JP2675185B2 - 集電装置の遮音装置および車両 - Google Patents

集電装置の遮音装置および車両

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JP2675185B2 JP2251985A JP25198590A JP2675185B2 JP 2675185 B2 JP2675185 B2 JP 2675185B2 JP 2251985 A JP2251985 A JP 2251985A JP 25198590 A JP25198590 A JP 25198590A JP 2675185 B2 JP2675185 B2 JP 2675185B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、集電装置の遮音装置に係り、特に高速で走
行する鉄道車両に好適な集電装置の遮音装置に関するも
のである。
〔従来の技術〕
従来の鉄道車両のパンタグラフの遮音装置としては、
例えば、実開昭52−159507号公報に記載のように、パン
タグラフの周囲に車体限界内の高さで障壁(パンタグラ
フカバー)を配置することにより遮音するものが知られ
ている。この技術は、パンタグラフからの発生音を遮へ
いするためのものであるが、パンタグラフの高さに対し
て十分な高さの障壁を有する場合には、走行風の風上側
前後壁の最上位置の後流において生じる空気流のはく離
のため、平均流速が主流速度以下となる領域が生じる。
パンタグラフの最大高さ位置がその領域内に位置した場
合には、流速に依存して増減するパンタグラフ空力音の
音源の強度を下げられるという副次的な効果をもたら
す。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術は、パンタグラフからの発生音を遮へい
し、又、パンタグラフの高さに対して十分な高さの障壁
を有する場合には、副次的にパンタグラフ空力音の音源
の強度を下げられるという効果をもたらす。ここで、パ
ンタグラフ空力音の音源の強度を下げるためには前後壁
の高さ及び傾斜角を大きくとることが有利であるが、傾
斜角を大きくすると、障壁から発生する空力音が過大と
なり、総合音が増大するという問題、及び、空気抵抗が
増大するという問題があった。
本発明の目的は、集電装置の遮音装置及び集電装置か
ら発生する空力音の総合音を下げ、かつ、空気抵抗を下
げる効果が発揮できる鉄道車両の集電装置の遮音装置を
提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、前後壁の表面からの突出
及び、格納を可能に支持され、かつ、突出状態において
前後壁の傾斜よりも大なる傾斜角を有するエアダムと、
エアダムを駆動してエアダムに突出・格納動作を生じさ
せる駆動手段と、車両の進行方向に応じて走行風に対す
る風上側のエアダムが突出し、風下側のエアダムが格納
(後退)されるように駆動手段を制御する制御手段を備
えたものである。
また、同じく上記目的を達成するために、前後壁の上
端において前面傾斜角の角度調整が可能に支持されたエ
アダムと、エアダムを駆動しエアダムに角度調整動作を
生じさせる駆動手段と、車両の進行方向に応じて、走行
風の風上側前後壁および風下側前後壁の上端のエアダム
の前面傾斜角の角度調整を行うように駆動手段を制御す
る制御手段を備えたものである。
さらに、上記目的のうち、集電装置から発生する空力
音を下げるために、前後壁の上部にエアダムを設けたも
のである。
〔作用〕
上記構成において、車両の進行方向に応じた切り換え
制御手段により、駆動手段を介して走行風に対する風上
側の前後壁の表面からエアダムが突出、あるいは前後壁
上端のエアダムが角度調整され当該部において既設の前
後壁の傾斜角より大なる傾斜角が構成される。エアダム
により構成される大なる傾斜角により、風上側前後壁及
びエアダムに沿った空気流が後部上方に変流され、最上
点近傍で生じるはく離を促進させその後流に生じる逆流
領域を上方に押し上げ、集電装置に当る平均流速を弱
め、集電装置から発生する空力音の音源の強度を低下さ
せる。さらに、車両の屋根上、前後壁、エアダムと徐々
に空気流の方向が変更されるため、元々、突出あるいは
角度調整後のエアダムの前面傾斜角を有する前後壁を単
独で構成した場合より、前後壁の空気抵抗を低減させる
と共に前後壁部分から発生する空力音の強度を低下させ
る。そして、集電装置及び、前後壁を含む遮音カバーか
らの空力音の総合音の強度を低下させる。一方、走行風
に対する風下側の前後壁側は突出・格納可能にエアダム
を支持した場合においてはエアダムが格納状態となり、
風下側前後壁のエアダムが突出状態において生じる風下
側前後壁後流のはく離領域の拡大を防ぎ、はく離領域の
大きさに応じて生じる空気抵抗の増大を低減させ、同上
側との空気抵抗の総和を低減させる。ここで、前後壁上
