JP3808016B2 - 移動体模型の空気力学的試験方法、及び空気力学的試験用移動体模型 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地上の走行路を走行する移動体を縮小した移動体模型に関する空気力学的試験を行う方法、及び空気力学的試験用移動体模型に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄道列車を縮小した列車模型を風洞内に配置し、列車模型に作用する空気力を計測する風洞試験が行われている。風洞内の列車模型と実際の列車との間には、一定の法則（相似則）が成立するため、風洞試験で得られた空気力により、実際の列車における空気力の値を所定の換算により得ることができる。
【０００３】
列車模型による風洞試験においては、図５に示すような方法が用いられていた。すなわち、第１の方法は、図５（Ａ）に示すように、列車模型１１０をピアノ線１２１、１２２、１２３、１２４、１２５を用いて風洞の内壁１５４〜１５８から吊り下げるなどして支持する方法である。また、各ピアノ線には、天秤と呼ばれる検出部１１１、１１２、１１３が取り付けられている。天秤１１１〜１１３の内部には、ひずみゲージが設置されており、ピアノ線１２１、１２２、１２４などに作用する力を検出するようになっている。ひずみゲージの構成と作用については、後述する。
【０００４】
また、第２の方法では、図５（Ｂ）に示すように、列車模型２１０を、例えば下方から支柱２２１を用いて支持している。この支柱２２１には、天秤と呼ばれる検出部２１１が取り付けられている。この天秤２１１の内部には、ひずみゲージが設置されており、支柱２２１に作用する力を検出するようになっている。
【０００５】
また、第３の方法では、図５（Ｃ）に示すように、列車模型３１０と測定対象列車模型４１０を用い、列車模型３１０の内部に天秤３１１を設置し、天秤３１１に取り付けた梁部材３２１により、他方の測定対象列車模型４１０を支持している。したがって、測定対象列車模型４１０の車輪４２５は、レール模型３５１からは浮いた状態となっている。また、天秤３１１の内部には、ひずみゲージが設置されており、支柱３２１に作用する力を検出するようになっており、これにより、測定対象列車模型４１０に作用する力が検出できるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の列車模型風洞試験方法においては、以下のような問題点があった。
【０００７】
１）図５（Ａ）に示す第１の方法は、トンネル内で列車に作用する空気力を測定する場合には、トンネル模型の中でピアノ線等により列車模型を吊り下げ支持することになり、ピアノ線や天秤の設置が困難である、という問題があった。
【０００８】
２）図５（Ｂ）に示す第２の方法においては、レール模型２５１の下方から支柱２２１が風洞内に突出し、この支柱２２１に列車模型２１０を取り付けて支持させることになる。このため、支柱２２１は、比較的太い棒状部材となり、風洞内の空気の流れが支柱２２１によって乱され、実際の列車の場合とは条件が異なってしまう、という問題があった。
【０００９】
３）図５（Ｃ）に示す第３の方法においては、列車模型３１０の図における右側に隣接する測定対象列車模型４１０に加わる力は、天秤３１１によって検出できるが、天秤３１１を内蔵する列車模型３１０自体に作用する力は検出することができない、という問題があった。
【００１０】
４）また、従来の天秤では、１個の天秤で計測する場合には、図６に示すように、６個の力を検出しうる「６分力天秤」が必要であった。この６個の力とは、ｘ軸方向（例えば、列車の走行方向）の軸力Ｆｘ、ｙ軸方向（例えば、列車の走行方向に垂直な水平方向）の軸力Ｆｙ、ｚ軸方向（例えば、鉛直上下方向）の軸力Ｆｚ、ｘ軸のまわりのモーメントＭｘ、ｙ軸のまわりのモーメントＭｙ、ｚ軸のまわりのモーメントＭｚである。しかし、このような６分力天秤は、複雑な機構が必要であるため、非常に高価である、という問題があった。
【００１１】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、本発明の解決しようとする課題は、移動体模型の設置箇所が狭隘の場合や、多数の車両からなる列車模型の場合でも測定が可能で、費用も低廉な空気力学的試験方法及びそのための移動体模型を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る移動体模型の空気力学的試験方法は、地上の走行路を走行する移動体を縮小した移動体模型に関する空気力学的試験を行う方法であって、
前記移動体模型は、
模型本体と、
前記模型本体の前後方向の一方の前記模型本体の下部に設けられるとともに１又は２以上の車軸と当該車軸の両端付近に設けられる車輪を有しかつ前記模型本体から分離した状態に構成された第１台車部と、
前記模型本体の前後方向の他方の前記模型本体の下部に設けられるとともに１又は２以上の車軸と当該車軸の両端付近に設けられる車輪を有しかつ前記模型本体から分離した状態に構成された第２台車部と、
前記模型本体の前記第１台車部の付近の内部に形成された第１収容空間に前記模型本体から分離した状態で収容されるとともに一端が前記模型本体の前記第１収容空間側の内面に固定され他端が前記第１台車部に固定されかつ作用する力を検出する第１天秤部と、
前記模型本体の前記第２台車部の付近の内部に形成された第２収容空間に前記模型本体から分離した状態で収容されるとともに一端が前記模型本体の前記第２収容空間側の内面に固定され他端が前記第２台車部に固定されかつ作用する力を検出する第２天秤部を有し、
前記移動体模型に空気力を作用させ、前記第１天秤部及び前記第２天秤部により各力を検出すること
を特徴とする。
【００１３】
上記した移動体模型の空気力学的試験方法において、好ましくは、
前記第１天秤部は、前記第１台車部の上部に固定されて鉛直上方に延びるように立設され上端が前記模型本体の前記第１収容空間側の内面に固定される第１支柱を有し、前記第１支柱に作用する３軸方向の力を検出し、
前記第２天秤部は、前記第２台車部の上部に固定されて鉛直上方に延びるように立設され上端が前記模型本体の前記第２収容空間側の内面に固定される第２支柱を有し、前記第２支柱に作用する３軸方向の力を検出する。
【００１４】
また、上記した移動体模型の空気力学的試験方法において、好ましくは、前記３軸方向の力は、前記鉛直方向の力、及び前記鉛直方向に垂直でかつ前記移動体模型の進行方向と平行な方向の力、及び前記鉛直方向に垂直でかつ前記移動体模型の進行方向に垂直な方向の力である。
