JP2720619B2 - 集電装置の遮音装置 - Google Patents

集電装置の遮音装置

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JP2720619B2
JP2720619B2 JP3066022A JP6602291A JP2720619B2 JP 2720619 B2 JP2720619 B2 JP 2720619B2 JP 3066022 A JP3066022 A JP 3066022A JP 6602291 A JP6602291 A JP 6602291A JP 2720619 B2 JP2720619 B2 JP 2720619B2
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勝之 寺田
博 檜垣
守成 服部
剛直 奥本
正人 岡崎
仁 鶴田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【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パンタグラ
フ集電装置の遮音装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】車両のパンタグラフ集電装置から発生す
る騒音としては、スパ−ク音、しゅう動音及び空力音等
があり、これらは速度の依存性が高く、特に空力音につ
いては走行速度のほぼ6乗則で増加する。従来、パンタ
グラフ集電装置からの騒音を低減する方法として特開昭
52−25310号公報記載のように、パンタグラフの
両側に側障壁を設け、側障壁によってパンタグラフ集電
装置からの騒音を遮音したり、特開昭58−4667号
公報に記載のように、側障壁と共に前後壁をパンタグラ
フ集電装置の周囲に設けるようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、パン
タグラフ集電装置からの発生音を遮へいし、また、パン
タグラフ集電装置の最大高さに対して、前後壁が十分な
高さを有し、前後壁の前面傾斜角を最適化することによ
り、パンタグラフ集電装置に当る空気流の平均流速を低
め、パンタグラフ集電装置の空力音の音圧レベルを低減
できるという効果をもたらす。また、車体の両側に設け
られた側壁により、スパ−ク音、しゅう動音の遮へい効
果をもたらす。
【0004】ここで、パンタグラフ集電装置に当る空気
流の平均流速を低減させるためには、パンタグラフの遮
音装置の前後壁の高さを十分高くし、かつ、前面の傾斜
角を大きくして、上流の前壁の上端における空気流のは
く離を大きくすることが有効であるが、この高さ増及び
前面の傾斜角の増大による空気抵抗の増大及びパンタグ
ラフ遮音装置自体の空力音増大が生じるという問題があ
った。
【0005】本発明の目的は、空力音を下げることので
きる遮音装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的は、走行方向に
おいて側壁の一端側を前方としたときに、該一端側の側
壁は該一端側に近い前後壁よりも前方側に突出させ、走
行方向の他端側の側壁は該他端側に近い前後壁よりも後
方側に突出させ、前記前後壁の高さは前記側壁の高さよ
りも低くすること、によって達成できる。
【0007】
【作用】上記構成によれば、側壁の端部が走行方向に突
出しているので、前後壁と側壁との交点から発生する空
力音を遮へいできるものである。また、前後壁が大きな
傾斜角で立ち上がる位置を車両の幅方向において側壁で
遮へいしているので、前記位置から発生する空力音を遮
へいできるものである。また、前後壁の高さを側壁より
も低くしているので、前後壁の頂点付近における空気流
の剥離によって生じる騒音を側壁によって遮へいできる
ものである。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は本発明によるパンタグラフ集電装置の遮音
装置の第1実施例を示す図である。1は車体、2は舟
体、上枠組、下枠組及び碍子等からなるパンタグラフ集
電装置である。3は車端屋根上の左右両側にほぼ平行に
設けられ、車両限界以内に最大高さHで取り付けられた
側壁である。側壁3の両端は車体1の屋根上に取り付け
角(傾斜角)θ1で設置されている。4は一対の側壁3
の間であってパンタグラフ集電装置2の前後位置に設け
られ、側壁3の高さHより低い高さhで設置された前後
壁である。
【0009】また、車両の走行方法において、側壁3の
一端側は前後壁4の前面よりも前方に突出している。側
壁3の他端側は走行方向の後端の前後壁4よりも後方に
突出している。
【0010】この構成によれば、車両の屋根上の両側に
設けられた十分な高さHを有する側壁3により、車両走
行時のパンタグラフ集電装置2からのスパ−ク音、しゅ
う動音等を十分に遮へいできる。