端にエアダムを角度調整可能に支持した場合において
は、風下側の前後壁上端のエアダムの前面傾斜角を既設
の前後壁の前面傾斜角より小さく角度調整することによ
り、風下側前後壁後流のはく離領域を小さく抑え、はく
離領域の大きさに応じて生じる空気抵抗の低減がはかれ
る。
また、前面傾斜角が既設の前後壁の前面傾斜角より大
なるエアダムを、前後壁の上部に設けることにより、エ
アダムに沿った空気流が後部上方に変流され、はく離を
促進し、集電装置に当る平均流速を弱め集電装置から発
生する空力音の音源の強度を低下させる。
〔実 施 例〕
以下、本発明の一実施例を第1図、第2図に基づいて
説明する。
第1図において、鉄道車両の車体1の屋根上に集電装
置であるパンタグラフ3の周囲を囲む形で遮音カバー2
が設けられ、遮音カバー2は、走行風Aに対する風上側
前後壁4、風下側前後壁5および側壁6より形成されて
いる。側壁6は車両の長手方向に沿ってパンタグラフの
両側にある。
前後壁4および5には風上側エアダム7及び風下側エ
アダム8が案内9に沿って出没可能に取り付けられてい
る。ここで、エアダム7,8は、パンタグラフ3の最大高
さ部の幅に応じた幅で、かつ、突出状態においては、前
後壁4および5の前面の傾斜角θより大なる傾斜角を
有する。このエアダム7および8には支柱11a、11bを介
してジャッキ10a、10bが介装されている。このジャッキ
10a、10bはシャフトの回転により伸縮する方式であり、
そのシャフトの下端部はモータ12aおよび12bの回転軸に
接続され、モータ12により駆動し回転する。モータ12は
制御手段13に結線され、該制御手段13により通電され回
転する。このジャッキ10a、10b及びモータ12a、12bは、
駆動手段14a、14bをそれぞれ構成する。
制御手段13は、第2図に示すように、切換えスイッチ
15、切換え回路16および駆動回路17を有している。ここ
で、切換えスイッチ15により、切換え回路16が作動し、
切換え回路16からの制御信号を駆動回路17へ出力し、該
信号に基づいてモータ12を通電する。
次に作用について説明する。
高速鉄道車両のパンタグラフ及びパンタグラフ遮音カ
バーから発生する空力音にあっては、第3図に示すよう
に、車体1の屋根上水平方向と前後壁4、5の前面とが
成す傾斜角度θに応じてパンタグラフ空力音(イ)及び
遮音カバー空力音(ロ)が逆の依存性で変化するという
特性がある。ここに、パンタグラフ空力音(イ)の大小
は、第1図に示す風上側前後壁4の最上点B点において
生じるはく離の大小に依存し、これは、主にB点におけ
る前後壁前面の傾斜角に応じて変化する。また、傾斜角
θに応じて空気抵抗係数CDが第4図に示すように変化す
る特性がある。
図1図及び第2図に示す実施例にかかるパンタグラフ
の遮音装置においては、上記空力特性を利用し、車両の
進行方向に応じて、エアダム7、8の突出・格納を制御
する。すなわち、切換えスイッチ15、切換え回路16、駆
動回路17を介して、走行風Aに対して風上側エアダム7
が突出し、風下側エアダム8が格納されるように、モー
タ12a及び12bに通電し、ジャッキ10aが突出動作を、ま
た、ジャッキ10bが格納動作を行う。
上述のように、このパンタグラフの遮音装置において
は、風上側エアダム7が突出するように制御されるの
で、風上側エアダム7の前面傾斜角の増大に応じて風
上側エアダム7の最上位置Cの後流のはく離領域が増大
し、その結果、パンタグラフ3の架線18の接触点である
最大高さ位置D点における平均流速が低下し、流速に依
存するパンタグラフ空力音の音源の強さを低減する効果
がある。又、遮音カバー空力音については、既設の風上
側前後壁4の前面傾斜角θに沿った空気流が風上側エア
ダム7の前面傾斜角を経て滑らかに流れるため、風上
側エアダム7の前面傾斜角でもって風上側前後壁4の
前面傾斜角θを構成した場合と比較して車体1と風上側
前後壁4の交わる位置Eにおいて生じる形状変化による
はく離渦を小さく抑えられ音源の強さが低下する効果が
ある。したがって、両者のデシベル和で定まる当該部の
空力音総合値を低減させる効果を得ることができる。ま
た、空気抵抗についても、風上側エアダム7の前面傾斜
角でもって風上側前後壁4の前面傾斜角θを構成した
場合と比較して低減させる効果が得られる。さらに、風
下側エアダム8を格納することにより、第5図(破線で
示す流線が風下側エアダム8を突出した状態での流線、
実線で示す流線が風下側エアダム8格納状態での流線)
に示すような風下側エアダム8が突出状態において生じ
る風下側前後壁5の後流のはく離領域の拡大を防ぎ、は
く離領域の大きさに応じて生じる空気抵抗の増大を低減
させる効果が得られる。
なお、本発明者の実験によれば、第6図に示すような
空力音総合値の低減効果を得ることができ、下記の表1
に示すような抵抗係数CDを得ることができた。
次に本発明による第2の実施例を第7図によって説明
