change in the hull according to the fifth aspect, the positive pressure reducing portion alleviates blockage of a flow directed upward from below on the lower surface side of the hull. It is a lift force change suppression structure of the hull.

請求項7の発明は、請求項5又は請求項6に記載の舟体の揚力変化抑制構造において、図11及び図12に示すように、前記正圧緩和部は、前記舟体の後側に、この舟体の前側よりも高さが低い低部(25a)を備えることを特徴とする舟体の揚力変化抑制構造である。 According to a seventh aspect of the invention, in the lift force change suppression structure of the boat body according to the fifth or sixth aspect, as shown in FIGS. , and a lower portion (25a) lower in height than the front side of the hull.

請求項8の発明は、請求項5に記載の舟体の揚力変化抑制構造において、図13~図16に示すように、前記正圧緩和部は、前記舟体の下面側を下方から上方に向かう流れの閉塞を緩和するとともに、この舟体の下面側に負圧(PN)を生成することを特徴とする舟体の揚力変化抑制構造である。 According to an eighth aspect of the invention, in the lift change suppression structure of the boat body according to the fifth aspect, as shown in FIGS. The lift change suppression structure of the hull is characterized by alleviating blockage of the headed flow and generating a negative pressure (P N ) on the underside of the hull.

請求項9の発明は、請求項5又は請求項8に記載の舟体の揚力変化抑制構造において、図13及び図14に示すように、前記正圧緩和部は、前記舟体の後側に、前方から後方に向かって斜め上方に傾斜する傾斜部(25b)を備えることを特徴とする舟体の揚力変化抑制構造である。 According to a ninth aspect of the invention, in the lift force change suppression structure of the boat body according to the fifth or eighth aspect, as shown in FIGS. , and a hull lift change suppression structure characterized by comprising an inclined portion (25b) that inclines obliquely upward from the front to the rear.

請求項10の発明は、請求項5から請求項9までのいずれか1項に記載の舟体の揚力変化抑制構造において、図15及び図16に示すように、前記正圧緩和部に向けて流れを導く整流部(26A,26B)を備えることを特徴とする舟体の揚力変化抑制構造である。 The invention of claim 10 is the structure for suppressing lift change in the hull according to any one of claims 5 to 9, wherein, as shown in FIGS. The lift force change suppression structure for the hull is characterized by including rectifying portions (26A, 26B) that guide the flow.

請求項11の発明は、請求項10に記載の舟体の揚力変化抑制構造において、前記整流部は、前記舟体の下面側に負圧(PN)を生成することを特徴とする舟体の揚力変化抑制構造である。 According to an eleventh aspect of the invention, there is provided the lift change suppression structure of the boat body according to the tenth aspect, wherein the straightening section generates a negative pressure (P N ) on the lower surface side of the boat body. This is the lift force change suppression structure.

請求項12の発明は、請求項10又は請求項11に記載の舟体の揚力変化抑制構造において、図15及び図16に示すように、前記整流部は、前記舟体の前側の下部に、前方から後方に向かって斜め上方に傾斜する傾斜部(26b)を備えることを特徴とする舟体の揚力変化抑制構造である。 According to a twelfth aspect of the invention, in the lift change suppression structure of the boat body according to the tenth or eleventh aspect, as shown in FIGS. The structure for suppressing lift change of the hull is characterized by having an inclined portion (26b) that inclines obliquely upward from the front to the rear.

請求項13の発明は、請求項10から請求項12までのいずれか1項に記載の舟体の揚力変化抑制構造において、図15及び図16に示すように、前記整流部は、前記舟体の前側の下部に、後方から前方に向かって斜め上方に傾斜する傾斜部(26a)を備えることを特徴とする舟体の揚力変化抑制構造である。 According to a thirteenth aspect of the invention, in the lift change suppression structure for the boat body according to any one of the tenth to twelfth aspects, as shown in FIGS. The structure for suppressing lift change of the hull is characterized in that an inclined portion (26a) inclined obliquely upward from the rear to the front is provided on the lower front side of the hull.

請求項14の発明は、請求項1から請求項13までのいずれか1項に記載の舟体の揚力変化抑制構造において、図1に示すように、前記舟体は、在来線を走行する車両(3)の集電装置の舟体であることを特徴とする舟体の揚力変化抑制構造である。 According to a fourteenth aspect of the invention, there is provided the lift change suppression structure for a boat body according to any one of claims 1 to 13, wherein the boat body travels on a conventional line as shown in FIG. The structure for suppressing lift force change of a hull is characterized by being the hull of a current collector of a vehicle (3).

この発明によると、集電装置の舟体に作用する揚力の変化を簡単な構造によって抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress a change in lift force acting on the boat body of the current collector with a simple structure.

この発明の第1実施形態に係る舟体の揚力変化抑制構造を備える集電装置に向って流れが吹き上がる状態を模式的に示す正面図である。FIG. 2 is a front view schematically showing a state in which a flow blows up toward a current collector provided with a lift change suppression structure for a boat body according to the first embodiment of the present invention; この発明の第1実施形態に係る舟体の揚力変化抑制構造を備える集電装置を模式的に示す斜視図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view schematically showing a current collector provided with a lift force change suppression structure for a boat body according to a first embodiment of the present invention; この発明の第1実施形態に係る舟体の揚力変化抑制構造を備える集電装置の模式図であり、(A)は側面図であり、(B)は正面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram of the current collector provided with the lift change suppression structure of the boat body which concerns on 1st Embodiment of this invention, (A) is a side view, (B) is a front view. この発明の第1実施形態に係る舟体の揚力変化抑制構造を備える舟体を概略的に示す平面図である。1 is a plan view schematically showing a hull provided with a hull lift change suppression structure according to a first embodiment of the present invention; FIG. この発明の第1実施形態に係る舟体の揚力変化抑制構造を備える舟体を概略的に示す平面図である。1 is a plan view schematically showing a hull provided with a hull lift change suppression structure according to a first embodiment of the present invention; FIG. この発明の第1実施形態に係る舟体の揚力変化抑制構造を備える舟体の縦断面図であり、(A)は図5のVI-VIA線で切断した状態を示す断面図であり、(B)は図5のVI-VIB線で切断した状態を示す断面図である。1 is a vertical cross-sectional view of a hull provided with a lift change suppression structure for a hull according to a first embodiment of the present invention; (A) is a cross-sectional view taken along line VI-VIA in FIG. B) is a cross-sectional view taken along the line VI-VIB of FIG. 5. FIG. この発明の第1実施形態に係る舟体の揚力変化抑制構造の作用を説明するための模式図であり、(A)は揚力変化抑制構造を備える舟体の模式図であり、(B)は揚力変化抑制構造を備えていない舟体の模式図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the action of the lift change suppression structure for a boat according to the first embodiment of the present invention, wherein (A) is a schematic view of a boat provided with the lift change suppression structure; FIG. 4 is a schematic diagram of a hull without a lift change suppression structure; この発明の第2実施形態に係る舟体の揚力変化抑制構造を備える舟体の縦断面図である。FIG. 7 is a vertical cross-sectional view of a boat provided with a lift change suppression structure according to a second embodiment of the present invention; この発明の第3実施形態に係る舟体の揚力変化抑制構造を備える舟体を概略的に示す平面図である。FIG. 11 is a plan view schematically showing a hull provided with a hull lift change suppression structure according to a third embodiment of the present invention; この発明の第4実施形態に係る舟体の揚力変化抑制構造を備える舟体を概略的に示す平面図である。FIG. 11 is a plan view schematically showing a boat body provided with a lift force change suppression structure for boat body according to a fourth embodiment of the present invention; この発明の第5実施形態に係る舟体の揚力変化抑制構造を備える舟体の縦断面図である。FIG. 11 is a vertical cross-sectional view of a hull provided with a hull lift change suppression structure according to a fifth embodiment of the present invention; この発明の第5実施形態に係る舟体の揚力変化抑制構造における正圧緩和部の作用を説明するための模式図であり、(A)は正圧緩和部を備える舟体の模式図であり、(B)は正圧緩和部を備えていない舟体の模式図である。FIG. 10A is a schematic diagram for explaining the action of the positive pressure reducing portion in the lift change suppression structure for the boat according to the fifth embodiment of the present invention, and FIG. , and (B) are schematic diagrams of a hull without a positive pressure relief portion. この発明の第6実施形態に係る舟体の揚力変化抑制構造を備える舟体の縦断面図である。FIG. 12 is a vertical cross-sectional view of a boat provided with a lift change suppression structure according to a sixth embodiment of the present invention; この発明の第6実施形態に係る舟体の揚力変化抑制構造における傾斜部の作用を説明するための模式図であり、(A)は傾斜部を備える舟体の模式図であり、(B)は傾斜部を備えていない舟体の模式図である。FIG. 10A is a schematic diagram for explaining the action of the inclined portion in the lift change suppression structure for the boat according to the sixth embodiment of the present invention; 1 is a schematic diagram of a hull without an inclined portion; FIG. この発明の第7実施形態に係る舟体の揚力変化抑制構造を備える舟体の縦断面図である。FIG. 12 is a vertical cross-sectional view of a hull provided with a hull lift change suppression structure according to a seventh embodiment of the present invention; この発明の第7実施形態に係る舟体の揚力変化抑制構造における整流部の作用を説明するための模式図であり、(A)は整流部を備える舟体の模式図であり、(B)は整流部を備えていない舟体の模式図である。FIG. 12A is a schematic diagram for explaining the action of a flow straightening section in the structure for suppressing lift change in a boat according to a seventh embodiment of the present invention; FIG. FIG. 4 is a schematic diagram of a boat without a rectifying section; この発明の実施例に係る舟体の揚力変化抑制構造による揚力変化抑制の効果確認試験に使用した風洞試験装置を概略的に示す模式図であり、(A)は平面図であり、(B)は側面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing a wind tunnel test apparatus used in a test to confirm the effect of suppressing a change in lift by the structure for suppressing lift change in a hull according to an embodiment of the present invention; is a side view. この発明の実施例に係る舟体の揚力変化抑制構造による揚力変化抑制の効果確認試験における風向の定義を示す模式図であり、(A)は平面図であり、(B)は(A)のXVIIIB方向から見た図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing the definition of the wind direction in the effect confirmation test of the lift change suppression effect of the lift change suppression structure for the hull according to the embodiment of the present invention; It is the figure seen from the XVIIIB direction. この発明の実施例に係る舟体の揚力変化抑制構造による揚力変化抑制の効果確認試験で使用した舟体の外観図であり、(A)は実施例1,2に係る舟体の平面図であり、(B)は実施例1に係る舟体の縦断面図であり、(C)は実施例2に係る舟体の縦断面図であり、(D)は従来例1に係る舟体の縦断面図であり、(E)は従来例2に係る舟体の縦断面図である。FIG. 2 is an external view of a boat used in a lift change suppression effect confirmation test by a boat lift change suppression structure according to an embodiment of the present invention, and FIG. (B) is a vertical cross-sectional view of the boat body according to the first embodiment, (C) is a vertical cross-sectional view of the boat body according to the second embodiment, and (D) is a boat body according to the conventional example 1 FIG. 10 is a vertical cross-sectional view, and (E) is a vertical cross-sectional view of a hull according to Conventional Example 2; この発明の実施例に係る舟体の揚力変化抑制構造を備える舟体の風洞試験における揚力測定結果を示すグラフであり、(A)は実施例1及び従来例1に係る舟体の揚力測定結果を示すグラフであり、(B)は実施例2及び従来例2に係る舟体の揚力測定結果を示すグラフである。5 is a graph showing lift force measurement results in a wind tunnel test of a boat body equipped with a lift change suppression structure according to an embodiment of the present invention; and (B) is a graph showing the lift force measurement results of boat bodies according to Example 2 and Conventional Example 2. FIG. この発明の実施例に係る舟体の揚力変化抑制構造を備える舟体の上下面を部分開口した場合の風洞試験における揚力測定結果であり、(A)は揚力測定結果のグラフであり、(B)~(E)は実施例2~4及び従来例2に係る舟体の平面図である。Fig. 3 shows lift force measurement results in a wind tunnel test when the upper and lower surfaces of a boat body equipped with a lift change suppression structure according to an embodiment of the present invention are partially opened; ) to (E) are plan views of boat bodies according to Examples 2 to 4 and Conventional Example 2. FIG. この発明の実施例に係る舟体の揚力変化抑制構造を備える舟体の舟体断面形状を変更した場合の風洞試験における揚力測定結果であり、(A)は揚力測定結果のグラフであり、(B)は実施例1に係る舟体の断面図であり、(C)は実施例5に係る舟体の断面図であり、(D)は従来例1に係る舟体の断面図である。Fig. 3 shows lift force measurement results in a wind tunnel test when the cross-sectional shape of a boat body equipped with a lift change suppression structure according to an embodiment of the present invention is changed, and (A) is a graph of lift force measurement results, B) is a cross-sectional view of the boat body according to the first embodiment, (C) is a cross-sectional view of the boat body according to the fifth embodiment, and (D) is a cross-sectional view of the boat body according to the first conventional example. 在来線用パンタグラフの揚力測定結果を一例として示すグラフである。It is a graph which shows as an example the lift force measurement result of the pantograph for conventional lines. 横風を受けた場合の車両周りの流れ場のシミュレーション結果を一例として示すコンター図である。FIG. 4 is a contour diagram showing an example of a simulation result of a flow field around a vehicle when subjected to a crosswind. 在来線用パンタグラフが横風を受けた場合の揚力測定結果を一例として示すグラフであり、(A)(B)は風向の定義を示す模式図であり、(C)は風洞試験の状態を示す写真であり、(D)は揚力測定結果のグラフである。1 is a graph showing an example of lift measurement results when a conventional line pantograph receives a crosswind, (A) and (B) are schematic diagrams showing the definition of wind direction, and (C) shows the state of a wind tunnel test. It is a photograph and (D) is a graph of lift force measurement results.

(第1実施形態)
以下、図面を参照して、この発明の第1実施形態について詳しく説明する。
図1~図4に示す架線1は、線路上空に架設される架空電車線である。架線1は、所定の間隔をあけて支持点で支持されている。トロリ線1aは、集電装置6が接触移動する電線である。トロリ線1aは、集電装置6が摺動することによって、車両3に負荷電流を供給する。線路2は、車両3が走行する通路(軌道)である。線路2は、車両3の車輪4を支持し案内して車両3を走行させるレール2aなどを備えている。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
An overhead contact line 1 shown in FIGS. 1 to 4 is an overhead contact line that is installed above a railroad track. The overhead wires 1 are supported at supporting points at predetermined intervals. The trolley wire 1a is an electric wire with which the current collector 6 contacts and moves. The trolley wire 1a supplies load current to the vehicle 3 as the current collector 6 slides. The track 2 is a passage (track) along which the vehicle 3 travels. The track 2 includes rails 2a for supporting and guiding the wheels 4 of the vehicle 3 to allow the vehicle 3 to travel.

図1に示す車両3は、線路2に沿って走行する鉄道車両である。車両3は、例えば、電車又は機関車などの電気車である。車両3は、在来線を走行する鉄道車両である。車両3は、車輪4と、車体5と、集電装置6などを備えている。車輪4は、レール2aと転がり接触する部材である。車輪4は、車体5を支持して線路2上を走行する台車の所定の位置に回転自在に保持されている。車体5は、乗客又は貨物を積載し輸送するための構造物である。車体5は、この車体5の側構えを構成する側面5aと、この車体5の屋根構えを構成する屋根5bと、側面5aと屋根5bとが交わる肩部5cなどを備えている。 A vehicle 3 shown in FIG. 1 is a railroad vehicle that runs along the track 2 . The vehicle 3 is, for example, an electric vehicle such as a train or a locomotive. The vehicle 3 is a railroad vehicle that runs on a conventional line. The vehicle 3 includes wheels 4, a vehicle body 5, a current collector 6, and the like. The wheels 4 are members that are in rolling contact with the rails 2a. Wheels 4 are rotatably held at predetermined positions of a bogie that supports vehicle body 5 and runs on track 2 . The vehicle body 5 is a structure for loading and transporting passengers or cargo. The vehicle body 5 includes a side surface 5a forming a side frame of the vehicle body 5, a roof 5b forming a roof frame of the vehicle body 5, and a shoulder portion 5c where the side surface 5a and the roof 5b intersect.