【0011】また、前後壁4の前面の傾斜角θ2を大き
く形成しているので、上流の前後壁4の上端における空
気流のはく離が大きくなり、パンタグラフ集電装置2の
位置における平均流速を低減でき、パンタグラフ集電装
置2の騒音を低減できる。また、このようにして前後壁
4の高さhを低くできるので、走行抵抗の低減を図るこ
とができるものである。さらに、一対の側壁3の間に前
後壁4を配置すると共に、前後壁4の高さhを側壁3の
高さHよりも低くしているので、前後壁4の頂点付近に
おける空気流のはく離によって生じる騒音(空力音)を
側壁3で遮へいできるものである。
【0012】また、側壁3の端部が走行方向に突出して
いない場合は前後壁4の端部から空力音が発生するが、
側壁3の端部が走行方向に突出しているので、前後壁4
と側壁3との交点から発生する空力音を遮へいできるも
のである。また、前後壁4が大きな傾斜角θ2で立ち上
がる位置(屋根上と前後壁4との交点)を車両の幅方向
において側壁3で遮へいしているので、前記位置から発
生する空力音を遮へいできるものである。
【0013】また、側壁3の前面の傾斜角θ1を小さく
しているので、空気抵抗を小さくでき、騒音の発生を小
さくできる。傾斜角は図に示すようにθ1<θ2である。
【0014】次に、本発明による第2実施例を図2によ
って説明する。同図において、上記第1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、側壁3の間にパンタグラフ集電装置
2の前後位置に設置される高さhの前後壁5の前面の傾
斜面を放物面状に形成させたものである。放物面は前後
壁5の下端側の傾斜角が小さく、上端側にいくに従って
傾斜角が大きくなっている。
【0015】このような構成によれば、前後壁5の空気
流の流れをスム−ズに上方に向け、前後壁5の上端にお
ける空気流のはく離を大きくして、パンタグラフ集電装
置2に当る空気流の平均流速をさらに低下できる。これ
により、パンタグラフ空力音を低減できる効果を生じ
る。また、前後壁5による空力音は前記同様に側壁3に
よる遮へい効果が得られ、車外への騒音低減が図れる。
【0016】次に、本発明による第3の実施例を図3に
よって説明する。同図において、上記第1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、側壁3の間にパンタグラフ集電装
置2の前後位置に設置された高さhの前後壁6の前面形
状を走行風の流れの直角方向に対して鋭角θ4とし、前
後壁6での車体幅方向の中心位置での前面傾斜角θ2
対して、前後壁の両端位置での前面傾斜角をθ2より小
さいθ3になるように徐々に小さく変化させたことであ
る。これにより、前後壁に当る走行風の流れが横方向に
スム−ズに流れ、空気抵抗が小さく、かつ、パンタグラ
フ集電装置2の取付け位置での平均流速の低減は得られ
るという効果がある。
【0017】次に、本発明による第4の実施例を図4、
図5及び図6によって説明する。図4において上記第1
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、前面傾斜角がθ2
り小さい傾斜角θ5を有する前後壁を側壁3の前方及び
後方位置に配置したことである。高速鉄道車両のパンタ
グラフ集電装置2及び遮音カバ−から発生する空力音に
あっては、本発明者の実験によれば、図5に示すように
車体1の屋根上水平方向と前後壁の前面とが成す傾斜角
θに応じて、パンタグラフ空力音(イ)と遮音カバ-空力
音(ロ)が逆の依存性で変化するという特性がある。この
ように遮音カバ−の前後壁とパンタグラフ集電装置間の
水平距離Lが一定の場合において、前面傾斜角θが大き
くなると前後壁の上端における空気流のはく離が大きく
なり、パンタグラフ集電装置2に当る平均流速が低減さ
れて、パンタグラフ集電装置2の空力音が低減される。
しかし、前面傾斜角θが大きくなると遮音カバ−の前後
壁自体の空力音(ロ)が増加することになり、総合音(イ)
+(ロ)をさらに低減できないことになる。図6は前後壁
7の頂点からパンタグラフ集電装置2の取付け中心まで
の車両の前後方向の水平距離Lを前後壁7の車体の屋根
上からの最大高さで除して、無次元化したパラメ−タL
/Hを横軸にとり、縦軸に平均流速を主流流速で除した
流速比αの変化を示したものである。このため、図6に
示すように、前後壁とパンタグラフ集電装置2間の水平
距離L/Hを長くすることにより、パンタグラフ集電装
置2に当る平均流速の低減はそのまま保ち、かつ、前後
壁の前面傾斜角θが小さくなることにより、遮音カバ−
の前後壁自体の空力音(ロ)が低減でき、総合音をさら
に低減できることになる。このように、前後壁7の前面
傾斜角をθ5としており第1実施例の前後壁4の前面傾
斜角θ2より小さくし、かつ、前壁の上端からパンタグ
ラフ集電装置2までの前後距離に関するパラメ−タL/