【００１５】
また、上記した移動体模型の空気力学的試験方法において、好ましくは、前記第１天秤部及び前記第２天秤部は、力を検出するひずみゲージを有する。
【００１６】
また、上記した移動体模型の空気力学的試験方法において、好ましくは、前記第１台車部及び前記第２台車部は、風洞の内部に設置されるとともに前記走行路を縮小した走行路模型に固定され、前記風洞により前記移動体模型に空気流が吹き付けられる。
【００１７】
また、上記した移動体模型の空気力学的試験方法において、好ましくは、前記移動体模型は、前記走行路を縮小した走行路模型の上を移動可能に構成される。
【００１８】
また、本発明に係る空気力学的試験用移動体模型は、
空気力学的試験を行うために、地上の走行路を走行する移動体を縮小した移動体模型であって、
模型本体と、
前記模型本体の前後方向の一方の前記模型本体の下部に設けられるとともに１又は２以上の車軸と当該車軸の両端付近に設けられる車輪を有しかつ前記模型本体から分離した状態に構成された第１台車部と、
前記模型本体の前後方向の他方の前記模型本体の下部に設けられるとともに１又は２以上の車軸と当該車軸の両端付近に設けられる車輪を有しかつ前記模型本体から分離した状態に構成された第２台車部と、
前記模型本体の前記第１台車部の付近の内部に形成された第１収容空間に前記模型本体から分離した状態で収容されるとともに一端が前記模型本体の前記第１収容空間側の内面に固定され他端が前記第１台車部に固定されかつ作用する力を検出する第１天秤部と、
前記模型本体の前記第２台車部の付近の内部に形成された第２収容空間に前記模型本体から分離した状態で収容されるとともに一端が前記模型本体の前記第２収容空間側の内面に固定され他端が前記第２台車部に固定されかつ作用する力を検出する第２天秤部を備えること
を特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る列車模型風洞試験方法の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態である列車模型風洞試験方法を説明する図である。また、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。
【００２１】
図１に示すように、この列車模型風洞試験方法では、風洞の床５３の上にレール模型５１及び５２を設置し、レール模型５１、５２の上に列車模型１０を固定している。
【００２２】
上記した列車模型１０は、鉄道列車を縮小した模型であって、模型本体１１と、第１台車部１２と、第２台車部１３と、第１天秤部１４と、第２天秤部１５を備えて構成されている。
【００２３】
模型本体１１は、金属、合成樹脂、木材、セラミックス等からなり、中空の細長い箱状の部材である。図１（Ａ）においては、模型本体１１の右端が前端部となり、模型本体１１の左端が後端部となっている。また、模型本体１１の内部の空間は、収容空間３１となっている。また、模型本体１１の下部には、前方に開口部１１ｃが、後方に開口部１１ｄが設けられている。
【００２４】
第１台車部１２は、金属、合成樹脂、木材、セラミックス等からなり、模型本体１１の前部側の下部に配置されている。第１台車部１２は、台車本体１６と、２個の車軸２１及び２２を有している。車軸２１には、車輪２５と２９が取り付けられている。また、車軸２２には、車輪２６と他の車輪（図示せず）が取り付けられている。また、第１台車部１２は、模型本体１１からは分離した状態となっている。
【００２５】
第２台車部１３は、金属、合成樹脂、木材、セラミックス等からなり、模型本体１１の後部側の下部に配置されている。第２台車部１３は、台車本体１７と、２個の車軸２３及び２４を有している。車軸２３には、車輪２７と他の車輪（図示せず）が取り付けられている。また、車軸２４には、車輪２８と他の車輪（図示せず）が取り付けられている。また、第２台車部１３は、模型本体１１からは分離した状態となっている。
【００２６】
また、第１天秤部１４は、模型本体１１の内部に形成された収容空間３１に、模型本体１１からは分離した状態で収容されている。また、第１天秤部１４は、柱状の第１支柱３２を有している。この第１支柱３２の下端は、第１台車部１２の上部に固定されており、第１支柱３２は、第１台車部１２から鉛直上方に延びるように立設されている。また、第１支柱３２の上端は、模型本体１１の収容空間３１側の内面のうち、前方の天井の下面となる箇所１１ａに固定されている。この固定は、接着、溶接、ボルト等による機械接合等のいずれでもよい。
【００２７】
また、第１支柱３２の下端付近は、模型本体１１の下部前方の開口部１１ｃに挿通された状態となっている。また、第１支柱３２には、作用する力を検出するひずみゲージ（後述）が取り付けられている。
【００２８】
また、第２天秤部１５は、模型本体１１の内部に形成された収容空間３１に、模型本体１１からは分離した状態で収容されている。また、第２天秤部１５は、柱状の第２支柱３３を有している。この第２支柱３３の下端は、第２台車部１３の上部に固定されており、第２支柱３３は、第２台車部１３から鉛直上方に延びるように立設されている。また、第２支柱３３の上端は、模型本体１１の収容空間３１側の内面のうち、後方の天井の下面となる箇所１１ｂに固定されている。この固定は、接着、溶接、ボルト等による機械接合等のいずれでもよい。
【００２９】
また、第２支柱３３の下端付近は、模型本体１１の下部後方の開口部１１ｄに挿通された状態となっている。また、第２支柱３３には、作用する力を検出するひずみゲージ（後述）が取り付けられている。
【００３０】
また、上記の列車模型１０の車輪２５〜２９（車輪２６、２７、２８の逆側の図示しない車輪も含む）のうち、少なくとも１個は、レール模型５１又は５２に固定されている。この固定は、接着、溶接、ボルト等による機械接合等のいずれでもよい。
【００３１】
風洞試験においては、列車模型１０は、風洞の内部に設置され、風洞により、列車模型１０に空気流が吹き付けられる。
【００３２】
次に、図２及び図３を用いて、第１天秤部１４における力の測定の原理を説明する。第２天秤部１５における力の測定の原理もまったく同様である。
【００３３】
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、作用する力を検出するための円柱状の部材（以下、「力検出用柱体」という。）４０の構成を示している。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００３４】