図1~図4に示す集電装置6は、トロリ線1aから車両3に電力を導くための装置である。集電装置6は、図2~図6に示すすり板7A,7Bと、舟体(集電舟)8A,8Bと、図1~図4に示すホーン9と、図2及び図3に示す舟支え部10と、図1~図3に示す枠組11と、図2及び図3に示す主軸17と、てこ部18A,18Bと、主ばね19と、駆動力発生部20と、図1及び図3に示す台枠21と、がいし22と、図4~図6に示す揚力変化抑制構造23などを備えている。集電装置6は、図1~図3に示す使用時には上昇し、非使用時には折り畳まれる。図1~図4に示す集電装置6は、在来線で使用される在来線用パンタグラフである。集電装置6は、図1~図3に示すように、車両3の進行方向D1,D2に対して非対称であり、双方向に使用可能なシングルアーム式パンタグラフである。集電装置6は、進行方向前側に中間ヒンジ16が位置するなびき方向と、進行方向後側に中間ヒンジ16が位置する反なびき方向とで使用される。図1~図3に示す集電装置6は、反なびき方向に車両3とともに移動している。 The current collector 6 shown in FIGS. 1 to 4 is a device for conducting electric power from the trolley wire 1a to the vehicle 3. As shown in FIG. The current collector 6 includes contact strips 7A and 7B shown in FIGS. 2 to 6, boat bodies (collector boats) 8A and 8B, horns 9 shown in FIGS. The boat support 10, the framework 11 shown in FIGS. 1 to 3, the main shaft 17 shown in FIGS. It is provided with an underframe 21, insulators 22, and a lift change suppression structure 23 shown in FIGS. The current collector 6 is raised when in use as shown in FIGS. 1-3 and folded when not in use. The current collector 6 shown in FIGS. 1 to 4 is a conventional line pantograph used on conventional lines. As shown in FIGS. 1 to 3, the current collector 6 is a single-arm pantograph that is asymmetrical with respect to the traveling directions D 1 and D 2 of the vehicle 3 and can be used in both directions. The current collector 6 is used in the bending direction in which the intermediate hinge 16 is positioned on the front side in the direction of travel, and in the anti-bending direction in which the intermediate hinge 16 is positioned on the rear side in the direction of travel. The current collector 6 shown in FIGS. 1 to 3 is moving with the vehicle 3 in the anti-yaw direction.

図2~図6に示すすり板7A,7Bは、トロリ線1aと摺動する部材である。すり板7A,7Bは、図2、図3(B)及び図4に示すように、車両3の進行方向D1,D2に対して直交する方向(まくらぎ方向)に伸びた金属製又は炭素製の板状部材であり、図4及び図5に示すように平面形状が平行四辺形の薄板状の部材である。すり板7A,7Bは、舟体8A,8Bとは別個に製造される別部品であり、舟体8A,8Bの長さ方向(まくらぎ方向)に複数並べた状態で、舟体8A,8Bの上部に取り付けられている。すり板7A,7Bは、図4に示すように、舟体8A,8Bの幅方向に所定の間隔をあけて、舟体8A,8Bの長さ方向に沿って2列配置されている。すり板7Aは、舟体8A,8Bの中央部に取り付けられており、車両3が本線走行時に主にトロリ線1aと摺動する主すり板である。すり板7Bは、舟体8A,8Bの両端部に取り付けられており、主すり板に比べて摺動頻度が低い補助すり板である。すり板7A,7Bは、例えば、金属製すり板の場合には、このすり板7A,7Bを貫通する雌ねじ部が形成されており、この雌ねじ部と噛み合う雄ねじ部を有するボルトなどの固定部材を舟体8A,8B側から挿入して、この固定部材によって舟体8A,8Bに固定される。すり板7A,7Bは、例えば、カーボン系すり板の場合には、底面にボルトなどの固定部材を有するさや部によって、このすり板7A,7Bの底部が保持されており、さや部の固定部材を舟体8A,8Bの貫通孔に挿入して、固定部材の雄ねじ部と噛み合うナットなどの締結部材によってさや部を介して舟体8A,8Bに固定される。 Contact strips 7A and 7B shown in FIGS. 2 to 6 are members that slide on the trolley wire 1a. As shown in FIGS. 2, 3B and 4, the contact strips 7A and 7B are made of metal or extend in a direction perpendicular to the traveling directions D1 and D2 of the vehicle 3 (in the sleeper direction). It is a plate-like member made of carbon, and as shown in FIGS. 4 and 5, it is a thin-plate-like member whose planar shape is a parallelogram. The sliders 7A, 7B are separate parts that are manufactured separately from the boat bodies 8A, 8B. mounted on top of the As shown in FIG. 4, the sliders 7A and 7B are arranged in two rows along the length direction of the boat bodies 8A and 8B with a predetermined interval in the width direction of the boat bodies 8A and 8B. The contact strip 7A is attached to the central portion of the boat bodies 8A and 8B, and is a main contact strip that slides mainly on the trolley wire 1a when the vehicle 3 is running on the main line. The sliders 7B are attached to both ends of the boat bodies 8A and 8B, and are auxiliary sliders that slide less frequently than the main sliders. The contact strips 7A and 7B, for example, in the case of metal contact strips, are formed with female threaded portions passing through the contact strips 7A and 7B. It is inserted from the boat bodies 8A, 8B side and fixed to the boat bodies 8A, 8B by this fixing member. The contact strips 7A and 7B are, for example, in the case of carbon-based contact strips, the bottoms of the contact strips 7A and 7B are held by sheaths having fixing members such as bolts on the bottom surfaces, and the securing members of the sheaths are held. are inserted into the through-holes of the boat bodies 8A and 8B, and fixed to the boat bodies 8A and 8B via the sheath portion by a fastening member such as a nut that meshes with the male threaded portion of the fixing member.

図2~図4に示す舟体8A,8Bは、すり板7A,7Bを支持する部材である。舟体8A,8Bは、図2~図4に示すように、トロリ線1aに対して直交する方向(まくらぎ方向)に伸びた細長い金属製の部材である。舟体8A,8Bは、車両3の進行方向D1,D2の前後(舟体8A,8Bの幅方向)に所定の間隔をあけて平行に配置されている。舟体8A,8Bは、図2及び図6に示すように、この舟体8A,8Bの中心線に対して前後対称の形状(鏡像で折り返した形状)に形成されている。図2~図4に示すように、舟体8A,8Bは進行方向D1に移動するときには,舟体8Aが進行方向前側(上流側)になり、舟体8Bが進行方向後側(下流側)になる。一方、舟体8A,8Bは進行方向D2に移動するときには,舟体8Bが進行方向前側(上流側)になり、舟体8Aが進行方向後側(下流側)になる。舟体8A,8Bは、図6に示すように、この舟体8A,8Bの内部に空間を形成するように、断面形状が略C字状に形成されたリップ溝形鋼に近似した構造である。舟体8A,8Bは、例えば、金属製の平坦な長板を曲げ加工することによって所定の形状に形成されている。図2~図4に示す舟体8A,8Bは、在来線を走行する車両3の集電装置6の舟体(在来線用パンタグラフ舟体)である。舟体8A,8Bは、いずれも同一構造であり、図6に示す上部8aと、側部8b,8cと、下部(底部)8d,8eと、補強部8fなどを備えている。以下では舟体8Aを中心に説明し、舟体8Bについては舟体8Aと同一の部分に同一の符号を付して詳細な説明を省略する。 Boat bodies 8A and 8B shown in FIGS. 2 to 4 are members for supporting contact strips 7A and 7B. As shown in FIGS. 2 to 4, the boat bodies 8A and 8B are elongated metal members extending in a direction perpendicular to the trolley wire 1a (in the sleeper direction). The boat bodies 8A and 8B are arranged in parallel with each other at a predetermined interval in the forward and rearward directions of the traveling directions D 1 and D 2 of the vehicle 3 (the width direction of the boat bodies 8A and 8B). As shown in FIGS. 2 and 6, the boat bodies 8A and 8B are formed in a symmetrical shape (mirror image folded shape) with respect to the center line of the boat bodies 8A and 8B. As shown in FIGS. 2 to 4, when the boats 8A and 8B move in the direction of travel D1 , the boat 8A is on the front side (upstream side) in the direction of travel, and the boat body 8B is on the rear side (downstream side) in the direction of travel. )become. On the other hand, when the boats 8A and 8B move in the direction of travel D2 , the boat 8B is on the front side (upstream side) in the direction of travel, and the boat body 8A is on the rear side (downstream side) in the direction of travel. As shown in FIG. 6, the boat bodies 8A and 8B have a structure similar to a lip channel steel having a substantially C-shaped cross section so as to form a space inside the boat bodies 8A and 8B. be. The boat bodies 8A and 8B are formed into a predetermined shape by, for example, bending a flat metal plate. Boats 8A and 8B shown in FIGS. 2 to 4 are boats (pantograph boats for conventional lines) of current collectors 6 of vehicles 3 running on conventional lines. Both boat bodies 8A and 8B have the same structure, and include an upper portion 8a, side portions 8b and 8c, lower portions (bottom portions) 8d and 8e, a reinforcement portion 8f and the like shown in FIG. In the following description, the boat body 8A will be mainly described, and the same parts as the boat body 8A will be denoted by the same reference numerals as to the boat body 8B, and detailed description thereof will be omitted.

図6に示す上部8aは、舟体上部を構成する部分である。上部8aは、すり板7A,7Bと密着するように平坦面に形成されている。上部8aは、すり板7A,7Bが搭載される側の表面である上面8gと、上面8gとは反対側の表面である下面8hとなどを備えている。上面8gは、図6に示すように、舟体8A,8Bの長さ方向に沿ってすり板7A,7Bを取り付ける一対の取付部(すり板取付部)8iと、図4及び図5に示すように舟体8A,8Bの長さ方向に間隔をあけて一対の取付部8iを接続する接続部8jなどを備えている。 The upper part 8a shown in FIG. 6 is a part that constitutes the upper part of the boat body. The upper portion 8a is formed to have a flat surface so as to be in close contact with the contact strips 7A and 7B. The upper portion 8a includes an upper surface 8g on which the contact strips 7A and 7B are mounted, and a lower surface 8h opposite to the upper surface 8g. As shown in FIG. 6, the upper surface 8g includes a pair of attachment portions (strip attachment portions) 8i for attaching the contact strips 7A and 7B along the length direction of the boat bodies 8A and 8B, and a pair of contact strip attachment portions 8i shown in FIGS. A connecting portion 8j for connecting a pair of mounting portions 8i is provided at intervals in the longitudinal direction of the boat bodies 8A and 8B.

図6に示す側部8b,8cは、舟体両側部を構成する部分である。側部8b,8cは、上部8aに対して直交するように上部8aの両縁部にそれぞれ対向して配置されている。側部8bは、舟体8A,8B間の中間点から遠い側に位置する前側側部であり、側部8cは舟体8A,8B間の中間点から近い側に位置する後側側部である。 Side portions 8b and 8c shown in FIG. 6 are portions that constitute both side portions of the boat body. The side portions 8b and 8c are arranged so as to face both edges of the upper portion 8a so as to be orthogonal to the upper portion 8a. The side portion 8b is the front side portion located farther from the midpoint between the boat bodies 8A and 8B, and the side portion 8c is the rear side portion located closer to the midpoint between the boat bodies 8A and 8B. be.

下部8d,8eは、舟体下部を構成する部分である。下部8d,8eは、上部8aに対して平行であって側部8b,8cに対して直交するように、側部8b,8cの下縁部にそれぞれ配置されている。下部8dは、舟体8A,8B間の中間点から遠い側に位置する前側下部であり、下部8eは舟体8A,8B間の中間点から近い側に位置する後側下部である。 The lower parts 8d and 8e are parts that constitute the lower part of the hull. The lower parts 8d, 8e are arranged at the lower edges of the sides 8b, 8c, respectively, parallel to the upper part 8a and perpendicular to the sides 8b, 8c. The lower portion 8d is the front lower portion positioned farther from the midpoint between the boats 8A and 8B, and the lower portion 8e is the rear lower portion positioned closer to the midpoint between the boats 8A and 8B.

補強部8fは、舟体8A,8Bに剛性を付与する部分である。補強部8fは、下部8d,8eの内側縁部を上方に直角に折り曲げて形成されており、下部8d,8eとともに舟体8A,8Bに曲げ剛性及びねじり剛性などを付与する。 The reinforcing portion 8f is a portion that imparts rigidity to the boat bodies 8A and 8B. The reinforcing portion 8f is formed by bending the inner edge portions of the lower portions 8d and 8e upward at a right angle, and together with the lower portions 8d and 8e, imparts bending rigidity and torsional rigidity to the boat bodies 8A and 8B.

図1~図4に示すホーン9は、舟体8A,8Bの下にトロリ線1aが入り込むのを防止する部材である。ホーン9は、例えば、車両3が分岐器を通過するときに、この分岐器の上方で交差する2本のトロリ線1aのうち、車両3の進行方向D1,D2とは異なる方向のトロリ線1aへの舟体8A,8Bの割込みを防止する。ホーン9は、このホーン9の先端部が舟体8A,8Bの長さ方向の両端部から突出しており、図1及び図3(B)に示すように先端部が下方に向かって湾曲して形成された金属製の筒状部材である。 The horn 9 shown in FIGS. 1 to 4 is a member that prevents the trolley wire 1a from entering under the boat bodies 8A and 8B. For example, when the vehicle 3 passes through a turnout, the horn 9 is connected to the trolley in a direction different from the traveling directions D 1 and D 2 of the vehicle 3 among the two trolley wires 1a intersecting above the turnout. This prevents the hulls 8A and 8B from interrupting the line 1a. The tip of the horn 9 protrudes from both longitudinal ends of the boat bodies 8A and 8B, and the tip is curved downward as shown in FIGS. 1 and 3B. It is a formed metal cylindrical member.

図2及び図3に示す舟支え部10は、舟体8A,8Bを支持する部分である。舟支え部10は、舟体8A,8Bを架線1に対して水平に押上げるとともに、舟体8A,8Bにばねによる緩衝作用を与える。舟支え部10は、舟体8A,8Bの平衡及び円滑な上下動を維持するとともに、トロリ線1aへの追従性を向上させる。舟支え部10は、枠組11の頂部に支持されている。舟支え部10は、図2~図5に示す支持部10aと、図3に示すばね10bと、図3(B)及び図4に示すつなぎ管10cと、図3に示す支持部10dと、ばね10eと、図2~図4に示す天井管10fと、図3に示す連結部10gなどを備えている。 The boat support portion 10 shown in FIGS. 2 and 3 is a portion that supports the boat bodies 8A and 8B. The boat support portion 10 pushes up the boat bodies 8A and 8B horizontally with respect to the overhead wire 1, and gives the boat bodies 8A and 8B a cushioning action by a spring. The boat support portion 10 maintains the balance and smooth vertical movement of the boat bodies 8A and 8B, and improves followability to the trolley wire 1a. Boat support 10 is supported on top of framework 11 . 2 to 5, a spring 10b shown in FIG. 3, a connecting pipe 10c shown in FIGS. 3B and 4, a support portion 10d shown in FIG. It includes a spring 10e, a ceiling tube 10f shown in FIGS. 2 to 4, a connecting portion 10g shown in FIG. 3, and the like.

図2~図5に示す支持部10aは、ばね10bを介して舟体8A,8Bを支持する部材である。支持部10aは、図2及び図3(B)に示すように、舟体8A,8Bの両端部の下方に舟体8A,8Bとの間に間隔をあけてそれぞれ配置されており、図4に示すように舟体8A,8Bの中心線に対して直交する方向に伸びた金属製の板状部材(支え金具)である。支持部10aは、ばね10bを受けるばね受け部として機能する。 A support portion 10a shown in FIGS. 2 to 5 is a member that supports the boat bodies 8A and 8B via a spring 10b. As shown in FIGS. 2 and 3B, the support portions 10a are arranged below both ends of the boat bodies 8A and 8B with a gap between them. is a metal plate-shaped member (bracket) extending in a direction perpendicular to the center line of the boat bodies 8A and 8B, as shown in FIG. The support portion 10a functions as a spring receiving portion that receives the spring 10b.