Hを2〜4mから3〜5mに長くすることにより、パン
タグラフ取付け位置における平均流速の低減効果はL/
H=2〜4mの場合と同等にえられる。これにより、遮
音カバ−とパンタグラフ集電装置2による空力音の総合
音をさらに低減できる。
【0018】次に、本発明による第5の実施例を図7に
よって説明する。同図において、上記第1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、側壁3と前後壁4の固定部付近に
おいて、図に示すように側壁8に内側から外側後方へつ
ながる切欠き部9を設けたものである。この時、走行風
が前面の前壁4に当ると、前壁面中央部の流れAは上方
へそのまま流れ、前後壁4の両端に近い流れBは切欠き
部9を通り、側壁8の外側後方へ導かれる。このため、
パンタグラフ集電装置の騒音低減効果はそのまま保ち、
流れはスム−ズになり空気抵抗が低減されるという効果
がある。
【0019】この時、切欠き部9からの風切音が懸念さ
れるが、これに対しては切欠き部のエッジ部を丸くした
り、あるいは内部に吸音材を貼る等により風切音を低減
させることができる。
【0020】なお、車体屋根上から車両限界内の最大高
さの側壁が、ある有限長で車体屋根上に設置されると見
栄えの低下が懸念される。このため、遮音カバ-の前後
壁とパンタグラフ集電装置の水平距離はそのまま保ち、
車体幅方向の両端に取付けられた側壁のみを車体屋根上
全長に長く伸ばした構造とすることにより、前後壁上端
からの空気流のはく離による平均流速の低減効果は保た
れるので、パンタグラフ集電装置の空力音の低減効果を
維持しつつ、車両外観の見栄え低下を防止することがで
きる。この時、車両走行方向に抵抗の小さい長細い側壁
であるため、騒音の増加及び空気抵抗の増加は僅かであ
る。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、前後壁と側壁との交点
から発生する空力音を遮へいでき、また、前後壁が大き
な傾斜角で立ち上がる位置から発生する空力音を遮へい
でき、また、前後壁の頂点付近から発生する空力音を遮
へいでき、低騒音の遮音装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるパンタグラフの遮音装置の第1実
施例を示す斜視図である。
【図2】本発明によるパンタグラフの遮音装置の第2実
施例を示す斜視図である。
【図3】本発明によるパンタグラフの遮音装置の第3実
施例を示す斜視図である。
【図4】本発明によるパンタグラフの遮音装置の第4実
施例を示す斜視図である。
【図5】前後壁の前面傾斜角に対する騒音レベルの関係
を示すグラフである。
【図6】パンタグラフ取付け位置に対する平均流速の関
係を示すグラフである。
【図7】本発明によるパンタグラフの遮音装置の第5実
施例を示す斜視図である。
【符号の説明】
1…車体、2…パンタグラフ集電装置、3…側壁、4…
前後壁。
───────────────────────────────────────────────────── 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 奥本 剛直 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 平3−28970(JP,U) 実開 平4−80203(JP,U)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車両の走行方向に沿って集電装置の両側に
    並列に設ける一対の側壁と、前記集電装置の前後に設け
    る一対の前後壁と、からなり、 前記走行方向において前記側壁の一端側を前方としたと
    きに、該一端側の前記側壁は該一端側に近い前記前後壁
    よりも前記前方側に突出しており、 前記走行方向の他端側の前記側壁は該他端側に近い前記
    前後壁よりも後方側に突出しており、 前記前後壁の高さは前記側壁の高さよりも低いこと、 を特徴とする集電装置の遮音装置。
  2. 【請求項2】 車両の走行方向に沿って集電装置の両側に
    並列に設ける一対の側壁と、前記集電装置の前後に設け
    る一対の前後壁と、からなり、 前記走行方向において前記側壁の一端側を前方としたと
    きに、該一端側の前記側壁は該一端側に近い前記前後壁
    よりも前記前方側に突出しており、 前記走行方向の他端側の前記側壁は該他端側に近い前記
    前後壁よりも後方側に突出しており、 前記一端側の前記前後壁よりも前記前方側の前記側壁
    に、該側壁を貫通する切り欠きを設けており、 前記他端側の前記前後壁よりも前記前方側の前記側壁
    に、該側壁を貫通する切り欠きを設けていること、 を特徴とする集電装置の遮音装置。
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