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、力検出用柱体４０の側面には、ひずみゲージ４１及び４２が貼り付けられている。
【００３５】
図２（Ｃ）に示すように、ひずみゲージ４１は、ゲージベース８１と、抵抗部８２と、リード線８３及び８４を有して構成されている。ゲージベース８１は、紙、ポリエステル樹脂等の電気絶縁材料からなり、薄膜状に形成されている。抵抗部８２は、金属や半導体等からなり、線状又は箔状に形成されている。抵抗部８２の長さＬＧはゲージ長と呼ばれる。ひずみゲージ４１は、接着剤等により力検出用柱体４０の表面に貼り付けられている。
【００３６】
力検出用柱体４０に、図２（Ａ）に示すようなｚ方向の引張力Ｆｚが加わると、ひずみゲージ４１の貼り付け位置の表面に引張応力が発生し、これに伴って抵抗部８２のゲージ長ＬＧに伸び量ΔＬが発生する。ΔＬとＬＧの比（ΔＬ／ＬＧ）を「ひずみ」といい、被測定物の表面に発生する「表面ひずみ」と等しい。金属等の抵抗は、ひずみに比例して変化する。ひずみゲージ４１の抵抗値をＲとし、ひずみをε（＝ΔＬ／ＬＧ）とし、ひずみεによるひずみゲージ４１の抵抗値の変化をΔＲとすると、下式（１）の関係が成立する。
ΔＲ／Ｒ＝Ｋ×ε ………（１）
ここに、Ｋは、比例定数であり、ゲージ率と呼ばれる。
【００３７】
リード線８３及び８４は、金属等の導体で形成され、外部の電気回路等との接続に用いられ、上記したゲージの抵抗変化を電圧等の変化として外部に出力する。また、力検出用柱体４０に、図２（Ａ）とは逆の方向の圧縮力が加わった場合には、ひずみゲージ４１の貼り付け位置の表面に圧縮応力が発生し、これに伴って抵抗部８２のゲージ長ＬＧに縮み量ΔＬが発生する。この場合にも、上式（１）の関係が成立する。ひずみゲージ４２についても、ひずみゲージ４１とまったく同様である。
【００３８】
したがって、ひずみゲージ４１の抵抗値の変化を計測することにより、力検出用柱体４０に作用するひずみεを検出することができる。フックの法則（弾性の法則）により、ひずみεから力検出用柱体４０に作用する軸力Ｆｚを検出することができる。
【００３９】
あるいは、ひずみゲージ４１の抵抗値の変化と、ひずみゲージ４２の抵抗値の変化を加算した値の１／２の値を算出してもよい。また、図２（Ｂ）の断面の円周角度９０度ごとに４個のひずみゲージを設置してもよい。４個のひずみゲージを用いると、各ひずみゲージを互いに接続して、「ホイートストンブリッジ回路」を構成することにより、温度変化等の誤差を低減することができる。
【００４０】
図３は、力検出用柱体４０の上端部４０ａに柱の中心軸（鉛直上下方向）に対して垂直となる水平力、例えばｘ方向（列車模型１０の進行方向）の力Ｆｘが作用した場合の力Ｆｘの検出原理を説明するものである。ここに、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【００４１】
この場合には、力検出用柱体４０の側面のうち、力Ｆｘの前方位置、及び後方位置となる箇所にひずみゲージ４３及び４４が貼り付けられている。
【００４２】
このような構成で、力検出用柱体４０の上端部４０ａに、図３（Ａ）に示すようなｘ方向の力Ｆｘが加わると、力検出用柱体４０の下端部４０ｂが固定されている状態では、力検出用柱体４０に、符号Ｍで示すような曲げモーメントが作用する。これにより、ひずみゲージ４３の貼り付け位置の表面には、引張応力が発生し、ひずみゲージ４４の貼り付け位置の表面には、圧縮応力が発生する。
【００４３】
これらの引張応力あるいは圧縮応力に伴うひずみは、ひずみゲージ４３及び４４によって検出することができる。これらのひずみから、応力を逆に求めることができる。また、力Ｆｘによる曲げモーメントＭが作用する場合の部材の応力は、計算で求められるから、ひずみゲージ４３及び４４の出力値（抵抗変化）を計測することにより、力検出用柱体４０に作用する力Ｆｘを検出することができる。
【００４４】
また、４個のひずみゲージを設置し、各ひずみゲージを互いに接続して、「ホイートストンブリッジ回路」を構成することにより、温度変化等の誤差を低減することができる。
【００４５】
また、図示はしていないが、図３の場合とまったく同様にして、力検出用柱体４０の上端部４０ａに柱の中心軸（鉛直上下方向）に対して垂直となる水平力、例えばｙ方向（列車模型１０の進行方向に垂直な水平方向）の力Ｆｙが作用した場合の力Ｆｙも検出することができる。
【００４６】
この場合も、４個のひずみゲージを設置し、各ひずみゲージを互いに接続して、「ホイートストンブリッジ回路」を構成することにより、温度変化等の誤差を低減することができる。
【００４７】
上記した力検出用柱体４０は、第１天秤部１４の第１支柱３２の内部に挿入配置されて構成される場合がある。あるいは、力検出用柱体４０は、第１天秤部１４の第１支柱３２であってもよい。また、力検出用柱体４０は、円柱に限定されず、角柱状、板状等であってもよい。第２天秤部１５における力の測定の原理も、第１天秤部１４の場合とまったく同様である。
【００４８】
上記した列車模型１０を用いれば、第１天秤部１４からの出力と、第２天秤部１５からの出力を合成することにより、列車模型１０の運動を検出することができる。すなわち、図４におけるｙ軸まわりの回転運動であるＭ２（ピッチング）、図４におけるｚ軸まわりの回転運動であるＭ３（ヨーイング）は、第１天秤部１４からの出力と、第２天秤部１５からの出力を減算することにより、算出することができる。ただし、図４におけるｘ軸まわりの回転運動であるＭ１（ローリング）は、算出できない。
【００４９】
上記した実施形態は、以下のような利点を有している。
【００５０】
ａ）列車模型１０の設置箇所が、トンネル模型内のように狭隘の場合でも、容易に設置、及び空気力の計測を行うことができる。
【００５１】
ｂ）多数の車両からなる列車模型の場合には、例えば、上記の列車模型１０と同様な構成の車両を、レール模型５１又は５２の上に列車のように並べて配置するとともに、各車両の車輪のうち少なくとも１個はレール模型５１又は５２に固定されるように構成すればよい。このように構成することにより、多数の車両からなる列車模型の場合にも、上記した１両の列車模型１０の場合とまったく同様にして、各車両に作用する空気力の測定を行うことができる。