図3に示すばね10bは、舟体8A,8Bを弾性支持する部材である。ばね10bは、舟体8A,8Bと支持部10aとの間に配置されているコイルばねなどの弾性部材であり、トロリ線1aに対するすり板7A,7Bの追従性を向上させる。ばね10bは、このばね10bの上端部が舟体8A,8Bの上部8aの下面8hに取り付けられており、このばね10bの下端部が支持部10aの上面に取り付けられている。 A spring 10b shown in FIG. 3 is a member that elastically supports the boat bodies 8A and 8B. The spring 10b is an elastic member such as a coil spring disposed between the boat bodies 8A, 8B and the support portion 10a, and improves the ability of the contact strips 7A, 7B to follow the trolley wire 1a. The upper end of the spring 10b is attached to the lower surface 8h of the upper portion 8a of the boat bodies 8A and 8B, and the lower end of the spring 10b is attached to the upper surface of the support portion 10a.

図3(B)及び図4に示すつなぎ管10cは、左右のホーン9をつなぐ部材である。つなぎ管10cは、図7に示すように、舟体8A,8Bの一対の補強部8f間で下部8d,8eの下方に配置されており、図4に示すように支持部10a間において舟体8A,8Bの長さ方向に沿って互いに平行に配置されている。つなぎ管10cは、図3(B)及び図4に示すように、支持部10aを貫通してこのつなぎ管10cの両端部がホーン9の後端部に接続されており、支持部10a、舟体8A側のつなぎ管10c、舟体8B側のつなぎ管10c及びホーン9によってつなぎ枠を構成している。 A connecting tube 10c shown in FIGS. 3B and 4 is a member that connects the left and right horns 9. As shown in FIG. The connecting pipe 10c is arranged below the lower portions 8d and 8e between the pair of reinforcing portions 8f of the boat bodies 8A and 8B, as shown in FIG. 7, and between the support portions 10a as shown in FIG. They are arranged parallel to each other along the length direction of 8A and 8B. As shown in FIGS. 3B and 4, the connecting pipe 10c passes through the support portion 10a and both ends of the connecting pipe 10c are connected to the rear end portion of the horn 9. The connecting pipe 10c on the body 8A side, the connecting pipe 10c on the boat body 8B side, and the horn 9 constitute a connecting frame.

図3に示す支持部10dは、ばね10eを介して支持部10aを支持する部材である。支持部10dは、支持部10aの下方に支持部10aとの間に間隔をあけてそれぞれ配置されており、図3(A)に示すように舟体8A,8Bの中心線に対して直交する方向に伸びた金属製の板状部材(天秤)である。支持部10dは、ばね10eを受けるばね受け部として機能する。支持部10dは、この支持部10dの中心線が天井管10fの中心線に対して直交するように支持部10dと平行に配置されている。支持部10dは、この支持部10dの両端部に、ばね10eを介して支持部10aを支持しており、この支持部10dの中央部がヒンジ部を介して天井管10fに回転自在に支持されている。 A support portion 10d shown in FIG. 3 is a member that supports the support portion 10a via a spring 10e. The support part 10d is arranged below the support part 10a with a gap between it and the support part 10a, and as shown in FIG. It is a plate-like member (balance) made of metal that extends in the direction. The support portion 10d functions as a spring receiving portion that receives the spring 10e. The support portion 10d is arranged parallel to the support portion 10d so that the center line of the support portion 10d is perpendicular to the center line of the ceiling pipe 10f. The support portion 10d supports the support portion 10a at both ends of the support portion 10d via springs 10e, and the central portion of the support portion 10d is rotatably supported by the ceiling pipe 10f via a hinge portion. ing.

図3に示すばね10eは、支持部10aを弾性支持する部材である。ばね10eは、支持部10aと支持部10dとの間に配置されているコイルばねなどの弾性部材である。ばね10eは、このばね10eの上端部が支持部10aの下面に取り付けられており、このばね10eの下端部が支持部10aの上面に取り付けられている。 A spring 10e shown in FIG. 3 is a member that elastically supports the support portion 10a. The spring 10e is an elastic member such as a coil spring arranged between the support portion 10a and the support portion 10d. The upper end of the spring 10e is attached to the lower surface of the support portion 10a, and the lower end of the spring 10e is attached to the upper surface of the support portion 10a.

図2~図4に示す天井管10fは、支持部10dを回転自在に支持する部材である。天井管10fは、この天井管10fの中心線が舟体8A,8Bの中心線と等距離になるように、舟体8A,8Bの下方に舟体8A,9Bと並行に配置されており、支持部10a,10dに対して直交し、舟体8A,8B及びつなぎ管10cに対して平行に配置されている。天井管10fは、図3(A)に示すように、支持部10dの中央部を貫通しており、図3(B)に示すようにこの天井管10fの中央部がヒンジ部を介して枠組11の上枠12の上端部に回転自在に支持されている。 A ceiling pipe 10f shown in FIGS. 2 to 4 is a member that rotatably supports the support portion 10d. The ceiling pipe 10f is arranged in parallel with the boat bodies 8A and 9B below the boat bodies 8A and 8B so that the center line of the ceiling pipe 10f is equidistant from the center lines of the boat bodies 8A and 8B. It is arranged perpendicular to the support portions 10a and 10d and parallel to the boat bodies 8A and 8B and the connecting pipe 10c. As shown in FIG. 3A, the ceiling pipe 10f passes through the central portion of the support portion 10d, and as shown in FIG. 11 is rotatably supported by the upper end portion of the upper frame 12 .

図3に示す連結部10gは、枠組11の平衡棒13に回転自在に連結される部分である。連結部10gは、図3(A)に示すように、天井管10fの中央部から下方に突出して形成されている。連結部10gは、図3(A)に示すように、平衡棒13の上端部がヒンジ部を介して回転自在に連結されている。 A connecting portion 10g shown in FIG. 3 is a portion that is rotatably connected to the balance rod 13 of the framework 11. As shown in FIG. As shown in FIG. 3A, the connecting portion 10g is formed so as to protrude downward from the central portion of the ceiling pipe 10f. As shown in FIG. 3A, the connecting portion 10g is rotatably connected to the upper end portion of the balance bar 13 through a hinge portion.

図1~図3に示す枠組11は、舟体8A,8Bを支持する部材である。枠組11は、舟体8A,8Bを支持した状態で上下方向に動作可能なリンク機構を備えており、複数のヒンジ及びリンク部材などから構成されている。枠組11は、図2及び図3に示す上枠12と、平衡棒(舟支えリンク)13と、下枠14と、図5に示す釣り合い棒15と、中間ヒンジ(屈曲部)16などを備えている。図2及び図3に示す枠組11は、使用時には主ばね19の付勢力によって上昇し、非使用時(折畳時)には主ばね19の付勢力に抗して駆動力発生部20が発生する駆動力によって下降するばね上昇/空気下降式構造である。 A framework 11 shown in FIGS. 1 to 3 is a member that supports the boat bodies 8A and 8B. The framework 11 has a link mechanism capable of moving vertically while supporting the boat bodies 8A and 8B, and is composed of a plurality of hinges, link members, and the like. The framework 11 includes an upper frame 12 shown in FIGS. 2 and 3, a balance bar (boat support link) 13, a lower frame 14, a balance bar 15 shown in FIG. ing. The framework 11 shown in FIGS. 2 and 3 is lifted by the biasing force of the main spring 19 when in use, and when not in use (when folded), the driving force generator 20 is generated against the biasing force of the main spring 19. It is a spring rising/air descending structure that descends by the driving force applied.

図2及び図3に示す上枠12は、舟支え部10を支持する部材である。上枠12は、この上枠12の下端部が釣り合い棒15の上端部にヒンジ部を介して回転自在に連結されている。平衡棒13は、舟体8A,8B及び舟支え部10を所定の姿勢に維持する部材である。平衡棒13は、上枠12の下側に間隔をあけて配置されており、枠組11の高さが変化したときに舟体8A,8B及び舟支え部10の姿勢を常に水平に維持する。平衡棒13は、下枠14の上端部から僅かに離れた位置に、この平衡棒13の下端部がヒンジ部を介して回転自在に連結されている。 The upper frame 12 shown in FIGS. 2 and 3 is a member that supports the boat support portion 10 . The lower end of the upper frame 12 is rotatably connected to the upper end of the balance bar 15 via a hinge. The balance bar 13 is a member that maintains the boat bodies 8A and 8B and the boat support 10 in a predetermined posture. The balance bars 13 are arranged below the upper frame 12 at intervals, and always keep the postures of the boat bodies 8A and 8B and the boat support 10 horizontal when the height of the frame 11 changes. The lower end of the balance bar 13 is rotatably connected via a hinge portion to a position slightly separated from the upper end of the lower frame 14 .

下枠14は、台枠21に回転自在に連結される部材である。下枠14は、この下枠14の下端部が主軸17に連結されている。釣り合い棒15は、枠組11の形状を保持するとともに枠組11を上下方向に昇降させる部材である。釣り合い棒15は、下枠14の下側に間隔をあけて配置されており、舟体8A,8Bを上下変位させるときの軌跡を調整する。釣り合い棒15は、この釣り合い棒15の下端部が台枠21にヒンジ部を介して回転自在に連結されている。中間ヒンジ16は、上枠12と下枠14とを回転自在に連結する部分である。中間ヒンジ16は、上枠12と下枠14とを連結する関節部として機能する。 The lower frame 14 is a member that is rotatably connected to the underframe 21 . The lower frame 14 is connected to the main shaft 17 at the lower end of the lower frame 14 . The balance bar 15 is a member that holds the shape of the framework 11 and moves the framework 11 up and down. The balance rods 15 are arranged at intervals under the lower frame 14, and adjust the trajectory when the hulls 8A and 8B are vertically displaced. The balance bar 15 is rotatably connected to the underframe 21 at the lower end of the balance bar 15 via a hinge. The intermediate hinge 16 is a portion that rotatably connects the upper frame 12 and the lower frame 14 . The intermediate hinge 16 functions as a joint that connects the upper frame 12 and the lower frame 14 .

主軸17は、枠組11を昇降動作させる部材である。主軸17は、枠組11と連動して動作し、正逆方向に回転することによって枠組11を昇降動作させる。主軸17は、台枠21に回転自在に支持されており、下枠14の下端部と一体となって回転する。てこ部18A,18Bは、直線運動を回転運動に変換する部分である。てこ部18A,18Bは、主軸17を支点として主軸17と一体となって回転する。 The main shaft 17 is a member that moves the framework 11 up and down. The main shaft 17 operates in conjunction with the framework 11 and rotates in forward and reverse directions to move the framework 11 up and down. The main shaft 17 is rotatably supported by the underframe 21 and rotates integrally with the lower end of the lower frame 14 . The lever portions 18A and 18B are portions that convert linear motion into rotary motion. The lever portions 18A and 18B rotate integrally with the main shaft 17 with the main shaft 17 as a fulcrum.

主ばね19は、枠組11に上昇力を付与する部材である。主ばね19は、主軸17が回転して枠組11が上昇するように主軸17を付勢する押上げ用ばねである。主ばね19は、この主ばね19の一端が台枠21に回転自在にヒンジ部を介して連結されており、この主ばね19の他端がてこ部18Aに回転自在にヒンジ部を介して連結されている。 The main spring 19 is a member that applies a lifting force to the framework 11 . The main spring 19 is a push-up spring that biases the main shaft 17 so that the main shaft 17 rotates and the framework 11 rises. One end of the main spring 19 is rotatably connected to the underframe 21 via a hinge portion, and the other end of the main spring 19 is rotatably connected to the lever portion 18A via a hinge portion. It is

駆動力発生部20は、主軸17を回転駆動するための駆動力を発生する部材である。駆動力発生部20は、枠組11を下降させるときに、主ばね19の付勢力に抗して主軸17を回転させる空気圧シリンダなどの下げシリンダ装置である。駆動力発生部20は、てこ部18Bに駆動力を作用させる下げシリンダ装置のピストンロッドなどの作用部が、てこ部18Bに回転自在にヒンジ部を介して連結されている。 The driving force generator 20 is a member that generates a driving force for rotationally driving the main shaft 17 . The driving force generator 20 is a lowering cylinder device such as a pneumatic cylinder that rotates the main shaft 17 against the biasing force of the main spring 19 when lowering the framework 11 . In the driving force generating portion 20, an action portion such as a piston rod of a lowering cylinder device that applies a driving force to the lever portion 18B is rotatably connected to the lever portion 18B via a hinge portion.

図1及び図3に示す台枠21は、枠組11を支持する部材である。台枠21は、枠組11の基部を支持した状態で、がいし22を介して車体5の屋根5b上に設置されている。台枠21は、主軸17、てこ部18A,18B、主ばね19及び駆動力発生部20などから構成される昇降機構部を支持する。がいし22は、車体5と台枠21との間を電気的に絶縁する部材である。がいし22は、台枠21の底面を支持している。 The underframe 21 shown in FIGS. 1 and 3 is a member that supports the framework 11 . The underframe 21 is installed on the roof 5 b of the vehicle body 5 via insulators 22 while supporting the base of the frame 11 . The underframe 21 supports an elevating mechanism including the main shaft 17, the levers 18A and 18B, the main spring 19, the driving force generator 20, and the like. The insulator 22 is a member that electrically insulates between the vehicle body 5 and the underframe 21 . The insulator 22 supports the bottom surface of the underframe 21 .

図4~図6に示す揚力変化抑制構造23は、舟体8A,8Bに作用する揚力を変化させる流れFを舟体8A,8Bが受けたときに、舟体8A,8Bに作用する揚力の変化を抑制する構造である。揚力変化抑制構造23は、舟体8A,8Bに対して吹き上げる流れFや舟体8A,8Bに対して横方向の流れFのような、舟体8A,8Bを押し上げる流れFを舟体8A,8Bが受けたときに、舟体8A,8Bの周辺の圧力変化を緩和し、舟体8A,8Bの揚力の安定化を図る。揚力変化抑制構造23は、開口部24A,24Bを備えている。以下では、発明の理解を容易にするために、図4、図5、図9及び図10に示す開口部24A,24Bに着色して示している。 The lift change suppression structure 23 shown in FIGS. 4 to 6 reduces the lift acting on the boats 8A and 8B when the boats 8A and 8B receive the flow F that changes the lift acting on the boats 8A and 8B. It is a structure that suppresses change. The lift change suppression structure 23 suppresses the flow F that pushes up the hulls 8A and 8B, such as the flow F blowing up the hulls 8A and 8B and the flow F in the lateral direction with respect to the hulls 8A and 8B. When 8B receives it, the pressure change around the hulls 8A and 8B is relieved, and the lift force of the hulls 8A and 8B is stabilized. The lift change suppression structure 23 has openings 24A and 24B. Below, the openings 24A and 24B shown in FIGS. 4, 5, 9 and 10 are colored to facilitate understanding of the invention.

図4~図6に示す開口部24A,24Bは、舟体8A,8Bを上下方向に貫通して、舟体8A,8Bの上下面で開口する部分である。開口部24A,24Bは、舟体8A,8Bの下面側(底面側)を下方から上方に向かう流れFを通過させることによって、舟体8A,8Bの周辺の流れ場を変化させ、舟体8A,8Bの周辺の圧力変化を緩和させる。開口部24A,24Bは、舟体8A,8Bの下面側を下方から上方に向かう流れFの閉塞を緩和することによって、舟体8A,8Bの下面側に生じる正圧PPを緩和する正圧緩和部として機能する。開口部24A,24Bは、いずれも同一構造であり、図4に示すように開口部24Aは舟体8Aに形成されており、開口部24Bは舟体8Bに形成されている。 The openings 24A and 24B shown in FIGS. 4 to 6 are portions that pass through the boat bodies 8A and 8B in the vertical direction and are opened on the upper and lower surfaces of the boat bodies 8A and 8B. The openings 24A and 24B change the flow field around the boat bodies 8A and 8B by allowing the flow F from below to upward to pass through the lower surface side (bottom side) of the boat bodies 8A and 8B, thereby changing the flow field around the boat bodies 8A and 8B. , 8B. The openings 24A and 24B relieve the positive pressure PP generated on the lower surface side of the boat bodies 8A and 8B by relieving blockage of the flow F directed upward from below on the lower surface sides of the boat bodies 8A and 8B. Acts as a buffer. The openings 24A and 24B have the same structure, and as shown in FIG. 4, the opening 24A is formed in the boat 8A and the opening 24B is formed in the boat 8B.