する。同図において上記一実施例と同一符号は同一部材
を示すものである。本実施例の前記第1実施例との相違
点は、不動作状態においては風上側エアダム7および風
下側エアダム8の前面21aおよび21bを前後壁4および5
の上端の一部分として共有化し、かつ、動作状態におい
てはエアダムの前面21aおよび21bの角度調整が可能なよ
うにヒンジ20aおよび20bを軸として支持し、流体圧作動
装置19aおよび19bよりなる駆動装置14により駆動可能と
したことである。このような構成によれば、前記第1実
施例における効果に加えて、風下側前後壁5の後流に生
じるはく離領域の発生を小さく抑えられ空気抵抗をさら
に低減できる効果が生じる。
次に本発明による第3の実施例を第8図によって説明
する。同図において、前記実施例と同一符号は同一部材
を示すものである。本実施例の相違点はエアダム7およ
び8を固定方式としたものであり、パンタグラフ空力音
の低減を目的とした場合に有効であり、かつ、既設の遮
音カバー2を容易に改造できる点ですぐれている。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、エアダムによ
り空気流のはく離を局部的に増大させることができるの
で、集電装置及び集電装置の遮音カバーの空力音の総和
を低減し、かつ、抵抗係数を低減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例のパンタグラフ部分の側面
図、第2図は、第1図の実施例の制御手段の構成図、第
3図は、前後壁の前面傾斜角とパンタグラフ空力音およ
び遮音カバー空力音との関係線図、第4図は、前後壁の
前面傾斜角と抵抗係数との関係線図、第5図は、流線
図、第6図は、空力音低減効果を示す実験結果図、第7
図は、本発明の第2の実施例のパンタグラフ部分の側面
図、第8図は、本発明の第3の実施例のパンタグラフ部
分の斜視図である。 1……車体、4……風上側前後壁、5……風下側前後
壁、7……風上側エアダム、8……風下側エアダム、14
……駆動手段、13……制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 服部 守成 山口県下松市大字東豊井794番地 株式 会社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者 岡崎 正人 山口県下松市大字東豊井794番地 株式 会社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者 鶴田 仁 山口県下松市大字東豊井794番地 株式 会社日立製作所笠戸工場内 (56)参考文献 実開 昭52−159507(JP,U)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車両の進行方向において、集電装置の前後
    の位置に設置する前後壁と、 それぞれの前記前後壁の上部において、前記進行方向に
    おいて該前後壁の前面の傾斜面から突出可能に支持さ
    れ、かつ、突出状態において前記前後壁の傾斜角よりも
    大なる傾斜角を有するエアダムと、 該エアダムを駆動して該エアダムを突出または後退させ
    た状態にする駆動手段と、 車両の進行方向に応じて走行風に対して風上側エアダム
    を突出させ、風下側エアダムを前記後退状態とするよう
    に前記駆動手段を制御する制御手段と、 からなる集電装置の遮音装置。
  2. 【請求項2】車両の進行方向において、集電装置の前後
    の位置に設置する前後壁と、 それぞれの前記前後壁の上部に設置しており、該前後壁
    を兼ね、かつ、前記進行方向において前記前後壁の前面
    の傾斜角の角度を調整可能に設置したエアダムと、 該エアダムに角度調整動作を生じさせる駆動手段と、 車両の進行方向に応じて走行風に対して風上側の前記エ
    アダムの前記傾斜角を増大させ、風下側の前記エアダム
    の前記傾斜角を減少させるように前記駆動手段を制御す
    る制御手段と、 からなる集電装置の遮音装置。
  3. 【請求項3】車両の進行方向において、集電装置の前後
    の位置に設置する前後壁と、 該それぞれの前後壁の上部の位置に設けており、車両の
    進行方向の前面側の前記前後壁の傾斜角よりも大きい傾
    斜角を有するエアダムと、 からなる集電装置の遮音装置。
  4. 【請求項4】車体から突出する集電装置を備え、車両の
    進行方向において前記集電装置の前後に前記進行方向に
    対して傾斜した前後壁を設置した車両において、 車両の進行方向において上流側の前記前後壁の前面の上
    部の位置に、該前後壁の前面の傾斜角よりも大きい傾斜
    角のエアダムを設置していること、 を特徴とする車両。
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