【００５２】
ｃ）天秤部には、高価な６分力天秤ではなく、３分力天秤を使用するため、費用を低廉にすることができる。
【００５３】
上記において、列車模型１０は、特許請求の範囲における移動体模型及び空気力学的試験用移動体模型に相当している。また、レール模型５１、５２は、特許請求の範囲における走行路模型に相当している。また、収容空間３１は、特許請求の範囲における第１収容空間と第２収容空間を兼ねている。
【００５４】
なお、本発明は、上記した各実施形態に限定されるものではない。上記した実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００５５】
例えば、列車模型１０は、レール模型５１、５２に固定される場合に限定されず、レール模型５１、５２の上を移動可能なように構成されてもよい。この場合には、車軸２１〜２４が台車に固定され、車輪２５等がレール模型５１等の上を摺動するようにしてもよい。あるいは、車軸２１等が台車本体１６等に対して回転可能な構成としておき、車輪２５等がレール模型５１等の上をころがるようにしてもよい。このような構成とすれば、列車がトンネルから出たときに横風を受ける場合の空気力など、種々の場合の空気力学的試験を行うことができる。このように、移動体模型が走行路模型の上を移動可能に構成される場合、列車模型１０が１両であるときには、第１台車部１２の台車本体１６と、第２台車部１３の台車本体１７は、例えば棒状の部材（図示せず）等により連結する必要がある。これは、列車模型１０の第１台車部１２と第２台車部１３の移動速度にズレを生じさせないようにして、力の値を正確に測定するためである。また、移動体模型が走行路模型の上を移動可能に構成される場合で列車模型１０が２両以上となるときにも、力の正確な測定のため、隣接する列車模型の隣接する台車部の台車本体どうしは、例えば棒状の部材（図示せず）等により連結する必要がある。
【００５６】
また、本発明は、列車模型だけでなく、地上の走行路を走行する移動体を縮小した移動体模型に関する空気力学的試験方法であればよく、他の移動体、例えば、走行路上を走行する新交通システム、道路上を走行する自動車等にも適用可能である。
【００５７】
また、第１台車部に設けられる車軸の個数は、１個又は３個以上であってもよい。第２台車部に設けられる車軸の個数も同様に、１個又は３個以上であってもよい。
【００５８】
また、上記した収容空間３１のように、全体を中空とするだけでなく、模型本体の第１台車部の付近の内部に個別に第１収容空間を形成し、かつ、模型本体の第２台車部の付近の内部に個別に第２収容空間を形成するようにしてもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の移動体模型の空気力学的試験方法によれば、以下のような利点を有している。まず、列車模型の設置箇所が、トンネル模型内のように狭隘の場合でも、容易に設置、及び空気力の計測を行うことができる。さらに、第１天秤部、第２天秤部には、高価な６分力天秤ではなく、３分力天秤を使用するため、費用を低廉にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である列車模型風洞試験方法を説明する図である。
【図２】第１天秤部における力の測定の原理を説明する第１の図である。
【図３】第１天秤部における力の測定の原理を説明する第２の図である。
【図４】列車模型の運動を説明する図である。
【図５】従来の列車模型風洞試験方法を説明する図である。
【図６】従来の６分力天秤により計測される６個の力を示す図である。
【符号の説明】
１０ 列車模型
１１ 模型本体
１１ａ、１１ｂ 支柱取付部
１１ｃ、１１ｄ 開口部
１２ 第１台車部
１３ 第２台車部
１４ 第１天秤部
１５ 第２天秤部
１６、１７ 台車本体
２１〜２４ 車軸
２５〜２９ 車輪
３１ 収容空間
３２ 第１支柱
３３ 第２支柱
４０ 力検出用柱体
４１ ひずみゲージ
５１、５２ レール模型
５３ 風洞床
８１ ゲージベース
８２ 抵抗部
８３、８４ リード線
ＬＧ ゲージ長
１１０ 列車模型
１１１〜１１３ 天秤
１２１〜１２５ ピアノ線
１５１ レール模型
１５３ 風洞床
１５４〜１５８ 風洞内壁
２１０ 列車模型
２１１ 天秤
２２１ 支柱
２５１ レール模型
２５３ 風洞床
３１０ 列車模型
３１１ 天秤
３２１ 梁部材
３２５ 車輪
３５１ レール模型
３５３ 風洞床
４１０ 測定対象列車模型
４２５ 車輪
【発明の属する技術分野】
本発明は、地上の走行路を走行する移動体を縮小した移動体模型に関する空気力学的試験を行う方法、及び空気力学的試験用移動体模型に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄道列車を縮小した列車模型を風洞内に配置し、列車模型に作用する空気力を計測する風洞試験が行われている。風洞内の列車模型と実際の列車との間には、一定の法則（相似則）が成立するため、風洞試験で得られた空気力により、実際の列車における空気力の値を所定の換算により得ることができる。
【０００３】
列車模型による風洞試験においては、図５に示すような方法が用いられていた。すなわち、第１の方法は、図５（Ａ）に示すように、列車模型１１０をピアノ線１２１、１２２、１２３、１２４、１２５を用いて風洞の内壁１５４〜１５８から吊り下げるなどして支持する方法である。また、各ピアノ線には、天秤と呼ばれる検出部１１１、１１２、１１３が取り付けられている。天秤１１１〜１１３の内部には、ひずみゲージが設置されており、ピアノ線１２１、１２２、１２４などに作用する力を検出するようになっている。ひずみゲージの構成と作用については、後述する。
【０００４】
また、第２の方法では、図５（Ｂ）に示すように、列車模型２１０を、例えば下方から支柱２２１を用いて支持している。この支柱２２１には、天秤と呼ばれる検出部２１１が取り付けられている。この天秤２１１の内部には、ひずみゲージが設置されており、支柱２２１に作用する力を検出するようになっている。
【０００５】
また、第３の方法では、図５（Ｃ）に示すように、列車模型３１０と測定対象列車模型４１０を用い、列車模型３１０の内部に天秤３１１を設置し、天秤３１１に取り付けた梁部材３２１により、他方の測定対象列車模型４１０を支持している。したがって、測定対象列車模型４１０の車輪４２５は、レール模型３５１からは浮いた状態となっている。また、天秤３１１の内部には、ひずみゲージが設置されており、支柱３２１に作用する力を検出するようになっており、これにより、測定対象列車模型４１０に作用する力が検出できるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の列車模型風洞試験方法においては、以下のような問題点があった。