開口部24A,24Bは、図4及び図5に示すように、隣り合う接続部8j間に形成されており、舟体8A,8Bの一端部と他端部との間に略連続して形成されている。開口部24A,24Bは、平面形状が四角形の貫通孔であり、舟体8A,8Bの上部8aを貫通するように、舟体8A,8Bの長さ方向に沿って左右のすり板7A,7B間に形成されている。開口部24A,24Bは、図5に示すように、すり板7Aを支持する舟体8A,8Bの中央部におけるこの開口部24A,24Bの幅が狭く形成されており、すり板7Bを支持する舟体8A,8Bの両端部におけるこの開口部24A,24Bの幅が広く形成されている。開口部24A,24Bは、図6(A)に示すように、上部8aの下面8h側に形成されて流れFが流入する流入口24aと、上部8aの上面8g側に形成されて流れFが流出する流出口24bと、流入口24aから流出口24bに流れFが流れる流路24cなどを備えている。開口部24A,24Bは、流入口24a及び流出口24bの形状が同一に形成されており、上部8aの上面8g及び下面8hに対して流路24cの中心線が垂直になるように形成されている。 As shown in FIGS. 4 and 5, the openings 24A and 24B are formed between adjacent connecting portions 8j, and are formed substantially continuously between one end and the other end of the boat bodies 8A and 8B. It is The openings 24A, 24B are through-holes having a square planar shape, and are provided with left and right contact strips 7A, 7B along the length direction of the boat bodies 8A, 8B so as to penetrate the upper parts 8a of the boat bodies 8A, 8B. formed between. As shown in FIG. 5, the openings 24A and 24B are formed narrower at the central portions of the boat bodies 8A and 8B supporting the contact strip 7A and support the contact strip 7B. The openings 24A, 24B at both ends of the boat bodies 8A, 8B are formed wide. As shown in FIG. 6A, the openings 24A and 24B are formed on the side of the lower surface 8h of the upper portion 8a and into which the flow F flows, and the opening 24a is formed on the side of the upper surface 8g of the upper portion 8a to allow the flow F to flow. An outflow port 24b, and a channel 24c through which the flow F flows from the inflow port 24a to the outflow port 24b are provided. The openings 24A and 24B are formed so that the inflow port 24a and the outflow port 24b have the same shape, and the center line of the channel 24c is perpendicular to the upper surface 8g and the lower surface 8h of the upper portion 8a. there is

次に、この発明の第1実施形態に係る舟体の揚力変化抑制構造の作用を説明する。
以下では、図1~図3及び図7に示すように、車両3が進行方向D1に走行する場合を中心に説明する。ここで、図7(A)に示す舟体8A,8Bは、揚力変化抑制構造23を備える第1実施形態に係る舟体である。図7(B)に示す舟体108A,108Bは、揚力変化抑制構造23を備えていない従来の舟体である。以下では、図7(B)に示す舟体108A,108Bについては、図7(A)に示す舟体8A,8Bと対応する部分に対応する番号を付して詳細な説明を省略する。
Next, the operation of the structure for suppressing change in lift force of the hull according to the first embodiment of the present invention will be described.
In the following, as shown in FIGS. 1 to 3 and 7, the case where the vehicle 3 travels in the traveling direction D 1 will be mainly described. Here, boat bodies 8A and 8B shown in FIG. 7(A) are boat bodies according to the first embodiment provided with a lift change suppression structure 23. As shown in FIG. Boats 108A and 108B shown in FIG. 7(B) are conventional boats that do not include lift change suppression structure 23. Boats 108A and 108B shown in FIG. Below, with respect to the boat bodies 108A and 108B shown in FIG. 7B, the parts corresponding to the boat bodies 8A and 8B shown in FIG.

図1に示すように、線路2上を車両3が進行方向D1に走行しているときに、集電装置6の舟体8Aが進行方向前側から風を受けるとともに、車両3が横風を受けると車体5の肩部5cで横風が吹き上げられて、舟体8Aが斜め下方から吹き上げられる。例えば、盛土上又は高架橋上の線路2上を車両3が進行方向D1に向かって走行しているときに、沿線の地形条件や気象条件によって車両3が横風を受けると、車体5の肩部5cで横風が吹き上げられる。その結果、横方向かつ斜め下方から流れFを舟体8Aが受ける。 As shown in FIG. 1, when the vehicle 3 is running on the track 2 in the traveling direction D1 , the boat body 8A of the current collector 6 receives the wind from the front side in the traveling direction, and the vehicle 3 receives the side wind. A side wind is blown up by the shoulder portion 5c of the vehicle body 5, and the boat body 8A is blown up obliquely from below. For example, when the vehicle 3 is traveling in the traveling direction D1 on the railroad 2 on an embankment or a viaduct, if the vehicle 3 receives a crosswind due to the terrain conditions and weather conditions along the railway, the shoulder of the vehicle body 5 A crosswind is blown up at 5c. As a result, the boat body 8A receives the flow F from the lateral direction and obliquely downward.

図7(B)に示すように、舟体108Aが開口部24Aを備えていない場合には、舟体108Aの下部108d,108eが流れFを受けると、舟体108Aの下面側で流れFが淀み、舟体108Aの下面側の正圧PPが大きくなる。また、すり板107Aの進行方向前側の上側角部で流れFが剥離するため、すり板107Aの後方に渦が生じ、すり板107Aの上部の負圧PNが大きくなる。その結果、舟体108Aの下面側が正圧PPになるとともに、すり板107Aの上面側が負圧PNになるため、舟体108Aを上昇させる正の揚力が増加する。 As shown in FIG. 7(B), when the boat body 108A does not have the opening 24A, when the lower parts 108d and 108e of the boat body 108A receive the flow F, the flow F is generated on the lower surface side of the boat body 108A. As the water stagnates, the positive pressure PP on the lower surface side of the boat body 108A increases. In addition, since the flow F separates at the upper corner portion on the front side of the traveling direction of the contact strip 107A, a vortex is generated behind the contact strip 107A, and the negative pressure PN at the upper portion of the contact strip 107A increases. As a result, positive pressure P P is applied to the lower surface of boat 108A, and negative pressure P N is applied to the upper surface of contact strip 107A, thereby increasing the positive lift that raises boat 108A.

一方、図7(A)に示すように、舟体8Aが開口部24Aを備えている場合には、舟体8Aの下部8d,8eに向かう流れFが一対の補強部8f間の隙間を通過して、開口部24Aの流入口24aから流れFが流入し、流出口24bから流れFが流出する。このため、図7(A)に示すように、舟体8Aの下方から上方に流れFが淀みなくスムーズに流れ、図7(B)に示すように舟体8Aの下面側の正圧PPが大きくなるのが抑制される。また、図7(A)に示すように、流出口24bから流出する流れFによって、すり板7A,7Bの進行方向前側の上側角部で剥離した流れFの向きが変えられて、すり板7A,7Bの後方における渦の発生が抑えられる。このため、舟体8Aの下方から上方へ流れFが抜けることによって、舟体8Aの周囲の流れ場が変化する。その結果、舟体8Aの下面側の正圧PPが大きくなるのが抑制されるとともに、すり板7A,7Bの上面側の負圧PNが大きくなるのも抑制されて、舟体8Aの周辺の圧力変化が緩和され、舟体8Aを上昇させる正の揚力の増加が抑制される。また、舟体8Aの上下面を貫通する開口部24Aを設けることによって、舟体8Aが正圧PP及び負圧PNを受ける受圧面積が減少した分、横風による揚力変化が緩和される。車両3が進行方向D1とは逆方向の進行方向D2に走行する場合についても、舟体8B側の開口部24Bが舟体8A側の開口部24Aと同様に機能する。 On the other hand, as shown in FIG. 7A, when the boat body 8A has an opening 24A, the flow F directed toward the lower parts 8d and 8e of the boat body 8A passes through the gap between the pair of reinforcing parts 8f. Then, the flow F flows in from the inlet 24a of the opening 24A and flows out from the outlet 24b. Therefore, as shown in FIG. 7(A), the flow F smoothly flows from below to above the boat body 8A without stagnation, and as shown in FIG. is suppressed from increasing. Further, as shown in FIG. 7(A), the direction of the flow F separated at the upper corners of the contact strips 7A and 7B on the front side in the traveling direction is changed by the flow F flowing out from the outflow port 24b, and the direction of the flow F is changed. , 7B is suppressed. Therefore, the flow field around the hull 8A changes as the flow F exits from the lower side to the upper side of the hull 8A. As a result, the positive pressure PP on the bottom side of the boat body 8A is suppressed from increasing, and the negative pressure PN on the top side of the contact strips 7A and 7B is also suppressed from increasing. A change in pressure in the surrounding area is alleviated, and an increase in positive lift that raises the hull 8A is suppressed. Further, by providing the opening 24A penetrating the upper and lower surfaces of the boat body 8A, the pressure-receiving area of the boat body 8A that receives the positive pressure P P and the negative pressure P N is reduced, and the change in lift caused by crosswinds is reduced. Even when the vehicle 3 travels in the traveling direction D 2 opposite to the traveling direction D 1 , the opening 24B on the side of the boat 8B functions in the same manner as the opening 24A on the side of the boat 8A.

図1に示すように、進行方向D1に移動する舟体8Aが進行方向前側から対向風のみを受ける際に、流れFに対する舟体8Aの傾き角(迎角)、あるいは、舟体8Aから見た流れFのピッチ方向の風向角が所定角度よりも大きくなって、舟体8Aの上面側と舟体8Aの下面側との間の圧力差が所定値よりも大きくなる場合がある。この場合には、舟体8Aの上面側と下面側との間を、開口部24Aを通じて流れFが通過するため、これらの間の圧力差が低下する。その結果、舟体8Aを上昇させる正の揚力の増加や舟体8Aを下降させる負の揚力の増加が抑制されて、揚力変化が緩和される。 As shown in FIG. 1, when the hull 8A moving in the direction of travel D 1 receives only an opposing wind from the front side in the direction of travel, the inclination angle (angle of attack) of the hull 8A with respect to the flow F, or the angle from the hull 8A In some cases, the wind direction angle in the pitch direction of the viewed flow F becomes larger than a predetermined angle, and the pressure difference between the upper surface side of the boat body 8A and the lower surface side of the boat body 8A becomes larger than a predetermined value. In this case, since the flow F passes through the opening 24A between the upper surface side and the lower surface side of the boat 8A, the pressure difference therebetween is reduced. As a result, an increase in positive lift that raises the hull 8A and an increase in negative lift that lowers the hull 8A are suppressed, and changes in lift are mitigated.

この発明の第1実施形態に係る舟体の揚力変化抑制構造には、以下に記載するような効果がある。
(1) この第1実施形態では、舟体8A,8Bを上下方向に貫通し、舟体8A,8Bの上面8g及び下面8hで開口部24A,24Bが開口する。このため、舟体8A,8Bの上下面を開口することによって、集電装置6が横風や対向風を受けたときの揚力変化を抑制することができる。また、車両3が通常走行しているときの揚力特性に大きな影響を与えることがなく、横風を受けたときに揚力が大きく変化するのを防ぐことができる。その結果、舟体8Aの下面側の圧力上昇が抑制されるとともに、舟体8Aの上面側の負圧PNも緩和されて、舟体8A,8Bに作用する揚力を安定化させることができる。さらに、集電装置6が対向風を受けて舟体8Aの上面側と下面側との間の圧力差が大きくなったときに、これらの間の圧力差を緩和することができ、揚力変動を抑制することができる。
The lift change suppression structure for a boat body according to the first embodiment of the present invention has the following effects.
(1) In the first embodiment, the openings 24A and 24B penetrate the boat bodies 8A and 8B in the vertical direction, and open at the upper surface 8g and the lower surface 8h of the boat bodies 8A and 8B. Therefore, by opening the upper and lower surfaces of the boat bodies 8A and 8B, it is possible to suppress the change in lift when the current collector 6 receives a crosswind or a counterwind. Further, the lift characteristics when the vehicle 3 is traveling normally are not greatly affected, and the lift can be prevented from greatly changing when subjected to a crosswind. As a result, the pressure rise on the lower surface side of the boat body 8A is suppressed, and the negative pressure P N on the upper surface side of the boat body 8A is also alleviated, so that the lift acting on the boat bodies 8A and 8B can be stabilized. . Furthermore, when the pressure difference between the upper surface side and the lower surface side of the hull 8A increases due to the current collector 6 receiving an opposing wind, the pressure difference between them can be alleviated, and the lift fluctuation can be reduced. can be suppressed.

(2) この第1実施形態では、舟体8A,8Bの一端部と他端部との間に略連続して開口部24A,24Bが形成されている。このため、舟体8A,8Bの上下面を略全開状態にすることによって、舟体8A,8Bの揚力を増加させる正圧PP及び負圧PNを受ける受圧面積を開口部24A,24Bによって減少させることができ、横風や対向風による揚力変化を緩和することができる。 (2) In the first embodiment, the openings 24A, 24B are formed substantially continuously between one end and the other end of the boat bodies 8A, 8B. Therefore, by opening the upper and lower surfaces of the boats 8A and 8B substantially fully open, the openings 24A and 24B provide pressure receiving areas for receiving the positive pressure P P and the negative pressure P N that increase the lift of the boats 8A and 8B. can be reduced, and lift changes due to crosswinds and oncoming winds can be mitigated.

(3) この第1実施形態では、在来線を走行する車両3の集電装置6の舟体8A,8Bである。このため、在来線用パンタグラフが横風や対向風を受けたときの揚力変化を有効に低減することができる。また、新幹線に比べて走行速度が低く、一様流の流れFに対する舟体8A,8Bの傾き角(迎角)が大きくなる在来線用パンタグラフ舟体の揚力を安定化させることができる。 (3) In the first embodiment, the hulls 8A and 8B of the current collector 6 of the vehicle 3 running on the conventional line. Therefore, it is possible to effectively reduce the change in lift when the conventional line pantograph receives crosswinds or counterwinds. In addition, the lift force of the pantograph hull for conventional lines, which has a lower running speed than the Shinkansen and a large angle of inclination (angle of attack) of the hulls 8A and 8B with respect to the uniform flow F, can be stabilized.

(第2実施形態)
以下では、図1~図7に示す部分と同一の部分については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図8に示す舟体8A,8Bは、図6に示す舟体8A,8Bとは異なり、一対の側部8b,8cの上下方向の寸法が長く(高さが高く)形成されており、図6に示す一対の下部8d,8e及び一対の補強部8fが省略されている。舟体8A,8Bは、図8に示すように、断面形状が略U字状(コ字状)に形成された溝形鋼に近似した構造である。舟体8A,8Bは、この舟体8A,8Bの中心線に対して前後対称の形状(鏡像で折り返した形状)に形成されている。この第2実施形態には、第1実施形態と同様の効果がある。
(Second embodiment)
In the following description, the same parts as those shown in FIGS. 1 to 7 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
Unlike the boat bodies 8A and 8B shown in FIG. 6, the boat bodies 8A and 8B shown in FIG. A pair of lower portions 8d and 8e and a pair of reinforcing portions 8f shown in 6 are omitted. As shown in FIG. 8, the boat bodies 8A and 8B have a structure similar to channel steel having a substantially U-shaped (U-shaped) cross section. The boats 8A, 8B are formed in a shape symmetrical in the front-rear direction (mirror-image folded shape) with respect to the center line of the boats 8A, 8B. This second embodiment has the same effect as the first embodiment.

(第3実施形態)
図9に示す開口部24A,24Bは、図5に示す開口部24A,24Bとは異なり、舟体8A,8Bの中央部に形成されている。開口部24A,24Bは、図9に示すように、舟体8A,8Bの上部8aの中央のみで開口するように、舟体8A,8Bの上部8aを部分開口することによって形成されている。この第3実施形態には、第1実施形態及び第2実施形態と同様の効果がある。
(Third embodiment)
Unlike the openings 24A and 24B shown in FIG. 5, the openings 24A and 24B shown in FIG. 9 are formed in the central portions of the boat bodies 8A and 8B. As shown in FIG. 9, the openings 24A and 24B are formed by partially opening the upper parts 8a of the boat bodies 8A and 8B so that they are opened only at the center of the upper parts 8a of the boat bodies 8A and 8B. This third embodiment has the same effects as those of the first and second embodiments.

(第4実施形態)
図10に示す開口部24A,24Bは、図5及び図9に示す開口部24A,24Bとは異なり、舟体8A,8Bの一端部と他端部とに形成されている。開口部24A,24Bは、図10に示すように、舟体8A,8Bの上部8aの端部のみで開口するように、舟体8A,8Bの上部8aを部分開口することによって形成されている。この第4実施形態には、第1実施形態~第3実施形態と同様の効果がある。
(Fourth embodiment)
Unlike the openings 24A and 24B shown in FIGS. 5 and 9, the openings 24A and 24B shown in FIG. 10 are formed at one end and the other end of the boat bodies 8A and 8B. As shown in FIG. 10, the openings 24A and 24B are formed by partially opening the upper parts 8a of the boat bodies 8A and 8B so that they are opened only at the ends of the upper parts 8a of the boat bodies 8A and 8B. . This fourth embodiment has the same effects as those of the first to third embodiments.

(第5実施形態)
揚力変化抑制構造23は、開口部24A,24Bと正圧緩和部25A,25Bなどを備えている。正圧緩和部25A,25Bは、舟体8A,8Bの下面側に生じる正圧PPを緩和する部分である。正圧緩和部25A,25Bは、図12(A)に示すように、舟体8A,8Bの下面側を下方から上方に向かう流れFの閉塞を緩和することによって流れFを淀みなく流し、舟体8A,8Bの下面側に生じる正圧PPを緩和する。正圧緩和部25A,25Bは、図12に示すように、舟体8A,8Bを押し上げる流れFを舟体8A,8Bが受けたときに、舟体8A,8Bの下面側で大きくなる正圧PPを緩和することによって、舟体8A,8Bに作用する正の揚力の増加を抑制する。正圧緩和部25A,25Bは、図11及び図12に示す低部25aを備えている。
(Fifth embodiment)
The lift change suppression structure 23 includes openings 24A and 24B, positive pressure relief portions 25A and 25B, and the like. The positive pressure relief portions 25A, 25B are portions that relieve the positive pressure PP generated on the lower surface sides of the boat bodies 8A, 8B. As shown in FIG. 12(A), the positive pressure relief sections 25A and 25B relieve the blockage of the flow F directed upward from below on the lower surface side of the boat bodies 8A and 8B, thereby allowing the flow F to flow without stagnation. The positive pressure PP generated on the lower surface side of the bodies 8A and 8B is relieved. As shown in FIG. 12, the positive pressure relief portions 25A and 25B are designed to increase the positive pressure on the lower surface side of the boat bodies 8A and 8B when the boat bodies 8A and 8B receive the flow F that pushes up the boat bodies 8A and 8B. By alleviating P P , an increase in the positive lift acting on the hulls 8A and 8B is suppressed. The positive pressure relieving portions 25A and 25B have lower portions 25a shown in FIGS.

図11及び図12に示す低部25aは、舟体8A,8Bの前側よりも高さが低い部分である。低部25aは、舟体8A,8Bの下面側を下方から上方に向かう流れFの閉塞を緩和する閉塞緩和部として機能する。低部25aは、図12(A)に示すように、舟体8A,8Bが進行方向D1及び進行方向D2の双方向に移動することを考慮して、舟体8A,8B間の中間点を中心として対称の形状(鏡像で折り返した形状)になるように、舟体8A,8Bにそれぞれ配置されている。低部25aは、図12に示すように、この低部25aと天井管10eとの間の隙間が広くなってこれらの間で流れFが淀みなく流れるように、図6に示す舟体8A,8Bの前側の高さH1に比べて、舟体8A,8Bの後側の高さH2が低く形成されている。低部25aは、例えば、図6に示す舟体8A,8Bの後側の側部8cを上部8aから切り離したり、前側の側部8bのみを上部8aに形成した構造に当初から製造したりすることによって形成される。 A lower portion 25a shown in FIGS. 11 and 12 is a portion lower in height than the front sides of the boat bodies 8A and 8B. The lower portion 25a functions as a blockage relieving portion that relieves blockage of the flow F directed upward from below on the lower surface sides of the boat bodies 8A and 8B. As shown in FIG. 12(A), the lower portion 25a is positioned at an intermediate position between the boat bodies 8A and 8B, considering that the boat bodies 8A and 8B move in both directions of travel D1 and D2 . They are arranged on the boat bodies 8A and 8B so as to form a symmetrical shape (mirror-image folded shape) about a point. As shown in FIG. 12, the lower portion 25a is constructed so that the gap between the lower portion 25a and the ceiling pipe 10e is widened so that the flow F flows without stagnation. The height H 2 of the rear sides of boats 8A and 8B is formed lower than the height H 1 of the front sides of 8B. For example, the lower portion 25a is manufactured from the beginning by separating the rear side portion 8c of the hulls 8A and 8B shown in FIG. formed by

次に、この発明の第5実施形態に係る舟体の揚力変化抑制構造における正圧緩和部の作用を説明する。
図12(B)に示すように、舟体108Aが正圧緩和部25Aを備えていない場合には、舟体108Aと天井管110fとの間の隙間が狭いため、舟体108Aの下面側を下方から上方に向かう流れFが舟体108Aと天井管110fとの間を通過し難くなる。このため、舟体108Aの下面が流れFを受けると、舟体108Aの下面側で流れFが淀み、舟体108Aの下面側に生じる正圧PPが大きくなり、舟体108Aを上昇させる正の揚力が増加する。
Next, the action of the positive pressure reducing portion in the structure for suppressing change in lift force for the hull according to the fifth embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIG. 12(B), when the boat body 108A does not have the positive pressure relief portion 25A, the gap between the boat body 108A and the ceiling pipe 110f is narrow, so the lower surface side of the boat body 108A It becomes difficult for the flow F from the bottom to the top to pass between the boat body 108A and the ceiling pipe 110f. Therefore, when the lower surface of the boat body 108A receives the flow F, the flow F becomes stagnant on the lower surface side of the boat body 108A, and the positive pressure PP generated on the lower surface side of the boat body 108A increases. of lift increases.

一方、図12(A)に示すように、舟体8Aが正圧緩和部25Aを備えている場合には、舟体8Aと天井管10eとの間の隙間が広くなる。このため、舟体8Aの下面に向かう流れFが低部25aと天井管10eとの間を通過して、舟体8Aと舟体8Bとの間の隙間を流れFが通過し、舟体8A,8B間を下方から上方へ流れFが淀みなく抜ける。また、舟体8Aの下面に向かう流れFが開口部24Aの流入口24aから流入して、流出口24bから流れFが流出する。その結果、舟体8Aの周囲の流れ場が変化し、舟体8Aの下面側に生じる正圧PPの上昇が抑制されて、舟体8Aの圧力変化が緩和され、舟体8Aを上昇させる正の揚力の増加が抑制される。車両3が進行方向D1とは逆方向の進行方向D2に走行する場合についても、図12(A)に示す舟体8B側の正圧緩和部25Bが舟体8A側の正圧緩和部25Aと同様に機能する。 On the other hand, as shown in FIG. 12A, when the boat body 8A is provided with the positive pressure relief portion 25A, the gap between the boat body 8A and the ceiling pipe 10e is widened. Therefore, the flow F directed toward the lower surface of the boat body 8A passes between the lower portion 25a and the ceiling pipe 10e, and the flow F passes through the gap between the boat body 8A and the boat body 8B. , 8B from below to above without stagnation. Also, the flow F directed toward the lower surface of the boat body 8A enters from the inlet 24a of the opening 24A and flows out from the outlet 24b. As a result, the flow field around the boat 8A changes, suppressing the rise of the positive pressure PP generated on the lower surface side of the boat 8A, thereby mitigating the pressure change in the boat 8A and raising the boat 8A. An increase in positive lift is suppressed. Even when the vehicle 3 travels in the direction of travel D 2 opposite to the direction of travel D 1 , the positive pressure relief portion 25B on the boat body 8B side shown in FIG. It functions similarly to 25A.

この発明の第5実施形態に係る舟体の揚力変化抑制構造には、第1実施形態~第4実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
(1) この第5実施形態では、舟体8A,8Bの下面側に生じる正圧PPを正圧緩和部25A,25Bが緩和する。このため、吹き上がる流れFを舟体8A,8Bが受けたときに、舟体8A,8Bの下面側に生じる正圧PPの増加を抑制することができる。その結果、舟体8Aの下面側の圧力上昇が抑制されて、舟体8A,8Bに作用する揚力が変化するのを抑制することができる。
In addition to the effects of the first to fourth embodiments, the lift force change suppression structure for a boat according to the fifth embodiment of the present invention has the following effects.
(1) In the fifth embodiment, the positive pressure relief portions 25A and 25B relieve the positive pressure PP generated on the lower surface side of the boat bodies 8A and 8B. Therefore, when the boat bodies 8A and 8B receive the blowing-up flow F, it is possible to suppress an increase in the positive pressure PP generated on the lower surface side of the boat bodies 8A and 8B. As a result, the pressure increase on the lower surface side of the boat body 8A is suppressed, and it is possible to suppress the change in the lift acting on the boat bodies 8A and 8B.

(2) この第5実施形態では、舟体8A,8Bの下面側を下方から上方に向かう流れFの閉塞を正圧緩和部25A,25Bが緩和する。このため、吹き上がる流れFを舟体8A,8Bが受けたときに、舟体8A,8Bと天井管10eとの間を淀みなく流れFを通過させることができる。その結果、舟体8A,8Bの下面側に生じる正圧PPが大きくなるのを抑制して、舟体8A,8Bに作用する正の揚力が増加するのを抑制することができる。 (2) In the fifth embodiment, the positive pressure relief portions 25A and 25B relieve blockage of the flow F directed upward from the bottom side of the boat bodies 8A and 8B. Therefore, when the hulls 8A and 8B receive the blowing-up flow F, the flow F can pass smoothly between the hulls 8A and 8B and the ceiling pipe 10e. As a result, it is possible to suppress an increase in the positive pressure PP generated on the lower surface side of the boat bodies 8A, 8B, thereby suppressing an increase in the positive lift acting on the boat bodies 8A, 8B.

(3) この第5実施形態では、舟体8A,8Bの前側よりも高さが低い低部25aを舟体8A,8Bの後側に備えている。このため、舟体8A,8Bの前側の高さH1よりも舟体8A,8Bの後側の高さH2を低くすることによって、舟体8A,8Bを上昇させる正の揚力の増加を簡単に抑制することができる。例えば、舟体8A,8Bの後側の側部8cを上部8aから取り外すだけで、正の揚力の増加を簡単に抑制することができる。また、舟体8A,8B間の内側の領域における舟体8A,8Bの形状を変更することによって、横風を受けた場合の流れFの閉塞に伴う舟体8A,8Bの下面側に生じる正圧PPを緩和することができる。 (3) In the fifth embodiment, the rear side of the boat bodies 8A, 8B is provided with a lower portion 25a whose height is lower than that of the front sides of the boat bodies 8A, 8B. Therefore, by making the rear height H2 of the boat bodies 8A and 8B lower than the height H1 of the front sides of the boat bodies 8A and 8B, the positive lift that raises the boat bodies 8A and 8B can be increased. can be easily suppressed. For example, an increase in positive lift force can be easily suppressed simply by removing the rear side portion 8c of the boat body 8A, 8B from the upper portion 8a. In addition, by changing the shape of the boats 8A and 8B in the inner region between the boats 8A and 8B, the positive pressure generated on the lower surface side of the boats 8A and 8B due to the blockage of the flow F when subjected to a crosswind. PP can be relaxed.

(第6実施形態)
正圧緩和部25A,25Bは、舟体8A,8Bの下面側を下方から上方に向かう流れFの閉塞を緩和するとともに、舟体8A,8Bの下面側に負圧PNを生成する部分である。正圧緩和部25A,25Bは、図14(A)に示すように、舟体8A,8Bの下面側を負圧PNにすることによって、舟体8A,8Bの下面側の正圧PPを緩和し、舟体8A,8Bに負の揚力を作用させる。正圧緩和部25A,25Bは、図13及び図14(A)に示すように、断面形状が略三角形の角柱状部材であり、舟体8A,8Bの長さ方向に沿って配置されている。正圧緩和部25A,25Bは、図14(A)に示すように、舟体8A,8Bの上部8aの後側の下面8hに取り付けられている。正圧緩和部25A,25Bは、例えば、図6に示す舟体8A,8Bの後側の側部8cを上部8aから取り外した後に、舟体8A,8Bの上部8aに取り付けられる。正圧緩和部25A,25Bは、図13に示す傾斜部25bと、接合部25cと、側部25d,25eと、下部25fなどを備えている。
(Sixth embodiment)
The positive pressure relief portions 25A and 25B are portions that relieve blockage of the upward flow F on the lower surface side of the boat bodies 8A and 8B and generate a negative pressure P N on the lower surface side of the boat bodies 8A and 8B. be. As shown in FIG. 14A, the positive pressure relief portions 25A and 25B create a negative pressure P N on the lower surface side of the boat bodies 8A and 8B, thereby reducing the positive pressure P P on the lower surface sides of the boat bodies 8A and 8B. is relaxed, and a negative lift is applied to the hulls 8A and 8B. As shown in FIGS. 13 and 14A, the positive pressure relief portions 25A and 25B are prismatic members having a substantially triangular cross section, and are arranged along the longitudinal direction of the boat bodies 8A and 8B. . As shown in FIG. 14A, the positive pressure relief portions 25A and 25B are attached to the lower surfaces 8h on the rear sides of the upper portions 8a of the boat bodies 8A and 8B. The positive pressure relief portions 25A and 25B are attached to the upper portions 8a of the boat bodies 8A and 8B, for example, after the rear side portions 8c of the boat bodies 8A and 8B shown in FIG. 6 are removed from the upper portions 8a. The positive pressure relief portions 25A and 25B include an inclined portion 25b, a joint portion 25c, side portions 25d and 25e, a lower portion 25f, and the like shown in FIG.

図13に示す傾斜部25bは、舟体8A,8Bの後側で、前方から後方に向かって斜め上方に傾斜する部分である。傾斜部25bは、舟体8A,8Bの下面側を下方から上方に向かう流れFの閉塞を緩和する閉塞緩和部として機能するとともに、舟体8A,8Bの下面側に負圧PNを生成する負圧生成部としても機能する。傾斜部25bは、図14(A)に示すように、舟体8A,8Bが進行方向D1及び進行方向D2の双方向に移動することを考慮して、舟体8A,8B間の中間点を中心として対称な形状(鏡像で折り返した形状)に形成されており、舟体8A,8Bにそれぞれ配置されている。傾斜部25bは、図14(A)に示すように、この傾斜部25bと天井管10eとの間の隙間が広くなってこれらの間で流れFが淀みなく流れるように、図6(A)に示す舟体8A,8Bの側部8cと下部8eとが交わる下流側の下側角部を面取りするような断面形状に形成されている。傾斜部25bは、図13に示すように所定の角度で傾斜する平坦な傾斜面に形成されている。 The slant portion 25b shown in FIG. 13 is a portion that slants obliquely upward from the front to the rear on the rear side of the hulls 8A and 8B. The inclined portion 25b functions as a block relief portion that relieves blockage of the flow F directed upward from below on the lower surface side of the boat bodies 8A and 8B, and generates a negative pressure P N on the lower surface side of the boat bodies 8A and 8B. It also functions as a negative pressure generator. As shown in FIG. 14(A), the slant portion 25b is formed at an intermediate position between the boat bodies 8A and 8B, considering that the boat bodies 8A and 8B move in both directions of travel D1 and D2 . They are formed in a symmetrical shape (mirror-image folded shape) with respect to a point, and are arranged on the boat bodies 8A and 8B, respectively. As shown in FIG. 14(A), the inclined portion 25b is arranged so as to widen the gap between the inclined portion 25b and the ceiling pipe 10e so that the flow F flows smoothly between them, as shown in FIG. 6(A). 1 is chamfered at the lower corners on the downstream side where the side portions 8c and the lower portions 8e of the boat bodies 8A and 8B intersect. The inclined portion 25b is formed as a flat inclined surface inclined at a predetermined angle as shown in FIG.

図13に示す接合部25cは、上部8aの下面8hと接合する部分であり、平坦面に形成されている。側部25dは、正圧緩和部25A,25Bの側面を構成する部分であり、平坦面に形成されている。側部25eは、正圧緩和部25A,25Bの側面を構成する部分であり、補強部8fと対向しており、側部25dと平行な平坦面に形成されている。下部25fは、下部8dと同じ高さに形成された部分であり、接合部25cと平行な平坦面に形成されている。 A joint portion 25c shown in FIG. 13 is a portion that is joined to the lower surface 8h of the upper portion 8a and is formed on a flat surface. The side portion 25d is a portion that constitutes the side surfaces of the positive pressure relief portions 25A and 25B, and is formed on a flat surface. The side portion 25e is a portion that constitutes the side surfaces of the positive pressure relief portions 25A and 25B, faces the reinforcing portion 8f, and is formed on a flat surface parallel to the side portion 25d. The lower portion 25f is a portion formed at the same height as the lower portion 8d, and is formed on a flat surface parallel to the joint portion 25c.