【０００７】
１）図５（Ａ）に示す第１の方法は、トンネル内で列車に作用する空気力を測定する場合には、トンネル模型の中でピアノ線等により列車模型を吊り下げ支持することになり、ピアノ線や天秤の設置が困難である、という問題があった。
【０００８】
２）図５（Ｂ）に示す第２の方法においては、レール模型２５１の下方から支柱２２１が風洞内に突出し、この支柱２２１に列車模型２１０を取り付けて支持させることになる。このため、支柱２２１は、比較的太い棒状部材となり、風洞内の空気の流れが支柱２２１によって乱され、実際の列車の場合とは条件が異なってしまう、という問題があった。
【０００９】
３）図５（Ｃ）に示す第３の方法においては、列車模型３１０の図における右側に隣接する測定対象列車模型４１０に加わる力は、天秤３１１によって検出できるが、天秤３１１を内蔵する列車模型３１０自体に作用する力は検出することができない、という問題があった。
【００１０】
４）また、従来の天秤では、１個の天秤で計測する場合には、図６に示すように、６個の力を検出しうる「６分力天秤」が必要であった。この６個の力とは、ｘ軸方向（例えば、列車の走行方向）の軸力Ｆｘ、ｙ軸方向（例えば、列車の走行方向に垂直な水平方向）の軸力Ｆｙ、ｚ軸方向（例えば、鉛直上下方向）の軸力Ｆｚ、ｘ軸のまわりのモーメントＭｘ、ｙ軸のまわりのモーメントＭｙ、ｚ軸のまわりのモーメントＭｚである。しかし、このような６分力天秤は、複雑な機構が必要であるため、非常に高価である、という問題があった。
【００１１】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、本発明の解決しようとする課題は、移動体模型の設置箇所が狭隘の場合や、多数の車両からなる列車模型の場合でも測定が可能で、費用も低廉な空気力学的試験方法及びそのための移動体模型を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る移動体模型の空気力学的試験方法は、地上の走行路を走行する移動体を縮小した移動体模型に関する空気力学的試験を行う方法であって、
前記移動体模型は、
模型本体と、
前記模型本体の前後方向の一方の前記模型本体の下部に設けられるとともに１又は２以上の車軸と当該車軸の両端付近に設けられる車輪を有しかつ前記模型本体から分離した状態に構成された第１台車部と、
前記模型本体の前後方向の他方の前記模型本体の下部に設けられるとともに１又は２以上の車軸と当該車軸の両端付近に設けられる車輪を有しかつ前記模型本体から分離した状態に構成された第２台車部と、
前記模型本体の前記第１台車部の付近の内部に形成された第１収容空間に前記模型本体から分離した状態で収容されるとともに一端が前記模型本体の前記第１収容空間側の内面に固定され他端が前記第１台車部に固定されかつ作用する力を検出する第１天秤部と、
前記模型本体の前記第２台車部の付近の内部に形成された第２収容空間に前記模型本体から分離した状態で収容されるとともに一端が前記模型本体の前記第２収容空間側の内面に固定され他端が前記第２台車部に固定されかつ作用する力を検出する第２天秤部を有し、
前記移動体模型に空気力を作用させ、前記第１天秤部及び前記第２天秤部により各力を検出すること
を特徴とする。
【００１３】
上記した移動体模型の空気力学的試験方法において、好ましくは、
前記第１天秤部は、前記第１台車部の上部に固定されて鉛直上方に延びるように立設され上端が前記模型本体の前記第１収容空間側の内面に固定される第１支柱を有し、前記第１支柱に作用する３軸方向の力を検出し、
前記第２天秤部は、前記第２台車部の上部に固定されて鉛直上方に延びるように立設され上端が前記模型本体の前記第２収容空間側の内面に固定される第２支柱を有し、前記第２支柱に作用する３軸方向の力を検出する。
【００１４】
また、上記した移動体模型の空気力学的試験方法において、好ましくは、前記３軸方向の力は、前記鉛直方向の力、及び前記鉛直方向に垂直でかつ前記移動体模型の進行方向と平行な方向の力、及び前記鉛直方向に垂直でかつ前記移動体模型の進行方向に垂直な方向の力である。
【００１５】
また、上記した移動体模型の空気力学的試験方法において、好ましくは、前記第１天秤部及び前記第２天秤部は、力を検出するひずみゲージを有する。
【００１６】
また、上記した移動体模型の空気力学的試験方法において、好ましくは、前記第１台車部及び前記第２台車部は、風洞の内部に設置されるとともに前記走行路を縮小した走行路模型に固定され、前記風洞により前記移動体模型に空気流が吹き付けられる。
【００１７】
また、上記した移動体模型の空気力学的試験方法において、好ましくは、前記移動体模型は、前記走行路を縮小した走行路模型の上を移動可能に構成される。
【００１８】
また、本発明に係る空気力学的試験用移動体模型は、
空気力学的試験を行うために、地上の走行路を走行する移動体を縮小した移動体模型であって、
模型本体と、
前記模型本体の前後方向の一方の前記模型本体の下部に設けられるとともに１又は２以上の車軸と当該車軸の両端付近に設けられる車輪を有しかつ前記模型本体から分離した状態に構成された第１台車部と、
前記模型本体の前後方向の他方の前記模型本体の下部に設けられるとともに１又は２以上の車軸と当該車軸の両端付近に設けられる車輪を有しかつ前記模型本体から分離した状態に構成された第２台車部と、
前記模型本体の前記第１台車部の付近の内部に形成された第１収容空間に前記模型本体から分離した状態で収容されるとともに一端が前記模型本体の前記第１収容空間側の内面に固定され他端が前記第１台車部に固定されかつ作用する力を検出する第１天秤部と、
前記模型本体の前記第２台車部の付近の内部に形成された第２収容空間に前記模型本体から分離した状態で収容されるとともに一端が前記模型本体の前記第２収容空間側の内面に固定され他端が前記第２台車部に固定されかつ作用する力を検出する第２天秤部を備えること
を特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る列車模型風洞試験方法の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態である列車模型風洞試験方法を説明する図である。また、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。