次に、この発明の第6実施形態に係る舟体の揚力変化抑制構造における傾斜部の作用を説明する。
図14(B)に示すように、舟体108Aが傾斜部25bを備えていない場合には、舟体108Aと天井管110fの間の隙間が狭いため、舟体108Aの下面に向かう流れFが舟体108Aと天井管110fとの間を通過し難くなる。このため、舟体108Aの下面が流れFを受けると、舟体108Aの下面で流れFが淀み、舟体108Aの下面側に生じる正圧PPが大きくなり、舟体108Aを上昇させる正の揚力が増加する。また、舟体108Aの下面側を下方から上方に向かう流れFが、舟体108Aの下面に直接衝突し、舟体108Aを跳ね上げる流れFを受ける受圧面積が大きくなるため、舟体108Aの下面側に生じる正圧PPが大きくなる。
Next, the operation of the inclined portion in the lift force change suppression structure for a boat body according to the sixth embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIG. 14(B), when the boat body 108A does not have the inclined portion 25b, the gap between the boat body 108A and the ceiling pipe 110f is narrow, so that the flow F directed toward the bottom surface of the boat body 108A It becomes difficult to pass between the hull 108A and the ceiling tube 110f. Therefore, when the lower surface of the boat body 108A receives the flow F, the flow F becomes stagnant on the lower surface of the boat body 108A, the positive pressure PP generated on the lower surface side of the boat body 108A increases, and the positive pressure PP that raises the boat body 108A rises. Increases lift. In addition, the flow F that flows upward on the lower surface side of the boat body 108A collides directly with the lower surface of the boat body 108A, and the pressure receiving area that receives the flow F that bounces up the boat body 108A increases. The positive pressure PP generated on the side increases.

一方、図14(A)に示すように、舟体8Aが傾斜部25bを備えている場合には、傾斜部25bと天井管10eとの間の隙間が広くなり、舟体8Aの下面に向かう流れFが傾斜部25bと天井管10eとの間を通過して、舟体8Aと舟体8Bとの間の隙間を流れFが通過する。このため、舟体8A,8B間を下方から上方へ流れFが淀みなく抜けるとともに、傾斜部25bに沿って流れFが流れることによって、流れFが加速し舟体8Aの周囲の流れ場が変化する。その結果、傾斜部25bが負圧PNになって舟体8A,8Bに負の揚力が発生し、舟体8Aの下面側の圧力上昇が抑制されて、舟体8Aの圧力変化が緩和され、舟体8Aを上昇させる正の揚力の増加が抑制される。また、舟体8Aの下部8eが傾斜部25bによって面取りされた形状であるため、舟体8Aの下面に向かう流れFが、舟体8Aの下面に直接衝突する面積が減る。このため、舟体8Aを跳ね上げる流れFを受ける受圧面積が小さくなって、舟体8Aの下面側に生じる正圧PPが小さくなる。さらに、舟体8Aの下面に向かう流れが開口部24Aの流入口24aから流入して、流出口24bから流れFが流出する。その結果、舟体8Aの下面側の圧力上昇が抑制されて、舟体8Aの圧力変化が緩和され、舟体8Aを上昇させる正の揚力の増加が抑制される。車両3が進行方向D1とは逆方向の進行方向D2に走行する場合についても、図14(A)に示す舟体8B側の傾斜部25bが舟体8A側の傾斜部25bと同様に機能する。 On the other hand, as shown in FIG. 14A, when the boat body 8A is provided with the sloped portion 25b, the gap between the sloped portion 25b and the ceiling pipe 10e is widened, and the pressure is directed toward the lower surface of the boat body 8A. The flow F passes between the inclined portion 25b and the ceiling pipe 10e, and passes through the gap between the boat body 8A and the boat body 8B. Therefore, the flow F flows smoothly from the bottom to the top between the boat bodies 8A and 8B, and the flow F flows along the inclined portion 25b, thereby accelerating the flow F and changing the flow field around the boat body 8A. do. As a result, the inclined portion 25b becomes a negative pressure P N to generate a negative lift force in the boat bodies 8A and 8B, suppressing the pressure increase on the lower surface side of the boat body 8A and mitigating the pressure change in the boat body 8A. , the increase in the positive lift that raises the hull 8A is suppressed. Further, since the lower part 8e of the boat body 8A is chamfered by the inclined part 25b, the area where the flow F directed toward the lower surface of the boat body 8A directly collides with the lower surface of the boat body 8A is reduced. Therefore, the pressure-receiving area that receives the flow F that bounces the boat 8A becomes smaller, and the positive pressure PP generated on the lower surface side of the boat 8A becomes smaller. Furthermore, the flow toward the lower surface of the boat body 8A flows in from the inlet 24a of the opening 24A, and the flow F flows out from the outlet 24b. As a result, an increase in pressure on the lower surface side of the boat 8A is suppressed, pressure changes in the boat 8A are moderated, and an increase in the positive lift that raises the boat 8A is suppressed. Even when the vehicle 3 travels in the direction of travel D 2 opposite to the direction of travel D 1 , the inclined portion 25b on the boat body 8B side shown in FIG. Function.

この発明の第6実施形態に係る舟体の揚力変化抑制構造には、第1実施形態~第5実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
(1) この第6実施形態では、舟体8A,8Bの下面側を下方から上方に向かう流れFの閉塞を正圧緩和部25A,25Bが緩和するとともに、舟体8A,8Bの下面側に負圧PNを正圧緩和部25A,25Bが生成する。このため、吹き上がる流れFを舟体8A,8Bが受けたときに、舟体8A,8Bの下面側に生じる正圧PPが大きくなるのを抑制することができ、舟体8A,8Bに作用する正の揚力を抑制することができる。また、横風のない通常走行時に揚力が大きく変化するのを防ぐことができる。
In addition to the effects of the first to fifth embodiments, the structure for suppressing lift force change of the hull according to the sixth embodiment of the present invention has the following effects.
(1) In the sixth embodiment, the positive pressure relief portions 25A and 25B relieve the blockage of the flow F directed upward from the bottom side of the boat bodies 8A and 8B, and The negative pressure P N is generated by the positive pressure relieving portions 25A and 25B. Therefore, when the hulls 8A and 8B receive the blowing-up flow F, it is possible to suppress the increase in the positive pressure PP generated on the lower surface side of the hulls 8A and 8B. The acting positive lift can be suppressed. In addition, it is possible to prevent a large change in lift during normal running without crosswinds.

(2) この第6実施形態では、舟体8A,8Bの後側で、前方から後方に向かって斜め上方に傾斜部25bが傾斜している。このため、2本の舟体8A,8B間に位置する部位の形状を変更することによって、舟体8A,8B間を流れFがスムーズに流れるようになり、舟体8A,8Bに作用する揚力が増加するのを抑制することができる。例えば、舟体8A,8B間の内側の領域における舟体8A,8Bの形状を変更することによって、横風を受けた場合の流れFの閉塞に伴う舟体8A,8Bの下面側に生じる正圧PPを緩和することができる。また、傾斜部25bによって流れFが加速されて、傾斜部25bに負圧PNを造ることができ、舟体8A,8Bに負の揚力を作り出すことができる。 (2) In the sixth embodiment, on the rear side of the hulls 8A and 8B, the inclined portion 25b is inclined obliquely upward from the front to the rear. Therefore, by changing the shape of the portion located between the two boat bodies 8A and 8B, the flow F flows smoothly between the boat bodies 8A and 8B, and the lift acting on the boat bodies 8A and 8B. increase can be suppressed. For example, by changing the shape of the hulls 8A and 8B in the inner region between the hulls 8A and 8B, the positive pressure generated on the lower surface side of the hulls 8A and 8B due to the blockage of the flow F when subjected to a crosswind. PP can be relaxed. Further, the flow F is accelerated by the inclined portion 25b, a negative pressure P N can be created in the inclined portion 25b, and a negative lift force can be produced in the hulls 8A and 8B.

(第7実施形態)
図15及び図16に示す揚力変化抑制構造23は、正圧緩和部25A,25Bと整流部26A,26Bなどを備えている。整流部26A,26Bは、正圧緩和部25A,25Bに向けて流れFを導く部分である。整流部26A,26Bは、図16に示すように、舟体8A,8Bに負の揚力を発生させることによって、舟体8A,8Bの揚力の増加を抑制する。整流部26A,26Bは、図16(A)に示すように、舟体8A,8Bが進行方向D1及び進行方向D2の双方向に移動することを考慮して、舟体8A,8B間の中間点を中心として対称の形状(鏡像で折り返した形状)になるように、舟体8A,8Bにそれぞれ配置されている。整流部26A,26Bは、図13及び図14(A)に示すように、断面形状が略三角形の角柱状部材であり、この整流部26A,26Bの頂部が下方に突出するように、舟体8A,8Bの長さ方向に沿って配置されている。整流部26A,26Bは、図14(A)に示すように、舟体8A,8Bの前側の下部8dに取り付けられている。整流部26A,26Bは、図15に示す傾斜部26a,26bと取付部26cなどを備えている。
(Seventh embodiment)
The lift change suppression structure 23 shown in FIGS. 15 and 16 includes positive pressure reducing sections 25A and 25B, rectifying sections 26A and 26B, and the like. The rectifying portions 26A, 26B are portions that guide the flow F toward the positive pressure relieving portions 25A, 25B. As shown in FIG. 16, the rectifying sections 26A, 26B suppress an increase in the lift of the boats 8A, 8B by generating negative lift in the boats 8A, 8B. As shown in FIG. 16(A), the rectifying sections 26A and 26B are arranged between the boat bodies 8A and 8B considering that the boat bodies 8A and 8B move in both directions of travel D1 and D2 . are arranged on the boat bodies 8A and 8B so as to form a symmetrical shape (a mirror image folded shape) centering on the midpoint of the . As shown in FIGS. 13 and 14A, the rectifying portions 26A and 26B are prismatic members having a substantially triangular cross-sectional shape. It is arranged along the length direction of 8A and 8B. As shown in FIG. 14(A), the straightening sections 26A and 26B are attached to the front lower portions 8d of the boat bodies 8A and 8B. The rectifying portions 26A and 26B include inclined portions 26a and 26b and mounting portions 26c shown in FIG.

図15に示す傾斜部26aは、舟体8A,8Bの前側の下部8dで、後方から前方に向かって斜め上方に傾斜する部分である。傾斜部26aは、図16(A)に示すように、舟体8A,8Bの下部8dに向かう流れFに曲率を与えて、傾斜部26bに負圧PNを生成する負圧生成部として機能する。傾斜部26aは、図13に示すように、平坦な傾斜面に形成されている。 The inclined portion 26a shown in FIG. 15 is a portion of the front lower portion 8d of the boat body 8A, 8B, which is inclined obliquely upward from the rear to the front. As shown in FIG. 16A, the inclined portion 26a functions as a negative pressure generating portion that imparts a curvature to the flow F directed toward the lower portion 8d of the hulls 8A and 8B to generate a negative pressure P N in the inclined portion 26b. do. The inclined portion 26a is formed into a flat inclined surface as shown in FIG.

傾斜部26bは、舟体8A,8Bの前側の下部8dで、前方から後方に向かって斜め上方に傾斜する部分である。傾斜部26bは、正圧緩和部25A,25Bの傾斜部25bに負圧PNを生成する負圧生成部として機能する。傾斜部26bは、傾斜部26aと同様に平坦な傾斜面に形成されており、下流側の傾斜部26bに負圧PNを生成する。傾斜部26bは、この傾斜部26bの下端部が傾斜部26aの下端部と接続している。取付部26cは、下部8dに取り付けられる部分であり、平坦面に形成されている。 The inclined portion 26b is a portion of the front lower portion 8d of the boat body 8A, 8B, which is inclined obliquely upward from the front to the rear. The inclined portion 26b functions as a negative pressure generating portion that generates a negative pressure P N in the inclined portions 25b of the positive pressure relaxation portions 25A and 25B. The inclined portion 26b is formed on a flat inclined surface like the inclined portion 26a, and generates a negative pressure P N in the inclined portion 26b on the downstream side. The lower end of the inclined portion 26b is connected to the lower end of the inclined portion 26a. The attachment portion 26c is a portion attached to the lower portion 8d and is formed on a flat surface.

次に、この発明の第7実施形態に係る舟体の揚力変化抑制構造における整流部の作用を説明する。
図16(A)に示すように、舟体8Aが整流部26Aを備えている場合には、舟体8Aの下部8dに向かう流れFが傾斜部26aによって曲率を与えられ、傾斜部26bに沿って流れることによって、流れFが加速し舟体8Aの周囲の流れ場が変化する。その結果、傾斜部26bが負圧PNになって舟体8A,8Bに負の揚力が発生し、舟体8Aの下面側の圧力上昇が抑制されるとともに、舟体8Aの圧力変化が緩和され、舟体8Aを正の揚力の増加が抑制される。また、傾斜部26bに沿って流れる流れFが傾斜部25bに向かって誘導され、傾斜部25bと天井管10eとの間を流れFが通過して、舟体8Aと舟体8Bとの間の隙間を流れFが通過する。このため、舟体8A,8B間を下方から上方へ流れFが淀みなく抜けるとともに、傾斜部25bに沿って流れFが流れることによって、流れFが加速し舟体8Aの周囲の流れ場が変化する。その結果、傾斜部25bが負圧PNになって舟体8A,8Bに負の揚力が発生し、舟体8Aの下部8dの圧力上昇が抑制されて、舟体8Aの圧力変化が緩和され、舟体8Aを上昇させる正の揚力の増加が抑制される。
Next, the action of the rectifying section in the structure for suppressing lift change in the boat body according to the seventh embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIG. 16A, when the boat body 8A is provided with a rectifying portion 26A, the flow F directed toward the lower portion 8d of the boat body 8A is given a curvature by the inclined portion 26a and flows along the inclined portion 26b. As a result, the flow F accelerates and the flow field around the hull 8A changes. As a result, the inclined portion 26b becomes a negative pressure P N to generate a negative lift force on the boat bodies 8A and 8B, suppressing the pressure increase on the lower surface side of the boat body 8A and mitigating the pressure change in the boat body 8A. , and an increase in the positive lift of the hull 8A is suppressed. Further, the flow F flowing along the inclined portion 26b is guided toward the inclined portion 25b, passes between the inclined portion 25b and the ceiling pipe 10e, and flows between the boat body 8A and the boat body 8B. A flow F passes through the gap. Therefore, the flow F flows smoothly from the bottom to the top between the boat bodies 8A and 8B, and the flow F flows along the inclined portion 25b, thereby accelerating the flow F and changing the flow field around the boat body 8A. do. As a result, the inclined portion 25b becomes a negative pressure P N to generate a negative lift force on the boat bodies 8A and 8B, suppressing the pressure rise in the lower part 8d of the boat body 8A and mitigating the pressure change in the boat body 8A. , the increase in the positive lift that raises the hull 8A is suppressed.

また、舟体8Aの下部8eが傾斜部25bによって面取りされているため、舟体8Aの下部8eに流れFが直接衝突する面積が減り、舟体8Aを跳ね上げる流れFを受ける受圧面積が小さくなって、舟体8Aの下面側に生じる正圧PPが小さくなる。さらに、舟体8Aの下面に向かう流れFが傾斜部26bに沿って流れることによって、開口部24Aの流入口24aから流入して、流出口24bから流れFが流出する。その結果、舟体8Aの正の揚力の増加が抑制されて、舟体8Aの圧力変化が緩和され、舟体8Aを上昇させる正の揚力の増加が抑制される。車両3が進行方向D1とは逆方向の進行方向D2に移動する場合についても、図12(A)に示す舟体8B側の整流部26Bが舟体8A側の整流部26Aと同様に機能する。 Further, since the lower portion 8e of the boat body 8A is chamfered by the inclined portion 25b, the area where the flow F directly collides with the lower portion 8e of the boat body 8A is reduced, and the pressure receiving area that receives the flow F that bounces up the boat body 8A is small. As a result, the positive pressure PP generated on the lower surface side of the boat body 8A becomes smaller. Further, the flow F directed toward the lower surface of the boat body 8A flows along the inclined portion 26b, so that the flow F flows in from the inlet 24a of the opening 24A and flows out from the outlet 24b. As a result, an increase in the positive lift force of the boat body 8A is suppressed, pressure changes in the boat body 8A are moderated, and an increase in the positive lift force that raises the boat body 8A is suppressed. Even when the vehicle 3 moves in the direction of travel D 2 opposite to the direction of travel D 1 , the straightening portion 26B on the side of the boat 8B shown in FIG. Function.

この発明の第7実施形態に係る舟体の揚力変化抑制構造には、第1実施形態~第6実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
(1) この第7実施形態では、整流部26A,26Bが正圧緩和部25A,25Bに向けて流れFを導く。このため、舟体8A,8Bの下面側に生じる正圧PPを緩和することができ、舟体8A,8Bに作用する揚力が変化するのを抑制することができる。
In addition to the effects of the first to sixth embodiments, the lift force change suppression structure for a boat according to the seventh embodiment of the present invention has the following effects.
(1) In the seventh embodiment, the rectifying sections 26A and 26B guide the flow F toward the positive pressure reducing sections 25A and 25B. Therefore, the positive pressure PP generated on the lower surface side of the boat bodies 8A, 8B can be alleviated, and the change in the lift acting on the boat bodies 8A, 8B can be suppressed.

(2) この第7実施形態では、舟体8A,8Bの下面側に整流部26A,26Bが負圧PNを生成する。このため、吹き上がる流れFを舟体8A,8Bが受けたときに、舟体8A,8Bに負の揚力を作用させることができる。その結果、舟体8A,8Bに作用する正の揚力が増加するのを抑制することができる。また、横風のない通常走行時に揚力が大きく変化するのを防ぐことができる。 (2) In the seventh embodiment, the rectifying sections 26A and 26B generate the negative pressure PN on the lower surface sides of the boat bodies 8A and 8B. Therefore, when the hulls 8A and 8B receive the blowing flow F, a negative lift force can be applied to the hulls 8A and 8B. As a result, it is possible to suppress an increase in the positive lift acting on the hulls 8A and 8B. In addition, it is possible to prevent a large change in lift during normal running without crosswinds.

(3) この第7実施形態では、舟体8A,8Bの前側の下部8dで、前方から後方に向かって斜め上方に傾斜部26bが傾斜する。このため、2本の舟体8A,8B間に位置する部位の形状を変更することによって、傾斜部26bによって流れFが加速されて、傾斜部26bに負圧PNを造ることができ、舟体8A,8Bに負の揚力を作り出すことができる。 (3) In the seventh embodiment, the inclined portion 26b is inclined obliquely upward from the front to the rear at the front lower portions 8d of the boat bodies 8A and 8B. Therefore, by changing the shape of the portion located between the two boat bodies 8A and 8B, the flow F can be accelerated by the inclined portion 26b, and a negative pressure P N can be created in the inclined portion 26b. A negative lift force can be created on the bodies 8A, 8B.

(4) この第7実施形態では、舟体8A,8Bの前側の下部8dで、後方から前方に向かって斜め上方に傾斜部26aが傾斜する。このため、2本の舟体8A,8B間に位置する部位の形状を変更することによって、傾斜部26aによって流れFに曲率を与え、下流側の傾斜部26bに負圧PNを造ることができ、舟体8A,8Bに負の揚力を作り出すことができる。 (4) In the seventh embodiment, the inclined portion 26a inclines obliquely upward from the rear toward the front at the lower portion 8d on the front side of the boat bodies 8A and 8B. Therefore, by changing the shape of the portion located between the two boat bodies 8A and 8B, it is possible to give a curvature to the flow F by the inclined portion 26a and create a negative pressure P N in the inclined portion 26b on the downstream side. can create a negative lift force on the hulls 8A and 8B.

次に、この発明の実施例について説明する。
(揚力変化抑制の効果確認試験)
図4~図16に示す舟体の上下面を開口した場合の揚力変化抑制効果を、図17に示す風洞試験装置により評価した。揚力変化抑制の効果確認試験は、公益財団法人鉄道総合技術研究所の開放胴型の大型低騒音風洞試験装置を使用した。図17に示すように、大型低騒音風洞試験装置の風洞測定部の第2模型支持台車のターンテーブル上に、実物の在来線用パンタグラフを反なびき方向に向けて設置した。パンタグラフの架台の片側を持ち上げてロール角を設定したうえで、ターンテーブルを回転させてヨー角を設定し、風洞測定部内のパンタグラフに吹き出しノズルから空気を吹き出し、舟体に作用する揚力を測定した。揚力変化抑制の効果確認試験では、パンタグラフから見た場合の各方向の風速を、図18に示すように定義した。ヨー角θは反なびき方向を0°、なびき方向を180°とし、このヨー角θの範囲内で、パンタグラフに対して流れが吹き上がる方向にロール角φを設定した。
Next, an embodiment of the invention will be described.
(Effect confirmation test for suppressing lift change)
A wind tunnel test apparatus shown in FIG. 17 was used to evaluate the effect of suppressing changes in lift when the top and bottom surfaces of the hulls shown in FIGS. 4 to 16 were opened. A large-scale, open-body, low-noise wind tunnel test facility of the Railway Technical Research Institute was used to confirm the effect of suppressing changes in lift force. As shown in FIG. 17, an actual pantograph for a conventional line was placed on the turntable of the second model support carriage in the wind tunnel measurement section of the large-scale low-noise wind tunnel test apparatus, facing the anti-winding direction. After setting the roll angle by lifting one side of the pantograph base, the turntable was rotated to set the yaw angle, air was blown out from the blowing nozzle to the pantograph in the wind tunnel measurement section, and the lift acting on the hull was measured. . In the lift change suppression effect confirmation test, the wind speed in each direction when viewed from the pantograph was defined as shown in FIG. The yaw angle θ was 0° in the anti-swinging direction and 180° in the swinging direction, and within the range of this yaw angle θ, the roll angle φ was set in the direction in which the flow rose with respect to the pantograph.

揚力変化抑制の効果確認試験では、舟体やつなぎ枠を支持するばねをスペーサに置き換えて上下変位を固定し、台枠上の鍵装置付近に治具を介してロードセル(共和電業製 LUR-N-500NSA1(容量500N))を設置し、上枠頂部(鍵装置の鍵を受ける部分)とロードセルとをワイヤで接続した。揚力測定は、無風時に対する送風時のロードセル出力の増分を揚力として検出し、500N=4V出力、200Hzのローパスフィルタ処理波形を500Hzでサンプリングし、各風速段で約30秒収録を行い、揚力の時間平均値を算出した。 In a test to confirm the effect of suppressing changes in lift force, the springs that support the hull and connecting frame were replaced with spacers to fix vertical displacement, and a load cell (LUR- N-500NSA1 (capacity 500N)) was installed, and the top of the upper frame (the part that receives the key of the key device) and the load cell were connected with a wire. For lift measurement, the increment of load cell output when there is no wind is detected as lift, 500N=4V output, 200Hz low-pass filtered waveform is sampled at 500Hz, and recorded for about 30 seconds at each wind speed stage. A time average value was calculated.

(供試体)
供試体は、図1~図3に示すような一般的な在来線用シングルアーム型パンタグラフであり、図19及び図21に示す実施例1~4及び従来例1,2の舟体が取り付けられている。図19(A)~(C)及び図21(B)に示す実施例1,2は、図6に示す第1実施形態及び図8に示す第2実施形態の舟体8A,8Bであり、舟体の一方の端部と他方の端部との間に略連続して開口部が形成されている。実施例1,2は、図19(B)(C)に示すように、断面形状が異なる2形状である。図19(B)に示す実施例1は、図6に示す第1実施形態と同様に、略C字状の折り曲げタイプの断面形状である。図19(C)及び図21(B)に示す実施例2は、図8に示す第2実施形態と同様に、略U字状のコの字タイプの断面形状である。
(specimen)
The specimen is a general single-arm type pantograph for conventional lines as shown in FIGS. It is Examples 1 and 2 shown in FIGS. 19(A) to (C) and FIG. 21(B) are boat bodies 8A and 8B of the first embodiment shown in FIG. 6 and the second embodiment shown in FIG. An opening is formed substantially continuously between one end and the other end of the hull. As shown in FIGS. 19B and 19C, Examples 1 and 2 have two different cross-sectional shapes. Example 1 shown in FIG. 19B has a substantially C-shaped bending type cross-sectional shape, like the first embodiment shown in FIG. Example 2 shown in FIGS. 19C and 21B has a substantially U-shaped U-shaped cross-sectional shape, like the second embodiment shown in FIG.

図21(C)(D)に示す実施例3,4は、図19(C)に示す実施例2と同様に、いずれも略U字状のコの字タイプの断面形状である。図21(C)に示す実施例3は、図9に示す第3実施形態の舟体8A,8Bであり、舟体の中央のみに開口部が形成されている。図21(D)に示す実施例4は、図10に示す第4実施形態の舟体8A,8Bであり、舟体の端部のみに開口部が形成されている。 Examples 3 and 4 shown in FIGS. 21(C) and 21(D) each have a substantially U-shaped U-shaped cross-sectional shape, similar to Example 2 shown in FIG. 19(C). Example 3 shown in FIG. 21(C) is boat bodies 8A and 8B of the third embodiment shown in FIG. 9, and an opening is formed only in the center of the boat body. Example 4 shown in FIG. 21(D) is boat bodies 8A and 8B of the fourth embodiment shown in FIG. 10, and openings are formed only at the ends of the boat bodies.

図22(C)に示す実施例5は、図19(B)に示す実施例1の略C字状の折り曲げタイプの舟体の断面形状を改良している。図22(C)に示す実施例5は、図11に示す第5実施形態の舟体8A,8Bであり、舟体8A,8Bの後側の側部8c、下部8e及び補強部8fが上部8aから取り外されている。 Embodiment 5 shown in FIG. 22(C) has an improved cross-sectional shape of the substantially C-shaped bending type boat body of Embodiment 1 shown in FIG. 19(B). Example 5 shown in FIG. 22(C) is boat bodies 8A and 8B of the fifth embodiment shown in FIG. 8a has been removed.

図19(D)(E)に示す従来例1,2は、図19(B)(C)に示す実施例1,2の舟体の開口部を塞いでいる。従来例1,2は、実施例1,2と同様に、図19(D)(E)に示すように、断面形状が異なる2形状である。図19(D)に示す従来例1は、図6に示す第1実施形態と同様に、略C字状の折り曲げタイプの断面形状である。図19(E)に示す従来例2は、図8に示す第2実施形態と同様に、略U字状のコの字タイプの断面形状である。 Conventional examples 1 and 2 shown in FIGS. 19(D) and 19(E) close the openings of the hulls of Examples 1 and 2 shown in FIGS. 19(B) and 19(C). Similar to Examples 1 and 2, Conventional Examples 1 and 2 have two different cross-sectional shapes, as shown in FIGS. Conventional example 1 shown in FIG. 19(D) has a substantially C-shaped folded cross-sectional shape similar to the first embodiment shown in FIG. Conventional example 2 shown in FIG. 19(E) has a substantially U-shaped U-shaped cross-sectional shape similar to the second embodiment shown in FIG.

(舟体上下面開口による揚力変化抑制効果)
舟体上下面の開口の有無による揚力を比較した。図20に示すグラフは、試験風速30m/s (108km/h)、ロール角15°の測定条件で風洞試験を実施したときの開口部の有無による揚力測定結果である。縦軸は、揚力(N)であり、横軸はヨー角θ(deg)である。図20に示すように、実施例1,2のいずれの断面形状についても、舟体上下面を開口することで、従来例1,2に比べて広いヨー角範囲において揚力増加を抑制できることが確認された。特に揚力が極大値となる付近のヨー角42°~56°、124°~138°のヨー角範囲において大きな揚力変化抑制効果が得られることが確認された。また、実施例1,2と従来例1,2とを比較すると、なびき方向(ヨー角180°)及び反なびき方向(ヨー角0°)の揚力は、舟体上下面の開口の有無により大きくは変化していない。このため、実施例1,2についても従来例1,2と同様に、通常走行時の揚力には影響を及ぼさないことが確認された。
(Lift force change suppression effect due to the upper and lower surface openings of the hull)
We compared lift forces with and without openings on the upper and lower surfaces of the hull. The graph shown in FIG. 20 is the lift force measurement result with and without an opening when a wind tunnel test was conducted under the measurement conditions of a test wind speed of 30 m/s (108 km/h) and a roll angle of 15°. The vertical axis is the lift force (N), and the horizontal axis is the yaw angle θ (deg). As shown in FIG. 20, it was confirmed that opening the top and bottom surfaces of the hull in both the cross-sectional shapes of Examples 1 and 2 can suppress the increase in lift over a wider yaw angle range than in Conventional Examples 1 and 2. was done. In particular, it was confirmed that a large lift force change suppression effect can be obtained in the yaw angle ranges of 42° to 56° and 124° to 138°, where the lift is at its maximum value. Further, when comparing Examples 1 and 2 with Conventional Examples 1 and 2, the lift force in the bowing direction (yaw angle of 180°) and in the anti-bowing direction (yaw angle of 0°) is greater depending on the presence or absence of openings on the upper and lower surfaces of the hull. has not changed. For this reason, it was confirmed that Examples 1 and 2, like Conventional Examples 1 and 2, did not affect lift during normal running.

(舟体上下面の部分開口による揚力変化抑制効果)
舟体上下面の部分開口による揚力を比較した。図21(A)に示すグラフは、試験風速30m/s (108km/h)、ロール角15°の測定条件で風洞試験を実施したときの揚力測定結果である。縦軸は、揚力(N)であり、横軸はヨー角θ(deg)である。図21(A)に示すように、実施例3,4に係る舟体のように舟体上下面を部分的に開口した場合については、実施例2に係る舟体のように舟体上下面を全て開口した場合と比べて、揚力増加の抑制効果は小さいものの、一定の揚力変化抑制効果が得られることが確認された。
(Effect of suppressing lift change by partial opening on the upper and lower surfaces of the hull)
A comparison was made of the lift force due to partial openings on the upper and lower surfaces of the hull. The graph shown in FIG. 21(A) is the lift force measurement result when a wind tunnel test was conducted under the measurement conditions of a test wind speed of 30 m/s (108 km/h) and a roll angle of 15°. The vertical axis is the lift force (N), and the horizontal axis is the yaw angle θ (deg). As shown in FIG. 21A, when the upper and lower surfaces of the boat body are partially opened like the boat bodies according to the third and fourth embodiments, the upper and lower surfaces of the boat body are opened like the boat body according to the second embodiment. Although the effect of suppressing the increase in lift is small compared to the case where all the openings are open, it was confirmed that a certain effect of suppressing changes in lift was obtained.

(舟体断面形状の変更による揚力変化抑制効果)
舟体断面形状の変更による揚力を比較した。図22(A)に示すグラフは、ロール角15°、ヨー角56°で試験風速(km/h)を変化させた測定条件で風洞試験を実施したときの揚力測定結果である。縦軸は、揚力(N)であり、横軸は風速(km/h)である。図22(A)に示すように、実施例5のような上面開口部がある場合で、かつ、下流側の部品を取り除いた断面形状の場合については、実施例1のような上面開口部がある場合と比べて、揚力増加の抑制効果は小さいものの、流れの閉塞による影響が減り吹き抜けの効果によって、一定の揚力変化抑制効果が得られることが確認された。
(Effect of suppressing change in lift by changing the cross-sectional shape of the hull)
We compared the lift force by changing the cross-sectional shape of the hull. The graph shown in FIG. 22(A) is the lift force measurement result when the wind tunnel test was conducted under the measurement conditions where the test wind speed (km/h) was varied at a roll angle of 15° and a yaw angle of 56°. The vertical axis is lift (N) and the horizontal axis is wind speed (km/h). As shown in FIG. 22(A), when there is a top opening like in Example 5, and when the cross-sectional shape is obtained by removing downstream parts, the top opening like in Example 1 is formed. Although the effect of suppressing the increase in lift is small compared to the other case, it was confirmed that a certain effect of suppressing the change in lift was obtained due to the effect of the flow blockage being reduced and the effect of blowing through.