【００２１】
図１に示すように、この列車模型風洞試験方法では、風洞の床５３の上にレール模型５１及び５２を設置し、レール模型５１、５２の上に列車模型１０を固定している。
【００２２】
上記した列車模型１０は、鉄道列車を縮小した模型であって、模型本体１１と、第１台車部１２と、第２台車部１３と、第１天秤部１４と、第２天秤部１５を備えて構成されている。
【００２３】
模型本体１１は、金属、合成樹脂、木材、セラミックス等からなり、中空の細長い箱状の部材である。図１（Ａ）においては、模型本体１１の右端が前端部となり、模型本体１１の左端が後端部となっている。また、模型本体１１の内部の空間は、収容空間３１となっている。また、模型本体１１の下部には、前方に開口部１１ｃが、後方に開口部１１ｄが設けられている。
【００２４】
第１台車部１２は、金属、合成樹脂、木材、セラミックス等からなり、模型本体１１の前部側の下部に配置されている。第１台車部１２は、台車本体１６と、２個の車軸２１及び２２を有している。車軸２１には、車輪２５と２９が取り付けられている。また、車軸２２には、車輪２６と他の車輪（図示せず）が取り付けられている。また、第１台車部１２は、模型本体１１からは分離した状態となっている。
【００２５】
第２台車部１３は、金属、合成樹脂、木材、セラミックス等からなり、模型本体１１の後部側の下部に配置されている。第２台車部１３は、台車本体１７と、２個の車軸２３及び２４を有している。車軸２３には、車輪２７と他の車輪（図示せず）が取り付けられている。また、車軸２４には、車輪２８と他の車輪（図示せず）が取り付けられている。また、第２台車部１３は、模型本体１１からは分離した状態となっている。
【００２６】
また、第１天秤部１４は、模型本体１１の内部に形成された収容空間３１に、模型本体１１からは分離した状態で収容されている。また、第１天秤部１４は、柱状の第１支柱３２を有している。この第１支柱３２の下端は、第１台車部１２の上部に固定されており、第１支柱３２は、第１台車部１２から鉛直上方に延びるように立設されている。また、第１支柱３２の上端は、模型本体１１の収容空間３１側の内面のうち、前方の天井の下面となる箇所１１ａに固定されている。この固定は、接着、溶接、ボルト等による機械接合等のいずれでもよい。
【００２７】
また、第１支柱３２の下端付近は、模型本体１１の下部前方の開口部１１ｃに挿通された状態となっている。また、第１支柱３２には、作用する力を検出するひずみゲージ（後述）が取り付けられている。
【００２８】
また、第２天秤部１５は、模型本体１１の内部に形成された収容空間３１に、模型本体１１からは分離した状態で収容されている。また、第２天秤部１５は、柱状の第２支柱３３を有している。この第２支柱３３の下端は、第２台車部１３の上部に固定されており、第２支柱３３は、第２台車部１３から鉛直上方に延びるように立設されている。また、第２支柱３３の上端は、模型本体１１の収容空間３１側の内面のうち、後方の天井の下面となる箇所１１ｂに固定されている。この固定は、接着、溶接、ボルト等による機械接合等のいずれでもよい。
【００２９】
また、第２支柱３３の下端付近は、模型本体１１の下部後方の開口部１１ｄに挿通された状態となっている。また、第２支柱３３には、作用する力を検出するひずみゲージ（後述）が取り付けられている。
【００３０】
また、上記の列車模型１０の車輪２５〜２９（車輪２６、２７、２８の逆側の図示しない車輪も含む）のうち、少なくとも１個は、レール模型５１又は５２に固定されている。この固定は、接着、溶接、ボルト等による機械接合等のいずれでもよい。
【００３１】
風洞試験においては、列車模型１０は、風洞の内部に設置され、風洞により、列車模型１０に空気流が吹き付けられる。
【００３２】
次に、図２及び図３を用いて、第１天秤部１４における力の測定の原理を説明する。第２天秤部１５における力の測定の原理もまったく同様である。
【００３３】
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、作用する力を検出するための円柱状の部材（以下、「力検出用柱体」という。）４０の構成を示している。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００３４】
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、力検出用柱体４０の側面には、ひずみゲージ４１及び４２が貼り付けられている。
【００３５】
図２（Ｃ）に示すように、ひずみゲージ４１は、ゲージベース８１と、抵抗部８２と、リード線８３及び８４を有して構成されている。ゲージベース８１は、紙、ポリエステル樹脂等の電気絶縁材料からなり、薄膜状に形成されている。抵抗部８２は、金属や半導体等からなり、線状又は箔状に形成されている。抵抗部８２の長さＬＧはゲージ長と呼ばれる。ひずみゲージ４１は、接着剤等により力検出用柱体４０の表面に貼り付けられている。
【００３６】
力検出用柱体４０に、図２（Ａ）に示すようなｚ方向の引張力Ｆｚが加わると、ひずみゲージ４１の貼り付け位置の表面に引張応力が発生し、これに伴って抵抗部８２のゲージ長ＬＧに伸び量ΔＬが発生する。ΔＬとＬＧの比（ΔＬ／ＬＧ）を「ひずみ」といい、被測定物の表面に発生する「表面ひずみ」と等しい。金属等の抵抗は、ひずみに比例して変化する。ひずみゲージ４１の抵抗値をＲとし、ひずみをε（＝ΔＬ／ＬＧ）とし、ひずみεによるひずみゲージ４１の抵抗値の変化をΔＲとすると、下式（１）の関係が成立する。
ΔＲ／Ｒ＝Ｋ×ε ………（１）
ここに、Ｋは、比例定数であり、ゲージ率と呼ばれる。
【００３７】
リード線８３及び８４は、金属等の導体で形成され、外部の電気回路等との接続に用いられ、上記したゲージの抵抗変化を電圧等の変化として外部に出力する。また、力検出用柱体４０に、図２（Ａ）とは逆の方向の圧縮力が加わった場合には、ひずみゲージ４１の貼り付け位置の表面に圧縮応力が発生し、これに伴って抵抗部８２のゲージ長ＬＧに縮み量ΔＬが発生する。この場合にも、上式（１）の関係が成立する。ひずみゲージ４２についても、ひずみゲージ４１とまったく同様である。
【００３８】
したがって、ひずみゲージ４１の抵抗値の変化を計測することにより、力検出用柱体４０に作用するひずみεを検出することができる。フックの法則（弾性の法則）により、ひずみεから力検出用柱体４０に作用する軸力Ｆｚを検出することができる。