(他の実施形態)
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、集電装置6が在来線用パンタグラフである場合を例に挙げて説明したが、集電装置6が新幹線用パンタグラフである場合についても、この発明を適用することができる。また、この実施形態では、集電装置6がシングルアーム式パンタグラフである場合を例に挙げて説明したが、集電装置6が菱型パンタグラフなどの他の形式のパンタグラフである場合についても、この発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、なびき方向及び反なびき方向の双方向に使用可能な集電装置6を例に挙げて説明したが、なびき方向又は反なびき方向のいずれか一方向にのみ使用可能な集電装置についても、この発明を適用することができる。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and changes are possible as described below, which are also within the scope of the present invention.
(1) In this embodiment, the case where the current collector 6 is a conventional line pantograph has been described as an example, but the present invention can also be applied to the case where the current collector 6 is a Shinkansen pantograph. can be done. Further, in this embodiment, the case where the current collector 6 is a single-arm pantograph has been described as an example, but the case where the current collector 6 is a pantograph of another type such as a diamond-shaped pantograph is also applicable. The invention can be applied. Furthermore, in this embodiment, the current collector 6 that can be used in both the bowing direction and the anti-winding direction has been described as an example, but the collector that can be used only in either the bowing direction or the anti-winding direction is described. The present invention can also be applied to electronic devices.

(2) この実施形態では、ばね上昇/空気下降式構造の集電装置6を例に挙げて説明したが、このような構造の集電装置6にこの発明を限定するものではない。例えば、使用時には駆動力発生部20によって枠組11が上昇し、折畳時には主ばね19によって枠組11が下降する空気上昇/ばね下降式構造の集電装置についても、この発明を適用することができる。また、この実施形態では、平衡棒13の上端部を連結部10gにヒンジ部を介して回転自在に連結する構造の集電装置6を例に挙げて説明したが、上枠12の上端部と間隔をあけて平衡棒13の上端部を天井管10eにヒンジ部を介して回転自在に連結する構造の集電装置についても、この発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、2本の舟体8A,8Bを備える集電装置6を例に挙げて説明したが、1本の舟体を備える集電装置についても、この発明を適用することができる。例えば、図13~図16に示す舟体8Aが1本の集電装置の場合には、舟体8Aの下流側の下側角部が傾斜部25bによって面取りされているような構造であるため、舟体8Aの下面に流れFが直接衝突する面積を減少させることができる。その結果、舟体8Aを跳ね上げる流れFを受ける受圧面積が小さくなって、舟体8Aの下面側に生じる正圧PPが小さくなり、揚力低減効果を図ることができる。 (2) In this embodiment, the current collector 6 having a spring-up/air-down structure was described as an example, but the present invention is not limited to the current collector 6 having such a structure. For example, the present invention can be applied to a current collector having an air rise/spring fall type structure in which the frame 11 is lifted by the driving force generator 20 when in use, and the frame 11 is lowered by the main spring 19 when folded. . Further, in this embodiment, the current collector 6 having a structure in which the upper end of the balance rod 13 is rotatably connected to the connecting portion 10g via the hinge portion has been described as an example. The present invention can also be applied to a current collector having a structure in which the upper ends of the balance rods 13 are rotatably connected to the ceiling tube 10e via hinges at intervals. Furthermore, in this embodiment, the current collector 6 having two boats 8A and 8B was described as an example, but the present invention can also be applied to a current collector having one boat. can. For example, in the case of a current collector having one boat body 8A shown in FIGS. , the area where the flow F directly collides with the lower surface of the boat body 8A can be reduced. As a result, the pressure-receiving area that receives the flow F that bounces the boat body 8A becomes smaller, and the positive pressure PP generated on the lower surface side of the boat body 8A becomes smaller, so that the lift can be reduced.

(3) この実施形態では、舟体8Aを押し上げる流れFを舟体8Aが受ける場合を中心に説明したが、舟体8Aを押し下げる流れFを舟体8Aが受ける場合についても、この発明を適用することができる。例えば、舟体8Aに向かって吹き降ろす方向の流れを舟体8Aが受けたときに、舟体8Aの上方から下方に向かって開口部24Aから流れFを通過させることができる。その結果、舟体8Aの上面側の正圧PPが大きくなるのを抑制し、揚力変化を抑制することができる。また、例えば、舟体8Aの開口部24Aから下方に流出する流れFによって、舟体8Aの下側角部で剥離した流れFの向きを変えることができる。その結果、舟体8Aの後方における渦の発生を抑えることができるため、舟体8Aの下面側の負圧PNが大きくなるのを抑制し、揚力変化を抑制することができる。 (3) In this embodiment, the case where the hull 8A receives the flow F that pushes up the hull 8A has been mainly described, but the present invention can also be applied to the case where the hull 8A receives the flow F that pushes down the hull 8A. can do. For example, when the boat 8A receives a flow that blows down toward the boat 8A, the flow F can pass through the opening 24A from above to below the boat 8A. As a result, it is possible to suppress an increase in the positive pressure PP on the upper surface side of the boat body 8A, thereby suppressing a change in lift force. Further, for example, the direction of the flow F separated at the lower corner of the boat body 8A can be changed by the flow F flowing downward from the opening 24A of the boat body 8A. As a result, it is possible to suppress the generation of a vortex behind the boat body 8A, thereby suppressing an increase in the negative pressure P N on the underside of the boat body 8A and suppressing a change in lift force.

(4) この実施形態では、舟体8A,8Bの長さ方向に開口部24A,24Bを隣接する接続部8j間に略連続して形成する場合を例に挙げて説明したが、接続部8jを省略して開口部24A,24Bを舟体8A,8Bの長さ方向に連続して形成する場合についても、この発明を適用することができる。また、この実施形態では、1枚の長板をプレス加工によって組み立てた舟体8A,8Bを例に挙げて説明したが、複数枚の長板を溶接加工又は複数枚の長板を組み立てた舟体8A,8Bについても、この発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、舟体8A,8Bの断面形状が略C字状又は略U字状である場合を例に挙げて説明したが、舟体8A,8Bの断面形状がこれらの形状以外の任意の形状である場合についても、この発明を適用することができる。 (4) In this embodiment, the case where the openings 24A and 24B are formed substantially continuously between the adjacent connection portions 8j in the longitudinal direction of the boat bodies 8A and 8B has been described as an example. is omitted and the openings 24A and 24B are formed continuously in the longitudinal direction of the boat bodies 8A and 8B. Further, in this embodiment, the boat bodies 8A and 8B assembled by pressing a single long plate have been described as an example. The present invention can also be applied to bodies 8A and 8B. Furthermore, in this embodiment, the cross-sectional shape of the boat bodies 8A and 8B is substantially C-shaped or substantially U-shaped. The present invention can also be applied to cases of arbitrary shapes.

(5) この実施形態では、舟体8A,8Bが板状である場合を例に挙げて説明したが、舟体8A,8Bが筒状である場合についても、この発明を適用することができる。この場合には、筒状の舟体の下部から上部を貫通し、この舟体の下部及び上部に開口部を形成することができる。また、この第2実施形態では、断面形状が略U字状の舟体8A,8Bの一端部と他端部との間に略連続して開口部24A,24Bを形成する場合を例に挙げて説明したが、断面形状が略U字状の舟体8A,8Bの中央部に開口部24A,24Bを形成したり、一端部と他端部とに開口部24A,24Bを形成したりする場合についても、この発明を適用することができる。さらに、この第5実施形態では、断面形状が略C字状の舟体8A,8Bに適用する場合を例に挙げて説明したが、断面形状が略U字状の舟体8A,8Bについても、この発明を適用することができる。 (5) In this embodiment, the boats 8A and 8B are plate-shaped. . In this case, openings can be formed in the lower and upper parts of the cylindrical hull, penetrating from the lower part to the upper part of the hull. In the second embodiment, the openings 24A and 24B are formed substantially continuously between one end and the other end of the boat bodies 8A and 8B having a substantially U-shaped cross section as an example. As described above, the openings 24A and 24B are formed in the central portion of the boat bodies 8A and 8B having a substantially U-shaped cross section, and the openings 24A and 24B are formed in one end and the other end. The present invention can also be applied to cases. Furthermore, in the fifth embodiment, the description has been given by taking as an example the case where the boat bodies 8A and 8B having a substantially C-shaped cross section are applied. , the present invention can be applied.

(6) この第6実施形態及び第7実施形態では、正圧緩和部25A,25Bの傾斜部25b及び整流部26A,26Bの傾斜部26a,26bが平坦な傾斜面である場合を例に挙げて説明したが、曲面又は流線型の傾斜面である場合についても、この発明を適用することができる。また、この第6実施形態及び第7実施形態では、正圧緩和部25A,25Bが下部25fを備える場合を例に挙げて説明したが、下部25fを省略して傾斜部25bと側部25eとを直接接続する場合についても、この発明を適用することができる。同様に、この第6実施形態及び第7実施形態では、正圧緩和部25A,25Bが側部25dを備える場合を例に挙げて説明したが、側部25dを省略して傾斜部25bと接合部25cとを直接接続する場合についても、この発明を適用することができる。 (6) In the sixth and seventh embodiments, the inclined portions 25b of the positive pressure reducing portions 25A and 25B and the inclined portions 26a and 26b of the rectifying portions 26A and 26B are flat inclined surfaces. However, the present invention can also be applied to a curved surface or a streamlined inclined surface. In the sixth and seventh embodiments, the case where the positive pressure relief portions 25A and 25B include the lower portion 25f has been described as an example. The present invention can also be applied to the case of directly connecting the . Similarly, in the sixth and seventh embodiments, the positive pressure relief portions 25A and 25B have side portions 25d. The present invention can also be applied to a case where the portion 25c is directly connected.

1 架線
1a トロリ線
2 線路
3 車両
5 車体
5a 側面
5b 屋根
5c 肩部
6 集電装置
7A,7B すり板
8A,8B 舟体
8a 上部
8b 側部(前側側部)
8c 側部(後側側部)
8d 下部(前側下部)
8e 下部(後側下部)
8g 上面
8h 下面
8i 取付部
8j 接続部
10 舟支え部
11 枠組
23 揚力変化抑制構造
24A,24B 開口部
24a 流入口
24b 流出口
24c 流路
25A,25B 正圧緩和部
25b 傾斜部
26A,26B 整流部
26a,26b 傾斜部
F 流れ
1,H2 高さ
正圧 PP
負圧 PN
1,D2 進行方向
1 overhead wire 1a trolley wire 2 track 3 vehicle 5 vehicle body 5a side surface 5b roof 5c shoulder 6 current collector 7A, 7B slider 8A, 8B boat body 8a upper portion 8b side portion (front side portion)
8c side (rear side)
8d lower part (front lower part)
8e lower part (rear side lower part)
8g Upper surface 8h Lower surface 8i Attachment portion 8j Connection portion 10 Boat support portion 11 Framework 23 Lift change suppression structure 24A, 24B Opening portion 24a Inlet 24b Outlet 24c Flow path 25A, 25B Positive pressure relaxation portion 25b Inclined portion 26A, 26B Straightening portion 26a, 26b Inclined portion F Flow H 1 , H 2 Height Positive pressure PP
Negative pressure PN
Direction of D 1 , D 2

Claims (14)

集線装置の舟体に作用する揚力を変化させる流れをこの舟体が受けたときに、この舟体に作用する揚力の変化を抑制する舟体の揚力変化抑制構造であって、
前記舟体を上下方向に貫通し、この舟体の上下面で開口する開口部を備えること、
を特徴とする舟体の揚力変化抑制構造。
A lift change suppression structure for a hull that suppresses a change in the lift acting on the hull when the hull receives a flow that changes the lift acting on the hull of the concentrator,
providing an opening vertically penetrating the hull and opening at the upper and lower surfaces of the hull;
A hull lift change suppression structure characterized by:
請求項1に記載の舟体の揚力変化抑制構造において、
前記開口部は、前記舟体の一端部と他端部との間に略連続して形成されていること、
を特徴とする舟体の揚力変化抑制構造。
In the lift change suppression structure of the hull according to claim 1,
the opening is formed substantially continuously between one end and the other end of the boat;
A hull lift change suppression structure characterized by:
請求項1に記載の舟体の揚力変化抑制構造において、
前記開口部は、前記舟体の中央部に形成されていること、
を特徴とする舟体の揚力変化抑制構造。
In the lift change suppression structure of the hull according to claim 1,
The opening is formed in the central portion of the hull;
A hull lift change suppression structure characterized by:
請求項1に記載の舟体の揚力変化抑制構造において、
前記開口部は、前記舟体の一端部と他端部とに形成されていること、
を特徴とする舟体の揚力変化抑制構造。
In the lift change suppression structure of the hull according to claim 1,
The openings are formed at one end and the other end of the hull;
A hull lift change suppression structure characterized by:
請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の舟体の揚力変化抑制構造において、
前記舟体の下面側に生じる正圧を緩和する正圧緩和部を備えること、
を特徴とする舟体の揚力変化抑制構造。
In the hull lift change suppression structure according to any one of claims 1 to 4,
comprising a positive pressure relief portion that relieves the positive pressure generated on the lower surface side of the hull;
A hull lift change suppression structure characterized by:
請求項5に記載の舟体の揚力変化抑制構造において、
前記正圧緩和部は、前記舟体の下面側を下方から上方に向かう流れの閉塞を緩和すること、
を特徴とする舟体の揚力変化抑制構造。
In the lift change suppression structure of the hull according to claim 5,
the positive pressure relief part relieves blockage of a flow directed upward from below on the lower surface side of the hull;
A hull lift change suppression structure characterized by:
請求項5又は請求項6に記載の舟体の揚力変化抑制構造において、
前記正圧緩和部は、前記舟体の後側に、この舟体の前側よりも高さが低い低部を備えること、
を特徴とする舟体の揚力変化抑制構造。
In the hull lift change suppression structure according to claim 5 or claim 6,
The positive pressure relief section has a lower portion on the rear side of the hull and lower in height than the front side of the hull;
A hull lift change suppression structure characterized by:
請求項5に記載の舟体の揚力変化抑制構造において、
前記正圧緩和部は、前記舟体の下面側を下方から上方に向かう流れの閉塞を緩和するとともに、この舟体の下面側に負圧を生成すること、
を特徴とする舟体の揚力変化抑制構造。
In the lift change suppression structure of the hull according to claim 5,
the positive pressure relief part relieves blockage of a flow directed upward from below on the lower surface side of the boat body, and generates a negative pressure on the lower surface side of the boat body;
A hull lift change suppression structure characterized by:
請求項5又は請求項8に記載の舟体の揚力変化抑制構造において、
前記正圧緩和部は、前記舟体の後側に、前方から後方に向かって斜め上方に傾斜する傾斜部を備えること、
を特徴とする舟体の揚力変化抑制構造。
In the lift change suppression structure for the hull according to claim 5 or claim 8,
The positive pressure relief section has an inclined section on the rear side of the hull that inclines obliquely upward from the front to the rear;
A hull lift change suppression structure characterized by:
請求項5から請求項9までのいずれか1項に記載の舟体の揚力変化抑制構造において、
前記正圧緩和部に向けて流れを導く整流部を備えること、
を特徴とする舟体の揚力変化抑制構造。
In the lift force change suppression structure for the hull according to any one of claims 5 to 9,
comprising a rectifying section that guides the flow toward the positive pressure relieving section;
A hull lift change suppression structure characterized by:
請求項10に記載の舟体の揚力変化抑制構造において、
前記整流部は、前記舟体の下面側に負圧を生成すること、
を特徴とする舟体の揚力変化抑制構造。
In the lift change suppression structure for the hull according to claim 10,
the straightening unit generates a negative pressure on the lower surface side of the boat body;
A hull lift change suppression structure characterized by:
請求項10又は請求項11に記載の舟体の揚力変化抑制構造において、
前記整流部は、前記舟体の前側の下部に、前方から後方に向かって斜め上方に傾斜する傾斜部を備えること、
を特徴とする舟体の揚力変化抑制構造。
In the lift change suppression structure for the hull according to claim 10 or 11,
The rectifying section has an inclined section that inclines obliquely upward from the front to the rear at the lower front side of the boat body;
A hull lift change suppression structure characterized by:
請求項10から請求項12までのいずれか1項に記載の舟体の揚力変化抑制構造において、
前記整流部は、前記舟体の前側の下部に、後方から前方に向かって斜め上方に傾斜する傾斜部を備えること、
を特徴とする舟体の揚力変化抑制構造。
In the hull lift change suppression structure according to any one of claims 10 to 12,
The rectifying section has a sloped section that slopes obliquely upward from the rear to the front at the lower front side of the boat body;
A hull lift change suppression structure characterized by:
請求項1から請求項13までのいずれか1項に記載の舟体の揚力変化抑制構造において、
前記舟体は、在来線を走行する車両の集電装置の舟体であること、
を特徴とする舟体の揚力変化抑制構造。
In the lift force change suppression structure for the hull according to any one of claims 1 to 13,
The hull is a hull of a current collector of a vehicle running on a conventional line;
A hull lift change suppression structure characterized by:
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