【００３９】
あるいは、ひずみゲージ４１の抵抗値の変化と、ひずみゲージ４２の抵抗値の変化を加算した値の１／２の値を算出してもよい。また、図２（Ｂ）の断面の円周角度９０度ごとに４個のひずみゲージを設置してもよい。４個のひずみゲージを用いると、各ひずみゲージを互いに接続して、「ホイートストンブリッジ回路」を構成することにより、温度変化等の誤差を低減することができる。
【００４０】
図３は、力検出用柱体４０の上端部４０ａに柱の中心軸（鉛直上下方向）に対して垂直となる水平力、例えばｘ方向（列車模型１０の進行方向）の力Ｆｘが作用した場合の力Ｆｘの検出原理を説明するものである。ここに、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【００４１】
この場合には、力検出用柱体４０の側面のうち、力Ｆｘの前方位置、及び後方位置となる箇所にひずみゲージ４３及び４４が貼り付けられている。
【００４２】
このような構成で、力検出用柱体４０の上端部４０ａに、図３（Ａ）に示すようなｘ方向の力Ｆｘが加わると、力検出用柱体４０の下端部４０ｂが固定されている状態では、力検出用柱体４０に、符号Ｍで示すような曲げモーメントが作用する。これにより、ひずみゲージ４３の貼り付け位置の表面には、引張応力が発生し、ひずみゲージ４４の貼り付け位置の表面には、圧縮応力が発生する。
【００４３】
これらの引張応力あるいは圧縮応力に伴うひずみは、ひずみゲージ４３及び４４によって検出することができる。これらのひずみから、応力を逆に求めることができる。また、力Ｆｘによる曲げモーメントＭが作用する場合の部材の応力は、計算で求められるから、ひずみゲージ４３及び４４の出力値（抵抗変化）を計測することにより、力検出用柱体４０に作用する力Ｆｘを検出することができる。
【００４４】
また、４個のひずみゲージを設置し、各ひずみゲージを互いに接続して、「ホイートストンブリッジ回路」を構成することにより、温度変化等の誤差を低減することができる。
【００４５】
また、図示はしていないが、図３の場合とまったく同様にして、力検出用柱体４０の上端部４０ａに柱の中心軸（鉛直上下方向）に対して垂直となる水平力、例えばｙ方向（列車模型１０の進行方向に垂直な水平方向）の力Ｆｙが作用した場合の力Ｆｙも検出することができる。
【００４６】
この場合も、４個のひずみゲージを設置し、各ひずみゲージを互いに接続して、「ホイートストンブリッジ回路」を構成することにより、温度変化等の誤差を低減することができる。
【００４７】
上記した力検出用柱体４０は、第１天秤部１４の第１支柱３２の内部に挿入配置されて構成される場合がある。あるいは、力検出用柱体４０は、第１天秤部１４の第１支柱３２であってもよい。また、力検出用柱体４０は、円柱に限定されず、角柱状、板状等であってもよい。第２天秤部１５における力の測定の原理も、第１天秤部１４の場合とまったく同様である。
【００４８】
上記した列車模型１０を用いれば、第１天秤部１４からの出力と、第２天秤部１５からの出力を合成することにより、列車模型１０の運動を検出することができる。すなわち、図４におけるｙ軸まわりの回転運動であるＭ２（ピッチング）、図４におけるｚ軸まわりの回転運動であるＭ３（ヨーイング）は、第１天秤部１４からの出力と、第２天秤部１５からの出力を減算することにより、算出することができる。ただし、図４におけるｘ軸まわりの回転運動であるＭ１（ローリング）は、算出できない。
【００４９】
上記した実施形態は、以下のような利点を有している。
【００５０】
ａ）列車模型１０の設置箇所が、トンネル模型内のように狭隘の場合でも、容易に設置、及び空気力の計測を行うことができる。
【００５１】
ｂ）多数の車両からなる列車模型の場合には、例えば、上記の列車模型１０と同様な構成の車両を、レール模型５１又は５２の上に列車のように並べて配置するとともに、各車両の車輪のうち少なくとも１個はレール模型５１又は５２に固定されるように構成すればよい。このように構成することにより、多数の車両からなる列車模型の場合にも、上記した１両の列車模型１０の場合とまったく同様にして、各車両に作用する空気力の測定を行うことができる。
【００５２】
ｃ）天秤部には、高価な６分力天秤ではなく、３分力天秤を使用するため、費用を低廉にすることができる。
【００５３】
上記において、列車模型１０は、特許請求の範囲における移動体模型及び空気力学的試験用移動体模型に相当している。また、レール模型５１、５２は、特許請求の範囲における走行路模型に相当している。また、収容空間３１は、特許請求の範囲における第１収容空間と第２収容空間を兼ねている。
【００５４】
なお、本発明は、上記した各実施形態に限定されるものではない。上記した実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００５５】
例えば、列車模型１０は、レール模型５１、５２に固定される場合に限定されず、レール模型５１、５２の上を移動可能なように構成されてもよい。この場合には、車軸２１〜２４が台車に固定され、車輪２５等がレール模型５１等の上を摺動するようにしてもよい。あるいは、車軸２１等が台車本体１６等に対して回転可能な構成としておき、車輪２５等がレール模型５１等の上をころがるようにしてもよい。このような構成とすれば、列車がトンネルから出たときに横風を受ける場合の空気力など、種々の場合の空気力学的試験を行うことができる。このように、移動体模型が走行路模型の上を移動可能に構成される場合、列車模型１０が１両であるときには、第１台車部１２の台車本体１６と、第２台車部１３の台車本体１７は、例えば棒状の部材（図示せず）等により連結する必要がある。これは、列車模型１０の第１台車部１２と第２台車部１３の移動速度にズレを生じさせないようにして、力の値を正確に測定するためである。また、移動体模型が走行路模型の上を移動可能に構成される場合で列車模型１０が２両以上となるときにも、力の正確な測定のため、隣接する列車模型の隣接する台車部の台車本体どうしは、例えば棒状の部材（図示せず）等により連結する必要がある。
【００５６】
また、本発明は、列車模型だけでなく、地上の走行路を走行する移動体を縮小した移動体模型に関する空気力学的試験方法であればよく、他の移動体、例えば、走行路上を走行する新交通システム、道路上を走行する自動車等にも適用可能である。
【００５７】
また、第１台車部に設けられる車軸の個数は、１個又は３個以上であってもよい。第２台車部に設けられる車軸の個数も同様に、１個又は３個以上であってもよい。
【００５８】
また、上記した収容空間３１のように、全体を中空とするだけでなく、模型本体の第１台車部の付近の内部に個別に第１収容空間を形成し、かつ、模型本体の第２台車部の付近の内部に個別に第２収容空間を形成するようにしてもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の移動体模型の空気力学的試験方法によれば、以下のような利点を有している。まず、列車模型の設置箇所が、トンネル模型内のように狭隘の場合でも、容易に設置、及び空気力の計測を行うことができる。さらに、第１天秤部、第２天秤部には、高価な６分力天秤ではなく、３分力天秤を使用するため、費用を低廉にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である列車模型風洞試験方法を説明する図である。
【図２】第１天秤部における力の測定の原理を説明する第１の図である。
【図３】第１天秤部における力の測定の原理を説明する第２の図である。
【図４】列車模型の運動を説明する図である。
【図５】従来の列車模型風洞試験方法を説明する図である。
【図６】従来の６分力天秤により計測される６個の力を示す図である。
【符号の説明】
１０ 列車模型
１１ 模型本体
１１ａ、１１ｂ 支柱取付部
１１ｃ、１１ｄ 開口部
１２ 第１台車部
１３ 第２台車部
１４ 第１天秤部
１５ 第２天秤部
１６、１７ 台車本体
２１〜２４ 車軸
２５〜２９ 車輪
３１ 収容空間
３２ 第１支柱
３３ 第２支柱
４０ 力検出用柱体
４１ ひずみゲージ
５１、５２ レール模型
５３ 風洞床
８１ ゲージベース
８２ 抵抗部
８３、８４ リード線
ＬＧ ゲージ長
１１０ 列車模型
１１１〜１１３ 天秤
１２１〜１２５ ピアノ線
１５１ レール模型
１５３ 風洞床
１５４〜１５８ 風洞内壁
２１０ 列車模型
２１１ 天秤
２２１ 支柱
２５１ レール模型
２５３ 風洞床
３１０ 列車模型
３１１ 天秤
３２１ 梁部材
３２５ 車輪
３５１ レール模型
３５３ 風洞床
４１０ 測定対象列車模型
４２５ 車輪
Claims (7)
- 地上の走行路を走行する移動体を縮小した移動体模型に関する空気力学的試験を行う方法であって、
前記移動体模型は、
模型本体と、
前記模型本体の前後方向の一方の前記模型本体の下部に設けられるとともに１又は２以上の車軸と当該車軸の両端付近に設けられる車輪を有しかつ前記模型本体から分離した状態に構成された第１台車部と、
前記模型本体の前後方向の他方の前記模型本体の下部に設けられるとともに１又は２以上の車軸と当該車軸の両端付近に設けられる車輪を有しかつ前記模型本体から分離した状態に構成された第２台車部と、
前記模型本体の前記第１台車部の付近の内部に形成された第１収容空間に前記模型本体から分離した状態で収容されるとともに一端が前記模型本体の前記第１収容空間側の内面に固定され他端が前記第１台車部に固定されかつ作用する力を検出する第１天秤部と、
前記模型本体の前記第２台車部の付近の内部に形成された第２収容空間に前記模型本体から分離した状態で収容されるとともに一端が前記模型本体の前記第２収容空間側の内面に固定され他端が前記第２台車部に固定されかつ作用する力を検出する第２天秤部を有し、
前記移動体模型に空気力を作用させ、前記第１天秤部及び前記第２天秤部により各力を検出すること
を特徴とする移動体模型の空気力学的試験方法。 - 請求項１記載の移動体模型の空気力学的試験方法において、
前記第１天秤部は、前記第１台車部の上部に固定されて鉛直上方に延びるように立設され上端が前記模型本体の前記第１収容空間側の内面に固定される第１支柱を有し、前記第１支柱に作用する３軸方向の力を検出し、
前記第２天秤部は、前記第２台車部の上部に固定されて鉛直上方に延びるように立設され上端が前記模型本体の前記第２収容空間側の内面に固定される第２支柱を有し、前記第２支柱に作用する３軸方向の力を検出すること
を特徴とする移動体模型の空気力学的試験方法。 - 請求項２記載の移動体模型の空気力学的試験方法において、
前記３軸方向の力は、前記鉛直方向の力、及び前記鉛直方向に垂直でかつ前記移動体模型の進行方向と平行な方向の力、及び前記鉛直方向に垂直でかつ前記移動体模型の進行方向に垂直な方向の力であること
を特徴とする移動体模型の空気力学的試験方法。 - 請求項１記載の移動体模型の空気力学的試験方法において、
前記第１天秤部及び前記第２天秤部は、力を検出するひずみゲージを有すること
を特徴とする移動体模型の空気力学的試験方法。 - 請求項１記載の移動体模型の空気力学的試験方法において、
前記第１台車部及び前記第２台車部は、風洞の内部に設置されるとともに前記走行路を縮小した走行路模型に固定され、前記風洞により前記移動体模型に空気流が吹き付けられること
を特徴とする移動体模型の空気力学的試験方法。 - 請求項１記載の移動体模型の空気力学的試験方法において、
前記移動体模型は、前記走行路を縮小した走行路模型の上を移動可能に構成されること
を特徴とする移動体模型の空気力学的試験方法。 - 空気力学的試験を行うために、地上の走行路を走行する移動体を縮小した移動体模型であって、
模型本体と、
前記模型本体の前後方向の一方の前記模型本体の下部に設けられるとともに１又は２以上の車軸と当該車軸の両端付近に設けられる車輪を有しかつ前記模型本体から分離した状態に構成された第１台車部と、
前記模型本体の前後方向の他方の前記模型本体の下部に設けられるとともに１又は２以上の車軸と当該車軸の両端付近に設けられる車輪を有しかつ前記模型本体から分離した状態に構成された第２台車部と、
前記模型本体の前記第１台車部の付近の内部に形成された第１収容空間に前記模型本体から分離した状態で収容されるとともに一端が前記模型本体の前記第１収容空間側の内面に固定され他端が前記第１台車部に固定されかつ作用する力を検出する第１天秤部と、
前記模型本体の前記第２台車部の付近の内部に形成された第２収容空間に前記模型本体から分離した状態で収容されるとともに一端が前記模型本体の前記第２収容空間側の内面に固定され他端が前記第２台車部に固定されかつ作用する力を検出する第２天秤部を備えること
を特徴とする空気力学的試験用移動体模型。
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